基于微流控系統壓電微泵驅動方法的研究.pdf

1、微泵作為微流控系統的動力元件，是衡量微電子機械系統和微流體控制系統發(fā)展水平的重要標志。特別是在生物工程和醫(yī)學臨床精確給藥治療的應用推動了微流控系統的發(fā)展。如手術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、消化道內膠囊靶向治療給藥以及醫(yī)療集成微系統組合給藥等其核心元件都是微泵系統。此外，在生物、化學分析領域以及一些特殊工業(yè)生產及新型產品的中，微泵作為驅動核心起著至關重要的作用。
　　壓電泵是微小型流體泵研究的

2、一個主要領域，其具有體積小、能量密度高、流量分辨率高及便于數字化控制等方面的優(yōu)點。其泵出流量由微泵結構、壓電振子特性以及驅動系統驅動信號的形式決定。在機械結構及材料特性確定的條件下，壓電振子的驅動信號形式決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動機理，對驅動控制系統進行系統研究，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動機理的基礎上，確定壓電微泵輸出流量的機理模型。

3、并且通過ANSYS對壓電振子振動模態(tài)進行模擬分析，確定影響壓電振子撓度變化的驅動信號頻率范圍。
　　(2)研究分析不同驅動信號在動態(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、方波及正弦波驅動與微泵輸出流量之間映射機理。并通過搭建實驗平臺進行不同驅動信號的流量測試實驗，對機理模型進行修正。
　　(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上，設計電壓及頻率可調的壓電微泵驅動控制系統