具有流量計的微型泵以及用于生產(chǎn)該微型泵的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有可變形的膜片的微型泵，包括：第一室（15），所述第一室（15）的一個壁包括第一可變形的膜片部分和用于驅(qū)動所述第一膜片部分的裝置（72，81，83）；第二室（11），所述第二室（11）設置有第二可變形的膜片部分（11＇）；以及第三室（13），所述第三室（13）設置有第三可變形的膜片部分（13＇），所述第二室和所述第三室通過第一通道（12）被相互連接到一起，所述第二室和所述第三室中的至少一個通過第二通道（12，14）被連接到所述第一室（15），其中，所述第二室（11）和所述第三室（13）都分別包括檢測應變計裝置（R1-R4，R＇1-R＇4），但沒有設置驅(qū)動裝置。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】具有流量計的微型泵以及用于生產(chǎn)該微型泵的方法
本專利技術(shù)涉及微流體的一般領域，并且涉及一種用于制造具有可變形的膜片的微型泵（該微型泵設置有具有可變形的膜片的流量計）的方法以及一種具有可變形的膜片的微型泵（該微型泵設置有流量計）。
技術(shù)介紹
微型泵提供了確保微通道中的流體受控流動的可能性。微型泵可存在于許多微流體系統(tǒng)中，例如作為示例地有芯片級實驗室、用于注入醫(yī)學物質(zhì)的系統(tǒng)或用于冷卻電子芯片的其它液壓回路。根據(jù)微型泵是否機械地作用于關(guān)注的流體，流體流可以以不同的方式取得。不同技術(shù)的描述可在Nguyen等人于2002年在J.Fluid.Eng.，Vol.124，384–392中題為《微電子機械系統(tǒng)—微型泵：綜述》的論文中找到。具有可變形的膜片的微型泵屬于微型泵的第一類，其中機械作用通過所述膜片被應用到所述流體上以便導致所述微通道中的流體的移位。文獻US2005/0123420描述了該微型泵的示例，所述微型泵包括三個可變形的膜片，所述三個可變形的膜片包括中心的泵膜片和兩個上游的和下游的輔助膜片。如圖1中示出的，所述微型泵包括第一基層110和第二基層120，所述第一基層110和所述第二基層120相互組裝到一起以便形成微通道。所述第一基層110包括三個腔112-1、112-2、112-3，所述三個腔112-1、112-2、112-3在所述基層的上部表面111S中形成并按順序被連接。所述第二基層120包括三個可變形的膜片122-1、122-2、122-3，所述三個可變形的膜片122-1、122-2、122-3被放置為面向所述腔。應注意，所述第二基層120形成為一整塊，于是，所述可變形的膜片是所述基層的一部分并且不是添加的部件。所述中心膜片122-2和相應的腔112-2一起限定出所述微型泵的泵室。所述上游膜片122-1和所述下游膜片122-3與它們相應的腔112-1和112-3形成了主動閥。所述膜片的變形利用放置在所述膜片的上部表面121S上的壓電晶片131來獲得。所述微型泵的微通道中受關(guān)注的流體流通過所述膜片的受控變形來獲得，所述膜片與所述上游閥和下游閥的作用一起增大或減少了所述泵室的體積。結(jié)果證明，對于某些應用而言，設法測量泵的流速。例如用于輸送藥物的植入泵的情況?，F(xiàn)有技術(shù)中的蠕動隔膜泵不結(jié)合任何允許對流速測量的傳感器。唯一的解決方案是從所述泵的下游或上游連接流量計，這使所述植入裝置的制造和微型化變得復雜。此外，為了避免任何測量偏倚，優(yōu)選地，測量盡可能地靠近所述泵或甚至在所述泵中執(zhí)行。存在許多用于測量所述流速的方法（熱線、科里奧利效應等）。一種方法由使用兩個壓力傳感器組成，所述兩個壓力傳感器被連續(xù)地定位在流體通道中并由流體扼流部分隔開。在流體扼流部中由粘性耗散引發(fā)的壓差（稱為壓降）通過所述兩個壓力傳感器來測量。流速和壓差之間存在已知的比例關(guān)系。因此，對壓差的測量允許確定流速。形成有兩個不同的壓力傳感器的示例性流量計在圖2中示出并且在文件US6446513B1、US20050204828A1中以及在SensorActuate.a–Phys77,167（1999）中刊出的R.E.Oosterbroek等人的論文中描述。流體在通過被定位在裝置的下部部分中的入口孔152進入之后流經(jīng)中心通道156。所述流體通過出口孔154流出，所述出口孔154同樣被定位在所述裝置的下部部分中。壓阻式傳感器158、160一方面允許測量所述通道156上游的入口部分中的壓力變化并且另一方面允許測量所述通道156的下游的出口部分中的壓力變化。所述裝置利用兩個基層162、164形成，入口通道152和出口通道154在所述下部基層162中形成，所述中心通道因此在所述上部基層164的下部部分中形成，其中，兩個貫通通道允許分別在所述裝置的入口側(cè)和出口側(cè)通向壓阻式傳感器。更一般地，僅存在非常少的基于微機械電子系統(tǒng)技術(shù)的泵的示例，所述微機械電子系統(tǒng)技術(shù)將測量壓力或流速的傳感器和不含膜片的泵（顯著地通過微機械電子系統(tǒng)技術(shù)制成）集成，所述微機械電子系統(tǒng)技術(shù)集成了可靠和精確的流量計。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在此描述了一種具有可變形的膜片的微型泵，所述微型泵包括：-第一室，所述第一室為所謂的泵室，所述第一室的壁包括第一可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第一膜片部分的裝置，-設置有第二可變形的膜片或第二可變形的膜片部分的第二室以及設置有第三可變形的膜片或第三可變形的膜片部分的第三室，所述第二室和所述第三室通過第一通道被連接到一起，所述第二室和所述第三室中的至少一個通過第二通道被連接到所述第一室。所述第二室和所述第三室中的每個都包括檢測裝置（例如至少一個采用檢測應變計形式的檢測裝置）以便在所述微型泵中流動的流體的作用下檢測相應的膜片部分的變形，但是所述第二室和所述第三室中的每個都沒有設置驅(qū)動裝置。因此，描述了一種隔膜泵（例如，通過微機械電子系統(tǒng)技術(shù)形成），所述隔膜泵一方面包括至少一個泵室和至少兩個致力于測量流量的室，所述至少兩個室各自包括檢測裝置（例如，至少一個應變計），另一方面，所述兩個室由具有固定幾何形狀的壓降部分隔開。舉例而言：-所述第二室和所述第三室中的每一個都設置有形成單臂電橋的4個應變計，-或者，所述第二室和所述第三室中的每一個都設置有2個應變計，所述4個應變計形成單臂電橋；于是，優(yōu)選地，設法使所述單臂電橋的4個應變計不全相互平行，和/或使所述電橋中的相同膜片的2個應變計不相互平行，和/或使所述單臂電橋包括相互平行的兩個連續(xù)的應變計。所述第二室和所述第三室中的每一個可設置有2個應變計，所述4個應變計形成單臂電橋并且具有相同的額定值。數(shù)個配置可被應用，例如：-所述第二室和所述第三室都可位于所述第一室的相同側(cè)，所述第二室和所述第三室中的一個通過第二通道連接到所述第一室，-或者，所述第二室和所述第三室可位于所述第一室的兩側(cè)，所述第二室和所述第三室各自通過通道被連接到所述第一室。所述裝置可進一步包括至少一個第四室，所述第四室被連接到其它室中的一個室并且設置有第四可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第四膜片的裝置。所述第四室、所述第四室的可變形的膜片部分和所述第四室的驅(qū)動裝置可形成閥。優(yōu)選地，所述裝置包括第五室，所述第五室被連接到其它室中的一個室并且設置有第五可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第五膜片的裝置。所述第五室、所述第五室的可變形的膜片部分和所述第五室的驅(qū)動裝置可形成閥。在所述情況下，所述第一膜片、第四膜片和第五膜片被驅(qū)動以便在所述室的入口和出口之間產(chǎn)生蠕動效應（例如，在本申請遞交時未公布的申請FR0957995中描述的）；也就是說，所述微型泵中受關(guān)注的流體的流量通過所述第一、第四和第五膜片的受控變形（增加或減少相應室的體積的變形）來獲得。根據(jù)所述實施例，所述第四室可被稱為進入室并且所述第五室可被稱為輸出室。在所述情況下，泵送的流體連續(xù)地經(jīng)過所述第四室、所述第一室和所述第五室流動。于是，所述第二室和所述第三室被放置在所述第四室和所述第五室之間。優(yōu)選地，管路通過以唇緣加邊的孔通向所述第四室和/或所述第五室的內(nèi)部，所述唇緣以與所述第四可變形的膜片和/或所述第五可變形的膜片平行的方式在所述第四室和/或所述第五室內(nèi)部突出。不同的可變形的膜片可以是同一膜片（厚度例如介于10微米和300微米之間）的一本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種具有可變形的膜片的微型泵，包括：第一室（15），所述第一室（15）的一個壁包括第一可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第一膜片的裝置（72，81，83），第二室（11）和第三室（13），所述第二室（11）設置有第二可變形的膜片（11＇），所述第三室（13）設置有第三可變形的膜片（13＇），所述第二室和所述第三室通過第一通道（12）被連接到一起，所述第二室和所述第三室中的至少一個通過第二通道（12，14）被連接到所述第一室（15），所述第二室（11）和所述第三室（13）中的每個都包括檢測裝置（R1?R4，R＇1?R＇4），所述檢測裝置（R1?R4，R＇1?R＇4）用于在所述微型泵中流動的流體的作用下檢測相應的膜片部分的變形，但所述第二室（11）和所述第三室（13）中的每個都沒有設置驅(qū)動裝置。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2011.04.28 FR 11536441.一種具有可變形的膜片的微型泵，包括：第一室(15)，所述第一室(15)的一個壁包括第一可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第一膜片的裝置(72，81，83)，第二室(11)和第三室(13)，所述第二室(11)設置有第二可變形的膜片(11＇)，所述第三室(13)設置有第三可變形的膜片(13＇)，所述第二室和所述第三室通過第一通道(12)被連接到一起，所述第二室和所述第三室中的至少一個通過第二通道(14)被連接到所述第一室(15)，所述第二室(11)和所述第三室(13)中的每個都包括檢測裝置(R1-R4，R＇1-R＇4)，所述檢測裝置(R1-R4，R＇1-R＇4)用于在所述微型泵中流動的流體的作用下檢測相應的膜片部分的變形，但所述第二室(11)和所述第三室(13)中的每個都沒有設置驅(qū)動裝置，第一基層(20)，以及位于所述第一基層上方的第二基層(30)，所述第一基層和所述第二基層相互組裝到一起，所述室(11，13，15)中的每一個在所述第一基層中形成并且位于所述第二基層下方，每個可變形的膜片在所述第二基層中形成，并且用于驅(qū)動所述第一膜片的所述裝置被定位在所述第二基層的上表面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型泵，進一步包括至少一個第四室(9，17)，所述至少一個第四室(9，17)被連接到其它室(11，13，15)中的一個室并且設置有第四可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第四膜片的裝置(81，83，72)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型泵，進一步包括：第四室(9)，所述第四室(9)通過通道(10)被連接到所述第二室(11)并且設置有第四可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第四膜片的裝置(81，83，72)，以及第五室(17)，所述第五室(17)通過通道(16)被連接到所述第一室(15)或所述第三室(13)并且設置有第五可變形的膜片和用于驅(qū)動所述第五膜片的裝置(81，83，72)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型泵，所述第四室和/或所述第五室、所述第四膜片和所述第四室的驅(qū)動裝置和/或所述第五可變形的膜片和所述第五室的驅(qū)動裝置形成一個閥或兩個閥。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型泵，管路(51，52)通過以唇緣(56，56＇)加邊的孔通向所述第四室(9)和/或所述第五室(17)的內(nèi)部，所述唇緣(56，56＇)以與所述第四可變形的膜片和/或所述第五可變形的膜片平行的方式在所述第四室和/或所述第五室內(nèi)部突出。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微型泵：所述第二室(11)和所述第三室(13)中的每一個都設置有形成單臂電橋的4個應變計；或者，所述第二室(11)和所述第三室(13)中的每一個都設置有2個應變計，所述4個應變計形成單臂電橋并且可選地具有相同的額定值。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微型泵：所述第二室(11)和所述第三室(13)都位于所述第一室(15)的相同側(cè)，所述第二室(11)和所述第三室(13)中僅有一個通過所述第二通道(14)連接到所述第一室，或者，所述第二室和所述第三室位于所述第一室的兩側(cè)，所述第二室和所述第三室各自通過通道(12，14)被連接到所述第一室(15)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微型泵，不同的可變形的膜片是具有大體上恒定厚度的同一膜片的部分。9.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：Y·弗伊萊特，奧利維爾·富赫斯，
申請(專利權(quán))人：原子能和替代能源委員會，
類型：
國別省市：