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一种四电极微通道混合器制造技术

技术编号:25433934 阅读:99 留言:0更新日期:2020-08-28 22:23
本实用新型专利技术属于微流控芯片领域,具体公开了一种四电极微通道混合器,包括两个入口,一个出口,微混合通道,4个电极,混合室,锯齿形挡块。通过在混合室相隔90度方位施加4个电极,电极产生的电场力打乱流体的层流状态,从而实现两种流体混合。本实用新型专利技术的特点在于:只需通过在电极上施加合适的交流电压就能实现微流体的混合,无需对混合室和混合通道进行复杂的设计,大大提高了混合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种四电极微通道混合器
本技术涉及一种微通道混合器,尤其是涉及一种四电极微通道混合器。
技术介绍
微流控芯片以其微型化、便携化、可集成、成本低廉等特点成为研究的热门领域,其所依托的微流控技术已成为应用于机械、生物医学、化学工程、航空航天等多个领域的崭新技术;在化学实验、环境监测、DNA检测等诸多领域中进行试验反应前都会用到微通道混合器,来实现不同要求下多种试剂的充分混合,性能优良的微通道混合器具有快速、高效、易于集成的特点且成本较低,结构简单,混合良好。宏观尺度下的混合通常是指用机械或流体动力的方法,使两种或多种物料相互分散而达到一定均匀程度的单元操作;微米量级尺度混合与宏观流体混合有很大区别,这是由于微米量级尺度下流体的对流作用不明显,在这种情况下,微流体的混合主要依靠分子间的扩散作用,所以在一定的实验要求之下,微流体的混合变得较为困难。基于此,本技术提供一种微混合通道结构单一,电极设计简单,混合效果明显的微通道混合器,依靠电场力驱动,实现两种不同浓度微流体混合。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种具有新型结构的四电极微通道混合器,用于进一步简化电极设计,优化微流通道结构。所述混合室(6)外圆直径为30μm,第一入口(1)宽度与第二入口(2)宽度均为5μm,出口(10)宽度为10μm,微混合通道(3)宽度为10μm,长度为40μm;锯齿形挡块(7)为长方体在左侧切除两个底边为等腰直角三角形的三棱柱,并将多面体各棱做倒角处理;所述微通道混合器为对称结构,第一入口(1)与第二入口(2)轴线分别与所述微通道混合器对称轴成30度夹角。本技术的技术方案是:一种四电极微通道混合器,两种不同浓度的微流体分别从第一入口(1)、第二入口(2)注入,依次流经微混合通道(3)、混合室(6),从出口(10)流出,在混合室空间内因四个电极以及锯齿形挡块(7)的作用,原先层流状态被打破,促使两种微流体进行混合。本技术的特点在于:一种四电极微通道混合器,微混合通道设计结构单一,电极设计结构简单,和传统主动式微通道混合器相比,本技术更便于大批量生产;并且本技术的优势在于,相比其他微通道混合器具有更加优化的结构,能够实现微流体更加高效的混合。附图说明图1为四电极微通道混合器二维结构示意图,图中:第一入口(1)、第二入口(2)、微混合通道(3)、第一电极(4)、第二电极(5)、混合室(6)、锯齿形挡块(7)、第三电极(8)、第四电极(9)、出口(10)。图2为四电极微通道混合器内部流线图,在每一个旋涡处都能够加强两种微流体的对流作用,实现混合。图3为四电极微通道混合器的流体浓度示意图,可以看出第一入口的浓度为0mol/m3,第二入口的浓度为1mol/m3,通道出口的浓度则趋近于0.5mol/m3。具体实施方式下面结合附图,对本技术作进一步说明,但本技术的实施方式不限于此。一种四电极微通道混合器,包括第一入口(1)、第二入口(2)、微混合通道(3)、第一电极(4)、第二电极(5)、混合室(6)、锯齿形挡块(7)、第三电极(8)、第四电极(9)、出口(10)。具体的,一种四电极微通道混合器,其流体特性如下,第一种待混合微流体从第一入口(1)注入,初始流速为0.1mm/s,第二种待混合微流体从第二入口(2)注入,初始流速为0.1mm/s;两种微流体电导率均为0.12mS/m;第一入口(1)与第二入口(2)注入微流体初始压力均为零。具体的,一种四电极微通道混合器,其混合室(6)外圆周相隔90度均匀分布四个电极,施加交流电压,其中第一电极(4)与第四电极(9)施加相同交流电压,电压值为-V0=-sin(ω﹒t),第二电极(5)与第三电极(8)施加相同交流电压,其中角频率值均为ω=16πrad/s。具体的,一种四电极微通道混合器,第一入口(1)所注入微流体浓度为0mol/m3,第二入口(2)进入的微流体浓度为1mol/m3,从微流体混合器出口(10)流出的混合后微流体浓度理论值应为0.5mol/m3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四电极微通道混合器,包括第一入口(1)、第二入口(2)、微混合通道(3)、第一电极(4)、第二电极(5)、混合室(6)、锯齿形挡块(7)、第三电极(8)、第四电极(9)、出口(10);其特征在于:两种不同浓度的微流体分别从第一入口(1)、第二入口(2)进入,依次流经微混合通道(3)与混合室(6),从出口(10)流出,在混合室(6)空间内因四个电极和锯齿形挡块(7)的作用,层流状态被打破,促使两种微流体进行混合。/n

【技术特征摘要】
1.一种四电极微通道混合器,包括第一入口(1)、第二入口(2)、微混合通道(3)、第一电极(4)、第二电极(5)、混合室(6)、锯齿形挡块(7)、第三电极(8)、第四电极(9)、出口(10);其特征在于:两种不同浓度的微流体分别从第一入口(1)、第二入口(2)进入,依次流经微混合通道(3)与混合室(6),从出口(10)流出,在混合室(6)空间内因四个电极和锯齿形挡块(7)的作用,层流状态被打破,促使两种微流体进行混合。


2.根据权利要求1所述的四电极微通道混合器,其特征在于,所述混合室(6)外圆直径为30μm,第一入口(1)宽度与第二入口(2)宽度均为5μm,出口(10)宽度为10μm,微混合通道(3)宽度为10μm,锯齿形挡块...

【专利技术属性】
技术研发人员:何孝涵史小明钟翔涛黄志维邓鲁豫周腾史留勇
申请(专利权)人:海南大学
类型:新型
国别省市:海南;46

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