[发明专利]一种基于微米/纳米通道的微量粘度计

说明书

技术领域

本发明涉及一种微量粘度计，具体涉及一种基于微米/纳米通道的微量粘度 计。

背景技术

粘度是流体重要的物理特性之一，现有的粘度测量方法主要有毛细管法、落 体法、旋转法、振动法、平板法等。由于毛细管法简单实用，因此目前基于毛细 管法设计的测量装置的应用范围较广。毛细管法的原理是哈根-泊肃叶公式，通 过外部压力驱动流体流过毛细管，测出毛细管两端的压差和流体的流量，并加以 修正，就可以计算得到流体的粘度。目前基于毛细管法测量粘度的装置存在的主 要问题有：压差、流量的精确测量较为困难，另外测量所需要的实验液体较多(测 量装置中毛细管内径一般为mm量级，所需实验液体在几十毫升)，但有时所能 提供的实验液体却非常有限(血液或者某些生理液体样品一般为几十微升)。这 些都给毛细管法测量技术的发展带来了挑战，因此，迫切需要发展新技术、新思 路来解决毛细管法测量过程中遇到的难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于微米/纳米 通道的微量粘度计，具有所需液体量极少，装置简单，操作简单、便于携带，测 量迅速的特点。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于微米/纳米通道的微量粘度计，包括电源1，电源1分别与温控系统 2和进样系统3连接，进样系统3处于温控系统2内部，由温控系统2控制进样 系统3及其中液体的温度；进样系统3与深度为微米/纳米量级通道4的入口连 接，微米/纳米量级通道4的出口直通大气；微米/纳米量级通道4位于数据测量 及处理模块5内部，数据测量及处理模块5的输出与显示模块6的输入连接，数 据测量及处理模块5用于数据测量和计算液体粘度，由数据显示模块6显示粘度 计算结果；温控系统2、进样系统3和数据测量及处理模块5的控制端与控制模 块7连接。

所述的数据测量及处理模块5包括数据测量模块8和与之连接的数据处理模 块16，数据测量模块8包括有依次并列的两组以上的光电组件，相邻两组光电 组件相距1μm—100μm，每组光电组件包括一光发射器和一光吸收器，光发射器 和光吸收器分别放置在微米/纳米通道4两侧，光发射器、光吸收器的输出和计 时电路9的输入连接，计时电路9的输出和数据处理模块16的输入连接。

所述的微米/纳米量级通道4为一次性使用。

所述的数据测量及处理模块5能够在10秒内完成测量及处理，无需施加压 力差，依据LW模型，根据流动距离与时间的关系，计算得到液体的粘度。

本发明的有益效果为：将深度为微米/纳米量级的通道作为毛细管来减少实 验液体的使用，通过毛细压力驱动流体流动，省去压差测量系统，基于液体在毛 细管中流动时满足的LW模型，通过置于毛细管路旁的计时电路系统，测量出 液体在毛细管中不同时刻的流动距离，结合LW模型从而计算得到液体的粘度值， 具有以下优点；

深度为微米/纳米量级通道4所需液体量极少，可以小于1μl；微米/纳米量 级通道4为一次性使用，避免感染，不需要清洗装置，而且通道加工技术成熟； 装置简单，流体在毛细压力驱动下流入微米/纳米量级通道4，不需要外部加压装 置，不需要压力测量部件；操作简单、便于携带。测量迅速，测量及数据处理 可以在10秒内完成，血液等生物样品无须添加抗凝试剂。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中数据测量及处理模块5的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述。

参照图1，一种基于微米/纳米通道的微量粘度计，包括电源1，电源1分别 与温控系统2和进样系统3连接，进样系统3处于温控系统2内部，由温控系统 2控制进样系统3及其中液体的温度；进样系统3与深度为微米/纳米量级通道4 的入口连接，微米/纳米量级通道4的出口直通大气；微米/纳米量级通道4位于 数据测量及处理模块5内部，数据测量及处理模块5的输出与显示模块6的输入 连接，数据测量及处理模块5用于数据测量和计算液体粘度，由数据显示模块6 显示粘度计算结果；温控系统2、进样系统3和数据测量及处理模块5的控制端 与控制模块7连接。