申请/专利权人：中国计量大学

申请日：2022-06-24

公开（公告）日：2024-05-03

公开（公告）号：CN115254213B

主分类号：B01L3/00

分类号：B01L3/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.03#授权;2022.11.18#实质审查的生效;2022.11.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于真实土壤孔隙网络的微流控芯片装置，包括微流控芯片和载玻片；微流控芯片和载玻片键合，两者之间设置有空腔区域，微流控芯片上开设有与空腔区域连通的进液口和出液口，空腔区域内设置有土壤结构模拟区，所述土壤结构模拟区内设置有孔隙网络模型，所述孔隙网络模型由用于模拟的土壤颗粒排列构成。该方案不仅能使用到土壤结构中的大部分参数，提高模拟的真实性，而且孔隙网络构建方案能适用于各种类型的土壤结构。

主权项：1.一种基于真实土壤孔隙网络的微流控芯片装置，其特征在于，包括微流控芯片2和载玻片1；所述微流控芯片2的下表面设有凹槽区域，所述载玻片1紧贴设置在微流控芯片2的下表面，从而使凹槽区域成为空腔区域5，所述微流控芯片2上方开设有与空腔区域5连通的进液口4和出液口3，且进液口4和出液口3分别位于空腔区域5的两端；所述空腔区域5内设置有土壤结构模拟区6，所述土壤结构模拟区6内设置有孔隙网络模型，所述孔隙网络模型由用于模拟真实土壤的土壤颗粒排列构成，所述孔隙网络模型按如下方法设计并获得：1选定土壤结构模拟区6的范围，即确定土壤结构模拟区6的长度和宽度；以点代表孔隙，确定孔喉长度，即各点之间的距离，在选定的区域内生成等间距的点阵；2获取要模拟的真实土壤的实测孔隙参数，其中，实测孔隙参数包括孔隙半径及其数据分布、孔喉半径、孔隙度和配位数，所述配位数为每个孔隙所连接的孔喉的个数；3设置每个点的大小，每个点的大小通过孔隙半径数据的概率来确定；4设置连通概率，其中连通概率由配位数得到；5得到孔隙网络模型，对比孔隙网络模型和实测孔隙的孔隙度来确定生成的孔隙网络模型模型是否合理；若不合理，则重新回到步骤1，改变孔喉长度参数；若合理，则输出孔隙网络模型，并根据输出的孔隙网络模型得到用于模拟真实土壤的土壤颗粒的形状，根据得到的用于模拟真实土壤的土壤颗粒的形状生成用于模拟真实土壤的土壤颗粒并组成孔隙网络模型，将孔隙网络模型设置在土壤结构模拟区6内；所述的步骤3具体为：对土壤孔隙按孔隙半径大小进行分组，并根据实测的孔隙半径大小的分布得到各孔隙半径分组的分布概率，令各孔隙半径分组内的孔隙半径分布为均匀分布；通过各个孔隙所分配的上下限孔隙半径，使用均匀分布随机为各个孔隙赋确定的半径值；所述的步骤4具体为：配位数为每个孔隙所连接的孔喉的个数，配位数的取值范围为0-8，其中配位数超过8个的情况也看作配位数为8；根据步骤2的实测配位数，分别算出配位数0～8所占的比例，得到实测配位数的概率分布，依据该概率分布对每个点的配位数进行随机赋值，并保证每个点的配位数的概率分布与实测配位数的概率分布一致，由配位数进行喉道连接；所述的步骤5中，孔隙网络模型是否合理的判断依据为：对孔隙网络模型进行孔隙度提取，若模型的孔隙度在所模拟的土壤样本孔隙度的范围内，则可认为生成的孔隙网络模型较为合理；所述空腔区域5的高度相等，颗粒的高度均为50μm；所述空腔区域5的高度为50μm。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国计量大学 一种基于真实土壤孔隙网络的微流控芯片装置

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