無線遙控微量注射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無線遙控微量注射裝置，屬于微流控領域和醫藥注射領域。
【背景技術】
[0002]微小流量系統一般用于微量液體注射或輸送，應用于醫療、生物化學分析、微流控芯片等領域。目前，市場上廣泛應用的微小流量系統分為三類:蠕動栗式微小流量系統、注射栗式微小流量系統和壓力式微小流量系統。蠕動栗式微小流量系統控制精度高，但是體積較大，實現原理復雜，大多無法同時獨立產生多個流量輸出。注射栗式微小流量系統性能可靠，控制精度高，但是體積大，同時其容腔內不可避免地存在死體積，不適用于超微量的試劑源與珍貴的試劑的輸送。壓力式微小流量系統兼有蠕動栗式微小流量系統和注射栗室的優點，又可避免被控液體浪費。另外，采用壓力式流小流量系統能同時進行多通道的液體流量操作，并且由于氣體壓力的連續性可保證操作過程中各個通道中的液體達到相同的性質。但是常規的壓力式微小流量系統成本較高，體積較大，難以實現微小流量系統的小型化，家庭化的發展趨勢。同時，在德國大力發展《工業4.0》和我國提出《中國制造2025》計劃之際，網絡控制和智能化成為工業產品和技術的重要發展方向。微小流量系統的智能化和網絡化，也是一種重要的發展方向。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是為解決現有微小流量系統存在死體積、體積大、價格昂貴、制作工藝復雜、難以實現網絡化和智能化的問題，本發明基于壓力式微小流量系統和微流控芯片中的快速成形技術，結合無線控制技術，提出一種無線遙控微量注射裝置。
[0004]本發明所述無線遙控微量注射裝置，它包括液體發生裝置、氣壓源、結構層和控制層；氣壓源為結構層提供氣體；結構層和控制層可上下布局，通過四個支撐柱連接，液體發生裝置設置在結構層和控制層之間；液體發生裝置用于輸出注射用液體；
所述結構層包括流道與基座封裝模塊、流道外接接頭、微閥驅動單元、流量傳感器和軟管；流道與基座封裝模塊包括四個支撐柱安裝孔、微流道、凹膜、平膜、流道基板；流道基板上表面設置有平膜，平膜上表面設置有凹膜，凹膜向上的凹槽中設置有線型流道和h型流道；流道外接接頭包括二次出液接頭、一次進氣接頭、泄氣接頭、出氣接頭、二次進氣接頭、一次出液接頭和一次進液接頭；微閥驅動單元包括第一微閥驅動部件和第二微閥驅動部件；軟管包括第一軟管、第二軟管和第三軟管；
所述控制層包括電路基板、控制電路和上位機；所述電路基板上有四個支撐柱安裝孔、液體發生裝置定位孔和控制電路，四個支撐柱安裝孔和四個支撐柱安裝孔用于上下配合安裝四個支撐柱，液體發生裝置定位孔用于與液體發生裝置連接；所述控制電路包括控制器、驅動器、無線通訊模塊和濾波電路模塊；
液體發生裝置包括塞子、進氣管、殼體、出液管和待輸送液體；殼體的上端用塞子密封，塞子插有出液管，出液管置于待輸送液體中，待輸送液體的液體平面高于出液管的底端且低于進氣管的底端；出液管的上端口與一次出液接頭相連通；
氣壓源和一次進氣接頭通過第一軟管連接，出氣接頭和二次進氣接頭通過第二軟管連接，一次出液接頭和一次進液接頭通過第三軟管連接；第一微閥驅動部件設置于h型流道的旁路出口處，靠近泄氣接頭；第二微閥驅動部件設置于h型流道的主干入口處，靠近一次進氣接頭；流量傳感器設置于線型流道的出口處，靠近二次出液接頭；
h型流道中的介質為第一介質，線型流道中的介質為第二介質，液體發生裝置中的盛裝待輸送液體上半部分為第一介質，下半部分為第二介質；
流量傳感器采集線型流道的第二介質流量信號，流量傳感器的第二介質流量信號輸出端與濾波電路模塊的第二介質流量信號輸入端相連，濾波電路模塊的第二介質流量信號輸出端與控制器的第二介質流量信號輸入端相連；控制器將第二介質流量信號通過無線通訊模塊與上位機進行數據交互；
控制器根據采集的第二介質流量信號輸出驅動指令，并通過驅動器分別發送到第一微閥驅動部件和第二微閥驅動部件的驅動指令輸入端；第一微閥驅動部件和第二微閥驅動部件根據驅動指令調節h型流道中的第一介質流量或壓力。
[0005]本發明的優點:1)常規的壓力式微小流量系統中所采用的元件為常規尺寸的氣壓元件、氣壓管道、液體管道，體積大。而本發明中基于微流控芯片的原理，利用PDMS的快速成形技術制作微米級的氣體流道和液體流道，流道的尺寸和結構形狀可以自由設計。流道的尺寸越小，系統的控制精度越高。2)同時，無線遙控微量注射裝置采用微流控芯片領域的微閥驅動部件，其結構簡單，易于加工，成本低，產品整體體積大大減小，可進一步實現流量系統的產品化、集成化、家庭化。3)采用兩個微閥協調控制實現輸出高精度的壓力氣體輸出，進而驅動液體定量流出，控制方法簡單；3)將無線控制方法應用到微小流量系統中，有利于實現微小流量系統的智能化與網絡化。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明所述無線遙控微量注射裝置的系統集成結構示意圖；
圖2是流道層平面圖；
圖3是電路層平面圖；
圖4是系統原理圖；
圖5是圖1中流道與基座封裝模塊1的前視圖；
圖6是液體發生裝置的內部結構圖。
【具體實施方式】
[0007]【具體實施方式】一:下面結合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式所述無線遙控微量注射裝置，它包括液體發生裝置10、氣壓源11、結構層和控制層；氣壓源11為結構層提供氣體；結構層和控制層可上下布局，通過四個支撐柱8連接，液體發生裝置10設置在結構層和控制層之間；液體發生裝置10用于輸出注射用液體；
所述結構層包括流道與基座封裝模塊1、流道外接接頭2、微閥驅動單元3、流量傳感器4和軟管9 ;流道與基座封裝模塊1包括四個支撐柱安裝孔1-1、微流道1-2、凹膜1-3、平膜
1-4、流道基板1-5 ;流道基板1-5上表面設置有平膜1-4，平膜1-4上表面設置有凹膜1_3，凹膜向上的凹槽中設置有線型流道1-2-1和h型流道1-2-2 ;流道外接接頭2包括二次出液接頭2-1、一次進氣接頭2-2、泄氣接頭2-3、出氣接頭2-4、二次進氣接頭2_5、一次出液接頭2-6和一次進液接頭2-7 ;微閥驅動單元3包括第一微閥驅動部件3-1和第二微閥驅動部件3-2 ;軟管9包括第一軟管9-1、第二軟管9-2和第三軟管9-3 ;
所述控制層包括電路基板5、控制電路6和上位機7 ;所述電路基板5上有四個支撐柱安裝孔5-1、液體發生裝置定位孔5-2和控制電路6，四個支撐柱安裝孔1-1和四個支撐柱安裝孔5-1用于上下配合安裝四個支撐柱8，液體發生裝置定位孔5-2用于與液體發生裝置10連接；所述控制電路6包括控制器6-1、驅動器6-2、無線通訊模塊6-3和濾波電路模塊 6-5 ;
液體發生裝置10包括塞子10-1、進氣管10-2、殼體10-3、出液管10-4和待輸送液體
10-5 ;殼體10-3的上端用塞子10-1密封，塞子10-1插有出液管10_4，出液管10_4置于待輸送液體10-5中，待輸送液體10-5的液體平面高于出液管10-4的底端且低于進氣管10-2的底端；出液管10-4的上端口與一次出液接頭2-6相連通；
氣壓源11和一次進氣接頭2-2通過第一軟管9-1連接，出氣接頭2-4和二次進氣接頭
2-5通過第二軟管9-2連接，一次出液接頭2-6和一次進液接頭2