微機電系統現今應用於各種消費性電子、生醫保健、交通、國防工業、衛星航太等許多產業中,微型流體系統屬於微機電系統之一種,其主要優點在於體積極小、成本低廉、反應時間快與精確度高,微型泵正是操作微流體系統運作不可或缺的關鍵元件之一,泵又稱作幫浦,是被廣泛使用的通用機械,傳統往復活塞式微泵雖然可以提供一定流量,但有先天之尺寸限制,若以壓電片作為制動元件,將可大幅降低微泵尺寸,一般的微型泵可推動的流量大多在每分鐘2毫升以下,僅適用於生醫領域檢測晶片或微量藥劑輸送系統,本研究室的目標為控制其尺寸規格,保留微型泵體積小、構造簡單及製造容易等的特性,提升微型泵的效能表現。

 

壓電效應
  電偶極矩:晶體結構受外力作用而產生電荷移動。

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傳統薄膜泵缺點:

  1. 傳統壓電材料四周固定 -> 變形量不大
  2. 壓電片的施力方向與流體運動方向垂直 -> 不容易施力使流體震盪                   
  3. 流體由入口到出口流動多次轉向 -> 流阻變大
  4. 高頻率下操作 -> 閥門損壞影響微泵可靠度與壽命

 

單邊擺動有閥機制運作方式
  單邊擺動機制中壓電片固定位置靠近出口端,而擺動端靠近入口端,利用壓電片擺動變形帶動薄膜,產生腔體內容積變化,再藉由兩側出入口的逆止閥設計,產生單一方向淨流量。

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