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微流控系統里的響應性

瀏覽次數:1362 發布日期:2020-5-11  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
響應性(Responsiveness)通常指功能單元或系統在給定時間內完成指定任務的特定能力。微流控系統里的響應性可定義為:系統流體管路中的壓力或流量達到需求值所花的時間,可通過以下三個“時間”來描述微流控系統的響應性:
1.響應時間(Response time)
2.上升時間(Rising time)
3.穩定時間(Settling time)
 
響應時間(Response time)
微流控系統中,響應時間是指從發送指令開始,至流體開始發生“動作”所持續的時間。系統響應時間越短越好,在如泵、閥等硬件組件中,其電氣或機械響應時間應足夠的短,以盡可能的降低系統響應時間。
上升時間(Rising time)
在微流控中,上升時間是指系統將流量從設定值的10%調至90%(有時為95%)所需的時間,它反映了系統調節其流量的快慢程度。有的系統可能具有很出色的響應時間和上升時間,但直到壓力或流量穩定之間,其波動較大,如:高流阻的注射泵,控制算法不完善的壓力泵。
穩定時間(Settling time)
在微流控系統中,穩定時間通常定義為:系統管路流量達到需求值并保持在±5%的誤差范圍內所需的時間,它反映了系統將流量穩定在設定值附近的快慢程度,穩定時間包括響應時間、上升時間和將值穩定在誤差范圍內的時間三個部分。
響應性越好的微流控系統,越能保證實驗精度,節省時間和試劑。微流體泵類產品中,Fluigent壓力泵與其他技術的泵相比,具有更加良好的響應性,特別適合與如液滴之類的對流量有高精度要求的應用。下圖展示了一種高精度注射泵和Fluigent壓力泵的響應性對比。
如何改善微流控系統中的響應性
在不更換硬件設備的前提下,微流控系統的響應性主要受響應時間的影響,而響應時間會受流阻與管路收縮(管路收縮將增大流阻,尤其在使用帶有彈性的PDMS芯片時)的影響而導致響應延遲。可以這樣理解:系統在響應之前,需要將“能量”積累至一定值,如果流阻越大,所需積累“能量”的時間就越長,響應時間也就越長。
因此,要改善系統響應性,最好的策略就是使用非常短且剛性毛細管;在使用壓力泵時,使用體積較小的儲液池,可減少被壓縮空氣的體積,也能在一定程度上提高系統的響應性。
 
發布者:北京燕京電子有限公司
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標簽: 壓力泵 注射泵
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