文中提出一種新型結(jié)構(gòu)的微流控被動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥,該微閥設(shè)計(jì)有橢球面結(jié)構(gòu)的調(diào)流腔,利用帶微孔的柔性薄膜在液體壓力作用下產(chǎn)生彈性變形來(lái)擠壓調(diào)流腔中的液體,從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)流量調(diào)控。為研究微閥的調(diào)流性能,采用3D打印與紫外激光加工技術(shù)制作了微閥樣件。建立微閥的流固耦合模型,仿真分析微閥中液體流量調(diào)控及柔性薄膜受壓變形過程,結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究微閥的壓力流量特性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該微閥在低閾值液體壓力下具有良好的高通量穩(wěn)流自調(diào)控能力。

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圖2微閥結(jié)構(gòu)示意圖及制作實(shí)物圖

為實(shí)現(xiàn)微閥的低成本、快速制作,采用3D打印與紫外精密激光加工的技術(shù)制作微閥零件。蓋板和底板采用3D打印制作,材料為光敏樹脂(SOMOSImagine8000,DSM)。密封墊(原材料為無(wú)色透明硅膠膜)和薄膜的原材料(原材料為涂覆有聚二甲基硅氧烷PDMS的聚合物薄膜)直接從市場(chǎng)....

圖3微閥流量測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

測(cè)試微閥流量的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖3所示。該實(shí)驗(yàn)裝置由空壓機(jī)、壓力控制器、電腦終端、水罐、測(cè)試樣件、流量傳感器和廢液罐組成。其中,空壓機(jī)可產(chǎn)生壓縮空氣用于驅(qū)動(dòng)液體,電腦終端調(diào)節(jié)壓力控制器(OB1BaseMkIII,Elveflow)輸出特定技術(shù)參數(shù)的測(cè)試氣壓,水罐為密閉的罐體且....

圖4微閥流固耦合仿真結(jié)果

圖4(b)描述了微閥入口液體壓力從1kPa增大至15kPa時(shí)的薄膜變形位移以及微閥輸出流量的變化過程。由薄膜變形位移曲線可知,當(dāng)液體壓力從1kPa增大至6kPa時(shí),薄膜的變形量急劇增大,變形位移從32μm迅速增大至85μm,相應(yīng)的位移增量為53μm。當(dāng)液體壓力從6....

圖5微閥的壓力流量曲線

為進(jìn)一步驗(yàn)證微閥的穩(wěn)流調(diào)控能力,對(duì)制作的微閥樣件進(jìn)行流量測(cè)試實(shí)驗(yàn),并研究其壓力流量特性。在實(shí)驗(yàn)中,設(shè)置測(cè)試氣壓即微閥的入口液體壓力依次從1kPa逐步增大至15kPa,測(cè)試微閥在相應(yīng)液體壓力下的流量,記錄的壓力-流量曲線如圖5所示。由微閥的流量曲線可知,隨著入口液體壓力的增大,....

本文編號(hào)：3908084