流變測量設備制造技術

流變測量設備包括具有外部表面和至少第一內部流動通道的基本上剛性的材料的塊，所述第一內部流動通道被布置在所述塊的內部并且基本上在平面中，并且所述塊還包括多個孔，每個孔沿著所述第一內部流動通道在相應的位置處與所述第一內部流動通道連通并且從相應的位置延伸至所述外部表面，從而提供從所述外部表面通向所述第一內部流動通道的通路，所述多個孔包括第一孔、第二孔以及第三孔，第一孔與第一所述位置連通用于連接到泵送裝置以將流體流沿著所述第一內部流動通道驅動，第二孔與第二位置連通并且傳感器可位于第二孔中以測量在所述第二位置處的流體的性質，第三孔與第三位置連通并且傳感器可位于第三孔中以測量在所述第三位置處的流體的性質。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及流變測量設備，其是用于樣品液體的流變學表征的設備。某些實施方案特別地但是不排他地涉及到下述微流變計(micro-rheometer)和設備，即該微流變計和設備用于對使用僅非常小的體積的復雜流體例如聚合物溶液、DNA和蛋白質溶液、關節液、血液和其它細胞溶液的流體樣品的大規模高處理量流變學表征。
技術介紹
多種流變計已知用于測量樣品液體的流變性質，例如粘度和彈性。例如，US2008/0134765 Al公開了具有結合有幾何構型變化以形成收縮部區的微制造的流動通道的微流變計。所公開的微流變計還包括被內嵌在形成流動通道的一個側的材料內的成陣列的壓力傳感器。以這種方式，壓力傳感器不與在流動通道內流動的流體直接接觸。將壓力傳感器與流動的液體分離的一定厚度的材料被布置為使得壓力傳感器能夠提供指示在傳感器的多個位置處的流動流體壓力的測量。以這種方式將壓力傳感器內嵌(即集成)在界定流動通道的材料的主體中的動機是為了確保在通道內的流體的流動不受壓力傳感器干擾或攪動；通道的平滑的無間斷的內部表面被提供。雖然這樣的設備是有用的，但是將意識到，與集成的壓力傳感器裝置相關聯的缺點是設備可能難以制造和/或制造成本高，一旦該裝置被制成，便在將壓力傳感器定位在何處方面不具有靈活性，并且壓力傳感器通過甚至小厚度的材料而與流動液體分隔可以降低在樣品上獲得的壓力測量的精確度。此外，其僅測量樣品液體的穩態粘度。專利技術概述本專利技術的某些實施方案的目的是至少部分地排除、緩和或解決與現有技術相關聯的問題中的一個或多個問題。某些實施方案的目標是提供用于大規模高處理量流變學測量的流變測量設備。某些實施方案的目標是提供用于在振蕩流下的動態測量的流變測量設備。某些實施方案的目標是提供比之前的裝置制造更簡單且成本更低的流變測量設備。某些實施方案的目標是提供用于在流變測量中使用的設備，該設備向使用者提供在待被用于測量在一個或多個流動通道中流動的樣品的特性的傳感器的類型和位置方面的靈活性。某些實施方案的目標是提供下述流變測量設備，即該流變測量設備可以被用于獲得來自具有非常小體積(即100微升以及甚至更小)的液體的樣品的流動測量。根據本專利技術的第一方面，提供用于在流變測量中使用的設備，所述設備包括:基本上剛性的材料的塊，其具有外部表面和至少第一內部流動通道，第一內部流動通道被布置在塊的內部并且基本上在一平面中，并且塊還包括多個孔，每個孔在沿著第一內部流動通道的相應的位置處與第一內部流動通道連通并且從相應的位置延伸至所述外部表面，從而提供從外部表面通向第一內部流動通道的通路，多個孔包括第一孔、第二孔以及第三孔，第一孔與第一所述位置連通，用于連接到泵送裝置以將流體流沿著所述第一內部流動通道驅動，第二孔與第二位置連通并且傳感器可位于第二孔中以測量在第二位置處的流體的性質，第三孔與第三位置連通并且傳感器能夠位于第三孔中以測量在第三位置處的流體的性質。在某些實施方案中，塊由單一的材料主體制成。然而，在可選擇的實施方案中，塊由分離的部件制成或組裝。例如，在某些實施方案中，塊由基本上剛性的材料的流變芯片(rheochip)和分離的材料塊或主體形成，其中流變芯片具有被形成在其中的內部流動通道，分離的材料塊或主體可以被描述為用于流變芯片的服務模塊(service module),該分離的塊具有穿過該塊而形成的多個孔，從而在流變芯片和服務模塊被固定在一起時與流變芯片中的流動通道連通。因此，與現有技術裝置成對比地，傳感器不需要被內嵌或集成在流動通道被界定在其中的材料塊(例如微流體芯片(microfluidic chip))內。這使塊(并因此使整個微流變計)能夠被以成本有效率的方式制造。代替將傳感器集成到塊(例如微流體芯片)中，這些傳感器可以被定位在被設置在塊中(例如在服務模塊中)的孔(其可以也被稱為通路孔、室或洞)中。因此，在某些實施方案中，在待被使用的傳感器的類型和數量以及實際上其具體的位置方面具有靈活性。塊(例如服務模塊)可以設置有更大數量的通路孔，提供沿著內部流動通道通向多個不同的位置的通路，使得壓力傳感器或其它傳感器可以在期望的位置被處插入以監控在內部通道中流動的流體。在某些實施方案中，多個孔包括第四孔，第四孔與第四位置連通以用于連接到適應于支撐流體儲器的儲器裝置。在某些實施方案中，該第四位置相對于第一位置在第三位置和第二位置的下游。換句話說，第一位置可以在第二位置和第三位置的一側，并且第四位置可以在第二位置和第三位置的相對側。在某些實施方案中，多個孔包括第五孔，流體經由第五孔能夠被引入流動通道中。該第五孔還可以被用于將流體從流動通道中抽出或排出。可選擇地，在其它實施方案中，多個孔包括第六孔，流體經由第六孔能夠從流動通道中被抽出或排出。在某些實施方案中，多個孔中的每個孔(或孔中的每個孔的至少一部分)在基本上垂直于所述平面的方向延伸。在某些實施方案中，多個孔中的每個孔帶有螺紋(即其設置有用于與待被旋接入孔中的部件的相應的外螺紋嚙合的內螺紋)。這種帶有螺紋的布置利于另外的部件連接到塊，以形成完整的流變計或流變測量系統。在某些實施方案中，多個孔中的至少一個孔包括毗鄰于流動通道的第一部分和毗鄰于外部表面的第二部分，第一部分在流動通道和第二部分之間提供收縮部。在某些實施方案中，多個孔中的每個孔都具有這種結構(即結合有收縮部)。容納傳感器的孔具有這種結構是特別有利的。收縮部使流動通道中的流動能夠基本上不受傳感器影響(即不受干擾)，傳感器可以被布置為與在孔的內部的流體直接接觸，但是通過收縮部而與流動通道分隔。在某些實施方案中，孔的收縮的部分從流動通道向上延伸，即在大體上垂直于通道的平面并且朝向外部表面的方向上延伸。在可選擇的實施方案中，孔的收縮的部分可以橫向地延伸，例如從流動通道的側部。在某些實施方案中，第一部分是大體上圓柱形的，并且該第一部分可以在孔與流動通道連通所在的位置處有利地具有比流動通道的寬度小的直徑。使用具有這種直徑的收縮的第一部分進一步輔助傳感器裝置能夠使流動通道內的流動不受影響。在某些實施方案中，孔或每個孔的第二部分是大體上圓柱形的，例如具有實質上比第一部分的直徑大的直徑。換句話說，當朝向外部表面移動時，孔或每個孔可以從將其連接于流動通道的收縮的部分起變寬。在某些實施方案中，孔的提供收縮部的第一部分包括側部通道，側部通道從流動通道的側部延伸并且基本上在通道的平面中。在某些這樣的實施方案中，側部通道在側部通道與流動通道連通所在的位置處具有比所述流動通道寬度小的寬度。通常，側部通道的與流動通道連通的口部應當被制成如制造技術允許的那樣小，同時還能夠使在測試中的流體能夠填充側部通道，從而避免影響正竭力監控的流動通道中的流體流動。在某些實施方案中，側部通道從流動通道延伸至相應的孔的室部分(其還可以被描述為側部室)，室部分提供有室，該室大體上在流動通道的平面中延伸，用于容納經由側部通道與流動通道連通的一定體積的流體。合適的傳感器可以然后被布置為與在側部室的內部的流體連通(接觸)，并且這比竭力將傳感器布置為與在側部通道自身中的流體直接連通更容易布置。在某些實施方案中，第二部分設置有螺紋，該螺紋用于與泵送裝置、傳感器殼體、儲器裝置、入口或出口連接器或其它為了構建整個流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.03 GB 1013044.11.一種用于在流變測量中使用的設備，所述設備包括: 基本上剛性的材料的塊，其具有外部表面和至少第一內部流動通道，所述第一內部流動通道被布置在所述塊的內部并且基本上在一平面中，并且所述塊還包括多個孔，每個孔沿著所述第一內部流動通道在相應的位置處與所述第一內部流動通道連通并且從相應的位置延伸至所述外部表面，從而提供從所述外部表面通向所述第一內部流動通道的通路，所述多個孔包括第一孔、第二孔以及第三孔，所述第一孔與第一所述位置連通，用于連接到泵送裝置以將流體流沿著所述第一內部流動通道驅動，所述第二孔與第二位置連通并且傳感器能夠位于所述第二孔中以測量在所述第二位置處的流體的性質，所述第三孔與第三位置連通并且傳感器能夠位于所述第三孔中以測量在所述第三位置處的流體的性質。2.根據權利要求1 所述的設備，其中所述多個孔包括第四孔，所述第四孔與第四位置連通以用于連接到適應于支撐流體儲器的儲器裝置。3.根據權利要求2所述的設備，其中所述第四位置相對于所述第一位置在所述第二位置和所述第三位置的下游。4.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述多個孔包括第五孔，所述第五孔與第五位置連通并且流體經由所述第五孔能夠被引入所述流動通道中。5.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述多個孔包括第六孔，所述第六孔與第六位置連通并且流體經由所述第六孔能夠從所述流動通道中被抽出或排出。6.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述多個孔中的每個孔的至少一部分在基本上垂直于所述平面的方向延伸。7.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述多個孔中的每個孔帶有螺紋。8.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述多個孔中的至少一個孔包括毗鄰于所述流動通道的第一部分和毗鄰于所述外部表面的第二部分，所述第一部分在所述流動通道和所述第二部分之間提供收縮部。9.根據權利要求8所述的設備，其中所述第一部分是大體上圓柱形的。10.根據權利要求9所述的設備，其中所述第一部分在所述孔與所述流動通道連通所在的位置處具有比所述流動通道的寬度小的直徑。11.根據權利要求8所述的設備，其中所述第一部分包括側部通道，所述側部通道從所述流動通道的側部延伸并且基本上在所述平面中。12.根據權利要求11所述的設備，其中所述側部通道在所述側部通道與所述流動通道連通所在的位置處具有比所述流動通道的寬度小的寬度。13.根據權利要求11或權利要求12所述的設備，其中所述側部通道從所述流動通道延伸至相應的孔的室部分，所述室部分提供有室，所述室大體上在所述平面中延伸以用于容納經由所述側部通道與所述流動通道連通的一定體積的流體。14.根據權利要求8至13中任一項所述的設備，其中所述第二部分是大體上圓柱形的。15.根據權利要求14所述的設備，其中所述第二部分設置有螺紋，該螺紋用于與泵送裝置、傳感器殼體、儲器裝置、或入口或出口連接器的相應地帶螺紋的部分嚙合。16.根據權利要求8至15中任一項所述的設備，其中所述第一部分通過至少肩部而連接于所述第二部分，其中O型環能夠被壓靠在所述肩部上以形成密封部。17.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述塊基本上透得過可見光。18.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述塊由PMMA或熔融石英形成。19.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述外部表面是基本上平坦的。20.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述塊包括第一塊部分和第二塊部分，所述第一內部流動通道被設置在所述第一塊部分和所述第二塊部分之間的界面處，所述外部表面是所述第二塊部分的外部表面，并且每個所述孔從所述界面穿過所述第二塊部分延伸至所述外部表面。21.根據從屬于權利要求11至13中任一項時的權利要求20所述的設備，其中所述側部通道和可選擇的所述室部分被設置在所述界面處。22.根據權利要求20或21所述的設備，其中所述第一內部流動通道通過下述方式而形成，即在所述第一塊部分的平坦表面中形成凹陷部并且將所述第二塊部分的平坦表面附接到所述第一塊部分的平坦表面。23.根據當從屬于權利要求21時的權利要求22所述的設備，其中所述側部通道和可選擇的所述室部分包括在所述第一塊部分的所述平坦表面中的相應的凹陷部。24.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述第一內部流動通道包括收縮的部分。25.根據權利要求24所述的設備，其中所述第二位置和所述第三位置位于所述收縮的部分的各一側。26.根據權利要求24所述的設備，其中所述第二位置和所述第三位置各自沿著所述收縮的部分定位。27.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述第一內部流動通道包括具有四個臂的十字形特征部，并且所述多個孔包括被布置為容納壓力傳感器以測量在所述十字形特征部的每個臂中流動的流體的壓力的四個孔。28.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述第一內部流動通道包括多個影響流動的特征部，所述多個影響流動的特征部被串聯地布置，使得被連接于所述第一孔的泵送裝置能夠同時地驅動流體流穿過所述多個影響流動的特征部，所述多個孔被布置為允許傳感器被定位以測量在每個影響流動的特征部處、沿著每個影響流動的特征部或穿越每個影響流動的特征部的流體流的至少一個性質。29.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述塊包括被布置為基本上在所述平面中的內部流動通道的網絡，所述網絡包括所述第一內部流動通道。30.根據權利要求29所述的設備，其中所述第一位置被布置為使得被...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁學鋒，
申請(專利權)人：曼徹斯特大學，
類型：
國別省市：