[實用新型]一種聲駐波驅動的無閥微泵

有效

• 申請號: 201320003222.X
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN202991416U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 魏長智
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術領域

本實用新型涉及一種聲駐波驅動的無閥微泵。

背景技術

微泵是微流體系統的關鍵執行部件，應用十分廣泛。在試驗和醫療方面，微泵可用于DNA檢測分析以及藥物在人體內的傳輸；航空航天領域，微泵可用于微型航空航天器及微型探測器的燃料供給；在微電子領域，微泵可用與微電子液體冷卻系統冷卻液的輸送；在化工領域，微泵可用于化工用品的輸送以及貴重藥物的精確配置。

有閥微泵通常采用機械部件實現整流，整流效果較好，但是存在可動部件磨損和疲勞破壞的問題，小型化和使用壽命受到限制。

實用新型內容

本實用新型為解決上述技術問題，提供一種基于聲駐波原理的聲駐波驅動的無閥微泵。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案。

一種聲駐波驅動的無閥微泵，包括駐波腔、壓電片、反射器、微泵出口與微泵入口，所述壓電片放置于駐波腔的一側，反射器放置于駐波腔的另一側，所述駐波腔上還設有微泵出口與微泵入口。

當駐波腔的長度接近聲波半波長的整數倍時，壓電片振動產生的聲波與反射器反射回來的聲波在駐波腔中疊加出聲駐波。當駐波腔的長度等于一個聲波波長，可以在駐波腔中產生兩個聲壓波節點和三個聲壓波腹點。微泵入口設置在聲壓波節點處。微泵出口設置在聲壓波腹點處，并且設計成收縮管/擴張管型。

無閥微泵的研究始于1993年，瑞典埃里克.斯泰莫(E.Stemme)等人設計出擴張/收縮管型微泵，利用出入口結構的不對稱性對流體產生的阻力的不同實現整流。此后，眾多學者對此種類型的微泵從加工方法、驅動方式、泵體材料及封裝方法等不同側面進行了全面的研究，是目前無閥微泵研究最為活躍的領域。

本實用新型的工作過程為：在聲壓波節點處，流體壓力與周邊流體相同；在聲壓波腹點處，壓力會產生正弦波動，即p(t)=Psinwt。由于微泵出口是收縮管/擴張管型，在壓力為正p(t)>0時，駐波腔內流體在正壓力的作用下從微泵出口泵出，此時駐波腔內流體質量減少，靜壓下降，駐波腔內壓力低于微泵入口壓力，流體從微泵入口流入；在壓力為正p(t)<0時，駐波腔外流體在負壓力的作用下從微泵出口吸入；由于泵出和吸入時的流阻不同，從而獲得在微泵出口獲得時間平均意義上的凈流動。

本實用新型的有益效果：這種微泵只需較小的振動位移即可產生較大的壓力波動；無活動部件，可靠性高；易于制造；對懸浮粒子損傷小；工作電壓低；不發熱；對所傳輸的液體/氣體類型沒有限制，可用于傳輸包含DNA及其它生物試樣的液體等。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

其中，1、駐波腔；2、壓電片；3、反射器；4、微泵出口；5、微泵入口；6、聲壓波節點；7、聲壓波腹點。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種聲駐波驅動的無閥微泵，包括駐波腔1、壓電片2、反射器3、微泵出口4與微泵入口5五個部分，所述壓電片2放置于駐波腔1的左側，反射器3放置于駐波腔1的右側，所述駐波腔1上還設有微泵出口4與微泵入口5。

當駐波腔1的長度接近聲波半波長的整數倍時，壓電片2振動產生的右行聲波與反射器3反射回來的左行聲波在駐波腔1中疊加出聲駐波。當駐波腔1的長度等于一個聲波波長，在駐波腔1中產生兩個聲壓波節點6和三個聲壓波腹點7。微泵入口5設置在聲壓波節點6處；微泵出口4設置在聲壓波腹點7處，并且設計成收縮管/擴張管型。

本實用新型可以采用微加工技術來制作，基體采用硅材料，在駐波腔1以及微泵出口4、微泵入口5位置上涂上光刻膠，根據需要的深度確定好蝕刻時間。蝕刻完成后，在上表面通過陽極鍵合覆蓋玻璃板，最后將壓電片2和反射器3粘到駐波腔1的相對兩側。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。