專(zhuān)利名稱(chēng)：自帶傳感器的壓電疊堆泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微流體傳輸與控制領(lǐng)域應(yīng)用微小型壓電液壓泵，具體涉及一種自帶傳感器的精密型壓電疊堆泵。
背景技術(shù)：
利用壓電疊堆，也稱(chēng)疊堆型壓電振子在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的伸縮變形，人們提出了多種結(jié)構(gòu)的疊堆型壓電液壓泵，簡(jiǎn)稱(chēng)壓電疊堆泵，如中國(guó)專(zhuān)利200810050240. 7、中國(guó)專(zhuān)利 200810064461. X及中國(guó)專(zhuān)利200910146813. 0等。同傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓泵相比，壓電疊堆泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、無(wú)電磁干擾、流量/壓力可控性好等諸多優(yōu)勢(shì)，因此在醫(yī)療、化學(xué)分析、航空航天、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給、微機(jī)電液系統(tǒng)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。由于壓電疊堆泵每個(gè)工作周期輸出的流體量即為泵腔的容積變化量，因此可實(shí)現(xiàn)精量流體輸送。但在實(shí)際應(yīng)用中，流體粘度及輸出壓力變化都直接影響壓電疊堆的變形量，從而影響泵輸出流量的準(zhǔn)確性。因此，在精密的微量流體輸送與控制應(yīng)用中如藥品輸送、微型精密液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等，常需采用額外的流量及壓力測(cè)量?jī)x器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這不僅增加了系統(tǒng)使用成本，也增加了系統(tǒng)的體積和復(fù)雜程度，嚴(yán)重地阻礙了壓電疊堆泵在微機(jī)電系統(tǒng)及便攜類(lèi)產(chǎn)品中的推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種自帶傳感器的壓電疊堆泵，以解決壓電疊堆泵的輸出精度和可控性差、系統(tǒng)的體積復(fù)雜的問(wèn)題。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是用于驅(qū)動(dòng)的壓電疊堆和用于測(cè)量的壓電傳感器安裝于泵體內(nèi)部；所述泵體一端安裝有擰緊螺釘，擰緊螺釘通過(guò)防扭擋片將壓電傳感器及壓電疊堆擠壓在頂塊上；所述頂塊通過(guò)螺釘與泵腔隔膜及活塞連接；泵腔隔膜再通過(guò)螺釘與泵體及泵蓋連接；泵蓋上安裝有進(jìn)口閥和出口閥；活塞以及安裝于所述活塞上的密封圈、 泵蓋、進(jìn)口閥和出口閥共同構(gòu)成泵腔；所述的壓電傳感器和壓電疊堆分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與控制電源相連。當(dāng)所述控制電源開(kāi)啟后，壓電疊堆受電壓(輸入電壓0 —Vtl)作用開(kāi)始伸長(zhǎng)，并推動(dòng)頂塊、泵腔隔膜及活塞運(yùn)動(dòng)，從而使泵腔容積減小(流體壓力增加)、出口閥開(kāi)啟、進(jìn)口閥關(guān)閉，泵腔內(nèi)流體經(jīng)出口閥排出；同時(shí)，壓電傳感器因受壓電疊堆的反作用力而縮短，并產(chǎn)生電壓(0 —Vg)。當(dāng)控制電源的輸出電壓換向后％ —0)，壓電疊堆受泵腔隔膜的反作用力而收縮，致使泵腔容積增加、出口閥關(guān)閉，流體由進(jìn)口閥進(jìn)入；與此同時(shí)，壓電傳感器所受壓力隨壓電疊堆的縮短而減小、輸出電壓開(kāi)始下降(vg —0)。當(dāng)控制電源的輸出電壓降至0 時(shí)，壓電疊堆及壓電傳感器的受力狀態(tài)、活塞5的位置均恢復(fù)至初始狀態(tài)，至此完成一個(gè)工作循環(huán)。在本實(shí)用新型中，壓電傳感器的輸出電壓經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)組傳至控制電源，并被轉(zhuǎn)換成壓電泵的輸出流量和壓力。眾所周知，在頻率及驅(qū)動(dòng)電壓確定時(shí)，壓電泵輸出流量和輸出壓力之間存在較好的線(xiàn)性關(guān)系，壓力為零時(shí)壓電疊堆形量(泵腔容積變化量或流量)最大，傳感器輸出的電壓最大；相反，輸出壓力最大時(shí)，壓電疊堆變形量(泵腔容積變化量或流量)最小，傳感器輸出的電壓最小。因此，本實(shí)用新型采用壓電傳感器的輸出電壓來(lái)表征壓電泵的輸出壓力及流量。對(duì)于給定的輸入電壓Vtl及頻率f，本實(shí)用新型中壓電泵的輸出壓力P和流量Q可通過(guò)壓電傳感器的輸出電壓
權(quán)利要求1.自帶傳感器的壓電疊堆泵，其特征在于用于驅(qū)動(dòng)的壓電疊堆和用于測(cè)量的壓電傳感器安裝于泵體內(nèi)部；所述泵體一端安裝有擰緊螺釘，擰緊螺釘通過(guò)防扭擋片將壓電傳感器及壓電疊堆擠壓在頂塊上；所述頂塊通過(guò)螺釘與泵腔隔膜及活塞連接；泵腔隔膜再通過(guò)螺釘與泵體及泵蓋連接；泵蓋上安裝有進(jìn)口閥和出口閥；活塞以及安裝于所述活塞上的密封圈、泵蓋、進(jìn)口閥和出口閥共同構(gòu)成泵腔；所述的壓電傳感器和壓電疊堆分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與控制電源相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種自帶傳感器的壓電疊堆泵，屬于微流體傳輸與控制領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域。用于驅(qū)動(dòng)的壓電疊堆和用于測(cè)量的壓電傳感器安裝于泵體內(nèi)部，泵體一端安裝有擰緊螺釘，擰緊螺釘通過(guò)防扭擋片將壓電傳感器及壓電疊堆擠壓在頂塊上，頂塊通過(guò)螺釘與泵腔隔膜及活塞連接，泵蓋上安裝有進(jìn)口閥和出口閥，壓電傳感器和壓電疊堆分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與控制電源相連。利用內(nèi)置的壓電式壓力傳感器檢測(cè)壓電疊堆的變形量信息、并將其轉(zhuǎn)換成泵流量及壓力，無(wú)需其它的壓力及流量測(cè)量?jī)x器即可實(shí)現(xiàn)壓電泵輸出性能的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，易于獲得精確的輸出流量與壓力。
文檔編號(hào)F04B49/06GK202108708SQ20112021870
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者卓越, 張忠華, 沈黃橋, 程光明, 詹卓斌, 闞君武 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)