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在进行微流体精密驱动控制过程中，经常使用的进样驱动泵有三种：

• 精密注射泵（微步进，等效或超过常规微流控压力泵）

• 蠕动泵

• 气动压力控制器或压力进样泵
  

在这种驱动泵中，注射泵在实验室内非常常见和易于使用，只需要安装注射器并设置流量即可实现样品的注入。气动压力控制器需要结合流量传感器才能实现精确的样品可控注入，有一定的学习成本时间，同时价格更高。此外，气动压力控制器常用的压力单位是mbar, psi或kPa，对于精密注射泵来讲，常常涉及到流量范围，线性力，微步进，英镑力，微步进角度等概念，很难直接看到注射泵的输出压力，因此，对于需要依靠压力参数进行数值模拟和估算的用户来讲，这是一件非常痛苦的事情。

先介绍一下第二种语言描述的小区分：

在具体的微流体实验系统中，要想实现一定的液体流速（μL/min或mL/min），必须对液体施加一定的力，这里的“力”，通常指压力，是以压强为单位的力。

需要了解对液体施加多大的力才能将其推出来或者是达到一定的流速（μL/min或mL/min），这里的“力”是指以牛顿为单位的力。

这两个不同的“力”之间是通过液体的横截面积联系在一起的。

采用精密注射泵驱动样品介质流入到微腔室或微流控芯片内，需要把注射器安装到注射泵上面。

常用注射器有塑料材质，玻璃材质和不锈钢材质。

塑料和玻璃材质的注射器具有一定的透明性，其中玻璃注射器可以反复使用。不锈钢注射器通常用于高压应用。

本文描述的注射泵的驱动压力是指：

注射泵的推动块在注射器柱塞上施加到注射器内部液体表面积上的力的大小。

在进行计算注射泵的驱动压力之前，需要查看所使用的注射泵的规格参数上的线性力参数，同时，查看注射器的内径（通常指直径）。通过下面的简约计算公示可计算出注射泵的驱动压力。

其中，π为3.1416，d为注射器的内部直径（单位：英寸 inch），F为注射泵的线性力（单位：lbf）。

请注意，对于同时安装多个注射器的线性力，线性力需要÷注射器的数量，才能得到 F，此时表示计算出来的驱动压力是每个注射器的平均驱动压力。

示例1：

1，注射器2mL，内部内径0.40 inch，1个注射器。

2，线性力：50 lbf

安装有1个内径0.40 inch注射器，线性力50 lbf的注射泵的驱动压力为397.89 psi，也就是 27.43 Bar。

常见压强单位转换：

1 bar=1 kPa=1000 mbar=10^5 Pa=14.5 psi=10197.162 毫米水柱

示例2：

1，注射器2mL，内部内径0.40 inch，10个注射器。

2，线性力：50 lbf

安装有10个内径0.40 inch注射器，线性力50 lbf的注射泵的驱动压力为39.79 psi，也就是 2.74 Bar。

示例3：

1，注射器2mL，内部直径0.40 inch，1个注射器。

2，线性力：65 lbf

安装有1个内径0.40 inch注射器，线性力65 lbf的注射泵的驱动压力为517.25 psi，也就是 35.66 Bar。

通过本文的介绍和示例，恭喜您现在可以自己独立计算所使用的注射泵的驱动压力了。

补充部分：

注射泵通常使用步进电机线性致动器，将旋转运动转换为线性运动，这意味着电动机的力将从扭矩传递到线性力。为了计算给定设备中的线性力，我们须考虑4个因素：摩擦力、加速度力、重力和施加的作用力。线性力定义如下：

总线性力（TLF）=F（摩擦力）+F（加速度力）+F（重力）+F（施加的作用力）

施加的作用力是由步进电机提供的力，但是，净力由于摩擦而减小（在较高的速度下为较低的力）。实际上，摩擦力被当作校正效率方面反映电机较大力的一个因素。效率还受到执行器中使用的螺杆（长度和螺距）的影响，螺杆改变了移动注射器活塞的螺母的速度。考虑到这些特性，我们可以使用以下公式计算线性力。

线性力=（马达或电机的较大力 × 2π × 效率）/螺距

例如，具有0.5Nm的电机和1mm螺距的螺杆和1mm/s速度的0.8效率的线性致动器的线性力为：

线性力=（0.5Nm × 2×3.14× 0.8）/0.001m=2512 N=564.69 lbf

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