螺旋流管无阀压电泵实验与研究

【摘要】：压电泵具有结构简单、可微型化、无电磁干扰等传统泵所不具备的优点，虽然其不能取代传统泵，但却能填补传统泵在微流量驱动领域的空白。目前对压电泵的研究大都以医疗、卫生、保健等领域为研究背景，而以散热、导航等领域为研究背景的却很少。本文通过分析现有压电泵特点及其应用，提出一种新型的无阀压电泵结构——螺旋流管无阀压电泵。 为了验证其泵功能可行性和具有的陀螺性质，本文着重进行了实验研究。并得到如下结果： （1）创新性地提出了一种圆柱螺旋流管的组合式结构，并以此为基础，设计了使用该结构的无阀压电泵。 （2）选择弹性支撑方式对压电振子进行了的振动特性研究。进行了有限元模拟模态分析，通过激光扫频测振实验测量压电振子的谐振频率，并将两者的结果进行对比分析，间接的验证这种选择的正确性。 （3）对泵在零流量下进行压差实验。一方面确定了泵的流向，另一方面得到了泵进出口压力差随驱动电压、驱动频率和螺旋流管的环绕直径等的变化规律。 （4）对泵进行了旋转实验，验证了泵具有陀螺性质。实验表明，泵压差与外界平台转速之间存在着一定的规律，泵具有感受外界转动角速度的性质。 综上所述，螺旋流管无阀压电泵具有结构简单、易于微型化、集成化以及陀螺性质，不仅可将其作为流体输送的工具，还可作为导航元件测量姿态变化，因此可应用于流体散热、导航等领域。