【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微流控芯片，尤其涉及一種液滴驅動信息反饋傳感電路及檢測方法。
技術介紹
1、在微流控芯片的生物反應流程應用中，芯片內不同種類液滴需完成遷移、融合、分裂等多種運動與反應功能，因此液滴運動的源動力即液滴的驅動控制及驅動過程中運動位置信息反饋是芯片甚至微流控設備功能實現的重要環節，液滴運動狀態的實時監測與反饋能夠使設備操作人員對微流控芯片的工作狀態進行判斷，能夠反映液滴是否按所規劃的運動路徑正常移動、判斷液滴運動位置是否正確，以便在芯片中液滴運動發生異常時能夠及時進行原因排查及采取調整措施。
2、目前，微流控芯片中液滴運動狀態實時監測方案大多采用通過電容檢測電路所采集的電容值判斷獲得液滴位置。其中，部分硬件電路利用定時器對電壓驅動電路與電容檢測電路進行分時復用，電壓驅動電路與電容檢測電路不能同時進行相應工作，在進行電容檢測時就需停止液滴的驅動控制，占用了較多的時間與資源。此外，現有的電容檢測電路，存在干擾大，檢測速度慢等問題。
3、由于電容發生變化會引起相應的電壓信號發生變化，因此現有技術中也會通過電壓采集電路監測液滴運動狀態，例如現有的液滴驅動信息反饋傳感電路中，采用逐點讀取驅動電壓信號值再疊加形成反饋曲線的方法(描點法)，但該種方法存在采樣數據不準確、個別數據點異常導致整體反饋信息不準確等問題，即數據采樣頻率需要滿足一定要求且需要屏蔽掉異常的信號點。同時對于電容變化引起的電壓信號變化，現有的采集方法中通過用量程的切換保證不同大小的信號均可以被準確識別，但該方法量程切換時間較長導致液滴運動過程中
技術實現思路
1、鑒于上述的分析，本專利技術實施例旨在提供一種液滴驅動信息的反饋傳感電路及檢測方法，用以解決現有技術中液滴驅動信息反饋的準確度低和實時性差的問題。
2、一方面，本專利技術實施例提供了一種液滴驅動信息反饋傳感電路，所述液滴驅動信息反饋傳感電路包括：被測微流控芯片、分壓元件、驅動電源和分壓采集電路，
3、所述被測微流控芯片、所述分壓元件和所述驅動電源串聯構成回路，
4、所述分壓采集電路包括：采集模塊和多條并聯設置的第一放大通道，所述第一放大通道均包括串聯的第一放大器和第一交流轉直流元件，每條所述第一放大通道的第一放大器的放大系數不同，
5、所述采集模塊用于采集所述分壓元件兩端的分壓信號，所述第一放大器用于將采集的分壓信號放大，所述第一交流轉直流元件用于將經對應的第一放大器放大的分壓信號由交流信號轉化為直流信號并作為分壓信號測量值輸出，
6、根據所采集的分壓信號測量值和所述驅動電源施加的驅動電壓信號的有效值計算被測微流控芯片當前的等效電容值以獲取液滴的運動位置信息。
7、基于上述的液滴驅動信息反饋傳感電路的進一步改進，所述第一交流轉直流元件為有效值芯片，其中，每條所述第一放大通道的所述有效值芯片的積分時間根據其對應的所述第一放大器的放大系數設置。
8、基于上述的液滴驅動信息反饋傳感電路的進一步改進，所述分壓元件包括分壓電阻或分壓電容。
9、基于上述的液滴驅動信息反饋傳感電路的進一步改進，所述分壓采集電路還包括：第一電壓跟隨器，
10、所述第一電壓跟隨器連接在所述采集模塊的輸出端與多個所述第一放大通道的輸入端之間。
11、基于上述的液滴驅動信息反饋傳感電路的進一步改進，所述液滴驅動信息反饋傳感電路還包括：處理模塊，
12、所述處理模塊分別與多條所述第一放大通道的輸出端相連，所述處理模塊根據預設閾值選擇其中一條所述第一放大通道輸出的分壓信號測量值作為有效測量值，用于計算被測微流控芯片當前的等效電容值以獲取液滴的運動位置信息。
13、基于上述的液滴驅動信息反饋傳感電路的進一步改進，所述液滴驅動信息反饋傳感電路還包括：驅動電壓采集電路，
14、所述驅動電壓采集電路包括：衰減模塊、第二放大器和第二交流轉直流元件，
15、所述衰減模塊用于采集并衰減所述驅動電源施加的驅動電壓信號，所述第二放大器用于將衰減后的驅動電壓信號放大，所述第二交流轉直流元件用于放大的驅動電壓信號由交流信號轉化為直流信號并作為驅動電壓信號測量值輸出；
16、其中，根據所述驅動電壓信號測量值計算驅動電壓信號的有效值。
17、基于上述的液滴驅動信息反饋傳感電路的進一步改進，所述驅動電壓采集電路還包括：第二電壓跟隨器，
18、所述第二電壓跟隨器連接在所述衰減模塊的輸出端和第二放大器的輸入端之間。
19、另一方面，本專利技術實施例提供了一種液滴驅動信息檢測方法，基于如上所述的液滴驅動信息反饋傳感電路實現，所述方法包括：
20、通過分壓采集電路的多條第一放大通道分別獲取多個分壓信號的測量值；
21、根據預設閾值選擇其中一條所述第一放大通道輸出的分壓信號測量值作為有效測量值；
22、獲取驅動電源施加的驅動電壓信號的有效值；
23、根據所選定的分壓信號測量值和所述驅動電壓信號測量值計算被測微流控芯片當前的等效電容值，以獲取液滴的運動位置信息。
24、基于上述方法的進一步改進，根據如下公式計算被測微流控芯片當前的等效電容值cd：
25、
26、式中，umeasurec為分壓信號測量值，ac為分壓信號測量值的放大系數，z為分壓元件的阻抗，u為驅動電壓信號的有效值，ω為驅動電壓信號的角頻率。
27、基于上述方法的進一步改進，根據如下公式計算驅動電壓信號的有效值u：
28、
29、式中，umeasurev為驅動電壓信號測量值，av為驅動電壓信號測量值的放大系數，r2/r1為衰減系數。
30、與現有技術相比，本專利技術至少可實現如下有益效果之一：
31、1、本專利技術的液滴驅動信息反饋傳感電路，在采集信號時不會影響被測微流控芯片的液滴驅動工作，實現液滴驅動過程中液滴的運動狀態的實時監測判斷，有利于節約時間。
32、2、本專利技術中，考慮到分壓元件兩端的分壓信號的變化范圍較大，分壓采集電路采用多路并行不同放大倍數的放大通道進行信號采集，當前端分壓信號發生變化時，可以實時按需讀取任意放大通道的信號值，不僅實現了對于不同幅值電壓信號測量的量程需求，同時避免了信號采集的延遲，保證了信號讀取的速度和準確性。
33、3、本專利技術中，分壓采集電路的多條放大通道的后端均采用交流轉直流元件進行處理轉化為直流信號，與現有的電壓信號點采集再合成的“描點法”相比，能夠更真實反映所反饋的電壓數據，提高所反饋的液滴驅動信息的準確度。
34、本專利技術中，上述各技術方案之間還可以相互組合，以實現更多的優選組合方案。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述液滴驅動信息反饋傳感電路包括：被測微流控芯片、分壓元件、驅動電源和分壓采集電路，
2.根據權利要求1所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述第一交流轉直流元件為有效值芯片，其中，每條所述第一放大通道的所述有效值芯片的積分時間根據其對應的所述第一放大器的放大系數設置。
3.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述分壓元件包括分壓電阻或分壓電容。
4.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述分壓采集電路還包括：第一電壓跟隨器，
5.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述液滴驅動信息反饋傳感電路還包括：處理模塊，
6.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述液滴驅動信息反饋傳感電路還包括：驅動電壓采集電路，
7.根據權利要求6所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述驅動電壓采集電路還包括：第二電壓跟隨器，
8.一種液滴驅動信息檢測方法
9.根據權利要求8所述的液滴驅動信息檢測方法，其特征在于，根據如下公式計算被測微流控芯片當前的等效電容值Cd：
10.根據權利要求9所述的液滴驅動信息檢測方法，其特征在于，根據如下公式計算驅動電壓信號的有效值U：
...【技術特征摘要】
1.一種液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述液滴驅動信息反饋傳感電路包括：被測微流控芯片、分壓元件、驅動電源和分壓采集電路，
2.根據權利要求1所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述第一交流轉直流元件為有效值芯片，其中，每條所述第一放大通道的所述有效值芯片的積分時間根據其對應的所述第一放大器的放大系數設置。
3.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述分壓元件包括分壓電阻或分壓電容。
4.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述分壓采集電路還包括：第一電壓跟隨器，
5.根據權利要求1或2所述的液滴驅動信息反饋傳感電路，其特征在于，所述液滴驅...
【專利技術屬性】
技術研發人員：安靈椿，臧金良，許諾，劉立濱，張淮，汪震海，王俊明，
申請(專利權)人：北京機械設備研究所，
類型：發明
國別省市：
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