本发明涉及流体力学，更具体地，涉及一种基于液滴自由振动的液体粘度测量装置及方法，特别涉及一种通过测量液滴自由振动的衰减率来测量液体粘性的测定装置和方法。
背景技术：
1、液体粘度是评估其流动性质的一个重要物理参数，液体粘度的检测广泛应用于化学、医药、生物技术和材料科学等领域。液体粘度的测量对于产品质量控制、新材料的研发以及相关人体身体病理状态的临床诊断具有指导性意义。例如：血浆粘度在凝血测试中十分重要，粘度也是表征抗体溶液和蛋白质药物以及dna分析的重要指标。
2、传统上，液体粘性的测量方法多以大体积样本为基础，包括转子粘度计、毛细管粘度计、落球粘度计等，这些方法通常要求毫升级的样品量才能进行有效测量。然而，在样本稀缺或者成本较高时，如生物样本或新研发药物，这些方法的实际应用存在一定的约束。
3、在微流变学的最新发展中，产生出基于微流控技术的粘度计，一种利用微型流体通道对液体进行测量的仪器，这些粘度计通常可以分为两类：一种是使用注射泵控制流速，这种方法需要相对大量的目标液体(20微升)才能准确测量液体粘度；另一种方法是借助毛细管压力驱动目标液体，检测目标液体填充微通道的速度来测量粘度，这种方法虽然仅仅需要纳升的液体便可以进行测量，但是通道润湿性的变化会对流动造成影响，测量后通道润湿性的变化将会限制粘度计的重复使用，成本较高。
技术实现思路
1、本发明提供了一种检测液体粘度的装置和方法，使用压阻悬臂梁来检测由蜂鸣器引起的目标液体的液滴产生的自由振动，并根据目标液体的自由振动衰减特性来计算其粘度。本发明装置体积小，目标液体体积需求小，准确性和灵敏度高，解决了目标液体粘度测定时体积需求高、测量仪器笨重不便携、难以重复使用的缺点。
2、根据本发明第一方面，提供了一种基于液滴自由振动的液体粘度测量装置，所述液体粘度测量装置包括亲水性圆台和压阻悬臂梁阵列，所述亲水性圆台用于附着固定液滴，所述压阻悬臂梁阵列包括多个压阻悬臂梁，任一所述压阻悬臂梁包括两个悬臂梁和两个压阻式传感器，承载微柱位于悬臂梁自由端上方，并位于亲水性圆台外围，且所述承载微柱不与亲水性圆台相连；
3、所述悬臂梁自由端位于承载微柱底面的两侧，所述压阻式传感器位于所述悬臂梁固定端的根部，所述压阻式传感器用来检测液滴作用在承载微柱上面的力，所述固定端与器件硅层刚性连接；
4、所述亲水性圆台下方设置蜂鸣器，所述蜂鸣器用于输出声波以激励液滴产生振动。
5、优选地，所述亲水性圆台为在顶层器件硅层上沉积亲水性材料得到。
6、优选地，所述顶层器件硅层下面还依次具有中间绝缘层和底层衬底硅层。
7、优选地，所述蜂鸣器与所述亲水性圆台的垂直距离为3-5mm。
8、根据本发明另一方面，提供了任意一项装置进行液体粘度测量的方法，包括以下步骤：
9、s1：在亲水性圆台上滴加目标液体，形成目标液滴；
10、s2：待目标液滴在承载微柱上平衡时，所述压阻式传感器接收所述承载微柱的压力，并转换为模拟电信号，该模拟电信号再转换成数字信号，该数字信号经数字信号处理器处理后再转换成模拟信号；
11、s3：所述蜂鸣器接收到步骤s2所述的模拟信号后，该蜂鸣器输出声波以激励液滴产生受迫振动；
12、s4：所述蜂鸣器停止输出声波后，目标液滴进行自由振动，目标液滴自由振动产生的压力通过承载微柱和悬臂梁传递给压阻式传感器；
13、s5：所述压阻式传感器将压力转换为模拟电信号，该模拟电信号转换成数字信号后，数字信号处理器对该数字信号的衰减振动电信号单周期内最大峰值数据点进行指数拟合，得出衰减率a；根据公式计算得到目标液体运动粘度υ，其中：a为衰减率，k为比例关系系数，v为目标液滴体积；根据公式μ＝υρ计算得到目标液体动力粘度μ，其中ρ为目标液体密度，υ为目标液体运动粘度。
14、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
15、(1)本发明整个装置基于微机电系统，整个装置仅仅只有厘米级大小，便携不笨重，方便携带和使用。
16、(2)本发明通过测量液滴的自由振动来测量目标液体粘性，从而实现目标液体体积需求小(大约仅有2-3微升)，比目前商用的便携式粘度计所需液体体积小约八倍。
17、(3)本发明蜂鸣器用于输出一定时间(约1s)特定频率(接近目标液滴一阶固有频率，约100hz)声波以激励液滴产生一阶模态振动(受迫)，蜂鸣器停止输出声波后，液滴仅进行一阶模态自由振动，避免了其他阶数模态振动的干扰，从而提高整个设备可靠性。
1.一种基于液滴自由振动的液体粘度测量装置，其特征在于，所述液体粘度测量装置包括亲水性圆台(1)和压阻悬臂梁阵列(2)，所述亲水性圆台(1)用于附着固定液滴，所述压阻悬臂梁阵列(2)包括多个压阻悬臂梁(3)，任一所述压阻悬臂梁(3)包括两个悬臂梁(5)和两个压阻式传感器(6)，承载微柱(4)位于悬臂梁(5)自由端上方，并位于亲水性圆台(1)外围，且所述承载微柱(4)不与亲水性圆台(1)相连；
2.如权利要求1所述的基于液滴自由振动的液体粘度测量装置，其特征在于，所述亲水性圆台(1)为在顶层器件硅层(8)上沉积亲水性材料得到。
3.如权利要求2所述的基于液滴自由振动的液体粘度测量装置，其特征在于，所述顶层器件硅层(8)下面还依次具有中间绝缘层(9)和底层衬底硅层(10)。
4.如权利要求1所述的基于液滴自由振动的液体粘度测量装置，其特征在于，所述蜂鸣器(7)与所述亲水性圆台(1)的垂直距离为3-5mm。
5.运用权利要求1-4任意一项装置进行液体粘度测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
