目前國(guó)內(nèi)外對(duì)壓電泵的研究幾乎都集中于液體壓電泵,對(duì)氣體壓電泵的研究還非常少,且大多是基于單腔體單振子結(jié)構(gòu)。單腔體單振子氣體壓電泵具有構(gòu)造簡(jiǎn)單,體積小,加工簡(jiǎn)易等特點(diǎn),但其輸出流量、輸出壓力都較小,使其應(yīng)用范圍有限。多腔體多振子氣體壓電泵利用壓電體的諧振性能好、多重構(gòu)造簡(jiǎn)單的特點(diǎn),可以最大限度地減小氣體壓電泵的體積并提高輸出能力,因而可能是目前構(gòu)造氣體壓電泵的最好的方法之一。本文研究雙振子氣體壓電泵,希望通過(guò)對(duì)其的研究解決多振子多腔型氣體壓電泵一些基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,大幅提高其性能。本文設(shè)計(jì)、試制了雙振子單腔、雙振子雙腔串聯(lián)、雙振子雙腔串聯(lián)無(wú)背槽和雙振子雙腔并聯(lián)四種結(jié)構(gòu)形式的氣體壓電泵,并對(duì)影響泵輸出性能的因素進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試與分析。結(jié)合壓電學(xué)理論與彈性薄板彎曲理論和復(fù)合板變形理論,推導(dǎo)了壓電單晶片和壓電雙晶片的撓曲線方程,并結(jié)合氣體流動(dòng)理論,推導(dǎo)了壓電泵單沖程泵送氣體流量方程。對(duì)壓電振子的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)變形量進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性。分析了傘形橡膠閥的靜態(tài)過(guò)流特性,對(duì)不同閥厚的傘形橡膠閥臨界開(kāi)啟壓力和通流能力進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試,并試驗(yàn)分析了不同閥厚的傘形橡膠閥對(duì)氣體壓電泵輸出性... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氣體泵的分類

1.2.2 不同驅(qū)動(dòng)方式的薄膜泵1.2.2.1 靜電驅(qū)動(dòng)薄膜泵靜電驅(qū)動(dòng)器[10-14]是應(yīng)用兩個(gè)平行板間的靜電吸引力來(lái)工作的。通常情況下，兩個(gè)平行板一個(gè)固定不動(dòng)，另一個(gè)可以移動(dòng)。由靜電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的薄膜泵的工作原理如圖 1.2 所示。當(dāng)電壓被加在驅(qū)動(dòng)電極上時(shí)，引起薄膜向上變形，進(jìn)口閥打開(kāi)，流體進(jìn)入泵腔；電壓斷開(kāi)時(shí)，薄膜由于自身的彈性力回復(fù)到原來(lái)位置，泵腔內(nèi)的壓力推動(dòng)出口閥打開(kāi)，使腔內(nèi)流體流出。靜電驅(qū)動(dòng)薄膜泵的優(yōu)點(diǎn)是如果截止閥的響應(yīng)速度比較快，可以在很高頻率下工作，缺點(diǎn)是需要較大的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)提供驅(qū)動(dòng)力，多數(shù)情況下驅(qū)動(dòng)電壓值在 150V 以上。

1.2.2 不同驅(qū)動(dòng)方式的薄膜泵1.2.2.1 靜電驅(qū)動(dòng)薄膜泵靜電驅(qū)動(dòng)器[10-14]是應(yīng)用兩個(gè)平行板間的靜電吸引力來(lái)工作的。通常情況下，兩個(gè)平行板一個(gè)固定不動(dòng)，另一個(gè)可以移動(dòng)。由靜電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的薄膜泵的工作原理如圖 1.2 所示。當(dāng)電壓被加在驅(qū)動(dòng)電極上時(shí)，引起薄膜向上變形，進(jìn)口閥打開(kāi)，流體進(jìn)入泵腔；電壓斷開(kāi)時(shí)，薄膜由于自身的彈性力回復(fù)到原來(lái)位置，泵腔內(nèi)的壓力推動(dòng)出口閥打開(kāi)，使腔內(nèi)流體流出。靜電驅(qū)動(dòng)薄膜泵的優(yōu)點(diǎn)是如果截止閥的響應(yīng)速度比較快，可以在很高頻率下工作，缺點(diǎn)是需要較大的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)提供驅(qū)動(dòng)力，多數(shù)情況下驅(qū)動(dòng)電壓值在 150V 以上。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓電泵技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 焦小衛(wèi),黃衛(wèi)清,趙淳生.  微電機(jī)(伺服技術(shù)). 2005(05)
[2]壓電驅(qū)動(dòng)膜片式微型氣泵[J]. 楊興,周兆英,葉雄英,李楠,趙慧貞,羅小兵.  壓電與聲光. 2005(04)
[3]一種新型電磁驅(qū)動(dòng)微泵的設(shè)計(jì)與制作工藝[J]. 蘇宇鋒,陳文元,崔峰.  新技術(shù)新工藝. 2005(02)
[4]基于MEMS的微型泵技術(shù)研究[J]. 崔建國(guó),鄭小林,侯文生,彭承琳.  中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2004(03)
[5]基于MEMS的微泵研究進(jìn)展[J]. 蘇宇鋒,陳文元.  微納電子技術(shù). 2004(05)
[6]電磁驅(qū)動(dòng)柔性振動(dòng)膜無(wú)閥微泵[J]. 蘇宇鋒,陳文元,崔峰.  微細(xì)加工技術(shù). 2003(04)
[7]壓電泵的研究——泵閥滯后性[J]. 張建輝,王大康,王守印,小貫晃義.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2003(05)
[8]微泵研究進(jìn)展[J]. 王秀紅.  排灌機(jī)械. 2003(01)
[9]壓電泵的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 闞君武,楊志剛,程光明.  光學(xué)精密工程. 2002(06)
[10]基于MEMS的微泵研究進(jìn)展[J]. 王沫然,李志信.  傳感器技術(shù). 2002(06)

碩士論文
[1]雙腔型氣體壓電泵設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉亮.吉林大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3375074