[实用新型]一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的平面线圈驱动式微阀

说明书

技术领域

本发明涉及精密仪器中微型流体阀技术领域，具体地说是一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的平面线圈驱动式微阀。

背景技术

微阀是对微流量系统中流体起控制作用的器件，其作用是实现流体通道的开关和流量的控制，是微流控系统中最重要的部件之一，现已被广泛地应用在对流体微量输送和流量精确控制等场合。如微型生化检测、微量药给、微量燃料供应、生物芯片等诸多领域。目前，研究和应用较广的有源微阀多采用压电式驱动、静电式驱动、热驱动和电磁驱动，压电驱动式和静电驱动式都是依赖高电压工作，不易于常规电路控制，且压电驱动式还存在漂移和电击穿等现象，不利于精确控制；热驱动式让费能源，且受应用的限制；电磁驱动式需要设置特定的磁场发生单元，体积较大，不适于集成入微流体芯片系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有微阀存在的缺陷，利用超磁致伸缩材料的特性，提出一种新型的平面线圈驱动式微阀，以期提高微阀的工作特性和简化其结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于超磁致伸缩薄膜驱动器的平面线圈驱动式微阀，其结构特点在于，包括下阀体、依次压叠在下阀体上的基片、上阀体和平面螺旋线圈，

所述下阀体的底部沿径向方向分别设有进液流道和出液流道，下阀体的上部设有液体腔，所述进液流道在位于下阀体中心处设有垂直向上的与液体腔连通的流道口，所述流道口凸伸于所述液体腔的底面；所述出液流道与所述液体腔连通；

所述基片上表面镀有具有逆磁致伸缩效应薄膜，下表面镀有具有正磁致伸缩效应薄膜，所述基片与下阀体液体腔构成封闭空间并与所述流道口形成启闭，与上阀体形成空气腔；

所述平面螺旋线圈紧贴在上阀体的上表面，为超磁致伸缩薄膜提供驱动磁场，平面螺旋线圈上涂有绝缘保护层。

本发明结构特点还在于：

所述微阀为圆柱体，所述逆磁致伸缩效应薄膜和正磁致伸缩效应薄膜在基片上呈圆环形分布。

所述正磁致伸缩效应薄膜由TbDyFe合金制成，所述逆磁致伸缩效应薄膜由SmFe合金制成。

所述基片由具有高张力材质的硅薄片制成。

所述平面螺旋线圈采用光刻和腐蚀工艺制作。

本发明与已有技术相比，具有的有益的效果是：

1、本发明相比与现有的有源微阀，采用超磁致伸缩材料驱动，具有响应速度快、频响高等特点；且由平面线圈提供的磁场驱动，体积小、结构简单，因此可以显著提高微阀的工作性能。

2、本发明采用平面螺旋线圈驱动，简化了微阀的结构，减小了微阀的体积，便于实现与微流体芯片系统集成。

3、本发明基于微阀材料的应用，除磁干扰严重场合，可适用于其它诸多场合。

附图说明

图1为本发明微阀非驱动时结构示意图（闭阀时）。

图2为本发明微阀驱动时结构示意图（开阀时）。

图3为本发明微阀立体结构分解示意图。

图中标号：1、下阀体，2、进液流道，3、基片，4、上阀体，5、绝缘保护层，6、平面螺旋线圈，7、逆磁致伸缩效应薄膜，8、流道口，9、正磁致伸缩效应薄膜，10、空气腔，11、出液流道，12、线圈电极对，13、液体腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，微阀包括下阀体1、依次压叠在下阀体1上的基片3、上阀体4和平面螺旋线圈6。

下阀体的底部沿径向方向分别设有进液流道2和出液流道11，下阀体的上部设有液体腔13，进液流道2在位于下阀体中心处设有垂直向上的与液体腔连通的流道口8，流道口8凸伸于液体腔的底面；出液流道11与所述液体腔连通；

基片3上表面镀有具有逆磁致伸缩效应薄膜7，下表面镀有具有正磁致伸缩效应薄膜9，基片3与下阀体液体腔13构成封闭空间，在基片3的张力作用下与流道口形成启闭，与上阀体4形成空气腔10；

平面螺旋线圈6紧贴在上阀体4的上表面为超磁致伸缩薄膜提供驱动磁场，平面螺旋线圈6上涂有绝缘保护层5，并露出线圈电极对12。保护平面螺旋线圈不裸露在空气中而出现被氧化、锈蚀等失效形式。