[发明专利]基于气动驱动的微液滴产生装置及其调控微液滴尺寸的方法

摘要

本发明公开了基于气动驱动的微液滴产生装置及其调控微液滴尺寸的方法，主要应用于精准生物医学微量样品施加、生物3D打印等领域。单一高速电磁阀控制气压的开启时间，调压阀用于控制气压压强的强度，单一储液腔用于储存液体，单一储液腔底部设有单一微孔与喷嘴相连接；微孔孔径的中心对准单一储液腔的中心。单一高速电磁阀开启，则在单一储液腔内产生亥姆霍兹振荡，单一储液腔内的压强迅速振荡并衰减，随后3‑4个周期储液腔内压强会低于大气压，最后单一储液腔体内外气压会趋于平衡。本发明通过CCD相机监测喷射出的微液滴尺寸，确定需求的微液滴尺寸，能够会减小相应的设备成本，同时减少了更换喷嘴带来的装置的不灵活性。

主权项

1.基于气动驱动的微液滴产生装置及其调控微液滴尺寸的方法，该方法依托的微液滴产生装置是基于气动驱动的，微液滴产生装置由单一储液腔(6)、单一高速电磁阀(2)、调压阀(3)、进气路径(4)、排气路径(1)、喷嘴(9)、压力传感器(7)、CCD相机(8)、LED灯(10)和加液孔(5)组成；调压阀(3)通过进气路径(4)与单一高速电磁阀(2)连接，单一高速电磁阀(2)与排气路径(1)垂直连接；排气路径(1)设置在单一储液腔(6)的顶部，单一储液腔(6)的侧部设有压力传感器(7)；喷嘴(9)设置在单一储液腔(6)的底部，CCD相机(8)和LED灯(10)相对布置在喷嘴(9)的底部两侧；加液孔(5)设置在单一储液腔(6)顶部一侧；其特征在于：单一高速电磁阀(2)控制气压的开启时间，调压阀(3)用于控制气压压强的强度，单一储液腔(6)用于储存液体，单一储液腔(6)底部设有单一微孔与喷嘴(9)相连接；微孔孔径的中心对准单一储液腔(6)的中心；单一高速电磁阀(2)开启，则在单一储液腔(6)内产生亥姆霍兹振荡，单一储液腔(6)内的压强迅速振荡并衰减，随后3‑4个周期储液腔内压强会低于大气压，最后单一储液腔(6)体内外气压会趋于平衡；正压使液体从喷嘴(9)喷出形成液带；而负压有助于液带断裂形成液滴，并促使未断裂的液带重新返回单一储液腔(6)内，从而减少卫星液滴的产生；喷射工作原理是利用单一高速电磁阀(2)产生气压脉冲进入单一储液腔(6)，挤压单一储液腔(6)内液体喷出喷嘴，形成微液滴，从喷嘴(9)中喷射出的微液滴的直径大于喷嘴(9)微孔的直径；喷嘴(9)的喷孔直径在几十微米至几百微米之间。