基于PZT壓電陶瓷促動器的微點膠方案
近年以壓電陶瓷驅(qū)動的非接觸式微點膠方式漸漸發(fā)展起來，目前較多應用于微量試劑分配領域,這種驅(qū)動方式可以點出pL級別的小體積液滴。基于壓電陶瓷逆壓電效應，壓電陶瓷在電壓脈沖的作用下，產(chǎn)生收縮擴張運動，驅(qū)動與其連接的活塞（圖1a）、粘接一體的毛細管（圖1b）、金屬薄膜（圖1c）等產(chǎn)生位移或形變，使管路或腔體體積變小，液體從噴嘴噴出。
壓電驅(qū)動三種典型結(jié)構及基本原理如下圖示，通過改變驅(qū)動電壓的幅值、頻率、噴嘴直徑、液體粘度、表面張力等可實現(xiàn)不同體積液滴的分配。
圖1 基于壓電原理的微點膠原理圖
微點膠方案
通過對壓電原理的三種典型結(jié)構分析，有如下圖所示的壓電疊堆驅(qū)動、壓電陶瓷管驅(qū)動、壓電陶瓷片驅(qū)動的三種微點膠方案。
A、采用壓電疊堆驅(qū)動的微點膠方案
壓電疊堆與活塞構成微點膠系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，給壓電疊堆通電，在一個驅(qū)動信號的高電平作用下壓電疊堆快速伸長，推動活塞向下移動壓縮空氣，迫使膠體從末端噴嘴流出；當?shù)碗娖阶饔迷趬弘姱B堆上時，壓電疊堆又快速恢復到原位，帶動活塞往上移動，與此同時擠出的膠體從噴嘴脫離下來，實現(xiàn)膠體擠出。
a）壓電疊堆驅(qū)動方案
活塞式微點膠方案可以采用芯明天PZT壓電陶瓷疊堆作為驅(qū)動，標準可選尺寸包括5×5×20mm、5×5×36mm、7×7×36mm，可針對不同的閥體尺寸、驅(qū)動頻率、工作電壓等選擇不同型號尺寸的壓電陶瓷。
幾種典型型號技術參數(shù)如下圖所示。
B、采用壓電陶瓷管驅(qū)動的微點膠方案
壓電陶瓷管與毛細管通過膠水緊密粘接在一起作為微點膠系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，給壓電陶瓷管通電，在高電平作用下，壓電陶瓷管發(fā)生快速形變擠壓毛細管，膠體從噴嘴流出；當?shù)碗娖阶饔迷趬弘娞沾晒苌蠒r，壓電陶瓷管帶動毛細管快速恢復原狀，在噴嘴外的膠滴收縮，從噴嘴脫落下來，實現(xiàn)膠滴擠出。
b）壓電陶瓷管驅(qū)動方案
毛細管微點膠方案可以采用芯明天管型PZT壓電陶瓷作為驅(qū)動，尺寸可定制。
C、采用壓電陶瓷片驅(qū)動的微點膠方案
壓電陶瓷片與金屬薄膜粘接為一體作為微點膠系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，給壓電陶瓷片通電，在一個驅(qū)動信號的高電平作用下，壓電陶瓷片快速發(fā)生形變帶動金屬薄膜發(fā)生向下彎曲的形變，使腔體體積變小，迫使膠體從噴嘴擠出，當?shù)碗娖阶饔迷趬弘娖蠒r，壓電陶瓷片帶動金屬薄膜快速恢復原狀，膠體向內(nèi)收縮，從噴嘴脫落，實現(xiàn)膠滴的擠出。
c）壓電陶瓷片驅(qū)動方案
壓電陶瓷片微點膠方案可以采用芯明天方形/環(huán)形PZT壓電陶瓷片、環(huán)形壓電彎曲片作為驅(qū)動，有多種標準尺寸可選，且可定制。
1）PZT壓電彎曲片
技術參數(shù)如下圖所示。
2）多層PZT壓電陶瓷片（方形）
技術參數(shù)如下圖所示。
3）多層PZT壓電陶瓷片（環(huán)形）
技術參數(shù)如下圖所示。
4）單層PZT壓電陶瓷（可定制）
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