[实用新型]微观实验用多级微米位移垂向调整装置

说明书

本实用新型提供了一种微观实验用多级微米位移垂向调整装置，包括：底玻璃板、顶玻璃板、设置在底玻璃板和顶玻璃板之间的多级压电陶瓷纳米定位器、以及与多级压电陶瓷纳米定位器中的各级所述压电陶瓷纳米定位器并联的直流调压器；本实用新型完全满足高压釜内部可利用空间狭小的需求；控制精度高，垂向位移在0～10μm范围内连续调整；调节精度±20nm；应用简单，易于操控。

技术领域

本实用新型涉及微观可视化实验领域，具体涉及一种微观实验用多级微米位移垂向调整装置。

背景技术

微观可视化实验是油藏开发实验技术中的一个关键项目。利用玻璃可视模型的透明特点，可以观察到刻蚀孔道内流体的流动现象，为科学分析奠定基础。

微观可视化水平向微小孔隙和高压高温方向发展，同时也对观察技术提出挑战。现有技术在观察微米级孔隙结构时遇到了难以突破的问题：如何精细调整焦距，使微米级孔隙成像清晰、以及调整方法受到观察空间的限制。

为实现高压条件下微米级结构的观察，微观实验的高压釜内有效空间非常狭小，且包含了玻璃模型、载物台、调控平台以及流体/电信号器件等，如图1所示。由于光线空间不能遮挡，因而可利用空间进一步缩小。玻璃模型放置在载物台上，并由调整平台调整其三维移动，垂直Z方向主要是成像聚焦微量移动。对于微米级物体，精细的调焦距离在范围内0～100μm。现有技术主要有两种，一种是机械式精细调距方式，其可控精度满足100 μm以上的要求，调整平台尺寸可控制在10cm×10cm范围内，能安装在高压釜空间内。若提高其机械控制精度，调整平台的尺寸将大幅增加，超出了可利用空间。另一种是纳米级压电陶瓷精细调距方式，其可控精度可满足nm级要求，但是其成品平台体积较大在5cm ×5cm×2cm，控制器及线路较为繁琐。两种典型产品见附图1，平台必须放置在调整平台上使用，受到空间限制。又因为其整体为实体，阻挡了光线的通过，不满足玻璃模型的观察条件。

综上所述，现有技术中存在以下问题：微观可视化实验中，受限于高压釜内部的狭小空间，玻璃模型的调整不方便。

实用新型内容

本实用新型提供一种微观实验用多级微米位移垂向调整装置，以解决微观可视化实验中，受限于高压釜内部的狭小空间，玻璃模型的调整不方便的问题。

为此，本实用新型提出一种微观实验用多级微米位移垂向调整装置，所述微观实验用多级微米位移垂向调整装置包括：

底玻璃板、顶玻璃板、设置在底玻璃板和顶玻璃板之间的多级压电陶瓷纳米定位器、以及与多级压电陶瓷纳米定位器中的各级所述压电陶瓷纳米定位器电连接而且并联的直流调压器；

底玻璃板和顶玻璃板的厚度均为1mm并相互平行；

各级所述压电陶瓷纳米定位器为长×宽×高为：1.5mm×1.5mm×5mm的压电陶瓷件，在90V电压下，最大位移量为3.7μm；

所述直流调压器输入电压为交流220V，最高输出电压为100V。

进一步地，

所述多级压电陶瓷纳米定位器为三级压电陶瓷纳米定位器，

三级压电陶瓷纳米定位器包括：第一级压电陶瓷纳米定位器、第二级压电陶瓷纳米定位器和第三级压电陶瓷纳米定位器，

所述微观实验用多级微米位移垂向调整装置还包括：位于底玻璃板和顶玻璃板之间的第一级框架和第二级框架，第二级框架的结构与第一级框架的结构相同；

第一级框架包括：两个对称设置的L型台阶、以及连接在两个对称设置的L型台阶之间的平台；L型台阶分为相互连接的水平部和竖直部，其中平台连接在两个L型台阶的竖直部之间，各所述水平部均与平台平行并位于平台之下，并且均向平台之外延伸，第二级框架位于第一级框架的上方并且与第一级框架平行；