[发明专利]一种控制气液动态测试装置中压力的方法

权利要求书

1.一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，包括：

微流动芯片，用于供测试液体通过，设置有微米毛细管通道；

压力控制管路，包括通过管路与所述微流动芯片连接的注射泵，在管路上安装有检测压力的压力传感器；

移动平台，包括作为支撑的基座，和安装在基座上的丝杆，通过螺纹套在丝杆上沿直线移动的移动座，驱动丝杆转动的电机，所述微流动芯片安装在移动座上；

摄像单元，设置在所述微流动芯片的上方，用于获取测试液体的相界面图像并输出；

控制系统，根据所述压力传感器的信息控制所述注射泵的注射过程，同时通过控制所述电机使所述微流动芯片的水平移动速度与所述微流动芯片内的测试液体移动速度相同且方向相反，以使测试液体形成的相界面始终保持在所述摄像单元的视野范围内；

控制所述注射泵的注射过程为：根据两相流方程

求出目标压力p_t，式中V为相界面速度，x为测试液体在微米毛细管通道中的长度，θ为相界面接触角，μ为测试液体粘度，S为微米毛细管通道截面边长，A为微米毛细孔通道截面面积，R为微米毛细管通道的等效半径，γ为界面张力；

由于注射过程的控制就是对流量的控制，而流量Q＝AV，因此上式转换为：

控制系统通过流量Q则可以调整注射泵施加至测试液体上的压力来达到目标压力。

2.根据权利要求1所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

所述微流动芯片为透明材料制成的板状结构，一面上设置有内凹的凹槽，在所述凹槽上盖有贴合所述凹槽上表面的盖板，所述微米毛细管通道设置在所述凹槽内且以阵列方式设置有多个，每个所述微米毛细管通道的两端分别设置有进液区和出液区；所述微米毛细管通道的宽度为10～100μm，所述进液区和所述出液区的宽度至少为所述微米毛细管通道宽度的15～20倍。

3.根据权利要求2所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

所述进液区和所述出液区为水滴形且水滴形的尖端与所述微米毛细管通道连通，在所述进液区和所述出液区内分别均匀地设置有多根垂直的防止微米塌陷的立柱；在所述进液区的中间设置有底部开口的进液孔，在所述出液区的中间设置有底部开口的排液孔。

4.根据权利要求3所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

所述立柱以环形的方式逐圈布置，且中间留出所述进液孔和所述出液孔的设置空间。

5.根据权利要求1所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

所述移动座的上表面安装有两个相对间隔且垂直的支撑板，在两个所述支撑板的相对面上分别安装有固定所述微流动芯片的固定台；在所述移动座上设置有多个安装孔，所述支撑板通过L形折片利用所述移动座上的安装孔与所述移动座固定，在所述支撑板上设置有垂直于放置后所述微流动芯片的滑动槽，所述固定台通过所述滑动槽可调节的安装在所述支撑板上。

6.根据权利要求5所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

所述固定台为条状的支撑条，或为设置有夹持所述微流动芯片侧边的凹槽的夹持条。

7.根据权利要求5所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

在两个所述支撑板之间安装有为所述微流动芯片照明的光源。

8.根据权利要求3所述的一种控制气液动态测试装置中压力的方法，其特征在于，

在所述移动座的一侧通过L形折片安装有带三通的透明接头，其中两个通孔为水平且相对设置的直通，另一个通孔为垂直于两个直通中部的竖通，在竖通上通过螺纹安装有与所述控制系统连接的压力传感器，在两个直通上通过螺纹连接有鲁尔接头，所述注射泵通过柔性软管与所述鲁尔接头连接，另一直通的鲁尔接头通过柔性软管与所述进液区的进液孔连接，所述出液区的出液孔通过柔性软管与接水盒连接。