液滴延时计算装置及其计算方法

摘要

本发明涉及液滴延时计算装置及其计算方法，本发明装置包括至少一激光器、流动室、喷嘴、第一探测单元、第二激光器、第二探测单元、图像获取单元、充电装置及分选板；第一探测单元包括第二探测器，第二探测器用于检测所述散射光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间；第二激光器用于发射至少一种激光，第二探测单元用于分析第二荧光信号，第二探测单元包括第三探测器，第三探测器用于检测所述第二荧光信号，用于获取所述颗粒到达断裂点的时间；本发明通过设置第一探测器、第二探测器和第三探测器可以直接测量出液滴延时时间，避免调整液滴延时时间，具有耗时短，节约耗材的优点，大大提高了分选效率。

权利要求

1.液滴延时计算装置，其特征在于：所述装置包括至少一第一激光器(101)、流动室(103)、喷嘴(109)、第一探测单元、第二激光器(112)、第二探测单元、测速装置(2)、图像获取单元(111)、充电装置(118)及分选板(120)；

所述第一激光器(101)用于发射至少一种激光，所述激光照射至所述流动室中的颗粒上；

所述流动室(103)用于限制所述颗粒的流动，使所述颗粒依次受到所述激光的照射产生第一光信号，所述第一光信号包括至少一散射光信号和第一荧光信号；

所述喷嘴(109)安装在所述流动室(103)的出口处，使经过喷嘴(109)喷出的液流断裂为包裹颗粒的液滴；

所述第一探测单元用于分析所述散射光信号，所述第一探测单元包括第二探测器(108)，所述第二探测器(108)用于检测所述散射光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间t1；

所述第二激光器(112)用于发射至少一种激光，所述激光照射至所述液流断裂点，使经过所述断裂点的颗粒受所述激光的照射产生第二光信号，所述第二光信号包括第二荧光信号；

所述第二探测单元用于分析所述第二荧光信号，所述第二探测单元包括第三探测器(115)，所述第三探测器(115)用于检测所述第二荧光信号，用于获取所述颗粒到达断裂点的时间t2；

所述测速装置(2)包括第三激光器(206)、第四激光器(207)、第四探测器(204)以及第五探测器(205)；其中

所述第三激光器(206)用于发射激光并在所述液流第一点上获取第一照射光斑，所述液流中的颗粒经过所述第一照射光斑时产生第三荧光信号；

所述第四激光器(207)发射激光并在所述液流第二点上获取第二照射光斑，所述液流中的颗粒经过所述第二照射光斑时产生第四荧光信号；

所述第五探测器(205)用于检测所述第三荧光信号，用于获取所述颗粒经过第一照射光斑的时间t3；

所述第四探测器(204)用于检测所述第四荧光信号，用于获取所述颗粒经过第二照射光斑的时间t4；

所述图像获取单元(111)用于获取液流流出喷嘴后的形貌图像；

所述充电装置(118)用于对断裂点处的液滴充电；

所述分选板(120)用于利用所述颗粒的特征将所述颗粒放入指定位置。

2.如权利要求1所述的液滴延时计算装置，其特征在于：所述第一探测单元还包括第一探测器(105)，所述第一探测器(105)用于检测所述散射光信号或所述第一荧光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间或用于获取所述颗粒的荧光特征信息。

3.如权利要求1所述的液滴延时计算装置，其特征在于：所述测速装置还包括反射装置(3)，所述反射装置(3)用于将所述第一激光器(101)发射的激光光束反射，以代替所述第三激光器(206)和所述第四激光器(207)发射的激光；所述反射装置(3)包括至少二个反射镜；

其中一个所述反射镜用于将所述第一激光器(101)发射的至少一种激光反射形成第一反射光；

另一个所述反射镜用于将所述第一反射光反射形成第二反射光，使所述第二反射光反射在所述液流的第一点和/或第二点，以获取第一照射光斑和或第二照射光斑。

4.如权利要求1所述的液滴延时计算装置，其特征在于：还包括一照明单元，所述照明单元用于为所述图像获取单元提供照明，所述照明单元的曝光时间小于5微秒。

5.一种利用权利要求1～4任一项液滴延时计算装置进行液滴延时计算的方法，其特征在于包括以下步骤：

激光器发射至少一种激光，所述激光照射至所述流动室检测点的颗粒上，使所述颗粒受所述激光的照射产生第一光信号，所述第一光信号包括至少一散射光信号和第一荧光信号；

利用第二探测器检测所述散射光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间t1或利用第一探测器检测所述散射光信号和第一荧光信号，以获取所述颗粒到达检测点的时间t1和所述颗粒的荧光特征信息；

第二激光器发射至少一种激光，所述激光照射至断裂点液滴处，使经过断裂点液滴的颗粒受所述激光的照射产生第二光信号，所述第二光信号包括第二荧光信号；

利用第三探测器检测所述第二荧光信号，用于获取所述颗粒到达断裂点的时间t2；

液滴延时的时间Δt＝t2‑t1。

6.如权利要求5所述液滴延时计算装置进行液滴延时计算的方法，其特征在于：在计算液滴延时的时间Δt之前需要检测颗粒在液滴中的流速V，用于判断所述液流为稳定状态还是非稳定状态，所述流速V的计算公式如下：V＝d/Δt1

其中d为所述第一照射光斑与所述第二照射光斑之间的间距，Δt1为颗粒经过第一照射光斑和第二照射光斑的时间间隔。

7.如权利要求6所述液滴延时计算装置进行液滴延时计算的方法，其特征在于：所述颗粒经过第一照射光斑和第二照射光斑的时间间隔的计算公式如下：Δt1＝t4‑t3

其中t4为颗粒经过第二照射光斑的时间，t3为颗粒经过第一照射光斑的时间。

8.如权利要求6所述液滴延时计算装置进行液滴延时计算的方法，其特征在于：所述第一照射光斑与所述第二照射光斑之间的间距d计算公式如下：d＝n×u/m

n表示第一照射光斑与第二照射光斑之间间隔的像素，u表示图形获取单元的像元尺寸，m表示为图形获取单元中镜头的放大倍率。

说明书

液滴延时计算装置及其计算方法

技术领域

[0001] 本发明涉及细胞分选技术设备领域，尤其涉及一种可以自动计算液滴延时的装置及方法。

背景技术

[0002] 随着社会经济的发展和科技的进步，液滴在工业、医学、生活中都有广泛的应用。通过对喷嘴喷出的液流施加周期扰动，使液流逐渐断裂成包裹细胞的液滴，当一束激光刚
从喷嘴喷出的液流时，包裹其中的一个细胞所产生的散射光投射到光电倍增管，转换为电
信号，即被识别。在该过程中，从细胞被识别到含着该细胞的液滴脱离液流的时间成为液滴
延时。

[0003] 目前常规计算液滴延时的装置主要有以下几种：

[0004] 通过激光器照射被充电偏转的液滴，探测器用于检测液滴中的荧光信号。如果液滴延时准确，则荧光信号只出现在分选通道；如果液滴延时不准确，则在非分选通道也能检
测到荧光信号，此时。需要调整液滴延时，使得所有荧光信号均出现在分选通道。

[0005] 但上述装置无法直接测出液滴延时时间，需要通过能量探测的方式判断液滴延时是否准确，且由于液滴速度快，探测方式不是实时探测而是采用统计方法分析，因此需要不
断调整液滴延时的时间，通过对大量数据进行统计分析来判断液滴充电是否正确，耗时长，
微球等实验用品消耗大，且效率低。

[0006] 通过测量废液中的微球的荧光信号来自动获取液滴延时。在指定的液滴延时范围内，测量不同液滴延时对应的废液中荧光信号强度。结合后续数据处理，荧光信号强度最低
对应的液滴延时就是系统的最佳液滴延时时间。

[0007] 上述装置同样需要对大量的数据进行处理计算，无法字接测算出液滴延时，耗时较长，微球等实验用品消耗大，效率低。

[0008] 通过设置不同的液滴延时，每个液滴延时对应100个液滴，每100个液滴充电后落在显微镜盖玻片的指定位置，充满10个位置(10000个液滴)则观察盖玻片上荧光微球的分
布情况，从而获得液滴延时时间。

[0009] 但上述设置液滴延时的方法往往需要多次测量才能获得准确的液滴延时时间，耗时长，操作不方便，效率低。

发明内容

[0010] 针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供液滴延时计算装置及其计算方法。相对于现有技术来说，本发明可以直接测量液滴延时，大大提高了分选效率，节约了耗
材。

[0011] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

[0012] 液滴延时计算装置，所述装置包括至少一激光器、流动室、喷嘴、第一探测单元、第二激光器、第二探测单元、图像获取单元、充电装置及分选板；

[0013] 所述激光器用于发射至少一种激光，所述激光照射至所述流动室中的颗粒上；

[0014] 所述流动室用于限制所述颗粒的流动，使所述颗粒依次受到所述激光的照射产生第一光信号，所述第一光信号包括至少一散射光信号和第一荧光信号；

[0015] 所述喷嘴安装在所述流动室的出口处，使经过喷嘴喷出的液流断裂为包裹颗粒的液滴；

[0016] 所述第一探测单元用于分析所述散射光信号，所述第一探测单元包括第二探测器，所述第二探测器用于检测所述散射光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间t1；

[0017] 所述第二激光器用于发射至少一种激光，所述激光照射至所述液流断裂点，使经过所述断裂点的颗粒受所述激光的照射产生第二光信号，所述第二光信号包括第二荧光信
号；

[0018] 所述第二探测单元用于分析所述第二荧光信号，所述第二探测单元包括第三探测器，所述第三探测器用于检测所述第二荧光信号，用于获取所述颗粒到达断裂点的时间t2；

[0019] 所述图像获取单元用于获取液流流出喷嘴后的形貌图像；

[0020] 所述充电装置用于对断裂点处的液滴充电；

[0021] 所述分选板用于利用所述颗粒的特征将所述颗粒放入指定位置。

[0022] 可选的，所述第一探测单元还包括第一探测器，所述第一探测器用于检测所述散射光信号或所述第一荧光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间或用于获取所述颗粒
的荧光特征信息。

[0023] 可选的，所述液滴延时计算装置还包括测速装置，所述测速装置用于计算颗粒在液流中的流速；所述测速装置包括第三激光器、第四激光器、第四探测器及第五探测器；

[0024] 可选的，所述第三激光器用于发射激光并在所述液流第一点上获取第一照射光斑，所述液流中的颗粒经过所述第一照射光斑时产生第三荧光信号；

[0025] 可选的，所述第四激光器发射激光并在所述液流第二点上获取第二照射光斑，所述液可选的，流中的颗粒经过所述第二照射光斑时产生第四荧光信号；

[0026] 可选的，所述第五探测器用于检测所述第三荧光信号，用于获取所述颗粒经过第一照射光斑的时间t3；

[0027] 可选的，所述第四探测器用于检测所述第四荧光信号，用于获取所述颗粒经过第二照射光斑的时间t4。

[0028] 所述测速装置还包括反射装置，所述反射装置用于将所述第一激光器发射的激光光束反射，以代替所述第三激光器和所述第四激光器发射的激光；所述反射装置包括至少
二个反射镜；

[0029] 可选的，所述一个反射镜用于将所述第一激光器发射的至少一种激光反射形成第一反射光；

[0030] 可选的，所述另一个反射镜用于将所述第一反射光反射形成第二反射光，使所述第二反射光反射在所述液流的第一点和/或第二点，以获取第一照射光斑和或第二照射光
斑。

[0031] 可选的，还包括一照明单元，所述至少一照明单元用于为所述图像获取单元提供照明，所述照明单元的曝光时间小于5微秒。

[0032] 相应的，本发明还提供一种利用上述液滴延时计算装置进行液滴延时计算的方法，所述方法包括以下步骤：

[0033] 激光器发射至少一种激光，所述激光照射至所述流动室检测点的颗粒上，使所述颗粒受所述激光的照射产生第一光信号，所述第一光信号包括至少一散射光信号和第一荧
光信号；

[0034] 利用第二探测器检测所述散射光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间t1或利用第一探测器检测所述散射光信号和第一荧光信号，以获取所述颗粒到达检测点的时间
t1和所述颗粒的荧光特征信息；

[0035] 第二激光器发射至少一种激光，所述激光照射至断裂点液滴处，使经过断裂点液滴的颗粒受所述激光的照射产生第二光信号，所述第二光信号包括第二荧光信号；

[0036] 利用第三探测器检测所述第二荧光信号，用于获取所述颗粒到达断裂点的时间t2；

[0037] 液滴延时的时间△t＝t2‑t1。

[0038] 可选的，在计算液滴延时的时间△t之前需要检测颗粒在液滴中的流速V，用于判断所述液流为稳定状态还是非稳定状态，所述流速V的计算公式如下：

[0039] V＝d/△t1

[0040] 其中d为所述第一照射光斑与所述第二照射光斑之间的间距，△t1为颗粒经过第一照射光斑和第二照射光斑的时间间隔。

[0041] 可选的，所述颗粒经过第一照射光斑和第二照射光斑的时间间隔△t1的计算公式如下：

[0042] △t1＝t4‑t3

[0043] 其中t4为颗粒经过第二照射光斑的时间，t3为颗粒经过第一照射光斑的时间。

[0044] 可选的，所述第一照射光斑与所述第二照射光斑之间的间距d计算公式如下：

[0045] d＝n×u/m

[0046] n表示第一照射光斑与第二照射光斑之间间隔的像素，u表示图形获取单元的像元尺寸，m表示为图形获取单元中镜头的放大倍率。

[0047] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

[0048] 本发明通过设置第一探测器、第二探测器和第三探测器可以直接测量出液滴延时时间，避免调整液滴延时时间，具有耗时短，节约耗材的优点，大大提高了分选效率。

[0049] 本发明通过设置测速装置可以计算颗粒在液滴中的流动速度，根据测量结果判断液流是否处于稳定状态，当液流处于稳定状态时，计算的液滴时间才准确，从而获得准确的
液滴延时。

[0050] 本发明通过设置反射装置可以避免直射光信号进入前向探测器，使得液滴延时准确。

附图说明

[0051] 图1示出了本发明实施例液滴延时计算装置的结构示意图。

[0052] 图2示出了本发明实施例液滴延时计算装置中在断裂点获得的液流图像的示意图。

[0053] 图3示出了本发明实施例液滴延时计算装置中液滴延时时间的计算示意图。

[0054] 图4示出了本发明实施例液滴延时计算装置中微球在液滴中的流速测量方案图。

[0055] 图5示出了本发明实施例液滴延时计算装置中微球在液滴流速测量时获得的液流图像的示意图。

[0056] 图6示出了本发明实施例液滴延时计算装置中微球在液滴中的流速测量的示意图。

[0057] 图7示出了本发明实施例液滴延时计算装置中反射装置的第一种实施例的示意图。

[0058] 图8示出了本发明实施例液滴延时计算装置中反射装置的第二种实施例的示意图。

[0059] 图9示出了本发明实施例液滴延时计算装置中反射装置的第三种实施例的示意图。

[0060] 附图中标记：101、第一激光器；102、第一镜头；103、流动室；104、第二镜头；105、第一探测器；106、第一光阑；107、第三镜头；108、第二探测器；109、喷嘴；110、频闪光源；111、
图像获取单元；112、第二激光器；113、第二光阑；114、检测点；115、第三探测器；116、第三光
阑；117、第一滤光片；118、充电装置；119、断裂点；120、分选板；121、收集试管；122、废液收
集仓；

[0061] 2、测速装置；201、第二滤光片；202、第四镜头；203、第四光阑；204、第四探测器；205、第五探测器；206、第三激光器；207、第四激光器；

[0062] 3、反射装置；301、第一反射镜；302、第五镜头；303、第三滤光片；304、第二反射镜；305、第四滤光片。

具体实施方式

[0063] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的液滴延时计算装置及其计算方法作进一步详细说明。根据下面说明，
本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准
的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征
和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小
等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定
本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大
小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭
示的技术内容能涵盖的范围内。

[0064] 实施例一：

[0065] 图1为示出了本发明实施例液滴延时计算装置的结构示意图。

[0066] 请参考图1，所述液滴延时计算装置包括第一激光器101、流动室103、喷嘴109、第一探测单元、第二激光器112、第二探测单元、图像获取单元111及分选板120。

[0067] 第一激光器101用于发射至少一种激光，激光照射至流动室103中检测点114的颗粒上(所述激光不局限于只照射在检测点114，其可以照射在流动室103中的任意一点，该检
测点114仅作为本实施例描述用)。在本实施例提供的液滴延时计算装置中，所述第一激光
器101为一个单波长激光器，通过更换不同的波长的激光器选择照明激发波长。

[0068] 在本发明的另一实施例中，所述第一激光器101可以为多个激光器，同时用作照明激发光源。或选择特定波长组合作为照明激发光源，也可以是白光激光器，通过分光/滤光
装置，选择特定波长作为照明激发光源。

[0069] 在本发明实施例一提供的液滴延时计算装置中，所述液滴延时计算装置还包括第一镜头102，所述第一镜头102设置于所述第一激光器101发射激光的一侧，用于将所述第一
激光器101发出的至少一种激光会聚至一个点上，所述第一激光器101、第一镜头102及流动
室103在同一水平线上。优选的，所述第一镜头102可为柱面镜、棱镜或衍射光学元件(例如
整形镜头)中的任意一种或多种的组合。

[0070] 流动室103用于限制颗粒的流动，使经过检测点114的颗粒依次受到激光的照射产生第一光信号，例如，所述流动室103仅允许一个所述颗粒通过，用荧光素标记法、荧光染料
上色等方法标记颗粒，使标记后的颗粒依次受所述激光的照射产生第一光信号，所述第一
光信号包括至少一散射光信号和第一荧光信号。其中，本实施例提供的液滴延时计算装置
中第一光信号为前向散射光信号、侧向散射光信号和第一荧光信号。

[0071] 上述颗粒可以是细胞、细菌等包括但不限于生物学的微粒物质，例如微生物、核糖体、染色体、线粒体、细胞器官等，所述微生物包括例如大肠杆菌等细菌、例如烟草花叶病毒
等病毒、例如酵母等真菌，所述生物学的颗粒还包括核酸、蛋白质及其复合物等有关生物学
的聚合物；所述颗粒也可以是人造颗粒，例如乳胶粒、凝胶粒、工业颗粒等，所述工业颗粒包
括但不限于由有机聚合材料、无机材料以及金属材料等形成的颗粒，所述有机聚合材料包
括聚苯乙烯等，所述无机材料包括玻璃、二氧化硅、磁性材料等，所述金属材料包括金属胶
体等。尽管微粒物质的形状通常是球形，所述颗粒可具有非球形形状。此外，所述颗粒的大
小、质量等也不受限制。例如，所述颗粒被样本液包裹，可以在液流室中流动。优选的，本发
明实施例液滴延时计算装置中涉及的颗粒直径可以选用1um、3um、5um或其他尺寸。

[0072] 喷嘴109安装在流动室103的出口处，使经过喷嘴109喷出的液流断裂为包裹颗粒的液滴。喷嘴109的结构为现有结构，在喷嘴109上配置有超高频的压电晶体，充电后振动，
使喷出的液流断裂为均匀的液滴。

[0073] 下面描述第一探测单元的具体结构，所述第一探测单元用于分析上述第一光信号中的前向散射光信号，所述第一探测单元包括第二探测器108，所述第二探测器108用于检
测前向散射光信号，以获取颗粒到达检测点114的时间t1。优选的，本实施例提供的液滴延
时计算装置中所述第二探测器108为PDA或PMT中的任意一种，其中PDA指光电二极管探测
器，PMT指光电倍增管，PDA和PMT均用于探测光能量，依据能量强弱进行选择。

[0074] 在本发明实施例一提供的液滴延时计算装置中，所述第一探测单元还包括第一光阑106及第三镜头107，所述前向散射光经过第一光阑106、第三镜头107后被所述第二探测
器108接收。优选的，所述第一光阑106为遮光板或反射镜中的任意一种，所述第三镜头107
可以为会聚镜头，所述第一光阑106、第三镜头107及第二探测器108在所述第一激光器101、
第一镜头102在同一水平位置。

[0075] 在本发明实施例一提供的液滴延时计算装置中，所述第一探测单元还包括第一探测器105，所述第一探测器105用于检测侧向散射光信号和第一荧光信号，以获取颗粒到达
检测点114的时间t1或获取颗粒的荧光特征信息。

[0076] 例如，使用不同的荧光素或荧光染料标记颗粒，不同的颗粒中包含的特征物不同，所述特征物可以是不同的细胞质，例如抗原、DNA、RNA等。包含不同的特征物的颗粒在被标
记后对应的荧光特征信息也不同。所述荧光特征信息包括颗粒以下特征中的一个或多个：
颗粒的荧光波长，颗粒的荧光能量，颗粒包含的荧光素含量，颗粒中包含的特征物，颗粒中
包含的各特征物的数量。

[0077] 可选的，在上述第一探测器105之前还可设置一第二镜头104，所述第二镜头104可以为显微物镜。

[0078] 发明实施例一提供的液滴延时计算装置还包括第二激光器112，所述第二激光器112用于发射至少一种激光，所述激光照射至液流的断裂点119，使经过所述断裂点119的颗
粒受激光的照射产生第二光信号，所述第二光信号包括第二荧光信号。优选的，所述第二激
光器112可以由激光器发射。

[0079] 发明实施例一提供的液滴延时计算装置还包括第二点探测单元，所述第二点探测单元用于分析第二荧光信号，第二点探测单元包括第三探测器115，第三探测器115用于检
测第二荧光信号，用于获取颗粒到达断裂点119的时间t2。

[0080] 在本发明实施例一提供的液滴延时计算装置中，所述第二点探测单元还包括第二光阑113、第三光阑116和第一滤光片117，所述第三光阑116位于所述第三探测器115接收第
二荧光信号的接收端之前，所述第一滤光片117位于第三光阑116之前，优选的，所述第二光
阑113为遮光光阑，所述遮光光阑可自动切换为打开和关闭两种状态，当所述遮光光阑打开
时图形获取单元11才能获得断裂点119中心亮光斑的图像。所述第三光阑116为视场光阑，
所述视场光阑用于遮挡照射光斑之外的其他信号，所述第一滤光片117只允许通过被激发
的第二荧光信号。

[0081] 本发明实施例一提供的液滴延时计算装置还包括图形获取单元111和照明单元，所述图形获取单元111用于获取液流流出喷嘴后的形貌图像。优选的，本实施例一提供的液
滴延时计算装置中所述图形获取单元111选用监控相机，本发明实施例一提供的液滴延时
计算装置中所述照明单元为频闪光源110，所述频闪光源110可以为LED、LD或脉冲激光器中
的任意一种，其光源曝光时间小于5微秒，该频闪光源110用于将第二激光器112发射的激光
耦合照射到断裂点119的颗粒，使第三探测器115接收的信号的能量更多，能够提高检测效
率，获取更准确的检测效果。

[0082] 本发明实施例一提供的液滴延时计算装置还包括分选板120和充电装置118，所述反选板120用于利用颗粒的特征将颗粒放入指定位置，所述充电装置118用于对断裂点处的
包含颗粒的液滴充电，使得包含颗粒的液滴在脱离流动室103后带电。优选的，所述分选板
为偏转电极板，所述偏转电极用于吸引或排斥带电的包含颗粒的液滴，使得带电的包含颗
粒的液滴发生偏转，或者，不带电的包含颗粒的液滴不发生偏转，使得每个包含颗粒的液滴
分别落入指定的位置，本实施例一中带电的包含颗粒的液滴落入收集试管121中，不带电的
包含颗粒的液滴落入废液收集仓122。

[0083] 请参考图2，本发明实施例一提供的液滴延时计算装置中断裂点119的位置由图形获取单元111判断。具体为由图形获取单元111获得稳定的液流图像，该液流图像包括液滴
断裂前图像和液滴断裂后图像，所述断裂点119为正要断裂的液滴。将第二激光器112的姿
态调整后使照射光斑位于断裂点119中液滴的中心，当第二激光器112的激光照射至所述液
滴的中心时出现一个照射光斑，颗粒经过该光斑时激发第二荧光信号并被第三探测器115
接收。

[0084] 请参考图4，本发明实施例一提供的液滴延时计算装置包括测速装置2，测速装置2用于计算颗粒在液流中的流速。所述测速装置2包括第三激光器206、第四激光器207、第四
探测器204及第五探测器205。

[0085] 第三激光器206用于发射激光并在液流第一点上获取第一照射光斑，液流中的颗粒经过第一照射光斑时产生第三荧光信号。第四激光器207发射激光并在液流第二点上获
取第二照射光斑，液流中的颗粒经过第二照射光斑时产生第四荧光信号。

[0086] 第五探测器205用于检测第三荧光信号，用于获取颗粒经过第一照射光斑的时间t3；第四探测器204用于检测第四荧光信号，用于获取颗粒经过第二照射光斑的时间t4。优
选的，所述第四探测器204、第五探测器205为光电二极管、雪崩二级管、或光电倍增管中的
任意一种，其具有灵敏度高的优点，能探测到极为微弱的荧光信号，且具有纳秒(ns)量极的
响应速度。

[0087] 在该测速装置2中第一照射光斑、第二照射光斑可以在如图4所示的液滴图像中显示，该液滴图像由图形获取单元111拍摄获得，利用该液滴图像可以计算出第一照射光斑、
第二照射光斑之间的间距d。

[0088] 本发明实施例一测速装置2还包括第二滤光片201、第四镜头202、第四光阑203，优选的，所述第二滤光片201为长通滤光片，该长通滤光片的作用是不让第三激光器206和第
四激光器207发射的激光光束的波长通过，从而只让第三荧光信号和第四荧光信号通过。所
述第四光阑203用于消除第一照射光斑、第二照射光斑之外的杂光，保证接收的信号完全是
第一照射光斑照射颗粒所激发的第三荧光信号或是第二照射光斑照射颗粒所激发的第四
荧光信号。

[0089] 请参考图7，在本发明的另一实施例中，所述测速装置还包括一反射装置3，所述反射装置3用于将所述第一激光器101发射的激光光束反射，以代替所述第三激光器206、第四
激光器207发射的激光。

[0090] 具体的，所述反射装置包括至少两个反射镜，本实施例一提供的液滴延时计算装置中为第一反射镜301和第二反射镜304，第一反射镜301用于将第一激光器发射的激光光
束反射成第一反射光，第二反射镜304用于将第一反射光反射成第二反射光，使第二反射光
反射在液流的第一点和/或第二点，以获取第一照射光斑和/或第二照射光斑。

[0091] 可选的，在所述第一反射镜301和第二反射镜304之间可以设置第五镜头302，所述第五镜头302为放大镜头，其用于将液滴成像放大。所述第一反射镜301可以防止直射光信
号进入第二探测器108，所述第一反射镜301和第二反射镜304可以为平面反射镜或球面反
射镜中的任意一种，当第一反射镜301和第二反射镜304同时为球面反射镜时，可不需要使
用第五镜头302。本发明实施例一提供的液滴延时计算装置中所述第一反射镜301、第二反
射镜304和第五镜头302在竖直方向上处于同一位置。

[0092] 请参考图8、图9，可选的，在本发明的另一实施例中，所述第一反射镜301可以布置于第三镜头107之前，也可以于布置第三镜头107之后。

[0093] 请参考图9，当第一反射镜301布置于第三镜头107之后时，该反射装置3还可包括一第四滤光片305，所述第四滤光片305位于第二反射镜304的一侧，该第四滤光片305为带
通滤光片或短通滤光片，其只允许两路直射光照射至液流上。

[0094] 基于上述液滴延时计算装置所实现的液滴计算方法如下：

[0095] 请参考图1、图2和图3，控制第一激光器101发射激光光束，该激光光束照射至流动室103中检测点114的颗粒上，使所述颗粒受所述激光光束的照射产生第一光信号，该第一
光信号为前向散射光信号、侧向散射光信号和第一荧光信号。

[0096] 利用第二探测器108检测所述前向散射光信号，用于获取所述颗粒到达检测点的时间t1。

[0097] 然后利用第一探测器105检测所述侧向散射光信号和第一荧光信号，以获取所述颗粒到达检测点的时间t1和所述颗粒的荧光特征信息。

[0098] 第二激光器112发射激光光束，所述激光照射至断裂点119液滴处，使经过断裂点119液滴的颗粒受所述激光的照射产生第二光信号，所述第二光信号包括第二荧光信号；

[0099] 利用第三探测器115检测所述第二荧光信号，用于获取所述颗粒到达断裂点的时间t2；

[0100] 请参考图3，液滴延时的时间△t＝t2‑t1。

[0101] 在计算上述液滴延时的时间△t之前需要检测颗粒在液滴中的流速V，用于判断所述液流为稳定状态还是非稳定状态，所述流速V的计算公式如下：

[0102] V＝d/△t1

[0103] 其中d为所述第一照射光斑与所述第二照射光斑之间的间距，△t1为颗粒经过第一照射光斑和第二照射光斑的时间间隔。

[0104] 请参考图5、图6，所述颗粒经过第一照射光斑和第二照射光斑的时间间隔△t1的计算公式如下：

[0105] △t1＝t4‑t3

[0106] 其中t4为颗粒经过第二照射光斑的时间，t3为颗粒经过第一照射光斑的时间。

[0107] 请参考图5，其中d可以由图形获取单元111拍摄获得液滴图像，利用该液滴图像可计算出第一照射光斑、第二照射光斑之间的间距d，具体公式如下：

[0108] d＝n×u/m

[0109] n表示第一照射光斑与第二照射光斑之间间隔的像素，u表示图形获取单元的像元尺寸，m表示为图形获取单元中镜头的放大倍率。

[0110] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0111] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。