正弦波激励过程中无阀压电微泵流量的研究

是为了避免阻碍压电陶瓷驱动器的振动[4]。 2.3 实验仪器与实验材料 主要实验仪器：无阀压电微泵、分析天平、真空干燥箱、函数发生器（型号为RIGOL，DG1022）、示波器（型号为DS1102E）、电压放大器、计时器。主要实验材料：PDMS、蒸馏水、医用注射软管。 2.4 实验装置平台搭建 第90页图5为无阀压电微泵测量系统实验装置示意图，展现了实验仪器的布置方案。此次实验主要通过信号发生器发出正弦波驱动信号，通过示波器显示所发出信号的电压（峰-峰值）、频率等参数。通过自制的功率放大器将正弦波驱动信号放大，将放大过的信号加载到压电陶瓷驱动器上，驱动压电陶瓷驱动器上下振动，进而使微泵腔体的容积发生变化，由于流道不对称布置，形成压力差，使无阀压电微泵中的液体定向流动。 2.5 实验参数确定 此次实验中的主要参数有电压和频率，采用控 制变量法进行测量。在保证安全的条件下，首先 选取较低的90 V电压进行测试，随后选取110 V和130 V的电压进行测量。频率选取方法如下：从0 Hz开始，每间隔50 Hz选取一个频率点，直到无阀压电微泵没有流量的截止频率点[5-6]。 2.6 实验步骤与实验数据分析 无阀压电微泵实际测量的实验步骤如下：首先，向无阀压电微泵内注水，在注水时要特别注意注水压力的控制，采用进出口管道高度差产生压力差使水缓慢流入的方式进行注水。如果遇到漏水的情况，应该停止测量，重新封装无阀压电微泵。然后，按照每个频率点测量3次、每次测量1 min的方式进行测量，求平均值。最后，采集实验数据，用MATLAB编写实验数据分析程序。根据实验数据，作无阀压电微泵的频率-流量图，见图6。 通过实验数据分析结果可知：采用控制变量法在同一电压正弦波驱动信号激励过程中，无 阀压电微泵的流量随频率的增加而呈抛物型形状，在频率为300 Hz情形下达到最大流量。在电压为90 V、频率为300 Hz的正弦波驱动信号激励时，最大流量为2.8 mL/s；在电压为110 V、频率为 300 Hz正弦波驱动信号激励时，最大流量为3.9 mL/s；在电压为130 V、频率为300 Hz正弦波驱动信号激励时，最大流量为4.9 mL/s。 3 结论 通过对无阀压电微泵在正弦波驱动信号激励过程中的流量测试结果进行整理分析，可以得到以下结论。 1）通过实验，验证了无阀压电微泵具有流量可控的优势。在正弦波驱动信号的激励过程中，无论电压如何变化，无阀压电微泵的流量随频率的变化规律明显。 2）在样机制作、实验的过程中所采用的技术及方法可为其他微机电、微