基于3D打印技术的虚拟冲撞器与微粒分离与浓度检测器及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3D打印技术的虚拟冲撞器与微粒分离与浓度检测器及方法。它包括一个虚拟冲撞器、一个石英晶体微天平谐振传感器(QCM)，虚拟冲撞器由一个微粒入口、一个中间小流量流道、两个两侧的大流量流道及一个石英晶体微天平的支架组成，两侧的大流量流动微流道为平直，中间小流量流动微流道长度为20mm，并且往返折叠六次入口处流道逐渐收缩，在一侧主要流道放置由正反双面电极组成的石英晶体微天平谐振传感器，其表面涂布一层光刻胶，使分离后的微粒粘附在QCM上。采用两侧主要流道与中间次要流道作为分离单元，小于2.5μm微粒分离率为90％；通过QCM由谐振改变率反映微粒的浓度，进行非电量到电量的转化；器件结构简单，体积小，可以在室温环境下工作，易于批量加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微机电系统(MEMS)
中的传感器领域，具体涉及一种基于3D打印技术的虚拟冲撞器与微粒分离与浓度检测器及方法。
技术介绍
微流量系统是使用尺寸在几十到几百微米的微流道处理或操作微量流体的系统。微流控制系统技术最初应用在分析领域，它具有使用样本和试剂量小、分离和探测的分辨率和灵敏度高、成本低、分析时间短，可重复利用的优点。微流控技术不仅有小尺寸的特点，该技术还利用了其中流体的流动特性，如层流。它对微粒的收集、分离等应用提供了新的方法。石英晶振微天平把质量、密度和粘度等信息转化为频率信号，即可以把石英晶振电极表面质量、密度和粘度等改变转换成振动频率的改变，通过测量频率的变化来反映质量、密度和粘度等信息的变化。QCM传感器振荡频率对电极表面的质量负载和反应体系物理性状如密度、粘度、电导率的改变高度敏感，具有纳克级的质量响应灵敏度。在特定的条件下，石英晶体上的电极表面吸附待测物质时。它的固有频率就会发生改变，且频率的变化量与吸附质量相关，在石英晶体上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于3D打印技术的虚拟冲撞器与微粒分离与浓度检测器，其特征在于：包括传感器支架（1）、石英晶体微天平传感器（2）和虚拟冲撞器（6）；所述的虚拟冲撞器（6）中开设有一条小流量通道（3）、两条大流量通道（4）和一个微粒入口（5），小流量通道（3）由连通的小流量通道水平部（301）和小流量通道上升部（302）组成，大流量通道（4）由连通的大流量通道水平部（401）和大流量通道上升部（402）组成，微粒入口（5）正对小流量通道水平部（301）的入口，两条大流量通道水平部（401）对称布置于小流量通道水平部（301）两侧；微粒入口（5）、小流量通道水平部（301）和大流量通道水平部（401）处于同一...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术的虚拟冲撞器与微粒分离与浓度检测器，其特征在于：包括传感器支架（1）、石英晶体微天平传感器（2）和虚拟冲撞器（6）；所述的虚拟冲撞器（6）中开设有一条小流量通道（3）、两条大流量通道（4）和一个微粒入口（5），小流量通道（3）由连通的小流量通道水平部（301）和小流量通道上升部（302）组成，大流量通道（4）由连通的大流量通道水平部（401）和大流量通道上升部（402）组成，微粒入口（5）正对小流量通道水平部（301）的入口，两条大流量通道水平部（401）对称布置于小流量通道水平部（301）两侧；微粒入口（5）、小流量通道水平部（301）和大流量通道水平部（401）处于同一平面上形成一个三向气体孔，使空气流入微粒入口（5）后被分成三路；所述的石英晶体微天平传感器（2）嵌入式固定于传感器支架（1）底部，传感器支架（1）固定于虚拟冲撞器（6）顶部且两者之间存在一个空腔，小流量通道上升部（302）和两条大流量通道上升部（402）的出口均位于该空腔中，且石英晶体微天平传感器（2）位于其中一条大流量通道上升部（402）出口的上方；传感器支架（1）上开设有与空腔相通的排气口。
2.如权利要求1所述的基于3D打印技术的虚拟冲撞器与石英晶体微天平的微粒分离与浓度检测器，其特征在于：所述的小流量通道上升部（302）呈折叠式。
3.如权利要求1所述的基于3D打印技术的虚拟冲撞器与石英晶体微天平的微粒分离与浓度检测器，其特征在于：所述的大流量通道上升部（402）...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢金，赵久烜，赵冉，刘旻亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33