整体开启阀式压电泵理论与实验研究

【摘要】：泵作为流体传输系统的关键部件,如今已经历了数千年的发展和演变,其种类和形式繁多,被广泛的应用到各个与流体有关的领域。压电泵是伴随着新型材料、新机构、新驱动器不断涌现而出现的一种新型泵。同传统泵相比,压电泵具有结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无电磁干扰,其输出性能易于控制等优点。 本文在总结前人工作的基础上提出了一种新结构被动阀压电泵—整体开启阀压电泵。通过理论分析与实验相结合的方式对影响压电泵性能的各组件进行了探讨研究。试制了整体开启阀压电泵样机,进行了相关的实验测试与分析。 本文具体研究内容如下: 1. 给出压电振子振动基本假设及定义,运用薄板振动理论及压电学相关知识,导出压电振子谐振频率求解公式。仿真求解PZT4 复合压电振子振动模态。 2. 对压电振子变形量进行实验测试,选择适合压电泵工作合适的驱动激励电源信号。 3. 探讨适合压电泵的被动阀设计准则,分析不同结构被动阀对压电泵输出性能的影响,论述整体开启阀的优势。 4. 探讨泵在一个工作周期内的工作过程及在这一过程阀片的状态。分析阀片开启驱动力的形成及影响因素。 5. 通过大量的实验测试,探讨分析驱动电源电压、工作频率、压电泵固定腔体体积大小和进出口径大小等因素对整体开启阀压电泵输出特性的影响规律。