基于电渗驱动电磁阀切换恒电位检测的微全分析系统
微型全分析系统
(8)微流控芯片已开始从进行一般成分分析发展为单分子单细胞分 析。 (9) 微流控芯片已开始从主要为玻璃基质发展玻璃与高分子聚合物 材料并重，尤其在芯片的产业化方面，后者因易于实现批量生产 而将更具备优势。 (10) 微流控理论研究日益受到重视，通道及结构长度的缩小对传 统流体力学提出了新的挑战。通过数学模型的建立及计算机模拟 手段可望大大简化微流控系统的设计。 (11)微流控系统在细胞分类、分析，甚至微生物的培养中，都正 在显示出其独特的优越性，而吸引了众多研究力量的投入。 (12) TAS已开始从基础与应用基础研究阶段进入产业化及市场开 发阶段。商业领域的竞争将日趋激化。
10年？20年？
7.4 微流控分析芯片加工技术
7.4.1 微流控分析芯片的结构和加工特点
微流控分析芯片是通过微细加工技术将微管道、微泵、微阀、微 储液器、微电极、微检测元件，窗口和连接器等功能元件像集成 电路一样，使它们集成在芯片材料(基片)上的微全分析系统。 其结构和加工特点如下： (1)以微管道为网络，将微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测 元件等连接在一起，对加入微通道中的流体进行控制与分离测定， 以完成多种分析功能，如采样、稀释、加试剂、反应、分离、检 测等。 (2)微流控分析芯片的面积为几个平方厘米。 (3)微管道宽度和深度为微米级。 (4)芯片材料已从硅片发展到玻璃，石英，有机聚合物等，因此也 发展了有机聚合物材料的加工技术。在传统的光刻和蚀刻的基础 上发展了模塑法，热压法，激光烧蚀法，LIGA技术和软光刻等新 方法。
7.3.3 微型全分析系统的分类
TAS可分为芯片式与非芯片式两大类。芯片式是发展重点。 在芯片式TAS中，依据芯片结构及工作机理又可分为微流控
芯片和微阵列(生物)芯片。它们均依托于MEMS技术，目前又 都主要服务于生命科学，但前者以微通道网络为结构特征，后 者以微探针阵列为结构特征。 微阵列芯片目前的主要应用对象是DNA分析，所以也称为DNA 或基因芯片。其发展要稍微早于微流控芯片，始于1980s，主要 是在生物遗传学领域发展起来的。 微流控芯片主要是在分析化学的学科领域发展起来的，
SVI_II_AP智能电气阀门定位器的原理和应用
SVI_II_AP智能电气阀门定位器的原理和应用该智能电气阀门定位器的工作原理如下：1.位置传感器：位置传感器用于检测阀门的开度，并将检测到的位置信息转换为电信号。
常用的位置传感器有角度传感器和位移传感器等。
角度传感器通过测量阀门轴的旋转角度来获得阀门的开度信息；位移传感器则通过检测阀门的运动位移来获取相应的位置信号。
2.电动执行器：电动执行器是智能电气阀门定位器的关键部件，负责根据位置传感器的信号来控制阀门的开闭。
电动执行器一般由电机和传动机构组成，根据接收到的电信号来驱动阀门的开关动作。
通过调整电动执行器的工作电压，可以改变阀门的开度。
3.控制电路：控制电路是智能电气阀门定位器的中枢部件，负责接收位置传感器的信号并根据设定的控制策略来调节阀门的开闭。
控制电路一般包括信号调理电路、比例增益控制器、PID控制器等。
信号调理电路用于解析位置传感器的信号，将其转换为控制电路能够理解的形式；比例增益控制器和PID控制器用于根据反馈信号和设定值来调节电动执行器的工作，使阀门能够实现精确的开度控制。
1.流量调节：在管道流体控制系统中，阀门的开度大小直接决定了管道流量的大小。
智能电气阀门定位器通过精确的位置控制，可以实现阀门开度的精确调节，从而实现对流体流量的精确控制。
这在许多工业领域都是非常重要的，如化工、能源、水处理等。
2.流向控制：智能电气阀门定位器还可以用于控制管道流体的流向。
通过调节阀门的开度，可以改变流体进出管道的方向，实现流向的切换。
这在一些工业过程中，如液体混合、分配管道等，具有重要的应用价值。
3.阀门位置监测：智能电气阀门定位器还可以通过位置传感器监测阀门的实时位置，并提供相应的反馈信号。
通过与上位计算机系统的连接，可以实现对阀门位置的实时监测和数据采集，为工业控制系统提供重要的过程参数。
4.系统集成：智能电气阀门定位器可以通过与其他控制设备的连接，实现整个管道流体控制系统的集成控制。
可以与PLC、DCS等控制系统进行通信，实现远程控制和监测，提供更加智能化的控制解决方案。
基于LabVl EW的电磁阀动态响应特性测试系统
基于ＬａｂＶｌ ＥＷ的电磁阀动态响应特性测试系统
王永华，刘霞丽，江 豪
（郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南省信息化电器重点实验室，郑州４５０００２）
摘要：基于ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器和第三方测控板卡，配合机电耦合测试平台，设计开发了耐压
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｅｎｏｉｄ ｖａｌｖｅ；ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ＬａｂＶｌＥＷ；ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ ｆｉｔｔｉｎｇ；Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ ｆｉｌｔｅｒ
在汽车、航空、军工、电力和船舶工业等领域， 对电磁阀特别是高压高性能电磁阀的需求越来越 大．对其启动特性和停止特性中的各项性能指标要
作，实现电磁阀全开和全闭的动作过程。 自制的功率驱动板电路原理是利用高电压、高
电流的达林顿晶体管驱动芯片ＵＬＮ２００３Ａ作为前
置放大．再利用ＧＸ一２７２２３／５系列小尺寸固体继电 器对驱动信号进行功率放大和电压隔离．以驱动 ＤＣ２４Ｖ供电的电磁阀ｆ“ｊ． ２．２ 自动配气系统气路设计
气路系统是根据被试阀的试验要求设计开发的 新型试验系统，主要由试验件模块、高、低压管路及 固定台架等组成。各模块的安装配备可调整固定支 架完成．可以调整安装支架的位置支撑和拆卸被试
求越来越高。尤其在航空工业领域，对于高压高性能 电磁阀性能的综合测试具有十分重要的战略意义． 高压高性能电磁阀的动态响应特性将直接影响到整
收稿日期：２０１０—０９—２１；修订日期：２０１０－－ｌｌ—ｌＯ 基金项目：郑州市科技领军人才项目（０９６ＳＹＪＨ２１０９８）；河南省教育厅自然科学研究计划项目（２０１０Ａ５１００１８） 作者简介：王永华（１９６３一）．男，教授，河南省信息化电器重点实验窒学术带头人，中国ＰＲ０ｎＢＵ刚）ＲＯｎＮＥＴ技术培训中心
【CN209922979U】基于两通电磁阀的电渗析脱盐模块出水系统【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920317333.5(22)申请日 2019.03.13(73)专利权人 佛山市云米电器科技有限公司地址 528300 广东省佛山市顺德区伦教街道办事处霞石村委会新熹四路北2号1号楼二层专利权人 陈小平(72)发明人 陈小平 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350代理人 赵蕊红(51)Int.Cl.C02F 1/469(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称基于两通电磁阀的电渗析脱盐模块出水系统(57)摘要本实用新型公开了一种基于两通电磁阀的电渗析脱盐模块出水系统，设置有膜堆第一出水口、膜堆第二出水口、淡水出口、浓水出口、第一两通电磁阀、第二两通电磁阀、第三两通电磁阀和第四两通电磁阀，第一两通电磁阀连接于膜堆第一出水口和淡水出口，第二两通电磁阀连接于膜堆第一出水口和浓水出口，第三两通电磁阀连接于膜堆第二出水口和淡水出口，第四两通电磁阀连接于膜堆第二出水口和浓水出口，第二两通电磁阀和第四两通电磁阀均为隔膜两通电磁阀；本实用新型通过第二两通电磁阀和第四两通电磁阀均为隔膜两通电磁阀，由于隔膜电磁阀在运行的时候水和线圈的是用隔膜隔开的，降低了在电渗析脱盐技术在运行过程中接触浓水的阀门容易结垢的风险。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 209922979 U 2020.01.10C N 209922979U权 利 要 求 书1/1页CN 209922979 U1.一种基于两通电磁阀的电渗析脱盐模块出水系统，设置有膜堆第一出水口、膜堆第二出水口、淡水出口、浓水出口、第一两通电磁阀、第二两通电磁阀、第三两通电磁阀和第四两通电磁阀，所述第一两通电磁阀的两端连接于膜堆第一出水口和淡水出口，所述第二两通电磁阀的两端连接于膜堆第一出水口和浓水出口，所述第三两通电磁阀的两端连接于膜堆第二出水口和淡水出口，所述第四两通电磁阀的两端连接于膜堆第二出水口和浓水出口，其特征在于，所述第二两通电磁阀和第四两通电磁阀均为隔膜两通电磁阀。
VEHS_CH
►解锁， ►盘动VEHS手轮，等待，将勺管升到100%（最大位置），确认！此时，位置传感器的磁环最靠近控制头。设 置从近端 位置开始；这时，mA表所显示反馈到VEHS的电流信号应为4mA。 ►再设定远端位置，盘动手轮将勺管降到到0%，等待油缸执行动作到位。设置远端位置, 这时，mA表所显示反 馈到VEHS的电流信号应为20mA。确认手轮处在最外位置。 ►加锁。 ►断传感器的24VDC电源，等一会儿，再全行程检查一遍设定。0%对应20mA，100%对应4mA， 全行程mA 表显示变 化是否平滑。 ►确定手轮处在最外位置，同时卡簧卡入。
8| |
9| |
10 | |
电磁执行机构俯视图
带卡簧的手轮 接线盒 设定用的电位计
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电磁执行机构设置
►目的是将设定值与客户终端显示值尽可能的趋近，将精度调高。 ►接通24VDC电源，检查输入油压，4~5 bar正常。 ►先从整个信号工作电流区间的中间值开始修正， 这里是12mA。 ►送12mA的设定值到VEHS， 检查输出到客户终端显示值是否是12mA；如果误差偏 大，调节旋钮FM进行修正， 顺时针为升，逆时针为降。 ►然后修正100%点或0%点，相应的送20mA(100%)设定值到VEHS，或者送4mA(0%) 设定值到VEHS。 ►检查输出到客户终端显示值是否是20mA(100%)或4mA(0%)；如果误差偏大，调节 旋钮X1（对应100%），或旋钮X0（对应0%）进行修正。 ►整个过程不动Kp旋钮。 ►完成后装好旋纽保护盖。
生物芯片原理及技术-教学课件-第5章-微流控芯片-2全文优选
实验流程
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微流控芯片的应用
1. 芯片设计
微流控芯片功能块图
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微流控芯片的应用
1. 芯片设计
微流控芯片结构示意图
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微流控芯片的应用
2. 芯片的制作-材料选择
• 能够经受灭菌处理 • 对细胞影响小 • 对可见光具有较高透过率 • 生物兼容性 • 芯片制作工艺
芯片材料最终选择使用了PC材料
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微流体驱动和控制-微泵
• 机械微泵
包括离心力微泵、热动力微泵、静电微泵、气动力微泵等
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微流体驱动和控制-微泵
• 非机械微泵
基本原理：主要通过把电、光、磁、热等能量形式转化 或施加到被驱动流体而直接驱动液体，使之具有运动动能
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微流体驱动和控制-微阀
微阀：通过阀控制液体，使液体在指定方向流动。 • 主动阀：利用制动器产生的制动力实现阀的武装或切
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芯片的封装
2．阳极键合
在玻璃、石英与硅片的封接中已广泛采用阳极键合的方法。即在键合 过程中，施加电场，使键合温度低于软化点温度。
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芯片的封装
3. 低温键合
低温键合是相对高温键合而言的，通常指在100℃以下 甚至室温下进行的芯片键合。因为高温键合存在种种 不利因素，促使许多研究人员开始进行玻璃芯片低温 或室温键合技术的研究。
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微流控芯片的检测
3. 电化学检测器—安培检测器
• 电化学检测是通过电极将溶液中的待测物的化学信号转变为 电信号以实现对待测组分检测的分析方法
• 其中安培法是应用最普遍的一种方法。 • 基本原理是: 测量化合物在电极表面受到氧化或还原反应时,
会失去或得到电子, 产生与分析物浓度成正比的电极电流, 通 过测量微通道中的电流即可得到溶液浓度的变化情况。
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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｓ ｏ ｌ ｕ ｉ ｔ ｏ ｎ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（
２ ０ １ ３焦
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
２ ０ １ ３ Ｎｏ ． ８
第 ８期
基 于 电渗驱 动 电磁 阀切 换恒 电位 检 测 的微 全 分 析 系统
张 效伟
Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｔｏ ｔ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｏ ｉ ｌ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｏ ｓ ｍｏ ｔ ｉ ｃ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ Ｖａ ｌ ｖ ｅ Ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ Ｐｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＺＨ ＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ — ｗｅ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ０ ３ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ 青岛理工大学理学 院 。 山东青 岛 ２ ６ ６ ０ ３ ３）
摘要 ： 液流驱动和溶 液切 换是限制微全 分析 系统 自动化的瓶颈 ， 大 多数光 学检测 系统体 系庞 大 ， 无 法实现 系统的 小型
化和集成化 。文 中设计 了基 于电渗驱 动电磁 阀切换恒 电位检测 的便 携式微全分析 系统 。该 系统 由可控 高压 电源、 电渗驱
Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｌ ｔ ｙ， ａ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ Ｉ ｘ Ｔ ＡＳ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｏ ｓ ｍｏ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉｖ ｒ ｅ ， ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏｌ ｒ ｌ ｂｌ ａ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ， ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏｏ ｒ ｓ ｍｏ ｔ ｉ ｅ ｄ ｉｖ ｒ ｅ， ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｏ ｉ ｄ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ， ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｏ ｎ － ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｒ ｅ ａ ｃ — ｔ ｉ ｏ ｎ， ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏｌ ｒ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｗａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ
高 ３倍。结果表 明 ： 该 系统设备 紧凑、 操作 方便 、 灵敏度 高 ， 测定 结果 准确 可靠 ， 可用于实际样品的现场、 实时分析 。
关键 词 ： 电渗驱动 ； 电磁 阀切换 ； 恒 电位检测
中图分类号 ： Ｔ Ｈ８ ３
文 献标 识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ２—１ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８— ０ ０ ６ ５— ０ ４
动、 电磁 阀切换 、 微 柱分 离、 在 柱反 应 、 恒 电位检测及控 制和数据 采 集单元组 成 ， 整 个 系统 用 自制接 口卡和 Ｖ Ｃ语 言程序 ， 通过计算机控 制实现 自动化操作 。利 用该 系统 实现 了工业废 水 中大肠杆 菌的高分辨 、 高灵敏检 测 ， 分 离效 率为 ７ ． ８×１ ０ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ／ ｍ， 检 出限为 ９ ３ ｃ ｆ ｕ ／ ｍ Ｌ， 对相 同的大肠杆菌样品 ， 该 系统测定 的灵敏度 比文 中 ３篇 相 关文献提 高 ８倍 ， 分 离效率提
Ｓ ） ． Ｍｏ ｒ ｅ ｏ —
ｖ ｅ ｒ ， ｍｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｕ ｌ ｋ ｙ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｓ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｋ ｅ ｍｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｕ ｉ ｒ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｖ ｅ ｒ ｙ ｄ ｉ ｆ ｉ ｆ ｃ ｕ ｌ ｔ ．