[发明专利]一种压电驱动微混合器及其制作方法和控制方法

权利要求书

1.一种压电驱动微混合器，其特征在于：由一整体PDMS基板将微流体驱动单元(即：压电泵)和微混合单元(即：混合流道)集成于一体，单晶片压电振子及单向阀片同PDMS基板封装构成压电泵，玻璃底板同PDMS基板封装构成混合流道；压电振子采用不同电压、频率、不同波形及相位交错式驱动电信号予以激励，实现微流体在微混合流道内高频脉动错位式混合。

2.根据权利要求1所述的压电驱动微混合器，其特征在于：混合器基板是PDMS材料。

3.根据权利要求1所述的压电驱动微混合器，其特征在于：混合器基板有试剂进口缓冲腔，进口缓冲腔长度长于压电泵出口管长度。

4.根据权利要求1所述的压电驱动微混合器，其特征在于：两组或两组以上压电泵平行布置于微混合器输入端。

5.根据权利要求4所述的压电驱动微混合器，其特征在于：压电泵可采用单腔体单压电振子、单腔体双压电振子、至少两个压电振子形成的多腔体串并联等结构。

6.根据权利要求5所述的压电驱动微混合器，其特征在于：采用悬臂梁式单向阀，阀片结构形似倒“8”字。

7.根据权利要求6所述的压电驱动微混合器，其特征在于：单向阀采用变刚度布置，入口阀刚度最低，中间阀刚度最高，出口阀刚度居中。

8.一种制作权利要求1所述的压电驱动微混合器的方法，其特征在于包括以下步骤：

a.选用PMMA，使用精密雕刻机采用CNC技术制作微混合器基板的阳模模具。

b.采用微模铸工艺，将液态PDMS浇注于阳模模具构造的腔体内，真空脱气30分钟后恢复常压，再加热至100℃固化60分钟，常温冷却10分钟，脱模可得微混合器基板。

c.选用硬质薄膜，采用激光切割工艺制作单向阀片。

d.压电振子电极引线处理。

e.压电振子同液体接触面绝缘贴膜处理。

f.将压电振子、单向阀片同PDMS微混合器基板封装，制作成压电泵。

g.将玻璃片同PDMS微混合器基板封装，制作成微混合流道。

9.一种控制权利要求1所述的压电驱动微混合器的方法，其特征在于包括以下操作模式：

a.其他控制条件一定情况下，分别改变各组压电泵工作电压可实现变容积量微流体混合。

b.压电泵流量一定情况下，同时改变各组压电泵工作频率可提供具有不同混合效果的主动混合模式。

c.其他控制条件一定情况下，微混合器各组压电泵采用相位交错式电信号予以激励，实现微流体高频脉动错位式混合。

d.压电驱动微混合器电信号波形可选用正弦波或矩形波。

e.将压电泵输出流量、脉动混合频率、驱动电信号相位差，三控制参数合理匹配，可实现微流体在微流道内高效湍流式混合。