[实用新型]一种被动式微流体混合器

说明书

本实用新型属于微流控领域，具体公开了一种被动式微流体混合器，包括了进口管、出口管、非对称圆弧结构和渐缩弯管结构。非对称圆弧结构由左混合室、上圆弧结构、下圆弧结构和右混合室组成。渐缩弯管结构由上弯管通道和下弯管通道组成。非对称圆弧结构与渐缩弯管结构通过连接通道连接。所述混合方法是设计特殊结构的混合室以及改变微流体的流动管道半径，使得微流体单元产生冲击，打破微流体流动的层流状态，加强两种不同浓度微流体的对流效应，实现两种微流体的高效混合。本实用新型的主要优势在于：微流体混合全过程不需要驱动装置，且能够充分利用分合式微流体混合器与弯管通道式微流体混合器的优势，所述特殊结构混合室能够充分加大微流体流动的扰动，从而提高所述微流体混合器的混合效率。

技术领域

本实用新型涉及一种新型的被动式微流体混合器。该混合器的混合方式为被动式。

背景技术

微流控芯片是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又被称为芯片实验室，微混合器作为微流控芯片的重要组成部分，足以引起更多的关注；随着社会的不断发展与进步，在化学实验、环境监测分析、DNA检测等诸多领域中进行试验反应前都会用到微流体混合器，来实现不同要求下多种试剂的充分混合；微流体混合器具有快速、高效、易于控制和易于集成的特点而且成本较低，结构简单，混合良好。

混合通常是指用机械或流体动力的方法，使两种或多种物料相互分散而达到一定均匀程度的单元操作，但是微米量级的尺度下与宏观流体流动有很大区别，微米量级尺度下流体的对流作用带来的效应并不强烈，在这种情况下，微流体的混合主要依靠分子间的扩散作用，所以在一定的实验要求之下，微流体的混合变得较为困难；低成本的微流体混合器通过简单的结构改进能够提升流体之间混合的效率，达到预期的混合效果。

微流体混合器根据输入能量的不同，微混合器可分为被动式微混合器和主动式微混合器两类；前者单纯的利用几何形状或流体特性产生混合效果，除驱动流体流动的力（如压力、电渗驱动等）外，混合不借助于其他外力，混合器也不含任何可移动部件；而后者则借助磁力、电场力、声场等外力实现混合；主动式微流体混合器的混合效果较好，但是由于结构复杂，成本较高，在各个领域中实现这种技术的普遍性并不高；被动式微流体混合器结构简单，响应速度快，加工成本低，使用方便，在各个领域中得到广泛使用。

在目前大部分流体实验过程中，通常需要对两种或多种流体进行充分混合，目前这种混合方式大多采用两种或多种流体从各自管道引入，经过交汇后便直接排出，使得微流体混合效率非常低下，达不到实验所要求混合精度。

为提高被动式微混合器的混合效率，通常使用对流体进行多次分流再聚合的方式来增加流体间的有效接触面积，通过增进流体间有效接触面积来提高流体的扩散效率，提高混合强度。通常使用的结构为分合式和弯管通道式。

现在对不同微流体的混合的主要方法是在微流体混合器内增加一定数量的挡板，增加的挡板会对通道内的流体产生阻扰作用，增加了流体混合的对流扩散作用，同时也使得流体的流动损失较大；本实用新型仅仅通过改变微流体流动通道结构来实现两种或多种流体的高效混合，使得混合时间短、混合流道短、流体混合充分、混合效率大大提高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的被动式微流体混合器，用于进一步提高混合效率，减少混合时间，解决现有技术的不足。

本实用新型采用的技术方案是：一种被动式微流体混合器，包括进口管、出口管、非对称圆弧结构和渐缩弯管结构，非对称圆弧结构由左混合室、上圆弧结构、下圆弧结构和右混合室组成，渐缩弯管结构由上弯管通道和下弯管通道组成，非对称圆弧结构与渐缩弯管结构通过连接通道连接。