《自感知/自激勵壓電泵的研究》是依託浙江師範大學，由張忠華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自感知/自激勵壓電泵的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張忠華
- 依託單位：浙江師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
提出將壓電材料正/逆壓電效應相結契約步實現流體的驅動、流體輸出壓力/流量自動檢測（自感知）以及壓電振子驅動電壓頻率自動生成（自激勵）的新方法，進而構造一種體積小、精度高、可控性好、自適應性強且輸出流量/壓力自感知和工作頻率自動生成的自感知/自激勵壓電泵，用於藥品輸送、燃料電池、微量化學分析等領域。主要內容：統籌考慮流體驅動、自感知檢測與振動頻率自激勵同步過程的耦合效應，通過模擬與仿真分析，從理論上獲得機電液系統要素對自感知/自激勵壓電泵性能的影響規律以及合理的系統參數匹配關係；揭示壓電耦合與流固耦合下壓電泵流量/壓力自感知和壓電振子振動頻率自激勵的工作機理，提取制約自感知/自激勵能力的關鍵要素；以壓電疊堆/晶片為換能器進行自感知/自激勵壓電泵多種樣機的製作與試驗，獲得最優機械結構、集成方案、振動頻率自激勵控制策略；完成自感知/自激勵壓電泵設計與製作（至少3套），提供設計方法、關鍵技術參數。
結題摘要
本項目以壓電耦合與流固耦合下自感知/自激勵壓電泵的工作機理與內在規律為研究對象，目的是通過將壓電材料的正/逆壓電效應相結契約步實現流體的驅動、流體輸出壓力/流量自感知以及壓電振子驅動電壓頻率自激勵，研究其流體驅動性能的自感知機理以及自激勵振動能力的形成理論與方法，研究了空分復用方法實現壓電泵流量/壓力自感知的機理，設計製作且驗證了基於空分復用的驅動-感測一體化壓電泵，並套用空分復用方法進一步研究了雙振子驅動式壓電泵的流量自感知機理，提出壓電雙晶片致動泵的流量/壓力自檢測方法，並完成了自感知壓電雙晶片隔膜泵的研製與測試，提出基於懸臂樑與碟型自感知閥的新型壓電晶片泵與疊堆泵以及基於泵腔液體壓力檢測的智慧型型壓電泵，研究得到了不同驅動模式對多腔多振子壓電泵輸出性能的影響規律。本項目研究使得無需外部測量儀器即可獲得壓電泵輸出流體的流量與壓力，可作為標準部件用於藥品輸送/燃料微量噴射/微量化學分析、以及不便或不能利用外部測量儀器進行輸出量監測的場合，不僅減低了使用成本，而且減小了系統的體積、質量及複雜程度，將極大地促進壓電泵在微機電系統及便攜類產品中的推廣套用。三年來，本項目研究成果已經在國內外公開發表學術論文12篇，其中SCI檢索期刊6篇，EI檢索期刊5篇，獲得國家發明專利6項，實用新型專利7項，培養碩士研究生1名，在本項目研究基礎上獲得國家自然科學基金面上項目“基於磁力耦合徑向拉-壓激勵的迴轉式壓電俘能器研究（No.51577173）”1項，項目負責人也由講師晉升為副教授，並獲聘本校碩士生指導教師。
