Entwurf, Modellierung und Herstellung einer konstanten Flow-pneumatischen Mikropumpe

Dieses Papier charakterisiert eine bidirektionale pneumatische Membranmikropumpe und präsentiert ein Modell zur Leistung eines integrierten fluidischen Kondensators. Der fluidische Kondensator wird verwendet, um pulsierenden Fluss in einen nahezu kontinuierlichen Flussstrom umzuwandeln. Die Pumpe wurde aus Acryl unter Verwendung einer CNC-Fräse hergestellt. Das Schlagvolumen der Pumpe beträgt ~1 µL. Die Pumpe ist selbstansaugend, blasenverträglich und unempfindlich gegenüber Änderungen des Drucks und pneumatischen Drucks innerhalb ihres Betriebsbereichs. Die Pumpe erreicht eine maximale Durchflussrate von 5 mL min−1 gegen null Druck. Bei einem pneumatischen Druck von 40 kPa kann die Pumpe einen Fluss von 2,6 mL min−1 gegen einen Druck von 25 kPa bereitstellen. Ein nichtlineares Modell für den Kondensator wurde entwickelt und mit experimentellen Ergebnissen verglichen. Das Verhältnis der Zeitkonstanten des Kondensators zur Zykluszeit der Pumpe erwies sich als ein genaues Indiz für die Leistung des Kondensators und als nützliches Entwurfswerkzeug.