JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究

刘旭玲 李松晶

刘旭玲, 李松晶. 气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究[J]. 轻工学报, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008
引用本文: 刘旭玲, 李松晶. 气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究[J]. 轻工学报, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008
LIU Xuling and LI Songjing. Design and characterization study on PDMS electromagnetic microvalve for pneumatic lab-on-a-chip[J]. Journal of Light Industry, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008
Citation: LIU Xuling and LI Songjing. Design and characterization study on PDMS electromagnetic microvalve for pneumatic lab-on-a-chip[J]. Journal of Light Industry, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008

气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究

    通讯作者: 李松晶
  • 基金项目: 国家自然科学基金面上项目(51175101);郑州轻工业学院博士科研基金项目(2016BSJJ015)

  • 中图分类号: TH137.52

Design and characterization study on PDMS electromagnetic microvalve for pneumatic lab-on-a-chip

    Corresponding author: LI Songjing,
  • Received Date: 2017-03-16
    Accepted Date: 2017-12-22
    Available Online: 2018-07-15

    CLC number: TH137.52

  • 摘要: 针对常规电磁阀和阀组结构复杂、尺寸巨大,很难与微流控芯片进行集成的问题,采用新型阀体材料高弹PDMS,设计了一种新型电磁微阀.通过Fluent软件嵌入UDF函数对典型驱动压力下不同阀口开度电磁微阀的静、动态流量特性进行数值仿真,并对开关和脉冲宽度调制(PWM)两种模式下电磁微阀流量特性进行了实验研究,结果表明:在驱动频率相等的情况下,电磁微阀流量与压差呈正比;当压差一定时,电磁微阀流量与驱动频率呈反比,电磁微阀平均流量与占空比呈正比;电磁微阀出口流量与阀口开度呈正比.所设计的电磁微阀流量控制精度高、封装成本低,能够提高微流控芯片的集成化程度和控制性能.
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  • 通讯作者:  李松晶,
  • 收稿日期:  2017-03-16
  • 修回日期:  2017-12-22
  • 刊出日期:  2018-07-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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刘旭玲, 李松晶. 气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究[J]. 轻工学报, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008
引用本文: 刘旭玲, 李松晶. 气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究[J]. 轻工学报, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008
LIU Xuling and LI Songjing. Design and characterization study on PDMS electromagnetic microvalve for pneumatic lab-on-a-chip[J]. Journal of Light Industry, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008
Citation: LIU Xuling and LI Songjing. Design and characterization study on PDMS electromagnetic microvalve for pneumatic lab-on-a-chip[J]. Journal of Light Industry, 2018, 33(4): 57-65. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.008

气动微流控芯片PDMS电磁微阀设计与性能研究

    通讯作者: 李松晶
  • 郑州轻工业学院 机电工程学院, 河南 郑州 450002;
  • 哈尔滨工业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
基金项目:  国家自然科学基金面上项目(51175101);郑州轻工业学院博士科研基金项目(2016BSJJ015)

摘要: 针对常规电磁阀和阀组结构复杂、尺寸巨大,很难与微流控芯片进行集成的问题,采用新型阀体材料高弹PDMS,设计了一种新型电磁微阀.通过Fluent软件嵌入UDF函数对典型驱动压力下不同阀口开度电磁微阀的静、动态流量特性进行数值仿真,并对开关和脉冲宽度调制(PWM)两种模式下电磁微阀流量特性进行了实验研究,结果表明:在驱动频率相等的情况下,电磁微阀流量与压差呈正比;当压差一定时,电磁微阀流量与驱动频率呈反比,电磁微阀平均流量与占空比呈正比;电磁微阀出口流量与阀口开度呈正比.所设计的电磁微阀流量控制精度高、封装成本低,能够提高微流控芯片的集成化程度和控制性能.

English Abstract

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