CN110132479B - 用于测量微流体压力的微传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微流控技术领域，提供了一种用于测量微流体压力的微传感器，包括流体流道层、弹性层和检测层，弹性层位于流体流道层和检测层之间，流体流道层内设有流体微流道，检测层设有检测微流道和电极微流道，检测微流道包括感应区和显示区，感应区与流体微流道相对应，感应区与显示区内填充有互不相溶的流体且电学常数不同，感应区与显示区之间形成分割界面，分割界面随流体微流道内流体压力的变化在检测微流道内移动；电极微流道设于检测微流道的侧面，电极微流道与检测微流道形成电信号检测系统。本发明提供一种用于测量微流体压力的微传感器，来适应微流控芯片上的微流体压力测量，减小环境对测量结果的干扰，实现传感器的微型化和集成化。

Description

用于测量微流体压力的微传感器

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，特别是涉及一种用于测量微流体压力的微传感器。

背景技术

微流体的压力是微流控系统中重要的物理参数。它决定了微流道中液滴的生成速率和液滴的大小，同时它还影响微流道中液滴间的混合速率和气压式阀门的工作状态。因此，实时、精准地测量微流体的压力值，能够保证液滴在微流道中稳定、持续地生成和输送，具有重大意义。

目前，常用的微流体压力传感器具有复杂的结构，无法集成到微流控芯片，还不具备能够实时、准确地测量微流道内微流体压力的变化的功能。复杂微流体压力传感器限制了该传感器集成到微流控芯片上，且其检测结果容易受环境因素的影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一：包括现有的测量微流体压力的传感器，具有结构复杂、不能集成到微流控芯片上，且检测结构容易受到环境因素干扰等。

本发明的目的是：提供一种用于测量微流体压力的微传感器，用于解决现有结构复杂、不能集成到微流控芯片上，且易受环境因素干扰的问题，来适应微流控芯片上的微流体压力测量，减小环境因素对测量结果的干扰。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于测量微流体压力的微传感器，包括流体流道层、弹性层和检测层，

所述弹性层位于所述流体流道层和所述检测层之间，

所述流体流道层内设有流体微流道，

所述检测层设有检测微流道和电极微流道，

所述检测微流道包括感应区和显示区，所述感应区与所述流体微流道相对应，所述感应区与所述显示区内填充有互不相溶的流体且电学常数不同，所述感应区与所述显示区之间形成分割界面，所述分割界面随所述流体微流道内流体压力的变化在所述检测微流道内移动；

所述电极微流道设于所述检测微流道的侧面，所述电极微流道与所述检测微流道形成电信号检测系统，所述电信号检测系统用于测量所述检测微流道内的电信号变化。

在一些技术方案中，优选的是，所述电学常数包括介电常数、电阻率，所述检测微流道内包括有机溶液和无机溶液，所述感应区内的感应流体包括有机溶液，所述有机溶液包括二甲基硅油和/或甘油，所述显示区内的显示流体包括无机溶液，所述无机溶液包括水、或盐溶液。

在一些技术方案中，优选的是，所述感应区包括连接段若干个感应头，所述连接段连接所述感应头与所述显示区；

所述感应头为一个时，所述感应头包括圆形探头、矩形探头；

所述感应头为多个时，所述感应头相互连通，所述感应头包括圆形探头、矩形探头和/或组合形状的探头。

在一些技术方案中，优选的是，所述电极微流道上至少设有一个入口和一个出口；或所述电极微流道包括透气材料，所述电极微流道上设有一个入口。

在一些技术方案中，优选的是，所述弹性层的两个相对侧面分别贴合所述流体微流道、所述感应区。

在一些技术方案中，优选的是，所述流体微流道设于所述弹性层上方，所述检测微流道和所述电极微流道设于所述弹性层的下方，所述感应区设于所述弹性层的下方。

在一些技术方案中，优选的是，所述弹性层的材料包括聚二甲基硅氧烷。

在一些技术方案中，优选的是，所述电信号检测系统还包括电学信号测量仪，所述电学信号测量仪与所述电极微流道电连接，所述电信号检测系统至少包括电容信号检测回路和电阻信号检测回路中的一个。

在一些技术方案中，优选的是，所述电极微流道设于所述检测微流道的一侧或两侧，所述电极微流道内填充有导电体。

在一些技术方案中，优选的是，所述电容信号检测回路包括所述电极微流道和微小电容检测设备，

所述电极微流道对称设于所述检测微流道的两侧，所述电极微流道与所述检测微流道之间设有间隙，所述电极微流道的形状与所述检测微流道的形状相同，且所述分割界面的活动调节范围位于所述电极微流道的长度方向的两端之间；

所述显示区的形状包括直线型、圆盘型和/或多级弯折的S型；

所述电极微流道与所述微小电容检测设备通过导线连接。

在一些技术方案中，优选的是，所述电容信号检测回路包括所述电极微流道和微小电阻检测设备，

所述电极微流道在所述检测微流道的长度方向的一侧或两侧，且所述电极微流道包括位于所述感应区的感应区微流道和位于所述显示区的显示区微流道；

所述电极微流道与所述微小电阻检测设备通过导线连接。

在一些技术方案中，优选的是，所述导电体包括金属和/或导电离子溶液，所述金属包括液态金属或液态合金，所述导电离子溶液包括盐溶液。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)采用非接触的方式，利用电学检测原理，对流体微流道内的压力变化进行测量，简化传感器的结构和加工制作工艺，实现微流体压力传感器的微型化和集成化，并避免微流体压力传感器与微流体间的交叉污染；

(2)流体流道层与检测层通过弹性层隔开，弹性层将流体微流道的压力变化传递给检测层的检测微流道，并且配合电信号检测系统，通过电学信号精确表征、推算微流体的压力变化，同时还能记录压力变化。

附图说明

图1为本发明用于测量微流体压力的微传感器的一优选实施例的立体结构示意图；

图2为本发明用于测量微流体压力的微传感器的图1所示的优选实施例的沿Z方向的结构示意图；

图3为本发明用于测量微流体压力的微传感器的图1所示一优选实施例的A-A的剖视结构示意图；

图4为本发明用于测量微流体压力的微传感器的另一优选实施例的结构示意图；

图5为本发明用于测量微流体压力的微传感器的第三种优选实施例的立体结构示意图；

图6为本发明用于测量微流体压力的微传感器的第四种优选实施例的立体结构示意图；

图7为本发明用于测量微流体压力的微传感器的第五种优选实施例的立体结构示意图；

图8为本发明用于测量微流体压力的微传感器的第六种优选实施例的立体结构示意图；

图中，1.流体流道层；2.弹性层；3.检测层；4电极微流道；5.检测微流道；6.流体微流道；7.无机溶液；8.有机溶液；9.分割界面；10.感应区；11.显示区；12.电学信号测量仪；13.金属导线；14.流体微流道入口；15.流体微流道出口；16.电极微流道入口；17.电极微流道出口；18.检测微流道入口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为了解决现有技术中对于微流控芯片的流体压力测量中存在的问题，本发明提供一种用于测量微流体压力的微传感器，具有结构简单，准确度高的特点，不仅能提高微流控芯片的集成度，还能准确地获知微流控系统内微流体的压力变化情况。本发明基于电学检测原理，以简化传感器的结构和加工制作工艺，实现微流体压力检测装置的微型化和集成化，并避免微流体压力检测装置与微流体间的交叉污染。

结合图1-8所示，本发明提供一种用于测量微流体压力的微传感器的优选实施例，包括流体流道层1、弹性层2和检测层3，在流体流道层1设置流体微流道6，微流体在流体微流道6内流动，弹性层2位于流体流道层1和检测层3之间，当流体微流道6内微流体的压力变化时，弹性层2受到微流体的压力而发生形变，微流体的压力变化通过弹性层2传送到检测层3，检测层3的检测微流道5测得流体微流道6内的微流体的压力并将微流体的压力通过检测层3进行显示，同时，检测层3的电极微流道4与电学信号测量仪12配合精确测得微流体的压力变化。

通过弹性层2将流体微流道6与检测层3的检测部件隔离，避免流体微流道6内的微流体与检测部件直接接触，通过压力传递的方式测得流体微流道6内的微流体的压力，防止流体微流道6内的流体在压力检测过程中受污染，提高微流控芯片的寿命。

具体的，检测层3设有检测微流道5和电极微流道4，检测微流道5通过弹性层2检测流体微流道6内的微流体的压力，电极微流道4通过检测微流道5内的参数变化来精确测得微流体的压力变化数据。

检测微流道5包括感应区10和显示区11，感应区10与流体微流道6相对应，感应区10内填充有感应流体，感应区10感应到流体微流道6内的压力变化，感应流体随之流动调节；显示区11内填充有显示流体，感应流体与显示流体互不相溶，且感应流体与显示流体之间形成分割界面9，分割界面9随流体微流道6内流体压力的变化在检测微流道5内移动，分割界面9流动使感应区10的范围和显示区11的范围发生变化，进而通过测量感应流体与显示流体的变化来获得流体微流道6内的压力变化。

具体的，流体微流道6内的微流体从流体微流道入口14注入流体，并从流体微流道出口15流出。当流体微流道6内的微流体的压力增大时，流体微流道6内的微流体挤压弹性层2，弹性层2产生形变并传递给感应区10，感应区10内的感应流体受压力而向显示区11移动，感应区10的范围与显示区11的范围发生变化，通过测量此变化来获得流体微流道6内的压力变化。当流体微流道6内的微流体的压力减小时，弹性层2的形变方向发生变化并传递给感应区10，感应区10内的感应流体从显示区11向感应区10内流动，感应区10的范围与显示区11的范围发生变化，通过测量此变化来获得流体微流道6内的压力变化。

其中，感应区10与显示区11分别填充互不相溶的流体，以在检测微流道5内形成分割界面9，并且感应区10的感应流体与显示区11的显示流体的介电常数或电阻率等电学常数不同，以便将检测微流道5内的流体流动通过电学信号电容或电阻表示。

电极微流道4设于检测微流道5的侧面，电极微流道4与检测微流道5形成电信号检测系统，电信号检测系统用于测量检测微流道5内的电信号变化，可以通过电信号变化来表征流体微流道6内的微流体压力变化，并且可以精确得出流体微流道6内的压力变化数据。

电极微流道4通过检测微流道5内的分割界面9的移动而测得检测微流道5内的压力变化，使电信号检测系统获得检测微流道5内的电学信号变化，电信号检测系统将检测微流道5内的压力变化转化为电学信号的变化，以获得检测微流道5内的流体压力的变化，进而获得流体微流道6内的微流体的压力变化。

本实施例的工作原理，弹性层2在流体微流道6内的微流体压力的作用下，发生形变，致使检测微流道5内的分割界面9移动调节，从而电极微流道4测得的电信号发生变化，且被电信号检测系统实时记录下来。

其中，电学常数不同包括介电常数不同、电阻率不同，当利用微小电容原理进行信号采集时，选用介电常数不同的两种不溶流体；当利用微小电阻原理进行信号采集时，选用电阻率不同的两种不溶流体。并且，利用微小电容或微小电阻原理，电容或电阻可以直接表征信号变化，还可以通过信号转换，通过电压、电流等电学常数来表征信号变化。

优选的，检测微流道5内的流体包括有机溶液8和无机溶液7，有机溶液8与无机溶液7互不相溶，且有机溶液8与无机溶液7的介电常数或电阻率不同，当流体微流道6内的微流体的压力变化可以测得电容、电阻、电流、电压等电学信号的变化。

另外，检测微流道5内的流体不限于有机溶液8和无机溶液7的组合，只要两种流体满足能够形成明显的分割界面9且电学常数不同即可。

进一步优选的，检测微流道5的感应区10内填充有机流体、显示区11内填充无机流体，或者感应区10内填充无机流体、显示区11内填充有机流体。

有机流体优选为二甲基硅油和/或甘油，无机流体优选为水、盐溶液、碱性溶液、酸性溶液等，无机流体可以选用氯化钠溶液、氯化钾溶液。

进一步的，电极微流道4内填充有导电体，导电体可以为多种具有导电功能的流体，优选为液态流体。

导电体包括金属和/或导电离子溶液，导电体可以为金属材料、导电离子溶液，还可以为金属材料与导电离子溶液的混合物。

其中，金属包括液态金属或液态合金，优先采用室温下呈液体的金属，为汞、或金属镓，还可以为镓合金；导电离子溶液包括盐溶液，优先采用氯化钠溶液、或氯化钾溶液。

导电体采用直接用灌注的方式注入到电极微流道4内，从电极微流道4的电极微流道入口16注入，充满电极微流道4，并能够从电极微流道出口17流出。

在上述技术方案的基础上，弹性层2设为弹性薄膜材料，减小弹性层2的厚度，有助于提高压力传递的准确型。弹性层2的材料优选为聚二甲基硅氧烷，即PDMS。另外，微流控芯片的材料也选用弹性材料，优选为聚二甲基硅氧烷，即PDMS。进一步的，检测微流道5的显示区11的材料也为弹性材料，优选为聚二甲基硅氧烷，即PDMS，在流体压力的作用下，检测微流道5会发生形变，其体积会发生变化，从而分割界面9可自由移动。检测微流道5内需要灌注两种流体，检测微流道5上开设有检测微流道入口18，在流体灌注完成后，用PDMS或硅胶牢牢地封死检测微流道入口18。

具体的，微流控芯片由常规的软光刻加工工艺制作而成，并在流体流道层1中刻蚀出流体微流道6，在检测层3中刻蚀出电极微流道4和检测微流道5，且电极微流道4和检测微流道5处于同一平面，高度相等。具体地，本发明中微流道的宽度在10微米至1000微米之间，高度在1微米至500微米之间。具体地，导电体直接用灌注的方式，从电极微流道4的电极微流道入口16注入，充满电极微流道4。检测微流道5内的两种溶液，首先从检测微流道入口18注入一定量的有机溶液8，然后注入无机溶液7，并形成稳定的分割界面9。检测微流道5内灌注满两种溶液后，用PDMS或硅胶牢牢地封死检测微流道入口18。微流控芯片的材料是弹性体，所以在流体压力的作用下，检测微流道5会发生形变，其体积会发生变化，从而分割界面9可自由移动。

弹性层2位于流体流道层1和检测层3之间，流体流道层1、弹性层2和检测层3可以由上到下依次分布，还可以由下向上依次分布。

优选的，流体流道层1、弹性层2和检测层3由上到下依次分布，进一步的，感应区10位于流体微流道6的正下方，用于感应流体微流道6内的微流体压力变化。检测层3位于下方，减小环境条件的干扰，提高对流体微流道6内的微流体压力的测量准确度。

进一步的，弹性层2的两个相对侧面分别贴合于流体微流道6、感应区10。流体微流道6设于弹性层2上方，检测微流道5和电极微流道4设于弹性层2的下方，故感应区10设于弹性层2的下方。弹性层2的上表面贴合连接流体微流道6，弹性层2的下表面贴合连接感应区10，弹性层2通过贴合来传递压力变化，减小误差和外界干扰，使测得的压力变化更加准确。其中，弹性层2的形状可以与感应区10相适配；另外，弹性层2的形状还可以与流体流道层1和/或检测层3的形状相适配。

检测微流道5和电极微流道4均设于检测层3内，检测微流道5和电极微流道4在检测层3内平行设置，电极微流道4位于检测微流道5的侧面，以便测得检测微流道5内的分割界面9的变化，进行得出流体微流道6内的微流体压力变化。

电信号检测系统是通过获取电极微流道4测得的检测微流道5内的分割界面9变化的电信号，并将此电信号进行记录。

进一步的，电信号检测系统还包括电学信号测量仪12，电极微流道4与电学信号测量仪12电连接，电学信号测量仪12测得电极微流道4内的信号变化并记录。

电极微流道4通过与检测微流道5形成微小电容或微小电阻，电信号检测系统通过获取电容或电阻的电信号的方式来测得流体微流道6内的微流体的压力变化。

优选的，电学信号测量系统包括微小电容检测设备和微小电阻检测设备。当电极微流道4与检测微流道5形成微小电容时，微小电容检测设备与电极微流道4连接形成电容信号检测回路，以便测量电容信号的变化；当电极微流道4与检测微流道5形成微小电阻时，微小电阻检测设备与电极微流道4连接形成电阻信号检测回路。一个检测微流道5至少配设有电容信号检测回路和电阻信号检测回路中的一个；还可以同时配设有两个回路，根据实际需要设置。

其中，如图1-7所示，当电信号检测系统通过电容变化进行电信号测量时，电极微流道4在检测微流道5的两侧对称设置，且电极微流道4的延伸路径与检测微流道5的延伸路径相同，且电极微流道4的长度需要保证检测微流道5内的分割界面9位于电极微流道4的长度方向的两端之间，使电极微流道4能够测得分割界面9的位置变化，进而测得电容变化。电极微流道4可以贴合连接在检测微流道5的两侧，电极微流道4还可以与检测微流道5之间设有间隙，有助于提高电极微流道4的寿命。

如图8所示，当电信号检测系统通过电阻变化进行电信号测量时，电极微流道4在检测微流道5的长度方向的同侧或两侧，且保证其中一个电极微流道4位于感应区10，另一个电极微流道4位于显示区11，分割界面9的移动而使电阻发生变化，电极微流道4与微小电阻检测设备来测得电阻的变化。

当电信号检测系统通过电阻变化进行电信号测量时，具体地，电极微流道4有两个，排列在检测微流道5的两侧，并上下错开分布，电学信号测量仪12为微小电阻检测设备。两个电极微流道4分别是微小电阻的两个电极，并分别和微小电阻检测设备的一端用金属导线13连接。

工作原理是：弹性层2在微流体压力的作用下，发生形变，致使分割界面9移动，从而电极微流道4与检测微流道5形成的微小电阻的电阻值发生变化，且被微小电阻检测设备实时记录下来。电阻式压力检测方法与电容式压力检测方法的工作原理不同，拓宽了传感器的适用范围。

其中，电极微流道4与微小电容检测设备或微小电阻检测设备通过金属导线13连接，电信号传输稳定。

检测微流道5的长度，可以根据需要测量的压力变化范围而调节，当压力变化范围大时，增长检测微流道5的长度，同时电极微流道4的长度随之增加；当压力检测范围小时，减小检测微流道5的长度，同时电极微流道4的长度随之减小。

如图2和图4所示，在一些技术方案中，检测微流道5在检测层3内的形状与微流控芯片形状相适应。检测微流道5的显示区11可以为检测层3内直线流道，检测微流道5的感应区10包括圆形或矩形的感应头和与显示区11连接的直线流道。

进一步的，检测微流道5的显示区11的形状的一些优选实施例，电极微流道4对称设于检测微流道5的两侧，电极微流道4的形状与检测微流道5的形状相同，检测微流道5的显示区11的形状还包括圆盘型和/或多级弯折的S型，显示区11可以为两种形状，分别结合图6和图5所示，分别是圆盘型、多级折弯的S型，显示区11还可以为圆盘型与多级折弯的S型的组合结构。相应地，显示区11两侧的电极微流道4也为圆盘形和/或多级折弯的S型。

通过将显示区11设计成多级折弯的S型和圆盘形，增加显示区11的长度，从而拓宽传感器的量程。显示区11的延伸路径还可以根据微流控芯片形状、量程需求等进行调节。

在一些技术方案的基础上，感应区10包括连接段和多个感应头，连接段用来来连接感应头和显示区11，多个感应头相互连通，多个感应头同时测量流体微流道6内的微流体压力变化，提升灵敏度、拓宽量程。其中感应头包括圆形探头、矩形探头和/或组合形状的探头，感应头可以为多个圆形探头组件、多个矩形探头组件、多个圆形与多个矩形组合或多个不规则形状组合，形式多样。

其中，电极微流道4设置在连接段和显示区11的一侧或两侧，分割界面9用来区分连接段和显示区11。

优选的，如图4所示，感应头有两个，为矩形，且两个感应头连接在一块，处于流体微流道6的正下方，增加了一个感应头，增多传感器的感应面积，从而提升传感器的灵敏度和拓宽传感器的量程。

进一步的，如图2、4-6、8所示，电极微流道4的一些优选实施例，电极微流道4包括一个电极微流道入口16和一个电极微流道出口17，导电体可以从电极微流道入口16灌入、电极微流道出口17排出，且在向电极微流道4内进行导电体的灌注时，电极微流道4内的气体能够随时排出。

另外，如图7所示，电极微流道4的另一种实施例，电极微流道4只有一个电极微流道入口16，另一端为盲端，且电极微流道4选用透气性材料，如PDMS材料。由于PDMS具有透气性，在向电极微流道4内灌注导电体时，导电体从电极微流道入口16注入，并不断将微流道内的空气赶出，直至导电体充满微流道。

相对于电极微流道4开设有入口和出口的结构，电极微流道4仅设有入口的方式，简化了电极微流道4的结构，缩减了电极微流道4所占的空间，进一步缩小了微流控芯片的尺寸，可提高微流控芯片的集成度。

其中，弹性层2、检测微流道5、电极微流道4以及电信号检测系统的各种技术方案，可以根据实际需要组合，形成不同原理、形状、结构的传感器。

在上述技术方案的基础上，本发明的一些优选实施例。

实施例一

如图1-3所示，微流控芯片由常规的软光刻加工工艺制作而成，并在流体流道层1中刻蚀出流体微流道6，在检测层3中刻蚀出电极微流道4和检测微流道5，且电极微流道4和检测微流道5处于同一平面，高度相等。流体流道层1、弹性层2和检测层3由上到下依次排列，弹性层2选用弹性薄膜材料，优选为聚二甲基硅氧烷。电极微流道4和检测微流道5均贴合于弹性层2的下方，且检测微流道5的感应区10位于流体微流道6的正下方，感应区10的感应头为圆形或矩形。

电极微流道4包括电极微流道入口16和电极微流道出口17，电极微流道4内填充导电体，导电体直接用灌注的方式，从电极微流道4的电极微流道入口16注入、电极微流道出口17流出，使导电体充满电极微流道4。检测微流道5内填充两种互不相溶的溶液，两种分别选用有机溶液8和无机溶液7，首先从检测微流道入口18注入预设体积的有机溶液8，然后注入无机溶液7，并形成稳定的分割界面9。检测微流道5内灌注满两种溶液后，用PDMS或硅胶牢牢地封死检测微流道入口18。微流控芯片的材料是弹性体，所以在流体压力的作用下，检测微流道5会发生形变，其体积会发生变化，从而分割界面9可自由移动。

电极微流道4对称分布于检测微流道5的两侧，保证分割界面9在电极微流道4的长度方向的两端之间移动调节。两个电极微流道4内部被填充满导电体，作为微小电容的两个极板。电极微流道4与检测微流道5形成微小电容，电极微流道4连接到电信号检测系统的微小电容检测设备，电极微流道4与微小电容检测设备通过金属导线13连接。

其中，检测微流道5的显示区11为直线型结构，电极微流道4的形状与显示区11的形状相同，且电极微流道4包括一个电极微流道入口16和一个电极微流道出口17。

实施例二

如图4所示，与实施例一的区别在于，感应区10的感应头有两个，为矩形，且两个感应头连接在一块形成连通结构，处于流体微流道6的正下方，增加了一个感应头，增多传感器的感应面积，从而提升传感器的灵敏度和拓宽传感器的量程。

实施例三

如图5和图6所示，与实施例一的区别在于，检测微流道5的显示区11的形状为圆盘型和/或多级弯折的S型，显示区11可以为两种形状，分别结合图6和图5所示，分别是圆盘型、多级折弯的S型，显示区11还可以为圆盘型与多级折弯的S型的组合结构。相应地，显示区11两侧的电极微流道4也为圆盘形和/或多级折弯的S型。

实施例四

如图7所示，与实施例一的区别在于，电极微流道4选用透气材料，电极微流道4仅包括一个电极微流道入口16，另一侧为盲端。在导电体灌注过程中，电极微流道4内的气体能够通过透气材料排出，可以仅设置一个电极微流道入口16，简化电极微流道4的结构，缩减了电极微流道4所占的空间，进一步缩小了微流控芯片的尺寸，可提高微流控芯片的集成度。

实施例五

如图8所示，与实施例一的区别在于，检测微流道5两侧的电极微流道4交错分布，两个电极微流道4分别位于感应区10和显示区11，电极微流道4与检测微流道5形成微小电阻，分割界面9在检测微流道5内移动，电阻发生变化，电极微流道4连接到电信号检测系统的微小电阻检测设备。采用电阻式压力检测方法，拓宽了传感器的适用范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，包括流体流道层、弹性层和检测层，

所述弹性层位于所述流体流道层和所述检测层之间，

所述流体流道层内设有流体微流道，

所述检测层设有检测微流道和电极微流道，

所述检测微流道包括感应区和显示区，所述感应区与所述流体微流道相对应，所述感应区与所述显示区内填充有互不相溶的流体且电学常数不同，所述感应区与所述显示区之间形成分割界面，所述分割界面随所述流体微流道内流体压力的变化在所述检测微流道内移动；

所述电极微流道设于所述检测微流道的侧面，所述电极微流道与所述检测微流道形成电信号检测系统，所述电信号检测系统用于测量所述检测微流道内的电信号变化。

2.根据权利要求1所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述电学常数包括介电常数、电阻率，

所述检测微流道内包括有机溶液和无机溶液，

所述感应区内的感应流体包括有机溶液，所述有机溶液包括二甲基硅油和/或甘油，所述显示区内的显示流体包括无机溶液，所述无机溶液包括水、或盐溶液；

所述弹性层的材料包括聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述感应区包括连接段和若干个感应头，所述连接段连接所述感应头与所述显示区；

所述感应头为一个时，所述感应头包括圆形探头、矩形探头；

所述感应头为多个时，所述感应头相互连通，所述感应头包括圆形探头和/或矩形探头。

4.根据权利要求1所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述电极微流道上至少设有一个入口和一个出口；或所述电极微流道包括透气材料，所述电极微流道上设有一个入口。

5.根据权利要求1所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述弹性层的两个相对侧面分别贴合所述流体微流道、所述感应区；所述流体微流道设于所述弹性层上方，所述感应区设于所述弹性层的下方。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述电信号检测系统还包括电学信号测量仪，所述电学信号测量仪与所述电极微流道电连接，所述电信号检测系统至少包括电容信号检测回路和电阻信号检测回路中的一个。

7.根据权利要求6所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述电极微流道设于所述检测微流道的一侧或两侧，所述电极微流道内填充有导电体。

8.根据权利要求7所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述电容信号检测回路包括所述电极微流道和微小电容检测设备，

所述电极微流道对称设于所述检测微流道的两侧，所述电极微流道的形状与所述检测微流道的形状相同，且所述分割界面的活动调节范围位于所述电极微流道的长度方向的两端之间；

所述显示区的形状包括直线型、圆盘型和/或多级弯折的S型；

所述电极微流道与所述微小电容检测设备通过导线连接。

9.据权利要求7所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述电容信号检测回路包括所述电极微流道和微小电阻检测设备，

所述电极微流道在所述检测微流道的长度方向的一侧或两侧，且所述电极微流道包括位于所述感应区的感应区微流道和位于所述显示区的显示区微流道；

所述电极微流道与所述微小电阻检测设备通过导线连接。

10.根据权利要求7所述的用于测量微流体压力的微传感器，其特征在于，所述导电体包括金属和/或导电离子溶液，所述金属包括液态金属或液态合金，所述导电离子溶液包括盐溶液。

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