无线遥控微量注射装置的制造方法

文档序号:9505774阅读:354来源:国知局
无线遥控微量注射装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线遥控微量注射装置,属于微流控领域和医药注射领域。
【背景技术】
[0002]微小流量系统一般用于微量液体注射或输送,应用于医疗、生物化学分析、微流控芯片等领域。目前,市场上广泛应用的微小流量系统分为三类:蠕动栗式微小流量系统、注射栗式微小流量系统和压力式微小流量系统。蠕动栗式微小流量系统控制精度高,但是体积较大,实现原理复杂,大多无法同时独立产生多个流量输出。注射栗式微小流量系统性能可靠,控制精度高,但是体积大,同时其容腔内不可避免地存在死体积,不适用于超微量的试剂源与珍贵的试剂的输送。压力式微小流量系统兼有蠕动栗式微小流量系统和注射栗室的优点,又可避免被控液体浪费。另外,采用压力式流小流量系统能同时进行多通道的液体流量操作,并且由于气体压力的连续性可保证操作过程中各个通道中的液体达到相同的性质。但是常规的压力式微小流量系统成本较高,体积较大,难以实现微小流量系统的小型化,家庭化的发展趋势。同时,在德国大力发展《工业4.0》和我国提出《中国制造2025》计划之际,网络控制和智能化成为工业产品和技术的重要发展方向。微小流量系统的智能化和网络化,也是一种重要的发展方向。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是为解决现有微小流量系统存在死体积、体积大、价格昂贵、制作工艺复杂、难以实现网络化和智能化的问题,本发明基于压力式微小流量系统和微流控芯片中的快速成形技术,结合无线控制技术,提出一种无线遥控微量注射装置。
[0004]本发明所述无线遥控微量注射装置,它包括液体发生装置、气压源、结构层和控制层;气压源为结构层提供气体;结构层和控制层可上下布局,通过四个支撑柱连接,液体发生装置设置在结构层和控制层之间;液体发生装置用于输出注射用液体;
所述结构层包括流道与基座封装模块、流道外接接头、微阀驱动单元、流量传感器和软管;流道与基座封装模块包括四个支撑柱安装孔、微流道、凹膜、平膜、流道基板;流道基板上表面设置有平膜,平膜上表面设置有凹膜,凹膜向上的凹槽中设置有线型流道和h型流道;流道外接接头包括二次出液接头、一次进气接头、泄气接头、出气接头、二次进气接头、一次出液接头和一次进液接头;微阀驱动单元包括第一微阀驱动部件和第二微阀驱动部件;软管包括第一软管、第二软管和第三软管;
所述控制层包括电路基板、控制电路和上位机;所述电路基板上有四个支撑柱安装孔、液体发生装置定位孔和控制电路,四个支撑柱安装孔和四个支撑柱安装孔用于上下配合安装四个支撑柱,液体发生装置定位孔用于与液体发生装置连接;所述控制电路包括控制器、驱动器、无线通讯模块和滤波电路模块;
液体发生装置包括塞子、进气管、壳体、出液管和待输送液体;壳体的上端用塞子密封,塞子插有出液管,出液管置于待输送液体中,待输送液体的液体平面高于出液管的底端且低于进气管的底端;出液管的上端口与一次出液接头相连通;
气压源和一次进气接头通过第一软管连接,出气接头和二次进气接头通过第二软管连接,一次出液接头和一次进液接头通过第三软管连接;第一微阀驱动部件设置于h型流道的旁路出口处,靠近泄气接头;第二微阀驱动部件设置于h型流道的主干入口处,靠近一次进气接头;流量传感器设置于线型流道的出口处,靠近二次出液接头;
h型流道中的介质为第一介质,线型流道中的介质为第二介质,液体发生装置中的盛装待输送液体上半部分为第一介质,下半部分为第二介质;
流量传感器采集线型流道的第二介质流量信号,流量传感器的第二介质流量信号输出端与滤波电路模块的第二介质流量信号输入端相连,滤波电路模块的第二介质流量信号输出端与控制器的第二介质流量信号输入端相连;控制器将第二介质流量信号通过无线通讯模块与上位机进行数据交互;
控制器根据采集的第二介质流量信号输出驱动指令,并通过驱动器分别发送到第一微阀驱动部件和第二微阀驱动部件的驱动指令输入端;第一微阀驱动部件和第二微阀驱动部件根据驱动指令调节h型流道中的第一介质流量或压力。
[0005]本发明的优点:1)常规的压力式微小流量系统中所采用的元件为常规尺寸的气压元件、气压管道、液体管道,体积大。而本发明中基于微流控芯片的原理,利用PDMS的快速成形技术制作微米级的气体流道和液体流道,流道的尺寸和结构形状可以自由设计。流道的尺寸越小,系统的控制精度越高。2)同时,无线遥控微量注射装置采用微流控芯片领域的微阀驱动部件,其结构简单,易于加工,成本低,产品整体体积大大减小,可进一步实现流量系统的产品化、集成化、家庭化。3)采用两个微阀协调控制实现输出高精度的压力气体输出,进而驱动液体定量流出,控制方法简单;3)将无线控制方法应用到微小流量系统中,有利于实现微小流量系统的智能化与网络化。
【附图说明】
[0006]图1是本发明所述无线遥控微量注射装置的系统集成结构示意图;
图2是流道层平面图;
图3是电路层平面图;
图4是系统原理图;
图5是图1中流道与基座封装模块1的前视图;
图6是液体发生装置的内部结构图。
【具体实施方式】
[0007]【具体实施方式】一:下面结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式所述无线遥控微量注射装置,它包括液体发生装置10、气压源11、结构层和控制层;气压源11为结构层提供气体;结构层和控制层可上下布局,通过四个支撑柱8连接,液体发生装置10设置在结构层和控制层之间;液体发生装置10用于输出注射用液体;
所述结构层包括流道与基座封装模块1、流道外接接头2、微阀驱动单元3、流量传感器4和软管9 ;流道与基座封装模块1包括四个支撑柱安装孔1-1、微流道1-2、凹膜1-3、平膜
1-4、流道基板1-5 ;流道基板1-5上表面设置有平膜1-4,平膜1-4上表面设置有凹膜1_3,凹膜向上的凹槽中设置有线型流道1-2-1和h型流道1-2-2 ;流道外接接头2包括二次出液接头2-1、一次进气接头2-2、泄气接头2-3、出气接头2-4、二次进气接头2_5、一次出液接头2-6和一次进液接头2-7 ;微阀驱动单元3包括第一微阀驱动部件3-1和第二微阀驱动部件3-2 ;软管9包括第一软管9-1、第二软管9-2和第三软管9-3 ;
所述控制层包括电路基板5、控制电路6和上位机7 ;所述电路基板5上有四个支撑柱安装孔5-1、液体发生装置定位孔5-2和控制电路6,四个支撑柱安装孔1-1和四个支撑柱安装孔5-1用于上下配合安装四个支撑柱8,液体发生装置定位孔5-2用于与液体发生装置10连接;所述控制电路6包括控制器6-1、驱动器6-2、无线通讯模块6-3和滤波电路模块 6-5 ;
液体发生装置10包括塞子10-1、进气管10-2、壳体10-3、出液管10-4和待输送液体
10-5 ;壳体10-3的上端用塞子10-1密封,塞子10-1插有出液管10_4,出液管10_4置于待输送液体10-5中,待输送液体10-5的液体平面高于出液管10-4的底端且低于进气管10-2的底端;出液管10-4的上端口与一次出液接头2-6相连通;
气压源11和一次进气接头2-2通过第一软管9-1连接,出气接头2-4和二次进气接头
2-5通过第二软管9-2连接,一次出液接头2-6和一次进液接头2
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