气动阀控微液滴产生系统的优化

简介

为了提升气动阀控微液滴产生系统的液滴产生频率,研究了腔体结构和电磁阀控制对系统最高稳定液滴产生频率的影响.该系统主要部件包括腔体、腔体底部微米直径喷嘴、以高速电磁阀和放气管为核心的气路,以及液滴拍照装置.该系统利用高速电磁阀短暂导通在储液腔内产生气体压强脉冲,迫使储液腔内液体从喷嘴喷出,形成微液滴;气体随后经放气管排出,恢复储液腔内气压平衡.研究发现,缩小储液腔体体积和缩小电磁阀开启电压脉冲宽度,可以大幅度提高该系统最高稳定液滴产生频率.基于优化后的微液滴产生系统,研究了不同液滴产生频率下液滴速度.液滴初速度具有随液滴产生频率增加而加快的趋势,但是伴有较大的非单调涨落.随着电磁阀开启电压脉冲宽度的缩短,液滴直径有较大幅度的缩小,可有效提高该系统用于样品施加的控制精度.