專利名稱：單腔雙振子壓電泵的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于微電子流體機械領域，涉及到壓電泵泵腔體積 變化方式以及泵閥的主動控制和被動控制兩種控制方式。
背景技術：
壓電泵的研究始于二十世紀八十年代末。1978年美國Sandia國 家實驗室的W.J.Spenser發(fā)表了《電控壓電胰島素泵和閥》；1980年， Standora大學的Smits又提出了壓電液體蠕動泵；三年后，荷蘭Twente 大學利用硅微加工及薄膜技術研制了多個壓電驅動微型泵。隨著壓電 驅動器的不斷發(fā)展，從壓電材料薄膜到圓片形壓電驅動器再到壓電疊 堆，壓電驅動器種類得到了不斷的更新，基于不同壓電驅動器，不同 機械結構，不同工作方式的壓電泵均有了廣泛的報道。但目前，國內 外對壓電泵的研究多數基于壓電晶片驅動的單腔體被動閥壓電薄膜 泵。它主要由泵體、壓電晶片驅動器和兩個單向閥構成。當給壓電片 施加電信號時，壓電晶片會隨之產生振動變形，并傳遞給與之相連的 泵膜，泵膜的振動隨即轉化為泵腔容積的變化。當泵腔容積增大時， 腔體內壓力減小，入口閥在流體壓力的作用下被打開，出口閥被關閉， 流體進入泵腔；當泵腔容積減小時，腔體內壓力升高，出口閥在腔體 內外的壓差的作用下被打開，入口閥關閉，流體排出泵腔。由壓電泵 的工作原理可見，壓電泵的性能不僅取決于泵腔的驅動元件，還取決于進、出口單向閥的工作形式。因此近年來，除被動閥壓電泵研究在 開展外，主動閥壓電泵的研究也逐漸升溫，但報道較少。
無論是被動閥還是主動閥壓電泵，目前壓電泵的研究還主要以單 振子單腔壓電泵或多腔為主，由于單腔體單振子壓電泵僅有一個工作 振子，因此其輸出能力受機械功率和電功率的限制， 一個工作周期內 泵腔的體積變化量較小，輸出流量還相對較低。 發(fā)明內容
本實用新型提供一種單腔雙振子壓電泵，以解決單腔體壓電泵的 輸出能力受機械功率和電功率的限制、輸出流量相對較低的問題。本 實用新型采取的技術方案是上蓋與下蓋中間固定連接泵體，進口管 和出口管分別與泵體進水口和出水口固定連接，泵腔的前部固定連接 泵腔驅動壓電振子一，在泵腔進水口處固定連接單向被動閥一或主動 閥一，在該泵腔的后部固定連接泵腔驅動壓電振子二，在泵腔出水口 處固定連接單向被動閥二或主動閥二。
本實用新型中泵腔驅動壓電振子一和泵腔驅動壓電振子二采用 雙晶片圓形壓電振子。
本實用新型中主動閥 一和主動閥二采用雙晶片圓形壓電振子。
本實用新型中主動閥一、主動閥二的壓電振子和泵腔驅動壓電振 子一、泵腔驅動壓電振子二上均施加正弦電壓信號，且主動閥一的壓 電振子與泵腔驅動壓電振子一、泵腔驅動壓電振子二的驅動信號電壓 相位相差90度，主動閥二的壓電振子與主動閥一的壓電振子的驅動
電壓信號相位相差180度。本實用新型通過采用上述技術方案，具備以下優(yōu)點 本實用新型由于在泵腔中采用雙圓形壓電振子作為驅動元件，通
過施加在壓電振子的交變信號，驅動兩個振子同步協(xié)調變形實現泵腔
體積變化，理論上一個工作周期內單腔體積變化比單振子單腔壓電泵
可以增加一倍，因此提高了輸出能力。
由于壓電振子具有響應快速、無電磁干擾等優(yōu)點，使得泵腔中兩
驅動振子動作保持協(xié)調一致，增大了輸出流量，提高了壓電泵的輸出性能。



圖1是本實用新型一種結構示意圖； 圖2是本實用新型另一種結構示意圖。
具體實施方式
實施例1
參見圖l，上蓋6與下蓋9中間固定連接泵體7，進口管l和出 口管8分別與泵體進水口和出水口固定連接，泵腔2的前部固定連接 泵腔驅動壓電振子一 10，在泵腔進水口處固定連接單向被動闊一5， 在該泵腔2的后部固定連接泵腔驅動壓電振子二3，在泵腔出水口處 固定連接單向被動閥二4。
其工作過程有兩個狀態(tài)
1、泵腔容積擴張狀態(tài)，此時壓電振子同時向外擴張，泵體內的 壓強低于外部壓強，在流體壓力的作用下，進口閥打開，出口閥關閉， 流體充滿泵腔；2、泵腔容積收縮狀態(tài)，此時壓電振子向內變形，泵體內的壓強 高于外部壓強，在流體壓力的作用下，出口閥打開，進口閥關閉，流 體由出口閥排出泵體，完成一個工作循環(huán)。 實施例2
上蓋6與下蓋9中間固定連接泵體7，進口管1和出口管8分別 與泵體進水口和出水口固定連接，泵腔2的前部固定連接泵腔驅動壓 電振子一IO，在泵腔進水口處固定連接主動閥一 11，在該泵腔2的 后部固定連接泵腔驅動壓電振子二3，在泵腔出水口處固定連接主動 閥二 12。
泵腔驅動壓電振子一和泵腔驅動壓電振子二采用雙晶片圓形壓 電振子。主動閥一和主動閥二采用雙晶片圓形壓電振子。 泵的工作過程如下.-
1、 給進、出口主動閥壓電振子施加電信號，使進口閥開啟，出口 閥關閉；
2、 給泵腔的兩個圓形壓電振子施加電信號，使其向泵體外側拱起， 泵腔體積隨著壓電振子的運動而增大，壓力降低，液體流入泵腔內， 即實現了壓電泵的吸入過程；
3、 當泵腔壓電振子達到變形的極值時，改變主動閥的控制信號， 使出口閥開啟，進口閥關閉；
4、 改變泵腔圓形壓電振子的控制信號，使其開始向泵腔內側運動， 泵腔體積隨著壓電振子的運動而減小，壓力升高，流體流出泵腔，壓 電泵即完成了排出過程。本實用新型實施例1的壓電泵由一個腔體和兩個壓電振子組成， 這兩個壓電振子在電路上并聯(lián)，通電后同步工作，壓電振子向內外變
形時引起腔體容積變化；實施例2的壓電泵中使用了四個雙晶片圓形
壓電振子，其中兩個作為進、出口閥的驅動元件，通過施加在壓電振
子上的交變信號來實現閥的開啟與關閉；另外兩個壓電振子作為壓電 泵的驅動元件，通過兩個雙晶片圓形壓點振子的同步變形實現泵腔容 積的變化。這種采用單腔雙振子的結構，在單腔泵的基礎上，腔體上 又添加了一個壓電振子，提高了壓電泵的輸出性能，改善了壓電泵的 工作能力。
在控制方式上，主動閥一、主動閥二的壓電振子和泵腔驅動壓電 振子一、泵腔驅動壓電振子二上均施加正弦電壓信號，且主動閥一的 壓電振子與泵腔驅動壓電振子一、泵腔驅動壓電振子二的驅動信號電 壓相位相差90度，主動閥二的壓電振子與主動閥一的壓電振子的驅 動電壓信號相位相差180度。
權利要求1、一種單腔雙振子壓電泵，上蓋與下蓋中間固定連接泵體，進口管和出口管分別與泵體進水口和出水口固定連接，泵腔的前部固定連接泵腔驅動壓電振子一，在泵腔進水口處固定連接單向被動閥一或主動閥一，其特征在于在該泵腔的后部固定連接泵腔驅動壓電振子二，在泵腔出水口處固定連接單向被動閥二或主動閥二。
2、 如權利要求1所述的單腔雙振子壓電泵，其特征在于泵腔 驅動壓電振子一和泵腔驅動壓電振子二采用雙晶片圓形壓電振子。
3、 如權利要求1或2所述的單腔雙振子壓電泵，其特征在于-主動閥一和主動閥二采用雙晶片圓形壓電振子。
專利摘要本實用新型涉一種單腔雙振子壓電泵，屬于微電子流體機械領域。上蓋與下蓋中間固定連接泵體，進口管和出口管分別與泵體進水口和出水口固定連接，泵腔的前部固定連接泵腔驅動壓電振子一，在泵腔進水口處固定連接單向被動閥一或主動閥一，在該泵腔的后部固定連接泵腔驅動壓電振子二，在泵腔出水口處固定連接單向被動閥二或主動閥二。優(yōu)點在于壓電振子具有響應快速、無電磁干擾等優(yōu)點，使得泵腔中兩驅動振子動作保持協(xié)調一致，增大了輸出流量，提高了壓電泵的輸出性能。
文檔編號F04B43/04GK201162655SQ20072009473
公開日2008年12月10日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權日2007年12月7日
發(fā)明者龐建志, 平 曾, 鵬 李, 程光明, 胡雄海, 董景石 申請人:吉林大學