[发明专利]基于压电材料的液气体精密传输和配比器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机电技术领域的装置，具体是一种基于压电材料的液气体精密传输和配比器。

背景技术

近些年来，微流量控制泵等装置研究发展迅速，但目前该领域实现微流控制驱动响应不灵敏，驱动环境温度影响大，驱动不精确，例如文献《微流量泵微小流量控制特性的研究》(庞江涛，第十一届全国半导体集成电路.硅材料学术会议论文集P580～583)采用硅铝双材料体和热电阻加热和冷却过程中材料变形发生弯曲从而产生驱动的原理制成微流控泵。这种方法，其机械结构相对比较简单，在要求更加精确的控流时，该种器件灵敏度，响应频率和驱动精度精度有限。并且目前在，微量控流领域中，流控装置多数都只针对控制一种液体的传输，并且，目前的流控装置往往只能起到对一种流体的控制传输功能，不具备经由外部控制信号控制实施对两种或两种以上流体(液体或气体，或液体和气体)精确控制传输，以及可以实现不同流体精确配比的功能。

压电材料是一种在受外部电场(电压)激励和激励释放过程中能够产生伸缩变形的材料；并且这种伸缩变形程度、输出力大小均与外部电激励强度在一定范围能成正比关系；另外，由于这种压电材料伸缩变形量本质上是由压电晶体的晶格变形产生的固态形变，所以形变具有超高精度，而且这种超高精度的形变可由外部施加电信号的强弱进行精确控制。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种基于压电材料的液气体精密传输和配比器，基于压电材料的特性，结构紧凑，驱动简单容易实现、驱动实现可靠、精确，可以实现两种或两种以上流体的无限量精确匹配，且可以实现液体和气体同时传输以及液体和/或气体的精确匹配功能。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：压电材料体、刚性腔体、弹性输入阀门、弹性输出阀门、控制电源。其中，压电材料体包括在外侧面涂覆导电材料层的左压电材料体、弹性基体材料、在外侧面涂覆导电材料层的右压电材料体和在左、右压电材料体外层包裹的弹性隔膜体，以及左、中、右电极片，其中，左电极片与中电极片分别与左压电材料体上的外涂覆导电层接通，中电极片与右电极片分别与右压电材料体上的外涂覆导电层接通。并且，弹性基体材料被夹于左压电材料体和左压电材料体中间，它们接触面之间紧密粘接。压电材料体置于刚性腔体中，压电材料体的周边与刚性腔体内表面接触部分固定连接并密封，使压电材料体将刚性腔体隔开成两个独立腔室，两腔室之间封闭，两腔室中的流体不能流通；在每个腔室的腔体上、下壁分别开一个流体输入口和流体输出口，输入和输出口外端分别接有管道，在每个输入口的里侧安置一个弹性输入阀门，在每个输出口的外侧安置一个弹性输出阀门。控制电源的正、零电势端以及负极可分别与左、中、右电极片相连接。具体工作时，电源输出电势的极性可根据控制需要而改变。