[发明专利]一种压电微阀门的流量控制方法及压电微阀门装置

权利要求书

1.一种压电微阀门装置，包括：硅簧片，硅阀底，T型支架以及两个压电陶瓷，其特征在于，还包括：位移检测电容和控制器；

所述两个压电陶瓷对称的垂直设置在所述硅簧片表面两侧，其上端面与所述T型支架的两侧固定连接，所述T型支架的中部下端与所述硅簧片的硅阀芯垂直连接；所述硅阀芯的下端面设置所述位移检测电容的其中一个金属电极，所述硅阀底的上端面与所述其中一个金属电极正对的位置设置所述位移检测电容的另一个金属电极，所述硅阀底上分别在所述另一个金属电极两侧设有穿透该硅阀底的孔，分别作为阀门入口和出口，所述控制器与所述位移检测电容的金属电极连接，以根据检测到的电容大小控制施加给所述两个压电陶瓷的电压；

采用MEMS工艺，将所述硅簧片和所述硅阀底的边缘之间通过三层键合层键合密封连接，阀门的流道由所述入口、所述出口以及所述硅簧片和硅阀底之间的密封空间构成；

T型支架和阀底框架通过两个压电陶瓷连接，压电陶瓷由电压源控制，电压源输出电压为零时，压电陶瓷无伸长量，阀门处在闭合状态，位移检测电容的金属电极相接触；电压源输出电压为某一正值时压电陶瓷有一与电压相对应的伸长量。

2.根据权利要求1所述的一种压电微阀门装置，其特征在于，所述三层键合层的总体厚度小于1000纳米。

3.根据权利要求1所述的一种压电微阀门装置，其特征在于，所述硅阀底通过密封胶镶嵌连接在阀底框架内，在所述阀底框架与所述硅阀底上的入口和出口正对的位置处，设置分别与所述硅阀底上的入口和出口同轴对齐的入口和出口。

4.根据权利要求1所述的一种压电微阀门装置，其特征在于，采用MEMS工艺控制所述硅簧片的厚度，通过减小所述硅簧片的厚度，提高流量控制范围。

5.根据权利要求4所述的一种压电微阀门装置，其特征在于，通过设计所述T型支架和所述阀底框架尺寸并选用粘结剂，保证在压电微阀门的所有部件装配后，在电压源输出电压为零、阀门处在闭合状态时，所述硅簧片产生一个初始形变，此时位移检测电容的两个金属电极接触，阀门流道流阻无穷大。

6.一种压电微阀门的流量控制方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的压电微阀门装置，其特征在于，包括：

实时检测位移检测电容的电容大小，所述位移检测电容设置于压电微阀门的阀门流道径向两侧；以所述电容大小作为反馈信号，确定所述阀门流道当前流阻大小，进而确定当前流量大小；根据当前流量大小，改变所述压电微阀门中压电陶瓷的输入电压来调节所述阀门流道的尺寸大小，以使得所述压电微阀门的流量大小控制在稳定水平；

阀门流道由阀门入口、出口以及硅簧片和硅阀底之间的空隙构成，其中，采用MEMS工艺，将所述硅簧片和所述硅阀底的边缘之间键合密封。