Een Performance-testing Platform voor een geleiding Micropump met een plaat van de FR-4 koper beklede elektrode
Summary
Dit document stelt een protocol voor de fabricage van een geleiding micropump met symmetrische vlakke elektroden op vlamvertragend glas-versterkt epoxy (FR-4) koper-geklede laminaat (CCL) voor het testen van de invloed van de afmetingen van de kamer op de prestaties van een geleiding micropump.
Abstract
Hier, wordt een geleiding micropump met symmetrische vlakke elektrode paren bereid op vlamvertragend glas-versterkt epoxy (FR-4) koper-geklede laminaat (CCL) vervaardigd. Het wordt gebruikt om te onderzoeken de invloed van de afmetingen van de kamer op de prestaties van de micropump van een geleiding en de betrouwbaarheid van de geleiding pomp bepalen wanneer aceton wordt gebruikt als het werkmedium. Een test platform is ingesteld om geleiding micropump prestaties onder verschillende omstandigheden te evalueren. Wanneer de hoogte van de kamer 0,2 mm is, bereikt de pompdruk de piekwaarde.
Introduction
Micropumps kan vloeibare stroom rijden op een veel kleinere schaal dan de meeste pompen. In de afgelopen jaren zijn diverse drijvende regelingen met succes toegepast op microfluidic systemen1,2,3,4,5. De electrohydrodynamic (EHD) pomp kan uitoefenen troepen direct op de vloeistof, zonder bewegende delen, waardoor het eenvoudiger en gemakkelijker te fabriceren van6. Volgens de kosten-types, kunnen EHD pompen worden geclassificeerd als injectie pompen, inductie pompen of geleiding pompen. Inductie pompen werken niet op isothermische vloeistoffen, terwijl injectie pompen de vloeibare geleidbaarheid veranderen. Wegens hun gebrek aan dergelijke problemen, geleiding pompen zijn meer stabiel en hebben een bredere toepassing.
De pomp van de geleiding is gebaseerd op de wanverhouding van de dissociatie en recombinatie tarieven van vloeibare moleculen. Normaal, kan het proces van dissociatie en recombinatie worden uitgedrukt als volgt7,–8:
waar is de recombinatie tarief kr is constant, terwijl de dissociatie tarief kd een functie van de elektrische veldsterkte is. Wanneer de elektrische veldsterkte een bepaalde waarde bereikt, de dissociatie tarief zal hoger zijn dan de recombinatie. Vervolgens reizen meer en meer gratis kosten naar de twee elektroden van tegenovergestelde polariteit en heterocharge lagen vorm. Deze heterocharge lagen zijn de sleutel tot de pomp, zoals het verkeer van de kosten de vloeibare moleculen vooruit duwt. Daarom kan net lichaam kracht worden gegenereerd in de vloeistof in de vergaderzaal met asymmetrische elektroden of de wanverhouding van de mobiliteit van positieve en negatieve ionen9,10,11,12 .
Dit werk introduceert een nieuwe manier van fabriceren van een symmetrische vlakke elektrode plaat voor een pomp van geleiding. De elektrode plaat FR-4 CCL is opgesteld, en de kamer van de pomp wordt bereid door Microbewerking. De fabricage processen zijn relatief eenvoudiger en handiger dan die van andere productiemethoden, zoals nanolithography. Een test platform is ingesteld om te onderzoeken van de prestaties van de geleiding micropump onder verschillende omstandigheden. Bovendien, de betrouwbaarheid van de micropump van de geleiding is ook onderzocht onder verschillende omstandigheden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Een van de kritische stappen binnen het protocol is het zorgvuldig inspecteren van de elektrode plaat. Kleine bramen aan de rand van een elektrode kunnen resulteren in een kortsluiting en oppervlakte integriteit kan grote invloed hebben op de prestaties van de pomp. Het reinigen van de elektrode plaat en houder is ook zeer belangrijk. De hoogte van de kamer elektrode is minder dan 1 mm, dus kleine stofdeeltjes kunnen de vloeibare stroom van werken blokkeren en een kortsluiting veroorzaken. Vóór de proef, kunt injectere…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd gesponsord door de National Natural Science Foundation of China (51375176); de Stichting provinciale natuurwetenschappen Guangdong van China (2014A030313264); en de wetenschap en de technologie Planning van Project van de provincie Guangdong, China (2014B010126003).
Materials
| Amperemeter | – | 85C1-MA | |
| DC high voltage power supply | NanTong Jianuo electric device company | GY-WY500-1 | |
| Fuse | – | – | |
| Ultrasonic cleaner | Derui ultrasonic device company | – | |
| Soldering iron | – | – |
References
- Kazemi, P. Z., Selvaganapathy, P. R., Ching, C. Effect of micropillar electrode spacing on the performance of electrohydrodynamic micropumps. J Electrostat. 68 (4), 376-383 (2010).
- Kano, I., Nishina, T. Effect of electrode arrangements on EHD conduction pumping. IEEE Trans Ind Appl. 49 (2), 679-684 (2013).
- Laser, D. J., Santiago, J. G. A review of micropumps. J Micromech Microeng. 14 (6), R35 (2004).
- Fylladitakis, E. D., Theodoridis, M. P., Moronis, A. X. Review on the history, research, and applications of electrohydrodynamics. IEEE Trans Plasma Sci. 42 (2), 358-375 (2014).
- Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. . Electrostatics Joint Conf. , (2009).
- Gharraei, R., Esmaeilzadeh, E., Hemayatkhah, M., Danaeefar, J. Experimental investigation of electrohydrodynamic conduction pumping of various liquids film using flush electrodes. J Electrostat. 69 (1), 43-53 (2011).
- Gharraei, R., Esmaeilzadeh, E., Nobari, M. R. H. Numerical investigation of conduction pumping of dielectric liquid film using flush-mounted electrodes. Theor Comp Fluid Dyn. 28 (1), 89 (2014).
- Jeong, S. -. I., Seyed-Yagoobi, J. Experimental study of electrohydrodynamic pumping through conduction phenomenon. J Electrostat. 56 (2), 123-133 (2002).
- Seyed-Yagoobi, J. Electrohydrodynamic pumping of dielectric liquids. J Electrostat. 63 (6), 861-869 (2005).
- Hojjati, M., Esmaeilzadeh, E., Sadri, B., Gharraei, R. Electrohydrodynamic conduction pumps with cylindrical electrodes for pumping of dielectric liquid film in an open channel. Colloid Surface A. 392 (1), 294-299 (2011).
- Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. Numerical investigation of electrohydrodynamic-conduction pumping of liquid film in the presence of evaporation. J Heat Trans-T ASME. 131 (1), 011602 (2009).
- Vafaie, R. H., Ghavifekr, H. B., Lintel, H., Brugger, J., Renaud, P. Bi-directional AC electrothermal micropump for on-chip biological applications. Electrophoresis. 37 (5-6), 719-726 (2016).
- Pearson, M. R., Seyed-Yagoobi, J. Experimental Study of Linear and Radial Two-Phase Heat Transport Devices Driven by Electrohydrodynamic Conduction Pumping. J Heat Trans-T ASME. 137 (2), 022901 (2015).
