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第24卷 第 11期 传 感 技 术 学 报 V01．24 No．11 2011年 11月 CHINESE JOURNALOFSENSORSANDACTUATORS NOV．2011 StudyofTravelingWavePiezoelectricMicropumpUsedforBiochemicalSensingDetection ZHAN Chuanna，ZHANGWei，LITing，YANGChangrui，YUEZhao，NIUWencheng，HUGuohua (DepartmentofElectronics，NankaiUniversity，Tianjin300071，China) Abstract：Basedonthetheoryoftravelingwave，anew piezoelectricmicropumpispresentedinthispapertoreduce thesample．Firstly，theprincipleoftravelingwave isproved and simulated by Fluentsoftware．Secondly，two differentmicropumpswithstraightmicrochannelandsaw-toothmicrochannelaredesignedandfabricated．Drivenby piezoelectricactuatorarrayandhome—madecircuit，thecharacteristicsofthetwomicropumpsaretestedatdifferent frequenciesandappliedvoltages．ResultshowSthatthemicropumpwithasaw—toothmicrochannelhasabetterper- formance，whichhasthemaximum flow rateof33．36 IxL／min andbackpressureof1．13KPaundersquaresignal withamplitudeof26V，frequencyof1437Hzand1：1dutyratio，themicropumpcansatisfythepowertransportation inbiochemicaldetection． Keywords：biochemicalsensingdetection；micropump；travellingwave；piezoelectricbimorph；saw—toothmicrochannel EEACC：2575；8340C doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．11．001 一 种用于生化传感检测的压电式行波微流泵的研究水 战传娜，张 维，李 亭，杨长锐，岳 钊，牛文成，刘国华 (南开大学电子系，天津 300071) 摘 要 ：为了减少生化传感器中样品的消耗，基于行波原理，本文设计了一种新型的压电式微流泵。首先，理论证明了行波 的产生机理 ，并用流体仿真软件 Fluent进行了验证；其次，设计并制作了锯齿沟道和直沟道两种结构的微流泵，在压电双晶片 阵列的驱动下 ，测量了这两种微流泵在不同频率和电压下的特性。结果表明锯齿形沟道结构的压电式行波微流泵性能更优 良，在幅度为26v，频率为 1437Hz，占空比为 1的方波驱动下，它的最大流速和最大背压分别是33．36I~L／min和 1．13kPa， 能够满足生化检测中动力输送要求。 关键词 ：生化传感测量；微流泵；行波；压电双晶片；锯齿沟道 中图分类号：TH323 文献标识码 ：A 文章编号：1004—1699(2011)11—1517—05 表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance， 内部存在微阀等机械可动部件，必然受到加工工艺和 SPR)作为一种非标记光学生物传感器技术，普遍的 加工精度的限制，不利于微型化的发展趋势。同时阀 用于各种生物化学检测。为了提高 SPR的检测效 门频繁开关，稳定性和使用寿命均受