[发明专利]一种自行恢复型微流体惯性接电开关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自行恢复式惯性延时接电开关装置，特别是一种微流体惯性接电开关装置。

背景技术

惯性开关也称为g开关、阈值传感器等，用于感知加速度信号，当检测到超过设置阈值的加速度信号时，执行开关机械动作，并触发电信号，因此惯性开关是将传感与执行融为一体的精密惯性器件。微惯性开关由于直接响应加速度,省略了对开关运动部件控制所需的内部结构与驱动源,既实现了微型化、低功耗、响应速度快,又提高了工作可靠性,因此被广泛应用于通信、汽车、航空航天和惯性导航等领域,例如:导弹、炸弹和侵彻武器的引信控制,飞行器发射中的整流罩脱落控制,汽车安全系统中的安全气囊以及急刹车系统的跑偏控制等。

目前，对于MEMS惯性开关主要为固-固接触型，但此类开关接触时存在较大的问题：1)触点压力较小，会产生较大的电阻；2)金属固体表面易磨损退化，这将直接影响开关的接触性能；3)弹簧自身会对开关产生振动干扰，影响惯性开关接触的稳定性；4)弹簧在高过载时会产生变形，这都将影响机械式惯性开关的正常工作。微流体惯性开关采用导电液体作为惯性开关的运动电极。当开关所受惯性大于开关阈值时开关工作，此时液体在惯性加速度的作用下流动至电极位置使开关电路导通。采用导电液体能够很好的避免微机械惯性开关的触点在接触时存在的上述问题,且接触点全面接通稳定，同时具有自行恢复能力等特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自行恢复式微流体惯性开关装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种可自行恢复式微流体惯性接电开关装置，包括PMMA基板、玻璃盖板、金属电极、液滴储存池、U型微通道，

所述玻璃盖板位于PMMA基板的上方，二者均为长方形结构，金属电极的数量为两个，该两个金属电极分别键合于玻璃盖板的两个短边并与短边相垂直，PMMA基板上设置圆形液滴储存池，该液滴储存池上设置两个形状相同的矩形槽，该两个矩形槽的长边均与玻璃盖板的短边平行，该两个矩形槽同时关于液滴储存池的直径对称，PMMA基板上设置两个U型微通道，每个U型微通道的一端均与一个矩形槽相连，两个U型微通道的另一端为90°矩形缩口并相互连通，每个金属电极均包括正极和负极，正极和 负极均位于相应的U型微通道中；

其中U型微通道与矩形槽相连的一端形成阈值被动阀，U型微通道的90°矩形缩口处形成截流被动阀，所述阈值被动阀的数量为两个，截流被动阀的数量为两个。

优选的，装置整体为对称结构，具体关于两个矩形槽的对称线对称。

优选的，液滴储存池中存储镓姻金属液滴。

优选的，所述矩形槽的通道截面大于U型通道截面。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的自行恢复型微流体惯性接电开关拥有尺寸小、重量轻、可集成性好、功耗低以及对于低精度器件的生产成本低等优点，这对于惯性开关结构的小型化、灵巧化以及智能化有着非同寻常的意义。2)微流体惯性接电开关采用高度疏水的镓姻金属液滴作为开关的运动和接触部分，以金属液滴导通开关，克服了“固-固"接触型微机械惯性开关存在的触点接触压力小、接触电阻大、易磨损退化，抗振动干扰差等缺点。3)本发明的自行恢复型微流体惯性接电开关为“固-液"型的接触，增大了开关触点的有效接触面积，能使开关触点接触更充分，可以给外部电路一个稳定的接电信号，因而电源稳定接电。4)与以往的微流体惯性开关相比，本发明的微流体惯性开关具有自行恢复能力，可以多次使用，很好的解决以往惯性开关一次性的问题，具有有广阔的应用前景，并在现有技术中尚无相关描述。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为自行恢复型微流体惯性接电开关装置立体结构示意图。

图2为键合后玻璃盖板立体示意图。

图3为PMMA基板内微通道立体示意图。

图4为金属液滴在惯性开关的最初位置示意图。

图5为惯性开关导通时刻金属液滴的位置示意图。

图6为惯性开关在导通后金属液滴至多所到达的位置示意图。

图中标号所代表的含义为：1PMMA基板、2玻璃盖板、3金属电极、4液滴储存池、5阈值被动阀、6安保被动阀、7U型微通道，9镓姻金属液滴，10金属电极的位置，F为所受惯性力，P_cap1、P_cap2分别为金属液滴前后表面的毛细压力。

具体实施方式

本发明的一种自行恢复型微流体惯性接电开关装置，包括PMMA基板1、玻璃盖 板2、金属电极3、液滴储存池4、U型微通道7，