通道型电磁常闭微阀结构参数优化

摘要

优化了通道型电磁常闭微阀的结构参数,以提高其工作性能.基于近似结构模型对结构参数进行理论分析;以泄漏率为指标,利用有限元方法仿真分析了微通道的宽度、高度,底膜厚度,顶膜厚度及电磁驱动机构压力等主要结构参数对泄漏率的影响.提取了经验公式,基于正交实验法研究了结构参数对泄漏率和开启率的影响.最后,结合理论分析、仿真和正交实验结果对微阀结构参数进行了优化.实验结果表明,通道高度和宽度对泄漏率影响最大,通道高度对开启率影响最大.获得最优开闭性能的结构参数组合为:通道宽度1 mm,高度0.1mm,底膜厚度0.2 mm,顶膜厚度0.2 mm,电磁机构压力3×10λ Pa.基于该结构参数组合的微阀在10 kPa内可以实现零泄漏及近似完全开启.该阀具有易与微流控芯片集成、低电压驱动、制作简单、无死体积等优点.