Ультразвуковой и магнитогидродинамический насосы в микрожидкостных системах

Ультразвуковые насосы

 Работа этих типов микронасосов основана на создании локализованных высокоскоростных потоков жидкости с помощью высокочастотного звука.

 Такой микронасос состоит из мембраны, вытравленной в слое нитрида кремния, осажденного на кремниевую подложку, в которой создана рабочая полость насоса.

На поверхности мембраны в форме "пальцев" нанесен слой пьезоэлектрика, а на его поверхности сформированы электроды

Воздействие электрического напряжения высокой частоты на пьезоэлектрические "пальцы",

расположенные на поверхности мембраны, создает изгибную волну в мембране.

В конечном счете, это приводит к образованию акустического поля высокой интенсивности, которое вызывает перемещение жидкости в направлении волны.

Магнитогидродинамические насосы

Движущей силой в магнитогидродинамических насосахявляется сила Лоренца, воздействующая на проводящий водный раствор.

На две стенки канала прямоугольного сечения, заполненного жидкостью, нанесены электроды, чтобы генерировать электрическое поле, в то время как на двух других стенках расположены постоянные магниты противоположной полярности для создания магнитного поля.

Проводящая жидкость перемещается силой Лоренца в направлении, перпендикулярном направлению магнитного и электрического полей.

Магнитогидродинамические насосы способны перекачивать жидкость в двух направлениях. Для них характерен расход жидкости в диапазоне 0,3 – 0,6 мкл/мин.

Механические микронасосы: инжекционный с электрохимической активацией, пузырьковый

Данные типы  микронасов для перекачивания жидкости используют давление пузырьков газа.

Инжекционные микронасосы с электрохимической активацией используют управляемое газообразование на электродах внутри камеры с электролитом. Образовавшиеся пузырьки будут способствовать выдавливанию жидкости через сопло.

.

Сопла - каналы, которые имеют постепенно сходящиеся, в то время как диффузоры имеют постепенно расширяющиеся стенки. Сопла преобразовывают энергию давления в кинетическую энергию. Когда поток жидкость проходит через сопло, его скорость увеличивается, в то время как его статическое давление уменьшается

Пузырьковые микронасосы представляют собой систему нагревателей, расположенных вдоль канала с рабочей жидкостью, в котором заключен пузырек газа. Принцип действия такого насоса использует асимметричное нагревание рабочей жидкости для ее перекачивания.

Механические микронасосы с мембраной, совершающей возвратно-поступательное движение. Принципы управления мембраной

Наиболее распространенная конструкция микронасоса включает в себя входной и выходной клапаны и рабочий объем с мембраной, приводимой в действие актюаторами с различными принципами действия.

 По принципу действия актюатора различают
 - электростатические
 - пьезоэлектрические
- электромагнитные
- пневматические
 - термические

Различные механизмы пьезоэлектрической активации мембраны