微型药品输送压电泵的性能分析与试验研究

微系统(泵)给药易于控制药品释放速度,进而提高药物疗效。研制了一种微型薄膜阀压电驱动微型泵,适用于内置式或便携式药品输送系统。分析压电振子及阀片动态特性的影响因素,给出了薄膜阀片谐振频率的计算方法。分析结果表明,阀和压电振子的耦合作用决定了压电泵的输出特性,对于确定的压电振子,通过阀片设计可提高压电泵的最佳工作频率和输出能力。制作了阀片尺寸不同的两个微型压电泵,进行了对比试验。小阀片微型压电泵输出的能力及最佳工作频率较高,且有两个最佳工作频率段(800Hz和3000Hz),输出流量和压力分别为3.5ml/min和27KPa;大阀片压电泵的输出能力和最佳工作频率相对较低,只有一个最佳工作频率点(200Hz左右),输出流量和压力分别为3.0ml/min和9.5KPa。这说明通过阀片的设计可提高药用微型压电泵的最佳工作频率及输出能力、减小输出脉动,以往认为有阀压电泵只能在低频状态工作的观点是错误的。

新结构药品输送压电泵的泵送特性

提出了一种新式的双压电薄膜驱动串联压电泵 ,并对其输出性能进行了试验研究。压电泵采用多层粘结的圆片结构 ,包括 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯 )泵体、两个独立驱动的压电薄膜驱动器和三个弹性薄膜阀片。两个压电薄膜驱动器交叉工作 (即驱动相位相差 180°) ,相当于两个独立的单腔体泵串联工作 ,使该泵具有较高的输出压力和流量。泵的输出性能取决于压电薄膜几何参数。利用厚度 0 .18m m、直径 5 0 mm的压电薄膜制作的试验样机能以两种不同的方式工作 :直接输液 (药液流经泵腔 )和间接输液 (药液不经过泵腔 ,利用空气压力使密封容器内流体输出 )。两种工作方式的频率响应特性差别很大 ,间接输液的高频性能好 ,而直接输液的低频性能好。在驱动电压 80 v、频率为 2 0 Hz时 ,实际测得间接 /直接输液的最大流量分别为 2 2 0、35 ml/ m in,最大出口压力分别为 14、2 1KPa。

压电薄膜喷流泵研究

将压电流体驱动技术和仿生技术、喷流推进技术结合,提出了一种新型的压电喷水推进装置,并对该装置的核心部件—压电喷流泵进行了研究。详细分析和介绍了泵的结构及工作原理,设计制作了实验用样机,并进行了性能测试。实验测试表明,该泵工作性能稳定,喷流量大,在正弦信号激励下,电压为190 V,工作频率为140 Hz时,最大喷流量可达到714 ml/min。