行波电渗微流体驱动理论模型与实验 被引量：5

1

作者 姜洪源 杨胡坤 +1 位作者 敖宏瑞 RAMOS Antonio 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1093-1098,共6页

为了研究行波电渗(TWEO)微流体驱动,在封闭的微通道内建立了TWEO微流体驱动模型,并进行了仿真和实验研究。根据TWEO驱动原理,分别建立了封闭通道内TWEO微流体驱动电场及流场的数学模型,并对电场及流场问题进行了求解,流场的仿真结果说... 为了研究行波电渗(TWEO)微流体驱动,在封闭的微通道内建立了TWEO微流体驱动模型,并进行了仿真和实验研究。根据TWEO驱动原理,分别建立了封闭通道内TWEO微流体驱动电场及流场的数学模型,并对电场及流场问题进行了求解,流场的仿真结果说明了实验测量通道高度2/3处速度的合理性。最后,分析了实验和仿真结果并确定了容抗比例系数。实验及仿真结果表明:电导率分别为1.5 mS/m7、.7 mS/m1、6.9 S/m的KCl溶液的容抗比例系数分别为0.05、0.035、0.025,而且电导率与容抗比例系数呈线性关系。结果为进一步研究TWEO及其应用提供了理论基础及实验方法。 展开更多

关键词 行波电渗 理论模型 微流体驱动 仿真

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基于液晶引流效应的全新微流体驱动方式 被引量：12

2

作者 刘春波 田勇 +1 位作者 辻知宏 蝶野成臣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第16期122-129,共8页

对现有微流体驱动技术中普遍存在的微型化难、驱动力小等缺点,提出液晶引流驱动方式。作为开发该驱动方式的第一步,采用理论计算模拟与辅助试验验证相结合的研究方法,以小分子液晶Leslie-Ericksen理论为基础,对上板处于浮动状态下液晶... 对现有微流体驱动技术中普遍存在的微型化难、驱动力小等缺点,提出液晶引流驱动方式。作为开发该驱动方式的第一步,采用理论计算模拟与辅助试验验证相结合的研究方法,以小分子液晶Leslie-Ericksen理论为基础,对上板处于浮动状态下液晶盒的驱动效果及影响因素进行研究。结果表明,连续方波电场作用下引起的液晶引流效应可以驱动液晶盒上板运动,方波电场频率为1 Hz、有效率为5%时驱动速度最大。液晶分子指向矢倾斜角的旋转范围对驱动效果影响较大,所施加电压对于倾斜角的旋转范围没明显影响,两板间的距离却影响很大。通过选择合适的驱动条件已成功得到90μm/s的高驱动速度。采用显微镜下直接观察液晶盒上板运动情况的方法进行试验验证,结果与理论计算结果定性上十分吻合,定量上试验结果偏小,最大差距出现在电场施加后的第三周期,主要原因是液晶盒制作时初始配向误差,可通过改变配向膜的种类及摩擦条件来改善。 展开更多

关键词 引流效应 微流体驱动 Leslie-Ericksen理论

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行波电渗微流体驱动仿真和实验研究 被引量：3

3

作者 杨胡坤 姜洪源 +1 位作者 尚栋 闫辉 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第3期166-169,共4页

为了探讨在封闭通道内微流体在行波电渗作用下的流动状态,进行了行波电渗微流体驱动实验及仿真研究。通过对行波电渗微流体驱动原理的分析,建立了行波电渗微流体驱动数学模型。根据微通道内电势分布满足Laplace方程及通道内流体流动满足... 为了探讨在封闭通道内微流体在行波电渗作用下的流动状态,进行了行波电渗微流体驱动实验及仿真研究。通过对行波电渗微流体驱动原理的分析,建立了行波电渗微流体驱动数学模型。根据微通道内电势分布满足Laplace方程及通道内流体流动满足Navier-Storks方程,并利用建立的边界条件,确定了行波电渗在微通道内电势及电场的分布,通过对电场及流场问题的耦合求解,获得了微通道内行波电渗微流体驱动流场。分析表明,其仿真计算结果与实验结果具有较好的一致性,从而验证了行波电渗微流体驱动理论模型的正确性,为进一步研究和分析行波电渗微泵提供了理论工具和仿真手段。 展开更多

关键词 行波电渗 微流体驱动 理论模型 实验 仿真

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基于AIBN材料的微流体驱动用微型正压源 被引量：1

4

作者 栗大超 姬永婕 +2 位作者 于海霞 梁文帅 徐可欣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2245-2250,共6页

针对本课题组早些时候研制的用于微量组织液透皮抽取的微流控芯片,研究了一种基于偶氮双异丁腈(azobi-sisobutyronitrile,AIBN)热分解产生气体的微型正压源,用于为微流控芯片中微量组织液的收集和输运提供驱动力。将AIBN固定到微型加热... 针对本课题组早些时候研制的用于微量组织液透皮抽取的微流控芯片,研究了一种基于偶氮双异丁腈(azobi-sisobutyronitrile,AIBN)热分解产生气体的微型正压源,用于为微流控芯片中微量组织液的收集和输运提供驱动力。将AIBN固定到微型加热器上,微型加热器加热AIBN至70℃即可产生一定的正压力。实验结果表明,设计的微型正压源压力可控、易于制造、体积小,8.7mg的AIBN在900mA加热电流下可产生182kPa的压力,满足对微流控芯片中组织液透皮抽取所需的驱动力。 展开更多

关键词 微流控芯片 微流体驱动 微型正压源 偶氮双异丁腈(AIBN) 微型加热器

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基于液晶引流效应的微流体驱动方式开发 被引量：2

5

作者 刘春波 陈大立 +1 位作者 辻知宏 蝶野成臣 《机床与液压》 北大核心 2012年第21期8-11,33,共5页

以开发全新微流体驱动与控制方式为目标,运用液晶弹性形变理论与Leslie-Ericksen理论,对两平行板内电场引起的液晶流动进行研究。理论计算中主要讨论了扭转角对流动剖面图的影响:扭转角对流动的空间特征量影响较大,对于时间特征量没有... 以开发全新微流体驱动与控制方式为目标,运用液晶弹性形变理论与Leslie-Ericksen理论,对两平行板内电场引起的液晶流动进行研究。理论计算中主要讨论了扭转角对流动剖面图的影响:扭转角对流动的空间特征量影响较大,对于时间特征量没有影响。实验中采用5 V低电压驱动,通过向液晶混入极少量微粒子观察流动的特性,结果与理论计算结果较吻合。 展开更多

关键词 微流体驱动 液晶流动 电场 扭转角 Leslie—Ericksen理论

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面向微流体驱动的液晶流动计算及可视化软件设计与实现

6

作者 陈雅福 刘春波 《科技创新与生产力》 2016年第6期112-114,120,共4页

针对目前微流体驱动领域元器件设计时没有辅助设计分析软件的现状,设计开发了一套应用于该领域驱动器与执行器设计的专用软件,介绍了微流体驱动元器件研究背景,采用了近年来微流体驱动领域微流动计算理论与方法的最新研究成果。从软件... 针对目前微流体驱动领域元器件设计时没有辅助设计分析软件的现状,设计开发了一套应用于该领域驱动器与执行器设计的专用软件,介绍了微流体驱动元器件研究背景,采用了近年来微流体驱动领域微流动计算理论与方法的最新研究成果。从软件的设计思想、特点、构成与功能、设计与实现等方面,详细阐述了可视化软件的设计过程,采用了FORTRAN与Visual Basic(VB)两种语言相结合的方式,兼顾了软件界面友好与计算速度的两方面需求。 展开更多

关键词 微流体驱动 液晶流动 计算流体动力学 可视化

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驱动电压波形修圆对微流体脉冲惯性力和驱动效果的影响 被引量：8

7

作者 王洪成 侯丽雅 章维一 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2251-2259,共9页

介绍了微流体脉冲驱动-控制技术,分析了微流体脉冲驱动-控制过程,指出在这一过程中影响微流体流动的主要因素是微流道固壁加速度和流体内部的黏性力。采用"椭圆修圆法"对方波驱动电压进行修圆,针对修圆点的位置决定微流体的... 介绍了微流体脉冲驱动-控制技术,分析了微流体脉冲驱动-控制过程,指出在这一过程中影响微流体流动的主要因素是微流道固壁加速度和流体内部的黏性力。采用"椭圆修圆法"对方波驱动电压进行修圆,针对修圆点的位置决定微流体的驱动方向,获得了不同修圆位置和修圆系数的驱动电压修圆波形。通过实验探索了波形修圆对微流道固壁运动加速度、微流体脉冲惯性力和流体驱动效果的影响规律并进行了机理分析。所得流体体积流量可在0～15.4pl/min连续变化,远小于现有的微流体驱动技术。本文的研究成果可为微流体脉冲驱动-控制技术在微流体系统中的进一步应用提供参考。 展开更多

关键词 微流体系统 微流体驱动与控制 压电驱动器 椭圆修圆法

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声表面波驱动微流体研究 被引量：3

8

作者 章安良 费景臣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1808-1811,共4页

报道了在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上研制了微流体驱动器件。RF信号经功率放大器放大后馈入叉指换能器,由它激发的声表面波驱动微流体。为减少由于声波辐射引起微流体温度上升,提出了间接微流体驱动方法,即通过声表面波... 报道了在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上研制了微流体驱动器件。RF信号经功率放大器放大后馈入叉指换能器,由它激发的声表面波驱动微流体。为减少由于声波辐射引起微流体温度上升,提出了间接微流体驱动方法,即通过声表面波驱动中间微粒,再由此驱动目标微流体。实验表明:声表面波驱动微流体所需的RF信号功率决定于微流体体积和粘性;采用间接方法驱动1μL50%甘油水液滴,在10V的RF信号持续5min下其温度变化仅0.5℃,而相同条件下直接驱动该液滴,其温度上升12.6℃。 展开更多

关键词 片上实验室 微流体驱动 声表面波 超声辐射 叉指换能器

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基于速度源修正的浸入边界-晶格玻尔兹曼法研究仿生微流体驱动模型

9

作者 刘飞飞 魏守水 +1 位作者 魏长智 任晓飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第19期241-247,共7页

浸入边界—晶格波尔兹曼法在流固耦合等复杂的流体系统中得到广泛的应用.本文采用基于速度源修正的浸入边界—晶格玻尔兹曼法,建立了仿生微流体驱动模型,创新性地将波动弹性体的速度引入晶格玻尔兹曼方程,避免了传统浸入边界—晶格玻尔... 浸入边界—晶格波尔兹曼法在流固耦合等复杂的流体系统中得到广泛的应用.本文采用基于速度源修正的浸入边界—晶格玻尔兹曼法,建立了仿生微流体驱动模型,创新性地将波动弹性体的速度引入晶格玻尔兹曼方程,避免了传统浸入边界—晶格玻尔兹曼法中浸入边界速度-结构变形-力之间的转换,提高了计算效率和准确率.研究了行波波动细丝对流场内流动速度和压力的影响,重点分析了驱动模型各项参数对微流体的驱动效果.研究结果表明:细丝长度、频率、振幅的增加引起出口处流量的增加;波长、流体粘滞系数以及细丝位置与出口处流量呈复杂的非线性关系. 展开更多

关键词 晶格波尔兹曼法 浸入边界法 微流体驱动

原文传递

微流体系统驱动技术的研究进展 被引量：5

10

作者 沙菁 侯丽雅 +1 位作者 章维一 朱丽 《微纳电子技术》 CAS 2006年第12期586-591,共6页

微流体驱动大致可以分为两类:一类是从宏观流体驱动移植过来的驱动方式;另一类是根据微尺度下流体特性设计的驱动方式。对两类不同的驱动方式进行了介绍与比较,前者原理成熟,基本都符合经典流体理论,在亚微米以上级微流体流道尺寸中的... 微流体驱动大致可以分为两类:一类是从宏观流体驱动移植过来的驱动方式;另一类是根据微尺度下流体特性设计的驱动方式。对两类不同的驱动方式进行了介绍与比较,前者原理成熟,基本都符合经典流体理论,在亚微米以上级微流体流道尺寸中的应用较广;相比之下,后者设计原理新颖,常用于微米甚至纳米级的微流体系统中,具有更好的发展前景。 展开更多

关键词 微机电系统 微流体系统 微流体驱动

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基于微流体脉冲驱动控制技术的微量试剂分配方法及应用研究 被引量：3

11

作者 郑悦 侯丽雅 +3 位作者 朱丽 王洪成 何加桥 章维一 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期21-27,共7页

随着生物分析技术和高通量筛选技术的发展,生命科学领域的试剂用量已减小至纳升乃至皮升水平,为实现高精度的微量试剂分配,研制了基于微流体脉冲驱动控制技术的双通道微量试剂分配系统,以甘油溶液为分配试剂,研究了试剂粘度、微喷嘴出... 随着生物分析技术和高通量筛选技术的发展,生命科学领域的试剂用量已减小至纳升乃至皮升水平,为实现高精度的微量试剂分配,研制了基于微流体脉冲驱动控制技术的双通道微量试剂分配系统,以甘油溶液为分配试剂,研究了试剂粘度、微喷嘴出口内径、驱动频率和电压幅值对分配量的影响,在系统参量驱动电压为70 V、驱动频率为4 Hz、微喷嘴出口内径为100μm的条件下,按照不同比例分配Na2HPO4-KH2PO4溶液,进行混合反应实验,制备具有pH值梯度的3×3磷酸盐缓冲液微阵列,并加入pH值指示剂,检测混合后溶液的酸碱性。结果表明,所制备的pH梯度微阵列样点直径相对标准偏差(n=9)为0.8%,样点反应充分、颜色均匀且梯度变化明显。基于微流体脉冲驱动控制技术的微量试剂分配方法分配精度较高、重复性好,能够实现对不同粘度试剂的自动化、并行及微量(pL级)分配,无需独立的"反应池"即可实现多种试剂的微量配比及反应。 展开更多

关键词 微量试剂分配 双通道 微流体脉冲驱动控制技术

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基于微流体脉冲驱动控制技术的导线印制系统的设计 被引量：2

12

作者 李茜 朱丽 +1 位作者 王洪成 章维一 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第5期76-79,共4页

为满足导线印制的需要,提出了一种适用于新型纳米银墨水的导线印制系统设计方案。该方案以微流体脉冲驱动控制技术为基本原理,建立了基于Nios II的SOPC控制系统,实现了图形信息的提取和处理、微喷嘴和工作台控制。实验表明采用该方案设... 为满足导线印制的需要,提出了一种适用于新型纳米银墨水的导线印制系统设计方案。该方案以微流体脉冲驱动控制技术为基本原理,建立了基于Nios II的SOPC控制系统,实现了图形信息的提取和处理、微喷嘴和工作台控制。实验表明采用该方案设计的导线印制系统可印制线宽为300μm的导线,印制精度达到10μm;系统具有良好的稳定性和适用性。 展开更多

关键词 导线印制 FPGA SOPC 微喷嘴 微流体脉冲驱动控制技术

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基于微流体脉冲驱动—控制技术的微液滴制备改进方法研究

13

作者 姜德航 程阳洁 +2 位作者 谢卓然 寸怡鹏 王菲 《科技视界》 2020年第17期107-111,共5页

微液滴在医学、化学、生物学等领域有着广泛的应用,微液滴的制备方法也日新月异.本文基于微流体脉冲驱动-控制技术,搭建了一种结构简单、成本低廉的微液滴制备改进系统,并进行了蒸馏水液滴及海藻酸钠微胶囊制备实验.实验结果表明该改进... 微液滴在医学、化学、生物学等领域有着广泛的应用,微液滴的制备方法也日新月异.本文基于微流体脉冲驱动-控制技术,搭建了一种结构简单、成本低廉的微液滴制备改进系统,并进行了蒸馏水液滴及海藻酸钠微胶囊制备实验.实验结果表明该改进系统能够实现微液滴的稳定制备,且制备的液滴粒径均一,单分散性良好. 展开更多

关键词 微流体脉冲驱动-控制技术 COMSOLMultiphysics 电磁铁

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向列相热致性液晶82832微驱动效果研究

14

作者 刘春波 胡加辉 《机床与液压》 北大核心 2022年第2期17-20,共4页

由于温度直接影响液晶材料的黏弹性与介电系数,进而影响驱动性能,有必要对其进行深入研究。以新型热致性液晶材料82832为研究对象,通过DSC试验确定其呈现液晶相的温度为48~118℃。以50、60、70℃为驱动温度,以扭转角0°、45°及... 由于温度直接影响液晶材料的黏弹性与介电系数,进而影响驱动性能,有必要对其进行深入研究。以新型热致性液晶材料82832为研究对象,通过DSC试验确定其呈现液晶相的温度为48~118℃。以50、60、70℃为驱动温度,以扭转角0°、45°及90°为基本变量,对82832的驱动性能进行大量试验研究。结果表明:驱动速度随驱动电压的增大而增加,温度为60℃、扭转角为0°时,驱动速度得到最大值;通过改变所施加的驱动电压频率,对驱动效果进行再次验证,得到最佳驱动温度为60℃、最佳驱动频率为10 Hz。在前期研究基础上建立液晶82832数值研究的计算模型并进行理论计算,结果与试验结果吻合较好。研究结果为液晶引流微驱动方式的应用提供参考。 展开更多

关键词 微流体驱动 液晶82832 DSC试验 驱动温度

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基于声表面波的微驱动技术的发展 被引量：2

15

作者 张冠 李以贵 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第9期540-545,共6页

基于声表面波技术近年来在微驱动技术领域快速发展的现状以及声表面波器件在生物、医疗、片上实验室等领域具有广阔应用前景的重要意义,就近几年来声表面波微驱动器的最新应用做了简要总结,介绍了声表面波,包括叉指换能器的结构和声表... 基于声表面波技术近年来在微驱动技术领域快速发展的现状以及声表面波器件在生物、医疗、片上实验室等领域具有广阔应用前景的重要意义,就近几年来声表面波微驱动器的最新应用做了简要总结,介绍了声表面波,包括叉指换能器的结构和声表面波产生原理。着重介绍了声表面波在新型器件方面的多种最新应用,主要包括微流体加热、微流体雾化、微粒集聚/混合、微流体驱动、线性固体驱动以及平面固体驱动等,并分析了目前研究过程中存在的一些技术难点和解决方案。 展开更多

关键词 声表面波 微流体加热 微流体雾化 微粒集聚/混合 微流体驱动 线性固体驱动 平面固体驱动

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基于形状记忆合金(SMA)驱动的微流控变色系统 被引量：2

16

作者 张敏 李松晶 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期377-383,共7页

为了提高微流体驱动系统的性能,提出了一种基于形状记忆合金(SMA)的微流体驱动方式,用于微流控变色系统内液体循环的双程驱动。以SMA弹簧为主要驱动元件,设计并制作了基于SMA的微流体驱动装置,建立了SMA驱动元件和SMA驱动微流控变色系... 为了提高微流体驱动系统的性能,提出了一种基于形状记忆合金(SMA)的微流体驱动方式,用于微流控变色系统内液体循环的双程驱动。以SMA弹簧为主要驱动元件,设计并制作了基于SMA的微流体驱动装置,建立了SMA驱动元件和SMA驱动微流控变色系统的数学模型,搭建了SMA驱动微流控变色试验平台,在不同参数条件下,对驱动系统的温度响应特性、位移输出特性和液体压强特性进行了仿真分析和试验研究。结果表明,与传统微流体驱动方式相比,SMA驱动的微流体变色系统采用直流电源驱动、体积小、操作便捷,具有较快的响应速度和较高的可靠性。 展开更多

关键词 形状记忆合金 微流体驱动 微流控变色系统

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微量液体自动分配技术研究综述 被引量：23

17

作者 姚玉峰 路士州 +1 位作者 刘亚欣 孙立宁 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期140-153,共14页

在生命科学、电子封装、快速制造等领域,经常需要对微量液体进行吸取、转移、分配操作。随着这些领域技术的发展,相关研究活动使用的液体种类越来越多,需要的液体体积越来越小,要求液体分配速度越来越快,分配精度越来越高,这些都迫切要... 在生命科学、电子封装、快速制造等领域,经常需要对微量液体进行吸取、转移、分配操作。随着这些领域技术的发展,相关研究活动使用的液体种类越来越多,需要的液体体积越来越小,要求液体分配速度越来越快,分配精度越来越高,这些都迫切要求微量液体分配技术向更快速、更微量、更精确、适用性更强的方向发展。在介绍微量液体自动分配技术应用背景、分析主要应用领域对微量液体分配要求的基础上,对现有微量液体分配技术的工作机理、驱动方式进行详细研究和总结,通过优缺点比对,指出面向不同应用的微量液体分配技术选用原则。从驱动、控制、检测、制造等方面分析微量液体分配系统开发及技术研究中的重点考虑因素及关键技术。对微量液体分配技术的发展趋势进行展望,其结果能够为相关研究提供参考。 展开更多

关键词 微量液体分配 微流体驱动 微流体 液滴 非接触式

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微通道反应器在合成反应中的应用 被引量：31

18

作者 穆金霞 殷学锋 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第1期60-75,共16页

微流控学(microfluidics)是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学,是近10年来迅速崛起的新交叉学科。流体在微流控芯片微米级通道中,由于尺度效应导致了许多不同于宏观体系的特点,例如分子间扩散距离短、微通道的比表面积... 微流控学(microfluidics)是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学,是近10年来迅速崛起的新交叉学科。流体在微流控芯片微米级通道中,由于尺度效应导致了许多不同于宏观体系的特点,例如分子间扩散距离短、微通道的比表面积大、传热和传质速度快等,促进了微流控芯片在有机合成反应中的发展。本文总结了微通道反应器的特点、微通道反应器中常用的流体驱动技术和微通道中流体的混合技术。通过一系列在微流控芯片中进行的有机合成反应,包括液-液均相反应、催化反应、相转移反应和异常激烈的有机合成反应等,进一步说明了微通道反应器同时具有微量和连续流动的优点。微通道反应器的发展不但在合成路线的优化方面有重要意义,而且有助于相关化学工业过程的改进。 展开更多

关键词 微通道反应器 有机合成 微流体驱动

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基于压电换能器的液滴驱动模型研究 被引量：1

19

作者 陈弘安 梁威 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第5期765-772,共8页

基于智能车辆视觉传感器表面除水的需求,该文提出了一种利用压电换能器激励兰姆波以驱动液滴运动的装置,并建立了压电振子和弹性体平板的二维有限元模型。首先运用COMSOL Multiphysics仿真软件对自由边界条件下的压电振子进行频率分析,... 基于智能车辆视觉传感器表面除水的需求,该文提出了一种利用压电换能器激励兰姆波以驱动液滴运动的装置,并建立了压电振子和弹性体平板的二维有限元模型。首先运用COMSOL Multiphysics仿真软件对自由边界条件下的压电振子进行频率分析,得到前4阶特征模态,第2阶模态具有最大的结构相对位移,其特征频率为谐振频率;然后对压电振子所激励的兰姆波在平板中的传播特性进行了分析。结果表明,兰姆波在板中出现明显的频散特性,并通过改变压电振子间隔激励A_(0)模态占主导的兰姆波,以提高液滴驱动效果。通过实验验证了兰姆波驱动液滴模型的可行性。 展开更多

关键词 兰姆波 液滴 压电 微流体驱动 有限元分析

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基于同轴式组合微喷嘴的虾卵细胞微胶囊封存 被引量：1

20

作者 姜德航 朱丽 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第12期902-909,共8页

为探究同轴式组合微喷嘴的喷射方向性以及制备虾卵细胞微胶囊时的封存效率,搭建了以电磁铁为驱动器的微流体数字化脉冲驱动控制喷射平台,并通过COMSOL Multiphysics 5.3建立二维仿真模型,对同轴式组合微喷嘴及单微喷嘴内的微粒运动状态... 为探究同轴式组合微喷嘴的喷射方向性以及制备虾卵细胞微胶囊时的封存效率,搭建了以电磁铁为驱动器的微流体数字化脉冲驱动控制喷射平台,并通过COMSOL Multiphysics 5.3建立二维仿真模型,对同轴式组合微喷嘴及单微喷嘴内的微粒运动状态进行了对比仿真。仿真结果表明同轴式组合微喷嘴中的内喷嘴对喷射的粒子流有明显的限制作用,并在以铬粉为主体材料的粉体喷射实验中得到验证。在此基础上,探究了驱动电压及微喷嘴尺寸对水相微液滴直径和虾卵细胞封存效率的影响规律,以及亲疏水性对同轴式组合微喷嘴喷射效果的影响。结果显示所获得的水相微液滴的直径正比于微喷嘴出口尺寸和系统驱动电压,通过改变微喷嘴出口尺寸和系统驱动电压的大小,获得了直径为500-1 500μm的水相微液滴;使用经过疏水化处理后的同轴式组合微喷嘴制备的虾卵细胞微胶囊,其粒径均匀,单细胞封存率可达84%。 展开更多

关键词 微流体数字化脉冲驱动控制 微喷嘴 COMSOL Multiphysics仿真 虾卵细胞 疏水化处理

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