压电薄膜泵结构设计与性能分析阚君武，曹仁秋，杨志刚，程光明（吉林大学机械科学与工程学院，长春130025）腔体容积和阀的结构关系，提出了小腔体、复合阀式压电薄膜泵的设计观点。的压电泵，腔体高度为0.2mm，锥型管角度为70°3mm高，小端通新鲜自来水，常压下容器及进水管壁生成大量气泡处的流体急剧收缩，由可知，此处流体具有局部能量损失，并可能发生气穴现象。以往的研究表明，在其他条件相同时，进出口的结构采用锥型收缩管比突然缩小管（圆形管）的阻力系数小，5°锥角收缩管的流体阻力系数是0.02，而圆形突然缩小管的阻力系数是0.51993年，ErikStemme利用锥型管收缩管的不同阻力特性研制了无阀压电泵另一方面，采用锥形收缩管时，由于流体压力压电泵输出压力电压关系理，所对应压电泵的佳工作频率（对应于大输出压力/流量的频率，在工作频率小于该值时，输出压力/流量随频率增加而增加）相差较大。目前，悬臂梁阀薄膜泵的佳工作频率还很低，只有几赫兹，输出脉动较大，性能不够理想；而锥形管无阀压电泵的佳工作频率相对过高，高达数百、甚至数千赫兹，大大降低了压电振子的使用寿命。本文将两种阀组合使用，故称为复合阀当压电泵的工作频率进一步提高时（超过悬臂梁阀的佳工作频率），悬臂阀片的截流效率将会降低，而锥型管的效率逐步提高，二者耦合的结果将改善压电泵频率特性（提高压电泵的佳工作频率）压电泵输出流量电压关系阚君武等：压电薄膜泵结构设计与性能分析输出压力/VkPa输出压力流量特性4是压电泵输出压力流量和输入电压之间的关系从图中曲线可以看出：流量和压力均随电压升高而增加，且随电压的升高，流量和压力增加幅度提高。这是由于低电压时，压电振子变形小，且大部分变形量被腔体中残留空气体积变化抵消，因此腔内流体的吸入腓出压力较低。电压110V频率为20Hz时，实际测得输出压力为9.4kPa；电压为100V频率为20Hz时，实际测得输出流量为6是压电泵输出压力及流量和压电振子工作频率之间的关系曲线。对于压力和流量，都存在一个佳工作频率与其大值相对应，对应压力的佳工作频率在20Hz左右；对应流量的佳工作频率与输出压力有关；工作电压为90V输出压力为0时，对应于流量的佳工作频率在50Hz左右，当输出压力增加到2kPa时，输出流量的佳频率降低到20Hz左右本文实验所得压电泵佳频率远远高出的实验值，这说明采用复合阀可以改善压电泵的频率特性表明了压电泵的压力流量特性，输出压力为0时，流量达大值；流量为0时，压力达大值。

　　4结束语压电泵的结构是影响其工作性能的主要因素之一。减小压电泵腔体容积、使其腔体压缩比足够大时，压电泵具有一定的自吸能力和较强的抗气泡干扰能力，因而工作性能稳定。悬壁梁阀和锥型管的复合结构具有耦合效应，可提高有阀压电泵的佳工作频率，降低输出的脉动性。实验测得的高输出压高，对应流量的佳工作频率相应降低。