【概述】

上海大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)使用ATA-2161高壓放大器，搭建超高速顯微成像系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)名稱：介電潤濕實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)旨在探究交流介電潤濕（AC-EWOD）作用下液滴振蕩的兩階段動(dòng)力學(xué)演化特征，重點(diǎn)關(guān)注液滴在外加交流電場(chǎng)作用后由初始非穩(wěn)定響應(yīng)逐漸過渡到穩(wěn)定周期振蕩的過程。實(shí)驗(yàn)依托定制的超高速顯微成像系統(tǒng)，結(jié)合高精度圖像后處理算法，對(duì)液滴在不同電壓、頻率和波形條件下的界面形變進(jìn)行連續(xù)記錄與定量分析。通過提取液滴動(dòng)態(tài)接觸角時(shí)序數(shù)據(jù)，并結(jié)合時(shí)域與頻域分析方法，可進(jìn)一步獲得液滴振蕩幅值、主導(dǎo)頻率及特征時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)，從而為揭示AC-EWOD條件下液滴高頻微小形變及其動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

研究方向：交流介電潤濕觀察

測(cè)試設(shè)備：ATA-2161高壓放大器、高速相機(jī)、函數(shù)發(fā)生器、信號(hào)發(fā)生器等。

實(shí)驗(yàn)過程：

圖1：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置圖

本實(shí)驗(yàn)依托超高速顯微成像系統(tǒng)，記錄了交流介電潤濕作用下液滴的動(dòng)態(tài)形態(tài)變化過程。實(shí)驗(yàn)中，函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生設(shè)定頻率和波形的交流信號(hào)，并經(jīng)ATA-2161高壓放大器放大至所需電壓后施加于液滴–介電層–電極體系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴界面的交流電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。高速相機(jī)以0.1ms的時(shí)間間隔連續(xù)拍攝液滴運(yùn)動(dòng)圖像，獲得液滴輪廓隨時(shí)間變化的圖像序列。在此基礎(chǔ)上，采用階數(shù)自適應(yīng)傅里葉擬合方法識(shí)別并重構(gòu)液滴邊界，進(jìn)一步提取動(dòng)態(tài)接觸角隨時(shí)間變化的曲線，為分析液滴時(shí)域振蕩特征及其由初始非穩(wěn)定響應(yīng)向穩(wěn)定周期振蕩轉(zhuǎn)變的過程提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：液滴瞬時(shí)形狀

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，交流介電潤濕條件下液滴運(yùn)動(dòng)形態(tài)會(huì)隨驅(qū)動(dòng)頻率變化而發(fā)生明顯改變。在較低頻率范圍內(nèi)，液滴表現(xiàn)出較清晰的周期性振蕩特征，其主導(dǎo)振蕩頻率大致為輸入驅(qū)動(dòng)頻率的兩倍，即滿足fo≈2fa的倍頻關(guān)系。隨著驅(qū)動(dòng)頻率繼續(xù)升高，當(dāng)頻率超過一定閾值后，該倍頻關(guān)系逐漸失效，液滴主導(dǎo)振蕩頻率開始偏離2fa。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，倍頻關(guān)系消失所對(duì)應(yīng)的臨界頻率會(huì)隨施加電壓的增大而升高，即較高電壓條件下液滴能夠在更寬的頻率范圍內(nèi)維持倍頻響應(yīng)。同時(shí)，在正弦波、方波和三角波三種驅(qū)動(dòng)波形下，液滴頻率響應(yīng)的整體變化規(guī)律基本一致，說明該倍頻關(guān)系及其失效特征主要與驅(qū)動(dòng)頻率和電壓幅值有關(guān)，而對(duì)波形類型不敏感。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

一、寬范圍高壓輸出——覆蓋多電壓梯度和不同波形需求

二、寬頻帶與高壓擺率——精準(zhǔn)匹配液滴高頻振蕩特性

三、低失真與高輸出穩(wěn)定性——保障多實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)一致性

【推薦產(chǎn)品】：ATA-216高壓放大器

圖：ATA-216高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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