[发明专利]微流体浓度传感芯片及微流体特性测量装置

说明书

本发明提供一种微流体浓度传感芯片及微流体特性测量装置，涉及微流体测控技术领域。其中，该微流体浓度传感芯片，包括基体，基体设置有微加热器和至少两个传感元件，各传感元件与微加热器之间的距离不同，传感元件用于测量流体的热扩散率。该微流体特性测量装置，包括测量主体和的微流体浓度传感芯片，测量主体设置有流体通道，流体通道的通道壁设置有测量腔室，测量腔室与流体通道连通；微流体浓度传感芯片设置于通道壁，且微流体浓度传感芯片的感测表面位于测量腔室内，用于测量流入测量腔室内的流体的热扩散率，热扩散率与待测流体的浓度单调相关。使用该微流体浓度传感芯片能够获得待测流体在整个浓度量程内的浓度，可实现全量程高精度测量。

技术领域

本发明涉及微流体测控的技术领域，具体而言，涉及一种微流体浓度传感芯片及微流体特性测量装置。

背景技术

测量液体浓度的方法有很多种，如电化学方法，其所使用的测量装置结构简单，但，电化学方法依赖于电化学反应，仅对高浓度液体的浓度测量比较适用，不适用于微流体的测量。响应也非常慢，对反馈控制回路而言非常不理想。科里奥利传感装置也应用于流体浓度测量，该装置对浓度的测量基于微小管道的振动，仅对低浓度液体的浓度测量比较适用，且其测量过程受环境干扰比较大，测量动态范围较小。即，现有技术中的微流体浓度测量装置，测量量程小、测量精度低，无法满足在整个浓度范围内的高精度测量需求。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种微流体浓度传感芯片，以解决现有技术中存在的浓度测量装置测量量程小、测量精度低的技术问题。

本发明提供的微流体浓度传感芯片，包括基体，所述基体设置有微加热器和至少两个传感元件，各所述传感元件与所述微加热器之间的距离不同，所述传感元件用于测量流体的热扩散率。

进一步地，所述传感元件包括第一传感元件、第二传感元件和第三传感元件，且沿流体的流向，所述微加热器、所述第一传感元件、所述第二传感元件和所述第三传感元件依次设置。

进一步地，所述传感元件包括第一传感元件、第二传感元件以及第四传感元件和第五传感元件，且沿流体的流向，所述微加热器、所述第一传感元件和所述第二传感元件依次设置，所述第四传感元件与所述第一传感元件关于所述微加热器对称设置，所述第五传感元件与所述第二传感元件关于所述微加热器对称设置。

进一步地，所述基体还设置有温度测量元件，所述温度测量元件用于测量待测流体的温度。

本发明提供的微流体浓度传感芯片，能够产生以下有益效果：

本发明提供的微流体浓度传感芯片，通过热传感原理测得待测流体的热扩散率。由于当待测流体处于静态时，热扩散率在0-100％的整个浓度量程内随着浓度的增加具有单调性，所以，使用该微流体浓度传感芯片测量浓度时，首先使微加热器和传感元件的感测表面与静态的待测流体接触，然后向微加热器施加调制的热波，例如正弦热波，并由传感元件测得待测流体的热扩散率。由于根据本发明提供的微流体浓度传感芯片，能够测得任何浓度液体的热扩散率，所以，使用本发明提供的微流体浓度传感芯片能够获得待测流体在整个浓度量程内的浓度。且，该微流体浓度传感芯片中，多个传感元件至微加热器的距离不同，所以其相互之间能够进行校准，从而消除环境因素对测量结果的影响，进而该微流体浓度传感芯片可实现高精度全量程的测量。

本发明的第二个目的在于提供一种微流体特性测量装置，以解决现有技术中存在的浓度测量装置测量量程小、测量精度低的技术问题。

本发明提供的微流体特性测量装置，包括测量主体和所述的微流体浓度传感芯片，所述测量主体设置有流体通道，所述流体通道的通道壁设置有测量腔室，所述测量腔室与所述流体通道连通；所述微流体浓度传感芯片设置于所述通道壁，且所述微流体浓度传感芯片的感测表面位于所述测量腔室内，用于测量流入所述测量腔室内的流体的热扩散率，所述热扩散率与待测流体的浓度单调相关。