[發(fā)明專利]感應(yīng)加熱的熱氣泡驅(qū)動隔熱型微泵及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110336828.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113175423B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉本東;馬晨旭;張乃龍;楊佳慧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F04B19/00
• 分類號: F04B19/00;H05B6/02;H05B6/10;H05B6/36
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種感應(yīng)加熱的熱氣泡驅(qū)動隔熱型微泵， 其特征在于，包括PDMS芯片（4）、微加熱盤（6）、基底（5）、微勵磁線圈（7）；其中，PDMS芯片（4）包括進(jìn)液口（1）、壓縮口（10）、微泵腔（12）、擴(kuò)散口（11）、出液口（2）、隔熱流道（14）、氣泡室（13）和氣泡室進(jìn)液口（3）；微加熱盤（6）附著在基底（5）上，微加熱盤（6）位于氣泡室（13）的底部中心；微勵磁線圈（7）是一種平面螺旋線圈，微勵磁線圈（7）位于微加熱盤正下方；感應(yīng)加熱的熱氣泡驅(qū)動隔熱型微泵控制系統(tǒng)包括計算機(jī)（27）、脈沖發(fā)生器（36）、數(shù)字電流表(30)、電容(17)、可編程控制器(26)、繼電器( 21)和放大器(31)；

其中，脈沖發(fā)生器(36)提供高頻信號經(jīng)過放大器(31）放大，再給微勵磁線圈（7）提供高頻交變電流，高頻交變電流再通過繼電器（21）傳遞給熱氣泡驅(qū)動隔熱型微泵，由可編程控制器（26）控制微勵磁線圈（7）的間斷時間t₁和導(dǎo)通時間t₂；

所述進(jìn)液口（1）貫穿于PDMS芯片（4），進(jìn)液口（1）直徑0.5-2.5 mm，其與壓縮口（10）相連，壓縮口（10）最窄處寬度50-100μm，角度為10^o -15^o，長度為1-2 mm，深度0.1-0.4 mm，壓縮口（10）與微泵腔（12）相連，微泵腔（12）與擴(kuò)散口（11）相連，微泵腔（12）為壓縮口（10）和擴(kuò)散口（11）之間較為大的區(qū)域，擴(kuò)散口（11）最窄處寬度50-100μm，角度為10^o -15^o，長度為1-2 mm，深度0.1-0.4 mm，擴(kuò)散口（11）與出液口（2）相連，出液口（2）直徑0.5-2.5 mm；微泵腔（12）還與隔熱流道（14）相連，隔熱流道（14）與氣泡室（13）相連，氣泡室（13）的直徑為3-6mm，氣泡室（13）與氣泡室進(jìn)液口（3）相連，氣泡室進(jìn)液口（3）直徑0.5-2.5 mm；

所述微加熱盤（6）的直徑為3-6 mm，厚度為5-50μm；

所述基底（5）長為2-5mm，寬為2-5mm，厚度為100-600μm，將帶有微加熱盤（6）的基底（5）的上表面和PDMS芯片(4)通過鍵合工藝封裝在一起，使微加熱盤（6）位于氣泡室（13）的中央，還在其表面制備PDMS芯片(4)陽模；

所述微勵磁線圈（7）采用漆包銅線繞制成平面螺旋線圈，線圈匝數(shù)為8匝到20匝，在線圈周圍設(shè)計一層導(dǎo)熱硅膠，用于對微勵磁線圈（7）導(dǎo)熱，并將微勵磁線圈（7）固定在基底（5）的下表面，微勵磁線圈（7）和氣泡室（13）中的微加熱盤（6）中心對齊；

所述的脈沖發(fā)生器（36）和放大器（31）相串聯(lián)，并給微勵磁線圈（7）提供高頻交變電流；高頻脈沖的頻率選為20kHz-1MHz；

所述的繼電器（21）與微勵磁線圈（7）串聯(lián)，控制微勵磁線圈（7）的間斷時間t₁和導(dǎo)通時間t₂；通過可編程控制器（26）控制繼電器（21），實現(xiàn)對感應(yīng)加熱電路的控制；所述的微勵磁線圈（7）的間斷的時間是t₁，導(dǎo)通的時間是t₂，電流是I₁；t₁為1s-2s, t₂為0.2s-2s，電流I₁為0.1A-4A。