CN115463593A - 一种比例型液体微混合器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混合器领域，具体涉及一种比例型液体微混合器。从上到下依次连接有上盖板、中间板和下基板；所示上盖板和中间板之间安装有第一压电振子；所述中间板和下盖板之间安装有第二压电振子；所述中间体上下表面分别设置有第一泵腔和第二泵腔；入口阀和出口阀由多层弹性薄膜和阀体构成；所述第一出口流道与第二出口流道交汇处设置有超声发生器。特色与优势：精密调节混合液体的比例、功耗低、混合效果好。
Description
技术领域
本发明属于混合器领域，具体涉及一种比例型液体微混合器。
背景技术
压电驱动具有结构简单、成本低、无电磁干扰等优点，在微混合器应用中有着良好的应用前景。如CN201210175152.6提出一种压电驱动微混合器及其制作方法和控制方法，由一整体PDMS基板将微流体驱动单元(即：压电泵)和微混合单元(即：混合流道)集成于一体，具有制作方法简单、成本低、体积小的优点。但是现有压电驱动混合器由于阀密封性的问题，仍然无法满足精密流量比的液体混合。
发明内容
针对现有混合器的不足，本发明提出一种比例型液体微混合器。
本发明实施例提供了一种比例型液体微混合器，采用以下技术方案：从上到下依次连接有上盖板、中间板和下基板；所示上盖板和中间板之间安装有第一压电振子；所述中间板和下盖板之间安装有第二压电振子；所述中间体上下表面分别设置有第一泵腔和第二泵腔；所述第一泵腔与第一压电振子配套使用，第一压电振子的振动作用于第一泵腔并引起其体积变化；所述第二泵腔与第二压电振子配套使用，第二压电振子的振动作用于第二泵腔并引起其体积变化；所述中间体内部设置有第一入口流道、第二入口流道、第一出口流道、第二出口流道、汇合流道；混合的两种液体分别从所述第一入口流道和第二入口流道流入；所述第一泵腔配套设置有第一入口阀和第一出口阀；所述第二泵腔配套设置有第二入口阀和第二出口阀；所述第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀均与中间体固定连接；所述第一入口阀连通第一入口流道与第一泵腔并通过开闭实现第一入口流道到第一泵腔的单向流通；所述第二入口阀连通第二入口流道与第二泵腔并通过开闭实现第二入口流道到第二泵腔的单向流通；所述第一出口阀连通第一出口流道与第一泵腔并通过开闭实现第一泵腔到第一出口流道的单向流通；所述第二出口阀连通第二出口流道与第二泵腔并通过开闭实现第二泵腔到第二出口流道的单向流通；所述第一出口流道与第二出口流道交汇于汇合流道，混合后的液体从汇合流道流出；所述第一出口流道与第二出口流道交汇处设置有超声发生器，通过安装超声发生器可以使流体交汇时产生更大的扰动，进一步提升液体的混合效果。
进一步的，所述超声发生器为压电驱动；所述超声发生器的发声方向（即作用力方向）与汇合流道的中轴线方向一致，这样可进一步加大汇合流道内液体的运动并提升混合效果。
进一步的，所述第一压电振子外缘上下分别设置有第一密封圈和第二密封圈；所述第二压电振子外缘上下分别设置有第四密封圈和第三密封圈；所述第一密封圈和第二密封圈压紧并支撑第一压电振子，所述第三密封圈和第四密封圈压紧并支撑第二压电振子，这可以使第一压电振子、第二压电振子获得柔性支撑；在柔性支撑下，第一压电振子、第二压电振子可以获得自身以及上下密封圈位移的叠加，进而实现位移放大，第一压电振子、第二压电振子得到了更大的振动位移输出。
进一步的，所述第一压电振子、第二压电振子均由压电陶瓷晶片和金属基板同心粘接而成，且压电陶瓷晶片的直径小于金属基板的直径。
进一步的，所述第一出口阀位于第一泵腔的中心且位于第一压电振子的中心线上；所述第二出口阀位移第二泵腔的中心且位于第二压电振子的中心线上；所述第一出口阀、第二出口阀位于压电振子的中心线上，即位于第一压电振子、第二压电振子最大位移输出处的正下方，这样压电振子的动作可以更有效的将气体压力变化传导到出口阀上，第一出口阀、第二出口阀可更有效的开闭，第一出口阀、第二出口阀的动态特性变好，液体输送的能量转换效率提高。
进一步的，所述第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀均为膜片阀且结构一致，通过膜片阀的正/反安装实现入口阀和出口阀相反的单向流体流通；所述膜片阀由阀体、弹性薄膜构成；所述阀体在圆周外缘设置有连接座；所述弹性薄膜在连接座处与阀体连接；所述阀体中心处设置有通孔；所述通孔被弹性薄膜覆盖；所述阀体与弹性薄膜接触的表面中心设置有凸台，所述凸台将弹性薄膜顶起，这可以使得弹性薄膜获得预紧力，在不工作条件下，弹性薄膜紧贴在凸台上并将通孔保持密封，以此实现良好的密封性。
进一步的，所述凸台截面为圆弧状。
进一步的，所述弹性薄膜为长条状，其宽度为t，通孔的直径为D，且1.1D<t<1.5D，这可以在保证阀密闭性的同时保证阀自身优良的动态特性，流体经过阀时的流阻小，可以提高系统能量转换效率。
进一步地，所述弹性薄膜为多层弹性薄膜；所述多层弹性薄膜外层为柔性封装层；所述柔性封装层为绝缘柔性材料；所述多层弹性薄膜内部从上至下依次设置有第一柔性电极、柔性介电薄膜和第二柔性电极，这里需要说明的是，第一柔性电极、柔性介电薄膜和第二柔性电极构成一个基于电容的传感器，传感器的电容计算公式为：
，式中
为传感器的介电常数、A为第一柔性电极和第二柔性电极相对的感应面积、b为柔性介电薄膜的厚度；当多层弹性薄膜被拉伸（弹性薄膜在压差作用下凸起）时，感应面积A增大、柔性介电薄膜厚度b减小，传感器电容C增大，通过感知多层弹性薄膜的电容，即可获得其伸缩情况，进而感知入口阀、出口阀的动态变化（开启/关闭）情况。
一种较佳实施例的工作过程可分为初始状态、第一工作状态和第二工作状态。
初始状态：所述第一压电振子、第二压电振子不施加电压，第一压电振子、第二压电振子保持初始平直状态，第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀均处于关闭状态。
第一工作状态：所述第一压电振子、第二压电振子施加与压电陶瓷晶片极化方向相反的电压，第一压电振子、第二压电振子向上弯曲变形，第一泵腔、第二泵腔体积变大、压力变小，在液体压差作用下，第一入口阀、第二入口阀打开（第一入口阀、第二入口阀中的弹性薄膜被拉伸，液体从其弹性薄膜宽度方向上的两侧流出），混合的一种液体从第一入口流道流入第一泵腔、另一种液体从第二入口流道流入第二泵腔。
第二工作状态：所述第一压电振子、第二压电振子施加与压电陶瓷晶片极化方向相同的电压，所述第一压电振子、第二压电振子向下弯曲变形，第一泵腔、第二泵腔体积变小、泵腔内压力变小，在液体压差作用下，第一入口阀、第二入口阀关闭，第一出口阀、第二出口阀打开（第一出口阀、第二出口阀中的弹性薄膜被拉伸，液体从其弹性薄膜宽度方向上的两侧流出），混合的一种液体从第一泵腔流入第一出口流道、另一种液体从第二泵腔流入第二出口流道。
第一压电振子、第二压电振子施加交变电压信号、超声发生器持续工作，第一工作状态和第二工作状态交替进行，液体持续的从第一入口流道、第二入口流道泵送至第一出口流道、第二出口流道，第一出口流道、第二出口流道并入汇合流道实现被动混合，超声发生器通过超声激励加大液体的扰动，进一步加强混合效果。
一种控制装置，包括：压电驱动控制电路、微控制器、电容传感器、用户操作接口、存储器、系统电源、DC-DC升压电路；所述压电驱动控制电路生成交变电压信号用于驱动第一压电振子、第二压电振子、超声发生器；所述微控制器例如由CPU（Central ProcessingUnit：中央处理器）构成，是用于对混合器进行整体控制的单元；所述用户操作接口用于接收使用者的操作、并将来自外部的命令输入微控制器；所述系统电源用于提供系统的电力；所述存储器用于存储程序和存储测量结果，所述程序用于微控制器等执行混合器驱动的步骤；所述微控制器将用于驱动第一压电振子、第二压电振子、超声发生器的控制信号输入压电驱动控制电路；所述微控制器通过电容传感器获得第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜的伸缩变形情况；所述DC-DC升压电路是将作为系统电源的电池的电压升压至适于驱动混合器的电压的电路；所述压电驱动控制电路根据从微控制器输入的控制信号来提供给第一压电振子、第二压电振子、超声发生器驱动电压和频率；所述电容传感器通过实时检测电容实现对第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜伸缩变形情况的监测。
一种控制方法，其步骤如下：
首先，微控制器读取用户操作接口中使用者设定的流体混合比例和流量，通过流量公式
及混合效果经验公式，式中
为比例系数、
为压电振子驱动电压、
为压电振子驱动频率，微控制器计算得到第一压电振子、第二压电振子、超声发生器的驱动电压和频率，根据电容计算公式
，微控制器计算得到第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜正常工作时的计算电容范围。
其次，微控制器将控制信号发送至压电驱动控制电路，压电驱动控制电路生成相对应的驱动信号，第一压电振子、第二压电振子、超声发生器开始振动，混合器开始工作；电容传感器实时监测第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜的电容，并将电容值传送到微控制器，微控制器将检测的电容值与内部计算的电容范围比较，以此判断阀是否正常工作，当电容值在范围内时，正常工作，而当电容值突破计算范围时，微控制器将报错。
本项目的特色及优势在于：1.可实现精密的不同比例液体混合，入口阀和出口阀通过弹性薄膜动作实现开启和关闭，泵腔的密封性好，因此可通过调节第一压电振子和第二压电振子的驱动频率或电压实现两种混合液体的精密流量控制，同时不同流量下搭配不同的超声发生器强度，可获得优良的混合效果；2.采用包含柔性介电薄膜的多层弹性薄膜构成入口阀和出口阀，通过电容监测可实时获得入口阀和出口阀的工作状态，结合控制装置，压电泵工作性能更稳定，可避免外部环境变化（如温度）对输出性能的影响；3.通过压电驱动，具有功耗低、结构简单、控制方便、无电磁干扰的优势。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例的剖面图；
图2是图1中A区域的放大图；
图3是图2中第一入口阀（81）B-B向示意图；
图4是本发明实施例的第一工作状态示意图；
图5是本发明实施例的第二工作状态示意图；
图6是多层弹性薄膜未被拉伸时的剖面示意图；
图7是多层弹性薄膜被拉伸时的剖面示意图；
图8是本发明控制装置的组件方块图；
其中：1-上盖板；2-中间板；21-第一入口流道；22-第二入口流道；23-第一出口流道；24-第二出口流道；25-汇合流道；3-下盖板；41-第一压电振子；42-第二压电振子；401-压电陶瓷晶片；402-金属基板；51-第一密封圈；52-第二密封圈；53-第三密封圈；54-第四密封圈；6-超声发生器；71-第一泵腔；72-第二泵腔；81-第一入口阀；82-第二入口阀；83-第一出口阀；84-第二出口阀；801-阀体；802-通孔；803-弹性薄膜；804-固定座；805-凸台；500-柔性封装层；501-第一柔性电极；502-第二柔性电极；503-柔性介电薄膜；200-微控制器；201-压电驱动控制电路；202-DC-DC升压电路；203-系统电源；204-存储器；205-用户操作接口；206-电容传感器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚，完整的描述，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，本发明提出一种比例型液体微混合器，从上到下依次连接有上盖板1、中间板2和下基板3；所示上盖板1和中间板2之间安装有第一压电振子41；所述中间板2和下盖板3之间安装有第二压电振子42；所述中间体2上下表面分别设置有第一泵腔71和第二泵腔72；所述第一泵腔71与第一压电振子41配套使用，第一压电振子41的振动作用于第一泵腔71并引起其体积变化；所述第二泵腔72与第二压电振子42配套使用，第二压电振子42的振动作用于第二泵腔72并引起其体积变化；所述中间体2内部设置有第一入口流道21、第二入口流道22、第一出口流道23、第二出口流道24、汇合流道25；混合的两种液体分别从所述第一入口流道21和第二入口流道22流入；所述第一泵腔71配套设置有第一入口阀81和第一出口阀83；所述第二泵腔72配套设置有第二入口阀82和第二出口阀84；所述第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84均与中间体2固定连接；所述第一入口阀81连通第一入口流道21与第一泵腔71并通过开闭实现第一入口流道21到第一泵腔71的单向流通；所述第二入口阀81连通第二入口流道22与第二泵腔72并通过开闭实现第二入口流道22到第二泵腔72的单向流通；所述第一出口阀83连通第一出口流道23与第一泵腔71并通过开闭实现第一泵腔71到第一出口流道23的单向流通；所述第二出口阀83连通第二出口流道24与第二泵腔72并通过开闭实现第二泵腔72到第二出口流道24的单向流通；所述第一出口流道23与第二出口流道24交汇于汇合流道25，混合后的液体从汇合流道25流出；所述第一出口流道23与第二出口流道24交汇处设置有超声发生器6，通过安装超声发生器6可以使流体交汇时产生更大的扰动，进一步提升液体的混合效果。
进一步的，所述超声发生器6为压电陶瓷驱动；所述超声发生器6的发声方向（即作用力方向）与汇合流道25的中轴线方向一致，这样可进一步加大汇合流道25内液体的运动并提升混合效果。
进一步的，所述第一压电振子41外缘上下分别设置有第一密封圈51和第二密封圈52；所述第二压电振子42外缘上下分别设置有第四密封圈54和第三密封圈53；所述第一密封圈51和第二密封圈52压紧并支撑第一压电振子41，所述第三密封圈53和第四密封圈54压紧并支撑第二压电振子42，这可以使第一压电振子41、第二压电振子42获得柔性支撑；在柔性支撑下，第一压电振子41、第二压电振子42可以获得自身以及上下密封圈位移的叠加，进而实现位移放大，第一压电振子41、第二压电振子42得到了更大的振动位移输出。
进一步的，所述第一压电振子41、第二压电振子42均由压电陶瓷晶片401和金属基板402同心粘接而成，且压电陶瓷晶片401的直径小于金属基板402的直径。
进一步的，所述第一出口阀83位于第一泵腔71的中心且位于第一压电振子41的中心线上；所述第二出口阀84位移第二泵腔72的中心且位于第二压电振子42的中心线上；所述第一出口阀83、第二出口阀84位于压电振子的中心线上，即位于第一压电振子41、第二压电振子41最大位移输出处的正下方，这样压电振子的动作可以更有效的将气体压力变化传导到出口阀上，第一出口阀83、第二出口阀84可更有效的开闭，第一出口阀83、第二出口阀84的动态特性变好，液体输送的能量转换效率提高。
进一步的，如图1和图2所示，所述第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84均为膜片阀且结构一致，通过膜片阀的正/反安装实现入口阀和出口阀相反的单向流体流通；如图2所示，所述膜片阀由阀体801、弹性薄膜803构成；所述阀体801在圆周外缘设置有连接座804；所述弹性薄膜803在连接座804处与阀体801连接；所述阀体801中心处设置有通孔802；所述通孔802被弹性薄膜803覆盖；所述阀体801与弹性薄膜803接触的表面中心设置有凸台805，所述凸台805将弹性薄膜803顶起，这可以使得弹性薄膜803获得预紧力，在不工作条件下，弹性薄膜803紧贴在凸台上并将通孔802保持密封，以此实现良好的密封性。
进一步的，所述凸台805截面为圆弧状。
进一步的，如图3所示，所述弹性薄膜803为长条状，其宽度为t，通孔802的直径为D，且1.1D<t<1.5D，这可以在保证阀密闭性的同时保证阀自身优良的动态特性，流体经过阀时的流阻小，可以提高系统的能量转换效率。
进一步地，如图6、图7所示，所述弹性薄膜803为多层弹性薄膜；所述多层弹性薄膜外层为柔性封装层500；所述柔性封装层500为绝缘柔性材料；所述多层弹性薄膜内部从上至下依次设置有第一柔性电极501、柔性介电薄膜503和第二柔性电极502，这里需要说明的是，第一柔性电极501、柔性介电薄膜503和第二柔性电极502构成一个基于电容的传感器，传感器的电容计算公式为：
，式中
为传感器的介电常数、A为第一柔性电极501和第二柔性电极502相对的感应面积、b为柔性介电薄膜503的厚度；当多层弹性薄膜被拉伸（弹性薄膜在压差作用下凸起）时，感应面积A增大、柔性介电薄膜503厚度b减小，传感器电容C增大，通过感知多层弹性薄膜的电容，即可获得其伸缩情况，进而感知入口阀、出口阀的动态变化情况。
一种较佳实施例的工作过程可分为初始状态、第一工作状态和第二工作状态，如图1、图4、图5所示。
初始状态：所述第一压电振子41、第二压电振子42不施加电压，第一压电振子41、第二压电振子42保持初始平直状态，第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84均处于关闭状态。
第一工作状态：所述第一压电振子41、第二压电振子42施加与压电陶瓷晶片401极化方向相反的电压，第一压电振子41、第二压电振子42向上弯曲变形，第一泵腔71、第二泵腔72体积变大、压力变小，在液体压差作用下，第一入口阀81、第二入口阀82打开（第一入口阀81、第二入口阀82中的弹性薄膜803被拉伸，液体从其弹性薄膜803宽度方向上的两侧流出），混合的一种液体从第一入口流道21流入第一泵腔71、另一种液体从第二入口流道22流入第二泵腔72。
第二工作状态：所述第一压电振子41、第二压电振子42施加与压电陶瓷晶片401极化方向相同的电压，所述第一压电振子41、第二压电振子42向下弯曲变形，第一泵腔71、第二泵腔72体积变小、泵腔内压力变小，在液体压差作用下，第一入口阀81、第二入口阀82关闭，第一出口阀83、第二出口阀84打开（第一出口阀83、第二出口阀84中的弹性薄膜803被拉伸，液体从其弹性薄膜803宽度方向上的两侧流出），混合的一种液体从第一泵腔71流入第一出口流道23、另一种液体从第二泵腔72流入第二出口流道24。
第一压电振子41、第二压电振子42施加交变电压信号，第一工作状态和第二工作状态交替进行，液体持续的从第一入口流道21、第二入口流道22泵送至第一出口流道23、第二出口流道24，第一出口流道23、第二出口流道24并入汇合流道25实现被动混合，超声发生器6通过超声激励加大液体的扰动，进一步加强混合效果。
一种控制装置，如图8所示，包括：压电驱动控制电路201、微控制器200、电容传感器206、用户操作接口205、存储器204、系统电源203、DC-DC升压电路202；所述压电驱动控制电路201生成交变电压信号用于驱动第一压电振子41、第二压电振子42、超声发生器6；所述微控制器200例如由CPU（Central Processing Unit：中央处理器）构成，是用于对混合器进行整体控制的单元；所述用户操作接口205用于接收使用者的操作、并将来自外部的命令输入微控制器200；所述系统电源203用于提供系统的电力；所述存储器204用于存储程序和存储测量结果，所述程序用于微控制器200等执行混合器驱动的步骤；所述微控制器200将用于驱动第一压电振子41、第二压电振子42、超声发生器6的控制信号输入压电驱动控制电路201；所述微控制器200通过电容传感器206获得第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84中弹性薄膜803的伸缩变形情况；所述DC-DC升压电路202是将作为系统电源203的电池的电压升压至适于驱动混合器的电压的电路；所述压电驱动控制电路201根据从微控制器200输入的控制信号来提供给第一压电振子41、第二压电振子42、超声发生器6的驱动电压和频率；所述电容传感器206通过实时检测电容实现对第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84中弹性薄膜803伸缩变形情况的监测。
一种控制方法，其步骤如下：
首先，微控制器200读取用户操作接口205中使用者设定的流体混合比例和流量，通过流量公式
及混合效果经验公式，式中
为比例系数、
为压电振子驱动电压、
为压电振子驱动频率，微控制器200计算得到第一压电振子41、第二压电振子42、超声发生器6的驱动电压和频率，根据电容计算公式
，微控制器200计算得到第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84中弹性薄膜803正常工作时的计算电容范围。
其次，微控制器200将控制信号发送至压电驱动控制电路201，压电驱动控制电路201生成相对应的驱动信号，第一压电振子41、第二压电振子42、超声发生器6开始振动，混合器开始工作；电容传感器206实时监测第一入口阀81、第二入口阀82、第一出口阀83、第二出口阀84中弹性薄膜803的电容，通过电容可以实时检测两种混合液体的泵送情况，并将电容值传送到微控制器200，微控制器200将检测的电容值与内部计算的电容范围比较，以此判断阀是否正常工作，当电容值在范围内时，正常工作，而当电容值突破计算范围时，微控制器200将报错。
Claims (3)
1.一种比例型液体微混合器，其特征在于： 从上到下依次连接有上盖板、中间板和下基板；所示上盖板和中间板之间安装有第一压电振子；所述中间板和下盖板之间安装有第二压电振子；所述中间体上下表面分别设置有第一泵腔和第二泵腔；所述第一泵腔与第一压电振子配套使用，第一压电振子的振动作用于第一泵腔；所述第二泵腔与第二压电振子配套使用，第二压电振子的振动作用于第二泵腔；所述中间体内部设置有第一入口流道、第二入口流道、第一出口流道、第二出口流道、汇合流道；混合的两种液体分别从所述第一入口流道和第二入口流道流入；所述第一泵腔配套设置有第一入口阀和第一出口阀；所述第二泵腔配套设置有第二入口阀和第二出口阀；所述第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀均与中间体固定连接；所述第一入口阀连通第一入口流道与第一泵腔并通过开闭实现第一入口流道到第一泵腔的单向流通；所述第二入口阀连通第二入口流道与第二泵腔并通过开闭实现第二入口流道到第二泵腔的单向流通；所述第一出口阀连通第一出口流道与第一泵腔并通过开闭实现第一泵腔到第一出口流道的单向流通；所述第二出口阀连通第二出口流道与第二泵腔并通过开闭实现第二泵腔到第二出口流道的单向流通；所述第一出口流道与第二出口流道交汇于汇合流道，混合后的液体从汇合流道流出；所述第一出口流道与第二出口流道交汇处设置有超声发生器；所述超声发生器为压电陶瓷驱动；所述超声发生器的发声方向与汇合流道的中轴线方向一致；所述第一压电振子外缘上下分别设置有第一密封圈和第二密封圈；所述第二压电振子外缘上下分别设置有第四密封圈和第三密封圈；所述第一密封圈和第二密封圈压紧并支撑第一压电振子，所述第三密封圈和第四密封圈压紧并支撑第二压电振子；所述第一压电振子、第二压电振子均由压电陶瓷晶片和金属基板同心粘接而成，且压电陶瓷晶片的直径小于金属基板的直径；所述第一出口阀位于第一泵腔的中心且位于第一压电振子的中心线上；所述第二出口阀位移第二泵腔的中心且位于第二压电振子的中心线上；所述第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀均为膜片阀且结构一致，通过所述膜片阀的正/反安装实现入口阀和出口阀相反的单向流体流通；所述膜片阀由阀体、弹性薄膜构成；所述阀体在圆周外缘设置有连接座；所述弹性薄膜在连接座处与阀体连接；所述阀体中心处设置有通孔；所述通孔被弹性薄膜覆盖；所述阀体与弹性薄膜接触的表面中心设置有凸台，所述凸台将弹性薄膜顶起，所述弹性薄膜具有预紧力；所述凸台截面为圆弧状；所述弹性薄膜为长条状，其宽度为t，通孔的直径为D，且1.1D<t<1.5D；所述弹性薄膜为多层弹性薄膜；所述多层弹性薄膜外层为柔性封装层；所述柔性封装层为绝缘柔性材料；所述多层弹性薄膜内部从上至下依次相连设置有第一柔性电极、柔性介电薄膜和第二柔性电极。
2.一种控制装置，用于权利要求1的比例型液体微混合器，其特征在于：包括压电驱动控制电路、微控制器、电容传感器、用户操作接口、存储器、系统电源、DC-DC升压电路；所述压电驱动控制电路生成交变电压信号用于驱动第一压电振子、第二压电振子、超声发生器；所述微控制器例用于对混合器进行整体控制的单元；所述用户操作接口用于接收使用者的操作和显示系统信息、并将来自外部的命令输入微控制器；所述系统电源用于提供系统的电力；所述存储器用于存储程序和存储测量结果，所述程序用于微控制器等执行混合器驱动的步骤；所述微控制器将用于驱动第一压电振子、第二压电振子、超声发生器的控制信号输入压电驱动控制电路；所述微控制器通过电容传感器获得第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜的伸缩变形情况；所述DC-DC升压电路是将作为系统电源的电池的电压升压至适于驱动混合器的电压的电路；所述压电驱动控制电路根据从微控制器输入的控制信号来提供给第一压电振子、第二压电振子、超声发生器驱动电压和频率；所述电容传感器通过实时检测电容实现对第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜伸缩变形情况的监测。
3.一种控制方法，其特征在于，基于所述权利要求2所述的控制装置，包括以下步骤：
第
步，微控制器读取用户操作接口中使用者设定的流体混合比例和流量，微控制器计算得到第一压电振子、第二压电振子、超声发生器的驱动电压和频率以及第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜正常工作时的计算电容范围；
第
步，微控制器将控制信号发送至压电驱动控制电路，压电驱动控制电路生成相对应的驱动信号，第一压电振子、第二压电振子、超声发生器开始振动，混合器开始工作，电容传感器实时监测第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀、第二出口阀中弹性薄膜的电容，并将电容值传送到微控制器，微控制器将检测的电容值与内部计算的计算电容范围比较，以此判断阀是否正常工作，当电容值在计算电容范围内时，正常工作，而当电容值突破所述计算电容范围时，微控制器将通过用户操作接口报错并停止混合器工作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211151097.7A CN115463593A (zh) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 一种比例型液体微混合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| CN115463593A true CN115463593A (zh) | 2022-12-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202211151097.7A Withdrawn CN115463593A (zh) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 一种比例型液体微混合器 |
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