基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，所述裝置包括微流控芯片、第一阻抗分析儀和第二阻抗分析儀；所述微流控芯片包括基板部件和設(shè)置在基板部件上的芯片主體；所述芯片主體包括：設(shè)置在基板部件上的第一進(jìn)液孔、第二進(jìn)液孔、第一出液孔和第二出液孔；用于在磁場(chǎng)的作用下將油液中的鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒進(jìn)行分離的顆粒分離區(qū)域；設(shè)置在基板部件上且位于所述第一微通道一側(cè)的磁性部件安放區(qū)域；放置在所述磁性部件安放區(qū)域上，用于提供磁場(chǎng)的磁性部件；顆粒檢測(cè)區(qū)域；本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)油液中鐵磁性顆粒與非鐵磁性顆粒的區(qū)分和在線連續(xù)計(jì)數(shù)，適用于油液在線檢測(cè)分析，特別是航行船舶上的油液檢測(cè)分析。
【專利說(shuō)明】
基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于油液檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè) 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 油液監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種通過(guò)分析被監(jiān)測(cè)機(jī)器的正在使用的潤(rùn)滑劑的性能變化和攜 帶的磨損微粒的情況，來(lái)獲得機(jī)器的潤(rùn)滑信息和磨損狀態(tài)，以及評(píng)價(jià)機(jī)器工況和預(yù)測(cè)故障， 并確定故障原因、故障類型和故障零件的技術(shù)?；谟鸵罕O(jiān)測(cè)技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)檢測(cè)是現(xiàn)代 工業(yè)維修活動(dòng)中必不可少的技術(shù)之一，并具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)油液中金屬磨粒的檢 測(cè)技術(shù)目前已成為油液監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容。
[0003] 根據(jù)油液在線檢測(cè)系統(tǒng)中所選擇的傳感器的不同工作原理，可將現(xiàn)有技術(shù)中的油 液在線檢測(cè)技術(shù)分為以下幾種：
[0004] 1、理化分析技術(shù):是指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用儀器對(duì)油樣的粘度、閃點(diǎn)、水分、酸值和金 屬磨粒等理化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析的技術(shù)。理化分析技術(shù)檢測(cè)精度高、能夠檢測(cè)潤(rùn)滑油的各 項(xiàng)性能指標(biāo)，做出全面的分析，有效延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的更換期限。常用的油品理化分析儀器有粘 度計(jì)、滴定儀和紅外光譜儀等。但理化分析技術(shù)同時(shí)存在檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、操作過(guò)程復(fù) 雜、只能用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量、不適合對(duì)油液進(jìn)行快速在線檢測(cè)的缺陷。
[0005] 2、鐵譜技術(shù):是利用磁力梯度和重力梯度將金屬磨粒從潤(rùn)滑油中分離并按照大小 進(jìn)行排列的油液檢測(cè)技術(shù)。鐵譜技術(shù)能夠判斷出油液中磨損顆粒的大小和性質(zhì)類型。常用 的鐵譜儀器有在線鐵譜儀。但鐵譜技術(shù)存在定量鐵譜的不準(zhǔn)確性、磨粒分析主要依賴操作 者的知識(shí)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采樣不具有代表性，制作鐵譜也需要較長(zhǎng)時(shí)間，分析速度不高的 缺陷。
[0006] 3、光譜分析技術(shù):包括原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、紅外光譜分析法和射線 熒光光譜法。光譜分析技術(shù)對(duì)顆粒識(shí)別能力強(qiáng)，設(shè)備集成度高。但光譜分析技術(shù)存在光譜儀 器一般比較昂貴，安裝條件嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高的缺陷。
[0007] 4、電學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù):其中的常用技術(shù)是電阻式在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要利用不同磨粒具 有不同的電阻率，當(dāng)油液通過(guò)電阻傳感器時(shí)，不同電阻值反映出磨粒的濃度和粒度分布。但 電阻式在線監(jiān)測(cè)技術(shù)存在靈敏度不高，無(wú)法對(duì)微小顆粒做出檢測(cè)的缺陷。
[0008] 由上可見，現(xiàn)有技術(shù)中的油液在線檢測(cè)技術(shù)均存在一定的局限性，不能很好的適 用于高靈敏度和油液在線檢測(cè)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本實(shí)用新型針對(duì)以上問題的提出，而研制一種基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝 置。
[0010] 本實(shí)用新型的技術(shù)手段如下：
[0011] -種基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，包括微流控芯片、第一阻抗分析儀和 第二阻抗分析儀;所述微流控芯片包括基板部件和設(shè)置在基板部件上的芯片主體;所述芯 片主體包括：
[0012] 設(shè)置在基板部件上的第一進(jìn)液孔、第二進(jìn)液孔、第一出液孔和第二出液孔；
[0013] 用于在磁場(chǎng)的作用下將油液中的鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒進(jìn)行分離的顆粒分 離區(qū)域;所述顆粒分離區(qū)域包括分布在基板部件上的第一微通道和第二微通道;未含有顆 粒的油液通過(guò)第一進(jìn)液孔進(jìn)入第一微通道;含有顆粒的油液通過(guò)第二進(jìn)液孔進(jìn)入第二微通 道;所述第一微通道中部開設(shè)有第一開口，所述第二微通道中部開設(shè)有與所述第一開口相 連通的第二開口；經(jīng)過(guò)分離處理后得到的鐵磁性顆粒經(jīng)由第一微通道進(jìn)入顆粒檢測(cè)區(qū)域， 經(jīng)過(guò)分離處理后得到的非鐵磁性顆粒經(jīng)由第二微通道進(jìn)入顆粒檢測(cè)區(qū)域；
[0014] 設(shè)置在基板部件上且位于所述第一微通道一側(cè)的磁性部件安放區(qū)域；
[0015] 放置在所述磁性部件安放區(qū)域上，用于提供磁場(chǎng)的磁性部件；
[0016] 顆粒檢測(cè)區(qū)域;所述顆粒檢測(cè)區(qū)域包括第三微通道、第四微通道、設(shè)置在基板部件 上且分別位于第三微通道兩側(cè)的第一檢測(cè)電極和第二檢測(cè)電極、以及設(shè)置在基板部件上且 分別位于第四微通道兩側(cè)的第三檢測(cè)電極和第四檢測(cè)電極;所述第三微通道始端與第一微 通道末端相連通，所述第三微通道末端與第一出液孔相連通;所述第四微通道始端與第二 微通道相連通，所述第四微通道末端與第二出液孔相連通；
[0017] 當(dāng)所述第三微通道經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)，所述第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的 電容值發(fā)生變化;所述第一阻抗分析儀與所述第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極相連接；
[0018] 當(dāng)所述第四微通道經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒時(shí)，所述第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間 的電容值發(fā)生變化;所述第二阻抗分析儀與所述第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極相連接；
[0019] 進(jìn)一步地，所述第一阻抗分析儀獲得第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的電容值 變化情況;根據(jù)第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第三微通道 的鐵磁性顆粒的數(shù)量;所述第二阻抗分析儀獲得第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間的電容 值變化情況;根據(jù)第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通 道的非鐵磁性顆粒的數(shù)量；
[0020] 另外，所述顆粒分離區(qū)域還包括：
[0021] 布置在第一微通道和第二微通道之間的第一分隔部件和第二分隔部件;所述第一 分隔部件的一端部位于所述顆粒分離區(qū)域的始端，另一端部具有斜面;所述第二分隔部件 的一端部位于所述顆粒分離區(qū)域的末端，另一端部具有斜面;所述第一分隔部件具有的斜 面的傾斜方向與所述第二分隔部件具有的斜面的傾斜方向相互對(duì)稱;通過(guò)第一分隔部件和 第二分隔部件的設(shè)置，使得第一微通道的第一開口大于所述第二微通道的第二開口；
[0022]另外，所述裝置還包括與第一阻抗分析儀、第二阻抗分析儀相連接的顯示裝置； [0023]進(jìn)一步地，所述第一分隔部件具有的斜面的傾斜角度和所述第二分隔部件具有的 斜面的傾斜角度均為45度；
[0024]進(jìn)一步地，所述基板部件采用PMMA材料制成;所述芯片主體采用PDMS材料制成；
[0025] 進(jìn)一步地，根據(jù)第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第 三微通道的鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài);根據(jù)第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間的電容值變化 情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通道的非鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài)。
[0026] 由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝 置，基于電學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)中的電容檢測(cè)原理，能夠?qū)崿F(xiàn)油液中鐵磁性顆粒與非鐵磁性顆粒的 區(qū)分和在線連續(xù)計(jì)數(shù)，適用于油液在線檢測(cè)分析，特別是航行船舶上的油液檢測(cè)分析。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本實(shí)用新型所述芯片主體及基板部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖中：1、基板部件，2、芯片主體，3、第一進(jìn)液孔，4、第二進(jìn)液孔，5、第一出液孔，6、 第二出液孔，7、顆粒分離區(qū)域，8、磁性部件安放區(qū)域，10、磁性部件，71、第一微通道，72、第 二微通道，73、第一開口，74、第二開口，75、第一分隔部件，76、第二分隔部件，77、斜面，91、 第三微通道，92、第四微通道，93、第一檢測(cè)電極，94、第二檢測(cè)電極，95、第三檢測(cè)電極，96、 第四檢測(cè)電極。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 如圖1和圖2所示的一種基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，包括微流控芯片、 第一阻抗分析儀和第二阻抗分析儀;所述微流控芯片包括基板部件1和設(shè)置在基板部件1上 的芯片主體2;所述芯片主體2包括:設(shè)置在基板部件1上的第一進(jìn)液孔3、第二進(jìn)液孔4、第一 出液孔5和第二出液孔6;用于在磁場(chǎng)的作用下將油液中的鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒進(jìn)行 分離的顆粒分離區(qū)域7;所述顆粒分離區(qū)域7包括分布在基板部件1上的第一微通道71和第 二微通道72;未含有顆粒的油液通過(guò)第一進(jìn)液孔3進(jìn)入第一微通道71;含有顆粒的油液通過(guò) 第二進(jìn)液孔4進(jìn)入第二微通道72;所述第一微通道71中部開設(shè)有第一開口 73，所述第二微通 道72中部開設(shè)有與所述第一開口 73相連通的第二開口 74;經(jīng)過(guò)分離處理后得到的鐵磁性顆 粒經(jīng)由第一微通道71進(jìn)入顆粒檢測(cè)區(qū)域，經(jīng)過(guò)分離處理后得到的非鐵磁性顆粒經(jīng)由第二微 通道72進(jìn)入顆粒檢測(cè)區(qū)域;設(shè)置在基板部件1上且位于所述第一微通道71-側(cè)的磁性部件 安放區(qū)域8;放置在所述磁性部件安放區(qū)域8上，用于提供磁場(chǎng)的磁性部件10;顆粒檢測(cè)區(qū) 域;所述顆粒檢測(cè)區(qū)域包括第三微通道91、第四微通道92、設(shè)置在基板部件1上且分別位于 第三微通道91兩側(cè)的第一檢測(cè)電極93和第二檢測(cè)電極94、以及設(shè)置在基板部件1上且分別 位于第四微通道92兩側(cè)的第三檢測(cè)電極95和第四檢測(cè)電極96;所述第三微通道91始端與第 一微通道71末端相連通，所述第三微通道91末端與第一出液孔5相連通;所述第四微通道92 始端與第二微通道72相連通，所述第四微通道92末端與第二出液孔6相連通;當(dāng)所述第三微 通道91經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)，所述第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值發(fā)生變化； 所述第一阻抗分析儀與所述第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94相連接；當(dāng)所述第四微通道 92經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒時(shí)，所述第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值發(fā)生變化;所 述第二阻抗分析儀與所述第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96相連接;進(jìn)一步地，所述第一阻 抗分析儀獲得第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值變化情況;根據(jù)第一檢測(cè)電 極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第三微通道91的鐵磁性顆粒的數(shù) 量;所述第二阻抗分析儀獲得第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值變化情況;根 據(jù)第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通道92的非鐵 磁性顆粒的數(shù)量;另外，所述顆粒分離區(qū)域7還包括:布置在第一微通道71和第二微通道72 之間的第一分隔部件75和第二分隔部件76;所述第一分隔部件75的一端部位于所述顆粒分 離區(qū)域7的始端，另一端部具有斜面77;所述第二分隔部件76的一端部位于所述顆粒分離區(qū) 域7的末端，另一端部具有斜面77;所述第一分隔部件75具有的斜面77的傾斜方向與所述第 二分隔部件76具有的斜面77的傾斜方向相互對(duì)稱;通過(guò)第一分隔部件75和第二分隔部件76 的設(shè)置，使得第一微通道71的第一開口 73大于所述第二微通道72的第二開口 74;另外，所述 裝置還包括與第一阻抗分析儀、第二阻抗分析儀相連接的顯示裝置;進(jìn)一步地，所述第一分 隔部件75具有的斜面77的傾斜角度和所述第二分隔部件76具有的斜面77的傾斜角度均為 45度;進(jìn)一步地，所述基板部件1采用PMMA材料制成;所述芯片主體2采用TOMS材料制成;進(jìn) 一步地，根據(jù)第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第三微通 道91的鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài);根據(jù)第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值變化 情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通道92的非鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài)。
[0031] 使用本實(shí)用新型所述裝置實(shí)現(xiàn)顆粒在線檢測(cè)的具體工作過(guò)程包括如下步驟：
[0032] 步驟1:將未含有顆粒的油液通過(guò)第一進(jìn)液孔3輸送至第一微通道71，將含有顆粒 的油液通過(guò)第二進(jìn)液孔4輸送至第二微通道72;
[0033] 步驟2:進(jìn)入顆粒分離區(qū)域7中的鐵磁性顆粒在磁場(chǎng)的作用下，由第二微通道72經(jīng) 過(guò)第一微通道71與第二微通道72相連通的區(qū)域進(jìn)入到第一微通道71，并沿第一微通道71輸 送至第三微通道91，進(jìn)入顆粒分離區(qū)域7中的非鐵磁性顆粒繼續(xù)沿第二微通道72流動(dòng)并進(jìn) 入第四微通道92;
[0034]步驟3:當(dāng)所述第三微通道91經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)，所述第一阻抗分析儀能夠獲得第 一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值變化情況;根據(jù)第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電 極94之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第三微通道91的鐵磁性顆粒的數(shù)量；當(dāng)所述第四微通 道92經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒時(shí)，所述第二阻抗分析儀能夠獲得第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極 96之間的電容值變化情況;根據(jù)第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值變化情況 獲知經(jīng)過(guò)第四微通道92的非鐵磁性顆粒的數(shù)量；
[0035]另外，還可以根據(jù)第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值變化情況獲知 經(jīng)過(guò)第三微通道91的鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài);根據(jù)第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間 的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通道92的非鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài)。
[0036]本實(shí)用新型第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94分別位于第三微通道91兩側(cè)，在第 三微通道91未經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)，第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值為某一 基準(zhǔn)電容值，不同大小的鐵磁性顆粒對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容 是不同的，不同大小的鐵磁性顆粒經(jīng)過(guò)第三微通道91后，相應(yīng)地，第一檢測(cè)電極93、第二檢 測(cè)電極94之間的電容發(fā)生變化，所述第一阻抗分析儀能夠根據(jù)第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè) 電極94之間的電容值變化生成相應(yīng)的脈沖信號(hào)，第一阻抗分析儀產(chǎn)生的脈沖信號(hào)幅值與電 容變化值是相對(duì)應(yīng)的，這里的電容變化值指的是第三微通道91經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)的第一檢 測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值，同第三微通道91未經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)的第一檢 測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94之間的電容值的差值;通過(guò)對(duì)第一阻抗分析儀生成的脈沖信號(hào) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便可獲知經(jīng)過(guò)第三微通道91的鐵磁性顆粒的數(shù)量；電容變化值的大小還能夠反 應(yīng)鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài)，可以根據(jù)第一阻抗分析儀生成的脈沖信號(hào)的幅值大小得出，脈 沖信號(hào)的幅值越高，則說(shuō)明鐵磁性顆粒的粒徑越大，脈沖信號(hào)的幅值越低，則說(shuō)明鐵磁性顆 粒的粒徑越小，即脈沖信號(hào)的幅值大小與鐵磁性顆粒的粒徑大小之間存在線性的對(duì)應(yīng)關(guān) 系。
[0037]本實(shí)用新型第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96分別位于第四微通道92兩側(cè)，在第 四微通道92未經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒時(shí)，第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值為某 一基準(zhǔn)電容值，不同大小的非鐵磁性顆粒對(duì)應(yīng)的第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的 電容是不同的，不同大小的非鐵磁性顆粒經(jīng)過(guò)第四微通道92后，相應(yīng)地，第三檢測(cè)電極95、 第四檢測(cè)電極96之間的電容發(fā)生變化，所述第二阻抗分析儀能夠根據(jù)第三檢測(cè)電極95、第 四檢測(cè)電極96之間的電容值變化生成相應(yīng)的脈沖信號(hào)，第二阻抗分析儀產(chǎn)生的脈沖信號(hào)幅 值與電容變化值是相對(duì)應(yīng)的，這里的電容變化值指的是第四微通道92經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒時(shí) 的第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值，同第四微通道92未經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒 時(shí)的第三檢測(cè)電極95、第四檢測(cè)電極96之間的電容值的差值;通過(guò)對(duì)第二阻抗分析儀生成 的脈沖信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便可獲知經(jīng)過(guò)第四微通道92的非鐵磁性顆粒的數(shù)量；電容變化值的 大小還能夠反應(yīng)非鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài)，可以根據(jù)第二阻抗分析儀生成的脈沖信號(hào)的幅 值大小得出，脈沖信號(hào)的幅值越高，則說(shuō)明非鐵磁性顆粒的粒徑越大，脈沖信號(hào)的幅值越 低，則說(shuō)明非鐵磁性顆粒的粒徑越小，即脈沖信號(hào)的幅值大小與非鐵磁性顆粒的粒徑大小 之間存在線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0038] 本實(shí)用新型第一檢測(cè)電極93和第二檢測(cè)電極94、以及第三檢測(cè)電極95和第四檢測(cè) 電極96的具體電容檢測(cè)原理類似于平行板電容器，我們知道平行板電容器的電容計(jì)算公式 為：
，其中，e為金屬極板間介質(zhì)的介電常數(shù)、S為金屬極板的面積、d為兩金屬極板 間的距離，由此可以看出，當(dāng)金屬極板間的介電常數(shù)e發(fā)生改變時(shí)，對(duì)應(yīng)的電容值C也會(huì)發(fā)生 變化；同樣地，當(dāng)鐵磁性顆粒經(jīng)過(guò)第三微通道91或非鐵磁性顆粒經(jīng)過(guò)第四微通道92時(shí)，會(huì)排 擠出相應(yīng)顆粒體積的油液，導(dǎo)致第一檢測(cè)電極93和第二檢測(cè)電極94之間、或者第三檢測(cè)電 極95和第四檢測(cè)電極96之間的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而引起電容值的變化。
[0039] 阻抗分析儀是目前測(cè)量電容一般采用的儀器，其能夠根據(jù)測(cè)得的阻抗值得出相應(yīng) 的并聯(lián)等效電容值，進(jìn)而得出實(shí)際電容值。
[0040] 本實(shí)用新型所述第一檢測(cè)電極93、第二檢測(cè)電極94、第三檢測(cè)電極95和第四檢測(cè) 電極96可以采用銅電極;所述基板部件1采用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料制成，即有機(jī)玻 璃，材料透明度優(yōu)良，具有良好的絕緣性和機(jī)械強(qiáng)度，比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能 力卻高出普通玻璃幾倍;所述芯片主體2采用PDMS (聚二甲基硅氧烷)材料制成，PDMS材料與 PMMA材料之間具有良好的粘附性，具有良好的化學(xué)惰性；一般情況下采用數(shù)百微米厚的 PDMS厚膜不但可以滿足強(qiáng)度方面的要求，而且可以產(chǎn)生更大的形變量；另外PDMS材料具有 良好的延伸性;通過(guò)第一分隔部件75具有的斜面77、第二分隔部件76具有的斜面77,有助于 防止非鐵磁性顆粒進(jìn)入到第一微通道71內(nèi)，未含有顆粒的油液通過(guò)微量注射栗從第一進(jìn)液 孔3進(jìn)入第一微通道71，含有顆粒的油液通過(guò)微量注射栗從第二進(jìn)液孔4進(jìn)入第二微通道 72;所述顯示裝置采用顯示器;所述磁性部件10采用永磁鐵，形狀比較規(guī)則，易于與芯片主 體2配合;本實(shí)用新型所述裝置還包括置于第一進(jìn)液孔3和第二進(jìn)液孔4,與顆粒分離區(qū)域7 之間的油液輸送區(qū)域;所述油液輸送區(qū)域包括連通第一進(jìn)液孔3和第一微通道71始端的微 通道、以及連通第二進(jìn)液孔4和第二微通道72始端的微通道;當(dāng)油液到達(dá)顆粒分離區(qū)域7時(shí)， 油液中的鐵磁性顆粒由于受到磁場(chǎng)的吸引作用，由第二微通道72經(jīng)過(guò)第一微通道71與第二 微通道72相連通的區(qū)域進(jìn)入到第一微通道71，并沿第一微通道71輸送至第三微通道91，進(jìn) 入顆粒分離區(qū)域7中的非鐵磁性顆粒由于受到自身慣性和流體粘性力等作用，繼續(xù)沿第二 微通道72流動(dòng)，加上第一分隔部件75和第二分隔部件76的斜面77設(shè)計(jì)，使得第一微通道71 對(duì)第二微通道72有一個(gè)向下的沖擊力，阻止了非鐵磁性顆粒流入第一微通道71;因此分離 開的鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒分別進(jìn)入第三微通道91和第四微通道92。本實(shí)用新型使用 時(shí)，將所述微流控芯片水平放置即可。
[0041] 本實(shí)用新型基于電學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)中的電容檢測(cè)原理，能夠?qū)崿F(xiàn)油液中鐵磁性顆粒與 非鐵磁性顆粒的區(qū)分和在線連續(xù)計(jì)數(shù)，適用于油液在線檢測(cè)分析，特別是航行船舶上的油 液檢測(cè)分析;本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)油液中金屬顆粒的實(shí)時(shí)測(cè)量，可以分別獲得鐵磁性顆粒 與非鐵磁性顆粒的數(shù)量，適用于油液的在線檢測(cè)，完成了對(duì)油液中顆粒的更加細(xì)致的檢測(cè) 和區(qū)分。
[0042] 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述裝置包括微流控芯片、 第一阻抗分析儀和第二阻抗分析儀;所述微流控芯片包括基板部件和設(shè)置在基板部件上的 芯片主體;所述芯片主體包括： 設(shè)置在基板部件上的第一進(jìn)液孔、第二進(jìn)液孔、第一出液孔和第二出液孔； 用于在磁場(chǎng)的作用下將油液中的鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒進(jìn)行分離的顆粒分離區(qū) 域;所述顆粒分離區(qū)域包括分布在基板部件上的第一微通道和第二微通道;未含有顆粒的 油液通過(guò)第一進(jìn)液孔進(jìn)入第一微通道;含有顆粒的油液通過(guò)第二進(jìn)液孔進(jìn)入第二微通道； 所述第一微通道中部開設(shè)有第一開口，所述第二微通道中部開設(shè)有與所述第一開口相連通 的第二開口；經(jīng)過(guò)分離處理后得到的鐵磁性顆粒經(jīng)由第一微通道進(jìn)入顆粒檢測(cè)區(qū)域，經(jīng)過(guò) 分離處理后得到的非鐵磁性顆粒經(jīng)由第二微通道進(jìn)入顆粒檢測(cè)區(qū)域； 設(shè)置在基板部件上且位于所述第一微通道一側(cè)的磁性部件安放區(qū)域； 放置在所述磁性部件安放區(qū)域上，用于提供磁場(chǎng)的磁性部件； 顆粒檢測(cè)區(qū)域;所述顆粒檢測(cè)區(qū)域包括第三微通道、第四微通道、設(shè)置在基板部件上且 分別位于第三微通道兩側(cè)的第一檢測(cè)電極和第二檢測(cè)電極、以及設(shè)置在基板部件上且分別 位于第四微通道兩側(cè)的第三檢測(cè)電極和第四檢測(cè)電極;所述第三微通道始端與第一微通道 末端相連通，所述第三微通道末端與第一出液孔相連通;所述第四微通道始端與第二微通 道相連通，所述第四微通道末端與第二出液孔相連通； 當(dāng)所述第三微通道經(jīng)過(guò)鐵磁性顆粒時(shí)，所述第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的電容 值發(fā)生變化;所述第一阻抗分析儀與所述第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極相連接； 當(dāng)所述第四微通道經(jīng)過(guò)非鐵磁性顆粒時(shí)，所述第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間的電 容值發(fā)生變化;所述第二阻抗分析儀與所述第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極相連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一 阻抗分析儀獲得第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的電容值變化情況;根據(jù)第一檢測(cè)電極、 第二檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第三微通道的鐵磁性顆粒的數(shù)量;所述第二 阻抗分析儀獲得第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間的電容值變化情況;根據(jù)第三檢測(cè)電極、 第四檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通道的非鐵磁性顆粒的數(shù)量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述顆粒 分離區(qū)域還包括： 布置在第一微通道和第二微通道之間的第一分隔部件和第二分隔部件;所述第一分隔 部件的一端部位于所述顆粒分離區(qū)域的始端，另一端部具有斜面;所述第二分隔部件的一 端部位于所述顆粒分離區(qū)域的末端，另一端部具有斜面;所述第一分隔部件具有的斜面的 傾斜方向與所述第二分隔部件具有的斜面的傾斜方向相互對(duì)稱;通過(guò)第一分隔部件和第二 分隔部件的設(shè)置，使得第一微通道的第一開口大于所述第二微通道的第二開口。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述裝置 還包括與第一阻抗分析儀、第二阻抗分析儀相連接的顯示裝置。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一 分隔部件具有的斜面的傾斜角度和所述第二分隔部件具有的斜面的傾斜角度均為45度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于所述基板 部件采用PMMA材料制成;所述芯片主體采用PDMS材料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于微流控芯片的顆粒在線檢測(cè)裝置，其特征在于根據(jù)第一 檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第三微通道的鐵磁性顆粒的粒徑 狀態(tài);根據(jù)第三檢測(cè)電極、第四檢測(cè)電極之間的電容值變化情況獲知經(jīng)過(guò)第四微通道的非 鐵磁性顆粒的粒徑狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B01L3/00GK205562348SQ201620340740
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】沈毅剛, 季強(qiáng), 宋永欣, 苑海超, 潘博, 潘新祥
【申請(qǐng)人】大連海事大學(xué)