面向微量試劑分配的壓電疊堆泵的研究.pdf

1、微量、快速、精確的試劑分配是生物、制藥、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、電子封裝等領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)手段。壓電驅(qū)動的試劑分配裝置具有較大的輸出壓力，并可根據(jù)輸入電壓信號的幅值和頻率實(shí)現(xiàn)流量的控制，具有體積小、易集成、便于小型化、容易控制等特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)試劑分配的高精度、微量化和自動化。對其所開展的研究不僅對微量試劑分配技術(shù)的發(fā)展具有積極意義，具有重要的學(xué)術(shù)價值，同時也能在不同領(lǐng)域推廣微量分配技術(shù)的應(yīng)用。
　　本文對壓電疊堆泵作了較全面的理論分析。利用解

2、析法和有限元仿真分析法對泵的出口、振動膜、位移放大機(jī)構(gòu)、整體式開啟閥的靜態(tài)、動態(tài)特性進(jìn)行了較為深入的分析和研究，并分析了液滴形成判據(jù)和孔口出流方式。為今后高性能壓電疊堆泵的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上結(jié)合試劑分配的要求，提出了壓電疊堆泵的設(shè)計(jì)方
　　案，確定了泵的具體結(jié)構(gòu)尺寸。根據(jù)實(shí)際的加工情況和工藝要求對壓電疊堆泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采用迭片技術(shù)制作了通過菱形微位移放大機(jī)構(gòu)放大壓電疊堆輸出位移，薄膜傳遞壓力，整

3、體式開啟閥控制出入口開合，微噴口形成微滴的非接觸式微量試劑分配泵樣機(jī)。
　　建立了壓電疊堆泵的驅(qū)動控制系統(tǒng)，測試了所選用的壓電疊堆陶瓷的輸出特性，同時對微位移放大機(jī)構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)特性進(jìn)行了測試和分析。
　　最后開展了壓電疊堆泵實(shí)驗(yàn)研究。對比分析了正弦波、方波和三角波信號對壓電疊堆泵工作性能的影響規(guī)律；研究了壓電疊堆泵的輸出流量、壓力分別同電壓及頻率的關(guān)系，并測試了壓電疊堆泵的輸出流量的重復(fù)精度；對不同類型單向閥和不同直徑出口