本實(shí)用新型屬于流體物理學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種上液橋柱可旋轉(zhuǎn)式液橋生成器。

背景技術(shù)：
浮區(qū)法作為一種生長(zhǎng)晶體的區(qū)域提純方法，主要用于高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶體生長(zhǎng)。如果在微重力環(huán)境下應(yīng)用該方法還可以得到大尺寸的單晶。因此浮區(qū)法成為空間材料制備中最有前景的方法之一。在現(xiàn)有研究實(shí)驗(yàn)中，用于模擬浮區(qū)法晶體生長(zhǎng)過(guò)程的物理模型稱為液橋。而液橋高徑比對(duì)液橋內(nèi)部流動(dòng)和自由表面具有重要影響，因此我們通常需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況調(diào)節(jié)液橋生成器的液橋直徑，但傳統(tǒng)液橋生成裝置的液橋直徑是不可調(diào)的，實(shí)驗(yàn)中必須更換整個(gè)液橋生成器，操作繁瑣且成本較高。中國(guó)專利CN204738041公開了一種直徑可調(diào)式液橋生成器，其上液橋支撐柱上盤和下液橋支撐柱下盤可以拆卸更換，并且上液橋支撐柱還可以通過(guò)調(diào)節(jié)緊固螺栓來(lái)調(diào)節(jié)液橋高度，大大簡(jiǎn)化了浮區(qū)晶體生成的研究過(guò)程。但這種液橋生成器同傳統(tǒng)液橋生成器一樣，仍然不能用于研究液橋內(nèi)部動(dòng)態(tài)變化對(duì)其自由表面的影響。除此之外，中國(guó)專利CN204738041公開的液橋生成器的液橋高度需要人工手動(dòng)測(cè)量，不可避免會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。因此，亟需開發(fā)一種新型多功能且精度高的液橋生成器用于研究液橋自由表面動(dòng)態(tài)變化以及內(nèi)部流動(dòng)過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種上液橋柱可旋轉(zhuǎn)式液橋生成器，所述液橋生成器功能多樣：通過(guò)支架上部的電機(jī)帶動(dòng)上液橋柱旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)液橋內(nèi)部流動(dòng)以及自由液面的動(dòng)態(tài)變化；通過(guò)更換不同直徑和高度的上盤及下盤實(shí)現(xiàn)不同直徑和不同高徑比的液橋。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種上液橋柱可旋轉(zhuǎn)式液橋生成器，包括支架，支架上部安裝電機(jī)，電機(jī)正下方的支架上設(shè)有上液橋柱安裝孔和上液橋柱卡槽，支架下部設(shè)有下液橋柱安裝孔和下液橋柱卡槽，上液橋柱和下液橋柱分別通過(guò)上液橋柱安裝孔和下液橋柱安裝孔垂直安裝并保持中心相對(duì)；所述上液橋柱包括上液橋柱桿、上盤和與上液橋柱卡槽外徑相同的上液橋柱卡環(huán)，上液橋柱桿和上盤之間通過(guò)螺紋連接，上液橋柱卡環(huán)焊接在上液橋柱桿上；所述下液橋柱包括下液橋柱上桿、下液橋柱下桿、下盤和與下液橋柱卡槽外徑及高度相同的下液橋柱卡環(huán)，下液橋柱上桿和下盤之間通過(guò)螺紋連接，下液橋柱上桿和下液橋柱下桿的連接處焊接下液橋柱卡環(huán)；所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與上液橋柱桿連接。上述生成器中，所述上液橋柱卡環(huán)和下液橋柱卡環(huán)分別固定于上液橋柱卡槽和下液橋柱卡槽中，進(jìn)而固定上液橋柱和下液橋柱。上述生成器中，所述上液橋柱桿設(shè)置內(nèi)螺紋，上盤設(shè)置外螺紋，上盤上還設(shè)置有突觸，用于加強(qiáng)液橋內(nèi)部的攪動(dòng)作用，上盤的直徑和高度根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定。上述生成器中，所述下液橋柱桿設(shè)置內(nèi)螺紋，下盤設(shè)置外螺紋，下盤的直徑和高度根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定。上述生成器中，所述上液橋柱和下液橋柱采用金屬材質(zhì)制作，優(yōu)選不銹鋼或銅。上述生成器中，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與上液橋柱桿連接是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)有鍵，上液橋柱桿上設(shè)有鍵槽，將鍵卡在鍵槽中的方式實(shí)現(xiàn)。上述生成器中，所述電機(jī)通過(guò)電腦控制，從而實(shí)現(xiàn)上液橋柱在設(shè)定轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的特點(diǎn)及其有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)的液橋生成器相比，可實(shí)現(xiàn)上液橋柱的順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，還可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，并且在上盤設(shè)置突觸以進(jìn)一步加強(qiáng)液橋內(nèi)部攪動(dòng)作用，此外，本實(shí)用新型通過(guò)可拆卸式上盤和下盤可以實(shí)現(xiàn)不同直徑和不同高徑比的液橋，填補(bǔ)了液橋動(dòng)態(tài)自由表面研究的空缺，對(duì)于研究浮區(qū)晶體生長(zhǎng)過(guò)程有重要參考意義。此外，本實(shí)用新型與中國(guó)專利CN204738041相比，除了可根據(jù)需要調(diào)節(jié)液橋內(nèi)部流動(dòng)以及自由液面的動(dòng)態(tài)變化外，本實(shí)用新型使用了精確規(guī)格的工件便于計(jì)算液橋相關(guān)數(shù)據(jù)，免去了人工測(cè)量液橋高度所產(chǎn)生的人為誤差，提高了精度，增加了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明圖1是本實(shí)用新型的上液橋柱可旋轉(zhuǎn)式液橋生成器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的上液橋柱的結(jié)構(gòu)示意圖，其中（a）為上液橋柱的整體結(jié)構(gòu)圖；（b）為（a）的左視圖；（c）為（a）的右視圖；圖3是本實(shí)用新型的下液橋柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的支架結(jié)構(gòu)示意圖，其中（a）為支架的正視圖；（b）為（a）的側(cè)視圖；（c）為（b）中D-D面的剖面圖；其中：1-支架，2-上液橋柱，3-下液橋柱，4-可控速電機(jī)，5-上液橋柱卡環(huán)，6-上液橋柱桿，7-上盤，8-突觸，9-上液橋柱鍵槽，10-螺紋，11-下液橋柱下桿，12-下液橋柱卡環(huán)，13-下液橋柱上桿，14-下盤，15-上液橋柱卡槽，16-上液橋柱安裝孔，17-下液橋柱卡槽，18-下液橋柱安裝孔。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不僅限于下述的實(shí)施例。一種上液橋柱可旋轉(zhuǎn)式液橋生成器，如圖1所示，包括支架1（其結(jié)構(gòu)如圖4所示），支架上部安裝可控速電機(jī)4，電機(jī)正下方的支架上設(shè)有上液橋柱安裝孔16和上液橋柱卡槽15，支架下部設(shè)有下液橋柱安裝孔18和下液橋柱卡槽17，上液橋柱2和下液橋柱3分別通過(guò)上液橋柱安裝孔16和下液橋柱安裝孔18垂直安裝并保持中心相對(duì)；所述上液橋柱2包括上液橋柱桿6、上盤7和與上液橋柱卡槽15外徑相同的上液橋柱卡環(huán)5，上液橋柱桿6和上盤7之間通過(guò)螺紋10連接，上液橋柱卡環(huán)5焊接在上液橋柱桿6上，圖2提供了上液橋柱的結(jié)構(gòu)示意圖；所述下液橋柱3包括下液橋柱上桿13、下液橋柱下桿11、下盤14和與下液橋柱卡槽17外徑及高度相同的下液橋柱卡環(huán)12，下液橋柱上桿13和下盤14之間通過(guò)螺紋10連接，下液橋柱上桿13和下液橋柱下桿11的連接處焊接下液橋柱卡環(huán)12，圖3提供了下液橋柱的結(jié)構(gòu)示意圖；所述可控速電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與上液橋柱桿6連接；所述上液橋柱卡環(huán)5和下液橋柱卡環(huán)12分別固定于上液橋柱卡槽15和下液橋柱卡槽17中，進(jìn)而固定上液橋柱2和下液橋柱3，其中上液橋柱卡環(huán)的高度要高于上液橋柱卡槽的高度。上述生成器中，所述上液橋柱桿6設(shè)置內(nèi)螺紋，上盤7設(shè)置外螺紋，上盤上還設(shè)置有突觸8，用于加強(qiáng)液橋內(nèi)部的攪動(dòng)作用，上盤的直徑和高度分別為6mm和18mm。上述生成器中，所述下液橋柱上桿13設(shè)置內(nèi)螺紋，下盤14設(shè)置外螺紋，下盤的直徑和高度分別為6mm和18mm。上述生成器中，所述上液橋柱和下液橋柱采用不銹鋼制作。上述生成器中，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與上液橋柱桿連接是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)有鍵，上液橋柱桿上設(shè)有鍵槽9，將鍵卡在鍵槽中的方式實(shí)現(xiàn)。上述生成器中，所述電機(jī)通過(guò)電腦控制，從而實(shí)現(xiàn)上液橋柱在設(shè)定轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)。采用本實(shí)施例的液橋生成器研究液橋內(nèi)部動(dòng)態(tài)變化對(duì)其自由表面的影響的過(guò)程如下：首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要的徑高比選擇相應(yīng)尺寸的上盤和下盤并通過(guò)內(nèi)外螺紋分別安裝在上液橋柱和下液橋柱上；再使用微型注射泵將實(shí)驗(yàn)液體準(zhǔn)確地注入上盤7與下盤14之間，形成液橋，靜止的液橋通過(guò)表面張力維持界面形狀；然后啟動(dòng)電機(jī)4并以較慢的轉(zhuǎn)速開始轉(zhuǎn)動(dòng)以防止液橋斷裂，待其穩(wěn)定后通過(guò)控制系統(tǒng)緩慢增加轉(zhuǎn)速直至達(dá)到目的轉(zhuǎn)速（增加轉(zhuǎn)速的過(guò)程注意不能使液橋斷裂）。除了單一固定的轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求通過(guò)電腦控制電機(jī)周期性的改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)產(chǎn)生振蕩；亦或周期性地改變轉(zhuǎn)速。在以上過(guò)程中，采用高速攝像機(jī)于液橋水平位置進(jìn)行全程拍攝來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控液橋自由表面變化。通過(guò)設(shè)定一系列振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合攝像機(jī)拍攝的液橋自由表面變化情況，可以精確得到液橋內(nèi)部動(dòng)態(tài)變化對(duì)其自由表面的具體影響。