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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen variablen Flußwiderstand
und insbesondere einen variablen Flußwiderstand, der zum Einsatz
als Regelkomponente in einem Fluidsystem geeignet ist.
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Aus dem Stand der Technik sind aktive
Fluidventile bekannt, bei denen eine elastische Membran mittels
einer geeigneten Betätigungseinrichtung
auslenkbar ist, um eine Ventilöffnung
zu öffnen
oder zu schließen.
Derartige Ventile besitzen im Regelfall einen geöffneten Zustand und einen geschlossenen
Zustand, ermöglichen
jedoch nicht eine Einstellung des Flußwiderstandes, der durch dieselben
geliefert wird.
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P. Cousseau, et al., „Improved
Micro-Flow Regulator For Drug Delivery Systems", 2001 IEEE, Seiten 527-530, offenbaren
einen Flußregler,
der innerhalb eines vorbestimmten Betriebsdruckbereichs eine konstante
Flußrate
trotz Druckdifferenz liefert. Der Flußregler umfaßt eine
in einem ersten Substrat gebildete Membran, durch die mittig eine
Einlaßöffnung vorgesehen
ist. In einem zweiten Substrat ist eine Fluidkammer gebildet, die
eine Auslaßöffnung besitzt.
In der Unterseite der Fluidkammer ist ein spiralförmiger,
nach oben offener, kapillarer Kanal gebildet. Die beiden Substrate
sind derart miteinander verbunden, daß die Membran, die in dem zweiten
Substrat gebildete Fluidkammer nach oben abschließt. Wird
ein Druck auf die Membran ausgeübt,
so wird diese zunächst
mittig abgelenkt, bis dieselbe mittig auf den Boden der Fluidkammer
trifft. In diesem Zustand überlappt
die Einlaßöffnung durch
die Membran mit dem inneren Ende des in dem Boden gebildeten Kanals,
so daß die
Einlaßöffnung und
der Kanal fluidmäßig verbunden
sind. Mit zunehmender Auslenkung der Membran bildet dieselbe zusammen mit
dem Kanal einen Flußwiderstand,
dessen Länge
mit zunehmender Auslenkung der Membran zunimmt. Somit kann trotz
Druckdifferenzunterschieden aufgrund des zunehmenden Fluidwiderstands
eine gleichmäßige Flußrate beibehalten
werden.
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Ferner dienen gemäß dem Stand der Technik mit
Hilfe der Mikrosystemtechnik hergestellte Kapillare in der Mikrofluidik
als fluidische Widerstände
und werden zur Erzeugung von druckgeregelten, geringen Flüssen verwendet.
Diesbezügliche
Anwendungen finden sich vornehmlich in der Medizintechnik, aber
auch in der Analytik.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen Flußwiderstand,
dessen Flußwiderstand stufenlos
variiert werden kann, um als Regelkomponente für ein Fluidsystem geeignet
zu sein, und der einen einfachen Aufbau aufweist, und ein Verfahren
zum Steuern eines Fluidflusses zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen variablen
Flußwiderstand
nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 12 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung schafft
einen variablen Flußwiderstand
mit folgenden Merkmalen:
einem Fluideinlaß;
einem Fluidauslaß;
einer
geschlossenen Fluidleitung fester Länge, die den Fluideinlaß mit dem
Fluidauslaß fluidmäßig verbindet; und
einer
Einrichtung zum Variieren des Strömungsquerschnitts der Fluidleitung über eine
vorbestimmte Länge derselben
zum Einstellen des durch die Fluidleitung definierten Flußwiderstands,
wobei das Verhältnis
von vorbestimmter Länge
der Fluidleitung zu charakteristischem Durchmesser derselben ≥ 50 ist.
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Die vorliegende Erfindung schafft
ferner ein Verfahren zum Steuern eines Fluidflusses unter Verwendung
eines variablen Flußwiderstands,
der einen Fluideinlaß,
einen Fluidauslaß und
eine geschlossene Fluidleitung fester Länge, die den Fluideinlaß mit dem
Fluidauslaß fluidmäßig verbindet,
aufweist, wobei das Verfahren folgenden Schritt umfaßt:
Variieren
des Strömungsquerschnitts
der Fluidleitung über
eine vorbestimmte Länge
derselben zum Einstellen des durch die Fluidleitung definierten
Flusswiderstands, um dadurch während
das Anliegens eines definierten Drucks an der Fluidleitung den Fluidfluß durch
die Fluidleitung zu steuern, wobei das Verhältnis von vorbestimmter Länge der
Fluidleitung zu charakteristischem Durchmesser derselben ≥ 50 ist.
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Die vorliegende Erfindung basiert
auf der Erkenntnis, daß fluidische
Widerstände
auf der Basis von Fluidleitungen, die beispielsweise mit Hilfe der
Mikrosystemtechnik hergestellt sein können, so aufgebaut werden können, daß diese
in einem definierten Bereich stufenlos variiert werden können und
somit als Regelkomponente, beispielsweise als Regelventil, eingesetzt
werden können,
indem die Fluidleitung derart ausgebildet wird, daß der Querschnitt
derselben zwischen einem Fluideinlaß und einem Fluidauslaß über eine
vorbestimmte Länge
variabel ist.
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Eine solche Fluidleitung weist für Flüssigkeiten
definierter Viskosität
einen definierten fluidischen Widerstand auf, der sich durch das
Verhältnis
von Kanallänge
zu charakteristischem Kanaldurchmesser auszeichnet. Erfindungsgemäß ist der
fluidische Widerstand einstellbar, indem der Strömungsquerschnitt, und damit
der charakteristische Durchmesser, über eine vorbestimmte Länge einstellbar
ist, wobei (im Ausgangszustand, bei dem der Strömungsquerschnitt nicht variiert
ist) das Verhältnis
von vorbestimmter Länge
zu charakteristischem Durchmesser ≥ 50
ist.
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Ein erfindungsgemäßer einstellbarer Widerstand
kann neben der vorbestimmten Länge
eines variablen Strömungsquerschnitts
auch Abschnitte mit festem Strömungsquerschnitt
aufweisen. Ferner kann die vorbestimmte Länge mit variablem Strömungsquerschnitt
durch eine Mehrzahl von Abschnitten mit variablem Strömungsquerschnitt
geliefert werden. Ferner kann eine Mehrzahl von Abschnitten mit
festem Strömungsquerschnitt
vorgesehen sein. Der Gesamtwiderstand ergibt sich jeweils durch
die Summe der durch die jeweiligen Abschnitte definierten Teilwiderstände.
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Anwendungsabhängig kann das Verhältnis von
vorbestimmter Länge
zu charakteristischem Durchmesser deutlich höher sein als ≥ 50 und beispielsweise > 500 oder > 1000 sein, um einen
gewünschten
Fluidwiderstand realisieren zu können.
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Der Begriff charakteristischer Durchmesser
wird in der Fluidtechnik verwendet, um den Durchmesser zu bezeichnen,
den ein Fluidkanal mit rundem Strömungsquerschnitt haben müßte, um
einen zu einer betrachteten Fluidleitung eines beliebigen Strömungsquerschnitts äquivalenten
Strömungsquerschnitt
zu liefern. Die Ermittlung dieses charakteristischen Durchmessers
für beliebige
Strömungsquerschnitte
ist in der Technik bekannt.
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Gemäß einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstands kann
dies erreicht werden, indem die Fluidleitung durch einen in der
Oberfläche
eines Substrats gebildeten Kanal und eine den Kanal abdeckende Membran
gebildet ist. Durch Auslenken der Membran kann somit der Strömungsquerschnitt
der Fluidleitung und damit der durch dieselbe gelieferte Flußwiderstand
variiert werden.
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Um den erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstand
als Regelkomponente einzusetzen, kann ein System verwendet werden,
bei dem über
die den Flußwiderstand
bildende Fluidleitung ein definierter Druck vorgegeben wird, der
eine von der Viskosität
des Fluids und dem fluidischen Widerstand der Fluidleitung abhängige Strömung zur
Folge hat. Der abdeckbare Strömungsbereich
wird durch die Systemgeometrie, also den Querschnitt und die Länge der
Fluidleitung, sowie die Viskosität
des verwendeten Fluids definiert.
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Die vorliegende Erfindung kann in
sämtlichen
Gebieten der Mikrofluidik eingesetzt werden und eignet sich insbesondere
auch für
Anwendungen in der Medizintechnik oder der Analytik. Bei einer ausreichenden Verringerung
des Strömungsquerschnitts
der Fluidleitung, beispielsweise auf 30% des ursprünglichen
Strömungsquerschnitts,
kann diese einen derart hohen Strömungswiderstand aufweisen,
daß der
erfindungsgemäße Flußwiderstand
ein geschlossenes Ventil darstellt. In einem solchen Fall ist das
Leckageverhalten vergleichbar mit dem herkömmlicher Mikroventile, beispielsweise
solchen, bei denen eine Öffnung
durch eine Membran verschlossen wird. Derartige bekannte Mikroventile
besitzen eine Leckage von einigen μl pro Tag aufgrund von gefangenen
Partikeln, Undichtigkeiten usw. Gegenüber bekannten Mikroventilen
weist die erfindungsgemäße Struktur
jedoch eine erhöhte
Partikeltoleranz auf, nachdem bekannte Mikroventile typischerweise
keine Partikel, die größer als
etwa 500 nm sind, erlauben. Aufgrund des einfachen Aufbaus ist der
erfindungsgemäße fluidische
Widerstand äußerst langlebig.
Ferner kann durch den erfindungsgemäßen fluidischen Widerstand
ein Ventil und eine Drossel, d.h. ein Fluidwiderstand, in einem
Bauteil kombiniert werden. Definierte Strömungen können mittels des erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstands
unter Verwendung analoger Steuerungen realisiert werden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend und Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
auseinandergezogene schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstands;
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2 und 3 schematische Querschnittsansichten
zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen variablen Flußwiderstands;
und
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4 eine
schematische Darstellung eines Systems zur Flußregelung unter Verwendung
eines erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstands.
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Wie in 1 gezeigt
ist, umfaßt
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstands
ein Substrat 10, ein Halteelement 12 und ein Membranelement 14.
In der oberen Oberfläche
des Substrats 10 ist ein Kanal 16 gebildet, der
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
aus Platzspargründen
einen mäanderförmigen Verlauf
aufweist.
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Das Halteelement 12 besitzt
eine im wesentlichen rahmenförmige
Struktur, die über
einem wesentlichen Bereich des Kanals 16 eine Ausnehmung 18 definiert.
Ferner sind in dem Halteelement 12 eine Fluideinlaßöffnung 20 und
eine Fluidauslaßöffnung 22 gebildet.
Die Ausnehmung 18 ist vorzugsweise derart ausgebildet,
daß das
Membranelement 14 in dieselbe eingebracht werden kann und
somit die Oberseite des Kanals 16, der in dem Substrat 10 gebildet
ist, abdeckt, mit Ausnahme eines ersten und eines zweiten Endes 24 und 26 des
Kanals, die unterhalb der Rahmenstruktur angeordnet sind. Durch
den Kanal 16 und das auf die Oberseite des Substrats 10 aufgebrachte
Membranelement 14 wird somit eine geschlossene Fluidleitung
einer vorbestimmten Länge
definiert, wobei das Halteelement 12 verwendet ist, um
die Position des Membranelements festzulegen. Im fertiggestellten
Zustand ist die Fluideinlaßöffnung 20 des
Halteelements 12 in Fluidverbindung zu dem ersten Ende 24 des
Kanals 16, während
die Fluidauslaßöffnung 22 in
Fluidverbindung mit dem zweiten Ende 26 des Kanals 16 ist.
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Das Substrat 10 kann aus
einem beliebigen geeigneten Trägermaterial,
beispielsweise Silizium, Kunststoffen oder Metallen, bestehen. Der
Kanal 16 kann durch beliebige geeignete Verfahren in der
Oberseite des Substrats 10 gebildet sein, beispielsweise
durch Ätzverfahren,
Spanverfahren, Laserablationsverfahren, Spritzgussverfahren, Prägetechniken,
Erodieren oder Litographieverfahren usw. Dieser nach oben offene
Kanal 16 wird durch Aufbringen des Membranelements 14 gedeckelt,
wobei das Membranelement 14 eine Elastomermembran, eine
Metallmembran oder dergleichen sein kann. Ferner kann auch die Membran 14 aus
Silizium bestehen und unter Verwendung bekannter Verfahren, beispielsweise
dem Silicon-Fusion-Bonding, mit dem Substrat 10 verbunden
sein. Alternativ kann das Membranelement 14 durch ein anderes
Verfahren an dem Substrat 10 angebracht sein, beispielsweise
Schweißen,
Kleben und dergleichen, wobei das in 1 gezeigte
Rahmenelement optional ist.
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Durch den Kanal 16 und die
denselben nach oben abschließende
Membran 14 kann eine Kapillarstruktur gebildet sein. Eine
Kapillarstruktur definiert sich dadurch, dass in derselben Kapillarkräfte dominieren, wobei
sich Kapillare abhängig
von involvierten Oberflächenspannungen,
die wiederum von den verwendeten Fluiden abhängen, bei Umgebungsbedingungen
auf Grund von Kapillarkräften
ohne die Einleitung zusätzlicher Kräfte füllen können.
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Strömungsquerschnitte erfindungsgemäß verwendeter
Fluidleitungen können
beispielsweise in einem Bereich zwischen 50 μm2 und
1500 μm2 liegen, wobei ein typischer Wert für den Kanalquerschnitt
beispielsweise 820 μm2 betragen kann. Die Länge der Fluidleitung 16 kann
beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,05 m und 1,5 m, typischerweise
bei etwa 1 m liegen, um beispielsweise unter der Annahme einer Viskosität von Wasser
bei Raumtemperatur einen geeigneten Flußwiderstand der Fluidleitung
einzustellen. Die tatsächlichen
Abmessungen können
jedoch von den genannten Abmessungen ab weichen und hängen von
dem zu realisierenden Flusswiderstand und dem Fluid, für das derselbe
realisiert werden soll, ab.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann durch Aufbringen
einer definierten Kraft auf die dem Kanal 16 abgewandte
Seite des Membranelements 14 dieses Membranelement in den
Kanal eingepreßt werden,
beispielsweise um 2–38 μm, so daß sich der
Querschnitt des Kanals verändert,
wobei er jedoch in der Regel nicht vollkommen geschlossen wird.
Ein vollständiges
Schließen
kann jedoch realisiert werden, indem die Querschnittform des Kanals
an die Form der Membran im ausgelenkten Zustand angepasst ist. Durch
Regelung der Kraft läßt sich
der Querschnitt, und somit der durch die Fluidleitung gelieferte
Flußwiderstand
innerhalb definierter Grenzen variieren. Zum Aufbringen einer definierten
Kraft auf die dem Kanal abgewandte Seite des Membranelements 14 eignen
sich insbesondere pneumatische Systeme. Alternativ sind jedoch auch andere
Antriebe denkbar, durch die die Membran entsprechend ausgelenkt
werden kann, beispielsweise elektrostatische, piezoelektrische oder
elektromagnetische Antriebe.
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Alternativ zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die geschlossene
Fluidleitung mit einstellbarem Strömungsquerschnitt durch einen
in einem flexiblen Substrat gebildeten Kanal gebildet sein, der
durch eine starre oder ebenfalls flexible Abdeckung gedeckelt ist.
Auch in einem solchen Fall können
vorzugsweise pneumatische Systeme, vorgesehen sein, um von außen einen
Druck auf das flexible Substrat oder das flexible Substrat und den
flexiblen Deckel auszuüben,
um den Strömungsquerschnitt
zu verringern. Zu diesem Zweck kann die Anordnung beispielsweise
in einer Druckkammer angeordnet werden.
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Zwei schematische Querschnittsansichten,
die Strömungsquerschnitte
zweier Ausführungsbeispiele von
in einem Siliziumsubstrat 30 gebildeten Kanälen darstellen,
sind in den
2 und 3 gezeigt. 2 zeigt dabei einen in Silizium trockenchemisch
geätzten
Fluidleitungsquerschnitt 32, während 3 einen in Silizium naßchemisch
geätzten
Fluidleitungsquerschnitt 34 zeigt. Ferner ist in den 2 und 3 jeweils eine elastische Deckelung 36,
die vorzugsweise durch ein jeweiliges Membranelement geliefert wird,
gezeigt.
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Wie den 2 und 3 ferner
zu entnehmen ist, beträgt
die Tiefe des jeweiligen Kanals D, während die der elastischen Deckelung 36 zugewandte
Breite, d.h. maximale Breite, des jeweiligen Kanals w beträgt. In den 2 und 3 ist ferner jeweils ein Zustand gezeigt,
bei dem die elastische Deckelung um die Tiefe d in den in dem Substrat 30 gebildeten
Kanalquerschnitt 32 bzw. 34 eingedrungen ist.
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Bezug nehmend auf 3 wird nachfolgend erläutert, wie
bei einem Flußwiderstand,
der eine solche Fluidleitung mit variablem Flußquerschnitt aufweist, der
Strömungswiderstand
eingestellt werden kann. Bei dem im folgenden lediglich als Veranschaulichung
beschriebenen Beispiel weist der Flusswiderstand im Ausgangszustand
einen dreieckigen Querschnitt auf, so daß sich die folgenden Gleichungen
auf einen solchen dreieckigen Querschnitt beziehen.
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Wie bereits ausgeführt wurde,
kann bei einem Fluidleitungssystem, das einen anisotrop geätzten Kanal
in 110-Silizium, wie er in
3 gezeigt
ist, aufweist, der Fluidwiderstand des Elements geändert werden, indem
die effektive Kanalhöhe
reduziert wird, d.h. indem ein elastisches Deckelungsmaterial
36 verwendet wird,
das um eine Tiefe von beispielsweise d in den Kanal der Tiefe D
gedrückt
wird. Der Fluidwiderstand eines Kanals mit dreieckigem Flußquerschnitt,
wie er in
3 gezeigt
ist, hat einen Fluß q
zur Folge, der durch folgende Gleichung 1 definiert ist:
wobei Δp den Druckgradienten über die
Fluidleitung darstellt, η die
Viskosität
des Fluids, dessen Strömung
gesteuert werden soll, darstellt, ξ ein Korrekturfaktor ist, der
sich aus dem Verhältnis
von Kanaltiefe zu Kanalbreite bestimmt, den Geometrie-Einfluß eines
nicht-kreisförmigen
Querschnitts berücksichtigt
und experimentell beschrieben ist, wobei hier ξ = 0,84 gilt, L die Länge der
Fluidleitung ist und w die maximale Breite derselben, d.h. die Breite
derselben im Bereich der Oberfläche
des Substrats
30 ist.
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Die Breite w ist durch die Tiefen
d und D gemäß folgender
Gleichung 2 definiert: w(d)
= tan(54.7)·(D – d) ≈ √2·(D – d) Gl.2
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Folglich ergibt sich für den Fluß als Funktion
von d gemäß Gleichung
3:
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Die Auslenkung der elastischen Deckelung
36, um einen gegebenen Fluß zu
erhalten, kann somit wie folgt berechnet werden:
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Die Ablenkung d wird durch das Anlegen
einer Kraft F auf das elastische Material, das als Kanalabdeckung
36 verwendet
ist, erreicht. Die lokale Ablenkung d(x) wobei x die Position über dem
ablenkbaren Membranbereich ist, läßt sich näherungsweise wie folgt beschreiben:
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Dabei ist p der auf die dem Kanal
abgewandte Seite des Deckels
36 ausgeübte Druck, E das Elastizitätsmodul
der Membran und I
y das Flächenmoment
senkrecht zu x. Das Flächenmoment
I
y ist durch die Kanallänge L und die Membrandicke
H
M definiert:
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Somit kann durch ein entsprechendes
Ausüben
einer Kraft auf das elastische Material, bzw. durch ein entsprechendes
Anlegen eines Drucks an dieselbe, eine bestimmte Ablenkung in den
Kanal und somit eine Einstellung des Flußwiderstands bewirkt werden.
Wird der Strömungsquerschnitt
der Fluidleitung mit dreieckigem Querschnitt bei einem vorgegebenen
Druck um einen Prozentsatz von beispielsweise 70% reduziert, so wird
der Flußwiderstand
der Fluidleitung derart erhöht,
daß der
Flußwiderstand
wie ein geschlossenes Ventil wirkt, d.h. mit Leckageraten, die unter
dem Bereich herkömmlicher
Mikroventile liegen, d.h. im Bereich von einigen nl pro Tag.
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Die vorliegende Erfindung eignet
sich somit zur Realisierung von Strömungs-Regelmechanismen unter
Verwendung einer analogen Variation des Strömungsquerschnitts einer Fluidleitung.
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Ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung einer
analogen Regelung kontinuierlicher Strömungen in einer Fluidleitung 50 unter
Verwendung eines erfindungsgemäßen variablen
Flußwiderstands 52,
der eine Fluidleitung mit variablem Strömungsquerschnitt aufweist,
ist in 4 gezeigt. Dabei
ist die Fluidleitung des erfindungsgemäßen variablen Flußwiderstands
in die Fluidleitung 50 geschaltet, beispielsweise durch
Verbinden der in 1 gezeigten
Fluideinlaßöffnung und
Fluidauslaßöffnung mit
jeweiligen Anschlüssen
der Fluidleitung 50. Ferner ist in die Fluidleitung 50 ein
Durch flußmesser 54,
bei dem es sich um einen beliebigen herkömmlichen Fluiddurchflußmesser
handeln kann, geschaltet. Ferner ist in 4 eine Einrichtung 56 zum Beaufschlagen
der Fluidleitung mit einem vorgegebenen Druck, d.h. zum Erzeugen
einer definierten Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang der
Fluidleitung, gezeigt, wobei es sich bei dieser Einrichtung 56 beispielsweise um
eine Pumpe handeln kann. Alternativ kann die Einrichtung 56 durch
ein Druckreservoir gebildet sein. Der Druck auf das in der Fluidleitung 50 befindliche
Fluid kann auch lediglich durch Gravitationskräfte bewirkt werden.
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Das Ausgangssignal des Durchflußmessers 54 wird
einer Steuereinrichtung 60 zugeführt, die das Ausgangssignal
mit einem vorgegebenen Wert vergleicht. Die Steuereinrichtung 60 ist
ferner mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 62 verbunden,
durch die beispielsweise das in 1 gezeigte
Membranelement 14 mit einer Kraft beaufschlagbar ist, um
den Strömungsquerschnitt
der Fluidleitung des variablen Flußwiderstands 52 zu
variieren. Abhängig
von dem Vergleich des erfaßten
Durchflusses steuert die Steuerung 60 die Druckbeaufschlagungseinrichtung 62,
um einen für
einen gewünschten
Durchfluß erforderlichen
Flußwiderstand
des variablen Flußwiderstandes 52 zu
liefern. Somit ermöglicht
die vorliegende Erfindung eine analoge Regelung kontinuierlicher
Strömungen
in einem mikrofluidischen System unter Verwendung eines variablen Flußwiderstands,
der eine Fluidleitung veränderlichen
Strömungsquerschnitts
aufweist.
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Obwohl der Flußmesser 54 in 4 vor dem variablen Flußwiderstand 52 gezeigt
ist, ist es klar, daß dieser
nicht auf diese Position beschränkt
ist, sondern beispielsweise auch hinter dem variablen Flußwiderstand
angeordnet sein kann.
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Die vorliegende Erfindung eignet
sich aufgrund ihres einfachen Aufbaus insbesondere auch für den Einsatz
in einem Medikamentendosiersystem. Dabei kann der erfindungsgemäße va riable
Flußwiderstand auch
als Ventil eingesetzt werden, da bei ausreichender Verringerung
des Strömungsquerschnitts
der Fluidleitung dieselbe wie ein geschlossenes Ventil wirkt.
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Gemäß dem Bezug nehmend auf 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind ein Fluideinlaß 20 bzw.
ein Fluidauslaß 22 in
dem Halteelement 12 gebildet. In gleicher Weise könnten ein
Fluideinlaß und
ein Fluidauslaß jeweils
in dem Substrat 10 vorgesehen sein, beispielsweise dasselbe
durchdringend bis zur Rückseite.
Wiederum alternativ könnte
das Membranelement 14 das Substrat 10 vollständig bedecken
wobei ein Fluideinlaß bzw.
ein Fluidauslaß gegenüberliegend
dem ersten bzw. dem zweiten Ende 24 bzw. 26 des
Kanals 16 in der Membran 14 gebildet sein könnten.
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Obwohl oben Bezug nehmend auf ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eine Fluidleitung beschrieben wurde, die durch einen Kanal in einem
Substrat und eine elastische Deckelung gebildet ist, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf einen solchen Fall begrenzt. Beispielsweise könnte ein
erfindungsgemäßer variabler
Flußwiderstand
eine schlauchförmige
Fluidleitung mit elastischen Wänden
aufweisen, die in einer Druckkammer angeordnet ist, so daß der Strömungsquerschnitt
derselben durch Variieren des Drucks in der Druckkammer veränderlich
ist. Neben den oben angegebenen Querschnittformen kann die erfindungsgemäß verwendete Fluidleitung
beliebige Querschnittformen aufweisen, beispielweise einen runden
Querschnitt, einen mehreckigen Querschnitt, einen mehreckigen Querschnitt
mit abgerundeten Ecken, usw.
