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微流控系统里的响应性
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- 发布时间：2019-12-10 16:04
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微流控系统里的响应性
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响应性（Responsiveness）通常指功能单元或系统在给定时间内完成指定任务的特定能力。微流控系统里的响应性可定义为：系统流体管路中的压力或流量达到需求值所花的时间，可通过以下三个“时间”来描述微流控系统的响应性：
1.响应时间（Response time）
2.上升时间（Rising time）
3.稳定时间（Settling time）
响应时间（Response time）
微流控系统中，响应时间是指从发送指令开始，至流体开始发生“动作”所持续的时间。系统响应时间越短越好，在如泵、阀等硬件组件中，其电气或机械响应时间应足够的短，以尽可能的降低系统响应时间。
上升时间（Rising time）
在微流控中，上升时间是指系统将流量从设定值的百分之10调至百分之90（有时为百分之95）所需的时间，它反映了系统调节其流量的快慢程度。有的系统可能具有较好的色的响应时间和上升时间，但直到压力或流量稳定之间，其波动较大，如：高流阻的注射泵，控制算法不完善的压力泵。
稳定时间（Settling time）
在微流控系统中，稳定时间通常定义为：系统管路流量达到需求值并保持在±百分之5的误差范围内所需的时间，它反映了系统将流量稳定在设定值附近的快慢程度，稳定时间包括响应时间、上升时间和将值稳定在误差范围内的时间三个部分。
响应性越好的微流控系统，越能保证实验较好的精度，节省时间和试剂。微流体泵类产品中，Fluigent压力泵与其他技术的泵相比，具有良好的响应性，特别适合与如液滴之类的对流量有高精度要求的应用。下图展示了一种高精度注射泵和Fluigent压力泵的响应性对比。
如何提高微流控系统中的响应性
在不更换硬件设备的前提下，微流控系统的响应性主要受响应时间的影响，而响应时间会受流阻与管路收缩（管路收缩将增加流阻，尤其在使用带有弹性的PDMS芯片时）的影响而导致响应延迟。可以这样理解：系统在响应之前，需要将“能量”积累至一定值，如果流阻越大，所需积累“能量”的时间就越长，响应时间也就越长。
因此，要提高系统响应性，好的策略就是使用非常短且刚性毛细管；在使用压力泵时，使用体积较小的储液池，可减少被压缩空气的体积，也能在一定程度上提高系统的响应性。
