發(fā)布時(shí)間：2021-10-01 05:58

　　液滴微流控技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,目前液滴生成裝置大都基于常規(guī)尺寸的控制元件,如氣動(dòng)比例閥、注射泵等,擴(kuò)大了液滴微流控系統(tǒng)的體積,縮小了其應(yīng)用范圍。為此,本文提出了基于步進(jìn)電機(jī)微閥的液滴微流控系統(tǒng),使用微閥代替常規(guī)閥組,具有微型的特點(diǎn),且易于與微流控其他元件集成,可用于生成穩(wěn)定尺寸的液滴。本文提出的步進(jìn)電機(jī)微閥的液滴微流控系統(tǒng)方案,通過控制液體的驅(qū)動(dòng)壓力實(shí)現(xiàn)液滴尺寸的調(diào)節(jié)功能。建立了液滴微流控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,對(duì)步進(jìn)電機(jī)微閥的閥芯位移方程、微閥閥口流量方程及閥膜的受力平衡方程進(jìn)行推導(dǎo);對(duì)T型微流道中液滴的靜/動(dòng)態(tài)尺寸變化進(jìn)行推導(dǎo),利用液阻模型分析T型微流道中壓力流量關(guān)系并得到壓力驅(qū)動(dòng)下液滴尺寸公式。利用Matlab/Simulink、有限元軟件Fluent和Comsol等對(duì)系統(tǒng)重要元件步進(jìn)電機(jī)微閥的靜、動(dòng)態(tài)特性和壓力控制系統(tǒng)的開環(huán)特性進(jìn)行仿真分析:獲得步進(jìn)電機(jī)微閥閥芯的運(yùn)動(dòng)特性和微閥的靜態(tài)流量特性。本文提出了系統(tǒng)等效流阻模型,運(yùn)用線性化理論得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并比較分析了單閥與雙閥控制的區(qū)別;分析了微閥流道尺寸、壓力容腔體積等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)壓力開環(huán)特性的影響。同時(shí)分析了... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常見液滴生成結(jié)構(gòu)示意圖

電濕潤驅(qū)動(dòng)生成液滴[8]

a)擠壓狀態(tài) b)滴落狀態(tài) c)噴射狀態(tài)圖 1-3 T 型流道生成液滴的三種形態(tài)stecki 等[11]人提出擠壓流型下的尺寸預(yù)測(cè)模型： L的常數(shù)），這表示液滴尺寸隨著Ca 增大而減小，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微流體系統(tǒng)中微閥的研究現(xiàn)狀[J]. 肖麗君,陳翔,汪鵬,李以貴,陳迪.  微納電子技術(shù). 2009(02)

博士論文
[1]PDMS氣壓驅(qū)動(dòng)微閥及其在氣動(dòng)微混合芯片中的應(yīng)用研究[D]. 劉旭玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]提高液滴尺寸精度的電容檢測(cè)閉環(huán)微流控系統(tǒng)研究[D]. 曾文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]氣動(dòng)機(jī)械手空間運(yùn)動(dòng)軌跡控制研究[D]. 毛新濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于液滴微流控的乳液自動(dòng)生成與監(jiān)測(cè)裝置[D]. 尚賢丹.東南大學(xué) 2016
[2]基于Keil的永磁減速步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D]. 石斐.蘇州大學(xué) 2015
[3]液滴圖像處理和體積控制的研究[D]. 周曉波.中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心） 2010



本文編號(hào)：3417280