CN104541055A

CN104541055A - 用于调节盘泵空腔的共振频率的系统和方法

Info

Publication number: CN104541055A
Application number: CN201380042398.9A
Authority: CN
Inventors: 克里斯多佛·布赖恩·洛克; 艾丹·马库斯·陶特
Original assignee: KCI Licensing Inc
Current assignee: KCI Licensing Inc
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2015-04-22
Also published as: WO2014008354A1; CA2878279C; EP2888478B1; US20140017093A1; AU2013286714B2; AU2013286714A1; JP2015522123A; CA2878279A1; US9709042B2; EP2888478A1

Abstract

一种盘泵系统包括具有一个大体上圆柱形形状的一个泵体，该泵体限定用于容纳一种流体的一个空腔。具有空腔共振频率的空腔是由一个内部侧壁形成的并且在两端处由一个第一端壁和一个被驱动端壁基本上封闭。该盘泵系统包括一个致动器，该致动器以对应于该致动器的基本共振频率的频率(J)被驱动。该内部侧壁被配置成响应于温度变化而膨胀和收缩，由此致使该致动器和空腔在一个操作温度范围内具有大致相同的共振频率。

Description

用于调节盘泵空腔的共振频率的系统和方法

相关申请

本发明根据35USC§119(e)要求美国临时专利申请序列号61/668,100的权益,该专利申请于2012年7月5日提交、标题为“用于调节盘泵空腔的共振频率的系统以及方法”(SYSTEMS AND METHODS FORREGULATING THE RESONANT FREQUENCY OF A DISC PUMPCAVITY)、且出于所有目的将其通过引用结合在此。

1.发明领域

本发明的展示性实施例总体上涉及用于泵送流体的盘泵、并且更具体地涉及以下一种盘泵，在该盘泵中泵送空腔是由一个内部侧壁和多个相对的端壁形成的。本发明的展示性实施例更具体地涉及一种带有的空腔具有可变共振频率的盘泵。

2.相关技术说明

密闭空腔中高幅压力振荡的产生已经在热声学和盘泵型压缩机领域中受到大量关注。非线性声学方面的新近发展已经允许产生具有比先前认为可能的振幅更高的振幅的压力波。

使用声共振来实现从所限定的入口和出口进行流体泵送是已知的。这可以使用在一端具有一个声学驱动器的一个圆柱形空腔来实现，该声学驱动器驱动一个声学驻波。在这种圆柱形空腔中，声压波具有有限振幅。变化截面的空腔(如锥形、角锥形、以及球形)已被用于实现高幅压力振荡，由此显著提高泵送效果。在这类高幅波中，伴随能量耗散的非线性机制已被抑制。然而，高幅的声共振直到最近仍未被用于其中的径向压力振荡被激发的盘形空腔内。作为WO 2006/111775公开的国际专利申请号PCT/GB 2006/001487披露了一种盘泵，该盘泵具有一个纵横比(即空腔的半径与空腔的高度的比率)高的一个大体上盘形的空腔。

这种盘泵具有一个大体上圆柱形的空腔，该空腔包括在每一端由端壁封闭的一个侧壁。该盘泵还包括一个致动器，该致动器驱动这些端壁中的任一者以便沿大体上垂直于被驱动端壁的表面的一个方向振荡。被驱动端壁的运动的空间特征被描述为与空腔内的流体压力振荡的空间特征相匹配，这是一种在此被描述为模式匹配的状态。当该盘泵是模式匹配的时，致动器对空腔中的流体所做的功在被驱动端壁表面上有利地增加，由此增强该空腔中压力振荡的振幅并且传递高的盘泵效率。模式匹配的盘泵的效率取决于被驱动端壁与侧壁之间的界面。希望通过以下方式来维持这种盘泵的效率：建构该界面以使得它不减小或抑制被驱动端壁的运动，由此减缓空腔内流体压力振荡的振幅方面的任何减小。

上述盘泵的致动器引起被驱动端壁的沿大体上垂直于该端壁或大体上平行于圆柱形空腔的纵向轴线的一个方向的一种振荡运动(“位移振荡”)，在下文中被称为在该空腔内被驱动端壁的“轴向振荡”。该被驱动端壁的轴向振荡在空腔内产生流体的大体上成比例的“压力振荡”，从而产生接近如国际专利申请号PCT/GB 2006/001487中所描述的第一类贝塞耳函数(Bessel function)的一种径向压力分布，该申请通过引用结合在此，这些振荡在下文中被称为该空腔内流体压力的“径向振荡”。被驱动端壁的位于致动器与侧壁之间的一部分提供了与盘泵的侧壁的一个界面，该界面减小了位移振荡的阻尼，以减缓空腔内的压力振荡的任何减小。被驱动端壁的位于致动器与侧壁之间的该部分在下文中被称为“隔离物”并且在美国专利申请号12/477,594中进行了更确切地描述，该专利申请通过引用结合在此。隔离物的展示性实施例与被驱动端壁的外围部分操作性相关联，从而降低位移振荡的阻尼。

这类盘泵还要求用于控制穿过该盘泵的流体流动的一个或多个阀、以及更确切地说能够以高频率操作的阀。常规的阀典型地针对多种应用以小于500Hz的低频率操作。例如，许多常规压缩机典型地以50Hz或60Hz操作。本领域中已知的线性共振压缩机在150Hz与350Hz之间操作。然而，许多便携式电子装置(包括医疗装置)需要用于传递正压或提供真空的盘泵，这些盘泵相对较小，并且有利的是这类盘泵在操作中是听不见的，以便提供分立的操作。为了实现这些目标，这类盘泵必须以极高频率操作，从而需要能够在约20kHz和更高频率下操作的阀。为了以这些高频率操作，该阀必须对可以被校正以产生穿过该盘泵的流体净流动的高频振荡压力作出响应。

这种阀在国际专利申请号PCT/GB 2009/050614中更确切地进行了描述，该申请通过引用结合在此。阀可以被布置在第一孔口或第二孔口或这两个孔口中，以用于控制穿过盘泵的流体的流动。每个阀都包括一个第一板，该第一板具有总体上垂直延伸穿过其中的多个孔口；以及一个第二板，该第二板也具有总体上垂直延伸穿过其中的多个孔口，其中该第二板的孔口大体上偏离该第一板的孔口。该阀进一步包括布置在该第一板和该第二板之间的一个侧壁，其中该侧壁围绕该第一板和该第二板的周界是闭合的，以形成在该第一板与该第二板之间、与该第一板和该第二板的孔口处于流体连通的一个空腔。该阀进一步包括布置于该第一板与第二板之间并且在其之间可移动的一个瓣，其中该瓣具有大体上偏离该第一板的孔口并且与该第二板的孔口大体上对准的多个孔口。这个瓣响应于跨过该阀的流体差压的方向的变化而在该第一板与该第二板之间被促动。

概述

根据一个展示性实施例，一种盘泵系统包括具有大体上圆柱形形状的一个泵体，该泵体限定用于容纳一种流体的一个空腔。该空腔是由在两端吧被一个第一端壁和一个被驱动端壁封闭的一个内部侧壁形成的，该被驱动端壁具有一个中心部分和一个从该中心部分径向向外延伸的外围部分。该盘泵系统包括一个致动器，该致动器与该被驱动端壁的中心部分操作性相关联以引起该被驱动端壁以频率(f)的振荡运动，从而产生该被驱动端壁沿大体上垂直于其的一个方向的位移振荡。这个频率(f)大致等于该致动器的基本弯曲模式。该盘泵系统还包括：具有一个输出的一个驱动电路，该输出被电联接至该致动器上以便向该致动器以频率(f)提供驱动信号；以及一个隔离物，该隔离物与该被驱动端壁的外围部分操作性地相关联，以便降低位移振荡的阻尼。一个第一孔口被布置在这些端壁中的任一者中不同于环状波节处的一个位置处并且延伸穿过该泵体。类似地，一个第二孔口被布置在该泵体中不同于该第一孔口的位置的任何位置处并且延伸穿过该泵体。一个阀被布置在该第一孔口和该第二孔口中的至少一者中，并且位移振荡产生了在泵体的空腔内的流体的相应压力振荡，从而引起流体流动穿过该第一孔口和该第二孔口。

根据另一个展示性实施例，披露了用于补偿盘泵空腔因温度变化而发生的共振频率变化的内部侧壁。该内部侧壁包括一个圆形线圈，该圆形线圈被配置成响应于温度升高而膨胀并且响应于温度降低而收缩。

根据另一个展示性实施例，一种用于改变盘泵空腔的空腔共振频率(f_c)的方法包括提供一个包括圆形线圈的内部侧壁。该圆形线圈限定了该空腔的直径并且具有一个内直径，该内直径响应于温度的升高而增大并且响应于温度的降低而减小。该方法包括将该圆形线圈的一端联接至该盘泵的空腔的一个端壁上。该内直径的增大速率和该内直径的减小速率影响了等于该盘泵致动器的共振频率的温度相关变化的速率的空腔共振频率(f_c)的变化。

通过参考以下附图和详细说明，这些展示性实施例的其他特征和优点将变得清楚。

附图简要说明

图1A是具有内部侧壁的盘泵的截面视图；

图1B是沿着线1B-1B截取的图1A的盘泵的截面顶视图；

图1C是图1A和1B中示出的内部侧壁的详细截面视图；

图1D是该盘泵体与内部侧壁之间的联接部的详细截面视图；

图1E是该内部侧壁的被定位在该泵的与图1D所示的联接部相反那侧处的一部分的详细截面视图；

图2A是具有直径增大的内部侧壁的盘泵的截面视图；

图2B是沿着线2B-2B截取的图2A的盘泵的截面顶视图，示出了该内部侧壁的增大的直径；

图3A示出了针对盘泵致动器的基本弯曲模式的轴向位移振荡的曲线图；

图3B示出了响应于图3A中所示的弯曲模式的、盘泵空腔内流体的压力振荡的曲线图；

图4示出了盘泵的截面视图，其中该泵的两个阀由图5中的单一阀代表；

图5示出了一个盘泵阀的截面分解视图；

图6示出了盘泵空腔内流体的压力振荡的曲线图，以展示在图5的阀上施加的压差,如由虚线所指示的；

图7A示出了处于打开位置的阀在流体流过该阀时的截面视图；

图7B示出了阀在闭合之前的打开位置与闭合位置之间的过渡状态下的截面视图；

图7C示出了处于闭合位置的阀在流体流被阀瓣阻挡时的截面视图；

图8A示出了根据一个展示性实施例在图5的阀上施加的振荡差压的压力曲线图；

图8B示出了阀在打开位置与闭合位置之间的一个操作周期的流体流动曲线图；

图9是曲线图，展示了一种展示性的PZT陶瓷压电致动器材料的共振频率的温度依赖性、泵空腔的共振频率的温度依赖性、以及该泵空腔的共振频率的大小依赖性；并且

图10是一个框图，示出了一个展示性的盘泵系统。

展示性实施方式的详细说明

在以下展示性实施例的详细说明中参考了附图，这些附图形成了该详细说明的一部分。通过展示，这些附图中示出了可以实践本发明的具体的优选实施例。这些实施例足够详细地被描述以使本领域的技术人员能够实践本发明，并且应理解的是可以采用其他实施例，并且可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下做出逻辑结构、机械、电学以及化学方面的变化。为了避免对于使得本领域的技术人员能够实践在此所描述的这些实施例来说所不必要的细节，本说明可能省略了本领域的技术人员已知的某些信息。因此，以下详细说明不应被视为限制性的，并且这些展示性实施例的范围仅由所附权利要求书限定。

图1A至图1E示出了具有可变空腔大小的盘泵系统100的一个展示性实施例。盘泵系统100包括被安装在基底28上的一个盘泵10，该基底具有流体连接至一个负载以向该负载供应正压或负压的一个开口18。盘泵10包括一个盘泵体，该盘泵体具有大体上椭圆形形状、包括在一端处被一个端板12封闭的圆柱形壁11。该盘泵体还包括从圆柱形壁11总体上纵向地延伸的一个圆柱形支腿结构19。圆柱形支腿结构19联接至基底28上以形成安装至基底28上的一个闭合的基座。基底28的被圆柱形支腿结构19所覆盖的那部分形成了一个端板13，该端板封闭了盘泵10的另一端，除了开口18之外。基底28可以是一个印刷电路板或另一种适合的刚性或半刚性材料。盘泵10进一步包括一对盘形内板14、15，这对盘形内板由附着到盘泵体的圆柱形壁11上的一个隔离物30支撑于盘泵10内。隔离物30具有面向端板12的第一侧以及面向端板13的第二侧。隔离物30包括一种柔性材料并且可以是总体上环形的。端板12的内表面形成了一个端壁20，而内板14的内表面和隔离物30的第一侧形成了一个端壁22。端壁22因此包括对应于内板14的内表面的一个中心部分以及对应于环形隔离物30的内表面的一个外围部分。尽管盘泵10和其部件的形状大体上是椭圆形，但在此所披露的具体实施例是总体上圆形的。

盘泵10进一步包括具有可变直径的一个内部侧壁，该内部侧壁被布置在泵体内并且更确切地被布置在圆柱形壁11内。该内部侧壁可以例如是具有主弹簧的外观的一个平坦线圈40的内壁17，其中线圈40具有外壁41，该外壁的直径受到圆柱形壁11的大小所限制。线圈40的内壁17与端壁20、22形成了空腔16，从而使得空腔16也具有可变直径。在图1A中，空腔16在环境温度下具有一个初始直径线圈40进一步包括第一端42和第二端44，其中当泵10处于环境温度下时，线圈40的邻近于第二端44的那部分40'与内壁17的邻近于线圈40的第一端42的那部分重叠了一个初始圆周长度(x₁)。可以将线圈40的第一端42固定在位以使得它不在空腔16内环圆周地移动。一个圆周沟槽38在端板12中邻近于圆柱形侧壁11形成，其中线圈40被定位在该圆周沟槽中。圆周沟槽38足够宽以适应线圈40的变化直径。应理解的是，线圈40的邻近于第一端42的那部分可以与第二端44重叠，该第二端可以被固定在位以使得它不在空腔16内环圆周地移动。

图2A和图2B示出了处于升高温度下的泵10，其中空腔16由于线圈40的热膨胀(在泵10的温度已经升高时可能发生)而膨胀。在图2A和图2B中，该空腔的直径已经增大至大于该第一直径的一个第二直径另外，在升高的温度下，线圈40的该部分40'与该线圈的第二端44重叠了一个第二圆周长度(x₂)。线圈40可以被配置成使得第二直径受到空腔16的直径所限制并且在这种受限的条件下，该第二圆周长度(x₂)是大于零。

参照图1A，一个第一沟槽48延伸穿过端壁20进入端板12并且径向地向外延伸进入圆柱形壁11中。一个销46被附接至线圈40的第一端42上并且其一端延伸进入第一沟槽48中从而允许第一端42径向地但不必环圆周地移动。以此方式，线圈40的第一端42可以被环圆周地固定在位。在销46的一端上可以形成一个倒钩47，而使得该倒钩配合在第一沟槽48内，其中这个带倒钩的末端延伸进入第一沟槽48的侧壁中以防止销46滑出第一沟槽48。可以替代地通过使用粘结剂、焊接或其他联接机构将第一端42固定至圆柱形壁11或端板12上。在空腔16的与第一群组48相反的那侧上的一个第二沟槽49延伸穿过端壁20进入端板12中并且径向地向外延伸进入圆柱形壁11中。线圈40没有被固定在位并且是相对于第二沟槽49环圆周地且径向地自由移动的。线圈40还包括用于防止该线圈从第二沟槽49中滑出一个机构(未示出)。

在一个实施例中，偏置构件50、52分别被布置在沟槽48、49内且位于线圈40与圆柱形侧壁11之间，以便使线圈40在空腔16中居中，这样使得空腔16的中心与致动器60的中心重合。这些偏置构件50、52可以是弹簧，例如它们各自具有维持空腔16的中心相对于致动器60的中心的位置的平衡用弹簧常量。更确切地讲，第一沟槽48中的偏置构件50可以使线圈40的第一端42朝向空腔16的中心偏置，而在空腔16的相反侧上的第二沟槽49中的相反偏置构件52使线圈40从相反方向朝向空腔16的中心偏置以维持空腔16的中心的位置与致动器60的中心重合。在这样的实施例中，相应沟槽内的偏置构件50、52、线圈40以及圆柱形侧壁11之间的接界可以是几乎无摩擦的，从而使得偏置构件50、52施加的力可以最小化而不扭曲线圈40的总体上圆形形状。偏置构件50、52所提供的偏置力之间的平衡使得线圈40的位置发生偏置，从而使得内壁17形成了空腔16的可变圆周，该空腔具有的中心与致动器60的中心重合。虽然仅示出了两组偏置构件50、52，但是应注意的是，可以围绕圆柱形壁的周界以更小的间隔布置另外的偏置构件，例如90度、60度、或45度，以使线圈40朝向泵10的中心偏置。

限定空腔16的这个端壁20被示出为总体上截头锥形的，但是在另一个实施例中，限定空腔16的内表面的这个端壁20可以包括平行于致动器60的一个总体上平坦的表面。在WO 2006/111775公开中更详细地描述了包括截头锥形表面的盘泵，该文件通过引用结合在此。盘泵体的端板12、13和圆柱形壁11可以由任何合适的刚性材料形成，这些材料包括但不限于金属、陶瓷、玻璃或塑料(包括但不限于注塑成型塑料)。

盘泵10的内板14、15共同形成一个致动器60，该致动器与端壁22的中心部分操作性地相关联。内板14、15中的一者是由一种压电材料形成，该压电材料可以包括响应于所施加的电信号展现出应变的任何电学活性材料，例如一种电致伸缩或磁致伸缩材料。例如，在一个优选实施例中，内板15是由响应于所施加的电信号展现出应变的压电材料形成，即活性内板。内板14、15中的另一者优选地具有与该活性内板类似的弯曲刚度、并且可以由一种压电材料或一种电学非活性材料(如一种金属或陶瓷)形成。在这个优选实施例中，内板14具有与活性内板15类似的弯曲硬度、并且是由一种电学非活性材料(如一种金属或陶瓷)形成，即惰性内板。当活性内板15被电流激励时，活性内板15沿相对于空腔16的纵向轴线的一个径向方向膨胀和收缩，使得内板14、15弯曲，由此引发端壁22在大体上垂直于端壁22的方向上的轴向偏转(见图3A)。因此，在操作中，端壁22也称为被驱动端壁。

在未展示的其他实施例中，隔离物30可以取决于盘泵10的特定设计和取向而从顶部或底部表面对内板14、15中的任一者提供支撑，不论是活性还是惰性内板。在另一实施例中，致动器60可以由仅与内板14、15中的一者处于力传输关系的装置(例如机械、磁性或静电装置)代替，其中该内板可以被形成为一个电学非活性或惰性的材料层，该层以与上文所描述的相同方式被该装置(未图示)驱动而进行振荡。

盘泵10进一步包括从空腔16延伸到盘泵10的外部的至少一个孔口，其中该至少一个孔口包括一个阀以控制穿过该孔口的流体流动。尽管该孔口可以位于空腔16中、致动器60产生了压差的任何位置处(如以下更详细描述的)，但盘泵10的一个实施例包括大致位于端板12的中心并且延伸穿过该端板的一个出口孔口27。孔口27包括至少一个端阀29，该至少一个端阀调节沿如箭头所指示的一个方向上的流体流动，这样使得端阀29充当盘泵10的一个出口阀。对包括端阀29的孔口27的任何提及都是指端阀29外部(即在盘泵10的空腔16的外部)的开口部分。

盘泵10进一步包括延伸穿过致动器60的至少一个孔口，其中该至少一个孔口包括一个阀以控制穿过该孔口的流体流动。该孔口可以位于致动器60上、致动器60产生了压差的任何位置处。例如，盘泵10包括大致位于内板14、15的中心并且延伸穿过这些内板的一个致动器孔口31。致动器孔口31包括一个致动器阀32，该致动器阀调节沿如箭头所指示的进入空腔16中的一个方向上的流体流动，这样使得该致动器阀32充当到空腔16的一个入口阀。致动器阀32通过加强进入空腔16中的流体流动并且对出口阀29的操作进行补充来使盘泵10的输出量提高，如以下更详细描述的。

在此描述的空腔16的尺寸应优选地满足某些关于空腔16的高度(h)与其半径(r)之间的关系的不等式，该半径是从空腔16的纵向轴线到线圈40的内壁17的距离、或线圈40所形成的内壁17的直径的一半。这些等式如下：

r/h>1.2；以及

h²/r>4x 10^-10米。

在本发明的一个实施例中，当空腔16内的流体是一种气体时，空腔半径与腔高度之比(r/h)是在约10与约50之间。在这个实例中，空腔16的体积可以是小于约10ml。另外，如果工作流体与液体相对是一种气体，那么比率h²/r优选地在约10^-6米与约10^-7米之间的范围内。

此外，在此披露的空腔16应优选地满足与空腔半径(r)和工作频率(f)相关的以下不等式，该工作频率是致动器60产生端壁22的轴向位移时的振动频率。该不等式如下：

\frac{k_{0} (c_{s})}{2 πf} \leq r \leq \frac{k_{0} (c_{f})}{2 πf}

[等式1]

其中空腔16内工作流体的声速(c)可以是在约115m/s的慢速度(c_s)与等于约1,970m/s的快速度(c_f)之间的范围内，如以上等式中所表达的，并且k₀是一个常数(k₀＝3.83)。

空腔16内的工作流体的声速变化可能与多个因素有关，包括空腔16内的流体的类型以及该流体的温度。例如，如果空腔16中的流体是一种理想气体，则该流体的声速可以理解为该流体的绝对温度的平方根的函数。因此，空腔16中的声速将由于空腔16中的流体的温度改变而改变并且空腔16的大小可以(部分地)基于该流体的预期温度来选择。

空腔半径和该空腔中的工作流体的声速是决定空腔16的共振频率的因素。空腔16的共振频率或空腔共振频率(f_c)是当该空腔中的压力相对于周围环境增大时流体(例如，空气)振荡进入和离开空腔16所依据的频率。在盘泵10的一个优选实施例中，空腔16的大小被确定成使得空腔共振频率(f_c)大致等于驱动该盘泵10的致动器60的振荡运动的频率。在这个实施例中，假设工作流体为60摄氏度的空气，则在20摄氏度的环境温度下该致动器的共振频率是21kHz。然而，该流体的预期温度可以改变。为了在一个温度范围内维持恒定的空腔共振频率(f_c)，空腔16的大小可以响应于温度变化通过改变空腔16的直径(即线圈40的内壁17)而动态地调整。虽然优选的是在此披露的空腔16应独立满足以上确定的这些不等式，但空腔16的相对尺寸不应局限于具有相同高度和半径的空腔。例如，空腔16可以具有要求不同半径或高度从而产生不同频率响应的一种略微不同的形状，这样使得空腔16以所希望的方式共振以便产生自盘泵10的最佳输出。

如以上提出的，盘泵10可以在邻近于出口阀29处充当一个正压源以便对一个负载加压或在邻近于致动器入口阀32处充当一个负压或减压源以便将负载减压，如由箭头所指示的。该负载可以是利用负压进行治疗的一种组织治疗系统。在此，术语减压总体上是指小于盘泵10所处的环境压力的一个压力。虽然术语真空和负压可以用来描述减压，但实际的压力减小可以显著小于正常地与完全真空相关联的压力减小。在此，该压力就其为表压这一意义来说是负的，即该压力被减小到环境大气压以下。除非另外指明，否则在此所陈述的压力的值是表压。提及减压的增加典型地是指绝对压力的减小，而减压的减小典型地是指绝对压力的增加。为了提供减压，盘泵10包括至少一个致动器阀32和至少一个端阀29。在另一个实施例中，盘泵10可以包括在致动器60的每一侧上具有一个端阀的一种两空腔盘泵。

图3A示出了展示空腔16的被驱动端壁22的轴向振荡的一种可能的位移分布。实线曲线和箭头表示在一个时间点处被驱动端壁22的位移，并且虚线曲线表示半个周期之后被驱动端壁22的位移。在此图和其他图中所示的位移被夸大。因为致动器60在其周界处不是刚性地安装的、而是由环形隔离物30悬挂，因此致动器60在其基本模式中围绕其质心自由振荡。在这种基本模式中，致动器60的位移振荡的振幅在一个环状位移波节62处基本上为零，该环状位移波节位于被驱动端壁22的中心与内壁17所形成的内部侧壁之间。端壁22上其他点处的位移振荡的振幅大于零，如由竖直箭头所表示。一个中心位移波腹63存在于致动器60的中心附近，并且一个外围位移波腹63'存在于致动器60的周界附近。中心位移波腹63在半个周期之后由虚线曲线表示。

图3B示出了一种可能的压力振荡分布，展示了因图3A中所示的轴向位移振荡而引起的空腔16内的压力振荡。实线曲线和箭头表示在一个时间点处的压力。在此模式和更高阶模式中，压力振荡的振幅具有靠近空腔16的侧壁18的一个外围压力波腹65'。压力振荡的振幅在中心压力波腹65与外围压力波腹65'之间的环状压力波节64处基本上为零。同时，如由虚线表示的压力振荡的振幅具有一个靠近空腔16的中心的负的中心压力波腹67和一个外围压力波腹67'以及相同的环状压力波节64。对于一个圆柱形空腔来说，空腔16中压力振荡的振幅的径向依赖性可以通过一种第一类贝塞尔函数来进行近似。上述压力振荡起因于空腔16中的流体的径向移动并且因此将被称为空腔16内的流体的“径向压力振荡”，以便区别于致动器60的轴向位移振荡。

进一步参见图3A和图3B，可以看出致动器60的轴向位移振荡的振幅的径向依赖性(致动器60的“模式形状”)应近似一种第一类贝塞尔函数，以便更密切地匹配空腔16中所希望的压力振荡的振幅的径向依赖性(压力振荡的“模式形状”)。通过将该致动器60在其周界处非刚性地安装并且允许其围绕其质心更自由地振动，位移振荡的模式形状大体上匹配空腔16中压力振荡的模式形状，因此实现了模式形状匹配或更简单地说，模式匹配。尽管就这方面而言，模式匹配可能并非总是完美的，但致动器60的轴向位移振荡以及空腔16内的对应压力振荡跨过致动器60的整个表面具有大体上相同的相对相位，其中空腔16内的压力振荡的环状压力波节64的径向位置与致动器60的轴向位移振荡的环状位移波节62的径向位置大体上相符。

因为致动器60围绕其质心振动，所以当致动器60以如图3A中所图解的基本弯曲模式振动时，环状位移波节62的径向位置将必然位于致动器60的半径内。因此，为了确保环状位移波节62与环状压力波节64一致，致动器的半径(r_act)应优选地大于环状压力波节64的半径以优化模式匹配。再次假定空腔16中的压力振荡近似于第一类贝塞尔函数，则环状压力波节64的半径将是端壁22的中心部分的半径(a)的大约0.63倍。因此，致动器60的半径(r_act)应优选地满足以下不等式：r_act≥0.63r。

隔离物30可以是一种柔性膜，该柔性膜通过响应于如图3A中外围位移波腹63'处的位移所示的致动器60振动而得到的弯曲和伸展来使得致动器60的边缘能够如以上所描述的更自由地移动。该柔性膜克服了圆柱形壁11对致动器60的潜在阻尼效果，方法是在致动器60与盘泵10的圆柱形壁11之间提供低机械阻抗支撑，从而减小对致动器60的外围位移波腹63'处的轴向振荡的阻尼。基本上，该柔性膜使从致动器60传递到圆柱形壁11上的能量最小化，其中该柔性膜的外围边缘大体上保持静止。因此，环状位移波节62将保持大体上与环状压力波节64对准，以便维持盘泵10的模式匹配条件。因此，被驱动端壁22的轴向位移振荡持续有效地产生在空腔16内的从中心压力波腹65、67到内部侧壁处的外围压力波腹65'、67'的压力振荡，如图3B中所示。

参见图4，图1的盘泵10被示出为具有阀29、32，这两个阀在结构上大体上相似，例如由具有图5和图7A至图7C中所示的中心部分111的一个阀110所表示。阀110允许流体在仅一个方向上(如箭头124所示)流动并且可以是一个止回阀或允许流体在仅一个方向上流动的任何其他阀。一些阀类型可以通过在打开与闭合位置之间转换来调节流体流动。对于在由致动器60产生的高频率下操作的这类阀来说，阀29、32具有极快的响应时间，这样使得它们能够以比压力变化的时间尺度明显短的一个时间尺度打开和闭合。阀29、32的一个实施例通过采用一个极轻的瓣阀来实现这一点，该瓣阀具有较低惯性并且因此能够响应于该阀结构上的相对压力的变化而快速移动。

参见图5，根据一个展示性实施例，阀110是用于盘泵10的一个瓣阀。阀110包括一个大体上圆柱形的壁112，这个壁是环形的并且在一端由一个固位板114封闭并且在另一端由一个密封板116封闭。壁112的内表面、固位板114、以及密封板116在阀110内形成一个空腔115。阀110进一步包括一个大体上圆形的瓣117，该大体上圆形的瓣被布置在固位板114与密封板116之间、但邻近于密封板116。在这个意义上，瓣117被视为相对于密封板116“被偏置”。瓣117的外围部分被夹在密封板116与环形壁112之间，这样使得瓣117的运动被限制在大体上垂直于瓣117的表面的这个平面中。在一个替代实施例中，瓣117在这种平面中的运动还可以由于瓣117的外围部分直接附接到密封板116或壁112上而被限制、或因为瓣117紧密配合在环形壁112内而被限制。瓣117的其余部分是足够柔性的并且沿大体上垂直于瓣117的表面的一个方向是可移动的，这样使得施加到瓣117的任一表面上的力将在密封板116与固位板114之间促动瓣117。

固位板114和密封板116二者分别具有孔118和120，这些孔118和120延伸穿过每个板。瓣117还具有总体上与固位板114的孔118对准的孔122，以提供流体可以流动穿过其中的一个通道，如图5中的虚线箭头124所指示。瓣117中的孔122还可以与固位板114中的孔118部分地对准，即仅具有部分重叠。尽管孔118、120、122被示出为具有大体上均匀的大小和形状，但在不限制本发明的范围的情况下它们可以具有不同直径或甚至不同形状。在本发明的一个实施例中，在顶视图中看到，这些孔118和120在这些板的表面上形成一个交替式图案。在其他实施例中，孔118、120、122可以安排成不同图案，而不影响相对于单独的成对的孔118、120、122(如由单独组的虚线箭头124所图解)的功能而言阀110的操作。孔118、120、122的图案可以被设计成用于增加或减少孔的数目，从而在必要时控制穿过阀110的流体的总流量。例如，孔118、120、122的数目可以被增加以减小阀110的流动阻力，从而提高阀110的总流速。

图7A至图7C展示了当一个力施加到瓣117的任一表面上时瓣117如何在密封板116与固位板114之间被促动。当没有力施加到瓣117的任一表面上以克服瓣117的偏置时，阀110处于“常闭”位置，因为瓣117是邻近于密封板116布置的，其中该瓣的孔122偏离了或未对准该密封板116的孔118。在这个“常闭”位置中，流体穿过密封板116的流动基本上被阀瓣117的非穿孔部分所阻塞或覆盖，如图7C所示。当压力被施加于瓣117的任一侧时(这克服瓣117的偏置并且促动瓣117离开密封板116朝向固位板114，如图7A中所示)，阀110在一个时间段内(即一个打开时间延迟(T_o))从常闭位置移动到一个“打开”位置，从而允许流体沿由虚线箭头124所指示的方向上流动。当压力改变方向(如图7B中所示)时，瓣117将朝向密封板116被反向促动到常闭位置。当这发生时，流体将沿如由虚线箭头132所指示的相反方向流动持续一个较短时间段(即一个闭合时间延迟(T_c))，直到瓣117将密封板116的孔120密封以大体上阻挡穿过密封板116的流体流动，如图7C中所示。在本发明的其他实施例中，瓣117可以相对于固位板114偏置，其中孔118、122在“常开”位置中对准。在这一实施例中，对瓣117施加正压将是促动瓣117进入一个“闭合”位置所必需的。应注意，如在此使用的关于阀操作的术语“密封”和“阻挡”旨在包括以下情况：发生大体上(但不完全)的密封或阻挡，这样使得阀的流动阻力在“闭合”位置中比在“打开”位置中大。

阀110的操作总体上是跨过阀110的流体的差压(ΔP)的方向变化的一个函数。在图7B中，该差压已经被指定为一个负值(-ΔP)，如由指向下的箭头所指示。当该差压具有负值(-ΔP)时，固位板114的外表面处的流体压力大于密封板116的外表面处的流体压力。这一负差压(-ΔP)驱动瓣117进入完全闭合位置，其中瓣117被压在密封板116上以阻挡密封板116中的孔120，由此大体上防止流体流动穿过阀110。当阀110上的差压逆转变成如由图7A中指向上的箭头所指示的一个正差压(+ΔP)时，瓣117被促动离开密封板116并且朝向固位板114进入打开位置。当该差压具有一个正值(+ΔP)时，密封板116的外表面处的流体压力大于固位板114的外表面处的流体压力。在打开位置中，瓣117的移动使密封板116的孔120解除阻挡，这样使得流体能够流动穿过它们并且对应地与瓣117的孔122和固位板114的孔118对准，如由虚线箭头124所指示。

当阀110上的差压从一个正差压(+ΔP)变回如由图7B中指向下的箭头所指示的一个负差压(-ΔP)时，流体开始沿如由虚线箭头132所指示的穿过阀110的相反方向流动，该流动迫使瓣117回到图7C中所示的闭合位置。在图7B中，瓣117与密封板116之间的流体压力小于瓣117与固位板114之间的流体压力。因此，瓣117经历由箭头138所表示的一个净力，该净力使瓣117加速朝向密封板116以闭合这个阀110。以这种方式，改变差压使阀110基于阀110上差压的方向(即正的或负的)在闭合位置与打开位置之间循环。

当阀110上的差压逆转变成如图7A中所示的一个正差压(+ΔP)时，瓣117相对于固位板114被促动离开密封板116而进入打开位置。在这一位置中，瓣117的移动使密封板116的孔120解除阻挡，这样使得流体被允许流动穿过它们并且与固位板114的孔118和瓣117的孔122对准，如由虚线箭头124所指示。当差压从正差压(+ΔP)变回负差压(-ΔP)时，流体开始沿穿过阀110的相反方向流动(参见图7B)，该流动迫使瓣117回到闭合位置(参见图7C)。因此，因为空腔16中的压力振荡使阀110在常闭位置与打开位置之间循环，所以盘泵10在阀110处于打开位置时的每半个循环提供减压。

如以上所指示，阀110的操作可以是沿阀110上的流体差压(ΔP)的方向的变化的一个函数。假定差压(ΔP)在固位板114的整个表面上是大体上均匀的，因为(i)固位板114的直径相对于空腔115中的压力振荡的波长较小，并且(ii)阀110位于空腔16的中心附近，其中正的中心压力波腹65的振幅相对恒定，如由图6中所示的正的中心压力波腹65的正的方形部分80和负的中心压力波腹67的负的方形部分82所指示。因此，阀110的中心部分111上的压力中几乎不存在空间变化。

图8B进一步展示了阀110在经受随时间而在正值(+ΔP)与负值(-ΔP)之间变化的一个差压时的动态操作。尽管实际上跨越阀110的差压的时间依赖性可以是近似正弦的，但跨越阀110的差压的时间相依赖性被近似为如图8A中所示的以方形波形变化，以有助于解释阀110的操作。正差压80在正压时间段(t_P+)中被施加在阀110上，并且负差压82在方波的负压时间段(t_P-)中被施加在阀110上。图8B展示了响应于这一随时间变化的压力的瓣117的运动。随着差压(ΔP)从负值82转换成正值80，阀110开始打开并且在一个打开时间延迟(T_o)内持续打开，直到阀瓣117与固位板114相接触，也如以上所描述并且如图8B中的曲线图所示。随着差压(ΔP)随后从正差压80转换回到负差压82，阀110开始闭合并且在一个闭合时间延迟(T_c)内持续闭合，也如以上所描述并且如图8B中所示。

固位板114和密封板116应足够坚固以承受其所经历的流体压力振荡而无显著机械变形。固位板114和密封板116可以由任何合适的刚性材料(如玻璃、硅、陶瓷或金属)形成。固位板114和密封板116中的孔118、120可以通过任何合适的方法(包括化学蚀刻、激光机械加工、机械钻孔、粉末喷砂以及冲压)形成。在一个实施例中，固位板114和密封板116是由在100与200微米厚之间的钢板形成，并且其中的孔118、120是通过化学蚀刻形成。瓣117可以由任何轻质材料(如一种金属或聚合物膜)形成。在一个实施例中，当20kHz或更大的流体压力振荡存在于阀110的固位板侧或密封板侧上时，瓣117可以由厚度在1微米与20微米之间的一个聚合物薄片形成。例如，瓣117可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或厚度约三微米的一种液晶聚合物薄膜形成。

为了产生以上关于图3A和图3B所描述的位移振荡和压力振荡，压电致动器60以其基本共振频率被驱动，该基本共振频率是在空腔16中产生压力振荡以驱动盘泵10的基本弯曲模式。在一个实施例中，该压电致动器的基本共振模式在环境温度下(例如20摄氏度)是约21kHz。为了提高泵送效率，空腔共振频率(f_c)大致等于该压电致动器的基本共振模式。但是，类似于空腔共振频率(f_c)，致动器60的基本弯曲模式还可以根据盘泵10的温度而改变。这种变化性产生自对形成致动器60的压电材料以及对致动器60的形状的热效应。例如，一种展示性压电致动器的共振频率可以随温度的升高而升高或降低。

图9的曲线图展示了对致动器60的共振频率的温度依赖性以及空腔16的共振频率的温度和大小依赖性的概览。更确切地讲，该曲线图中示出了对盘泵10的多个元件的温度和大小依赖性。例如，线201示出了致动器60的共振频率(fs)随着温度而变化的百分比的增大或减小(δfs)。线201展示了，展示性压电致动器的共振频率随着温度升高而逐渐减小。在采用一种替代性压电材料的另一个实施例中，该压电致动器的共振频率可以随着温度升高而增大。线202示出了空腔16的共振频率随着温度升高而发散性增大，而温度升高可以产生自空腔16内的流体温度的升高。图9展示了，在给定一个具有的致动器60具有类似图9中所示的温度依赖特性的盘泵10的情况下，可以在仅小的温度范围内致动器60和空腔16是具有匹配的或几乎匹配的共振频率的，例如在60摄氏度。也就是说，线203展示了空腔16的共振频率的大小依赖性，并且示出了当空腔16的大小(例如，半径)增大时，空腔共振频率(f_c)减小。因此，通过改变空腔16的大小，空腔共振频率(f_c)的温度依赖性的增大或减小可以通过增大或减小空腔16的直径来抵消。以此方式，空腔共振频率(f_c)可以保持恒定或被改变以在更大温度范围内匹配致动器60的共振频率。

当盘泵10不包括一个用于补偿温度变化的机构时，盘泵10可以具有大致等于周围环境温度的启动温度。泵10还可以具有一个接近目标温度(T)的操作温度，因为盘泵10在泵操作过程中由于能量耗散而变暖。泵10可以以小于全部的效率部分地发挥作用，因为在泵10的温度低于目标温度(T)时启动，致动器60的共振频率和空腔共振频率(f_c)可以是不同的。另外，致动器60的共振频率和空腔共振频率(f_c)可以是与驱动频率不同的，该驱动频率可以对应于该致动器在目标温度(T)下的共振频率。当泵10和泵空腔16内的流体升温超过目标温度(T)时，在空腔共振频率(f_c)、致动器60的共振频率和驱动频率之间可能出现类似的发散性。

为了抵消或缓解对盘泵10的操作的热效应，空腔共振频率(f_c)可以被维持在一个恒定值，尽管温度发生变化。类似地，空腔共振频率(f_c)可以随着温度的升高而减小以补偿温度变化的影响。例如，可以希望的是改变空腔共振频率(f_c)从而使得空腔共振频率(f_c)和致动器60的基本共振模式仍然大体上相等，尽管泵温度升高或减小。由于以上所描述的线圈40具有被内壁17所限定的可变直径，所以可以调节空腔16的大小以改变空腔共振频率(f_c)从而适应在达到目标温度(T)之前所发生的温度变化。在一个实施例中，线圈40被配置成直径随着温度的升高而增大，因此增大空腔16的体积并且减小空腔共振频率(f_c)以补偿盘泵10的升高的温度。通过将线圈40的直径配置成以一个预定速率随着温度而增大，空腔16的膨胀引发与致动器60的共振频率的温度相关的减小相匹配的、空腔共振频率(f_c)的减小。

再次参照图1A至图1E并且更确切地参照图2A至图2B，线圈40的内壁117具有一个可变直径。在一个实施例中，线圈40是由一种双金属材料形成，该双金属材料包括两个层叠的金属层：一个内层54和一个外层56，如图1C所示。内层54是钢并且具有一个内厚度t_i，并且外层56具有一个外厚度t_o。线圈40的钢质内层54具有比线圈40的铜质外层56更大的热膨胀系数。由于形成内层54和外层56的材料的热膨胀系数和取向不同，线圈40的内壁17的直径随着空腔16内的温度的升高而增大。线圈40的热膨胀特性响应于空腔16内的温度变化而动态地改变空腔16的大小。

在一个实施例中，空腔16或内壁17的直径的变化是由以下等式限定的：

[等式2]

其中是空腔16或内壁17的直径的变化，ΔT是温度的变化，E_i是内层54的杨氏模量，E_o是外层56的杨氏模量，α_i是内层54的热膨胀系数，a_o是外层56的热膨胀系数，t_i是内层54的厚度，并且t_o是外层56的厚度。已知与空腔共振频率(f_c)的所希望变化相对应的直径的所希望变化的值时，等式2可以使用已知的ΔT来针对一个范围的材料和可以用来由适当双金属材料形成线圈40的材料厚度进行求解。事实上，通过改变所使用的材料的类型和厚度，可以将线圈40配置成以对应于泵空腔16的预期温度变化的预定速率发生膨胀或收缩。

通过使用线圈40来改变空腔16的大小，可以改变空腔共振频率(f_c)以便与致动器60的共振频率动态地匹配。通过选择具有可变厚度的、具有不同热膨胀特征的层叠层，可以将线圈40配置成直径随着盘泵10的操作温度的升高而增大。例如，更具体地参照图1A和1B以及图2A和2B，空腔16的直径从致动器60首次被供能时的第一直径增大至盘泵10达到目标温度(T)时的第二直径该内部侧壁的直径与泵温度的这种相关性允许通过使空腔共振频率(f_c)和致动器60的基本共振频率同步来提高泵效率，因为空腔共振频率(f_c)随着温度以与致动器60的共振频率大致相同的速率减小。

在盘泵10的工作占空比未知时，使空腔16的空腔共振频率(f_c)在一个温度范围内与致动器60的共振频率相匹配的能力是尤其有用的。例如，如果盘泵10联接到一个负载(例如，具有泄露的减压伤口敷料)上，则盘泵10可以几乎始终保持是可操作的并且升温超过目标温度(T)，这也可以在共振频率之间产生发散。相反，如果盘泵10联接到一个小的被良好密封的负载上，则盘泵10绝不运行久到显著变暖并且可以保持始终低于目标温度(T)。

虽然以上所描述的线圈40包括具有总体上圆形轮廓的单件材料以限定内壁17和内部侧壁，但是可以使用其他实施例来形成该内部侧壁。例如，该内壁侧壁可以由多个弧形的线圈区段(未示出)形成，这些区段在多个点处联接至圆柱形侧壁11上以形成空腔16。在这个实施例中，可以将每个弧形区段布置在空腔16内以调整空腔16的直径。通过使用径向沟槽和如上所描述的偏置构件、凸轮与棘爪机构、或扭转弹簧的组合来使这些弧形区段偏置。每个弧形区段可以是温度敏感的以便调整空腔16的直径，这样使得空腔16的空腔共振频率(f_c)在所希望的温度范围内与致动器60的共振频率相匹配。替代地，这些偏置构件可以是温度敏感的以便以类似的方式调整空腔16的直径。在另一个实施例中，盘泵10包括用于使圆形线圈40的中心朝向空腔16的中心偏置的一个替代性机构，该替代性机构包括围绕圆柱形壁11的外周的一个圆周沟槽，以用于容纳弹簧加载的棘爪或凸轮机构以便在线圈40上施加一个偏置力。

虽然以上所描述的线圈40包括由例如铜和钢形成的一个双金属叠层，但是其他材料也可以形成线圈40。例如，具有不同的热膨胀特征的其他材料可以形成线圈40的具有可变直径的内壁。此类其他材料可以包括其他金属或聚合物、以及相变合金，例如镍钛诺。在一个实施例中，可以使用具有不同的触发温度的一种或多种相变合金来形成线圈40，这样实现了该线圈的形状随着这些合金的不同触发温度而改变。在这样一个实施例中，线圈40可以适配成具有与该一种或多种相变合金的触发温度相对应的一个或多个直径。

图10示出了包括线圈40的一个代表性盘泵系统100。盘泵系统100包括向处理器72和驱动器74供电的一个电池70。处理器72向驱动器74传输一个控制信号76，该驱动器进而将一个驱动信号78施加至盘泵10的致动器60上。在一个实施例中，驱动器74是具有电联接至致动器60上的输出的一个驱动电路。该驱动电路以可以是致动器60的基本共振频率的一个频率(f)向致动器60提供驱动信号78。盘泵10还可以包括一个传感器75，例如温度传感器，以用于确定盘泵10的部件(包括致动器60和线圈40)的温度。温度传感器75以通信方式联接至处理器72上，该处理器可以应用从传感器75接收到的温度数据来获得控制信号76。使用该温度数据，处理器72可以确定致动器60的共振频率和空腔共振频率(f_c)的温度相关的变化。基于这种确定，处理器72可以改变控制信号76以使得驱动器78改变驱动信号78从而补偿致动器60和空腔16的共振频率的任何温度相关的变化。

根据上述内容应清楚，已提供了具有显著优点的发明。虽然本发明仅以少量的其形式被示出，但它并非仅限于此并且可以在不脱离其精神的情况下易于进行各种变化和修改。

Claims

1.一种盘泵，包括：

一个泵体，该泵体具有在两端由一个第一端壁和一个被驱动端壁闭合的一个基本上圆柱形侧壁，该被驱动端壁具有一个中心部分和一个从该中心部分径向地向外延伸的外围部分；

一个内部侧壁，该内壁侧壁被布置在该圆柱形侧壁内以限定由该内部侧壁、该第一端壁和该被驱动端壁形成的一个空腔的直径，该内部侧壁的直径是响应于温度变化而可变化的；

一个致动器，该致动器与该被驱动端壁的中心部分操作性地相关联以引起该被驱动端壁以频率(f)的振荡运动，从而产生该被驱动端壁沿大体上垂直于其的一个方向的位移振荡从而产生温度变化，该内部侧壁的直径是响应于该温度变化的；

一个隔离物，该隔离物与被驱动端壁的该外围部分操作性相关联的，以便降低这些位移振荡的阻尼；

一个第一孔口，该第一孔口被布置在这些端壁中的任一者中不同于该环状波节的一个位置处并且延伸穿过该泵体；

一个第二孔口，该第二孔口被布置在该泵体中不同于该第一孔口的位置的任何位置处并且延伸穿过该泵体；

一个阀，该阀布置在该第一孔口和该第二孔口的至少一者中；

其中这些位移振荡引起在该泵体的空腔内的流体的相应压力振荡，从而在使用中时引起穿过该第一孔口和该第二孔口的流体流动。

2.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该内部侧壁具有一个内直径，该内直径响应于该空腔内的温度升高而增大并且响应于该空腔内的温度降低而减小，其中该内部侧壁联接至该泵体的一个表面上。

3.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该可变直径侧壁包括一个线圈。

4.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该可变直径侧壁包括一种金属。

5.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该可变直径侧壁包括一种双金属叠层。

6.如权利要求5所述的盘泵系统，其中该双金属叠层包括铜和钢。

7.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该可变直径侧壁包括多个线圈区段。

8.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该可变直径侧壁包括一种相变合金。

9.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该可变直径侧壁包括一个线圈并且其中该线圈在一端处联接至该第一端壁上。

10.如权利要求9所示的盘泵系统，其中该线圈包括联接至该第一端壁上的一个接片。

11.如权利要求9所述的盘泵系统，其中：

该线圈包括一个带倒钩的末端；

该端壁包括一个槽缝；并且

该线圈的带倒钩的末端被插入该端壁的槽缝中。

12.如权利要求1所述的盘泵系统，其中该空腔具有一个大致等于该频率(f)的空腔共振频率(f_c)，并且其中该可变直径侧壁联接至该泵体的一个表面上并且具有随着该空腔内的温度成比例地改变的内直径。

13.如权利要求12所述的盘泵系统，其中该内直径的大小变化速率改变了该空腔的面积从而将该空腔共振频率(f_c)基本上维持在该频率(f)以抵消该空腔的温度变化。

14.一种用于补偿盘泵空腔因温度变化而发生的振荡频率变化的内部侧壁，该内部侧壁包括：

一个圆形线圈，该圆形线圈被配置成响应于温度升高而膨胀并且响应于温度降低而收缩。

15.如权利要求14所述的内部侧壁，其中该圆形线圈包括一种金属。

16.如权利要求14所述的内部侧壁，其中该圆形线圈包括一种双金属叠层。

17.如权利要求16所述的内部侧壁，其中该双金属叠层包括铜和钢。

18.如权利要求14所述的内部侧壁，其中该圆形线圈包括一种相变合金。

19.如权利要求14所述的内部侧壁，其中该圆形线圈包括一个带倒钩的末端。

20.如权利要求14所述的内部侧壁，其中该圆形线圈在一端处包括一个接片。

21.一种用于改变盘泵空腔的空腔共振频率(f_c)的方法，该方法包括：

提供一个内部侧壁，该内部侧壁包括一个圆形线圈，该圆形线圈限定了该空腔的内直径，该内直径响应于温度升高而增大并且响应于温度降低而减小；

将该圆形线圈的一端联接至该盘泵的空腔的一个端壁上；

其中该内直径的增大速率和该内直径的减小速率引起了等于该盘泵的致动器的共振频率的温度相关变化速率的、该空腔共振频率(f_c)的变化。

22.在此描述的盘泵、系统以及方法。