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1、2015年第43卷第6期流體機(jī)械39文章編號(hào)：1005—0329(2015)06—0039—05壓電雙晶片和單晶片驅(qū)動(dòng)下泵的輸出性能研究孫曉鋒。姜德龍，呂兆升，王大力(1．吉林化工學(xué)院，吉林吉林132022；2．中石油東北煉化工程有限公司吉林機(jī)械制造分公司，吉林吉林132022)摘要：為從理論上獲得壓電泵在薄片型壓電雙晶片和單晶片(統(tǒng)稱壓電振子)驅(qū)動(dòng)時(shí)的輸出一流量關(guān)系，需要獲得二者振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的容積變化量。假設(shè)壓電振子在周邊固定約束條件下，應(yīng)用彈性薄板的小撓度彎曲變形理論，推導(dǎo)了壓電雙晶片和單晶片振動(dòng)時(shí)的容積變化方程，并根據(jù)方程對(duì)銅基板直徑為35mm，壓電
2、陶瓷直徑為29mm，基板和壓電陶瓷厚度同時(shí)為0．2mm和0．3mm2種規(guī)格的壓電單晶片和雙晶片進(jìn)行了振動(dòng)容積計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示，相同基板和陶瓷厚度的雙晶片振動(dòng)產(chǎn)生的容積變化量是單晶片的2．3倍。將上訴壓電振子應(yīng)用到單腔壓電泵上進(jìn)行輸送氣體流量測(cè)試，獲得的實(shí)際輸出流量比在1．5～2倍之間，理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果比較接近。理論推導(dǎo)結(jié)果為比較雙晶片和單晶片驅(qū)動(dòng)下壓電泵的輸出能力提供了可靠依據(jù)。關(guān)鍵詞：壓電雙晶片；壓電單晶片；容積；振動(dòng)；單腔泵中圖分類號(hào)：TH138；$277．9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015
3、．06．009ResearchonOutputPerformanceofPumpDrivenbyBimorphandUnimorphSUNXiao—feng，JIANGDe—long，LVZhao—sheng，WANGDa—li(1．JilinInstituteofChemicalTechnology，Jilin132000，China；2．PetroChinaNortheastRefining＆ChemicalEngineeringCo．Ltd．，JilinMachineryManufactureBranch，Jilin132022，China)Abs
4、tract：Thetwochangesinvolumeofthechamberneedtobededucedinordertogettheoutputflow—raterelationsofpiezoe-lectricpumpdrivenbybimorphandunimorph(generallyreferredtoasthepiezoelectricvibrator)．Thevdumechangeequationofbimorphandunimorphwerederivedunderthefixedboundaryconditionbasedonthe
5、smalldeflectionbendingtheoryfortheelas—ticthinplates．Thevolumechangetwotypesofbimorphandunimorphwith35mmdiametercoppersubetrateand29mmdiameterpiezoelectricceramicswhosethicknessareboth0．2mmand0．3mmwerecalculated．Thecalculationresultsshowthatthevol—umechangeofbimorphwiththesa／／let
6、hicknessofsubstrateandceramicproductionis2．3timesofunimo~h．Thetestoutputre—suhsratiowasbetween1．5—2timeswhenthepiezoelectricvibratorswereappliedtodrivesingle—chamberpiezoelectricpumpforconveyinggas．Thetheoreticalcalculationdatawasclosetothetestresuhs．Thetheoreticalresultsprovides
7、areliablebasisforcomparingtheoutputabilityofpiezoelectricpumpdrivenbybimorphandunimorph．Keywords：bimorph；unimorph；volumechange；vibration；single—chamberpiezoelectricpump1前言現(xiàn)泵腔容積變化而產(chǎn)生泵腔內(nèi)外壓力差，在高頻交變電壓驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)流體的連續(xù)流動(dòng)。因此壓電泵是壓電驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用的一個(gè)重要分壓電泵的輸出性能很大程度上受壓電振子驅(qū)動(dòng)能支]，其工作原理是依靠壓電振子的反復(fù)振動(dòng)實(shí)力的影響。壓電振子又
8、分薄片型和疊堆型，其中收稿日期：2014—1l一14修稿日期：2015—04—0
