2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22700513
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
槌谷 和義 東海大学, 工学部, 准教授 (50399086)
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| Keywords | 機能性材料 / アクチュエータ / バルブレス / マイクロポンプ / 輸液 |
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| Research Abstract |
液体輸送を行う管とバルブレスマイクロポンプが一体化した簡易な構造を有し,かつ既存の輸液ポンプであるシリンジポンプが担っている微量輸液とペリスタポンプを越える輸液スピードを満足する幅広い流量レンジを有する,高精度な制御が可能な新しいバルブレス輸液ポンプの開発を目的とし,(1)液送機能実験および進行波理論モデル式に基づいた構璋設計を行う,(2)内部に発生する圧力を測定する実験,を行い,以下の知見を得た.
(1)中空管マイクロポンプの小型化による進行波理論振幅値y(t)の増加に伴い,中空管マイクロポンプの流動性が向上していることを確認した.
(2)PZT素子が4個のときの進行波理論モデル式において,sin項の値に着目することで,PZT設置間隔1と中空管厚みhの関係式を求めることが可能となる.
(3)応答曲面法を用いた最適な中空管厚み,およびPZT設置間隔は,h=0.3[mm],1=18[mm]の組み合わせである.
(4)進行波理論振幅値y(t)と流量変化率の比を用いて,最適な中空管マイクロポンプの初期流量に対する流量変化率を算出すると,2.68[%]となり,Small pumpよりも流動性が向上することが見込める.
(5)中空管マイクロポンプへの印加電圧80Vp-p,165kHz,Ch2の位相を+90°変更した条件において実験を行うと,水位変位は2.1mmとなる.
(6)実験結果を圧力測定式に代入することにより,管内に発生する圧力を算出することが可能である.
(7)本実験結果より,用いた中空管マイクロポンプ内に発生する圧力は1.03kPaである.これより,実験から中空管マイクロポンプ内部に発生する圧力を直接的に算出することが可能となった.
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