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、化學實驗、電子封裝等領域不可或缺的技術手段。壓電驅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，從而實現(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的發(fā)展具有積極意義，具有重要的學術價值，同時也能在不同領域推廣微量分配技術的應用。
　　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、位移放大機構、整體式開啟閥的靜態(tài)、動態(tài)特性進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計提供了理論依據(jù)。
　　在理論分析的基礎上結合試劑分配的要求，提出了壓電疊堆泵的設計方
　　案，確定了泵的具體結構尺寸。根據(jù)實際的加工情況和工藝要求對壓電疊堆泵結構進行了優(yōu)化，采用迭片技術制作了通過菱形微位移放大機構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。
　　建立了壓電疊堆泵的驅動控制系統(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構的靜態(tài)和動態(tài)特性進行了測試和分析。
　　最后開展了壓電疊堆泵實驗研究。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系，并測試了壓電疊堆泵的輸出流量的重復精度；對不同類型單向閥和不同直徑出口