具有喷嘴/扩散器微泵与粘度测量的微流控系统的设计与制备
流体动力学
2021-07-20 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
微泵是微流控系统最重要的部件之一。特别是在Lab-on-Chip系统等生物医学应用中，微泵用于以受控方式输运与操控测试流体。本工作中，模拟并制备了一种低成本、结构简单的压电驱动微泵，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制作。PDMS中的通道利用图案化SU-8结构制备。测得泵流量在施加电压12 V、14 V、16 V下分别为9.49 uL/min、14.06 uL/min、20.87 uL/min。此外，我们给出有限元分析（FEA）仿真以确认微泵运行，并将实验所得流量与仿真预测值进行了有利比较。以这些流量为参考，由FEA仿真得到腔室压力为1.1至1.5 kPa。粘度测量从石油工业到制药工业具有广泛应用。本工作提供了使用压力传感器实时测量粘度的详尽数学模型与研究。对于给定的流量，液体粘度的变化会引起管道特定截面间压差的变化。因此，通过记录压力变化可动态计算粘度。给出了数学建模与有限元分析（FEA）建模。一组压力传感器以固定间距放置以获取实时压力变化。已知通道内流量，即可由压差计算粘度。有限元分析中，压力传感器相距60 mm放置。采用不同比例的水与甘油混合物提供可变粘度，导致压差数值的变化。
引用
@article{arxiv.2107.08284,
title = {Design and Fabrication of a Microfluidic System with Nozzle/Diffuser Micropump and Viscosity},
author = {Sumana Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.08284},
year = {2021}
}
备注
63 pages, 19 figures