CN101346679A

CN101346679A - 流系统及包含流系统的微流体系统

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Publication number: CN101346679A
Application number: CNA2006800488714A
Authority: CN
Inventors: H·迪拉克; P·格拉夫森; K·O·施韦茨
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2026-10-24
Also published as: DE602006013026D1; US20090145502A1; ATE461475T1; WO2007048410A1; WO2007048410B1; JP4693905B2; EP1949197B1; CN101346679B; EP1949197A1; JP2009512861A

Abstract

一种流系统(1)包含第一零件(2)和第二零件(3)，这些零件(2、3)由不同热膨胀系数的材料制成。第一(2)和第二零件(3)以这样的方式互相关联地配置：当环境温度变化时，在第一零件(2)里形成的流道(4)发生相应的变化，从而流道(4)的流动阻力也发生变化。因此，可抵消由流系统(1)传送的流体粘度变化所引起的流动阻力的变化。所述流系统(1)的合成流动阻力也因此至少实际上不依赖环境温度变化。此外，一个微流体系统包含该流系统(1)，该微流体系统可以是或者成为医学设备、流体分析装置例如血糖仪或输注装置的一部分。

Description

流系统及包含流系统的微流体系统

技术领域

本发明涉及一种流系统，特别涉及其在一种微流体系统中的使用。本发明的流系统的流动阻力呈现出比现有技术的流动阻力低的温度敏感性。

背景技术

流系统，特别是带限流器的流系统可用于流体系统(尤其是微流体系统)流速的精确控制。例如，这可以使用一恒压泵来获得。流系统的流动阻力与流系统内传送的流体粘度成线性依赖关系。然而，流体的粘度变化受温度显著影响。例如，当温度从20℃增加到30℃时，水的粘度平均每度(℃)降低2.3％。此外，该变化一般是非线性的，因此很难调节或补偿。依据流系统的流动阻力随温度显著并非线性变化，为了获得高精度的恒定流速，因此需要保持温度至少充分地恒定。

高精度的恒定流速有时是理想的，例如当流系统作为或者构成药物释放系统或者高精度流体分析仪器的一部分时，这高精度流体分析仪器包括如在血液样本中测量血糖浓度的装置那样分析体液的医疗仪器。这些装置应操作可靠且始终一致，无论使用的时间和地点如何。当该流系统是便携式情况下，例如可以是血糖仪，使用者很可能会认为它可用于温度变化的环境中，例如一年四季均可使用，既可在室内也可在室外，等等，因此装置中流系统的流动阻力随温度明显变化是很不理想的。

文献US3977600描述了一种本体带有流体进出口通道和中间流体腔的温敏流体调节器。一件弹性构件配置在本体内并被限制于其中，该弹性构件有一对准本体出口的小孔。该弹性构件响应温度变化，但有一个限制元件限制它，这样温度增加会引起小孔尺寸缩小从而控制通过该调节器的流体流速。还利用一个可调节的针来进一步调节通过调节器的流。

该弹性构件有一圆形的中心贯穿孔，该孔对准并因而与本体出口流体连通，所以流体可从本体腔穿越弹性构件而从本体出口流出。

弹性构件可响应流过装置的流体温度上升而自由膨胀，该弹性构件的特性是响应上述温度的上升而引起本身膨胀。因此，当流体的温度上升，弹性构件唯一可能的膨胀是向着中心方向膨胀并因此缩小它的小孔，因而调节或减少穿过弹性构件的流体流动。

然而，该系统不易在一个微流体系统里实施，因为如可调针(adjustable needle)这样的运动机械件在此并不合适。需要用其他方法将该系统校准到理想的流动阻力/温度关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种比现有技术的流系统温度敏感性低的流系统，将该系统校准到理想的流动阻力/温度关系的操作已内建于系统中。

本发明的另一目的是提供一种流系统，该装置的流动阻力至少在规定的温度范围内实际上不依赖环境温度。

本发明的又一目的是提供一种流系统，该装置展现出可靠并至少其本恒定的流速。

本发明的再一目的是提供一种微流体系统，该系统展现出至少基本恒定的流速而不需要控制环境温度。

按照本发明的第一方面，上述的和其他的目的通过所提供的流系统来实现，该系统包括：

由具有第一热膨胀系数的第一材料制成的第一零件，所述第一零件内形成至少一条流道。

-由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的第二零件，所述第二热膨胀系数不同于所述第一热膨胀系数。

其中，第一零件和第二零件以这样的方式互相关联地配置：根据环境温度变化，第一零件与第二零件协同而造成流道的相应变化，从而至少使一条流道的一个区段的流动阻力在规定的温度范围内基本上不依赖于环境温度。

第一零件内至少形成一条流道。至少一条流道可置于第一零件的外部，因而它可以是第一零件外表面上形成的一条槽。或者，至少一条流道可置于第一零件的内部。这样的话，可以在第一零件里钻一个通道而形成流道。或者最好由两部分或多部分同样的材料制成第一零件，一部分内设有流道，如在外表面上的沟槽，而另一部分形成该沟槽的盖。

第一和第二零件以这样的方式互相关联地配置：响应环境温度的变化，第一零件与第二零件配合引起流道的相应变化。如上所述，随着环境温度的升高，流体的粘度一般降低，反之亦然。因此，正在传送流体的流道的流动阻力将随环境温度的变化而变化。根据本发明，这个流动阻力的变化将通过以适当方式选择第一和第二材料并以适当方式设计及相对布置第一和第二零件而抵消，结果至少流道的一个区段获得了实际变化，从而导致至少那个/这些区段流动阻力的变化。这个变化至少充分地抵消由流体粘度变化所引起的流动阻力变化。因此，流系统的合成流动阻力至少基本上不依赖环境温度。这是非常有益的，因为由此可能至少实际上维持流系统恒定的流动阻力，至少在规定的温度范围内不考虑环境温度变化。因此不需要控制环境温度就可获得理想的流动阻力，也能消除前述的那些问题。

一个或多个区段可构成流道的较小或较大部分。在一个流系统的实施例中可以仅包含一个流道，区段也可以是全部的流道。

在一个实施例中，第一热膨胀系数可以大于第二热膨胀系数。在此情况下，第一和第二零件可以这样的方式互相关联地配置：使第二零件在至少一个方向上限制第一零件的热膨胀。

在这种情况下，当环境温度变化时第一零件比第二零件胀缩得更多。因此第一和第二零件可以方便地这样互相关联地配置：第二零件限制第一零件的热膨胀，这样当环境温度上升时第一零件的材料被迫进入流道，而环境温度下降时从流道缩回。从而流道横截面的尺寸和/或外轮廓的形状将变化，也因此当环境温度上升/下降时，流道的流动阻力将增加/减小。

第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之差可足够大以确保与第一零件的热膨胀相比第二零件的热膨胀可忽略。在本实施例，可以假定当环境温度上升而第一零件膨胀时第二零件没有膨胀。因此第二零件可有效地限制第一零件在相对于第二零件设置的一个或多个方向上的热膨胀。

第一材料可包含聚合物材料，这包括但不限于聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、环烯烃共聚物(COC)和/或其它适合的聚合物材料。

第二材料可包含金属和/或半导体，这包括但不限于：硅、铝、铜和/或任何其它适合的金属或半导体。

备选或另增的方案是，第一或第二材料可包含任何其它在热膨胀系数特性上适合的适当材料。

或者，第二热膨胀系数可以大于第一热膨胀系数，第一和第二零件以这样的方式互相关联地配置：第一零件至少在一个方向限制第二零件的热膨胀。在这种情况下，第二材料可包含聚合物材料和/或第一材料可包含金属和/或半导体。上面提到的材料也适合此情况。

第一零件和/或第二零件还可设有一个或多个通道，所述附加通道这样配置：它/它们与第一和第二零件协同而造成流道相应的变化。在本实施例中另外的通道最好当环境温度升高、第一和第二零件因此膨胀时具有允许某些材料进入的尺寸、形状和位置，从而被迫进入流道的材料量减少。这样，通过适当选择附加通道的尺寸、形状和位置，再考虑第一和第二材料的热膨胀系数以及流道的尺寸、形状和位置，就能控制环境温度升高时进入流道的材料量，因而能够控制流动阻力结果的增加。

流道中相应的变化可包括至少一个流道的截面面积的变化和/或至少一个流道的形状变化。这已在前面描述。

规定的温度区间最好包含流系统可能会使用到的温度。这样，它最好包含正常情况下会经历的温度，例如房间温度/户内温度和户外温度那样流系统将使用到的温度。

因而，规定的温度范围可以是-15℃至50℃，例如0℃至30℃、10℃至25℃、或者任何其它适合的温度区间。

至少是至少一段流道可构成或包含一个流动限制。这个流动限制可能，举例来说，是以毛细管或其截面比管子的其它部分小的另一种管。这样一个流动限制最好是通道形式并成为流系统的一部分。该流动限制可为任何适当的几何形状，包括正方形、矩形、三角形、圆形、卵形或任何其它适当形状的截面。

第一热膨胀系数和/或第二热膨胀系数可以在范围10^-6/℃至10^-3/℃内，例如在范围10^-5/℃至10^-4/℃。然而，如上面提到的，为了获得理想的效果，第一热膨胀系数和第二热膨胀系数应不相同或者甚至不相似。如果第一或第二材料是由巴斯夫(BASF)生产的称为PS158K的聚苯乙烯材料，其热膨胀系数大约为0.8×10^-4/℃。

按照本发明的第二方面，上述的和其它的目的通过提供一个包含一个流入口、一个流出口和至少一个根据本发明第一方面的流系统的微流体系统来实现。

应指出，本领域技术人员容易认识到结合于本发明第一方面描述的任何特征也能与发明的第二方面结合，反之亦然。

在本说明的上下文中，术语‘微流体系统’应认为意指系统尺寸足够小到至少基本上防止了流体在系统中流动时的紊流。

微流体系统可以是流体分析仪器或构成其一部分，例如医疗仪器中测量体液参数(如血液样本中血糖浓度)的测试仪。在该情况下非常希望该微流体系统的流动阻力至少在规定的温度区间实际上不依赖环境温度，因为即使环境温度发生变化也能因此确保仪器工作的可靠和一致。

或者，该微流体系统可以是输液系统或药物释放系统或构成其一部分，例如胰岛素泵。

附图说明

下面参考附图进一步描述发明。

图1-9为本发明的流系统各实施例的剖视图。

图10为本发明的一个实施例的流系统分别在低温和高温时的剖视图。

图11为本发明的另一实施例的流系统分别在低温和高温时的剖视图。

图12为图10所示流系统的局部剖视图。

具体实施方式

图1为本发明一个实施例的流系统1的剖视图。图1的流系统1包含第一零件2和第二零件3。第一零件2位于第二零件3的一个凹槽中，因此第二零件3沿横截面的三条边紧靠着第一零件2。第一零件2内部形成有一条流道4。此外，对应于流道4的位置，形成一条附加流道5。

制成第一零件2的材料具有比制成第二零件3的材料大的热膨胀系数。因此，当环境温度升高、第二零件3未设置时，第一零件2会比第二零件3膨胀得多。两个热膨胀系数之差可以这样选择，使得与孤立的第一零件2的热膨胀相比第二零件的热膨胀可以忽略，因此可以假定环境温度上升时第二零件3不膨胀。从而，第一零件2的材料不会在第二零件3与之邻接的方向上膨胀。因而，第一零件2中产生的热应力将导致流道4和附加流道5关闭。因此流道4的尺寸和/或外部轮廓形状发生变化，以致流道4的流动阻力增加。

知道了流道4的初始尺寸/形状、第一零件2和第二零件3的热膨胀系数以及流系统1最可能使用的温度区间，就能以这样的方式设计附加通道5的尺寸、形状和位置：由上述第一零件2所引起的流动阻力的增加至少充分地抵消由流系统1正在传送流体的温度上升所引起的流动阻力的减少。因此即使环境温度变化，流道4的合成流动阻力至少实际上恒定不变。

在图1的例中，两种作用将影响到由第一零件2的热膨胀所引起的流道4的流动阻力的增加。第一零件的块体材料，即位于流道4/附加通道5两边和这些与第二零件3之间的材料被推向进入流道4和附加通道5，因此使通道4、5的宽度变窄。此外，存在于流道4与附加流道5之间的材料将弯曲或扩张进入流道4和/或附加通道5，因此减少了流道4的高度。在大部分的情形下，由第一零件的块体材料引起的作用在两者中将会更重要。然而，如果流道4的宽度比高度大得多，存在于流道4与附加通道5之间的材料所引起的流道4高度的减少可能是流道4流动阻力增加的最重大贡献。

这样，在图1所示的例中，流道4的下边与附加通道5的上边之间的距离是一个重要参数，因为这个距离，以及因此存在于这个区域的‘厚度’，确定了环境温度上升时该区域能被这块体材料挤压多少，以及因此流道4的宽度减少多少。如果附加通道5的深度增加(即流道4与附加通道5之间的距离减少)，该区域会容易压缩，流道4的宽度减少将会变得比较大，同时流动阻力增加藉此也变得较大。因而，如果附加通道5的深度增加由热膨胀引起的流动阻力的变化变得对温度更敏感。同样地，附加通道5的深度减少时，流动阻力的变化变得较小的温度敏感性。通过选择适当的附加通道5(也对于流道)尺寸，能因此获得以合成的流体阻力变化抵消流道4中正在传送的流体的粘度变化所引起的流体阻力变化。

图2为本发明另一实施例的流系统1的剖视图。图2的流系统1也包含第一零件2和第二零件3。第一零件2内形成有一条流道4。在图2的实施例中，第二零件3位于与第一零件2的一条边邻接并在第一零件2中制成的凹部之内。构成第一零件2的材料具有比构成第二零件3的材料热膨胀系数更小的热膨胀系数。可以充分设想两热膨胀系数之差：当环境温度在规定温度区间内变化时，与孤立的第二零件3的热膨胀相比，第一零件2的热膨胀可以忽略。因而，可以设想第一零件2不经受热膨胀，因此将限制第二零件3的材料膨胀，类似上文所述情况，但第一零件2和第二零件3转换其‘角色’。

当环境温度上升，第二零件3的材料企图膨胀。然而，这个膨胀受到第一零件2的限制。位于第一零件2凹部的第二零件3的部分6的材料将向侧面膨胀，因此至少在第一零件2中流道4的附近区域引起应力。这将导致第一零件2的宽度增加，并且如弹性理论所述结果是第一零件2的高度减小。因此流道4的宽度增加，高度减小。流道4的这个尺寸变化将引起流道4的流动阻力增加。应该注意的是，为了获得这个效果，第一零件2的凹部位置应靠流道4足够近，以确保部分6的侧向膨胀传递到流道4附近的区域。

此外，由于第二零件3的其它部分阻止，部分6的材料不能向下膨胀。结果是，来自部分6的材料将推动来自存在于部分6与流道4之间的第一零件2的材料进入流道4，因此进一步减小了流道4的高度。然而，大多数情况下其作用没上文所述的作用大。

如图1所示实施例的情况，能够以这样一种方式设计流道4和第一零件2的凹部(其容纳第二零件3的部分6)的尺寸、形状和位置：流体阻力的增加至少充分地抵消由流系统1中正传送的流体温度升高所引起的流动阻力减少。从而只要通过选择凹部与流道4之间的合适距离就可把流动阻力的增加调整到理想的程度。

图3为本发明的再一实施例的流系统1的剖视图。流系统1包含第一零件2和第二零件3。第一零件2内部制作了一条流道4。图3所示的实施例与图2的实施例很相似，因此上文表达的意见同样适用于此。然而，在图3的实施例中第二零件3仅位于第一零件2的凹部，即它不邻接第一零件2的一条边。这有那样的效果，就是第二零件3可能向下方膨胀。因而由于第二零件3材料的热膨胀从第一零件2被推入流道4的材料量小于图2所示装置。

图4为本发明的再一实施例的流系统1的剖视图。该流系统1包含一个其内形成有流道4的第一零件2和第二零件3。正如图2和3的实施例情况，第一零件2的材料热膨胀系数小于第二零件3的热膨胀系数。

在图4的实施例中，第二零件3由两个分开的部分3a、3b组成，每一个位于第一零件2中形成的凹部内。当环境温度升高时，第二零件3的材料将企图膨胀，但是受到第一零件2的限制。因此，部分3a、3b向侧面方向的膨胀将导致第一零件2宽度的增加，同时其高度相应减小。这依次导致流道4宽度的增加和高度减小。结果，流道4的流动阻力增加。这与图3所示例是本质相同的机械结构。然而，在这个情况中对流道4的尺寸影响可能较小。

如图1-3所示实施例的情况，可以通过选择流道4和部分3a、3b的尺寸、形状及位置来增加流动阻力，而这因此增加的流动阻力可被调整到至少基本上抵消由于流系统1传送流体的温度上升所减小的流动阻力。在这方面，图4实施例的重要设计参数是3a、3b两部分之间的距离及容纳这两部分的第一零件2的凹部深度和宽度。

图5为本发明的再一个实施例的流系统1的剖视图。流系统1包含一个其内形成有一条流道4的第一零件2和第二零件3。如图2-4的几个实施例中，第一零件2的材料热膨胀系数小于第二零件3的材料热膨胀系数。

在图5的实施例中，第二零件3邻接内形成有流道4的第一零件2的一条边。因此，流道4的一面边壁由第二零件3构成。当环境温度升高及第二零件3因此膨胀时，它将向侧面方向膨胀。第二零件3的侧向膨胀将拉伸第一零件2的材料，从而引起第一零件2的宽度增加和至少在流道4附近区域的高度减小。与上文所述相似，流道4的宽度将因此增加，而高度将减小。通过选择流道4的适当尺寸，例如流道4的宽度比高度大得多，其结果将使流道4的流动阻力由于尺寸变化而增加。

图6为本发明的再一个实施例的流系统1的剖视图。流系统1包含一个内形成有一条流道4的第一零件2和第二零件3。如图2-5的几个实施例的情况，第一零件2的材料热膨胀系数小于第二零件3的材料热膨胀系数。

图6的实施例与图5的非常相似，因此上文表达的意见同样适用于此。然而，在图6的实施例中第二零件3带有两个凹部或孔7a、7b。在图6的实施例中，第二零件3的材料因而被允许至少部分地膨胀进入凹部7a、7b。因此至少某程度上可以避免整个组合件内积聚的热应力会导致的显著翘曲变形。

图7为本发明的再一个实施例的流系统1的剖视图。流系统1包含一个内形成有一条流道4的第一零件2和第二零件3。在图7所示的实施例中构成第一零件2的材料有着比构成第二零件3材料小的热膨胀系数。

在图7所示的实施例中第二零件3位于第一零件2内制成的凹部中直接地毗邻流道4。当环境温度升高时，第二零件3将不能朝向第一零件2膨胀。因此第二零件3的材料将被迫进入流道4，从而改变流道4外廓的尺寸和/或形状。此外，零件2中积聚的应力也将增加类似图2通道4的宽度且同时减小其高度，这就导致流道4的流动阻力增加。能调整这流动阻力的增加到至少实际上抵消流系统由于所传送流体相应温度上升粘度降低而造成的流动阻力减小。在图7所示的实施例中能改变第二零件3的尺寸、形状和位置，以获此目的。这样，如果第二零件3的尺寸增加，那么被迫进入流道4的材料量也将增加，因此流动阻力的增加也将变得更大。

图8为本发明的再一个实施例的流系统1的剖视图。流系统1包含一个内形成有一条流道4的第一零件2和第二零件3。如图2-7所示几个实施例的情况，构成第一零件2的材料有着比构成第二零件3材料小的热膨胀系数。

在图8的实施例中第二零件3包括位于流道4相对侧面的两部分3c、3d。当温度上升及第二零件3因此膨胀时，第二零件3的材料不能朝向第一零件2膨胀，所以被迫进入流道4，如上文所述，流动阻力增加。

图9为本发明的再一个实施例的流系统1的剖视图。流系统1包含一个内部形成有一条流道4的第一零件2和第二零件3。在如图2-8所示的几个实施例中，构成第一零件2的材料有着比构成第二零件3材料小的热膨胀系数。

在图9的实施例中，第二零件3也包含位于流道4相对侧面的两部分3e、3f，因此与图8有关的所述机制同样地适用于此。然而，图9中3e和3f两部分之间的零件2材料另外也受到压缩而进入流道4，因而在这种情况下两部分3e、3f的尺寸、形状和位置与图8所示的略微不同。这样，可预期被迫进入流道4的材料量也会不同。

应当指出，可以想象各各样流系统的其它设计，图1-9所示和上文所述的实施例仅用于说明目的。重要的特征在于：由于构成第一零件2和第二零件3的两材料热膨胀系数的差别，零件2、3中的一个限制了另一个的热膨胀，因此当环境温度上升时流道4的尺寸和/或形状发生变化。这个变化导致流动阻力的增加，至少充分地抵消流系统由于正在传送的流体温度上升粘度降低而造成的流动阻力减小。

此外，应该指出当环境温度降低时上述所有的机制相反，即具有最高热膨胀系数的材料将收缩，流道4的流动阻力将减小。同时温度降低的结果，流系统中正在传送的流体粘度增加，因此增加了流动阻力。同样地，两种作用将至少基本上互相抵消。

图10为本发明的一个实施例的流系统1分别在低温和高温下的剖视图。图10所示的流系统1是图1所示的类型。因而，图10的左半部相当于图1，即它显示流系统1在相对低温状态，因此流系统1是‘在休息’，意味着没有热应力产生。

图10的右半部显示在稍高温度时的流系统1。如与图1有关的描述那样，设想与孤立的第一零件2的热膨胀相比，第二零件3的热膨胀可以忽略。这样，在图10的右半部当第一零件2已经膨胀，第二零件3的材料没有膨胀。第二零件3相对于第一零件2的位置有这样的作用，即第一零件2的材料不能在有第二零件3存在的方向上膨胀。因此，第一零件2的材料朝向流道4和附加通道5膨胀。从而流道4和附加通道5的横截面形状及尺寸发生变化，导致流道4的流动阻力增加。图10显示出流道4与附加通道5之间存在的材料和流道4上方存在的材料弯曲进入了流道4。这是由于第一零件2的这些部分横截面积相对比较小，因此这些部分代表第一零件2‘弱’的区域。应当指出，可以以这样一方式设计流道4和附加通道5：确保弯进流道4的材料胜于从流道4离开的材料。

图11为本发明另一实施例的流系统1分别在低温和高温下的剖视图。图11所示的流系统1与图10所示的非常相似。然而，在图11中附加通道5较大，因此环境温度上升时流道4横截面的尺寸和形状受影响的方式不同。

可是，在此情况下环境温度上升也将导致流道4的流动阻力增加。

图12为图1流系统的局部剖视图。在图12中只有内部形成有流道4和附加通道5的第一零件2被显示。图12所示的第一零件2可以是聚合物片。

图12阐明环境温度上升时流动阻力变化的速率。这速率由下式给出：

\frac{dFR}{dT} = 12 L (\frac{\frac{dv}{dT}}{(0.92 B - 0.5 W) W^{3}} - \frac{v W^{3} (2.76 B - 2 W)}{{((0.92 B - 0.5 W) W^{3})}^{2}} α (1 - \frac{D}{d}))

式中L为流道4的限流段长度，a为构成第一零件2的材料的热膨胀系数，而v为流道4中传送的流体的粘度。假设第二零件(未示出)的热膨胀系数为零，即假设与第一零件2的热膨胀相比，第二零件的热膨胀可以忽略。这已经在上文中叙述，此外，如图中呈现那样，B为流道4的高度，W为流道4的宽度，d为流道4与附加通道5之间的距离，而D为第一零件2的高度。

为了确保流道4的流动阻力在一定的温度范围里不依赖环境温度，以上的等式应该等于零。求解D/d而得到：

\frac{D}{d} = 1 - \frac{\frac{dv}{dT} (0.92 B - 0.5 W)}{αv (2.76 B - 2 W)}

使用以下的数值：

B＝20μm

W＝20μm

α＝5×10^-4K^-1

γ＝0.89×10^-3Pa s

dv/dT＝-0.0205×10^-3Pa s K^-1

由上面的等式求得D/d＝26.5。因而，如果聚合物片的厚度为2mm，d即为75.5μm，从而附加通道的深度为1.9mm。应当注意以上的计算中，忽略了第一零件2的盖，即位于流道4上面的材料所产生的作用。为将该作用考虑在内，可假定上面算式中的‘d’表示结合了盖和第一零件2位于流道4与附加通道5之间部分后的有效复合高度。

以上的计算给出何以能以这样的方式设计附加通道5的尺寸、形状和位置的例子，即环境温度变化造成粘度变化所引起的流动阻力的变化可以被环境温度的同样变化造成流道4的尺寸和/或形状变化所引起的流动阻力变化抵消。因此附加流道5确保了第一零件2进入流道4热膨胀的被动校准，以给出理想的流动阻力/温度关系，该校准作用在该系统内形成。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种流系统(1)，包括：

-由具有第一热膨胀系数的第一材料制成的第一零件(2)，所述第一零件内形成有至少一个流道(4)，

-由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的第二零件(3)，所述第二热膨胀系数不同于所述第一热膨胀系数，

其中，第一零件(2)和第二零件(3)以这样的方式互相关联地配置：根据环境温度的变化，第一零件(2)和第二零件(3)协同而造成一个或多个流道(4)的横截面和/或形状的相应变化；其中，第一零件(2)和/或第二零件(3)还设有一个或多个附加通道(5、7a、7b)，所述附加通道(5、7a、7b)以这样的方式决定其位置：它/它们与第一零件(2)和第二零件(3)协同而造成一个或多个流道(4)中的相应变化。

2.如权利要求1所述的流系统(1)，其中，第一热膨胀系数高于第二热膨胀系数，且第一零件(2)和第二零件(3)以这样的方式互相关联地配置：第二零件(3)在至少一个方向限制第一零件(2)的热膨胀。

3.如权利要求2所述的流系统(1)，其中，第一热膨胀系数与第二热膨胀系数之差大到足以确保与第一零件(2)的热膨胀相比，第二零件(3)的热膨胀可以忽略。

4.如权利要求2或3所述的流系统(1)，其中，第一材料包括聚合物材料。

5.如权利要求2-4中任一项所述的流系统(1)，其中，第二材料包括金属和/或半导体。

6.如以上权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，一个或多个流道(4)中的一个或多个相应变化包括至少一个流道(4)的横截面变化。

7.如以上权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，一个或多个流道(4)中的一个或多个相应变化包括至少一个流道(4)的形状变化。

8.如以上权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，所规定的温度范围是-15℃至50℃。

9.如上述权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，至少是至少一个区段是或包含流动限制。

10.如上述权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，第一热膨胀系数和/或第二热膨胀系数在10^-6/℃至10^-3/℃的范围内。

11.一个微流体系统，包括一个流入口、一个流出口和至少一个如权利要求1-10中任一项所述的流系统(1)。

12.如权利要求11所述的微流体系统，其中，所述微流体系统是或构成流体分析装置的一部分。

13.如权利要求12所述的微流体系统，其中，所述微流体系统是或构成输注系统的一部分。

14.如权利要求11所述的微流体系统，其中，所述微流体系统是或构成给药系统的一部分。

Claims

1.一种流系统(1)，包括：

其中，第一零件(2)和第二零件(3)以这样的方式互相关联地配置：根据环境温度的变化，第一零件(2)和第二零件(3)协同而造成一个或多个流道(4)中的相应变化，使得至少在一个规定温度范围内，至少一个流道(4)的至少一个区段的流动阻力基本上不依赖于环境温度。

6.如上述权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，第一零件(2)和/或第二零件(3)还设有一个或多个附加通道(5、7a、7b)，所述附加通道(5、7a、7b)以这样的方式决定其位置：它/它们与第一零件(2)和第二零件(3)协同而造成一个或多个流道(4)中的相应变化。

7.如以上权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，一个或多个流道(4)中的一个或多个相应变化包括至少一个流道(4)的横截面变化。

8.如以上权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，一个或多个流道(4)中的一个或多个相应变化包括至少一个流道(4)的形状变化。

9.如以上权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，所规定的温度范围是-15℃至50℃。

10.如上述权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，至少是至少一个区段是或包含流动限制。

11.如上述权利要求中任一项所述的流系统(1)，其中，第一热膨胀系数和/或第二热膨胀系数在10^-6/℃至10^-3/℃的范围内。

12.一个微流体系统，包括一个流入口、一个流出口和至少一个如权利要求1-11中任一项所述的流系统(1)。

13.如权利要求12所述的微流体系统，其中，所述微流体系统是或构成流体分析装置的一部分。

14.如权利要求12所述的微流体系统，其中，所述微流体系统是或构成输注系统的一部分。

15.如权利要求12所述的微流体系统，其中，所述微流体系统是或构成给药系统的一部分。