应用案例

【概述】

上海大学研究团队使用ATA-2161高压放大器，搭建超高速显微成像系统。

实验名称：介电润湿实验

实验内容：本实验旨在探究交流介电润湿（AC-EWOD）作用下液滴振荡的两阶段动力学演化特征，重点关注液滴在外加交流电场作用后由初始非稳定响应逐渐过渡到稳定周期振荡的过程。实验依托定制的超高速显微成像系统，结合高精度图像后处理算法，对液滴在不同电压、频率和波形条件下的界面形变进行连续记录与定量分析。通过提取液滴动态接触角时序数据，并结合时域与频域分析方法，可进一步获得液滴振荡幅值、主导频率及特征时间等关键参数，从而为揭示AC-EWOD条件下液滴高频微小形变及其动态响应规律提供实验依据。

研究方向：交流介电润湿观察

测试设备：ATA-2161高压放大器、高速相机、函数发生器、信号发生器等。

实验过程：

图1：实验系统装置图

本实验依托超高速显微成像系统，记录了交流介电润湿作用下液滴的动态形态变化过程。实验中，函数发生器产生设定频率和波形的交流信号，并经ATA-2161高压放大器放大至所需电压后施加于液滴–介电层–电极体系，从而实现对液滴界面的交流电场驱动。高速相机以0.1ms的时间间隔连续拍摄液滴运动图像，获得液滴轮廓随时间变化的图像序列。在此基础上，采用阶数自适应傅里叶拟合方法识别并重构液滴边界，进一步提取动态接触角随时间变化的曲线，为分析液滴时域振荡特征及其由初始非稳定响应向稳定周期振荡转变的过程提供数据基础。

实验结果：

图2：液滴瞬时形状

实验结果表明，交流介电润湿条件下液滴运动形态会随驱动频率变化而发生明显改变。在较低频率范围内，液滴表现出较清晰的周期性振荡特征，其主导振荡频率大致为输入驱动频率的两倍，即满足fo≈2fa的倍频关系。随着驱动频率继续升高，当频率超过一定阈值后，该倍频关系逐渐失效，液滴主导振荡频率开始偏离2fa。进一步分析发现，倍频关系消失所对应的临界频率会随施加电压的增大而升高，即较高电压条件下液滴能够在更宽的频率范围内维持倍频响应。同时，在正弦波、方波和三角波三种驱动波形下，液滴频率响应的整体变化规律基本一致，说明该倍频关系及其失效特征主要与驱动频率和电压幅值有关，而对波形类型不敏感。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

一、宽范围高压输出——覆盖多电压梯度和不同波形需求

二、宽频带与高压摆率——精准匹配液滴高频振荡特性

三、低失真与高输出稳定性——保障多实验的数据一致性

【推荐产品】：ATA-216高压放大器

图：ATA-216高压放大器指标参数

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