单振子双腔体压电泵的输出性能实验

以单振子双腔体压电泵的输出压力和输出流量为测试参数，通过实验不仅对单振子双腔体与单振子单腔体压电泵的输出性能进行了对比分析，而且对压电泵结构及参数对输出性能的影响也进行了分析．实验结果表明：在提高驱动电压的前提下，双腔体压电泵的输出流量为单腔体压电泵输出流量的1．82倍，并且输出压力随驱动电压的增高而增高，缓冲腔、进水口以及止回阀等结构对压电泵的输出性能具有不同程度的影响，此结果为优化压电泵的结构设计提供了依据．     

一种内贴片式压电泵的结构设计与理论分析

针对无阀压电泵的输出压力小的问题,提出了一种内贴片式无阀压电泵.压电泵采用螺纹配合结构,由压电振子和螺杆组成,其中压电振予包括金属基体和压电陶瓷片.压电振子通过交流电信号形成旋转弯曲运动,与外部衬套配合形成可移动空腔运输液体.首先进行了模态理论分析,构建了水环境下的流固耦合运动方程.接着利用有限元软件对压电振子进行了模态分析.结合频率一致性和相邻干扰模态设计要求,对压电振子的结构参数进行优选.对压电振子的湿模态进行了仿真分析.结果 表明:与空气条件下相比,水环境下的振动频率较低,下降了343.7 Hz和326.4 Hz,并且频率一致性更差,这为后续压电泵研究分析打下了基础.     

单振子双腔体压电薄膜泵的研究

利用雕刻技术，以有机玻璃为原材料，加工制作了一种可双向工作的单振子双腔体压电薄膜泵，并对该结构压电泵的工作原理进行了阐述．通过对单振子双腔体压电薄膜泵的输出流量和压力的测试，得出在输入100V正弦交流信号时，它的最佳工作频率为20Hz，输出流量为785mL／min，输出压力为14kPa，表明单振子双腔体压电泵在低频工作时，其输出流量优于单振子单腔体压电泵，而且能够提高机械转化效率，工作过程无脉动现象．     

无阀压电泵驱动的集成式微混合器

设计了一种无阀压电泵驱动的集成式微混合器,其中无阀压电泵采用三棱柱阻变高度流道式结构。利用等效电路模型研究了无阀泵的流动特性,并应用Fluent软件对无阀泵及Y型微流道进行了系统仿真分析,确定了无阀泵和Y型微流道的结构参数,并优选出了系统控制参数。在实验室内制作了微混合器样机,并进行了脉动和混合效果实验,结果表明:当入口流量为0.7 mL/min、脉动频率为100Hz时,流道内脉动效果明显,由此验证了该微混合器具备良好的工作性能。此项研究可为无阀压电泵在微流控领域的应用提供借鉴。     

双腔体四振子压电泵性能研究

本文采用理论分析与实验测试相结合的方式，分析了双腔体四振子压电泵的工作原理，设计了双腔体四振子压电泵结构并加工了实验样机，并对实验样机在不同工作方式下进行了试验测试，最大输出流量可达1500mL／min。     

无阀压电泵噪声分析与探讨

通过对无阀压电泵样机的实验,发现噪声是阻碍压电泵广泛应用原因之一。在此基础上,不仅对压电振子、腔体中流体、驱动电压波形以及驱动电压、频率等因素产生噪声的原因进行了分析,而且提出降低无阀压电泵噪声的措施。     

三叉四通管无阀压电泵的设计与试验

为了提高Y形管无阀压电泵的流量,基于三叉树的结构特征提出了一种三叉四通管无阀压电泵。模拟分析了三叉四通管的速度流线图,对比了该流管与Y形管的阻力特性,制作了2种流管的泵样机,进行了流量和压力差试验。研究结果表明：流体在三叉四通管中正、反向流动时均没有产生明显的旋涡,三叉四通管无阀压电泵的效率比Y形管无阀压电泵提高了22.69%。在220 V驱动电压下,三叉四通管无阀压电泵的最大流量为7.41 g/min,比Y形管无阀压电泵提升了21.47%;三叉四通管无阀压电泵的最大压力差为421 Pa,比Y形管无阀压电泵高出了79.17%。     

输送流体双腔并联压电泵性能分析与试验研究

为了提高压电泵的输出能力,采用压电双晶片进行驱动,设计了双腔并联被动截止阀压电泵,并加工了试验样机.对不同压电振子驱动方式(同步驱动或异步驱动)的双腔并联压电泵输出性能的影响规律进行了理论分析,分别以液体和气体为介质对样机进行了试验测试.测试结果表明:在110 V驱动电压下,工作频率小于400 Hz时,输送液体最大输出流量为1330 mL/min,2个振子异步驱动泵的输出能力好于同步驱动;输送气体最大输出流量为950 mL/min时,2个振子同步驱动和异步驱动泵的输出能力基本接近,从而确定了双腔并联压电泵输送流体时的最佳工作方式.     

三腔蠕动式主动阀压电泵设计与实验研究

针对无阀压电泵截止性能和工作输出压力的不足,设计了一种新型三腔蠕动式主动阀压电泵,分析了蠕动式压电泵的工作原理,对蠕动式压电泵的结构进行了研究,建立了压电泵的核心部件——阀的结构模型.采用ANSYS软件对阀的结构参数进行了优化,得到了阀结构优化参数,并制作了压电泵实验样机,对压电泵的流量、背压进行了实验测试.实验结果表明:该主动阀压电泵输出水的最大流量为220mL/min,最大正向背压为15.8kPa,且泵气能力远大于泵水能力,最大泵气量为5142mL/min.该压电泵在医疗器械、液体冷却、生物工程等领域有广阔的应用前景.     

压电振子对压电泵极限输出压力的影响

为了解决压电泵设计中极限压力计算及压电振子的选用问题,提出了一种在恒定电压下通过压电振子参数计算压电泵极限输出压力的方法。在弹性小变形的基础上,应用弹性力学板壳理论的相关内容,通过振子变形量相等引入等效集中力及振子出力系数概念对压电振子的输出力特性进行研究,得出了等效集中力和压电泵极限输出压力关于压电振子参数的解析表达式。使用Matlab在各参数的常用范围内对模型进行了计算,分析了压电振子各个参数对极限输出压力的影响方式及取值范围。分析及实验结果表明:胶水的弹性模量及各层材料的泊松比对总体性能影响较小,在振子设计中不做考虑;基板厚度在0.8mm以下时,输出压力随其厚度增加而线性增加;在基板厚度大于0.4mm、陶瓷厚度小于0.3mm的条件下,陶瓷厚度降低输出压力增加现象最为明显,并且计算数值解与实验结果吻合。     

压电式传感器的特性分析

通过压电式传感器与电感式传感器的特性对比，得出压电式传感器的电压衰减所引起的误差是压电式粗糙度测量仪一般只能提供被测表面单参数值的模式，而不能提供被测表面的轮廓曲线的主要原因。要完善压电式粗糙测量仪的特性并扩大其使用范围，应选择电压衰减小的压电式传感器，并合理设计压电式粗糙度测量仪系统和配置方案。     

基于双C8051F020微控制器的应用系统

使用2片C8051F020微控制器,通过其自身的SMBus总线进行扩展,实现了多路模拟量和数字量的输入与输出的应用系统。应用系统使用了USB-UART桥接电路,实现了虚拟串口的USB传输。文中首先简要介绍了C8051F020 MCU与CP2101桥接电路的特点,然后详细阐述了SMBus的总线协议,并说明了上下位机的通信协议以及两片下位机的基于SMBus的数据通信,最后给出了主下位机的程序流程图。     

变转速轴向柱塞泵恒流量控制的建模与仿真

以变输入转速下泵控马达恒速系统为对象,分析轴向柱塞泵变量控制机构的控制机制和斜盘变量机构力矩特性,建立了变输入转速情况下泵的流量控制模型,针对泵转速扰动提出了扰动乘积补偿和PI控制综合抑制方法.并在仿真软件EASY5上建立了泵控马达系统和变量泵排量控制仿真模型,对变量泵变量时间和转速扰动抑制进行了系列仿真.结果表明,在剧烈输入转速扰动和负载压力扰动下泵输出流量依然能保持恒定.     

悬臂梁双晶压电能量采集装置的实验探究

为提高双晶压电振子的发电能力,探究了一种悬臂梁式双晶压电能量采集装置的发电性能。实验研究了振动台频率、激励位移、负载阻值和悬臂梁自由端质量块对悬臂梁式双晶压电能量采集装置输出电压和负载功率的影响,将两片双晶压电振子并联,探究了它们的发电性能。实验表明,存在谐振频率,使得输出电压最大;输出电压随着激励位移和负载阻值的增大而增大,并与激励位移呈一次函数关系;双晶压电振子外接匹配负载时,负载功率最大;随着质量块的质量在一定程度上的增加,输出电压随频率变化的曲线左移,峰值电压对应的频率变小;两片双晶压电振子并联且带匹配负载时,能有效提高负载功率。     

谐综合电子凸轮的驱动机理分析

文章提出了一种新型电子凸轮的概念,利用特殊设计的压电陶瓷组合驱动器作为主动件,通过控制其多路输入交流电压的频率、幅度和初相位,使输出的运动实现谐综合的特性,并达到较高的输出精度.对这种电子凸轮的核心元件——压电驱动器的驱动机理进行了分析,并给出了算例,证明了这种新型电子凸轮的可行性.     

悬臂梁双压电振动能量采集器发电性能研究

为了收集环境中的振动能量,实现无线传感器网络节点等低能耗器件的自供电,针对电动机的机械振动,设计了一种可采集电动机振动能量的压电振动能量采集器。研究了电动机转速、负载阻值和悬臂梁自由端固定不同质量永磁铁块对压电振动能量采集器输出电压和输出功率的影响。实验结果表明,负载上电压随着负载阻值的增大而增大;输出功率不随负载阻值和所加永磁铁质量的增大,而是存在一个最优负载和一个最佳质量的永磁铁,当电动机的振动频率等于悬臂梁双压电振子的固有频率时,输出功率达到最大,并与理论计算值接近。     

径向柱塞泵配流轴双三角槽结构分析

在新型径向柱塞泵的设计中,要想把原来常规设计的排量规格为63ml/r的液压泵在壳体尺寸、配流轴外径以及主轴外径不变的情况下,使其排量增加一倍以上时,气穴现象和液压冲击现象比较突出.在配流轴上加工双三角槽使密封容腔以合理的过渡过程提前与吸油通道和排油通道连通是解决问题的方法之一.本文讨论双三角槽的结构和过渡过程情况,分析它的可行性,讨论结果认为这是一种较好的方法,这种设计思想对其它型式液压泵的改进设计有一定的指导意义.     

一种双吸式血液泵水力设计

为了更好地满足体外循环装置和人工心脏的运行要求,该文采用RANS方法和SSTk-ω湍流模型对一种双吸式血液泵进行了三维定常湍流计算;在详细分析血液泵内部流动特征的基础上,对泵的水力部件如叶轮及压水室进行了设计优化,并探讨了各种设计对血液泵主要运行参数的影响。结果表明:压水室隔舌附近的流道容易出现较大的局部壁面剪切应力,是泵内血细胞容易受到损伤的危险区域;适当增大压水室断面面积有利于提高泵的水力效率;选择较大的叶片出口安放角时血液泵可获得较高的扬程,但采用径向叶片叶轮(出口叶片安放角为90°)时须设法控制流动扩散及其对泵性能的影响;所设计叶轮的平均壁面剪切应力为20～26 Pa,小于损伤血细胞的临界值。