[发明专利]一种微量液体流变粘度特性测试与质量测量的装置和方法

权利要求书

1.一种微量液体流变粘度特性测试与质量测量装置，其特征在于：包括功率可调信号发生器、声表面波驱动传感模块、信号检测模块、开关选择阵列模块和开关阵列；所述声表面波驱动传感模块包括温控部件，紧贴在温控部件上表面的压电基底，沉积在压电基底上表面的叉指换能器和金属反射栅R11、R12、……、R1N，R21、R22、……、R2N，N为大于3的自然数，以及键合在金属反射栅表面的微通道；微通道由微通道入口、出口和微通道壁构成；所述开关阵列由开关K11、K12、……、K1N，K21、K22、……、K2N构成；

所述叉指换能器和功率可调信号发生器连接，功率可调信号发生器和信号检测模块连接；所述金属反射栅R11、R12、……、R1N，R21、R22、……、R2N分别和开关K11、K12、……、K1N，K21、K22、……、K2N连接，开关K11、K12、……、K1N、K21、K22、……、K2N的另一端与信号检测模块连接；所述开关K11、K12、……、K1N，K21、K22、……、K2N由开关选择阵列模块选择控制导通。

2.根据权利要求1所述的一种微量液体流变粘度特性测试与质量测量装置，其特征在于：所述信号检测模块包括微处理器、液体流动的速度检测单元、相位检测单元和幅度检测单元；相位检测单元实现功率可调信号发生器输出信号和金属反射栅R1N、R2N输出信号的相位差测量；幅度检测单元实现金属反射栅R1N、R2N输出信号的幅度检测。

3.根据权利要求1所述的一种微量液体流变粘度特性测试与质量测量装置，其特征在于：所述压电基底为128°Y-X铌酸锂，所述叉指换能器和金属反射栅R11、R12、……、R1N，R21、R22、……、R2N所使用的金属材料为Al或Au，所述微通道由PDMS材料制成。

4.一种使用权利要求1～3任一项所述装置的微量液体流变粘度特性测试与质量测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、预热温控部件到设定温度，从微通道入口加载待测液体；

步骤2、通过开关选择阵列模块控制开关K11和K21闭合，使金属反射栅R11和R21与信号检测模块连接，开关选择阵列模块控制开关K1N和K2N常闭；

步骤3、调整信号发生器输出功率，向叉指换能器加载功率信号；

步骤4、金属反射栅R11和R21等待液体到来，当液体同时与金属反射栅R11和R21接触时，测量幅度和相位，并记录时间T1；

步骤5、断开开关K11和K21，闭合开关K12和K22，等待液体同时与金属反射栅R12和R22接触，并在接触时测量幅度和相位，并记录时间T2；

步骤6、重复测试，直到液体停止流动，即断开开关K1(n-2)和K2(n-2)，闭合开关K1(n-1)和K2(n-1),n为大于2的自然数，且nN；等待液体同时与金属反射栅R1(n-1)和R2(n-1)接触，测得此时的幅度和相位，并记录时间T(n-1)；液体停止流动时，记流过的金属反射栅数量为m，并停止测试；

步骤7、计算速度Vn和流动距离d_n，建立微量液体流变粘度特性和流动速度、流动距离、幅度的关系，微量液体质量和相位的关系。

5.根据权利要求4所述的一种微量液体流变粘度特性测试与质量测量的方法，其特征在于：所述液体流动速度式中d为反射栅R1(n-1)和R2(n-1)的中心间距；液体流动距离d_n＝d*(m-1)。