[实用新型]一种精确溶液配比装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种精确溶液配比装置，尤其涉及一种采用压电泵、膜片式容腔以及主动阀组成的溶液配比装置，属于精密流体控制技术领域。

背景技术

目前，用于精确溶液配比的装置中，多采用电机加活塞的方式进行液体的吸取与排出。如专利“比例可变稀释器”(200520028891.8)中采用两个直线步进电机直接驱动大小活塞，实现溶剂稀释液与样液的吸取与排出。若电机行程相同，活塞面积之比为稀释液与样液的体积之比；另外可通过电机行程的调节实现液体的变比例稀释。此种溶液配比装置一般包括2个单向阀(或电磁阀)、2个步进电机(或1旋转个电机+曲柄连杆机构)、2个活塞及缸体、连接管路等部分，因此该装置体积大、结构复杂、环节多，对加工制造水平要求高，不易保证其可靠性。另外，仪器装置的发展趋势为小型化、集成化，采用电机加活塞的方式无法满足仪器装置小型化、高可靠性、高精度的发展要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的精确溶液配比装置，以解决目前已有溶液配比装置存在的精度及分辨率低、结构复杂、体积大等问题。本实用新型采取的技术方案是:

泵送稀释液的压电泵的输出端与主动阀的进口连接、该主动阀的出口与泵送样液的膜片式容腔的一端连接，电控单元与压电泵、主动阀和膜片式容腔相连接。采用压电泵作为稀释剂的精确流体控制元件，代替电机与活塞组成的稀释剂注射器式流体控制元件；利用膜片式容腔进行样液的定量吸取，取代电机加活塞式吸取方式；压电泵与膜片式容腔间采用主动阀代替被动阀。

本实用新型一个实施方案中，压电泵采用单腔或多腔体结构，并以串联、并联或者混联方式相连接。

本实用新型一个实施方案中，膜片式容腔采用单膜片或多膜片来构造，进行容腔体积变化量的控制。膜片式容腔的膜片可采用压电元件、电致伸缩元件、磁致伸缩元件、电致聚合物或者电磁马达。总的体积变化量为各个振子形成的容腔体积变化量之和；其中压电元件为圆形结构，周边固支或简支。

本实用新型一个实施方案中，主动阀可采用压电驱动方式，利用压电振子变形控制阀口开度，进而控制流体流动，或采用电致伸缩材料、磁致伸缩材料、电致聚合物或者电磁马达。

本实用新型一个实施方案中，压电材料形成的驱动元件为圆形结构。

本实用新型一个实施方案中，采用常闭方式，在系统掉电的情况下为关闭状态。

本实用新型压电式精确溶液配比装置由于采用上述技术方案，不仅克服了现有技术存在的缺点，并且具有以下优点:

1、本实用新型压电式精确溶液配比装置采用压电泵作为稀释剂的精确流体控制元件，代替电机与活塞组成稀释剂注射器式流体控制元件，整个装置的泵送装置结构大为简化，体积与重量大大减小；

2、本实用新型压电式精确溶液配比装置可采用压电式主动阀，利用压电振子的弯曲变形与阀口结合进行流道打开与关闭控制，无机械摩擦、结构简单、其扁平结构利于系统的小型化、集成化；

3、本实用新型压电式精确溶液配比装置利用压电振子形状变化形成容腔容积变化进行样液的定量吸取，无机械摩擦，因而结构简单可靠、耐久寿命长；利用压电振子极高分辨率的弹性变形实现容腔体积的高精度控制，大大提高了样液吸取量的控制精度。

4、本实用新型压电式精确溶液配比装置中泵、阀、吸液容腔均可采用压电振子作为驱动元件，提高泵送精度的同时，简化了系统结构组成；所采用的压电振子均为片式弯曲型压电振子，采用层状结构可实现三者的集成化、一体化结构设计；可以通过控制压电泵输入电压波形的个数实现流体的精确泵送，控制波形个数的多少实现稀释剂任意体积的泵送，最大限度的提高了稀释比例的可变范围，亦可通过泵送时间的长短进行泵送量的控制。

附图说明

图1a是本实用新型的结构组成原理框图；

图1b是本实用新型工作原理图；

图2a是本实用新型压电式精确溶液配比装置操作过程示意图，图中为吸取样液；

图2b是本实用新型压电式精确溶液配比装置操作过程示意图，图中为将吸取的稀释液泵入样液的杯中；

图3是本实用新型单腔压电泵结构示意图；

图4是本实用新型两腔串联压电泵结构示意图；

图5是本实用新型两腔并联结构示意图；

图6是本实用新型压电式主动阀结构示意图；

图7是本实用新型电磁马达驱动主动阀示意图；

图8是本实用新型单振子压电式容腔结构示意图；

图9是本实用新型电磁马达式容腔结构示意图；

图10是本实用新型两振子压电式容腔结构示意图；