[发明专利]一种用于液体污染物检测的桥式电容测量装置、制作方法及检测方法

权利要求书

1.一种用于液体污染物检测的桥式电容测量装置，其特征在于，包括：微流控芯片以及外围元件；

微流控芯片包括平面基底、设置在平面基底上的检测单元和参考单元；检测单元包括检测微通道以及检测电容C₁，检测微通道置于检测电容C₁的两极板之间；参考单元包括参考微通道以及参考电容C₂，参考微通道置于参考电容C₂的两极板之间；

外围元件包括电阻R₀、可调电阻R_x、可调电阻R₁、可调电阻R₂；

电阻R₀、可调电阻R_x、可调电阻R₁、可调电阻R₂、检测电容C₁以及参考电容C₂构成电容电桥回路。

2.根据权利要求1所述的用于液体污染物检测的桥式电容测量装置，其特征在于，所述电容电桥回路具体的连接关系如下：

电阻R₀和可调电阻Rx串联形成第一接线端口、第二接线端口、第三接线端口；检测电容C₁和可调电阻R₁串联，一端形成第四接线端口，另一端连接第一接线端口；可调电阻R₂和参考电容C₂串联，一端连接第三接线端口，另一端连接第四接线端口；交流电源U_i连接在第一接线端口和第三接线端口上，在其激励下，第一接线端口、第二接线端口、第三接线端口、第四接线端口形成电容电桥回路，第二接线端口和第四接线端口输出电压信号U。

3.根据权利要求1所述的用于液体污染物检测的桥式电容测量装置，其特征在于，所述检测电容C₁和参考电容C₂通过漆包引线与电阻R₀、可调电阻R_x、可调电阻R₁、可调电阻R₂按照所述电容电桥回路的方式连接。

4.根据权利要求3所述的用于液体污染物检测的桥式电容测量装置，其特征在于，所述可调电阻R_x、可调电阻R₁、可调电阻R₂用于调节所述电容电桥回路的平衡，使得输出电压信号U初始值为零。

5.根据权利要求1所述的用于液体污染物检测的桥式电容测量装置，其特征在于，所述微流控芯片还包括连通检测微通道的检测流道入口和检测流道出口；连通参考微通道的参考流道入口和参考流道出口。

6.根据权利要求1所述的用于液体污染物检测的桥式电容测量装置，其特征在于，所述桥式电容测量装置还包括用于固定微流控芯片的模。

7.一种基于权利要求1-6中任意一项权利要求所述用于液体污染物检测的桥式电容测量装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将检测电容C₁和参考电容C₂固定于平面基底上；

S2、将两根流道模具分别置于检测电容C₁和参考电容C₂两极板之间；

S3、浇注模型材料，将检测电容C₁和参考电容C₂的四根漆包引线布置在模型材料外部，使其不被模型材料浇注；

S4、采用注模材料浇铸成型；

S5、模型凝固后，抽出流道模具，形成微流体芯片；

S6、将检测电容C₁和参考电容C₂的四根漆包引线和电阻R₀、可调电阻R_x、可调电阻R₁、可调电阻R₂元器件按照所述电容电桥回路的方式连接。

8.一种基于权利要求1-6中任意一项权利要求所述用于液体污染物检测的桥式电容测量装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

在交流电源U_i的激励下，调节可调电阻R_x、可调电阻R₁以及可调电阻R₂，使得电容电桥回路达到平衡，输出电压信号U为零；

将待测样本从检测流道入口流入，经检测微通道至检测电容C₁，再从检测流道出口流出；

将标准样本从参考流道入口流入，经参考微通道至参考电容C₂，再从参考流道出口流出；

由于待测样本和标准样本介电常数不同，输出电压信号U发生变化，输出电压信号U发生变化的大小为待测溶质含量的信息。