【摘要】： 壓電泵是近年來發(fā)展起來的一種新型流體泵,它是基于逆壓電效應(yīng)原理工作的新型驅(qū)動器,與傳統(tǒng)流體泵相比,壓電泵具有自身的許多優(yōu)點,它在微機電系統(tǒng)和微流量控制方面有著廣闊的應(yīng)用前景。為此世界各國和科研機構(gòu)都在大力進行壓電泵技術(shù)的研究,本文概述了國內(nèi)外各種壓電泵的工作原則和最新研究進展,闡述了壓電泵的應(yīng)用前景,指出了今后壓電泵的發(fā)展趨勢。 本文在充分分析現(xiàn)有類型壓電泵的基礎(chǔ)上,設(shè)計制作了矩形壓電振子式主動閥壓電泵樣機,并進行相關(guān)的理論分析與試驗研究。 本文具體研究內(nèi)容如下: 1.從理論和試驗兩方面對兩種支撐方式下的閥腔壓電振子進行了分析研究,找出壓電振子的變形規(guī)律,為主動閥和壓電泵的設(shè)計提供理論依據(jù)。 2.利用矩形壓電振子構(gòu)建了兩種結(jié)構(gòu)形式的主動閥,對它們的靜、動態(tài)特性進行了測試分析,分析了腔體內(nèi)流體壓力分布規(guī)律;根據(jù)兩端夾持式主動閥的理論流量計算公式,剖析了流量的影響因素,優(yōu)化了閥的結(jié)構(gòu)。 3.基于兩端夾持式主動閥設(shè)計制作了矩形壓電振子式主動閥壓電泵,通過試驗研究了泵在工作時閥腔壓電振子與泵腔壓電振子之間的最佳相位差,測試了閥腔壓電振子在不同電壓、頻率和驅(qū)動信號作用下壓電泵的輸出特性,確定使矩形壓電振子式主動閥壓電泵有效工作的控制方式。同時,對主動閥壓電泵的雙向泵送能力進行了比較分析。最后,對矩形壓電振子式主動閥壓電泵實測流量與理論流量之間的差別進行了分析。
【圖文】：

[5]等，如圖1-1所示為一個雙金屬懸臂梁致動的微機械薄膜泵的結(jié)構(gòu)圖，這種典型的往復(fù)運動式薄膜微機械泵可產(chǎn)生110kPa(11m2H O )的靜水壓力，流速可達到大約1ml/min[6]。薄膜泵的主要問題是輸入和輸出止回閥的泄漏，薄膜泵要得到滿意的性能，這些止回閥的泄漏速率必須與泵的流速相比足夠小，這一性能要求在薄膜泵的原理樣機上已經(jīng)達到，但如果長期使用，顆粒沉積和磨損都會降低閥的性能，造成泄漏。此外，薄膜泵的背壓低，無法實現(xiàn)氣體的驅(qū)動。1993年瑞典斯德哥爾摩Chaliners大學(xué)的Stemme E.和Stemme G等人[7]提出一種無閥微機械泵，圖1-2所示為該泵的工作原理圖

[7]提出一種無閥微機械泵，圖1-2所示為該泵的工作原理圖，在這種微泵中，薄膜式微泵的止回閥被擴散器/噴嘴單元代替，擴散器/噴嘴單元在兩個方向上的流阻不同，可以產(chǎn)生單方向的凈流量。這種無閥微機械泵產(chǎn)生的最大壓力接近75kPa，最大流速為16ml/min。這種微泵有兩個優(yōu)點:一是既適用于液體，也適用于氣體；二是泵腔內(nèi)的最小縫隙相對較大(80-100um)，薄膜泵的顆粒問題在無閥泵中不會遇到，但這種無閥微泵在關(guān)閉時沒有流動阻力，，所以當(dāng)存在反向壓力時
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH38

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本文編號：2707757