慣性微流體導(dǎo)電開關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、設(shè)計(jì)了一種變矩形截面微通道結(jié)構(gòu)的微流體慣性開關(guān)方案,利用水銀液滴在微通道中以流動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)開關(guān)的導(dǎo)通,克服了微機(jī)械慣性開關(guān)“固-固”型金屬觸點(diǎn)存在接觸磨損、接觸不穩(wěn)定、導(dǎo)通電阻大、抗干擾能力差等缺點(diǎn)。
　　 首先介紹了微流體慣性開關(guān)的總體結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上闡述了開關(guān)的工作機(jī)理。對(duì)影響水銀液滴在微通道中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表面張力-毛細(xì)管現(xiàn)象和成因進(jìn)行了的分析。結(jié)合開關(guān)微通道的幾何結(jié)構(gòu),根據(jù)Young-Laplace公式分別推導(dǎo)了開關(guān)導(dǎo)通和水

2、銀液滴反向通過閥門時(shí)加速度閾值的計(jì)算公式。討論了微通道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)開關(guān)閾值的影響,并分析了不同微通道結(jié)構(gòu)參數(shù)下開關(guān)的閾值特性。用CoventorWare建立了開關(guān)的結(jié)構(gòu)模型,對(duì)水銀液滴自由表面的遷移過程采用分離拉格朗日VOF方法描述。用microfluidics模塊中的Bubble-DropSim求解器對(duì)10g加速度作用下水銀液滴運(yùn)動(dòng)的瞬態(tài)過程進(jìn)行仿真,結(jié)果表明開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間約為10ms。設(shè)計(jì)了微流體慣性開關(guān)的加工工藝流程。最后介紹了開關(guān)