无阀压电微流体泵工作特性与结构参数

根据平面无阀压电微流体泵的结构特点,采用厚度平均的浅水模型和有限元法,得到微流体泵液体－振动片耦合方程。耦合方程的模态分析给出硅片一阶模态自然频率和振型,以及硅片振幅－频率关系。在模态分析之后,加入压电力考察振动片响应、微泵流动特征和微泵流量。同时研究微泵结构参数(微泵压电片半径、扩散管长度、最小宽度、扩散张角)对微流体泵液—固耦合系统的自然频率、振动片振幅和微泵流量的影响,得出对微流体泵优化设计有重要意义的结果。     

基于硅各向异性腐蚀的平面沟道无阀微泵研究

依据扩散口/喷嘴理论,设计了不同几何尺寸无阀微泵的扩散口/喷嘴光刻掩模版图,采用硅平面工艺、各向异性腐蚀及削角补偿等技术,制作出了多种无阀微泵.对无阀微泵泵压及流量进行了实验研究,结果表明泵压与流量均呈现反比关系;扩散口/喷嘴的张角为8°时微泵效率最高;扩散口/喷嘴长度为2500μm、扩散口/喷嘴的窄口宽度为150μm、腐蚀深度为150μm时,无阀微泵的最大泵压和流量分别为14.9kPa和558μL/min.     

多级“Y”型流管无阀压电泵的原理与试验验证(实验视频)

针对目前微流体混合器多需要外接动力源,且多数微混合器只能进行液体混合而不能输送液体的问题,提出将无阀压电泵引入微混合器领域,并研制了一种集混合与输送于一体的多级“Y”型流管无阀压电泵。首先,提出了多级“Y”型流管,进而设计了多级“Y”型流管无阀压电泵,并分析其工作原理;然后,对该无阀压电泵的流管流阻特性及泵流量进行理论分析;同时,利用有限元软件对多级“Y”型流管无阀压电泵进行了流场模拟,结果表明该压电泵具有单向传输作用。最后,制作了多级“Y”型流管无阀压电泵样机,并进行了泵流量与背压试验。试验结果显示：驱动电压峰峰值为100 V,频率为16 Hz时,流量达到最大,为16.2 ml/min;驱动电压峰峰值为100 V,频率为14 Hz时,输出背压最大,约为64 mm水柱。得到的试验数据证明了多级“Y”型流管无阀压电泵的有效性。(实验视频)     

非对称分叉流管无阀压电泵的设计及试验

具有微混合功能的多级Y型流管无阀压电泵存在着输出流量与振子带载能力不平衡的问题。为此,提出了一种非对称分叉流管无阀压电泵。首先,理论分析了该无阀压电泵输出流量与流管流阻间的关系;其次,利用有限元软件数值计算了多级Y型流管的流阻特性;最后,采用光固化快速成型技术加工了样机,并进行了泵特性试验和振子振动测试。试验结果表明：在峰峰值200 V正弦波交流电驱动下,该压电泵的流量、扬程和压电振子的振幅都随驱动频率增加呈现先增大后减小的趋势;当驱动频率为31 Hz时,最大流量为4 g/min;驱动频率为38 Hz时,最大扬程为40.5 mmH2O。在试验施加电压范围内,该泵的输出性能与驱动电压呈正相关性。本研究验证了非对称流道树型无阀压电泵的可行性,为非对称无阀压电泵在微流道滴灌和微混合等领域的应用提供了参考。     

3D打印的锥管坡面腔底无阀压电泵

为提高无阀压电泵的流量特性和解决泵加工工艺性差的问题,研制出了锥形流管坡面腔底无阀泵。首先,提出并设计了锥形流管坡面腔底无阀泵,分析了该泵的工作原理;然后,利用ansys软件对泵腔内流场做了模拟分析,分析结果表明该泵具有传输流体的能力;最后,利用3D打印技术制作了锥形流管坡面腔底无阀泵,并对泵的频率-流量特性进行了试验,驱动频率为8Hz时,锥形流管坡面腔底无阀泵的流量达到最大值26.8ml/min,比相同尺寸坡面腔底无阀压电泵在相同驱动电压条件下输出的最大流量增加了18.6%。试验结果表明,锥形流管坡面腔底无阀泵的流量特性优于坡面腔底无阀压电泵,且采用3D打印技术制作压电泵,提高了泵加工的工艺性,缩短了加工周期,降低了加工成本。     

数字化无阀微泵的泵送性能实验研究

研制出一种新型的基于微流体数字化技术的数字化无阀微泵，并对无阀微泵的泵送性能进行实验研究。该微泵泵送出的液体量微小、可控，可达纳升级。针对不同粘度液体，改进驱控参数，实现了连续流、离散流的泵送。实验验证了设计原理的正确性。     

声控无阀压电喷流泵

提出了一种声控无阀压电喷流泵,利用声控电路控制压电泵开启、关闭并控制其喷流状态,实现了无需信号发生器而直接驱动压电泵工作.阐述了声控电路没计结构和工作机理,设计并加工了声控振荡电路和声控开关电路板,并与无阀压电喷流泵匹配进行了系统调试.实验结果表明:压电泵喷流状态随外界声音频率、振幅变化而变化,声音频率越高、振幅越大,压电泵喷流高度增高,出水量增大;当声音频率与压电泵基频产生共振时,压电泵达到最佳喷流效果.     

声控微型无阀压电喷流泵

摘要：提出了一种声控微型无阀压电喷流泵,利用声控电路控制无阀压电泵开启、关闭和喷流状态,实现了无需信号发生器直接驱动压电泵工作。阐述了声控电路设计结构和工作机理,设计并加工了声控振荡电路和声控开关电路板,并与无阀压电喷流泵匹配进行了系统调试,实验结果表明：压电泵喷流状态随外界声音频率、振幅变化而变化,声音频率越高、振幅越大,压电泵喷流高度增高,出水量增大;当声音频率与压电泵基频产生共振时,压电泵达到最佳喷流效果。     

非对称坡面腔底无阀压电泵流场分析

无阀压电泵需要外接用于产生单向流动流管,阻碍了压电泵的微小型化,针对这一缺点提出了非对称坡面腔底无阀压电泵,该压电泵将用于产生单向流动的部件——非对称坡面集成于泵腔的底部。对非对称坡面腔底无阀压电泵进行了计算机建模,基于商用Fluent12软件运用自定义函数(user defined functions,简称UDF)对压电振子运动形式进行了模拟;采用RNGκ-ε湍流模型对瞬态N-S方程进行了求解,分析了泵腔内流场;得出了从20°到70°不同坡面角度下的平均流量,在坡面角为20°时,可以得到最大平均流量为0.864 ml/min,并通过流量测量试验测得该泵的最大流量达到了8.6 ml/min。从仿真和试验的角度验证了该泵的可行性。     

无阀微泵流体特性的数值计算和结构优化设计

建立了基于收缩管和扩张管整流特性的无阀微泵的整体模型,借助流阻系数对整个微泵内部流体进行分析,得到微泵扩张效率的表达公式.通过数值计算,得到微泵关键部件扩张管元件的扩张比、扩张角以及泵腔高度的优化参数.     

飞行时间质谱仪射频四极杆驱动器的研制

针对自制垂直引入式飞行时间质谱仪（orthogonal extraction time-of-flight mass spectrometer, O-TOFMS）的需要,运用直接数字频率合成 (direct digital frequency synthesis,DDS)技术,研制了射频四极杆的高压射频驱动电路装置。该驱动器频率可调范围为0.5~2 MHz,幅度最高达到1 000 Vp-p。该射频四极杆驱动器（radio frequency quadrupole driver,RFQ Driver）可用于分子离子反应器（molecule ion reactor,MIR）和RFQ驱动,其结构简洁、成本低、性能稳定可靠。     

Rapid one-of-a-kind production

To shorten the product development cycle time and reduce the cost at the same time, which is very critical for the survival of those small and mid-sized one-of-a-kind production (SMOKP) companies, various computer communication, simulation and computer aided engineering and management techniques have been widely used in these SMOKP companies. However, according to our study, the applications of these advanced computer technologies in these SMOKP companies are lack of system integration and synergy, which result in communication errors, reworks, duplications and hence a longer product development lead time and a higher cost. To solve this problem, an inter/intranet based computer aided rapid product development system is presented in this paper. This system consists of a number of inter/intranet based computer models or sub-systems for supporting rapid development of a one-of-a-kind product. It also employs a novel concurrent product development strategy called “prototype based incremental product development strategy” and an integrated product data structure called “product production structure”. Some industrial implementations of the proposed system, product development strategy and product data structure are also reported in the paper.     

Rapid one-of-a-kind production

To shorten the product development cycle time and reduce the cost at the same time, which is very critical for the survival of those small and mid-sized one-of-a-kind production (SMOKP) companies, various computer communication, simulation and computer aided engineering and management techniques have been widely used in these SMOKP companies. However, according to our study, the applications of these advanced computer technologies in these SMOKP companies are lack of system integration and synergy, which result in communication errors, reworks, duplications and hence a longer product development lead time and a higher cost. To solve this problem, an inter/intranet based computer aided rapid product development system is presented in this paper. This system consists of a number of inter/intranet based computer models or subsystems for supporting rapid development of a one-of-a-kind product. It also employs a novel concurrent product development strategy called “prototype based incremental product development strategy” and an integrated product data structure called “product production structure”. Some industrial implementations of the proposed system, product development strategy and product data structure are also reported in the paper.     

从光电容积图中提取脉搏率、呼吸率和心率的新方法

光电容积描记图(PPG)是一种利用光学技术无创检测人体心血管脉搏波的方法。PPG信号来源于MIMIC数据库,它含有许多生理信息。本文提出了将集合经验模态分解(EEMD)、倒谱、快速傅里叶变化和过零点检测相结合的方法,从PPG中可靠地估算脉搏率(PR)、心率(HR)和呼吸频率(RR)。首先,将PPG信号通过EEMD分解为有限个固有模态函数(IMF)。因为EEMD有自适应滤波特性,所以估算不同的生理参数时,可以用不同的IMF分量来重构信号。其次,估算脉搏率时,舍去低频含有伪迹的IMF,再通过过零点检测可以得到瞬时脉搏率。然后,估算心率时,用1 Hz~1.67 Hz(60次/分钟~100次/分钟)的IMF来重构信号,再求倒谱,选取反映心脏活动的频带来得到心率。最后,估算呼吸率时,用0.05 Hz~0.75 Hz(3次/分钟~45次/分钟)的IMF来重构信号,然后对呼吸信号求快速傅里叶变化得到频谱图,寻找频谱图中的峰值得到呼吸率。对来自MIMIC数据库的53个成人PPG信号进行了仿真。仿真结果表明使用该综合信号处理方法提取的生理参数与实际生理参数一致,且该方法有运算量小,精确度高的优点(误差不超过1.17%)。     

UPLC-MS/MS测定二苯甲烷二异氰酸酯

建立了二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）的超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）联用的分析方法。实验用甲醇作衍生试剂,将二苯甲烷二异氰酸酯衍生成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯（MDC）,通过测定二苯甲烷二氨基甲酸甲酯来确定二苯甲烷二异氰酸酯的含量。实验采用Waters Acquity BEH C18超高效液相色谱柱,甲醇-0.1%甲酸作为梯度洗脱液,二苯甲烷二氨基甲酸甲酯在1.5 min内与其他化合物进行完全分离,经四极杆质谱选择离子监测模式检测。线性范围为2~100 μg/L,检出限为1 μg/L,相关系数0.999 4。考察了水、甲酸、甲酸铵流动相体系,以及进样量大小对样品的分离效果,发现甲酸流动相体系的分离效果优于其他两种流动相体系,同时发现在进样量大时出现平头峰。并且在优化条件下,对实际样品中游离的二苯甲烷二异氰酸酯进行了测定。     

简介虚拟制造中的网络虚拟现实技术

介绍了网络虚拟现实建模语言（VRML），VRML具有动态对象描述和超链接、通用性、扩展性、易实现性等特点。VRML浏览器和生成VRML文件的工具广泛使用于多种平台的计算机，是虚拟制造VM与虚拟设计中的网络虚拟现实技术的基础。     

血清AFP、CA199、GGT、ALP联检肝癌早期诊断价值

目的:探讨甲胎蛋白(AFP)、糖类抗原199(CA199)、谷氨酰转肽酶(GGT)和碱性磷酸酶(ALP)单独或联合检测对原发性肝癌(PHC)的早期诊断价值.方法:本研究为回顾性研究,筛选2016年-2019年本院87例原发性肝癌(PHC)患者、105例慢性乙肝患者及104例健康志愿者,收集不同组首次入院和体检外周血检测...     

Kravchenko probabilityweight functions in problems of radar signals correlation processing

In this report the combined method of correlation radar signal （RS） processing based on the theory of atomic functions （AF） is examined.Examples of using of new Kravchenko probability weight functions （WF） designs are presented.Quality functional to estimate accuracy and efficiency of RS processing for concrete physical models is constructed.It is shown that the proposed approach significantly improves the quality of the coherent analysis of RS.     

基于工业设计和先进制造技术的产品快速开发

提出一种将工业设计与逆向工程（RE）、CAX技术、快速成型和快速模具结合起来的集成开发模式。在该模式下,利用RE技术直接将工业设计获得的实物模型转换为数据模型。数据模型在CAD系统中进行处理,构造曲面模型或STL模型表面、再经过STL模型表面的偏置处理,利用RP和RT技术直接、快速的制作出样件或小批量成品,利用CAM系统还可以输出机械加工需要的数据代码。本文洋细介绍了该模式的组成部分、工作流程以及接口等关键技术,并以一个实例来说明该模式的正确性和高效性。