CN111855083A - 具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置及方法。其中，具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置包括：固定组件，用于固定所述微流控芯片；施力组件，用于向所述液流控制阀施加压力，以使所述液流控制阀抵压于所述微流控芯片的阀区；且用于向所述液流控制阀施加换向力，以实现所述微流控芯片内的流道的切换；第一检测组件，用于检测所述液流控制阀的受力情况；以及第二检测组件，用于检测所述液流控制阀与所述微流控芯片接触处的流道渗漏情况。本发明用于根据液流控制阀的受力情况与液体渗漏情况确定液流控制阀安装于微流控芯片的初始预紧力范围，缓解液流控制阀的旋转柔顺度及密封性不匹配的问题。

Description

具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置及方法

技术领域

本发明涉及微流控检测领域，尤其涉及一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置及方法。

背景技术

微流控芯片又称芯片实验室，是通过超精密加工技术在硅、金属、高分子聚合物、玻璃、石英等材质基片上，加工成型微米级流体通道及各种结构单元，而后对流体进行控制以完成单个或多个生物化学反应过程的载体。微流控芯片由于其高度的集成性与自动化特性，越来越多地应用于临床检测和床边检测(PointofCareTesting,POCT)项目，具有广阔的市场应用前景和空间，而流体控制是微流控芯片进行实际应用的关键技术与瓶颈，液流控制阀作为流体控制部件，可实现流体通道的开、关以及不同流体先后流动顺序的切换，是微流控芯片最重要的零件之一。

目前，液流控制阀的性能研究是微流控芯片研究领域的重点和热点研究课题之一。临床检测与POCT项目对微流控芯片的液流控制阀的旋转柔顺程度以及密封性有着严格的要求，因此，对于阀与微流控芯片的预紧力以及阀与微流控芯片之间的液体渗漏实时定量测量成为了重要研究课题之一。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置及方法，用于缓解液流控制阀的旋转柔顺度及密封性问题。

本发明的一些实施例提供了一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其包括：

固定组件，用于固定所述微流控芯片；

施力组件，用于向所述液流控制阀施加压力，以使所述液流控制阀抵压于所述微流控芯片的阀区；且用于向所述液流控制阀施加换向力，以实现所述微流控芯片内的流道的切换；

第一检测组件，用于检测所述液流控制阀的受力情况；以及

第二检测组件，用于检测所述液流控制阀与所述微流控芯片接触处的流道渗漏情况。

在一些实施例中，模拟检测装置还包括检测平台，所述第一检测组件固定设于所述检测平台，所述固定组件相对于所述第一检测组件可动地设于所述检测平台，在检测状态下，所述固定组件抵靠所述第一检测组件。

在一些实施例中，所述固定组件包括：

卡槽，用于容纳所述微流控芯片；以及

盖板，与所述卡槽可拆卸连接，用于与所述卡槽配合，以将所述微流控芯片限位于所述卡槽内；所述盖板设有用于避让所述液流控制阀的第一通孔。

在一些实施例中，所述施力组件包括：

压板，用于压向所述液流控制阀的固定片，以使所述液流控制阀抵压于所述微流控芯片的阀区，所述压板设有用于避让所述液流控制阀的转子的第二通孔；以及

第一动力件，驱动连接于所述压板，用于使所述压板相对于所述液流控制阀的位置可调，以调节所述压板对所述固定片的压力。

在一些实施例中，模拟检测装置包括检测平台，所述压板包括：

滑动部，滑动地设于所述检测平台；以及

压紧部，设于所述滑动部的顶部，其形状与所述固定片的形状相匹配，用于压紧所述固定片；所述第二通孔设于所述压紧部。

在一些实施例中，所述第一动力件包括电缸、气缸或液缸。

在一些实施例中，所述施力组件包括：

轴，用于穿过所述第二通孔压紧所述液流控制阀的转子，以使所述液流控制阀抵压于所述微流控芯片的阀区；以及

第二动力件，驱动连接于所述轴，用于使所述轴相对于所述液流控制阀的位置可调，以调节所述轴对所述转子的压力。

在一些实施例中，所述施力组件包括：轴承，被配置为支撑所述轴，所述第二动力件连接于所述轴承，以通过所述轴承向所述轴施加压紧所述转子的力。

在一些实施例中，所述施力组件包括第三动力件，驱动连接于所述轴，用于向所述轴提供转向力，以使所述液流控制阀的转子转动，实现所述液流控制阀的换向。

在一些实施例中，所述第三动力件包括电机。

在一些实施例中，所述第一检测组件包括力传感器。

在一些实施例中，第二检测组件包括：

图像采集元件，用于采集液流控制阀与所述微流控芯片接触处的流道的图像，以获取流道的渗漏情况；以及

可转动架，所述图像采集元件设于所述可转动架，所述可转动架用于带动所述图像采集元件相对于所述液流控制阀转动。

本发明的一些实施例提供了一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，采用上述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置；所述模拟检测方法包括：

通过固定组件固定微流控芯片；

通过施力组件向液流控制阀施加压力，以使液流控制阀抵压于微流控芯片的阀区；且通过施力组件向液流控制阀施加换向力，以实现微流控芯片内的流道的切换；

获取液流控制阀的受力情况，包括通过第一检测组件检测液流控制阀的受力情况；

通过第二检测组件检测液流控制阀在不同受力情况下与微流控芯片接触处的流道的渗漏情况；

对液流控制阀的受力情况和对应的液流控制阀与微流控芯片接触处的流道的渗漏情况进行分析，以确定液流控制阀安装于所述微流控芯片的初始预紧力范围。

在一些实施例中，通过第一检测组件检测液流控制阀的受力情况包括：第一检测组件包括力传感器；

通过力传感器检测液流控制阀的固定片受到的压力。

在一些实施例中，通过第一检测组件检测液流控制阀的受力情况还包括：

通过力传感器检测液流控制阀的固定片和转子受到的压力之和；

计算转子受到的压力。

在一些实施例中，通过第一检测组件检测液流控制阀的受力情况还包括：检测转子在转动过程所受到的摩擦力；

在转子转动过程中，通过力传感器测量液流控制阀的切向力，即为转子在转动过程所受到的摩擦力。

在一些实施例中，获取液流控制阀的受力情况还包括获取转子所受的转矩；

施力组件包括电机，通过电机带动转子转动，根据电机的扭矩控制模式获取转子所受的转矩。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

在一些实施中，通过固定组件固定微流控芯片；通过施力组件用于向液流控制阀施加压力，以使液流控制阀抵压于微流控芯片的阀区；且用于向液流控制阀施加换向力，以实现微流控芯片内的流道的切换；通过第一检测组件检测液流控制阀的受力情况；通过第二检测组件检测液流控制阀与微流控芯片接触处的流道渗漏情况，以根据液流控制阀的受力情况与液体渗漏情况确定液流控制阀安装于微流控芯片的初始预紧力范围，缓解液流控制阀的旋转柔顺度及密封性问题，为微流控芯片的研究和产业化提供支持。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置的示意图；

图2为本发明一些实施例提供的固定组件的爆炸示意图；

图3为本发明一些实施例提供的施力组件的第一部分结构的俯视示意图；

图4为本发明一些实施例提供的施力组件的第二部分结构的示意图；

图5为本发明一些实施例提供的包括有第一检测组件的示意图；

图6为本发明一些实施例提供的包括有第二检测组件的示意图；

图7为本发明一些实施例提供的液流控制阀的爆炸示意图。

附图中标号说明：

1-固定组件；11-卡槽；12-盖板；121-第一通孔；

2-施力组件；21-压板；22-第一动力件；23-轴；24-第二动力件；25-轴承；26-第三动力件；27-联轴器；

3-第一检测组件；31-力传感器；32-支架；

4-第二检测组件；41-图像采集元件；42-可转动架；43-第四动力件；

5-检测平台；

6-微流控芯片；

7-液流控制阀；71-固定片；72-转子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。

微流控芯片6包括液流控制阀7，液流控制阀7用于实现微流控芯片6内的流道切换。

如图7所示，为一些实施例提供的液流控制阀7的示意图。

液流控制阀7设于微流控芯片6的阀区。液流控制阀7包括固定片71和转子72。

固定片71用于与微流控芯片本体固定，以将转子72限位于固定片71与微流控芯片本体的之间。固定片71上设有通孔，转子72的部分结构穿出固定片71上的通孔，以便于驱动转子72转动，实现液流控制阀7的换向。

转子72可转动地设于固定片71与微流控芯片本体之间，转动转子72，使转子72上的流道与微流控芯片本体内不同的流道接通，实现微流控芯片6内的流道的切换，完成液流的顺序释放。

在一些实施例中，液流控制阀7还包括垫片。垫片用于减小转子72旋转过程中的摩擦力及提高阀的密封性。

如图1所示，为一些实施例提供的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置的示意图。

在一些实施例中，模拟检测装置包括固定组件1。固定组件1用于固定微流控芯片6。

在一些实施例中，模拟检测装置包括施力组件2。施力组件2用于向液流控制阀7施加压力，以使液流控制阀7抵压于微流控芯片6的阀区。施力组件2还用于向液流控制阀7施加换向力，以实现微流控芯片6内的流道的切换。

在一些实施例中，模拟检测装置包括第一检测组件3。第一检测组件3用于检测液流控制阀7的受力情况。根据该受力情况，以获取液流控制阀7固定于微流控芯片6阀区的初始预紧力范围。

在一些实施例中，模拟检测装置包括第二检测组件4。第二检测组件4用于检测液流控制阀7与微流控芯片6接触处的流道渗漏情况。第二检测组件4用于实时定量测量液流控制阀6在工作过程中与微流控芯片本体接触处的流道渗漏情况，以判断液流控制阀7固定于微流控芯片6阀区的初始预紧力范围是否合理。

液流控制阀7安装于微流控芯片6的阀区，若液流控制阀7安装于微流控芯片6阀区的初始预紧力过小，液流控制阀7的旋转柔顺度较好，但液流控制阀7与微流控芯片6之间的密封性差，会产生流道渗漏的问题。若液流控制阀7安装于微流控芯片6阀区的初始预紧力过大，液流控制阀7与微流控芯片6之间的密封性好，不会产生流道渗漏的问题，但是液流控制阀7的旋转柔顺度较差。因此，本公开综合分析液流控制阀7的受力情况和流道渗漏情况，以确定液流控制阀7安装于微流控芯片6的初始预紧力范围。

在一些实施例中，模拟检测装置用于对液流控制阀7的受力与液体渗漏情况实时定量检测，以用于确定液流控制阀7安装于微流控芯片6的初始预紧力范围，缓解液流控制阀7的旋转柔顺度及密封性不匹配的问题，为微流控芯片6的研究和产业化提供支持。

在一些实施例中，模拟检测装置还包括检测平台5。第一检测组件3固定设于检测平台5，固定组件1相对于第一检测组件3可动地设于检测平台5。

在检测状态下，固定组件1抵靠第一检测组件3。

在非检测状态下，固定组件1可移动远离第一检测组件3，以便于微流控芯片6的安装和拆卸。

如图2所示，在一些实施例中，固定组件1包括卡槽11。卡槽11用于容纳微流控芯片6。

在一些实施例中，固定组件1包括盖板12。盖板12与卡槽11可拆卸连接，便于微流控芯片6的安装和拆卸。盖板12用于与卡槽11配合，以将微流控芯片6限位于卡槽11内。盖板12设有用于避让液流控制阀7的第一通孔121。

液流控制阀7对应位于盖板12的第一通孔121所在的位置，盖板12设有第一通孔121不会对液流控制阀7产生遮盖，便于施力部件(例如：下述中的压板21和轴23)穿过第一通孔121向液流控制阀7施加力和换向转矩。

在一些实施例中，固定组件1包括支柱和滑块。卡槽11的两侧均设有支柱，各支柱的底部均设有滑块，支柱通过滑块滑动设于检测平台5。

在一些实施例中，盖板12通过螺丝与卡槽11连接。

在一些实施例中，卡槽11的长度为80mm，宽度为6mm。卡槽11在支柱的支撑下，距离检测平台5的高度为95mm。支柱用于实现对微流控芯片6的支撑。

在一些实施例中，支柱的宽度为5mm，在支柱上分别开有2个M2的螺纹孔用于安装、锁紧盖板12。

在一些实施例中，液流控制阀7的直径为35mm，盖板12上的第一通孔121的直径为35mm或略大于35mm，用于定位且避让液流控制阀7，同时为给液流控制阀7施加力和转矩做好空间准备。

如图1、图3所示，在一些实施例中，施力组件2包括压板21。压板21用于压向液流控制阀7的固定片71，以使液流控制阀7抵压于微流控芯片6的阀区。压板21设有用于避让液流控制阀7的转子72的第二通孔。

压板21的第二通孔对应设于转子72所在的位置，利于施力部件(例如：下述的轴23)穿过第二通孔对转子72施加力和转矩。

在一些实施例中，压板21包括滑动部。滑动部滑动地设于检测平台5。可选地，滑动部通过滑块滑动设于检测平台5。

在一些实施例中，压板21包括压紧部.压紧部设于滑动部的顶部，其形状与固定片71的形状相匹配，压紧部用于压紧固定片71。第二通孔设于压紧部。

第二通孔的大小和形状与固定片71上的通孔的大小和形状相一致，利于压板21完全压住固定片71，而不与转子72接触。

在一些实施例中，压板21选用45#钢材料制成。

在一些实施例中，压板21的压紧部的外圈直径为35mm，第二通孔的直径为25mm。

液流控制阀7的固定片71的直径为35mm，转子72的直径为11mm，因此，压板21可以保证正好压在液流控制阀7的固定片71上而不会影响到转子72。

在一些实施例中，施力组件2包括第一动力件22。第一动力件22驱动连接于压板21，用于使压板21相对于液流控制阀7的位置可调，以调节压板21对固定片71的压力。第一动力件22还具有压力保持功能。

在一些实施例中，第一动力件22包括电缸、气缸或液缸。

在一些实施例中，施力组件2包括轴23。轴23用于穿过第二通孔压紧液流控制阀7的转子72，以使液流控制阀7抵压于微流控芯片6的阀区。

在一些实施例中，在通过压板21抵压固定片71的情况下，若液流控制阀7与微流控芯片6之间的密封效果仍不理想，存在流道泄漏的情况，则通过向转子72施加压力，进一步提高液流控制阀7与微流控芯片6之间的密封效果。

对转子72施力的部件可以是微流控芯片6试验过程中用到的仪器设备，在此不再详细说明。

在一些实施例中，施力组件2包括第二动力件24。第二动力件24驱动连接于轴23，用于使轴23相对于液流控制阀7的位置可调，以调节轴23对转子72的压力。第二动力件24还具有压力保持功能。

如图4所示，在一些实施例中，施力组件2包括轴承25。轴承25被配置为支撑所述轴23。第二动力件24连接于轴承25，以通过轴承25向轴23施加压紧转子72的力。

在一些实施例中，第二动力件24包括电缸、气缸或液缸。

在一些实施例中，轴承25包括止推轴承。

在一些实施例中，施力组件2包括轴承座，轴承25设于轴承座。第二动力件24通过轴承座连接于轴承25。

在一些实施例中，第一动力件22通过压板21向液流控制阀7的固定片71施加压力，第二动力件24通过轴承座、轴承25和轴23向液流控制阀7的转子72提供稳定压力。第一动力件22和第二动力件24所提供的两种压力可单独控制，不存在耦合，且均具有压力保持功能。

在测试过程中，第一动力件22带动压板21压紧液流控制阀7的固定片71。

在一些实施例中，第一动力件22包括电缸，电缸的头部伸出30mm长的连接轴，连接轴的直径为20mm，外周加工有螺纹，以用于与压板21连接。

在一些实施例中，压板21的滑动部设有直径20的螺纹孔用于连接第一动力件22。

在一些实施例中，施力组件2包括第三动力件26。第三动力件26驱动连接于轴23，用于向轴23提供转向力，以使液流控制阀7的转子72转动，实现液流控制阀7的换向。

在一些实施例中，第三动力件26包括电机。电机用于驱动液流控制阀7的转子72旋转。

通过电机带动转子72转动，根据电机的扭矩控制模式获取转子72所受的转矩，实现实时获取液流控制阀7所受转矩的情况。

在一些实施例中，施力组件2包括联轴器27，轴23通过联轴器27连接于电机(第二动力件24)。

在一些实施例中，轴23设置为阶梯轴。

阶梯轴的粗端被构造为可嵌入到液流控制阀7的转子72上设置的凹槽结构内，实现与转子72的连接。可选地，阶梯轴的粗端头部加工成凸起结构。

阶梯轴的细端穿过止推轴承，并通过联轴器27与电机的输出轴连接。

在一些实施例中，止推轴承嵌入轴承座中，轴承座通过肋板、连接板等固定于第二动力件24。

在一些实施例中，止推轴承以过盈配合的方式安装在轴承座上，实现电机的输出轴仅承受周向负载，而避免承受轴向负载。电机转动带动阶梯轴转动，阶梯轴带动液流控制阀7的转子72转动，通过电机的扭矩控制模式即可实时获取液流控制阀7所受的转矩。

在一些实施例中，第一动力件22和第二动力件24施加的压力保持不变，利用止推轴承的轴向限定作用，可以将第二动力件24施加的压力传递到轴承座上而避免电机的扭矩输出轴受轴向负载。

如图5所示，在一些实施例中，第一检测组件3包括力传感器31。

在一些实施例中，力传感器包括三维力传感器，用于实时测量液流控制阀在三维空间的三个力信息(Fx、Fy、Fz)。

在一些实施例中，第一检测组件3包括固定支架32。固定支架32用于固定支撑力传感器31。

在一些实施例中，用于固定微流控芯片6的固定组件1在施力组件2的压力下，会挤压第一检测组件3的力传感器31，力传感器31测量出三维空间x、y、z三方向力值大小及合力大小。

在一些实施例中，力传感器31通过螺栓与固定支架32连接。

在一些实施例中，固定支架32选用45#钢材料制成。

如图6所示，在一些实施例中，第二检测组件4包括图像采集元件41。图像采集元件41用于采集液流控制阀7与微流控芯片6接触处的流道的图像，以获取流道的渗漏情况。

在一些实施例中，第二检测组件4包括可转动架42。图像采集元件41设于可转动架42，可转动架42用于带动图像采集元件41相对于液流控制阀7转动。

在一些实施例中，图像采集元件41包括CCD相机。利用CCD相机拍摄的照片，基于图像识别技术，实现在线检测液流控制阀7与微流控芯片6接触处的流道的液体渗漏情况。

在一些实施例中，第二检测组件4包括第四动力件43，第四动力件43驱动连接可转动架42，带动可转动架42旋转。可选地，第四动力件43包括第一电机。可转动架42在第一电机的驱动下可围绕卡槽11的竖直方向的对称轴做180°旋转。第一电机区别于第三动力件26中的电机，表示不是采用同一电机。

在一些实施例中，CCD相机安装于可转动架42上，可转动架42通过L形连接件安装于第一检测组件3的固定支架32上。

在测试过程中，CCD相机焦点位于微流控芯片6与液流控制阀7接触位置的流道处，可转动架42可带动CCD相机围绕卡槽11的对称轴180°旋转。利用CCD相机对同一角度、同一背景环境下的流道进行拍摄，观察流道内是否存在液体流动，并利用图像识别技术对流道内液体是否存在渗漏做出定量检测。

在一些实施例中，微流控芯片6装入固定组件1的卡槽11后，施力组件2对液流控制阀6施加压力，力传感器31承压方向的对称轴线、液流控制阀7的转子中心轴线、压板21的第二通孔的中轴线、轴23和电机(第三动力件26)的输出轴的轴线，均在同一条直线上。

在一些实施例中，微流控芯片6装入固定组件1的卡槽11后，由固定组件1实现微流控芯片6的固定。第一动力件22提供液流控制阀7的固定片71的压力，实现液流控制阀7的定位，第二动力件提供液流控制阀7的转子72的压力；第三动力件通过轴23，驱动液流控制阀7的转子72旋转，并实时反馈当前扭矩。力传感器31测量x、y、z三个方向的力；图像采集元件41实时拍摄液流控制阀7与微流控芯片6接触处的液体流动图像，通过图像识别的方法对同一角度、同一背景环境下的流道内液体渗漏情况进行定量测量。

一些实施例提供了一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，该模拟检测方法采用上述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置。

在一些实施例中，模拟检测方法包括通过固定组件1固定微流控芯片6。

通过施力组件2向液流控制阀7施加压力，以使液流控制阀7抵压于微流控芯片6的阀区；且通过施力组件2向液流控制阀7施加换向力，以实现微流控芯片6内的流道的切换。

在一些实施例中，模拟检测方法包括获取液流控制阀7的受力情况，包括通过第一检测组件3检测液流控制阀7的受力情况。

在一些实施例中，模拟检测方法包括通过第二检测组件4检测液流控制阀7在不同受力情况下与微流控芯片6接触处的流道的渗漏情况；以多角度观测液流控制阀7流道内液体流动情况，以及实时检测液体渗漏情况。

在一些实施例中，模拟检测方法包括对液流控制阀7的受力情况和对应的液流控制阀7与微流控芯片6接触处的流道的渗漏情况进行分析，以确定液流控制阀7安装于微流控芯片6的初始预紧力范围。

在一些实施例中，模拟检测方法通过数据的数理分析方法，建立液流控制阀的压力、摩擦力、转矩及液体渗漏之间的数学关系模型，为微流控芯片的研究和产业化提供支持。

在一些实施例中，通过第一检测组件3检测液流控制阀7的受力情况包括：第一检测组件3包括力传感器31；

通过力传感器31检测液流控制阀7的固定片71受到的压力。

在一些实施例中，通过第一检测组件3检测液流控制阀7的受力情况还包括：

通过力传感器31检测液流控制阀7的固定片71和转子72受到的压力之和；

计算转子72受到的压力，以分别实时定量测量液流控制阀7的固定片71、转子72各自所受压力。

在一些实施例中，通过第一检测组件3检测液流控制阀7的受力情况还包括：检测转子72在转动过程所受到的摩擦力。

在转子72转动过程中，通过力传感器31测量液流控制阀7的切向力，即为转子72在转动过程所受到的摩擦力。

在一些实施例中，获取液流控制阀7的受力情况还包括获取转子72所受的转矩；

施力组件2包括电机(第三动力件26)，通过电机带动转子72转动，根据电机的扭矩控制模式获取转子72所受的转矩，以实时定量测量液流控制阀7的转子72在旋转过程中受到的摩擦力以及转子72所承受的转矩。

在一些实施例中，测试过程中，第一动力件22带动压板21压紧液流控制阀7的固定片71，此时，力传感器31实时测量该压力大小；保持第一动力件22的压力不变，第二动力件24带动轴23压紧液流控制阀7的转子72；此时，力传感器31实时测量的力为固定片71与转子72上所受压力之和，该力与第一次测量出的压力做矢量运算，即可得到转子72上所受压力。

保持第一动力件22和第二动力件24的压力不变，利用止推轴承的轴向限定作用，可以将压力传递到轴承座上而避免电机的扭矩输出轴受轴向负载。通过电机(第三动力件26)带动轴23旋转，轴23带动液流控制阀7的转子72旋转，通过电机的扭矩控制模式即可实时测量液流控制阀7所受扭矩。

同时，在转子72旋转运动过程中，力传感器31可以实时测量出液流控制阀的切向力，即摩擦力大小。

在前述施加压力、转矩以及测量的过程中，图像采集元件41实时采集阀的流道内液体流动情况，通过图像识别的方法对同一角度、同一背景环境下的流道内液体渗漏情况进行定量测量。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。另外，在没有明确否定的情况下，其中一个实施例的技术特征也可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

Claims (17)

1.一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，包括：

固定组件(1)，用于固定所述微流控芯片(6)；

施力组件(2)，用于向所述液流控制阀(7)施加压力，以使所述液流控制阀(7)抵压于所述微流控芯片(6)的阀区；且用于向所述液流控制阀(7)施加换向力，以实现所述微流控芯片(6)内的流道的切换；

第一检测组件(3)，用于检测所述液流控制阀(7)的受力情况；以及

第二检测组件(4)，用于检测所述液流控制阀(7)与所述微流控芯片(6)接触处的流道渗漏情况。

2.如权利要求1所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，还包括检测平台(5)，所述第一检测组件(3)固定设于所述检测平台(5)，所述固定组件(1)相对于所述第一检测组件(3)可动地设于所述检测平台(5)，在检测状态下，所述固定组件(1)抵靠所述第一检测组件(3)。

3.如权利要求1所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述固定组件(1)包括：

卡槽(11)，用于容纳所述微流控芯片(6)；以及

盖板(12)，与所述卡槽(11)可拆卸连接，用于与所述卡槽(11)配合，以将所述微流控芯片(6)限位于所述卡槽(11)内；所述盖板(12)设有用于避让所述液流控制阀(7)的第一通孔(121)。

4.如权利要求1所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述施力组件(2)包括：

压板(21)，用于压向所述液流控制阀(7)的固定片(71)，以使所述液流控制阀(7)抵压于所述微流控芯片(6)的阀区，所述压板(21)设有用于避让所述液流控制阀(7)的转子(72)的第二通孔；以及

第一动力件(22)，驱动连接于所述压板(21)，用于使所述压板(21)相对于所述液流控制阀(7)的位置可调，以调节所述压板(21)对所述固定片(71)的压力。

5.如权利要求4所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，包括检测平台(5)，所述压板(21)包括：

滑动部，滑动地设于所述检测平台(5)；以及

压紧部，设于所述滑动部的顶部，其形状与所述固定片(71)的形状相匹配，用于压紧所述固定片(71)；所述第二通孔设于所述压紧部。

6.如权利要求4所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述第一动力件(22)包括电缸、气缸或液缸。

7.如权利要求4所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述施力组件(2)包括：

轴(23)，用于穿过所述第二通孔压紧所述液流控制阀(7)的转子(72)，以使所述液流控制阀(7)抵压于所述微流控芯片(6)的阀区；以及

第二动力件(24)，驱动连接于所述轴(23)，用于使所述轴(23)相对于所述液流控制阀(7)的位置可调，以调节所述轴(23)对所述转子(72)的压力。

8.如权利要求7所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述施力组件(2)包括：轴承(25)，被配置为支撑所述轴(23)，所述第二动力件(24)连接于所述轴承(25)，以通过所述轴承(25)向所述轴(23)施加压紧所述转子(72)的力。

9.如权利要求7所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述施力组件(2)包括第三动力件(26)，驱动连接于所述轴(23)，用于向所述轴(23)提供转向力，以使所述液流控制阀(7)的转子(72)转动，实现所述液流控制阀(7)的换向。

10.如权利要求9所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述第三动力件(26)包括电机。

11.如权利要求1所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，所述第一检测组件(3)包括力传感器(31)。

12.如权利要求1所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置，其特征在于，第二检测组件(4)包括：

图像采集元件(41)，用于采集液流控制阀(7)与所述微流控芯片(6)接触处的流道的图像，以获取流道的渗漏情况；以及

可转动架(42)，所述图像采集元件(41)设于所述可转动架(42)，所述可转动架(42)用于带动所述图像采集元件(41)相对于所述液流控制阀(7)转动。

13.一种具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测装置；所述模拟检测方法包括：

通过固定组件(1)固定微流控芯片(6)；

通过施力组件(2)向液流控制阀(7)施加压力，以使液流控制阀(7)抵压于微流控芯片(6)的阀区；且通过施力组件(2)向液流控制阀(7)施加换向力，以实现微流控芯片(6)内的流道的切换；

获取液流控制阀(7)的受力情况，包括通过第一检测组件(3)检测液流控制阀(7)的受力情况；

通过第二检测组件(4)检测液流控制阀(7)在不同受力情况下与微流控芯片(6)接触处的流道的渗漏情况；

对液流控制阀(7)的受力情况和对应的液流控制阀(7)与微流控芯片(6)接触处的流道的渗漏情况进行分析，以确定液流控制阀(7)安装于所述微流控芯片(6)的初始预紧力范围。

14.如权利要求13所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，其特征在于，通过第一检测组件(3)检测液流控制阀(7)的受力情况包括：第一检测组件(3)包括力传感器(31)；

通过力传感器(31)检测液流控制阀(7)的固定片(71)受到的压力。

15.如权利要求14所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，其特征在于，通过第一检测组件(3)检测液流控制阀(7)的受力情况还包括：

通过力传感器(31)检测液流控制阀(7)的固定片(71)和转子(72)受到的压力之和；

计算转子(72)受到的压力。

16.如权利要求14或15所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，其特征在于，通过第一检测组件(3)检测液流控制阀(7)的受力情况还包括：检测转子(72)在转动过程所受到的摩擦力；

在转子(72)转动过程中，通过力传感器(31)测量液流控制阀(7)的切向力，即为转子(72)在转动过程所受到的摩擦力。

17.如权利要求13所述的具有液流控制阀的微流控芯片的模拟检测方法，其特征在于，获取液流控制阀(7)的受力情况还包括获取转子(72)所受的转矩；

施力组件(2)包括电机，通过电机带动转子(72)转动，根据电机的扭矩控制模式获取转子(72)所受的转矩。

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