微流控芯片氣壓驅動微小流量系統(tǒng)研究.pdf

1、微流控芯片又稱芯片實驗室，主要應用于生物、化學及醫(yī)學等領域的研究。微流控芯片使用的流體驅動技術分為片上流體驅動和片外流體驅動。片上流體驅動通常采用微閥微泵實現(xiàn)，控制精度差，流量調節(jié)范圍小。片外流體驅動通常采用蠕動泵、注射泵或壓力驅動調節(jié)流量。蠕動泵與注射泵調節(jié)過程中均存在流量脈動。與泵驅動相比，壓力驅動可較好地消除流量脈動，但其控制元件體積較大，難以與微流控芯片集成。為提高系統(tǒng)集成度，本文提出了氣壓驅動微小流量系統(tǒng)，通過微閥控制氣體壓力

2、，實現(xiàn)微流控芯片充液過程的流量調節(jié)。
　　本文分析了氣壓驅動微小流量系統(tǒng)的工作原理，分別建立了閥芯位移數(shù)學模型、氣壓控制數(shù)學模型、待驅動液體運動模型與微流控芯片充液模型，并得到了系統(tǒng)各個數(shù)學模型的內在聯(lián)系?；跉鈮候寗游⑿×髁肯到y(tǒng)的數(shù)學模型，對系統(tǒng)的開環(huán)特性進行仿真，得到了閥芯的位移特性。同時，討論了不同系統(tǒng)參數(shù)、負載參數(shù)和閥口開度對系統(tǒng)流量的影響，并分析了系統(tǒng)流量特性的主要影響因素。為實現(xiàn)微流控芯片充液過程的流量調節(jié)，設計了系統(tǒng)