微泵作為微流控系統(tǒng)的動(dòng)力元件,是衡量微電子機(jī)械系統(tǒng)和微流體控制系統(tǒng)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。特別是在生物工程和醫(yī)學(xué)臨床精確給藥治療的應(yīng)用推動(dòng)了微流控系統(tǒng)的發(fā)展。如手術(shù)過(guò)程麻醉的精確給藥、糖尿病治療過(guò)程中通過(guò)胰島素泵皮下植入的定時(shí)給藥、消化道內(nèi)膠囊靶向治療給藥以及醫(yī)療集成微系統(tǒng)組合給藥等其核心元件都是微泵系統(tǒng)。此外,在生物、化學(xué)分析領(lǐng)域以及一些特殊工業(yè)生產(chǎn)及新型產(chǎn)品的中,微泵作為驅(qū)動(dòng)核心起著至關(guān)重要的作用。壓電泵是微小型流體泵研究的一個(gè)主要領(lǐng)域,其具有體積小、能量密度高、流量分辨率高及便于數(shù)字化控制等方面的優(yōu)點(diǎn)。其泵出流量由微泵結(jié)構(gòu)、壓電振子特性以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形式?jīng)Q定。在機(jī)械結(jié)構(gòu)及材料特性確定的條件下,壓電振子的驅(qū)動(dòng)信號(hào)形式?jīng)Q定著微泵輸出微流量的可靠性和穩(wěn)定性。本論文針對(duì)壓電微泵驅(qū)動(dòng)機(jī)理,對(duì)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)研究,以其提高壓電微泵輸出性能的可靠性和穩(wěn)定性。具體工作如下:（1）在分析研究壓電微泵驅(qū)動(dòng)機(jī)理的基礎(chǔ)上,確定壓電微泵輸出流量的機(jī)理模型。并且通過(guò)ANSYS對(duì)壓電振子振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行模擬分析,確定影響壓電振子撓度變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率范圍。（2）研究分析不同驅(qū)動(dòng)信號(hào)在動(dòng)態(tài)條件下對(duì)壓電振子振... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 微泵驅(qū)動(dòng)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 微泵技術(shù)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 微泵技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 壓電微泵應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要研究的內(nèi)容
        1.3.1 本課題的技術(shù)路線
        1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于壓電振子微泵驅(qū)動(dòng)的機(jī)理研究
    2.1 壓電微泵工作原理
        2.1.1 壓電泵結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)
        2.1.2 泵體
        2.1.3 壓電振子
        2.1.4 單向閥
    2.2 壓電振子理論模型
        2.2.1 壓電振子理論撓度
        2.2.2 微泵理論流量
        2.2.3 壓電振子理論壓力
    2.3 壓電振子振動(dòng)模態(tài)有限元分析
        2.3.1 壓電振子材料的確定
        2.3.2 有限元建模及網(wǎng)格劃分
        2.3.3 壓電振子的模態(tài)模擬分析
        2.3.4 基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出形式的壓電振子撓度變化的模擬分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 壓電微泵流量和脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)形式映射關(guān)系機(jī)理研究
    3.1 壓電振子驅(qū)動(dòng)信號(hào)
    3.2 微泵流量與脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的映射機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試流程
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.1 控制信號(hào)頻率與微泵流量關(guān)系
        3.3.2 控制信號(hào)電壓與微泵流量關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求
    4.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件
    4.3 驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)計(jì)
        4.3.1 逆變模塊
        4.3.2 主控模塊
        4.3.3 采集反饋模塊
        4.3.4 電源及輔助模塊
    4.4 印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)
    4.5 驅(qū)動(dòng)程序軟件設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件仿真
    5.2 輸出信號(hào)驗(yàn)證
    5.3 驅(qū)動(dòng)器與微泵配合實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新之處
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄:驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)程序
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3203441