阅读说明：本技术 基板、相变阀及其控制方法 (Substrate, phase change valve and control method thereof ) 是由 陈跃东 顾志鹏 郑兰花 刘仁源 周侗 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种基板、相变阀及其控制方法,涉及微流控技术领域,包括：基板本体,基板本体上设置有通槽；通槽内设置有阻流体,通槽的通流截面面积大于阻流体的阻流截面面积；阻流体上设置有第一凹槽,第一凹槽内设置有第二凹槽。该技术方案中,阻流体上开设了第一凹槽和第二凹槽,第一凹槽和第二凹槽内分别填充熔点不同的第一相变材料和第二相变材料,利用第一相变材料和第二相变材料熔点不同的特性,可以将第一相变材料或第二相变材料加热熔化以开启流体通道,或者使第一相变材料或第二相变材料在加热膨胀后冷却凝固以封堵住流体通道,由此操纵同一微通道实现多次开启和关闭。(The invention provides a substrate, a phase change valve and a control method thereof, which relate to the technical field of microfluidics and comprise the following steps: the substrate comprises a substrate body, wherein a through groove is formed in the substrate body; a flow blocking body is arranged in the through groove, and the flow cross-sectional area of the through groove is larger than the flow blocking cross-sectional area of the flow blocking body; the fluid blocking body is provided with a first groove, and a second groove is arranged in the first groove. In the technical scheme, the choke body is provided with the first groove and the second groove, the first phase-change material and the second phase-change material with different melting points are respectively filled in the first groove and the second groove, and the first phase-change material or the second phase-change material can be heated and melted to open the fluid channel or cooled and solidified to block the fluid channel after being heated and expanded by utilizing the characteristics of the first phase-change material and the second phase-change material with different melting points, so that the same microchannel is operated to realize multiple opening and closing.)

基板、相变阀及其控制方法

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其是涉及一种基板、相变阀及其控制方法。

背景技术

在微流控系统中，微阀是关键器件之一。微阀可以在微通道内起控制限流作用，其可靠性、集成度以及加工成本等均对整个微流控系统具有很大的影响。石蜡阀属于相变阀的一种，在相变阀的发展过程中，由于石蜡具有熔点低、易塑性形变等特性，较早地被用来设计制造相变阀。

目前，大多数相变阀都是一次性结构，即处于关闭状态的相变阀经开启后便不能恢复到关闭状态，或处于开启状态的相变阀在经关闭和再开启后便不能再次恢复到关闭状态，因此无法操纵同一微通道实现多次开启和关闭。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基板、相变阀及其控制方法，以解决现有技术中的相变阀无法操纵同一微通道多次开启和关闭的技术问题。

本发明提供的一种基板，包括：

基板本体，所述基板本体上设置有至少一条通槽；

所述通槽内设置有至少一个阻流体，所述通槽的通流截面面积大于任一所述阻流体的阻流截面面积；所述阻流体上设置有至少一个第一凹槽，所述第一凹槽内设置有至少一个第二凹槽。

进一步的，所述阻流体的最大阻流截面宽度等于所述通槽的最大通流截面宽度，所述阻流体的最大阻流截面高度小于所述通槽的最大通流截面高度；所述第一凹槽开设在所述阻流体的顶端面。

进一步的，所述第一凹槽的至少一个侧壁为所述通槽的侧壁。

进一步的，所述第一凹槽在所述通槽宽度方向上的相对两个侧壁为所述通槽的两个侧壁。

进一步的，所述基板本体上设置有至少一个第三凹槽；

所述第三凹槽与所述第一凹槽连通；或者，所述第三凹槽与所述第一凹槽以及所述第二凹槽均连通。

本发明还提供了一种相变阀，包括以上所述的基板；还包括盖板，所述盖板与所述基板相对盖合；所述盖板的内表面与所述通槽构成流体通道，所述阻流体与所述流体通道之间构成通流缝隙。

进一步的，所述第一凹槽内填充有第一相变材料，所述第二凹槽内填充有第二相变材料，所述通流缝隙为贯通状态；

所述第一相变材料的熔点低于所述第二相变材料的熔点。

进一步的，所述第一凹槽和所述通流缝隙内填充有第一相变材料，所述第二凹槽内填充有第二相变材料，所述通流缝隙为封堵状态；

所述第一相变材料的熔点低于所述第二相变材料的熔点。

进一步的，所述第一凹槽内填充有第一相变材料，所述第二凹槽内填充有第二相变材料，所述通流缝隙内填充有第三相变材料，所述通流缝隙为封堵状态；

所述第三相变材料的熔点低于所述第一相变材料的熔点，所述第一相变材料的熔点低于所述第二相变材料的熔点。

本发明还提供了一种相变阀，包括所述的基板；还包括盖板，所述盖板与所述基板相对盖合；所述盖板的内表面与所述通槽构成流体通道，所述阻流体与所述流体通道之间构成通流缝隙。

进一步的，所述第三凹槽内填充有第一相变材料，所述第二凹槽内填充有第二相变材料，所述通流缝隙为贯通状态；

所述第一相变材料的熔点低于所述第二相变材料的熔点。

进一步的，所述第三凹槽内填充有第一相变材料，所述第二凹槽内填充有第二相变材料，所述第一凹槽和所述通流缝隙内填充有第三相变材料，所述通流缝隙为封堵状态；

所述第三相变材料的熔点低于所述第一相变材料的熔点，所述第一相变材料的熔点低于所述第二相变材料的熔点。

进一步的，所述盖板上设置有至少一个与所述流体通道连通的灌注口。

进一步的，所述相变阀还包括：

密封件，所述密封件可拆卸的密封在所述灌注口。

进一步的，所述相变阀还包括：

加热装置，所述加热装置与所述基板和/或所述盖板导热连接。

进一步的，所述盖板和所述基板相对键合装配。

本发明还提供了一种相变阀的控制方法，基于以上所述的相变阀，包括如下步骤：

当所述通流缝隙为封堵状态时，将封堵该通流缝隙的相变材料加热熔化，以贯通该通流缝隙，并保持凹槽内的其他相变材料为凝固状态；

当所述通流缝隙为贯通状态时，将凹槽中当前熔点最低的相变材料加热膨胀后冷却凝固，以封堵该通流缝隙。

在上述技术方案中，该阻流体上不仅开设了第一凹槽，还在该第一凹槽内开设了第二凹槽，并且在第一凹槽和第二凹槽内分别填充熔点不同的第一相变材料和第二相变材料，利用第一相变材料和第二相变材料熔点不同的特性，可以将第一相变材料或第二相变材料加热熔化以开启流体通道，或者使第一相变材料或第二相变材料在加热膨胀后冷却凝固以封堵住流体通道。由此操纵同一微通道实现多次开启和关闭。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的基板的立体图；

图2为图1所示的基板的相变材料填充示意图1；

图3为图1所示的基板的相变材料填充示意图2；

图4为图1所示的基板的相变材料填充示意图3；

图5为图1所示的基板的相变材料填充示意图4；

图6为本发明另一个实施例提供的基板的立体图；

图7为图6所示的基板的相变材料填充示意图1；

图8为图6所示的基板的相变材料填充示意图2；

图9为图6所示的基板的相变材料填充示意图3；

图10为本发明一个实施例提供的基板截面图；

图11为本发明另一个实施例提供的基板截面图；

图12为本发明又一个实施例提供的基板截面图；

图13为本发明一个实施例提供的相变阀的立体图。

图14为本发明另一个实施例提供的相变阀的立体图。

附图标记：

1、基板本体；2、阻流体；3、盖板；

11、通槽；12、通流截面；

13、阻流截面；14、通流缝隙；

15、第一相变材料；16、第二相变材料；

17、第三相变材料；

21、第一凹槽；22、第二凹槽；

23、第三凹槽；31、灌注口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供的一种基板，包括：

基板本体1，所述基板本体1上设置有至少一条通槽11；所述通槽11内设置有至少一个阻流体2，所述通槽11的通流截面12面积大于任一所述阻流体2的阻流截面13面积；所述阻流体2上设置有至少一个第一凹槽21，所述第一凹槽21内设置有至少一个第二凹槽22。

需要说明的是，通槽11即为两头没有封闭的槽结构。通流截面12即为垂直于液体流动方向的通槽11的截面，也称为过流截面。阻流截面13即为垂直于液体流动方向的阻流体2的截面，该阻流截面13能够阻挡液体沿着预设的流动方向流动。流体通道即当该基板利用盖板3封盖后，盖板3与基板上的通槽11形成的用来通入流体的通道。通流缝隙14即为通流截面12的部分减去阻流截面13的部分所剩下的缝隙结构，在该实施例中，该通流缝隙14通过流体通道和阻流体2之间的缝隙构成，通流缝隙14也位于该流体通道内，通槽11属于该流体通道的一部分。

其中，该基板本体1的材料可以是玻璃、硅、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等中的一种或多种。

继续参考图1，在该实施例提供的基板结构中，通槽11的两端贯通基板本体1，阻流体2位于通槽11的槽内。通槽11的通流截面12的面积大于阻流体2的阻流截面13的面积，此时通流截面12的部分减去阻流截面13的部分会剩余一部分缝隙结构。参考图10至图12所示，所以当该基板本体1上盖合有配合的盖板3后，可以在通槽11和阻流体2之间构成通流缝隙14。

继续参考图10至图12所示，该通流缝隙14可以形成于阻流体2的上侧、左侧或者右侧。例如，在一个实施方式中，所述阻流体2的最大阻流截面13宽度等于所述通槽11的最大通流截面12宽度，所述阻流体2的最大阻流截面13高度小于所述通槽11的最大通流截面12高度，此时，根据通流截面12和阻流截面13的上述对应关系，通流缝隙14位于阻流体2的顶端面。根据该结构，可以将第一凹槽21开设在所述阻流体2的顶端面。对此，本领域技术人员可以根据需求设置阻流体2在通槽11内与通槽11之间的装配结构，以及实际通流缝隙14的形成结构，在此不作赘述。

与该通流缝隙14的结构相应的，阻流体2上设置的第一凹槽21也朝向该通流缝隙14，从而能够在第一凹槽21的内部填充相应的相变材料后，可以利用该相变材料在相应的状态情况下封堵该通流缝隙14。例如，当加热熔化该相变材料时可以在通入流体的情况下开启该通流缝隙14，即开启流体通道。同时当使该相变材料加热膨胀再降温冷却后能够封堵该通流缝隙14。其中，相变材料可以是蜡，如天然蜡、石蜡、微晶蜡等。除此之外，相变材料也可以是热塑性树脂或相变金属材料等，在此不做限定。另外，同一个相变阀内使用的多个熔点不同的相变材料可以采用相同类别的相变材料，也可以采用不同类别的相变材料，只要保证熔点具有差异即可。

需要说明的是，该阻流体2上不仅开设了第一凹槽21，还在该第一凹槽21内开设了第二凹槽22，并且在第一凹槽21和第二凹槽22内分别填充熔点不同的第一相变材料15和第二相变材料16，利用第一相变材料15和第二相变材料16熔点不同的特性，可以将第一相变材料15或第二相变材料16加热熔化以开启流体通道，或者使第一相变材料15或第二相变材料16在加热膨胀后冷却凝固以封堵住流体通道。由此操纵同一微通道实现多次开启和关闭，具体的参考下文。

其中，继续参考图1所示，所述第一凹槽21的至少一个侧壁为所述通槽11的侧壁。例如，在一个实施方式中，所述第一凹槽21在所述通槽11宽度方向上的相对两个侧壁为所述通槽11的两个侧壁。此时，第一凹槽21是通过通槽11的两个侧壁以及在阻流体2上下凹形成的两个侧壁构成的，除此之外，本领域技术人员还可以根据需求将第一凹槽21设置为其他结构或形状，例如第一凹槽21的横截面可以是圆形、三角形等，在此不做限定。用来加热相应相变材料的加热装置可以采用例如激光、卤素灯、加热板、热风枪等，另外加热装置也可以直接集成在基板上，例如电阻加热器等。所采用的加热装置的数量可以是一个，也可以是多个，具体可以根据使用的相变阀数量以及制作成本等因素决定。

本发明还提供了一种相变阀，包括所述的基板；还包括盖板3，所述盖板3与所述基板相对盖合；所述盖板3的内表面与所述通槽11构成流体通道，所述阻流体2与所述流体通道之间构成通流缝隙14。其中，所述盖板3和所述基板相对键合装配，盖板3和基板的键合装配方式可以是激光键合装配、超声键合装配、热压键合装配、胶粘剂键合装配等的一种或多种方式。

基于上述具有第一凹槽21和第二凹槽22的相变阀结构，参考图2和图4所示，在一个填充实施方式中，所述第一凹槽21内填充有第一相变材料15，所述第二凹槽22内填充有第二相变材料16，所述通流缝隙为贯通状态；所述第一相变材料15的熔点低于所述第二相变材料16的熔点。由此构成的基板结构在通过与适配的盖板3盖合装配后能够实现“二闭三开”功能，即可以操纵同一个流体通道实现两次开启和两次关闭。此时，相变阀的初始状态也考虑在内。

具体的，可以将熔化的第二相变材料16先填充到第二凹槽22内并使其冷却凝固以固定，然后再将熔化的第一相变材料15填充到第一凹槽21内冷却凝固以固定。基板和盖板3盖合装配后，此时通流缝隙14未被封堵，流体通道的初始状态为开启。

当需要关闭该可重复使用的相变阀时，可以将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。此时，第一相变材料15熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21以及通流缝隙14的体积之和。所以，第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21以及通流缝隙14，当其冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。

当需要开启该可重复使用的相变阀时，继续将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第一相变材料15，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要二次关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。此时，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14的体积之和。所以，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。需要说明的是，在前次开启相变阀后到本次关闭相变阀之前的期间，加热状态可以保持持续加热，也可以是停止加热，在此期间不影响流体的流通。

当需要二次开启该可重复使用的相变阀时，与前述方法类似，即将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第二相变材料16，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。综上所述，由此便可以操纵同一个流体通道实现三次开启和两次关闭。

需要说明的是，相应相变材料的膨胀体积以及相应凹槽的槽内体积可以根据实际情况进行对应设置，以保证相变材料在加热膨胀并冷却凝固后足以封堵住通流缝隙14。例如，石蜡在加热熔化后其体积一般会膨胀10％～15％左右，所以针对相变材料采用石蜡的情况下可以对应设置第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14的体积比例，在此便不做赘述。

参考图2和图3所示，在另一个填充实施方式中，所述第一凹槽21和所述通流缝隙14内填充有第一相变材料15，所述第二凹槽22内填充有第二相变材料16，所述通流缝隙为封堵状态；所述第一相变材料15的熔点低于所述第二相变材料16的熔点。由此构成的基板结构在通过与适配的盖板3盖合装配后能够实现“二闭二开”功能，即可以操纵同一个流体通道实现两次开启和两次关闭。此时，相变阀的初始状态也考虑在内。

由上可知，可以将熔化的第二相变材料16先填充到第二凹槽22内并使其冷却凝固以固定，然后再将熔化的第一相变材料15填充到第一凹槽21内冷却凝固以固定，并同时利用该第一相变材料15冷却凝固以封堵住通流缝隙14。基板和盖板3盖合装配后，此时通流缝隙14被第一相变材料15封堵，流体通道的初始状态为关闭。

当需要开启该可重复使用的相变阀时，首先将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。然后向流体通道内通入流体，例如采用注射泵驱动流体在流体通道内沿预定方向流动，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第一相变材料15，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。此时，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14的体积之和。所以，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。需要说明的是，在前次开启相变阀后到本次关闭相变阀之前的期间，加热状态可以保持持续加热，也可以是停止加热，在此期间不影响流体的流通。

当需要二次开启该可重复使用的相变阀时，与前述方法类似，即将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第二相变材料16，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。综上所述，由此便可以操纵同一个流体通道实现两次开启和两次关闭。

参考图2、图4和图5所示，在又一个填充实施方式中，所述第一凹槽21内填充有第一相变材料15，所述第二凹槽22内填充有第二相变材料16，所述通流缝隙14内填充有第三相变材料17，所述通流缝隙14为封堵状态；所述第三相变材料17的熔点低于所述第一相变材料15的熔点，所述第一相变材料15的熔点低于所述第二相变材料16的熔点。由此构成的基板结构在通过与适配的盖板3盖合装配后能够实现“三闭三开”功能，即可以操纵同一个流体通道实现三次开启和三次关闭。此时，相变阀的初始状态也考虑在内。

由上可知，可以将熔化的第二相变材料16先填充到第二凹槽22内并使其冷却凝固以固定，然后再将熔化的第一相变材料15填充到第一凹槽21内冷却凝固以固定，最后再将熔化的第三相变材料17填充到通流缝隙14内，并将其冷却凝固以封堵住通流缝隙14。此时，基板和盖板3盖合装配后，通流缝隙14被第三相变材料17封堵，流体通道的初始状态为关闭。

当需要开启该可重复使用的相变阀时，首先将第三相变材料17加热至其熔点的温度范围，使第三相变材料17熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第三相变材料17，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。此时，第一相变材料15和前次相变阀开启时残留的第三相变材料17会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21以及通流缝隙14的体积之和。所以，第一相变材料15和前次相变阀开启时残留的第三相变材料17会因毛细作用填充满第一凹槽21以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。需要说明的是，在前次开启相变阀后到本次关闭相变阀之前的期间，加热状态可以保持持续加热，也可以是停止加热，在此期间不影响流体的流通。

当需要二次开启该可重复使用的相变阀时，与前述方法类似，即将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15和前次相变阀开启时残留的第三相变材料17熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第一相变材料15，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要二次关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。此时，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14的体积之和。所以，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。

当需要三次开启该可重复使用的相变阀时，与前述方法类似，即将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第二相变材料16，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。综上所述，由此便可以操纵同一个流体通道实现三次开启和三次关闭。

本发明还提供了另一种相变阀，包括所述的基板；还包括盖板3，所述盖板3与所述基板相对盖合；所述盖板3的内表面与所述通槽11构成流体通道，所述阻流体2与所述流体通道之间构成通流缝隙14。其中，所述盖板3和所述基板相对键合装配，盖板3和基板的键合装配方式可以是激光键合装配、超声键合装配、热压键合装配、胶粘剂键合装配等的一种或多种方式。

如图6所示，在上述具有第一凹槽21和第二凹槽22的相变阀结构中，所述基板本体1上设置有至少一个第三凹槽23；所述第三凹槽23与所述第一凹槽21连通；或者，所述第三凹槽23与所述第一凹槽21以及所述第二凹槽22均连通。

基于该具有第一凹槽21、第二凹槽22和第三凹槽23的基板本体1结构，参考图6至图8所示，在一个填充实施方式中，所述第三凹槽23内填充有第一相变材料15，所述第二凹槽22内填充有第二相变材料16，所述通流缝隙14为贯通状态；所述第一相变材料15的熔点低于所述第二相变材料16的熔点。由此构成的基板结构在通过与适配的盖板3盖合装配后能够实现“二闭三开”功能，即可以操纵同一个流体通道实现三次开启和两次关闭。此时，相变阀的初始状态也考虑在内。

由上可知，可以将熔化的第二相变材料16填充到第二凹槽22内并使其冷却凝固以固定，同时将熔化的第一相变材料15填充到第三凹槽23内冷却凝固以固定。或者，先将熔化的第二相变材料16填充到第二凹槽22内，以及第三凹槽23的底部并使其冷却凝固以固定，然后将熔化的第一相变材料15填充到第三凹槽23的顶部冷却凝固以固定。基板和盖板3盖合装配后，此时通流缝隙14未被封堵，流体通道的初始状态为开启。

当需要关闭该可重复使用的相变阀时，首先将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。此时，第一相变材料15熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21以及通流缝隙14的体积之和。所以，第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21以及通流缝隙14，当其冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。

当需要开启该可重复使用的相变阀时，将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第一相变材料15，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要二次关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。此时，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14的体积之和。所以，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。需要说明的是，在前次开启相变阀后到本次关闭相变阀之前的期间，加热状态可以保持持续加热，也可以是停止加热，在此期间不影响流体的流通。

当需要二次开启该可重复使用的相变阀时，与前述方法类似，即将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第二相变材料16，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。综上所述，由此便可以操纵同一个流体通道实现三次开启和两次关闭。

参考图9所示，在另一个填充实施方式中，所述第三凹槽23内填充有第一相变材料15，所述第二凹槽22内填充有第二相变材料16，所述第一凹槽21和所述通流缝隙14内填充有第三相变材料17，所述通流缝隙14为封堵状态；所述第三相变材料17的熔点低于所述第一相变材料15的熔点，所述第一相变材料15的熔点低于所述第二相变材料16的熔点。由此构成的基板结构在通过与适配的盖板3盖合装配后能够实现“三闭三开”功能，即可以操纵同一个流体通道实现三次开启和三次关闭。此时，相变阀的初始状态也考虑在内。

由上可知，可以将熔化的第二相变材料16填充到第二凹槽22内并使其冷却凝固以固定，同时将熔化的第一相变材料15填充到第三凹槽23内冷却凝固以固定，最后将熔化的第三相变材料17填充到第一凹槽21内冷却凝固以固定，并同时利用该第三相变材料17冷却凝固以封堵住通流缝隙14。

或者，先将熔化的第二相变材料16填充到第二凹槽22内，以及第三凹槽23的底部并使其冷却凝固以固定，然后将熔化的第一相变材料15填充到第三凹槽23的顶部冷却凝固以固定，最后将熔化的第三相变材料17填充到第一凹槽21内冷却凝固以固定，并同时利用该第三相变材料17冷却凝固以封堵住通流缝隙14。

所以，通过两种方式填充第一相变材料15、第二相变材料16和第三相变材料17后，基板和盖板3盖合装配后，此时通流缝隙14被第三相变材料17封堵，流体通道的初始状态为关闭。

当需要开启该可重复使用的相变阀时，首先将第三相变材料17加热至其熔点的温度范围，使第三相变材料17熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第三相变材料17，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。此时，第一相变材料15和前次相变阀开启时残留的第三相变材料17会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21以及通流缝隙14的体积之和。所以，第一相变材料15和前次相变阀开启时残留的第三相变材料17会因毛细作用填充满第一凹槽21以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。需要说明的是，在前次开启相变阀后到本次关闭相变阀之前的期间，加热状态可以保持持续加热，也可以是停止加热，在此期间不影响流体的流通。

当需要二次开启该可重复使用的相变阀时，将第一相变材料15加热至其熔点的温度范围，使第一相变材料15熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第一相变材料15，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。

当需要二次关闭该可重复使用的相变阀时，停止向流体通道内通入流体，继续将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。此时，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会同时熔化，二者熔化后其体积会发生膨胀，膨胀后的体积超过第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14的体积之和。所以，第二相变材料16和前次相变阀开启时残留的第一相变材料15会因毛细作用填充满第一凹槽21、第二凹槽22以及通流缝隙14，当二者冷却凝固以后便可以封堵住通流缝隙14，使流体通道关闭。

当需要三次开启该可重复使用的相变阀时，与前述方法类似，即将第二相变材料16加热至其熔点的温度范围，使第二相变材料16熔化。然后向流体通道内通入流体，使流体沿着流体通道流经通流缝隙14。此时，流体因流动所产生的流动外力可以冲掉部分或全部熔化状态下的第二相变材料16，进而贯通通流缝隙14，使流体通道开启。综上所述，由此便可以操纵同一个流体通道实现三次开启和三次关闭。

如图13或图14所示，所述盖板3上设置有至少一个与所述流体通道连通的灌注口31。熔化的相变材料可以通过该灌注口31引入或注入至凹槽内，具体引入或注入时可以采用移液器或移液管等工具进行操作。所以，熔化的相变材料还可以在基板和盖板3相对键合装配之后引入到流体通道内，提高了使用的灵活性。

其中，所述相变阀还包括：密封件(未示出)，所述密封件可拆卸的密封在所述灌注口31。由此，当熔化的相变材料引入到流体通道内后可以利用密封件将灌注口31进行封闭，从而将相变阀投入使用。例如，密封件可以采用PET密封膜，当相变材料填充完毕后利用PET密封膜密封盖板3上的灌注口31。

进一步的，所述相变阀还包括：加热装置(未示出)，所述加热装置与所述基板和/或所述盖板3导热连接。用来加热相应相变材料的加热装置可以采用例如激光、卤素灯、加热板、热风枪等，另外加热装置也可以直接集成在基板上，例如电阻加热器等。所采用的加热装置的数量可以是一个，也可以是多个，具体可以根据使用的相变阀数量以及制作成本等因素决定。

本发明还提供了一种相变阀的控制方法，基于所述的相变阀，包括如下步骤：

当所述通流缝隙14为封堵状态时，将封堵该通流缝隙14的相变材料加热熔化，以贯通该通流缝隙14，并保持凹槽内的其他相变材料为凝固状态；当所述通流缝隙14为贯通状态时，将凹槽中当前熔点最低的相变材料加热膨胀后冷却凝固，以封堵该通流缝隙14。至于具体的控制方法，可以参考前文对于所述基板的说明，在此便不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。