一种四腔并联锥形压电微流体驱动器的制作方法

专利检索2026-06-20  1


本申请涉及压电微流体,具体涉及一种四腔并联锥形压电微流体驱动器。


背景技术:

1、微流体驱动技术通过控制微尺度通道内流体的流动来实现对微小流体的混合、分离、传输和操控。流体需要有稳定的背压驱动,进而实现流体的流动,通常需要通过控制微阀门、微泵等来调节流体的压力、流速和流量,从而实现对微流体的控制。

2、中国专利cn202962353u公开了一种压电驱动微混合器,压电振子采用不同电压、频率、不同波形及相位交错式驱动电信号予以激励,实现微流体在微混合流道内高频脉动错位式混合。中国专利cn105854717b公开了一种基于压电驱动集成式微混合器,集成有多个流体入口、混合溶液出口,该微混合器通过交替式循环回流与往复式持续振动,增大流体间的接触面积,增强流体间的对流与扩散作用,是一种混合效率高、过程可控的微混合器。

3、上述混合器都是采用压电芯片的驱动实现了液体的微混合,但是其在普通平面结构中可以适用,但是对于管状结构则不能适配。


技术实现思路

1、本申请为了解决上述技术问题,提出了如下技术方案:

2、第一方面,本申请实施例提供了一种四腔并联锥形压电微流体驱动器,包括:基体,所述基体的一端设置有锥形流道,所述锥形流道的外侧环绕设置有压电振子,在不同电信号的控制下,各压电振子的振动压力波具有不同相位差,通过不同的相位差差别匹配调节整个流体流速和流体压力。

3、在一种可能的实现方式中,所述锥形流道为四腔体锥形流道,所述锥形流道以圆锥轴线呈对称结构排布,所述压电振子设置在所述锥形流道的流体入口端。

4、在一种可能的实现方式中,所述锥形流道包括设置在基体内的流体入口,与所述流体入口相连接的流道腔体,与所述流道腔体相连接的锥形流体出口,所述锥形流体出口与驱动器的流道出口相连通。

5、在一种可能的实现方式中,所述压电振子与所述锥形流道外侧之间设置有铜膜,所述铜膜一面覆盖设置在所述锥形流道上,另一面与所述压电振子相贴合。

6、在一种可能的实现方式中,所述压电振子包括单层压电振子或复合叠堆振子。

7、在一种可能的实现方式中,所述压电振子的驱动信号波形包括:方波、正弦波和锯齿波,不同波形的驱动信号形成不同的流体驱动效用。

8、在一种可能的实现方式中,不同驱动波形进行四振子的协调控制,实现流体的背压调控,多种驱动波形的驱动,对周期、频率、波形和占空比多参数调节,对流体的流速及压力进行调控。

9、在一种可能的实现方式中,所述基体的一端设置有内螺纹,所述内螺纹用于与设置有匹配外螺纹的管体相连接。

10、在本申请实施例中,利用锥形面的腔体结构以及振子的振动压力调节控制实现对腔体的压力驱动条件,通过压电振子的信号控制实现压力调节,筒状结构基体可以适应圆柱状结构的流体提取或者背压,实现驱动供压。采用多压电振子并联压电微流体驱动,可控方式灵活,稳定性高,可以实现较大范围内的流体供压。



技术特征:

1.一种四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,包括:筒状结构的基体,所述基体的一端设置有锥形流道,所述锥形流道的外侧环绕设置有压电振子,在不同电信号的控制下,各压电振子的振动压力波具有不同相位差,通过不同的相位差差别匹配调节整个流体流速和流体压力。

2.根据权利要求1所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,所述锥形流道为四腔体锥形流道,所述锥形流道以圆锥轴线呈对称结构排布,所述压电振子设置在所述锥形流道的流体入口端。

3.根据权利要求2所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,所述锥形流道包括设置在基体内的流体入口,与所述流体入口相连接的流道腔体,与所述流道腔体相连接的锥形流体出口,所述锥形流体出口与驱动器的流道出口相连通。

4.根据权利要求2所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,所述压电振子与所述锥形流道外侧之间设置有铜膜,所述铜膜一面覆盖设置在所述锥形流道上,另一面与所述压电振子相贴合。

5.根据权利要求2-4任一项所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,所述压电振子包括单层压电振子或复合叠堆振子。

6.根据权利要求5所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,所述压电振子的驱动信号波形包括:方波、正弦波和锯齿波,不同波形的驱动信号形成不同的流体驱动效用。

7.根据权利要求6所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,不同驱动波形进行四振子的协调控制,实现流体的背压调控,多种驱动波形的驱动,对周期、频率、波形和占空比多参数调节,对流体的流速及压力进行调控。

8.根据权利要求7所述的四腔并联锥形压电微流体驱动器,其特征在于,所述基体的一端设置有内螺纹,所述内螺纹用于与设置有匹配外螺纹的管体相连接。


技术总结
本申请公开了一种四腔并联锥形压电微流体驱动器,涉及压电微流体技术领域,包括:筒状结构的基体,所述基体的一端设置有锥形流道,所述锥形流道的外侧环绕设置有压电振子,在不同电信号的控制下,各压电振子的振动压力波具有不同相位差,通过不同的相位差差别匹配调节整个流体流速和流体压力。利用锥形面的腔体结构以及振子的振动压力调节控制实现对腔体的压力驱动条件,通过压电振子的信号控制实现压力调节,筒状结构基体可以适应圆柱状结构的流体提取或者背压,实现驱动供压。采用多压电振子并联压电微流体驱动,可控方式灵活,稳定性高,可以实现较大范围内的流体供压。

技术研发人员:李旺鑫,贾睿昊,赵欣,董传贺,宋炳红,刘迎春
受保护的技术使用者:济南国科医工科技发展有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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