[发明专利]微流量测量装置和具有可移动特征的装置

说明书

公开了一种微流量装置，其包括限定腔室的主体框架，并具有进入所述腔室的第一端口和第二端口。带有第一电极的第一膜布置在主体框架的第一面上，带有第二电极的第二膜布置在主体框架的第二面上。轴构件布置在固定到第一膜和第二膜的腔室中，并且轮构件围绕轴构件布置在腔室中并且与轴构件间隔开一间隙。中断器特征形成在轮上，该中断器特征导致在轮旋转期间第一电极和第二电极之间的电容变化。还公开了用于在通过卷对卷工艺制造的装置中提供自由旋转、滑动、移动等特征的技术。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年8月4日提交的名称为“Micro FlowMeasurement Devices”的美国临时专利申请序列号62/541,128以及2017年11月14日提交的名称为“Micro Devices with Moveable Features”的美国临时专利申请序列号62/585,641”的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书涉及流量测量装置(也称为流量测量传感器)和系统，以及通过卷对卷加工生产可旋转构件的加工技术。

背景技术

流量测量装置测量一段时间内的流体运动的量。各种技术用于流量测量。流量测量技术包括使用活塞或齿轮的机械技术。其他技术包括基于流量的流量计，其使用文丘里管或其他孔口来收缩流体流量，并与流量传感器结合使用以测量收缩之前和收缩之内的差流量。

根据性能、应用适合性和成本考虑，可以找到这些各种工艺和技术。但是，这些技术和所得装置可能不适用于需要与其他装置和/或系统集成的某些应用程序。这些技术和所得装置也可能不适用于需要低成本和大批量制造加工的流量测量应用程序。

发明内容

下文所述的微流量测量装置可以使用微制造方法实现，并且可以用于执行各种工业、医学和生物应用的流量感测。在某些情况下，可能希望微流量测量装置不仅能够测量流率，而且能够测量流动方向。

根据一个方面，微流量装置包括：主体，具有腔室以及第一端口和第二端口，所述第一端口所述第二端口具有进入所述腔室的通道；在所述主体的第一表面上的第一膜；在所述第一膜的一部分上的第一电极；在主体的第二相对表面上的第二膜；在第二膜的一部分上的第二电极；固定到第一膜和第二膜的腔室中的轴；围绕该轴构件设置在腔室中的轮构件，且该轮构件与轴隔开一间隙；和设置在第一和第二膜片之间的中断器特征。

根据另一方面，一种微流装量置，包括：主体，具有腔室和联接到进入所述腔室中的通道的第一端口和第二端口；围绕所述腔室的中心设置的轴构件；围绕所述轴构件设置在所述腔室中的轮构件，所述轮构件与所述轴构件间隔开具有窄的间隙宽度的间隙；在主体的第一表面上的柔性材料的第一膜，具有在所述第一膜的一部分上的第一电极；在主体的第二相对表面上的第二膜，具有在所述第二模的一部分上的第二电极；和随着轮旋转而引起该第一电极和第二电极之间的电容值变化的中断器特征。

以下是这些方面中的一个或两个的范围内的一些实施例。

微流量装置包括连接到第一膜的第一端盖和连接到第二膜的第二端盖，第一膜和第二膜由具有几微米厚度的柔性材料制成，主体由厚度为第一膜的和第二膜的柔性材料的厚度的多倍的柔性材料制成。微流量装置具有作为轮构件的结构特征的中断器特征，随着轮构件旋转，该中断器特征导致第一电极和第二电极之间的电容改变。该微流量装置包括联接到第一电极和第二电极的电容测量电路。

微流量装置具有作为相对于轮的旋转方向的对称特征的中断器特征。微流量装置还包括联接至所述第一电极和所述第二电极的电容测量电路，对于与轮构件的沿逆时针方向的旋转相比较的轮构件的沿顺时针方向的旋转，所述轮构件上的电极引起所测得的电容的调制，从而允许电容测量电路辨别第一端口和第二端口之间的流率而不是流体流动方向。