双腔薄膜阀压电泵的实验研究.pdf

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1、第13卷第3期光学精密工程Vol.13No.3Z005年6月OpticsandPrecisionEngineeringJun.Z005文章编号1004-9Z4XCZ005>03-0311-07双腔薄膜阀压电泵的实验研究曾平1!程光明1!刘九龙1!孙晓锋1!Z!赵艳龙1"1.吉林大学机械科学与工程学院!吉林长春1300ZZ#Z.吉林化工学院机电系!吉林吉林13Z0ZZ$摘要!实验研究了理论所不能解释的多种因素对双腔压电泵输出流量的影响规律选取了一种高效的橡胶薄膜阀片设计并制作了具有较高输出能力的双腔泵样机1Z0V交流信号下双腔串联压电泵最佳工作频

2、率为180~z输出参数为5Z0ml/min~ZZkPa;双腔并联压电泵最佳工作频率为4Z0~z输出参数为980ml/min~Z8kPa通过实验确定了双腔压电泵的最佳腔体高度及双腔串联~并联压电泵压电片的最佳驱动方式关键词!双腔!薄膜阀!压电泵!实验测试中图分类号!T~38"TN384文献标识码!AEXperimentalresearchOndOuble-chamberedpiezOelectricpumpWithmembranevalves1C~ENGGuang-ming1LIUJiu-long1UNXiao-feng1ZZ~AOYan-lon

3、g1ZENGPingC1.CollegeofMechanicalscienceandEngineeringJilinUniUersitSChangchn1300ZZChina;Z.DePartmentofMechatronicsJilininstitteofChemicaltechnologSJilin13Z0ZZChina>Abstract:ByexperimentmanyfactorsaffectingtheoutputabilityofpiezoelectricCPZT>pumpsWithdoublechambersarestudiedW

4、hichcan'tbeexplainedWiththeories.Ahighefficientrubbermem-branevalveWasmadeanddouble-chamberedPZTpumpWithhighoutputcapabilityWasdesignedandfabricated.WhenpoWeredbyAC1Z0Vseries-WoundPZTpumphasaoutputof5Z0ml/minZZkPaandparallel-connectionedPZTpumphasaoutputof980ml/min~Z8kPa.The

5、optimalchamberheightisfoundandPZTdiaphragmactuatingWaysinseries-Woundandparallel-connectionedpumpsareproved.KeyWOrds:doublechamber;membranevalve;piezoelectricpump;experimentaltest收稿日期!Z005-03-1Z"修订日期!Z005-04-14.基金项目!国家863计划资助项目CNo.300ZAA431Z50>;国家自然科学基金资助项目CNo.59975040>31Z光学

6、精密工程第13卷电泵的流量为1引言ZOU~f=ZTAVf=TfKAad~Z4压电泵是利用压电片作为换能器的流式中~T为压电泵效率~该参数的关键影响体传输装置根据压电片能量转化方式~因素是薄膜阀片的截止性能~f为压电泵[1-8]压电泵分为压电薄膜泵和压电超声的驱动电信号的频率[9-1Z]泵Z大类根据阀的结构特点~压电薄从式Z可知压电泵的输出流量不仅膜泵又分为有阀压电薄膜泵悬臂梁浮动与压电片的本身特性有关~还与驱动电压[1-5~7~8~13]球阀或锥型阀等和无阀压电薄膜驱动信号频率及薄膜阀的截止性能有关[14]泵如锥型管泵等~每种压电薄膜泵又但是在

7、实验测试中~作者发现双腔压电泵[1-4][5~7]包括压电片驱动和压电叠堆驱动的输出流量并非单腔体压电泵的简单叠[13~15-19]单腔体和双腔无阀压电薄膜泵~温加~其输出流量还与单个工作腔体积薄膜[13~15~Z0~Z1]控制动阀压电薄膜泵等多种结阀片的具体形式压电片激励方式等因素构同传统泵相比~压电泵结构简单体积有关因为双腔压电泵的各工作腔相互影小质量轻耗能低无噪声无电磁干扰~响~薄膜阀片都是被动阀片~其动作无法控可根据施加电压或频率控制输出流量等制和测量~被驱动流体通常为水的气化~因此~压电泵具有相当广泛的应用领域~在以及压电片振动压电片

8、激励造成流体的[Z~4][5~ZZ]医疗化学分析以及汽车发动机燃紊流和阀片受激励后的响应三者间的关系[6][Z3]料供给等领域得以应用很难用理论模型来