CN117536839B - 一种压电泵、控制方法、控制装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种压电泵、控制方法、控制装置及存储介质，涉及流体泵技术领域。本公开涉及的压电泵包括流道，所述流道包括流道入口、流道出口以及位于所述流道入口和所述流道出口之间的两个以上形变区，所述形变区包括压力传感器且所述形变区的至少部分流道壁由柔性压电形变层形成；所述压力传感器用于获取其所在形变区的流道壁的压力值，进而获得其所在形变区的容积信息；所述形变区的柔性压电形变层能够在电信号的驱动下产生正向形变或负向形变，进而改变该形变区的容积。

Description

一种压电泵、控制方法、控制装置及存储介质

技术领域

本说明书涉及流体泵技术领域，特别涉及一种压电泵、控制方法、控制装置以及存储介质。

背景技术

泵是输送流体或使流体增压的机械。传统流体泵一般由电机驱动，体积较大，且易受到环境中电磁信号的干扰，不适宜控制微小流量，与此相比，压电泵具有结构简单、体积小巧、无电磁干扰等特点，被广泛应用于精密控制领域。然而现有的压电泵又存在输出流量小、流体回流较多等问题。

为此，本说明书一些实施例提供了一种压电泵、控制方法、控制方法以及存储介质，旨在解决上述问题。

发明内容

本说明书一些实施例提供的一种压电泵、控制方法、控制装置以及存储介质，旨在减少泵内流体回流、提高其输出流量。

为了实现上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种压电泵，包括流道，所述流道包括流道入口、流道出口以及位于所述流道入口和所述流道出口之间的两个以上形变区，所述形变区包括压力传感器且所述形变区的至少部分流道壁由柔性压电形变层形成；所述压力传感器用于获取其所在形变区的流道壁的压力值，进而获得其所在形变区的容积信息；所述形变区的柔性压电形变层能够在电信号的驱动下产生正向形变或负向形变，进而改变该形变区的容积；用于驱动所述柔性压电形变层的所述电信号与两个以上所述形变区中的压力传感器的输出信号相关，以使得相邻两个形变区中的第一形变区的容积缩小到目标小容积时，第二形变区的容积增大到目标大容积；其中，所述第一形变区相对于所述第二形变区更靠近所述流道入口。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，还包括控制部，每一所述形变区的所述压力传感器以及每一所述形变区的所述柔性压电形变层均与所述控制部具有信号连接，以便所述控制部获取所述压力传感器的输出信号，并基于所述压力传感器的输出信号输出所述电信号，来驱动柔性压电形变层产生形变。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，所述控制部包括处理器、驱动电源、调幅器和调频器；所述驱动电源、所述调幅器以及所述调频器均与所述处理器具有信号连接，所述处理器用于基于所述压力传感器的输出信号控制所述驱动电源产生初始电信号，并控制所述调幅器和/或所述调频器调整所述初始电信号的幅值和/或频率得到所述电信号，以便调整所述流道中流体的流量和/或流速。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，在所述形变区中，所述压力传感器与所述柔性压电形变层相对设置。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，每一所述形变区的所述柔性压电形变层正向形变时，其凸向所述流道外以增加其所在形变区的容积，每一所述形变区的所述柔性压电形变层负向形变时，其凸向流道内以减小其所在形变区的容积。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，所述流道为直线形通道；所述直线形通道的两端开设有所述流道入口和所述流道出口，所述两个以上形变区沿所述直线形通道的长度方向依次布设。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，所述形变区的流道壁上开设有贯穿至外界的第一开孔，所述第一开孔内设有周向台阶，当前形变区中的所述柔性压电形变层的边缘与所述周向台阶密封固定。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，所述第一开孔上靠近外界的一端设置有密封盖，以将所述柔性压电形变层与外界隔离，当前形变区的所述柔性压电形变层上用于传输所述电信号的导线穿过所述密封盖引出到外界。

根据本说明书一个或多个实施例所述的压电泵，所述形变区的流道壁上开设有贯穿至外界的第二开孔，当前形变区中的所述压力传感器密封安装于所述第二开孔上，其信号线通过所述第二开孔引出到外界；所述压力传感器为压电陶瓷式压力传感器。

本说明书一个或多个实施例还提供了一种用于前述压电泵的控制方法，包括：当所述第一形变区的压力传感器的输出信号反映有流体进入所述第一形变区时，向所述第一形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以使第一形变区的容积达到目标大容积；当所述第二形变区的压力传感器的输出信号反映有流体进入所述第二形变区时，向所述第二形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以及向所述第一形变区的柔性压电形变层输出负向电信号，以使第一形变区的容积达到目标小容积，第二形变区的容积达到目标大容积。

根据本说明书一个或多个实施例所述的控制方法，向形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以使该形变区的容积达到目标大容积，包括：基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的正向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于所述设定流量对应的正向压力值时，增加所述正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的正向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于所述设定流量对应的正向压力值时，减小所述正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的正向压力值；或者包括：当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于所述柔性压电形变层最大正向形变程度对应的压力值时，增加所述正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述最大正向形变程度对应的压力值。

根据本说明书一个或多个实施例所述的控制方法，向形变区的柔性压电形变层输出负向电信号，以使该形变区的容积达到目标小容积，包括：基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的负向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于所述设定流量对应的负向压力值时，增加所述负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的负向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于所述设定流量对应的负向压力值时，减小所述负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的负向压力值；或者包括：当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于柔性压电形变层最大负向形变程度对应的压力值时，增加所述负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述最大负向形变程度对应的压力值。

根据本说明书一个或多个实施例所述的控制方法，还包括：基于设定流速以及流速-压力变化率关系，确定所述设定流速对应的压力变化率；所述设定流速对应的压力变化率不大于预设的变化率阈值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率大于所述设定流速对应的压力变化率时，降低所述电信号的频率，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率等于所述设定流速对应的压力变化率；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率小于所述设定流速对应的压力变化率时，提高所述电信号的频率，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率等于所述设定流速对应的压力变化率。

本说明书一个或多个实施例还提供了一种控制装置，包括处理器以及存储介质，所述存储介质存储有程序指令，所述处理器用于执行所述程序指令中的至少部分，以实现前述的控制方法。

本说明书一个或多个实施例还提供了一种存储介质，存储有程序指令，当所述程序指令中的至少部分被处理器执行时，实现前述的控制方法。

本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：（1）压电泵的流道上设置两个以上形变区，相邻形变区的容积交替扩张和收缩，继而驱动流道内的流体产生蠕动效果，带动流体移动，实现无阀压电泵的功能，同时能有效减少流体回流，提高了压电泵的输出流量；（2）根据形变区的压力传感器的实时探测信号，可以控制形变层形变至最大正向形变程度或最大负向形变程度，即充分利用形变层的形变空间，确保压电泵工作在较大流量状态；（3）根据形变区的压力传感器的实时探测信号可以监控流道内部流体的流动状态，并根据流体在泵体内实际流动状态由处理器实时控制调频器与调幅器，改变柔性压电形变层电信号幅值与频率，进而控制柔性压电形变层的形变程度和形变频率，最终灵活控制泵体内流体的流量与流速，另外，改变对形变区的控制顺序，还可以灵活控制泵体内流体的流向，以满足不同应用场景或用户的使用需求。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。附图中相同的编号表示相同的结构或步骤。

图1是根据本说明书一些实施例所示的压电泵（剖面）的结构示意图。

图2是根据本说明书一些实施例所示的压电泵的外观示意图。

图3是根据本说明书一些实施例所示的压电泵的电路连接示意图。

图4是根据本说明书一些实施例所示的控制方法流程图。

图5是根据本说明书另一些实施例所示的控制方法流程图。

图6是根据本说明书又一些实施例所示的控制方法流程图。

图7是根据本说明书一些实施例所示的压电泵（剖面）的第一工作状态示意图。

图8是根据本说明书一些实施例所示的压电泵（剖面）的第二工作状态示意图。

图9是根据本说明书一些实施例所示的流量控制流程图。

图10是根据本说明书另一些实施例所示的流量控制流程图。

图11是根据本说明书一些实施例所示的流速控制流程图。

附图标记： 1 流道；11 密封块；2 流道入口；3 流道出口；4左形变区；41 第一柔性压电形变层；411导线；42 密封盖；43 第一压力传感器；431 信号线；44 第一开孔；441周向台阶；5中间形变区；51 第二柔性压电形变层；53 第二压力传感器；6右形变区；61 第三柔性压电形变层；63 第三压力传感器；10 主体。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将结合附图对实施例进行详细介绍。显而易见地，下面描述的内容是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些技术内容将本说明书披露的技术方案或手段应用于其它情景。

应当理解，本说明书使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

在无特别说明的情况下，本说明书中描述组件、元件等的技术术语并非特指单数，也可包括复数。一般说来，“包括”、“包含”等术语仅提示包括已明确标识的步骤、元素或组件，而这些步骤、元素和组件不构成排它性的罗列，如所描述的方法或者设备也可能包含其它的步骤或组件。

本说明书中使用了流程图用来说明相关实施例的装置或系统所执行的操作步骤，但在无特别说明的情况下，描述这些步骤时所采用的顺序不应被理解为对步骤执行顺序的限制。本领域的普通技术人员可以根据本说明书实施例所传达的知识信息对这些步骤的执行顺序进行调整，所述调整包括但不限于先后关系的对调、多个步骤的合并以及某步骤的拆分。

泵是输送流体或使流体增压的机械，是流体驱动器的一种。传统流体泵一般由电机驱动，体积较大，且易受到环境中电磁信号的干扰。随着科学技术的不断发展，流体泵在工作机理上以及结构上都在不断变化。压电泵便是近年来开发出来的一种新型泵，不需要附加驱动电机，而是利用逆压电效应使压电材料产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体传输。与传统泵相比，压电泵具有结构简单、体积小、重量轻、耗能低、无噪声、无电磁干扰等特点，因此，压电泵广泛应用于微小或精密流体驱动的领域，所述领域包括但不限于航空航天、精密仪器制造、生物医学、医疗器械等。作为示例，压电泵可以用于航空航天领域中精密电子设备等的液冷散热、生物医学领域中的液体或试剂输送等场景。

然而在一些具体的应用场景中，压电泵存在输出流量较小的问题，以至于难以达到相应应用场景所需的流量要求。压电泵的泵送能力一方面受限于压电材料的最大形变程度，另一方面则是由于对压电材料的形变控制不合理导致泵内流体存在较明显的回流现象，进而降低了压电泵的输出性能。

为此，本说明书一些实施例提供了一种压电泵以及控制方法，旨在减少泵内流体回流、提高其输出流量。

本说明一些实施例提供的压电泵包括流道，所述流道上开设有流道入口和流道出口。所述流道还包括两个以上形变区，所述形变区位于所述流道入口和所述流道出口之间。流道为压电泵中流通流体的结构，流体可以从所述流道入口进入，穿过流道后由所述流道出口排出。所述流体可以是液体或气体，示例性的，所述流体可以是用于冷却散热的气体，或者是用于生物实验的液体试剂等。换句话说，压电泵可以通过流道入口和流道出口与外部流体输送管道连通。在一些实施例中，流道入口和流道出口可以具有与外部流体输送管道适配的接头，具体的，所述接头可以通过卡接、螺纹配合、套接等方式与外部流体输送管段对接和密封固定。在一些实施例中，所述流道的形状可以是直线形通道，其横截面可以是圆形、正方形、矩形、椭圆形等各种形状，所述流道入口和流道出口位于所述直线形通道的两端，所述两个以上形变区则可以沿所述直线形通道的长度方向依次布设。将流道设置为直线形通道更有利于流体流通，相对于弯道、弧形通道等更有利于减少流道内的流体滞留区域，同时还可以使流道内各处的压力分布更均匀。在一些实施例中，形变区的数量具体可以是两个、三个、四个或更多，当形变区的数量为三个以上时，两两相邻形变区的距离可以是相等的，也可以是不相等。

形变区是流道的一部分。具体的，形变区可以看成是流道上具有一定间隔距离的两个横截面以及所述两个横截面之间的流道壁围成的区域。与形变区以外的流道部分不同的是，形变区的至少部分流道壁是由柔性压电形变层形成的，如此，当柔性压电形变层发生形变时，形变区的容积是可变的。在一些实施例中，柔性压电形变层为由压电材料构成的柔性形变层，其中，压电材料可以是PVDF（聚偏二氟乙烯）或PVDF-TrFE（偏二氟乙烯与三氟乙烯的共聚物）。以PVDF-TrFE为例，其具有良好的力学性能、压电效应以及逆压电效应，最大应变程度可超4%（即，形变引起的尺寸增量相对未发生形变时的初始尺寸的比值），进而为提高压电泵的输出流量奠定了结构基础。

形变区的柔性压电形变层（或简称为形变层）能够在电信号的驱动下发生逆压电效应、产生形变。在一些实施例中，形变层的形变方向可以与电信号的极性或相位有关。具体的，向形变层施加第一相位（如0相位或初始相位）的电信号时，形变层凸向第一方向，当向形变层施加第二相位（如180°相位）的电信号时，形变层凸向第二方向。其中，所述第一方向和第二方向可以是相反的两个方向。为了区分，形变层在不同方向的形变可以分别称为正向形变和负向形变，与之对应的电信号可以分别称为正向电信号和负向电信号。在一些实施例中，形变层中的柔性压电形变层正向形变时，其凸向流道外以增加形变区的容积，所述柔性压电形变层负向形变时，其凸向流道内以减小形变区的容积。需要说明的是，本说明书中的“第一”、“第二”或者“正向”、“负向”仅为区分，不应将某种绝对状态理解为对其的限制，例如，在一些场景中，也可以将凸向流道内的形变称为正向形变，又例如，可以将第一相位的电信号称为正向电信号或称为负向电信号。为了简明、清楚的阐述，本说明书主要以形变层凸向流道外、使形变区扩容的形变为正向形变，形变层凸向流道内、使形变区容积缩小的形变为负向形变为例进行说明。

在一些实施例中，所述形变区还包括压力传感器。所述压力传感器用于获取其所在形变区的流道壁所承受的流体的压力值。压力传感器可以设置在形变区流道壁上除柔性压电形变层以外的任意位置。例如，压力传感器可以粘接于变形区的流道壁上。当有流体进入流道，流体自然会对流道壁产生压力，流体越多，压力值也就越大，反之则越小。当流体进一步进入流道的形变区时，由于形变区的至少部分流道壁是可以发生形变的，因此，当形变区的容积随柔性压电形变层变化时，进入形变区的流体的量也会随之发生变化，进而形变区中的压力传感器检测的压力值可以同时反映出其所在形变区的容积信息。在一些实施例中，形变区的容积信息可以具体包括以下一种或多种信息的组合：形变区的容积值、容积值的变化方向（如容积变大或者减小）、形变区某方向上的尺寸（如形变区竖直方向上的长度）且该尺寸与形变区容积正相关。

在一些实施例中，所述压力传感器可以是压电陶瓷式压力传感器或者压阻式压力传感器。其中，压电陶瓷式压力传感器利用压电效应进行压力检测，具体的，当压力传感器上的压电陶瓷受到压力产生形变时，压电陶瓷会产生感应电信号，受到的压力越大，形变则越大，感应出的电信号的幅值则越大，因此所述电信号可以反映压力值。可以看出，压电陶瓷式压力传感器利用的是压电材料的压电效应，柔性压电形变层利用的是压电材料的逆压电效应，压电陶瓷的形变层度远小于柔性压电形变材料，因此，使用压电陶瓷式压力传感器检测形变区的流体压力以及形变区的容积信息，不会对形变区的容积产生额外的影响，检测精度较好。

在一些实施例中，用于驱动所述柔性压电形变层的所述电信号与两个以上形变区中的压力传感器的输出信号相关，以使得相邻两个形变区中的第一形变区的容积缩小到目标小容积时，第二形变区的容积增大到目标大容积；其中，所述第一形变区相对于所述第二形变区更靠近所述流道入口。作为示例，驱动第一形变区中形变层的电信号可以与第一形变区的压力传感器以及其相邻形变区的压力传感器的输出信号相关，驱动第二形变区中形变层的电信号可以与第二形变区的压力传感器以及其相邻形变区的压力传感器的输出信号相关。所述目标小容积可以是与用户设定流量相关的最小容积或者可以是形变层发生最大程度的负向形变时形变区的容积，所述目标大容积可以是与用户设定流量相关的最大容积或者可以是形变层发生最大程度的正向形变时形变区的容积。

当第一形变区缩小到目标小容积时，第二形变区便增大到目标大容积，如此，可以在流体从第一形变区流向第二形变区时，第一形变区主动的挤压流体，同时第二形变区主动的吸纳流体，进而增加流道中流体的流量，提高压电泵的输出性能。在一些实施例中，形变区从初始容积（如形变层非极化状态时的容积）到目标小容积的容积变化量与形变区从初始容器到目标大容积的容积变化量相等，如此可以较大程度的确保从第一形变区“挤出”流体能够全部被第二形变区吸纳，进而较大程度的减少了流道中的流体回流，有助于提高压电泵的输出性能。关于设定流量、目标大容积以及目标小容积等更多内容还可以在说明书关于控制方法的相关说明中找到，在此不再赘述。

图1是根据本说明书一些实施例所示的压电泵的结构示意图，从剖面展示了压电泵的内部结构。图1所示的压电泵具有一个刚性的主体10。在一些实施例中，主体10可以由金属、塑料或陶瓷等材料制成。示例性的，金属可以进一步包括不锈钢、铸铁、铜等材料，塑料可以进一步包括PVC（Polyvinyl chloride，聚氯乙烯）、聚四氟乙烯、聚丙烯等，陶瓷进一步包括碳化硅、氧化铝等。进一步，可以通过打孔或与铸造等方式在主体10上开设出流道1。因此不难理解，开设于主体10中的流道1的流道壁的至少大部分区域也是刚性的。流道1的两端分别向主体10的底面开设有流道入口2和流道出口3。仅作为示例，可以在图1所示的主体10中沿水平方向贯穿开设出流道1，并在流道1的两端分别靠近主体10左、右侧壁的位置处向主体10的底面开设出流道入口2和流道出口3，而流道1在主体10左、右侧壁的开口处分别设置密封块11，进而将流道1在主体10侧面上的开口进行封堵。在一些实施例中，密封块11可以拆卸，以便于流道清理。在另一些实施例中，流道入口2和流道出口3的位置可以互换，又或者流道开口2和流道开口3可以朝向主体10的顶面开设。在又一些实施例中，流道入口2和流道出口3还可以分别朝向主体10的左右侧面开设。在流道入口2和流道出口3之间，沿所述流道1的长度方向依次布设有三个形变区，为了区别，不妨分别称为左形变区4、中间形变区5以及右形变区6。在一些实施例中，多个形变区可以具有相同或近似的构造，以左形变区4为例，左形变区4内的部分流道壁由第一柔性压电形变层41形成，第一压力传感器43设置在左形变区4中与第一柔性压电形变层41相对的位置。所述相对，可以是指第一柔性压电形变层41的几何中心与第一压力传感器43的几何中心的连线经过流道横截面的几何中心（如圆形横截面上的圆心、又如矩形横截面上的对角线交点、又如椭圆形横截面上的长轴与短轴的交点等），又或者，所述相对可以指第一柔性压电形变层41在左形变区4流道壁上的正投影能够与第一压力传感器43所在区域重叠，反之亦然。将第一压力传感器43与第一柔性压电形变层41相对设置，有助于进一步提高检测精度。

继续参见图1所示的左形变区4，在一些实施例中，左形变区4的流道壁上开设有贯穿至外界的第一开孔44，第一开孔44内设有周向台阶（如图5所示的周向台阶441），所述柔性压电形变层的边缘与所述周向台阶密封固定。第一开孔44的横截面可以是圆形、矩形等，其可以具有与外界连通的第一端口和与主体10内部流道1连通的第二端口。在一些实施例中，周向台阶441可以是第一开孔44靠近或邻接第二端口的内壁上向其开孔中心轴线径向凸出的一圈凸脊，凸脊上朝向第一端口的上表面具有平整的面，所述柔性压电形变层的边缘可以通过密封胶粘接固定在所述周向台阶441的上表面，或者所述柔性压电形变层的边缘通过螺钉固定在所述周向台阶441的上表面，然后使用密封胶密封。示例性的，密封胶可以是环氧树脂胶。如此设置，可以使第一柔性压电形变层41尽可能与第一开孔44的所述第二端口齐平，确保流道中的流体压力或流阻均衡。在另一些实施例中（图中未示出），周向台阶可以是沿开孔横截面径向凹进第一开孔内壁的一圈凹槽，凹槽朝向第一端口的下表面具有平整的面，柔性压电形变层的边缘可以通过密封胶粘接固定在所述周向台阶的下表面。同理，在又一些实施例中，柔性压电形变层的边缘也可以密封固定在所述凹槽的上表面。

继续参见图1所示的左形变区4，在一些实施例中，第一开孔44上靠近外界的一端设置有密封盖42，密封盖42可以将所述第一柔性压电形变层41与外界隔离，减少外部环境对第一柔性压电形变层41的影响，延长使用寿命。第一柔性压电形变层41上具有用于传输电信号的导线411，密封盖42上开设有孔洞，导线411可以从所述孔洞穿过所述密封盖42引出到外界，以便与外部的控制部或电子设备连接。在一些实施例中，所述孔洞内可以填充密封胶，起到固定导线411以及密封的作用。

左形变区4的流道壁上还开设有贯穿至外界的第二开孔，第二开孔可以与第一开孔相对设置，第二开孔可以具有与第一压力传感器43外形相适配的形状，以便容置第一压力传感器43并将其密封安装于第二开孔上，第一压力传感器43的信号线431通过所述第二开孔引出到外界，以便与外部的控制部或电子设备连接。在形变区流道壁上开设第二开孔可以便捷的将压力传感器安装于形变区内。继续参见图1，第二开孔可以具有较大内径的第一部和较小内径的第二部，进而第二开孔的纵向剖面（即与图1所述的压电泵的剖面平行的剖面）呈“T”形，所述第一部用于容纳第一压力传感器43，第二部用于引出信号线431。如此，可以避免压力传感器占据流道空间，有助于提高压电泵的输出流量。在又一些实施例中（图中未示出），第二开孔具有统一的内径，压力传感器可以固定（如粘接）在左形变区4的内壁，信号线从第二开孔引出到外界。

图2是根据本说明书一些实施例所示的压电泵的外观示意图，从外观展示了本说明书一些实施例所示的压电泵的结构。如图2所示，压电泵的主体10大致呈长方体形状，其上有引出的用于传输驱动形变层电信号的导线以及压力传感器的信号线，图2中还可以观察到流道入口2和流道出口3。

在一些实施例中，压电泵（图1或图2所示的压电泵）需要通过控制部驱动。控制部与压电泵中的压力传感器以及柔性压电形变层均具有信号连接，以便获取所述压力传感器的输出信号，并基于所述压力传感器的输出信号输出所述电信号。在一些实施例中，控制部和图1或图2所示的压电泵是独立的两个部分，可以为压电泵灵活配置与其输入、输出信号规格（如电压幅值范围、电压极性等）兼容的控制部，使其流道上的相邻形变区的容积能够交替变化即可。而在另一些实施例中，控制部可以是压电泵的一部分。图3是根据本说明书一些实施例所示的压电泵的电路连接示意图。

如图3所示，所述控制部可以进一步包括处理器、驱动电源、调幅器和调频器。其中，处理器可以进行信号处理或相关运算，并输出控制指令。驱动电源可以输出一定频率和电压（或电流）幅值的电信号，为了区分，本说明书一些实施例将驱动电源直接输出的、未经过调制的电信号称为初始电信号。所述初始电信号可以是交流电信号，具体可以是脉冲信号、正弦波信号或三角波信号等等。在一些实施例中，驱动电源可以是电控的，其可以基于处理器的控制指令开始或停止工作，还可以基于控制指令切换信号波形。调幅器可以接收电信号，并对所述电信号的幅值进行放大或缩小。所述幅值可以是电压幅值，也可以是电流幅值。本说明书实施例主要以电压幅值为例进行阐述，调节电流幅值的方式与电压幅值类似。例如，初始电信号为幅值范围在±5V的正弦波信号，经过调幅器放大后，输出的电信号为±10V电压范围的正弦波信号，即幅值倍数为2。调幅器也可以是电控的，例如，调幅器可以接收处理器的相关控制指令，并基于此开始或停止工作，或者基于相关的控制指令调整幅值倍数，示例性的幅值倍数可以是0.5、1.5、2等。调频器可以接收电信号，并对所述电信号的频率进行调整。例如，初始电信号为频率为5Hz的脉冲信号，经过调频器调频后，输出的电信号为2.5Hz的脉冲信号，即频率倍数为0.5。调频器也可以是电控的，例如，调频器可以接收处理器的相关控制指令，并基于此开始或停止工作，或者基于相关的控制指令调整频率倍数，示例性的频率倍数可以是0.5、2、10等。在一些实施例中，调频器和调幅器可以是两个独立的设备，又或者两者的功能可以集成在一个设备中实现，该设备可称为调制器或调幅/调频器。

继续参见图3，所述驱动电源、所述调幅器以及所述调频器均与所述处理器具有信号连接。处理器同时还与压电泵主体上的压力传感器具有信号连接，经过调幅和/或调频的电信号传输至形变层。所述处理器用于基于所述压力传感器的输出信号控制所述驱动电源产生初始电信号，并控制所述调幅器和/或所述调频器调整所述初始电信号的幅值和/或频率得到所述电信号。在一些实施例中，控制部可以输出多路电信号，以分别传输至压电泵中多个形变区的形变层。例如，处理器可以同时与图1或图5所示的第一柔性压电形变层41、第二柔性压电形变层51、第三柔性压电形变层61、第一压力传感器43、第二压力传感器53以及第三压力传感器63具有信号连接。对于任一个形变层，处理器可以根据其所在形变区的压力传感器以及相邻形变区的压力传感器的输出信号，将所述初始电信号调制为该形变层的电信号。换句话说，不同形变层的驱动电信号可以是不同的。

在一些实施例中，驱动电源输出的初始电信号可以依次输入到调幅器和调频器中，处理器可以根据需要仅控制调幅器工作，或者仅控制调频器工作，或者两者同时工作，进而得到经过调幅的电信号，或者经过调频的电信号，或者经过调幅和调频的电信号。

流量是指单位时间内流经管道有效截面的流体量。电信号的幅值与形变层的形变程度相关，具体可以是正相关。作为示例，向形变层输出正向电信号，同时增加该电信号的幅值，形变层的正向形变程度将增加；向形变层输出负向电信号，同时增加该电信号的幅值，形变层的负向形变程度将增加。当驱动形变层的电信号的幅值较大时，意味着形变区的容积也会增加，进而流道的总容积也会增加，相应的，流道中流体的流量也会增加，反之，驱动形变层的电信号幅值较小时，流道中流体的流量也会减小。也就是说，调整驱动形变层的电信号的幅值，可以调整流道中流体的流量。

流速是指流体在单位时间内的位移。电信号的频率与形变层的形变频率相关，具体可以是正相关。作为示例，向形变层输出一定幅值的电信号，同时增加该电信号的频率，形变层的变化频率也会增加。当驱动形变层的电信号的频率较大时，意味着形变区的容积变化率也较大，形变区交替“挤压”流道中的流体的频率也会增加，随之，流道中流体的流速也会增加，反之，驱动形变层的电信号频率较小时，流道中流体的流速也会减小。也就是说，调整驱动形变区的电信号的频率，可以调整流道中流体的流速。

由此可知，当处理器控制所述调幅器和/或所述调频器调整所述初始电信号的幅值和/或频率得到所述电信号时，便可以最终调整所述流道中流体的流量和/或流速。

为了提高压电泵的输出性能，减少回流，本说明书一些实施例提供了一种压电泵的控制方法。所述控制方法可以应用于前述压电泵，具体可是图1和图2所示的压电泵。图1所示的压电泵具有三个形变区，为了便于说明，先以相邻的第一形变区和第二形变区的控制流程为例阐述所述控制方法，第一形变区可以是左形变区4，第二形变区可以是中间形变区5，或者第一形变区可以是中间形变区5，第二形变区是右形变区6。所述控制方法包括：当所述第一形变区的压力传感器的输出信号反映有流体进入所述第一形变区时，向所述第一形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以使第一形变区的容积增加至目标大容积；当所述第二形变区的压力传感器的输出信号反映有流体进入所述第二形变区时，向所述第二形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以及向所述第一形变区的柔性压电形变层输出负向电信号，以使第一形变区的容积缩小至目标小容积，第二形变区的容积增加至目标大容积。

图4是根据本说明书一些实施例所示的控制方法流程图，其以第一形变区为左形变区4，第二形变区为中间形变区5为例，进一步展示了如何实现上述控制流程。如图4所示，流程400可以包括以下步骤。

步骤411，获取左形变区4的第一压力传感器43的输出信号，并判断所述输出信号是否变化；如果没有变化，则重复执行本步骤，如果所述输出信号发生变化，则可以认为有流体进入到了左形变区4，之后执行步骤412。作为示例，步骤411可以由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤412，向第一柔性压电形变层41输出正向电信号，使得第一压力传感器43的输出信号达到第一目标值，之后执行步骤421。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤412所描述的控制过程。

在一些实施例中，第一目标值可以是目标大容积对应的压力值。当检测到左形变区4有流体进入时，使第一柔性压电形变层41发生形变，即左形变区4的容积变大，流道入口与左形变区4之间形成压力差，流体更容易流入左形变区4。在一些实施例中，不同容积对应的压力值可以通过测试实验获得。当压电泵制作完成后，可以对其进行测试，获得形变区在不同容积下，即形变层在不同形变程度下，形变区压力传感器的输出值，并将目标大容积对应的压力值作为所述第一目标值。对于不同的流体，同一形变层在同一形变程度下对应的压力传感器的输出值可以是不同的。使用时，可以根据实际情况进行测试标定。关于目标大容积的确定方式还可以在图7和图8的相关说明中找到，在此不再赘述。

换句话说，流程400通过检测左形变区4的第一压力传感器43是否达到第一目标值来判断左形变区4的容积是否达到目标大容积。如达到第一目标值，则说明当前左形变区4的容积已经为目标大容积，当前进入到形变区的流量已经足量，且左形变区4的流体可能进一步向其相邻的中间形变区5流动。

步骤421，获取中间形变区5的第二压力传感器53的输出信号，并判断所述输出信号是否变化；如果没有变化，则重复执行本步骤，如果所述输出信号发生变化，则可以认为有流体进入到了中间形变区5，之后执行步骤422和步骤423。作为示例，步骤421可以由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤422，向第二柔性压电形变层51输出正向电信号，使得第二压力传感器53的输出信号达到第一目标值。之后可以执行图5所示的流程500，或者执行流程600。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤422所描述的控制过程。

此时，左形变区4容积变小，中间形变区5容积变大，两个形变区之间产生压力差，流体更容易流入中间形变区5。当第二压力传感器53的输出信号达到第一目标值，则说明当前中间形变区5的容积已经为目标大容积，当前进入到中间形变区5的流量已经足量。如果中间形变区5之后还有其他形变区，中间形变区5的流体可以向其相邻的形变区，如右形变区6，流动，则执行图5所示的流程500，以便按照与从步骤421开始的类似的步骤控制右形变区6。若中间形变区5之后没有其他形变区，则执行图6所示的流程600，以便将中间形变区5中的流体排出流道。

步骤423，向第一柔性压电形变层41输出负向电信号，使得第一压力传感器43的输出信号达到第二目标值。之后回到步骤411。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤423所描述的控制过程。

在一些实施例中，第二目标值可以是目标小容积对应的压力值，与第一目标值类似，其也可以通过测试实验获得。当压电泵制作完成后，可以对其进行测试，获得形变区在不同容积下，即形变层在不同形变程度下，形变区压力传感器的输出值，并将目标小容积对应的压力值作为所述第二目标值。关于目标小容积的确定方式还可以在图7和图8的相关说明中找到，在此不再赘述。

换句话说，流程400通过检测左形变区4的压力传感器是否达到第二目标值来判断左形变区4的容积是否达到目标小容积。如达到第二目标值，则说明当前左形变区4的容积已经为目标小容积，可以从流道入口接收“下一波”流体，即处理器可以重新从步骤411开始执行。

图4所示控制流程中，如果中间形变区5达到第一目标值，则说明当前中间形变区5的容积已经为目标大容积，当前进入到中间形变区5的流量已经足量。如果存在右形变区6，此时便可按照从步骤421开始的类似的步骤控制右形变区6。由于右形变区6的容积为增加趋势，而又有“新的”流体从流道入口进入左形变区4，中间形变区5的流体更大概率流向远离流道入口的右形变区6，而非左形变区4，有效减小了流体回流的量。如果不存在下一个形变区，此时执行流程600，中间形变区5中的流体在容积缩小挤压且来自流道入口的“新的”流体的作用下，大概率流向流道出口，同样有效减少了流体回流的现象。

图5是根据本说明书另一些实施例所示的控制方法流程图，结合图4所示的控制流程，图5所示的流程500进一步展示了当形变区数量为三个时如何实现压电泵的控制方法。如图5所示，流程500可以包括以下步骤。

步骤521，获取右形变区6的第三压力传感器63的输出信号，并判断所述输出信号是否变化；如果没有变化，则重复执行本步骤，如果所述输出信号发生变化，则可以认为有流体进入到了右形变区6，之后同时执行步骤522和步骤523。作为示例，步骤521可以由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤522，向第三柔性压电形变层61输出正向电信号，使得第三压力传感器63的输出信号达到第一目标值。之后执行步骤524。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤522所描述的控制过程。

步骤523，向第二柔性压电形变层51输出负向电信号，使得第二压力传感器53的输出信号达到第二目标值。之后回到步骤421。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤523所描述的控制过程。

步骤524，向第三柔性压电形变层61输出负向电信号，使得第三压力传感器63的输出信号达到第二目标值。之后回到步骤521。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤524所描述的控制过程。

当中间形变区5的第二压力传感器53的输出信号达到第二目标值，则说明当前中间形变区5的容积已经为目标小容积，可以从左形变区4接收“下一波”流体，即处理器可以重新从步骤421开始执行。

当第三压力传感器63的输出信号达到第一目标值，则说明当前右形变区6的容积已经为目标大容积，当前从中间形变区5进入到右形变区6的流量已经足量，且右形变区6的流体需要被“挤压”以助于排出流道，即从步骤524开始执行，当右形变区6的容积缩小到目标小容积后，控制流程又回到步骤521，以便从中间形变区5接收“下一波”流体。

对于图1或图2所示的压电泵，处理器或控制部可以重复执行流程400和流程500，使得三个形变区的容积交替变化。

图7是根据本说明书一些实施例所示的压电泵（剖面）的第一工作状态示意图，其展示的是执行前述控制方法时，压电泵内部在某一时刻下的状态。此时，左形变区4和右形变区6达到目标大容积，中间形变区5达到目标小容积。

图8是根据本说明书一些实施例所示的压电泵（剖面）的第二工作状态示意图，其展示的是执行前述控制方法时，压电泵内部在另一时刻下的状态。此时，左形变区4和右形变区6达到目标小容积，中间形变区5达到目标大容积。

在执行前述控制方法的过程中，图1所示的压电泵中的形变区按照图5和图6交替变化，压电泵中流道的流体便会以“蠕动”的方式从流到入口被传输到流道出口，直到排出压电泵。各形变区的形变层有机的联动，可以有效减少流道中流体的回流现象，提高压电泵的输出性能。

在一些实施例中，形变区的数量为2，即图1所示的压电泵中中间形变区5之后不存在右形变区6，在执行图4所示的流程400时、中间形变区5的容积达到目标大容积时，可以接着执行图6所示的流程600。

图6是根据本说明书另一些实施例所示的控制方法流程图，结合图4所示的控制流程，图6所示的流程600进一步展示了当形变区数量为两个时如何实现压电泵的控制方法。如图6所示，流程600可以包括以下步骤。

步骤623，向第二柔性压电形变层51输出负向电信号，使得第二压力传感器53的输出信号达到第二目标值。之后回到步骤421。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤623所描述的控制过程。

当中间形变区5的第二压力传感器53的输出信号达到第二目标值，则说明当前中间形变区5的容积已经为目标小容积，可以从左形变区4接收“下一波”流体，即处理器可以重新从步骤421开始执行。

以上示出了两个形变区和三个形变区的控制方法，在一些实施例中，压电泵的形变区可以是更多个，其控制方法可以在流程400的基础上灵活组合适当数量的流程500和/或适当数量的流程600得到。在图4~图6所示的控制流程基础上，本说明书一些实施例进一步提供了流量控制流程和流速控制流程，以调节压电泵按需要以一定的流量和/或流速输送流体。

在一些实施例中，用户可以设置流体流量，本说明书一些实施例所示的控制方法可以获取用户的设定流量，控制形变区的容积增加或缩小，以满足用户的流量需求。用户设定的流量对应有相应的目标大容积和目标小容积。其中，目标大容积为形变区的形变层正向形变到目标程度时对应的容积，目标小容积为该形变区的形变层负向形变到目标程度时对应的容积。对于同一压电泵内的不同形变区，可以设置相同的目标大容积和相同的目标小容积。形变层一般具有形变极限，其包括最大正向形变程度和最大负向形变程度。用户可以根据使用场景，设置压电泵的流量，但其对应的目标大容积和目标小容积不应超过形变层的最大正向形变程度和最大负向形变程度分别对应的容积。

在图4和图5所示的控制流程中，为了向形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以使该形变区的容积达到目标大容积，处理器可以：基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的正向压力值，正向压力值即为形变区的容积达到设定流量对应的目标大容积时，形变区内部流体对流道壁产生的压力值，其可以是图4和图5中所述第一目标值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于设定流量对应的正向压力值时，增加正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于设定流量对应的正向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于设定流量对应的正向压力值时，减小正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于设定流量对应的正向压力值。

在一些实施例中，可以通过图9所示的控制流程实现上述控制过程，图9所示的流程900可以由处理器或控制部执行。如图9所示，流程900包括以下步骤。

步骤910，基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的正向压力值。作为示例，步骤910可由图3所示的控制部中的处理器执行。

在一些实施例中，可以预先获取流量-压力关系。所述流量-压力关系包含流道中流体流量以及流道壁承受的压力值的映射关系。其可以通过测试实验获得。作为示例，压电泵制造完成后，可以对其进行测试实验，工作人员使处理器按照图4所示的控制流程控制压电泵中各形变区，此时，工作人员可以自行设定第一目标值和第二目标值，当压电泵稳定工作后，获取一定时段内压电泵排出的流体量，进而获得当前压电泵中流体的流量（流量=一定时段内的流体量/时段的时长），记录所述流体流量、设定的第一目标值以及设定的第二目标值，便获得所述流量-压力关系中的一条映射记录，工作人员可以多次调整第一目标值和第二目标值，得到所述流量-压力关系中的多条映射记录。

当用户给出设定流量时，处理器便可根据所述设定流量在所述流量-压力关系中找到其对应的第一目标值，即设定流量对应的正向压力值。

步骤920，判断所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值是否小于设定流量对应的正向压力值，若是，则执行步骤930，若否，则执行步骤940。作为示例，步骤920可由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤930，增加正向电信号的幅值，之后回到步骤920。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤930所描述的控制过程。

步骤940，判断所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值是否大于设定流量对应的正向压力值，若是，则执行步骤950，若否，则回到步骤920。作为示例，步骤940可由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤950，减小正向电信号的幅值，之后回到步骤940。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤950所描述的控制过程。

在一些实施例中，步骤910可以替换为获取形变层最大正向形变程度对应的正向压力值；相应的，步骤940和步骤950可以去掉，步骤920中的“设定流量对应的正向压力值”可以替换为“形变层最大正向形变程度对应的正向压力值”，如此，可以默认控制形变区达到形变层最大正向形变程度对应的最大容积。其中，形变层最大正向形变程度对应的正向压力值也可以通过测试实验获得，例如，工作人员可以使流体充满压电泵的流道，向形变层施加正向电信号，并逐渐增加正向电信号的幅值，当形变层的正向形变达到最大时，记录该形变区压力传感器的输出值，便可得到最大正向形变程度对应的压力值。

在一些实施例中，为了向形变区的柔性压电形变层输出负向电信号，以使该形变区的容积缩小至目标小容积，处理器可以：基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的负向压力值，负向压力值即为形变区的容积达到设定流量对应的目标小容积时，形变区内部流体对流道壁产生的压力值，其可以是图4~图6中所述第二目标值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于设定流量对应的负向压力值时，增加负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于设定流量对应的负向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于设定流量对应的负向压力值时，减小负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于设定流量对应的负向压力值。

在一些实施例中，可以通过图10所示的控制流程实现上述控制过程，图10所示的流程1000可以由处理器或控制部执行。如图10所示，流程1000包括以下步骤。

步骤1010，基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的负向压力值。作为示例，步骤1010可由图3所示的控制部中的处理器执行。

当用户给出设定流量时，处理器便可根据所述设定流量在所述流量-压力关系中找到其对应的第二目标值，即设定流量对应的负向压力值。

步骤1020，判断所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值是否大于设定流量对应的负向压力值，若是，则执行步骤1030，若否，则执行步骤1040。作为示例，步骤1020可由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤1030，增加负向电信号的幅值，之后回到步骤1020。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤1030所描述的控制过程。

步骤1040，判断所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值是否小于设定流量对应的负向压力值，若是，则执行步骤1050，若否，则回到步骤1020。作为示例，步骤1040可由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤1050，减小负向电信号的幅值，之后回到步骤1040。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向驱动电源以及调幅器发出指令，实现步骤1050所描述的控制过程。

图9所示的流程900和图10所示的流程1000可以结合，使得压电泵的输出流量稳定在用户指示的预定流量。

在一些实施例中，步骤1010可以替换为获取形变层最大负向形变程度对应的负向压力值；相应的，步骤1040和步骤1050可以去掉，步骤1020中的“设定流量对应的负向压力值”可以替换为“形变层最大负向形变程度对应的负向压力值”，如此，可以默认控制形变区达到形变层最大负向形变程度对应的最小容积。此过程可以与默认控制形变区达到形变层最大正向形变程度对应的最大容积的过程结合，使得压电泵可以工作在最大输出流量的状态下。与形变层最大正向形变程度类似的，形变层最大负向形变程度对应的负向压力值也可以通过测试实验获得，例如，工作人员可以使流体充满压电泵的流道，并向形变层施加负向电信号，并逐渐增加负向电信号的幅值，当形变层的负向形变达到最大时，记录该形变区压力传感器的输出值，便可得到最大负向形变程度对应的压力值。

如前所述，流道中流体的流速与形变区的容积变化率或压力变化率相关，在一些实施例中，用户还可以设置流体流速，本说明书一些实施例所示的控制方法可以获取用户的设定流速，在图4~图6的控制流程基础上，调整形变层驱动电信号的频率，进而调整形变区的容积的变化率，以满足用户的流速需求。

在一些实施例中，当获取了用户的设定流速后，处理器可以执行图11所示的流程1100，如图11所示，流程1100包括以下步骤。

步骤1110，基于设定流速以及流速-压力变化率关系，确定所述设定流速对应的压力变化率。作为示例，步骤1110可由图3所示的控制部中的处理器执行。

在一些实施例中，可以预先获取流速-压力变化率关系。所述流速-压力变化率关系包含流道中流体流速以及流道壁承受的压力变化率的映射关系。其可以通过测试实验获得。作为示例，压电泵制造完成后，可以对其进行测试实验，工作人员使处理器按照图4和图5所示的控制流程、或者图4和图6所示的控制流程控制压电泵中各形变区，此时，工作人员可以固定第一目标值和第二目标值，进而使得压电泵的输出流量恒定，同时设定驱动形变层的电信号的频率，当压电泵稳定工作后，获取一定时段内压电泵排出的流体量，进而获得当前压电泵中流体的流速（流速=流量/流道的横截面积），记录所述流体流速以及压力传感器的输出信号所反映的压力变化率，便获得所述流速-压力变化率关系中的一条映射记录，工作人员可以多次调整电信号的频率，得到所述流速-压力变化率关系中的多条映射记录。

当用户给出设定流速时，处理器便可根据所述设定流速在流速-压力变化率关系中找到其对应的压力变化率。

在一些实施例中，柔性压电材料有其固有的响应频率。固有的响应频率可以理解为物体，如前述的柔性压电材料，在外界激励下能够响应该激励达到的最大振动频率，其与物体的材料等自身属性相关。一般来说，形变层的形变频率（亦可看作是振动频率，与形变区容积的变化率、压力变化率一致）与驱动电信号的频率正相关，但是当电信号的频率高于柔性压电材料固有的响应频率后，即使电信号的频率增加，形变层的形变频率也不会变化。因此，在一些实施例中，用户设定流速对应的压力变化率不大于预设的变化率阈值，所述变化率阈值即为形变层固有的响应频率对应的压力变化率，可以通过实验测试得到。

步骤1120，比较形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率与设定流速对应的压力变化率，若大于，则执行步骤1130，若小于，则执行步骤1140。作为示例，步骤1120可由图3所示的控制部中的处理器执行。

步骤1130，降低电信号的频率。此后可以回到步骤1120，直到形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率等于设定流速对应的压力变化率。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向调频器发出指令，实现步骤1130所描述的控制过程。

步骤1140，提高电信号的频率。此后可以回到步骤1120，直到形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率等于设定流速对应的压力变化率。作为示例，可以由图3所示的控制部中的处理器向调频器发出指令，实现步骤1140所描述的控制过程。

在一些实施例中，流程900和流程1000可以与流程1100叠加应用在图4~图6所示的控制流程上，进而实现对压电泵的流量和流速同时调节的目的。也就是说，本说明书一些实施例提供的控制流程，不仅可以提高压电泵的输出性能，减少回流，还可以根据需要灵活的调整压电泵的流量和流速。在一些实施例，还可以按照前述控制流程调整形变区的控制顺序，实现压电泵输送流体方向的灵活设置。

本说明书一些实施例还提供了一种控制装置，其包括处理器和存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序指令，所述处理器用于执行所述计算机程序指令中的至少部分，以实现本说明书一些实施例提供的控制方法。

本说明书一些实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令中的至少部分被处理器执行时，能够实现本说明书一些实施例提供的控制方法。

在一些实施例中，所述处理器可以是以下处理器中的一个或多个的组合：中央处理器（CPU）、专用集成电路（ASIC）、专用指令集处理器（ASIP）、图像处理器（GPU）、物理运算处理器（PPU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编辑门阵列（FPGA）、可编辑逻辑器件（PLD）、可编程逻辑控制器（PLC）、精简指令集计算机（RISC）、微处理器。

在一些实施例中，所述存储介质可以包括以下中的一种或多种的组合：大容量存储器、可移动存储器、挥发性读写存储器、只读存储器（ROM）。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态硬盘等。示例性的可移动存储器可以包括闪存盘、软盘、光盘、记忆卡、压缩硬盘、磁带等。示例性的挥发性读写存储器可以包括随机存储器（RAM）。示例性的随机存储器可以包括动态随机存储器（DRAM）、双数据率同步动态随机存储器（DDRSDRAM）、静态随机存储器（SRAM）、可控硅随机存储器（T-RAM）和零电容存储器（Z-RAM）等。示例性的只读存储器可以包括掩蔽型只读存储器（MROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、压缩硬盘只读存储器（CD-ROM）和数字多功能硬盘只读存储器等。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被教导，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

Claims (14)

1.一种压电泵，包括流道，其特征在于，所述流道包括流道入口、流道出口以及位于所述流道入口和所述流道出口之间的两个以上形变区，所述形变区包括压力传感器且所述形变区的至少部分流道壁由柔性压电形变层形成；

所述压力传感器用于获取其所在形变区的流道壁的压力值，进而获得其所在形变区的容积信息；

所述形变区的柔性压电形变层能够在电信号的驱动下产生正向形变或负向形变，进而改变该形变区的容积；用于驱动所述柔性压电形变层的所述电信号与两个以上所述形变区中的压力传感器的输出信号相关，以使得相邻两个形变区中的第一形变区的容积缩小到目标小容积时，第二形变区的容积增大到目标大容积；其中，所述第一形变区相对于所述第二形变区更靠近所述流道入口；

所述压电泵还包括控制部，每一所述形变区的所述压力传感器以及每一所述形变区的所述柔性压电形变层均与所述控制部具有信号连接，以便所述控制部获取所述压力传感器的输出信号，并基于所述压力传感器的输出信号输出所述电信号，来驱动柔性压电形变层产生形变。

2.根据权利要求1所述的压电泵，其特征在于，所述控制部包括处理器、驱动电源、调幅器和调频器；

所述驱动电源、所述调幅器以及所述调频器均与所述处理器具有信号连接，所述处理器用于基于所述压力传感器的输出信号控制所述驱动电源产生初始电信号，并控制所述调幅器和/或所述调频器调整所述初始电信号的幅值和/或频率得到所述电信号，以便调整所述流道中流体的流量和/或流速。

3.根据权利要求1所述的压电泵，其特征在于，在所述形变区中，所述压力传感器与所述柔性压电形变层相对设置。

4.根据权利要求1所述的压电泵，其特征在于，每一所述形变区的所述柔性压电形变层正向形变时，其凸向所述流道外以增加其所在形变区的容积，每一所述形变区的所述柔性压电形变层负向形变时，其凸向流道内以减小其所在形变区的容积。

5.根据权利要求1所述的压电泵，其特征在于，所述流道为直线形通道；所述直线形通道的两端开设有所述流道入口和所述流道出口，所述两个以上形变区沿所述直线形通道的长度方向依次布设。

6.根据权利要求1或5所述的压电泵，其特征在于，所述形变区的流道壁上开设有贯穿至外界的第一开孔，所述第一开孔内设有周向台阶，当前形变区中的所述柔性压电形变层的边缘与所述周向台阶密封固定。

7.根据权利要求6所述的压电泵，其特征在于，所述第一开孔上靠近外界的一端设置有密封盖，以将所述柔性压电形变层与外界隔离，当前形变区的所述柔性压电形变层上用于传输所述电信号的导线穿过所述密封盖引出到外界。

8.根据权利要求1或5所述的压电泵，其特征在于，所述形变区的流道壁上开设有贯穿至外界的第二开孔，当前形变区中的所述压力传感器密封安装于所述第二开孔上，其信号线通过所述第二开孔引出到外界；

所述压力传感器为压电陶瓷式压力传感器。

9.一种用于如权利要求1~8任一项所述的压电泵的控制方法，其特征在于，包括：

当所述第一形变区的压力传感器的输出信号反映有流体进入所述第一形变区时，向所述第一形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以使第一形变区的容积达到目标大容积；

当所述第二形变区的压力传感器的输出信号反映有流体进入所述第二形变区时，向所述第二形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以及向所述第一形变区的柔性压电形变层输出负向电信号，以使第一形变区的容积达到目标小容积，第二形变区的容积达到目标大容积。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，向形变区的柔性压电形变层输出正向电信号，以使该形变区的容积达到目标大容积，包括：

基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的正向压力值；

当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于所述设定流量对应的正向压力值时，增加所述正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的正向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于所述设定流量对应的正向压力值时，减小所述正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的正向压力值；

或者包括：

当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于所述柔性压电形变层最大正向形变程度对应的压力值时，增加所述正向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述最大正向形变程度对应的压力值。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，向形变区的柔性压电形变层输出负向电信号，以使该形变区的容积达到目标小容积，包括：

基于设定流量以及流量-压力关系，确定所述设定流量对应的负向压力值；

当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于所述设定流量对应的负向压力值时，增加所述负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的负向压力值；当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值小于所述设定流量对应的负向压力值时，减小所述负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述设定流量对应的负向压力值；

或者包括：

当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值大于柔性压电形变层最大负向形变程度对应的压力值时，增加所述负向电信号的幅值，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力值等于所述最大负向形变程度对应的压力值。

12.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：

基于设定流速以及流速-压力变化率关系，确定所述设定流速对应的压力变化率；所述设定流速对应的压力变化率不大于预设的变化率阈值；

当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率大于所述设定流速对应的压力变化率时，降低所述电信号的频率，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率等于所述设定流速对应的压力变化率；

当所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率小于所述设定流速对应的压力变化率时，提高所述电信号的频率，直到所述形变区的压力传感器的输出信号反映的压力变化率等于所述设定流速对应的压力变化率。

13.一种控制装置，包括处理器以及存储介质，所述存储介质存储有程序指令，所述处理器用于执行所述程序指令中的至少部分，以实现如权利要求9~12任一项所述的方法。

14.一种存储介质，存储有程序指令，当所述程序指令中的至少部分被处理器执行时，实现如权利要求9~12任一项所述的方法。