压电驱动型溶液配比技术开发研究

发布时间：2020-04-14 21:22

【摘要】： 随着科学技术的迅速发展,微电子制造、光电子技术、航天技术、超精加工、微操作机器人、生物医学工程等领域都迫切需要现代精密驱动技术支撑,压电驱动技术作为现代精密驱动技术的一个重要分支近些年来得到了长足的发展。本文在简单阐述压电驱动基础理论的基础上,利用解析法对单晶片压电振子的变形特性进行了较为深入的分析和研究。总结出压电振子各部分结构尺寸对压电振子容积变化量的影响规律,为下一步选用压电振子提供了科学的理论依据。在介绍国内外有关精密驱动器、压电泵的基础上,对压电驱动技术应用在溶液配比领域进行了可行性分析,得出了可行的结论。分析了一种精确控制压电泵输出量的原理和方法,为基于压电驱动技术的溶液配比技术开发研究奠定了基础。讨论了压电材料的基本物理性质及其中重要的性能参数,包括压电常数、相对介电常数、弹性常数、机电耦合系数、机械品质因数。为下一步对压电振子的优化设计和使用提供了理论依据。基于压电驱动技术原理,提出并开发了一套包括溶剂泵、主动阀、吸入腔、控制单元的溶液配比装置。分析各部分的功能特点,对溶剂泵、主动阀、吸入腔的设计方案进行了可行性论证,并对各部分结构尺寸、外观进行了优化设计。根据溶液配比装置的工作原理,针对不同使用功能搭建了一套控制系统,对控制系统的设计原理、器件选择做了详细的介绍。针对溶液配比器的功能特点开发了一套在Windows98环境下运行的Microsoft Visul C++控制程序,实现了溶液配制的自动控制。明确了溶剂泵泵送精度、主动阀截止性能、溶质吸入腔吸入精度是溶液配比装置配比精度的主要影响因素。提出了溶剂泵泵送精度、主动阀截止性能、溶质吸入腔吸入精度的实验测试方法。测试了压差对溶剂泵的泵送精度的影响。提出了一种新的流量测量方式。实验结果表明:溶剂泵具有一定的泵送精度,可以满足配比器的精度要求;进出口压差对溶剂泵的泵送精度有着很大的影响,因此在使用过程中应该注意保证进出口压差恒定;溶质吸入腔变形量与电压成近似线性关系,可以通过控制电压的方法来达到控制溶质吸入量的目的;主动阀性能稳定可靠;该套装置具有较好的精度和良好的使用性能。
【图文】：

稀释比,单向阀,吸液管,吸杆

液配比器液配比器[1]，它主要由吸针 1、吸样管 2、单向阀 4、成。吸针 1 通过导管与吸样管 2 顶部相连。吸液管 5端、单向阀 4 的进液端相通，单向阀 4 的出液端通过吸样管 2、吸液管 5 中分别插有吸杆 8 和活塞杆 9，二曲柄 7 上的滑销 10 穿在连接滑框 6 中。这种装置的工机构使曲柄 7 逆时针缓慢转动，通过滑销 10 带动连同时向下移动，此时，微量液体试样（以下简称样液）管内；稀释液经单向阀 3 被吸入吸液管 5 中，单向阀下止点后，开始向上推动连接滑框 6，也就是将吸杆 8、 10 随曲柄 7 旋至上止点时，不仅导管内含的样液被全液管 5 中的稀释液经导通的单向阀 4 以及其后的导管，量的稀释液排入同一器皿中，实现一定比例的样液稀

稀释器,比例,吸杆,活塞杆

3始位置为推进时它所处的位置。活塞杆 9 的初始位置18 和定位器 19 分别安装在吸杆 8 和活塞杆 9 处在初位销 15 和定位销 16 的定位端处在槽形光耦的光路杆 9 处在初始位置，发出信号控制电磁阀 11、电磁电机 14 的工作状态。下面是“比例可变稀释器”的工，，根据应吸入样液的量，将吸杆 8 拉出一段距离，的一段导管中。电磁阀 12，直线步进电机 14 工作。根据预定稀释比释液体积，据此确定活塞杆 9 的进程，控制直线步进图 1.2 “比例可变稀释器”结构原理图
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH38

【参考文献】