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相似文献
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1.
分析了压电振子各个振动状态下锥形管无阀压电泵的输出流量,推导出流量公式,分析了并联结构下多腔体的整体输出流量与单个腔体输出流量之间关系。设计制作了两腔体、四腔体并联扁锥管无阀压电泵样机并进行了流量测试,实验测得四腔体并联结构最大输出流量可达9.2mL/min。  相似文献   

2.
为实现较大的驱动力和速度,提出一种新型压电驱动器,研究了驱动器输出性能随压电泵工作腔数、频率的变化规律。制作驱动器,分别进行十腔串联压电泵/五腔压电泵并联、3~5个压电振子工作、50~400 Hz频率下的输出试验。结果表明,压电泵并联时驱动器的最佳输出功率较大;工作的振子数目不同,存在不同的最佳频率使驱动器的输出速度最大,相同的频率使输出推力最大;最佳频率时,驱动器的输出与工作的振子数目呈正比。在150V、380Hz时驱动器输出功率最大,此时输出速度和推力是10.72mm/s、57.7N。  相似文献   

3.
对单腔体双振子压电泵进行结构设计,并分析了泵的工作原理。对泵在电源信号同步激励和异步激励下进行实验结果测试,得到同步激励下的输出效果好于异步激励,并分析了泵在异步激励下能够工作的原因。将泵在不同进出口管长的情况下进行实验测试发现,进出口管长对泵的最佳工作频率及流量输出有很大影响。把单腔双振子压电泵的输出性能同单腔单振子压电泵的进行实验比较,证明采用双振子结构使泵的输出性能比单振子结构有很大提高。  相似文献   

4.
通过对简支边界条件、电压驱动下复合压电振子的振动分析,推导了复合压电振子的运动方程,从而导出了复合压电振子变形后所包围的体积即无阀压电泵的泵腔容积变化量的计算公式,分析了泵腔容积变化量与复合压电振子最大变形量之间的变化关系,给出了通过复合压电振子最大变形量来计算无阀压电泵泵腔容积变化量的计算式。  相似文献   

5.
为实现结构紧凑、大流量泵在便携产品中的应用,提出以中间固定的圆形双晶片压电振子为激励的压电泵。通过仿真及理论计算对比可得,与传统的边沿支撑振子的压电泵相比,在振子振动单个周期内,中间固定式的泵的腔体体积变化量提高了近50%。实验所用样泵的尺寸为42 mm×42 mm×14 mm,用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)尺寸为25mm×0.2 mm的压电双晶片激励,该泵在380 Hz,320 V的正弦激励下,最大流量可达到800mL/min。  相似文献   

6.
为进一步拓展压电微泵的应用领域,以利于更好地将其集成于微流控芯片中,该文对以固态聚二甲基硅氧烷(PDMS)为泵体材料的压电微泵开展相关实验研究。通过合理设计压电振子的支承方式、阀片结构以及采用两腔串、并联结构等措施以提高压电微泵的工作性能。分别以PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为泵体材料设计制作了单腔微泵、双腔串、并联微泵,并对其工作性能进行对比性实验测试。实验证明,构造具有较好工作性能的PDMS压电微泵具有可行性,在电压90 V,频率80 Hz的情况下,PDMS双腔串联泵的输出流量达到21mL/min,输出压力达到10kPa。但与PMMA为泵体材料的压电微泵相比,PDMS压电微泵在流量、压力方面仍有近30%的差距。  相似文献   

7.
设计了一种压电泵驱动闭式水冷回路传热系统,压电泵采用双腔串联结构,在150 V驱动电压下,泵水流量达330 mL/min。为了分析水蒸气对压电泵驱动闭式水冷回路传热性能影响,该文采用实验方法研究了不同充液率下压电泵驱动水冷回路的启动和稳态工作特点。实验结果表明,闭式回路内压电泵在充液率大于0.895时才能启动。当充液率大于0.930时,少量气相的存在对压电泵及传热系统的工作性能影响较小,系统传热热阻小于0.2 ℃/W。  相似文献   

8.
为了减小压电泵的体积以便可在新的领域中使用,该文设计了一种新型压电泵。对该型压电泵的驱动原理、机械结构、制造方法和机械性能等进行了研究。首先说明了单腔单压电振子泵的工作原理;接着提出了新型的金属单向阀,这种单向阀为整体开启式,可有效提高阀的使用寿命;然后讨论了该压电泵中组件的加工方法和装配后的整机尺寸的大小;最后介绍了该压电泵在医用胰岛素推注方面的应用。实验结果表明,新型的压电泵可承受背压为30 kPa,泵的整体尺寸为17 mm×20 mm×5 mm,推注液体精度可达到1.2μL。设计制作的整体开启式单向阀的性能稳定可靠、能承受较高背压,该型压电泵具有推注压力高、流量稳定等特点。  相似文献   

9.
压电薄膜泵结构设计与性能分析   总被引:5,自引:1,他引:4  
提高工作性能是压电泵研制工作的重点,该文针对目前压电泵使用中性能不稳定的问题,详细分析了腔体容积和阀的结构关系,提出了小腔体、复合阀式压电薄膜泵的设计观点,实验结果表明,采用较小的腔体体积(腔体压缩比足够大)时,压电泵具有较强的自吸能力,当工作频率为20Hz,施加电压100V时,以水作流体,实际测得最大输出压力为7.9kPa,最大输出量为16mL/min。  相似文献   

10.
压电微泵的泵出流量由微泵结构、压电振子特性及驱动系统驱动信号的形式决定。在机械结构及材料特性确定的条件下,压电振子的驱动信号决定着微泵输出微流量的可靠性和稳定性。在分析压电微泵驱动基理的基础上,通过Ansys对驱动压电振子有效振动的一、二阶频率进行有限元模拟分析,确定了驱动信号电压幅值、频率对微泵流量的影响。以此为基础搭建压电微泵流量测试实验平台,在相同电压和频率条件下,研究了3种不同脉冲信号(正弦波、三角波、矩形波)对输出流量的影响。通过实验对理论模型进行修正,得到了压电微泵输出流量简化模型。实验验证了所得模型在正弦波、三角波、矩形波3种不同波形驱动下最大误差不超过4%,控制范围内可靠性在99.0%以上。综合比较可知,方波脉冲信号为压电微泵最佳驱动信号。  相似文献   

11.
微型热致动泵   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用硅微细加工工艺制作出热致动微型泵,该泵采用薄膜型准对称结构设计及双面双金属驱动方式,它具有体积较小、工艺简单、易于集成,效率高和流量较大生平特点。  相似文献   

12.
压电膜片的优化设计及在微泵中的应用   总被引:2,自引:0,他引:2  
王蔚  刘晓为  陈伟平  鲍志勇 《压电与声光》2006,28(2):153-155,158
压电驱动是微机械系统(MEMS)微执行器最有发展前途的驱动方式之一。该文采用ANSYS有限元软件对压电膜片结构参数和在微执行器上的装配方法进行了优化设计,得到PZT/Si,PZT/Cu压电膜片结构的优化数据,将其应用于有阀微泵的研制。经测试,微泵压电驱动效果与仿真结果一致,微泵背压可达836 Pa,流量达1.4 mL/min。  相似文献   

13.
Area-efficient CMOS charge pumps for LCD drivers   总被引:1,自引:0,他引:1  
Area-efficient 4/spl times/ charge pumps based on the cross-coupled structure that uses the V/sub dd/-2V/sub dd/ outputs alternately to reduce the number of power devices and capacitors are presented. Compared with conventional designs, our best design can save two power transistors, one capacitor, and two level shift circuits. An integrated 4/spl times/ charge pump is then designed to deliver 100 /spl mu/A at 9 V using a 0.8-/spl mu/m AMS high-voltage CMOS process. The topology can be extended to 2n/spl times/ charge pumps, and a 6/spl times/ charge pump is also fabricated and tested to demonstrate the validity of the extension.  相似文献   

14.
以微泵静电驱动结构为例,基于静电和弹性薄板理论,应用瑞利-黎兹能量法建立了周边固支边界条件下,静电驱动圆膜弯曲振动的谐振频率及相应振型的理论模型。位移振形的模态分析及频率计算结果均表明该计算实例的谐振频率为635Hz,为微驱动器的设计及控制提供了理论依据。  相似文献   

15.
为了探究泵腔结构参数对压电气体隔膜泵性能的影响,该文设计了一种压电气体隔膜泵的泵腔结构。首先简述了泵腔的结构设计与工作原理,推导出泵腔出口气流速度的表达式,通过仿真得出泵腔高度、气孔直径对腔体内的瞬时气压、气流速度及气体流量的影响。最后制作了泵腔样机并应用在压电气体隔膜泵中,进行了实验测试及理论分析对比。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,输出流量随着腔高的增大而减小,随着气孔直径的增大而增大,这为压电气体微泵的腔体设计提供了理论参考。  相似文献   

16.
电磁驱动柔性振动膜无阀微泵   总被引:4,自引:0,他引:4  
提出了一种新型微泵设计方案和制作工艺,将电磁驱动器与大振幅振动膜相结合,得到流量大、易于控制的新型微泵。该微泵结构简单,由硅橡胶(聚二甲基硅氧烷PDMS橡胶)振动膜和无阀泵泵体组成,将硅加工工艺和非硅加工工艺(电镀)相结合。采用电镀和硅橡胶加工方法将振动膜直接制作在一个硅片上;用电镀和体硅加工工艺将驱动线圈和无阀泵泵体制作在另一块硅片上,然后将两个硅片键合在一起。对该微泵的性能特点正进行着更深入的研究。  相似文献   

17.
一种医用微型同心压电薄膜泵   总被引:1,自引:0,他引:1  
设计开发了一种结构新颖,制作工艺简单,成本低,综合性能高的烈性药物输注用压电薄膜微型泵,介绍了微泵的结构设计、工作原理和性能测试。微泵具有在出口和入口两个方向上抵抗冲击载荷的能力和互锁的功能,适合于对外界环境要求苛刻的烈性药物输注。微泵不论液体还是气体为工作介质都具有良好的流量特性和较高的可靠性。同心双向阀结构克服了传统的单向阀并联结构两阀间易连通的缺点。高分子聚合物材料和特殊的加工装配工艺使得微泵即使在小批量单件生产的情况下成本依然低廉。因此,该种微泵更加接近实用化,具有广阔的应用前景。  相似文献   

18.
Digital printing technologies are promising as future manufacturing approaches due to their capabilities of highly flexible and additive material deposition on various substrates. In this contribution, all inkjet-printed piezoelectric polymer actuators are presented based on polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)) and electrodes printed from silver nanoparticle dispersions. The target application for the actuators described here are membrane pumps for microfluidic lab-on-a-chip (LOC) systems. For the first time, all-inkjet-printed P(VDF-TrFE) actuators are reported and the corresponding piezoelectric d31 coefficient is measured. For manufacturing the actuators, a low-cost procedure is employed that consists of only three inkjet printing and post-processing steps where moderate thermal treatments (Tmax = 130 °C) are combined with plasma sintering. The processing is therefore compatible with a wide range of temperature sensitive polymer substrates, completely additive and highly flexible. A sandwich-like structure of a piezoelectric P(VDF-TrFE) layer between two silver electrodes is inkjet-printed onto a polyethylene terephthalate (PET) substrate. When a voltage is applied across the piezoelectric layer, the reverse piezoelectric effect will lead to a bending deflection of this unimorph structure. The piezoelectric d31 coefficients are found to be approximately 7 to 9 pm V−1, which allows the generation of significant actuator deflections. For the application in a micropump, flow rates of several 100 μL min−1 are anticipated, which is promising for LOC applications. Most current micropumps are based on actuator elements that are fabricated separately and mounted on a passive membrane. By using all inkjet-printed actuators, as presented here, the joining step is avoided and the benefits of low-cost printed devices are added to the well-developed processing approaches for microfluidic chips.  相似文献   

19.
Accuracy of drug infusion pumps under computer control   总被引:4,自引:0,他引:4  
Prototype systems implementing algorithms for automated drug infusions are typically constructed by coupling a microcomputer to a drug infusion pump through a serial communications interface. Infusion rates demanded of the infusion pump in many computed-controlled drug delivery applications are made to change at intervals much shorter than those encountered under routine clinical use. Because the ability of infusion pumps to maintain accurate flow rates during high frequency rate changes has not been documented, the purpose of this study was to validate the volumetric accuracy of three commercially available infusion pumps operating in a demanding computer-controlled application. In independent 2-h evaluations, the infusion rate demanded of each pump changed as often as every 5, 10, or 15 s using an algorithm for computer-controlled pharmacokinetic model-driven intravenous infusion. Accuracy of the infusion devices was determined gravimetrically. At all measurement times, each of the infusion pumps was accurate to within approximately +/- 5% of the expected volumetric output under each of the infusion rate intervals tested. Flow rate accuracy of +/- 5% is equal to the nominal expected accuracy of these infusion pumps in conventional clinical use.  相似文献   

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