[发明专利]介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统及方法

权利要求书

1.一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测系统，其特征在于，包含：

介质电润湿数字式微流控芯片，具有可独立控制的多个电极；

驱动电路，向微流控芯片提供对电极上的液滴进行驱动的驱动电压；

检测电阻，提取流过微流控芯片的电流信号；

电压跟随器，进行阻抗匹配，对所述检测电阻提取出的电流信号进行跟随；

乘法器，将跟随后的信号分为两路作为输入进行信号自乘；

低通滤波器，对所述乘法器的输出信号进行低通滤波得到直流信号；

单片机，向驱动电路提供驱动信号，及采集低通滤波器输出的直流信号；

个人电脑，向单片机发送控制命令，及接收单片机反馈的信号进行处理；

其中，所述驱动电路包含与门阵列、固态继电器阵列；

与门阵列包含的与门的数量，与固态继电器阵列包含的继电器的数量相同，并且与微流控芯片上电极的数量相匹配；

所述单片机对所述与门阵列的与门进行单向控制，所述与门阵列的与门对所述固态继电器阵列相应的继电器进行单向控制，所述固态继电器阵列的继电器对所述微流控芯片上相应的电极进行单向控制。

2.如权利要求1所述的液滴检测系统，其特征在于，

纵向有间隔地设置有三个PCB板，其中：

所述微流控芯片、检测电阻、电压跟随器、乘法器、低通滤波器、单片机，设置在上层的第一PCB板上；

所述驱动电路的固态继电器阵列，设置在中层的第二PCB板上；

所述驱动电路的与门阵列，设置在下层的第三PCB板上。

3.如权利要求2所述的液滴检测系统，其特征在于，

设置在PCB塞孔基板上的微流控芯片，通过第一PCB板上对应微流控芯片四周所设的排针和母座与第二PCB板上的固态继电器阵列连接，还通过该微流控芯片的上极板设置的引线与检测电阻连接；所述检测电阻是滑动变阻器。

4.一种介质电润湿数字微流控芯片的液滴检测方法，其特征在于，设置权利要求1-3中任意一项所述的液滴检测系统；

通过个人电脑向单片机下发控制命令，由单片机控制驱动电路来对介质电润湿数字式微流控芯片上的每个电极依次提供驱动电压，对微流控芯片上的液滴进行驱动；

每换一个电极加电，检测电阻就对流过微流控芯片的电流信号实时提取一次，并送入电压跟随器进行跟随；跟随后的信号分两路输入乘法器进行信号自乘；低通滤波器对乘法器输出的信号进行低通滤波，在低通滤波器的输出端得到直流信号；

单片机对低通滤波器输出的直流信号进行采集，并送至个人电脑处理，以显示与液滴状态相关的信息。

5.如权利要求4所述的液滴检测方法，其特征在于，

对微流控芯片的电极上的液滴进行的驱动，包含个人电脑基于Lee算法对液滴移动的路径进行自动规划，并通过单片机控制驱动电路来向该路径对应的电极依次提供相匹配的驱动电压，使液滴沿规划的路径移动。

6.如权利要求4所述的液滴检测方法，其特征在于，进一步包含对液滴检测的结果进行转化的以下标定过程：

S1、设定正常驱动阈值为能用以驱使微流控芯片上任意位置的一个第一液滴在相邻电极之间移动时所施加的驱动电压；

S2、去除第一液滴，将驱动电压降至正常驱动阈值以下；

S3、对微流控芯片上任意位置、任意尺寸的一个或多个待测液滴，进行与待测液滴状态相关的参数测定，获得原始参数；

S4、对微流控芯片上任意一个100%被待测液滴覆盖的电极加电，并记录单片机反馈给个人电脑的值data1；

S5、将驱动电压恢复至正常驱动阈值，调整检测电阻的阻值的同时观察单片机反馈给个人电脑的值data2；当反馈的值data2等于data1时，停止调整检测电阻，完成标定，将待测液滴的原始参数作为与正常驱动阈值对应的检测结果。