[发明专利]用于检测液体粘度的通道装置和系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于器械装置领域，特别涉及微流控粘度的检测设备和技术。

背景技术

粘度及其测量在国民经济的许多部门都有着广泛的应用，例如在石油(原油开采与输运，石油产品的质量评定、油品的混合等)、化工(油漆、涂料、粘合剂、三大合成材料——塑料、橡胶、合成纤维等)、轻工(纺织、造纸、化妆品等)、食品(奶油、巧克力、果酱等)、建材(玻璃、陶瓷、水泥等)、煤炭、冶金(熔融金属与矿渣等)等领域，粘度测量关系到控制生产流程，保证安全生产、控制与评定产品质量等方面；特别在医药领域，血液流变性(包括血液粘度，血浆粘度等)直接影响到血液流动的阻力，与人体多种生理病理过程密切相关，目前已经是脑中风、冠心病、高血压、高血脂病、动脉硬化等心脑血管疾病常用临床检测指标之一，粘度检测成为医学诊断的重要手段之一。

近年来，随着微流控芯片技术的兴起，粘度测量在科学研究上的应用也越来越受到人们的重视。微流控芯片(microfluidic chi p)是指：通过微细加工技术将微通道、微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件窗口和连接器等功能元件像集成电路一样，使它们集成在芯片材料上；旨在将生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离与检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应，并对其产物进行分析。研究芯片内的流体流动是影响微流控芯片的设计的重要因素之一，而流体的粘度关系到通道内流体的流动的精密控制，因此，粘度测量技术也成为研究者的重点之一。

传统粘度检测方法主要有毛细管法和旋转法两种主流方法，毛细管法主要依据泊肃叶定律进行测量，常用的是重力型毛细管法(主要用于石油产品中)，以及加压型毛细管法等。毛细管法测量高分子溶液粘度是也测量高分子物质分子量的重要方法。旋转法粘度测量也是一种相对成熟的测量方法，通过检测流体作用于物体的粘性力矩或物体的转速不同来确定流体的粘度。国际上有许多知名品牌公司开发了一系列旋转式流变仪广泛应用于各种工业行业中。

针对不同物质的测量要求，还有落球法、振动法、平板法、粘度杯法及在此基础上的各种改良方法。随着科学技术的发展，粘度测量方法也朝着微型化以及快速，精确的方向发展，近年来，有研究报道了许多新兴的微型粘度计设计，这些微型粘度计用量只需要微升乃至纳升级别，甚至可以测量细菌被膜的流变性质，甚至细胞液的粘度也成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粘度仪，所述粘度仪是以Poiseuille定律为基础设计的微升级粘度检测装置和系统，精确度高，构型简单。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

用于检测液体粘度的通道装置，所述通道装置的功能单元包括测量主通道和缓冲通道，所述缓冲通道的一端与所述测量主通道连接且平行，所述缓冲通道的直径大于测量主通道的直径，所述缓冲通道的长度小于测量主通道的长度，所述测量主通道和缓冲通道为圆柱体通道。所述通道装置含有至少一个功能单元，优选集合多个所述功能单元。

优选的，所述通道装置为微流控装置，所述测量主通道长度不少于4厘米，直径为0.15-1毫米；所述缓冲通道的直径为所述测量主通道的10-20倍。所述通道装置以透明材质制备而成，选择透明材质便于观察。当测量主通道的长度小于4厘米时，测试的结果准确度变低；所述主通道的直径选择0.15-1毫米，体现了“微量”的优势；但直径小于0.15毫米时，测试的结果准确度变低。

优选的，所述测量主通道和缓冲通道为水平通道。水平通道可以降低液体势差带来的误差。但退一步说，微量级的液体势差带来的误差本身较小。

优选的，所述测量主通道的另一端连接有张力抵消通道。

优选的，所述张力抵消通道的直径为缓冲通道的直径的0.9-1.1倍，所述张力抵消通道的长度为缓冲通道的长度的0.9-1.1倍。

优选的，所述缓冲通道的另一端连接设置有进液管。进液管的设置可避免液体遗漏到微流控粘度仪之外的辅助设备上。

优选的，所述通道装置由透明材质制成。透明材质便于观测。

含有所述的通道装置的系统，所述系统包括恒温装置和置于恒温装置中的通道装置，所述通道装置的缓冲通道或进液管连接有恒压驱动装置，所述缓冲通道的上方安装有视频装置。

本发明的目的之二在于提供液体粘度的检测方法，该方法是基于Poiseuille定律而来的，该方法误差小，耗费试剂小，具有很高的可重复性和高精确性。

基于所述的通道装置测量液体粘度的方法，具体包括以下步骤：

A标准液和待测样品的参数测量