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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 王興華 | |
| dc.contributor.author | Shih-Kai Chou | en |
| dc.contributor.author | 周士凱 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-12T18:21:24Z | - |
| dc.date.available | 2007-09-03 | |
| dc.date.copyright | 2007-09-03 | |
| dc.date.issued | 2007 | |
| dc.date.submitted | 2007-08-21 | |
| dc.identifier.citation | 參考文獻
[1] Stemme E. and Stemme G., 1993, A novel piezoelectric valve-less fluid pump, Technical Digest of Transducers 93, 110-113. [2] Gerlach T, 1994., A simple micropump employing dynamic passive valves made in silicon, Proc. Micro system Technologies ’94, 1025-1034 40. [3] Gerlach T., Wurmus H., 1995, working principle and performance of the dynamic micropump, Proc. IEEE workshop on Micro Electro Mechanical System MEMS’95, 221-226 [4] Gerlach T., Wurmus H., 1995, Working principle and performance of the dynamic micropump, Sensors and Actuator, A50, 135-140 [5] Olssen A., Stemme G., Stemme E., 1995, A valve-less planar fluid pump with two pump chambers, Sensor and Actuator A 46-47, 549-556 [6] Olssen A., Enoksson P., Stemme G., Stemme E., 1996, A valve-less planar pump isotropically etched in silicon, J. Micromech, 6, 87-91 [7] Olsson A., Stemme G., Stemme E., 1997, The First Valve-Less Diffuser Gas Pump, Proc. 10th Int. Workshop Micro Electro Mechanical System (MEMS’97), 108-113 [8] Olssen A., Enoksson P., Stemme G., Stemme E, 1997, Micromachined Flat-Walled Valveless Diffuser Pumps, Journal of Microelectromechanical System, 9, 161-166 [9] Olsson A., Larsson O., Holm J., Lundbladh L., Ohman O., Stemme G, 1997, Valve-less diffuser micropump fabricated using thermoplastic replication, Micro Electro Mechanical Systems. Proc. IEEE MENS ’97, 305–310 [10] Olsson A., Larsson O., Holm J., Lundbladh L., Ohman O., 1998, Valve-less diffuser micropump fabricated using thermoplastic replication, Sensor and Actuator, A64, pp.63-68 [11] Ullmann A., 1998, The piezoelectric valve-less pump-performance enhancement analysis, Sensors and actuators A69, 97-105 [12] Olsson A., Larsson O., Holm J., Lundbladh L., Ohman O., 1998, Valve-less diffuser micropump fabricated using thermoplastic replication, Sensor and Actuator, A64, pp.63-68 [13] Wijngaart V. D., Andersson W., Enoksson H., Noren P., Stemme K. G, 2000, The first self-priming and bi-directional valve-less diffuser micropump for both liquid and gas, Micro Electro Mechanical Systems. MEMS 2000, 674 –679 [14] 姜銀明, 2002, “無閥式壓電微幫浦,” 國立雲林科技大學機械工程研究所。 [15] 周信宏, 2006, “直立式無閥壓電微幫浦,” 國立雲林科技大學機械工程研究所。 [16] 陳威翰, 2007, “利用壓電致動器成型穩定微液滴之實驗研究,” 國立台灣大學機械工程研究所。 [17] 吳朗, 1994, ”電子陶瓷, ”全欣出版社,台北市. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/27802 | - |
| dc.description.abstract | 本文針對不同致動腔室容積和出入口位置進行壓電式無閥門微幫浦的結構設計及性能測試，並建立一套觀測設備，經由改變多種參數，觀察其效能和作動狀況，並紀錄此壓電式無閥門微幫浦的流率與背壓等資訊，期能提供微幫浦設計時明確而充分的資料，進而對微幫浦的效率有進一步的研究探討。
過去對微幫浦之研究雖多，卻極少完整的比較不同出入口和腔室容積間的差異，本實驗的控制參數為出入口位置、致動腔室深度、驅動頻率及驅動電壓。 出入口位置分為中間進口旁邊出口、旁邊進口中間出口、旁邊進口旁邊出口三種，腔室深度有0.4 mm、0.8 mm、1.6 mm三種，驅動頻率為40 Hz、70 Hz、100 Hz、130 Hz、160 Hz、190 Hz、220 Hz七種，驅動電壓為100V和140V。 實驗主要探討三部份:一為無閥門微幫浦在每次裝置的可靠度驗證；二為不同腔室深度的微幫浦改變對流體推動的影響；三為不同出入口位置的搭配對流體推動現象的影響，最後將實驗數據加以分析。 本文中所使用的微幫浦的最大的質量流率是5.8045 g/min，最大背壓是106.6mm H2O，都出現在腔室深度1.6 mm、電壓140V，驅動頻率130Hz，中間出口旁邊進口的組合。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | This thesis aims to investigate the design and performance differences of a Piezoelectric Valve-less Micropump (PVM) based upon different sizes of chamber volumes and the inlet/outlet positions. Observation is done through a set of monitoring devices, by changing various parameters to measure the performances and moving situations (pattern?). Data such as flow rate, and pressure etc of the PVM are obtained during measurement in order to provide explicit and valid data for the PVM. Finally the data will be used to further investigate the PVM efficiency.
Although many researches was conducted with regards to micropump, a complete comparison of chamber volume and the positions of inlet/outlet was incomplete. The control variables of this research are chamber height, positions of intlet/outlet, driving frequency and voltage. The experiment is devided into three parts: The stability of micropump in different setups, fluid push influence of the micropump working pattern with different chamber height, and the performance analysis of the micropump inlet and outlate collocation. Analysis of the experiment data is discussed at the end. The result discovered to have the largest mass flow rate of 5.8045g/min and the uppermost pressure is 106.6 mm H2O. The combinations of variables are at the chamber height of 1.6 mm, the driving voltage of 140V, frequency 130Hz, at the inlet/outlet combination shown as the diagram below: i.e. left inlet middle outlet. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-12T18:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-96-R94522320-1.pdf: 4614723 bytes, checksum: 08d7138625993359ce45ba48ced38236 (MD5) Previous issue date: 2007 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目 錄
摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 文獻回顧 1 1-3 研究動機及目的 4 1-4 本文架構 5 第二章 裝置介紹及基礎理論 6 2-1 壓電材料簡介 6 2-2 無閥式微幫浦簡介 7 2-2.1 無閥式微幫浦模式介紹 7 2-2.2 漸擴口與漸縮口的設計理論 8 2-2.3 漸擴口式與漸縮口式微幫浦 9 2-2.4 諧振頻率 (resonance frequency) 9 2-3 蜂鳴片(buzzer) 10 第三章 實驗裝置設計與實驗步驟 13 3-1 無閥式微幫浦裝置 13 3-1.1 微幫浦作動方式 13 3-1.2 微幫浦分析 13 3-1.3 微幫浦製作 14 3-1.4 微幫浦之設計 14 3-1.5 電子控制裝置 15 3-2 影像拍攝系統 16 3-2.1 閃頻儀(Digital Stroboscope) 16 3-2.2 C.C.D.及放大鏡頭組 16 3-3 影像處理系統 17 3-4 實驗操作與拍攝 17 3-4.1 微幫浦的安置 17 3-4.2 微幫浦之質量流率實驗 18 3-4.3 微幫浦之背壓實驗 19 3-5 實驗數據之誤差分析 20 第四章 結果分析與討論 22 4-1 各項參數之各次實驗的分析比較 22 4-1.1 腔室深度0.4mm搭配三出入口 23 4-1.2 腔室深度0.8mm搭配三出入口 25 4-1.3 腔室深度1.6mm搭配三出入口 27 4-2 微幫浦質量流率之綜合比較 29 4-2.1 腔室深度配合出入口位置不同之比較 30 4-2.2 出入口位置配合腔室深度不同之比較 30 4-3 微幫浦背壓之綜合比較 31 第五章 結論及建議 32 圖 表 目 錄 圖1-1 Stemme於 1993 年製作無閥式微幫浦 36 圖1-2 Gerlach T.所製作的大角度漸擴口 36 圖1-3 Gerlach T.所製作的微幫浦簡圖 37 圖1-4 Olsson 於1995年發表的幫浦 37 圖1-5 Olsson使isotropic HNA silicon etch製程的微幫浦 37 圖1-6 Olsson 使用使用反應離子深蝕刻機 （DRIE）的微幫浦 38 圖1-7 Olsson使用Thermoplastic replication的技術製作出微幫浦 38 圖2-1 壓電效應示意圖 38 圖2-2 壓電陶瓷在居禮溫度以上及以下的晶體結構 39 圖2-3 無閥式微幫浦工作原理 39 圖2-4 圓錐式與平面形式之漸擴口 39 圖2-5 漸擴口的效能圖表: (a) 平面形式 和 (b) 圓錐式 40 圖2-6 漸擴口角度與壓力損失係數關係圖 40 圖2-7 小角度漸擴口與漸縮口流體流動示意圖 41 圖2-8 大角度漸擴口與漸縮口流體流動示意圖 41 圖2-9 漸擴口元件尺寸簡圖 41 圖2-10 彈簧質量系統 42 圖2-11 單腔無閥式微幫浦簡圖 42 圖2-12 單腔無閥式微幫浦分析圖 42 圖2-13 蜂鳴片結構圖 43 圖2-14 自振型與他激型結構差異 43 圖2-15 蜂鳴片的作動原理 43 圖2-16 蜂鳴片支撐方式 44 圖2-17 漸擴口穩定圖 44 圖3-1 輸入訊號波形圖 45 圖3-2 液滴產生器 (droplet generator) 45 圖3-3 活動式的漸擴口 (Diffuser tube) 46 圖3-4微幫浦上蓋剖面圖 46 圖3-5 直徑為17mm之壓電晶片 46 圖3-6 三種腔室深度的微幫浦上蓋 47 圖3-7 Olsson A.1993年製作之微幫浦流道和圖表 47 圖3-8 活動式的漸擴口尺寸（單位：mm） 48 圖3-9 電子控制裝置 48 圖3-10 電子控制裝置之脈波型態 49 圖3-11 閃頻儀 49 圖3-12 CCD及放大鏡頭組 50 圖3-13 微幫浦安置實驗設備 50 圖4-1 深度0.4mm 中間入口、旁邊出口 質量流率實驗圖 51 圖4-2 深度0.4mm 旁邊入口、中間出口 質量流率實驗圖 51 圖4-3 深度0.4mm 旁邊入口、旁邊出口質量流率實驗圖 52 圖4-4 深度0.8mm 中間入口、旁邊出口質量流率實驗圖 52 圖4-5 深度0.8mm 中間出口、旁邊入口 質量流率實驗圖 53 圖4-6 深度0.8mm 旁邊入口、旁邊出口 質量流率實驗圖 53 圖4-7 深度1.6mm 中間入口、旁邊出口質量流率實驗圖 54 圖4-8 深度1.6mm 中間出口、旁邊入口質量流率實驗圖 54 圖4-9 深度1.6mm 旁邊入口、旁邊出口 質量流率實驗圖 55 圖4-10 深度0.4mm 出入口位置不同之質量流率整合實驗圖 55 圖4-11 深度0.8mm 出入口位置不同之質量流率整合實驗圖 56 圖4-12 深度1.6mm 出入口位置不同之質量流率整合實驗圖 56 圖4-13 中間入口、旁邊出口 深度不同之質量流率整合實驗圖 57 圖4-14 中間出口、旁邊入口 深度不同之質量流率整合實驗圖 57 圖4-15 旁邊入口、旁邊出口 深度不同之質量流率整合實驗圖 58 圖4-16 深度0.4mm 出入口位置不同之背壓整合實驗圖 58 圖4-17 深度0.8mm 出入口位置不同之背壓整合實驗圖 59 圖4-18 深度1.6mm 出入口位置不同之背壓整合實驗圖 59 圖4-19 中間入口、旁邊出口 深度不同之背壓整合實驗圖 60 圖4-20 中間出口、旁邊入口 深度不同之背壓整合實驗圖 60 圖4-21 旁邊出口、旁邊入口 深度不同之背壓整合實驗圖 61 表2-1 自振型與他激型差別 62 表4-1 深度0.4mm 中間入口、旁邊出口 質量流率實驗圖表 62 表4-2 深度0.4mm 旁邊入口、中間出口 質量流率實驗圖表 63 表4-3 深度0.4mm 旁邊入口、旁邊出口質量流率實驗圖表 63 表4-4 深度0.8mm 中間入口、旁邊出口質量流率實驗圖表 64 表4-5 深度0.8mm 中間出口、旁邊入口 質量流率實驗圖表 64 表4-6 深度0.8mm 旁邊入口、旁邊出口 質量流率實驗圖表 65 表4-7 深度1.6mm 中間入口、旁邊出口質量流率實驗圖表 65 表4-8 深度1.6mm 中間出口、旁邊入口質量流率實驗圖表 66 表4-9 深度1.6mm 旁邊入口、旁邊出口 質量流率實驗圖表 66 表4-10 深度0.4mm 中間入口、旁邊出口之背壓整合實驗圖表 67 表4-11 深度0.4mm 旁邊入口、中間出口之背壓整合實驗圖表 67 表4-12 深度0.4mm 旁邊入口、旁邊出口之背壓整合實驗圖表 68 表4-13 深度0.8mm 中間入口、旁邊出口之背壓整合實驗圖表 68 表4-14 深度0.8mm 中間出口、旁邊入口之背壓整合實驗圖表 69 表4-15 深度0.8mm 旁邊入口、旁邊出口之背壓整合實驗圖表 69 表4-16 深度1.6mm 中間入口、旁邊出口之背壓整合實驗圖表 70 表4-17 深度1.6mm 中間出口、旁邊入口之背壓整合實驗圖表 70 表4-18 深度1.6mm 旁邊入口、旁邊出口之背壓整合實驗圖表 71 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | valve-less | en |
| dc.subject | micropump | en |
| dc.subject | piezoelectric | en |
| dc.title | 壓電式無閥門微幫浦之參數研究 | zh_TW |
| dc.title | A Study on the Characteristics of a Valve-less Micropump with Piezoelectric Actuator | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 95-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 賴君亮,楊照彥,洪祖昌 | |
| dc.subject.keyword | 壓電,微幫浦,無閥門, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | piezoelectric,micropump,valve-less, | en |
| dc.relation.page | 71 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2007-08-22 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 機械工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 機械工程學系 | |
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