[发明专利]一种气泡摆动式微混合系统

权利要求书

1.一种气泡摆动式微混合装置，其特征在于：该气泡摆动式微混合装置包 括双路直流脉冲电压系统(1)、供液泵系统(2)、流体输送管路系统(3)，微混 合器主体(4)及连接导线(5)；

所述微混合器主体(4)由上层盖板(41)和下层基底(42)键合而成；

所述下层基底(42)上加工有主混合微通道(425)、气体入口(6)、气体入 口微通道(421)、液体a入口(7)、液体a入口微通道(422)、液体b入口(8)、 液体b入口微通道(423)、混合液体流出通道(426)、混合液体流出出口(9)、 气泡流出通道(427)、气泡流出出口(10)、渐扩喷嘴(424)和栅格过滤器(428)， 气体入口微通道(421)、液体a入口微通道(422)和液体b入口微通道(423) 汇聚于主混合微通道(425)入口处，用于将气体、液体a和液体b传递至主混 合微通道(425)，在主混合微通道(425)的入口处设置渐扩喷嘴(424)，气体、 液体a和液体b在渐扩喷嘴(424)处形成汇聚流，该汇聚流在气液界面张力和 粘性剪切力的共同支配下形成气泡序列，主混合微通道(425)出口处分别加工 有混合液体流出通道(426)和气泡流出通道(427)，在混合液体流出通道(426) 的入口处加工有栅格过滤器(428)，混合液体经栅格过滤器(428)后滤除气泡， 经混合液体流出通道(426)后由混合液体流出出口(9)流出，含气泡的废液经 气泡流出通道(427)后由气泡流出出口(10)排出；

所述上层盖板(41)面向下层基底(42)一侧沉积有薄膜电阻微加热器层， 薄膜电阻微加热器层分为两部分，分别为薄膜电阻微加热器a(412)和薄膜电阻 微加热器b(413)，且在薄膜电阻微加热器层与上层盖板(41)之间沉积有绝缘 薄膜(411)，绝缘薄膜(411)用于薄膜电阻微加热器层与上层盖板(41)之间 的电绝缘，在薄膜电阻微加热器a(412)和薄膜电阻微加热器b(413)上再沉 积金属引线(414)将薄膜电阻微加热器a(412)和b(413)的大部分覆盖，未 被金属引线(414)覆盖的部分为薄膜电阻微加热器a(412)和b(413)的有效 加热区域，薄膜电阻微加热器a(412)和薄膜电阻微加热器b(413)的有效加 热区域均沿主混合微通道(425)长度方向设置，位于主混合微通道(425)内， 并且分布于主混合微通道(425)的上方两侧；

所述供液泵系统(2)通过流体输送管路(3)向微混合器主体(4)内提供 气体及待混合的两种液体；

所述双路直流脉冲电压系统(1)通过连接导线(5)与微混合器主体(4) 上层盖板(41)上的金属引线(414)相连，为微混合器主体(4)上的薄膜电阻 微加热器a(412)和薄膜电阻微加热器b(413)提供周期性直流交替脉冲激励 电压，从而使混合液体内产生沿主混合微通道(425)宽度方向上的周期性反向 温度梯度，液体向低温侧移动，气泡向高温测移动，主混合微通道(425)内的 周期性反向温度梯度导致气泡序列在该微通道宽度方向上做周期性摆动，使液体 充分混合。

2.根据权利要求1所述的气泡摆动式微混合装置，其特征在于：所述上层 盖板(41)的宽度大于所述下层基底(42)的宽度，以便于金属引线(414)与 双路直流脉冲电压系统(1)相连接。

3.根据权利要求1所述的气泡摆动式微混合装置，其特征在于：所述薄膜 电阻微加热器a(412)和薄膜电阻微加热器b(413)有效加热区域的形状均为 沿主混合微通道(425)长度方向的长条形。

4.根据权利要求1所述的气泡摆动式微混合装置，其特征在于：所述薄膜 电阻微加热器a(412)和薄膜电阻微加热器b(413)有效加热区域的宽度均小 于主混合微通道(425)宽度的三分之一。

5.根据权利要求1所述的气泡摆动式微混合装置，其特征在于：所述上层 盖板(41)、下层基底(42)材质为硅、耐热玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

6.根据权利要求1所述的气泡摆动式微混合装置，其特征在于：所述绝缘 薄膜(411)材质为二氧化钛。