[发明专利]基于压力控制的阵列式液态金属微流道控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于压力控制的阵列式液态金属微流道控制方法及系统，该控制方法包括通过控制控制阀工作模态来控制第二管路全部打开；控制注射泵工作向第一管路泵入推载流体；比较监测到的第一管路压力与预设阈值；在监测到的第一管路压力大于等于预设阈值时，控制第二管路全部关闭并控制注射泵停止工作；在监测到的第一管路压力小于预设阈值时且所述第一管路压力大于等于所述第二管路的目标压力时，所述控制器控制对应的第二管路关闭。本发明利用精准压力控制方法实现液态金属在微流道结构中的可重塑连续流动控制。且利用一个注射泵并配合控制阀和控制器就可以实现所有微流道内液态金属流态控制，具备空间小型化能力。

技术领域

本发明涉及液态金属控制技术领域，特别涉及一种基于压力控制的阵列式液态金属微流道控制方法及系统。

背景技术

以镓基合金为代表的液态金属，由于具有良好导电性、常温下连续流动性、大变形以及可操控等特点，近年得到极大关注，并在柔性电子、柔性传感及可重构射频系统等领域展现出优越的应用前景。在特定结构中如何高精度驱动控制液态金属连续流动，实现常规金、银、铜等金属材料无法达到的电长度任意重构功能特点，是该领域一直研究突破的关键难题。例如在超材料单元结构、射频天线结构中，利用液态金属的微流动控制，具有对常规超材料、射频天线结构的宽带调控及性能(频率、极化方式、方向图)重构能力。

目前，液态金属在微流道结构中驱动控制以压力控制和电压驱动控制为主。在液态金属阵列化图形应用中，考虑实际的精准分级控制、反馈闭环设计以及非消耗型使用寿命等因素，电压驱动方案并不适用。目前压力控制大多是针对单一微流道所做设计，控制方式较为简单。由于阵列化微流道存在多个各自独立的微流道结构，现有的压力控制方式对阵列化微流道中液态金属流态控制并不适用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的第一目的在于提供一种能够对阵列化微流道内液态金属流态进行压力控制的控制系统。

本发明的第二目的在于提供一种基于上述控制系统的阵列式微流道液态金属流态控制方法。

本发明的第三目的在于提供一种执行上述控制方法的阵列式微流道液态金属流态控制装置。

本发明的第四目的在于提供一种计算机存储介质。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于压力控制的阵列式微流道控制系统，包括注射泵、第一管路、多条第二管路和控制器，所述注射泵与所述第一管路的输入端连接，所述第一管路的输出端分别与每条第二管路的输入端连接，每条第二管路的输出端对应于阵列式微流道结构中的每个微流道连接；其中，所述第一管路上设置有监测管路压力的传感器，每条第二管路上设置有控制第二管路导通或截止的控制阀；通过所述注射泵将推载流体经第一管路和多条第二管路泵入阵列式微流道结构的每个微流道；所述控制器根据所述传感器反馈的压力和预设规则选择性地控制注射泵的加注压力和所述第二管路的通断来控制阵列式微流道结构每个微流道中液态金属的流态。

进一步，所述第一管路上设置的传感器为液压传感器。

进一步，在所述液压传感器监测到所述第一管路压力大于等于预设阈值时，所述控制器控制所有第二管路全部关闭并控制所述注射泵停止工作。

进一步，在所述液压传感器监测到所述第一管路压力小于预设阈值时且所述第一管路压力大于等于所述第二管路的目标压力时，所述控制器控制对应的第二管路关闭。

进一步，在所述液压传感器监测到所述第一管路压力小于预设阈值时且所述第一管路压力小于等于所述第二管路的目标压力时，保持对应的第二管路打开。

进一步，所述推载流体为强碱性液体。

本发明第二方面提供一种阵列式微流道液态金属流态控制方法，利用第一方面所述的阵列式微流道控制系统进行控制，该控制方法包括如下步骤：

1)通过控制控制阀工作模态来控制第二管路全部打开；