[实用新型]一种负流阻振荡器

说明书

技术领域

本实用新型属于微流控器件，特别是一种负流阻振荡器。

背景技术

微流控是一项涉及到精密机械、流体力学、生物医学、化学等多个领域的交叉性科学技术，在生化分析、医疗诊断、药物筛选等方面存在广泛应用，并具有效率高、所需试样/试剂少、仪器设备便于小型化设计等优点，因而在近年获得了较快发展。

流体振荡器广泛应用于流体的控制和测量、流体混合、传热增强、预防污染以及清洁通道、增强化学反应等。传统的宏观流体振荡器技术已经发展的比较成熟了，比如：Gopalan S.,Russell G.,et al.2009.High efficiency multiple throat fluidic oscillator.United States Patent.No.:2009/0236449，美国专利：2009/0236449A1；Stouffer R.D.,Santamarina A.2006.Fluidic oscillator and method，美国专利：7134609B1；Raghu S.2001.Feedback-free fluidic oscillator and method，美国专利:6253782B1等等，这些设计通常都依赖于流体惯性，且只在高流量的情况下工作。在低雷诺数情况下，特别是微流体领域下，相关的设计选择还十分受限。

在之前，我们发明了一种振荡器(Xia H.M.,Wang Z.P.,Fan W.,Wang Z.F.,A microfluidic device for altering a fluid flow and a microfluidic system including the microfluidic device,International Publication No.:WO 2012/036627A1)，主要包括一个主腔室以及一个弹性膜。但是这种振荡器的结构相对复杂且制作成本高；与此同时，由于该振荡器的弹性膜的边缘是不固定的，这也可能影响整个振荡器的性能的一致性以及稳定性。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于负微分流阻原理(Negative differential flow resistance)的流体振荡器(简称负流阻振荡器)，以解决层流流动下，流体粘性力占主导、微观流体振荡器选择受限的问题。此外还进一步优化了现有技术的振荡器结构复杂成本高、稳定性不够的问题。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种负流阻振荡器，包括入口、出口、腔室，所述入口位于腔室的上端，所述出口位于腔室的下端；所述腔室中间设有弹性结构，并将腔室分隔成上腔室和下腔室；所述上腔室和下腔室之间设有产生恒定流阻的微流道，微流道将上腔室和下腔室连通。

一种负流阻振荡器，包括入口、出口、腔室，所述入口位于腔室的上端，所述出口位于腔室的下端；弹性板的一端与腔室固定，另一端与腔室之间设有间隙作为微流道；弹性板形成一端固定的悬臂板的结构。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

(1)本实用新型中的弹性结构边缘是完全夹紧或者固定的状态，鲁棒性好。

(2)微通道、微孔的设计可以取代凹槽或者弹性结构上的开口，更容易对器件性能进行表征。

(3)弹性结构与腔室可一体化加工或单独加工。

(4)本实用新型的负流阻振荡器可以通过弹性结构的形变量计算出水容(fluid capacitance)，根据流道的长度和横截面积计算出流阻(flow resistance)，根据流体的密度等参数计算流体感应系数(fluid inductance)等参数。

(5)本实用新型的振荡器装置结构简单，操作控制更加方便。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1是实施例1中单个微流道的负流阻振荡器的结构示意图。

图2是实施例1中多个微流道的负流阻振荡器的结构示意图。

图3是实施例1中弹性结构与底板材料相同的负流阻振荡器的多层结构示意图。

图4是实施例1中弹性结构与底板材料相同的负流阻振荡器的三层结构示意图。

图5是负流阻振荡器实施例2的结构示意图。

图6是流阻振荡器实施例3的主视结构示意图。

图7是负流阻振荡器实施例3的俯视结构示意图。

图8是负流阻振荡器中弹性结构与腔室为整体加工的结构示意图。

具体实施方式