發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 19:09

  本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)電滲驅(qū)動微型無閥泵的研究

  更多相關(guān)文章： 青光眼 MEMS 電滲流 微泵 流體測試

【摘要】：當(dāng)今社會青光眼患者的數(shù)量不斷增加，受到全世界的矚目與關(guān)注，而相關(guān)治療也成了各國爭相研究的課題。微泵是微流控系統(tǒng)眾多器件中最關(guān)鍵的器件之一，已經(jīng)可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥方面。電滲驅(qū)動的微泵被廣泛的應(yīng)用在微流控芯片裝置中，與其他微型泵相比，，電滲泵不具有可移動部件；便于攜帶和保養(yǎng)；在制作過程中容易與其他微流控電路進(jìn)行集成。本文提出設(shè)計(jì)一個(gè)雙并聯(lián)電滲驅(qū)動泵，選擇生物兼容性好的材料，可用于實(shí)現(xiàn)青光眼房水引流裝置的加工，達(dá)到治療青光眼的目的. 本文首先研究了微流控系統(tǒng)的基本理論，對電滲泵微通道中的雙電層產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析，通過理論模型求解和利用仿真軟件分析了影響電滲泵性能的因素，不僅包括驅(qū)動電壓的大小，還有微通道的尺寸。通過對串聯(lián)和并聯(lián)兩種結(jié)構(gòu)的電滲微泵進(jìn)行對比分析，選用載玻片作為芯片基底并獲得其最佳工藝參數(shù)，制作了帶電極的PDMS-玻璃雙并聯(lián)微通道微型無閥泵。最后使用COMSOL仿真軟件對一條主通道的流速進(jìn)行了仿真，得出結(jié)構(gòu)最優(yōu)幾何參數(shù)，總結(jié)出了各因數(shù)影響電滲流性能的趨勢。確定了雙并聯(lián)式直流電滲泵的微加工工藝流程，設(shè)計(jì)了電滲泵微通道的結(jié)構(gòu)，通過結(jié)合MEMS技術(shù)制作出雙并聯(lián)電滲微泵。建立實(shí)驗(yàn)測試平臺，記錄一段時(shí)間內(nèi)各微泵泵送液體的體積，分別計(jì)算單個(gè)微泵的流速和總流速，并在人體可接受電壓5V內(nèi)，微泵流速可以達(dá)到正常人體眼球房水引流速度，結(jié)合正常眼內(nèi)房水引流速度，確定合理的驅(qū)動電壓設(shè)計(jì)值，這將對未來制作實(shí)際可用的房水引流裝置和器件產(chǎn)生指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：青光眼 MEMS 電滲流 微泵 流體測試
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH786
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1．緒論9-23
• 1.1 課題的研究背景和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-21
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容21-23
• 1.3.1 學(xué)術(shù)構(gòu)想及思路21
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容21-23
• 2．微型無閥泵的設(shè)計(jì)理論23-31
• 2.1 微流控系統(tǒng)的理論分析23-25
• 2.1.1 微流控系統(tǒng)的微通道內(nèi)流體分析23-24
• 2.1.2 微、宏觀流體系統(tǒng)的對比分析24-25
• 2.2 無閥微泵的工作原理25-27
• 2.3 電滲微泵的原理27-29
• 2.3.1 電滲流的產(chǎn)生27
• 2.3.2 電滲泵的基本原理27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3．雙并聯(lián)微通道電滲泵的建模及仿真分析31-37
• 3.1 雙并聯(lián)微通道電滲泵的理論模型分析31-32
• 3.2 雙并聯(lián)微通道電滲泵的模型的建立32-33
• 3.3 雙并聯(lián)電滲微泵的仿真及結(jié)果分析33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 4．電滲微泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作37-49
• 4.1 并聯(lián)電滲微泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-41
• 4.1.1 微泵的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案37-38
• 4.1.2 并聯(lián)電滲微泵的微通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.3 并聯(lián)電滲微泵的測試電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)39-41
• 4.2 分析選擇生物兼容和高疲勞特性的有機(jī)聚合物材料41
• 4.3 新型雙并聯(lián)電滲微泵的制作41-46
• 4.3.1 并聯(lián)電滲微泵的泵體加工42-44
• 4.3.2 并聯(lián)電滲微泵的測試電極加工44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-49
• 5．模擬房水引流實(shí)驗(yàn)及微泵性能測試49-55
• 5.1 微泵的性能測試實(shí)驗(yàn)49-50
• 5.1.1 測試平臺的搭建49
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)過程49-50
• 5.2 電滲微泵的性能測試結(jié)果50-53
• 5.2.1 測試結(jié)果50-51
• 5.2.2 分析結(jié)果及問題51-53
• 5.3 本章小結(jié)53-55
• 6．總結(jié)55-59
• 6.1 主要研究工作55-56
• 6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)56
• 6.3 課題進(jìn)一步研究的設(shè)想56-57
• 6.4 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果63-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 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閥微泵的研制[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年05期

2 劉婷婷;高楊;李磊民;楊濤;;電滲驅(qū)動微泵設(shè)計(jì)初探[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2008年02期

3 劉沖,徐征,陳陽,黎永前,王立鼎;面向典型微流控芯片的流場測速技術(shù)研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

4 何友昭,淦五二,張敏,鄭明珠,曾榮輝,金谷;電滲泵流動注射系統(tǒng)測定水中氟[J];分析化學(xué);1998年02期

5 張延華,何友昭,李龍泉,淦五二;電滲泵在順序注射萃取法測定酚中的應(yīng)用[J];分析化學(xué);2002年08期

6 陳令新,關(guān)亞風(fēng);單級高壓微流量電滲泵的研究[J];分析化學(xué);2003年07期

7 司士輝,周光紅,陳昕;β-環(huán)糊精固載于TiO_2納米粒多孔膜的壓電石英晶體傳感器[J];分析試驗(yàn)室;2003年04期

8 張維冰;尤慧艷;張麗華;張玉奎;;復(fù)雜電滲泵系統(tǒng)的輸液特征[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

9 唐禎安,王立鼎;關(guān)于微尺度理論[J];光學(xué)精密工程;2001年06期

10 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

本文編號：883390