多通道流体控制装置的制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种多通道流体控制装置，包括可与外源气泵连通的一外源气路接口、以及可与微流控芯片管路连通的至少一路气路通道，所有所述气路通道与所述外源气路接口连通，所述气路通道与外源气路接口之间设有调压阀，该调压阀用以控制进入所述气路通道的压力值；每一路所述气路通道上分别设有一开关，该开关用以控制其对应气路通道的通断。与常规的微流控芯片流体控制设备相比，本实用新型多通道流体控制系统具有如下优势：气压推动流体，扰动小，适合芯片上的生化实验；气路通量高，单个装置包括多路独立控制气路，适合芯片上的高通量试验；设备选优合适的调压阀和其他硬件，整体调压范围高，且正负压均可使用。
【专利说明】
多通道流体控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及到多通路微量流体控制技术，特别提供了一种多通道流体控制装置。
【背景技术】
[0002]微流控芯片技术(MicrofIuidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
[0003]为了让微流控芯片发挥其应有的功能，需要将各种试剂注入到微流控芯片中，以此完成生化实验并进行相关检测。微流体的驱动方式主要有内部驱动和外部驱动两种，内部驱动主要以电渗流、电泳流和表面张力为驱动力，通过改变驱动电压和材料性质来控制流体在微通道网络中的流动方向和流速;外部驱动主要是注射栗、蠕动栗和恒压栗。前者成本高，设计复杂，需要昂贵的外置大型设备来实现，而且可控性较差;后者，尤其是注射栗是目前最常采用的微流体驱动方式。注射栗价格低廉操作方便，对微流体的操控性较好，但是由于采用的机械式步进电机驱动，对注入的液体产生很大的干扰，不利于微流控芯片上的操作，例如液滴形成等。
[0004]此外，微流控芯片应用过程中常常有高通量的特点，即在单片微流控芯片上集成了多组微管道，以此来提高反应或者检测通量。多组微流控通道需要配备多个流体控制设备。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种多通道流体控制装置，以克服现有技术中的不足。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]本申请实施例公开了一种多通道流体控制装置，包括可与外源气栗连通的一外源气路接口、以及可与微流控芯片管路连通的至少一路气路通道，所有所述气路通道与所述外源气路接口连通，
[0008]所述气路通道与外源气路接口之间设有调压阀，该调压阀用以控制进入所述气路通道的压力值；
[0009]每一路所述气路通道上分别设有一开关，该开关用以控制其对应气路通道的通断。
[0010]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，还包括一外壳以及设置于所述外壳上的控制面板，所述控制面板上设置有:
[0011]调压阀控制键，通过驱动所述调压阀动作以改变进入所述气路通道的压力值大小；
[0012]气压数显表，显示进入所述气路通道的压力值大小；
[0013]开关控制键，通过驱动所述开关动作以控制其对应气路通道的通断。
[0014]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述控制面板上还设置有显示屏，该显示屏用以实时显示各气路通道的开关状态。
[0015]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述控制面板上还设置有工作状态指示灯，该工作状态指示灯包括与气路通道数量对应的LED灯，每一所述LED灯的分别通过开关对应其气路通道的工作状态。
[0016]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述多通道流体控制装置包括多气路通道，每一组气路通道包括至少一路气路通道，每一组气路通道与所述外源气路接口之间分别设有一调压阀，该调压阀用以调节其对应的一组气路通道的压力值。
[0017]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述开关为定时开关。
[0018]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述外源气栗为空气压缩机、负压栗或钢瓶。
[0019]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述外源气栗为钢瓶，所述钢瓶和所述外源气路之间设有水汽干燥管。
[0020]优选的，在上述的多通道流体控制装置中，所述外源气栗和所述外源气路接口之间设有储气罐。
[0021 ]与常规的微流控芯片流体控制设备相比，多通道流体控制系统具有如下优势:
[0022]1.气压推动流体，扰动小，适合芯片上的生化实验；
[0023]2.气路通量高，单个装置包括多路独立控制气路，适合芯片上的高通量试验；
[0024]3.设备选优合适的调压阀和其他硬件，整体调压范围高，且正负压均可使用；
[0025]4.设备操作简单，可编程操作，可手动操作；
[0026]5.装置成本较低，可扩展性极强。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1所示为本实用新型具体实施例中多通道流体控制装置的立体结构示意图；
[0029]图2所示为本实用新型具体实施例中多通道流体控制装置另一角度的立体结构示意图；
[0030]图3所示为本实用新型具体实施例中多通道流体控制装置的侧视图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032]参图1至图3所示，多通道流体控制装置，包括可与外源气栗连通的一外源气路接口 1、以及可与微流控芯片管路连通的至少一路气路通道，所有气路通道与外源气路接口连通，气路通道与外源气路接口之间设有调压阀，该调压阀用以控制进入气路通道的压力值；每一路气路通道上分别设有一开关，该开关用以控制其对应气路通道的通断。
[0033]进一步地，多通道流体控制装置还包括一外壳2以及设置于外壳上的控制面板3，控制面板上设置有:
[0034]调压阀控制键4，通过驱动调压阀动作以改变进入气路通道的压力值大小；
[0035]气压数显表5，显示进入气路通道的压力值大小；
[0036]开关控制键6，通过驱动开关动作以控制其对应气路通道的通断；
[0037]显示屏7，该显示屏用以实时显示各气路通道的开关状态；
[0038]工作状态指示灯8，该工作状态指示灯8包括与气路通道数量对应的LED灯，每一LED灯的分别通过开关对应其气路通道的工作状态。
[0039]进一步地，多通道流体控制装置包括至少一组气路通道，每一组气路通道包括至少一路气路通道，每一组气路通道与外源气路接口之间分别设有一调压阀，该调压阀用以调节其对应的一组气路通道的压力值。
[0040]优选的，多通道流体控制装置包括两组气路通道9和10，该两组气路通道分别形成于外壳2的两侧，每一组气路通道分别包括并列的多个气路通道。
[0041]该装置工作时，首先连接外源气栗(正压或者负压)，之后打开设备开关和气源开关，开始供给设备压缩气体。此时，通过开关控制键6和显示屏7，控制单个通路的开关或者工作状态(例如定时开关)。通过调节调压阀改变压力，压力值通过气压数显表显示，这时，目标气路通道的气压值就是设置的气压值。
[0042]外源气栗采用市售空气压缩机或者负压栗，还可以是钢瓶等，是根据设备需求而配置的。外源气栗通过塑料管和装置连接。其中空气压缩机气罐容积越大，真个整个设备的气压扰动越小，如果目标扰动值很小，外源气栗和装置之间还可以配置储气罐。空压机的压力范围决定了装置的压力范围，且调压阀和气压数显表的压力耐受范围须大于空压机的压力范围，以免损坏调压阀和气压数显表。如果采用钢瓶提供压缩气体，钢瓶和装置之间需要干燥管，吸收水汽，避免对装置寿命的影响。
[0043]调压阀采用市售高精度调压阀，气压表采用市售气压数显表。使用过程中通过调节调压阀改变压力，此压力显示与气压表上。本实施例中优选采用两组调压阀和气压表，分别控制两组气路9和10的压力。根据需求，两组调压阀和气压表，根据实际需求，可以随意采用适合正压或者负压情况下工作的型号。此外，根据实际需求，还可以增加任意组数的调压阀和气压表，实现单台设备控制不同组数气路的压力。
[0044]操控和显示部分由开关按键和显示屏组成，两部分通过电路板和相关软件控制。开关按键采用薄膜按键形式，通过操纵开关按键，可以控制和设置每个单组气路的开关状态或者定时开关状态，这些状态通过显示屏显示。独立气路的定时开关，还可以通过编程实现独立气路不定时开关。此外，还可以通过长按独立气路对应的数字，实现独立气路的开与关。显示屏可以是触摸式显示屏，尤其适用于气路较多时，不同通路的选择和操控。
[0045]工作状态显示部分主要包括了LED灯和相关的电路板。LED灯的个数和单独气路的总个数是对应的，并且和控制部分、显示屏上显示的气路总个数对应。每个独立气路开启时，对应的LED等都会变亮，以此表明该气路的工作状态。
[0046]多通气路部分主要包括了联排电磁阀和相关电路部分。单个联排电磁阀和对应的调压阀连接，通过调压阀控制联排电磁阀的气压，该气压显示于气压表上。联排电磁阀采用市售产品，每组联排电磁阀含有I个以上的独立电磁阀，数量可以根据需求设定，考虑高通量的需求，每组联排电磁阀通常包括10个以上独立电磁阀。独立电磁阀可以通过开关按键等控制开关状态，或者通过程序完成定时开关。装置工作时，气压最终通过独立电磁阀和微流控芯片的管路连接。
[0047]外壳采用注塑或者机加工方法，材质可以是金属或者聚合物，关键部位尺寸和选用配件尺寸对应。
[0048]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0049]以上所述仅是本申请的【具体实施方式】，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
【主权项】
1.一种多通道流体控制装置，其特征在于，包括可与外源气栗连通的一外源气路接口、以及可与微流控芯片管路连通的至少一路气路通道，所有所述气路通道与所述外源气路接口连通， 所述气路通道与外源气路接口之间设有调压阀，该调压阀用以控制进入所述气路通道的压力值； 每一路所述气路通道上分别设有一开关，该开关用以控制其对应气路通道的通断。2.根据权利要求1所述的多通道流体控制装置，其特征在于:还包括一外壳以及设置于所述外壳上的控制面板，所述控制面板上设置有: 调压阀控制键，通过驱动所述调压阀动作以改变进入所述气路通道的压力值大小； 气压数显表，显示进入所述气路通道的压力值大小； 开关控制键，通过驱动所述开关动作以控制其对应气路通道的通断。3.根据权利要求2所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述控制面板上还设置有显示屏，该显示屏用以实时显示各气路通道的开关状态。4.根据权利要求2所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述控制面板上还设置有工作状态指示灯，该工作状态指示灯包括与气路通道数量对应的LED灯，每一所述LED灯的分别通过开关对应其气路通道的工作状态。5.根据权利要求1所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述多通道流体控制装置包括多组气路通道，每一组气路通道包括至少一路气路通道，每一组气路通道与所述外源气路接口之间分别设有一调压阀，该调压阀用以调节其对应的一组气路通道的压力值。6.根据权利要求1所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述开关为定时开关。7.根据权利要求1所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述外源气栗为空气压缩机、负压栗或钢瓶。8.根据权利要求7所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述外源气栗为钢瓶，所述钢瓶和所述外源气路之间设有水汽干燥管。9.根据权利要求1所述的多通道流体控制装置，其特征在于:所述外源气栗和所述外源气路接口之间设有储气罐。
【文档编号】F17D3/01GK205447273SQ201620122705
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月16日
【发明人】聂富强, 顾志鹏, 窦利燕
【申请人】苏州汶颢芯片科技有限公司