[发明专利]一种毫米级蜂窝毛细管超声微泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声微泵，具体涉及一种毫米级蜂窝毛细管超声微泵。

背景技术

微泵的研制起始于20世纪80年代，现已研制出多种微泵，在许多领域都需要微泵来驱动微量的液体。比如，在试验和医疗方面，微泵可用于DNA检测分析以及药物在人体内的输送；在航空航天中，微泵可用于微型航空航天器及微型探测器的燃料供给；在微电子领域，微泵可用于微电子液体冷却系统冷却液的输送；在化工领域，微泵可用在化工用品的输送以及贵重药物的精确配制当中。

申请号为200710072161.1的发明专利申请提出了一种由电磁驱动的无脉动式输出的微泵，它包括驱动器和微泵，驱动器由驱动线圈和驱动磁铁组成，微泵分为上泵体、中泵体、下泵体三部分，在上泵体开有上泵腔、左侧锥形阀、右侧锥形阀、进水孔、出水孔，上泵腔通过左、右两个锥形阀与进、出水孔相连，中泵体中间开有驱动腔，驱动磁铁置于驱动腔内，驱动腔腔体上下固定有薄膜，驱动腔腔体两侧分别有进出水孔，下泵体开有下泵腔、左侧锥形阀、右侧锥形阀、进水孔、出水孔，下泵腔通过两个锥形阀与进、出水孔相连。该发明可以在较低的电压下工作，具有响应速度快，使用安全等特点，适用于医学治疗领域。

申请号为200810064355.1的发明专利申请提出了一种基于形状记忆合金驱动的蠕动式微泵，它由挤压杆、弹性泵管和SMA弹簧驱动器组成，在泵腔的两端安装两个单向阀，SMA弹簧驱动器安装在挤压杆的头部，弹性泵管穿过挤压杆的空隙，每对挤压杆牵引四根SMA弹簧驱动器，对称的两根弹簧为同一组，由同一个控制信号驱动。通过对驱动器的顺序控制来挤压泵管，实现一种蠕动式动作，达到持续提供微流量的目的，并可以通过调整控制信号对输出流量进行控制。

申请号为200810203962.1的发明专利申请提出了一种锯齿形流道单向压电微泵。它包括泵体、泵盖和驱动装置，泵盖上开有泵腔、流体进、出口锯齿形流道等结构，泵盖上开有进口与出口，泵体与泵盖键合在一起，驱动装置由PDMS压电薄膜和压电陶瓷片粘结在一起，PDMS薄膜与泵体采用不可逆粘结法粘结在一起。

申请号为200610132317.6的发明专利申请提出了一种半钹型吸入式压电超声泵，采用半钹型驱动部件，在超声频率的信号源激励下，将压电陶瓷径向小幅超声振动放大为半钹型金属弹性体平锥顶沿轴向的大幅超声振动，并驱动流体沿出水管道内壁爬升，实现流体的驱动。

东北大学关艳霞等提出了一种以毛细和蒸发作用为驱动力的微泵，以吸水膜的毛细作用和大气蒸发相结合作为驱动力，由储液管、蓄水池、吸水膜和蒸发孔组成，依靠吸水膜毛细作用和控制暴露于大气中吸水膜的面积来实现液体的传输，可在较长时间内提供稳定的μL/min级液体流速。该微泵除具有不外接能源，运行时间不受限制，可以任意长(只要环境的相对湿度＜100％)的优点。

由以上研究可以看出，目前微泵主要是以压电效应作为驱动力、以场感应流作为驱动力和以毛细作用力作为驱动力。以压电效应作为驱动力的微泵，效率不高，其利用压电陶瓷在高频电流下产生的体积变化引起的腔室内压强的变化来驱动微流体，机械功大部分损失变成了热能；利用电磁感应作为驱动力的微泵，结构一般比较复杂，需要较大的驱动器，常给使用带来不便；依靠毛细作用和蒸腾拉力作为驱动力的微泵，对流体的性质有明显的要求，比如只能驱动对管壁可润湿性的流体，对于其他很多润湿性差和非润湿性的流体就显得无能为力，而且其驱动效果受周围环境影响较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的以毛细作用力作为驱动力的微泵存在的无法实现润湿性不好和非润湿性的流体的驱动，以及驱动效果易受环境影响的问题，进而提供一种毫米级蜂窝毛细管超声微泵。

本发明的技术方案是：一种毫米级蜂窝毛细管超声微泵包括超声波传播腔槽、上盖板、下盖板、毫米级蜂窝毛细管管组和超声振子；所述超声波传播腔槽由槽体和底板组成，底板设置在槽体的下部，槽体的上部开有进出孔，所述上盖板固定安装在超声波传播腔槽的上端面上，所述下盖板固定安装在超声波传播腔槽的下端面上，槽体、底板与上盖板之间形成第一腔室，槽体、底板与下盖板之间形成第二腔室，所述毫米级蜂窝毛细管管组的上端穿过上盖板露在外面，且毫米级蜂窝毛细管管组与上盖板固定连接，毫米级蜂窝毛细管管组的下端置于第一腔室内，且毫米级蜂窝毛细管管组的下端面与底板的上端面之间留有间隙，所述超声振子设置在第二腔室内，且超声振子固定安装在底板的下端面上，超声振子与毫米级蜂窝毛细管管组上下对应设置，超声振子的下端悬置于第二腔室内。