识别流体路径位置的五分时时彩方法和设备与流程

文档序号:19185278发布日期:2019-11-20 01:25
相关申请的交叉引用本申请要求2017年4月6日提交的美国临时申请号62/482,397的优先权,该美国临时申请特此通过引用被全部并入本文。背景微流体学是一个不断发展的领域,在该领域中,低体积(通常为亚毫米级)的流体被处理、控制和/或测量以执行各种工程和科学任务。这些任务可能包括电信和计算机行业的多路复用、卫生和制药行业的高通量测序等。许多微流体装置,例如用于基因测序的微流体装置,可以包括内部旋转选择阀和多个内部流体通道。旋转阀应与每个通道对准,以便选择流过通道的多种试剂中的任何一种。为了降低这些微流体装置的成本,它们在大规模批量制造过程中生产。然而,在某些情况下,这种微流体装置的大规模批量制造可能会导致装置与装置之间的差异,这应该加以考虑。这种变化可以通过注射成型、手动组装、正常部件公差等引入。这些变化可能导致诸如旋转阀与通道不正确对准、通道端口尺寸变化、不希望的流体泄漏路径、通道内不希望的流体阻塞、旋转阀的不可接受的大迟滞等问题。旋转阀与通道端口对准的目视检查是对这种批量生产的微流体装置进行质量检查的现有五分时时彩方法。然而,在某些情况下,这限制了微流体装置的结构,因为它们必须被设计成透明或半透明以用于目视检查,或者它们必须被设计成具有足够的内部间隙以允许光学仪器的插入。这种光学仪器可以包括照相机、激光器或类似物,以使用户能够视觉验证旋转阀与通道端口的对准。此外,一些微流体装置中涉及的技术使得这种光学验证很难、甚至不可能进行。这种微流体装置通常是不透明的,并且包括阻止光进入需要检查或测试的部件的结构。因此,需要一种测试旋转阀在不透明微流体装置中与通道对准的设备和五分时时彩方法,其没有光进入,很少或者甚至不使用光学测量或光学仪器。还需要能够针对其它问题来测试大规模生产的微流体装置,例如:通道端口尺寸的变化、不期望的流体泄漏路径、通道内不期望的流体阻塞、旋转阀的不可接受的大迟滞等。简要描述本公开通过提供一种流体参数测试系统的五分时时彩方法和设备来测试大规模生产的不透明微流体装置中旋转阀与流体通道的对准,提供了优于现有技术的优点和替代方案。此外,测试系统可以测试诸如通道的端口尺寸变化、不期望的流体泄漏路径、通道内不期望的流体阻塞、旋转阀的不可接受的大迟滞等问题。这里提供的示例包括微流体装置测试系统及其制造五分时时彩方法。更具体地,本文提供的示例包括识别微流体装置内流体路径位置的五分时时彩方法和设备。根据本公开的一个或多个方面的五分时时彩方法包括将微流体装置接合到流体参数测试系统。微流体装置具有内部旋转阀和内部流体通道。每个通道具有带有预定端口位置的端口,旋转阀将对准该预定端口位置,以便选择流过通道的多种试剂中的任何一种。经由测试系统将旋转阀旋转到旋转阀的多个旋转阀位置。在每个旋转阀位置测量微流体装置的流体参数。流体参数相对于旋转阀位置进行映射。根据映射确定旋转阀是否与每个预定端口位置对准以使试剂流过通道。根据本公开的一个或多个方面的另一种五分时时彩方法包括将微流体装置接合到气压测试系统和质量流量测试系统中的一个。微流体装置具有内部旋转阀和内部流体通道。每个通道具有带有预定端口位置的端口,旋转阀将对准该预定端口位置,以便选择流过通道的多种试剂中的任何一种。经由测试系统将旋转阀旋转到旋转阀的多个旋转阀位置。在每个旋转阀位置测量微流体装置的气压和质量流量中的一个。相对于旋转阀位置映射气压和质量流量中的一个。根据映射确定旋转阀是否与每个预定端口位置对准以使试剂流过通道。根据本公开的一个或多个方面的流体参数测试系统包括旋转阀控制器系统,以将待测试的微流体装置的内部旋转阀旋转到旋转阀的多个旋转阀位置。流体参数测试系统还包括流体参数公开和传感系统,以:在每个旋转阀位置将流体参数引入微流体装置,不使用光学仪器而测量每个旋转阀位置的流体参数,以及相对于旋转阀位置映射流体参数。附图说明根据以下结合附图进行的详细说明,本公开将被更充分地理解,其中:图1a是根据本文描述的一个示例的不透明微流体装置的简化透视图,该装置具有旋转阀和多个带有通道端口的微流体通道;图1b是沿着1b-1b线截取的图1a的示例装置的内部剖视图;图2是根据本文描述的一个示例的用于测试图1a和1b的微流体装置的微流体测试系统的简化透视图;图3是根据本文描述的一个示例的包括在图2的示例性微流体测试系统中的旋转阀控制器系统的分解透视图;图4a是根据本文描述的一个示例的包括在图2的微流体测试系统中的流体参数应用和传感系统的分解透视前视图;图4b是根据本文描述的一个示例的图4a的流体参数应用和传感系统的分解透视后视图;图5a是根据本文描述的一个示例的没有不希望的异常的流体装置的压力相较于旋转阀角位置的图表;图5b是根据本文描述的一个示例的具有单个堵塞的通道端口的流体装置的压力相较于旋转阀角位置的图表;图5c是根据本文描述的一个示例的流体装置的压力相较于旋转阀角位置的图表,其中旋转阀没有很好地密封到流体装置的外壳;图6a是根据本文描述的一个示例的图5a的流体装置的压力变化率相较于旋转阀角位置的图表;图6b是根据本文描述的一个示例的图5b的流体装置的压力变化率相较于旋转阀角位置的图表;图6c是根据本文描述的一个示例的图5c的流体装置的压力变化率相较于旋转阀角位置的图表;图7是根据本文描述的一个示例的没有不希望的异常的流体装置的质量流量相较于旋转阀角位置的图表;图8是根据本文描述的一个示例的微流体装置的泄漏和阻塞的数字映射的线性视图的示例的图表;图9是根据本文描述的一个示例的微流体装置的数字迟滞映射的扩展线性视图的示例的图表;和图10是根据本文描述的一个示例的微流体装置的数字迟滞映射的360度旋转视图的示例的图表。详细描述现在将描述一些示例,以提供对本文公开的五分时时彩方法、系统和装置的结构、功能、制造和使用的原理的总体理解。附图中示出了一个或多个示例。本领域技术人员将理解,这里具体描述并在附图中示出的五分时时彩方法、系统和装置是非限制性示例,并且本公开的范围仅由权利要求限定。结合一个示例示出或描述的特征可以与其他示例的特征相组合。这样的修改和变化旨在包括在本公开的范围之内。术语“基本上”、“近似”、“大约”、“相对”或在整个本公开(包括权利要求)中可能使用的其他这样的类似术语用于描述和解释小的波动,例如由于处理过程中的变化而引起的波动。例如,它们可以指小于或等于±10%,比如小于或等于±5%,比如小于或等于±2%,比如小于或等于±1%,比如小于或等于±0.5%,比如小于或等于±0.2%,比如小于或等于±0.1%,比如小于或等于±0.05%。图1a和1b示出了具有多个内部微流体通道38和内部旋转选择阀20的不透明微流体装置10的示例。图2-9示出了根据本文所述的一个或多个示例的利用流体参数测试系统100测试微流体装置10的五分时时彩方法和设备的各种示例。参考图1a,示出了微流体装置10的透视图的示例。微流体装置10可以在大规模批量制造过程中制造。此外,装置10被认为是不透明的,因为它没有用便于目视检查的透明或半透明的材料制造,并且装置10不被设计成具有允许光学仪器插入装置10中以用于光学观察和/或目视检查的目的的内部部件间隙。微流体装置(或盒(cartridge))10具有盒状外部外壳12。外壳12具有大约6英寸的长度l、大约4英寸的宽度w和大约2英寸的深度d。外壳12包括位于外壳12顶端处的进-出端口14和居中地设置在外壳12内的凹进部分16。凹进部分16的尺寸允许旋转阀20的可旋转的外键控部(rotatableouterkeyedportion)18经过其突出。键控部18可以机械地联接到马达轴,并沿顺时针或逆时针方向旋转360度。参考图1b,呈现了沿着1b-1b切割线截取的图1a的不透明微流体装置10的内部剖视图。旋转阀20具有固定到可旋转的外键控部18的内部阀主体22。阀主体22包括位于中心的旋转阀出口26,当键控部18旋转时,阀主体22绕该出口枢转。进-出端口14和阀出口26通过进-出通路30以开放的流体连通方式连接。阀主体22还包括可移动的阀入口端口24,阀入口端口24设置在阀主体22的远端,与出口阀26相距第一径向距离32。阀入口端口24和阀出口26通过中央阀通路28以开放的流体连通方式相互连接。当阀主体22绕阀出口26枢转时,它使阀入口端口24通过以顺时针或逆时针方向旋转360度而摆动。微流体装置10还包括多个可再填充的流体井(fluidwells)34,这些流体井34在内部围绕装置10的周边设置,与出口阀26相距第二径向距离36。第二径向距离36大于第一径向距离32。流体井34被设计成包含可用于各种科学或工程任务的各种流体试剂,例如dna序列。在该示例中,流体井34可各自包含大约0.1毫升(ml)至大约5ml的流体试剂。在该特定示例中,总共有二十三(23)个井34。井34与进-出端口14一起各自围绕装置10的周边以相等的间隔角42间隔开,每个间隔角42为十五(15)度。内部流体通道38从每个流体井34朝着位于中心的阀出口26径向向内延伸。每个通道38包括通道端口40,通道端口40在预定端口位置处终止通道38的远端,所述预定端口位置位于距阀出口26的固定径向距离32处。有23个通道端口40对应于设置在装置10内的23个井34和23个通道38。在该特定示例中,通道端口40的端口位置也各自以15度的间隔角42等分间隔开。因此,端口40围绕阀出口26形成半径等于径向距离32的圆。在操作期间,旋转阀20的可旋转键控部18由马达或其他类似的机械装置旋转,以将阀入口端口24与通道端口40的任何一个预定端口位置对准,从而选择位于井34中的多种试剂中的任何一种。本公开中的术语“对准(align)”或“对准(alignment)”包括完全对准和具有相对小的、不显著的偏差量/未对准量(例如≤5%)的对准。一旦对准,选定的试剂(未示出)将从选定的井34通过通道38、旋转阀20的入口端口24和出口26、进-出通道30且从进-出端口14流出(例如,通过压差或类似方式)。然而,在一些示例中,由于大规模批量制造过程中所涉及的变化,例如注射成型、手动组装等,端口40的位置在不同装置之间会有变化。因此,在制造过程的质量控制测试阶段,需要确认旋转阀20与每个不透明微流体装置10的每个端口40对准。此外,非常需要对其他类型的装置到装置的变化的测试和考虑(account),比如旋转阀20从顺时针到逆时针旋转的迟滞程度、通道端口40的尺寸变化、堵塞的通道38、不希望的阻塞、不希望的泄漏路径等。参考图2,示出了根据本文描述的一个示例的用于在不透明微流体装置10上执行这种前文提及的测试的流体参数测试系统100的示例的简化透视图。测试系统100包括旋转阀控制器系统102和流体参数公开和传感系统104。在该特定示例中,控制器系统102和传感系统104被包装为两个独立的模块。也就是说,控制器系统102被包装为控制器模块102,并且传感系统104被包装为传感模块104。注意,控制器系统102和传感系统104可以以几种其他合适的方式包装。例如,系统102、104可以被包装为独立的单个模块,可以被结合到更大的系统中,或者可以被包装成多于两个模块。旋转阀控制器系统102能够直接控制流体装置10的旋转阀20,流体装置10安装在控制器系统102内。控制器系统是可操作的,以便以离散的角度增量203旋转该旋转阀20(在图8中最佳可见),其中每个增量对应于旋转阀20的预定旋转阀位置。可选择地,控制器系统102可操作,以连续旋转该旋转阀通过每个旋转阀位置。流体参数公开和传感系统104被设计成在每个旋转阀位置将流体参数导入微流体装置10中。然后在每个旋转阀位置测量流体参数,最少或者在某些情况下甚至不使用光学仪器,例如照相机、激光器、用户的视觉观察等。传感系统104然后相对于旋转阀位置映射流体参数。根据该映射,可以确定旋转阀20是否与端口40的每个端口位置对准,以使试剂流过通道38。本文为了清楚起见,重要的是要注意,用于测试微流体装置10的流体参数不会随着旋转阀位置的改变而改变。相反,流体参数的量值可以随着旋转阀旋转经过微流体装置10内的泄漏路径和阻塞部而改变,但是流体参数本身不会改变。因此,在多个旋转阀位置感应、测量和/或映射流体参数就是指在多个旋转阀位置感应、测量和/或映射流体参数的量值。例如,可以在五个旋转阀位置上感应气压的单个流体参数,其中当旋转阀旋转通过每个位置时,该单个流体参数循序地被测量为具有1psi、10psi、3psi、9psi和2psi的量值。一旦被测量,单个流体参数可以以气压相较于角位置的图表的形式被映射,其中该单个流体参数的五个测量量值针对每个对应的角度被标绘(plot)。同样重要的是要注意,对应于旋转阀20的旋转阀位置的增量203可以由测试系统100的用户确定大小和限定。在该特定示例中,增量的大小分别为0.56度。当旋转阀在其整个360度范围内旋转时,它通过大约643个增量转位(index),643个增量对应于643个不同的旋转阀位置。同样重要的是要注意,如果旋转阀连续旋转,而不是以离散增量203旋转,则测量的旋转阀位置仍然可以由测试系统100的用户确定尺寸和限定。任何相邻测量的旋转阀位置之间的角距离仅受系统100用来收集测量值的数据采集系统的采样率的限制。这样,当旋转阀连续旋转时,相邻的测量的旋转阀位置之间的角距离可以将尺寸设置成至少与离散角度增量203一样小,并且可能小得多。旋转阀20没有简单地从一个通道端口40转位到下一个通道端口40,其中可能有20到40个通道端口40。这是因为在一些示例中,用户想要表示旋转阀的整个接口平面的特征,而不仅仅是端口40所在的位置。因此,与端口40的角宽205a、205b相比(图8中最佳可见),增量203的角宽和/或测量的旋转阀位置之间的角距离可能较小(例如,小于或等于约10%)。通过使增量203和/或测量的旋转阀位置相对于通道端口40的角宽205较小,测试系统100的分辨率使得用户可以确定端口40是否大于或小于预期、端口40之间的空隙是否成为泄漏路径和装置10的其他特征和/或异常。测试系统100可以被设计成以任意数量的流体参数或流体参数的组合来操作。例如,流体参数测试系统100可以以诸如压差、压力变化率、质量流量、质量流量变化率或类似参数的流体参数来操作。另外,流体参数可以通过诸如空气、氮气、油、水或诸如此类的流体引入微流体装置中。然而,在以下示例中,流体参数测试系统100将被描述为气压测试系统100或质量流量测试系统100,其中用于进行测试的特定流体参数分别是气压或质量流量。这样,当流体参数是气压(例如,以磅每平方英寸表压(psi)为单位的气压)时,流体参数应用和传感系统104在这里可以被称为气压应用和传感系统104,或者当流体参数是质量流量(例如,以标准立方厘米(sccm)为单位的空气质量流量)时,流体参数应用和传感系统104被称为质量流量应用和传感系统104。如在此将更详细解释的,加压空气源106(例如车间空气、气泵、大储气罐或诸如此类)通过管道108供给到调节器110,调节器110向传感系统104的入口112提供相对恒定的气压源(例如,恒定到正或负约10%或更小)。然后,传感系统104使得特定质量流量和压力的空气能够通过管道114计量到被测试的装置10,管道114从传感系统104的出口116连接到装置10的进-出端口14。参考图3,呈现了旋转阀控制器系统102的示例的分解透视图。控制器系统102包括长方形基板118。基板118包括位于中央的凹进部分120,凹进部分120的尺寸被设置成允许微流体装置10安装在其中。一个或多个扣紧物(clasp)122用于在测试期间将装置10固定在凹进部分120内。控制器系统102还包括安装到顶板126的马达124,例如步进马达、伺服马达或诸如此类。顶板126通过一组间隔物128与基板118隔开。马达124包括延伸穿过马达124的后端和前端的马达轴130。轴130从马达124的前端出来,延伸穿过顶板126并接合旋转阀接口支架132。旋转阀接口支架132还与旋转阀20的键控部18接合,该键控部18穿过被测装置10突出。接口支架132将旋转阀20机械联接到马达轴130。另外,接口支架132可以容易地被修改以将具有各种旋转阀20的各种不同的微流体装置10固定到马达轴130。从马达124的后端出来之后,轴与编码器133接合。编码器向最终用户和控制板156(图4a和4b最佳可见)提供马达轴的位置信息。压缸134设置在顶板126和接口支架132之间。压缸134确保施加预定量的力来将接口支架132压缩和密封到被测试的旋转阀20。参考图4a和4b,呈现了流体参数应用和传感系统104的示例的分解透视前视图(图4a)和后视图(图4b)。如先前参考图2所述,在该示例中,当用于进行测试的流体参数是气压时,传感系统104是气压应用和传感系统104,且当用于进行测试的流体参数是空气质量流量时,传感系统104是质量流量应用和传感系统。参考图4a,车间空气106(或其他合适的加压空气源)被供给到调节器110中,在调节器110中,气压被向下调节并保持相对恒定(例如,恒定到正或负大约10%或更小)。气压可以被调节以满足应用测试要求。该示例的压力范围可以在10psi和20psi之间,其可以保持在其调节值的正或负约10%或更小的范围内相对恒定。气压通过管道(例如teflontm管道或类似管道)被供应到传感系统104的入口112。(teflontm是美国特拉华州威尔明顿的chemours公司的注册商标。)传感系统104的入口112是安装到传感系统壳体158的双位(twoposition)空气开关阀136的入口。空气开关阀136由马达137操作,马达137也安装在壳体158中。开关阀可以在入口112端在打开和关闭位置之间切换阀136。空气开关阀136也向开关阀出口端138供给。开关阀出口138通过管道140(例如teflontm管道或类似管道)连接到可调节小容积气室144的气室入口142,该气室入口142置于流体歧管146中。流体歧管146刚性安装到壳体158中。根据应用,可调节气室144被设计成容纳各种特定的小体积空气,以被计量到被测试的装置10。例如,气室144可以具有封闭部分(未示出),该封闭部分可以容纳不同长度的管道,从而容纳不同容积的管道。可选地,气室144可以具有能够容纳各种体积的模块(未示出)的壳体。该示例的空气体积范围可以在25微升至100微升之间。参照图4b,气室144还包括从歧管146后部突出出来的气室出口148。气室出口148通过管道150(也称为teflontm管道或类似管道)连接到传感器入口端口152,传感器入口端口152也设置在歧管146的后部上。传感器入口端口152将空气流和压力导入压力传感器或质量流量传感器154,压力传感器或质量流量传感器154也安装到歧管146。如果传感器154是压力传感器,则它可以是能够根据装置10的测试要求来测量压力或压力变化的各种公知类型的压力传感器或压力转换器中的任何一种。如果传感器154是质量流量传感器,则它也可以是能够根据装置10的测试要求测量空气质量流量或空气质量流量的变化率的各种公知类型的质量流量传感器或质量流量转换器中的任何一种。在气压测试系统100的一个示例中,压力传感器可以是霍尼韦尔(honeywell)公司的零件号为px2am1xx100pschx的压力传感器。回到图4a,入口端口152和传感器154并联连接到歧管的出口116,该出口也是传感系统104的出口。出口116设置在歧管146的前面,并通过管道114(也可以是teflontm管道或类似管道)连接到安装在控制器系统102中的装置10的进-出通路14。控制板156也安装在壳体158中。控制板156用于控制控制器系统102和传感系统104两者的功能,并且包括在此被认为是系统102和104的一部分的系统和/或控制器。例如,控制板156包括用于步进(或伺服)马达124的马达控制系统(未示出),该马达控制系统被认为是控制器系统102的一部分。用于马达124的马达控制系统从编码器133接收马达轴130的位置信息。基于编码器133的位置信息,马达控制系统可操作地发送由用户指定的位置控制命令,以旋转马达轴130,使得马达轴旋转旋转阀120。在气压测试系统100的示例中,旋转阀20可以以离散的角度增量203(在图8中最佳可见)旋转到旋转阀位置中的任何一个旋转阀位置。可选地,在质量流量测试系统100的示例中,旋转阀20可以连续地而不是以离散的增量旋转到待测量的各种旋转阀位置。同样举例来说,控制板156包括用于马达137的马达控制系统(未示出),该马达控制系统被认为是传感系统104的一部分。用于马达137的马达控制系统可以向马达137发送命令,以将空气开关阀136从打开位置切换到关闭位置。此外,控制板156可以感测和处理来自传感器154的信号,传感器154也被认为是传感系统104的一部分。在操作期间,控制器系统102的步进马达或伺服马达124从控制板156接收用户指定的命令。步进马达124以指定的旋转加速度和速度旋转到命令位置,而编码器133向控制板156提供回实时位置信息。在一些示例中,马达124将以离散的角度增量旋转旋转阀20的阀入口端口24,或者以顺时针或逆时针方向连续旋转360度。在该示例中,气压测试系统100的位置角度增量的大小设置为0.56度,但是根据应用,可以使用任意数量的其他角度增量大小。例如,角度增量的大小可以设置为0.056增量或更小。每个角度增量与旋转阀20的入口端口24的预定旋转阀位置相对应。在质量流量测试系统100的示例中,待测量的相邻旋转阀位置之间的角距离可能甚至小于离散增量203。在气压测试系统100的示例中,在每个旋转阀位置,控制板156命令马达137将空气开关阀136切换到打开位置。在其打开位置,空气开关阀136打开从压力调节空气源106到可调节气室144的流体连通,以将室144加压到预定的气压,例如11磅/平方英寸表压(即11psi)。一旦达到预定气压,控制板156命令空气开关阀136切换到其关闭位置。在其关闭位置,空气开关阀136关闭从空气源106到室144的流体连通。压力传感器154然后测量气室144中的压力,以确定是否有气压释放(这可以指示泄漏路径)或者压力是否保持(这可以指示密封或阻塞)。然后,来自压力传感器154的所测量的气压数据被系统100存储和处理,以便相对于旋转阀位置映射气压测量值(或者其他流体参数测量值,如果使用的是除气压之外的其他流体参数)。一旦测量到特定旋转阀位置的数据,则控制器系统102将旋转阀20旋转另一角度增量到相邻旋转阀位置,以再次开始循环。该过程可以持续以通过360度旋转提供气压测量值相较于旋转阀位置的映射。根据映射,系统100可以处理数据,以确定旋转阀20的阀入口端口24是否与每个已知的通道端口位置40对准,从而允许试剂流过微流体装置10的通道38。在质量流量测试系统100的示例中,当旋转阀20连续旋转通过每个旋转阀位置并且优选地通过旋转阀的360度范围时,控制板156命令马达137将空气开关阀136保持在其打开位置。在其打开位置,空气开关阀136打开从压力调节空气源106到质量流量传感器154的流体连通,以将传感器154加压到预定的气压,例如8磅/平方英寸表压(即8psi)。然后,压力传感器154测量气室144中的空气质量流量,以确定是否存在等于或大于第一泄漏流量阈值(其可指示泄漏路径)的质量流量,或者质量流量是否等于或小于第二无泄漏流量阈值(其可指示密封或阻塞)。然后,来自质量流量传感器154的测量质量流量数据被系统100存储和处理,以便相对于旋转阀位置映射质量流量测量值。当测量特定旋转阀位置的数据时,控制器系统102将旋转阀20连续旋转至相邻的旋转阀位置,该位置由应用限定。该过程持续以通过360度旋转提供空气质量流量测量值相较于旋转阀位置的映射。根据映射,系统100可以处理数据,以确定旋转阀20的阀入口端口24是否与每个已知的通道端口位置40对准,从而允许试剂流过微流体装置10的通道38。相对于旋转阀位置来映射流体参数(例如气压、质量流量或类似参数)可以用几种方式来执行。例如,映射可以采用映射数据的图表的形式,用于充分对准的视觉验证。可选地,映射数据可以被电子处理,显示为经整理的数据的打印表格或类似表格,以便确定(电子地、手动地或以其他方式)阀入口端口24与通道端口40的对准。此外,映射可用于确定其他特征和/或异常,例如迟滞、端口尺寸变化等。除了气压测量或质量流量测量之外,测试系统100可以在每个旋转阀位置测量多个流体参数。例如,系统100可以测量压力、压差、压力变化率、质量流量和质量流量变化率。然后,多个流体参数也可以相对于旋转阀位置被映射。根据对多个流体参数的映射,可以确定旋转阀20是否与通道端口40的每个端口位置对准,以使试剂流过通道38。此外,如将在此更详细讨论的,对单个流体参数或多个流体参数的映射可用于提供装置10的其他特征,例如通道端口40的尺寸变化、不希望的流体泄漏、不希望的流体阻塞、通道尺寸变化和迟滞。此外,来自测试系统100的数据可用于检查试剂流动路径的其他元件,包括盒(或装置)到流动池(flowcell)密封件。此外,尽管详细讨论的具体示例是气压测试系统和质量流量测试系统,但是用于其他流体参数测试系统的其他流体参数可以用于进行类似的映射和分析。例如,流体参数可以是质量流量的变化率、压力的变化率等。流体装置10需要测量和考虑的一个重要特征是旋转迟滞。也就是说,将旋转阀20沿顺时针方向从0度旋转到360度将产生通道端口位置40的图。然而,如果旋转阀20沿反向的逆时针方向旋转,则通道端口位置40的图通常沿旋转方向稍微移位。这被称为旋转迟滞,并且可以由诸如步进马达124和旋转阀20之间的机械联接的公差或者流体装置10本身内的公差之类的因素引起。气压或质量流量测试系统100(或其他流体参数测试系统100)可以通过首先将旋转阀20顺时针旋转到旋转阀20的多个顺时针旋转阀位置来考虑这种迟滞。然后装置10在每个顺时针旋转阀位置被加压(或者另一个流体参数可以被引入装置10中)。然后在每个顺时针旋转阀位置测量压力和/或质量流量(或其他流体参数)。接下来,形成压力和/或质量流量(或其他流体参数)相对于顺时针旋转阀位置的顺时针映射。一旦这样做了,旋转阀然后沿逆时针方向旋转到旋转阀的多个逆时针旋转阀位置。然后装置10在每个逆时针旋转阀位置被加压(或者另一个流体参数可以被引入装置10)。然后在每个逆时针旋转阀位置测量压力和/或质量流量(或其他流体参数)。接下来,形成压力和/或质量流量(或其他流体参数)相对于逆时针旋转阀位置的逆时针映射。最后,比较顺时针和逆时针映射以确定微流体装置的迟滞。通常,这种旋转迟滞将在旋转方向上将通道端口的映射位置移位1度至3度。参考图5a、5b和5c,呈现了分别由气压测试系统100测量的三种不同流体装置10a、10b和10c的旋转“压力”映射(或图表)160a、160b和160c的示例。每个映射是“压力”的流体参数相较于旋转阀20的旋转阀位置的图表。更具体地,映射160a、160b、160c是由测试系统100引入装置10a、10b、10c的压力(单位为psi)相较于每个装置的旋转阀20的入口端口24的旋转位置(从上止点(topdeadcenter)开始,单位为度)的图表。参考图5a,映射160a是流体装置10a的压力相较于角位置的图表,该图表没有不希望的异常。装置10a与如图1a和1b所示的装置10相同。在装置10a中,出于测试目的,进-出端口14被设置为0度(或上止点)。装置10a包括二十三(23)个流体井34和通道38,它们与端口14一起各自以15度的间隔角42隔开。图表160a上的每个压力辐条(pressurespokes)162表示装置10a中的密封压力区域,并且具有大约4.5度至5.5度的平均角宽164。更具体地,压力辐条表示装置10a的通道端口40之间的密封区域。位于压力辐条162之间的楔形低压部分166中的每一个表示压力释放区域(或泄漏路径),并且具有大约9.5度至10.5度的平均角宽168。更具体地,低压部分166指示通道端口40与入口端口24对准的位置,以允许压力释放,从而允许试剂流动。因此,低压部分166也指示通道端口40的位置,因此,它们的角宽168在这里可以称为端口通道宽度168。大的上止点(tdc)压力辐条170表示装置10a的进-出端口14所在的阻塞区域。tdc压力辐条170具有大约15度的角宽。测试系统100能够以相对于流体装置10内的端口通道宽度168(例如,10.0度)较小的离散角度增量203(例如,0.56度、0.056度或更小)转位旋转阀20。这样,测试系统100可以映射每个端口通道40的尺寸和位置的详细、细粒度的图片。此外,测试系统100能够映射和测量装置10内的其他特征和/或异常,例如不希望的泄漏路径、不希望的阻塞、迟滞等。参考图5b,映射160b示出了装置10b的压力相较于角位置的图,除了通道端口40之一被堵塞或阻塞,该装置10b与装置10a相同。更具体地,从大约37度到57度,存在不希望的压力辐条174,第三端口通道40(从上止点位置顺时针旋转)应该位于该压力辐条174处。这表示被堵塞的通道端口40,因此测试系统100已经确定装置10b不可接受并且必须报废。参考图5c,映射160c示出了与装置10a相同的装置10c的压力相较于角位置的图,除了在图的360度的大部分中检测到不希望的泄漏路径,因此,装置10c必须被报废。更具体地说,压力辐条176非常小或者不存在,这表明在旋转阀20的整个旋转过程中压力没有被密封。与映射160a的压力辐条170相比,甚至映射160c的压力辐条170也没有保持全部压力,因此表明在装置10c的进-出端口14周围存在泄漏。在装置10c中检测到的大量泄漏路径表明旋转阀本身没有很好地密封到装置10c的外壳12(即装置10c具有流动池泄漏)。参考图6a、6b和6c,分别呈现了相同的三个流体装置10a、10b和10c的旋转“压力变化率”映射180a、180b和180c的示例。每个映射是“压力变化率”的流体参数相较于旋转阀20的旋转阀位置的图表。更具体地,映射160a、160b、160c是由压力传感器154测量的压力变化率(单位为psi/秒)(在测试系统100将压力引入装置10a、10b、10c之后)相较于每个装置10的旋转阀20的入口端口24的旋转位置(从上止点开始,单位为度)的图表。本质上,除了具有不同的流体参数,即“压力变化率”而不是“压力”,图表180a、180b、180c提供与图表160a、160b、160c相同或相似的信息。图6a示出了流体装置10a的压力变化率相较于角位置的图。许多辐条182表示压力变化率大的区域的辐条,或者压力快速释放的泄漏路径。这样,它们指示通道端口40的位置,因为它们与旋转阀20的增量转位的入口端口24对准。位于压力辐条182的高变化率之间的楔形低压力变化率部分184中的每一个表示低压损失区域。更具体地,部分184表示装置10a的通道端口40之间的密封区域。另外,大的tdc低压力变化率部分186表示装置10a的进-出端口14所处的阻塞区域。参考图6b,映射180b示出了装置10b的压力变化率相较于角位置的图。在这种情况下,堵塞的第三通道端口被表示为低压力变化率的大楔形部分188。图表180b的楔形部分188指示与图表160b中表示的大压力辐条174相同的堵塞通道40。参考图6c,映射180c示出了装置10c的压力变化率相较于角位置的图。在这种情况下,可能由旋转阀20被不正确地密封到装置10c的外壳12而引起的大量泄漏路径由在遍布图中360度的压力变化率高的大区域190表示。构成足够高的压力释放或足够高的压力变化率以指示泄漏的阈值标准取决于被测试的流体装置的应用。然而,流体装置10中的泄漏的阈值规范的示例可以如下:·对于旋转阀20的特定角位置,首先将装置加压至11psi。·如果在5秒钟的跨度内测量到2psi或更大的压力损失,则表明存在泄漏。·如果在5秒钟的跨度内测量到小于2psi的压力损失,则表明密封或阻塞。如果测得的泄漏发生在通道端口40的角位置,这表明通道可接受地打开。如果泄漏发生在预期密封的角位置,则表明存在不希望的泄漏,装置可能必须报废。如果所测量的堵塞发生在通道端口40的角位置,这表明通道被堵塞,并且装置可能必须报废。如果阻塞发生在通道端口40之间的角位置,这表明是期望的密封区域。在一些示例中,通道端口40之间的预期密封区域在5秒钟的跨度内可以具有少至0的压力损失。此外,开放通道在5秒钟的跨度内的压力损失可能高达3.5psi或更多。对于与装置10的旋转阀20对准的开放通道端口40,通道38内的试剂将以足够的速率流过通道38,以执行该试剂所需的特定工程任务。构成足够的试剂流动速率的因素取决于流体装置的应用、所需的任务和试剂。然而,足够试剂流量范围的一个示例可以是从0.05毫升/分钟到2.0毫升/分钟。注意,旋转阀20与开放通道38的对准由应用来限定。然而,为了进行对准,旋转阀20的阀入口端口24和开放通道38的通道端口40不需要为了获得特定的试剂流动速率而沿着其中心线精确对准。例如,阀入口端口24的中心线可以从通道端口40的中心线偏离阀入口端口24的直径的20%或更多,并且仍然可以获得指定的试剂流动速率。参考图7,呈现了图表210,图表210是由质量流量测试系统100测量的流体装置10d的质量流量相较于角位置的图表。装置10d没有不希望的异常。装置10d类似于如图1a和1b所示的装置10。然而,装置10和10d之间的差异之一是有28个开放通道38,其产生28个高流量峰值212。在通道38之间是27个低压槽(lowpressuretroughs)214,低压槽214与通道38之间的密封区域相关联。测试系统100能够将旋转阀20连续旋转通过待测量的旋转阀位置,其中旋转阀位置间隔开相对于流体装置10内的端口通道宽度(例如,10.0度)较小的角距离(例如,0.56度或更小)。这样,测试系统100可以映射每个端口通道40的尺寸和位置的详细的、细粒度的图片。此外,测试系统100能够映射和测量装置10内的其他特征和/或异常,例如不希望的泄漏路径、不希望的阻塞、迟滞等。构成足以指示泄漏或密封的质量流量规范的阈值标准取决于被测流体装置的应用。然而,流体装置10中的泄漏/无泄漏规范的阈值规范的示例可以如下:·当旋转阀连续旋转通过其360度的范围时,首先将装置加压并保持在相对恒定的压力8psi(正或负0.8psi)。·如果测量的质量流量等于或大于200sccm的第一阈值质量流量216,则表明存在泄漏。·如果测量的质量流量等于或小于10sccm的第二阈值质量流量218,则表明密封或阻塞。如果测得的泄漏发生在通道端口40的角位置,在本例中,这表明可接受地打开的通道,并且旋转阀与通道端口40对准。如果泄漏发生在预期密封的角位置,则表明存在不希望的泄漏,装置可能必须报废。如果所测量的堵塞发生在通道端口40的角位置,这表明被阻塞的通道,并且装置可能必须报废。如果堵塞发生在通道端口40之间的角位置,这指示与旋转阀对准的期望密封区域。参考图8,由气压测试系统100测量的流体装置10a的泄漏194和阻塞196的数字映射的线性视图的示例在图表192中呈现。更具体地,图表192将满足或超过泄漏预定阈值标准的任何压力损失标绘成数字“1”(其表示泄漏194),并且将低于阈值的任何压力损失标绘成数字“0”(其表示阻塞196)。数字化的泄漏194和阻塞196相较于旋转阀20的从0度到360度的旋转阀位置而标绘。这可以用于为装置10a提供简单的通过/失败测试。在这种情况下,由于所有泄漏194与二十三个通道端口40的位置匹配,并且所有阻塞196位于通道端口40之间,所以装置10a通过。参考图9,由气压测试系统100测量的流体装置10a的数字迟滞映射的扩展线性视图的示例在图表200中呈现。在图表200中,数字化泄漏(1s)和阻塞(0s)相较于旋转阀20的旋转阀位置(202)被标绘(以类似于图表192的方式)。图表200被扩展以详细示出在单通道端口40上标绘的增量旋转阀位置202。每个增量旋转阀位置202以与相邻增量旋转阀位置202相距0.56度的离散角度增量203转位。然而,图表200包含相互叠加的两个图表200a和200b。图表200a标绘了当旋转阀在顺时针方向旋转时与测量的顺时针旋转阀位置202a相关联的数字化的泄漏和阻塞。图表200b标绘了当旋转阀沿逆时针方向旋转时与测量的逆时针旋转阀位置202b相关联的数字化的泄漏和阻塞。从图表200a和200b可以看出,通道端口40的测量位置已经在旋转方向上移位了大约2至3度的迟滞角204。更具体地,标绘为泄漏(1s)的顺时针增量旋转阀位置202a表示通道端口40的测量的顺时针角宽205a,对于大约9度的测量的顺时针角宽205a,其位于距离上止点大约10度和19度之间。标绘为泄漏的逆时针增量旋转阀位置202b表示通道端口40的测量的逆时针角宽205b,对于大约10度的测量的逆时针角宽205b,其位于距离上止点大约8度和18度之间。通道端口40的位置和测量的角宽的这种移位可能是由于旋转阀本身的间隙公差造成的,并且必须在装置10a的操作过程中加以考虑。从图表200a和200b中还可以看出,增量旋转阀位置202a和202b以离散的角度增量203被转位(或旋转),该角度增量相对于通道端口40的测量的顺时针角宽205a和测量的逆时针角宽205b较小。在这种情况下,增量旋转阀位置202a、202b以角度增量转位,该角度增量至少比测量的顺时针和逆时针角宽205a、205b(这里统称为角宽205)小一个数量级。在一个示例中,为了获得分辨率(或粒度)以能够检测和测量从顺时针方向到逆时针方向反向时发生的迟滞,这种尺寸差异是重要的。此外,在一个示例中,重要的是,每个测量的旋转阀20位置之间的离散角度增量203小于端口通道40的角宽205,以分辨由测试系统100测量的任何一种流体特性。例如,离散角度增量203可以等于或小于端口通道40的角宽的25%。另外,离散角度增量可以等于或小于端口通道40的角宽的20%。此外,离散角度增量可以等于或小于端口通道40的角宽的10%。参考图10,由气压测试系统100测量的流体装置10a的数字迟滞映射的360度旋转视图的示例在图表206中呈现。同样,图表206是两个图表206a和206b相互叠加的。图表206a标绘了当旋转阀顺时针方向旋转时与旋转阀位置相关联的数字化泄漏和阻塞。图表206b标绘了当旋转阀逆时针方向旋转时与旋转阀位置相关联的数字化泄漏和阻塞。在图表206a中,标绘为泄漏的区域表示23个通道端口40的测量的顺时针位置208a。在图表206b中,标绘为泄漏的区域表示23个通道端口40的测量的逆时针位置208b。如通过图表206可看到的,迟滞角208约为2度至3度,并且围绕360度旋转是一致的。应该理解,前述概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地,出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合被考虑是本文公开的发明主题的一部分。尽管已经参考特定示例描述了前述公开,但是应当理解,在所描述的发明构思的精神和范围内可以进行许多改变。因此,意图是本公开不限于所描述的示例,而是其具有由以下权利要求的语言限定的全部范围。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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