基于压电驱动的集成式微混合器的设计与实验研究

发布时间：2024-02-15 01:46

　　微混合是指利用特征尺度在几十至几百微米的微混合器进行流体操作和控制的科学技术,具有反应迅速、高效可靠、过程可控、试剂消耗少等特点,被广泛应用于生化分析、基因分析、细胞筛分、生物医疗、化学合成等领域。针对目前微混合器仍然存在功能单一、性能较差、操作繁琐以及集成化程度低等问题,本文提出一种基于压电驱动的集成式微混合器。该微混合器的驱动源为压电微泵,微混合流道则基于SAR(分裂-重组)混合机理进行创新设计。由于微混合器结合了压电微泵的输出特性,并采用脉动混合模式,因此大幅提高了混合性能,具有性能优异、操作简单、主动性强、便携性好的显著优势。最后,利用仿真分析以及实验测试的方法,证明了集成式微混合器具有优异的混合能力。本文具体研究内容如下:(1)对微混合技术及压电微泵的工作机理进行了理论研究。首先,阐述了微流体的特殊性质,并分析了影响微流体流动的无量纲常数及控制方程,进而得出提高混合效果的理论依据——增大流体间接触面积;随后,提出了一种三相脉动混合方法,该方法具有高效、可控、稳定的混合效果;最后,阐述了微流体驱动装置(压电微泵)的工作原理,优选了压电振子及微阀,并探讨了其对微泵输出流量、输出压...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1微混合器的分类微混合器的分类

?微混合器主要用于实现。微混合器根据是否存在，主动式微混合器压力尝电尝热尝主动干扰；被动式微混合器微流道的结构特性，诱发产生混沌对流微混合器的流道流体间混合效果。与被动式可大幅降低混合时间等。本节拟主动式微混合器驱动微混合器[18]等提出了一种部分磁性流体，外部拌器”，同时随着磁....

图1.4电渗流驱动微混合器驱动微混合器驱动微混合器

┘拥轿挥诨旌锨??磁场（图1.3b），磁性颗粒达到了加速混合的目的王瑞金提出的磁流体微混合器驱动微混合器[20]设计了的驱动源，设计其工作方法是通过控制混合方腔上下壁面腔内流体产生不同涡流形态压力扰动式微混合器Niu和Lee[21]1.5所示。在微流道内进行周期扰动吉林大学唐春秀....

图1.7超声波驱动微混合器超声波驱动微混合器

┥⒆饔?moleculardiffusion以及折叠（被动式微混多个压电微泵自循环流动。同流体的混合效果。主动式微混合器了一种基基于声表面声冲流内部进行主，因此流混合效果比较被动式微混合器不需要混合溶液的目的。由于被动式微混合器（folding)来加强流体根据工作方式的不同，主要....

图1.9M.SadeghCheri等提出提出的流道中布置周期挡板的微混合器流道中布置周期挡板的微混合器流道中布置周期挡板的微混合器

器中(1)T通道任务者最大区此，由于作用(2)器，如图值分析和实验周期性能(3)SAR该类型果得到得到缩减微混合生混沌分裂器中微流道的T-Y型微混合器T-Y型微混合器大多用于入口通道处，主要用于任务，如图1.8者最大区别仅为入口角，T型可以看由于两者只是作用，致使混合过程混沌对流....

本文编号：3898983