一體化微流體控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微流控制結構系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，屬于微機械系統(tǒng)設計領域。所述的控制臺板四角處設有四個臺板撐腳，臺板撐腳內(nèi)設有水平調(diào)試盤；控制臺板上設有一對導軌，導軌上架立有一夾持桿，夾持桿上鉸接有夾扣板；控制臺板一處設有水平液泡器；所述的控制臺板分兩層面板，在兩層的中間位置的四角處各設有球體液囊；球體液囊通過液壓管與液壓膛相貫通；液壓膛與液壓腔通過一對卡簧相隔開；液壓膛內(nèi)設有活塞，活塞一端連接有螺桿，螺桿上設有螺紋盤；液壓膛的外壁上設有液體膛刻度；本發(fā)明通過夾持微流芯片于控制臺板上，然后將其從三維上四個方向調(diào)整其水平面的適應性高低，從而實現(xiàn)微流體流動方向和流動速度的控制。
【專利說明】一體化微流體控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微流控制結構系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，屬于微機械系統(tǒng)設計領域。
【背景技術】
[0002]業(yè)內(nèi)人士都知道電潤濕是一種微流體現(xiàn)象，它已經(jīng)開始廣泛地被用作各種流體及電光設備的驅(qū)動機制；電潤濕是指通過改變液滴與絕緣基板之間電壓，來改變液滴在基板上的潤濕性，即改變接觸角，使液滴發(fā)生形變、位移的現(xiàn)象。所謂潤濕是指固體表面的一種流體被另一種流體所取代的過程。液體在固體表面能鋪展，固液接觸面有擴大的趨勢，即液體對固體表面的附著力大于其內(nèi)聚力，就是潤濕。液體在固體表面不能鋪展，接觸面有收縮成球形的趨勢，就是不潤濕，不潤濕就是液體對固體表面的附著力小于其內(nèi)聚力?？顾砻娴臐駶櫺Ч梢允褂秒妷簛砀淖?故名電潤濕)，令表面變得更親水(濕潤)。由于原先抗水的表面現(xiàn)在變得更吸水，油層不得不改變其形式。這種界面屬性控制是電潤濕應用的基礎。而微流控芯片技術是把生物、化學、醫(yī)學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。由于它在生物、化學、醫(yī)學等領域的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個生物、化學、醫(yī)學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。報告介紹微流控芯片【技術領域】國際最新發(fā)展，結合報告人多年微流控芯片研發(fā)成果，介紹一套完整而獨特的芯片制造工藝技術，以及多種不同應用的微芯片。
[0003]中國專利號:2009100286968的專利，其闡述了一種新型的微流控制結構，該結構利用電潤濕的基本原理，通過控制介質(zhì)厚度的空間梯度，形成潤濕性的空間梯度，從而實現(xiàn)了微流體流動方向和流動速度的控制。其實施方式是在結構的導電襯底上設有介質(zhì)層，在介質(zhì)層上設有疏液層，在疏液層上的兩側(cè)設有兩側(cè)障壁，在兩側(cè)障壁上設有頂端障壁；由疏液層、兩側(cè)障壁、頂端障壁之間的空間構成流動腔體，微流體位于流動腔體中；介質(zhì)層的厚度沿著微流體的流動方向逐漸遞減。當微流體流過腔體時，微流體通過兩側(cè)障壁或者頂端障壁作為電極施加電壓。
[0004]其專利的核心通過控制介質(zhì)厚度，使得液體受重力而由高往低流；因此介質(zhì)的厚度直接影響了微流的速度、從而影響了潤濕性。但是該發(fā)明其介質(zhì)厚度變化值為恒定，因此其控制微流的速度為一個定值；而對于一塊微流控制芯片，其測驗的液體是粘度都有所不同，因此這種固定梯度的介質(zhì)過于呆板，應用不廣、適用范圍過小的弊端。而且更有一個致命的弊端是其必須保證在使用微流芯片時，其夾持平面為水平面，不然其梯度的介質(zhì)達不到控制流動速度和方向的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服目前通過固定介質(zhì)來控制形成潤濕性的空間梯度，從而實現(xiàn)微流體流動方向和流動速度的控制的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種微流控制芯片三維空間位置可控制，從而間接的實現(xiàn)了介質(zhì)厚度可變的目的。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是:一體化微流體控制系統(tǒng)，其構造主要包括:控制臺板、臺板撐腳、水平調(diào)試盤、球體液囊、水平液泡器、導軌、夾持桿、夾扣板、手搖柄、微流芯片、液壓管、液壓膛、液壓腔、活塞、螺紋盤、螺桿、液體膛刻度、左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤、卡簧，所述的控制臺板四角處設有四個臺板撐腳，臺板撐腳內(nèi)設有水平調(diào)試盤；控制臺板上設有一對導軌，導軌上架立有一夾持桿，夾持桿上鉸接有夾扣板；控制臺板一處設有水平液泡器；
所述的控制臺板分兩層面板，在兩層的中間位置的四角處各設有球體液囊；球體液囊通過液壓管與液壓膛相貫通；液壓膛與液壓腔通過一對卡簧相隔開；液壓膛內(nèi)設有活塞，活塞一端連接有螺桿，螺桿上設有螺紋盤；液壓膛的外壁上設有液體膛刻度；
所述的四個球體液囊與其對應的設置有左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤；四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤分別通過螺桿的一端相鉸接；四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤上設有旋鈕、指針、刻度。
[0007]上述的液壓管為剛性管。
[0008]上述的螺紋盤其每條螺紋間距為17?22圈/厘米。
[0009]上述的控制臺板其兩層面板的間距為0.8cnT2cm。
[0010]上述的夾持桿一端還鉸接有手搖柄。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:通過夾持微流芯片于控制臺板上，然后將其從三維上四個方向調(diào)整其水平面的適應性高低，從而實現(xiàn)微流體流動方向和流動速度的控制；水平面調(diào)整精度達到了百分之七?十五每厘米的精度，該種精度達到了控制毛細管的要求；通過前期控制臺板的水平調(diào)試控制，排除了外界對測試過程中水平面位置是否準確的影響；通過帶有旋鈕、指針、刻度的微調(diào)轉(zhuǎn)盤的調(diào)試實現(xiàn)了水平面傾斜位置可視化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一體化微流體控制系統(tǒng)整體構成示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明一體化微流體控制系統(tǒng)夾持一塊微流芯片的結構示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明一體化微流體控制系統(tǒng)水平面高低微調(diào)節(jié)的核心部件結構示意圖。
[0015]圖中1-控制臺板，2-臺板撐腳，3-水平調(diào)試盤，4-球體液囊，5-水平液泡器，
6-導軌，7-夾持桿，8-夾扣板，9-手搖柄，10-微流芯片，11-液壓管，12-液壓膛，13-液壓腔，14-活塞，15-螺紋盤，16-螺桿，17-液體膛刻度，18-左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤，19-左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤，20-右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤，21-右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤，22-卡簧。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖1-3對本發(fā)明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[0017]實施例:一體化微流體控制系統(tǒng)，其構造主要包括:控制臺板1、臺板撐腳2、水平調(diào)試盤3、球體液囊4、水平液泡器5、導軌6、夾持桿7、夾扣板8、手搖柄9、微流芯片10、液壓管11、液壓膛12、液壓腔13、活塞14、螺紋盤15、螺桿16、液體膛刻度17、左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤18、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤19、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤20、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤21、卡簧22，所述的控制臺板I四角處設有四個臺板撐腳2，臺板撐腳2內(nèi)設有水平調(diào)試盤3 ;控制臺板I上設有一對導軌6，導軌6上架立有一夾持桿7，夾持桿7上鉸接有夾扣板8 ;控制臺板I 一處設有水平液泡器5 ；
所述的控制臺板I分兩層面板，在兩層的中間位置的四角處各設有球體液囊4 ;球體液囊4通過液壓管11與液壓膛12相貫通；液壓膛12與液壓腔13通過一對卡簧22相隔開；液壓膛12內(nèi)設有活塞14，活塞14 一端連接有螺桿16，螺桿16上設有螺紋盤15 ;液壓膛12的外壁上設有液體膛刻度17 ；
所述的四個球體液囊4與其對應的設置有左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤18、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤19、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤20、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤21四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤；四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤分別通過螺桿16的一端相鉸接；四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤上設有旋鈕、指針、刻度。
[0018]所述的液壓管11為剛性管。
[0019]所述的螺紋盤15其每條螺紋間距為17?22圈/厘米。
[0020]所述的控制臺板I其兩層面板的間距為0.Scmlcm。
[0021]所述的夾持桿7 —端還鉸接有手搖柄9。
[0022]本發(fā)明操作時，首先將控制臺板I通過臺板撐腳2上的水平調(diào)試盤3進行調(diào)平，使得調(diào)平后的控制臺板I處于水平面位置，是否處于水平面位置可從水平液泡器5內(nèi)液泡居中位置可以觀察所得。當調(diào)平控制臺板I后再置放入一塊需要實驗、測試的微流芯片10通過夾扣板8進行夾持，在夾持過程中其微流芯片10的大小適配可以通過搖動手搖柄9將其夾持桿7滾動于導軌6后調(diào)縮空間所實現(xiàn)；調(diào)節(jié)空間大小適配后的被夾持的微流芯片10被固定于控制臺板I上；此時根據(jù)微流芯片10其芯片毛細微管流動方向的進行調(diào)節(jié)左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤18、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤19、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤20、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤21四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤。在調(diào)節(jié)過程完畢后，開始進行電化學實驗等等。本發(fā)明中的液壓管11為剛性，其目的是保證在各個微調(diào)轉(zhuǎn)盤調(diào)節(jié)過程中保證其控制臺板I水平面的穩(wěn)定性。
[0023]本發(fā)明的核心是:在保證控制臺板I為水平面的前提下進行高精度的微流芯片10三維空間對其四點平面位置進行人為性的調(diào)整，使得調(diào)整后的水平面傾斜位置滿足實驗控制微流體的流動方向和流動速度的要求。
[0024]因此在不背離本發(fā)熱的核心點的前提下，一切做出表面性的變更都在本專利保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一體化微流體控制系統(tǒng)，其構造主要包括:控制臺板(I)、臺板撐腳(2)、水平調(diào)試盤(3)、球體液囊(4)、水平液泡器(5)、導軌(6)、夾持桿(7)、夾扣板(8)、手搖柄(9)、微流芯片(10)、液壓管(11)、液壓膛(12)、液壓腔(13)、活塞(14)、螺紋盤(15)、螺桿(16)、液體膛刻度(17)、左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤(18)、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤(19)、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤(20)、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤(21)、卡簧(22)，其特征在于:控制臺板(I)四角處設有四個臺板撐腳(2)，臺板撐腳(2)內(nèi)設有水平調(diào)試盤(3);控制臺板(I)上設有一對導軌(6)，導軌(6)上架立有一夾持桿(7)，夾持桿(7)上鉸接有夾扣板(8);控制臺板(I) 一處設有水平液泡器(5)； 所述的控制臺板(I)分兩層面板，在兩層的中間位置的四角處各設有球體液囊(4);球體液囊(4)通過液壓管(11)與液壓膛(12)相貫通；液壓膛(12)與液壓腔(13)通過一對卡簧(22)相隔開；液壓膛(12)內(nèi)設有活塞(14)，活塞(14)一端連接有螺桿(16)，螺桿(16)上設有螺紋盤(15);液壓膛(12)的外壁上設有液體膛刻度(17)； 所述的四個球體液囊(4)與其對應的設置有左上微調(diào)轉(zhuǎn)盤(18)、左下微調(diào)轉(zhuǎn)盤(19)、右上微調(diào)轉(zhuǎn)盤(20)、右下微調(diào)轉(zhuǎn)盤(21)四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤；四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤分別通過螺桿(16)的一端相鉸接；四個微調(diào)轉(zhuǎn)盤上設有旋鈕、指針、刻度。
2.根據(jù)權利要求1所述的一體化微流體控制系統(tǒng)，其特征在于所述的液壓管(11)為剛性管。
3.根據(jù)權利要求1所述的一體化微流體控制系統(tǒng)，其特征在于所述的螺紋盤(15)其每條螺紋間距為17?22圈/厘米。
4.根據(jù)權利要求1所述的一體化微流體控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制臺板(I)其兩層面板的間距為0.8cnT2cm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一體化微流體控制系統(tǒng)，其特征在于所述的夾持桿(7)—端還鉸接有手搖柄(9)。
【文檔編號】G05D27/00GK103488217SQ201310475834
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權日:2013年10月14日
【發(fā)明者】徐云鵬, 燕春暉 申請人:徐云鵬