微流控系統(tǒng)在航空航天、生物芯片等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,是目前MEMS（微機(jī)電系統(tǒng),Micro-Electro-Machanical System）研究的熱點(diǎn)。微泵在微流控系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng),是微流控系統(tǒng)中的核心部件之一。實(shí)現(xiàn)微泵的小型化、集成化,提高微泵的泵送性能,是微流控系統(tǒng)亟待解決的關(guān)鍵問題之一�；谑湛s/擴(kuò)散管的無閥微泵,以具有整流作用的收縮/擴(kuò)散管代替單向閥,利用流道的不對(duì)稱性實(shí)現(xiàn)流體的定向泵送,具有結(jié)構(gòu)及工藝簡單、不易堵塞、對(duì)泵送樣品無限制等優(yōu)點(diǎn),成為現(xiàn)階段微泵研究的熱點(diǎn)。本文分析了大角度收縮/擴(kuò)散管的流動(dòng)特性和壓電驅(qū)動(dòng)器的工作原理,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并制作了并聯(lián)式雙腔壓電微泵。首先,利用ANSYS軟件對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器的振動(dòng)模式進(jìn)行了仿真分析,研究了壓電振子金屬層的半徑、厚度對(duì)振子諧振頻率、中心位移的影響;利用ANSYS FLOTRAN和CFX對(duì)微泵內(nèi)流體流動(dòng)特性進(jìn)行了仿真分析,優(yōu)化了收縮/擴(kuò)散管的尺寸,得到了不同壓強(qiáng)下流體流動(dòng)的特性參數(shù),如雷諾數(shù)、流速、管內(nèi)壓強(qiáng)分布等。利用MEMS技術(shù),在<100>晶向的硅片上腐蝕出收縮/擴(kuò)散管,在玻璃基片上腐蝕出圓形空腔作為泵腔,并... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

EHD泵的結(jié)構(gòu)和原理示意圖

壓電驅(qū)動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、致動(dòng)力大、可控性和換能效率高等優(yōu)點(diǎn)，目前利用壓電驅(qū)動(dòng)研制了多種壓電微型泵，是研究最多的致動(dòng)方式之一。1993年，瑞典的 E.st~e等人〔’5]研制出第一臺(tái)根據(jù)收縮/擴(kuò)散管原理的微泵，其示意圖如圖1.2所示。它采用小于20“的錐角，整體尺寸在厘米級(jí)，可用于輸送氣體和液體。圖1.2第一臺(tái)基于收縮擴(kuò)張管的微泵示意圖 Fig.1.2Thefirstdiffuser/nozzlemieroPumP1994年，德國的 T.Gerlach制作出【’“l(fā)第一臺(tái)硅基無閥微泵，利用<100>硅片的各向異性，加工出了傾角為54.74“的四棱錐形管道，如圖 1.3所示。Gerlach還首次分析了收縮/擴(kuò)張管內(nèi)的流動(dòng)特性，提出了收縮/擴(kuò)張管在單一方向上的整流特性只發(fā)生在腔內(nèi)流體流動(dòng)為湍流的情況下。0，改盆]:互ti了一gP一ez百l一bim

制出第一臺(tái)根據(jù)收縮/擴(kuò)散管原理的微泵，其示意圖錐角，整體尺寸在厘米級(jí)，可用于輸送氣體和液體。圖1.2第一臺(tái)基于收縮擴(kuò)張管的微泵示意圖Fig.1.2Thefirstdiffuser/nozzlemieroPumP的T.Gerlach制作出【’“l(fā)第一臺(tái)硅基無閥微泵，利用<1為54.74“的四棱錐形管道，如圖1.3所示。Gerlach動(dòng)特性，提出了收縮/擴(kuò)張管在單一方向上的整流特性況下。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]大粘度壓電泵的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張志宇.吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2944915