雙口無(wú)閥微泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)和研制.pdf

1、擴(kuò)散口/噴嘴式無(wú)閥微泵可集成在微流控芯片上作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的流體驅(qū)動(dòng)單元,因此一直是微流體領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn),受到人們的關(guān)注,十余年來(lái)取得了很大的進(jìn)展。目前,擴(kuò)散口/噴嘴微泵的流量還較低,某些場(chǎng)合不能滿足要求。對(duì)此,研制了多擴(kuò)散口/噴嘴式無(wú)閥微泵,在不增加微泵體積的基礎(chǔ)之上增加了泵的流量。對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)無(wú)閥微泵進(jìn)行理論分析,建立無(wú)閥微泵的基本方程,分析擴(kuò)散口/噴嘴的流動(dòng)情況。對(duì)微泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,在研究總結(jié)大量前人工作的基礎(chǔ)上,提出一種雙擴(kuò)散

2、口/噴嘴結(jié)構(gòu)。應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)無(wú)閥微泵工作過(guò)程進(jìn)行模擬分析,進(jìn)行壓電耦合場(chǎng)和流固耦合場(chǎng)相結(jié)合的多場(chǎng)瞬態(tài)分析。分析結(jié)果表明在同樣電壓條件下,雙口微泵的瞬時(shí)流量比單口微泵大,并且隨著電壓的增大,雙口微泵與單口微泵瞬時(shí)流量的比值增大,在170V電壓下,增大了79%。經(jīng)過(guò)清洗,氧化,光刻,各向異性腐蝕,靜電鍵合等MEMS工藝制作出了單口和雙口擴(kuò)散口/噴嘴無(wú)閥微泵,用同樣的材料和性能相同的壓點(diǎn)片對(duì)單口泵和雙口泵進(jìn)行封裝,使其在擴(kuò)散口