串聯(lián)式開通道直流電滲泵的設(shè)計.pdf

1、CIassifiedlndex：03614UDC：543SouthwestUniversityofScienceandTechno。ogy0109YI_王毛‘687、、一MasterDegreeThesiSDesig齊＼9ftheDCCascadeOpen—channeI、EIectroosmotiCPumpGrade：Candidate：AcademiCDegreeAppIiedfor：SpeciaIity：Supervisor：20

2、07BaiZhuchuanMasterMechanjcaIandEIectroniCEngineeringGaoYangApr5，2010西南科技大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁摘要電滲泵無需可移動機械部件，其微加工工藝簡單，容易與其他微器件實現(xiàn)單片集成，可獲得很高的壓力性能，壓力輸出連續(xù)并且無脈動，可廣泛應(yīng)用于高效液相色譜儀、微全分析系統(tǒng)、片上實驗系統(tǒng)、微冷卻系統(tǒng)、微量給藥裝置、微機械器件流體驅(qū)動等場合，是微系統(tǒng)中輸出壓力和流量的液壓致動

3、元件。本論文的目標(biāo)是設(shè)計同時具有低驅(qū)動電壓、高壓力和高流量的性能趨勢的電滲泵，為了使設(shè)計的電滲泵能夠?qū)崿F(xiàn)片上集成，其結(jié)構(gòu)設(shè)計必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的MEMS微加工工藝。本文首先研究了電滲流產(chǎn)生的基本原理；分析了微通道中雙電層產(chǎn)生的機理，并采用PossionBoltzmann方程描述了zeta電勢的分布狀態(tài)；采用NS方程和DebyeHuckel近似得到了開通道電滲泵中最大流量、最高壓力以及熱動力效率的的解析表達式；最后描述了等效電路法求解串聯(lián)開通道

4、電滲泵的電滲流性能的方法。采用理論模型求解和有限元數(shù)值仿真的方法分析了影響電滲泵性能的因素，主要包括驅(qū)動電壓、微通道的尺寸、微通道截面形狀和工作溶液的性質(zhì)。總結(jié)出了各因數(shù)影響電滲流性能的趨勢，為串聯(lián)式開通道直流電滲泵的設(shè)計提供了理論依據(jù)。結(jié)合MEMS微加工工藝，設(shè)計了并、串聯(lián)相結(jié)合的電滲泵微通道結(jié)構(gòu)；金屬電極的設(shè)計滿足微加工工藝要求，可集成制作在硅襯底上。應(yīng)用Coventorware的虛擬微加工建模方法建立了單級并聯(lián)微通道電滲泵的三維模