全文摘要
本实用新型提供一种亚微米级毛细管拉锥系统，属于精密设备制造领域；本实用新型包括：电极加热器、毛细管、悬挂架和底座；所述毛细管的上端悬挂在所述悬挂架上，所述毛细管的下端连接有配重块；所述底座上设置有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有所述电极加热器；该电极加热器与所述毛细管相对应；所述配重块内设置有磁体，所述配重块的下方设置有电磁铁，该电磁铁与所述磁体相对应。本实用新型通过电极加热器加热毛细管的特定拉伸区域，并可以通过伸缩杆调整加热区域；同时配合配重块下的电磁铁，实现拉伸力度的有效控制，实现了对亚微米级别毛细管拉伸的简化操作。
主设计要求
1.一种亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，包括：电极加热器、毛细管、悬挂架和底座；所述毛细管的上端悬挂在所述悬挂架上，所述毛细管的下端连接有配重块；所述底座上设置有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有所述电极加热器；该电极加热器与所述毛细管相对应；所述配重块内设置有磁体，所述配重块的下方设置有电磁铁，该电磁铁与所述磁体相对应。
设计方案
1.一种亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，包括：电极加热器、毛细管、悬挂架和底座；
所述毛细管的上端悬挂在所述悬挂架上，所述毛细管的下端连接有配重块；
所述底座上设置有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有所述电极加热器；该电极加热器与所述毛细管相对应；
所述配重块内设置有磁体，所述配重块的下方设置有电磁铁，该电磁铁与所述磁体相对应。
2.根据权利要求1所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，所述拉锥系统还包括：显微镜和图像传感器；
所述显微镜安装在所述伸缩杆的顶端，且所述显微镜的第一端与所述毛细管相对应；所述图像传感器安装在所述显微镜的第二端。
3.根据权利要求1所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，所述底座上固定有电磁支架；所述电磁铁安装在所述电磁支架的顶端，且所述电磁铁位于所述配重块的下方。
4.根据权利要求1-3任一所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，所述毛细管的上端设置有上管套，所述毛细管通过所述上管套悬挂在所述悬挂架上；
所述毛细管的下端设置有下管套，所述毛细管通过所述下管套连接所述配重块。
5.根据权利要求1-3任一所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，所述底座上设置有竖直连杆，所述悬挂架通过所述竖直连杆固定在所述底座上。
6.根据权利要求1-3任一所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，所述电极加热器包括两个放电电极，两个所述放电电极分别位于所述毛细管的两侧。
7.根据权利要求6所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其特征在于，所述底座上设置有伸缩气缸，所述伸缩杆可上下滑动的安装于所述伸缩气缸内；两个所述放电电极之间设置有连接架，两个所述放电电极通过所述连接架固定在所述伸缩杆的顶部。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及精密加工设备制造技术，尤其涉及一种亚微米级毛细管拉锥系统，属于精密加工技术领域。
背景技术
近年来空心的石英毛细管可广泛用于各种光微流光学器件制备上，例如使其加工成回音壁模式圆形光学微腔和微气泡微腔，与其它光纤器件再进行全光器件组合而构成各种更高灵敏度光电传感器等。
微纳米量级毛细管在微流控，医疗等方面有广泛应用，其制备难度在于一致性和精度无法保证。
现有技术中，因受到工艺限制目前市面上提供的大量石英毛细管外径尺寸一般较大(100-300微米)，而对于光微流器件来说需要更细石英毛细管。为此需要把粗毛细管拉锥成细毛细管，实现更细外径尺寸(亚微米以下)的熔锥毛细管是当前工艺上一个难点。
现有技术中主要存在如下问题：
1、设备复杂，难以批量制造和调试；
2、拉锥过程中难以精确控制，石英毛细管易被拉断；
3、拉锥设备不易操作和控制，使用不便。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种新的亚微米级毛细管拉锥系统，主要通过基于现有技术中拉伸设备复杂的技术方案，针对其不灵活和操作复杂的缺陷，通过在对亚微米级毛细管拉锥系统的拉伸机构上进行优化设计，使毛细管在放置后能够在自由的调节加热区域和拉伸拉力，大大提高了操作简便性。
本实用新型实施例的亚微米级毛细管拉锥系统包括：电极加热器、毛细管、悬挂架和底座；
所述毛细管的上端悬挂在所述悬挂架上，所述毛细管的下端连接有配重块；
所述底座上设置有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有所述电极加热器；该电极加热器与所述毛细管相对应；
所述配重块内设置有磁体，所述配重块的下方设置有电磁铁，该电磁铁与所述磁体相对应。
如上所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述拉锥系统还包括：显微镜和图像传感器；
所述显微镜安装在所述伸缩杆的顶端，且所述显微镜的第一端与所述毛细管相对应；所述图像传感器安装在所述显微镜的第二端。
如上所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述底座上固定有电磁支架；所述电磁铁安装在所述电磁支架的顶端，且所述电磁铁位于所述配重块的下方。
如上所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述毛细管的上端设置有上管套，所述毛细管通过所述上管套悬挂在所述悬挂架上；
所述毛细管的下端设置有下管套，所述毛细管通过所述下管套连接所述配重块。
如上所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述底座上设置有竖直连杆，所述悬挂架通过所述竖直连杆固定在所述底座上。
如上所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述电极加热器包括两个放电电极，两个所述放电电极分别位于所述毛细管的两侧。
如上所述的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述底座上设置有伸缩气缸，所述伸缩杆可上下滑动的安装于所述伸缩气缸内；两个所述放电电极之间设置有连接架，两个所述放电电极通过所述连接架固定在所述伸缩杆的顶部。
本实用新型的亚微米级毛细管拉锥系统，由于采用以上结构，通过电极加热器加热毛细管的特定拉伸区域，并可以通过伸缩杆调整电极加热器的上下位置，以实现毛细管加热区域的变化；同时，可以实时调节配重块下的电磁铁的磁力大小，实现配重块重力的改变，实现拉伸力度的有效控制，实现了对亚微米级别毛细管拉伸的简化操作。
与现有技术相比，本实用新型亚微米级毛细管拉锥系统的优点在于：
1、通过配重块与电磁铁的磁力作用实现重力拉伸的可调，调节精度高、拉力平稳；
2、电极加热器配合伸缩杆的作用，实现拉伸的过程中不间断的有效加热；
3、设备结构简单，操作方便，能够降低亚微米级别毛细管制造成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例的亚微米级毛细管拉锥系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的亚微米级毛细管拉锥系统的侧面结构示意图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型实施例的亚微米级毛细管拉锥系统的结构示意图；并结合图2。
本实用新型实施例的亚微米级毛细管拉锥系统包括：电极加热器6、毛细管3、悬挂架1和底座2；一般情况下，所述底座2上设置有竖直连杆10，悬挂架1通过竖直连杆10固定在底座2上。
所述毛细管3的上端悬挂在所述悬挂架1上，所述毛细管1的下端连接有配重块4。通常来讲，毛细管的连接部分需要加装一个管套；具体的，毛细管3的上端设置有上管套，毛细管3通过所述上管套悬挂在悬挂架1上；毛细管3的下端设置有下管套，毛细管3通过所述下管套连接配重块4。
底座2上设置有伸缩杆21，所述伸缩杆21的顶端设置有所述电极加热器6；该电极加热器6与毛细管3相对应，用于对毛细管需拉锥部分区域进行电极加热。伸缩杆21一般采用电控操作，能够精确的控制伸缩杆21上下移动的距离。伸缩杆一般为气动伸缩杆或者伺服蜗杆式伸缩杆。
一般情况下，所述电极加热器6包括两个放电电极，两个放电电极分别位于所述毛细管3的两侧。
所述配重块4内设置有磁体，所述配重块4的下方设置有电磁铁40，该电磁铁40与所述磁体相对应，且电磁铁40与配重块4互不接触。如图2所示，底座1上固定有电磁支架41；所述电磁铁40安装在所述电磁支架41的顶端，且所述电磁铁40位于所述配重块4的下方。配重块4内的磁体一般为永磁体；电磁铁40通电后，其上端一般与永磁体的下端相斥；通过调整电磁铁40的磁力大小，即可调整配重块4的重力作用的大小，实现了对拉伸作用力的调整。
电磁铁40一般连接有磁力调节旋钮，从而实现拉伸作用力的调整。
本实施例中，电极加热器6即电介质加热器；它电介质加热器是通过电磁场来实现的。电介质材料放在两个电极之间，这两个电极连接到一个高频发电机上。电磁场激发物质分子运动，从而使材料发热。
本实用新型实施例的亚微米级毛细管拉锥系统，由于采用电极加热器加热毛细管的特定拉伸区域，并可以通过伸缩杆调整电极加热器的上下位置，以实现毛细管加热区域的变化；同时，可以实时调节配重块下的电磁铁的磁力大小，实现配重块重力的改变，实现拉伸力度的有效控制，实现了对亚微米级别毛细管拉伸的简化操作。
本实施例的亚微米级毛细管拉锥系统，还包括：显微镜5和图像传感器；显微镜5安装在伸缩杆21的顶端，且显微镜5具有用于获取图像第一端和用于观测的第二端。显微镜5的第一端与所述毛细管3相对应；图像传感器安装在所述显微镜的第二端，图像传感器用于将显微镜放大后的图像转化为数字图像并输出至显示器，以方便操作人员在显示器上观看和操作。图像传感器一般为感光光学器件，与数码相机的感光器件相同，通常为CCD。
显微镜5和图像传感器也安装在伸缩杆21上，这样能够保证显微镜和电极加热器能够同步动作，方便实时观测熔融毛细管的状况和拉伸效果。
进一步的，本实施例的亚微米级毛细管拉锥系统，其中，所述底座2上设置有伸缩气缸20，所述伸缩杆21可上下滑动的安装于所述伸缩气缸20内；两个所述放电电极之间设置有连接架60，两个所述放电电极通过所述连接架60固定在所述伸缩杆21的顶部。
一般情况下，显微镜5也具显微支架50，显微支架50也固定在伸缩杆21的顶部。
电磁支架41一般也安装在所述伸缩气缸20的顶部，从而保持固定的位置，以方便对配重块进行重力拉伸作用的调节。
本实用新型的操作步骤如下：
1、取一段长度大于3cm、外径20微米和内壁厚度5微米左右的石英毛细管，并在所述石英毛细管的两端套上长度相同的2个套管，再将其中一个套管安装在一个悬挂架下端，另一个套管下端悬挂一个配重块，使石英毛细管处于自然绷直状态，在底座上安装一个可上下移动的伸缩杆，伸缩杆上安装有对准毛细管的电极加热器(需要注意的点在于在毛细管拉制之前要经过超声波清洗机做仔细清洗，清洗后需要烘干才可以拉制，且拉锥过程中整个设备需要在一定真空度的环境内进行)。
2、打开电极加热器慢慢加大其功率，同时用显微镜实时观察石英毛细管上的加热区域部分物理变化情况，当加热区域开始出现熔融状态时停止加大电极加热器的功率，在继续维持加热情况下石英毛细管在配重块重力的作用下慢慢往下拉伸，同时通过调节电磁铁，控制配重块的重力拉伸作用，自然形成熔锥状拉细毛细管。
3、在石英毛细管停止继续被拉伸后关闭电极加热器，待自然冷却后轻轻取下配重块，然后轻轻地把石英毛细管和套管从悬挂架上取下来。
与现有技术相比，本实用新型亚微米级毛细管拉锥系统的优点在于：
1、通过配重块与电磁铁的磁力作用实现重力拉伸的可调，调节精度高、拉力平稳；
2、电极加热器配合伸缩杆的作用，实现拉伸的过程中不间断的有效加热；
3、设备结构简单，操作方便，能够降低亚微米级别毛细管制造成本。
4、采用放电电极加热，效果更好；
5、采用显微镜和图像传感器实时观测毛细管的拉伸效果，更加便于拉伸时的调整和操作；
6、显微镜和电极加热器均设置在伸缩杆上，能及时有效的调整加热区域并进行观测，能够满足作业的要求。
另外，本实用新型的亚微米级毛细管拉锥系统建造成本合理，结构设计紧凑，能充分的挖掘现有各项设备和技术的潜力，运行效率高且使用稳定，作业流程更加简便。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为拉锥系统的合理结构，并且包含本实用新型各个实施例所述的改进结构和方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920067945.3
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209132465U
授权时间:20190719
主分类号:G02B 6/255
专利分类号:G02B6/255
范畴分类:30A;
申请人:北京大盟创业科技有限公司
第一申请人:北京大盟创业科技有限公司
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发明人:张卉
第一发明人:张卉
当前权利人:北京大盟创业科技有限公司
代理人:杨方成
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类型名称:外观设计