微流控技术在21世纪中发展迅速,高精密的微流体的驱动技术的需求也逐渐增大;气泵驱动在微液滴应用中优势明显,精密气泵的研究也备受关注。目前仅3家国外公司的精密气泵产品较好,国内还没未有质量可靠的产品,产品的开发也处于较为落后的地步;各微流控研究实验室都需一款可满足他们需求的高精密的气泵驱动系统,以更快更好完成微流控相关实验;在国内,供远小于求,所以本课题着重研究一种高精度、高灵敏度的多试剂气泵驱动系统,替代注射器实现液体的连续驱动,解决注射器驱动液体中存在明显的脉动现象的问题,实现稳定进样。本论文描述了双压联控气泵系统,采用模块化思想进行软硬件设计,核心部分为气压调节,此处应用PID算法保证气压调节的效率,借助各类传感器实现闭环控制保证气压调节的准确性;气路设计紧凑,连接紧密,保证整个系统的密闭性;最终可实现两路气压相互独立,且可联合控制输出。此系统具备气压控制范围广(10mBar～10Bar),系统响应时间短(0.3s),密闭腔室内压力稳定性高(±1mBar),输出的两路独立气压可直接应用于液滴微流控。借助设计的双压联控气泵系统完成微液滴实验,采集生成液滴的图片信息,利用ImageJ软件对液滴图片进行预处理,标记每个液滴,再进行粒径分析,采用该系统生成的液滴单分散性良好。并探索出驱动水相流动的气压与液滴体积之间存在线性关系,并发现能成功生成液滴时对应的水油两相的气压是存在一定的比例的,气压比值过小时水油界面保持平衡,比值过大则形成层流状态。在双压联控气泵系统的基础上,完成相关扩展:1)实现多种波形气压的生成,如正弦波,方波,三角波,锯齿波等常规波形的输出,输出的气压波形的频率受到执行元件和传感元件反应时间的限制,目前除了方波和脉冲波的输出的频率稍高(f:≤ 14Hz),正弦波、三角波和锯齿波的输出波形的频率f≤1 Hz;2)选择SMC的S070系列三通气阀,实现3路气阀的时序驱动,完成3路气压的以120°模式时序输出,设计出气动微泵的控制系统,该电磁阀的响应时间低至3 ms,驱动频率可达150 Hz;3)选用SMC和Lee公司的电磁阀,设计电液系统,将电磁阀串联进液路中,完成对液路通断的控制;4)将电气系统与电液系统联合起来,电气系统对应气路阀,对应多组双压联控气泵系统,电液系统对应多组液路阀,多组并行的液路控制,进行多路流体的独立控制和驱动,可实现了连续流动模式和非均匀相间隔模式的流体操控等各类方式的流体操控。实现NaOH溶液,酚酞指示剂和HC1溶液这三种试剂的异步输送,时序出液,于玻片上完成简单的酸碱显色反应。本文借助多种传感元件的反馈信息,实施对多种电磁阀的准确操控,达到各类进样效果,可为多类微流控芯片提供各种各样的驱动力,且多试剂驱动系统可独立驱动液路数扩展方便。后续可根据具体微流控芯片配套设计多试剂驱动装置,实现更快更好更稳定地进样。