如何知道微流体注射泵的输出压力？计算得知
泰初科技（天津）有限公司-
在各种微流体实验中，通常都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。这里的“力”是指以牛顿为单位的力，而不是以压强为单位的力。不过，在具体的微流体实验系统中，要想实验一定的液体流速，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。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。对于微流体注射泵而言，可以从规格参数上直接查到线性力，从而知道注射泵的Z终压力（详细计算过程，请参见 微流控注射泵的线性力介绍）；对于微流体压力泵或压力控制器而言，可以从规格参数上查到输出压力量程。
本文主要介绍了微流体注射泵对液体施加的压力计算，从而方便更多的用户对微流体压力泵和微流体注射泵有一个直观的了解。
微流体注射器压力是指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。为了计算压力，根据以下简化公式将泵的线性力除以注射器内部的面积：
其中，pi为3.1416，d是注射器内部直径，F是泵线性力。
NOTE：如果使用多个注射器，则泵线性力需要除以泵上使用的注射器数。
在计算注射泵压力之前，我们需要知道注射泵线性力。
根据您使用的注射泵，每个推动块产生不同的力。
以下是Z大线性力的Fusion系列注射泵的列表
Fusion100 – 35 lbf
Fusion200 – 50 lbf
Fusion4000 – 65 lbf
Fusion6000 – 500 lbf
下面以Fusion系列微流体注射泵的压力计算作为示例。
微流体注射泵Fusion100
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 1个注射器
压强单位转换关系
1 bar=1 kPa=1000 mbar=10^5 Pa=14.5 psi=10197.162 毫米水柱
微流体双通道注射泵Fusion200
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 1个注射器
微流体注射泵Fusion200 - 可安装10个微流体注射器
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 10个注射器
微流体双通道注射泵Fusion4000
Fusion4000具有两个独立的注射器支架。每个注射器支架的马达提供65lb的力。
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 2个注射器
微流体双通道注射泵Fusion6000
Fusion4000具有两个独立的注射器支架。每个注射器支架的马达提供65lb的力。
例如：
● 100 mL注射器
● 1.37 inch直径
微流体注射泵Fusion6000 - 可以安装4个注射器
例如：
● 100 mL注射器
● 1.37 inch直径
● 4个注射器通过上述本文的介绍，恭喜您现在可以计算出来实验室内正在使用的微流体注射泵对液体施加的压力了。
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- 如何知道微流体注射泵的输出压力？计算得知
在各种微流体实验中，通常都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。这里的“力”是指以牛顿为单位的力，而不是以压强为单位的力。不过，在具体的微流体实验系统中，要想实验一定的液体流速，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。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。对于微流体注射泵而言，可以从规格参数上直接查到线性力，从而知道注射泵的Z终压力（详细计算过程，请参见 微流控注射泵的线性力介绍）；对于微流体压力泵或压力控制器而言，可以从规格参数上查到输出压力量程。
本文主要介绍了微流体注射泵对液体施加的压力计算，从而方便更多的用户对微流体压力泵和微流体注射泵有一个直观的了解。
微流体注射器压力是指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。为了计算压力，根据以下简化公式将泵的线性力除以注射器内部的面积：
其中，pi为3.1416，d是注射器内部直径，F是泵线性力。
NOTE：如果使用多个注射器，则泵线性力需要除以泵上使用的注射器数。
在计算注射泵压力之前，我们需要知道注射泵线性力。
根据您使用的注射泵，每个推动块产生不同的力。
以下是Z大线性力的Fusion系列注射泵的列表
Fusion100 – 35 lbf
Fusion200 – 50 lbf
Fusion4000 – 65 lbf
Fusion6000 – 500 lbf
下面以Fusion系列微流体注射泵的压力计算作为示例。
微流体注射泵Fusion100
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 1个注射器
压强单位转换关系
1 bar=1 kPa=1000 mbar=10^5 Pa=14.5 psi=10197.162 毫米水柱
微流体双通道注射泵Fusion200
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 1个注射器
微流体注射泵Fusion200 - 可安装10个微流体注射器
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 10个注射器
微流体双通道注射泵Fusion4000
Fusion4000具有两个独立的注射器支架。每个注射器支架的马达提供65lb的力。
例如：
● 2 mL注射器
● 0.40 inch直径
● 2个注射器
微流体双通道注射泵Fusion6000
Fusion4000具有两个独立的注射器支架。每个注射器支架的马达提供65lb的力。
例如：
● 100 mL注射器
● 1.37 inch直径
微流体注射泵Fusion6000 - 可以安装4个注射器
例如：
● 100 mL注射器
● 1.37 inch直径
● 4个注射器通过上述本文的介绍，恭喜您现在可以计算出来实验室内正在使用的微流体注射泵对液体施加的压力了。
- 微流体实验中注射泵的脉冲和振荡
- 大多数的微流控实验研究中，很多研究人员采用注射泵或蠕动泵来泵送实验溶液，因为它们操作简单且易于设置，但是注射泵和蠕动泵都有个共同的问题，那就是流体流动时存在脉冲和振荡。本文主要研究注射泵在微流体实验中产生流动振荡的原因以及如何克服这一问题。蠕动泵通过挤压管道进行工作，棍子以旋转方式移动。因为流速和压力脉冲存在振荡，所以流体流动在时间上是不均匀的。有时，注射泵可以产生类似蠕动泵的结果，其中流速存在振荡，这会对实验结果产生影响。当注射器尺寸和目标流速的组合不充分时，或者当使用低流速时，会更容易观察到流速的振荡行为，这种振荡行为的原因是机械的或是由机械部件造成的。在注射泵中，只有装置的机械部分负责这些振荡。为了移动注射器的活塞，电动机设置一个运动的环形螺杆，活塞支架设置在该螺杆上。在低流速下，电动机的步进运动是可以觉察到的，因为注射泵的活塞必须非常缓慢地移动以便提供所需要的液体流速。如何限制微流体实验期间的流量振荡？为您的实验选择正确的注射量。Z小注射体积与注射器直径成比例，这就是为什么较小的注射器直径改善了流速稳定性的原因。即使极限值取决于注射器直径和注射泵的质量，当预期的稳定性在0.1μL/min的数量级时，必须考虑液体流动振荡的问题。增加您微流体系统的弹性或流体阻力增加微流体系统的弹性可以使流速更平滑，这提高了流体的稳定性，但遗憾的是，降低了系统的响应性。您的流体系统充当地通道的RC滤波器，可以平滑流速。增加流体通路上的弹性或流体阻力将使您能够平滑液体流速并Z大限度地减少流动振荡。导管的弹性可以以复杂的方式使用，以便平滑在使用注射泵时经常观察到的流速波动。使用微流体无脉冲式注射泵一些制造商针对微流体的应用而专门设计了他们自己的注射泵。这些注射泵是为低流速而加工的：电驱动部件被分解，使得步进运动不再被可察觉到，从而允许产生更平稳和更无脉冲的流动。这些泵还有高压范围的应用，但是可分配的液体量通常是非常有限的。
- Cobalt自动微流体压力泵-全新升级，直接使用
● 简单的压力和真空控制
通过手动的旋钮操作直接实现精确的压力控制
● 稳定的流量控制
结合流量传感器，实现长时间的可控的流体灌注。
● 直观的用户界面
手动操作或电脑端软件操作来控制压力和流量
● 便携、紧凑和独立
微型工作台尺寸，内置压力源，无需任何外置压力源。
● 提供2个版本的Cobalt压力泵
压力量程为0到2bar的Cobalt和压力量程为-700到1000mbar的Cobalt-Dual。
主要特点
优质的压力和真空控制
Cobalt自动微流体压力泵有2个版本可供选择。与流量传感器结合使用时，两个版本都允许进行气体或流量控制。
● 0到2000mbar量程的正压控制
● -700到1000mbar量程的正压力和真空控制
Cobalt技术提高了微流体仪器的良好性能，使其更加易于使用。Cobalt自动微流体压力泵是基于OB1 MK4控制器而设计，使用基于压电技术的压力调节。
与注射泵或蠕动泵相比而具有的独特性能
与微流体注射泵或蠕动泵相比，Elveflow Cobalt自动微流体泵具有卓越的流体驱动性能。由于其不使用机械部件来产生压力，因此，Cobalt产生高精度的气体压力来平稳的驱动液体流动。
当Cobalt压力泵与MFS流量传感器结合使用时，其可实现强大的液体流量控制：
● 0-5mL/min流量范围内的高稳定性（water test）：3.5nL/min（MFS2）到1μL/min（MFS5）
● 0-5mL/min流量范围内的高准确度（water test）：20nL/min（MFS2）到10μL/min（MFS5）
自动和独立的仪器：无需外置气源和真空泵供气
Cobalt自动微流体压力泵是您实验台上的理想设备。它内置了压力源（和真空源），因此，不需要外部空气压缩机或实验室内气瓶或真空泵的气体供气。同时，其设计最大限度地减少了振动和噪音。
嵌入式用户界面
无需外部软件即可完全控制Cobalt的直观硬件，任何用户都可以通过手动操作来实现液体流量的压力驱动和流量控制。
一个基本示例：微流体芯片灌注
应用领域
Cobalt压力泵是优质的微流体控制仪器，具有广泛的应用领域：
● 片上实验室开发
● 基准测试或表征（芯片、传感器、过滤器等）
● 机械生物学（细胞限制、组织工程等）
● 细胞灌注
- 抽滤瓶中的压力如何得知?
- 微流控注射泵步进电机和微步长的介绍（Chemyx注射泵为例）
注射泵由于可实现高精度和无脉冲流动而被广泛应用于微流体领域，这主要得益于微型步进电机。
什么是微步长步进电机？
微型步进电机是无刷直流电动机，它以很小的步长移动以完成完整的旋转，因此，与常规电机不同，它能够提供精确的角运动并保持扭矩。
步进电机是如何工作的？
驱动微型步进电机有不同的结构和模式。混合同步步进电机是Z常用的，它结合了永磁体和可变磁阻结构，可在小尺寸下实现Z大功率。在步进电机中，转子和定子的划分与齿轮中的齿类似，这些齿的对齐是控制转子运动的方式。Z直接的驱动模式是整步（全步长），但是在这种模式下，每步之间的振动和噪音是显而易见的。
步进电机如何控制精度？
通常，微型步进电机的角度精度约为每转±1.8°或200steps，但是，当需要更高的分辨率时，微步进或微步长（micro-stepping）是一种很好的解决方案。微步进是一种通过脉宽调制电压控制流向步进电机绕组（或定子）的电流的方法，这意味着流到绕组的电流具有正弦波形。这种控制方法允许每1.8度的步长划分多达64次，每转产生0.028°的角步长或12800微步长，从而提供了更平滑、更精确的操作。
步进电机如何控制分辨率？
尽管微步进增强了扭矩产生、低速运动和共振，但是，由于实际驱动器无法达到理想的微步进，因此仍然存在一些扭矩波动、振动和噪音。因此，至关重要的是要避免所谓的“空分辨率”，因为步长的划分要比电机限制要高。空分辨率意味着步长产生的扭矩不足以克服正在驱动的组件的摩擦，从而产生抖动的运动。
步进电机的应用
微型步进电机的主要优点是可精确重复的步长，精确的运动增量和低速下的更高扭矩。但是，这些电机的一些缺点是效率低，高速时扭矩有限，无反馈。步进电机的属性使其非常适合精密的应用，例如YL扫描仪、3D打印机、CNC、相机平台、绘图仪、机器人和自动化过程。在注射泵中，步进电机对于避免脉冲流和流量变化，对于确保稳定性和可靠性至关重要。
Chemyx注射泵
Chemyx注射泵使用微步进电机，可提供更高的准确度和精度，Fusion100，Fusion4000和NanoJet立体定位注射泵具有0.9°的微步进电机，对于Fusion4000来说，步进电机每步可提供0.0939 μm，这种出色的调谐运动可实现0.0001μL/min的流量。通过这种方式，Chemyx注射泵系统比DIY设备提供了更高的质量和性能。Chemyx步进电机的质量使生物技术、化学、生物化学和材料应用中的流体流动更加顺畅。
总结
通常，步进电机的角度精度约为±1.8°，Chemyx提供的0.9°步进电机要优于传统电机型号。
结束语
到目前为止，我们已经解决了步进电机的功能及其在Chemyx注射泵中的作用，微步长是Chemyx注射泵中包含的一种直接集成技术，它可以实现高准确度和高精度的调谐运动。
- 改善微流控注射泵和压力泵的液体流量控制的技巧和窍门
- 改善您的微流体注射泵注射泵是微流体中Z常用的流量控制系统。尽管注射泵具有坚固性和简单性，但是在微流体中通常存在一些问题，比如依赖于微流体装置的流体顺应性，流体的振荡流动和响应时间的急剧变化可以从几秒到几个小时。微流体中注射泵的优势和弱点优势（1）实验装置的快速完成（2）易于测量分配的液体量（3）可以产生多达数百bars的压力（4）平均流量没有变化弱点（1）稳定时间长（2）难以知道瞬态的实际流速（3）产生的压力无限制地增加（4）不可能控制死端通道中的流体流动（5）在没有压力计的情况下，难以确定微流体器件内的压力。（6）必须根据实验条件仔细选择注射器类型有关微流体应用的注射泵的优点和缺点的更多详细信息，请参见：如何选择合适的微流体控制系统教程。实时监控来自您的注射泵的流量您想知道注射泵的实际流量吗？——添加流量传感器流量传感器将为您提供芯片内的实时流量。您将会知道芯片内的液体何时达到稳定状态。提高您的注射泵的稳定时间您想加快注射泵的流量变化吗？——添加带有反馈回路的流量传感器反馈回路将调节注射泵电机的速度，以便尽快达到所需要的液体流速。提高您的注射泵的流量稳定性您想稳定注射泵的流量吗？——添加一个流体RC滤波器RC滤波器是校准的弹性电容，其与流体阻力耦合。请注意，RC滤波器将为您提供更流畅的流动，但它也会减慢您的流量响应。提高您的注射泵的速度和稳定性您想要更快更顺畅的注射泵流量吗？——添加一个流体RC滤波器和反馈回路RC滤波器将使芯片内的液体流动平滑，反馈回路将加速您的流量响应。使用注射泵时监控管路上的压力您想将注射泵用作压力泵吗？——添加压力传感器和反馈回路当您想要在微流体装置中保持给定压力的同时使用注射泵时，这是一个方便的解决方案。改善您的压力泵当您需要快速的流量变化和无脉冲流动时，您可以使用压力控制器。由于压力控制器不涉及活动部件，无论液体流速如何，压力驱动的液体流动都更加平滑。压力以声速传播液体，并实现非常快速的流量变化。微流体中压力泵的优势和弱点优势（1）无脉冲流量控制（2）流量稳定性低至0.005%（3）分配的液体容量可达数升体积（4）稳定时间低至80 ms（5）控制死端通道中流体流动的可能性（6）一台仪器中实现压力和流量的控制弱点（1）Z大压力为8 bars（2）当进行多个入口的流量切换时，可能出现回流/倒流现象。有关微流体应用的注射泵的优点和缺点的更多详细信息，请参见：如何选择合适的微流体控制系统教程。使用压力控制器控制液体的流量您想控制压力和流量吗？——添加带有反馈回路的流量传感器软件自动调节压力直至达到所需的流速，因此，您可以将压力泵用作注射泵。使用压力控制器控制液体停止流入微流控芯片您想瞬间停止芯片内的液体流动吗？——添加流量开关矩阵MUX流量开关矩阵可用于在100 ms内阻止微流体装置中的液体流动，无残留流量。使用压力控制器改善流量切换您想快速切换样品而不进行任何回流吗？——添加流量开关矩阵或Rheodyne阀门阀门以及不可压缩的液体可以帮助您避免回流污染。使用压力控制器进行单细胞或液滴处理您想精确处理和定位细胞或液滴吗？——使用双真空和压力泵通过控制同一通道内的压力和真空来控制任何物体的位置。在您设备中的任何地方监控和控制压力您想控制器件给定点的压力吗？——添加压力传感器和反馈回路这也是一种有效的方法，可以补偿储液池内静水压力的漂移。改善您的微流体装置获得更好的Quake阀控制系统您想要精确控制Quake微型阀吗？——使用3:2流量开关/切换矩阵一种专用的微流体切换阀仪器，您可以在100 ms内打开或关闭阀门，位置分辨率为0.005%。监控和控制微液滴您想要准确监控微液滴的速度、大小和内容物吗？——添加OptoReader（光学读数器）OptoReader可以检测和记录液滴序列发出的任何可见光或荧光，从而监控它们的大小、速度和内容物。消除气泡您想消除实验中的气泡吗？——使用Injection Loop（注射回路）注射回路使您能够自动注射或切换芯片中的液体而不会产生任何气泡。使用没有流量传感器的压力控制器测量液体流量您想在不购买流量传感器的情况下测量流量吗？——添加流量和压力自动调整系统一种简单且零成本的方法来保持响应性和稳定性，同时跟踪通道中的实时流量。提高压力控制器的精度您想以2.5μbar的精度控制压力吗？——使用超精密模块此选项可以打开和关闭，以便在需要时覆盖整个范围。适用于膜片钳和更换高精度静水压力系统。增强您实验装置的自动化并节省时间
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
- 微流控注射泵的线性力介绍
在为您的实验应用选择注射泵时，压力可能是一个重要的考虑因素，但是如何知道哪个泵可以满足要求呢？使用单个注射器或者多个注射器都会影响压力。要计算泵的Z终压力，我们需要知道泵的线性力，该线性力与注射器将要承受的压力直接相关。因此，本文将讨论线性力，如何计算线性力以及线性力为什么很重要。
我们将介绍线性力的基本原理，以了解注射泵背后的机理。我们还将通过示例计算力和压力。希望通过本文的介绍，您将对注射泵的工作方式有更深入的了解。
线性力基础
注射泵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，我们必须考虑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动机Z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Z大力 × 2π × 效率）/螺距
Linear Force = (Maximum force of the motor × 2π × efficiency)/pitch
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
Linear force= (0.5 Nm × 2×3.14×0.8)/0.001 m = 2512 N = 564.69 lbf
如前所述，注射器中的压力与泵的线性力有关。回想一下，压力是在给定区域中施加的力的大小，例如，在这种情况下，如果我们使用直径为0.3-inch的注射器，则Z终压力将为：
压力=564.69 lbf/（π/4 × (0.3)^2）=7998.44 psi
Pressure = 564.69 lbf/(π/4 × (0.3)^2) = 7998.44 psi
由于压力与面积有关，因此，如果我们使用2个直径为0.3-inch的注射器，则每个注射器承受的力和压力是所计算压力的一半。注射泵的优点之一是，由于注射器中的面积小，我们可以承受高压，这使得使用高质量的注射器（用于高压的不锈钢）至关重要。
总之，我们可以说，了解注射泵的线性力对于实验应用选择正确的型号是非常重要的，例如，粘性液体需要更高的压力，或者您可能想要使用多个通道。
- 如何把OB1压力控制器当做微流控注射泵使用？
- 摘要本应用描述了如何使用Elveflow压力和流量控制器以及流量传感器来设置和监控确定的液体流速并为您的微流体实验执行流量控制。新版本的Elveflow智能软件可以将您的压力控制器虚拟转变为注射泵，以便保持这两种液体驱动方法的优势（高性能，易用性，直观性等）。
把Elveflow微流控OB1压力控制器当做微流控注射泵使用的设置方法视频，链接地址： http://www.yiqi.com/zt10926/video_302.html
组件清单（1）Elveflow压力和流量控制器OB1（2）样品池（小型、中型和大型微流体样品池）（3）Elveflow液体流量传感器（4）用于实验装置连接的微流体导管（5）微流体配件和连接器（6）微流体芯片本实验中使用的软件版本是Elveflow智能界面软件ESI V2版。实验装置图下图显示了本应用的微流体实验装置本实验中使用的Elveflow压力控制器仪表是OB1 Mk3压力控制器，但我们也可以很容易地使用AF1 Premium压力发生器来完成这项任务。尽可能避免使用软性导管如Tygon管，因为软性导管会增加系统的响应时间。如果您对微流体导管不太熟悉，那么可以阅读 微流体导管基础介绍的博客。下图显示了本应用实验中涉及的完整的实验组件连接，您需要按照该连接示意图组装上述列出的微流体仪器部件。微流体仪器部件组装完成后再进行实验。实验协议使用Elveflow智能界面软件ESI监控确定液体的质量流量。确保所有仪器电缆和导管都与Elveflow设备（USB线、24V直流电压适配器等）连接良好。在开始实验之前进行泄露测试并去除任何气泡，以确保良好的流量调节。了解哪种配件Z适合您的需求是迈向成功的diyi步。如果您对微流体配件不太熟悉，请阅读我们写作的 微流体配件基础知识的博客。流量传感器对振动和运动扰动非常敏感，因此建议您尽可能地经常将流量传感器固定在稳定的表面上。在微流体智能界面软件ESI上监控微流体系统的恒定流速比如50 μL/min，有必要按照以下步骤操作：Step 1-在电脑上打开ESI软件，然后选择将要使用的仪器（示例中为OB1mix01）。Step 2-单击“flow sensor”按钮，选择将在相应通道上使用的传感器范围。（在示例情况下，channel 1上为50 μL/min）。Step 3-选择储液池尺寸（示例情况下为Eppendorf 1.5 mL）和样品量（示例情况下也为1.5 mL）。Step 4-返回main window，激活相关通道上的flow button（示例情况下为channel 1），并设置流速值，单位为μL/min（示例中为30 μL/min）。请注意，在开始时，储液池的颜色是红色，但当流速稳定时，储液池颜色会变成蓝色。Step 5（可选）-如果需要，可以通过单击“open graph display”按钮查看图形显示。在显示窗口上设置所需的Z大和Z小显示参数以获得压力和流速，然后按“play”按钮以启动压力和流速曲线显示。勾选通道（channel）显示选择块上的相应框就可以显示所勾选通道（channel）的曲线。恭喜您！您已使用Elveflow流量传感器和Elveflow压力控制器OB1实现了液体流量的控制！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
- 微流控注射泵无脉动的关键是分辨率
在我们的#CETONIacademy部分中，我们将开始定期讨论微流体的基础知识。该系列以“无脉动”一词开头，因为在微流体中，没有什么比恒定的流体流动更重要的了。
那么，什么是“无脉动”？
微流体领域的特点是应用涉及在同样小的腔体中的极少量流体。许多应用（例如在流动化学中发现的应用）需要稳定，无脉动的流体流动，以确保即使在很短的时间间隔内也能保持连续的混合比。在生物化学应用中分隔流的创建和操纵也需要这种流体流动的一致性。
在微流体中，术语“脉动”表示实际流量的振荡，否则其平均值可能是正确的。在微流体应用中经常出现的极小流速下（相对而言），脉动可能很强，并对小规模过程产生负面影响。即使机械组件无法提供完全无脉动的性能，也可以将脉动减小到不再能被现有的测量设备检测到的程度，或者不再对当前的实验应用过程产生影响。这种状态称为“无脉动”。
Pulsation characteristics (dosing of a fluid stream of 5μl/s with fluorescent colouring)
pictures Friedrich-Schiller-University Jena
拐弯处开车-闭上眼睛
注射泵允许使用自定义尺寸的活塞以一定速度移动并通过位移来进行流体的体积传输。为了用注射泵产生恒定的流量，活塞的横向运动必须保持极其一致。在这方面，通常常规的注射泵是很难实现的，因为其驱动部分的分辨率受到限制。反过来，这也导致脉动的产生。但是，泵的测量元件（编码器）的分辨率确是至关重要的。
活塞的横向运动必须由受控的驱动系统产生。通常，电动机的旋转通过主轴驱动器转换成线性运动。位置控制器以固定的小间隔检查实际位置或电动机的旋转角度，并将其与各自的目标位置进行比较。实际值与目标值之间的偏差决定了电机所需的控制量，这种偏差取决于操纵电机的电流。分辨率低的位置传感器会导致更长的测量间隔，特别是在速度较慢的情况下。因此，控制器以相对较长的间隔接收有关活塞的实际位置的信息，这会使控制校正变得复杂，并导致速度波动。
以下示例将使这一点更加清楚。 想象一下一个控制电路，该电路规定汽车驾驶员必须行驶一定距离，但是每两秒钟只能睁开眼睛以检查其位置并进行路线校正。 如果实验以20 km / h的速度在直线轨道上进行，那么它将很好地进行。 但是，如果驾驶员必须转弯，则成功的可能性就会大大降低。 车辆的路径可能类似于多边形的形状，而不是曲线的形状，因为当睁开眼睛时，驾驶员将被迫对其位置进行强有力的校正以保持在正轨上。
Z高分辨率–Z高质量
注射器驱动器中的低采样率会导致恒定的校正，这是通过增加或降低电动机电流来实现的。 这会阻止平滑且平稳的运行并导致脉动。
因此，CETONI使用Z高质量的组件，并将其注射泵与分辨率在亚微米范围内的驱动器配合使用。 结果，我们驱动器的脉动是如此微小，以至于在当今的微流体应用中微不足道。 因此，neMESYS注射泵适合具有Z高精确度要求的微流体应用。
- 微流控气压泵PneuWave – zhuo越的微流体流量控制
微流体的流体输送需要引起特别的注意。PneuWave泵是一款高性能的气压泵，具有流量传感和可追溯性。而且，这一切都是电动的！
微流体输送泵的新时代
内部压缩机对流体容器加压，导致流体从容器内流出。内部流量传感器测量通路上的流体流量。压力和流量数据由板载微处理器监控，微处理器在需要时会自动对压力系统进行调整。
PneuWave气压泵对流体容器加压，容器的体积范围可以从几个μL到大于1 L，容器采用安静、集成的微型压力调节系统加压。一旦容器加压，容器内的流体流入管道。在线流量传感器测量实际的流量。当在流量控制模式下操作时，流量传感器和压缩机调节系统都与微处理器连续通信。基于流量传感器读数，微处理器向压缩机调节系统发送命令，允许以nL分辨率进行高度精确的流量控制。通过这种方式，可以实现可编程的流动剖面。或者，PneuWave气压泵可以在压力控制模式下工作，其中压缩机调节系统设置在用户定义的值，并且不再进行基于流量传感器读数的任何调节。在流量控制模式和压力控制模式下记录流量和压力。
包含在PneuWave气压泵中：
l 集成内部流量传感器
l 集成内部压力传感器
l 集成内部压力调节系统
l 集成内部板载微处理器
l 超过用户定义的Z大压力时安全关闭
l 可选使用外部气源供应
l Falcon导管的压力帽
l PC软件
l LabVIEW VI
l 前面板显示控制
l 可在板上存储多个校准
PneuWave气压泵的可选件：
l 各种压力帽
l 压力室
l 导管/适配器/联合接头
l 带集成驱动电子设备的液体隔离阀
l 用于模拟输出，触发和报警的I/O模块
l 用于生成不同液体校准的软件
主要特点
l 内置一个安静的压缩机 – 全电动！无需外部压缩机！
l 精确、准确的流体流量控制
l 纳升分辨率
l 基于气动模式，带集成流量传感器的闭环
l 无脉冲流动
l 响应时间快，稳定性好
l 无限制的流体储液池容积
l 通过用户友好的控制软件实现可编程的流体输送
l 可以通过前显示器或PC软件（独立和LabVIEW）进行操作
l 可配置1到8个通道
l 独立控制或与PC同步
l 可以在流速或压力控制模式下运行
l 可以存储多个校准，以便对不同液体进行精确的流速控制
l 低死体积的流体路径
l 兼容多种化学品
l 高性能
l 非常适用于微流体应用
l 可选的扩展I/O功能
流量规格参数
Nano
Micro
Milli
Milli + 5
流量范围
0–7000 nL/min
0–50 μL/min
0–1100 μL/min
0–5.0 mL/min
标准校准流量范围
20–7000 nL/min
0.1–50 μL/min
10–1100 μL/min
0.2–5.0 mL/min
精度低于满量程（满量程的百分比）
0.3%
0.15%
0.2%
0.2%
满量程以下的重复性（满量程的百分比）
0.05%
0.01%
0.02%
0.02%
流量检测响应时间
40 ms
流量稳定性
低至0.1% CV*
工作温度
10到50℃
流体连接器类型
UNF 1/4 – 28 Flat Bottom
流量传感器材料
Quartz Glass, PEEK, Teflon, Tefzel
硼硅酸盐玻璃，PEEK, Teflon, Tefzel
流量传感器内径
150μm
430μm
1.0 mm
1.8 mm
流量传感器内部容积
1.5 μL
5.1μL
< 30μL
< 90μL
*相对于流体类型、导管和系统设置
想要更多了解微流控气压泵PneuWave的详细详细，请查看链接：http://www.yiqi.com/zt10926/product_294731.html
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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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