KR102054610B1 - Apparatus for Measuring Velocity of Fluid with Constant Sensitivity to Changes in Pressure using Various Kinds of Ultra-Thin Films - Google Patents

Apparatus for Measuring Velocity of Fluid with Constant Sensitivity to Changes in Pressure using Various Kinds of Ultra-Thin Films Download PDF

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KR102054610B1
KR102054610B1 KR1020190000378A KR20190000378A KR102054610B1 KR 102054610 B1 KR102054610 B1 KR 102054610B1 KR 1020190000378 A KR1020190000378 A KR 1020190000378A KR 20190000378 A KR20190000378 A KR 20190000378A KR 102054610 B1 KR102054610 B1 KR 102054610B1
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한기호
김진호
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인제대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a disposable flow speed measuring device with a separable structure by using multiple kinds of ultra-thin films, which comprises: a first panel in which a flow speed measuring structure is formed to measure the flow speed of fluid, and a minute projection pattern is added around the flow speed measuring structure; a second panel which is separated from the first panel and comprises a fluid channel through which a sample passes; a porous ultra-thin film which is formed at a portion at which the first panel and the second panel come in contact, such that the sample passing through the fluid channel may not come in direct contact with the flow speed measuring structure, while separating the first panel from the second panel to remove minute air bubbles contained in the fluid passing through the fluid channel; a non-porous ultra-thin film formed at a portion of the porous ultra-thin film; and a sound pressure forming means which applies a sound pressure to adsorb the first panel and the second panel. Therefore, the change of sensitivity corresponding to pressure is complemented by using at least two kinds of ultra-thin films, such that the present invention may have a uniform sensitivity corresponding to the change in pressure.

Description

다양한 종류의 박막을 이용하여 압력의 변화에 일정한 민감도를 갖는 일회용 유속측정장치{Apparatus for Measuring Velocity of Fluid with Constant Sensitivity to Changes in Pressure using Various Kinds of Ultra-Thin Films}Apparatus for Measuring Velocity of Fluid with Constant Sensitivity to Changes in Pressure using Various Kinds of Ultra-Thin Films}

본 발명은 다양한 종류의 박막(Ultra-Thin Films)을 이용하여 분리 가능한 구조를 갖는 일회용 유속측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압력에 따른 민감도의 변화를 2종 이상의 박막을 이용하여 보완함으로써, 압력의 변화에 일정한 민감도를 갖는 일회용 유속측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a disposable flow rate measuring device having a structure that can be separated using various kinds of thin films (Ultra-Thin Films), and more particularly, by compensating a change in sensitivity according to pressure by using two or more thin films. It relates to a disposable flow rate measuring device having a constant sensitivity to the change in pressure.

최근 마이크로 유체 구조에서 유체의 유속을 측정하는 방법은 통상 양단에 측정센서를 위치시키고 히터를 중간에 위치하는 구조를 사용하고 있다. 이에 대한 측정원리는 히터 위에 있는 유체는 주위의 유체 온도보다 높게 되는데 유체가 흐르지 않을 경우 히터 양쪽에 있는 두 측정부위 채널에 있는 유체의 온도는 같은 반면, 채널을 통해 유체가 흐를 경우 히터 뒤의 온도 측정센서와 히터 앞의 온도 측정센서에서 측정된 온도의 차이가 발생하고, 이러한 온도차이에 의해 양쪽 측정센서의 저항차이가 발생하며 이를 전기적으로 측정함으로써 유체의 유속을 측정하는 방법이다. Recently, a method of measuring the flow rate of a fluid in a microfluidic structure uses a structure in which a measuring sensor is positioned at both ends and a heater is positioned in the middle. The measurement principle is that the fluid on the heater is higher than the ambient fluid temperature. If no fluid flows, the temperature of the fluid in the two measuring channel channels on both sides of the heater is the same, whereas the temperature behind the heater when the fluid flows through the channel. The difference between the temperature measured by the measurement sensor and the temperature measurement sensor in front of the heater occurs, and the resistance difference between the two measurement sensors is generated by this temperature difference, and the flow rate of the fluid is measured by measuring the electrical value.

종래의 기술에서, 일반적인 대부분의 유체 유속측정장치는 유체의 채널과 히터 및 측정센서가 하나의 구조물에 제작된 일체형 구조를 가진다. 이로 인해 유체 유속측정장치는 일반적으로 제작이 까다롭고 가격이 비싸며, 특히 바이오 시료를 사용하는 경우 재사용이 불가능하여 일 회만 사용하고 버려야 하므로 비용적인 측면에서 낭비가 심한 문제가 있다. 그 중에서도 미세 유체 유속측정장치는 하나당 약 300만원 정도의 가격을 형성하고 있으므로 일회용으로 사용하고 버리기엔 너무 고가인 단점이 있다. In the prior art, most common fluid flow rate measuring devices have an integral structure in which a channel of a fluid, a heater and a measuring sensor are manufactured in one structure. For this reason, the fluid flow rate measuring device is generally difficult to manufacture and expensive, and in particular, when the bio sample is used, it cannot be reused, so it has to be used only once and discarded. Among them, the microfluidic flow rate measuring device forms a price of about 3 million won per one, so it has a disadvantage of being too expensive to be used for single use and discarded.

또한, 현재 상용화되어있는 유체 유속측정장치의 경우, 유체가 흐르는 채널의 단면적 및 유속을 측정하는 히터와 측정부의 구조에 따라 측정 가능한 유속의 범위가 제한된다. 따라서, 유체 유속측정장치별로 측정 가능한 유속 측정범위가 제한되는 단점이 있다. In addition, in the case of a fluid flow rate measuring device that is currently commercialized, the range of the flow rate that can be measured is limited according to the structure of the heater and the measuring unit which measure the cross-sectional area and the flow rate of the channel through which the fluid flows. Therefore, there is a disadvantage in that the measurement range of the flow rate that can be measured for each fluid flow rate measurement device is limited.

이와 같은 단점을 극복하기 위하여, 본 출원인은 유속 측정 구조물을 포함하는 패널과, 시료가 통과하는 미세 구조를 포함하는 패널을 박막을 이용하여 분리함으로써, 유속 측정 구조물을 포함하는 패널을 반복하여 여러 번 사용할 수 있는 일회용 유속측정장치를 제안하여 특허등록을 받은 바 있다(한국등록특허 제10-1852719호). In order to overcome this drawback, the Applicant has repeatedly separated the panel including the flow rate measuring structure and the panel including the flow rate measuring structure by using a thin film to separate the panel including the microstructure through which the sample passes. It has been patented by proposing a disposable flow rate measuring device that can be used (Korean Patent No. 10-1852719).

그러나, 상기 선행특허는 유체 채널 내에 잔존하고 있는 미세 공기방울을 제거하기 어려운 단점이 있었고, 이러한 공기방울은 유체나 입자의 흐름을 방해하기 때문에 이에 대한 대책이 필요한 바, 본 출원인은 유체 채널 내에 잔존하는 공기방울을 제거함과 동시에 외부 환경에 영향이 없는 독립적인 유속측정장치를 거듭 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다. However, the prior patent had a disadvantage in that it is difficult to remove the fine air bubbles remaining in the fluid channel, and since the air bubbles interfere with the flow of the fluid or particles, there is a need for countermeasures. The present invention has been completed by repeatedly researching an independent flow rate measuring device having no effect on the external environment while removing air bubbles.

한국등록특허 제10-1852719호Korean Patent Registration No. 10-1852719

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유체 채널 내에 발생하는 미세 공기방울의 제거가 가능하고, 유속측정장치의 히터나 전극으로 인한 열에도 유체 채널의 구조가 안정적으로 유지될 수 있는 일회용 유속측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to remove the fine air bubbles generated in the fluid channel, the structure of the fluid channel can be stably maintained even in the heat due to the heater or the electrode of the flow rate measuring device It is an object of the present invention to provide a disposable flow rate measuring device.

또한, 유속측정장치의 히터 및 측정 전극과 박막 사이에 잔여 공간을 없게 하여, 압력에 따라서 변화되는 공간이 없기 때문에 유속 측정의 민감도가 달라지지 않고 안정적인 일회용 유속측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, there is no residual space between the heater and the measurement electrode and the thin film of the flow rate measuring device, there is no space that changes according to the pressure, so the purpose of providing a stable disposable flow rate measuring device without changing the sensitivity of the flow rate measurement.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 유체의 유속을 측정하기 위한 유속 측정 구조물이 형성되고, 상기 유속 측정 구조물 주위에 미세 돌기 패턴이 추가되는 제1 패널과, 상기 제1 패널과 분리되고 시료가 통과하는 유체 채널을 포함하는 제2 패널과, 상기 유체 채널을 통과하는 시료가 상기 유속 측정 구조물에 직접 닿지 않도록 상기 제1 패널과 제2 패널이 접하는 부분에 형성되어 상기 제1 패널과 제2 패널을 분리하면서 상기 유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 공기방울을 제거하기 위한 다공성 박막과, 상기 다공성 박막의 일부 영역에 형성되는 비(非)다공성 박막과, 상기 제1 패널과 제2 패널을 흡착하기 위해 음압을 인가하는 음압 형성수단을 포함하는 일회용 유속측정장치가 제공된다.In order to achieve the above objects, in the present invention, a flow rate measuring structure for measuring the flow rate of the fluid is formed, and separated from the first panel and the first panel is added with a fine projection pattern around the flow rate measuring structure A second panel including a fluid channel through which a sample passes, and a portion of the first panel and the second panel in contact with the first panel so that the sample passing through the fluid channel does not directly contact the flow rate measuring structure. A porous thin film for removing fine air bubbles contained in the fluid passing through the fluid channel while separating the two panels, a non-porous thin film formed in a portion of the porous thin film, the first panel and the second panel There is provided a disposable flow rate measuring device including a negative pressure forming means for applying a negative pressure to suck the panel.

본 발명에 있어서, 상기 비다공성 박막은 상기 유속 측정 구조물의 위치에 대응되도록 설치되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the non-porous thin film is installed to correspond to the position of the flow rate measuring structure.

특히, 상기 비다공성 박막은 상기 유속 측정 구조물의 위치에 대응되는 상기 다공성 박막의 상부에 설치되어 2단으로 박막이 구성되는 것이다. In particular, the non-porous thin film is installed on top of the porous thin film corresponding to the position of the flow rate measuring structure to constitute a thin film in two stages.

여기서, 상기 비다공성 박막의 위치에 대응되는 제1 패널에는 상기 미세 돌기 패턴이 생략된다. Here, the fine protrusion pattern is omitted in the first panel corresponding to the position of the non-porous thin film.

또한, 상기 비다공성 박막은 PET 재질로 이루어질 수 있다. In addition, the non-porous thin film may be made of a PET material.

본 발명에서, 상기 미세 돌기 패턴은 상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 미세 공기방울을 외부로 배출하기 위한 통로가 마련되도록 상기 제1 패널의 표면 위에 일정한 간격으로 돌출형성될 수 있다. In the present invention, the fine protrusion pattern may be formed to protrude at regular intervals on the surface of the first panel so that a passage for discharging the fine air bubbles exiting through the porous thin film to the outside is provided.

이 경우, 상기 미세 돌기 패턴은 3 내지 7㎛의 높이를 갖는 것을 특징으로 한다. In this case, the fine protrusion pattern is characterized in that it has a height of 3 to 7㎛.

한편, 상기 다공성 박막은 상기 유체 채널을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 공기방울만 통과되어 상기 제1 패널 측으로 나오도록 소수성을 갖는 것이 바람직하다. On the other hand, the porous thin film preferably has hydrophobicity so that only the fine air bubbles contained in the fluid passes through the fluid channel to the first panel side without passing the fluid flowing through the fluid channel.

상기 다공성 박막은 PDMS(Polydimethylsiloxane)의 재질로 이루어질 수 있다. The porous thin film may be made of a material of polydimethylsiloxane (PDMS).

본 발명에서, 상기 유속 측정 구조물은 상기 유체 채널을 통과하는 시료에 열을 가하기 위한 히터와, 상기 히터에서 발생한 열에 의해 상기 시료의 온도가 상승하면 시료의 온도 변화에 따른 저항 차이를 측정하도록 상기 히터의 전후로 설치되는 2개의 온도 측정 전극을 포함할 수 있다. In the present invention, the flow rate measuring structure is a heater for applying heat to the sample passing through the fluid channel, and the heater to measure the difference in resistance according to the temperature change of the sample when the temperature of the sample is increased by the heat generated in the heater It may include two temperature measuring electrodes installed before and after the.

또한, 상기 음압 형성수단은 상기 제1 패널과 제2 패널의 접하는 면에 형성되는 음압형성홈과, 상기 음압형성홈과 연통되어 음압을 인가함으로써, 상기 제1 패널과 제2 패널 사이에 공기층을 완전히 제거하도록 상기 제1 패널과 제2 패널이 음압으로 흡착시키는 진공흡입부로 이루어질 수 있다.The negative pressure forming means may include a negative pressure forming groove formed on a surface of the first panel and the second panel in contact with the negative pressure forming groove and applying a negative pressure in communication with the negative pressure forming groove to form an air layer between the first panel and the second panel. The first panel and the second panel may be composed of a vacuum suction unit for adsorbing at a negative pressure to completely remove.

상기 음압형성홈은 상기 제2 패널의 하면에 형성되고, 상기 진공흡입부는 상기 제2 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성될 수 있다. The negative pressure forming groove may be formed on a lower surface of the second panel, and the vacuum suction unit may be formed to communicate with an upper surface or a side surface of the second panel.

상기 음압형성홈은 상기 유체 채널을 감싸는 형상 및 위치로 형성되는 것을 특징으로 한다.The negative pressure forming groove is formed in a shape and position surrounding the fluid channel.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 유체 채널 내에 발생하는 미세 공기방울의 제거가 가능하고, 유속측정장치의 히터나 전극으로 인한 열에도 유체 채널의 구조가 안정적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, fine air bubbles generated in the fluid channel can be removed, and the structure of the fluid channel can be stably maintained even with heat due to the heater or the electrode of the flow rate measuring device.

또한, 유속측정장치의 히터 및 측정 전극과 박막 사이에 잔여 공간을 없게 하여, 압력에 따라서 변화되는 공간이 없기 때문에 유속 측정의 민감도가 달라지지 않고 안정적인 일회용 유속측정장치를 제공할 수 있다.In addition, since there is no remaining space between the heater and the measurement electrode and the thin film of the flow rate measuring device, there is no space that varies according to the pressure, it is possible to provide a stable disposable flow rate measuring device without changing the sensitivity of the flow rate measurement.

도 1은 본 발명의 일회용 유속측정장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일회용 유속측정장치의 단면도로서, 제1 패널과 제2 패널의 분리된 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일회용 유속측정장치의 결합 단면도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일회용 유속측정장치의 기능을 설명하기 위한 단면 확대도이다.
도 6은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 6의 종래 기술에서의 압력에 따른 측정 민감도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명에서의 압력에 따른 측정 민감도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예를 직접 제작한 사진이다. 1 is an exploded perspective view of a disposable flow rate measuring device of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the disposable flow rate measuring apparatus of the present invention, which shows a separated state of the first panel and the second panel.
3 is a cross-sectional view of the disposable flow rate measuring device of the present invention.
4 to 5 is an enlarged cross-sectional view for explaining the function of the disposable flow rate measuring device of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a problem of the prior art.
FIG. 7 is a graph showing a change in measurement sensitivity according to pressure in the related art of FIG. 6.
8 is a graph showing a change in measurement sensitivity according to the pressure in the present invention.
9 to 10 is a photograph directly produced an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.

도 1은 본 발명의 일회용 유속측정장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일회용 유속측정장치의 단면도로서, 제1 패널과 제2 패널의 분리된 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일회용 유속측정장치의 결합 단면도이다. 1 is an exploded perspective view of a disposable flow rate measuring apparatus of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the disposable flow rate measuring apparatus of the present invention, a cross-sectional view showing a separated state of the first panel and the second panel, Figure 3 It is sectional drawing of the disposable flow rate measuring apparatus of this invention.

본 발명의 일회용 유속측정장치는 유체의 유속을 측정하기 위한 유속 측정 구조물(110)(120)(130)이 형성되고, 상기 유속 측정 구조물 주위에 미세 돌기 패턴(140)이 추가되는 제1 패널(100)과, 상기 제1 패널(100)과 분리되고 시료가 통과하는 미세 유체 채널(210)을 포함하는 제2 패널(200)과, 상기 미세 유체 채널을 통과하는 시료가 상기 유속 측정 구조물에 직접 닿지 않도록 상기 제1 패널(100)과 제2 패널(200)이 접하는 부분에 형성되어 상기 제1 패널(100)과 제2 패널(200)을 분리하면서 상기 유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 공기방울을 제거하기 위한 다공성 박막(300)과, 상기 다공성 박막(300)의 일부 영역에 상기 다공성 박막과는 다른 종류의 재질로 형성되는 비다공성 박막(310)과, 상기 제1 패널(100)과 제2 패널(200)을 흡착하기 위해 음압을 인가하는 음압 형성수단을 포함한다. Disposable flow rate measuring device of the present invention is the first panel (110, 120, 130) for measuring the flow rate of the fluid is formed, the fine projection pattern 140 is added around the flow rate measuring structure ( 100), a second panel 200 including the microfluidic channel 210 separated from the first panel 100 and through which the sample passes, and a sample passing through the microfluidic channel directly to the flow rate measuring structure. The first panel 100 and the second panel 200 are formed in contact with each other so as not to touch the fine particles contained in the fluid passing through the fluid channel while separating the first panel 100 and the second panel 200 A porous thin film 300 for removing air bubbles, a non-porous thin film 310 formed of a material different from the porous thin film in a portion of the porous thin film 300, and the first panel 100 And negative pressure to apply negative pressure to adsorb the second panel 200. It includes the property method.

이와 같은 본 발명은 유체의 유속을 측정하기 위한 제1 패널(100)과, 시료가 통과하는 제2 패널(200)을 분리하여 구성하고, 상기 시료가 유속 측정 구조물에 직접 닿지 않도록 상기 제1 패널(100)과 제2 패널(200)이 접하는 부분에 다공성 박막(300)을 구성하여 유속 측정 구조물을 포함하는 제1 패널(100)은 영구적으로 사용할 수 있도록 하는 장점이 있다. The present invention is configured by separating the first panel 100 for measuring the flow rate of the fluid, and the second panel 200 through which the sample passes, so that the sample does not directly contact the flow rate measurement structure The first panel 100 including the flow rate measuring structure by constructing the porous thin film 300 at a portion where the 100 and the second panel 200 are in contact has an advantage of being able to be used permanently.

상기 제1 패널(100)에 설치되는 상기 유속 측정 구조물은 상기 미세 유체 채널을 통과하는 시료에 열을 가하기 위한 히터(110)와, 상기 히터(110)에서 발생한 열에 의해 상기 시료의 온도가 상승하면 시료의 온도 변화에 따른 저항 차이를 측정하도록 상기 히터(110)의 전후로 설치되는 2개의 온도 측정 전극(120)(130)을 포함한다. The flow rate measuring structure installed in the first panel 100 may include a heater 110 for applying heat to a sample passing through the microfluidic channel, and a temperature of the sample is increased by heat generated from the heater 110. Two temperature measuring electrodes 120 and 130 are installed before and after the heater 110 to measure the resistance difference according to the temperature change of the sample.

즉, 상기 히터(110)의 일측에는 제1 온도 측정 전극(120)이 설치되고, 히터(110)의 타측에는 제2 온도 측정 전극(130)이 설치되어, 시료가 흐르는 방향으로 상기 히터(110)의 전후에 각각 온도 측정 전극이 설치되어, 제2 패널(200)의 미세 유체 채널(210)을 통과하는 시료가 상기 히터(110)에서 발생한 열에 의해 온도가 상승하면 시료의 온도 변화에 따른 저항 차이를 측정하는 것이다. That is, the first temperature measuring electrode 120 is installed on one side of the heater 110, and the second temperature measuring electrode 130 is installed on the other side of the heater 110, so that the heater 110 flows in the direction in which the sample flows. The temperature measuring electrode is installed before and after the), and when the temperature of the sample passing through the microfluidic channel 210 of the second panel 200 rises due to the heat generated by the heater 110, the resistance according to the temperature change of the sample To measure the difference.

이 경우, 상기 제1 패널(100)에서 히터(110) 및 온도 측정 전극(120)(130)은 다양한 구조 및 형상으로 적용가능하고, 시료의 온도를 측정할 수 있는 구성이라면 본 발명의 도면에 도시한 구조에 한정되지 않음은 물론이다. In this case, the heater 110 and the temperature measuring electrode 120, 130 in the first panel 100 is applicable to a variety of structures and shapes, if the configuration can measure the temperature of the sample in the drawings of the present invention Of course, it is not limited to the structure shown.

여기서, 본 발명의 상기 제1 패널(100)은 상기 유속 측정 구조물 주위에 미세 돌기 패턴(140)이 형성되는 것을 특징으로 한다. Here, the first panel 100 of the present invention is characterized in that the fine projection pattern 140 is formed around the flow rate measuring structure.

상기 미세 돌기 패턴(140)은 상기 제1 패널(100) 표면 위에 수 마이크로미터 사이즈의 높이로 형성되어 상기 다공성 박막(300)과 제1 패널(100) 사이에 수 마이크로미터 사이즈의 공간을 형성하게 되고, 이 공간을 통해 상기 다공성 박막(300)을 통과한 미세 공기방울이 외부로 원활히 빠져나갈 수 있는 통로를 마련한다. The fine protrusion pattern 140 is formed to have a height of several micrometers on the surface of the first panel 100 to form a space of several micrometers between the porous thin film 300 and the first panel 100. Through this space, a passage through which the fine air bubbles passing through the porous thin film 300 can smoothly escape to the outside is provided.

이 경우, 상기 미세 돌기 패턴(140)은 3 내지 7㎛의 높이를 갖도록 형성함이 바람직하며, 상기 미세 돌기 패턴(140)들은 상기 제1 패널(100) 표면 위에 일체로 형성되거나, 패터닝된 박막을 부착하여 형성될 수 있다. In this case, the fine protrusion pattern 140 is preferably formed to have a height of 3 to 7㎛, the fine protrusion pattern 140 is formed integrally on the surface of the first panel 100, or patterned thin film It can be formed by attaching.

상기 미세 돌기 패턴(140)들을 상기 제1 패널(100) 표면 위에 일체로 형성하는 방법은 공지의 기술이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Since a method of forming the fine protrusion patterns 140 integrally on the surface of the first panel 100 may be applied with a known technique, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 제2 패널(200)은 시료가 흐를 수 있는 미세 유체 채널이 구비되는데, 상기 미세 유체 채널은 시료를 주입하기 위한 유체 주입구(220)와, 상기 유체 주입구(220)에서 유입된 시료가 흐르는 유체 채널(210)과, 상기 유체 채널(210)을 흐른 시료가 배출되는 유체 배출구(230)를 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, the second panel 200 is provided with a microfluidic channel through which a sample can flow. The microfluidic channel includes a fluid inlet 220 for injecting a sample and a sample introduced from the fluid inlet 220. It may be configured to include a flowing fluid channel 210 and a fluid outlet 230 through which the sample flowing through the fluid channel 210 is discharged.

본 발명의 실시예에서는 상기 유체 주입구(220)와 유체 배출구(230)가 제2 패널(200)의 상면에 연통되게 형성되고, 상기 유체 주입구(220)와 유체 배출구(230)의 하부 일단을 상기 유체 채널(210)이 연결하여 시료의 흐름이 '└┘' 형상으로 이루어지도록 하였으나, 상기 유체 주입구(220)와 유체 배출구(230)가 형성되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 제2 패널(200)의 측면 등에 연통되게 형성될 수도 있다.In the embodiment of the present invention, the fluid inlet 220 and the fluid outlet 230 are formed in communication with the upper surface of the second panel 200, the lower end of the fluid inlet 220 and the fluid outlet 230 is The fluid channel 210 is connected so that the flow of the sample has a '└┘' shape, but the position at which the fluid inlet 220 and the fluid outlet 230 are formed is not limited thereto. 2 may be formed in communication with the side of the panel 200.

본 발명에 있어서, 상기 유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 공기방울은 상기 다공성 박막(300)을 통하여 빠져나올 수 있는 구조를 갖는다. In the present invention, the fine air bubbles contained in the fluid passing through the fluid channel has a structure that can escape through the porous thin film (300).

상기 다공성 박막(300)은 상기 미세 유체 채널(210) 하면에 부착되어 상기 미세 유체 채널(210)을 통과하는 유체에 포함된 미세 공기방울을 제거하기 위한 것으로, 상기 다공성 박막(300)은 상기 미세 유체 채널(210)을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 공기방울만 통과되어 상기 제1 패널(100) 측으로 빠져나오도록 소수성을 갖는 것을 특징으로 한다. The porous thin film 300 is attached to the lower surface of the microfluidic channel 210 to remove microbubbles contained in the fluid passing through the microfluidic channel 210, and the porous thin film 300 is fine. The fluid flowing through the fluid channel 210 is characterized in that it has hydrophobicity so that only the fine air bubbles contained in the fluid pass through the fluid channel 210 and exit to the first panel 100.

즉, 상기 유체가 미세 유체 채널(210)을 흐르면서 상기 다공성 박막(300) 위를 지나갈 때 상기 박막(200)은 소수성이기 때문에 상기 미세 유체 채널(210)을 흐르는 유체는 다공성 박막(300)의 기공을 통하여 빠져 나가지 않고 그대로 흐르며, 이에 반해, 유체 내의 미세 공기방울은 소수성의 다공성 박막(300)의 기공을 통하여 빠져나가는 것이다. That is, when the fluid flows over the porous membrane 300 while flowing through the microfluidic channel 210, the fluid flowing through the microfluidic channel 210 is porous due to the hydrophobicity of the membrane 200. It flows as it is without exiting through, on the other hand, fine air bubbles in the fluid is to exit through the pores of the hydrophobic porous thin film (300).

본 발명에서, 상기 다공성 박막(300)은 소수성 재질로 이루어지거나 상기 다공성 박막(300) 표면에 소수성 물질의 처리를 통해 소수성을 갖게 할 수도 있다. In the present invention, the porous thin film 300 may be made of a hydrophobic material or may be made hydrophobic through the treatment of a hydrophobic material on the surface of the porous thin film 300.

상기 다공성 박막(300)은 유리, 폴리머, 종이 등 다양한 재질의 것이 모두 적용가능하며, 예를 들어, 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함할 수 있다. The porous thin film 300 is applicable to all materials of various materials, such as glass, polymer, paper, for example, polydimethyl siloxane (PDMS; polydimethyl siloxane), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene Terephthalate), polyimide (PI) polyimide, polypropylene (PP, polypropylene), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate carbonate), dimethylcarbonate, diethylcarbonate, polymer plastic, glass, paper, and ceramics.

본 발명에서는 상기 다공성 박막(300)으로 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane)을 적용하였다. In the present invention, polydimethylsiloxane (PDMS; polydimethyl siloxane) was applied as the porous thin film 300.

상기 다공성 박막(300)을 통하여 빠져나오는 미세 공기방울은 제1 패널(100) 위에 모이게 되고, 따라서, 상기 제1 패널(100)에는 미세 공기방울을 외부로 배출하기 위한 통로가 마련되어야 한다. 이를 위해, 본 발명에서는 상기 제1 패널(100)의 표면 위에 일정한 간격으로 미세 돌기 패턴(140)들이 돌출형성되는 것이다. The fine air bubbles exiting through the porous thin film 300 are collected on the first panel 100, and thus, the first panel 100 should be provided with a passage for discharging the fine air bubbles to the outside. To this end, in the present invention, the fine protrusion patterns 140 are formed on the surface of the first panel 100 at regular intervals.

한편, 본 발명에서는 상기 다공성 박막(300)의 일부 영역에 상기 다공성 박막과는 다른 종류의 재질로 형성되는 비다공성 박막(310)이 형성되는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, in the present invention, a non-porous thin film 310 formed of a material different from the porous thin film is formed in a portion of the porous thin film 300.

여기서, 상기 비다공성 박막(310)은 상기 히터 및 2개의 측정전극 위에 위치하며, 이와 같이 상기 비다공성 박막(310)이 유속 측정 구조물의 위치에 대응되는 상기 다공성 박막(300)의 상부에 설치됨으로써, 2단으로 박막이 구성되는 것이다. Here, the non-porous thin film 310 is positioned on the heater and the two measuring electrodes, and thus the non-porous thin film 310 is installed on the porous thin film 300 corresponding to the position of the flow rate measuring structure. The film is composed of two stages.

이는 상기 히터 및 2개의 측정전극 위에 다공성 박막(300)이 위치하는 경우, 히터의 열에 의하여 다공성 박막(300)이 팽창하여 공기방울 뿐 아니라 유체까지도 투과시켜 유체 주입구로 주입된 샘플 유체의 손실이 발생하게 되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 비다공성 박막(310)은 공기방울 및 유체가 통과하지 못하는 특성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다. When the porous thin film 300 is positioned on the heater and the two measuring electrodes, the porous thin film 300 expands due to the heat of the heater, so that not only air bubbles but also fluids are transmitted to cause loss of sample fluid injected into the fluid inlet. In order to solve the problem, the non-porous thin film 310 may be made of various materials having characteristics that air bubbles and fluids do not pass.

예를 들어, 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 등으로 이루어질 수 있다. For example, polydimethyl siloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polypropylene (PP, polypropylene), polymethyl methacrylate (PMMA); methyl methacrylate)), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethylcarbonate, diethylcarbonate, polymer plastics, glass, paper And ceramics.

상기 비다공성 박막(310)은 상기 다공성 박막(300)과는 달리 세공(細孔, pore)이 형성되지 않는 특성을 가지므로, 히터의 열을 받더라도 공기방울이나 유체가 박막을 통해 투과되는 것을 완벽하게 방지할 수 있다. Unlike the porous thin film 300, the non-porous thin film 310 has no characteristic that pores are not formed. Therefore, even if the heater receives heat, air bubbles or fluids are permeated through the thin film. Can be prevented.

바람직하게는 상기 비다공성 박막(310)은 PET 재질로 이루어질 수 있다. Preferably, the non-porous thin film 310 may be made of a PET material.

여기서, 상기 비다공성 박막(310)의 위치에 대응되는 제1 패널(100)에는 상기 유속 측정 구조물이 구비되므로, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 미세 돌기 패턴(140)이 생략된다. Here, since the flow rate measuring structure is provided in the first panel 100 corresponding to the position of the non-porous thin film 310, as shown in FIG. 1, the fine protrusion pattern 140 is omitted.

또한, 상기 제1 패널(100)은 상기 제2 패널(200) 및 상기 다공성 박막(300)의 하면에 접촉하도록 설치되며, 상기 다공성 박막(300)이 부착된 미세 유체 채널(210)과 진공상태로 부착되어야 하고, 상기 다공성 박막(300)을 통하여 빠져나오는 미세 공기방울을 외부로 배출하기 위한 통로가 구비되어야 한다. In addition, the first panel 100 is installed to contact the bottom surface of the second panel 200 and the porous thin film 300, the vacuum state and the microfluidic channel 210 to which the porous thin film 300 is attached. It should be attached to, and a passage for discharging the fine air bubbles exiting through the porous membrane 300 to the outside should be provided.

상기 다공성 박막(300)이 부착된 미세 유체 채널(210)과 제1 패널(100)을 진공상태로 부착하기 위해, 본 발명에서는 진공을 인가하는 음압 형성수단을 포함한다. In order to attach the microfluidic channel 210 and the first panel 100 to which the porous thin film 300 is attached in a vacuum state, the present invention includes a negative pressure forming means for applying a vacuum.

여기서, 상기 음압 형성수단은 상기 제2 패널(200)의 하면에 형성되는 음압형성홈(240)과, 상기 음압형성홈(240)과 연통되어 상기 다공성 박막(300)이 부착된 미세 유체 채널(210)이 상기 제1 패널(100)과 진공상태로 부착되도록 상기 음압형성홈(240)에 진공을 인가하는 진공흡입부(250)를 포함할 수 있다. Here, the negative pressure forming means is a microfluidic channel (240) formed in the lower surface of the second panel 200 and the negative pressure forming groove 240 in communication with the negative pressure forming groove 240 is attached to the microfluidic channel 300 ( 210 may include a vacuum suction unit 250 for applying a vacuum to the negative pressure forming groove 240 to be attached to the first panel 100 in a vacuum state.

상기 음압형성홈(240)은 상기 미세 유체 채널(210) 및 상기 다공성 박막(300)의 주변을 감싸는 형태로 형성된다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 음압형성홈(240)은 상기 미세 유체 채널(210) 및 상기 다공성 박막(300)이 형성되는 영역을 모두 포함하도록 바람직하게는 4각형으로 형성되는 것이 좋다. The negative pressure forming groove 240 is formed to surround the microfluidic channel 210 and the porous thin film 300. That is, as shown in Figure 1, the negative pressure forming groove 240 is preferably formed in a quadrangular shape so as to include both the region in which the microfluidic channel 210 and the porous thin film 300 is formed.

상기 진공흡입부(250)는 양단이 상기 음압형성홈(240)과 상기 제2 패널(200)의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성되며, 외부의 기기에 연결되어 진공을 인가함으로써, 상기 제1 패널(100)과 제2 패널(200) 사이에 공기층을 완전히 제거하여 상기 제1 패널(100)과 제2 패널(200)이 진공 흡착되도록 한다. The vacuum suction part 250 is formed so that both ends communicate with the negative pressure forming groove 240 and the upper surface or the side of the second panel 200, and is connected to an external device to apply vacuum to the first panel. The air layer is completely removed between the 100 and the second panel 200 so that the first panel 100 and the second panel 200 are vacuum-adsorbed.

본 발명에서는 도 1 내지 도 3을 통해 상기 진공흡입부(250)가 제2 패널(200)의 상면에 연통되도록 형성된 것을 나타내었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 상기 진공흡입부(250)가 상기 제2 패널(200)의 측면에 연통되어 외부에서 진공흡입부(250)을 통해 음압형성홈(240) 내의 공기를 빨아들일 수 있는 구조로 함도 가능하다. In the present invention, the vacuum suction unit 250 is shown to communicate with the upper surface of the second panel 200 through FIGS. 1 to 3, but the present invention is not limited thereto, and the vacuum suction unit 250 is It is also possible to have a structure in communication with the side of the second panel 200 to suck the air in the negative pressure forming groove 240 through the vacuum suction unit 250 from the outside.

이와 같은 구조로 인해, 상기 제1 패널(100)과 채널(110) 사이는 상기 음압형성홈(240)을 통해 탈착이 가능하다. 즉, 상기 음압형성홈(240)에 진공을 인가하면 상기 제1 패널(100)과 채널(110) 사이가 진공으로 인해 부착되지만, 상기 음압형성홈(240)에 인가된 진공을 해제하면 상기 제1 패널(100)과 채널(110) 사이가 떨어지게 되어 분리가 가능하다. Due to this structure, the first panel 100 and the channel 110 may be detachable through the negative pressure forming groove 240. That is, when the vacuum is applied to the negative pressure forming groove 240, the vacuum is applied between the first panel 100 and the channel 110, but when the vacuum applied to the negative pressure forming groove 240 is released, 1 The panel 100 and the channel 110 are separated from each other to be separated.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 일회용 유속측정장치의 기능을 설명하기 위한 단면 확대도이고, 도 6은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다. 4 to 5 are enlarged cross-sectional views for explaining the function of the disposable flow rate measuring device of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view for explaining the problems of the prior art.

이를 참고하여 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to this description of the effects of the present invention.

본 발명의 일회용 유속측정장치는 기본적으로 박막(Ultra-thin film)을 통해 제1 패널(100)과 제2 패널(200)을 분리하는 구조이고, 박막의 전체를 구성하고 있는 것은 다공성 박막(300)이다. Disposable flow rate measuring device of the present invention is basically a structure that separates the first panel 100 and the second panel 200 through a thin film (Ultra-thin film), the whole of the thin film is a porous thin film (300) )to be.

상기 다공성 박막(300)은 PDMS(Polydimethylsiloxane)의 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 다공성 박막(300)의 일부 영역에 국지적으로 2단으로 구성되는 비다공성 박막(310)은 PET 재질로 이루어진다.The porous thin film 300 preferably uses a material of PDMS (Polydimethylsiloxane), and the non-porous thin film 310 composed of two stages in a part of the porous thin film 300 is made of a PET material.

도 4에 도시한 바와 같이, 유체 채널(210)내에는 유체 뿐만 아니라 미세의 공기방울(10)이 항상 잔재해 있으며, 이러한 공기방울(10)은 유체나 입자의 흐름을 방해하기 때문에 마이크로 플루이딕 분야에서는 아주 치명적인 문제점이다. As shown in FIG. 4, in the fluid channel 210, not only the fluid but also fine air bubbles 10 always remain, and the air bubbles 10 are microfluidic because they impede the flow of fluid or particles. It is a very fatal issue in the field.

제1 패널(100)에 형성된 미세 돌기 패턴(140)과 제2 패널(200)에 형성된 다공성 박막(300)을 음압을 이용하여 결합하면, 도 4의 확대도에서 보는 바와 같이, 다공성 박막(300)은 아주 말랑말랑한 재질이므로 음압을 이용한 결합시에 미세 돌기 패턴(140) 사이로 살짝 밴딩되어 결합을 하게 된다. 하지만 미세 돌기 패턴(140) 사이에 작은 공간이 남아있게 되며, 따라서 유체 채널 내에 공기방울이 잔재해 있을 경우 공기방울(10)은 음압의 힘으로 인해 다공성 박막(300)을 통과(화살표)하여 작은 공간으로 빠져나가게 된다.When the fine protrusion pattern 140 formed on the first panel 100 and the porous thin film 300 formed on the second panel 200 are combined by using a negative pressure, as shown in the enlarged view of FIG. 4, the porous thin film 300 ) Is a very soft material, so when combined using the sound pressure is slightly banded between the fine projection pattern 140 is combined. However, a small space remains between the fine protrusion patterns 140, and thus, when air bubbles remain in the fluid channel, the air bubbles 10 pass through the porous thin film 300 due to the force of negative pressure (arrows). Will exit.

하지만, 이러한 구조가 히터(110) 및 2개의 측정전극(120)(130)에 이루어질 경우 히터(110)의 열에 의하여 다공성 박막(300)이 더욱더 팽창하게 된다. 이렇게 팽창된 다공성 박막(300)은 공기뿐만이 아닌 유체까지도 투과시켜 유체 주입구로 주입된 샘플 유체의 손실이 발생하게 되는 문제가 발생한다.However, when the structure is formed in the heater 110 and the two measurement electrodes 120 and 130, the porous thin film 300 is further expanded by the heat of the heater 110. The expanded porous thin film 300 penetrates not only air but also a fluid, thereby causing a problem of loss of sample fluid injected into the fluid inlet.

따라서, 본 발명에서는 이와 같은 문제점을 방지하기 위하여, 상기 히터(110) 및 2개의 측정전극(120)(130) 부분에만 미세 돌기 패턴(140)을 없애고 2단으로 구성된 박막을 구성하였다. Accordingly, in the present invention, in order to prevent such a problem, a thin film composed of two stages is formed by removing the fine protrusion pattern 140 only in the heater 110 and the two measurement electrodes 120 and 130.

이와 같은 본 발명은 온도 측정 부분에는 비록 박막이 2단으로 형성되었지만 도 5와 같이, 제1 패널(100)에 미세 돌기 패턴(140)이 없더라도 다공성 박막(300)을 통하여 제1 패널(100)과 제2 패널(200)이 음압을 이용하여 결합시에 발생되는 기포(10)들은 다공성 박막(300)을 통하여 측면으로 배출될 수 있어 측정 민감도에는 영향을 미치지 않는 것이다. As described above, although the thin film is formed in two stages in the temperature measuring part, as shown in FIG. 5, the first panel 100 may be formed through the porous thin film 300 even if the first panel 100 does not have the fine protrusion pattern 140. Bubbles 10 generated when the second panel 200 and the second panel 200 are coupled by using a negative pressure may be discharged to the side through the porous thin film 300 and thus do not affect the measurement sensitivity.

또한, 본 발명의 가장 큰 장점은 제1 패널(100)과 제2 패널(200)이 결합하기 위한 음압의 강도에 따라서 측정 전극에서 측정되는 유속측정장치의 민감도가 변하지 않는다는 것이다. In addition, the greatest advantage of the present invention is that the sensitivity of the flow rate measuring device measured at the measuring electrode does not change according to the strength of the sound pressure for coupling the first panel 100 and the second panel 200.

앞서 본 출원인이 출원한 선행기술인 한국등록특허 제10-1852719호는 단단한 재질의 PET 박막을 이용하여 제1 패널과 제2 패널을 분리함에 따라, 음압을 인가하여 제1 패널과 제2 패널을 결합하였을 때 경계면에서 조그만 잔여 공간이 발생하게 되고, 이 잔여 공간은 진공도에 따라서 크기가 변하긴 하지만 특정 진공압 이후에는 크기는 줄어들지않고 잔여 공간 안에 있는 공기만 없어져 진공의 상태가 되게 된다.Prior Patent Application No. 10-1852719, filed by the present applicant, uses a rigid PET thin film to separate the first panel and the second panel, thereby applying a negative pressure to couple the first panel and the second panel. When a small residual space is generated at the interface, the residual space is changed in size according to the degree of vacuum, but after a certain vacuum pressure, the remaining space does not decrease in size and only the air in the remaining space disappears to become a vacuum state.

이러한 결과 발생되는 단점은 진공의 강도를 높이면 높일수록 잔여 공간의 크기는 줄어들지 않지만 잔여 공간안의 공기만 없어서 진공의 상태가 되므로 도 6에 도시한 바와 같이, 히터에서 발생하는 열을 유체 채널내의 유체로 전달할 매질(공기)이 없어져 도 7에서 보는 것처럼, 민감도가 떨어진다는 점이다.As a result of this disadvantage, as the strength of the vacuum is increased, the size of the remaining space does not decrease, but since there is no air in the remaining space, it becomes a vacuum state. As shown in FIG. 6, heat generated from the heater is transferred to the fluid in the fluid channel. As there is no medium (air) to transfer, as shown in FIG. 7, the sensitivity is inferior.

따라서, 본 발명에서 제안하는 구조를 이용하면 도 5와 같이, 히터 및 측정전극과 제2 패널(200)의 박막(300) 사이의 잔여 공간이 없으므로 압력에 따라 변화되는 공간이 없기 때문에 음압에 변화에 따라서 도 8과 같이 유속 측정의 민감도가 달라지지 않는다는 장점이 있다.Therefore, when using the structure proposed in the present invention, as shown in Figure 5, there is no remaining space between the heater and the measurement electrode and the thin film 300 of the second panel 200, so there is no space that changes according to the pressure changes in the sound pressure As shown in FIG. 8, the sensitivity of the flow rate measurement does not vary.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예를 직접 제작한 사진으로서, 본 발명의 유속측정장치에 의하면 유체 채널 내의 미세 공기방울의 제거가 가능하면서도 유속측정장치의 히터 및 측정 전극과 박막 사이에 잔여 공간을 없게 하여, 압력에 따라서 변화되는 공간이 없기 때문에 유속 측정의 민감도가 달라지지 않고, 히터나 전극으로 인한 열에도 유체 채널의 구조가 안정적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.9 to 10 are photographs directly manufactured according to the embodiment of the present invention. According to the flow rate measuring device of the present invention, it is possible to remove fine air bubbles in a fluid channel while remaining between the heater and the measuring electrode and the thin film of the flow rate measuring device. Since there is no space, the sensitivity of the flow rate measurement does not change because there is no space that varies according to the pressure, and the structure of the fluid channel can be stably maintained even with heat caused by the heater or the electrode.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

100: 제1 패널 110: 히터
120, 130: 온도 측정 전극 140: 미세 돌기 패턴
200: 제2 패널 210: 미세 유체 채널
300: 다공성 박막 310: 비다공성 박막100: first panel 110: heater
120, 130: temperature measuring electrode 140: fine protrusion pattern
200: second panel 210: microfluidic channel
300: porous thin film 310: nonporous thin film

Claims (13)

유체의 유속을 측정하기 위한 유속 측정 구조물이 형성되고, 상기 유속 측정 구조물 주위에 미세 돌기 패턴이 추가되는 제1 패널;
상기 제1 패널과 분리되고 시료가 통과하는 유체 채널을 포함하는 제2 패널;
상기 유체 채널을 통과하는 시료가 상기 유속 측정 구조물에 직접 닿지 않도록 상기 제1 패널과 제2 패널이 접하는 부분에 형성되어 상기 제1 패널과 제2 패널을 분리하면서 상기 유체 채널을 통과하는 유체에 포함된 미세 공기방울을 제거하기 위한 다공성 박막;
상기 다공성 박막의 일부 영역에 형성되는 비다공성 박막; 및
상기 제1 패널과 제2 패널을 흡착하기 위해 음압을 인가하는 음압 형성수단;
을 포함하는 일회용 유속측정장치.A first panel on which a flow rate measuring structure for measuring a flow rate of the fluid is formed, and a fine protrusion pattern is added around the flow rate measuring structure;
A second panel separated from the first panel and including a fluid channel through which a sample passes;
The sample passing through the fluid channel is formed in a portion where the first panel and the second panel are in contact with each other so as not to directly contact the flow rate measuring structure, and included in the fluid passing through the fluid channel while separating the first panel and the second panel. Porous thin film for removing the fine air bubbles;
A non-porous thin film formed on a portion of the porous thin film; And
Negative pressure forming means for applying negative pressure to adsorb the first panel and the second panel;
Disposable flow rate measuring device comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 비다공성 박막은 상기 유속 측정 구조물의 위치에 대응되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 1,
The non-porous membrane is a disposable flow rate measuring device, characterized in that installed to correspond to the position of the flow rate measuring structure. 청구항 2에 있어서,
상기 비다공성 박막은 상기 유속 측정 구조물의 위치에 대응되는 상기 다공성 박막의 상부에 설치되어 2단으로 박막이 구성되는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 2,
The non-porous thin film is a disposable flow rate measuring device, characterized in that the thin film is formed in two stages is installed on top of the porous thin film corresponding to the position of the flow rate measuring structure. 청구항 3에 있어서,
상기 비다공성 박막의 위치에 대응되는 제1 패널에는 상기 미세 돌기 패턴이 생략되는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 3,
Disposable flow rate measuring device, characterized in that the fine projection pattern is omitted in the first panel corresponding to the position of the non-porous thin film. 청구항 1에 있어서,
상기 비다공성 박막은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 1,
The non-porous thin film is polydimethyl siloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate), polyimide (PI; polyimide), polypropylene (PP, polypropylene), polymethyl methacrylate (PMMA; Poly (methyl methacrylate)), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethylcarbonate, diethylcarbonate, polymer plastics, glass, Disposable flow rate measuring device comprising at least one selected material of paper and ceramic. 청구항 1에 있어서,
상기 미세 돌기 패턴은 상기 다공성 박막을 통하여 빠져나오는 미세 공기방울을 외부로 배출하기 위한 통로가 마련되도록 상기 제1 패널의 표면 위에 일정한 간격으로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 1,
The micro-protrusion pattern is a disposable flow rate measuring device, characterized in that the protrusion formed at regular intervals on the surface of the first panel so as to provide a passage for discharging the fine air bubbles exiting through the porous thin film to the outside. 청구항 6에 있어서,
상기 미세 돌기 패턴은 3 내지 7㎛의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 6,
Disposable flow rate measuring device, characterized in that the fine projection pattern has a height of 3 to 7㎛. 청구항 1에 있어서,
상기 다공성 박막은 상기 유체 채널을 흐르는 유체는 통과시키지 않으면서 유체 내 포함된 미세 공기방울만 통과되어 상기 제1 패널 측으로 나오도록 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 1,
The porous membrane is a disposable flow rate measuring device having a hydrophobic so that only the fine air bubbles contained in the fluid passes through the fluid channel to pass through to the first panel side without passing through the fluid channel. 청구항 8에 있어서,
상기 다공성 박막은 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리스티렌 (polystyrene), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate), 디에틸카보네이트(diethylcarbonate), 고분자 플라스틱, 유리, 종이 및 세라믹 중 적어도 어느 하나 이상의 선택된 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 8,
The porous thin film is polydimethyl siloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate), polyimide (PI; polyimide), polypropylene (PP, polypropylene), polymethyl methacrylate (PMMA; Poly ( methyl methacrylate)), polycaprolactone, polystyrene, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethylcarbonate, diethylcarbonate, polymer plastics, glass, paper And at least one selected material of ceramics. 청구항 1에 있어서,
상기 유속 측정 구조물은 상기 유체 채널을 통과하는 시료에 열을 가하기 위한 히터; 및
상기 히터에서 발생한 열에 의해 상기 시료의 온도가 상승하면 시료의 온도 변화에 따른 저항 차이를 측정하도록 상기 히터의 전후로 설치되는 2개의 온도 측정 전극;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 1,
The flow rate measuring structure includes a heater for applying heat to a sample passing through the fluid channel; And
Two temperature measuring electrodes provided before and after the heater to measure a difference in resistance according to a temperature change of the sample when the temperature of the sample rises due to heat generated by the heater;
Disposable flow rate measuring device comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 음압 형성수단은 상기 제1 패널과 제2 패널의 접하는 면에 형성되는 음압형성홈과,
상기 음압형성홈과 연통되어 음압을 인가함으로써, 상기 제1 패널과 제2 패널 사이에 공기층을 완전히 제거하도록 상기 제1 패널과 제2 패널이 음압으로 흡착시키는 진공흡입부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 1,
The negative pressure forming means may include a negative pressure forming groove formed on a surface in contact with the first panel and the second panel;
Disposable flow velocity of the first panel and the second panel by a negative pressure suction so as to completely remove the air layer between the first panel and the second panel by applying a negative pressure in communication with the negative pressure forming groove Measuring device. 청구항 11에 있어서,
상기 음압형성홈은 상기 제2 패널의 하면에 형성되고,
상기 진공흡입부는 상기 제2 패널의 상면 또는 측면에 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.The method according to claim 11,
The negative pressure forming groove is formed on the lower surface of the second panel,
The vacuum suction unit is a disposable flow rate measuring device, characterized in that formed in communication with the top or side of the second panel. 청구항 11에 있어서,
상기 음압형성홈은 상기 유체 채널을 감싸는 형상 및 위치로 형성되는 것을 특징으로 하는 일회용 유속측정장치.

The method according to claim 11,
The negative pressure forming groove is a disposable flow rate measuring device, characterized in that formed in the shape and position surrounding the fluid channel.

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