CN115672424B - 一种微流控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微流控装置，包括微流控面板、检测电路；微流控面板包括多个驱动单元；驱动单元包括第一检测电极和第二检测电极和驱动电路；检测电路包括信号提供模块、检测信号转换模块和比较模块；信号提供模块用于向第一检测电极提供检测信号；检测信号转换模块用于获取第一检测电极与第二检测电极构成的电容的待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压；比较模块用于将检测电压与第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出检测结果；其中，第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值。采用上述技术方案，数据处理简单高效，且降低了液滴的位置确认的难度，提高检测的准确度，有利于液滴位置的精准控制。

Description

一种微流控装置

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种微流控装置。

背景技术

微流控技术可以应用在医药、化学、生物等多个领域中液滴分离、融合、检测等方面。微流控装置通常是利用电润湿的原理，通过设置上、下基板电压控制液滴的流动位置，并且在液滴自动化移动过程中，需要实时反馈液滴的位置以便于精准控制。

目前，检测上、下基板间电容是一种主流的反馈方法，而现有的电容检测电路的数据处理较为复杂，且检测精度不高。

发明内容

本发明提供了一种微流控装置，以降低电容检测的复杂程度，并提高检测精度。

根据本发明的一方面，提供了一种微流控装置，包括：微流控面板、检测电路；

所述微流控面板包括阵列排布的多个驱动单元；所述驱动单元包括相对设置的第一检测电极和第二检测电极、以及与第一检测电极或第二检测电极电连接的驱动电路；所述第一检测电极与所述第二检测电极之间形成第一容置空间；

所述检测电路包括信号提供模块、检测信号转换模块和比较模块；所述信号提供模块与所述第一检测电极电连接；所述检测信号转换模块与所述第二检测电极电连接；

所述信号提供模块用于向所述第一检测电极提供检测信号；所述检测信号转换模块用于获取同一所述驱动单元中所述第一检测电极与所述第二检测电极构成的电容的待测电容信号，并将所述待测电容信号转换为检测电压；

所述比较模块用于将所述检测电压与第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出检测结果；其中，所述第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值。

本发明的技术方案，通过在检测电路中设置信号提供模块，可以由信号提供模块提供的检测信号得到同一驱动单元中第一检测电极与第二检测电极构成的电容的待测电容信号，通过在检测电路中设置检测信号转换模块，可以获取待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压，通过比较模块将检测电压和第一参考电压进行比较，便于确定第一检测电极与第二检测电极构成的电容的容值是否符合预设范围，进而判断该驱动单元内是否存在液滴或液滴的大小范围，检测方法简单方便，数据处理简单高效，耗时短、速度快；此外，第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值，可以根据实际需求进行设置和/或检测环境进行设置，可以扩大信号检测的应用范围，且能够使检测电路具有较高的灵敏度和检测精度，降低了液滴的位置确认的难度，提高液滴的位置检测的准确度，有利于液滴位置的精准控制。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种微流控装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种微流控面板的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种微流控面板的膜层结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种检测电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种微流控面板的膜层结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种微流控面板的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术所述，现有技术中的微流控装置通常采用检测上、下基板间电容的方式反馈液滴的位置，但是电容充、放电具有时效性，不同时刻测得的电压不同，测出的结果容易产生偏差，检测精度不高；而且检测电容还涉及模拟信号的数据采集等，数据处理复杂，耗时较长，对于阵列式的电容检测，数据处理更加复杂，耗时也更长，无法满足在液滴自动化移动过程中需要实时快速反馈液滴位置的需求。此外，现有技术无法针对不同的应用场景对不同的液滴进行检测，从而缩小了检测方式的应用范围，不利于提高检测结果的准确性，增加了液滴的位置确认的难度，不利于液滴位置的精准控制。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种微流控装置，包括微流控面板、检测电路；微流控面板包括阵列排布的多个驱动单元；驱动单元包括相对设置的第一检测电极和第二检测电极、以及与第一检测电极或第二检测电极电连接的驱动电路；第一检测电极与第二检测电极之间形成第一容置空间；检测电路包括信号提供模块、检测信号转换模块和比较模块；信号提供模块与第一检测电极电连接；检测信号转换模块与第二检测电极电连接；信号提供模块用于向第一检测电极提供检测信号；检测信号转换模块用于获取同一驱动单元中第一检测电极与第二检测电极构成的电容的待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压；比较模块用于将检测电压与第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出检测结果；其中，第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值。

采用上述技术方案，通过在检测电路中设置信号提供模块，可以由信号提供模块提供的检测信号得到同一驱动单元中第一检测电极与第二检测电极构成的电容的待测电容信号，通过在检测电路中设置检测信号转换模块，可以获取待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压，通过比较模块将检测电压和第一参考电压进行比较，便于确定第一检测电极与第二检测电极构成的电容的容值是否符合预设范围，进而判断该驱动单元内是否存在液滴或液滴的大小范围，检测方法简单方便，数据处理简单高效，耗时短、速度快；此外，第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值，可以根据实际需求进行设置和/或检测环境进行设置，可以扩大信号检测的应用范围，且能够使检测电路具有较高的灵敏度和检测精度，降低了液滴的位置确认难度，提高液滴的位置检测的准确度，有利于液滴位置的精准控制。

以上是本发明的核心思想，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。以下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。

图1为本发明实施例提供的一种微流控装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种微流控面板的俯视结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种微流控面板的膜层结构示意图，图4为本发明实施例提供的一种检测电路的结构示意图。参考图1-图4，微流控装置01包括微流控面板02、检测电路03；微流控面板02包括阵列排布的多个驱动单元20；驱动单元20包括相对设置的第一检测电极21和第二检测电极22、以及与第一检测电极21或第二检测电极22电连接的驱动电路23；第一检测电极21与第二检测电极22之间形成第一容置空间201；检测电路03包括信号提供模块31、检测信号转换模块32和比较模块33；信号提供模块31与第一检测电极21电连接；检测信号转换模块32与第二检测电极33电连接。信号提供模块31用于向第一检测电极21提供检测信号；检测信号转换模块32用于获取同一驱动单元20中第一检测电极21与第二检测电极22构成的电容的待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压；比较模块用于将检测电压与第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出检测结果；其中，第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值。

具体的，通过调整微流控面板02上各驱动单元20的第一检测电极21和/或第二检测电极22上的驱动电压，令第一检测电极21和第二检测电极22之间的电场发生变化，进而控制液滴的流动位置，使得液滴流动至预设位置处的驱动单元20中。同一驱动单元20中的第一检测电极21和第二检测电极22可构成电容，第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值大小受第一检测电极21和第二检测电极22之间液滴的大小影响。检测电路03可以根据第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值大小得到相应的待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压，由检测电压与第一参考电压的大小关系可以确定第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值是否符合预设范围，由此判断该驱动单元内是否存在液滴或液滴的大小范围，进而筛选出液滴所处的驱动单元，确定液滴所处的位置。其中，电容容值的预设范围和液滴的大小范围可以通过改变第一参考电压进行设定，当第一参考电压为液滴检测过程中正常尺寸的液滴对应的检测电压的下限值时，若检测电压小于第一参考电压，则可认为该驱动单元20中没有液滴存在，若检测电压大于第一参考电压，则可认为该驱动单元20中有液滴存在；当第一参考电压为液滴检测过程中最小尺寸的液滴对应的检测电压的下限值时，若检测电压小于第一参考电压，则可认为该驱动单元20中没有液滴存在或液滴较小，若检测电压大于第一参考电压，则可认为该驱动单元20中有液滴存在且液滴较大。

示例性的，信号提供模块31可以向驱动单元20中的第一检测电极21提供检测信号，检测信号能够对驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容进行充电，若不同驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值不同，则电容的最大充电电量也不同，使得检测信号转换模块32获取的待测电容信号不同。检测信号转换模块32可以通过获取该驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的最大充电电量，即待测电容信号，检测信号转换模块32还可以根据最大充电电量确定第二检测电极22上的最大充电电压，即检测电压。比较模块33通过比较检测电压和第一参考电压可以确定第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值是否符合预设范围，由此判断该驱动单元内是否存在液滴或液滴的大小范围，进而快速筛选出液滴所处的驱动单元，确定液滴所处的位置。其中，检测信号可以为交流信号或脉冲信号等，本发明实施例对此不做限定。

需要说明的是，检测电路03的信号提供模块31一般是在微流控装置01控制液滴移动之后向驱动单元20提供检测信号的，并不会在微流控装置01控制液滴移动时向驱动单元20提供检测信号。此外，检测信号一般较小，不足以改变微流控面板02上各驱动单元20的第一检测电极21和/或第二检测电极22上的驱动电压，也不会控制液滴进行移动和影响微流控装置01对液滴位置的控制。

可以理解的是，第一参考电压可以根据需要进行设置，例如可以将第一参考电压设置为液滴检测过程中正常尺寸的液滴对应的检测电压的下限值，用于检测预设位置处是否有液滴；当检测电压大于第一参考电压时，比较模块33可以确定该驱动单元20内的液滴较大，该驱动单元20内一定存在液滴，由该驱动单元20所处的位置，可判断液滴是否流动至预设位置。例如还可以将第一参考电压设置为液滴检测过程中最小尺寸的液滴对应的检测电压的下限值，用于检测液滴的初始位置处是否有液滴残留；当检测电压大于第一参考电压时，比较模块33可以确定该驱动单元20内存在一定量的液滴，由该驱动单元20所处的位置，可判断初始位置处是否有液滴残留。此外，第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值大小还受到微流控装置01所处环境的影响，例如在检测电路03检测驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值是否处于预设范围时，该驱动单元20中电容的容值会随着温度变化而变化，导致检测信号转换模块32获取的待测电容信号也会发生变化，通过根据检测环境的温度值对第一参考电压进行相应的调整，可避免因检测环境变化而导致检测结果不准确的情况。

本发明实施例，通过在检测电路中设置信号提供模块，可以由信号提供模块提供的检测信号得到同一驱动单元中第一检测电极与第二检测电极构成的电容的待测电容信号，通过在检测电路中设置检测信号转换模块，可以获取待测电容信号，并将待测电容信号转换为检测电压，通过比较模块将检测电压和第一参考电压进行比较，便于确定第一检测电极与第二检测电极构成的电容的容值是否符合预设范围，进而判断该驱动单元内是否存在液滴或液滴的大小范围，检测方法简单方便，数据处理简单高效，耗时短、速度快；此外，第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值，可以根据实际需求进行设置和/或检测环境进行设置，可以扩大信号检测的应用范围，且能够使检测电路具有较高的灵敏度和检测精度，降低了液滴的位置确认的难度，提高液滴的位置检测的准确度，有利于液滴位置的精准控制。

可选的，继续参考图3，微流控面板02包括相对设置的第一基板210和第二基板220；第一基板210包括第一导电层211，第一导电层211包括第一检测电极21；第二基板220包括第二导电221层，第二导电层221包括第二检测电极22；驱动电路23位于第二基板220中第二检测电极22远离第一检测电极21的一侧。

其中，第一导电层211包括但不限于氧化铟锡(ITO)层，第二导电层221可以与第一导电层211为相同的材质，也可以是不同的材质，本发明实施例不做限定。在一可选的实施例中，第一导电层211和第二导电层221均为ITO层，导电性能较高，有利于增加微流控面板03对液滴控制的灵敏度。

示例性的，第一基板210还包括第一衬底212，第二基板220还包括第二衬底222，微流控面板02中的其他结构可均位于第一衬底212和第二衬底222之间；第一衬底212和第二衬底222可起到支撑、固定和保护的作用。当第二检测电极22与驱动电路23电连接时，驱动电路23位于第二基板220中第二检测电极22远离第一检测电极21的一侧。同一层的第一检测电极21之间设置有第一介电层213，可避免不同的第一检测电极21之间误连接，同一层的第二检测电极22之间设置有第一介电层223，可避免不同的第二检测电极22之间误连接。第一检测电极21靠近第二衬底222的一侧设置有第一疏水层214，第二检测电极22靠近第一衬底212的一侧设置有第二疏水层224，有利于液滴的移动，第一疏水层214和第二疏水层224之间为第一容置空间201，液滴可位于第一容置空间201内。可以理解的是，图中示出的膜层厚度及相对位置仅是示意，在实际应用时可根据需要进行调整，本发明实施例对此不做具体限定。

可以理解的是，驱动电路还可以位于第一基板中第一检测电极远离第二检测电极的一侧，此时，第一检测电极与驱动电路电连接，其工作原理和结构与上述内容类似，在此不再赘述。

可选的，图5为本发明实施例提供的又一种微流控面板的膜层结构示意图，图6为本发明实施例提供的又一种微流控面板的俯视结构示意图。参考图5和图6，当第二检测电极22与驱动电路23电连接时，第一检测电极21同层设置且为一体结构，第二检测电极22相互独立。

示例性的，以第二检测电极22与驱动电路23电连接为例，微流控面板02中的各驱动单元20的第一检测电极21可接收相同电压的电信号，例如均可接收相同电压的固定信号，通过驱动电路23调整各驱动单元20的第二检测电极22上的驱动电压即可实现对液滴的移动位置的控制。当微流控面板02的各驱动单元20中的第一检测电极21接收相同电位的电信号时，各第一检测电极21可同层设置且为一体结构，第二检测电极22相互独立，仅通过调整各第二检测电极22上的驱动电压即可实现控制液滴的移动位置。例如第一检测电极21可整面设置，如此，有利于减少与第一检测电极21电连接的连接走线的数量，节省空间，有利于微流控面板02的轻薄化。

可以理解的是，当第一检测电极与驱动电路电连接时，第二检测电极同层设置且为一体结构，第一检测电极相互独立，有利于减少与第二检测电极电连接的连接走线的数量，节省空间。

可选的，继续参考图6，微流控面板02还包括多条扫描线051和多条驱动线052；位于同一行的至少部分驱动单元20的驱动电路23与同一条扫描线051电连接；位于同一列的至少部分驱动单元20的驱动电路23与同一条驱动线052电连接；驱动电路23用于根据扫描线051上的扫描信号和驱动线052上的驱动信号，控制向第一检测电极21或第二检测电极22提供的驱动电压。

示例性的，以第二检测电极22与驱动电路23电连接为例，第一检测电极21可同层设置且为一体结构，第一检测电极21可整面设置，第二检测电极22通过同一驱动单元20中的驱动电路23分别与扫描线051和驱动线052电连接。驱动电路23包括驱动晶体管T1，驱动晶体管T1的栅极与扫描线051电连接，驱动晶体管T1的第一极与驱动线052电连接，驱动晶体管T1的第二极与第二检测电极22电连接。在扫描信号的电平为使能电平时，驱动晶体管T1导通，驱动线052上的驱动信号可以经驱动晶体管T1传输至第二检测电极22，使得第二检测电极22上的驱动电压与驱动线052上的驱动信号的电压保持一致。位于同一行的驱动单元20中的驱动晶体管T1的栅极可以与同一条扫描线051电连接，位于同一列的驱动单元20中的驱动晶体管T1的第一极可以与同一条驱动线052电连接，扫描线051传输的扫描信号可以对各行的驱动单元20中的驱动晶体管T1的栅极进行逐行扫描，且每次只有某一行驱动单元20中的驱动晶体管T1导通，各驱动线052的驱动信号可以分别向该行的各驱动单元20提供驱动信号，以使该行各驱动单元20的第二检测电极22能够一一对应地写入相应的驱动电压。

可以理解的是，当第一检测电极与驱动电路电连接时，第二检测电极可同层设置且为一体结构，第二检测电极可整面设置，第一检测电极通过同一驱动单元中的驱动电路分别与扫描线和驱动线电连接。扫描线传输的扫描信号对各行的驱动单元中的驱动电路进行逐行扫描，且每次只有某一行驱动单元中的驱动电路导通，各驱动线的驱动信号可以分别向该行的各驱动单元提供驱动信号，以使该行各驱动单元的第一检测电极能够一一对应地写入相应的驱动电压。

如此，可以精准控制微流控面板02中每一个驱动单元20中第一检测电极21或第二检测电极22的驱动电压，同一行的至少部分驱动单元20的驱动电路23可共用一个扫描线051，同一列的至少部分驱动单元20的驱动电路23可共用一个驱动线052，节省空间，有利于微流控面板02的轻薄化。

需要说明的是，驱动电路23包括驱动晶体管T1仅是示例性的说明，驱动电路23还可以包括其他结构，本发明实施例不做具体限定。

可选的，图7为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图。参考图7，微流控装置01还包括第一开关模块61和多个第二开关模块62、以及多条检测线063；位于同一列的至少部分驱动单元20的驱动电路23与同一条检测线063电连接。当第二检测电极22与驱动电路23电连接时，所有驱动单元20的第一检测电极21均通过第一开关模块61与信号提供模块31电连接，各第二开关模块62的第一端与各条检测线063一一对应电连接，各第二开关模块62的第二端均与检测信号转换模块32电连接。

其中，第一开关模块61和第二开关模块62可以包括机械开关，此时，可由操作人员操作第一开关模块61和第二开关模块62，以控制其导通或关闭；第一开关模块61和第二开关模块62也可以包括电控开关，例如晶体管、继电器等，通过向第一开关模块61和第二开关模块62提供相应的开关控制信号，可以控制其导通或关闭。

示例性的，以第二检测电极22与驱动电路23电连接为例，驱动电路23包括驱动晶体管T1，驱动晶体管T1的栅极与扫描线051电连接，驱动晶体管T1的第一极与检测线063电连接，驱动晶体管T1的第二极与第二检测电极22电连接。第一开关模块61导通，信号提供模块31可以向所有驱动单元20的第一检测电极21提供检测信号，检测信号能够对驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容进行充电。扫描信号可以对各行的驱动单元20中的驱动晶体管T1的栅极进行逐行扫描，且每次只有一行驱动单元20中的驱动晶体管T1导通；在该行驱动单元20中的驱动晶体管T1导通时，若第二开关模块62依次导通，检测信号转换模块32可以通过检测线063可以分别获取该行的各驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的最大充电电量，即待测电容信号，检测信号转换模块32还可以根据最大充电电量确定第二检测电极22上的最大充电电压，即检测电压；比较模块33可以依次将该行的各驱动单元20的检测电压与第一参考电压进行比较，判断出该行的各驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值是否符合预设范围，由此判断该驱动单元内是否存在液滴或液滴的大小范围，进而快速筛选出液滴所处的驱动单元20，确定液滴所处的位置。

可以理解的是，当第一检测电极21与驱动电路23电连接时，所有驱动单元20的第二检测电极22均通过第一开关模块61与检测信号转换模块32电连接，各第二开关模块62的第一端与各条检测线063一一对应电连接，各第二开关模块62的第二端均与信号提供模块31电连接，位于同一列的第一检测电极21可通过各自所属的驱动单元20的驱动电路23、同一条检测线063、以及同一个第二开关模块62与信号提供模块31电连接，如图8所示。扫描信号对各行的驱动单元20中的驱动电路进行逐行扫描，且每次只有某一行驱动单元20中的驱动电路23导通；在该行驱动单元20中的驱动电路23导通时，第二开关模块62可以依次导通，信号提供模块31可以通过检测线063分别向该行的各驱动单元20中第一检测电极21提供检测信号；第一开关模块61可以在扫描信号逐行扫描的过程中一直保持导通，信号转换模块32可以获取所有驱动单元20输出的待测电容信号，而只有通过第二开关模块62和检测线063接收到检测信号的驱动单元20可输出待测电容信号，在扫描信号和第二开关模块62的控制下，检测信号转换模块32可以通过第一开关模块61分别获取各行的各驱动单元20的待测电容信号，即分别获取由各行的各驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的最大充电电量，并根据最大充电电量确定第二检测电极22上的最大充电电压，即检测电压；然后通过比较模块可以确定驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值是否在预设范围内，进而快速筛选出液滴所处的驱动单元20，确定液滴所处的位置。

当第二检测电极22与驱动电路23电连接时，至少部分驱动单元20的第一检测电极21可通过同一个第一开关模块61与信号提供模块31电连接，位于同一列的至少部分驱动单元20的驱动电路23可通过同一条检测线063和同一个第二开关模块62与检测信号转换模块32电连接；当第一检测电极21与驱动电路23电连接时，至少部分驱动单元20的第二检测电极22可通过同一个第一开关模块61与检测信号转换模块32电连接，位于同一列的至少部分驱动单元20的驱动电路23可通过同一条检测线063和同一个第二开关模块62与信号提供模块31电连接。如此，降低了检测电路03的数据处理的难度，检测方法简单高效，还可以减少第一开关模块61、第二开关模块62、以及检测线063的数量，节省了部件结构和连接走线，降低了制备成本，有利于减小体积和批量生产。

可选的，继续参考图7和图8，驱动线052复用为检测线063，当微流控装置01调整微流控面板02上各驱动单元20的第一检测电极21和/或第二检测电极22上的驱动电压时，驱动线052上可传输驱动信号；当检测控装置01的检测电路03要检测各驱动单元20内是否存在液滴或液滴的大小范围时，驱动线052上可传输检测信号或待测电容信号，如此，可进一步减少走线数量，有利于微流控面板02的轻薄化。需要说明的是，检测电路03一般是在微流控装置01调整完各驱动单元20的第一检测电极21和/或第二检测电极22上的驱动电压之后，对各驱动单元20的第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值进行检测，因此，驱动线052复用为检测线063并不影响微流控装置01对液滴位置的精准控制。

可选的，图9为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图。参考图9，微流控装置01还包括控制电路07和扫描电路08，控制电路包括多个驱动信号端71、扫描控制端72、以及检测结果接收端73。位于同一列的至少部分驱动单元20的驱动电路23与同一驱动信号端71电连接；控制电路07的扫描控制端72与扫描电路08电连接；扫描电路08包括多个扫描端81；位于同一行的至少部分驱动单元20的驱动电路23与同一扫描端81电连接；检测结果接收端73接收检测结果。控制电路07用于分别向各列驱动单元20的驱动电路23提供驱动信号，以及向扫描电路08提供扫描控制信号；扫描电路08用于根据扫描控制信号，分别向各行驱动单元20的驱动电路23提供扫描信号；驱动电路23用于根据扫描信号和驱动信号，控制向第一检测电极21或第二检测电极22提供的驱动电压，以使第一检测电极21和第二检测电极22产生电场，并控制该第一检测电极21与第二检测电极22之间的待测液滴位移量；控制电路07还用于根据检测结果控制向各驱动单元20的驱动电路23提供的驱动信号。

示例性的，控制电路07可以输出扫描控制信号至扫描电路08，扫描电路08可与驱动电路集成于同一基板上，扫描电路08可根据扫描控制端72输出的扫描控制信号依次向各行的驱动单元20的驱动电路23提供扫描信号的使能电平，依次使得各行的驱动单元20的驱动电路23导通；在某一行的驱动单元20的驱动电路23接收到扫描信号的使能电平时，该行的驱动单元20的驱动电路23导通，控制电路07可以通过该行的驱动电路23分别向该行的各驱动单元20提供驱动信号，使得该行的各驱动单元20的第一检测电极21或第二检测电极22上的驱动电压与驱动信号端71的电压保持一致，实现对微流控面板02上各驱动单元20的第一检测电极21和/或第二检测电极22上的驱动电压的调整，进而控制所有驱动单元20中第一检测电极21与第二检测电极22之间的待测液滴位移量，使得微流控面板02中的待测液滴04可以流动至预设位置处的驱动单元20中。在控制电路07对微流控面板02上各驱动单元20的第一检测电极21和/或第二检测电极22上的驱动电压进行调整之后信号提供模块31可以向微流控面板02上各驱动单元20的第一检测电极21提供检测信号，结合检测信号转换模块32和比较模块33，可以筛选出待测液滴04所处的驱动单元20，进而判断待测液滴04是否位于预设位置处的驱动单元20中，检测电路03中的比较模块33可以将检测结果输出至控制电路07。

如此，检测电路03可以在控制电路07每次控制待测液滴04移动之后，及时向控制电路07反馈待测液滴04的位置，控制电路07可以在待测液滴04未成功移动至预设位置处时，根据检测结果输出扫描控制信号和驱动信号，再一次控制待测液滴04移动，直至待测液滴04移动至预设位置处，从而有利于微流控装置01对待测液滴04的精准控制。

需要说明的是，图中仅示例性的示出了一个待测液滴04，微流控装置01中可同时存在多个待测液滴04，本发明实施例对此不做限定。

可选的，图10为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图。参考图10，比较模块33还用于将检测电压与第二参考电压进行比较，并根据检测电压与第一参考电压的关系以及检测电压与第二参考电压的关系确定比较结果；其中，第二参考电压大于第一参考电压。

示例性的，由第一参考电压和第二参考电压，可以确定各驱动单元20的第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的待测电容信号是否处于下限值和上限值之间的范围内，由此可以确定待测液滴04的大小范围，可以提高检测精度。可以理解的是，第二参考电压也可以根据检测需求设定和/或根据检测环境设定。

除此之外，比较模块33还用于将检测电压与第三参考电压和第四参考电压等电压值进行比较，以进一步缩小确定待测液滴04的大小范围，进一步提高检测精度。

可选的，图11为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图。参考图11，检测电路03还包括第一参考单元401和第一参考转换模块301；第一参考单元401包括相对设置的第一参考电极41和第二参考电极42；第一参考电极41与第二参考电极42之间形成第二容置空间(图中未示出)；第一参考电极41与信号提供模块31电连接；第二参考电极42与第一参考转换模块301电连接。信号提供模块31还用于向第一参考电极41提供检测信号；第一参考转换模块301用于获取第一参考单元401中第一参考电极41与第二参考电极42构成的电容的第一参考电容信号，并将第一参考电容信号转换为第一参考电压。

示例性的，第一参考电极41与第二参考电极42之间形成的第二容置空间内可放置第一参考液滴，第一参考液滴的材质和浓度可与微流控面板02内的待测液滴04的材质和浓度相同。第一参考单元401的第一参考电极41可与驱动单元20的第一检测电极21连接同一个信号提供模块，使得信号提供模块能够同时对第一参考单元401的第一参考电极41和第二参考电极42构成的电容进行充电；第一参考转换模块301可以获取第一参考单元401中第一参考电极41和第二参考电极42构成的电容的最大充电电量，即第一参考电容信号，第一参考转换模块301还可以根据最大充电电量确定第二参考电极42上的最大充电电压，即第一参考电压。若驱动单元20的检测电压大于第一参考单元401的第一参考电压，则可以判定待测电容信号大于第一参考电容信号，由此可以确定该驱动单元20内的待测液滴04大于第一参考单元20内的第一参考液滴，使得检测电路03可以快速筛选出符合预设大小范围的待测液滴04所处的驱动单元20。

在微流控装置01所处的环境发生变化时，例如温度、湿度发生变化时，第一参考电极41和第二参考电极42构成的电容可与第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容有相同的变化趋势，使得第一参考电压和检测电压也有相同趋势的偏差，可以减少因环境变化造成的检测结果的偏差，提高了检测结果的准确性。

可选的，继续参考图11，检测电路03还包括第二参考单元402和第二参考转换模块302；第二参考单元402包括相对设置的第三参考电极43和第四参考电极44；第三参考电极43与第四参考电极44之间形成第三容置空间(图中未示出)；第三参考电极43与信号提供模块31电连接；第四参考电极44与第二参考转换模块302电连接。信号提供模块31还用于向第三参考电极43提供检测信号；第二参考转换模块302用于获取第二参考单元402中第三参考电极43与第四参考电极44构成的电容的第二参考电容信号，并将第二参考电容信号转换为第二参考电压。

其中，第三参考电极43与第四参考电极44之间形成的第三容置空间内可放置第二参考液滴，第二参考液滴的材质和浓度可与微流控面板02内的待测液滴04的材质和浓度相同，且第二参考液滴大于第二容置空间内的第一参考液滴。第二参考单元402和第二参考转换模块302的工作原理与第一参考单元401和第一参考转换模块301相同，在此不再赘述。在微流控装置01所处的环境发生变化时，第三参考电极43和第四参考电极44构成的电容可与第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容有相同的变化趋势，使得第二参考电压和检测电压也有相同趋势的偏差，可以减少因环境变化造成的检测结果的偏差，提高了检测结果的准确性。

可选的，图12为本发明实施例提供的又一种微流控装置的结构示意图。参考图12，微流控面板02包括第一参考单元401；第一参考电极41与第一检测电极21同层设置；第二参考电极42与第二检测电极22同层设置。

示例性的，以第二检测电极22与驱动电路23电连接为例，各驱动单元20的第一检测电极21可同层设置且为一体结构，第一参考电极41可与第一检测电极21同层设置，第一参考电极41与第一检测电极21也可为一体结构，第二参考电极42与各第二检测电极22同层设置且相互独立。此时第一参考电极41可与第一检测电极21采用同一工艺制备，第二参考电极42可与第二检测电极22采用同一工艺制备，减少工序，提高了生产效率；此外，第一参考单元401与驱动单元20均位于微流控面板02中，两者处于同一环境，并采用相同的工艺制备，可以避免由第一参考单元401获取的第一参考电压和由驱动单元20获取的检测电压因电容特性而引起偏差，减小了因工艺、材质不同而引起的检测结果的误差，提高了检测结果的准确性。

可选的，继续参考图12，微流控面板02还包括第二参考单元402；第三参考电极43与第一检测电极21同层设置；第四参考电极44与第二检测电极22同层设置。

示例性的，仍以第二检测电极22与驱动电路23电连接为例，各驱动单元20的第一检测电极21可同层设置且为一体结构，第三参考电极43与第一检测电极21同层设置，第三参考电极43与第一检测电极21也可为一体结构，第四参考电极44与各第二检测电极22同层设置且相互独立。此时，第三参考电极43可与第一检测电极21采用同一工艺制备，第四参考电极44可与第二检测电极22采用同一工艺制备，减少工序，提高了生产效率；此外，第二参考单元402与驱动单元20均位于微流控面板02中，两者处于同一环境，并采用相同的工艺制备，可以避免由第二参考单元402获取的第二参考电压和由驱动单元20获取的检测电压因电容特性而引起偏差，减小了因工艺、材质不同而引起的检测结果的误差，提高了检测结果的准确性。

可选的，第一参考电极41的面积小于第一检测电极21的面积，和/或第二参考电极42的面积小于第二检测电极22的面积。

示例性的，当第一参考单元401位于微流控面板02中时，第二容置空间内的第一参考液滴需要通过微流控面板02内至少部分驱动单元20移动至第一参考单元401的第二容置空间内，而第一参考电压一般设置为液滴检测过程中检测电压的下限值，相应的第一参考液滴也较小，若第一参考液滴设置的过小，会使得驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22之间的电场变化无法驱动第一参考液滴移动至第一参考单元401的位置处，导致第一参考电压不能设置的过小。然而，通过减小第一参考电极41和/或第二参考电极42的面积，可以将第一参考电压设置的较小，增加第一参考电压的取值范围，可以扩大信号检测的应用范围，使检测电路具有较高的灵敏度和检测精度。

可选的，第三参考电极43的面积大于第一检测电极21的面积，和/或第四参考电极44的面积大于第二检测电极22的面积。

示例性的，第二参考电压一般设置为液滴检测过程中检测电压的上限值，相应的第二参考液滴也较大，但是第二参考液滴最大不能大于驱动单元20，导致第二参考电压不能设置的过大，通过增大第三参考电极43和/或第四参考电极44的面积，可以将第二参考电压设置的较大，增加第二参考电压的取值范围，可以扩大信号检测的应用范围，使检测电路具有较高的灵敏度和检测精度。

可以理解的是，图中示出的电极的大小和形状仅是示意，在实际应用时可根据需要进行调整，本发明实施例对此不做具体限定。

可选的，图13为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图。参考图13，比较模块33包括第一比较器OP1和第二比较器OP2；第一比较器OP1的反相输入端和第二比较器OP2的同相输入端均与检测信号转换模块32电连接；第一比较器OP1的同相输入端接收第一参考电压；第二比较器OP2的反相输入端接收第二参考电压；第一比较器OP1的输出端和第二比较器OP2的输出端耦接于第一节点N1；第一节点N1为检测结果输出节点。

示例性的，当检测信号转换模块32输出的检测电压大于第一参考电压且小于第二参考电压时，检测结果输出节点可输出低电平的电信号，当检测信号转换模块32输出的检测电压小于第一参考电压或大于第二参考电压时，检测结果输出节点可输出高电平的电信号，只需读取检测结果输出节点输出的电信号的电平的高低即可判断驱动单元20中第一检测电极21和第二检测电极22构成的电容的容值是否在预设范围内，进而可快速筛选出复合预设大小范围的待测液滴04所处的驱动单元20。采用双比较器，简化了数据采集和处理的流程，提高了检测效率。

可选的，图14为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图。参考图14，比较模块33还包括第一二极管D1和第二二极管D2；第一二极管D1的阳极与第一比较器OP1的输出端电连接；第一二极管D1的阴极与第一节点N1电连接；第二二极管D2的阳极与第二比较器OP2的输出端电连接；第二二极管D2的阴极与第一节点N1电连接。示例性的，第一二极管D1和第二二极管D2可以起到防止第一比较器OP1和第二比较器OP2的输出电压相互反灌的作用，可以提高检测结果的准确性和可靠性。

可选的，图15为本发明实施例提供的又一种检测电路的结构示意图。参考图15，检测电路03还包括分压模块34；分压模块34电连接于第一节点N1；分压模块34用于对第一节点N1处输出的检测结果的电压进行分压。如此，分压模块34可以使得比较模块33输出的电信号处于合适的电压范围内，以方便接收检测结果的控制电路对检测结果的处理。

可选的，继续参考图15，分压模块34包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2；第一分压电阻R1的第一端与第一节点N1电连接；第一分压电阻R1的第二端与第二分压电阻R2的第一端电连接；第二分压电阻R2的第二端接地。如此，通过合理设置第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值，可以使得比较模块33输出的电信号处于合适的电压范围内，以方便接收检测结果的控制电路对检测结果的处理。

可选的，继续参考图15，检测电路还包括稳压模块35；稳压模块35耦接于第一节点N1；稳压模块35用于将第一节点N1输出的检测结果进行稳压，如此，可以稳定第一节点N1输出的电信号的电压值，提高第一节点N1输出的电信号的稳定性，避免接收、处理检测结果的控制电路被损坏。

可选的，继续参考图15，稳压模块35包括稳压二极管D3；稳压二极管D3的阴极耦接于第一节点N1；稳压二极管D3的阳极接地。

示例性的，稳压二极管D3反接，当稳压二极管D3两端的电压增大到一定程度时，稳压二极管D3会被击穿，发生雪崩效应，但是稳压二极管D3两端的压差变化极小，可以起到稳定第一节点N1的输出的电信号的电压值的作用。

本发明实施例提供的微流控装置可应用于多种领域，包括但不限于生物、化学、医学分析等领域，例如可以利用微流控装置进行血液、尿液、唾液等全自动化的体外检测，进行生物化学、食品安全等方面的检测，还可以进行化学发光等方面的合成，本发明实施例对微流控的应用领域及应用场景不做限定；其中，第一参考电压可以根据不同的应用场景和应用环境进行相应的调整，使检测电路具有较高的灵敏度和检测精度，有利于液滴位置的精准控制，以使得本发明实施例提供的微流控装置可以适用于各种情况。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种微流控装置，其特征在于，包括：微流控面板、检测电路；

所述微流控面板包括阵列排布的多个驱动单元；所述驱动单元包括相对设置的第一检测电极和第二检测电极、以及与第一检测电极或第二检测电极电连接的驱动电路；所述第一检测电极与所述第二检测电极之间形成第一容置空间；

所述检测电路包括信号提供模块、检测信号转换模块和比较模块；所述信号提供模块与所述第一检测电极电连接；所述检测信号转换模块与所述第二检测电极电连接；

所述信号提供模块用于向所述第一检测电极提供检测信号；所述检测信号转换模块用于获取同一所述驱动单元中所述第一检测电极与所述第二检测电极构成的电容的待测电容信号，并将所述待测电容信号转换为检测电压；

所述比较模块用于将所述检测电压与第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出检测结果；其中，所述第一参考电压为根据检测需求设定的电压值和/或根据检测环境设定的电压值；

所述检测电路还包括第一参考单元和第一参考转换模块；

所述第一参考单元包括相对设置的第一参考电极和第二参考电极；所述第一参考电极与所述第二参考电极之间形成第二容置空间；

所述第一参考电极与所述信号提供模块电连接；所述第二参考电极与所述第一参考转换模块电连接；

所述信号提供模块还用于向所述第一参考电极提供所述检测信号；所述第一参考转换模块用于获取所述第一参考单元中所述第一参考电极与所述第二参考电极构成的电容的第一参考电容信号，并将所述第一参考电容信号转换为所述第一参考电压；

所述微流控面板包括所述第一参考单元；所述第一参考电极与所述第一检测电极同层设置；所述第二参考电极与所述第二检测电极同层设置；

所述比较模块还用于将所述检测电压与第二参考电压进行比较，并根据所述检测电压与所述第一参考电压的关系以及所述检测电压与所述第二参考电压的关系确定比较结果；

其中，所述第二参考电压大于所述第一参考电压；

所述检测电路还包括第二参考单元和第二参考转换模块；

所述第二参考单元包括相对设置的第三参考电极和第四参考电极；所述第三参考电极与所述第四参考电极之间形成第三容置空间；所述第三参考电极与所述信号提供模块电连接；所述第四参考电极与所述第二参考转换模块电连接；

所述信号提供模块还用于向所述第三参考电极提供所述检测信号；所述第二参考转换模块用于获取所述第二参考单元中所述第三参考电极与所述第四参考电极构成的电容的第二参考电容信号，并将所述第二参考电容信号转换为所述第二参考电压；

所述微流控面板包括所述第二参考单元；所述第三参考电极与所述第一检测电极同层设置；所述第四参考电极与所述第二检测电极同层设置；

所述第二容置空间内放置第一参考液滴；所述第三容置空间内放置第二参考液滴。

2.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述微流控面板还包括多条扫描线和多条驱动线；

位于同一行的至少部分所述驱动单元的所述驱动电路与同一条所述扫描线电连接；位于同一列的至少部分所述驱动单元的所述驱动电路与同一条所述驱动线电连接；

所述驱动电路用于根据所述扫描线上的扫描信号和所述驱动线上的驱动信号，控制向所述第一检测电极或所述第二检测电极提供的驱动电压。

3.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，当所述第二检测电极与所述驱动电路电连接时，所述第一检测电极同层设置且为一体结构，所述第二检测电极相互独立；

或者，当所述第一检测电极与所述驱动电路电连接时，所述第二检测电极同层设置且为所述一体结构，所述第一检测电极相互独立。

4.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述微流控面板包括相对设置的第一基板和第二基板；

所述第一基板包括第一导电层，所述第一导电层包括所述第一检测电极；

所述第二基板包括第二导电层，所述第二导电层包括所述第二检测电极；

所述驱动电路位于所述第一基板中所述第一检测电极远离所述第二检测电极的一侧，或者，所述驱动电路位于所述第二基板中所述第二检测电极远离所述第一检测电极的一侧。

5.根据权利要求2所述的微流控装置，其特征在于，还包括：第一开关模块和多个第二开关模块、以及多条检测线；

位于同一列的至少部分所述驱动单元的所述驱动电路与同一条所述检测线电连接；

当所述第二检测电极与所述驱动电路电连接时，所有所述驱动单元的所述第一检测电极均通过所述第一开关模块与所述信号提供模块电连接；各所述第二开关模块的第一端与各条所述检测线一一对应电连接，各所述第二开关模块的第二端均与所述检测信号转换模块电连接；

或者，当所述第一检测电极与所述驱动电路电连接时，所有所述驱动单元的第二检测电极均通过所述第一开关模块与所述检测信号转换模块电连接；各所述第二开关模块的第一端与各条所述检测线一一对应电连接，各所述第二开关模块的第二端均与所述信号提供模块电连接。

6.根据权利要求5所述的微流控装置，其特征在于，所述驱动线复用为所述检测线。

7.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述第一参考电极的面积小于所述第一检测电极的面积，和/或所述第二参考电极的面积小于所述第二检测电极的面积。

8.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述第三参考电极的面积大于所述第一检测电极的面积，和/或所述第四参考电极的面积大于所述第二检测电极的面积。

9.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，所述比较模块包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的反相输入端和所述第二比较器的同相输入端均与所述检测信号转换模块电连接；所述第一比较器的同相输入端接收所述第一参考电压；所述第二比较器的反相输入端接收所述第二参考电压；所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端耦接于第一节点；所述第一节点为所述检测结果输出节点。

10.根据权利要求9所述的微流控装置，其特征在于，所述比较模块还包括第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的阳极与所述第一比较器的输出端电连接；所述第一二极管的阴极与所述第一节点电连接；所述第二二极管的阳极与所述第二比较器的输出端电连接；所述第二二极管的阴极与所述第一节点电连接。

11.根据权利要求9所述的微流控装置，其特征在于，所述检测电路还包括分压模块；

所述分压模块电连接于所述第一节点；所述分压模块用于对所述第一节点处输出的检测结果的电压进行分压。

12.根据权利要求11所述的微流控装置，其特征在于，所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一分压电阻的第一端与所述第一节点电连接；所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端电连接；所述第二分压电阻的第二端接地。

13.根据权利要求9所述的微流控装置，其特征在于，所述检测电路还包括稳压模块；

所述稳压模块耦接于所述第一节点；所述稳压模块用于将所述第一节点输出的检测结果进行稳压。

14.根据权利要求13所述的微流控装置，其特征在于，所述稳压模块包括稳压二极管；

所述稳压二极管的阴极耦接于所述第一节点；所述稳压二极管的阳极接地。

15.根据权利要求1所述的微流控装置，其特征在于，还包括：控制电路和扫描电路；所述控制电路包括多个驱动信号端、扫描控制端、以及检测结果接收端；

位于同一列的至少部分所述驱动单元的驱动电路与同一所述驱动信号端电连接；

所述控制电路的所述扫描控制端与所述扫描电路电连接；所述扫描电路包括多个扫描端；位于同一行的至少部分所述驱动单元的驱动电路与同一所述扫描端电连接；

所述检测结果接收端接收所述检测结果；

所述控制电路用于分别向各列所述驱动单元的驱动电路提供驱动信号，以及向所述扫描电路提供扫描控制信号；所述扫描电路用于根据所述扫描控制信号，分别向各行所述驱动单元的驱动电路提供扫描信号；

所述驱动电路用于根据所述扫描信号和所述驱动信号，控制向所述第一检测电极或所述第二检测电极提供的驱动电压，以使所述第一检测电极和所述第二检测电极产生电场，并控制该所述第一检测电极与所述第二检测电极之间的待测液滴位移量；

所述控制电路还用于根据所述检测结果控制向各所述驱动单元的驱动电路提供的驱动信号。