基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微系统设备中的微位移检测领域，特别涉及一种基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统。
【背景技术】
[0002]微悬臂梁传感检测技术是在原子力显微镜和微机电系统基础上发展起来的一种基于力学效应的新兴传感检测技术，由于具备检测方法简单、灵敏度高、非标记、能实时原位再现检测等优点，已逐渐成为微纳传感技术研宄的热点，目前已在化学、生物等学科获得广泛研宄，如气体分子、蛋白质、病毒和基因检测。
[0003]其主要工作原理是:把探针分子固定到微悬臂梁的一侧表面，将此微悬臂梁放入密闭性很好的反应池中，当反应池中被检测样品的靶标分子与微悬臂梁表面的探针分子发生反应时，微悬臂梁表面应力会因此发生改变，从而导致微悬臂梁尖端发生弯曲变形，通过光学或电学方法实时的检测这种变形，即可得到该反应过程的实时反应信息。
[0004]目前对于微悬臂梁的弯曲程度检测一般采用光电位置敏感探测器进行接收，而微悬臂梁的弯曲位移一般在微米级，随着检测范围的扩大和检测环境的复杂，对装置体积和光电位置敏感探测器的测量精度提出了更高的要求，由于制造工艺水平的原因，部分光电位置敏感探测器测量精度难以符合实验要求，这就迫切需要实现缩小装置体积和更大程度的放大微悬臂梁弯曲程度位移。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型为了避免现有技术存在的不足之处，提供一种基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统，通过反应池内平面镜多次反射改变激光束路径，缩小装置体积，提升了微悬臂梁传感器的系统性能。
[0006]本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:
[0007]基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统，其特征是所述系统包括:
[0008]USB显微摄像头，所述USB显微摄像头固定在USB显微摄像头支架上；
[0009]半导体激光器，所述半导体激光器固定在半导体激光器支架上，用于发射水平光束；
[0010]半透半反镜，所述半透半反镜采取45°使用；
[0011]反应池，所述反应池用于放置夹持台和待测样品；
[0012]第一平面镜，所述第一平面镜安装在反应池上侧内壁上，并与反应池内壁平行；
[0013]第二平面镜，所述第二平面镜安装于反应池下侧内壁上，并与反应池内壁平行；
[0014]光电位置敏感探测器，所述光电位置敏感探测器通过光电位置敏感探测器支架固定在光电位置敏感探测器位移平台，用于采集经第二平面镜反射后的激光束；
[0015]模数转换器，所述模数转换器用于将光电位置敏感探测器记录的光斑位移信息模拟量转换成数字信号，所述数字信号输出至计算机中进行记录和处理。
[0016]所述模数转换器使用的是ADC0809芯片。
[0017]所述夹持台的台面与水平面形成0° -10°范围内的倾角。
[0018]微悬臂梁偏转检测系统的灵敏度与微悬臂梁偏转位移有较大关系，与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在:
[0019]I)平面镜多次反射改变激光束路径，使得装置的整体空间缩小；
[0020]2)平面镜位于反应池内部，减少外围因素对微悬臂梁系统性能的影响，实现精确度更高的检测；
[0021]3)采取半透半反镜使激光束可以准确的照射到微悬臂梁尖端上；
[0022]4)系统光路结构简单，容易搭建。
【附图说明】
[0023]图1本实用新型的系统原理图
[0024]图2平面镜多次反射激光束原理图
[0025]IUSB显微摄像头、2USB显微摄像头支架、3半导体激光器、4半导体激光器支架、5半透半反镜、6反应池、7反应池进口、8反应池出口、9微悬臂梁、10夹持台、11第一平面镜、12第二平面镜、13光电位置敏感探测器、14光电位置敏感探测器支架、15光电位置敏感器位移平台、16模数转换器和17计算机。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图1对本实用新型专利进行详细描述，以便技术人员理解。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，检测系统包括:
[0029]USB显微摄像头(I)，所述USB显微摄像头(I)固定在USB显微摄像头支架(2)上；
[0030]半导体激光器(3)，所述半导体激光器(3)固定在半导体激光器支架(4)上，用于发射水平光束；
[0031]半透半反镜(5)，所述半透半反镜(5)采取45°使用；
[0032]反应池(6)，所述反应池(6)用于放置夹持台(10)和待测样品；
[0033]第一平面镜(11)，所述第一平面镜(11)安装在反应池(6)上侧内壁上，并与反应池(6)内壁平行；
[0034]第二平面镜(12)，所述第二平面镜(12)安装于反应池(6)下侧内壁上，并与反应池(6)内壁平行；
[0035]光电位置敏感探测器(13)，所述光电位置敏感探测器(13)通过光电位置敏感探测器支架(14)固定在光电位置敏感探测器位移平台(15)，用于采集经第二平面镜(12)反射后的激光束；
[0036]模数转换器(16)，所述模数转换器(16)用于将光电位置敏感探测器(13)记录的光斑位移信息模拟量转换成数字信号，所述数字信号输出至计算机(17)中进行记录和处理。
[0037]所述模数转换器(16)使用的是ADC0809芯片。
[0038]所述夹持台(10)的台面与水平面形成0° -10°范围内的倾角。
[0039]检测系统按如下步骤进行:
[0040]I)将修饰过的微悬臂梁(9)固定于夹持台(10)上；
[0041]2)调整USB显微摄像头支架(2)，使USB显微摄像头⑴采集到微悬臂梁⑶的表面信息，调整半透半反镜(5)使得激光器(4)发出的激光束照射到微悬臂梁(8)尖端上；
[0042]3)激光束经微悬臂梁(8)尖端反射后照射到第一平面镜(11)上，经第一平面镜
(11)反射后的激光束照射到第二平面镜(12)上；
[0043]4)调整光电位置敏感探测器位移平台(15)，使得激光束照射到光电位置敏感探测器(13)的感光靶面内；
[0044]5)从反应池进口(7)向反应池(6)内添加检测样品，通过模数转换器(16)将光电位置敏感探测器(6)记录的光斑位移信息模拟量转换成数字信号，之后数字信号输出至计算机(17)进行光斑位移信息的记录和处理，检测微悬臂梁(9)的偏转情况。
[0045]本实用新型是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对实用新型进行各种变换及等同代替。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施过程，而应当落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方案。
【主权项】
1.基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统，其特征是所述系统包括: USB显微摄像头，所述USB显微摄像头固定在USB显微摄像头支架上； 半导体激光器，所述半导体激光器固定在半导体激光器支架上，用于发射水平光束； 半透半反镜，所述半透半反镜采取45°使用； 反应池，所述反应池用于放置夹持台和待测样品； 第一平面镜，所述第一平面镜安装在反应池上侧内壁上，并与反应池内壁平行； 第二平面镜，所述第二平面镜安装于反应池下侧内壁上，并与反应池内壁平行； 光电位置敏感探测器，所述光电位置敏感探测器通过光电位置敏感探测器支架固定在光电位置敏感探测器位移平台，用于采集经第二平面镜反射后的激光束； 模数转换器，所述模数转换器用于将光电位置敏感探测器记录的光斑位移信息模拟量转换成数字信号，所述数字信号输出至计算机中进行记录和处理。
2.根据权利要求1所述的基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统，其特征是:所述模数转换器使用的是ADC0809芯片。
3.根据权利要求1所述的基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统，其特征是:所述夹持台的台面与水平面形成0° -10°范围内的倾角。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于反应池内平面镜反射的微悬臂梁传感检测系统，属于微系统设备中的微位移检测领域。其包括半导体激光器、USB显微摄像头、半透半反镜、反应池、第一平面镜、第二平面镜、光电位置敏感探测器、模数转换器和一计算机。本实用新型采取半透半反镜使激光束可以准确的照射到微悬臂梁尖端上；利用在反应池内的多块平面镜将经微悬臂梁反射后的激光束再次进行反射，改变激光束路径，缩小装置体积；同时减少外围因素对微悬臂梁系统性能的影响，实现精确度更高的检测。
【IPC分类】G01B11-02, G01N33-00
【公开号】CN204421839
【申请号】CN201520045812
【发明人】程韦, 滕艳华, 张泽华, 夏玲燕, 薛长国, 何培文, 陈兆权
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月22日