專利名稱：用于微流體應(yīng)用的流量控制器組件以及用于并行地執(zhí)行多個實驗的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微流體流量控制器組件，并且涉及一種用于并行地執(zhí)行多個實驗的系統(tǒng)，特別是用于并行地執(zhí)行多個微流體實驗的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)要進行多個化學(xué)實驗時，目前的一般慣例是并行地進行這些實驗以便節(jié)省時間。另外，出于效率、安全、降低成本和節(jié)省空間的原因，利用少量試劑在較小反應(yīng)器中小規(guī)模地進行這樣的實驗。這種小型化的實驗導(dǎo)致對在這樣的小型實驗中所使用的器材的特殊要求。在那些小型化的實驗(在本領(lǐng)域中通常稱為“微流體實驗”)中，流體試劑在每個反應(yīng)器中的流速(flow rate)相當(dāng)?shù)停绠?dāng)流體為小于每分鐘1毫升的液體時，流體試劑在每個反應(yīng)器中的流速通常甚至小于每分鐘1微升。當(dāng)流體為氣體時，例如氣體流速小于 IOONml/分鐘的氣體時，經(jīng)常產(chǎn)生小于50Nml/分鐘的流速。對這么小的流量的控制需要專用器材(equipment)。當(dāng)那些小型化的實驗并行地進行時，流體試劑的流量(flow)通常必須在多個反應(yīng)器上均勻地分布，或者必須以流速的預(yù)定比率分布。由于常規(guī)流量控制器通常笨重且昂貴，所以例如在W099/64160中已經(jīng)提出了使用被動流量控制器，例如用于流量控制的毛細管。然而，毛細管已經(jīng)證明難以進行標(biāo)定，這是因為其對于流體流的阻力對于毛細管的內(nèi)徑和長度相當(dāng)敏感。由于制造公差，已經(jīng)證明需要經(jīng)過繁雜的工藝才能獲得具有恰好的預(yù)期流動阻力的毛細管。另外，毛細管為易碎器材，因此對于實驗室人員來說其是難以操作的。W099/64160另外公開了一種用于控制毛細管中的流速的方法，從而使其成為主動流量控制器而非被動流量控制器。在該方法中，通過對毛細管進行加熱而使流體經(jīng)過毛細管的流速改變。這就使流體的粘度降低，從而毛細管對于流體流的阻力減小，并且經(jīng)過毛細管的流速增大。質(zhì)量流傳感器測量加熱器下游的流速。質(zhì)量流傳感器的測量數(shù)據(jù)被用于控制系統(tǒng)的反饋回路中。該方法可以克服毛細管具有的某些標(biāo)定的問題，但是仍遺留了毛細管易碎的問題。另外，難以將加熱器和傳感器安裝在毛細管上。這是極為不利的，由于不同實驗中的預(yù)期流型(flow regime)存在差異或者不同實驗中的流體試劑的粘度存在差異，所以通常對于每一次新的實驗都必須配備新的毛細管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于微流體應(yīng)用的改進的流量控制器組件，以及一種用于并行地執(zhí)行多個實驗的改進的系統(tǒng)。利用根據(jù)權(quán)利要求1的流量控制器組件并利用根據(jù)權(quán)利要求11和16的用于執(zhí)行并行實驗的系統(tǒng)來實現(xiàn)上述目的。
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在根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件中以及在采用同樣總體思路的系統(tǒng)中，微流體芯片設(shè)置為具有經(jīng)過其中的通道。所述微流體芯片中的所述通道具有與公知系統(tǒng)中的毛細管相似的功能對于流體流提供預(yù)定阻力，與實驗平臺的其它部分中的流動阻力相比，所述預(yù)定阻力優(yōu)選為相對較高。所述微流體芯片能夠由玻璃(例如硼硅酸鹽玻璃)、石英、計算機芯片類二氧化硅、金屬等等制成。其比總體上長且細并且松軟的毛細管更易于操作。所述微流體芯片還遠比毛細管更為堅固。微流體芯片可以例如從Micronit，NSG Precision Cells Inc.和 MicroLIQUID商購得到。微流體芯片被用于例如診斷試驗、毛細管電泳、DNA測序或細胞計數(shù)。通常，那些微流體芯片與芯片座集合在一起，所述芯片座使得易于將流體供應(yīng)管線和流體排放管線連接到所述微流體芯片。這就有助于快捷且容易地實現(xiàn)所述流量控制器和所述并行實驗系統(tǒng)的架設(shè)。根據(jù)本發(fā)明的所述流量控制器組件進一步包括熱能傳送器。這可以是加熱器、冷卻器或者能夠進行加熱以及冷卻的設(shè)備。所述熱能傳送器適于對所述微流體芯片中的所述通道的至少一部分進行加熱和/或冷卻。通過這樣做，經(jīng)過所述通道的該部分流動的任何流體也被加熱和/或冷卻，從而使其粘度發(fā)生改變。由于流體的粘度是確定對于通道的流體流的阻力的參數(shù)之一，因此經(jīng)過該通道的流體流的流速同樣受到影響。通常而言，如果所述通道被加熱，則流體的粘度將降低，并且流速將加快。當(dāng)所述通道被冷卻時，則相反。該原理用于主動地控制經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的所述流量控制器組件中的所述通道的流速。在主動流量控制器(例如根據(jù)本發(fā)明的控制器)中，對實際流速進行測量，并且將所述實際流速與預(yù)期流速的預(yù)設(shè)數(shù)值進行比較。如果測得的流速和預(yù)期流速之差超過特定閾值，則采取動作減小該差。所述閾值的數(shù)值取決于特定應(yīng)用；在某些應(yīng)用中所述閾值可以為零，因此在所架設(shè)的流量控制器組件中并不存在真實閾值。在其他應(yīng)用中，所述閾值可以例如為預(yù)期流速的5%。在那種情況下，處于所述預(yù)期流速的最佳數(shù)值周圍+5%到-5%的帶寬之內(nèi)的測得的流速并不引起所述熱能傳送器的熱輸出的改變。因此，在權(quán)利要求1中提到的所述預(yù)設(shè)預(yù)期流速可以要么為某一數(shù)值要么為某一范圍。所述熱能傳送器能夠設(shè)計為循跡導(dǎo)線(tracing wire)，所述循跡導(dǎo)線毗鄰所述通道而設(shè)置或者毗鄰所述通道的一部分而設(shè)置。所述循跡導(dǎo)線能夠附接到所述微流體芯片的外側(cè)，或者所述循跡導(dǎo)線能夠嵌入所述微流體芯片中。微流體芯片通常由兩層基片構(gòu)成。 在一層中，所述通道例如由(微)機械加工制成或者由刻蝕制成。所述通道在一側(cè)的整個長度上是開放的。第二層基片覆蓋所述第一層，并且在其整個長度上使所述通道閉合。當(dāng)然，所述通道的入口和出口仍然開放。循跡導(dǎo)線可以設(shè)置在所述第一基片層和第二基片層之間。代替循跡導(dǎo)線，能夠使用沉積在所述層中的一層或兩層上的金屬循跡。還可以使用沉積在所述微流體芯片的外側(cè)上的金屬?？商娲鼗蝾~外地，所述微流體芯片可以通過將其設(shè)置在熱流體中或者毗鄰熱流體進行設(shè)置而被加熱或冷卻，所述熱流體是流動的或者靜止的。所述微流體芯片還可以包括用于使所述熱流體穿過的第二通道。可替代地或額外地，冷卻能夠借助于珀耳帖元件(Peltier element)而得以實現(xiàn)。為測量所述實際流速，將流量傳感器設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的所述流量控制器組件中。在實踐中，利用時差測距(time-of flight)原理的流量傳感器已經(jīng)成為一個適合的選擇。在這樣的傳感器中，在所述通道的第一位置處，對于流體給出標(biāo)記。在所述第一位置下游的第二位置處，檢測所述標(biāo)記的經(jīng)過。記錄在所述第一位置處施加所述標(biāo)記和在所述第二位置處檢測所述標(biāo)記之間流逝的時間。因為所述第一位置和所述第二位置彼此的距離是已知的，所以能夠從所記錄的時間流逝來計算所述流速。在特別有利地實施方案中，時差測距流量傳感器利用熱脈沖作為標(biāo)記。在這樣的實施方案中，熱脈沖元件設(shè)置為在第一位置處毗鄰所述通道。所述熱脈沖元件能夠例如為具有電阻的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線附接到所述微流體芯片，或者所述熱脈沖元件能夠包括沉積在所述微流體芯片上或所述微流體芯片中的金屬。通過將所述導(dǎo)線或金屬沉積物連接到電源就能夠產(chǎn)生熱脈沖。所述熱脈沖元件的該實施方案適合于集成到所述微流體芯片的設(shè)計內(nèi)。所述熱脈沖由熱脈沖傳感器進行檢測，所述熱脈沖傳感器毗鄰所述微流體芯片中的所述通道而設(shè)置在第二位置處，并且位于與所述熱脈沖元件相距已知距離的下游。在有利實施方案中，殼體設(shè)置為能夠容放所述微流體芯片，并且還可以容放所述流量控制器組件的其它元件。優(yōu)選地，該殼體是氣密的，從而如果試劑——例如為氣體或液體形式——發(fā)生某種逸出(例如由于泄漏而逸出)，就降低了安全風(fēng)險。優(yōu)選地，所述殼體是絕熱的。這就提高了所述流量控制器的精度和響應(yīng)時間。在優(yōu)選實施方案中，所述殼體具有指示器，所述指示器指示微流體芯片是否存在。在優(yōu)選實施方案中，所述殼體具有連接器，用于連接流體供應(yīng)管線和/或流體排放管線。所述流量控制器組件能夠包括多個微流體流量控制器。在用于并行地執(zhí)行多個實驗(或者大體上為化學(xué)反應(yīng))的系統(tǒng)中，設(shè)置了根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件。該流量控制器組件連接到至少一個流體試劑源。所述系統(tǒng)進一步包括多個反應(yīng)器，所述反應(yīng)器經(jīng)由所述流量控制器組件連接到所述流體試劑源。在可能實施方案中，設(shè)置了根據(jù)本發(fā)明的多個流量控制器組件，每一個流量控制器組件包括單個微流體流量控制器。在該實施方案中，所有流量控制器組件連接到所述流體試劑源。所述流量控制器組件中的每一個都連接到單個反應(yīng)器。在不同的可能實施方案中，設(shè)置了單個根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件，所述流量控制器組件包括單個微流體流量控制器。在該實施方案中，所有流量控制器組件連接到所述流體試劑源。所述流量控制器組件連接到多個反應(yīng)器。在另外的可能實施方案中，設(shè)置了單個根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件，所述流量控制器組件包括多個微流體流量控制器。在該實施方案中，流量控制器組件連接到所述流體試劑源。所述微流體流量控制器中的每一個都連接到單個反應(yīng)器。在另外的可能實施方案中，設(shè)置了多個根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件，所述流量控制器組件包括多個微流體流量控制器。在該實施方案中，所述流量控制器組件連接到所述流體試劑源。所述微流體流量控制器中的每一個都連接到單個反應(yīng)器。上述實施方案也可以進行組合。這些實施方案中的任意一個都可以包括多個流體試劑源。所述系統(tǒng)可以包括系統(tǒng)控制單元，所述系統(tǒng)控制單元連接到所述系統(tǒng)的獨立的微流體流量控制器的數(shù)據(jù)控制單元。可以設(shè)想，對于所述系統(tǒng)中的所有微流體流量控制器，所述預(yù)設(shè)預(yù)期流速都是相同的。還可以設(shè)想，所述預(yù)期流速按照預(yù)定比值在所述系統(tǒng)的全部所述微流體流量控制器上進行分布，所述預(yù)定比值例如為1 :2:3: 4……。在用于并行地執(zhí)行多個實驗(或者大體上為化學(xué)反應(yīng))的系統(tǒng)(其包括根據(jù)本發(fā)明的多個微流體流量控制器和/或流量控制器組件)中，可以共用某些元件。例如，可以具有熱能傳送器，所述熱能傳送器作用在所述系統(tǒng)中的多個通道上。也可以存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制單元，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制單元從多個流量傳感器接收流速測量數(shù)據(jù)，并且/或者調(diào)節(jié)多個熱能傳送器的熱輸出。還可以將多個微流體芯片設(shè)置在單個殼體中。


將參考附圖對本發(fā)明進行更為具體的解釋，在附圖中顯示了本發(fā)明的非限制性實施方案。附圖顯示了 圖1為可商購的微流體芯片的實例；圖2為根據(jù)本發(fā)明的微流體流量控制器的第一實施方案；圖3為根據(jù)圖2中的流量控制器組件具有殼體的實施方案；圖4為根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件的第二實施方案；圖5為圖4中的實施方案的變型；圖6為反應(yīng)系統(tǒng)中采用的根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件；圖7為用于使用根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件進行多個并行實驗的反應(yīng)系統(tǒng)；圖8為用于使用根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件進行多個并行實驗的反應(yīng)系統(tǒng)的
第二實施方案；圖9為根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)的第三實施方案；圖10為將本發(fā)明所使用的微流體芯片設(shè)置在殼體中的另一個可能實施方案；圖11為微流體芯片的殼體的又一個實施方案，該微流體芯片能夠用于根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件中。
具體實施例方式圖1顯示了可商購的微流體芯片10的實例。該芯片10包括通道11，通道11具有通道入口 12和通道出口 13。芯片10包括第一基片層14和第二基片層15。在該實例中，微流體芯片10由硼硅酸鹽玻璃制成。然而，本發(fā)明中所使用的微流體芯片還可以由其它材料制成，例如不同類型的玻璃、石英、二氧化硅(例如，用于電子芯片的材料或者與其相似的材料)或金屬。在圖1的實例中，通道11在第一基片層14中被刻蝕或者被(微)機械加工。通道11在其整個長度上開放，因為這是在第一基片層14中形成通道11的最便利方式。然后， 通過在第一基片層14的頂部上設(shè)置第二基片層15，通道11在其整個長度上閉合?；瑢?14、15隨后彼此聯(lián)結(jié)(bond)，使得流體不能夠從通道11逸出到第一基片層14和第二基片層15之間的界面內(nèi)?；瑢?4、15彼此的聯(lián)結(jié)能夠例如通過膠合、焊接等得以實現(xiàn)。聯(lián)結(jié)工藝的最佳選擇將例如取決于基片層的材料以及微流體芯片上的壓力要求。通道入口 12和通道出口 13在圖1的實例中設(shè)置在芯片10的頂部處。然而，它們還能夠設(shè)置在芯片10的四個側(cè)面中的一個側(cè)面或更多側(cè)面處并且/或者設(shè)置在芯片10的底部處。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的微流體流量控制器的第一實施方案。圖2顯示的微流體芯片10包括用于容放流體流的通道11。流體可以是氣體、液體、氣體和液體的組合物、凝膠等等。通道11具有通道入口 12，通道入口 12可以連接到流體源，例如處于壓力之下的大量氣體或液體。該通道還具有通道出口 13，通道出口 13可以連接到另外的流體導(dǎo)管，該流體導(dǎo)管將流體抽取到使用流體的地點(像如反應(yīng)器)或消耗流體的地點。根據(jù)本發(fā)明的微流體流量控制器包括熱能傳送器20。實際中，芯片10具有循跡導(dǎo)線21，在該實例中，循跡導(dǎo)線21在通道11的兩側(cè)上沿著通道11的一部分延伸。循跡導(dǎo)線21具有電阻，這使得循跡導(dǎo)線21在電流經(jīng)過其流動時升溫。循跡導(dǎo)線21優(yōu)選為在基片層14、15之間嵌入微流體芯片10中。其可以是例如膠合到基片層14、15中的至少一個基片層的實際導(dǎo)線，但是其還可以由例如借助于化學(xué)蒸氣沉積法而沉積在基片層14、15中的一個基片層上的金屬制成。作為替代或額外地，循跡導(dǎo)線也能夠設(shè)置在微流體芯片10的外表面上。在圖2的實例中，循跡導(dǎo)線21沿著通道11延伸。然而，其也可以按照不同圖案 (例如按照網(wǎng)格)進行鋪設(shè)。循跡導(dǎo)線21具有連接點23。在這些點23處，可以附接連接導(dǎo)線24。連接導(dǎo)線M 使循跡導(dǎo)線21與熱控制器22連接。熱控制器22控制熱能傳送器20。作為替代或額外地，熱能傳送器20能夠具有珀耳帖元件，從而也可以實現(xiàn)對通道 11的冷卻?？梢栽O(shè)置熱傳感器(在圖2中未示出)，其測量流過通道11的流體的溫度，或者例如在鄰近通道11的微流體芯片的表面的溫度。微流體流量控制器進一步包括流量傳感器30。在該實例中，流量傳感器30利用時差測距原理對經(jīng)過通道11的流體流的流速進行測量。為此目的，流量傳感器30已經(jīng)具有熱脈沖元件31。該熱脈沖元件31毗鄰?fù)ǖ?1 而設(shè)置。在該實例中，熱脈沖元件具有兩個熱主動部件31a、31b，熱主動部件31a、31b設(shè)置在通道11的每一側(cè)上。然而，熱脈沖元件也可以設(shè)置在通道11的一側(cè)上，或者熱脈沖元件也可以至少部分地在通道11周圍延伸。熱脈沖元件31設(shè)計為在通道11中的流體中產(chǎn)生熱脈沖，例如熱量脈沖。在熱脈沖元件31的下游，在與熱脈沖元件31相距一定距離處設(shè)置有熱傳感器32。 該熱傳感器32檢測由熱脈沖元件31產(chǎn)生的熱脈沖的經(jīng)過。由于熱脈沖元件31和熱傳感器32之間的距離是已知的，所以通道中的流體中的熱脈沖抵達熱傳感器32所花費的時間指示了通道11中的流體的流速。流量傳感器30由傳感器控制單元33控制。該傳感器控制單元具有計時器，該計時器確定由熱脈沖元件31產(chǎn)生熱脈沖和由熱脈沖檢測器32檢測熱脈沖之間所流逝的時間。 該時間流逝稱為“時差”。由熱脈沖元件產(chǎn)生的連續(xù)的熱脈沖可以全部具有相同的強度和長度，但是這些熱脈沖在強度和/或長度上也可以不相同。當(dāng)兩個連續(xù)脈沖之間的時間短于脈沖抵達熱脈沖檢測器所耗費的時間時，這是特別有用的。通過識別每一個脈沖的強度和/或長度，流量傳感器控制單元就能夠計算出屬于每一個單獨脈沖的正確時差。在該實例中，流量傳感器30設(shè)置在熱能傳送器的毗鄰?fù)ǖ?1而設(shè)置的那部分的下游。然而，流量傳感器30也能夠設(shè)置在其上游。在熱能傳送器的毗鄰?fù)ǖ?1而設(shè)置的那部分的上游和/或下游也可以存在多個流量傳感器30。在先進的實施方案中，一個流量傳感器設(shè)置在熱能傳送器的毗鄰?fù)ǖ?1而設(shè)置的那部分的上游，并且一個流量傳感器設(shè)置在其下游。在該實施方案中，可以監(jiān)測熱能傳送器20對于經(jīng)過通道11的流速的影響。代替按照時差測距原理工作的流量傳感器或者除了該流量傳感器之外，可以采用其它類型的流量傳感器。微流體流量控制器還包括對微流體流量控制器進行控制的數(shù)據(jù)控制單元40。數(shù)據(jù)控制單元40借助于第一數(shù)據(jù)連接件41連接到流量傳感器30。該第一數(shù)據(jù)連接件41允許數(shù)據(jù)控制單元從流量傳感器30接收流量測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)控制單元進一步包括第二數(shù)據(jù)連接件42。該第二數(shù)據(jù)連接件42使數(shù)據(jù)控制單元40與熱能傳送器20連接。數(shù)據(jù)控制單元40適合于控制熱能傳送器20的熱輸出。用于熱能傳送器20的控制器22和/或流量傳感器控制單元33可以集成在數(shù)據(jù)控制單元40中，或者可以與其分離。另外，流量傳感器組件可以進一步包括第二熱傳感器(未顯示)，該第二熱傳感器用于監(jiān)測穿過通道11的流體的溫度。利用來自該傳感器的數(shù)據(jù)來確保當(dāng)熱能傳送器對通道11中的流體進行加熱或冷卻時在通道中的流體中不出現(xiàn)非預(yù)期的溫度水平。例如，如果流體已知在特定溫度之上降解，則該第二傳感器能夠?qū)?shù)據(jù)提供到數(shù)據(jù)控制單元，該數(shù)據(jù)控制單元轉(zhuǎn)而防止熱能傳送器使通道中的流體升溫到高于該降解溫度的溫度。該特征還有助于防止由于系統(tǒng)錯誤而產(chǎn)生非預(yù)期的加熱或冷卻，例如當(dāng)預(yù)期流速設(shè)定到由該系統(tǒng)所不能達到的數(shù)值(例如，極低或極高)時，或者當(dāng)由于系統(tǒng)故障而不能將足夠的流體供應(yīng)到微流體芯片時。根據(jù)本發(fā)明的微流體流量控制器的操作如下。在數(shù)據(jù)控制單元中進行設(shè)定預(yù)期流速。該預(yù)期流速可以是用于流速的數(shù)值(例如每分鐘0. Iml)，或者流速范圍(例如，“在每分鐘0. 05ml與每分鐘0. 15ml之間”或者 “每分鐘 0. lml+/-10%")o流體經(jīng)由通道入口 12進入微流體流量控制器，并且穿過微流體芯片10中的通道 11。流量傳感器30測量通道11中的流體的流速。由流量傳感器30獲得的流量測量數(shù)據(jù)經(jīng)過第一數(shù)據(jù)連接件41傳送到數(shù)據(jù)控制單元40。在數(shù)據(jù)控制單元40中，將所測得的流速與預(yù)設(shè)的預(yù)期流速進行比較。如果所測得的流速不同于預(yù)期流速的預(yù)設(shè)數(shù)值或者落在預(yù)設(shè)流速范圍之外，則采取動作使流速適應(yīng)。流速的這種適應(yīng)通過起動熱能傳送器20而得以實現(xiàn)。如果所測得的流速低于預(yù)期流速或低于最小預(yù)期流速，則熱能傳送器為流量通道提供額外的熱量。以此方式，微流體芯片的通道中的流體的粘度降低，并且通道中的流體的流速加快。替代粘度改變或者除了粘度改變之外，其它效應(yīng)也可以在改變流速時發(fā)揮作用，例如流體和/或通道的熱膨脹。如果所測得的流速高于預(yù)期流速或高于最大預(yù)期流速，則熱能傳送器為流量通道提供較少的熱量，或者甚至主動地對通道進行冷卻。以此方式，微流體芯片的通道中的流體的粘度升高，并且通道中的流體的流速減慢。替代粘度改變或者除了粘度改變之外，其它效
10應(yīng)也可以在改變流速時發(fā)揮作用，例如流體和/或通道的熱膨脹。熱能傳送器能夠通過減少熱輸出而供應(yīng)較少的熱量。冷卻能夠例如借助于珀耳帖元件而得以實現(xiàn)。在可能的實施方案中，以迭代步驟(iterating steps)完成流速的適應(yīng)。熱輸出例如改變?yōu)槭寡E導(dǎo)線升溫1攝氏度，然后確定對于流速的影響。如果流速未被足夠地加快，則循跡導(dǎo)線21被另外升溫1攝氏度，并且再次對流速進行測量。這樣重復(fù)直到獲得預(yù)期流速，或者直到流速處于預(yù)期范圍之內(nèi)。如果流速處于預(yù)期數(shù)值處或者預(yù)期范圍之內(nèi)，則熱能傳送器的熱輸出修改為使流體的溫度不改變太多。圖3顯示了根據(jù)圖2中的流量控制器組件具有殼體50的實施方案。在圖3的實例中，熱控制器22、傳感器控制單元33和數(shù)據(jù)控制單元設(shè)置在殼體50 外部。然而，這些零件中的一個或者更多個還可以設(shè)置在殼體50內(nèi)部。殼體50是絕熱的。這減少了組件的熱量散失。這就使得流速的控制更為準(zhǔn)確且有效。當(dāng)提高了良好的絕熱時，由于散失到環(huán)境中的熱量減少，熱能傳送器的熱輸出有效地用于對通道中的流體進行加熱或冷卻。這樣還使得流量控制器組件的響應(yīng)時間縮短更快地獲得預(yù)期流速。在圖3的實施方案中，殼體50具有連接器51，連接器51使流體供應(yīng)管線16容易地連接到微流體芯片10的入口 12，并且使流體排放管線17容易地連接到微流體芯片10的出口 13。有利地，殼體50是氣密的且/或液體密封的。在此情況下，如果微流體芯片10發(fā)生泄漏，以及/或者在微流體芯片10和流體供應(yīng)管線16之間的連接發(fā)生泄漏，以及/或者在微流體芯片10和流體排放管線17之間的連接發(fā)生泄漏，則氣體或液體不會逸出殼體。在圖3的實施方案中，設(shè)置有指示器52。指示器52指示殼體50中是否存在微流體芯片10。在該實例中，指示器安裝為使其能夠圍繞軸線53樞轉(zhuǎn)。指示器52被彈簧偏壓， 使得當(dāng)殼體中不存在微流體芯片10時，指示器的尖端接近殼體50的外部面。在圖3中以虛線顯示了指示器52的這一位置。當(dāng)微流體芯片10插入殼體50中時，其向外推動指示器 52。在圖3中以實線顯示了這一位置。當(dāng)然，這只是能夠如何實現(xiàn)指示器的一個實例，該指示器對殼體50中是否存在微流體芯片10進行顯示。例如，還可以為殼體50設(shè)置窗口，通過該窗口可以直觀地檢查是否存在微流體芯片10。其它選擇例如是，通過在殼體50中設(shè)置微流體芯片10來對開關(guān)進行操作，例如，該操作使電路閉合從而使燈(例如LED)開啟。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件的第二實施方案。在圖4的實施方案中，與前述實施方案一樣，微流體芯片10設(shè)置在殼體50中。微流體芯片10還包括入口 12、出口 13和從入口 12延伸到出口 13的通道。殼體具有連接器 51，連接器51使流體供應(yīng)管線16聯(lián)接到微流體芯片10的入口 12，并且使流體排放管線17 聯(lián)接到微流體芯片10的出口 13。另外，設(shè)置有時差測距型流量傳感器30，與前述實施方案一樣。然而，在圖4的實施方案中，使用了不同類型的熱能傳送器。在圖4的實施方案中，設(shè)置有用于熱流體的存儲器60。該存儲器60借助于熱流體供應(yīng)管線61和熱流體排放管線62而與殼體50的內(nèi)部流體連通。熱流體存儲器60中的熱流體的溫度由熱控制器22進行控制。熱流體泵63設(shè)置并布置為使得熱流體能夠經(jīng)過如箭
11頭TF所示的回路而循環(huán)，該回路包括存儲器60、熱流體供應(yīng)管線61、殼體50的內(nèi)部以及熱流體排放管線62。操作時，熱流體存儲器60至少部分地填充有熱流體，該熱流體是能夠?qū)崃總魉偷轿矬w的流體，或者是這樣的流體熱量能夠從物體傳送到該流體。在存儲器60中，熱流體被加熱或冷卻到預(yù)期溫度。為此目的，熱流體存儲器60具有加熱器和/或冷卻器。熱控制器22控制存儲器60中的溫度。熱控制器22使得熱流體存儲器60的加熱器或冷卻器將熱流體的溫度達到預(yù)期溫度。泵63使得熱流體經(jīng)過包括存儲器60、熱流體供應(yīng)管線61、殼體50的內(nèi)部以及熱流體排放管線62的回路而循環(huán)。以此方式，熱流體還在微流體芯片上流動，從而對微流體芯片 10進行加熱或冷卻，并且利用其同樣對微流體芯片的通道11中的流體進行加熱或冷卻。微流體芯片的通道中的流體的粘度隨著溫度的改變而改變，并且通過粘度的改變，通道中的流體的流速也改變。替代粘度改變或者除了粘度改變之外，其它效應(yīng)也可以在改變流速時發(fā)揮作用，例如流體和/或通道的熱膨脹。圖5顯示了圖4中的實施方案的變型。在該變型中，熱流體并非自由地流過殼體 50，而是流過通路64。該通路64設(shè)置在殼體50內(nèi)部，使得流過通道64的熱流體能夠?qū)ξ⒘黧w芯片10的通道11中存在的任何流體進行加熱或冷卻，例如通過對微流體芯片10進行加熱和/或冷卻而實現(xiàn)此點。圖6顯示了反應(yīng)系統(tǒng)中采用的根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件。在圖6的實例中， 使用了根據(jù)圖2的流量控制器組件，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，也可以使用根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件的其它實施方案。在根據(jù)圖6的反應(yīng)系統(tǒng)中，設(shè)置有流體試劑源70。該源借助于流體供應(yīng)管線16 而與流量控制器組件的通道11流體連接。流體排放管線17連接到流量控制器組件的出口 13，并且連接到反應(yīng)容器71，反應(yīng)容器71在該實例中具有固定床73。然而，反應(yīng)容器71可以為適合于待執(zhí)行反應(yīng)的任何類型。因此，流體排放管線17在流量控制器組件和反應(yīng)容器 71之間提供了流體連通。流體流或試劑以及反應(yīng)產(chǎn)物由箭頭F指示。反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)容器71經(jīng)過反應(yīng)產(chǎn)物排放管線72而被移除。該管線可以將反應(yīng)產(chǎn)物例如帶到在線分析器、用于離線分析的收集點、廢棄物或選擇閥。在圖6的系統(tǒng)中，使用流量控制器組件控制試劑從源70到反應(yīng)容器71的流速。通常而言，流體試劑源70會被加壓，以便使流體試劑流動到反應(yīng)容器71。然而，還可以使用產(chǎn)生流體流的其它方式，例如采用電位差。圖7顯示了用于進行多個并行實驗的反應(yīng)系統(tǒng)，其中使用了根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件1。在圖7的實例中，使用了根據(jù)圖2的流量控制器組件，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，也可以使用根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件的其它實施方案。在根據(jù)圖7的系統(tǒng)中，存在單個流體試劑源60，以將試劑供應(yīng)到并行設(shè)置的反應(yīng)容器71、74、75、76。存在根據(jù)本發(fā)明的單個流量控制器組件以對流動到反應(yīng)容器的流速進行控制。試劑產(chǎn)物排放管線72、77、78、79從各個反應(yīng)容器71、74、75、76排放反應(yīng)產(chǎn)物。流量控制器組件如上所述地進行操作，并且控制流體試劑從源70到并行反應(yīng)器的流速。如果對于所有反應(yīng)容器流量控制器的下游的流體流的阻力都相同，則經(jīng)過所有反應(yīng)容器的流速將至少基本相等。
圖8顯示了用于進行多個并行實驗的反應(yīng)系統(tǒng)的第二實施方案，其中使用了根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件。在該實施方案中，每一個反應(yīng)容器具有其自身配套的流量控制器組件1。在圖8的實例中，使用了根據(jù)圖2的流量控制器組件，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，也可以使用根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件的其它實施方案。流量控制器組件不必全部等同。例如，可以使用不同的微流體芯片，其中通道11具有不同的長度和/或直徑。流體試劑(氣體、液體、凝膠等)通過單個流體試劑源70進行供應(yīng)。流體試劑從流體試劑源70經(jīng)由與反應(yīng)容器71、74、76配套的流量控制器組件1流動到反應(yīng)容器71、74、 76中的一個容器。在圖8的實例中，反應(yīng)容器為固定床反應(yīng)器，但是也可以替換為適合于實驗的任何其它類型的反應(yīng)器。例如，來自不同源的試劑可以被供應(yīng)到反應(yīng)器內(nèi)。在圖8的實例中，反應(yīng)產(chǎn)物排放管線72、77、79分別從反應(yīng)容器71、74、76將反應(yīng)產(chǎn)物帶到選擇閥90。根據(jù)選擇閥90的設(shè)定，來自反應(yīng)容器的反應(yīng)產(chǎn)物要么到達在線分析器 91要么到達廢棄物92。本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，選擇閥90、在線分析器91和廢棄物92的這種配置還可以與根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件的其它實施方案以及/或者根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)的其它實施方案組合地進行使用。另外，在另一方面，可以將圖8的實施方案中的一個或更多個反應(yīng)容器的反應(yīng)產(chǎn)物直接引導(dǎo)到廢棄物和/或在線分析器，或者例如引導(dǎo)到用于離線分析的收集點。在圖8的實施方案中，流量控制器組件設(shè)置在公共殼體50*中。當(dāng)然，每一個流量控制器組件也可以設(shè)置在單獨殼體中，或者每一個流量控制器組件也可以設(shè)置在單獨殼體中并且這些單獨殼體一起設(shè)置在另外的公共殼體中。在圖8的實施方案中，每一個流量控制器組件的數(shù)據(jù)控制單元40借助于數(shù)據(jù)連接件43、44、45連接到單個系統(tǒng)控制單元80。例如為了得到流動到各單獨反應(yīng)容器71、74、76 的單獨流體流的預(yù)期流速比值，系統(tǒng)控制單元80對各單獨流量控制器組件的動作進行協(xié)調(diào)。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)的第三實施方案。在圖9的實例中，反應(yīng)系統(tǒng)包括供應(yīng)流體試劑的單個源70。還可以存在多個試劑源。不同源可以將不同試劑供應(yīng)到不同的反應(yīng)容器或不同反應(yīng)容器組。此外或作為替代， 單個反應(yīng)容器可以從不同源接收不同試劑。在圖9中，箭頭F*指示離開流體排放管線17的流體流。出于清楚的原因，圖9中并未顯示流體流被排放到其中的反應(yīng)容器。反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)容器例如排放到在線分析器、 用于離線分析的收集點或者排放到廢棄物。該系統(tǒng)進一步包括多個微流體芯片10。每一個微流體芯片具有用于容放流體流的通道11。流體供應(yīng)管線16在流體試劑源70和微流體芯片10之間提供流體連通。微流體芯片10設(shè)置在公共殼體50*中。每一個微流體芯片10還可以設(shè)置其自身的殼體中，或者還可以設(shè)置多個殼體，每一個殼體容放一個或更多微流體芯片10。在此情況下，所有殼體不必包含相同數(shù)量的微流體芯片10。該系統(tǒng)進一步包括熱能傳送器。在該實例中，使用了根據(jù)圖4的熱能傳送器。在該實施方案中，熱流體經(jīng)過熱流體存儲器60、熱流體供應(yīng)管線61、公共殼體50*、熱流體排放
13管線62和熱流體泵63而循環(huán)。熱傳感器25測量公共殼體50*中的溫度。該數(shù)據(jù)被提供到熱控制單元22。有利地，殼體50*具有連接器沈，連接器沈使熱傳感器25容易地連接到熱控制單元22。熱控制單元22連接到系統(tǒng)控制單元80，從而使由熱傳感器25提供的那些數(shù)據(jù)能夠使用在該系統(tǒng)的整個控制中。微流體芯片10的每一個都具有對于圖2描述的并且同樣用于其它實施方案中的類型的時差測距流量傳感器。該流量傳感器具有熱脈沖元件31。該熱脈沖元件31毗鄰?fù)ǖ?1而設(shè)置。在該實例中，熱脈沖元件具有兩個熱主動部件31a、31b，熱主動部件31a、31b 設(shè)置在通道11的每一側(cè)上。然而，熱脈沖元件也可以設(shè)置在通道11的一側(cè)上，或者熱脈沖元件也可以至少部分地在通道11周圍延伸。熱脈沖元件31設(shè)計為在通道11中的流體中產(chǎn)生熱脈沖，例如熱量脈沖。在熱脈沖元件31的下游，在與熱脈沖元件31相距一定距離處設(shè)置有熱傳感器32。 該熱傳感器32檢測由熱脈沖元件31產(chǎn)生的熱脈沖的經(jīng)過。由于熱脈沖元件31和熱傳感器32之間的距離是已知的，所以通道中的流體中的熱脈沖抵達熱傳感器32所花費的時間指示了通道11中的流體的流速。流量傳感器30由傳感器控制單元33控制。該傳感器控制單元具有計時器，該計時器確定由熱脈沖元件31產(chǎn)生熱脈沖和由熱脈沖檢測器32檢測熱脈沖之間所流逝的時間。 該時間流逝稱為“時差”。在該實施方案中，傳感器控制單元33設(shè)置在公共殼體50*的外部。連接器34在熱脈沖元件31和傳感器控制單元33之間以及在熱脈沖傳感器32和傳感器控制單元33之間提供了容易的連接。傳感器控制單元33連接到系統(tǒng)控制單元80，使得來自傳感器的數(shù)據(jù)能夠為該系統(tǒng)的整個控制所使用。系統(tǒng)控制單元80還連接到熱流體存儲器60?；谙到y(tǒng)控制單元80從熱傳感器 25以及從流量傳感器接收到的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制單元80控制存儲器60中的熱流體的溫度，因此經(jīng)過微流體芯片中的通道11的流速能夠受到控制。為此目的，系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制單元包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元適合于確定在每一個通道中所測得的流速與用于該通道的預(yù)設(shè)的預(yù)期流速之差，并且適合于調(diào)節(jié)熱能傳送器的熱輸出以便獲得或維持預(yù)期流速。在該實例中，熱能傳送器的輸出的控制通過控制熱流體存儲器60中的熱流體的溫度而進行。可以使用其它熱能傳送器來替代根據(jù)圖4的熱能傳送器。如圖4和圖9所示的熱能傳送器在設(shè)計上是簡單的，但是其并不允許對公共殼體50*中存在的不同微流體芯片進行單獨的流量控制。例如，作為替代(或者此外)，每一個微流體芯片可以具有如圖2所示的連接到熱控制器22的循跡導(dǎo)線21。還可以使用圖5所示的類型的熱能傳送器，其要么具有由該系統(tǒng)中的多個或所有微流體芯片10穿過的單個通路，要么具有用于該系統(tǒng)中的每一個單獨的微流體芯片10的分離通道。圖10顯示了將本發(fā)明所使用的微流體芯片10設(shè)置在殼體50中的另外的可能實
施方案。殼體50具有凹口 59，用于容放本發(fā)明中所使用的微流體芯片10。殼體包括入口57，入口 57設(shè)置為與微流體芯片的入口 12對準(zhǔn)。同樣，殼體50包括出口 58，出口 58設(shè)置為與微流體芯片的出口 13對準(zhǔn)。優(yōu)選地，例如0型圈的密封元件設(shè)置在入口 57周圍以及出口 58周圍，從而當(dāng)微流體芯片設(shè)置在殼體中時，這些密封元件被緊密地擠壓在殼體和這樣的體芯片之間。分別經(jīng)由螺釘M以及通道57*和通道58*，流體供應(yīng)管線能夠連接到入口 57，并且流體排放管線能夠連接到出口 58。蓋子55設(shè)置為在微流體芯片10設(shè)置在凹口 59內(nèi)部時封閉該凹口。優(yōu)選地，蓋子 55鉸接地連接到殼體50，使得其能夠圍繞銷56旋轉(zhuǎn)。圖11顯示了用于能夠使用在根據(jù)本發(fā)明的流量控制器組件中的微流體芯片的殼體的又一個實施方案。在該實施方案中，已經(jīng)設(shè)置了公共殼體50*，用于容放多個微流體芯片。在該殼體中已經(jīng)設(shè)置了多個凹口 59。每一個凹口適合于容放單個微流體芯片，正如圖 9的實施方案一樣。因此，對于殼體50*中的每一個凹口，均設(shè)置了螺釘M、入口 57、出口 58 和通道57*和通道58*。另外，每一個凹口具有蓋子55，所述蓋子55鉸接地連接到殼體50*。圖10和圖11的實施方案能夠與上述的流量控制器組件的所有實施方案進行組合。
權(quán)利要求
1.一種流量控制器組件，用于微流體應(yīng)用，所述流量控制器組件包括至少一個微流體流量控制器，所述微流體流量控制器包括 -微流體芯片，所述微流體芯片包括用于容放流體流的通道，所述通道經(jīng)過所述微流體芯片而延伸并且具有通道入口和通道出口，所述通道入口能夠連接到流體源，所述通道出口能夠連接到另外的流體導(dǎo)管， -熱能傳送器，所述熱能傳送器適合于通過產(chǎn)生熱輸出而對所述通道的至少一部分進行加熱和/或冷卻，從而影響在所述通道中存在的流體的流速，-流量傳感器，用于測量經(jīng)過所述流量控制器行進的流體的流速，所述流量傳感器適合于產(chǎn)生流速測量數(shù)據(jù)， -數(shù)據(jù)控制單元，所述數(shù)據(jù)控制單元通過第一數(shù)據(jù)連接件連接到所述流量傳感器， 所述第一數(shù)據(jù)連接件允許所述數(shù)據(jù)控制單元從所述流量傳感器接收流速測量數(shù)據(jù)， 所述數(shù)據(jù)控制單元通過第二數(shù)據(jù)連接件連接到所述熱能傳送器， 所述第二數(shù)據(jù)連接件允許所述數(shù)據(jù)控制單元影響所述熱能傳送器的熱輸出， 所述數(shù)據(jù)控制單元包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元適合于確定所測得的流速與預(yù)設(shè)的預(yù)期流速之差，并且適合于調(diào)節(jié)所述熱能傳送器的熱輸出以便獲得或維持所述預(yù)期流速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量控制器組件， 其中所述流量傳感器基于時差測距原理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量控制器組件， 其中所述流量傳感器包括-熱脈沖元件，所述熱脈沖元件毗鄰所述通道而設(shè)置，所述熱脈沖元件適合于在經(jīng)過所述通道行進的流體中提供熱脈沖，以及-熱脈沖傳感器，所述熱脈沖傳感器設(shè)置為毗鄰所述通道并且位于所述熱脈沖元件下游的預(yù)設(shè)距離處，用于檢測所述熱脈沖的經(jīng)過，并且其中，所述流量控制器進一步包括計時器，用于確定由所述熱脈沖元件產(chǎn)生熱脈沖和由所述熱脈沖傳感器檢測到所述熱脈沖之間流逝的時間， 并且其中，利用所確定的該時間流逝來確定流速。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的流量控制器組件， 其中所述微流體芯片的材料為玻璃、石英、硅或金屬。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的流量控制器組件，其中所述熱能傳送器包括金屬循跡，所述金屬循跡沉積在所述微流體芯片上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的流量控制器組件， 其中所述熱能傳送器包括珀耳帖元件。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的流量控制器組件，其中所述第一數(shù)據(jù)連接件和/或第二數(shù)據(jù)連接件包括在所述微流體芯片上的金屬沉積物。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的流量控制器組件，其中所述流量控制器組件進一步包括用于容放所述微流體芯片殼體，所述殼體優(yōu)選為氣密的并且/或者絕熱的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流量控制器組件，其中所述殼體包括指示器，用于指示在所述殼體中是否存在微流體芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的流量控制器組件，其中所述熱能傳送器包括用于熱流體的回路，所述回路使熱流體經(jīng)過所述回路而循環(huán)，從而使流過所述回路的熱流體對所述微流體芯片的至少一部分進行加熱或冷卻，所述回路優(yōu)選為至少部分地設(shè)置在所述殼體的內(nèi)部。
11.一種系統(tǒng)，用于并行地執(zhí)行多個實驗， 所述系統(tǒng)包括-至少一個流體試劑源， -多個反應(yīng)器，-至少一個根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的流量控制器組件，所述流量控制器組件中的至少一個微流體流量控制器與所述流體試劑源流體連通，并且與所述多個反應(yīng)器中的至少一個反應(yīng)器流體連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任意一項所述的流量控制器組件，或者包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任意一項所述的流量控制器組件，所述流量控制器組件包括多個微流體流量控制器，其中所述多個微流體流量控制器中的每一個微流體流量控制器與所述多個反應(yīng)器中的一個反應(yīng)器流體連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任意一項所述的流量控制器組件，或者包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任意一項所述的流量控制器組件，所述流量控制器組件包括多個微流體流量控制器，其中至少兩個微流體流量控制器的所述通道具有不同的直徑和/或長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任意一項所述的系統(tǒng)，其中對于所有微流體流量控制器，所述預(yù)設(shè)的預(yù)期流速都是相同的。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任意一項所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進一步包括系統(tǒng)控制單元，所述系統(tǒng)控制單元連接到各單獨流量控制器的各數(shù)據(jù)控制單元。
16.一種系統(tǒng)，用于并行地執(zhí)行多個實驗， 所述系統(tǒng)包括-至少一個流體試劑源， -多個微流體芯片，每一個微流體芯片包括用于容放流體流的通道，所述通道經(jīng)過所述微流體芯片而延伸并且具有通道入口和通道出口，所述通道入口連接到所述流體試劑源， -至少一個熱能傳送器，所述熱能傳送器適合于通過產(chǎn)生熱輸出而對所述通道中的一個或更多個通道的至少一部分進行加熱和/或冷卻，從而影響在所述通道中存在的流體的流速， -多個流量傳感器，每一個流量傳感器配套有單獨通道，每一個流量傳感器適合于產(chǎn)生與在該流量傳感器配套的通道中的流體流相關(guān)的流速測量數(shù)據(jù)， -系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制單元，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制單元通過第一數(shù)據(jù)連接件連接到每一個流量傳感器， 所述第一數(shù)據(jù)連接件允許所述數(shù)據(jù)控制單元從每一個流量傳感器接收流速測量數(shù)據(jù)， 所述數(shù)據(jù)控制單元通過第二數(shù)據(jù)連接件連接到所述熱能傳送器， 所述第二數(shù)據(jù)連接件允許所述數(shù)據(jù)控制單元影響所述熱能傳送器的熱輸出， 所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制單元包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元，所述系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理單元適合于確定在每一個通道中所測得的流速與用于該通道的預(yù)設(shè)的預(yù)期流速之差，并且適合于調(diào)節(jié)所述熱能傳送器的熱輸出以便獲得或維持所述預(yù)期流速，以及-多個反應(yīng)器，所述反應(yīng)器中的每一個反應(yīng)器都經(jīng)由另外的流體導(dǎo)管連接到通道出口。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)進一步包括用于容放多個微流體芯片的殼體，所述殼體優(yōu)選為氣密的并且/或者絕熱的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其中存在熱能傳送器，所述熱能傳送器適合于對所述通道中的每一個通道的至少一部分進行加熱和/或冷卻。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其中存在多個加熱器和/或冷卻器，所述加熱器和/或冷卻器中的每一個都適合于對單個配套的通道的至少一部分進行加熱和/或冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于微流體應(yīng)用的流量控制器組件，所述流量控制器組件包括至少一個微流體流量控制器，所述微流體流量控制器包括微流體芯片，所述微流體芯片包括用于容放流體流的通道，所述通道經(jīng)過所述微流體芯片而延伸并具有通道入口和通道出口，所述通道入口能夠連接到流體源，所述通道出口能夠連接到另外的流體導(dǎo)管；熱能傳送器，所述熱能傳送器適合于通過產(chǎn)生熱輸出而對所述通道的至少一部分進行加熱和/或冷卻，從而影響在所述通道中存在的流體的流速；流量傳感器，用于測量經(jīng)過所述流量控制器行進的流體的流速，所述流量傳感器適合于產(chǎn)生流速測量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)控制單元，所述數(shù)據(jù)控制單元通過第一數(shù)據(jù)連接件連接到所述流量傳感器，所述第一數(shù)據(jù)連接件允許所述數(shù)據(jù)控制單元從所述流量傳感器接收流速測量數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)控制單元通過第二數(shù)據(jù)連接件連接到所述熱能傳送器，所述第二數(shù)據(jù)連接件允許所述數(shù)據(jù)控制單元影響所述熱能傳送器的熱輸出，所述數(shù)據(jù)控制單元包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元適合于確定所測得的流速與預(yù)設(shè)的預(yù)期流速之差，并且適合于調(diào)節(jié)所述熱能傳送器的熱輸出以便獲得或維持所述預(yù)期流速。
文檔編號G05D7/06GK102341761SQ201080010898
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者E·R·博登斯塔夫, R·H·W·穆南 申請人:阿凡田控股有限公司