1无阀压电泵结构及工作机理
无阀压电泵结构简图如1所示，其工作机理为：压电振子在驱动电压作用下，产生弯曲变形，当压电振子向下侧凸起时，上侧腔体容积增大，压力减小，流体在外界大气压作用下由进水口进入腔体；随后压电振子从下侧大变形处恢复到初始平衡状态，并向上侧凸起变形，上侧腔体容积由大状态逐渐变为小状态，腔体内压力增大，且大于外界大气压，流体在压力差作用下，由出水口排出。与此同时，有少量的流体从进水口排出，随后压电振子又回到初始平衡状态，从而实现了一个完整的吸水、排水全过程。如此周而复始就形成了无阀压电泵的连续排水。
2压电振子、驱动参数对噪声的影响
压电泵工作时产生噪声在一定程度上限制了它的应用。实验中发现由压电振子、驱动参数导致噪声的原因主要表现在以下几个方面：
2. 1压电振子振动是产生噪声的根本原因
2复合压电振子
2为复合压电振子，它由压电陶瓷片和金属基板组成，其工作机理是利用压电陶瓷的逆压电效应，将驱动电源一端与压电陶瓷片连接，另一端与金属基板连接，当压电振子施加驱动电压时，压电振子则产生变形。压电振子作为压电泵的驱动源，当压电泵工作时，压电振子高频振动，高频振动必然产生不同程度噪音。
2. 2压电泵驱动参数对噪声的影响
（ 1）驱动电压波形
利用1641A型function generator函数信号发生器，用3种不同波形的驱动电压对实际工作的压电泵（直径35mm压电振子， 5V电压）进行测试，实验结果如1.
1不同驱动电压波形对压电泵性能影响波形扬程/mm流量/ml min - 1噪音效果矩形波5. 0 2. 8大好正弦波2. 0 1. 1较大较好三角波0. 7 0. 5小差
通过实验可看出，矩形波形使压电振子水柱扬程较高，输出流量较大，说明压电振子产生变形较大，导致噪声较大。正弦波形噪声次之，三角波形噪声小。
（ 2）频率与驱动电压
在压电泵工作频率较低时，压电振子振动速度缓慢，振动间隔时间长；随着频率逐渐增高，其变形次数加快，振动噪声由断续变为连续，噪声变大；当频率达到一定值时，噪声由嗡嗡声变为尖而刺耳的噪声。原因是随着频率的增大，由振动产生声音音频增高，发出的声音更尖更高。
此外，由实验可知驱动电压越低，噪声越小，反之，驱动电压越高，噪声越大。其原因是施加给压电振子的驱动电压较高，振子产生的变形较大，导致噪声增大。
3腔体内流体流动对噪声的影响
在对无阀压电泵样机实验中发现：压电泵腔体内产生许多气泡，这些气泡不仅影响压电泵的输出性能，而且在压电泵工作过程中产生噪声。下面对产生气泡的原因进行分析。
原因一：冷沸现象对腔体内产生气泡的影响由于压电泵工作时侵入水中，腔体内充满液体（水） ，圆形压电振子工作时四周固定，中心处变形量大约4 m，腔体的体积较小，从微观上看，腔体内液体分子具有一定的动能试图使其离开液体的自由表面，使液体汽化为蒸汽；从宏观上看，在液体的自由表面存在一种向外扩张的压强，即液体汽化压强。
当压电振子接通70V左右电压高频振动时，振动产生的热能将腔体内的液体（水）温度升高，使液体内部分子运动速度加快，动能增大。液体汽化压强随之增大。
在常温下，当压电泵腔体内流动液体某处的压强等于或低于液体温度下汽化压强时，该处液体将产生沸腾而出现许多气泡，即冷沸现象。冷沸现象产生的许多气泡不仅造成液体流动的断续，破坏液体流动的连续性，降低了输出流量和输出压力，影响出水管的出水效果，而且在压电泵工作过程中一直伴随冷沸现象，还会对腔体内表面和压电振子工作面造成气蚀现象，降低了压电泵的使用寿命，尤其是压电振子被气蚀后在电压作用下极易被击穿，造成压电振子的损坏。此外，冷沸现象产生的大量气泡在腔体内无规则运动使压电泵噪声增大。由此可见，在压电泵设计中应考虑尽量避免冷沸现象的发生。
原因二：压电泵工作前泵腔体内存有空气，当压电泵开始工作时，由进水口吸入的水与泵(无油装置新型泵构建抬升技艺研讨剖析)腔体内存有的空气形成了气泡；在压电泵不断工作过程中，随着压电振子的振动，流体在泵腔内有突变截面处产生旋涡，腔体内连续不断产生气泡，造成腔体内形成许多气泡，气泡在腔体内快速旋转，且难以排除，影响了压电泵输出特性，导致压电泵工作不稳定，噪声增大，寿命降低。为此，在压电泵工作前常需要灌泵以便排净腔体内的空气。
4降低压电泵噪声的具体措施
如何降低压电泵产生的噪声，具体措施可以从以下几方面考虑：
（ 1）首先改变压电振子材料性能，寻找一种振幅变形大，产生噪声较小的压电振子。
（ 2）在满足压电泵输出性能要求前提下，尽量降低外加驱动电压和频率，不仅降低电能损耗，起到节能的作用，更重要的是压电泵噪声可以大大降低，从而扩大压电泵的应用范围。
（ 3）通过实验发现， 1个密封腔体设有2个进水口的压电泵产生的噪声明显低于1个进水口时产生的噪声；在压电泵应用环境允许情况下，可将压电泵潜入液体中，可降低噪声。
（ 4）压电振子直径越大，压电振子发生谐振的频率越低，产生噪声越小；反之，频率越高，噪声越大。
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