一種微流控氣體阻尼器及調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微流控氣體阻尼器及調(diào)節(jié)方法，包括上層基片、水平薄膜、中層基片和下層基片。上層基片包含有進氣流道、上控制流道和出氣流道，中層基片包含有直通流道和垂直薄膜，下層基片包含有下控制流道。其利用水平薄膜和垂直薄膜受氣體壓迫產(chǎn)生彈性變形來吸收氣壓的沖擊并截流直通流道中的氣體流量，以降低微流控系統(tǒng)中氣體壓力的波動，達到穩(wěn)定系統(tǒng)工作壓力的目的。本發(fā)明無需外部設(shè)備控制，可自行穩(wěn)定波動的氣體壓力，具有體積小、成本低、易集成等優(yōu)點，在微流控領(lǐng)域中需要提供恒定工作壓力和流體流量的場所具有廣泛的應(yīng)用價值。
【專利說明】
一種微流控氣體阻尼器及調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種微流控氣體阻尼器，屬于生物醫(yī)療、微流控芯片技術(shù)等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控技術(shù)作為一種有效的微流體和生物粒子操縱手段，目前已廣泛應(yīng)用于生化分析、生物醫(yī)療與診斷等領(lǐng)域。在絕大多數(shù)微流控應(yīng)用中，平穩(wěn)的工作壓力非常重要，它直接影響到微流控芯片在實際應(yīng)用中的功能表現(xiàn)。例如，在利用微流控慣性分選技術(shù)實現(xiàn)細(xì)胞精確分選和分析時，需要提供非常精確的樣品流量來使生物細(xì)胞在迪恩流作用下實現(xiàn)高效聚焦和分離，而精確的樣品流量和穩(wěn)定的驅(qū)動壓力是直接相關(guān)的。因此，如何在微流控芯片的微流道內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定的工作壓力和精確的樣品流量操控成為微流控技術(shù)研究的一個關(guān)鍵課題。
[0003]就目前而言，常用的方法是使用工業(yè)設(shè)備或商業(yè)儀器來輸出平穩(wěn)的工作壓力，如使用精密注射栗、氣壓控制器、壓力流量傳感器等直接或間接提供穩(wěn)定的工作氣壓和精密的流體流量輸出。然而，這些設(shè)備和儀器過大的外觀體積和昂貴的價格成本并不利于實現(xiàn)微流控芯片的低成本化和微型化集成。近年來，也有一些文獻報道采用微流控技術(shù)來獲取穩(wěn)定的工作壓力和樣品流量，如液體靜壓力驅(qū)動、電滲流驅(qū)動、毛細(xì)管作用力、離心力驅(qū)動等。雖然這些技術(shù)有效的實現(xiàn)了微流道內(nèi)連續(xù)的樣品驅(qū)動和流體傳輸，然而對外部設(shè)備的依賴性、對樣品類型和容量的限制直接影響了這些技術(shù)在微流控芯片上的普適性和集成性。更為重要的，這些技術(shù)所能達到的壓力穩(wěn)定性并不足以滿足高穩(wěn)定性、高精度要求的微流控應(yīng)用。隨著多層軟光刻技術(shù)的提出和推廣應(yīng)用，有一些文獻報道采用微栗和微閥技術(shù)來實現(xiàn)精確的壓力和流量控制。主動式的微閥和微栗需要外部設(shè)備控制，不適用于低成本集成。被動式微閥和微栗雖然可以實現(xiàn)穩(wěn)定的流量控制，但是不能對系統(tǒng)工作壓力進行調(diào)節(jié)，因此也不能適用于需要有穩(wěn)定工作壓力的應(yīng)用場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種微流控氣體阻尼器及調(diào)節(jié)方法。該氣體阻尼器體積小、易于集成、控制簡單，可以滿足集成微流控系統(tǒng)中穩(wěn)定工作壓力調(diào)節(jié)和精確流量控制的需求。
[0005]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種微流控氣體阻尼器，包括由上到下依次設(shè)置的上層基片(1)、中層基片(3)和下層基片(4)。所述上層基片(I)上設(shè)置有進氣流道(8)、上控制流道(5)和出氣流道(9)。所述中層基片(3)上設(shè)置有直通流道(7)。所述下層基片(4)上設(shè)置有下控制流道(6)，其中:
[0007]所述上控制流道(5)包括第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)。所述第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)、下控制流道(6)、直通流道(7)的進氣端均與進氣流道(8)連通，而所述第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)以及下控制流道(6)的出氣端均與直通流道(7)連通。同時所述第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)的出氣端相對設(shè)置，所述第一上控制流支道(51)、下控制流道(6)的出氣端相對設(shè)置。所述直通流道(7)的出氣端與出氣流道(9)的進氣端連通。
[0008]所述直通流道(7)與第一上控制流支道(51)出氣端的連接處設(shè)置有第一彈性阻尼薄膜(21)，所述直通流道(7)與下控制流道(6)出氣端的連接處設(shè)置有第二彈性阻尼薄膜
(22)。所述直通流道(7)與第二上控制流支道(52)出氣端的連接處設(shè)置有第一垂直薄膜
(101)，所述直通流道(7)與第三上控制流支道(53)出氣端的連接處設(shè)置有第二垂直薄膜
(102)。
[0009]進一步地:還包括一個以上的中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)包括中間上控制流道和中間下控制流道，所述中間上控制流道包括中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道。所述中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道、中間下控制流道的進氣端分別與直通流道(7)連通。而所述中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道、中間下控制流道的出氣端也分別與直通流道(7)連通。所述中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道的出氣端相對設(shè)置，所述中間第一上控制流支道、中間下控制流道的出氣端相對設(shè)置。
[0010]所述直通流道與中間第一上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第一彈性阻尼薄膜，所述直通流道(7)與中間下控制流道出氣端的連接處設(shè)置有中間第二彈性阻尼薄膜。所述直通流道(7)與第二上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第一垂直薄膜，所述直通流道(7)與中間第三上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第二垂直薄膜。
[0011]進一步地:所述上層基片(I)、中層基片(3)之間設(shè)置有第一水平薄膜(210)。所述第一水平薄膜(210)上設(shè)置有第一通孔(211)、第二通孔(212)、第三通孔(213)、第四通孔(214)、第六通孔、第七通孔、第八通孔、第九通孔。所述進氣流道(8)與直通流道(7)之間通過第一通孔(211)連通，所述出氣流道(9)與直通流道(7)之間通過第四通孔(214)連通。所述第二上控制流支道(52)與直通流道(7)之間通過第二通孔(212)連通，第三上控制流支道
(53)與直通流道(7)之間通過第三通孔(213)連通。所述中間第二上控制流支道的進氣端與直通流道(7)之間通過第六通孔連通，而中間第二上控制流支道的出氣端與直通流道(7)之間通過第七通孔連通。所述中間第三上控制流支道的進氣端與直通流道(7)之間通過第八通孔連通，而中間第三上控制流支道的出氣端與直通流道(7)之間通過第九通孔連通。而所述第一彈性阻尼薄膜(21)、中間第一彈性阻尼薄膜為第一水平薄膜(210)的一部分。
[0012]進一步地:所述中層基片(3)和下層基片(4)之間設(shè)置有第二水平薄膜(220)，所述第二水平薄膜(220)設(shè)置有第五通孔(221)、第十通孔和第十一通孔，所述下控制流道(6)與進氣流道(8)之間通過第五通孔(221)連通。所述中間下控制流道的進氣端與直通流道(7)之間通過第十通孔連通，而中間下控制流道的出氣端與直通流道(7)之間通過第十一通孔連通。所述第二彈性阻尼薄膜(22)、中間第二彈性阻尼薄膜為第二水平薄膜(220)的一部分。
[0013]優(yōu)選的:所述第一上控制流支道(51)、下控制流道(6)的出氣端分別設(shè)置于直通流道(7)的上下兩個側(cè)面，記為第一、第二水平側(cè)面。所述第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)的出氣端分別設(shè)置于直通流道(7)的左右兩個側(cè)面，記為第一、第二豎直側(cè)面。
[0014]優(yōu)選的:第一水平側(cè)面、第一豎直側(cè)面、第二水平側(cè)面、第二豎直側(cè)面首尾相互連接圍成一個矩形的四個面。
[0015]優(yōu)選的:所述上層基片(1)、中層基片(3)和下層基片(4)材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷、塑料、玻璃中的一種。
[0016]優(yōu)選的:所述第一水平薄膜(210)、第二水平薄膜(220)、第一垂直薄膜(101)和第二垂直薄膜(102)的材質(zhì)為有機聚合物彈性薄膜。
[0017]—種微流控氣體阻尼器的調(diào)節(jié)方法:外部氣體由進氣流道(8)進入，分別進入上控制流道(5)、直通流道(7)和下控制流道(6)內(nèi)，在上控制流道(5)內(nèi)的氣體在分別進入第一上控制流支道(51 )、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)內(nèi)。進入第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)和下控制流道(6)的氣體依次對第一彈性阻尼薄膜(21)、第一垂直薄膜(101)、第二垂直薄膜(102)和第二彈性阻尼薄膜
(22)施壓。第一彈性阻尼薄膜(21)、第二彈性阻尼薄膜(22)、第一垂直薄膜(101)和第二垂直薄膜(102)產(chǎn)生彈性變形降低了直通流道(7)內(nèi)氣體的氣壓波動。
[0018]有益效果:本發(fā)明提供的一種微流控氣體阻尼器及調(diào)節(jié)方法，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0019]1.本發(fā)明提出的微流控氣體阻尼器，采用多層架構(gòu)的方式，在氣體通路的四個平面上均設(shè)置了彈性薄膜，利用彈性薄膜在受氣體壓迫時產(chǎn)生彈性變形來吸收氣壓的沖擊并減小氣體壓力的波動，從而達到氣體阻尼的效果。目前，在微流控領(lǐng)域尚未有微型氣體阻尼器的報道。當(dāng)微流控系統(tǒng)需要提供穩(wěn)定的氣壓源時，常用的處理方法是利用商業(yè)儀器或工業(yè)用調(diào)壓閥來實現(xiàn)氣體壓力的調(diào)節(jié)。而這些儀器和調(diào)壓閥體積大、成本高，不利于微流控系統(tǒng)的低成本、微型化集成。為解決這一關(guān)鍵問題，本發(fā)明首次提出一種微流控氣體阻尼器，用于實現(xiàn)微流控系統(tǒng)中氣體壓力的自動調(diào)節(jié)，從而為以后集成低成本微流控芯片提供解決方案。因此本發(fā)明無需外部設(shè)備控制，可自行穩(wěn)定波動的氣體壓力，具有體積小、成本低、易集成等優(yōu)點，在微流控領(lǐng)域中需要提供恒定工作壓力和流體流量的場所具有廣泛的應(yīng)用價值。
[0020]2.通過設(shè)置有一個以上的中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)，使得氣體經(jīng)過一個以上的中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)多次的壓力調(diào)節(jié)，進而使得氣體氣壓更穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是微流控氣體阻尼器的外觀俯視圖；
[0022]圖2是微流控氣體阻尼器在A-A方向上的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0023]圖3是微流控氣體阻尼器在B-B方向上的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0024]圖4是在不穩(wěn)定的氣源壓力下分別使用微流控氣體阻尼器與不使用阻尼器時的氣體壓力變化曲線；
[0025]圖5是直通流道與下控制流道和上控制流道連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中，I為上層基片，101為第一垂直薄膜，102為第二垂直薄膜，21為第一彈性阻尼薄膜，210為第一水平薄膜，211為第一通孔，212為第二通孔，213為第三通孔，214為第四通孔，22為第二彈性阻尼薄膜，220為第二水平薄膜，221為第五通孔，3為中層基片，4為下層基片，5為上控制流道，51為第一上控制流支道，52為第二上控制流支道，53為第三上控制流支道，6為下控制流道，7為直通流道，8為進氣流道，9為出氣流道。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0028]—種微流控氣體阻尼器，利用水平薄膜和垂直薄膜受氣體壓迫產(chǎn)生彈性變形來吸收氣壓的沖擊并截流直通流道中的氣體流量，以降低微流控系統(tǒng)中氣體壓力的波動，達到穩(wěn)定系統(tǒng)工作壓力的目的，如圖1-3所示，包括由上到下依次設(shè)置的上層基片1、中層基片3和下層基片4。所述上層基片I上設(shè)置有進氣流道8、上控制流道5和出氣流道9。所述中層基片3上設(shè)置有直通流道7。所述下層基片4上設(shè)置有下控制流道6，其中:
[0029]所述上控制流道5包括第一上控制流支道51、第二上控制流支道52、第三上控制流支道53。所述第一上控制流支道51、第二上控制流支道52、第三上控制流支道53、下控制流道6、直通流道7的進氣端均與進氣流道8連通，而所述第一上控制流支道51、第二上控制流支道52、第三上控制流支道53以及下控制流道6的出氣端均與直通流道7連通。同時所述第二上控制流支道52、第三上控制流支道53的出氣端相對設(shè)置，所述第一上控制流支道51、下控制流道6的出氣端相對設(shè)置。所述直通流道7的出氣端與出氣流道9的進氣端連通。
[0030]如圖5所示，所述直通流道7與第一上控制流支道51出氣端的連接處設(shè)置有第一彈性阻尼薄膜21，所述直通流道7與下控制流道6出氣端的連接處設(shè)置有第二彈性阻尼薄膜22。所述直通流道7與第二上控制流支道52出氣端的連接處設(shè)置有第一垂直薄膜101，所述直通流道7與第三上控制流支道53出氣端的連接處設(shè)置有第二垂直薄膜102。
[0031]還包括一個以上的中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)包括中間上控制流道和中間下控制流道，所述中間上控制流道包括中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道。所述中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道、中間下控制流道的進氣端分別與直通流道7連通。而所述中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道、中間下控制流道的出氣端也分別與直通流道7連通。所述中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道的出氣端相對設(shè)置，所述中間第一上控制流支道、中間下控制流道的出氣端相對設(shè)置。
[0032]所述直通流道與中間第一上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第一彈性阻尼薄膜，所述直通流道7與中間下控制流道出氣端的連接處設(shè)置有中間第二彈性阻尼薄膜。所述直通流道7與第二上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第一垂直薄膜，所述直通流道7與中間第三上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第二垂直薄膜。
[0033]所述上層基片1、中層基片3之間設(shè)置有第一水平薄膜210。所述第一水平薄膜210上設(shè)置有第一通孔211、第二通孔212、第三通孔213、第四通孔214、第六通孔、第七通孔、第八通孔、第九通孔。所述進氣流道8與直通流道7之間通過第一通孔211連通，所述出氣流道9與直通流道7之間通過第四通孔214連通。所述第二上控制流支道52與直通流道7之間通過第二通孔212連通，第三上控制流支道53與直通流道7之間通過第三通孔213連通。所述中間第二上控制流支道的進氣端與直通流道7之間通過第六通孔連通，而中間第二上控制流支道的出氣端與直通流道7之間通過第七通孔連通。所述中間第三上控制流支道的進氣端與直通流道7之間通過第八通孔連通，而中間第三上控制流支道的出氣端與直通流道7之間通過第九通孔連通。而所述第一彈性阻尼薄膜21、中間第一彈性阻尼薄膜為第一水平薄膜210的一部分。
[0034]所述中層基片3和下層基片4之間設(shè)置有第二水平薄膜220，所述第二水平薄膜220設(shè)置有第五通孔221、第十通孔和第十一通孔，所述下控制流道6與進氣流道8之間通過第五通孔221連通。所述中間下控制流道的進氣端與直通流道7之間通過第十通孔連通，而中間下控制流道的出氣端與直通流道7之間通過第十一通孔連通。所述第二彈性阻尼薄膜22、中間第二彈性阻尼薄膜為第二水平薄膜220的一部分。
[0035]所述第一上控制流支道51、下控制流道6的出氣端分別設(shè)置于直通流道7的上下兩個側(cè)面，記為第一、第二水平側(cè)面。所述第二上控制流支道52、第三上控制流支道53的出氣端分別設(shè)置于直通流道7的左右兩個側(cè)面，記為第一、第二豎直側(cè)面。
[0036]第一水平側(cè)面、第一豎直側(cè)面、第二水平側(cè)面、第二豎直側(cè)面首尾相互連接圍成一個矩形的四個面。
[0037]所述上層基片1、中層基片3和下層基片4材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷、塑料、玻璃中的一種。
[0038]所述第一水平薄膜210、第二水平薄膜220、第一垂直薄膜101和第二垂直薄膜102的材質(zhì)為有機聚合物彈性薄膜，具有很好的彈性。
[0039]—種微流控氣體阻尼器的調(diào)節(jié)方法:外部氣體由進氣流道8進入，分別進入上控制流道5、直通流道7和下控制流道6內(nèi)，在上控制流道5內(nèi)的氣體在分別進入第一上控制流支道51、第二上控制流支道52、第三上控制流支道53內(nèi)。進入第一上控制流支道51、第二上控制流支道52、第三上控制流支道53和下控制流道6的氣體依次對第一彈性阻尼薄膜21、第一垂直薄膜101、第二垂直薄膜102和第二彈性阻尼薄膜22施壓。第一彈性阻尼薄膜21、第二彈性阻尼薄膜22、第一垂直薄膜101和第二垂直薄膜102產(chǎn)生彈性變形降低了直通流道7內(nèi)氣體的氣壓波動。
[0040]各基片內(nèi)微流道的加工可以通過光刻工藝、激光加工、3D打印等微加工工藝來實現(xiàn);彈性薄膜可以通過旋涂聚二甲基硅氧烷的方式來獲得，本實施例中制備的水平薄膜和垂直薄膜的厚度間于5-20μπι之間，即第一水平薄膜210、第二水平薄膜220、第一垂直薄膜101和第二垂直薄膜102的厚度分別在5-20μπι之間；各基片和薄膜在實現(xiàn)緊密貼合時，可利用氧等離子處理的工藝使各層之間的貼合面改性以實現(xiàn)不可逆鍵合，也可以利用溶劑輔助處理的方法或膠接工藝等技術(shù)來實現(xiàn)各基片與薄膜的封裝;基片內(nèi)微流道的對齊操作通過在基片上制作定位孔，并制備精密工裝利用基片上的定位孔來實現(xiàn)精密對齊裝配。最終，本實施例中獲得的微流控氣體阻尼器的空間外觀尺寸為10x8x5mm3，其直接起氣體阻尼作用的部分尺寸僅為200Χ100Χ50μπι3。制得的微流控氣體阻尼器可以實現(xiàn)氣體壓力在IMPa以下的恒定氣壓調(diào)節(jié)。
[0041]微流控氣體阻尼器的阻尼效果驗證:將制備的微流控氣體阻尼器安裝在一個波動的氣壓源的氣體通路上，阻尼器的出氣流道利用軟管接入一個密閉的裝有去離子水的罐體內(nèi)，罐體底部插入一根引流管并接到一塊微流控芯片的入口。為監(jiān)控去離子水驅(qū)動氣壓的變化，在罐體內(nèi)插入一個氣壓傳感器。實驗測得的氣壓變化曲線如圖4所示。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)安裝有微流控氣體阻尼器時，去離子水罐內(nèi)的壓力變得非常平穩(wěn)，測得的氣壓穩(wěn)定在19.7-21.5kPa之間。而未安裝阻尼器時，罐內(nèi)的氣壓在24.l-87kPa之間劇烈波動。由此可見，本發(fā)明提出的微流控氣體阻尼器具有很好的氣體阻尼效果，且可以自動實現(xiàn)穩(wěn)定的壓力調(diào)節(jié)。
[0042]本發(fā)明提出的微流控氣體阻尼器可直接安裝于氣壓源的下方，亦可安裝在微流控系統(tǒng)中的氣體通路中。外部氣體由阻尼器的進氣流道進入，分別進入上控制流道、直通流道和下控制流道內(nèi)。由于氣體壓力在上、下控制流道的水平和垂直方向分別對水平薄膜和垂直薄膜施壓，因此，水平薄膜和垂直薄膜將瞬間產(chǎn)生彈性變形。一方面，薄膜變形導(dǎo)致的氣壓阻尼和減振效應(yīng)減弱了氣壓的波動；另一方面，薄膜的變形還導(dǎo)致直通流道的截面積減小，使得直通流道內(nèi)氣體的阻力增大，從而也起到降低氣壓波動的效果。因此，當(dāng)劇烈波動的脈沖氣壓經(jīng)過阻尼器時，壓力的波動將及時被阻尼器所消除，最終輸出了穩(wěn)定的氣體壓力用于微流控應(yīng)用。
[0043]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種微流控氣體阻尼器，其特征在于:包括由上到下依次設(shè)置的上層基片(I)、中層基片(3)和下層基片(4);所述上層基片(I)上設(shè)置有進氣流道(8)、上控制流道(5)和出氣流道(9);所述中層基片(3)上設(shè)置有直通流道(7);所述下層基片(4)上設(shè)置有下控制流道(6)，其中: 所述上控制流道(5)包括第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53);所述第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)、下控制流道(6)、直通流道(7)的進氣端均與進氣流道(8)連通，而所述第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)以及下控制流道(6)的出氣端均與直通流道(7)連通；同時所述第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)的出氣端相對設(shè)置，所述第一上控制流支道(51)、下控制流道(6)的出氣端相對設(shè)置;所述直通流道(7)的出氣端與出氣流道(9)的進氣端連通； 所述直通流道(7)與第一上控制流支道(51)出氣端的連接處設(shè)置有第一彈性阻尼薄膜(21)，所述直通流道(7)與下控制流道(6)出氣端的連接處設(shè)置有第二彈性阻尼薄膜(22);所述直通流道(7)與第二上控制流支道(52)出氣端的連接處設(shè)置有第一垂直薄膜(101)，所述直通流道(7)與第三上控制流支道(53)出氣端的連接處設(shè)置有第二垂直薄膜(102)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:還包括一個以上的中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述中間氣壓波動調(diào)節(jié)機構(gòu)包括中間上控制流道和中間下控制流道，所述中間上控制流道包括中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道;所述中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道、中間下控制流道的進氣端分別與直通流道(7)連通;而所述中間第一上控制流支道、中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道、中間下控制流道的出氣端也分別與直通流道(7)連通;所述中間第二上控制流支道、中間第三上控制流支道的出氣端相對設(shè)置，所述中間第一上控制流支道、中間下控制流道的出氣端相對設(shè)置； 所述直通流道與中間第一上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第一彈性阻尼薄膜，所述直通流道(7)與中間下控制流道出氣端的連接處設(shè)置有中間第二彈性阻尼薄膜;所述直通流道(7)與第二上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第一垂直薄膜，所述直通流道(7)與中間第三上控制流支道出氣端的連接處設(shè)置有中間第二垂直薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:所述上層基片(1)、中層基片(3)之間設(shè)置有第一水平薄膜(210);所述第一水平薄膜(210)上設(shè)置有第一通孔(211)、第二通孔(212)、第三通孔(213)、第四通孔(214)、第六通孔、第七通孔、第八通孔、第九通孔；所述進氣流道(8)與直通流道(7)之間通過第一通孔(211)連通，所述出氣流道(9)與直通流道(7)之間通過第四通孔(214)連通;所述第二上控制流支道(52)與直通流道(7)之間通過第二通孔(212)連通，第三上控制流支道(53)與直通流道(7)之間通過第三通孔(213)連通；所述中間第二上控制流支道的進氣端與直通流道(7)之間通過第六通孔連通，而中間第二上控制流支道的出氣端與直通流道(7)之間通過第七通孔連通;所述中間第三上控制流支道的進氣端與直通流道(7)之間通過第八通孔連通，而中間第三上控制流支道的出氣端與直通流道(7)之間通過第九通孔連通;而所述第一彈性阻尼薄膜(21)、中間第一彈性阻尼薄膜為第一水平薄膜(210)的一部分。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:所述中層基片(3)和下層基片(4)之間設(shè)置有第二水平薄膜(220)，所述第二水平薄膜(220)設(shè)置有第五通孔(221)、第十通孔和第十一通孔，所述下控制流道(6)與進氣流道(8)之間通過第五通孔(221)連通;所述中間下控制流道的進氣端與直通流道(7)之間通過第十通孔連通，而中間下控制流道的出氣端與直通流道(7)之間通過第十一通孔連通;所述第二彈性阻尼薄膜(22)、中間第二彈性阻尼薄膜為第二水平薄膜(220)的一部分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:所述第一上控制流支道(51)、下控制流道(6)的出氣端分別設(shè)置于直通流道(7)的上下兩個側(cè)面，記為第一、第二水平側(cè)面;所述第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)的出氣端分別設(shè)置于直通流道(7)的左右兩個側(cè)面，記為第一、第二豎直側(cè)面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:第一水平側(cè)面、第一豎直側(cè)面、第二水平側(cè)面、第二豎直側(cè)面首尾相互連接圍成一個矩形的四個面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:所述上層基片(1)、中層基片(3)和下層基片(4)材質(zhì)為聚二甲基硅氧烷、塑料、玻璃中的一種;所述第一水平薄膜(210)、第二水平薄膜(220)、第一垂直薄膜(101)和第二垂直薄膜(102)的材質(zhì)為有機聚合物彈性薄膜。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:第一水平薄膜(210)、第二水平薄膜(220)、第一垂直薄膜(101)和第二垂直薄膜(102)的厚度分別在5-20μπι。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流控氣體阻尼器，其特征在于:調(diào)節(jié)的氣體壓力在IMPa以下。10.—種基于權(quán)利要求1-9任一所述的微流控氣體阻尼器的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:夕卜部氣體由進氣流道(8)進入，分別進入上控制流道(5)、直通流道(7)和下控制流道(6)內(nèi)，在上控制流道(5)內(nèi)的氣體在分別進入第一上控制流支道(51 )、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)內(nèi)；進入第一上控制流支道(51)、第二上控制流支道(52)、第三上控制流支道(53)和下控制流道(6)的氣體依次對第一彈性阻尼薄膜(21)、第一垂直薄膜(101)、第二垂直薄膜(102)和第二彈性阻尼薄膜(22)施壓;第一彈性阻尼薄膜(21)、第二彈性阻尼薄膜(22)、第一垂直薄膜(101)和第二垂直薄膜(102)產(chǎn)生彈性變形降低了直通流道(7)內(nèi)氣體的氣壓波動。
【文檔編號】B01L3/00GK106040323SQ201610346327
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】倪中華, 張鑫杰, 項楠
【申請人】東南大學(xué)