技术应用
关于微泵的实验及其结论
2013-11-20 08:25  

  无移动部件微泵传统

  微泵在泵进出口都有可移动的阀部件,起单向流动作用。可移动阀片缺点是不易微机械加工,使用寿命短。无移动部件微泵是指在泵的进出口没有可移动的单向阀部件,而采用特殊管道形状,其作用相当于单向阀。其特点是加工简单,使用寿命长。

  本微泵是一种带无移动部件微泵。其结构是泵的入口出口分别设有起单向阀作用的双环管道。该双环管道设计来源于1920年美国专利Tesla阀。双环管道特点是反流压力损失大于正流压力损失。山东精密焊管压电片(外置)带动泵膜使泵腔体积周期性改变。

  微管道二维数值模拟利用Fluent商业软件,对Tesla阀管道进行二维数值模拟。可以看出,反流的管道产生更多涡结构。不同管道结构微泵二维数值模拟利用流体分离特性,进一步研究了在微泵中起单向阀作用的几种管道的特性,山东真空泵并且对管道进行优选。

  该工艺流程只需一步光刻,微泵有两层PDMS结构组成。工艺条件:采用日本信越公司的KE103,PDMS与凝固剂的体积比为101,在室温下放置10h以上完全固化,或是在85下加热15min以后固化。整个加工过程简单,费用低,且PDMS材料透明,便于实验观测。

  实际微泵测试实验采用微PIV粒子成像技术,测量微泵流量及流场性质。微泵进出口接有毫米量级管道,在上游储有液体。泵驱动采用压点膜片致振。示踪粒子采用直径1m荧光粒子,用连续汞灯光源激发荧光粒子发光,高速时使用双脉冲激光器。

  结论

  通过实验,微泵工作性能良好。可以通过改变输入信号频率控制流量。实现工作频率在6002000Hz下,微泵流量0.010.1Ls.用微PIV粒子成像技术测量了微泵流场特性及流量。微泵起单向阀作用的特殊管道部分没有可移动部件,大大延长了泵的使用寿命,便于一体化加工。微泵材料采用PDMS,材料价格低。综合考虑,微泵具有寿命长、可控性好、价格低廉等优点。

  

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