流体探针制造技术

本发明专利技术描述了一种用于测量流体性质的装置，制造方法以及操作方法。所述装置包括主体区，第一挠性元件和第二挠性元件。每一个挠性元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端固定地位于主体区上。每一个挠性元件可以通过该元件的弯曲而从至少第一相应构造运动到第二相应构造。所述第一挠性元件包括配置用于使挠性元件在第一构造和第二构造之间运动的驱动部。所述第二挠性元件包括用于传感挠性元件的运动的集成运动传感器。在远离所述主体区域的位置，将所述第一挠性元件联接到所述第二挠性元件。仅所述第一挠性元件的驱动部是可操作的以使所述第一和第二挠性元件运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体探针本专利技术涉及一种用于流体性质测定的探针，并且涉及这种探针的制造 和使用方法。尽管未限制，但是该探针适于测定流体诸如血液的粘度的相 对变化。使用微观挠性机械结构例如微悬臂的传感器是已知的。微悬臂是其中 可以将在微观微悬臂的机械性质上的变化用于检测微悬臂的环境中的变 化的装置。微悬臂由材料例如硅，氮化硅，玻璃或金属制成，典型使用微加工技术。例如，US 6,575,020描述了集成在微-液体操作系统(micro-liquid handling system)中的各种微悬臂，以及如何将这样的微-液体操作系统用于 监测这样的系统中的流体的物理的，化学的以及生物的性质。描述了该装 置包括三角形微-悬臂构造的各种构造，在所述三角形构造中，将压敏电阻 器放置在两个臂的每一个上，从而使得能够检测扭矩以及微悬臂的垂直偏 转。典型的微悬臂配置的一个缺点在于，悬臂由相对刚性的材料形成，从 而限制了传感器的偏转范围(以及因此的电压灵敏度)。作为WO 2005/054817公布的国际专利申请号PC17GB2004/005079，描述了许多用于通过使用挠性元件检测流体性质的装置的不同实施方案。 该挠性元件可以由具有不同热膨胀系数的两个层形成。可以将加热器结合 到挠性元件中，使得该元件从第一构造运动到第二构造。当移除热量时， 则元件可以松弛回第一构造。可以将适当的压敏电阻材料用于测定元件的 偏转程度或比率。由于可以通过这种挠性元件得到的相对大量的偏转，因 此该元件允许了对随着时间的过去的粘度变化进行相对准确的测量。本专利技术的实施方案的一个目的是解决本文所提到的或其它方面的现有 技术的一个或多个问题。本专利技术的具体实施方案的一个目的是提供一种提 高的灵敏度的流体探针。在第一方面中，本专利技术提供了一种用于检测流体性质的装置，所述装置包括主体区；第一挠性元件和第二挠性元件，每一个挠性元件具有第 一末端和第二末端，所述第一末端固定地位于所述主体区上，并且每一个 挠性元件可以通过该元件的弯曲而从至少第一相应构造运动到第二相应 构造；所述第一挠性元件包括配置用于使挠性元件在第一构造和第二构造之间运动的驱动部；所述第二挠性元件包括用于传感挠性元件的运动的集成运动传感器，并且其中在远离所述主体区域的位置，将所述第一挠性元 件联接到所述第二挠性元件，并且仅所述第一挠性元件的驱动部可操作用 于使第一和第二挠性元件运动。由于第一和第二挠性元件相互联接，因此一个或多个第一挠性元件的 运动导致第一和第二挠性元件两者的运动。这使得第二侥性元件中的一个 或多个传感器可以更加准确地测定一个或多个第二挠性元件的运动，从而 可以增加在测定其中使挠性元件运动的流体的性质上的准确度和/或灵敏 度。由于相关的一个或多个驱动器部分和一个或多个传感器部分位于不同 的挠性元件中，因此归因于由一个或多个驱动器部分产生的影响一个或多 个传感器的噪声的降低，引起此增加的灵敏度。此噪声可以釆取热噪声或 电噪声的形式。所述挠性元件的每一个可以基本上相互平行地纵向延伸。 每一个挠性元件可以通过所述元件在各自弯曲面的弯曲而从所述第一 构造运动到所述第二构造，并且在基本上垂直于弯曲面的方向上，该元件 可以经由在第一和第二元件之间延伸的联接构件联接在一起。 所述联接构件可以由基本上刚性的材料形成。 所述联接构件可以被连接到第一和第二挠性元件的第二末端。 所述联接构件可以在远离第一和第二挠性元件的面上延伸。 可以将该联接构件成型，从而当挠性构件在所述第一和第二构造之间 运动时，所述联接构件充当桨叶。该装置可以包括至少两个所述第一挠性元件，所述第二挠性元件位于 所述两个第一挠性元件之间。所述第一挠性元件可以经由热绝缘材料联接到所述第二挠性元件。 所述第一挠性元件可以在多个位置联接到所述第二挠性元件。 所述第一和第二挠性元件可以纵向延伸，第一挠性元件沿所述元件的7全部长度联接到所述第二挠性元件。所述第一挠性元件的驱动部可以包括具有不同热膨胀系数的至少两 层的层压材料；加热元件，其用于加热挠性元件，以引起所述元件的弯曲。该层压材料的第一层可以包括聚合物，并且该层压材料的第二层可以 包括金属。该层压材料的第一层可以包括聚合物，并且该层压材料的第二层可以 包括聚合物。所述层可以具有小于100 GPa的杨氏模量以及大于10—6/K的在室温的 热膨胀系数。可以对所述运动传感器进行配置，使得运动传感器的电性质由于所述 第二挠性元件的运动而变化。所述运动传感器可以包括压敏电阻元件，配置所述压敏电阻元件使得 该压敏电阻元件的电阻在第二挠性元件弯曲时变化。所述压敏电阻元件可以包括镍铬合金，铬，铜和铬铜合金的至少一种。所述压敏电阻元件可以包括A1N(氮化铝)，PZT，多晶硅，导电聚合物 的至少一种。挠性元件从第一末端至第二末端的长度可以在100至1000 pm的范围内。所述第一构造中的第二挠性元件的第二末端与所述第二构造中的第二 挠性元件的第二末端之间的距离可以在20至650 (im的范围内。该装置还可以包括电子电路，所述电子电路被联接到第一挠性元件， 并且被配置成对于驱动器部分提供信号，用于将第一挠性元件从第一构造 运动到第二构造；并且被联接到第二挠性元件的运动传感器，并且被配置 成提供输出信号，所述输出信号指示由所述运动传感器传感的运动。在第二方面中，本专利技术提供了一种制造用于检测流体性质的装置的方 法，所述方法包括提供主体区；提供第一挠性元件和第二挠性元件，每 一个挠性元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端固定地位于所述主 体区上，每一个挠性元件可以通过所述元件的弯曲而从至少第一相应构造 运动到第二相应构造，所述第一挠性元件包括配置成使挠性元件在第一构 造和第二构造之间运动的驱动部，并且所述第二挠性元件包括用于传感挠性元件运动的集成运动传感器；在远离所述主体区的位置，用在挠性元件 之间延伸的联接器(coupling)形成第一挠性元件和第二元件；并且仅将第一 挠性元件的驱动部配置成可操作的以使第一和第二挠性元件运动。该方法还可以包括提供金属层的步骤，所述金属层被配置用于在挠性元件的图案形成(patteming)期间起蚀刻停止层的作用，并且允许挠性元件 从周围结构的随后释放。该金属可以是铬。该金属可以是钛。该方法还可以包括形成包括至少一种导电材料的每一个挠性元件，并 且由非导电材料形成联接器的步骤。在第三方面中，本专利技术提供了一种使用固定地位于主体区上的一个末 端，并且在远离所述主体区的位置联接在一起的第一和第二挠性元件测定流体性质的方法，所述方法包括驱动第一挠性元件从第一构造弯曲到第二构造，并且由于被联接到第一挠性元件，第二挠性元件从相应的第一构造运动到第二相应构造；传感第二挠性元件的运动；并且通过处理所传感 的运动，测定流体的至少一种性质。该方法可以包括驱动所述第一挠性元件，以使其以小于10 Hz的频率 在第一和第二构造之间运动。可以驱动所述第一挠性元件从第一构造运动到第二构造，使得第一挠 性元件的末端移动至少100 pm。在第四方面中，本专利技术提供了用于检测流体性质的装置，基本上通过 参考附图如本文中所描述装置。在第五方面中，本专利技术提供了一种使用至少两个挠性元件来测量流体 性质的方法，基本上通过参考附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测流体性质的装置，所述装置包括：　主体区；　第一挠性元件和第二挠性元件，每一个挠性元件具有第一末端和第二末端，所述第一末端固定地位于所述主体区上，并且每一个挠性元件能够通过该元件的弯曲而从至少第一相应构造运动到第二相应 构造；　所述第一挠性元件包括配置用于使所述挠性元件在所述第一构造和所述第二构造之间运动的驱动部；　所述第二挠性元件包括用于传感挠性元件的运动的集成运动传感器，并且　其中，在远离所述主体区域的位置，将所述第一挠性元件联接到所 述第二挠性元件，并且仅所述第一挠性元件的驱动部是可操作的以使所述第一和第二挠性元件运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪斯拉夫贾可夫，埃贾兹霍克，理查德约翰邓恩，
申请(专利权)人：科学技术设备委员会，
类型：发明
国别省市：GB[英国]