在微流控實(shí)驗(yàn)中，微流體的穩(wěn)定性是需要關(guān)注的一個(gè)參數(shù)，因?yàn)?/span>微流體的穩(wěn)定性與驅(qū)動(dòng)泵的性能有關(guān)，同時(shí)也與微流體的流阻有關(guān)。對(duì)于微流體穩(wěn)定性任何討論，對(duì)三個(gè)參數(shù)需要加以區(qū)別，這三個(gè)參數(shù)是流動(dòng)穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)分辨率和測(cè)量分辨率。

微流體的流動(dòng)穩(wěn)定性

微流體的流動(dòng)穩(wěn)定性是描述流體控制器件限制波動(dòng)變化或可控物理參數(shù)變化的一種方式。穩(wěn)定性的值越小，流體流動(dòng)的穩(wěn)定性越高。

為了能夠相對(duì)完整的描述流體的穩(wěn)定性，可以考慮使用如下3個(gè)參數(shù)：穩(wěn)定區(qū)間（stability band）、標(biāo)準(zhǔn)差（standard-deviation）和變化系數(shù)（coefficient of variation, CV），具體表達(dá)式如下圖所示。

穩(wěn)定區(qū)間（stability band）：對(duì)于所設(shè)定的流速值，穩(wěn)定區(qū)間指實(shí)際測(cè)量到的液體最大流速值和最小流速值之間的區(qū)域。對(duì)于壓力驅(qū)動(dòng)的流量控制系統(tǒng)，穩(wěn)定區(qū)間是以滿量程壓力范圍的百分比給出。

標(biāo)準(zhǔn)差（standard-deviation）：相較于數(shù)據(jù)集的平均值，標(biāo)準(zhǔn)差是用來(lái)量化參數(shù)變化的一個(gè)統(tǒng)計(jì)工具。標(biāo)準(zhǔn)差可用于定義置信區(qū)間（可靠區(qū)間）。

變化系數(shù)（coefficient of variation, CV）變化系數(shù)是表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)差的一個(gè)相對(duì)方法。該值通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差除以測(cè)量參數(shù)的平均值給出，通常表達(dá)為一個(gè)無(wú)量綱的百分比。

動(dòng)態(tài)分辨率

微流體控制系統(tǒng)在控制模式下的最低物理參數(shù)的變化。例如，如果您使用基于壓力致動(dòng)的控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)分辨率是設(shè)備能夠區(qū)分的壓強(qiáng)變化的最小量。動(dòng)態(tài)分辨率與微流控儀器的調(diào)節(jié)算法、儀器的內(nèi)部致動(dòng)器和傳感器有關(guān)。動(dòng)態(tài)分辨率越低，可控制的流速越小。

測(cè)量分辨率

測(cè)量分辨率是傳感器檢測(cè)到的物理參數(shù)的最小變化。如果您使用基于壓力致動(dòng)的流體控制器，那么測(cè)量分辨率是控制器內(nèi)部傳感器檢測(cè)到的最小壓強(qiáng)變化?；诜答伃h(huán)路的流體控制系統(tǒng)不能提供比傳感器的測(cè)量分辨率更好的動(dòng)態(tài)性能（穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)分辨率）。

在本例中，流量控制器1（flow controller 1）具有更好的測(cè)量分辨率和穩(wěn)定區(qū)間，如上圖所示。兩個(gè)流體控制器（flow controller 1和flow controller 2）的動(dòng)態(tài)分辨率是相同的，但是，由于提高了穩(wěn)定性，流體控制器1（t=50之前和之后）的穩(wěn)定區(qū)間沒(méi)有出現(xiàn)重疊。壓力范圍（從200.5到201.5，flow controller 1）也沒(méi)有重疊。提高動(dòng)態(tài)分辨率可以解決壓力范圍重疊的問(wèn)題。

流量控制器2（flow controller 2）的穩(wěn)定性和測(cè)量分辨率都比較差，其穩(wěn)定區(qū)間相互重疊。該控制器的壓力范圍出現(xiàn)了重疊，但是其也為實(shí)驗(yàn)提供了較低水平的性能，這對(duì)重現(xiàn)相同的數(shù)據(jù)帶來(lái)了較大的困難。