基于液晶引流效应的微流体驱动器研究

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3、它教宵机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我同工作的同志对硏究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。若有不实么化，本人愿意承担巧关法律责任。学位论文作者签客：至堯Ｍ，円期；心年月鬥＾学位论文使用授极书本人完全同意润谋工化大学有较使用本学位涂文（包括但不狼子其印刷版和化子版），使诏方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向國家有关部ｎ（机构）送交学位论文，臥学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阀、借阅巧复印，将学位论文的全部或部分巧容编入有关數据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密

4、学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：．—…玉奢ｉｉ鬥期：年＾月如Ｒ指导教师签名：＿＿＿＿＿＿円期：年（月円扛／ｒStudyofMicrofludicDrivingBasedonLiquidCrystallineBackflowEffectADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangAn-biaoSupervisor：Prof.TianYongViveProf.LiuChun-boSchoolofMechanicalEngineering&AutomationHena

5、nUniversityofTechnology,Zhengzhou,China摘要微流体驱动与控制技术是微机械电子系统（MEMS）的一个重要分支，是构成大多数微系统中感应元件和执行器件的主要组成部分，也是MEMS发展需要解决的关键技术之一。本文针对现有微流体驱动技术中普遍存在的微型化难、驱动力小等缺点，研究基于液晶引流效应的微流体驱动器，不仅可以促进微泵、微阀等微流体元器件的快速发展，还能够丰富液晶流变力学、微驱动理论。论文的主要内容如下：（1）数值计算部分：以小分子液晶Leslie-Ericksen理论为基础，构建平板运动与液晶引流相联系的一维计算模型，推导并运

6、用MAPLE化简适用于小分子液晶的液晶引流效应的基本方程组；在给出初始边界条件的基础上，依据中心差分法在空间上、二阶龙格-库塔法在时间上对方程组进行离散化，运用MATLAB软件编程进行数值计算并详细分析并行算法、for循环以及向量计算对程序运行时间的影响，选择最佳编程方法；得出液晶引流速度和指向矢的三维变化形式和液晶盒盒厚，电场波形、幅值、频率、占空比对上基片运动速度与位移的影响。（2）实验仪器制作部分，设计制作了一款高电压型四通道任意波形发生器：利用MATLAB对任意波形进行A/D数据采集作为波形输出数据源；运用单片机控制D/A芯片经电流-电压转化电路实现输出任

7、意波形，并通过PA08电压放大电路实现四通道高电压输出；通过Proteus仿真和PCB板焊接制作实物，波形发生器可实现四通道任意波形、幅值、占空比、相位角的单独调节，并实现四通道高电压输出，最高输出电压为110V；依提高波形发生器单通道输出波形频率来优化编程和选择硬件，最终输出频率的可调节范围为0.76Hz~625Hz，性能与指标均满足设计要求。（3）实验研究部分：为了更准确地验证理论计算的结果，此部分需要与理论计算模型相同的实验模型，即上板浮动的液晶盒。市场上液晶盒全部为液晶显示用、两板固定式，不能满足要求。实验部分第一步为制作液晶盒，单方向移动实验所用液晶盒的

8、实验室制作