微流体流量调节是大多数微流体实验中必须要控制和操作的一个环节。在诸如2D或3D细胞培养应用领域中，由于需要精确的微环境参数控制，所以，流量调节是实验操作中的一个必要步骤。Elveflow努力简化微流体流量调节的操作，以帮助广大的科研人员和工程师专注于实验中重要的需要解决的事情。
无论如何要执行良好的流量调节，重要的是要了解如何根据您需要的响应速度/响应时间和稳定性来调整参数。本博文将逐步说明如何选择参数。
Elveflow微流控智能软件ESI中调节PID参数（包含管路流阻调节）的视频如下：
参数介绍
（1）什么是增益参数“P”？
增益参数也叫做比例参数，可以改善响应时间。P值设置的越大，液体流量数值从一个参数变化到另一个流量参数的响应就越快。不过，过大的P值，会导致液体流量不稳定，出现流量振荡或过冲。因此，当观察到液体流量出现振荡或过冲现象时，需要减小P值，直到振荡或过冲现象消失。
（2）什么是积分时间参数“I”？
积分时间参数可以平滑液体流量测量，也就是说可以使流量测量更加平稳，降低液体流量波动或振荡。不过，过大的 I 值，也可能会导致液体流量出现较大的波动或振荡。当观察到液体流量出现波动或振荡时，需要减小 I 值，直到波动/振荡现象消失，或者是波动/振荡现象在所要求的实验流量控制范围内。此外，增大 I 值，还会增大响应时间，起到增大P值的效果，因此，当增大 I 值时，可适当的减小P值。
（3）什么是“最大流量值（max flow rate value）”？
最大流量值是一个可选参数，如果您希望仅使用传感器范围的一小部分来调节流量，那么最大流量值非常有用。默认值（0）是整个传感器的范围。如果您使用的是BFS，那么输入此参数尤为重要。
（4）什么是“PID类型（PID types）”？
PID类型是一种针对微流体控制的特殊算法，特别是经过Elveflow团队设计和优化，以简化某些特定实验装置的流量控制。首先可以将其设置为默认值“PID basic”。当实验装置系统中存在大量的气泡时，可以选择“PID large reservoir”类型。
实验装置
对于此实验装置，需要用到如下Elveflow设备：
1、Elveflow压力&流量控制器OB1 Mk3+
2、Elveflow流量传感器（1μL-50μL/min）或Bronkhorst Coriolis流量传感器
3、用于实验装置连接用的微流体导管
4、微流体配件和连接器
组件清单
2、科式流量计BFS1+(直接测量，无需针对每一种液体进行校准)
3、样品储液池
实验装置图
使用Elveflow智能界面软件ESI启动流量控制
为了调节PID参数，设置一个Square方波波形控制，在流量传感器中间范围内设置压力值的范围和与实验要求类似的周期。
选择参数
要选择良好的PID参数，可以采用多种方式。有些是比较简单和需要一点经验的，另一些需要一些计算。您可以先尝试简单的方法，然后查看其是否满足实验要求。如果找不到“PID basic”的合适参数，那么可能需要更改PID type或“max flow最大流量值”。否则，您的实验系统流阻可能不是很好：此时可以使用Auto-Tune按钮来获得个性化建议并调整您的实验流阻系统。
方法1：让Auto-Tune功能为您完成流量参数设置
先在regulator压力模式下，把液体填充满整个管路包含MFS流量传感器或BFS1+科式流量计。
简单的方法是按下Auto-Tune自动调整按钮，让ESI软件表征您的实验系统并为您选择PID参数。
提示（Tips）：
1、启动Auto-Tune自动调整按钮之前，实验系统需要处于稳定状态：从微流体导管中排出空气并流出一些液体。
2、不要忘记在Auto-Tune自动调整过程后阅读弹出窗口。它将为您提供有关如何设置您实验系统流阻大小的建议。如果您无法在此配置中获得良好的调节，请返回到建议并阅读这些建议。
3、您可以运行2次或3次Auto-Tune自动调整功能，并查看参数的调节方式。
4、在大多数情况下，Auto-Tune自动调整就足够满足实验要求了。如果还不能满足您的实验要求，那么请转到方法2。
方法2：手动调整
即使Auto-Tune自动调整是一个非常有用的工具，但是有时候您也需要手动调整这么一个通用功能。实际上，根据您的实验要求，您可能需要针对稳定性或快速性进行优化调节，或者您可能希望避免所有的过冲现象。
案例1：系统不稳定或过冲过多
首先，检查您的实验系统是否有漏气。如果您的实验系统中有大量的空气，请尝试“PID large reservoir”。
然后，减小P和I参数，直到您的实验系统处于稳定状态。接着转到案例2.
案例2：系统太慢了
在流量控制调节期间，逐步增加P和I参数值，并检查Graph图形曲线的变化且以此来判断实验系统的反应。
1、ESI软件上的Square方波曲线有太多的过冲或欠冲？减小P值
2、系统反应太慢？增大P值
3、系统在到达设置目标值时反应迅速但在接近目标值出现减速？增大 I 值
4、ESI软件上的Square方波曲线有一些不稳定或有太多的振荡/波动？减小 I 值
通常，Auto-Tune自动调整与一些手动调节相结合，可以找出适合几乎所有实验系统的良好PID调节参数。如果这种调节方式不适合您，那么请检查Auto-Tune自动调节功能的建议。您可能需要改变系统的压力值。通过流量传感器或微流体流阻来改变实验系统的压力值从而可以改善您的流量控制。
如果您有Bronkhorst流量传感器，请确保参数“max flow rate”是正确的，默认值给出了传感器的整个量程范围，这可以满足您的需求。
微流控液体稳定流量反馈调节的流程图
相关应用链接
Elveflow微流控智能操作软件ESI中流阻诊断模块（Tuning Resistance Module）的使用说明，请点击 这里
智能图形操作软件ESI中实验自动化运行的Sequencer参数设置（参考示例），请点击 这里