KR20200115764A

KR20200115764A - Viscosity Measuring Device and Driving Method Thereof

Info

Publication number: KR20200115764A
Application number: KR1020190033855A
Authority: KR
Inventors: 김창범; 최요한
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2020-10-08

Abstract

The present invention relates to a viscosity measuring apparatus capable of calculating viscosity of a fluid flowing through a microchannel and a driving method thereof. The present invention comprises: the microchannel through which the fluid flows; a fluid supply unit supplying the fluid to the microchannel; and a pressure sensor measuring a pressure of the fluid flowing through the microchannel. The fluid supply unit measures a volume flow rate of the fluid supplied to the microchannel.

Description

Viscosity Measuring Device and Driving Method Thereof

본 발명은 점도 측정 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 유체의 압력 및 체적 유량을 측정하여 점도를 계산하는 점도 측정 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a viscosity measuring device and a driving method thereof. More specifically, the present invention relates to a viscosity measuring apparatus for calculating viscosity by measuring a pressure and a volume flow rate of a fluid and a driving method thereof.

대부분의 유체는 점도가 유동 특성에 관계없이 항상 일정한 값을 가지는 뉴턴성 유체(newtonian fluid)이다. 하지만, 산업에서 사용되는 많은 종류의 유체들에는 미세입자(micro particle), 미세거품(micro bubble), 고분자 등의 물질들이 혼재되어 있어, 뉴턴성 유체보다 복잡한 유동 특성을 가진다. 이와 같은 유체들이 속도(또는 전단율, shear rate) 변화에 따라 점도가 달라지는 비뉴턴성 유체(non-newtonian fluid)이다. 이와 같은 비뉴턴성 유체의 점도는 단순한 점도 측정 장치로는 측정이 불가하다.Most fluids are Newtonian fluids whose viscosity always has a constant value regardless of the flow characteristics. However, in many types of fluids used in industry, materials such as micro particles, micro bubbles, and polymers are mixed, and thus have more complex flow characteristics than Newtonian fluids. These fluids are non-newtonian fluids whose viscosity varies according to a change in velocity (or shear rate). The viscosity of such a non-Newtonian fluid cannot be measured with a simple viscosity measuring device.

본 발명은 미세 채널을 유동하는 유체의 압력 및 체적 유량을 측정하고, 미세 채널을 유동하는 유체의 속도를 계산하여, 미세 채널을 유동하는 유체의 점도를 계산할 수 있는 점도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a viscosity measuring device capable of measuring the pressure and volume flow rate of a fluid flowing through a microchannel, calculating a velocity of a fluid flowing through the microchannel, and calculating the viscosity of a fluid flowing through the microchannel To do.

본 발명은 유체가 유동하는 미세 채널; 상기 미세 채널로 상기 유체를 공급하는 유체 공급부; 및 상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하되, 상기 유체 공급부는 상기 미세 채널로 공급되는 상기 유체의 체적 유량을 측정하는 점도 측정 장치를 제공한다.The present invention is a micro-channel through which the fluid flows; A fluid supply unit supplying the fluid to the microchannel; And a pressure sensor measuring the pressure of the fluid flowing through the microchannel, wherein the fluid supply unit provides a viscosity measuring device that measures the volume flow rate of the fluid supplied to the microchannel.

상기 미세 채널은 상기 유체가 공급되는 인렛 및 상기 유체가 배출되는 아웃렛을 포함하고, 상기 압력 센서는 상기 인렛에서의 상기 유체의 압력을 측정할 수 있다.The microchannel includes an inlet through which the fluid is supplied and an outlet through which the fluid is discharged, and the pressure sensor may measure the pressure of the fluid in the inlet.

상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체의 속도를 측정하는 속도 측정부를 더 포함할 수 있다.It may further include a velocity measuring unit for measuring the velocity of the fluid flowing through the microchannel.

상기 속도 측정부는 상기 유체를 향해 광을 방출하고, 상기 유체로부터 방출된 광을 수광할 수 있다.The velocity measurement unit may emit light toward the fluid and receive light emitted from the fluid.

상기 미세 채널을 이동시키는 이송 장치를 더 포함할 수 있다.It may further include a transfer device for moving the fine channel.

상기 이송 장치는 상기 미세 채널 내에서 상기 유체가 유동하는 방향의 반대 방향으로 상기 미세 채널을 이동시킬 수 있다.The transfer device may move the microchannel in a direction opposite to a direction in which the fluid flows within the microchannel.

상기 미세 채널의 폭은 상기 미세 채널의 높이보다 클 수 있다.The width of the microchannel may be greater than the height of the microchannel.

상기 미세 채널의 폭은 상기 미세 채널의 높이의 20배 이상일 수 있다.The width of the microchannel may be 20 or more times the height of the microchannel.

상기 미세 채널의 폭 방향으로의 단면은 직사각형일 수 있다.A cross section of the microchannel in the width direction may be a rectangle.

본 발명은 유체 공급부에서 미세 채널로 유체를 공급하는 것; 상기 유체 공급부에서 상기 미세채널로 공급되는 상기 유체의 체적 유량을 측정하여, 상기 체적 유량의 측정값을 측정하는 것; 상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체의 상기 체적 유량의 제1 계산값을 계산하는 것; 상기 체적 유량의 측정값 및 상기 체적 유량의 제1 계산값을 비교하는 것; 및 상기 체적 유량의 측정값 및 상기 체적 유량의 제1 계산값을 비교한 결과를 바탕으로, 상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체의 점도의 계산값을 계산하는 것을 포함하는 점도 측정 장치의 구동 방법을 제공한다.The present invention supplies a fluid from a fluid supply unit to a microchannel; Measuring a volume flow rate of the fluid supplied from the fluid supply unit to the microchannel to measure a measured value of the volume flow rate; Calculating a first calculated value of the volumetric flow rate of the fluid flowing through the microchannel; Comparing the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate; And calculating a calculated value of the viscosity of the fluid flowing through the microchannel based on a result of comparing the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate. to provide.

상기 체적 유량의 측정값 및 상기 체적 유량의 제1 계산값을 비교하는 것은, 상기 체적 유량의 측정값 및 상기 체적 유량의 제1 계산값이 에러 범위 조건을 만족하는지 판단하는 것을 포함할 수 있다.Comparing the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate may include determining whether the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate satisfy an error range condition.

RMS 방법을 이용하여 상기 점도의 계산값을 최적화하는 것을 더 포함할 수 있다.It may further include optimizing the calculated value of the viscosity using the RMS method.

상기 점도의 계산값을 최적화하는 것은, 속도 측정부를 이용하여 상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체의 최대 속도의 측정값을 측정하는 것을 포함할 수 있다.Optimizing the calculated value of the viscosity may include measuring a measured value of the maximum velocity of the fluid flowing through the microchannel using a velocity measuring unit.

상기 유체의 상기 최대 속도의 측정값을 측정하는 것은, 상기 속도 측정부와 상기 미세 채널의 상대적 속도를 측정하는 것, 및 상기 속도 측정부와 상기 유체의 상대적 속도를 측정하는 것을 포함할 수 있다.Measuring the measured value of the maximum velocity of the fluid may include measuring a relative velocity between the velocity measuring unit and the microchannel, and measuring a relative velocity between the velocity measuring unit and the fluid.

상기 속도 측정부와 상기 유체의 상대적 속도를 측정하는 것은, 상기 속도 측정부로 상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체가 포함하는 형광 입자를 향해 광을 방출하는 것, 및 상기 형광 입자에서 방출된 광을 상기 속도 측정부로 수광하는 것을 포함할 수 있다.Measuring the relative velocity between the velocity measurement unit and the fluid includes emitting light toward the fluorescent particles included in the fluid flowing through the microchannel with the velocity measurement unit, and the light emitted from the fluorescent particles. It may include receiving light by the speed measurement unit.

상기 속도 측정부와 상기 미세 채널의 상대적 속도를 측정하는 것은, 이송 장치를 이용하여 상기 미세 채널을 이동시키는 것을 포함할 수 있다.Measuring the relative speed between the speed measuring unit and the microchannel may include moving the microchannel using a transfer device.

상기 이송 장치를 이용하여 상기 미세 채널을 이동시키는 것은, 상기 미세 채널을 유동하는 상기 유체의 추정 최대 속도로 상기 미세 채널을 이동시키는 것을 포함할 수 있다.Moving the microchannel using the transfer device may include moving the microchannel at an estimated maximum velocity of the fluid flowing through the microchannel.

상기 점도의 계산값을 계산하는 것은, 압력 센서를 이용하여 상기 미세 채널 내의 상기 유체의 압력을 측정하는 것을 포함할 수 있다.Calculating the calculated value of the viscosity may include measuring the pressure of the fluid in the microchannel using a pressure sensor.

본 발명에 따른 점도 측정 장치는 미세 채널을 유동하는 유체의 압력을 측정할 수 있는 압력 센서를 포함하고, 미세 채널을 유동하는 유체의 체적 유량을 측정할 수 있는 유체 공급기를 포함하여, 미세 채널을 유동하는 유체의 속도를 계산할 수 있고, 미세 채널을 유동하는 유체의 점도를 계산할 수 있다.The viscosity measuring apparatus according to the present invention includes a pressure sensor capable of measuring a pressure of a fluid flowing through a microchannel, and a fluid supply unit capable of measuring a volume flow rate of a fluid flowing through the microchannel, It is possible to calculate the velocity of the fluid flowing and to calculate the viscosity of the fluid flowing through the microchannel.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 점도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 미세 채널의 단면 확대도이다.
도 3 및 4는 미세 채널에서의 유체의 유동을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 점도 측정 장치의 구동방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 및 6b는 유체의 최대 속도의 측정값을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 1 is a view for explaining a viscosity measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a microchannel taken along line A-A' of FIG. 1.
3 and 4 are diagrams for explaining a fluid flow in a microchannel.
5 is a flowchart illustrating a method of driving a viscosity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams for explaining a method of measuring a measurement value of a maximum velocity of a fluid.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification,'comprises' and/or'comprising' refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or devices, and/or the recited component, step, action and/or device. Or does not exclude additions. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 점도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 미세 채널의 단면 확대도이다.1 is a view for explaining a viscosity measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a microchannel taken along line A-A' of FIG. 1.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 점도 측정 장치는 유체 공급부(100), 유체 공급관(200), 미세 채널(300), 압력 센서(400), 이송 장치(500) 및 속도 측정부(600)를 포함할 수 있다.1 and 2, a viscosity measuring device according to an embodiment of the present invention includes a fluid supply unit 100, a fluid supply pipe 200, a microchannel 300, a pressure sensor 400, a transfer device 500, and a speed. It may include a measurement unit 600.

유체 공급부(100)는 유체 공급관(200)으로 유체를 공급할 수 있다. 일 예로, 유체 공급부(100)는 시린지 펌프(syringe pump)일 수 있다. 유체 공급부(100)는 유체 공급관(200)으로 공급되는 유체의 체적 유량을 측정할 수 있다. 상기 유체는 비뉴턴성 유체일 수 있다.The fluid supply unit 100 may supply a fluid to the fluid supply pipe 200. As an example, the fluid supply unit 100 may be a syringe pump. The fluid supply unit 100 may measure the volume flow rate of the fluid supplied to the fluid supply pipe 200. The fluid may be a non-Newtonian fluid.

유체 공급관(200)은 유체 공급부(100)로부터 공급된 유체를 미세 채널(300)로 공급할 수 있다.The fluid supply pipe 200 may supply the fluid supplied from the fluid supply unit 100 to the microchannel 300.

유체 공급관(200)을 통해 공급된 유체가 미세 채널(300) 내에서 유동할 수 있다. 미세 채널(300)은 폭(W)이 높이(T)보다 클 수 있다. 일 예로, 미세 채널(300)의 폭(W)은 1mm일 수 있고, 높이(T)는 0.05mm일 수 있다. 미세 채널(300)의 폭(W)이 높이(T)보다 20배 이상 클 수 있다. 미세 채널(300)의 폭(W)은 양 측벽들(330) 사이의 최단거리일 수 있다. 미세 채널(300)의 폭(W) 방향으로의 단면(A-A'선에 따른 단면)은 직사각형일 수 있다.The fluid supplied through the fluid supply pipe 200 may flow in the microchannel 300. The microchannel 300 may have a width W greater than a height T. For example, the width W of the microchannel 300 may be 1 mm, and the height T may be 0.05 mm. The width W of the fine channel 300 may be 20 times or more larger than the height T. The width W of the microchannel 300 may be the shortest distance between both sidewalls 330. A cross section (a cross section along line A-A') of the microchannel 300 in the width W direction may be rectangular.

미세 채널(300)에 센터 라인(CL)이 정의될 수 있다. 센터 라인(CL)은 미세 채널(300)의 높이(T)의 1/2의 높이에 위치할 수 있다. 센터 라인(CL)에서 미세 채널(300)의 바닥면(340)까지의 최단거리 및 센터 라인(CL)에서 미세 채널(300)의 천장면(350)까지의 최단거리는 동일할 수 있다. 센터 라인(CL)에서 미세 채널(300)의 바닥면(340)까지의 최단거리 및 센터 라인(CL)에서 미세 채널(300)의 천장면(350)까지의 최단거리가 중심거리(h)로 정의될 수 있다. 중심거리(h)는 미세 채널(300)의 높이(T)의 1/2일 수 있다.A center line CL may be defined in the fine channel 300. The center line CL may be located at a height of 1/2 of the height T of the fine channel 300. The shortest distance from the center line CL to the bottom surface 340 of the fine channel 300 and the shortest distance from the center line CL to the ceiling surface 350 of the fine channel 300 may be the same. The shortest distance from the center line CL to the bottom surface 340 of the fine channel 300 and the shortest distance from the center line CL to the ceiling surface 350 of the fine channel 300 are the center distance h. Can be defined. The center distance h may be 1/2 of the height T of the microchannel 300.

미세 채널(300)은 인렛(310) 및 아웃렛(320)을 포함할 수 있다. 미세 채널(300)의 인렛(310)을 통해 미세 채널(300)에 공급된 유체는, 미세 채널(300)의 아웃렛(320)을 통해 미세 채널(300)에서 배출될 수 있다. 미세 채널(300)은 제1 방향(D1)으로 연장할 수 있다. 미세 채널(300) 내에서, 유체는 제1 방향(D1)으로 유동할 수 있다.The microchannel 300 may include an inlet 310 and an outlet 320. The fluid supplied to the microchannel 300 through the inlet 310 of the microchannel 300 may be discharged from the microchannel 300 through the outlet 320 of the microchannel 300. The microchannel 300 may extend in the first direction D1. In the microchannel 300, the fluid may flow in the first direction D1.

미세 채널(300)의 인렛(310)에 압력 센서(400)가 연결될 수 있다. 압력 센서(400)는 미세 채널(300)의 인렛(310)에서의 유체의 압력을 측정할 수 있다.The pressure sensor 400 may be connected to the inlet 310 of the microchannel 300. The pressure sensor 400 may measure the pressure of the fluid in the inlet 310 of the microchannel 300.

이송 장치(500)는 베이스부(510), 구동부(520) 및 연결부(530)를 포함할 수 있다. 상기 베이스부(510)와 미세 채널(300)이 상기 연결부(530)에 의해 연결될 수 있다. 연결부(530)의 상면과 베이스부(510)가 접하고, 연결부(530)의 하면과 미세 채널(300)이 접하면서, 베이스부(510)와 미세 채널(300)이 연결될 수 있다. 상기 베이스부(510)는 제1 방향(D1)으로 연장할 수 있다. 구동부(520)는 베이스부(510)의 일 측에 연결될 수 있다. 일 예로, 상기 구동부(520)는 스테퍼 모터(stepper motor)일 수 있다.The transfer device 500 may include a base part 510, a driving part 520, and a connection part 530. The base part 510 and the fine channel 300 may be connected by the connection part 530. The upper surface of the connection part 530 and the base part 510 are in contact, and the lower surface of the connection part 530 and the fine channel 300 are in contact, so that the base part 510 and the micro channel 300 may be connected. The base part 510 may extend in the first direction D1. The driving unit 520 may be connected to one side of the base unit 510. For example, the driving unit 520 may be a stepper motor.

이송 장치(500)는 미세 채널(300)을 제2 방향(D2)으로 이송할 수 있다. 다시 말하면, 이송 장치(500)에 의해, 미세 채널(300)이 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)의 반대 방향일 수 있다. 이송 장치(500)의 베이스부(510)는 미세 채널(300)과 연결된 스테이지(stage)를 포함할 수 있고, 상기 스테이지가 제2 방향(D2)으로 이동하여 상기 미세 채널(300)이 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 상기 스테이지는 이송 장치(500)의 구동부(520)에 의해 이동할 수 있다.The transfer device 500 may transfer the microchannel 300 in the second direction D2. In other words, the microchannel 300 may move in the second direction D2 by the transfer device 500. The second direction D2 may be a direction opposite to the first direction D1. The base portion 510 of the transfer device 500 may include a stage connected to the microchannel 300, and the stage moves in the second direction D2 so that the microchannel 300 is It can move in the direction D2. The stage can be moved by the driving unit 520 of the transfer device 500.

이송 장치(500)의 연결부(530)의 상하방향 길이는 늘어나거나 줄어들 수 있다. 이에 따라, 이송 장치(500)는 미세 채널(300)을 상하 방향으로 이송할 수 있다. 다시 말하면, 이송 장치(500)의 연결부(530)는 미세 채널(300)의 레벨을 높이거나 낮출 수 있다.The length of the connection portion 530 of the transfer device 500 in the vertical direction may be increased or decreased. Accordingly, the transfer device 500 may transfer the microchannel 300 in the vertical direction. In other words, the connection part 530 of the transfer device 500 may raise or lower the level of the microchannel 300.

미세 채널(300) 아래에 속도 측정부(600)가 배치될 수 있다. 속도 측정부(600)는 미세 채널(300)을 유동하는 유체가 포함하는 형광 입자의 속도를 측정할 수 있다. 속도 측정부(600)는 상기 형광 입자를 향해 광을 방출하는 장치 및 상기 형광 입자로부터 방출된 광을 수광하는 장치를 포함할 수 있다. 속도 측정부(600)는 렌즈를 포함할 수 있다.The speed measurement unit 600 may be disposed under the microchannel 300. The velocity measurement unit 600 may measure the velocity of fluorescent particles included in the fluid flowing through the microchannel 300. The speed measurement unit 600 may include a device emitting light toward the fluorescent particles and a device receiving light emitted from the fluorescent particles. The speed measurement unit 600 may include a lens.

도 3 및 4는 미세 채널에서의 유체의 유동을 설명하기 위한 도면들이다. 3 and 4 are diagrams for explaining a fluid flow in a microchannel.

도 3을 참조하면, 유체 공급부(100) 및 유체 공급관(200)의 유체 공급에 의해, 미세 채널(300) 내에 유체가 유동할 수 있다. 미세 채널(300) 내에서 유동하는 유체는, 미세 채널(300)의 센터 라인(CL)을 기준으로 대칭적으로 유동할 수 있다. 다시 말하면, 미세 채널(300) 내의 유체의 속도, 체적 유량 등 모든 특성은 미세 채널(300)의 센터 라인(CL)을 기준으로 상하로 대칭적일 수 있다. Referring to FIG. 3, by supplying fluid from the fluid supply unit 100 and the fluid supply pipe 200, a fluid may flow in the microchannel 300. The fluid flowing in the microchannel 300 may flow symmetrically with respect to the center line CL of the microchannel 300. In other words, all characteristics, such as a velocity and a volume flow rate of the fluid in the microchannel 300 may be symmetrical vertically with respect to the center line CL of the microchannel 300.

도 3에 미세 채널(300) 내에서 유동하는 유체의 미세체적(F, 이하 미세체적)을 표시하였다. 설명의 편의를 위해, 미세 채널(300)을 유동하는 유체의 일 부분인 미세체적(F) 만을 표시하였지만, 유체는 미세 채널(300) 내를 전체적으로 유동할 수 있다. In FIG. 3, the micro-volume (F, hereinafter micro-volume) of the fluid flowing in the micro-channel 300 is shown. For convenience of explanation, only the micro-volume F, which is a part of the fluid flowing through the micro-channel 300, is shown, but the fluid may flow through the micro-channel 300 as a whole.

상기 미세체적(F)에는 유체가 유동하는 방향(즉, 제1 방향(D1))으로 압력이 가해질 수 있고, 유체가 유동하는 방향의 반대 방향(즉, 제2 방향(D2))으로 압력이 가해질 수 있다. 유체가 유동하는 방향으로의 압력이 P일 수 있고, 유체가 유동하는 방향의 반대 방향으로의 압력이 P+(∂P/∂x)*dx일 수 있다. 상기 미세체적(F)의 하면에 가해지는 전단 응력 τ은 아래의 [수학식 1]에 따라 정의될 수 있다. Pressure may be applied to the microvolume F in a direction in which the fluid flows (ie, in the first direction D1), and pressure in a direction opposite to the direction in which the fluid flows (ie, in the second direction D2). Can be applied. The pressure in the direction in which the fluid flows may be P, and the pressure in the direction opposite to the direction in which the fluid flows may be P+(∂P/∂x)*dx. The shear stress τ applied to the lower surface of the microvolume F may be defined according to [Equation 1] below.

[수학식 1][Equation 1]

상기 [수학식 1]에서, 전단 응력 τ(y)은 변수 y에 따라 달라질 수 있다. 상기 변수 y는, 미세 채널(300) 내의 유체의 수직적 위치를 의미할 수 있다. 상기 변수 y는 미세 채널(300)의 센터 라인(CL)에서 미세 채널(300)의 바닥면(340) 또는 천장면(350)으로 갈수록 커질 수 있다. 예를 들어, 상기 변수 y는, 미세 채널(300)의 센터 라인(CL)에서 0일 수 있고, 미세 채널(300)의 바닥면(340)에서 h일 수 있고, 미세 채널(300)의 천장면(350)에서 h일 수 있다. 예를 들어, 미세 채널(300)의 센터 라인(CL)에서 유동하는 유체의 전단 응력은 τ(0)일 수 있고, 미세 채널(300)의 바닥면(340)에서 유동하는 유체의 전단 응력은 τ(h)일 수 있고, 미세 채널(300)의 천장면(350)에서 유동하는 유체의 전단 응력은 τ(h)일 수 있다. 다시 말하면, τ(h)는 벽면 전단 응력일 수 있다.In the above [Equation 1], the shear stress τ(y) may vary according to the variable y. The variable y may mean a vertical position of the fluid in the microchannel 300. The variable y may increase from the center line CL of the fine channel 300 to the bottom surface 340 or the ceiling surface 350 of the fine channel 300. For example, the variable y may be 0 at the center line CL of the fine channel 300, h at the bottom surface 340 of the fine channel 300, and may be May be h in scene 350. For example, the shear stress of the fluid flowing in the center line CL of the microchannel 300 may be τ(0), and the shear stress of the fluid flowing in the bottom surface 340 of the microchannel 300 is It may be τ(h), and the shear stress of the fluid flowing in the ceiling surface 350 of the microchannel 300 may be τ(h). In other words, τ(h) may be a wall shear stress.

비뉴턴성 유체의 점도 모델인 Casson model에 따라 아래의 [수학식 2]이 도출될 수 있다.The following [Equation 2] can be derived according to the Casson model, which is a viscosity model of a non-Newtonian fluid.

[수학식 2][Equation 2]

상기 [수학식 2]에서, μ는 미세 채널(300) 내의 유체의 점도일 수 있고, r는 미세 채널(300) 내의 유체의 전단율일 수 있고, τ_y는 미세 채널(300) 내의 유체의 항복 전단 응력일 수 있다. 항복 전단 응력 τ_y는항복거리 y_c에서의 유체의 전단 응력일 수 있다. 항복거리 y_c에 대하여는 후술한다. In the above [Equation 2], μ may be the viscosity of the fluid in the microchannel 300, r may be the shear rate of the fluid in the microchannel 300, and τ _y is the yield of the fluid in the microchannel 300 It can be shear stress. The yield shear stress τ _y isIt may be the shear stress of the fluid at the yield distance y _c . The yield distance y _c will be described later.

상기 [수학식 1]과 상기 [수학식 2]에 의해, 아래의 [수학식 3]이 유도될 수 있다.By the [Equation 1] and [Equation 2], the following [Equation 3] can be derived.

[수학식 3][Equation 3]

상기 [수학식 3]에서, u는 미세 채널(300) 내의 유체의 속도일 수 있다.In [Equation 3], u may be the velocity of the fluid in the microchannel 300.

상기 [수학식 3]을 풀면 아래의 [수학식 4]가 유도될 수 있다. [Equation 4] below can be derived by solving [Equation 3].

[수학식 4][Equation 4]

상기 [수학식 4]을 풀면 아래의 [수학식 5]가 유도될 수 있다.[Equation 5] below can be derived by solving [Equation 4].

[수학식 5][Equation 5]

도 4를 참조하면, 미세 채널(300)에서 유동하는 유체의 속도분포(SD)를 표시하였다. 상기 [수학식 5] 및 상기 도 4를 참조하면, 미세 채널(300) 내의 유체의 속도 u(y)는 y의 범위가 0≤ y ≤ y_c 인 범위에서 최대(u_max)일 수 있다(즉, u(0) = u(y_c) = u_max). 다시 말하면, y의 범위가 0≤ y ≤ y_c 인 범위에서, 유체의 속도는 일정할 수 있다. 유체의 속도 u(y)는, y의 범위가 y_c ≤ y≤ h 인 범위에서, y가 커질수록 작아질 수 있다. 유체의 속도 u(y)는 y = h 인 경우 최소(u_min)일 수 있다(즉, u(h) = u_min). 상기 y_c를 항복거리로 정의할 수 있다.Referring to FIG. 4, the velocity distribution (SD) of the fluid flowing in the microchannel 300 is displayed. Referring to [Equation 5] and FIG. 4, the velocity u(y) of the fluid in the microchannel 300 has a range of y of 0≦y≦y _c It can be the maximum (u _max ) in the range of (i.e. u(0) = u(y _c ) = u _max ) In other words, the range of y is 0≤ y ≤ y _c In the phosphorus range, the velocity of the fluid can be constant. The fluid velocity u(y) is the range of y, y _c ≤ yIn the range of ≤ h, it may be smaller as y increases. The fluid velocity u(y) may be the minimum (u _min ) when y = h (ie u(h) = u _min ). The y _c can be defined as the yield distance.

미세 채널(300)의 폭(W)이 미세 채널(300)의 높이(T)보다 충분히 크기 때문에, 유체의 속도 u(y)에 대하여 미세 채널(300)의 측벽(330)의 영향은 무시될 수 있다. Since the width (W) of the microchannel 300 is sufficiently larger than the height (T) of the microchannel 300, the influence of the sidewall 330 of the microchannel 300 on the fluid velocity u(y) is negligible. I can.

상기 [수학식 5]에서, y = y_c를 대입하면 아래의 [수학식 6]이 도출될 수 있다. In the above [Equation 5], the following [Equation 6] can be derived by substituting y = y _c .

[수학식 6] [Equation 6]

상기 [수학식 5]를 y에 대하여 0 ≤ y ≤ h 의 범위에서 적분하면 아래의 [수학식 7]이 도출될 수 있다. When [Equation 5] is integrated with respect to y in the range of 0 ≤ y ≤ h, the following [Equation 7] can be derived.

[수학식 7][Equation 7]

상기 [수학식 7]에서, Q₁은 미세 채널(300)의 센터 라인(CL) 아래에서 유동하는 유체의 체적 유량 또는 미세 채널(300)의 센터 라인(CL) 위에서 유동하는 유체의 체적 유량일 수 있다. Q₁을 제1 체적 유량으로 정의할 수 있다. 전체 미세 채널(300)을 유동하는 유체의 체적 유량이 제2 체적 유량 Q₂로 정의될 수 있다. 제2 체적 유량 Q₂는 제1 체적 유량 Q₁의 2배일 수 있다(즉, Q₂ = 2Q₁). 상기 [수학식 7]에서, W는 미세 채널(300)의 폭일 수 있다.In the above [Equation 7], Q ₁ is the volume flow rate of the fluid flowing below the center line CL of the micro channel 300 or the volume flow rate of the fluid flowing above the center line CL of the micro channel 300 I can. Q ₁ can be defined as the first volumetric flow rate. The volume flow rate of the fluid flowing through the entire microchannel 300 may be defined as the second volume flow rate Q ₂ . The second volumetric flow rate Q ₂ may be twice the first volumetric flow rate Q ₁ (ie, Q ₂ = 2Q ₁ ). In [Equation 7], W may be the width of the microchannel 300.

상기 [수학식 5]를 y에 대하여 미분하면, 아래의 [수학식 8]이 도출될 수 있다.When [Equation 5] is differentiated with respect to y, the following [Equation 8] can be derived.

[수학식 8] [Equation 8]

상기 [수학식 8]에서, r(y)는 미세 채널(300) 내의 유체의 전단율일 수 있다.In [Equation 8], r(y) may be the shear rate of the fluid in the microchannel 300.

상기 [수학식 8]에서, y = h 를 대입하면 아래의 [수학식 9]가 도출될 수 있다.In the above [Equation 8], if y = h is substituted, the following [Equation 9] can be derived.

[수학식 9][Equation 9]

상기 [수학식 9]에서, r(h)는 미세 채널(300)의 바닥면(340) 또는 천장면(350)에 위치하는 유체의 전단율일 수 있다. 다시 말하면, r(h)는 벽면 전단율일 수 있다.In [Equation 9], r(h) may be a shear rate of a fluid located on the bottom surface 340 or the ceiling surface 350 of the microchannel 300. In other words, r(h) may be the wall shear rate.

벽면 전단 응력 τ(h)가 아래의 [수학식 10]에 의해 정의될 수 있고, 항복 전단 응력 τ_y이 아래의 [수학식 11]에 의해 정의될 수 있다.The wall shear stress τ(h) may be defined by [Equation 10] below, and the yield shear stress τ _y may be defined by [Equation 11] below.

[수학식 10][Equation 10]

[수학식 11][Equation 11]

상기 [수학식 5]를 다시 정리하면, 아래의 [수학식 12]가 도출될 수 있다.When [Equation 5] is reorganized, the following [Equation 12] can be derived.

[수학식 12][Equation 12]

상기 [수학식 12]와 같이, 미세 채널(300) 내의 유체의 속도 u(y)는 y에 대한 다항식으로 표현될 수 있다.As shown in [Equation 12], the velocity u(y) of the fluid in the microchannel 300 may be expressed as a polynomial with respect to y.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 점도 측정 장치의 구동방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6a 및 6b는 유체의 최대 속도의 측정값을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.5 is a flowchart illustrating a method of driving a viscosity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 6A and 6B are diagrams for explaining a method of measuring a measurement value of a maximum velocity of a fluid.

도 5를 참조하면, 미세 채널(300) 내의 유체의 제2 체적 유량의 측정값 Q_2m을 측정할 수 있다(S110). Referring to FIG. 5, a measured value Q _2m of the second volumetric flow rate of the fluid in the microchannel 300 may be measured (S110).

미세 채널(300) 내의 유체의 제2 체적 유량의 측정값 Q_2m은 유체 공급부(100)를 이용하여 측정될 수 있다. 유체 공급부(100)에서 공급되는 유체의 유량을 측정하여, 제2 체적 유량의 측정값 Q_2m이 측정될 수 있다.The measured value Q _2m of the second volumetric flow rate of the fluid in the microchannel 300 may be measured using the fluid supply unit 100. By measuring the flow rate of the fluid supplied from the fluid supply unit 100, a measured value Q _2m of the second volumetric flow rate may be measured.

상기 [수학식 12]에서, C₁, C₂, C₃ 및 C₄각각에 적절한 상수들을 대입한 후(S120), y에 대하여 0 ≤ y ≤ h 의 범위에서 적분하면 제1 체적 유량의 계산값 Q₁c를 계산할 수 있다. 제1 체적 유량의 계산값 Q₁c에 2를 곱하여, 제2 체적 유량의 제1 계산값 Q_2c1를 계산할 수 있다(S130). In the above [Equation 12], after substituting appropriate constants for each of C ₁ , C ₂ , C ₃ and C ₄ (S120), the first volume flow rate is calculated by integrating with respect to y in the range of 0 ≤ y ≤ h The value Q ₁ c can be calculated. The first calculated value Q _2c1 of the second volume flow rate may be calculated by multiplying the calculated value Q ₁ c of the first volume flow rate by 2 (S130).

제2 체적 유량의 제1 계산값 Q_2c1와 제2 체적 유량의 측정값 Q_2m을 비교하고, 2개의 값이 에러 범위 조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S140). 상기 에러 범위 조건은 상기 제2 체적 유량의 제1 계산값 Q_2c1과상기제2 체적 유량의 측정값 Q_2m의 차의 절대값을 상기 제2 체적 유량의 측정값 Q_2m으로 나눈 값이 0.5% 이내인 것일 수 있다(즉, lQ_2c1-Q_2ml/Q_2m < 0.005).The first calculated value Q _2c1 of the second volumetric flow rate and the measured value Q _2m of the second volumetric flow rate may be compared, and it may be determined whether the two values satisfy the error range condition (S140). The error range condition is the first calculated value Q _2c1 of the second volume flow rate andremindThe absolute value of the difference between the measured value Q _2m of the second volumetric flow rate divided by the measured value Q _2m of the second volumetric flow rate may be within 0.5% (i.e., lQ _2c1 -Q _2m l/Q _2m <0.005).

[수학식 12]의 C₁, C₂, C₃ 및 C₄각각에 적절한 상수들을 대입하여(S120), 제2 체적 유량의 제1 계산값 Q_2c1를 계산하는 것(S130) 및 제2 체적 유량의 제1 계산값 Q_2c1와 제2 체적 유량의 측정값 Q_2m이 에러 범위 조건을 만족하는지 판단하는 것(S140)을 반복적으로 수행하여, 상기 에러 범위 조건을 만족하는 최적 상수들 C_1o, C_2o, C_3o 및 C_4o를 도출할 수 있다(S150). 다시 말하면, 최적 상수들 C_1o, C_2o, C_3o 및 C_4o가 수치 해석적 방법을 통해 도출될 수 있다.Substituting appropriate constants for each of C ₁ , C ₂ , C ₃ and C ₄ of [Equation 12] (S120), calculating the first calculated value Q _2c1 of the second volumetric flow rate (S130) and the second volume Determining whether the first calculated value Q _2c1 of the flow rate and the measured value Q _{2 m} of the second volumetric flow rate satisfy the error range condition (S140) is repeatedly performed, and optimal constants C _1o satisfying the error range condition C _2o , C _3o and C _4o can be derived (S150). In other words, optimal constants C _1o , C _2o , C _3o and C _4o can be derived through a numerical analysis method.

[수학식 12]의 C₁, C₂, C₃ 및 C₄각각에 도출된 최적 상수들 C_1o, C_2o, C_3o 및 C_4o를 대입하여 계산된 제2 체적 유량이 제2 체적 유량의 제2 계산값 Q_2c2로 정의될 수 있다(S160).The second volume flow calculated by substituting the optimal constants C _1o , C _2o , C _3o and C _4o derived from each of C ₁ , C ₂ , C ₃ and C ₄ of [Equation 12] is the second volume flow rate It may be defined as the second calculated value Q _2c2 (S160).

상기 [수학식 5]에서, dP/dx는 압력 센서(400)를 이용하여 측정될 수 있다. 압력 센서(400)를 이용하여 미세 채널(300)에 인렛(310)에서의 유체의 압력을 구할 수 있고, 미세 채널(300)의 아웃렛(320)에서의 유체의 압력은 대기압과 동일하므로, dP/dx의 측정값 (dP/dx)_m가 측정될 수 있다(S170).In the above [Equation 5], dP/dx may be measured using the pressure sensor 400. The pressure of the fluid at the inlet 310 of the microchannel 300 can be obtained using the pressure sensor 400, and the pressure of the fluid at the outlet 320 of the microchannel 300 is the same as the atmospheric pressure, so dP The measured value (dP/dx) _m of /dx may be measured (S170).

[수학식 5]에 측정값 (dP/dx)_m 및 미세 채널(300)의 중심거리 h를 대입하고, [수학식 12]에 최적 상수들 C_1o, C_2o, C_3o 및 C_4o을 대입한 후, [수학식 5] 및 [수학식 12]를 비교하면, [수학식 5]에서 μ 및 y_c의 값이 계산될 수 있다. 결론적으로, 미세 채널(300) 내의 유체의 점도의 계산값 μ_c 및 항복거리의 계산값 y_cc가 계산될 수 있다(S180).Substitute the measured value (dP/dx) _m and the center distance h of the fine channel 300 in [Equation 5], and substitute optimal constants C _1o , C _2o , C _3o and C _4o in [Equation 12] Then, when [Equation 5] and [Equation 12] are compared, the values of μ and y _c in [Equation 5] may be calculated. In conclusion, the calculated value μ _c of the viscosity of the fluid in the microchannel 300And a calculated value y _cc of the yield distance may be calculated (S180).

[수학식 12]의 C₁, C₂, C₃ 및 C₄각각에 최적 상수들 C_1o, C_2o, C_3o 및 C_4o를 각각 대입하면 유체의 속도의 계산값 u(y)_c가 계산될 수 있다. 유체의 속도의 계산값 u(y)_c에서, y에 항복거리의 계산값 y_cc 를 대입하면, 유체의 최대 속도의 계산값 u_max,c가 계산될 수 있다.Substituting the optimum constants C _1o , C _2o , C _3o and C _4o into each of C ₁ , C ₂ , C ₃ and C _{4 in} [Equation 12], the calculated value of the fluid velocity u(y) _c is calculated. Can be. In the calculated value u(y) _c of the fluid velocity, if y is substituted with the calculated value y _cc of the yield distance, the calculated value u _max,c of the maximum fluid velocity can be calculated.

아래의 절차를 통해, 상기 유체의 점도의 계산값 μ_c을 최적화할 수 있다(S190). 상기 유체의 점도의 계산값 μ_c을 최적화하는 것은 RMS(root mean square) 방법을 포함할 수 있다.Through the following procedure, it is possible to optimize the calculated value μ _c of the viscosity of the fluid (S190). Optimizing the calculated value μ _c of the viscosity of the fluid may include a root mean square (RMS) method.

첫째로, 유체의 최대 속도의 측정값 u_max,m을 측정할 수 있다.유체의 최대 속도의 측정값 u_max,m의 측정은 이송 장치(500) 및 속도 측정부(600)에 의해 수행될 수 있다. 미세 채널(300) 내를 유동하는 유체에는 유체의 유동에 영향을 주지 않는 형광 입자(FP, 도 3 참조)가 포함될 수 있다. 상기 형광 입자(FP)는 상대적으로 양이 적기 때문에, 유체의 유동에 영향을 주지 않을 수 있다. 상기 형광 입자(FP)는 유체와 함께 유동할 수 있다. 상기 형광 입자(FP)의 속도는 유체의 속도와 동일할 수 있다. First, it is possible to measure the measured value u _max,m of the maximum velocity of the fluid.The measurement of the measured value u _max,m of the maximum velocity of the fluid may be performed by the transfer device 500 and the speed measurement unit 600. The fluid flowing in the microchannel 300 may include fluorescent particles (FP, see FIG. 3) that do not affect the flow of the fluid. Since the amount of the fluorescent particles FP is relatively small, it may not affect the flow of the fluid. The fluorescent particles FP may flow together with a fluid. The speed of the fluorescent particles FP may be the same as the speed of the fluid.

유체가 미세 채널(300) 내를 제1 방향(D1)으로 유동할 때, 이송 장치(500)는 미세 채널(300)을 제2 방향(D2)으로 이동시킬 수 있다. 이송 장치(500)는 미세 채널(300)을 유동하는 유체의 최대 속도를 추정할 수 있고, 상기 추정 최대 속도로 미세 채널(300)을 이동시킬 수 있다.When the fluid flows in the microchannel 300 in the first direction D1, the transfer device 500 may move the microchannel 300 in the second direction D2. The transfer device 500 may estimate the maximum speed of the fluid flowing through the microchannel 300 and move the microchannel 300 at the estimated maximum speed.

속도 측정부(600)는 미세 채널(300) 내에서 유동하는 형광 입자(FP)의 속도를 측정할 수 있다. 형광 입자(FP)의 속도를 측정하는 것은, 속도 측정부(600)와 형광 입자(FP)의 상대적 속도를 측정하는 것, 및 미세 채널(300)과 속도 측정부(600)의 상대적 속도를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 속도 측정부(600)와 형광 입자(FP)의 상대적 속도를 측정하는 것은, 속도 측정부(600)에서 형광 입자(FP)를 향해 광을 방출하는 것, 및 형광 입자(FP)로부터 방출된 광을 속도 측정부(600)로 수광하는 것을 포함할 수 있다.The velocity measuring unit 600 may measure the velocity of the fluorescent particles FP flowing in the microchannel 300. Measuring the speed of the fluorescent particle (FP), measuring the relative speed of the speed measuring unit 600 and the fluorescent particle (FP), and measuring the relative speed of the microchannel 300 and the speed measuring unit 600 May include doing. Measuring the relative speed between the speed measurement unit 600 and the fluorescent particle FP includes emitting light from the speed measurement unit 600 toward the fluorescent particle FP, and light emitted from the fluorescent particle FP. It may include receiving light by the speed measurement unit 600.

도 6a 및 6b를 참조하여, 속도 측정부(600)와 형광 입자(FP)의 상대적 속도를 측정하는 것을 예시적으로 설명할 수 있다.With reference to FIGS. 6A and 6B, measuring the relative speed of the speed measuring unit 600 and the fluorescent particle FP may be described as an example.

도 6a를 참조하면, 속도 측정부(600)는 형광 입자(FP)의 제1 이미지들(IM1)을 획득할 수 있다. 상기 제1 이미지들(IM1)은 t1 시점에서 획득된 것일 수 있다. 상기 제1 이미지들(IM1)은 속도 측정부(600)에 대하여 포커싱이 맞춰진 형광 입자(FP)의 이미지들일 수 있다. 도시되지는 않았지만, 속도 측정부(600)에 대하여 포커싱이 맞춰지지 않은 형광 입자(FP)의 이미지들은 흐릿한 막대 형태를 가질 수 있다. 속도 측정부(600)와 형광 입자(FP)의 포커싱은, 속도 측정부(600)와 형광 입자(FP) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다.Referring to FIG. 6A, the velocity measurement unit 600 may acquire first images IM1 of the fluorescent particles FP. The first images IM1 may be acquired at time t1. The first images IM1 may be images of fluorescent particles FP that are focused with respect to the speed measuring unit 600. Although not shown, images of the fluorescent particles FP that are not focused with respect to the speed measurement unit 600 may have a blurry bar shape. The focusing of the speed measurement unit 600 and the fluorescent particles FP may vary according to the distance between the speed measurement unit 600 and the fluorescent particles FP.

도 6b를 참조하면, 속도 측정부(600)는 형광 입자(FP)의 제2 이미지들(IM2)을 획득할 수 있다. 상기 제2 이미지들(IM2)은 t2 시점에서 획득된 것일 수 있다. t2 시점은 t1 시점보다 늦은 시점일 수 있다. Referring to FIG. 6B, the speed measurement unit 600 may acquire second images IM2 of the fluorescent particles FP. The second images IM2 may be acquired at time t2. The time point t2 may be a time point later than the time point t1.

도 6a 및 6b를 비교하여, 제1 이미지(IM1)와 제2 이미지(IM2)의 위치 차이를 측정할 수 있고, 형광 입자(FP)가 t1 시점 및 t2 시점 사이에 이동한 거리(d)를 측정할 수 있다. t1 시점 및 t2 시점 사이를 충분히 짧게 하여, 하나의 형광 입자(FP)에 의한 제1 및 제2 이미지들(IM1,IM2)이 t1 시점 및 t2 시점에서 모두 획득되도록 할 수 있고, t1 시점 및 t2 시점 사이에 이동한 거리(d)를 측정할 수 있다. 이에 따라, 형광 입자(FP)의 속도 측정부(600)에 대한 상대적 속도를 측정할 수 있다. 속도 측정부(600)의 포커싱을 미세 채널(300)의 센터 라인(CL)에 맞추면, 상기 상대적 속도는 최대가될 수 있다.By comparing FIGS. 6A and 6B, a difference in position between the first image IM1 and the second image IM2 can be measured, and the distance d that the fluorescent particle FP has moved between the time point t1 and the time point t2 is determined. Can be measured. By sufficiently shortening between the time point t1 and the time point t2, the first and second images IM1 and IM2 by one fluorescent particle FP can be acquired at both the time point t1 and the time point t2, and the time point t1 and time t2 The distance (d) moved between viewpoints can be measured. Accordingly, the relative speed of the fluorescent particle FP with respect to the speed measuring unit 600 may be measured. When focusing of the speed measuring unit 600 is aligned with the center line CL of the fine channel 300, the relative speed may be maximized.

형광 입자(FP)의 속도는 속도 측정부(600)와 형광 입자(FP)의 상대적 속도와 미세 채널(300)과 속도 측정부(600)의 상대적 속도를 합하여 측정될 수 있다. The speed of the fluorescent particles FP may be measured by adding the relative speeds of the speed measurement unit 600 and the fluorescent particles FP, and the relative speeds of the microchannel 300 and the speed measurement unit 600.

속도 측정부(600)는 형광 입자(FP)의 최대 속도를 측정할 수 있다. 상기 측정된 형광 입자(FP)의 최대 속도가 미세 채널(300) 내의 유체의 최대 속도의 측정값 u_max,m일 수 있다.The speed measurement unit 600 may measure the maximum speed of the fluorescent particles FP. The measured maximum velocity of the fluorescent particles FP may be a measured value u _max,m of the maximum velocity of the fluid in the microchannel 300.

둘째로, 아래의 [수학식 13]에서, RMSe 값을 계산할 수 있다.Second, in [Equation 13] below, the RMSe value can be calculated.

[수학식 13][Equation 13]

셋째로, 상기 RMSe 값이 최소가 되도록, 최적 상수들 C_1o, C_2o, C_3o 및 C_4o를 다시 최적화할 수 있고, 유체의 점도의 계산값 μ_c 및 항복거리의 계산값 y_cc을 최적화할 수 있다. 이에 따라, 유체의 속도, 제2 체적 유량, 벽면 전단율, 벽면 전단 응력 및 항복 전단 응력이 더욱 정밀하게 계산될 수 있다.Third, the optimum constants C _1o , C _2o , C _3o and C _4o can be re-optimized so that the _RMSe value is minimized, and the calculated value of the viscosity of the fluid μ _c And it is possible to optimize the calculated value y _cc of the yield distance. Accordingly, the velocity of the fluid, the second volume flow rate, the wall shear rate, the wall shear stress and the yield shear stress can be more accurately calculated.

아래의 [표 1] 및 [표 2]는, 위에서 설명한 방법 통해 계산을 수행한 결과를 예시적으로 보여준다. [표 1] 및 [표 2]를 통해, 유체의 전단율 r에 따라 다른 결과가 나타나는 것을 확인할 수 있다.[Table 1] and [Table 2] below exemplarily show the result of performing the calculation through the method described above. From [Table 1] and [Table 2], it can be seen that different results appear depending on the shear rate r of the fluid.

[표 1] [Table 1]

[표 2][Table 2]

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

100: 유체 공급부
200: 유체 공급관
300: 미세 챈ㅓㄹ
400: 압력 센서
500: 이송 장치
600: 속도 측정부100: fluid supply
200: fluid supply pipe
300: Fine Chan
400: pressure sensor
500: conveying device
600: speed measurement unit

Claims

Microchannels through which fluid flows;
A fluid supply unit supplying the fluid to the microchannel; And
Including a pressure sensor for measuring the pressure of the fluid flowing through the microchannel,
The fluid supply unit measures a volume flow rate of the fluid supplied to the microchannel.

The method of claim 1,
The microchannel includes an inlet through which the fluid is supplied and an outlet through which the fluid is discharged,
The pressure sensor measures the pressure of the fluid at the inlet.

The method of claim 1,
Viscosity measuring device further comprising a velocity measuring unit for measuring the velocity of the fluid flowing through the microchannel.

The method of claim 3,
The velocity measuring unit emits light toward the fluid and receives the light emitted from the fluid.

The method of claim 1,
Viscosity measuring device further comprising a transfer device for moving the fine channel.

The method of claim 5,
The transfer device is a viscosity measuring device for moving the microchannel in a direction opposite to a direction in which the fluid flows within the microchannel.

The method of claim 1,
A viscosity measuring device having a width of the fine channel greater than a height of the fine channel.

The method of claim 7,
The width of the fine channel is a viscosity measuring device that is 20 times or more of the height of the fine channel.

The method of claim 1,
A viscosity measuring device having a rectangular cross section in the width direction of the microchannel.

Supplying the fluid from the fluid supply unit to the microchannel;
Measuring a volume flow rate of the fluid supplied from the fluid supply unit to the microchannel to measure a measured value of the volume flow rate;
Calculating a first calculated value of the volumetric flow rate of the fluid flowing through the microchannel;
Comparing the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate; And
And calculating a calculated value of the viscosity of the fluid flowing through the microchannel on the basis of a result of comparing the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate.

The method of claim 10,
A method of driving a viscosity measuring device having a rectangular cross section in the width direction of the microchannel.

The method of claim 10,
Comparing the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate,
And determining whether the measured value of the volume flow rate and the first calculated value of the volume flow rate satisfy an error range condition.

The method of claim 10,
Driving method of a viscosity measuring device further comprising optimizing the calculated value of the viscosity using the RMS method.

The method of claim 13,
Optimizing the calculated value of the viscosity,
A method of driving a viscosity measuring device comprising measuring a maximum velocity of the fluid flowing through the microchannel using a velocity measuring unit.

The method of claim 14,
Measuring the measure of the maximum velocity of the fluid,
Measuring the relative speed between the speed measuring unit and the microchannel, and
A method of driving a viscosity measuring device comprising measuring a relative velocity between the velocity measuring unit and the fluid.

The method of claim 15,
Measuring the relative velocity between the velocity measurement unit and the fluid,
Emitting light toward the fluorescent particles contained in the fluid flowing through the microchannel to the velocity measuring unit, and
A method of driving a viscosity measuring device comprising receiving light emitted from the fluorescent particles by the speed measuring unit.

The method of claim 15,
Measuring the relative speed of the speed measuring unit and the fine channel,
Driving method of a viscosity measuring device comprising moving the fine channel using a conveying device.

The method of claim 17,
Moving the fine channel using the transfer device,
A method of driving a viscosity measuring apparatus comprising moving the microchannel at an estimated maximum velocity of the fluid flowing through the microchannel.

The method of claim 10,
Calculating the calculated value of the viscosity,
A method of driving a viscosity measuring device comprising measuring the pressure of the fluid in the microchannel using a pressure sensor.