[发明专利]一种基于磁性微阀控制液体流通的装置

说明书

本发明公开了一种基于磁性微阀控制液体流通的装置，属于微流控技术领域，本发明包括芯片、液体通道、磁性微阀Ⅰ、磁性微阀Ⅱ、液体入口、液体出口Ⅰ、液体出口Ⅱ、玻璃基片、微通道Ⅰ和微通道Ⅱ，本发明通过用电磁铁吸附磁性粉末下方的膜片来实现微阀通断和节流要求，为了克服阀门关闭不严的问题，采用磁性粉末带动膜片运动从而关闭流体通道来达到控制微阀的开闭，微通道的两侧设置为带有微阀结构的装置，通过控制电磁铁的开关来控制流体通道的开启与闭合，实现微阀开关功能，本发明装置的电磁微阀封闭性能好，流通性能佳并且提高液体流动的效率，本发明使用简单，成本低，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基于磁性微阀控制液体流通的装置，属于微流控技术领域。

背景技术

微流体器件广泛用于集成电子、精密仪器、医疗设备和生物制药等领域，微流体器件适合各种流量控制系统的开发，其控制技术包括光、电、气、磁、热、气相变化等。用于实验室流体处理的玻璃基板上的芯片结构，该结构的设计通过使用COMSOL Multiphysics进行仿真模拟，采用PDMS材料制作微通道结构，能够在一定的变形条件下恢复到原来的状态而结构没有发生永久性破坏。微小流体控制阀（简称微型阀）是微流体控制系统的关键部件之一，是微流量系统中不可缺少的重要组成部分，也是微流体通断和流向控制的重要元器件。它的性能直接影响着整个微流体控制系统的工作状况。随着微型阀在各个领域中的广泛应用，对其所能达到的精度要求越来越高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磁性微阀控制液体流通的装置，通过微阀开启和关闭控制液体的流通，本发明通过用电磁铁吸附磁性粉末下方的膜片来实现微阀通断和节流要求，为了克服阀门关闭不严的问题，采用磁性粉末带动膜片运动从而关闭流体通道来达到控制微阀的开闭，微通道的两侧设置为带有微阀结构的装置，通过控制电磁铁的开关来控制流体通道的开启与闭合，实现微阀开关功能。

本发明采用的技术方案是：一种基于磁性微阀控制液体流通的装置，包括芯片、液体通道、磁性微阀Ⅰ、磁性微阀Ⅱ、液体入口、液体出口Ⅰ、液体出口Ⅱ、玻璃基片、微通道Ⅰ和微通道Ⅱ。

所述芯片设置在所述玻璃基片上，所述芯片上设有液体入口、液体出口Ⅰ和液体出口Ⅱ，所述芯片内设有液体通道，所述液体通道包括微通道Ⅰ和微通道Ⅱ，所述微通道Ⅰ的一端与液体入口连通，所述微通道Ⅰ的另一端与所述微通道Ⅱ连通，且所述微通道Ⅱ的两端分别与液体出口Ⅰ、液体出口Ⅱ连通，所述微通道Ⅱ上设有磁性微阀Ⅰ和磁性微阀Ⅱ。

所述磁性微阀Ⅰ包括磁性粉末、电磁铁和膜片，所述磁性粉末设在膜片的上方，且所述膜片安装在所述微通道Ⅱ的上方，所述电磁铁设置在所述微通道Ⅱ的下方，所述磁性微阀Ⅱ和磁性微阀Ⅰ的结构相同。

所述磁性微阀Ⅰ和磁性微阀Ⅱ的电磁铁均接通直流电或交流电。

所述磁性微阀Ⅰ和磁性微阀Ⅱ的电磁铁一个接通直流电，另一个接通交流电。

所述芯片采用PDMS聚二甲基硅氧烷材料制成，该材料透光性好，便于实验时观察流体的流动特性，生物相容性佳以及良好的化学惰性，该材料韧性比较高，弹性好，耐久性和耐压性比较高。

所述芯片长50mm，宽20mm，高5mm，所述玻璃基片（8）长75mm，宽35mm，高2mm。

所述液体入口、液体出口Ⅰ、液体出口Ⅱ均为圆形，且圆直径为1mm。

所述微通道Ⅱ长30mm，宽0.6mm，高0.6mm，所述微通道Ⅰ长10mm，宽0.6mm，高0.6mm。

所述磁性微阀Ⅰ（4）、磁性微阀Ⅱ（5）的长度与微通道Ⅱ（10）的宽度之比≥2：1，否则难以达到完全封闭的效果。

本发明的工作原理是：