CN107075431B

CN107075431B - 微流体阀

Info

Publication number: CN107075431B
Application number: CN201480082093.5A
Authority: CN
Inventors: 亚历山大·戈维亚迪诺夫; 埃瑞克·D·托尔尼艾宁; 大卫·P·马克尔; 帕威尔·科尔尼洛维奇
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2034-08-15
Also published as: WO2016024998A1; CN107075431A; EP3180415A4; US10197188B2; US20170276259A1; EP3180415B1; EP3180415A1

Abstract

在一个示例性实施方式中，一种控制微流体阀的方法包括以第一频次触发第一惯性泵并以第二频次触发第二惯性泵，以在微流体阀内造成第一流体流动模式。所述方法还包括调整所述第一频次和所述第二频次中的至少一个，以将所述第一流体流动模式改变为第二流体流动模式。

Description

微流体阀

背景技术

微流体设备以流体输送通道提供小型化环境，该流体输送通道能够实现例如可从几微升至几飞升(10^-6-10^-15升)范围的非常小的流体样本体积的控制和操作。这种设备例如可用于医疗诊断、DNA取证、和“芯片实验室”化学分析中，并且其可使用诸如光刻的普通的微细加工技术来被制造。

流体系统中的阀被用于在特定方向上最小化或消除流体的流动。微流体系统中的阀通常需要特殊的材料，该材料具有有限的材料相容性，并且可能是昂贵的和/或难以制造的。微流体系统中的阀通常包括移动部分，这降低了其可靠性。

附图说明

现在将参考附图描述示例，其中：

图1示出使用惯性泵以控制通过微流体通道的流体流动的微流体阀的示例；

图2A-2F例示微流体阀的示例性实施例的示例性运转方式，其中惯性泵包括气泡泵；

图3例示示出在微流体阀的三个惯性泵之中发生的惯性泵触发的示例的图表；

图4示出通过微流体阀的流体流动的示例性进程或模式，其与图3中所示的惯性泵触发对应；

图5例示示出在微流体阀的三个惯性泵之中发生的惯性泵触发的另一示例的图表；

图6示出通过微流体阀的流体流动的示例性进程或模式，其与图5中所示的惯性泵触发对应；

图7和图8例示微流体阀的另外的示例，其以关于图1-6中的三通道微流体阀所描述的相同原理运转；

图9示出能够以不同的顺序和相对于彼此不同的触发频次的可调节比率选择性地致动惯性泵以控制通过微流体阀的流体流动的致动器的示例；

图10和图11示出例示使用惯性泵的频次控制以控制通过微流体通道的流体流动的关于微流体阀的示例性方法的流程图。

在全部附图中，相同的附图标记标示类似的、但不一定相同的元件。

具体实施方式

图1示出微流体阀100的示例。如在此后将描述的，微流体阀使用惯性泵以控制通过储液器或腔室之间的微流体通道的流体的流动。在一些示例中，微流体阀通过以关于彼此不同的频次触发惯性泵而控制流体的流动。因此，惯性泵之间的触发频次比率可被调整以动态地控制阀内流体的流动。调整触发频次的比率可导致通过阀内通道的多种流体流动模式。一般地，与之前的微流体阀相比，微流体阀100的多种实施例提供改进的流体流动控制，包括阀规模(scaling)和减少的压力损失，同时还减少或省去移动部件、增强可靠性并降低成本。

微流体阀100包括三个通道102(例示为通道102-1、102-2、102-3)，具有彼此交汇并且流体联接在流体交汇部106处的第一通道端104(以虚线例示为第一通道端104-1、104-2、104-3)。每个通道102朝向第二通道端108(例示为第二通道端108-1、108-2、108-3)以角度“a”延伸远离通道交汇部106。微流体阀100在通道102的长度“L”相等以及通道102延伸远离交汇部106的角度“a”相等方面是大体统一的。例如，在图1中，对于延伸远离交汇部106的每个通道102的角度“a”可为120°。值得注意的是，虽然所提供的示例一般涉及统一的(即具有统一的通道长度、角度、宽度)微流体阀100，这里讨论的包括使用频次控制的惯性泵/阀来控制通过通道的流体流动的构思等同地适用于具有不相等的通道长度、不相等的角度、不相等的宽度等的非统一的微流体阀。示例中统一的微流体阀100的使用主要是为简化说明和例示的目的。

在每个通道102的第二通道端108处，微流体阀100可包括储液器或腔室110(例示为腔室110-1、110-2、110-3)以从相应的通道102接收流体，和/或向相应的通道102提供流体。尽管图1中的腔室110被示出为具有比通道102略大的宽度，但是在实际的微流体阀100中，腔室110可以比通道102的宽度明显更宽。朝向每个通道102的第二通道端108，微流体阀100包括惯性泵112(分别例示为惯性泵112-1、112-2、112-3，和“A”、“B”、“C”)。每个惯性泵112包括位于相应通道102内、接近腔室110并远离交汇部106的泵送设备。换言之，惯性泵112与腔室110间隔小于第一通道端104和第二通道端108之间的全部流体路径长度的一半的距离。惯性泵112利用通道102内的惯性和动量引起流体流动。为了本公开的目的，术语“惯性泵”涉及一种泵送设备，其在通道102内初始地沿两个方向驱动流体，但是其中该泵送设备被不对称地定位在通道端(104和108)之间，使得泵送事件的最终结果为流体沿朝向两个通道端中的距离最远的方向被驱动，在所描述的示例中为朝向第一通道端104被驱动。

在微流体阀100中，每个惯性泵112可由致动器101选择性地致动，以引起与由另一惯性泵的致动产生的压力导致的流体流动或者由来自腔室110内、大气等的压力梯度导致的流体流动相反的方向的流体流动。在一些示例中，惯性泵112可由致动器101致动至其停止或阻止压力下的流体流过其的程度。在这种情况下，惯性泵112充当通道102内的关闭阀，并且阻止压力下的流体流入其第二通道端108处的腔室110中。在其它示例中，惯性泵112可由致动器101致动至其减小压力下的流体流过其的速度的程度。在这种情况下，惯性泵112在通道102内充当部分打开的阀，并且允许一些压力下的流体流入其第二通道端108处的腔室110中。一般地，由致动器101控制惯性泵112的致动频次可在阀100内造成通过通道的多种不同的流体流动模式。在下面更详细地讨论致动器101。

在一个实施例中，惯性泵112包括气泡泵。气泡泵为产生初始膨胀气泡以移动或驱动邻近的流体远离该气泡的泵。气泡泵的一个示例包括微加热器，诸如热喷墨(TIJ)泵。TIJ泵利用电流通过的电阻。在一些示例中，TIJ泵可使用多个电阻。在电流穿过电阻时由电阻产生的热量使接近或围绕电阻的流体蒸发而产生气泡。随着气泡膨胀，其驱动邻近的流体远离其自身和电阻。

图2A-2F例示微流体阀100的示例性实施例的运转方式，其中诸如图1的惯性泵B(112-2)的惯性泵112包括热气泡型泵(thermal bubble type pump)。虽然图2A-2F中示出的微流体阀100旨在表示图1的示例性三通道微流体阀100，但是为了本说明书的目的，仅示出三个通道中的一个。图2A-2F例示微流体阀100的一个通道102内的惯性泵112的气泡泵的单次致动的膨胀-崩塌周期(expansion-collapse cycle)。这种膨胀-崩塌周期可被称为“泵送事件”，并且在一些示例中，膨胀-崩塌周期可包括“泵送事件”的全部或部分。单个膨胀-崩塌周期导致以远离最靠近惯性泵112、B的第二通道端108并且远离腔室110的方向施加至流体的力。单个膨胀-崩塌周期(泵送事件)产生朝向交汇部106(即朝向第一通道端104)的流体流动，其将与在来自另一惯性泵的压力下或者微流体阀100内的其它压力梯度下可从交汇部106流出的流体对抗并控制该流体。

图2A例示处于起始状态的微流体阀100的一个通道102，其中通道102内的流体处于休息或静止状态。图2B例示在用作惯性泵112的气泡泵的单次致动时的通道102。如图2B所示，气泡泵生成高压蒸汽气泡200。气泡200提供沿两个方向推动流体远离气泡200和惯性泵112的正压力差。如图2C所示，气泡200的蒸汽压力快速下降至大气压以下，并且流体在负压力差下减速的同时由于惯性而继续移动。如图2D所示，通道102的短臂202(即，至惯性泵B、112的右侧)中的流体反转方向或者在到达在第二通道端108处的腔室110的较大接口时转向。同时，通道102的长臂204(即至惯性泵B、112的左侧)中的流体继续朝向在第一通道端104处的交汇部106移动。如图2E所示，朝向交汇部106移动的长臂204中的流体到达交汇部106(即第一通道端104)并且转向或者反转方向，使得两个流柱在碰撞点碰撞，该碰撞点为已远离惯性泵B、112(即初始气泡膨胀的起始点)、朝向交汇部106移位的点。如图2F所示，因为流自短臂202的流体在碰撞的点处具有较大量的动量，所以总的崩塌后动量不为零，并且流体最终沿朝向交汇部106(即第一通道端104)的方向被驱动，其将对抗(即停止或减小)在来自交汇部106或者来自另一惯性泵或其它压力梯度的压力下被驱动的流体。

流体由惯性泵112驱动的速度取决于惯性泵112的功率和频次、惯性泵112与通道102的端部间隔的距离、相对于通道102的横截面面积或宽度的腔室110的横截面面积或宽度，以及待泵送流体的黏度。由惯性泵112由于惯性引起的流体的移动大于由于摩擦而对抗该移动的阻力。在一些示例中，惯性泵112可具有至少1m/s至10m/s并且标称为高达20m/s的初始速率。在一些示例中，惯性泵112包括热喷墨电阻，其产生以至少1m/s至10m/s的初始速率推进邻近的流体的蒸汽气泡。在一些示例中，接近惯性泵112的腔室110可具有至少5倍于、并且标称为至少10倍于通道102的横截面面积或宽度的横截面面积或宽度。在一些示例中，通道102具有大约10至50μm的宽度，而腔室110具有大约200至500μm的宽度(在腔室110的接口处垂直于通道102的轴向方向测量)。在其它示例中，通道102和腔室110的宽度差可具有其它值。

虽然图2例示其中惯性泵112包括气泡泵的微流体阀100的示例，但是在其它示例中，惯性泵112可包括在通道内初始地沿两个方向驱动流体的其它泵送机构或设备，但是其中泵送设备非对称地定位在较大的腔室或储液器之间，使得最终结果为流体沿朝向通道的较长臂的方向被驱动。例如，惯性泵112可包括沿着通道102接近腔室110和远离交汇部106的一侧的可弯的或可偏转的薄膜，其中该薄膜可通过电力、磁力、机械力或其它力偏转，以在相对狭窄的通道102内初始地沿两个方向驱动流体。在一些示例中，惯性泵112可包括可由(例如由压电陶瓷(PZT)制造的)压电元件偏转的薄膜。

如以上提到的，流体由惯性泵112驱动的速度部分地取决于惯性泵112的频次。因此，改变通道102中的惯性泵112的触发频次可以控制流体将流动通过通道的程度。例如，进入通道102的流体流动可通过调整通道中的惯性泵112的触发频次而被停止或减小。将此应用于如图1中的微流体阀100，阀的全部三个通道102的流体流动可仅通过控制每个惯性泵112的触发频次来控制。在任何给定的具有三个通道102的微流体阀100中，例如，两个惯性泵112之间的触发频次的比率可被调整以造成从一个通道向第二通道的流体流动，同时阻挡进入第三通道的流体流动。流向任何通道和从任何通道流出的任何方式可通过调整惯性泵112之间的触发频次的比率来控制。

图3例示示出惯性泵触发300的示例的图表，惯性泵触发300在诸如图1的阀100的微流体阀100的三个惯性泵112(惯性泵A、B和C)之中发生，以控制微流体阀100的三个通道102内的流体流动。图4示出与图3中所示的惯性泵触发对应的通过微流体阀100的流体流动的示例性进程或模式。现在参见图1、图3和图4，通道102-1中的惯性泵112-1、A在时间0处被单次触发。如图4A所示，生成流过假想平面“p1”并朝向阀交汇部106的流体流动“q”。对于统一的微流体阀100，流动q在其流动通过交汇部106时在通道102-2和102-3之间被大致均衡地分配。因此，惯性泵112-1、A的单次触发沿着每个通道102-2和102-3生成q/2的流体流动。

在惯性泵112-1、A触发时，并且在任意后续的泵触发之前，时间延迟302被实施。一般地，时间延迟302允许在另一泵送事件被发起之前由惯性泵的触发发起的当前泵送事件完成或“安定(settled)”。时间延迟使连续的泵送事件之间的相互影响和干扰最小化，并且有效地使微流体阀100表现为线性系统，该线性系统中，由泵送事件造成的流体流动响应将根据叠加原理加在一起。时间延迟302使得在下一个泵送事件被发起之前由惯性泵触发造成的驱动气泡能够完全崩塌并且流体流动能够安定。驱动气泡膨胀和崩塌的时间大约为5-20μs。用于流体流动移动以安定在净流方向的时间可变化，并且在一些示例中可为大约80μs。一般地，泵送事件包括驱动气泡的膨胀和崩塌，以及流体在净流方向上的安定。因此，泵送事件或者惯性泵触发之间的时间延迟302通常大约在50-100μs之间，但并不限于此范围。其它时间延迟是可能的。如图3的示例中所示，每个泵送事件的触发以接近100μs的时间间隔发生。

在惯性泵112-1、A的第一次惯性泵触发的起始处实施的时间延迟302之后，第二次惯性泵触发在接近100μs处发生，如图3和图4B中所示。第二次惯性泵触发是泵112-1、A的另一次触发。如泵112-1、A的第一次惯性泵触发一样，泵112-1、A的第二次惯性泵触发生成流过假想平面“p1”并朝向阀交汇部106的流体流动“q”。如图4B中所示和如上所提到的，泵112-1、A的第一次和第二次泵触发的流体流动通过叠加而合并(通过时间延迟302实现)，导致2q的流体流动流过平面p1，并且分配的q的流体流动分别流入通道102-2和102-3中，并流过平面p2和p3。

在另一时间延迟302之后，第三次惯性泵触发在接近200μs处发生，如图3中所示。第三次惯性泵触发为惯性泵112-2、B的触发。因为微流体阀100大体统一，具有相等长度L的通道、通道成相等的角度“a”、惯性泵112使用相同尺寸的加热电阻，等等，所以惯性泵112-2、B的触发生成流动远离第二通道端108-2、经过假想平面“p2”并朝向阀交汇部106处的第一通道端104-2的流体流动“q”。如图4C中所示，来自惯性泵112-2、B的单次触发的流体流动q在其流动通过交汇部106时在通道102-1和102-3之间被大致均衡地分配。因此，惯性泵112-2、B的单次触发生成分别沿每个通道102-1和102-3、经过平面p1和p3的q/2的流体流动。

图4D示出由图3的前三次惯性泵触发生成的结果流，其中惯性泵112-1、A被触发两次，随后是惯性泵112-2、B的单次触发。如以上所指出的，根据叠加原理，在每个泵触发事件之间引入时间延迟302导致流体流动响应被加在一起。因此，惯性泵112-1、A以频次2相继触发，随后惯性泵112-2、B以频次1触发，导致3q/2的流体流动从惯性泵112-1、A经过平面p1、通过交汇部106、并通过通道102-3经过平面p3。对应的结果是惯性泵112-2、B充当关闭阀，其使在来自惯性泵112-1、A的压力下来自通道102-1的流体的流动停止，并且将该流重新引导返回至通道102-1和102-3。因此，惯性泵112-1、A和惯性泵112-2、B之间的2/1的触发频次的比率为可在微流体阀100中实施以控制通过阀的流体流动的比率的示例。

如以上所指出的，微流体阀100一般被考虑为统一的阀，其中通道102具有相等的长度L、通道角度“a”相等、惯性泵112使用相同尺寸的加热电阻等等。微流体阀100的假设的统一性能够简化以上关于图3和图4所讨论的流体流动示例。然而，在其它示例中，微流体阀100可以是不统一的。例如，制造异常可导致通道的长度不统一，或者通道延伸远离交汇部106的角度为不统一的角度。在这种情况下，惯性泵112-1、A和惯性泵112-2、B之间2/1的触发频次的比率很可能将不产生与以上示例中所述相同的流动结果。例如，这种非统一性可导致一些流体量非预期地流动通过通道102-2。然而，在这种情况下，惯性泵112-1、A和惯性泵112-2、B之间的触发频次的比率可被调整以补偿阀100中的非统一性，从而保持预期的流体流动通过阀。

图5例示示出惯性泵触发500的另一示例的图表，惯性泵触发500在诸如图1的阀100的微流体阀100的三个惯性泵112(惯性泵A、B和C)之中发生，以控制微流体阀100的三个通道102内的流体流动。图6示出与图5中所示的惯性泵触发对应的通过微流体阀100的流体流动的示例性进程或模式。总体上，图5和图6提供例示通过微流体阀100的流体流动模式的示例，其与之前的图3和图4中的示例不同，完全是因为应用惯性泵112-1、A和惯性泵112-2、B之间的触发频次的不同比率。应当注意，虽然在示例中使用惯性泵A和B，但是泵的其它组合可不费力地被用于论证基于触发频次的比率对通过微流体阀100的流体流动的控制。

现在参见图1、图5和图6，通道102-1中的惯性泵112-1、A被接连三次触发500，第一次在时间0处，并且在100μs处和200μs处再次触发。每个触发500相隔时间间隔502，并且如图6A中所示，由三次触发500产生的流动通过叠加合并，导致经过假想平面“p1”并朝向阀交汇部106的3q的流动。流体流动3q在其流动通过交汇部106时在通道102-2和102-3之间被大致均衡地分配。因此，惯性泵112-1、A的三次触发生成沿每个通道102-2和102-3的3q/2的流体流动。此后，在另一时间延迟502之后，通道102-2中的惯性泵112-2、B被触发一次，导致流动远离第二通道端108-2、经过假想平面“p2”并朝向阀交汇部106处的第一通道端104-2的流体流动“q”。如图6B中所示，由惯性泵112-2、B的单次触发产生的流体流动q在其流动通过交汇部106时在通道102-1和102-3之间被大致均衡地分配。因此，惯性泵112-2、B的单次触发生成分别沿每个通道102-1和102-3、经过平面p1和p3的q/2的流体流动。

图6C示出由图5的前四次惯性泵触发生成的结果流体流动模式，其中惯性泵112-1、A被触发三次，随后是惯性泵112-2、B的单次触发。如以上所指出的，根据叠加原理，在每个泵触发事件之间引入时间延迟302、502导致流体流动响应被加在一起。因此，惯性泵112-1、A以频次3的相继触发、随后惯性泵112-2、B以频次1触发，导致5q/2的流体流动从惯性泵112-1、A经过平面p1并通过交汇部106。泵A和B之间的触发频次的结果比率进一步导致q/2的流动通过通道102-2、经过平面p2，并且2q的流动通过通道102-3、经过平面p3。因此，虽然之前的图3和图4中的示例例示使通过通道102-2的流体流动停止的惯性泵A和B之间的触发频次的比率，但是图5和图6中的示例例示使通过通道102-2的流体流动减小的惯性泵A和B之间的触发频次的比率。

图7和图8例示微流体阀的另外的示例，其在与以上关于图1-6中的三通道微流体阀100描述的相同原理下操作。该原理可应用于包括三个或更多个流体通道102的任意类似的合适的微流体阀。因此，图7和图8中所示的微流体阀700和800分别包括超出三个通道的不同数量的通道102。如以上讨论的微流体阀100，图7和图8中的微流体阀700和800中的通道102具有统一的长度和宽度，通道延伸远离交汇部106的角度相等，惯性泵A-E的尺寸统一，等等。

图9示出致动器101的示例，其能够以不同的顺序和以相对于彼此不同的可调节的触发频次的比率选择性地致动惯性泵112，以控制通过诸如微流体阀100的微流体阀的流体流动。致动器101包括控制器900，从而以变化的顺序和频次选择性地致动泵112，以生成和/或控制或以阀调节微流体阀100的通道102内的流体流动。控制器900包括处理器(CPU)902和存储器904，并且可附加地包括用于与微流体阀100的惯性泵112通信并控制微流体阀100的惯性泵112的固件或其它电子器件。处理器902旨在包括执行包含在非暂时性存储器中的指令序列的任何目前开发的或未来开发的处理单元。指令序列的执行使处理单元实行诸如生成控制信号的步骤。指令可在随机存取存储器(RAM)中从只读存储器(ROM)、大容量存储设备、或一些其它永久存储器被加载，用于由处理单元执行。在其它示例中，硬接线电路可被用于代替软件指令或者与软件指令组合以实现所描述的功能。例如，控制器900可被体现为一个或多个专用集成电路(ASIC)的一部分。除非另外指明，控制器900不限于硬件电路和软件的任何具体组合，也不限于用于由处理单元执行的指令的任何特定源。

存储器904可包括易失性存储部件(即RAM)和非易失性存储部件(例如ROM、硬盘、光盘、CD-ROM、磁带、闪存等)。存储器904的部件包括非暂时性的机器可读(例如计算机/处理器可读)介质，其提供机器可读编码程序指令、数据结构、程序指令模块和其它数据的存储，用于通过惯性泵112的选择性触发来控制微流体阀100中的流体流动。例如，惯性泵频次模块906包括存储在存储器904中并且可在处理器902上执行的程序指令，以使致动器900选择性地启动或触发惯性泵112，从而控制通过微流体阀100的流体流动。另外，存储器904包括具有可在处理器902上执行的指令的时间间隔模块908，以能够调整在微流体阀100上的惯性泵112的每个触发之间发生的时间间隔。存储在存储器904中的程序指令、数据结构和模块可以是能够由处理器902执行用于实施多个示例(诸如在此讨论的示例)的安装包的一部分。因此，存储器904可以是诸如CD、DVD或者闪盘驱动器的便携式介质，或者是由服务器维护的存储器，可从该服务器下载和安装安装包。在另一示例中，存储在存储器904中的程序指令、数据结构和模块可以是已经安装的一个或多个应用的一部分，在该情况下，存储器904可包括诸如硬件驱动的集成存储器。

图10和图11示出例示示例性方法1000和1100的流程图，涉及使用惯性泵的频次控制以控制通过微流体通道的流体流动的微流体阀。方法1000和1100与以上关于图1-图9讨论的示例相关联，并且方法1000和1100中示出的操作的细节可在这些示例的相关讨论中找到。方法1000和1100的操作可被体现为存储在非暂时性机器可读(例如计算机/处理器可读)介质上的编程指令，诸如图9中所示的致动器101的存储器904。在一些示例中，实施方法1000和1100的操作可通过处理器(诸如图9的处理器902)读取和执行存储在存储器904中的编程指令而实现。在一些示例中，实施方法1000和1100的操作可使用ASIC(专用集成电路)和/或单独的其它硬件部件或者与可由处理器902执行的编程指令组合的其它硬件部件。

方法1000和1100可包括多于一种的实施方式，并且方法1000和1100的不同的实施方式可不采用呈现在相应的流程图中的每个操作。因此，虽然方法1000和1100的操作在流程图内以特定顺序呈现，其呈现的顺序不旨在对可实际实施操作的顺序的限制，或者对是否会实施所有的操作的限制。例如，方法1000的一个实施方式可能通过执行若干初始操作而不执行一个或多个后续的操作而实现，而方法1000的另一实施方式可能通过执行全部操作而实现。

现在参见图10的流程图，控制微流体阀100的示例性方法1000在方框1002处开始，以第一频次触发第一惯性泵，并且以第二频次触发第二惯性泵，以在微流体阀内造成第一流体流动模式。在方框1004处，方法以调整第一频次和第二频次中的至少一个以将第一流体流动模式改变为第二流体流动模式继续。返回参见方框1002，在一些示例中，以一频次触发惯性泵包括在惯性泵的每个触发之间实施时间延迟，以使由该触发产生的泵送事件能够在如方框1006所示的后续触发被发起之前完成。如方框1008所示，在一些示例中，触发第一惯性泵造成第一流体流动，并且触发第二惯性泵造成第二流体流动以对抗第一流体流动。在该情况的一些示例中，如方框1010所示，第二流体流动使第一流体流动停止流动通过第二惯性泵所在的流体通道。在其它示例中，如方框1012所示，第二流体流动使流动通过第二惯性泵所在的流体通道的第一流体流动的量减小。

现在参见图11的流程图，有关控制微流体阀100的示例性方法在方框1102处开始，以第一触发频次触发第一惯性泵，从而在第一流体通道中生成第一流体流动，其中第一流体流动在至少第二流体通道和第三流体通道之中被分配。方法1100在方框1104处继续，以第二触发频次触发第二流体通道中的第二惯性泵，从而生成对抗在第二流体通道内流动的第一流体流动的被分配部分的第二流体流动，其中第二流体流动在至少第一流体通道和第三流体通道之中被分配。在一些示例中，如方框1106处所示，第二流体流动阻挡第一流体流动的被分配部分流动通过第二流体通道。如方框1108处所示，在一些示例中，微流体阀内的净流体流动包括流动通过第三流体通道的第一流体流动的被分配部分和第二流体流动的被分配部分的总和。如方框1110处所示，在一些示例中，微流体阀内的净流体流动包括来自第一流体通道并通过第三流体通道的流体流动。

Claims

1.一种控制微流体阀的方法，所述微流体阀包括：

至少三个流体通道，联接至通道交汇部并且成角度地延伸远离所述通道交汇部，每个流体通道在第一通道端联接至所述通道交汇部；

惯性泵，位于每个流体通道内并朝向与所述第一通道端相反的第二通道端，所述惯性泵包括位于一个流体通道内的第一惯性泵和位于另一流体通道内的第二惯性泵；和

致动器，用于在生成通过所述流体通道的第一流体流动模式的所述惯性泵中的至少两个之间设置触发频次的比率，

所述方法包括：

以第一频次触发所述第一惯性泵并以第二频次触发所述第二惯性泵，以在微流体阀内造成第一流体流动模式；和

调整所述第一频次和所述第二频次中的至少一个，以将所述第一流体流动模式改变为第二流体流动模式，

其中以一频次触发惯性泵包括在惯性泵的每次触发之间实施时间延迟以使由所述触发产生的泵送事件能够在随后的触发被发起之前完成。

2.如权利要求1所述的方法，其中触发所述第一惯性泵造成第一流体流动，并且触发所述第二惯性泵造成对抗所述第一流体流动的第二流体流动。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述第二流体流动使所述第一流体流动停止流动通过所述第二惯性泵所在的流体通道。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述第二流体流动使流动通过所述第二惯性泵所在的流体通道的所述第一流体流动的量减小。

5.一种微流体阀，包括：

至少三个通道，联接至通道交汇部并且成角度地延伸远离所述通道交汇部，每个通道在第一通道端联接至所述通道交汇部；

惯性泵，位于每个通道内并朝向与所述第一通道端相反的第二通道端；和

致动器，用于在生成通过所述通道的第一流体流动模式的所述惯性泵中的至少两个之间设置触发频次的比率，

其中所述致动器包括时间间隔模块以能够调整惯性泵的每次触发之间的时间间隔，以使由所述触发产生的泵送事件能够在随后的触发被发起之前完成。

6.如权利要求5所述的微流体阀，其中所述触发频次的比率包括能够被调整以在所述通道内生成不同的流体流动模式的可变比率。

7.如权利要求5所述的微流体阀，其中所述第一流体流动模式包括其中通过所述通道中的一个的流体流动被阻挡的模式。

8.如权利要求5所述的微流体阀，其中所述第一流体流动模式包括其中通过所述通道中的一个的流体流动被减小的模式。

9.如权利要求5所述的微流体阀，其中所述通道具有相等的长度，并且所述角度为相等的角度。

10.一种存储指令的非暂时性机器可读存储介质，所述指令由微流体阀上的致动器的处理器执行，

所述微流体阀包括：

至少三个流体通道，联接至通道交汇部并且成角度地延伸远离所述通道交汇部，每个流体通道在第一通道端联接至所述通道交汇部，所述至少三个流体通道至少包括第一流体通道、第二流体通道和第三流体通道；

惯性泵，位于每个流体通道内并朝向与所述第一通道端相反的第二通道端，所述惯性泵包括位于所述第一流体通道内的第一惯性泵和位于所述第二流体通道内的第二惯性泵；和

所述致动器，用于在生成通过所述流体通道的第一流体流动模式的所述惯性泵中的至少两个之间设置触发频次的比率，

当所述指令由所述处理器执行时，使所述致动器：

在所述第一流体通道中以第一触发频次触发所述第一惯性泵以生成第一流体流动，其中所述第一流体流动在至少第二流体通道和第三流体通道之中被分配；

在所述第二流体通道中以第二触发频次触发所述第二惯性泵以生成第二流体流动，所述第二流体流动对抗在所述第二流体通道内流动的所述第一流体流动的被分配部分，其中所述第二流体流动在至少所述第一流体通道和所述第三流体通道之中被分配；以及

在惯性泵的每次触发之间实施时间延迟以使由所述触发产生的泵送事件能够在随后的触发被发起之前完成。

11.如权利要求10所述的非暂时性机器可读存储介质，其中所述第二流体流动阻挡所述第一流体流动的被分配部分流动通过所述第二流体通道。

12.如权利要求11所述的非暂时性机器可读存储介质，其中所述微流体阀内的净流体流动包括流动通过所述第三流体通道的所述第一流体流动的被分配部分和所述第二流体流动的被分配部分的总和。

13.如权利要求11所述的非暂时性机器可读存储介质，其中所述微流体阀内的净流体流动包括来自所述第一流体通道并通过所述第三流体通道的流体流动。