CN213180638U - 一种mems微泵测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种MEMS微泵测试系统，包括，补液组件、贮液组件、控制模块和量测器；所述补液组件分别与所述贮液组件和待测微泵相连接；所述贮液组件分别与所述待测微泵和所述量测器相连接；所述控制模块与所述补液组件、所述待测微泵及所述贮液组件的控制端相连。本实用新型使用补液组件和贮液组件辅助进行MEMS微泵测试，能够测试较小的输出液体体积和流量，同时，通过控制贮液组件的压力，可测试MEMS微泵在不同压力下的输出液体体积和流量，且系统中使用了单向阀的设计，保证了测试过程中不存在液体倒流的情况，保证了测试精度。

Description

一种MEMS微泵测试系统

技术领域

本实用新型涉及MEMS微泵技术领域，尤其涉及一种MEMS微泵测试系统。

背景技术

近年来，由于MEMS技术的发展，带动了相关技术的发展，MEMS微泵也进入快速发展阶段，但是，由于MEMS微泵体积极小，流量、压力也非常小，对于MEMS微泵的性能测试存在极大困难，目前常规的测试装置系统以手动测试为主，一般是通过微泵压出的液柱高度来计算出口压力，一方面，这种测试方式不仅无法通过直接控制出口压力来测流量，也就是无法测试MEMS微泵在特定压力下的输出液体体积和流量，另一方面，手动测试的精确度不高。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型目的是提供一种MEMS微泵测试系统，能够精准测试MEMS微泵在特定压力下的输出液体体积和流量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，补液组件、贮液组件、控制模块和量测器；所述补液组件分别与所述贮液组件和待测微泵相连接；所述贮液组件分别与所述待测微泵和所述量测器相连接；所述控制模块与所述补液组件、所述待测微泵及所述贮液组件的控制端相连。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：所述补液组件包括补液容器和补液泵；所述补液容器的第一输出口经由所述补液泵与所述贮液组件相连，所述补液容器的第二输出口与所述待测微泵相连，所述补液泵的控制端与所述控制模块相连。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：所述补液组件还包括第一单向阀，所述补液泵经由所述第一单向阀与所述贮液组件相连。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：所述贮液组件包括贮液容器和开关件；其中，所述贮液容器的第一输入口与所述补液组件相连，所述贮液容器的第二输入口与所述待测微泵相连，所述贮液容器的输出口经由所述开关件与所述量测器相连。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：所述贮液组件还包括压力传感器；所述压力传感器设置在所述贮液容器上，且所述压力传感器和所述开关件的控制端均与所述控制模块相连。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：所述量测器上设置有量测刻度。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：所述控制模块根据所述量测器的所述量测刻度和内径，计算得到所述待测微泵的输液体积。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：还包括计时器，其设置于所述控制模块的上表面，用于记录测试时长。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：还包括，所述贮液组件与所述量测器关断，则所述计时器完成测试的时间。

作为本实用新型所述的MEMS微泵测试系统的一种优选方案，其中：还包括，根据测试时长和已经测试得到的所述待测微泵的输出液体体积得到所述待测微泵输出液体的流量。

本实用新型的有益效果：本实用新型使用补液组件和贮液组件辅助进行MEMS微泵测试，能够测试较小的输出液体体积和流量，同时，通过控制贮液组件的压力，可测试MEMS微泵在不同压力下的输出液体体积和流量，且系统中使用了单向阀的设计，保证了测试过程中不存在液体倒流的情况，保证了测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型提供的一种实施例中MEMS微泵测试系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种实施例中MEMS微泵测试系统的系统使用流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1，为本实用新型的第一个实施例，提供了一种MEMS微泵测试系统，包括，补液组件100、贮液组件200、控制模块300和量测器400；补液组件100分别与贮液组件200和待测微泵500相连接，贮液组件200分别与待测微泵500和量测器400相连接，控制模块300与补液组件100、待测微泵500及贮液组件200的控制端相连。

具体的，补液组件100包括补液容器101和补液泵102，其中，补液容器101的第一输出口101a与补液泵102的输入端相连，补液容器101的第二输出口101b与待测微泵500的输入端相连，补液容器101为整个测试系统提供测试用液体，在测试过程中，分别向补液泵102和待测微泵500输出液体，同时，补液泵102的输出端与贮液组件200相连，补液泵102的控制端与控制模块300相连。

进一步的，补液泵102从补液容器101中抽取液体并输出至贮液组件200，实现补液组件100向贮液组件200输出液体的功能，为了快速的向贮液组件中输出液体、使其内部压力在短时间内达到预设的第一阈值，可选择输出液体体积与贮液组件容积数量级相当的补液泵。

较佳的是，补液组件100还包括第一单向阀103，补液泵102的输出端与第一单向阀103的输入端相连，第一单向阀103的输出端与贮液组件200的输入端相连；由于第一单向阀103只能按照预设的方向输送液体，即从补液泵向贮液组件输出液体，因此，可防止贮液组件中的液体回流至补液泵中，提高系统测试精度。

本实施例还需要说明的是，贮液组件200包括贮液容器201、压力传感器202及开关件203，其中，贮液容器201的第一输入口201a与补液组件100相连，液容器121的第一输入口201a通过第一单向阀103与补液泵102相连，贮液容器201的第二输入口201b与待测微泵500相连，贮液容器201的输出口201c经由开关件203与量测器400相连。

具体的是，在贮液容器201内的压力低于预设的第一阈值时，控制模块控制补液泵102与贮液容器201连通，补液泵向贮液容器201输出液体，在贮液容器201内的压力达到第一阈值时，控制模块控制补液泵102与贮液容器201关断、停止输出液体，并控制待测微泵500与贮液容器201连通，在贮液容器201内的压力达到预设的第二阈值时，控制模块控制开关件203开启，贮液容器201与量测器400连通，贮液容器201向量测器输出液体，并在贮液容器201内的压力再次达到第二阈值时，控制开关件203关闭，贮液容器201与量测器关断，贮液容器201停止向量测器输出液体。

根据图1的示意，压力传感器202设置在贮液容器201上，贮液容器201上设置有内螺纹旋进接口，压力传感器202上设置有与之对应的外螺纹旋进接口，压力传感器202通过螺纹旋进接口安装于贮液容器201上，该压力传感器202用于测试贮液容器201内的压力，即测试贮液组件200内的压力，压力传感器202的控制端与控制模块300相连，将检测到的贮液容器201内的压力值传输至控制器，开关件203的控制端与控制模块300相连，开关件203接收控制模块300发出的控制信号，根据该控制信号选择性的开启或关闭，从而实现贮液容器201与量测器400之间的连通或断开，进而实现贮液组件200与量测器400之间的连通或断开。

再进一步的是，开关件203采用电磁开关阀，优选电磁比例阀，其中，贮液组件200还包括第二单向阀204，待测微泵500的输出端口与第二单向阀204的输入端口相连，第二单向阀204的输出端口与贮液容器201的第二输入口相连；由于第二单向阀只能按照预设的方向输送液体，即从待测微泵向贮液容器输出液体，因此，可防止贮液容器中的液体回流至待测微泵中，提高系统测试精度。

优选的，贮液组件200内部的初始压力小于预设的第一阈值，此时，控制模块300控制补液组件100与贮液组件200连通，补液组件100向贮液组件200中输出液体，使得贮液组件200内的压力升高，同时，贮液组件200将其内部的压力值实时反馈给控制模块300，当压力升高至预设的第一阈值时，控制模块300控制补液组件100与贮液组件200断开，补液组件停止向贮液组件200中输送液体，同时，控制模块300控制待测微泵500开启并与贮液组件200连通，待测微泵500开始向贮液组件中输出液体，贮液组件200中的压力继续升高，当压力升高至预设的第二阈值时，控制模块300控制贮液组件200与量测器400连接，贮液组件200中的液体在压力作用下输出至量测器400中，此时，贮液组件200由于向外输出液体，内部压力开始下降，当贮液组件200中的压力降低、再次达到预设的第二阈值时，控制模块300控制贮液组件200与量测器400断开，贮液组件200停止向量测器400输出液体，至此，完成测试过程，量测器中的液体体积即为待测微泵输出的液体体积。

还需要说明的是，本实施例中的系统除了用于测试待测微泵的输出液体体积，还可以用于测试压力变化过程，即在测试过程中，当压力升高至预设的第二阈值时，控制模块300仍然不控制贮液组件200与量测器400连接，贮液组件200始终不向量测器400输出液体，则可得到在待测微泵向贮液组件持续输出液体的过程中贮液组件内压力的变化情况。

在本实施例中，通过贮液组件200来实现对特定压力下待测微泵输出液体体积的测试，在测试过程中，通过向贮液组件200中输入液体使其内部的压力值达到特定的压力值，即预设的第二阈值，在此前提下，待测微泵500向贮液组件200中输入液体，迫使贮液组件200再向外输出液体，则此时贮液组件200输出的液体即为待测微泵500在该特定的压力值下向外输出的液体体积。

由于待测微泵500主要指的是待测MEMS微泵，而待测MEMS微泵输出的液体体积较小，其可以为2/10000ml，在测试过程中较小的液体体积难以被测出，此外，在测试过程中难以找到容积与待测MEMS微泵数量级相当的贮液组件200，贮液组件200的容积一般情况下为毫升级，例如，可以为0.3ml，因此，如果仅使用待测MEMS微泵向贮液组件200中输出液体而使得贮液组件200内部的压力达到预设的第二阈值，需要经历长时间的输液过程，测试效率较低，因此，使用补液组件100辅助测试。

在待测MEMS微泵向贮液组件200输出液体之前，先使用补液组件100向贮液组件200中输出一定体积的液体，使得贮液组件200中的液体先达到预设的第一阈值，再使用待测MEMS微泵向贮液组件200中输出液体，即可在较短的时间内达到预设的第二阈值，提高系统测试效率，实现对较小的输出液体体积的测试。

实施例2

优选的，参照图1，本实施例中的量测器400设置有量测刻度，例如，可以为具有量测刻度的出液管，可通过读取出液管上的刻度，结合已知的输液管的内径，从而得到输出液体的体积；在本实施例中，控制模块300用于根据量测器400的量测刻度和内径，计算得到待测微泵的输液体积。

具体的，控制模块还用于在贮液组件200内的压力达到第一阈值时，即贮液容器201内的压力达到第一阈值时，获取量测器400内的第一量测刻度，虽然此时开关件203并未打开，但是系统中仍然可能出现部分渗液的情况，因此，量测器400中可能存在部分液体，因此，将该部分液体的体积作为初始量测刻度，即第一量测刻度；在贮液组件200内的压力再次达到第二阈值时，即贮液容器201内的压力再次达到第二阈值时，获取量测器400内的第二量测刻度，再根据第二量测刻度与第一量测刻度的差值、量测器的内径，计算得到待测微泵的输液体积；通过量测第一量测刻度，并从最终的测试结果(也就是第二量测刻度)中减去该第一量测刻度，可以排除由渗液带来的误差，提高测试精度。

较佳的，补液组件100包括补液容器101和补液泵102，其中，补液容器101的第一输出口101a与补液泵102的输入端相连，补液容器101的第二输出口101b与待测微泵500的输入端相连，补液容器101为整个测试系统提供测试用液体，在测试过程中，分别向补液泵102和待测微泵500输出液体，同时，补液泵102的输出端与贮液组件200相连，补液泵102的控制端与控制模块300相连。

进一步的，补液泵102从补液容器101中抽取液体并输出至贮液组件200，实现补液组件100向贮液组件200输出液体的功能，为了快速的向贮液组件中输出液体、使其内部压力在短时间内达到预设的第一阈值，可选择输出液体体积与贮液组件容积数量级相当的补液泵。

较佳的是，补液组件100还包括第一单向阀103，补液泵102的输出端与第一单向阀103的输入端相连，第一单向阀103的输出端与贮液组件200的输入端相连；由于第一单向阀103只能按照预设的方向输送液体，即从补液泵向贮液组件输出液体，因此，可防止贮液组件中的液体回流至补液泵中，提高系统测试精度。

本实施例还需要说明的是，贮液组件200包括贮液容器201、压力传感器202及开关件203，其中，贮液容器201的第一输入口201a与补液组件100相连，贮液容器201的第一输入口201a通过第一单向阀103与补液泵102相连，贮液容器201的第二输入口201b与待测微泵500相连，贮液容器201的输出口201c经由开关件203与量测器400相连。

具体的是，在贮液容器201内的压力低于预设的第一阈值时，控制模块控制补液泵102与贮液容器201连通，补液泵向贮液容器201输出液体，在贮液容器201内的压力达到第一阈值时，控制模块控制补液泵102与贮液容器201关断、停止输出液体，并控制待测微泵500与贮液容器201连通，在贮液容器201内的压力达到预设的第二阈值时，控制模块控制开关件203开启，贮液容器201与量测器400连通，贮液容器201向量测器输出液体，并在贮液容器201内的压力再次达到第二阈值时，控制开关件203关闭，贮液容器201与量测器关断，贮液容器201停止向量测器输出液体。

根据图1的示意，压力传感器202设置在贮液容器201上，贮液容器201上设置有内螺纹旋进接口，压力传感器202上设置有与之对应的外螺纹旋进接口，压力传感器202通过螺纹旋进接口安装于贮液容器201上，该压力传感器202用于测试贮液容器201内的压力，即测试贮液组件200内的压力，压力传感器202的控制端与控制模块300相连，将检测到的贮液容器201内的压力值传输至控制器，开关件203的控制端与控制模块300相连，开关件203接收控制模块300发出的控制信号，根据该控制信号选择性的开启或关闭，从而实现贮液容器201与量测器400之间的连通或断开，进而实现贮液组件200与量测器400之间的连通或断开。

优选的是，本实用新型的测试系统中还包括计时器，其用于记录测试时长，即记录从待测微泵开启并与贮液组件连通的时间，直至贮液组件与量测器关断、完成测试的时间，并根据该测试时长和已经测试得到的待测微泵的输出液体体积得到待测微泵输出液体的流量。

再次需要说明的是，本实施例中提出的一种微泵的液流测试系统，通过补液泵和补液容器具体实现补液组件的补液功能，通过贮液容器、压力传感器和卡关件具体实现贮液组件为测试系统设置特定压力值的功能，系统中可通过选取不同的补液泵、贮液容器等灵活的实现不同压力值的设置、同时灵活控制系统的测试效率，并分别通过使用连个单向阀，防止测试系统中的液体回流，提供测试精度，此外，通过具有量测刻度的量测器得到待测微泵输出液体体积，并结合测试时间进一步得到待测微泵的输出流量。

本实施例中的测试系统，通过设置贮液组件实现测试过程中对测试压力的设置，从而实现对特定压力下待测微泵输出液体体积的测试，此外，通过设置补液组件实现对较小的输出液体体积的测试，同时，通过补液组件向贮液组件输液，使得贮液组件能够在较短时间内达到特定压力，提高系统的测试效率。

实施例3

参照图2，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于上述两个实施例的是，提供了一种MEMS微泵测试系统的测试方法，包括：

(1)当贮液组件200内压力低于预设的第一阈值时，控制模块300控制补液组件100与贮液组件200连通，向贮液组件200补液；

(2)当贮液组件200内的压力达到第一阈值时，控制模块300控制补液组件100与贮液组件200关断并控制待测微泵500与贮液组件200连通；

(3)当贮液组件200内的压力达到预设的第二阈值时，控制模块300控制贮液组件200与量测器400连通；

(4)当贮液组件200内的压力再次达到第二阈值时，控制模块300控制贮液组件200与量测器400关断；

(5)根据量测器400的量测结果得到待测微泵500的液流性能。

其具体包括：

S1：在贮液组件200内的压力低于预设的第一阈值时，控制模块300控制补液组件100与贮液组件200连通，以向贮液组件200补液，即补液泵102经由第一单向阀103与贮液容器201连通，补液泵102将补液容器101中的液体输送至贮液容器201。

S2：在贮液组件200内的压力达到第一阈值时，控制模块300控制补液组件100与贮液组件200关断、并控制待测微泵500与贮液组件连通，即补液泵102与贮液容器201断开、停止液体输出，待测微泵500经由第二单向阀204与贮液容器201连通，待测微泵500将补液容器101中的液体输送至贮液容器201。

S3：在贮液组件200内的压力达到预设的第二阈值时，控制模块300控制贮液组件200与量测器400连通，即控制模块300控制开关件203打开，使得贮液容器201经由开关件203与量测器400连通，贮液容器201向量测器400输出液体；在贮液组件200内的压力再次达到第二阈值时，控制贮液组件200与量测器400关断，即控制模块300控制开关件203断开，贮液容器201与量测器400断开、停止液体输出。

S4：控制模块300根据量测器400中的液体变化测试微泵的液流性能，即根据量测器的量测刻度和内径，计算得到待测微泵的输液体积。

进一步的，步骤S4具体包括：

S401：在贮液组件200内的压力达到第一阈值时，即贮液容器201内的压力达到第一阈值时，获取量测器400内的第一量测刻度。

S402：在贮液组件200内的压力再次达到第二阈值时，即贮液容器201内的压力达到第二阈值时，获取量测器400内的第二量测刻度。

S403：根据第二量测刻度与第一量测刻度的差值、量测器的内径，计算得到待测微泵的输液体积。

优选的是，本实施例中提出的一种微泵的液流测试方法，通过设置第二阈值来实现测试待测微泵第二阈值的压力下输出的液体体积，从而实现测试待测微泵在特定压力下的输出液体体积，此外，通过设置第一阈值，控制补液组件向贮液组件输出一定体积的液体，缩短待测微泵向贮液组件输送液体的时间，提高测试效率。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种MEMS微泵测试系统，其特征在于：包括，补液组件(100)、贮液组件(200)、控制模块(300)和量测器(400)；

所述补液组件(100)分别与所述贮液组件(200)和待测微泵(500)相连接；

所述贮液组件(200)分别与所述待测微泵(500)和所述量测器(400)相连接；

所述控制模块(300)与所述补液组件(100)、所述待测微泵(500)及所述贮液组件(200)的控制端相连。

2.根据权利要求1所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：所述补液组件(100)包括补液容器(101)和补液泵(102)；

所述补液容器(101)的第一输出口经由所述补液泵(102)与所述贮液组件(200)相连，所述补液容器(101)的第二输出口与所述待测微泵(500)相连，所述补液泵(102)的控制端与所述控制模块(300)相连。

3.根据权利要求2所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：所述补液组件(100)还包括第一单向阀(103)，所述补液泵(102)经由所述第一单向阀(103)与所述贮液组件(200)相连。

4.根据权利要求1或3所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：所述贮液组件(200)包括贮液容器(201)和开关件(203)；

其中，所述贮液容器(201)的第一输入口与所述补液组件(100)相连，所述贮液容器(201)的第二输入口与所述待测微泵(500)相连，所述贮液容器(201)的输出口经由所述开关件(203)与所述量测器(400)相连。

5.根据权利要求4所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：所述贮液组件(200)还包括压力传感器(202)；

所述压力传感器(202)设置在所述贮液容器(201)上，且所述压力传感器(202)和所述开关件(203)的控制端均与所述控制模块(300)相连。

6.根据权利要求1所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：所述量测器(400)上设置有量测刻度。

7.根据权利要求1或6所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：所述控制模块(300)根据所述量测器(400)的量测刻度和内径，计算得到所述待测微泵(500)的输液体积。

8.根据权利要求1所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：还包括计时器，其设置于所述控制模块(300)的上表面，用于记录测试时长。

9.根据权利要求8所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：还包括，所述贮液组件(200)与所述量测器(400)关断，则所述计时器完成测试的时间。

10.根据权利要求9所述的MEMS微泵测试系统，其特征在于：还包括，根据测试时长和已经测试得到的所述待测微泵(500)的输出液体体积得到所述待测微泵(500)输出液体的流量。

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