微流控流量控制系統(tǒng)之微量注射泵

微量注射泵在微流控領(lǐng)域是最經(jīng)常使用的一種流量控制系統(tǒng)，微流注射泵的參考圖片如下圖所示。微量注射泵可分為兩類：經(jīng)典注射泵—價格便宜但是會產(chǎn)生流量振蕩；無脈動的微流控微量注射泵—價格偏貴但是可以提供更高的流量穩(wěn)定性。本文中，僅關(guān)注無脈動的微量注射泵。如果您決定使用常規(guī)或經(jīng)典的注射泵，本文提供的信息將會對您有所幫助，但是請時刻記住一個事實是：在低流速下，您實驗中的液體流動會不太穩(wěn)定即會產(chǎn)生流動振蕩。
微量注射泵的主要優(yōu)勢是易于使用。無脈沖注射泵的主要弱點是響應性（時間響應的快慢），因為它取決于微流控的實驗設(shè)置。微流控芯片內(nèi)的流量變化需要幾秒到幾個小時后才能達到穩(wěn)定的流速即液體的流量變化會持續(xù)數(shù)秒到幾個小時。這種響應性的弊端也是微量注射泵在數(shù)個應用領(lǐng)域如微液滴的制備內(nèi)應用的主要限制因素。
不過，從2013年和2014年之后，可以采用新的解決方案來解決這些問題如使用更加精密的電動馬達（馬達的電機步進非常小，達到微米或者納米的步長。），增加注射泵微機械部件接觸的精密度，注射泵機械部件的生產(chǎn)質(zhì)量，實驗裝置的流阻，實驗用導管和芯片的彈性與高流阻特性等。

汶顥分體式微量注射泵

微量注射泵的優(yōu)缺點
優(yōu)點：
（1）允許快速設(shè)置微流控實驗裝置；
（2）新型無脈沖的注射泵產(chǎn)生的流動穩(wěn)定性低于1%；
（3）注射液體量對于長時間的實驗來講是可知的；
（4）微量注射泵產(chǎn)生的最大壓力在幾百個bar左右；
（5）器件內(nèi)的平均流量不會因器件流阻的實際變化而發(fā)生變化（注射泵因高壓而發(fā)生停止運動除外）。
缺點：
（1）流量的響應時間在幾秒到幾小時內(nèi)變化，這依賴于流體的阻力。響應時間的快慢可通過使用特定的微流體導管來進行調(diào)節(jié)；
（2）沒有流量計，在暫態(tài)過程（幾秒到幾個小時）中，用戶不知道實際的液體流量；
（3）如果器件的流阻增加（如因通道堵塞或灰塵產(chǎn)生），微量注射泵產(chǎn)生的壓力會無限制的增加。產(chǎn)生的壓力增加到一定程度便會反過來損壞器件；
（4）微量注射泵無法實現(xiàn)死端通道（類似集成微流控閥）內(nèi)流體的流量控制；
（5）注射泵驅(qū)動的液體體積總量是有限制的，而不是無限的；
（6）如果需要知道流體系統(tǒng)內(nèi)部的壓力，那么需要壓力傳感器；
（7）即使是使用無脈沖的微量注射泵，也需要根據(jù)具體的實驗條件來仔細的選擇注射器的大小，以此來避免注射泵的步進電機造成的液體流量的周期性脈動；
（8）流量的脈沖振蕩效應可以通過使用一致性的微流體導管來進行降低。
蘇州汶顥自主研發(fā)的高度精度流體控制設(shè)備，多種規(guī)格型號齊全，可以滿足客戶的多種工作模式 ，具有精密、穩(wěn)定、抗干擾能力強等特點，同時操作簡單，可對流體控制的參數(shù)設(shè)定、修改和查看等優(yōu)點。
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審核編輯 黃宇