改进静电微泵的性能、优化静电微泵的结构

　　为了改进静电微泵的性能、优化静电微泵的结构，分析膜片的变形过程和腔体的体积变化是必不可少的工作。本文分析微泵腔的端点量，并建立静电微泵腔的宏模型，对膜片在静电力驱动下的变形及其引起的静电微泵腔体的体积变化进行分析。后建立微泵腔各端点量之间的关系。

　　宏模型及端点关系的建立静电微泵腔由上电极、下电极、膜片以及入口、出口构成。上电极处于膜片的上部，下电极处于腔体的底部，采用圆形膜片的静电无阀微泵结构如图2所示，当对上下电极施加电压作用时，膜片在静电力的作用下，发生弯曲变形，腔体积的变化导致液体流出、流入，从而达到驱动泵工作的目的。由于整个微泵系统的模拟非常复杂，本文将微泵分成泵腔、入口和出口3个子系统，并根据静电泵腔的输入输出特性建立泵腔的端点特性模型。很显然，由于膜片的变形量与电场强度存在相互作用，不能直接得出膜片的变形量w（r）。以往大多数研究者通过反复做实验的方法得出微泵的体积流量，这种方法花费时间长，而且不利于进行优化设计。本文只考虑当膜片振动时流体的附加质量，忽略流体的阻尼影响，则泵腔只涉及到动能、弹性能和电能3个守恒能量场，根据能量法和ANSYS软件建立微泵腔的宏模型，并由宏模型的动态响应方程得出微泵腔各端点量之间的关系。