Language
Country/Area
No result found
Скрытая история микронасосов: насколько чудесным был их дебют в 1970-х годах?
Микронасос — это устройство, способное контролировать и манипулировать небольшими объемами жидкости. Хотя любой небольшой насос часто называют микронасосом, более точным определением было бы ограничить этот термин насосами с функциональными размерами в микронном диапазоне. Эти насосы имеют особое значение в микрофлюидных исследованиях и в последние годы начали выходить на рынок интеграции промышленной продукции. Их небольшой размер, потенциальная стоимость и повышенная точность дозирования по сравнению с существующими небольшими насосами способствовали постоянному интересу к этому инновационному насосу.
С момента первого появления микронасосов прошло более сорока лет, но о технологических процессах, стоящих за ними, известно мало.
Введение и история
О реальных микронасосах впервые сообщалось в середине 1970-х годов, но они не привлекали внимания до 1980-х годов, когда Ян Смитс и Харальд Ван Линтел разработали микронасосы MEMS. Большинство основных работ по микронакачке МЭМС было выполнено в 1990-х годах. Недавние исследования были сосредоточены на разработке немеханических микронасосов, которые можно использовать в отдаленных районах, поскольку они не полагаются на внешние источники энергии.
Типы и технологии
В мире микрофлюидики поведение физических законов также меняется. Например, объемные силы, такие как вес или инерция, имеют тенденцию становиться незначительными, в то время как поверхностные силы могут доминировать в поведении жидкости, особенно если жидкость содержит пузырьки газа. Микронасосы часто основаны на принципах микроактуации, которые можно масштабировать в широком диапазоне размеров. Микронасосы можно разделить на механические и немеханические устройства.
Механический микронасос
Мембранный микронасос
Мембранные микронасосы используют повторяющиеся действия диафрагмы для выталкивания жидкости. Диафрагма расположена над основным клапаном насоса, окруженным впускным и выпускным микроклапанами. Когда диафрагма отклоняется вверх, жидкость втягивается во впускной клапан. Затем диафрагма опускается, и жидкость выпускается через выпускной клапан. Этот процесс повторяется для обеспечения непрерывной подачи жидкости.
Пьезоэлектрический микронасос
Пьезоэлектрические микронасосы — одни из наиболее распространенных поршневых диафрагменных насосов. Эти насосы используют механические и электрические свойства пьезоэлектрической керамики для деформации приложенного напряжения. По сравнению с другими принципами привода пьезоэлектрический привод обеспечивает большой рабочий объем, высокую движущую силу и быстрый механический отклик, но требует относительно высокого приводного напряжения и сложного процесса установки.
Немеханический микронасос
Бесклапанный микронасос
Статические клапаны — это клапаны, имеющие фиксированную геометрию и не имеющие движущихся частей. Эти клапаны обеспечивают выпрямление потока за счет дополнительной энергии или инерции жидкости, чтобы обеспечить желаемые характеристики потока. Этот тип микронасоса называется бесклапанным микронасосом.
Приложение
Микронасосы имеют потенциальное применение в промышленности, например для подачи небольших количеств клея во время производственных процессов, а также в биомедицине, включая портативные или имплантируемые устройства для доставки лекарств. Благодаря своим особым характеристикам микронасосы также могут играть важную роль в мониторинге окружающей среды, аналитических системах и многих других приложениях.
Уникальная конструкция микронасосов позволяет им занимать ключевую позицию в современных научных и технологических приложениях.
С постоянным развитием технологий спрос на микронасосы продолжает расти во всех сферах жизни. Глядя в будущее, как эти микроустройства повлияют на нашу жизнь и работу отрасли?
