应用案例

【概述】

长春大学研究团队使用ATA-2021B高压放大器，搭建谐振特斯拉阀式压电泵实验系统。

实验名称：谐振特斯拉阀式压电泵的设计与实验研究

实验内容：在150V驱动电压下，测试不同泵腔高度（1.0mm、1.5mm、2.0mm）随驱动频率变化的输出流量特性；在150V驱动电压下，对比测试不同材料与刚度弹簧（2号弹簧钢37.5N/m、4号不锈钢177N/m、5号不锈钢625N/m）对系统谐振频率及输出流量的影响。

研究方向：压电驱动方向

测试设备：ATA-2021B高压放大器、信号发生器、谐振特斯拉阀压电微泵等。

实验过程：

图1：实验系统实物图

将信号发生器所产生的正弦波电信号的输出幅值设置为5V，调节电压放大器的放大倍数为30倍，放大后的电压信号直接作用于压电振子。压电振子的激振力传递到传动杆带动隔膜进行周期运动，谐振式压电泵的流量通过精密电子称对烧杯的单位时间内液体质量的变化量进行计算。实验数据则通过连续进行三次测量取平均值来记录。

实验结果：

 

图：实验结果

1、改变泵腔高度会对压电泵的输出性能产生显著影响，且并非线性关系。当驱动电压恒定为150V时，泵腔高度为1mm时，共振泵的峰值流量为50.01ml/min；泵腔高度为1.5mm时，共振泵的峰值流量达到最大，为70.1ml/min；但当泵腔高度增加到2mm时，峰值流量反而降低至42.83ml/min。

2、弹簧刚度越小，谐振式压电泵系统的谐振频率越低，其输出流量越大。采用刚度为37.5N/m的2号弹簧钢时，压电泵的输出流量可达73.32ml/min。

【推荐产品】：ATA-2021B高压放大器

图：ATA-2021B高压放大器指标参数

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