圆环型压电蠕动泵的结构设计与仿真

    为了进一步探索压电技术在蠕动泵中的应用,使蠕动泵进一步向着体积小、质量轻、结构简单方向发展,并应用于更广泛的领域中,该文在现有机械蠕动泵结构基础上,结合压电驱动技术提出一种圆环周向行波驱动流体的圆环型压电蠕动泵结构.该蠕动泵的压电振子为一圆环型结构,在其外圆环壁面上贴有压电陶瓷薄片,以环面周向行波产生的蠕动,加之外圆环与内圆环的配合,代替机械蠕动泵中电机驱动偏心泵实现蠕动.依据弹性力学和振动理论推导出圆环振子的振动方程,利用有限元分析软件建立圆环振子模型,并对其周向振动模态及驱动机理进行了有限元分析,由此确定圆环型压电蠕动泵驱动振子的振动模态,设计出圆环型压电蠕动泵的整体结构,对其结构及工作机理进行了仿真分析.结果表明该压电蠕动泵同时具有机械蠕动泵和压电泵的优点。

    现代蠕动泵多配有与计算机的接口,采用计算机控制,可方便蠕动泵的使用。ISM834型蠕动泵为例,在厂家提供的RS-232基本控制命令基础上,编写了蠕动泵控制软件,设计了手动操作和自动控制两种工作模式,实现了蠕动泵的计算机远程控制,并应用于细胞力学FlowChamber实验系统中,达到了对细胞剪切力准确控制的目的。