【摘要】： 在多振子壓電泵中,雙振子壓電泵是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的形式。分析雙振子驅(qū)動(dòng)形式對(duì)泵性能的影響,優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)計(jì)輸出性能良好的雙振子壓電泵,并為壓電泵在多振子驅(qū)動(dòng)過(guò)程中,解決工作流體流動(dòng)時(shí)存在的相互擾動(dòng)問(wèn)題提供可借鑒的方法,有著十分重要的意義。 本文采用理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,運(yùn)用壓電陶瓷學(xué)、機(jī)械振動(dòng)學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)等相關(guān)理論知識(shí),對(duì)雙振子壓電泵設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行研究。 為預(yù)測(cè)雙振子壓電泵的輸出能力,推導(dǎo)了壓電單晶片和壓電雙晶片振動(dòng)時(shí)的彎曲變形方程和容積變化量方程,并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性。 針對(duì)雙振子壓電泵最佳工作點(diǎn)比較高的特點(diǎn),分別設(shè)計(jì)了懸臂梁閥、輪式平板和傘形橡膠閥等三種被動(dòng)截止閥,應(yīng)用三種被動(dòng)截止閥設(shè)計(jì)了雙振子單腔泵、雙振子雙腔串聯(lián)泵和雙振子雙腔并聯(lián)泵三種結(jié)構(gòu)雙振子壓電泵,并對(duì)三種結(jié)構(gòu)雙振子壓電泵的閥通流孔大小和泵腔體的初始容積進(jìn)行了確定,給出了各自的理論輸出流量公式,對(duì)振子驅(qū)動(dòng)方式對(duì)其輸出性能的不同影響進(jìn)行了分析與闡述,在此基礎(chǔ)上加工了試驗(yàn)樣機(jī),進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試。 對(duì)雙振子壓電泵的試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,在滿(mǎn)足雙振子壓電泵最佳結(jié)構(gòu)尺寸的條件下,在110V正弦交流電驅(qū)動(dòng)下,以水為介質(zhì),雙振子單腔泵最大輸出流量和輸出壓力為500ml/min和100kPa;雙振子雙腔串聯(lián)泵最大輸出流量和輸出壓力為1100ml/min和100kPa;雙振子雙腔并聯(lián)泵最大輸出流量和輸出壓力為1350ml/min和40 kPa。 對(duì)雙振子壓電泵驅(qū)動(dòng)氣體和粘度比水大的液體進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,雙振子串聯(lián)泵和并聯(lián)泵可驅(qū)動(dòng)最大粘度為234.6mPa.s的甘油水溶液,此時(shí)泵的輸出最大流量為30ml/min。和驅(qū)動(dòng)液體比較,當(dāng)驅(qū)動(dòng)氣體時(shí),泵的工作方式發(fā)生了變化,在電信號(hào)為“同步驅(qū)動(dòng)”的情況下,三種結(jié)構(gòu)形式的雙振子壓電泵都能獲得比“異步驅(qū)動(dòng)”還要好的流量輸出,輸出氣體的最大流量和壓力可達(dá)1100ml/min和7.8kPa;腔體的初始容積對(duì)泵送氣體的性能仍然有影響,在滿(mǎn)足壓電振子和閥自由振動(dòng)的情況下,腔體的初始容積越小,泵輸出氣體的性能越好。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TH38

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮焱穎,周兆英,葉雄英,王國(guó)輝;壓電致動(dòng)微噴的壓力波特征分析[J];微納電子技術(shù);2003年Z1期

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3 張建輝;黎毅力;劉菊銀;徐宇哲;;“Y”形流管無(wú)閥壓電泵流場(chǎng)分析[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

4 吳麗萍;吳銀柱;;無(wú)閥壓電泵噪聲分析與探討[J];長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年04期

5 尹執(zhí)中,胡桅林,過(guò)增元;懸臂梁式微型閥的啟動(dòng)和過(guò)流特性[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2000年01期

6 王蔚;田麗;鮑志勇;劉曉為;王喜蓮;楊松濤;;一種新型壓電式雙向無(wú)閥微泵的研制[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年05期

7 王沫然,李志信;基于MEMS的微泵研究進(jìn)展[J];傳感器技術(shù);2002年06期

8 謝海波,傅新,楊華勇;微型無(wú)閥泵參數(shù)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及測(cè)試[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2002年02期

9 闞君武,楊志剛,程光明;壓電泵的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];光學(xué)精密工程;2002年06期

10 夏齊霄;張建輝;李洪;;非對(duì)稱(chēng)坡面腔底無(wú)閥壓電泵[J];光學(xué)精密工程;2006年04期

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本文編號(hào)：2742099