一种气动微流控芯片控制系统及气动微流控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于控制真空泵阵列和气动微流控芯片的气动微流控芯片控制系统，涉及微流控芯片控制技术领域，该控制系统包括依次连接的工控主板、供电模块、通信模块、控制模块和驱动模块；工控主板将工作参数通过通信模块发送至控制模块；控制模块根据工作参数控制驱动模块的通道状态；驱动模块连接真空泵阵列，根据通道状态驱动真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于气动微流控芯片上。该控制系统结构简单，模块化的电路设计易于制造和维护，工作稳定，可靠性高。本实用新型专利技术还公开了一种气动微流控系统，通过上述控制系统驱动真空泵阵列产生正压和负压，实现对气动微流控芯片通道的液体驱动。

A pneumatic microfluidic chip control system and a pneumatic microfluidic system

【技术实现步骤摘要】
一种气动微流控芯片控制系统及气动微流控系统
本技术涉及微流控芯片控制
，尤其涉及一种气动微流控芯片控制系统及气动微流控系统。
技术介绍
微流控技术是MEMS技术的重要分支之一，也是目前发展较为迅速的多学科交叉科技前沿技术之一，在生命科学、临床医学、化学化工、制药、食品卫生、环境检测与监测、信息科学与信号检测等学科中有重要应用。微流控芯片是利用MEMS技术，在硅、石英、玻璃或高分子聚合物基材上加工出各种微结构，如微管道、微反应池、微电极等功能单元，然后以微管道来连通微泵、微阀、微储液器、微检测元件等具有流体输送、控制和检测监视功能的元器件，最大限度地将稀释、添加试剂、采样、反应、分离分散、检测、监视等过程集成在芯片上的微全分析系统。随着微流控芯片技术的发展和应用，气动微流控芯片技术受到了普遍关注。气动微流控芯片技术控制真空隔膜泵产生正压和负压，正压和负压分别通过气动元件，作用于芯片中的软质硅胶阀门或膜片以进行相应的动作，如硅胶阀门的开关或膜片的舒张和拉伸，实现气动蠕动泵对微流控通道的液体驱动，从而控制芯片进行不同阶段的分析。现有对气动微流控芯片的控制装置结构复杂、控制不方便，无法满足气动微流控芯片灵活操作的需求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的之一在于提供一种用于控制真空泵阵列和气动微流控芯片的气动微流控芯片控制系统，通过控制模块根据工作参数控制驱动模块中各通道状态，驱动模块基于通道状态驱动与其连接的真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于气动微流控芯片上，结构简单、控制方便，模块化的电路设计易于制造和维护。本技术的目的之一采用以下技术方案实现：一种气动微流控芯片控制系统，用于控制真空泵阵列和气动微流控芯片，包括依次连接的工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块，以及用于为工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块提供工作电源的供电模块；其中，所述工控主板用于将工作参数通过所述通信模块发送至所述控制模块；所述控制模块用于根据所述工作参数控制所述驱动模块的通道状态；所述驱动模块用于根据通道状态驱动所述真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于所述气动微流控芯片上。进一步地，所述通信模块包括通信接口，用于对所述控制模块远程控制和监控。进一步地，所述控制系统还包括触摸屏，用于获取用户配置的工作参数，所述触摸屏与所述工控主板连接。进一步地，所述控制系统还包括用于监控所述控制系统状态的调试模块，所述调试模块连接所述控制模型和所述供电模块。本技术的目的之二在于通过控制模块根据工作参数控制驱动模块中各通道状态，真空泵阵列基于连接的驱动模块通道状态产生正压和负压，实现对气动微流控芯片通道的液体驱动，能够根据参数灵活控制芯片进行不同阶段的分析，并且控制系统结构简单、控制方便，模块化的电路设计易于制造和维护。本技术的目的之二采用以下技术方案实现：一种气动微流控系统，包括上述的气动微流控芯片控制系统，与所述气动微流控芯片控制系统的驱动模块连接的真空泵阵列，以及与真空泵阵列连接的气动微流控芯片。进一步地，还包括电磁阀阵列，所述电磁阀阵列连接所述驱动模块和所述气动微流控芯片；所述驱动模块按照预设的周期和顺序控制所述电磁阀阵列的开关，所述正压和负压按照所述开关的周期和顺序对所述气动微流控芯片作用。进一步地，所述气动微流控芯片包括受控元件，所述正压和负压对所述受控元件作用。进一步地，所述受控元件为软质硅胶阀门或膜片。进一步地，还包括散热风扇，用于为所述气动微流控芯片控制系统和所述真空泵阵列散热，所述散热风扇与所述驱动模块连接。进一步地，所述驱动模块包括四个结构相同的驱动单元M1、M2、M3、M4，每个驱动单元具有4个输出端OUT_1、OUT_2、OUT_3、OUT_4；驱动单元M1、驱动单元M2、驱动单元M3的4个输入端连接所述气动微流控芯片控制系统的控制模块，驱动单元M1、驱动单元M2、驱动单元M3的4个输出端连接所述电磁阀阵列；驱动单元M4的输出端OUT_1、OUT_2连接所述真空泵阵列，输出端OUT_3连接所述散热风扇，输出端OUT_4作为用于连接外部设备的预留驱动输出。相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术通过控制模块根据工作参数控制驱动模块中各通道状态，真空泵阵列基于连接的驱动模块通道状态产生正压和负压，实现对气动微流控芯片通道的有效驱动；通过对工作参数的调整，灵活控制芯片进行不同阶段的分析；可以通过通信模块对控制模块进行远程控制和监控；控制系统结构简单，模块化的电路设计易于制造和维护，能够长期稳定工作，可靠性高。附图说明图1为本技术实施例一气动微流控芯片控制系统的原理框图；图2为本技术实施例一供电模块的电路图；图3为本技术实施例一通信模块的电路图；图4为本技术实施例一控制模块的电路图；图5为本技术实施例二气动微流控芯片控制系统的原理框图；图6为本技术实施例二调试模块的电路图；图7为本技术实施例三气动微流控系统的原理框图；图8为本技术实施例四驱动模块的原理框图；图9为本技术实施例四驱动单元的电路图。具体实施方式以下将结合附图，对本技术进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本技术进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。实施例一实施例一提供了一种气动微流控芯片控制系统，旨在通过控制模块根据工作参数控制驱动模块中各通道状态，驱动模块基于通道状态驱动与其连接的真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于气动微流控芯片上，该控制系统结构简单、控制方便，模块化的电路设计易于制造和维护。请参照图1所示，一种气动微流控芯片控制系统，用于控制真空泵阵列和气动微流控芯片，包括依次连接的工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块，以及用于为工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块提供工作电源的供电模块；其中，工控主板用于将工作参数通过通信模块发送至控制模块；控制模块用于根据工作参数控制驱动模块的通道状态；驱动模块连接真空泵阵列，根据通道状态驱动真空泵阵列产生正压和负压，正压和负压交替作用于气动微流控芯片上。工控主板根据用户需求可以适应宽温环境，适应恶劣环境，能够进行长时间高负荷工作。工控主板将工作参数通过通信模块发送到控制模块，根据用户对微流控芯片的分析阶段需求得到或者预设的工作参数，包括正负压交替参数、通道状态参数等。控制模块基于正负压交替参数和通道状态参数，控制驱动模块的通道状态。通道状态包括常开状态和常闭状态，常开状态进一步包括常开交替状态，根据正负压交替参数设置驱动模块通道中正负压的交替状态。驱动模块根据通道状态驱动真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于气动微流控芯片上。该控制系统电路结构简单，电路模块化设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动微流控芯片控制系统，用于控制真空泵阵列和气动微流控芯片，其特征在于：包括依次连接的工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块，以及用于为工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块提供工作电源的供电模块；其中，/n所述工控主板用于将工作参数通过所述通信模块发送至所述控制模块；/n所述控制模块用于根据所述工作参数控制所述驱动模块的通道状态；/n所述驱动模块用于根据通道状态驱动所述真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于所述气动微流控芯片上。/n

【技术特征摘要】
1.一种气动微流控芯片控制系统，用于控制真空泵阵列和气动微流控芯片，其特征在于：包括依次连接的工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块，以及用于为工控主板、通信模块、控制模块和驱动模块提供工作电源的供电模块；其中，
所述工控主板用于将工作参数通过所述通信模块发送至所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述工作参数控制所述驱动模块的通道状态；
所述驱动模块用于根据通道状态驱动所述真空泵阵列产生正压和负压，以交替作用于所述气动微流控芯片上。


2.根据权利要求1所述的气动微流控芯片控制系统，其特征在于：所述通信模块包括通信接口，用于对所述控制模块远程控制和监控。


3.根据权利要求1所述的气动微流控芯片控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括触摸屏，用于获取用户配置的工作参数，所述触摸屏与所述工控主板连接。


4.根据权利要求1所述的气动微流控芯片控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括用于监控所述控制系统状态的调试模块，所述调试模块连接所述控制模块和所述供电模块。


5.一种气动微流控系统，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的气动微流控芯片控制系统，与所述气动微流控芯片控制系统的驱动模块连接的真空泵阵列，以及与真空泵阵列连接的气动微流控芯片。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫力，徐铭恩，王玲，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33