CN113899854A - 微量液体检测器 - Google Patents

Abstract

本案提供一种微量液体检测器，包含检测头、微型液体泵、检测容器及吹气单元。微型液体泵具有出口通道及入口通道，出口通道连接检测头。检测容器连接入口通道，并容置待测液体。吹气单元连接入口通道。微型液体泵开始作动，微型液体泵汲取检测容器内的待测液体由入口通道进入，待测液体通过出口通道后被输送至检测头，最后待测液体由该检测头喷出。当该微型液体泵停止作动，吹气单元将气体导入微型液体泵，以使微型液体泵内所残留的该待测液体由检测头排出。

Description

微量液体检测器

【技术领域】

本案关于一种微量液体检测器，尤指一种能够精准地将待测液体传输至检测头。

【背景技术】

液体检测为目前在坊间已经广泛地被使用，如检测尿液、血液，借此确认人体健康状况，或是用于分析污水、溶剂等液体的成分，经常使用液体作为待测对象，然而，在将液体作为待测对象时，将成会发生无法精准地供给待测液体的体积，因而使产生误差或是失准，有鉴于此，如何提供一种能够准确提供待测液体的体积的微量液体检测器，为当下液体检测领域急需解决的问题。

【发明内容】

本案的主要目的在于提供一种微量液体检测器，借由微型液体泵汲取待测液体至检测头，能够高效且准确地控制待测液体的体积。

为达上述目的，本案的一较广义实施样态为提供一种微量液体检测器，包含检测头、微型液体泵、检测容器及吹气单元。微型液体泵具有出口通道及入口通道，出口通道连接检测头。检测容器连接入口通道，并容置待测液体。吹气单元连接入口通道。微型液体泵开始作动，微型液体泵汲取检测容器内的待测液体由入口通道进入，待测液体通过出口通道后被输送至检测头，最后待测液体由该检测头喷出。当该微型液体泵停止作动，吹气单元将气体导入微型液体泵，以使微型液体泵内所残留的该待测液体由检测头排出。

【附图说明】

图1A为本案微量液体检测器的示意图。

图1B为本案微量液体检测器的提供待测液体示意图。

图1C为本案微量液体检测器的排除待测液体示意图

图2为本案微型液体泵的立体外观示意图。

图3为本案微型液体泵的构件分解示意图。

图4为本案微型液体泵的剖面示意图。

图5为本案微型液体泵的阀本体底面视得示意图。

图6为本案微型液体泵的阀膜片正面视得示意图。

图7A为本案微型液体泵的阀腔体座正面视得示意图。

图7B为本案微型液体泵的阀腔体座底面视得示意图。

图8为本案微型液体泵的振动板正面视得示意图。

图9A为本案微型液体泵的盖体正面视得示意图。

图9B为本案微型液体泵的盖体底面视得示意图。

图10A为本案微型液体泵的致动器电极导线连接状态示意图。

图10B为本案微型液体泵的致动器电极导线埋入保护示意图。

图10C为本案微型液体泵的致动器电极导线连接至驱动电路板示意图。

图11A、图11B为本案微型液体泵的输送流体作动状态示意图。

图12A为本案微型气体泵的正面分解结构示意图。

图12B为本案微型气体泵的背面分解结构示意图。

图13A为图12A所示的微型气体泵的压电致动器的正面结构示意图。

图13B为图12A所示的微型气体泵的压电致动器的背面结构示意图。

图14为图13A所示的压电致动器的多种实施态样示意图。

图15A为图12A所示的微型气体泵的管板的正面结构示意图。

图15B为图12B所示的微型气体泵的组装完成示意图。

图16A至图16E为图12A所示的微型气体泵的微型气体传输装置的作动示意图。

图17A为图12A所示的微型气体泵组装后的剖面结构示意图。

图17B至图17D为图12A所示的微型气体泵的作动示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。

请参阅图1A至图1C，本案为一种微量液体检测器100，包含一检测头1、一微型液体泵2、一检测容器3及吹气单元4。微型液体泵2连接检测头1、检测容器3及吹气单元4。微型液体泵2抽取位于检测容器3内的待测液体，并导送至检测头1，使检测头1得以快速检测待测液体。吹气单元4则将空气送至微型液体泵2，再从检测头1排出，将残留于微型液体泵2及检测头1内的待测液体排出。

如图2至图5所示，微型液体泵2连接检测头1，以将待测液体导送至检测头1。微型液体泵2包含了依序层叠的阀本体21、阀膜片22、阀腔体座23、致动器24及盖体25，再以多个锁付元件26锁付定位于阀本体21、阀膜片22、阀腔体座23、致动器24及盖体25，以完成微型液体泵2的组装。阀本体21、阀膜片22及阀腔体座23依序层叠形成一流体阀座，且在阀腔体座23及致动器24之间形成一压力腔室237，用来储存流体。其中，锁付元件26为可导电的螺丝。

请参阅图2、图3、图4及图5所示，阀本体21及阀腔体座23为本案微型液体泵2中导引流体进出的主要结构。阀本体21具有一个入口通道211以及一个出口通道212以及一第一组接表面210，入口通道211连接检测容器3及吹气单元4，使待测液体及空气得以进入微型液体泵2。入口通道211连通一入口开口213，流体可经由阀本体21的第一组接表面210的入口通道211输送至入口开口213。出口通道212连通一出口开口214，而流体可由阀本体21的第一组接表面210的的出口开口214输送至出口通道212排出，且出口通道212亦可连结检测头1。在阀本体21在第一组接表面210上具有一对接区域215，对接区域215上更具有环绕入口开口213周边的凹槽216，用以供一密封环28a设置于其上，以对入口开口213周边防止流体渗漏。于本实施例中，对接区域215上具有环绕出口开口214周边的凹槽217，用以供一密封环28b设置于其上，以对出口开口214周边防止流体渗漏。另外，在对接区域215于出口开口214周围设置一凸部结构218，以及阀本体21四个隅向各设置一贯穿孔219，可供锁付元件26穿伸入作定位组装用，以及在对接区域215设置多个卡榫槽21a，在阀本体21一侧边设有一线槽21b。

请参阅图2、图3、图4及图6所示，阀膜片22主要材质为聚亚酰胺(Polyimide,PI)高分子材料时，其制造方法主要利用反应离子气体干蚀刻(reactive ion etching,RIE)的方法，以感光性光阻涂布于阀门结构之上，并曝光显影出阀门结构图案后，再以进行蚀刻，由于有光阻覆盖处会保护聚亚酰胺(Polyimide,PI)片不被蚀刻，因而可蚀刻出阀膜片22上的阀门结构。阀膜片22为一平坦薄片结构。如图6所示，阀膜片22具有两个贯穿区域22a、22b，阀膜片22在两个贯穿区域22a、22b中各以蚀刻保留有厚度相同的一阀门片221a、221b，且环绕阀门片221a、221b周边各设置多个延伸支架222a、222b作以弹性支撑，并使每个延伸支架222a、222b相邻之间各形成一镂空孔223a、223b，如此厚度相同的一阀门片221a、221b可受作用力在阀膜片22上，借由延伸支架222a、222b弹性支撑而凸伸变形一位移量形成阀门开关结构。阀门片221a、221b可为圆型、长方型、正方形或各种几何图形，但不以此为限。于本实施例中，为使用一50μm厚度的阀膜片22，并在两个贯穿区域22a、22b保留圆形的阀门片221a、221b，阀门片221a、221b的直径尺寸为17mm，以及两个贯穿区域22a、22b保留了以螺旋型态连接的3个延伸支架222a、222b，延伸支架222a、222b的宽度为100μm。另外，阀膜片22上设有多个定位孔22c，如图6所示实施例中为6个定位孔22c，但不以此为限。

请参阅图2、图3、图4及图7A、图7B所示，阀腔体座23具有一第二组接表面230及一第三组接表面236。阀腔体座23具有贯穿第二组接表面230至第三组接表面236的入口阀门通道231及出口阀门通道232。阀腔体座23具有入口阀门通道231周边的凹槽233，用以供一密封环28c设置于其上，以对入口阀门通道231周边防止流体渗漏。阀腔体座23具有环绕出口阀门通道232周边的凹槽234，用以供一密封环28d设置于其上，以对出口阀门通道232周边防止流体渗漏。阀腔体座23的第二组接表面230于入口阀门通道231周围设置一凸部结构235，以及阀腔体座23的第三组接表面236部分凹陷以形成一压力腔室237，压力腔室237分别与入口阀门通道231及出口阀门通道232相连通。阀腔体座23的第三组接表面236具有环绕设置于压力腔室237的凹槽238，用以供一密封环28e设置于其中，以对压力腔室237周边防止流体渗漏。另外，阀腔体座23四个隅向各设置一贯穿孔239，可供锁付元件26穿伸入作定位组装用，而在阀腔体座23的第二组接表面230设置多个卡榫23a，在阀腔体座23一侧边设有一线槽23b。

请参阅图2、图3、图4及图8所示，致动器24由一振动板241以及一压电元件242组装而成，其中振动板241一侧面贴附固定压电元件242，以及振动板241上亦设有两两互为对角对置的贯穿孔243及开口部244，可供锁付元件26穿伸入作定位组装用，以及在振动板241一侧边设有一线槽24b。于本实施例中，振动板241为不锈钢金属材质，压电元件242可采用高压电数的锆钛酸铅(PZT)系列的压电粉末制造而成，以贴附固定于振动板241上，并于上连接一电极导线27(如图10A及图10B所示)，以供施加电压驱动压电元件242产生形变，致使振动板241亦随之产生做垂直向往复振动形变，用以驱动微型液体泵2的作动。

请参阅图2、图3、图4、图9A及图9B所示，盖体25为金属材质，在中间具有中空空间251，在其上亦贯穿数个锁接孔252，可供锁付元件26穿伸入锁付作定位组装用，以及在盖体25的一盖体表面250上凹设有一线槽25a，而在盖体25一侧边亦设有一线槽25b，供与线槽25a成垂直向连通。

另外，于本实施例中，阀本体21以及阀腔体座23的材质可采用热塑性塑胶材料，例如聚碳酸酯树酯(Polycarbonate PC)、聚讽(Polysulfone,PSF)、ABS树脂(AcrylonitrileButadiene Styrene)、纵性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、对位性聚苯乙烯(SPS)、聚苯醚(PPO)、聚缩醛(Polyacetal,POM)、聚对苯二甲酸二丁酯(PBT)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)或环状烯烃聚合物(COC)等热塑性塑胶材料，但不以此为限。

由上述说明可知，微型液体泵2主要由阀本体21、阀膜片22、阀腔体座23、致动器24及盖体25依序层叠组成，每层层叠均可使用超音波熔接、热熔接、胶合粘贴等来组装定位，然使用超音波熔接或热熔接在组装过程可能会有过融的情况，而使用胶合粘贴来组装定位，若是胶合粘贴干的速度较慢会拉长整体组装制程时间，若是胶合粘贴干的速度较快，容易使塑件材的元件脆化。因此，本案为了克服上述使用超音波熔接、热熔接、胶合粘贴等来组装定位的问题，乃采用数个锁付元件26锁付定位组装微型液体泵2，而且盖体25采以金属材质制出，不仅可具备数个锁接孔252，可供锁付元件26穿伸入锁付作定位组装用，阀本体21、阀膜片22、阀腔体座23、致动器24及盖体25依序层叠整个结构可以调整更紧密接合的组装定位，不仅具备更佳防漏性，同时也可以提升整体结构强度。

另外，如图10A、图10B及图10C所示，本案采锁付元件26锁付定位组装微型液体泵2结构的设计，在振动板241提供施加电压的电极导线设计上，也可以利用锁付元件26锁付来当作一电极导线，同时振动板241上有贯穿孔243及开口部244的设计，可轻易致使锁付元件26穿伸入其中而振动板241与电性连接，当作一电极导线；而在压电元件242的导电方面设计上，不仅利用盖体25的盖体表面250上凹设的线槽25a提供一电极导线27埋入(如图10B所示)，再通过盖体25一侧边成垂直向连通的线槽25b设计埋入，再经过振动板241的线槽24b、阀腔体座23的线槽23b及阀本体21的线槽21b设计(如图10C所示)，进而埋入不外露，且在直角垂直向延伸也不受拉扯，以避免受锐利直角板片而折断或受到损伤，达到保护压电元件242的电极导线27的功效。另外，微型液体泵2的驱动电路板29架组于其上，可通过驱动电路板29的导体沉孔291穿伸入锁付元件26，直接在锁付元件26上焊接焊点(如图10C所示)，即可使此锁付元件26作为振动板241的一电极导线，直接与振动板241接触导通(如图10A所示)，减少振动板241的电极导线的设置，同时盖体25为金属材质，而锁付元件26锁付锁接孔252，以及盖体25整个面与振动板241接合接触，可增加振动板241导电面积，避免导电不良的问题，亦可同时利用锁付元件26锁付来进行导电性能的微幅调整。

因此，微型液体泵2以阀本体21、阀膜片22、阀腔体座23、致动器24及盖体25依序层叠，再以4个锁付元件26分别经过阀本体21的贯穿孔219、阀腔体座23的贯穿孔239、振动板241的贯穿孔243及开口部244穿入，而与盖体25的锁接孔252锁付定位，进而堆叠完成整个微型液体泵2结构的组装。

再请参阅图3及图4所示，阀本体21的第一组接表面210与阀腔体座23的第二组接表面230相对接合，同时阀膜片22以六个定位孔22c各套置入阀腔体座23的卡榫23a中，而使阀膜片22定位于阀腔体座23上，而阀腔体座23的卡榫23a各对应套入阀本体21的卡榫槽21a中，如此阀膜片22定位设置于阀本体21与阀腔体座23之间，以及阀腔体座23的第三组接表面236与致动器24的振动板241相对应接合，而致动器24的振动板241另一表面与盖体25相对应接合，且致动器24的压电元件242位于盖体25的中空空间251中，使盖体25封盖于致动器24上；如此，入口阀门通道231设置于与阀本体21的入口开口213相对应的位置，而出口阀门通道232则设置于与阀本体21的出口开口214相对应的位置，阀膜片22的阀门片221a对应封闭/封盖阀腔体座235的入口阀门通道231，同时贴合阀腔体座23的凸部结构235而产生一预力(Preforce)作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流。阀膜片22的阀门片221b亦对应封闭/封盖阀本体21的出口开口214，同时贴合阀本体21的凸部结构218而产生一预力(Preforce)作用，有助于产生更大的预盖紧效果，以防止逆流。致动器24的振动板241封盖阀腔体座23的压力腔室237；同时阀本体21与阀腔体座23之间也利用密封环28a、28b的设置提供对入口开口213及出口开口214周边防止流体渗漏，以及密封环28c、28d的设置提供对入口阀门通道231及出口阀门通道232周边防止流体渗漏，而阀腔体座23与致动器24的振动板241之间也利用密封环28e的设置提供对压力腔室237周边防止流体渗漏。

由上述说明可知，本案微型液体泵2在具体实施流体传输的操作，如图4、图6、图11A及图11B所示，阀腔体座23的第三组接表面236部分凹陷形成的压力腔室237与致动器24的压电元件242相对应设置，压力腔室237同时与入口阀门通道231、出口阀门通道232相连通，因此，当致动器24的压电元件242受施加电压而致动使振动板241上凸变形(如图11A所示)，造成压力腔室237的体积增加，因而产生一推力，使阀膜片22的阀门片221a承受一向上的推力迅速开启，使流体可大量地自阀本体21上的入口通道211被吸取进来，并流经阀本体21的入口开口213、阀膜片22的镂空孔223a、阀腔体座23的入口阀门通道231流至压力腔室237内，于此同时出口阀门通道232内也受到推力，阀膜片22的阀门片221b受此推力作用，借由延伸支架222b的支撑而产生整个向上平贴紧靠于凸部结构218呈现关闭状态；其后，当施加于压电元件242的电场方向改变后，压电元件242将使振动板241下凹变形(如图11B所示)，造成压力腔室237收缩而体积减小，使压力腔室237内流体由出口阀门通道232流出压力腔室237之外，于此同时，同样有部分流体会流入入口阀门通道231内，然而由于此时的阀膜片22的阀门片221a受一吸力作用，以及流体从入口通道211往入口开口213流的冲力作用，借由延伸支架222a的支撑而产生整个向下平贴紧靠于凸部结构235呈现关闭状态，故压力腔室237内流体不会通过阀门片221a而产生逆流的现象，此时阀膜片22亦受到压力腔室237体积增加而产生的吸力作用下，拉引阀门片221b产生位移，失去整个向上平贴紧靠于凸部结构218的预力作用，借由延伸支架222b的支撑而呈现开启状态，此时压力腔室237内流体则可经由阀腔体座23的出口阀门通道232、阀膜片22上的镂空孔223b、阀本体21上的出口开口214及出口通道212而流出微型液体泵2之外，因而完成流体的传输过程，重复图11A及图11B所示的操作以进行流体的输送，如此采用本案微型液体泵2可使流体于传送过程中不会产生回流的情形，达到高效率且准确的传输。

请再参阅图1C，检测结束后，微型液体泵2停止作动，为了避免有部分待测液体残留在微型液体泵2及检测头1内，遂以由吹气单元4将空气送入微型液体泵2及检测头1内，以空气将残留的待测液体由检测头1排出。

吹气单元4可为但不限为吹气泵或氮气枪。此外，于本实施例中，吹气单元4为一微型气体泵5。请参阅图12A及图12B，其分别为本案第一较佳实施例的微型气体泵的正面分解结构示意图及背面分解结构示意图。如图所示，本案的微型气体泵5是由盖板50、微型气体传输装置5A及管板51所组合而成，其中微型气体传输装置5A具有进气汇流板52、共振片53、压电致动器54、绝缘片55、另一绝缘片57、导电片56等结构，其是将压电致动器54对应于共振片53而设置，并使进气汇流板52、共振片53、压电致动器54、绝缘片55、导电片56及另一绝缘片57等依序堆叠设置而成。于本实施例中，共振片53与压电致动器54之间是具有一间隙g0(如图16A所示)。于另一些实施例中，共振片53与压电致动器54之间亦可不具有间隙，故其实施态样并不以此为限。于一些实施例中，进气汇流板52可为但不限为一体成型的板件结构，然而于另一些实施例中，进气汇流板52可由一进气板及一流道板两板件所构成，并不以此为限。

请同时参阅图12A及图12B，于本实施例中，微型气体传输装置5A的进气汇流板52具有第一表面521及第二表面522，第一表面521与第二表面522相对设置，且在第一表面521上具有至少一进气孔520，用以供气体流入微型气体传输装置5A内，以本实施例为例，进气汇流板52的第一表面521是具有4个进气孔520，但进气孔520的数量并不以此为限，其是可依实际施作情形而任施变化。且如图12B所示，进气汇流板52的第二表面522是具有至少一汇流排通道523及中心孔洞524，且汇流排通道523分别连通对应于第一表面521的进气孔520，故于本实施例中，由于第一表面521具有4个进气孔520，则其第二表面522亦具有4个对应的汇流排通道523，并汇集于中心孔洞524，以供气体向下传递。

又如图12A、图12B所示，共振片53是由一可挠性材质所构成，但不以此为限，且于共振片53上具有一中空孔洞530，是对应于进气汇流板的中心孔洞524而设置，以使气体可向下流通。

请同时参阅图13A及图13B，其分别为图12A所示的微型气体泵的压电致动器的正面结构示意图及背面结构示意图，如图所示，压电致动器54是由悬浮板540、外框541、至少一支架542以及压电陶瓷板543所共同组装而成。其中，压电陶瓷板543贴附于悬浮板540的悬浮板下表面540b，以及该至少一支架542是连接于悬浮板540以及外框541之间，且于支架542、悬浮板540及外框541之间更具有至少一空隙545，用以供气体流通。悬浮板540、外框541以及支架542的型态及数量可依据实际情形任施种变化。另外，外框541更具有一向外凸设的导电接脚544，用以供电连接之用，但不以此为限。

于本实施例中，如图13A所示，悬浮板540是为一阶梯面的结构，意即于悬浮板540的悬浮板上表面540a更具有一凸部540c，且该悬浮板540的凸部540c是与外框541之外框上表面541a共平面，且悬浮板540的悬浮板上表面540a及支架542的支架上表面542a亦为共平面，且悬浮板540的凸部540c与悬浮板540的上表面540a之间是具有一特定深度，以及外框541之外框上表面541a与支架542的支架上表面542a之间是具有一特定深度。至于悬浮板540的悬浮板下表面540b，则如图13B所示，其与外框541之外框下表面541b及支架542的支架下表面542b为平整的共平面结构，而压电陶瓷板543则贴附于此平整的悬浮板540的悬浮板下表面540b处。于一些实施例中，悬浮板540、支架542以及外框541是可由一金属板所构成，但不以此为限，故压电致动器54由压电陶瓷板543与金属板粘合而成。

请续参阅图14，其是为图13A所示的压电致动器的多种实施态样示意图。如图所示，则可见压电致动器54的悬浮板540、外框541以及支架542是可有多样的型态，且至少可具有图14所示的(a)～(l)等多种态样。举例来说，(a)态样之外框a1及悬浮板a0是为方形的结构，且两者之间由多个支架a2以连结，例如：8个，但不以此为限，且于支架a2及悬浮板a0、外框a1之间具有空隙a3，以供气体流通；于(i)态样中，其外框i1及悬浮板i0亦同样为方形的结构，惟其中仅由2个支架i2以连结；另外，于(j)～(l)态样，则其悬浮板j0等是可为圆形的结构，而外框j1等亦可为略具弧度的框体结构，但均不以此为限。故由此多种实施态样可见，悬浮板540的型态可为方形或圆形，而同样地，贴附于悬浮板540的悬浮板下表面540b的压电陶瓷板543亦可为方形或圆形，并不以此为限。连接于悬浮板540及外框541之间的支架542的型态与数量亦可依实际施作情形而任施变化，并不以本案所示的态样为限。悬浮板540、外框541及支架542可为一体成型的结构，但不以此为限，至于其制造方式则可由传统加工、黄光蚀刻、激光加工、电铸加工或放电加工等方式制出，均不以此为限。

此外，请续参阅图12A及图12B，于微型气体传输装置5A中更具有绝缘片55、另一绝缘片57及导电片56。于本实施例中，绝缘片55、导电片56及另一绝缘片57是依序对应设置于压电致动器54与管板51之间，且绝缘片55、另一绝缘片57及导电片56的形态对应于压电致动器54之外框的形态，但不以此为限。于一些实施例中，绝缘片55及57由可绝缘的材质所构成，例如：塑胶，但不以此为限，以进行绝缘之用。于一些实施例中，微型气体传输装置5A可仅设置单一绝缘片55及导电片56，无须设置另一绝缘片57，即绝缘片55及另一绝缘片57的数量可依照实际施作情形而任施变化，并不以此为限。于另一些实施例中，导电片56即由可导电的材质所构成，例如：金属，但不以此为限，以进行电导通之用。于本实施例中，在导电片56上亦可设置一导电接脚561，以进行电导通之用。

请参阅图15A，其为图12A所示的微型气体泵的管板的正面结构示意图。如图所示，管板51具有入口管51a及出口管51b，且管板51的边框处更具有两凹陷部51c及51d，用以供压电致动器54的导电接脚544及导电片56的导电接脚561对应设置。当管板51与微型气体传输装置5A及盖板50对应组装后，则其气体传输的方向如图中的箭号所示，由入口管51a流入管板51内，并由入口管51a与微型气体传输装置5A的连接处，即为图17A所示的第一进气腔511，流入盖板50与微型气体传输装置5A之间的第二进气腔500，再流入微型气体传输装置5A中，最后流至微型气体传输装置5A与管板51之间的出气腔室512，再由出口管51b流出。

请参阅图15B，其为图12B所示的微型气体泵的组装完成示意图。如图所示，当盖板50、微型气体传输装置5A及管板51对应组装完成后，则其会如图15B所示，压电致动器54的导电接脚544及导电片56的导电接脚561因设置于管板51的凹陷部51c及51d(如图15A所示)而裸露于微型气体泵5之外，以供进行电气导接之用。且盖板50与管板51是为彼此对应密封设置，如此以使气体可由入口管51a进入微型气体泵5内，并于该密封状态中进入微型气体传输装置5A进行传输，再由出口管51b输出。

请同时参阅图12A及图16A至图16E，其中图16A至图16E为图12A所示的微型气体泵的微型气体传输装置的作动示意图。首先，如图16A所示，可见微型气体传输装置5A是依序由进气汇流板52、共振片53、压电致动器54、绝缘片55、导电片56等堆叠而成，且于共振片53与压电致动器54之间是具有一间隙g0。于本实施例中，是于共振片53及压电致动器54之外框541之间的间隙g0中填充一材质，例如：导电胶，但不以此为限，以使共振片53与压电致动器54的悬浮板540的凸部540c之间可维持该间隙g0的深度，进而可导引气流更迅速地流动，且因悬浮板540的凸部540c与共振片53保持适当距离使彼此接触干涉减少，促使噪音产生可被降低。于另一些实施例中，亦可借由加高压电致动器54之外框541的高度，以使其与共振片53组装时增加一间隙，但不以此为限。于另一些实施例中，该共振片53与压电致动器54之间亦可不具有间隙g0，即其实施态样并不以此为限。

请续参阅图16A至图16E，如图所示，当进气汇流板52、共振片53与压电致动器54依序对应组装后，则于进气汇流板52的中心孔洞524处可与共振片53共同形成一汇流气体的腔室，且在共振片53与压电致动器54之间更形成一第一腔室531，用以暂存气体，且第一腔室531是通过共振片53的中空孔洞530而与进气汇流板52的中心孔洞524处的腔室相连通，且第一腔室531的两侧则由压电致动器54的支架542之间的空隙545而与下方的出气腔室512(如图17A所示)相连通。

当微型气体泵5的微型气体传输装置5A作动时，主要由压电致动器54受电压致动而以支架542为支点，进行垂直方向的往复式振动。如图16B所示，当压电致动器54受电压致动而向下振动时，则气体由进气汇流板52上的至少一进气孔520进入，并经由进气汇流板52上的至少一汇流排通道523以汇集到中央的中心孔洞524处，再经由共振片53上与中心孔洞524对应设置的中空孔洞530向下流入至第一腔室531中，其后，由于受压电致动器54振动的带动，共振片53亦会随之共振而进行垂直的往复式振动，如图16C所示，则为共振片53亦随之向下振动，并贴附抵触于压电致动器54的悬浮板540的凸部540c上，借由此共振片53的形变，以压缩第一腔室531的体积，并关闭第一腔室531中间流通空间，促使其内的气体推挤向两侧流动，进而经过压电致动器54的支架542之间的空隙545而向下穿越流动。至于图16D则为其共振片53回复至初始位置，而压电致动器54受电压驱动以向上振动，如此同样挤压第一腔室531的体积，惟此时由于压电致动器54是向上抬升，因而使得第一腔室531内的气体会朝两侧流动，进而带动气体持续地自进气汇流板52上的至少一进气孔520进入，再流入进气汇流板52上的中心孔洞524所形成的腔室中，再如图16E所示，该共振片53受压电致动器54向上抬升的振动而共振向上，进而使进气汇流板52的中心孔洞524内的气体再由共振片53的中空孔洞530而流入第一腔室531内，并经由压电致动器54的支架542之间的空隙545而向下穿越流出微型气体传输装置5A。由此实施态样可见，当共振片53进行垂直的往复式振动时，可由其与压电致动器54之间的间隙g0以增加其垂直位移的最大距离，换句话说，于该两结构之间设置间隙g0可使共振片53于共振时可产生更大幅度的上下位移，因而可促进气体更快速的流动，并可达到静音的效果。如此，在经此微型气体传输装置5A的流道设计中产生压力梯度，使气体高速流动，并通过流道进出方向的阻抗差异，将气体由吸入端传输至排出端，且在排出端有气压的状态下，仍有能力持续推出气体。

另外，于一些实施例中，共振片53的垂直往复式振动频率可与压电致动器54的振动频率相同，即两者可同时向上或同时向下，其可依照实际施作情形而任施变化，并不以本实施例所示的作动方式为限。

请同时参阅图12A、图12B及图17A至图17D，其中图17A为图12A所示的微型气体泵组装后的剖面结构示意图，图17B至图17D为图12A所示的微型气体泵的作动示意图。如图17A所示，当盖板50与管板51彼此密封对接设置后，盖板50与管板51的入口管51a连接处构成第一进气腔511，且在盖板50与微型气体传输装置5A的进气汇流板52之间构成第二进气腔500，并于管板51与微型气体传输装置5A的压电致动器54之间构成出气腔室512。因此，当微型气体传输装置5A的压电致动器54受驱动时，则可如图17B所示，气体可由管板51的入口管51a产生负压而被吸入，且如图中的箭号所示，依序流经盖板50与管板51的入口管51a连接处的第一进气腔511、以及盖板50与进气汇流板52之间的第二进气腔500，再由进气汇流板52上的至少一进气孔520导入微型气体传输装置5A中，并经由进气汇流板52的至少一汇流排通道523汇集至中心孔洞524处，再流经共振片53的中空孔洞530，再如图17C的箭号所示，经过压电致动器54的支架542之间的空隙545而向下穿越流出微型气体传输装置5A，以进入管板51与压电致动器54之间的出气腔室512，并由管板51的出口管51b流出。

另如图17D所示，当微型气体传输装置5A的共振片53共振向上位移，进而使进气汇流板52的中心孔洞524内的气体可由共振片53的中空孔洞530而流入第一腔室531内(此时与图16E所示的状态相同)，再经由压电致动器54的支架542之间的空隙545而向下持续地传输至管板51与压电致动器54之间的出气腔室512中，则由于其气体压持续向下增加，故气体可持续地向下传输，并由管板51的出口管51b流出，如此可累积压力于出口端任何容器，当需卸压时，借由调控微型气体传输装置5A的输出量，使气体经由出口管51b管入适量排出而降压，或完全排出而卸压。

请继续参阅图1A，本案的微量液体检测器100更包含一软管6，软管6连接于微型液体泵2的入口通道211、检测容器3及吹气单元4之间。软管6可拆卸式地分别组装于检测容器3或吹气单元4，并控制微型液体泵2及吹气单元4不同时作动，以分别进行喷出待测液体及清除残余待测液体，但不以此为限。于另一实施例中，微量液体检测器100包含两个软管6，一软管6连通于微型液体泵2及检测容器3之间，另一软管6连通于微型液体泵2及吹气单元4之间，但不以此为限。

承上所述，检测头1可为一针头，微量液体检测器100更包含一检测单元7，检测头1将待测液体溅射至检测单元7上，使用检测单元7以检测待测液体成分，此外，请再参阅图1B，本案的微量液体检测器100更包含一传输模块8(如图1A所示)，传输模块8连接检测单元7，将检测单元7的检测信息对外传输，如传输至云端硬盘、行动装置。

综上所述，本案所提供的微量液体检测器，通过微型液体泵汲取检测容器内的待测液体，能够高效且准确地将待测液体输送至检测头，再由检测头溅射至检测单元，来精准地提供适当的检测液体提高检测效率，且再通过吹气单元把空气导入微型液体泵及检测头，将残留的待测液体排出，避免待测液体残留造成检测失准。

本案得由熟知此技术之人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

100：微量液体检测器

1：检测头

2：微型液体泵

20：流体输送装置

21：阀本体

210：第一组接表面

211：入口通道

212：出口通道

213：入口开口

214：出口开口

215：对接区域

216、217：凹槽

218：凸部结构

219：贯穿孔

21a：卡榫槽

21b：线槽

22：阀膜片

22a、22b：贯穿区域

221a、221b：阀门片

222a、222b：延伸支架

223a、223b：镂空孔

22c：定位孔

23：阀腔体座

230：第二组接表面

231：入口阀门通道

232：出口阀门通道

233、234、238：凹槽

235：凸部结构

236：第三组接表面

237：压力腔室

239：贯穿孔

23a：卡榫

23b：线槽

24：致动器

241：振动板

242：压电元件

243：贯穿孔

244：开口部

24b：线槽

25：盖体

250：盖体表面

251：中空空间

252：锁接孔

25a、25b：线槽

26：锁付元件

27：电极导线

28a、28b、28c、28d、28e：密封环

29：驱动电路板

291：导体沉孔

3：检测容器

4：吹气单元

5：微型气体泵

5A：微型气体传输装置

50：盖板

500：第二进气腔

51：管板

51a：入口管

51b：出口管

51c、51d：凹陷部

511：第一进气腔

512：出气腔室

52：进气汇流板

520：进气孔

521：第一表面

522：第二表面

523：汇流排通道

524：中心孔洞

53、23：共振片

530：中空孔洞

531：第一腔室

54：压电致动器

540：悬浮板

540a：悬浮板上表面

540b：悬浮板下表面

540c：凸部

541：外框

541a：外框上表面

541b：外框下表面

542：支架

542a：支架上表面

542b：支架下表面

543：压电陶瓷板

544：导电接脚

545：空隙

55：绝缘片

57：另一绝缘片

56：导电片

561：导电接脚

g0：间隙

(a)～(l)：导电致动器的不同实施态样

a0、i0、j0：悬浮板

a1、i1、j1：外框

a2、i2：支架

a3：空隙

6：软管

7：检测单元

8：传输模块

Claims (20)

1.一种微量液体检测器，其特征在于，包含：

一检测头；

一微型液体泵，具有一出口通道及一入口通道，该出口通道连接该检测头；

一检测容器，连接该入口通道，并容置一待测液体；以及

一吹气单元，连接该入口通道；

其中，该微型液体泵开始作动，该微型液体泵汲取该检测容器内的该待测液体由该入口通道进入，该待测液体通过该出口通道后被输送至该检测头，最后该待测液体由该检测头喷出；当该微型液体泵停止作动，该吹气单元将气体导入该微型液体泵，以使该微型液体泵内所残留的该待测液体由该检测头排出。

2.如权利要求1所述的微量液体检测器，其特征在于，更包含一软管，该软管连接于该入口通道、该检测容器及该吹气单元之间。

3.如权利要求1所述的微量液体检测器，其特征在于，该检测头为一针头。

4.如权利要求1所述的微量液体检测器，其特征在于，更包含一检测单元，该检测头将该待测液体溅射至该检测单元，以检测该待测液体。

5.如权利要求4所述的微量液体检测器，其特征在于，更包含一传输模块，用以传输该检测单元的检测信息。

6.如权利要求1所述的微量液体检测器，其特征在于，该微型液体泵包含：

一阀本体，具有该出口通道、该入口通道及一第一组接表面，该出口通道及该入口通道于该第一组接表面各别连通一入口开口及一出口开口，以及在该第一组接表面上设置多个卡榫槽；

一阀腔体座，具有一第二组接表面、一第三组接表面、入口阀门通道及一出口阀门通道，该入口阀门通道及该出口阀门通道由该第二组接表面贯通至该第三组接表面，且在该第三组接表面上部分凹陷形成一压力腔室，该压力腔室分别与该入口阀门通道、该出口阀门通道相连通，以及在该第二组接表面上设置多个卡榫，供以对应套置于该阀本体的该多个卡榫槽中，定位该阀腔体座组装定位于该阀本体上；

一阀膜片，为一平坦薄片结构，具有两个贯穿区域，各以蚀刻保留厚度相同的一阀门片，且环绕该阀门片周边各设置数个延伸支架作以弹性支撑，并使每个延伸支架相邻之间各形成一镂空孔，致使该阀门片受力借由该延伸支架弹性支撑而可凸伸变形一位移量形成阀门开关结构，而该阀膜片设置于该阀本体与该阀腔体座之间，并对应该阀腔体座的每一该卡榫位置设置各设有一定位孔，供每一该卡榫穿入定位该阀膜片，并以该两个贯穿区域的该阀门片各别对应封闭该阀腔体座的该入口阀门通道及该出口阀门通道形成阀门开关结构；

一致动器，封盖该阀腔体座的该压力腔室；以及

一盖体，封盖于该致动器上，且该盖体上贯穿设置多个锁接孔；

其中，该阀本体、该阀腔体座及该致动器上分别设置对应贯通的多个贯穿孔，且该多个贯穿孔分别对应该盖体的该多个锁接孔，供以可导电的多个锁付元件对应穿伸入该多个贯穿孔而锁付于对应的该多个锁接孔上，以定位组装形成一流体输送装置。

7.如权利要求6所述的微量液体检测器，其特征在于，该阀本体的该出口开口及该阀腔体座的该入口阀门通道周围分别设置一凸部结构，供以该阀膜片的该两个贯穿区域上的各该阀门片可紧贴封闭产生一预力。

8.如权利要求6所述的微量液体检测器，其特征在于，该阀本体的该入口开口及该出口开口周围与该阀腔体座在该第二组接表面的该入口阀门通道、该出口阀门通道周围、在该第三组接表面的该压力腔室周围各设置有一凹槽，一密封环套入该凹槽。

9.如权利要求6所述的微量液体检测器，其特征在于，该阀膜片为聚亚酰胺高分子材料所制成。

10.如权利要求6所述的微量液体检测器，其特征在于，该致动器包含一振动板及一压电元件，该压电元件贴附固定于该振动板一侧面，以及该振动板设置有一开口部，该锁付元件穿伸入该开口部，并与该振动板电性连接。

11.如权利要求10所述的微量液体检测器，其特征在于，该盖体为金属材质，与该振动板贴合，该振动板的该贯穿孔及该开口部可供该锁付元件穿伸入并锁附该锁接孔中。

12.如权利要求11所述的微量液体检测器，其特征在于，该盖体于一盖体表面上凹设一线槽，以及于一侧边设有与该盖体表面凹设的该线槽成垂直向连通的另一线槽，以及该振动板、该阀腔体座及该阀本体的一侧面设置有与该盖体的该侧面设置的该线槽相对应的一线槽，供与该压电元件的一电极导线埋入。

13.如权利要求11所述的微量液体检测器，其特征在于，该锁付元件为一螺丝。

14.如权利要求1所述的微量液体检测器，其特征在于，吹气单元可为一薄型气体泵，包含：

一微型气体传输装置，包括一进气汇流板、一共振片及一压电致动器，该进气汇流板的一表面具有至少一进气孔，另一表面具有至少一汇流排通道及一中心孔洞，该汇流排通道对应连通该进气孔，该共振片具有一中空孔洞，对应该进气汇流板的中心孔洞，该压电致动器依序对应堆叠该共振片、该进气汇流板设置定位；

一盖板，设置于该微型气体传输装置的该进气汇流板之上；以及

一管板，设置于该微型气体传输装置的该压电致动器之下，且具有一入口管及至少一出口管；

其中，该盖板、该微型气体传输装置及该管板相互堆叠密封组接，以及该盖板与该管板的入口管连接处构成一第一进气腔，以及该盖板与该微型气体传输装置的进气汇流板之间构成一第二进气腔，以及该管板与该微型气体传输装置的压电致动器之间构成一出气腔室，供该微型气体传输装置受驱动时气体由该管板的该入口管进入，依序流经该第一进气腔、该第二进气腔，并由该进气汇流板的至少一进气孔导入该微型气体传输装置，经该进气汇流板的该至少一汇流排通道汇集至该中心孔洞，再流经该共振片的该中空孔洞，再经该压电致动器向下传输，以进入该出气腔室，并由该管板的该出口管流出，完成气体传输。

15.如权利要求14所述的微量液体检测器，其特征在于，该压电致动器，具有一悬浮板及一外框，该悬浮板及该外框之间是以至少一支架连接，且于该悬浮板的一表面贴附一压电陶瓷板。

16.如权利要求15所述的微量液体检测器，其特征在于，该压电致动器的该悬浮板的一上表面为一阶梯面的结构，即该上表面具有一凸部，且该凸部与该外框的一上表面共平面，该凸部及该外框的该上表面与该悬浮板的该上表面及该支架的一上表面之间具有一特定深度。

17.如权利要求15所述的微量液体检测器，其特征在于，该微型气体传输装置更包括一绝缘片及至少一导电片，且该绝缘片及该导电片依序设置于该压电致动器之下。

18.如权利要求14所述的微量液体检测器，其特征在于，该微型气体传输装置的该共振片与该压电致动器之间具有一间隙形成一第一腔室，当气体自该微型气体传输装置的该进气汇流板的该至少一进气孔导入，经该进气汇流板的该至少一汇流排通道汇集至该中心孔洞，再流经该共振片的该中空孔洞，以进入该第一腔室内，再经该压电致动器向下传输。

19.如权利要求14所述的微量液体检测器，其特征在于，该进气汇流板包括相互堆叠的一进气板及一流道板。

20.如权利要求1所述的微量液体检测器，其特征在于，该吹气单元为一吹气泵或一氮气枪。

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