En Performance-test Platform for en overledning Micropump med en FR-4 kobberbeklædte elektrode plade
Summary
Dette paper præsenterer en protokol for fabrikation af en overledning micropump ved hjælp af symmetriske planar elektroder på brandhæmmende glas-forstærket epoxy (FR-4) kobberbeklædte laminat (CCL) til at teste kammer dimensioner indflydelse på udførelsen af en varmeledning micropump.
Abstract
Her, er en overledning micropump med symmetrisk planar elektrode par forberedt på brandhæmmende glas-forstærket epoxy (FR-4) kobberbeklædte laminat (CCL) opdigtet. Det bruges til at undersøge kammer dimensioner indflydelse på udførelsen af en overledning micropump og bestemme pålideligheden af varmeledning pumpen når acetone bruges som arbejdsfluidet. En test platform er sat op til at evaluere overledning micropump ydeevne under forskellige betingelser. Når det kammer er 0,2 mm, når pumpetryk sit højdepunkt værdi.
Introduction
Micropumps kan køre flydende flow på et meget mindre omfang end de fleste pumper. I de seneste år har er forskellige drivende ordninger blevet anvendt med succes til mikrofluid systemer1,2,3,4,5. Electrohydrodynamic (EHD) pumpe kan udøve styrker direkte på væsken, uden nogen bevægelige dele, hvilket gør det enklere og lettere at fabrikere6. Ifølge typerne afgift kan EHD pumper klassificeres som injektion pumper, induktion pumper eller overledning pumper. Induktion pumper arbejde ikke på isotermisk væsker, mens indsprøjtning pumper ændrer den flydende ledningsevne. Fordi de ikke har sådanne problemer, overledning pumper er mere stabilt og har et bredere program.
Varmeledning pumpen er baseret på misforhold af dissociation og rekombination satserne for flydende molekyler. Normalt, kan dissociation og rekombination processen udtrykkes som følger7,8:
hvor rekombination sats kr er konstant, mens dissociation sats kd er en funktion af elektrisk feltstyrke. Når elektrisk feltstyrken når en vis værdi, vil dissociation overstige rekombination sats. Derefter rejse mere og mere frie afgifter til de to elektroder af modsatte polaritet og heterocharge lag form. Disse heterocharge lag er nøglen til pumpen, som bevægelsen af afgifterne, der skubber de flydende molekyler frem. Derfor, netto kroppen kraft kan genereres i væsken i kammeret ved hjælp af asymmetriske elektroder eller uoverensstemmelse med positive og negative ioner9,10,11,12 mobilitet .
Dette arbejde introducerer en ny måde at opdigte en symmetrisk planar elektrode plade for en overledning pumpe. Elektrode plade er forberedt på FR-4 CCL, og pumpe kammer er udarbejdet af mikro. Fabrication processerne er forholdsvis enklere og mere bekvem end andre fremstillingsformer, såsom nanolithography. En test platform er sat op til at undersøge effektiviteten af varmeledning micropump under forskellige betingelser. Derudover er pålideligheden af varmeledning micropump også undersøgt under forskellige omstændigheder.
Protocol
Representative Results
Discussion
Et af de afgørende trin i protokollen er at inspicere elektrode plade omhyggeligt. Lille grater på kanten af en elektrode kan resultere i en kortslutning, og overflade integritet kan stærkt påvirke pumpen ydeevne. Rengøring af elektrode plade og indehaveren er også meget vigtigt. Elektrode kammer højde er mindre end 1 mm, så små støvpartikler kan blokere arbejder flydende flow og forårsage en kortslutning. Før prøven, kan indsprøjtning acetone i salen fjerne boblerne uden for mødesalen.
<p class="jove_…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev sponsoreret af National Natural Science Foundation of China (51375176); Guangdong provinsens Natural Science Foundation i Kina (2014A030313264); og videnskab og teknologi planlægger projektet af Guangdong-provinsen, Kina (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).
