本发明专利技术提供了一种能实现批量、稳定、高效制备微纳热电偶探针前体的批量制备装置，包括探针、电极、探针升降滑块、探针升降导轨模组、模块转移工作台、模块转移滑台、模块转移导轨模组、电化学腐蚀模块、清洗模块、烘干模块、绝缘层包覆模块和主控制模块。本发明专利技术采用模块转移工作台一次能完成若干支微纳热电偶探针前体的制作，大大地提高了微纳热电偶探针前体的制作效率，采用U型腐蚀槽作为腐蚀溶液的容器，有效的避免了阴极电极产生的气体造成腐蚀液扰动对探针针尖形貌成型的不利效果，得到具有良好针尖形貌的探针前体。
【技术实现步骤摘要】
微纳热电偶探针前体的批量制备装置
本专利技术涉及生物医疗仪器制备装置，特别涉及一种用于微纳环境温度测量的微纳热电偶探针前体的批量制备装置。
技术介绍
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。温度的变化反映了能量的转移、交换，以物质的温度为研究对象，可以得到许多物质的特性，温度的测量在许多行业都有广泛的应用，大至国防航天等重工业，小至民用家庭都非常常见。例如，我们对人的体温进行测量，作为判别人是否发烧的一项指标。因此，对温度测量工具的研究具有十分重要的价值。温度的测量一般按照测温工具是否接触被测温物体分为接触式和非接触两类，接触式需要直接接触被测物体，这种测温方式具有精度高、可靠等优点，同时也会引起器件对被测物体的温度场分布干扰；非接触式的测温工具不需要和被测物体接触便能通过被测物体的热辐射测得物体温度，这种方式具有简便、测温上限高等，缺点是不够精确。此外，按照测温检测信号分类可以分为电热式、光热式、热膨胀式等等。微区温度测量是指测量微区的温度变化。这就要求不断提高测温器件的分辨率和测量精度。目前随着微纳技术以及大规模集成电路的发展，基于纳米加工、基于荧光材料、基于纳米材料以及基于分子生物材料的测温传感器得到长足发展使得微区测温得以实现。近年来，得益于纳米技术和微纳电机技术的飞速发展，微区温度测量技术也取得很大的进步，各种微区温度测量手段不断被提出，如荧光测温(温敏荧光染料法、温敏荧光聚合物法、温敏荧光分子探针法、温敏荧光量子点法等)、微纳热电偶探针法、拉曼光谱测温等等。其中，微纳热电偶探针以其具有的制作简单、测温精度高、成本低廉、响应速度快、测温范围广等优点得到广泛的重视。微纳热电偶探针目前存在多种结构，其中比较广泛的两种是微移液管结构式和金属探针式。基于微移液管改造形成的测温热电偶探针，这种热电偶探针制作工序复杂，涉及到的仪器多且操作要求高，制作出的热电偶探针尺寸一般都微米到毫米级别，这样的尺寸无法很好满足要求测温工具尺寸在亚微米级别的测量应用(如单细胞温度测量)，因为热电偶探针尺寸过大对细胞造成的损伤是十分巨大的乃至是致命。而采用金属探针式制成的热电偶探针的测温结尺寸一般在亚微米级别，并且具有较大的热电系数、极快的响应速度、测温范围广等优点能满足许多微区测温需求。然而，目前市场上不能直接获取到能直接用于微区测温的微纳热电偶探针及其制作装置，同时现有的微纳热电偶探针制备装置存在制作效率低下，单支制作时间周期过长，制作装置复杂，自动化程度低等缺点，不能满足大量需求探针的需求。因此，研制能实现批量、稳定、高效制备微纳热电偶探针的装置对推动微区测温研究等测温应用具有很重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能实现批量、稳定、高效制备微纳热电偶探针前体的批量制备装置，本专利技术采用电化学腐蚀方法、自动控制技术、传感技术、真空离子溅射技术能够实现批量制备具有性质稳定、质地均一、探针针端直径范围在几十微米到几十纳米之间的可用于微区测温的热电偶探针。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 本专利技术微纳热电偶探针前体的批量制备装置包括探针、电极、探针升降滑块、探针升降导轨模组、模块转移工作台、模块转移滑台、模块转移导轨模组、电化学腐蚀模块、清洗模块、烘干模块、绝缘层包覆模块和主控制模块；所述探针与所述电极通过设置在所述探针升降滑块上的电极固定电路板固定并电连接；所述探针升降滑块与所述探针升降导轨模组垂直滑动配合；所述模块转移工作台一侧面设置有若干组固定螺孔，若干探针升降导轨模组通过所述固定螺孔与所述模块转移工作台螺栓连接；在所述模块转移工作台的每组所述固定螺孔的一侧开有纵向贯通的电极槽；所述模块转移工作台通过模块转移滑台与模块转移导轨模组水平滑动连接；所述模块转移导轨模组水平贯穿设置于电化学腐蚀模块、清洗模块、烘干模块和绝缘层包覆模块内顶部。所述主控制模块包括主控制电路模块和腐蚀控制电路模块，所述模块转移滑台能够在所述主控制电路模块的控制下水平移动，所述探针升降滑块能够在所述腐蚀控制电路模块的控制下垂直移动。所述电化学腐蚀模块包括U型腐蚀槽固定板和若干内盛装有电腐蚀溶液的U型腐蚀槽，所述U型腐蚀槽固定板设置于所述电化学腐蚀模块底部，若干内盛装有腐蚀溶液的所述U型腐蚀槽排列固定于所述U型腐蚀槽固定板上；所述探针通过所述U型腐蚀槽的一端开口与所述U型腐蚀槽中盛装的电腐蚀溶液接触，所述电极穿过所述电极槽通过所述U型腐蚀槽的另一端开口与所述U型腐蚀槽中盛装的电腐蚀溶液接触，使所述探针、所述电极、电腐蚀溶液和所述电极固定电路板之间形成电回路。所述清洗模块包括清洗槽、蓄水池、废水池和水泵，所述废水池设置在所述清洗模块的底部，所述清洗槽设置于所述废水池的上方，所述水泵在所述主控制电路模块的控制下将所述蓄水池中的清洗液泵送入所述清洗槽。所述烘干模块包括烘干室、排风扇、加热片、温度传感器和烘干室隔板，所述排风扇、所述加热片和所述温度传感器设置于烘干室内部；所述烘干室隔板设置于烘干室顶部，所述烘干室隔板上设置有电极保护凹槽和烘干室出风口 ；所述排风扇和所述加热片在所述主控制电路模块的控制下工作；所述温度传感器用于采集烘干室内的温度，并将温度信号反馈给所述主控制电路模块。所述绝缘层包覆模块包括绝缘层容器、绝缘层容器固定架、模块密闭装置以及湿度和温度监控模块，所述绝缘层容器固定架设置于所述绝缘层包覆模块的底部，若干个内盛装有绝缘层液的所述绝缘层容器排列固定于所述绝缘层容器固定架上；所述模块密闭装置用于控制所述的绝缘层包覆模块处于密闭状态；所述湿度和温度监控模块用于监测所述绝缘层包覆模块内的温度和湿度，并将检测结果反馈给所述主控制电路模块。所述的绝缘层包覆模块还包括设于底部的干燥剂容器。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是: 采用模块转移工作台一次能完成若干支微纳热电偶探针前体的制作，大大地提高了微纳热电偶探针前体的制作效率；采用全自动化控制技术能实现高效、稳定的工作，同时采用传感控制技术，自动控制各个模块工作环境参数，保证了制作的微纳热电偶探针的性质稳定和均一性，降低了制作过程中人为因素的干扰，减轻了人的劳动；采用U型腐蚀槽作为腐蚀溶液的容器，有效的避免了电化学腐蚀过程中，由于阴极电极产生的气体造成腐蚀液面扰动对探针针尖形貌成型造成的不利效果，得到具有良好针尖形貌的探针前体。【附图说明】图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术中的模块转移导轨模组示意图。图3为本专利技术中的模块转移工作台与探针升降导轨模组连接示意图。图4为本专利技术中的电化学腐蚀模块结构示意图。图5为本专利技术中的清洗模块结构示意图。图6为本专利技术中的烘干模块结构示意图。图7为本专利技术中的烘干模块工作原理示意图。图8为本专利技术中的包覆绝缘层模块结构示意图。图中:1、电化学腐蚀模块，11、U型腐蚀槽，2、清洗模块，21、清洗槽，22、蓄水池，23、废水池，3、烘干模块，31、烘干室，32、排风扇，33、加热片，34、烘干室隔板，35、电极保护凹槽，36、烘干室出风口，4、绝缘层包覆模块，41、绝缘层容器，42、绝缘层容器固定架，43、干燥剂容器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微纳热电偶探针前体的批量制备装置，包括探针（91）、电极（92）、探针升降滑块（9）、探针升降导轨模组（8）、模块转移工作台（5）、模块转移滑台（6）、模块转移导轨模组（7）、电化学腐蚀模块（1）、清洗模块（2）、烘干模块（3）、绝缘层包覆模块（4）和主控制模块；所述探针（91）与所述电极（92）通过设置在所述探针升降滑块（9）上的电极固定电路板（93）固定并电连接；所述探针升降滑块（9）与所述探针升降导轨模组（8）垂直滑动配合；所述模块转移工作台（5）一侧面设置有若干组固定螺孔（51），若干探针升降导轨模组（8）通过所述固定螺孔（51）与所述模块转移工作台（5）螺栓连接；在所述模块转移工作台（5）的每组所述固定螺孔（51）的一侧开有纵向贯通的电极槽（52）；所述模块转移工作台（5）通过模块转移滑台（6）与模块转移导轨模组（7）水平滑动连接；所述模块转移导轨模组（7）水平贯穿设置于电化学腐蚀模块（1）、清洗模块（2）、烘干模块（3）和绝缘层包覆模块（4）内顶部。
【技术特征摘要】
1.一种微纳热电偶探针前体的批量制备装置，包括探针(91)、电极(92)、探针升降滑块(9)、探针升降导轨模组(8)、模块转移工作台(5)、模块转移滑台(6)、模块转移导轨模组(7)、电化学腐蚀模块(I)、清洗模块(2)、烘干模块(3)、绝缘层包覆模块(4)和主控制模块；所述探针(91)与所述电极(92)通过设置在所述探针升降滑块(9)上的电极固定电路板(93)固定并电连接；所述探针升降滑块(9)与所述探针升降导轨模组(8)垂直滑动配合；所述模块转移工作台(5) —侧面设置有若干组固定螺孔(51)，若干探针升降导轨模组(8)通过所述固定螺孔(51)与所述模块转移工作台(5)螺栓连接；在所述模块转移工作台(5)的每组所述固定螺孔(51)的一侧开有纵向贯通的电极槽(52);所述模块转移工作台(5)通过模块转移滑台(6)与模块转移导轨模组(7)水平滑动连接；所述模块转移导轨模组(7)水平贯穿设置于电化学腐蚀模块(I)、清洗模块(2)、烘干模块(3)和绝缘层包覆模块(4)内顶部。2.根据权利要求1所述微纳热电偶探针前体的批量制备装置，其特征在于:所述主控制模块包括主控制电路模块和腐蚀控制电路模块，所述模块转移滑台(6)能够在所述主控制电路模块的控制下水平移动，所述探针升降滑块(9)能够在所述腐蚀控制电路模块的控制下垂直移动。3.根据权利要求2所述微纳热电偶探针前体的批量制备装置，其特征在于:所述电化学腐蚀模块(I)包括U型腐蚀槽固定板和若干内盛装有电腐蚀溶液的U型腐蚀槽(11 )，所述U型腐蚀槽固定板设置于所述电化学腐蚀模块(I)底部，若干内盛装有腐蚀溶液的所述U型腐蚀槽(11)排列固定于所述U型腐蚀槽固定板上；所述探针(91)通过所述U型腐蚀槽(11)的一端开口与所述U型腐蚀槽(11)中盛装的电腐蚀溶液接触，所述电极(92)穿过所述电极槽(52 )通过所述U型腐蚀槽(11)的另一端开口与所述U型腐蚀槽(11...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾宁，汪建清，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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