以车辆润滑系统的油液在线监测为目标，通过对比目前常用的微流控芯片结构设计与工艺方法的优缺点，结合油道直径、润滑油压力和流速等车辆润滑系特征参数，设计满足油液颗粒污染物在线监测需求的微流控芯片，重点研究芯片的结构参数及其工艺实现，并对芯片的布置位置、供油方式、监测装置选型等进行初步论证，提出一套完整的车用微流控在线监测系统的设计方案。具体研究内容如下：

1）将已有芯片特征参数与车用油液在线监测进行匹配，以选择合适的芯片，对所选择的芯片进行研究，得到芯片的制作过程及工艺方法。

2）芯片结构设计与工艺流程设计。设计芯片的平面电感、检测通道、油液样本进口和出口等

3）芯片外围设备（供油、检测等）选型或设计

本课题的主要研究内容

（1）根据车辆油液污染度的分析需求，收集国内外同类型检测装置的论文、专利、标准与技术资料，调研测试装置的需求与设计目标；

（2）结合车用油液检测需求，综合分析油液微流控芯片的检测位置与布置方式，计算微流控芯片油道直径、供油方式、供油压力与流速等参数，以实用性为前提设计微流控芯片并绘制零件图，给出设计报告；主要完成工艺方法、加工设备的对比与选择，编制完整的工艺规程；

（3）比较电容法、电感法、光学法等颗粒检测技术的优缺点，提出油液微流控芯片适用的检测方案，通过理论分析等方法，对磁场变化与被检颗粒的关系进行初步的设计、计算，并完成检测系统方案图的绘制；

本文主要取得的结论有：

①通过理论对比分析芯片的各类参数变化与检测电感所产生的信号变化之间的关系。其中参数包括微流道的直径大小，设计不同流道直径，当同一微粒经过检测区域时，流道直径越小，检测信号变化越明显。粒径大小同样也影响检测的信号的变化，使不同直径的微粒经过同一流道，分析得到随着粒径的增加检测信号变化越明显。当流道直径确定，粒径确定，改变电感线圈直径时，随着电感线圈直径的增加，检测信号相对变弱，因此确定电感线圈的直径为25μm。

②对比分析检测部分的不同方法，例如电容法、电感法和光学法等列出它们各自的优缺点，然后确定芯片的检测方法为电感式。由于电容法在检测微粒时是将油液作为它的介质，检测结果容易受油质的影响因此不以考虑。而光学法多数是用于离线监测，主要在于测量经过检测区域的微粒形状和大小，无法分辨出微粒的性质。而电感法结合了以上的优点。但是要实现小微粒的检测还是比较困难的。

③确定检测芯片类型后，开始对芯片进行工艺流程的设计。本设计采用PDMS作为基材选用模塑法设计芯片。该方法制作工艺简单，无需消耗大的人力和物力。

④整个检测系统的设计是在芯片性能的基础上匹配的。由于设计在线监测系统将芯片放置在油箱中，需要为芯片进行单独供油。本次设计将简单的液压元件设置在一条回路上用来检测系统中油液所含微粒数量的大小，并能确定汽车液压和润滑等系统的运行状态。