【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高薄膜微阀通断性能检测精度的系统和方法，是一种流体控制装置的检测系统和方法，是一种微流控制元器件的检测系统和方法。
技术介绍
1、微流控制和检测系统中，成百上千进样通道高度集中布局在极小的面积区域，其结构特征是容纳流体的微通道至少有一个维度为微米级，并且需要保证不同样本能够迅速、准确地进行不同的分析要求。微阀是微流体中的重要执行元件，是用于控制微通道导通和截止状态的部件，对微阀的精确测定是微流控制和检测系统的重要环节。由于微系统是一种处于微米甚至纳米级的系统，其控制量也是微量的，因此肉眼很难观察，只能间接测量。
2、现有对微阀进行检测采用电导法的方式。如中国专利《微通道中薄膜微阀开启/关断特性的检测装置及其方法》(专利号：zl201010603487.4，公开日：2011.07.20)。电导法具有操作简单和结果直观等优点，其检测原理为：在微流通道中刻蚀有微电极，当微阀动作时，微通道中溶液的电导发生变化，通过观察电极两端电流的变化即可得到微阀开闭的动态特性。尽管现有的电导测量系统在一定程度上能够得出一些结果，但由于微系统的微小特点，测量要求极高的精度，任何系统内外的干扰和噪声都可能干扰数据的准确，甚至会淹没测量数据，因此如何提高测量系统的测量精度是一个需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种提高薄膜微阀通断性能检测精度的系统和方法。所述的系统和方法精心设计了微流电极，以及微流通道和测量电极在微流通道中的位置，在微
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种提高薄膜微阀通断性能检测精度的系统，包括：与具有m个薄膜微阀的被测微阀通道连接的液路装置、气路控制装置、具有m个信号放大器的放大装置、波形发生器；所述的信号放大器依次与数据采集卡、计算机连接，m是1、2、3个或更多个被测薄膜微阀，各个所述的信号放大器包括：与检测电极电连接的检测电阻mr，所述的检测电阻mr与运算放大芯片mop的负输入端电连接，所述的运算放大芯片的正输入端与放大芯片的输出端output电连接，并与采集卡的一个输入端电连接，所述的运算放大芯片的电压高端+vcc与波形发生器sg和采集卡的另一个输入端电连接，所述的波形发生器的另一端与液路端子的电极电连接，所述的运算放大芯片的电压低端-vcc接地，所述的运算放大芯片的负输入端与输出端之间并联一个参考电阻mref；所述的气路控制装置包括：依次与被测微阀通道管路连接的带有m个气路通道的气路端子、带有高精度减压阀的电磁阀岛、气路流量计、气源；所述的液路装置包括：依次与被测微阀通道管路连接的带有m个液路通道和m个电极的液路端子、液路压力传感器lpm、脉冲阻尼器lep、带有调压阀的供液泵sp、溶液池；所述的气路控制装置、液路装置分别与采集卡电连接；信号放大器的电源与所述的波形发生器一同集成在系统电源中。
3、进一步的，所述的电机模块中的电极为铂电极。
4、进一步的，所述的波形发生器为方波发生器；能够基于准确的无噪声信号和5gs/s16位性能，输出带宽10mhz至2ghz，输出电压范围20mv～10.0v。
5、进一步的，所述的气源是带有流量调节阀的氮气瓶。
6、进一步的，所述的溶液池中的溶液是氯化钠溶液。
7、进一步的，所述的供液泵是蠕动泵或注射泵。
8、进一步的，所述的电磁阀岛设有微量气动进样泵、两级高精度减压阀，以及泵阀电控器。
9、一种使用上述系统的提高薄膜微阀通断性能检测精度的方法，所述的方法的步骤如下：
10、步骤1，连接系统：将被测微流通道接入检测装置，确定要检测的各个微阀，将输入电极连接在这些微阀所在微通道的进液端口处与液体接触，但不影响微通道中液体的流动，各个输出端电极分别与微通道的各个出液端口处相连并与液体接触，但不影响微通道中液体的流动，连通气路控制装置及液路装置，将各个电极与放大装置连接，连接采集卡和计算机；
11、步骤2，开启系统：系统上电并打开计算机，将计算机设置为数据采集界面；开启氮气瓶，通过电磁阀岛关闭所有微阀气路，检测气路链接密封性，确定无漏气后，通过电磁阀岛调整输入各个薄膜微阀的气压，经过二级减压阀后，确定输入气压值在0.3mpa；在溶液池中注入标准氯化钠溶液，开启供液泵，调整液体压力，并通过液路压力传感器监测压力变化；调整脉冲阻尼器，使液体输出平稳；开启波形发生器，为放大器提供输入信号；
12、步骤3，采集数据：根据实验需要，通过电磁阀岛调整气路驱动各个微阀，检测液路端子上各个微阀的检测电极相连的检测电阻上的电压数据v0，采集卡实时采集连接在这些端口之间的电阻上的电压信号，并送到计算机中进行数据处理，得到各薄膜微通道上的检测电阻上的电压信号变化曲线；改变气压值和液体流量值，观察各个电压数据v0的变化，绘制在不同气压值和液体流量值的电压数据v0的变化曲线，并记录在计算机中；
13、步骤4，数据分析：经过放大电路的电压值变化判断微阀是否完全闭合，如果完全闭合则电压值从某一固定值到零，如果不完全变成零，则微阀未能完全闭合；当微阀开启时，溶液流过微通道；微阀关断，溶液被微阀阻断；开启与关断时，分别测量检测电阻两端的电压得到的电压值差异，以检测出微阀开启与关断的性能：
14、波形发生器输出的交流电压值为vi，测量电阻的阻值为r，薄膜微阀液体流道的等效电阻为rflu：
15、
16、检测电阻两端电压值v0为：
17、
18、其中：κ为溶液的电导率，s为微通道的截面积；l为待测微流体通道的长度；
19、计算液路压力传感器的输出电压值的均方根值vrms：
20、
21、其中：t是测量持续时间，v(t)是瞬时电压。
22、本专利技术的优点和有益效果是：本专利技术通过设置压力传感器实时反应流路压力变化，与现有技术相比只能看到信号电压的包络，也就是只能看到趋势相比，本专利技术能够检测信号电压的瞬间变化单点数值，进一步判断微阀关断或开启的时间变化，这个微阀特性的重要指标。本专利技术为避免电极对微流道的影响，只外接电极即可，不仅避免了对微流体流动的影响，而且还降低了成本。本专利技术还增加了阻尼器，降低了检测过进样过程脉动的干扰，提高了检测精度，使评估微阀特性指标更精确。本专利技术能够同时检测多路通道中的微阀，通过测量各路微通道检测电路中的检测电阻两端的电压，即可了解对应微阀的开启与关断特性。本专利技术所述的被测阀微通道中可有一个或多个微阀，其开启与关断特性都能分别被检测。
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1.一种提高薄膜微阀通断性能检测精度的系统，包括：与具有M个薄膜微阀的被测微阀通道连接的液路装置、气路控制装置、具有M个信号放大器的放大装置、波形发生器；所述的信号放大器依次与数据采集卡、计算机连接，M是1、2、3个或更多个被测薄膜微阀，其特征在于，各个所述的信号放大器包括：与检测电极电连接的检测电阻MR，所述的检测电阻MR与运算放大芯片MOP的负输入端电连接，所述的运算放大芯片的正输入端与放大芯片的输出端output电连接，并与采集卡的一个输入端电连接，所述的运算放大芯片的电压高端+Vcc与波形发生器SG和采集卡的另一个输入端电连接，所述的波形发生器的另一端与液路端子的电极电连接，所述的运算放大芯片的电压低端-Vcc接地，所述的运算放大芯片的负输入端与输出端之间并联一个参考电阻MRef；所述的气路控制装置包括：依次与被测微阀通道管路连接的带有M个气路通道的气路端子、带有高精度减压阀的电磁阀岛、气路流量计、气源；所述的液路装置包括：依次与被测微阀通道管路连接的带有M个液路通道和M个电极的液路端子、液路压力传感器LPM、脉冲阻尼器LEP、带有调压阀的供液泵SP、溶液池；所述的气路控
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的电机模块中的电极为铂电极。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的波形发生器为方波发生器；能够基于准确的无噪声信号和5GS/s16位性能，输出带宽10MHz至2GHz，输出电压范围20mV～10.0V。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的气源是带有流量调节阀的氮气瓶。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的溶液池中的溶液是氯化钠溶液。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的供液泵是蠕动泵或注射泵。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的电磁阀岛设有微量气动进样泵、两级高精度减压阀，以及泵阀电控器。
8.一种使用权利要求7所述系统的提高薄膜微阀通断性能检测精度的方法，其特征在于，所述的方法的步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种提高薄膜微阀通断性能检测精度的系统，包括：与具有m个薄膜微阀的被测微阀通道连接的液路装置、气路控制装置、具有m个信号放大器的放大装置、波形发生器；所述的信号放大器依次与数据采集卡、计算机连接，m是1、2、3个或更多个被测薄膜微阀，其特征在于，各个所述的信号放大器包括：与检测电极电连接的检测电阻mr，所述的检测电阻mr与运算放大芯片mop的负输入端电连接，所述的运算放大芯片的正输入端与放大芯片的输出端output电连接，并与采集卡的一个输入端电连接，所述的运算放大芯片的电压高端+vcc与波形发生器sg和采集卡的另一个输入端电连接，所述的波形发生器的另一端与液路端子的电极电连接，所述的运算放大芯片的电压低端-vcc接地，所述的运算放大芯片的负输入端与输出端之间并联一个参考电阻mref；所述的气路控制装置包括：依次与被测微阀通道管路连接的带有m个气路通道的气路端子、带有高精度减压阀的电磁阀岛、气路流量计、气源；所述的液路装置包括：依次与被测微阀通道管路连接的带有m个液路通道和m个电极的液路端子、液路压力传感器lpm、脉冲阻尼...
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