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[结构和原理] 关于样本流形成的问题

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发表于 昨天 13:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
悬赏2流星未解决
大家好,我是做血球仪的工程师,检测白细胞原理也是光学聚焦法。血球仪白细胞鞘流形成方法就是一端(样本针)进样本流,另一端进鞘液,然后在流动室内部形成被鞘液包裹的样本流。我最近发现了一个问题,就是当样本针(样本流入的通道)更靠近流动室底部的时候,样本流会更容易形成,即使靠近1mm也能有明显的效果,所以想问问群里的大佬,这个是什么流体原理呢?第一张图是之前的结构,样本针距离锥形区域有一段距离;第二个图是新结构,样本针尖已进入锥形区域(红圈的地方)

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发表于 昨天 14:56 | 显示全部楼层
广义来说这个是流动聚焦的原理。
具体的原因大概是这些:剪切层增强、柯恩达效应加强、对流干扰减少。

剪切层的稳定性增强:
当样本针靠近流动室时:
样本针出口与鞘液之间的局部速度差变大;由于鞘液沿着锥形区域底部流动更快,而样本针处速度低,所以剪切作用增强;更强的剪切力 → 更快压缩样本流 → 流动聚焦更快形成、样本流更窄更稳定。

柯恩达效应:
柯恩达效应指的是流体倾向于“附着”在邻近的固体表面继续流动。
样本针靠近底部时,其射流更容易被“贴附”在靠近流动室的液流中;这使得样本流更容易被引导、稳定在下方的中心线附近;

对流干扰减少
流动室中上下存在轻微密度差异(温度梯度、鞘流/样本流密度不同);当样本流太“悬浮”于中间或顶部,可能受到微弱的对流干扰,导致偏移;

所以综合来说,样本针的最佳位置跟鞘液成分、鞘液流速、样本成分、样本流速、样本针尖端的形状,光滑度等等都有关。CFD软件能模拟理想状态,但是现实总会有没有考虑到的干扰,所以最终还是需要自己实验验证的,实验结果可能会跟模拟的差距比较大。而且不同机台的最佳位置会不太一样。不过一般在一个范围内性能都是可以接受的。
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 楼主| 发表于 昨天 16:42 | 显示全部楼层
hurunhuan 发表于 2025-7-15 14:56
广义来说这个是流动聚焦的原理。
具体的原因大概是这些:剪切层增强、柯恩达效应加强、对流干扰减少。

好的十分感谢
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