压电泵增频流量骤减现象的解释

压电泵属于容积的泵，理论上可通过提高工作频率增加泵单位时间出流量；而实际上随着频率增加，被动阀压电泵的流量有一个峰值，然后骤然下降，该现象的存在制约着压电泵的推广应用，有必要给出合理的解释。通过理论分析和实验测试得出：激励频率增加，压电振子振幅减小，只是导致该现象诱因，其根本原因是振子变形量减小。引起泵腔内外压力差降低，从而使阀片开度变小甚至不能开启。与此同时，频率提高，被动阀片振动的滞后性使得阀片截止性处于失效或半失效状态。泵的一个工作周期内泄漏量增加。设计了阀振动滞后性测试装置，以整体开启阀压电泵为模型作了测试。     

无阀压电泵的泵腔容积变化量

通过对简支边界条件、电压驱动下复合压电振子的振动分析，推导了复合压电振子的运动方程，从而导出了复合压电振子变形后所包围的体积即无阀压电泵的泵腔容积变化量的计算公式，分析了泵腔容积变化量与复合压电振子最大变形量之间的变化关系，给出了通过复合压电振子最大变形量来计算无阀压电泵泵腔容积变化量的计算式。     

多腔体并联锥形管无阀压电泵输出流量研究

分析了压电振子各个振动状态下锥形管无阀压电泵的输出流量，推导出流量公式，分析了并联结构下多腔体的整体输出流量与单个腔体输出流量之间关系。设计制作了两腔体、四腔体并联扁锥管无阀压电泵样机并进行了流量测试，实验测得四腔体并联结构最大输出流量可达9．2mL／min。     

两腔压电泵结构与特性

介绍了两个压电振子所构成的两腔串联和两腔并联压电泵的结构及工作原理,分析了两个压电振子驱动方式(同步工作和交叉工作)对两种结构压电泵输出性能的影响规律。制作了两腔串联和两腔并联压电泵的试验样机,分别测试了两个腔体同步工作和交叉工作状态下压电泵的输出能力,并与理论分析的结果进行了对比。理论和试验两方面的研究结果表明,在相同驱动电压和频率条件下,两个腔体交叉工作时压电泵的输出能力较好,其中并联泵的流量最大,为单个腔体流量的2倍;而串联泵的流量串联泵压力最大,是单个腔体输出压力的2倍,同时其流量也有大幅度提高,约为单个腔体流量的1.4倍。     

中间固定式双压电晶片大流量压电泵的研究

为实现结构紧凑、大流量泵在便携产品中的应用,提出以中间固定的圆形双晶片压电振子为激励的压电泵。通过仿真及理论计算对比可得,与传统的边沿支撑振子的压电泵相比,在振子振动单个周期内,中间固定式的泵的腔体体积变化量提高了近50%。实验所用样泵的尺寸为42 mm×42 mm×14 mm,用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)尺寸为25mm×0.2 mm的压电双晶片激励,该泵在380 Hz,320 V的正弦激励下,最大流量可达到800mL/min。     

压电泵泵腔体积变化量研究

分析了压电泵的工作原理，对工作中泵腔体积变化进行了分析，利用有限元程序对压电振子的变形进行了计算，得出变形曲面近似于抛物曲面，并以此建立泵腔体积变化量的测试计算方法，同时进行了测试与计算研究。     

0压电陶瓷圆片振子耦合振动的等效电路

在考虑压电效应的情况下，本文对压电陶瓷圆片形振子的耦拿辱劝进行了研究，分析了振子的轴向振动与径向振动之间的相互关系，推出了振子耦合振动的等效电路。在此基础上，得出了振子耦合振子的共振频率方程，并分析了振子的振动模式与共振频率之间的关系。理论分析表明，压电陶瓷振子耦合振动的等效电路在其频率特性分析中是非常方便的，理想振子的一维振动模式是实际振子的一些近似振动模式，可由本文理论直接导出。实验表明，由本     

Y型双入水流道双出水流道无阀压电泵研究

针对Y型流道无阀压电泵输送流体流量较小,该文设计了一种Y型双入水、双出水流道无阀压电泵结构,泵送的介质流动平稳,无湍流形成,故可用于血细胞及大分子生物基团的输送。对压电振子进行了理论分析。通过与Y型单入水流道单出水流道压电泵的实验对比,证明了用增加流道数目的方法可提高无阀压电泵输送流量的结论。     

基于双迭片结构的三维声压梯度矢量水听器

矢量水听器可以测量声场中水质点运动的矢量信息,其中由双声压水听器构成的声压梯度矢量水听器,结构简单,适用于低频探测。通过对铍铜合金与压电陶瓷圆片构成的振子进行模态分析,制作了6只一致性好的双迭片型声压水听器作为声压梯度矢量水听器振子。将基于双迭片与压电陶瓷环结构制作的声压梯度矢量水听器进行灵敏度和指向性校准。结果表明,基于双迭片结构的声压梯度矢量水听器灵敏度级比基于压电陶瓷环结构的高4 dB左右,指向性满足余弦分布规律,满足工程使用要求。     

压电陶瓷圆片振子耦合振动的等效电路

在考虑压电效应的情况下,本文对压电陶瓷圆片形振子的耦合振动进行了研究,分析了振子的轴向振动与径向振动之间的相互关系,推出了振子耦合振动的等效电路.在此基础上,得出了振子耦合振动的共振频率方程,并分析了振子的振动模式与共振频率之间的关系.理论分析表明,压电陶瓷振子耦合振动的等效电路在其频率特性分析中是非常方便的,理想振子的一维振动模式是实际振子的一些近似振动模式.可由本文理论直接导出.实验表明,由本文理论得出的振子的共振频率与实测值符合很好.     

压电锥形流管无阀泵的研究--振动解析及泵体容积变化量

压电锥形流管无间泵是容积型往复式泵的一种新形式,其动力源振动子的振动与活塞式的振动截然不同。文章着重分析了这种泵的振动及泵体容积变化量,同时用实验证明了理论分析的正确性。为进一步分析压电锥形流管无间泵流动原理打下了基础。     

基于SeeSV噪声定位技术的电机噪声测试

针对驱动电机某一运转工况的噪声声压级与电机噪声频率的测试问题,提出了一种运用声学照相机SeeSV与传声器相结合,并同时检测电机振动信号的测试方法。通过选取SeeSV的不同频段对噪声源进行定位识别,分离出驱动电机的噪声频段,运用传声器测定电机的噪声强度,并用振动信号对声压信号进行验证。测试结果表明,用SeeSV和传声器相结合的方法,可在复杂噪声中识别出驱动电机的噪声频率为2 66625 Hz,声压级为607 dB,对工程噪声的评价具有实践意义。     

压电振动微机械陀螺研究

本文介绍了一种新型的压电振动微机械陀螺，与其它大多数压电陀螺不同，它不需要弹性元件，由压电材料本身构成振子完成陀螺功能，由ＰＺＴ薄膜材料做成的平板沿厚度方向极化并受电激励产生厚度伸缩振动，当一输入角速度作用于振子，根据哥氏效应，则在极化轴和输入角速度轴组成的闰面垂直方向上产生一正比于输入的速度大小的感应电压，它是一种双轴陀螺，本文给出了它的物理模型，并用ＰＺＴ陶瓷晶体做了宏观模拟实验，实验结果与理     

磁力弹簧式气体隔膜泵的研究

提出了利用磁力弹簧构造气体隔膜泵,并对气体隔膜泵的具体结构与工作原理进行阐述。对气体隔膜泵的核心部件压电振子、被动截止阀等进行选择和设计;对磁力弹簧结构进行分析,通过理论计算确定磁力弹簧的轴向力与轴向间隙的关系;通过实验方法,对不同阀口直径气体隔膜泵的输出流量与压力进行验证。结果表明,磁力弹簧构造气体隔膜泵能大幅提高泵体容积变化率,磁力弹簧能提供很好的刚度,输出流量、压力与同类气体泵相比大幅提高。     

双晶片压电驱动器的研究

为实现较大的驱动力和速度,提出一种新型压电驱动器,研究了驱动器输出性能随压电泵工作腔数、频率的变化规律。制作驱动器,分别进行十腔串联压电泵/五腔压电泵并联、3~5个压电振子工作、50~400 Hz频率下的输出试验。结果表明,压电泵并联时驱动器的最佳输出功率较大;工作的振子数目不同,存在不同的最佳频率使驱动器的输出速度最大,相同的频率使输出推力最大;最佳频率时,驱动器的输出与工作的振子数目呈正比。在150V、380Hz时驱动器输出功率最大,此时输出速度和推力是10.72mm/s、57.7N。     

新型金属阀在小型压电泵中的应用

为了减小压电泵的体积以便可在新的领域中使用,该文设计了一种新型压电泵。对该型压电泵的驱动原理、机械结构、制造方法和机械性能等进行了研究。首先说明了单腔单压电振子泵的工作原理;接着提出了新型的金属单向阀,这种单向阀为整体开启式,可有效提高阀的使用寿命;然后讨论了该压电泵中组件的加工方法和装配后的整机尺寸的大小;最后介绍了该压电泵在医用胰岛素推注方面的应用。实验结果表明,新型的压电泵可承受背压为30 kPa,泵的整体尺寸为17 mm×20 mm×5 mm,推注液体精度可达到1.2μL。设计制作的整体开启式单向阀的性能稳定可靠、能承受较高背压,该型压电泵具有推注压力高、流量稳定等特点。     

压电主动控制在减振和降噪中的应用

利用压电主动控制进行减振和降噪实验具有广阔的发展前景.该文设计了3个相关的方案:简支梁的减振、铝板的降噪和基座的减振.实验结果显示,对于单频信号减振和降噪的效果均可达90%,证明了通过压电主动控制来实现单频的减振和降噪的可行性和显著性.     

压电泵振动模态的有限元分析

采用有限元法，利用ANSYS软件，通过建模、划分网格、加载和求解等途径，计算出压电射流角速度传感器压电泵的前3阶振动模态。结果表明，采用基频作为工作频率最理想．与实测值比较，有限元法计算值相对误差小于6．1％，优于能量法计算值。该方法为压电射流角速度传感器压电泵的优化设计提供了重要的依据。