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文檔簡介
1、近年來,光學(xué)成像系統(tǒng)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛,傳統(tǒng)的固體機(jī)械透鏡系統(tǒng)因其機(jī)械部件繁多、操作不靈便、制作成本高等固有缺點已不能完全滿足人們的需要。國外某些大公司開始使用液體作為透鏡的主要組成部分,研制出新型的液體變焦透鏡,取得了很大成功。液體透鏡是使用液體制作而成的一個無機(jī)械部件,并通過控制液面形狀實現(xiàn)無限變焦功能,有著非常廣闊的應(yīng)用前景?;谝陨蠎?yīng)用背景,本課題利用擴(kuò)散管/收縮管型無閥壓電微泵設(shè)計了一個微流控系統(tǒng),通過控制裝置中微量
2、流體的體積來改變液滴表面的曲率,從而實現(xiàn)變焦功能。在本課題中,無閥壓電微泵是其中關(guān)鍵的執(zhí)行部件,微泵的性能直接影響到微流控系統(tǒng)的動態(tài)特性。因此本課題在研究了微泵動態(tài)特性的基礎(chǔ)上,對微流控調(diào)焦系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行研究。
本文首先設(shè)計了一個微流控調(diào)焦系統(tǒng),介紹了其結(jié)構(gòu)及工作原理,并利用流體力學(xué)基本原理建立了系統(tǒng)及微泵的數(shù)學(xué)模型,分別給出了錐管的流量方程和阻力系數(shù)計算表達(dá)式。然后采用Fluent有限元軟件對擴(kuò)散管/收縮管的流場進(jìn)行了仿
3、真分析,研究了錐管的角度、最小寬度、長度及深度等幾何尺寸參數(shù)對錐管流量和效率的影響,并對錐管的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。根據(jù)確定的微泵尺寸參數(shù),計算出了擴(kuò)散管/收縮管的阻尼系數(shù),給出了振動薄膜最大體積變形量及微泵最佳工作頻率的計算表達(dá)式。之后,利用Matlab/Simulink軟件對微泵和微流控系統(tǒng)的流量和壓力特性進(jìn)行了仿真分析,得出了采用雙泵同時反向工作模式能減小系統(tǒng)流量脈動,提高系統(tǒng)動態(tài)特性的結(jié)論。最后采用PID控制策略,給出了微流控
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