基于微流控系統(tǒng)壓電微泵驅(qū)動方法的研究.pdf

1、微泵作為微流控系統(tǒng)的動力元件，是衡量微電子機(jī)械系統(tǒng)和微流體控制系統(tǒng)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。特別是在生物工程和醫(yī)學(xué)臨床精確給藥治療的應(yīng)用推動了微流控系統(tǒng)的發(fā)展。如手術(shù)過程麻醉的精確給藥、糖尿病治療過程中通過胰島素泵皮下植入的定時給藥、消化道內(nèi)膠囊靶向治療給藥以及醫(yī)療集成微系統(tǒng)組合給藥等其核心元件都是微泵系統(tǒng)。此外，在生物、化學(xué)分析領(lǐng)域以及一些特殊工業(yè)生產(chǎn)及新型產(chǎn)品的中，微泵作為驅(qū)動核心起著至關(guān)重要的作用。
　　壓電泵是微小型流體泵研究的

2、一個主要領(lǐng)域，其具有體積小、能量密度高、流量分辨率高及便于數(shù)字化控制等方面的優(yōu)點。其泵出流量由微泵結(jié)構(gòu)、壓電振子特性以及驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動信號的形式?jīng)Q定。在機(jī)械結(jié)構(gòu)及材料特性確定的條件下，壓電振子的驅(qū)動信號形式?jīng)Q定著微泵輸出微流量的可靠性和穩(wěn)定性。本論文針對壓電微泵驅(qū)動機(jī)理，對驅(qū)動控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)研究，以其提高壓電微泵輸出性能的可靠性和穩(wěn)定性。具體工作如下:
　　(1)在分析研究壓電微泵驅(qū)動機(jī)理的基礎(chǔ)上，確定壓電微泵輸出流量的機(jī)理模型。

3、并且通過ANSYS對壓電振子振動模態(tài)進(jìn)行模擬分析，確定影響壓電振子撓度變化的驅(qū)動信號頻率范圍。
　　(2)研究分析不同驅(qū)動信號在動態(tài)條件下對壓電振子振動撓度和變化頻率的影響，研究同一電壓、頻率下，三角波、方波及正弦波驅(qū)動與微泵輸出流量之間映射機(jī)理。并通過搭建實驗平臺進(jìn)行不同驅(qū)動信號的流量測試實驗，對機(jī)理模型進(jìn)行修正。
　　(3)基于一定流量的壓電微泵，在前二部分理論及實驗研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計電壓及頻率可調(diào)的壓電微泵驅(qū)動控制系統(tǒng)