基于电渗驱动的聚二甲基硅氧烷薄膜微泵.pdfVIP

第 42卷 第 1期 吉 林 大 学 学报 (工 学 版 ) Vol|42 No．1 2012年 1月 JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition) Jan．2O12 基于电渗驱动的聚二 甲基硅氧烷薄膜微泵 魏 巍 ，郭书祥 (1．天津理工大学 自动化学院，天津 300384；2．香川I大学 工学部，日本 高松 7610396) 摘 要：设计 了一种电渗驱动聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)薄膜式微泵，建 立 了该泵在理想情况下的数学模型。在实验室中设计并制作 了样机 ，并在输入 电压 30V、输 入频率 1．4Hz时，得到最大的输 出流量为 133~／L／min(选用纯净水为测试液体)。为得到高 性能的输 出，通过实验找到一个 占空 比为 3O 的控制信号。通过一系列系统实验进 一步验 证：电渗驱动 PDMS薄膜式微泵性能稳定 、输 出流量易于精确控制、不受输送 药剂特性 限制 适用于生化分析领域。 关键词：机械设计；电渗驱动；聚二甲基硅氧烷薄膜微泵；药剂输送系统；生化分析系统 中图分类号：TH137．33 文献标志码 ：A 文章编号：1671—5497(2012)01—0098—05 M icropumpwith electroosmotiCactuatorsandPDM Sdiaphragm W EIW ei ．GUO Shu—xiang。 (1．CollegeofAutomation，TianjinUniversityofTechnology。Tianjin300384，China；2．FacultyoyEngineering，Kagawa University，Takamatsu761—0396，Japan) Abstract：A novelpolydimethylsiloxane(PDMS)diaphram micropumpwasdeveloped．A mathematical modelwasbuiltforthemicropump undertheidealcondition．A prototypeofthepumpwasdesigned andmanufacturedinthelaboratory．Itwasfoundbyexperimentthatasuperiorpumpingperformance wasachievedatelectroosmotic(EO) actuator voltagedutyratio of30 ．Themaximum outputof prototypeis133a／L／min(usingpurewaterasworkingliquid)underaninputvoltageof30V andan exciting frequency of 1．4 Hz．A seriesof experimentsdemonstrated that the electroosmotically actuatedPDMS diaphram micropumpischaracterized bygood working stability，easy tocontrolits flow outputand independentofproperty ofthe delivered drug，being suitableforthe biochem ical analysissystem． Key words：mechanicaldesign；electroosmotic actuator；PDM S diaphragm micropump；drug delivery system ；biochemica1analysissystem 在近二十年里，微机械加工技术 (Micro 系统应运而生Ⅲ。如利用微流控制系统控制药剂 electro—mechanical，MEMS)发展迅速，并且 随着 的输送流量是药剂输送系统中至关重要的环 生化工业对该技术的要求越来越高 ，微流量控制