基于AMESim的新型PDMS微阀动态特性仿真研究

针对一种新型的可用于气动微流控芯片气压控制的电磁致动微阀的进一步研究和应用问题,在阐述了其结构和工作原理的基础上,利用AMESim软件建立了相应的动态仿真模型,对其流量、压力动态特性进行了分析,并且给出了该种微阀和传统气动电磁阀的流量、压力动态特性的对比分析结果.该种新型的电磁致动微阀由微流控芯片的上层PDMS平膜、具有微流道的下层PDMS厚膜和电磁致动器构成,电磁致动器通过安装在阀座上的玻璃片与PDMS微流控芯片实现了集成.而且,采用这种集成化的新型微阀的控制方式相较于传统采用气动电磁阀的控制方式,具有成本低、体积小、易于与微流控芯片集成等优点.研究结果表明,采用这种新型PDMS微阀对微流控芯片进行驱动和控制可以获得较好的动态特性,并且该研究对电磁致动微阀的进一步研究和应用提供了一定的理论指导.     

采用步进电机的微流控芯片气压驱动系统压力特性研究

针对目前气动微流控芯片控制系统微型化集成化的需求,提出了一种采用步进电机的微流控芯片气压驱动系统,通过控制器信号驱动步进电机,使PDMS流道产生了形变从而改变了阀口开度,实现了气体容腔的压力控制,对微阀的流量和气体容腔的压力进行了分析,采用Simulink搭建非线性模块,建立了系统的仿真模型,对系统的压力特性进行了仿真,得到了在不同的步进电机阶跃信号作用下的气压驱动系统压力的动态响应特性,并搭建了试验平台进行了验证。结果表明:试验结果与仿真结果基本吻合,该系统能够较快地响应于气压容器,阀口开度越大,气体容器的压力上升越快,稳定压力越高。     

气动电磁微阀的仿真研究

提出一种可用于气动微流控芯片气压控制的电磁致动微阀,阐述了微阀的工作原理与结构,利用Fluent软件嵌入UDF函数对几种不同阀口开度下流场分布特性进行了仿真分析,给出了不同阀口开度下流场速度、阀口前后压力变化以及微阀的出口流量特性分析结果。     

新型PDMS电磁微阀动态特性仿真研究

提出一种可用于气动微流控芯片气压控制的PDMS电磁微阀。阐述了PDMS电磁微阀的工作原理与结构,给出了电磁驱动器数学模型。建立了自感系数、线圈电流、阀芯运动电压、机械运动和电磁吸力的仿真模型;建立了PDMS电磁微阀电磁力、阀膜弹性变形力与微流道内气、液作用力之间的多物理场耦合数学模型。利用MATLAB/Simulink软件建立PDMS电磁微阀阀膜形变模型、出口流量模型,并与5个电磁驱动器子模块连接。对电磁驱动器动态响应特性和PDMS电磁微阀流量动态特性进行仿真分析,给出了PDMS电磁微阀阀芯驱动力、阀芯响应特性和动态流量特性分析结果。     

超高压大流量气动开关阀的原理和动态特性研究

开关容积减压是为提高效率而提出的一种新型减压方法。对其关键元件超高压大流量气动开关阀的原理、动态特性进行详细的理论和试验研究。利用气动力平衡,解决超高压主阀心驱动力大和响应慢的难题,设计出小流量驱动大开口的超高压大流量开关阀。提出以定容积过程和变容积过程为单元,以控制腔转折点气体压力为标志,对超高压气动开关阀的开启和关闭动态过程进行细分的原则;建立了基于动态过程细分原则的非线性数学模型;分析了超高压气动开关阀动态特性的影响因素、改善措施。仿真和试验表明,所建立的数学模型和理论分析与试验结果是吻合的。     

基于单电动机驱动的微流控芯片及其控制系统的设计

为解决在低聚焦流速下实现微流控芯片的高效聚焦和快速筛选功能及微流驱动控制系统小型化、低成本等技术问题,设计了一种微流控芯片及其微流驱动控制系统。该微流控芯片由控制层、PDMS薄膜层、流体通道层和玻璃基底等4层组成,流体通道层设置有1个主通道和3个分选通道,微流驱动控制系统中的液流控制装置采用单电动机时序驱动3个柱塞泵工作,控制层的热膨胀微阀门控制3个分选通道的开关。该微流控芯片及驱动系统实现了不同检测物的自动检测、聚焦、前进、静止、归类和筛选等功能。     

压力补偿阀在液压系统上应用

压力补偿阀在液压系统上应用孙明堂１前言压力补偿阀是国外近年来出现的一种新型元件。众所周知，常规节流元件在进出油口压差不变时，节流元件方能在设定的流量下工作，如果节流元件出口侧负载发生变化、或进口压力发生变化，也即节流元件前后压差发生变化，通过节流元件...     

现代气动技术理论与实践第一讲:气动元件的流量特性

0前言 设计气动系统时，准确地把握电磁阀、调速阀等元件的流量特性非常重要。流量特性表示元件的空气流通能力，将直接影响气动系统的动特性。在元件选型时如弄错流量特性．将可能导致气动执行元件达不到预期的输出力或输出速度。     

基于爆破阀的微流体引流控制芯片研究

微量流体的收集与控制是微流控领域的关键技术,微流体引流控制不仅需要对流速、时间等参数进行精确控制,而且要避免流体在多个检测区的交叉混染。本文设计一种基于爆破阀的微流体引流控制芯片。首先,对爆破阀机理进行分析,并采用MEMS工艺制备微流控芯片;然后,对影响爆发阀特性的材料亲水性进行跟踪测量,对微流控芯片的引流特性进行宏观和微观观测;更进一步地,对爆破阀的爆破压力进行理论计算和实验实测,3种爆破阀的实测爆破压力分别为90、690、2 440 Pa;最后,对不同进样速率下爆破阀的爆破特性进行测试。实验结果表明,通过爆破阀的合理设计,可实现微流体的引流控制,使其按预定次序、预定时间流入检测区,进而有效避免流体的交叉混染。     

一种微流控检测芯片的设计与工艺研究

设计并制作了一种PMMA材料的微流控检测芯片,利用外界气体驱动液体,用于实验样品的分析和检测.芯片的整体尺寸为86 mm×60 mm×4.5 mm,利用精密加工的方法进行加工.采用一种简单实用的溶胶.凝胶改性方法对微通道管路进行亲水处理,实验证明亲水性有明显提高.并分析了亲水性提高的机理.提出一种新的溶剂键合方法,在室温下对芯片进行键合.溶剂为二氯乙烷和无水乙醇按1:1混合的混合液.分析了不同溶液配比、键合时间和键合压力对键合效果的影响.同时,芯片上集成了多个阀,对阀膜材料的选择、粘接工艺进行了研究.     

一种采用铰杆连接的气-液增压装置

该文介绍了两种基于无杆活塞气缸的气一液复合传动增压装置,分析了其工作原理,并给出了工作原理图与工作流程图。文章对系统的输出流量与输出力进行了分析计算,给出了相应的计算公式以及曲线分布图。该装置采用了主被动活塞并联结构,能够有效地避免串联式装置的气液两相容易混合的问题,技术性能较为完善,在输出力大小一定的条件下,能够显著地减少系统的压力和体积。     

喷嘴挡板式压电气动微阀阀口密封宽度对流场特性影响的分析

为了探究喷嘴挡板式压电气动微阀阀口密封宽度对阀口流动特性的影响,应用CFD技术,采用SST k-ω湍流模型,对不同密封宽度下阀口的流动特性进行了数值模拟计算。结果发现,阀口端面密封宽度对压电气动微阀阀口的流动特性有显著的影响,选取合理的阀口端面密封宽度,可降低阀口的压力损失,提升气动微阀阀口的过流能力;同时发现微阀流量-压力系数不受阀口端面密封宽度的影响。该研究为阀口设计提供了重要参考。     

新型高压气动比例控制阀动态性能的仿真研究

针对某水下控制装置的特殊要求,设计了一种新型高压气动先导式比例控制阀。提出缓冲压力控制腔结构,实现了先导阀输出压力控制,以适应系统高压、大流量、工作压力范围宽的特点。建立了高压气动比例控制阀系统的动态数学模型,对其动态性能进行了仿真研究,获得了较为满意的结果。研究结果对高压气动比例控制阀的设计制造具有理论指导意义。     

基于AMESim的高压气动减压阀的稳定特性

针对氢能源汽车中气动减压阀高压化减压时减压阀稳定性下降的现象,对一种带有先导稳定流量器的高压气动减压阀进行特性研究。建立高压气动减压阀的AMESim仿真模型,仿真分析了其压力、流量特性、高压气动减压阀先导阀弹簧刚度、先导稳定流量器活塞阻尼孔、高压气动减压阀主阀弹簧刚度、主阀出口腔等参数对高压气动减压阀稳定性的影响。研究结果表明,带有先导稳定流量器的高压气动减压阀在高压化减压时,其出口压力稳定,压力振荡小,动态响应快。同时,适当地增大复位弹簧刚度,先导稳定流量器活塞阻尼孔,出口腔容积的增大,可提高阀的输出压力的稳定性和快速性。     

基于AMESim的连续混配撬负载敏感液压系统仿真分析

 在分析连续混配撬液添泵系统工作特点的基础上,选择负载敏感液压系统作为其液压动力系统。为验证连续混配撬负载敏感液压系统性能,利用AMESim仿真软件搭建连续混配撬液添泵液压系统仿真模型,得到泵出口压力、泵输出流量及功率变化曲线。结果表明：泵输出流量稳定时,泵出口压力与各负载中最大压力的差值为负载敏感阀的设定压力;流量按需分配,在泵最大流量允许范围内,泵输出流量始终随着系统所需流量的变化而变化;负载敏感泵输出功率始终与负载所需功率相匹配,系统具有无溢流损失、节能等优点。     

火箭增压输送系统减压阀出口压力性能改进研究

为解决液体火箭增压输送系统气体减压阀在生产和飞行试验中出现的出口压力长时间持续下降问题,基于实测摩擦力提出了O形圈黏弹摩擦特性对减压阀出口压力的影响机理。使用修正摩擦力后的减压阀仿真模型复现了该减压阀出口压力长时间持续下降现象,并提出改进方案。样机验证试验表明,改进后减压阀出口压力长时间下降现象明显改善,减压阀精度提高约30%,验证了改进方案的有效性和O形圈黏弹摩擦特性对减压阀出口压力影响机理的正确性。     

智能化吹气装置及其应用注意事项

阐述吹气装置检测液位的基本原理,提出恒压恒流智能型吹气装置的设计方案和试验结果,总结吹气装置在实际工程应用中的注意事项。