[发明专利]基于MEMS的量热计及其制造和使用

权利要求书

1.一种用于量热测量的微型设备，包括

第一热隔离微腔室；

第二热隔离微腔室；

在聚合物层上形成的薄膜基板；

其中第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室在容积和构造上相同并且被并排布置，每一个都被支撑在所述薄膜基板上，

其中所述薄膜基板具有构成第一微腔室和第二微腔室的底板的第一侧和与第一侧相对的第二侧，

其中所述薄膜基板包括位于第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室中的每一个的下方并且被配置为测量第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室之间的温度差的热电传感器；及

其中所述薄膜基板包括由具有大于150℃的玻璃化转变温度和大于250℃的热分解温度的材料制成的聚合物膜片。

2.如权利要求1所述的微型设备，其中所述热电传感器包括至少一个热电偶，每个热电偶的热电灵敏度大于80μV/℃。

3.如权利要求1所述的微型设备，其中所述热电传感器被配置为包括异质材料的多个细长段的薄层热电堆，其中异质材料的相邻段在相对端处被接合在一起，从而形成热电偶接头。

4.如权利要求3所述的微型设备，其中所述异质材料包括锑和铋。

5.如权利要求1所述的微型设备，其中用于聚合物膜片的材料选自聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚酯和聚四氟乙烯。

6.如权利要求3所述的微型设备，其中所述薄膜基板还包括：

第一微加热器和第一温度传感器，每个都在第一热隔离微腔室下方对齐；及

第二微加热器和第二温度传感器，每个都在第二热隔离微腔室下方对齐。

7.如权利要求6所述的微型设备，其中所述热电传感器的热电偶接头位于第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室中的每一个的中心附近，并且分别与第一温度传感器和第二温度传感器垂直地对齐。

8.如权利要求6所述的微型设备，其中所述热电堆垂直地位于远离第一微加热器和第二微加热器以及第一温度传感器和第二温度传感器中的每一个处并且与它们绝缘。

9.如权利要求1所述的微型设备，其中所述聚合物层包括卡普顿膜。

10.如权利要求1所述的微型设备，还包括第一引入通道和第二引入通道，每个引入通道都被配置为为流经第一引入通道或第二引入通道的溶液提供被动混沌混合。

11.如权利要求10所述的微型设备，其中所述第一引入通道和第二引入通道中的每一个都包括具有蛇形形状的部分。

12.如权利要求10所述的微型设备，其中所述第一引入通道和第二引入通道中的每一个都包括足以在流经所述第一引入通道或第二引入通道的溶液中产生湍流的内部脊。

13.一种确定分析物的热性质的方法，包括

提供微型设备，其包括：

第一热隔离微腔室；

第二热隔离微腔室；

在聚合物层上形成的薄膜基板；

其中第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室在容积和构造上相同并且被并排布置，每一个都被支撑在所述薄膜基板上，

其中所述薄膜基板具有构成第一微腔室和第二微腔室的底板的第一侧和与第一侧相对的第二侧，

其中所述薄膜基板包括：

位于第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室中的每一个的下方并且被配置为测量第一热隔离微腔室和第二热隔离微腔室之间的温度差的热电传感器；

第一微加热器和第一温度传感器，每个都在第一热隔离微腔室下方对齐；及

第二微加热器和第二温度传感器，每个都在第二热隔离微腔室下方对齐；及

其中所述薄膜基板包括由具有大于150℃的玻璃化转变温度和大于250℃的热分解温度的材料制成的聚合物膜片；

提供封装所述微型设备的热外罩；

将包含分析物的样本材料加载到第一微腔室中；

将参考材料加载到第二微腔室中，所述参考材料不包含所述分析物；

在预定的温度扫描速率下加热所述热外罩；

基于在第一微腔室和第二微腔室之间测得的温度差确定所述分析物的热性质。

14.如权利要求13所述的方法，还包括在所述热外罩的加热期间提供加热功率上的时间周期变化。