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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410796734.5 (22)申请日 2014.12.19 H01H 35/14(2006.01) (71)申请人 南京理工大学 地址 210094 江苏省南京市孝陵卫 200 号 (72)发明人 聂伟荣 黄刘 唐志成 (74)专利代理机构 南京理工大学专利中心 32203 代理人 朱显国 (54) 发明名称 基于连通器原理的微流体惯性开关 (57) 摘要 本发明公开了一种基于连通器原理的微流体 惯性开关， 包括盖板、 基板、 电极和导电溶液， 当微 流体惯性开关所受到惯性过载大于毛细阀的阀值 时， 导电溶液突破毛细阀， 与电极接。
2、触， 使开关导 通。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104465215 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104465215 A 1/1 页 2 1. 一种基于连通器原理的微流体惯性开关， 其特征在于， 由盖板 (1)、 基板 (2) 和电极 (3) 构成， 所述基板 (2) 的底面上开有两个 U 型微槽， 两个 U 型微槽至少一对端部相连通， 盖板 (1) 的上表面附着有一对电极 (3)， 盖板 (1) 的上表面与基板 (2) 的底面密封连 接， 基板 (2。
3、) 底面上开有的 U 型微槽与盖板 (1) 之间围成的腔体构成微通道， 两个 U 型微槽 端部连接处构成毛细阀， 毛细阀将微通道分为两部分， 一侧微通道内填充有导电溶液 (4)， 另一侧没有填充导电溶液 (4) 的微通道内伸入一 对电极 (3)， 电极 (3) 伸入的一侧微通道内抽为真空或冲入空气。 2.根据权利要求1所述的基于连通器原理的微流体惯性开关， 其特征在于， 基板(2)底 部开有的两个 U 型微槽的两对端部分别连通， 电极 (3) 伸入的一侧微通道内充入空气。 3.根据权利要求1所述的基于连通器原理的微流体惯性开关， 其特征在于， 基板(2)底 部开有的两个 U 型微槽的只有一对端。
4、部连通， 电极 (3) 伸入的一侧微通道内抽为真空。 4.根据权利要求2所述的基于连通器原理的微流体惯性开关， 其特征在于， 两个U型微 槽端部连接处构成的两个毛细阀在其敏感方向上有高度差， 距离电极近的毛细阀的高度比 远离电极的毛细阀的高度低。 5.根据权利要求1或4所述的连通器原理的微流体惯性开关， 其特征在于， 导电溶液为 无毒导电溶液 (4)。 权 利 要 求 书 CN 104465215 A 2 1/3 页 3 基于连通器原理的微流体惯性开关 技术领域 0001 本发明属于开关技术领域， 具体涉及一种基于连通器原理的微流体惯性开关。 背景技术 0002 现有技术中的微流体惯性开关一般。
5、是通过工作流体与接触电极接触使开关导通， 或者利用工作流体的介电常数差异来改变电极间的电容， 并连接外部分辨电路来输出开关 信号。目前出现的微流体惯性开关多为直线式结构， 即整个工作流体的运动方向与开关的 敏感方向相同， 工作流体在运动过程中无法得到可靠的防止工作流体分离的压力作用。当 所受惯性过载较大时， 工作流体即发生分离， 所以以往的微流体惯性开关不能实现较大的 导通阈值。 发明内容 0003 本发明解决的问题是， 解决了当所受惯性过载较大时， 工作流体发生分离， 导致开 关不能实现较大导通阀值的情况。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明提出一种基于连通器原理的微流体惯性开关， 包。
6、 括盖板、 基板和电极， 所述基板的底面上开有两个 U 型微槽， 两个 U 型微槽至少一个端部相 连通， 0005 盖板的上表面附着有一对电极， 盖板的上表面与基板的底面密封连接， 基板底面 上开有的 U 型微槽与盖板之间围成的腔体构成微通道， 两个 U 型微槽端部连接处构成毛细 阀， 毛细阀将微通道分为两部分， 0006 一侧微通道内填充有导电溶液， 另一侧没有填充导电溶液的微通道内伸入一对电 极， 电极伸入的一侧微通道内抽为真空或冲入空气。 0007 基板底部开有的两个 U 型微槽的两对端部分别连通， 电极伸入的一侧微通道内充 入空气。 0008 基板底部开有的两个 U 型微槽的只有一对端。
7、部连通， 电极伸入的一侧微通道内抽 为真空。 0009 两个 U 型微槽端部连接处构成的两个毛细阀在其敏感方向上有高度差， 距离电极 近的毛细阀的高度比远离电极的毛细阀的高度低。 0010 导电溶液为无毒导电溶液。 0011 本发明与现有技术相比， 其显著优点在于 ： 0012 (1) 本发明一种基于连通器原理的微流体惯性开关采用连通器原理， 有效的克服 以往的微流体惯性开关受高惯性过载作用时， 工作流体易分离的缺点， 可以使微流体惯性 开关获得更高的加速度阈值。 0013 (2) 本发明一种基于连通器原理的微流体惯性开关结构简单， 易于制造， 且成本 低。 0014 (3) 本发明一种基于连。
8、通器原理的微流体惯性开关采用无毒导电溶液， 有效降低 说 明 书 CN 104465215 A 3 2/3 页 4 污染。 附图说明 0015 图 1 是本发明一种基于连通器原理的微流体惯性开关的主视图。 0016 图 2 是本发明一种基于连通器原理的微流体惯性开关的 B-B 面剖视图。 0017 图 3 是本发明一种基于连通器原理的微流体惯性开关的 A-A 面剖视图。 具体实施方式 0018 实施例 1 ： 0019 如图 1 所示， 一种基于连通器原理的微流体惯性开关， 由盖板 1、 基板 2 和电极 3 构成， 基板 2 的底面上开有两个 U 型微槽， 两个 U 型微槽的两对端部分别连通。
9、， 两个 U 型槽 的两对端部连通处的槽径减小， 盖板 1 的上表面附着有一对电极 3， 盖板 1 的上表面与基板 2 的底面密封连接， 基板 2 底面上开有的 U 型槽与盖板 1 之间围成的腔体构成微通道， 两个 U 型微槽端部连接处构成毛细阀， 两个毛细阀在其敏感方向上有高度差， 毛细阀将微通道分 为两部分， 一侧微通道内填充有无毒导电溶液 4， 另一侧没有填充导电溶液 4 的微通道内伸 入一对电极， 电极伸入的一侧微通道内充入空气。 0020 当惯性开关受其敏感方向惯性载荷作用时， 无毒的导电溶液会流过毛细阀流入伸 入电极一侧的微通道内， 与电极接触， 使开关导通。 0021 盖板 1 。
10、的上表面附着的一对电极 3 的制作工艺为 ： 0022 第一步 ： 在盖板上表面溅射一层金属 Au。 0023 第二步 ： 在金属 Au 涂层上旋涂一层光刻胶。 0024 第三步 ： 使用光刻技术在盖板的光刻胶涂层上雕刻出电极结构。 0025 第四步 ： 使用显影技术去除盖板上电极结构以外的光刻胶涂层。 0026 第五步 ： 使用王水刻蚀除盖板上电极结构以外的金属 Au 涂层。 0027 第六步 ： 煮胶去除电极结构上的光刻胶涂层。 0028 实施例 2 ： 0029 一种基于连通器原理的微流体惯性开关， 由盖板1、 基板2和电极3构成， 基板2的 底面上开有两个 U 型微槽， 两个 U 型微。
11、槽的一对端部连通， 另一对端部分离， 两个 U 型槽的 连通处的端部槽径减小， 盖板 1 的上表面附着有一对电极 3， 盖板 1 的上表面与基板 2 的底 面密封连接， 基板 2 底面上开有的 U 型槽与盖板 1 之间围成的腔体构成微通道， 两个 U 型微 槽端部连接处构成毛细阀， 毛细阀将微通道分为两部分， 一侧微通道内填充有无毒导电溶 液 4， 另一侧没有填充导电溶液 4 的微通道内伸入一对电极， 电极设置的位置靠近毛细阀， 电极伸入的一侧微通道内抽成真空。 0030 当惯性开关受其敏感方向惯性载荷作用时， 无毒的导电溶液会流过毛细阀流入伸 入电极一侧的微通道内， 与电极接触， 使开关导通。
12、。 0031 盖板 1 的上表面附着的一对电极 3 的制作工艺为 ： 0032 第一步 ： 在盖板上表面溅射一层金属 Au。 0033 第二步 ： 在金属 Au 涂层上旋涂一层光刻胶。 0034 第三步 ： 使用光刻技术在盖板的光刻胶涂层上雕刻出电极结构。 说 明 书 CN 104465215 A 4 3/3 页 5 0035 第四步 ： 使用显影技术去除盖板上电极结构以外的光刻胶涂层。 0036 第五步 ： 使用王水刻蚀除盖板上电极结构以外的金属 Au 涂层。 0037 第六步 ： 煮胶去除电极结构上的光刻胶涂层。 说 明 书 CN 104465215 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104465215 A 6 。