專利名稱：磁流體推進(jìn)式微型泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微流量控制器件，特別是涉及一種磁流體推進(jìn)式微型泵。
背景技術(shù)：
磁流體推進(jìn)式微型泵(Magnetohydrodynamic micropump，簡(jiǎn)稱MHDmicropump)是一種新型的非機(jī)械式微型泵，它利用洛侖茲力推動(dòng)電解質(zhì)溶液產(chǎn)生連續(xù)流動(dòng)，可以改變流向，產(chǎn)生可控的流量。由于工作介質(zhì)為電解質(zhì)溶液，與化學(xué)溶液相容，可用于生化藥品的輸送和流量注射。目前，微型電磁泵引起了越來(lái)越多國(guó)外MEMS學(xué)者的重視。南韓的Jaesung Jang，Seung S.Lee設(shè)計(jì)了一種直流式微型電磁泵，其致命弱點(diǎn)是電壓稍高或溶液中電解質(zhì)離子濃度較大時(shí)極易產(chǎn)生氣泡。Abraham P.Lee和他的學(xué)生Asuncion V.Lemoff設(shè)計(jì)出了第一個(gè)交流式電磁微型泵，將正弦曲線的電場(chǎng)與一個(gè)同步的交流磁場(chǎng)垂直放置，可避免氣泡的產(chǎn)生。但是這種交流微型電磁泵是封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)，流體在內(nèi)部流動(dòng)，并無(wú)進(jìn)出，沒有真正起到泵的作用。國(guó)內(nèi)在這方面的研究還處于起步階段，毛細(xì)管電滲泵在流動(dòng)注射中的應(yīng)用已有報(bào)道，但存在兩大問(wèn)題(1)在生化藥品流動(dòng)注射的過(guò)程中，采用電滲泵，必須用高電壓。高壓電極表面在緩沖液體中總是要產(chǎn)生氣體的，時(shí)間稍長(zhǎng)就形成氣泡，而氣泡不可避免地進(jìn)入毛細(xì)管柱中，電場(chǎng)梯度在氣泡處變大，局部產(chǎn)生更高的焦耳熱而使氣泡體積擴(kuò)大，致使液流斷路和電滲中斷。同時(shí)，電滲流動(dòng)中不可避免的伴有電泳分離，這一分離過(guò)程是不可逆的，影響了所注射生化藥品的質(zhì)量。因此，采用毛細(xì)管電滲泵，會(huì)導(dǎo)致生化藥品發(fā)生電泳分離，對(duì)生化藥品的輸送和流動(dòng)注射帶來(lái)不利影響；(2)采用毛細(xì)管電滲泵進(jìn)行流動(dòng)注射，驅(qū)動(dòng)電壓高，流量小，輸出壓力低，而且不能連續(xù)工作，實(shí)用性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服毛細(xì)管電滲泵的不足和缺陷，提供驅(qū)動(dòng)電壓低，并與化學(xué)藥品相容的一種磁流體推進(jìn)式微型泵。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是它包括分別開有兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口的第一塊基體材料，刻蝕有微型管道、并在整條微型管道兩側(cè)壁濺射有電極的第二塊基體材料，永久磁鐵；第二塊基體材料上表面管道兩端的儲(chǔ)液槽和兩個(gè)電極引出點(diǎn)分別與第一塊基體材料上的兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口對(duì)準(zhǔn)后相鍵合，在整個(gè)第二塊基體材料下表面裝有永久磁鐵。
所說(shuō)的截面形狀為矩形的微型管道為直線微型管道。
所說(shuō)的截面形狀為矩形的微型管道為螺線微型管道。
所說(shuō)的基體材料為有機(jī)玻璃或晶體硅或玻璃或陶瓷或硅橡膠；電極材料為金。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是1、磁流體推進(jìn)式微型泵采用平面型結(jié)構(gòu)，以微型管道作為其流道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2、微型管道兩側(cè)壁濺射有電極材料，在管道底部斷開，不形成短路；電極分別與直流電源正負(fù)極相連，在整個(gè)管道中形成電場(chǎng)，永久磁鐵放置于管道下面，形成與電場(chǎng)正交的磁場(chǎng)；3、管道兩側(cè)壁的電極材料為金，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不易電解；4、在整個(gè)管道中每一部分都能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)，螺線管道縮小了整個(gè)圖形體積，增加了管道長(zhǎng)度，提高了輸出壓力。
5、可以通過(guò)改變電極的正負(fù)極來(lái)改變?nèi)芤旱牧鲃?dòng)方向。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)原理示意圖；；圖3為圖2沿A-A方向的剖面圖；圖4為圖2沿B-B方向的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明它包括分別開有兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口的第一塊基體材料A，刻蝕有微型管道、并在整條微型管道兩側(cè)壁濺射有電極2、3的第二塊基體材料B，永久磁鐵6；第二塊基體材料B上表面管道兩端的儲(chǔ)液槽7、8和兩個(gè)電極引出點(diǎn)4、5分別與第一塊基體材料A上的兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口對(duì)準(zhǔn)后相鍵合，在整個(gè)第二塊基體材料B下表面裝有永久磁鐵6。
如圖1所示，所說(shuō)的截面形狀為矩形的微型管道為直線微型管道1。
如圖2、圖3、圖4所示，所說(shuō)的截面形狀為矩形的微型管道為螺線微型管道1’。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下當(dāng)磁流體推進(jìn)式微型泵管道1中充滿電解質(zhì)溶液時(shí)，將管道兩側(cè)壁電極2、3通過(guò)電極引出點(diǎn)4、5分別與電源正、負(fù)極相連接，電解質(zhì)溶液中的正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)從而形成電流，再在永久磁鐵6所形成的正交磁場(chǎng)的作用下，溶液中產(chǎn)生了沿著管道方向的洛侖茲力，從而推動(dòng)了電解質(zhì)溶液由儲(chǔ)液槽7流向儲(chǔ)液槽8；當(dāng)改變管道兩側(cè)壁電極2、3與電源正負(fù)極的連接時(shí)，電場(chǎng)方向改變，溶液中產(chǎn)生的洛侖茲力方向也隨之改變，從而導(dǎo)致電解質(zhì)溶液由儲(chǔ)液槽8流向儲(chǔ)液槽7。
權(quán)利要求
1.一種磁流體推進(jìn)式微型泵，其特征在于它包括分別開有兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口的第一塊基體材料(A)，刻蝕有微型管道、并在整條微型管道兩側(cè)壁濺射有電極(2、3)的第二塊基體材料(B)，永久磁鐵(6)；第二塊基體材料(B)上表面管道兩端的儲(chǔ)液槽(7、8)和兩個(gè)電極引出點(diǎn)(4、5)分別與第一塊基體材料(A)上的兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口對(duì)準(zhǔn)后相鍵合，在整個(gè)第二塊基體材料(B)下表面裝有永久磁鐵(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁流體推進(jìn)式微型泵，其特征在于所說(shuō)的微型管道其截面形狀為矩形的直線微型管道(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁流體推進(jìn)式微型泵，其特征在于所說(shuō)的微型管道其截面形狀為矩形的螺線微型管道(1’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁流體推進(jìn)式微型泵，其特征在于所說(shuō)的基體材料為有機(jī)玻璃或晶體硅或玻璃或陶瓷或硅橡膠；電極材料為金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁流體推進(jìn)式微型泵。包括分別開有兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口的第一塊基體材料，刻蝕有微型管道、并在整條微型管道兩側(cè)壁濺射有電極的第二塊基體材料，永久磁鐵；第二塊基體材料上表面管道兩端的儲(chǔ)液槽和兩個(gè)電極引出點(diǎn)分別與第一塊基體材料上的兩個(gè)電極和兩個(gè)管道進(jìn)出口對(duì)準(zhǔn)后相鍵合，在整個(gè)第二塊基體材料下表面裝有永久磁鐵。管道充滿電解質(zhì)溶液時(shí)，兩電極分別與電源正、負(fù)極連接，電解質(zhì)溶液中的正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)從而形成電流，再在永久磁鐵的正交磁場(chǎng)的作用下，溶液中產(chǎn)生了沿著管道方向的洛侖茲力，從而推動(dòng)了電解質(zhì)溶液由一儲(chǔ)液槽流向另一儲(chǔ)液槽。本發(fā)明通過(guò)改變電極的正負(fù)極來(lái)改變?nèi)芤旱牧鲃?dòng)方向。
文檔編號(hào)F04B17/04GK1540163SQ20031010840
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月1日
發(fā)明者傅新, 劉玲, 謝海波, 楊華勇, 傅 新 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)