CN108470017A - 一种微量流体喷射质量匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷射质量技术领域，尤其是一种微量流体喷射质量匹配方法，对给定质量的流体，在滴数给定的情况下，通过下述步骤能快速找到控制器所需的喷射气压值：预置喷射气压和目标值让控制器进行试喷，如果试喷质量与目标值之差在精度范围内，则匹配成功；根据压力和喷射质量之间总体上的线性关系计算出下一轮需要试喷的气压值；接近目标值时，采用线性与均值相结合的方法计算下一轮试喷气压，直到设定次数用完或匹配成功。本方法对不同流体原料能自动对流体质量与供给气压的关系进行匹配，免除人工标定，实现流体快速、精确的喷射。

Description

一种微量流体喷射质量匹配方法
技术领域
本发明涉及及微机械制造、生物及制药工程对微量流体质量要求准确的生产、制造技术领域，具体领域为一种微量流体喷射质量匹配方法。
背景技术
微量流体喷射技术作为增材制造工艺的一种，目前广泛应用于制药、生物、芯片制造等领域。在对流体喷射质量要求更为苛刻的行业中，为了获得更加准确的喷射流体质量，用户会将一定质量的流体分解成多滴喷射，这就需要不断的寻找喷射单滴质量来满足喷射要求。在目前的喷射控制技术下，用户人为不断调节喷射控制参数，使喷射出的单滴质量达到要求，由于用户不了解影响喷射质量的因素或者他们之间的内部联系，往往盲目或者多次的调节，这样既费时又费力，而且降低生产效率。因此需要一种能够快速寻找单滴质量的匹配方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微量流体喷射质量匹配方法，以解决现有技术中现有用户因寻找单滴质量而盲目调节参数，导致费时费力、降低生产效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微量流体喷射质量匹配方法，其步骤为：
(1)、在气压线性动态变化下，流体质量基本成线性关系，直线拟合优度判定系数R2值；
(2)、根据控制器算法软件自动保存的上一次结果，并将此结果作为算法起初的初始值，软件执行时首先将此初值与目标值对比；
(3)、根据步骤(2)满足条件则不需执行匹配算法，反之进入匹配算法，不断与目标值匹配；
(4)、在算法设计过程中加入了匹配次数限制，达到一定次数后仍未匹配成功则提示匹配失败，算法终止；
(5)、根据不同原料能自动对流体质量与供给气压的关系进行线性拟合，依据曲线寻找流体供给气压，使在此气压下的流体质量满足目标质量；
(6)、根据匹配算法对实验装置进行验证。
优选的，根据步骤(3)，算法进行第一次匹配后得到的结果与初值进行线性拟合，根据匹配目标质量计算出对应所需的流体气压，流体供给气压计算公式：
其中，PX为线性拟合得出的流体供给气压；MT为匹配目标质量；PL,ML,PH,MH为拟合直线所需两个点的流体气压和对应质量。
优选的，匹配算法依据公式(1)计算流体气压并将此流体气压下的流体质量与匹配目标质量进行比较，根据比较关系不断调节线性拟合参数直至流体质量最终满足用户目标质量误差范围之内暨匹配成功。
优选的，在不同的应用场合，对流体供给气压的范围提出要求，匹配算法在拟合的过程中加入对拟合出气压进行限制，当流体气压低于或者超过限制气压时，匹配算法终止。
优选的，当匹配结果误差在允许范围的两倍以内时，算法创造性的取消线性拟合，而改为流体气压取均值的实用性方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：明填补了目前流体目标质量自动匹配领域的空白，能够实现用户对流体单滴质量0.01mg及以上且误差在3％以内的质量精度要求。用户使用过程中只需输入需要匹配的单滴质量，匹配方法自动执行且精确找到目标质量，省时省力，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的流体质量与流体供给气压关系图；
图2为本发明的软件主体流程图；
图3为本发明的匹配方法流程图；
图4为本发明的匹配方法验证装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至4，本发明提供一种技术方案：一种微量流体(所述的流体为液体和胶体)喷射质量匹配方法，其步骤为：
(1)、在气压线性动态变化下，流体质量基本成线性关系，直线拟合优度判定系数R2值；
(2)、根据控制器算法软件自动保存的上一次结果，并将此结果作为算法起初的初始值，软件执行时首先将此初值与目标值对比；
(3)、根据步骤(2)满足条件则不需执行匹配算法，反之进入匹配算法，不断与目标值匹配；
(4)、在算法设计过程中加入了匹配次数限制，达到一定次数后仍未匹配成功则提示匹配失败，算法终止；
(5)、根据不同原料能自动对流体质量与供给气压的关系进行线性拟合，依据曲线寻找流体供给气压，使在此气压下的流体质量满足目标质量；
(6)、根据匹配算法对实验装置进行验证。
根据步骤(3)，算法进行第一次匹配后得到的结果与初值进行线性拟合，根据匹配目标质量计算出对应所需的流体气压，流体供给气压计算公式：
其中，PX为线性拟合得出的流体供给气压；MT为匹配目标质量；PL,ML,PH,MH为拟合直线所需两个点的流体气压和对应质量。
匹配算法依据公式(1)计算流体气压并将此流体气压下的流体质量与匹配目标质量进行比较，根据比较关系不断调节线性拟合参数直至流体质量最终满足用户目标质量误差范围之内暨匹配成功。
在不同的应用场合，对流体供给气压的范围提出要求，匹配算法在拟合的过程中加入对拟合出气压进行限制，当流体气压低于或者超过限制气压时，匹配算法终止。
当匹配结果误差在允许范围的两倍以内时，算法创造性的取消线性拟合，而改为流体气压取均值的实用性方法。
通过本技术方案，如图1所示，本发明研究了流体供给气压与流体质量的关系；在气动膜片式喷嘴组成的微量流体喷射系统中，影响流体质量的因素有多方面，喷嘴气压、流体供给气压、喷嘴的开闭、阀时间等都可以改变流体质量。但是，在某一种特定应用场合，一般用户会确定某几个因素保持不变，使用其中的一种影响因素来调节流体质量。本发明保持喷嘴开、闭阀时间及喷嘴气压不变，通过调节流体供给气压一方面因素来实现流体质量的调节。因此需要研究流体单滴质量与流体供给气压的关系。通过实验研究分析，如图1所示，气压线性动态变化下，流体质量与流体气压呈现线性关系，直线拟合优度判定系数R2值达到0.993，为方法的设计提供了可行性理论依据；
如图2所示。算法软件会自动保存上一次结果，并将此值作为算法起初的初始值，软件执行时首先将此初值与目标值对比，如果满足条件则不需执行匹配算法，反之进入匹配算法，不断与目标值匹配；在算法设计过程中加入了匹配次数的限制，达到一定次数后仍未匹配成功则提示匹配失败，算法终止；
如图4所示，本发明搭建了实验装置，将匹配方法应用与此装置进行验证。该装置由气动膜片式喷嘴、称重单元、喷嘴驱动控制器及原料供给、恒压气源单元组成。实验数据如下表所示：
通过实验结果分析可得，对于0.01mg～0.20mg范围内，通过设计的匹配方法，匹配次数均在10次以下即可匹配成功，匹配结果误差低于3％。使用此方法自动匹配所需单滴流体质量，并得到最终的流体供给气压。用户应用时根据匹配的结果，通过调节流体供给气压来实现目标单滴流体质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种微量流体喷射质量匹配方法，其特征在于：其步骤为：
(1)、在气压线性动态变化下，流体质量基本成线性关系，直线拟合优度判定系数R2值；
(2)、根据控制器算法软件自动保存的上一次结果，并将此结果作为算法起初的初始值，软件执行时首先将此初值与目标值对比；
(3)、根据步骤(2)满足条件则不需执行匹配算法，反之进入匹配算法，不断与目标值匹配；
(4)、在算法设计过程中加入了匹配次数限制，达到一定次数后仍未匹配成功则提示匹配失败，算法终止；
(5)、根据不同原料能自动对流体质量与供给气压的关系进行线性拟合，依据曲线寻找流体供给气压，使在此气压下的流体质量满足目标质量；
(6)、根据匹配算法对实验装置进行验证。
2.根据权利要求1所述的一种微量流体喷射质量匹配方法，其特征在于：根据步骤(3)，算法进行第一次匹配后得到的结果与初值进行线性拟合，根据匹配目标质量计算出对应所需的流体气压，流体供给气压计算公式：
其中，PX为线性拟合得出的流体供给气压；MT为匹配目标质量；PL,ML,PH,MH为拟合直线所需两个点的流体气压和对应质量。
3.根据权利要求2所述的一种微量流体喷射质量匹配方法，其特征在于：匹配算法依据公式(1)计算流体气压并将此流体气压下的流体质量与匹配目标质量进行比较，根据比较关系不断调节线性拟合参数直至流体质量最终满足用户目标质量误差范围之内暨匹配成功。
4.根据权利要求3所述的一种微量流体喷射质量匹配方法，其特征在于：在不同的应用场合，对流体供给气压的范围提出要求，匹配算法在拟合的过程中加入对拟合出气压进行限制，当流体气压低于或者超过限制气压时，匹配算法终止。
5.根据权利要求4所述的一种微量流体喷射质量匹配方法，其特征在于：当匹配结果误差在允许范围的两倍以内时，算法创造性的取消线性拟合，而改为流体气压取均值的实用性方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274540A (zh) * 2004-10-01 2008-10-01 精工爱普生株式会社 微滴喷射设备、用基板制造面板的方法、图像显示设备及电子设备
CN103698114A (zh) * 2013-12-06 2014-04-02 广东电网公司电力科学研究院 一种喷射装置的性能检测方法和装置
CN104750125A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种质量流量控制器的校准方法及装置
CN105756688A (zh) * 2016-04-13 2016-07-13 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 一种提高混凝土喷射质量的喷头装置及施工方法
CN106289419A (zh) * 2016-09-09 2017-01-04 三峡大学 一种注射式3d打印流量估计方法
CN106415215A (zh) * 2014-06-03 2017-02-15 赛峰航空器发动机 用于估计流体流量的方法和系统
CN206793959U (zh) * 2017-05-08 2017-12-26 常州铭赛机器人科技股份有限公司 流体微量喷射装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101274540A (zh) * 2004-10-01 2008-10-01 精工爱普生株式会社 微滴喷射设备、用基板制造面板的方法、图像显示设备及电子设备
CN103698114A (zh) * 2013-12-06 2014-04-02 广东电网公司电力科学研究院 一种喷射装置的性能检测方法和装置
CN104750125A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种质量流量控制器的校准方法及装置
CN106415215A (zh) * 2014-06-03 2017-02-15 赛峰航空器发动机 用于估计流体流量的方法和系统
CN105756688A (zh) * 2016-04-13 2016-07-13 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 一种提高混凝土喷射质量的喷头装置及施工方法
CN106289419A (zh) * 2016-09-09 2017-01-04 三峡大学 一种注射式3d打印流量估计方法
CN206793959U (zh) * 2017-05-08 2017-12-26 常州铭赛机器人科技股份有限公司 流体微量喷射装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANTONIN HOEL: "A microfluidic distribution system for an array of hollow microneedles", 《JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING》 *
ELODIE SOLLIER: "Rapid prototyping polymers for microfluidic devices and high pressure injections", 《LAB CHIP》 *
张鸿海: "气动膜片式微滴喷射系统原理与实验", 《华中科技大学学报(自然科学版)》 *
舒霞云: "气动膜片式金属微滴喷射理论与实验研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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