[发明专利]一种微小液体流量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量测量方法，尤其涉及一种微小液体流量检测方法。

背景技术

微小液体流量的计量是微流控芯片(系统)中非常重要的技术参数，其特征是流量在每分钟数微升到数百微升这个量级，流动管径在数毫米以下。但是由于微系统特征的存在（比如尺度效应、表面效应、胶体界面化学作用等），传统的流量计量方法（比如标准表法、容积法、称重法）在微流控系统的流量计量中显得不适用、不方便、或不够准确，比如，由于微流控系统流量太小，（1）一般流量计量程无法达到，更不用说当做标准表来计量；（2）采用容积法或称重法时要达到标准器的有效分辨率以保障计量准确性时，需非常长的测量时间，且由于液体的蒸发，容易引起计量的不准确；（3）在测量过程中无法实时显示瞬时流量，不可进行在线计量。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种能瞬态显示流量，且可实现在线计量，计量高准确的微小液体流量检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种微小液体流量检测方法，包括如下步骤：

1）将内径为微米级的微管道安装在待检测的微小流量液体流过的管路中，在该微管道的两端分别安装电极，使流体依次流过微管道一端的电极、微管道和微管道另一端的电极，两个电极分别通过导线与A/D转换模块连接，然后将A/D转换模块的信号输出端连接PLC；

2）由PLC计算出微管道内微小液体的流动电位势                                                ，该流动电位势为两个电极采集的电位差；

3）并将流动电位势代入由PLC执行计算的下列公式中，计算出微管道内的流量：

其中，为微通道的半径；为液体的介电系数，为常数；是液体与半导体材料接触时的表面电位，为物性常数；为液体的电导率，是物性常数；为微通道的长度；为液体的粘度系数；为液体介质双电层厚度的导数，是物性常数；、分别代表第零阶和第二阶的第一类修正贝塞尔函数；是微管道内的流量与微管道内的流动电位势的比值系数；

4）将PLC与上位机连接，将PLC运行计算出的微管道内的流量反馈给上位机。

作为本发明的一种优选方案，在步骤1）中，微管道的两端分别安装有电位采集区，两个电极分别设置在对应侧的电位采集区内，使流体依次流过微管道一端的电位采集区、微管道和微管道另一端的电位采集区。

本发明的有益效果是：本发明采用基于固液界面双电层与流动电位势等微流体技术，解决微流控芯片(系统)流量瞬态显示、在线计量、计量准等难题，形成高准确度的微小液体流量检测方法；该微小液体流量检测方法相比其他流量测量仪器具有无阻流件、无机械可动部件等优点，测量流量量程广、准确度高，可实现流量的瞬时显示与在线计量。

附图说明

图1为一种微小液体流量检测装置的结构示意图。

附图中：1—储水池； 2—高压水泵； 3—管路系统； 4—电位采集区； 5—A/D转换模块； 6—微管道； 7—电子秤； 8—被检设备； 9—电极； 10—下位机； 11—上位机； 12—检验阀门； 13—校验阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

一种微小液体流量（是指测量液体流量范围在500nL/Min～500μL/Min）检测方法，该方法包括如下步骤：

1）将内径为微米级的微管道安装在待检测的微小流量液体流过的管路中，在该微管道的两端分别安装电极，使流体依次流过微管道一端的电极、微管道和微管道另一端的电极，两个电极分别通过导线与A/D转换模块连接，然后将A/D转换模块的信号输出端连接PLC。在本实施例中，微管道的两端分别安装有电位采集区，两个电极分别设置在对应侧的电位采集区内，使流体依次流过微管道一端的电位采集区、微管道和微管道另一端的电位采集区，在液体流过电位采集区时，液体便会与电极接触。