[发明专利]微流体装置及操作方法

权利要求书

1.一种用于确定流体的至少一种性质的MEMS装置(10)，所述装置(10)包括：

衬底(12)；

在所述衬底(12)上的结构，所述结构包括基部(16)和管(14)，所述管(14)从所述基部(16)延伸且与所述衬底(12)的表面(18)间隔开，以便能在垂直于所述衬底(12)的表面(18)的平面中进行振动运动，所述管(14)包括连续内部通路(20)，流体地连接到所述基部(16)的所述内部通路(20)的流体入口(22)和流体出口(24)，以及相对于所述基部(16)的远端部分(14C)；

悬臂构件(30)，所述悬臂构件(30)附连到所述管(14)的远端部分(14C)上，并且构造成以便相对于所述远端部分(14C)且在垂直于所述衬底(12)的表面(18)的平面中进行振动运动；

在所述衬底(12)的表面(18)上的至少一个驱动电极(26)，邻近所述悬臂构件(30)和所述管(14)的远端部分(14C)中的至少一个，且可操作以引起所述管(14)和所述悬臂构件(30)的振动运动；

在所述衬底(12)的表面(18)上的感测电极(28)，所述感测电极(28)适于在由所述驱动电极(26)振动时感测所述管(14)的偏转，且产生对应于该被感测的偏转的输出；以及，

用于根据所述感测电极(28)的输出来确定流动通过所述内部通路(20)的流体的至少一种性质的器件(42)。

2.根据权利要求1所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述悬臂构件(30)包括在所述悬臂构件(30)与所述管(14)的远端部分(14C)之间的减小的节段(32)，且所述管(14)、所述悬臂构件(30)和所述减小的节段(32)被构造成使得在所述悬臂构件(30)振动运动期间的挠曲集中在所述减小的节段(32)中。

3.根据权利要求1或2所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述管(14)和所述悬臂构件(30)被构造成使得所述悬臂构件(30)的振动运动与所述管(14)的振动运动大约180度异相。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述悬臂构件(30)和所述管(14)具有大约相等的质量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述悬臂构件(30)的振动运动削弱所述管(14)的振动运动，以最小化消散到所述衬底(12)的夹持损失。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述至少一个驱动电极(26)设置于所述悬臂构件(30)下方、所述衬底(12)的表面(18)上，且适于直接引起所述悬臂构件(30)的振动运动且间接地引起所述管(14)的振动运动。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述至少一个驱动电极(26)设置于所述管(14)的远端部分(14C)下方、所述衬底(12)的表面(18)上，且适于直接引起所述管(14)的振动运动且间接地引起所述悬臂构件(30)的振动运动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述至少一个驱动电极(26)可操作，以便以静电方式、电磁方式、压阻方式、压电方式、热方式或光学方式引起所述管(14)和所述悬臂构件(30)的振动运动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，还包括在所述悬臂构件(30)或所述管(14)的远端部分(14C)上的膜(40)，以用于与所述至少一个驱动电极(26)以电磁的方式或压电的方式耦联，以便以电磁或压电方式引起所述管(14)和所述悬臂构件(30)的振动运动。

10.根据权利要求9所述的MEMS装置(10)，其特征在于，在所述管(14)与所述衬底(12)之间存在足够大的间隙，以减小所述管(14)的挤压膜阻尼，且所述管(14)并不封闭于真空封装中。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的MEMS装置(10)，其特征在于，所述管(14)具有选自由U形、C形和线性组成的组的形状。