双振子气体压电泵结构设计与实验研究

发布时间：2021-08-31 14:43

　　目前国内外对压电泵的研究几乎都集中于液体压电泵,对气体压电泵的研究还非常少,且大多是基于单腔体单振子结构。单腔体单振子气体压电泵具有构造简单,体积小,加工简易等特点,但其输出流量、输出压力都较小,使其应用范围有限。多腔体多振子气体压电泵利用压电体的谐振性能好、多重构造简单的特点,可以最大限度地减小气体压电泵的体积并提高输出能力,因而可能是目前构造气体压电泵的最好的方法之一。本文研究双振子气体压电泵,希望通过对其的研究解决多振子多腔型气体压电泵一些基础理论与关键技术问题,大幅提高其性能。本文设计、试制了双振子单腔、双振子双腔串联、双振子双腔串联无背槽和双振子双腔并联四种结构形式的气体压电泵,并对影响泵输出性能的因素进行了试验测试与分析。结合压电学理论与弹性薄板弯曲理论和复合板变形理论,推导了压电单晶片和压电双晶片的挠曲线方程,并结合气体流动理论,推导了压电泵单冲程泵送气体流量方程。对压电振子的静态与动态变形量进行了试验测试,验证了理论推导的正确性。分析了伞形橡胶阀的静态过流特性,对不同阀厚的伞形橡胶阀临界开启压力和通流能力进行了试验测试,并试验分析了不同阀厚的伞形橡胶阀对气体压电泵输出性... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气体泵的分类

1.2.2 不同驱动方式的薄膜泵1.2.2.1 静电驱动薄膜泵静电驱动器[10-14]是应用两个平行板间的静电吸引力来工作的。通常情况下，两个平行板一个固定不动，另一个可以移动。由静电驱动器驱动的薄膜泵的工作原理如图 1.2 所示。当电压被加在驱动电极上时，引起薄膜向上变形，进口阀打开，流体进入泵腔；电压断开时，薄膜由于自身的弹性力回复到原来位置，泵腔内的压力推动出口阀打开，使腔内流体流出。静电驱动薄膜泵的优点是如果截止阀的响应速度比较快，可以在很高频率下工作，缺点是需要较大的驱动电压来提供驱动力，多数情况下驱动电压值在 150V 以上。

1.2.2 不同驱动方式的薄膜泵1.2.2.1 静电驱动薄膜泵静电驱动器[10-14]是应用两个平行板间的静电吸引力来工作的。通常情况下，两个平行板一个固定不动，另一个可以移动。由静电驱动器驱动的薄膜泵的工作原理如图 1.2 所示。当电压被加在驱动电极上时，引起薄膜向上变形，进口阀打开，流体进入泵腔；电压断开时，薄膜由于自身的弹性力回复到原来位置，泵腔内的压力推动出口阀打开，使腔内流体流出。静电驱动薄膜泵的优点是如果截止阀的响应速度比较快，可以在很高频率下工作，缺点是需要较大的驱动电压来提供驱动力，多数情况下驱动电压值在 150V 以上。

【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]压电驱动膜片式微型气泵[J]. 杨兴,周兆英,叶雄英,李楠,赵慧贞,罗小兵.  压电与声光. 2005(04)
[3]一种新型电磁驱动微泵的设计与制作工艺[J]. 苏宇锋,陈文元,崔峰.  新技术新工艺. 2005(02)
[4]基于MEMS的微型泵技术研究[J]. 崔建国,郑小林,侯文生,彭承琳.  中国医疗器械杂志. 2004(03)
[5]基于MEMS的微泵研究进展[J]. 苏宇锋,陈文元.  微纳电子技术. 2004(05)
[6]电磁驱动柔性振动膜无阀微泵[J]. 苏宇锋,陈文元,崔峰.  微细加工技术. 2003(04)
[7]压电泵的研究——泵阀滞后性[J]. 张建辉,王大康,王守印,小贯晃义.  机械工程学报. 2003(05)
[8]微泵研究进展[J]. 王秀红.  排灌机械. 2003(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]基于MEMS的微泵研究进展[J]. 王沫然,李志信.  传感器技术. 2002(06)

硕士论文
[1]双腔型气体压电泵设计理论与关键技术研究[D]. 刘亮.吉林大学 2008



本文编号：3375074