壓電有閥式微幫浦之設計與製作 曾易彬、鄭江河
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摘 要
微幫浦系統主要功能是獲得微小流量的精確控制，本文中先以ANSYS有限元素分析軟體來針對壓電致動器模組作各尺寸模 擬分析，透過分析結果改良設計且與完成後量測結果相互驗證。利用不鏽鋼蝕刻出各層微幫浦結構及電鑄出單層鎳材質具 有四個懸臂的閥體結構，且加以組裝，組裝完成後測量流量及其相關測試。此方式不僅可大幅降低成本，提高良率，更可 達到快速批次量產的目的。
實驗重點在於探討不同厚度閥門在不同頻率、不同水頭高對微幫浦流率之影響，實驗結果顯示閥體20μm厚，微幫浦操作 電壓在120Vpp，頻率160Hz的正弦波驅動下，最大流量可達每分鐘1.82 ml。最高揚程可達32kPa。
關鍵詞 : 微幫浦、閥門、壓電、不鏽鋼蝕刻、電鑄
目錄
封面內頁 簽名頁 授權書 iii 中文摘要 iv 英文摘要 v 誌謝 vi 目錄 vii 圖目錄 ix 表目錄 xii
第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2研究動機 2 1.3文獻回顧 3
第二章 壓電有閥式微幫浦之設計與分析 9 2.1 有閥式壓電微幫浦概念 9
2.2 壓電有閥式微幫浦結構尺寸 9 2.3 壓電致動器之最佳尺寸分析 12 第三章 微幫浦結構元件製作 20 3.1黃光製程 21
3.2蝕刻製程 22 3.3電鑄製程 24 3.4結構元件製作 26 3.5壓電致動器之製作 29 3.6壓電有閥式微幫浦組裝 32 第四章 實驗量測與探討 33 4.1實驗量測設備與架設說明 33 4.2壓電微幫浦測試 35
4.2.1不同閥體厚度流量測試 40 4.2.2閥體20μm不同電壓流量測試 44 4.2.3閥體20μm揚程測試 45
第五章 結論 47 參考文獻 48
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