MEMS超聲分離腔的二維簡(jiǎn)正模式激發(fā)技術(shù)研究.pdf

1、與MEMS（Micro Electro-Mechanical System）技術(shù)結(jié)合的超聲分離方法在微流體領(lǐng)域有無法比擬的優(yōu)點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景。早期的MEMS超聲分離器基于平面駐波模式（一維模式），但該分離器因存在結(jié)構(gòu)上的限制，分離效率較低，應(yīng)用受到限制。為解決上述問題，研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向更具有優(yōu)越性的二維駐波模式超聲分離器上。目前，二維模式超聲分離器研究初步展開，二維駐波聲場(chǎng)的構(gòu)建方法和分離腔二維駐波模式激發(fā)技術(shù)均呈現(xiàn)多樣性。
　　本

2、文采用簡(jiǎn)正模式構(gòu)建二維駐波聲場(chǎng)，建立了分離腔二維簡(jiǎn)正模式激發(fā)模型，最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證該激發(fā)方式的效果，進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容有：
　　1、研究了自由薄板與流體耦合作用下，薄板振動(dòng)狀態(tài)與流體中聲場(chǎng)特性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并利用該對(duì)應(yīng)關(guān)系推導(dǎo)出分離腔二維簡(jiǎn)正模式激發(fā)理論。用Matlab對(duì)分離腔內(nèi)懸浮顆粒受到的聲輻射力勢(shì)分布進(jìn)行仿真，分析顯示該激發(fā)方式的可行性。
　　2、分析、論證了分離腔二維簡(jiǎn)正模式實(shí)際激發(fā)中存在的問題為：分

3、離腔模態(tài)共存造成的聲輻射力相對(duì)不足和分離器固定工作模式造成的絕對(duì)聲輻射力不足。圍繞上述問題，結(jié)合聲波干涉理論，引入雙聲源以及比例因子η解決分離腔模態(tài)共存；提出一種新方法——鋸齒波掃頻提高絕對(duì)聲輻射力。最后結(jié)合兩種解決方法，提出采用雙聲源波腹處反相位鋸齒波掃頻方式對(duì)分離腔（1，1）階模態(tài)實(shí)施激發(fā)。
　　3、搭建分離實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分離腔二維簡(jiǎn)正模式激發(fā)理論，并激發(fā)出了分離腔（1，1）階模式，分離實(shí)驗(yàn)取得成功。并在此基礎(chǔ)上，對(duì)影響