收藏本站
《吉林大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

迭片式系列微型压电泵的设计理论及实验研究

刘国君  
【摘要】: 作为微机械流体系统的重要分支,压电驱动式微型泵的研究受到各国研究人员的关注。对其所开展的研究不仅具有重要的学术价值,而且在生物、制药、化学分析、电子器件冷却等领域具有广阔的应用前景。 本文在简要阐述压电驱动基础理论的基础之上,利用解析法、有限元分析法及实验测试方法对单晶片压电振子的静态、动态特性进行了较为深入的分析和研究。提出了压电振子优化设计的具体方案,为今后设计高性能压电泵提供了理论依据。 对悬臂梁式单向阀的静态、动态过流特性进行了理论分析;建立了压电泵的工作模型,并结合模型对压电泵实际工作特性进行了分析,提出了关于定量研究单向阀出流效率的方法;提出了关于多腔体串、并联结构压电泵的设计理论,定性分析了多腔体压电泵的工作性能;为下一步开展系列微型压电泵的设计、制作及实验研究提供了理论依据。 采用迭片技术,多腔体串、并联结构,设计、制作出系列高性能微型压电泵样机。并在实验室内对上述系列微型泵进行了系统的实验测试,测试结果表明,所研发的系列微型压电泵具有很高的体积功能比,其自身泵送频率f SP达到12 .4min-1。四腔串联泵在50 V电压290 Hz条件下输出压力已达45 kPa以上,四腔串、并联泵50 V电压220 Hz条件下输出流量已达12 ml/min;同时微型压电泵具有较强的精密输液能力,最小分辨流量已达7×10-5ml。 在微型压电泵的应用方面进行了尝试性研究,研发出用于胰岛素推注的压电微泵。在具体研究过程中,解决了样机结构轻小化、生物相容性、电源、管路连接等关键技术问题,掌握了流量精确控制实用化关键技术。系统的实验测试和动物活体实验的成功完成,初步证实了采用压电微型泵用于胰岛素的推注是可行的。结合压电泵的工作特性,设计制作了智能型、数字型压电泵专用实验电源,为压电泵实验测试,特别是对压电泵精密输液能力的研究提供了设备和技术支持。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH35

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 崔琦峰;压电无阀薄膜微泵多场耦合建模与仿真研究[D];上海交通大学;2009年
2 刘勇;轮式阀微型压电泵的设计理论及试验研究[D];吉林大学;2012年
3 谢海峰;压电共振型隔膜泵的设计理论与试验研究[D];吉林大学;2013年
4 姜德龙;多腔串联压电泵结构设计及关键技术研究[D];吉林大学;2013年
5 赵亚鹏;超磁致伸缩泵设计理论与实验研究[D];武汉理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 冯余其;聚合物微器件超声波联接机理与方法研究[D];大连理工大学;2010年
2 何青松;IPMC改性及其驱动微泵的设计[D];南京航空航天大学;2010年
3 李立安;多腔串联压电泵的设计及其在直线马达中的试验研究[D];吉林大学;2009年
4 姚雪峰;压电驱动型溶液配比技术开发研究[D];吉林大学;2009年
5 霍静;圆形压电单晶执行器的挠度特性的模拟、分析与优化[D];重庆大学;2010年
6 吴迪;液体混合用多入口压电泵的研究[D];吉林大学;2012年
7 潘笛站;双腔压电胰岛素泵的设计理论与关键技术研究[D];吉林大学;2013年
8 王显静;新型智能闭环胰岛素泵系统的研究[D];青岛理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯焱颖,周兆英,叶雄英,王国辉;压电致动微喷的压力波特征分析[J];微纳电子技术;2003年Z1期
2 尹执中,胡桅林,过增元;悬臂梁式微型阀的启动和过流特性[J];传感技术学报;2000年01期
3 王沫然,李志信;基于MEMS的微泵研究进展[J];传感器技术;2002年06期
4 丁辛芳,刘岩海;微型泵的驱动技术[J];电子器件;2001年01期
5 谢海波,傅新,杨华勇;微型无阀泵参数化结构设计及测试[J];工程设计学报;2002年02期
6 臧庆,王琪民;胰岛素泵的研究及对人工胰腺发展的展望[J];国外医学.生物医学工程分册;2005年02期
7 阚君武,杨志刚,程光明;压电泵的现状与发展[J];光学精密工程;2002年06期
8 刘国君;程光明;杨志刚;;一种压电式精密输液微泵的试验研究[J];光学精密工程;2006年04期
9 阚君武,吴一辉,杨志刚,宣明,吴博达,程光明;悬臂梁微型阀特性研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年02期
10 程光明,刘国君,杨志刚,曾平;基于悬臂梁阀的微型压电泵的实验研究[J];机械科学与技术;2005年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 华顺明;压电式粘滑精密运动机构驱动理论与实验研究[D];吉林大学;2005年
2 沈传亮;压电型直动式电液伺服阀的基本理论与实验研究[D];吉林大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙清池,左孝杰,徐庭献,王裕斌;压电位移材料电场E_3和应变S_1的关系[J];兵器材料科学与工程;2001年03期
2 夏法锋;焦金龙;丁俊杰;苗亮;;超声波电沉积参数对Ni-SiC微铸件表面形貌的影响[J];兵器材料科学与工程;2012年03期
3 高杨;贾小慧;秦燃;官承秋;;RF MEMS电容式并联开关的研制[J];半导体光电;2011年06期
4 杨岳,周兆英,叶雄英;微型热致动泵[J];半导体技术;1999年06期
5 吝海锋,杨拥军,郑锋;电容式加速度传感器结构的计算机仿真[J];微纳电子技术;2002年06期
6 孙长敬,褚家如;基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术[J];微纳电子技术;2004年05期
7 王义;朴林华;;微型气流陀螺敏感机理的有限元分析[J];微纳电子技术;2007年Z1期
8 敖宏瑞;姜洪源;杨胡坤;;微通道交流电渗粒子收集位置的确定[J];微纳电子技术;2009年02期
9 杨明伟;周兆英;;压电振子结构参数对微雾化器耦合特性的影响[J];微纳电子技术;2009年04期
10 张敬涛;魏守水;徐昊;;超声行波微流体驱动模型的耦合分析[J];微纳电子技术;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王骥;柳建松;杜建科;黄德进;;薄膜体声波谐振器结构与振动分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
2 徐加山;郭涛;孙宏明;郭航;;一种压电微驱动器的ANSYS仿真研究[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
3 董天晓;王丽坤;秦雷;李莉;吴炜伟;王钢;;压电圆柱叠堆换能器的有限元分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
4 王德石;杜贻群;任斌;;低频钹式换能器的性能分析与设计[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
5 谢海波;傅新;杨华勇;;微流场可视化测速技术及其应用[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
6 张圣卓;刘吉晓;李松晶;;采用无阀微泵的微调焦系统特性研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
7 鹿存跃;周铁英;陈宇;傅德永;;压电陶瓷剪切模式用于超声电机的研究[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
8 袁又春;黄卫清;赵淳生;;收缩/扩张管型无阀压电泵泵腔流体仿真[A];第十一届中国小电机技术研讨会论文集[C];2006年
9 鲍诗杰;徐志科;金龙;;叠层型压电致动器的驱动电源研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
10 符雪彩;;胰岛素泵的临床应用及护理[A];第二十二届航天医学年会暨第五届航天护理年会论文汇编(下册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
2 晁侃;微流控系统调控电渗流和热效应数值研究[D];华中科技大学;2011年
3 曲磊;多场耦合电磁弹性体的基本理论与计算方法研究[D];合肥工业大学;2011年
4 刘勇;高灵敏微悬臂梁探针设计制作及特性研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 许龙;模式转换型功率超声振动系统的设计及优化[D];陕西师范大学;2011年
6 耿鑫;微流体脉冲驱动—控制基础实验研究[D];南京理工大学;2011年
7 李敏毅;铌酸锂高频超声换能器的研制与输出功率测量[D];华南理工大学;2011年
8 钱征华;压电复合材料及层状结构中弹性耦合波问题研究[D];西安交通大学;2007年
9 王岭;基于IVUS图像分割和CAG三维重建技术的数据融合研究[D];天津大学;2010年
10 袁江波;圆盘式压电发电装置发电性能及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘丽莉;电磁场驱动下的液体流动实验与模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 戴顺洪;NBT-KBT-100x压电薄膜的制备及表征[D];湘潭大学;2010年
4 何涛焘;纵波压电传感器瞬态特性的模拟与实验研究[D];湘潭大学;2010年
5 杨慧森;基于无线通信的血糖数据采集及控制系统研究[D];沈阳理工大学;2010年
6 李真;便携式胰岛素泵的可靠性分析[D];沈阳理工大学;2010年
7 袁肖肖;薄壁铜管壁厚控制的超声检测系统[D];华东理工大学;2011年
8 高颂;用于行车健康监测的PVDF传感器及检测方法研究[D];昆明理工大学;2010年
9 梁丽娉;压电陶瓷传感器力学模型理论与试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
10 徐亮;面向微流控芯片的压电无阀微泵的研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴先茹;高海荣;;压电材料的研究和应用现状[J];安徽化工;2010年03期
2 朱钰铧;基于FPGA的直接数字频率合成器的设计实现[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年03期
3 冯焱颖,周兆英,叶雄英,王国辉;压电致动微喷的压力波特征分析[J];微纳电子技术;2003年Z1期
4 王伟,刘世炳,陈涛,蒋毅坚,陈继民,左铁钏;无阀微泵泵腔中流体流动的有限元模拟与分析[J];微纳电子技术;2005年09期
5 张建辉;黎毅力;刘菊银;徐宇哲;;“Y”形流管无阀压电泵流场分析[J];北京工业大学学报;2008年02期
6 刘薇,金日光,励杭泉;高分子材料时-温等效性的研究——(Ⅰ)时-温等效理论的现状和非线性松弛活化能谱理论的提出[J];北京化工学院学报(自然科学版);1991年01期
7 尹执中,胡桅林,过增元;悬臂梁式微型阀的启动和过流特性[J];传感技术学报;2000年01期
8 崔琦峰;刘成良;Xuan F.(William)Zha;;串联压电微泵特性研究[J];传感技术学报;2006年05期
9 王蔚;田丽;鲍志勇;刘晓为;王喜莲;杨松涛;;一种新型压电式双向无阀微泵的研制[J];传感技术学报;2006年05期
10 王沫然,李志信;基于MEMS的微泵研究进展[J];传感器技术;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于海霞;基于PDMS微流控芯片的组织液透皮抽取方法及系统研究[D];天津大学;2011年
2 谢海波;集成微泵式微流控芯片关键技术的研究[D];浙江大学;2004年
3 王传礼;基于GMM转换器喷嘴挡板伺服阀的研究[D];浙江大学;2005年
4 陈炎;压电矩形板非线性静动态力学特性研究[D];南京航空航天大学;2006年
5 唐志峰;超磁致伸缩执行器的基础理论与实验研究[D];浙江大学;2005年
6 杨树臣;喷流压电泵的理论分析与试验研究[D];吉林大学;2006年
7 赵宏伟;尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究[D];吉林大学;2006年
8 李鹏;主动阀压电泵的理论与实验研究[D];吉林大学;2007年
9 卢全国;基于GMM的微致动研究及应用[D];武汉理工大学;2007年
10 吴丽萍;扁锥腔无阀压电泵理论与实验研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王龙;共振型压电泵的设计理论与试验研究[D];吉林大学;2011年
2 邓莹莹;超声波塑料焊接区域材料熔接行为研究[D];大连理工大学;2004年
3 董景石;悬臂梁阀压电泵理论及应用研究[D];吉林大学;2004年
4 吴丽萍;单振子双腔体压电泵的理论与实验研究[D];吉林大学;2004年
5 刘凯;压电驱动式主动阀压电泵理论与试验研究[D];吉林大学;2004年
6 杨林杰;压电式无阀微泵振动分析及流场数值计算[D];燕山大学;2005年
7 林敬国;整体开启阀式压电泵理论与实验研究[D];吉林大学;2005年
8 孙晓锋;压电泵驱动的电脑芯片水冷系统理论与实验研究[D];吉林大学;2005年
9 杨季玲;无阀微泵压电—应力—流体耦合场数值计算研究[D];大连理工大学;2006年
10 朱凯科;FPGA动态可重构设计方法研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 梁建波;基于微小阀圆形压电晶片驱动器的作用机理与试验研究[D];吉林大学;2011年
2 李玉秀;基于IPMC驱动的仿生眼球设计及制造[D];南京航空航天大学;2011年
3 吴迪;液体混合用多入口压电泵的研究[D];吉林大学;2012年
4 王俊平;IPMC电致动器的制备技术及其性能研究[D];南昌航空大学;2012年
5 杨立明;IPMC人工肌肉性能及应用技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 张小青;聚吡咯/二氧化硅改性离子聚合物材料及其致动性能研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 焦战士;离子金属聚合物复合材料的电机械性能研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 潘笛站;双腔压电胰岛素泵的设计理论与关键技术研究[D];吉林大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨岳,周兆英,叶雄英,李勇;微机械加工技术[J];半导体技术;1994年06期
2 冯焱颖,周兆英,叶雄英,王国辉;压电致动微喷的压力波特征分析[J];微纳电子技术;2003年Z1期
3 刘劲松,孙立宁,程树康,蔡鹤皋;基于力反馈机器人宏/微操作系统的研究[J];电工技术学报;1996年03期
4 王立鼎,刘冲;微机电系统科学与技术发展趋势[J];大连理工大学学报;2000年05期
5 丁辛芳,刘岩海;微型泵的驱动技术[J];电子器件;2001年01期
6 H.Murrenhoff,吴根茂;液压控制技术发展趋势──第1部分 元件与传动装置[J];工程设计;1997年03期
7 程良伦,杨宜民;新型压电式直线驱动器的研究[J];高技术通讯;1997年10期
8 罗怡,龚振邦,孙麟治,汪勤悫;双压电薄膜微机器人驱动器的模态分析[J];高技术通讯;2001年03期
9 魏晓勇,李国荣,陈大任;RAINBOW压电驱动器的制备及性能[J];功能材料与器件学报;2000年02期
10 吴一辉,杨宜民,王立鼎;压电定位元件的非线性及其线性化控制原理[J];功能材料与器件学报;1996年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 崔玉国;压电陶瓷自感知执行器及其驱动微动工作台控制方法的研究[D];大连理工大学;2003年
2 周淼磊;压电型电液伺服阀及其控制方法研究[D];吉林大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阚君武,杨志刚,程光明;压电泵的现状与发展[J];光学精密工程;2002年06期
2 张建辉,夏齐霄,王大康,王守印,小贯晃义;抽样定理在周期性非连续信号的压电泵气穴现象中的应用方法(英文)[J];光学精密工程;2002年05期
3 阚君武,杨志刚,华顺明,程光明;有阀压电薄膜泵性能研究[J];农业机械学报;2003年05期
4 张建辉,王大康,夏齐霄,王守印,小贯晃义;压电泵振动放射噪声的研究[J];压电与声光;2005年01期
5 阚君武,杨志刚,刘品宽,程光明;两腔体串联压电驱动微型泵的输出特性[J];哈尔滨工业大学学报;2004年10期
6 程光明,曾平,杨国欣,杨志刚,铃木胜义,广濑精二;新结构压电泵实验研究[J];中国机械工程;1998年08期
7 程光明,曾平,吴博达,杨志刚,周伟,铃木胜义,广濑精二;新结构压电泵锥形角度与泵性能关系分析[J];压电与声光;1999年02期
8 阚君武,杨志刚,唐可洪,程光明;新结构药品输送压电泵的泵送特性[J];生物医学工程学杂志;2004年02期
9 张建辉,王大康,王守印,小贯晃义;压电泵的研究——泵阀滞后性[J];机械工程学报;2003年05期
10 夏齐霄,张建辉,王大康;压电泵振动放射噪声的两种理论模型[J];现代制造工程;2003年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 孙健;孙启健;刘彦菊;冷劲松;;一种基于柔性放大机构的压电叠堆泵设计[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
2 冷劲松;;智能可变形飞行器的关键技术[A];智能可变形飞行器发展前景及我们的选择——新观点新学说学术沙龙文集(32)[C];2009年
3 裘进浩;;南京航空航天大学智能材料与结构研究所的工作介绍[A];智能可变形飞行器发展前景及我们的选择——新观点新学说学术沙龙文集(32)[C];2009年
4 张伟;赵辉;万品君;马弢;;高转速压电射流陀螺的结构与性能[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 本报记者 王皓;笔记本电脑:配置外的追求[N];计算机世界;2003年
2 华顺;以新技术吸引用户[N];中国计算机报;2003年
3 唐川;以技术与品质为重[N];中国计算机报;2003年
4 本报记者 孙长岩;环保,别遗忘了农村[N];联合日报;2007年
5 唐川;便携式PC将受宠差异化市场[N];中国计算机报;2003年
6 胡军;破解笔记本发热难题[N];中国消费者报;2008年
7 ;探究笔记本散热技术[N];中国计算机报;2006年
8 龙帆;我国研制出闭环无创胰岛素泵集成系统[N];医药经济报;2006年
9 记者 韩晓玲、通讯员 苏展;新型胰岛素泵集成系统研制成功[N];湖北日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘勇;轮式阀微型压电泵的设计理论及试验研究[D];吉林大学;2012年
2 姜德龙;多腔串联压电泵结构设计及关键技术研究[D];吉林大学;2013年
3 何丽鹏;微小型主动阀压电泵的结构设计理论及控制系统的研究[D];吉林大学;2010年
4 李鹏;主动阀压电泵的理论与实验研究[D];吉林大学;2007年
5 孙晓锋;双振子压电泵设计理论与结构优化技术研究[D];吉林大学;2009年
6 谢海峰;压电共振型隔膜泵的设计理论与试验研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李春风;阀的优化设计对压电泵输出性能影响的实验研究[D];吉林大学;2012年
2 吴迪;液体混合用多入口压电泵的研究[D];吉林大学;2012年
3 王龙;共振型压电泵的设计理论与试验研究[D];吉林大学;2011年
4 李鹏;晶片式压电液压驱动器的设计与试验研究[D];吉林大学;2011年
5 王小冲;单晶片振子压电泵的疲劳分析与实验研究[D];吉林大学;2013年
6 郭宗信;软质锥壳形阀体压电泵的理论和实验研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 黄琴;压电驱动技术测试技术与方法研究[D];吉林大学;2007年
8 孙静;主被动阀结合的双腔串联压电泵研究[D];吉林大学;2009年
9 崔继英;单腔体双振子压电泵的理论与实验研究[D];吉林大学;2006年
10 于建清;无阀压电喷流泵理论与实验研究[D];吉林大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026