Summary

パフォーマンス テスト用 FR 4 銅クラッド電極に伝導マイクロ ポンプ

Published: October 09, 2017
doi:

Summary

槽寸法の性能への影響をテストする難燃性ガラス繊維強化エポキシ樹脂 (FR 4) 銅張積層板 (CCL) の対称平面電極を用いた伝導マイクロ ポンプの作製のためのプロトコルを提案する、伝導マイクロ。

Abstract

ここでは、難燃性ガラス繊維強化エポキシ樹脂 (FR 4) 銅張積層板 (CCL) 上に作製した対称平面電極対を持つ伝導マイクロ ポンプを作製しました。槽寸法の伝導マイクロ ポンプの性能に及ぼす影響を調査するため、作動流体としてアセトンを使用する場合、伝導ポンプの信頼性を判断するために使用されます。異なる条件下で伝導マイクロ ポンプの性能を評価するテストのプラットフォームを設定します。商工会議所の高さが 0.2 mm と、ポンプの圧力のピーク値に達する。

Introduction

マイクロ ポンプは、ほとんどのポンプよりもはるかに小さい規模で液体の流れをドライブできます。近年では、様々 な駆動方式はマイクロ流体システム1,2,3,4,5に正常に適用されます。電気流体力学的 (EHD) ポンプは、シンプルで簡単に6を組み立てそれをなる液体、すべての可動部品なしに直接力を発揮できます。料金の種類に応じて EHD ポンプは、噴射ポンプ、誘導ポンプまたは伝導ポンプに分類できます。噴射ポンプは、液体の導電率を変更しながら、等温液体誘導ポンプには働かない。このような問題がない、ため伝導ポンプより安定、広いアプリケーションがあります。

伝導ポンプは、液体分子の解離と再結合速度の不一致に基づいています。通常、解離と結合のプロセスは、78を次のように表現できます。
Equation
組み換え率krは定数解離率kdは電界強度の関数。電界強度一定の値に達すると、分解速度は再結合速度を超えます。その後より多くの自由料金反対の極性と heterocharge 層のフォームの 2 つの電極への旅行します。これらの heterocharge 層は、電荷の運動をすすめる液体分子ポンプへの鍵です。したがって、非対称電極または正と負のイオン9,1011,12 の移動性の不一致を使用してチャンバ内液体で純体力を生成できます。.

この作品は、伝導ポンプの対称平面電極板を製造する新しい方法を紹介します。FR 4 CCL に電極板を用意し、ポンプ室は、マイクロマシニングによって準備されます。製造プロセスはナノリソグラフィなど他の製法に比べて比較的簡単な。異なる条件下で伝導マイクロ ポンプの性能を調査するためのテスト ・ プラットフォームを設定します。さらに、異なる状況下で伝導マイクロ ポンプの信頼性の調査も。

Protocol

警告: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。アセトンは引火性の高い、目や気道に炎症を引き起こすことができます。関与の電圧は数千ボルト;したがって、電気火花は、実験を行うときに期待されています。爆発を避けるために、火花から火風通しのよい部屋で実験を行う。 1。 板・ ホルダー加工 注: この作品?…

Representative Results

ポンプの圧力とその増加率の上昇、図 11のように、電圧を増加させるとき。1,100 がポンプの圧力に達すると電圧が 500 V に達したら、ペンシルバニア州 ポンプの静圧力は、ポンプ室の高さが商工会議所の高さが 0.2 mm 未満の増加と します。ポンプ性能チャンバ高さ 0.2 mm は、その最高点に達する。そ?…

Discussion

プロトコルの中で重要な手順の 1 つは電極板を慎重に検査します。電極の端に小さなバリが、短絡と表面性状がポンプ性能に大きく影響します。電極板ホルダーの清掃も非常に重要です。小さなダスト粒子があります作業の液体の流れをブロックし、短絡を引き起こすので、電極室高さは 1 ミリメートル未満のものです。テストの前に商工会議所にアセトンを注入、チャンバー外の泡を削除?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品が主催した中国の国家自然科学基金 (51375176);(2014A030313264); 中国の広東地方の自然科学基金科学と技術 (2014B010126003) 中国広東省のプロジェクトを企画します。

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

  1. 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).
  2. Kano, I., Nishina, T. Effect of electrode arrangements on EHD conduction pumping. IEEE Trans Ind Appl. 49 (2), 679-684 (2013).
  3. Laser, D. J., Santiago, J. G. A review of micropumps. J Micromech Microeng. 14 (6), R35 (2004).
  4. 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).
  5. Yazdani, M., Seyed-Yagoobi, J. . Electrostatics Joint Conf. , (2009).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Jeong, S. -. I., Seyed-Yagoobi, J. Experimental study of electrohydrodynamic pumping through conduction phenomenon. J Electrostat. 56 (2), 123-133 (2002).
  9. Seyed-Yagoobi, J. Electrohydrodynamic pumping of dielectric liquids. J Electrostat. 63 (6), 861-869 (2005).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
check_url/fr/55867?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Feng, J., Wan, Z., Feng, C., Wen, W., Tang, Y. A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate. J. Vis. Exp. (128), e55867, doi:10.3791/55867 (2017).

View Video