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专利号: 2020107081715
申请人: 北京航空航天大学杭州创新研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-06-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生物细胞物理特性测试装置,其特征在于,主要包括:金属外壳下半部(10)和金属外壳上半部(15),金属外壳下半部(10)和金属外壳上半部(15)采用销轴连接组成的密封的金属外壳,金属外壳下半部(10)与底座(9)相连接;

金属外壳内同球心的依次设有多层的磁屏蔽球;每个磁屏蔽球均由上半磁屏蔽球和下半磁屏蔽球组成,上半磁屏蔽球和下半磁屏蔽球分别对应的位于金属外壳下半部(10)和金属外壳上半部(15)内;

相邻的磁屏蔽球之间均有无磁材料的支撑骨架和布有消磁线圈;

底座(9)内部内设有电机(20);电机(20)出轴与传动轴(19)下端固定连接;

支撑架(8)位于最内层磁屏蔽球内的底部,并且支撑架(8)下半部分设有圆形结构与最内层磁屏蔽球内表面接触;

金属外壳和磁屏蔽球底部均留有通孔,用于传动轴(19)穿过;传动轴(19)与支撑架(8)的通孔内无磁轴承(7)内孔过盈配合;传动轴(19)上端与旋转平台(6)固定连接,驱动旋转平台(6)转动;

夹具固定在旋转平台(6)上表面;

支撑架(8)上安装有传感器支架,传感器支架上设有传感器夹具(5),用于夹持传感器(4);传感器(4)位于夹具上方。

2.根据权利要求1所述的一种生物细胞物理特性测试装置,其特征在于,所述的夹具包括第二细胞夹具(17),第二细胞夹具(17)设有凹槽,用于放置细胞培养瓶,凹槽两侧分别固定有第一细胞夹具(16)、第三细胞夹具(18),用于限制细胞培养瓶的自由度。

3.根据权利要求1所述的一种生物细胞物理特性测试装置,其特征在于,所述的传感器支架,包括活动安装在支撑架(8)上的第三传感器支架(11),垂直的第三传感器支架(11)绕自身轴心线转动;第一传感器支架(3)和第二传感器支架(14)组成水平的伸缩支架,一端固定在第三传感器支架(11)上,另一端铰接传感器夹具(5)。

4.一种生物细胞物理特性测试装置测试方法,其特征在于,采用权利要求1到3任一项所述的生物细胞物理特性测试装置,包括以下步骤:(1)测试前对磁屏蔽球进行消磁,最大程度减小因为加工残余应力或强磁干扰在磁屏蔽球内产生的剩余磁场;

(2)将细胞测试样品安装在夹具内,利用无磁螺栓固定;

(3)将磁屏蔽球和金属外壳闭合后,对传感器(4)中的碱金属气室进行加热,达到指定温度;

(4)之后对传感器(4)和细胞测试样品周围的磁场进行三轴补偿,将测试空间范围内的磁场补偿到近零磁状态;

(5)对此时的传感器(4)状态进行标定,标定出测试线性范围;

(6)准备工作完成之后,利用电机(20)输出的扭矩,通过传动轴(19)和旋转平台(6),带动细胞测试样品实现定频转动;

(7)在细胞测试样品定频转动的同时,采集传感器(4)感受到的空间磁场,并进行记录;

对采集到的数据进行处理,得到细胞测试样品的磁场数值以及磁场梯度分布;

(8)测试结束,停止电机(20)转动,关闭传感器(4)电源,打开测试装置并取出样品。

5.根据权利要求4所述的一种生物细胞物理特性测试装置测试方法,其特征在于,步骤(7)中数据采集处理方法具体包括以下子步骤:(a)设置相应的生物细胞物理特性测试装置运行参数;

(b)传感器(4)为测试模块,执行单元驱动测试模块;

(c)采集测试模块运行参数;

(d)利用运行参数反馈,进行判定,对比采集数据与实际测量到的数据是否相同,若相同,继续进行下一步,若不同,返回步骤2重新开始,直到满足要求;

(e)根据采集到的样品磁场信号,按照数据处理算法中的理论模型,得到磁场在时域和频域下的变化曲线,输出计算结果,测试结束。