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- 奎屯市雷厉风行 2017-06-15 00:00:00
- 可能存在两方便原因： 1、粘度计本身存在问题 2、被测物料本身的特性导致数值不停变化。我们常测的有两种流体：一种是牛顿流体，一种是非牛顿流体。牛顿流体在测试条件不发生变化的前提下应该是个稳定的数值；非牛顿流体又分为假塑性流体、膨胀性流体、触变性流体、塑性、流凝性流体等，这些流体每种都有自己的特性。例如触变性流体在恒定剪切下，流体粘度随剪切时间的增加而下降（结构破坏）；剪切停止时，粘度逐渐增大（结构恢复）
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- 本博文主要介绍如何使用Elveflow OB1压力和流量控制器以及Bronkhorst流量传感器在您实验系统中的任何位置轻松执行响应迅速且精确的流量控制。
用户友好型智能操作软件ESI包括一个非常适合OB1压力和流量控制器的PID算法。
Bronkhorst流量传感器（BFS）以非常高的精度测量将使您能够非常快速地控制通过微流体芯片的液体流量。科里奥利力流量测量
对流经振动管的流体使用科里奥利力效应，可以得出通过振动管的质量流量以及二级输出处的流体密度。科里奥利力效应描述了当从旋转框架观察时移动物体如何从直线路径的偏转。
这种直接测量非常准确，因为其无需根据温度、压力和密度进行校正，也不需要像热式质量流量计那样依赖流体比热。此外，科里奥利力流量计可与气体和液体一起使用，并通过其在大范围内的高精度和快速响应时间来区分。Bronkhorst流量传感器
适用于微流体应用的可调范围：
1、从[1.67μL/min; 83μL/min]到[1.67μL/min; 3.3mL/min]
2、市场上的Z佳精度：量程范围内的任何地方都具有0.2%的精度，优异的可重复性。
3、低内部体积：13μL
4、适用于多种气体和液体
5、高速测量
6、直接的质量流量测量，与流体特性无关。
实验装置
对于此实验装置，需要用到以下Elveflow设备：
1、Elveflow压力&流量控制器OB1
2、Bronkhorst Coriolis流量传感器
3、用于实验装置连接用的微流体导管
4、微流体配件和连接器
组件构成
OB1微流体控制器Bronkhorst流量传感器
样品储液池
微流控导管和适配器
实验装置连接示意图使用Elveflow智能软件ESI逐步进行流体流量控制
确保所有的电缆和导管都与Elveflow仪器连接良好。在开始实验之前，需要进行漏气测试并去除实验系统内的任何气泡。
选择合适的配件是迈向实验成功的diyi步，如果您对配件不熟悉，可以咨询我们。
流量传感器对振动和运动扰动非常敏感，因此，建议您尽可能的经常将其固定在稳定的桌面上或是某个物体的表面上。如果您需要测量气体流速，请参阅datasheet中有关传感器位置的具体建议。1）首先打开Elveflow智能界面，点击《Add Instrument》2）添加您的OB1压力控制器和Bronkhorst流量传感器（Cori-flow）3）一旦添加完OB1压力控制器和Bronkhorst流量传感器后，您将会看到以上的窗口界面。4）打开BFS流量传感器的配置窗口，然后选择“已连接到（Connected to）”选项卡。单击“Edit Sensor visualized in”按钮便可打开通道选择窗口。添加将用于反馈控制的OB1通道。5）您现在已准备好开始流量控制了！打开OB1窗口，您会在上一步中选择的通道上看到您的流量传感器。6）将控制模式更改为“sensor”并打开通道设置窗口，然后转到“Feedback”选项卡来调整参数以便满足您的实验要求。7）您现在可以执行您的流量调节了。设置流速并根据您的实验要求来更改调整的配置参数。打开图表窗口以便跟踪流体流速的变化。在该例子中，调节的恒定流速为120μL/min。8）三角形PID调节示例，其中三角形图形在50-200μL/min之间，周期为10s。流体流速显示在上图图表的右侧刻度上。
补充：科里奥利力原理
Mini Cori-Flow是根据科里奥利力原理工作的。Mini Cori-Flow仪器可用于同时测量质量流量、温度和密度。当流体流过振动管时，产生科里奥利力，使管弯曲或扭曲。通过Z佳定位的传感器检测检测极小的管位移并进行电学估算。由于传感器信号的测量相移与质量流量成正比，因此，Mini Cori-Flow可以直接测量质量流量。测量原理与密度、温度、粘度、压力、热容量或电导率无关。管子始终在其固有频率处振动，这不仅仅是管子几何形状和管子材料特性的函数，而且也是振动管子中流体质量的函数。对流经振动管的流体使用科里奥利力效应，可以得出通过振动管的质量流量以及二级输出处的流体密度。科里奥利力效应描述了当从旋转框架观察时移动物体如何从直线路径的偏转。
这种直接测量非常准确，因为其无需根据温度、压力和密度进行校正，也不需要像热式质量流量计那样依赖流体比热。此外，科里奥利力流量计可与气体和液体一起使用，并通过其在大范围内的高精度和快速响应时间来区分。科里奥利力流量传感器BFS和热式流量传感器MFS的规格比较又到了博文的Z后了，我们微流控家族的全家照又要和大家见面了。当然了，如果您有任何关于Elveflow微流控的问题，可以随时联系我，我们非常高兴与您讨论微流控的应用。更加详细的内容介绍，请查看如下链接：http://blog.sina.com.cn/fangdzxx
也可以随时关注我们的微信公众号：信号测量与微流控系统
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微流控实验过程中，经常需要实时的了解实验通路上的液体流量是多少以及液体流量的实时变化，以便实验人员能够及时的采取实验方法达到做需要的实验目的。目前，测量微流体实验通路上的液体流量主要使用液体流量传感器，通过传感器读数器连接到PC电脑，然后便可以在PC上的操作软件上实时的监控流体通路上的液体流量的变化。
微流体实验通路上液体流量监测的传感器主要有2种：基于热效应的传感器和基于科里奥利力效应的传感器。如下对这两种传感器做简要介绍。
基于热效应的流量传感器MFS（内部芯片是盛思睿的传感器芯片）
流量传感器的量程范围从1.5 μL/min到5000 μL/min，如下图所示。
高精度液体流量传感器/热式流量传感器（Microfluidic Flow Sensor，MFS）用于超低流量的监测，其配备M8电气连接后，可通过Elveflow软件直接进行控制。此外，此款流量传感器有5个不同的量程范围以及具有高度化学兼容性特点。
优异的性能
● 已校准的流量----0.07 μL/min到5000 μL/min
● 传感器响应时间--40 ms
● 分辨率----------低至1.5 pL/s
主要的功能
● 当和微流控OB1压力进样泵配对时，可直接输入流量。
● 高化学和生物兼容性
● 双向流量测量（正向和反向）● 测量不同的液体之前，需要对待测的液体进行校准。
热式流量传感器MFS的规格参数
基于科里奥利力效应的高精密流量传感器BFS
我们与Bronkhorst合作开发了一款适用于微流体的独特科里奥利流量传感器（科式流量传感器，Bronkhorst Coriolis Flow Sensor，BFS）。它提供了各种益处：精度高，范围广泛，与所有液体直接兼容（无需校准）。此外，
√ 兼容所有液体&气体
√ 不需要任何校准
优异的性能
● 大流量范围------1.6 μL/min到500 mL/min
● Z大流量--------500 mL/min
● 传感器响应时间--35 ms
● 准确度----------测量值的2%（常规版本）或者测量值的0.2%（定制版本）科里奥利力原理
Mini Cori-Flow是根据科里奥利力原理工作的。Mini Cori-Flow仪器可用于同时测量质量流量、温度和密度。Cori-Flow仪器通过两个平行管循环来形成震荡系统的一部分，当流体流过管道时，科里奥利力将会使管弯曲或扭曲，从而引起循环过程中的变量相位的变化或相移，该相位的变化或相移将被传感器感应到。通过Z佳定位的传感器检测极小的管道位移并进行电学估算。其结果输出信号是完全依据真实的质量流量率比率来显示的。由于传感器信号的测量相移与质量流量成正比，因此，Mini Cori-Flow可以直接测量质量流量。测量原理与密度、温度、粘度、压力、热容量或电导率无关。
对流经管道的流体使用科里奥利力效应，可以得出通过管道的质量流量以及二级输出处的流体密度。
这种直接测量非常准确，因为其无需根据温度、压力和密度进行校正，也不需要像热式质量流量计那样依赖流体比热。此外，科里奥利力流量计可与气体和液体一起使用，并通过其在大范围内的高精度和快速响应时间来区分。
科里奥利力流量传感器BFS和热式流量传感器MFS的规格比较
- 为什么注射泵在微流体实验中具有较低的响应性？
关于微流体中注射泵的响应性的介绍
由于注射泵易于使用并且能够快速设置微流体实验，因此，注射泵广泛应用于微流体的研究。微流体中注射泵的两个主要缺点是设定新流速时的响应时间慢，以及由于电机步进引起的流动振荡。在这里，我们将ZD了解为什么注射泵在微流体中的响应性低，并通过各种方法来解决这一问题。自2013年以来，已出现若干商业解决方案来部分克服这些问题。但是，为了避免出现不希望的假象和不可再现性，理解在微流体中处理注射泵时涉及的物理现象是很重要的。（此外，在选择流量控制仪器之前，请务必确保您shou选的商业联系人完全了解您的科学实验。有关在微流体中使用注射泵时出现流动振荡的类似教程，请查看链接：http://blog.sina.com.cn/s/blog_517655970102xx6s.html）当使用微流体系统内的注射泵改变流速时，达到所需流速的95%所需的稳定时间可以从百分之一毫秒到几个小时，其主要原因是微流体通常处理高流体电容（流体系统的弹性，导管的顺应性）和小的流速。
如何应对依赖于实验装置的响应性？当注射泵的马达推动注射器的活塞时，流体系统中将会增加压力。为了在芯片内达到所需的液体流速，物理规则要求您必须将芯片入口的压力设置为正确的值。达到所需流速所需的压力随着芯片的流体阻力线性增加，并且随着固定的流速线性增加。在一个wan美的世界中，一切都是不可变形的，这种压力的增加应该立即达到（比如您设定的声速）。但是，流体系统由于它们随压力变形而具有顺应性（就像连接到电子设备中的电流源的RC滤波器一样）。当系统变形时，它会减慢压力增加，从而减慢微流体芯片中正确流速的稳定速度。因此，流量稳定时间随着以下方式线性增加：-流体阻力（即压力）-系统的流体电容用电子学理论的方法做类比，电流源（注射泵）将花费时间以所需电压（压力）对电容充电，然后受到系统电阻的限制。稳定时间或多或少的与流速无关，但是在低流速下，可能会出现另一个假象：如果注射器体积太大而且电机的精度太低，注射器电机在一段时间内将不会移动。
在低流速下发生的另一个常见问题是如果活塞和电机之间的机械接触不wan美，那么电机通常会因为干摩擦而不会起始推动任何东西或导致抖动。如何加快微流控芯片内的流量变化？
气泡：气泡和微流体气泡是微流体学家Z大的敌人之一。您的微流体系统或注射器中存在的气泡将充当大电容，并将显著增加您系统的响应时间，这是微流体中一个非常常见的问题—如果您想在使用注射泵时获得可重现且可利用的科学结果，请始终注意避免气泡。您可以在本教程中找到有关如何避免微流体设备中的气泡的更多信息。如果您需要一个气泡捕捉套件来清除导管中的气泡，请查看此链接：http://blog.sina.com.cn/s/blog_517655970102xxup.html。灰尘或活细胞：
如果在实验过程中，灰尘或细胞沉淀或塞住您的微通道，那么流体阻力将会增加，从而导致响应时间也会增加。这种情况经常发生在微流体芯片上的细胞生物学应用中。在Z糟糕的情况下，如果流体阻力变得太高，您将遇到第二个问题：微流体装置中的压力将会急剧增加，急剧增大的压力可能会导致微流体芯片或注射器泄露和损坏。避免这种情况的一种方法是过滤样品并在处理微流体中的细胞时要加倍小心。如果您正在处理细胞，您也可以使用带有注射泵的流量计，这样您就可以自动或手动检查通道是否有堵塞。或者，它仍然是一个大问题，您Z终可以停止使用注射泵并使用微流体压力控制器来克服这个问题。导管和注射器的弹性
通过使用玻璃注射器，PEEK，PTFE或玻璃毛细管代替Tygon软性导管来降低流体顺应性将提高流量控制的响应性。不幸的是，它还会增加液体流量的振荡性，这是注射泵的第二个缺点。微流体芯片的弹性
在某些情况下，使用玻璃芯片降低流体顺应性也会提高流量控制的响应性。不幸的是，它同样会增加液体流量的振荡，这是注射泵的第二个缺点。电机和注射器活塞之间接触的机械顺应性
使用高精度微流体注射泵应该可以帮助您部分克服这个问题，当然，始终拧紧注射器是非常重要的。
注射器的体积和马达步进的精度
如前所述，Z重要的是要始终考虑流速，注射器体积和Z小步进运动之间的充分性。在这里，使用高精度的微流体注射泵会有所帮助。如果您想提高微流体注射泵的响应性，您也可以查看我们的注射泵快速响应套件。我们的注射泵快速响应套件的组件可以轻松添加到您的实验装置中，以便快速有效地稳定流体的流速。其他替代方案可以解决对注射泵的响应问题
除了先前描述的基本优化之外，还存在不同的商业解决方案以克服在微流体中使用注射泵的响应性问题。所有这些解决方案都有优点和缺点，没有一个是wan美的。选择实验仪器之前，请务必仔细查看数据表（特别是标注型号的地方），并在选择实验仪器之前检查与您交流的人员是否真正理解您的实验。更加详细的内容介绍，请查看如下链接：http://blog.sina.com.cn/fangdzxx
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