双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作

《 双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作第32卷第4期2010年8月压电与声光PIEZOELECTRICS&ACOUST0OPTICSVo1.32NO.4Aug.2010文章编号:1004—2474(2010)0

2、4—0611-04双腔并联式无阀压电微泵的设计及制作李鑫,闫卫平,徐迎华,陈怡儒(大连理工大学电子科学与技术学院,辽宁大连116023)摘要:为了实现微流控芯片的小型化,集成化,设计并制作了一种可定量连续输送微量液体的无阀压电微泵.该微泵采用双腔并联式结构,利用微机电系统(MEMS)技术在硅基片上制作了具有扩散口/喷口无阀结构的出入水口,采用压电双晶片作为驱动部件,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜.测试结果表明,泵膜的厚度,工作频率和电压对微泵的输出流速均有明显的影响,在频率1100Hz及电压8OV时,双腔体并联式无阀压电微泵的最大流速为210I/min,约为相同结构单腔体微泵

3、流速的1.5倍.关键词:双腔;无阀微泵;压电双晶片;聚二甲基硅氧烷(PDMS)中图分类号:TH38;TN384文献标识码:ADesignandFabricationofValvelessPiezoelectricMicropumpinParallelwithDoubleChambersBasedonMEMSTechnologyLIXin,YANWeiping,XUYinghua,CHENYiru(SchoolofElectronicandInformationEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China)Ab

4、stract:InordertOrealizetheminiaturizationandintegrationofthemicrofluidicchips,aminiaturevalvelesspiezoelectricmicropumpwasstudiedwhichcouldtransportthemicroflowofliquidquantificational1yandcontinuous—ly.Thestructureofthemicropumpwasfabricatedwithparalleldoublechambers,adiffuserandanozzleunitba

5、sedonMEMStechnologyastheentranceandexit,andapiezoelectricbimorphwasusedastheactuatorwhichutilizespoly-dimethylsiloxane(PDMS)asdiaphragm.Theflowratesofthemicropumpweremeasured,andtheresultsshowedthattheflowrateswereinfluencedbythethicknessofthemembrane,frequencyandvoltage,whenasinewaveof8OVand1

6、100Hzwasapplied,themaximumflowrateofthevalvelesspiezoelectricmicropumpinparallelwithdoublechambersreachedtO210/2L/rain,whichwas1.5timesasthemicropumpwiththesamesingle-chamberstructure.Keywords:doublechambers;valvelessmicropump;piezoelectricbimorph;PDMS为实现微流控芯片的小型化,集成化,迫切需要微型化,定量,无脉动和连续输送微量液体的微

7、泵口].传统的流体泵因其工作机理和体积限制难以实现微型化,相继开发出了多种形式的微型泵.按驱动方式的不同可分为压电微泵[2],静电微泵[5],热气动微泵],电磁微泵『7和形状记忆合金微泵]等.按有无阀片又分为有阀微泵和无阀微泵,有阀型微泵基于机械驱动,原理简单,制造工艺成熟,是目前应用的主流;无阀型微泵常利用流体在微尺度下的特性,原理较新颖且更适于微型化,具有较大的发展前景.目前,微泵的研制主要存在以下问题:驱动力较小,工作效率低,存在脉动性干扰;采用阀门结构使制作难