行波型压电流体驱动器的研究
发布时间：2021-02-25 16:33
基于逆压电效应高频驱动技术的发展,无阀压电泵已经被深入研究并实现应用。国内外对无阀压电泵的研究已经取得诸多成绩,然而无外置作动器且可实现双向驱动的压电泵方兴未艾。行波型无阀压电泵作为一种被新提出的动力式无阀压电泵结构,利用泵腔边界作为作动元件,在边界上激发固定驻波相叠加,以行波形式驱动流体。这种结构可实现简化结构、双向驱动的功能价值。本文提出了这种优势明显的结构,主要内容概括如下:1.本文创新地提出了这种可无限延长且流量脉动小的无阀压电泵结构,并给出了泵用压电振子的设计思路,阐述了通过在上下边界设置压电振子对激发上下边界分别产生驻波在泵腔内形成沿流道方向的行波型压力流以驱动液体的原理。2.利用有限元分析软件ANSYS对压电振子进行了固有模态仿真。通过分析其固有振型及对应频率,得到了三阶、四阶、五阶可用工作振型,并以最简单的三阶振型为例,进行了完整压电振子的模态分析和谐响应分析,确定了振子在各阶工作模态下的大致频率范围。3.设计并加工了三阶、四阶、五阶行波型无阀压电泵,利用多普勒激光测振系统对通电状态下的压电振子实物进行了扫频和定频实验。4.进行了行波型压电泵实际工作情况下最优工作频率的...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锥形流管无阀压电泵示意图
图 1.3 锥形流管无阀压电泵示意图 图 1.4 锥形流管压电泵样机国的 Torsten Gerlach 等人于 1995 年设计了四方锥形流管无阀压电泵，该类型于其 Si 片上采用各向异性湿法刻蚀技术[40 ]，形式如图 1.5 所示。研究结果表片通入工作电压频率为 5kHz 时，压电泵产生的最大流量可达 300μL/min，整差可达 7kPa，该项工作为无阀压电微泵的研究打开了新思路。与 Erik Stem泵不同的是，Torsten Gerlach 设计并制造的四方锥形流管无阀压电泵在泵的相反。在此基础上，瑞典学者 A. Olsson[41 ]于 1996 年针对流体在流经锥形管致压力降低的现象这一角度深入观察，获取了锥形管各个环节的压降系数，送能力理论值与实验数据值进行对比，研究结果显示，锥形流管无阀压电泵决于锥形管的角度。
流管无阀压电泵示意图 图 1.4 锥形流管压Gerlach 等人于 1995 年设计了四方锥形流管无阀采用各向异性湿法刻蚀技术[40 ]，形式如图 1.5 所压频率为 5kHz 时，压电泵产生的最大流量可达，该项工作为无阀压电微泵的研究打开了新思路Torsten Gerlach 设计并制造的四方锥形流管无阀础上，瑞典学者 A. Olsson[41 ]于 1996 年针对流体现象这一角度深入观察，获取了锥形管各个环节与实验数据值进行对比，研究结果显示，锥形流角度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Principle and Experimental Verification of Caudal-fin-type Piezoelectric-stack Pump with Variable-cross-section Oscillating Vibrator[J]. HU Xiaoqi 1,ZHANG Jianhui1,HUANG Yi1,XIA Qixiao2,HUANG Weiqing1,and ZHAO Chunsheng1 1 State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China 2 College of Mechanical & Electronic Engineering,Beijing Union University,Beijing 100020,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012(01)
[2]仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的结构设计[J]. 胡笑奇,张建辉,黄毅,夏齐霄,黄卫清. 光学精密工程. 2011(06)
[3]复合弯曲振动压电换能器及振动分析[J]. 丁少虎,贺西平,李军. 机械科学与技术. 2010(08)
[4]一种新型压电式双向无阀微泵的研制[J]. 王蔚,田丽,鲍志勇,刘晓为,王喜莲,杨松涛. 传感技术学报. 2006(05)
[5]压电泵技术的发展及其应用[J]. 焦小卫,黄卫清,赵淳生. 微电机(伺服技术). 2005(05)
[6]微流动系统的研究现状与趋势[J]. 王立文,高殿荣. 液压与气动. 2005(10)
[7]自吸泵研究现状及发展趋势[J]. 吕智君,兰才有,王福军. 排灌机械. 2005(03)
[8]泵用两叠片圆形压电振子的弯曲振动分析[J]. 阚君武,吴一辉,宣明,杨志刚,吴博达,程光明. 机械工程学报. 2005(01)
[9]压电泵的现状与发展[J]. 阚君武,杨志刚,程光明. 光学精密工程. 2002(06)
[10]微流动的研究现状及影响因素[J]. 凌智勇,丁建宁,杨继昌,范真,李长生. 江苏大学学报(自然科学版). 2002(06)
博士论文
[1]非回转非容积型无阀压电泵的动力学分析和实验研究[D]. 胡笑奇.南京航空航天大学 2012
[2]双振子压电泵设计理论与结构优化技术研究[D]. 孙晓锋.吉林大学 2009
[3]压电无阀薄膜微泵多场耦合建模与仿真研究[D]. 崔琦峰.上海交通大学 2009
[4]扁锥腔无阀压电泵理论与实验研究[D]. 吴丽萍.吉林大学 2008
[5]主动阀压电泵的理论与实验研究[D]. 李鹏.吉林大学 2007
硕士论文
[1]压电晶片驱动式主动阀压电泵的研究[D]. 吕刚.吉林大学 2007
[2]压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统研究[D]. 刘九龙.吉林大学 2005
本文编号：3051245
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锥形流管无阀压电泵示意图
图 1.3 锥形流管无阀压电泵示意图 图 1.4 锥形流管压电泵样机国的 Torsten Gerlach 等人于 1995 年设计了四方锥形流管无阀压电泵，该类型于其 Si 片上采用各向异性湿法刻蚀技术[40 ]，形式如图 1.5 所示。研究结果表片通入工作电压频率为 5kHz 时，压电泵产生的最大流量可达 300μL/min，整差可达 7kPa，该项工作为无阀压电微泵的研究打开了新思路。与 Erik Stem泵不同的是，Torsten Gerlach 设计并制造的四方锥形流管无阀压电泵在泵的相反。在此基础上，瑞典学者 A. Olsson[41 ]于 1996 年针对流体在流经锥形管致压力降低的现象这一角度深入观察，获取了锥形管各个环节的压降系数，送能力理论值与实验数据值进行对比，研究结果显示，锥形流管无阀压电泵决于锥形管的角度。
流管无阀压电泵示意图 图 1.4 锥形流管压Gerlach 等人于 1995 年设计了四方锥形流管无阀采用各向异性湿法刻蚀技术[40 ]，形式如图 1.5 所压频率为 5kHz 时，压电泵产生的最大流量可达，该项工作为无阀压电微泵的研究打开了新思路Torsten Gerlach 设计并制造的四方锥形流管无阀础上，瑞典学者 A. Olsson[41 ]于 1996 年针对流体现象这一角度深入观察，获取了锥形管各个环节与实验数据值进行对比，研究结果显示，锥形流角度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Principle and Experimental Verification of Caudal-fin-type Piezoelectric-stack Pump with Variable-cross-section Oscillating Vibrator[J]. HU Xiaoqi 1,ZHANG Jianhui1,HUANG Yi1,XIA Qixiao2,HUANG Weiqing1,and ZHAO Chunsheng1 1 State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China 2 College of Mechanical & Electronic Engineering,Beijing Union University,Beijing 100020,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012(01)
[2]仿尾鳍式变截面摆动振子无阀压电叠堆泵的结构设计[J]. 胡笑奇,张建辉,黄毅,夏齐霄,黄卫清. 光学精密工程. 2011(06)
[3]复合弯曲振动压电换能器及振动分析[J]. 丁少虎,贺西平,李军. 机械科学与技术. 2010(08)
[4]一种新型压电式双向无阀微泵的研制[J]. 王蔚,田丽,鲍志勇,刘晓为,王喜莲,杨松涛. 传感技术学报. 2006(05)
[5]压电泵技术的发展及其应用[J]. 焦小卫,黄卫清,赵淳生. 微电机(伺服技术). 2005(05)
[6]微流动系统的研究现状与趋势[J]. 王立文,高殿荣. 液压与气动. 2005(10)
[7]自吸泵研究现状及发展趋势[J]. 吕智君,兰才有,王福军. 排灌机械. 2005(03)
[8]泵用两叠片圆形压电振子的弯曲振动分析[J]. 阚君武,吴一辉,宣明,杨志刚,吴博达,程光明. 机械工程学报. 2005(01)
[9]压电泵的现状与发展[J]. 阚君武,杨志刚,程光明. 光学精密工程. 2002(06)
[10]微流动的研究现状及影响因素[J]. 凌智勇,丁建宁,杨继昌,范真,李长生. 江苏大学学报(自然科学版). 2002(06)
博士论文
[1]非回转非容积型无阀压电泵的动力学分析和实验研究[D]. 胡笑奇.南京航空航天大学 2012
[2]双振子压电泵设计理论与结构优化技术研究[D]. 孙晓锋.吉林大学 2009
[3]压电无阀薄膜微泵多场耦合建模与仿真研究[D]. 崔琦峰.上海交通大学 2009
[4]扁锥腔无阀压电泵理论与实验研究[D]. 吴丽萍.吉林大学 2008
[5]主动阀压电泵的理论与实验研究[D]. 李鹏.吉林大学 2007
硕士论文
[1]压电晶片驱动式主动阀压电泵的研究[D]. 吕刚.吉林大学 2007
[2]压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统研究[D]. 刘九龙.吉林大学 2005
本文编号：3051245
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