[實用新型]激光誘導雙腔微泵

有效

• 申請號: 201420650629.6
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN204337415U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 郭鐘寧;印四華;陳鐵牛;曾柏文;黃志剛;楊洋;楊青天;羅紅平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: A61M5/142
• 分類號: A61M5/142
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖;梁華行

技術領域

本實用新型涉及一種微量流體驅動、供給、控制技術，尤其涉及一種用于激光誘導雙腔微泵。

背景技術

在目前的醫療領域中，腦給藥系統研究對中樞神經系統感染、癲癇、腦腫瘤、周期性片頭痛、藥物成癮性、精神分裂癥、中風和痙攣等各種腦部疾病的治療具有重要的意義。而腦給藥系統需要精確到納升毫秒級的給藥要求，因此，需要用到微流控系統。

微流控系統，又稱微流控分析芯片、微全分析系統(μTAS)或芯片實驗室，是微機電系統(?MEMS?)的一個重要分支。利用微細加工技術將微通道、微泵、微閥、微反應器、微傳感器、微檢測器等各種功能單元集成在一塊微芯片上，通過控制溶液在其中的流動，來完成生物和化學等領域所涉及的樣品制備、混合、反應、分離、檢測、生化分析等功能的微型分析系統。在藥物的微量注射、生物分析、微量化學分析與檢測，微電子設備冷卻，便攜式燃料電池等領域均展現了良好的應用前景。

其中的微泵是實現微流量供給的動力元件,?能精確地傳輸微小流量，沒有微泵就很難實現微流控系統功能的集成，因此微泵技術是驅動微流道中微流體運動的一種關鍵技術。

在微流控系統中，表面張力的影響變得十分明顯，常規宏觀的流體體積流動的驅動方法在微管道中效果不好甚至不可行。機械式微泵一般都含有泵膜，將其他形式的能量轉化為泵膜的動能，然后依靠泵膜的上下振動泵送流體，幾乎可以驅動任何流體，工作較可靠，在目前的研究中占主導地位。

機械式微泵采用機械式單向閥作為流向控制機構，其優點是原理簡單，加工工藝成熟，整流性好，有很好的反向止流性，工作效率高，是目前應用的主流。機械式微泵已有的驅動方式包括：激光沖擊波驅動，壓電致動器驅動（包括壓電陶瓷、壓電薄膜、壓電雙晶片），靜電驅動，電磁驅動，氣泡驅動，形狀記憶合金驅動，雙金屬驅動微泵，熱氣動力驅動等。在一定程度上和特定應用領域中，能夠有效地驅動微流道中微流體定向流動，從而促進了微流控技術的發展。

其中，激光沖擊波驅動，泵膜犧牲層在激光輻照下產生等離子體爆炸氣團從而產生沖擊波，因而泵膜使用壽命有限；壓電驅動微泵制造工藝復雜，驅動電壓高、功率消耗大；靜電力驅動要求電極間隙很小、結構復雜，所以靜電微泵的制作難度很大，靜電驅動力通較小并且兩個極板之間的絕緣問題對加工工藝要求很高；電磁驅動微泵能耗高，熱損大，相對于其它類型微泵，體積大，不利于微型化；氣泡微泵在使用時一般需要加熱，因此其應用受到限制；形狀合金記憶驅動的缺點是泵膜的變形較難控制，驅動響應時間慢；雙金屬驅動微泵、熱氣動力驅動微泵工作頻率較低，流量難以提高。

這些微泵的共同特點是對輸送流體要求不高，可輸送絕大多數種類的流體，可靠性較高，但是驅動器的高頻振動可能會引起泵膜和閥片的磨損，產生疲勞，影響使用壽命，而且結構復雜、尺寸不易微型化、制備困難，難以與其他微流體元件集成在一起。

發明內容

針對現有技術不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種泵膜壽命長、結構簡單已加工并可微型化集成化的激光誘導雙腔微泵。

為了克服現有技術不足，本實用新型采用的技術方案是：一種激光誘導雙腔微泵，其包括具有內腔的泵體、與泵體連接并將內腔分隔為驅動腔和泵腔的彈性的泵膜、插入充滿驅動液的所述驅動腔內部的光纖、設于泵體并與所述泵腔連通控制流體單向進入泵腔和單向流出泵腔的單向流動控制裝置。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述單向流動控制裝置包括與所述泵腔連通的收縮管和擴張管，所述收縮管的連通泵腔的內端沿長度方向向外不斷收縮，所述擴張管的連通泵腔的內端沿長度方向向外不斷擴大。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述收縮管和擴張管均為錐形管或喇叭形管。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述收縮管與所述擴張管形狀相同、方向相反。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述光纖的前端延伸至靠近泵膜處。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述泵體設有兼作光纖固定板的泵蓋，泵體、泵蓋與泵膜圍成所述驅動腔，光纖穿過并固定于所述泵蓋。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述單向流動控制裝置包括設于泵體并與所述泵腔連通的出口和入口，在出口和入口處設有單向閥。

作為本實用新型激光誘導雙腔微泵的技術方案的一種改進，所述出口與入口位于泵體的同一側面，所述單向閥設于所述泵腔與出口和入口之間。