一种低成本压电无阀微泵的研制  

Research and fabrication of a low-cost valveless micropump based on piezoelectric actuation

作　　者：徐亮[1] 应济[1] 李俊[1] 

机构地区：[1]浙江大学机械工程学系,浙江杭州310027

出　　处：《传感器与微系统》2011年第3期101-104,共4页Transducer and Microsystem Technologies

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50475104);浙江省自然科学基金重点资助项目(Z106519)

摘　　要：提出了一种低成本的由压电材料驱动的平面扩张/收缩管无阀微泵的制作工艺。通过数值模拟确定了扩张/收缩管扩张角的最优值,在此基础上,采用光刻和湿法刻蚀工艺,刻蚀了300μm深的泵腔基片和100μm深的盖片;使用等离子体清洗技术将其与PDMS薄膜键合,完成了可以实现单向泵送的压电无阀微泵样机制作。研究了该压电无阀微泵样机的性能,分别分析了压电振子的激励频率、电压和微泵背压对其流量的影响。实验结果表明:在100 V,110 Hz交流方波电压信号的作用下,微泵有最大输出流量为436μL/min,最大背压为620 Pa。A low-cost valveless micropump based on piezoelectric actuation is presented.The optimized value of opening angle is obtained by numerical simulation,which is the reference of design parameters of the diffuser/nozzle element.A 300 μm depth of pump chamber substrate and a 100 μm depth of cover are fabricated on pyrex glass using photographic and wet chemical etching processes.Then,by using plasma cleaning technology,they are bonded to PDMS membrane to accomplish the fabrication of the micropump.The maximum flow rate and backpressure of the pump are about 436 μL/min and 620 Pa when applying a 100V square wave driving voltage at 110 Hz across the piezoelectric-disc.

关 键 词：无阀微泵 低成本 聚二甲基硅氧烷薄膜 扩张/收缩管 湿法刻蚀 

分 类 号：TH323[机械工程—机械制造及自动化]