[发明专利]电渗混合效率测量装置

说明书

本发明公开了一种电渗混合效率测量装置，属于微流体混合效率测量技术领域，包括外腔体，外腔体内布置有一端设置两个进口、另一端设置一个出口的透明的电渗管道以及加热装置，所述加热装置设置在电渗管道靠近进口一端的下方，电渗管道出口与承接装置相连接，外腔体两侧均设置有可供冷源穿过的观察窗口，所述观察窗口横向穿透外腔体且与承接装置和加热装置之间电渗管道相对。本发明通过对固体的离线测量得到电渗作用下的混合效率，设备简单，造价低，测量精度高。

技术领域

本发明涉及微流体混合效率测量技术领域，尤其是一种电渗混合效率测量装置。

背景技术

电渗是利用电场来影响微流体流动的物理现象，通过设计可以利用电渗来控制液体的流动，实现不同液体的迅速混合。电渗广泛的应用于化学反应过程，通过快速混合来增加反应的稳定性，提高反应物的生产效率。在实际应用中，电渗电源的频率、幅值、电极的排布等因素都会影响到混合效率，是需要优化的参数。而由于电渗应用在微流动领域，其混合通道尺寸一般在毫米级别，不同液体的混合效果无法直接观察，由于电场的引入，现有的在线监测方法也不方便应用。因此现阶段主要通过快速相机拍照来考察混合特性，而受相机分辨率及曝光时间的影响，其测量结果较模糊，无法给出混合的详细过程。透明材料是指波长400～800nm可见光的透光率在80％以上的材料，绝大部分树脂都属于透明类，主要包括PMMA、PC、PS、PET等。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种电渗混合效率测量装置，通过对固体的离线测量得到电渗作用下的混合效率，设备简单，造价低，测量精度高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种电渗混合效率测量装置，包括外腔体，外腔体内布置有一端设置两个进口、另一端设置一个出口的透明的电渗管道以及加热装置，所述加热装置设置在电渗管道靠近进口一端的下方，电渗管道出口与承接装置相连接，外腔体两侧均设置有可供冷源通过的观察窗口，所述观察窗口横向穿透外腔体且与承接装置和加热装置之间电渗管道相对。

本发明技术方案的进一步改进在于：电渗管道包括水平的方形主管路，主管路一端设置有两个向上设置的垂直管路，两个垂直管路下端均与主管路相互连通，垂直管路的端口作为物料进口，主管路另一端开口作为物料出口与承接装置相对，主管路靠近物料进口一端的两侧安装有电极，电极设置在加热装置后方。

本发明技术方案的进一步改进在于：承接装置为承接桶，承接桶位于电渗管道的末端承接经过电渗处理的物料。

本发明技术方案的进一步改进在于：一侧观察窗口设置为冷源入口，另一侧观察窗口设置为冷源出口，冷源为液氮，两侧的观察窗口之间为中空管道，主管路穿过中空管道。

本发明技术方案的进一步改进在于：加热装置包括绝缘导热体和电热器，绝缘导热体与主管路下端接触，电热器位于绝缘导热体底部。

本发明技术方案的进一步改进在于：电热器周围包裹有导热填充物。

本发明技术方案的进一步改进在于：电渗管道的两个进口分别加入一种常温下的不同颜色的固体粉末，且固体粉末的熔点在40℃～100℃之间。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明提供了一种电渗混合效率测量装置，通过加热装置使常温下位固态的两种物料加热变为液体，并在电场的电渗作用下混合流动，待液体流动稳定后冷源从观察窗口流过使得物料凝固，电渗管道选用透明材质，可将固体放在高分辨率的设备下观察并拍照，通过图像处理软件分析混合效率。相较与现有在线测量装置，本装置设备简单，造价低，测量精度高。

两侧观察窗口之间设置有中空管道，一侧观察窗口设置为冷源入口，另一侧观察窗口设置为冷源出口，便于连接冷源，方便液氮的流入和流出，冷却效果好。利用中空管道在外腔体上形成的观察窗口来观察，防止冷源不启用时热量自中空管道和观察窗口散失，减少了能量散失。