[发明专利]一种易维护的自调节式压电药物输送泵

说明书

本发明属于微流体传输与控制领域，具体涉及一种易维护的自调节式压电药物输送泵。包括有药物输送泵单元以及电控单元，药物输送泵单元由双晶片压电振子进行驱动和阀控，通过泵送液体介质挤压药物储存器进行药物输送，药物储存器可单独更换；电控单元驱动模块连接双晶片压电振子其中一个压电陶瓷晶片与金属基板用于的驱动，感应模块连接另一个压电陶瓷晶片与金属基板用于压电振子的感应电压信号收集；电控单元微控制器模块通过感应电压信号实时分析获得各压电振子工作状态，并与预先设定值匹对，实时获得驱动信号，可以实现药物输出自调节。特色与优势：药物利用率高、易维护，输出性能自调节，集成度和输出精度高。

技术领域

本发明属于微流体传输与控制领域，具体涉及一种易维护的自调节式压电药物输送泵。

背景技术

压电流体驱动技术具有结构简单、体积小、功耗低、控制精确以及无电磁干扰等优点，在药物输送领域具有广泛的应用前景，受到了国内外研究人员的持续关注，如中国专利200610016573.9提出一种集成式精密药物输送泵，其采用多压电振子方式构成薄膜泵进行药物输送，提高了药物输送泵的输出压力和流量；中国专利201420698443.8提出一种谐振型压电隔膜泵，其采用压电共振效应进行药物输送，结构紧凑且输出能力强。但现有压电药物输送泵存在以下缺点：1、采用直接输药方式(药物直接经过泵腔)，药物会在泵腔内残留，药物的利用率低，且药物更换过程中，需对流道和泵腔进行清洁和消毒处理，维护难度大；2、在最佳工作频率下工作，而外界条件的变化会引起最佳工作频率的漂移，所以输出性能受外部环境因素影响大，很难通过调节控制参数进行药物输出的精密调节；3、高精度输出时需依靠外部检测设备，这不仅提高了机械复杂程度，而且也增加了系统质量、整体成本以及外形尺寸。上述缺点严重地阻碍了压电药物输送泵的推广使用。

发明内容：

针对现有压电驱动药物输送泵的问题，本发明提出一种易维护的自调节式压电药物输送泵，以下简称药物输送泵。

本发明采取的技术方案是：包括泵壳，泵壳内部从左至右依次设置有柔性囊、上盖体、泵体、中间层和端盖；所述端盖通过螺钉与泵壳固定；所述柔性囊安装在上盖体上，柔性囊中装有流体介质；所述的泵体结合密封圈在朝向上盖体一端安装有第一压电振子，结合密封圈在朝向中间层一端安装有第二压电振子、第三压电振子；所述泵体设置有泵腔；所述上盖体和泵体设置有进口通道，进口通道连接柔性囊与泵腔，进口通道与泵腔的通断由第三压电振子控制；所述中间层与泵体设置有出口通道，出口通道连接柔性隔膜与泵腔，柔性隔膜与中间层相连，出口通道与泵腔的通断由第二压电振子控制；药物储存器为整体可拆卸部件，包括柔性药物囊和基体，柔性药物囊与基体相连，基体上设置有药物储存腔和药物出口，药物储存器与中间层连接；所述柔性药物囊与柔性隔膜紧密贴合；所述第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子为双晶片压电振子，由第一压电陶瓷晶片、金属基板和第二压电陶瓷晶片同心粘接而成，且金属基板直径大于第一压电陶瓷晶片和第二压电陶瓷晶片；所述第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子所包含的第二压电陶瓷晶片均安装在泵腔一侧；电控单元中第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块通过导线分别连接第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子的第一压电陶瓷晶片与金属基板用于压电振子的驱动；电控单元中第一感应模块、第二感应模块、第三感应模块通过导线分别连接第一压电振子、第二压电振子、第三压电振子的第二压电陶瓷晶片与金属基板用于压电振子的感应电压信号收集。需要说明的是：第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块施加电压信号，第一压电陶瓷晶片在逆压电效应作用下产生径向变形，由于第一压电陶瓷晶片、金属基板与第二压电陶瓷晶片硬性粘合，金属基板以及第二压电陶瓷晶片将被迫产生弯曲变形，在正压电效应的作用下，第二压电陶瓷晶片产生感应电压信号。