指導教授：馬小康臺灣大學：機械工程學研究所蕭翔倫Hsiao, Hsiang-LunHsiang-LunHsiao2014-11-292018-06-282014-11-292018-06-282014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/263176本研究係以壓電片作為致動元件，設計目標為可應用於生醫的輸液壓電泵。首先為壓電致動器的選用，為達到生醫用輸液泵之流量，實驗六種尺寸比例之壓電致動器，找出較理想的尺寸設計，流量可以到達112ml/min。另外，為了觀察腔體內部的氣泡而設計之第二組壓電泵中，以懸臂樑式閥與橋式閥做比較，發現橋式閥之穩定性較佳，而懸臂樑式閥可達大的最大流量較高。此外，改變腔體體積以達到不同的壓縮比，並實驗在不同壓縮比下壓電泵的運作，發現存在一壓縮比的最佳值約在0.05，過高與過低壓電泵流量皆會降低，而且在此壓縮比下，壓電泵出現自吸效能且可以輸送氣體。 在壓電泵的性能測試中，分別以背壓忍受度測試、工作流體黏滯度影響測試與流阻測試。此設計之壓電泵的流量皆隨背壓之增加而線性降低。以三種不同黏滯係數之液體做測試，發現液體黏滯係數越大，單位時間流量越低，並以流阻實驗加以映證，黏滯係數越大，流阻亦越大。A versatile piezoelectric pump with check valve is designed and analyzed. In order to meet the requirement for biomedical use, the flow rate and the tolerance of certain viscosity of fluid must be considered. The size of PZT on the piezoelectric actuator is varied, including the diameter and the thickness, and the pump has a maximum flow rate of 112ml/min. Due to the bubbles, the second edition of the pump with larger size is fabricated. For this second edition, two types of valve are designed and tested for comparison. One is the cantilever-type valve, and the other is the bridge-type valve. The results show that the pump with the bridge-type valve has better stability, and the pump with the cantilever-type valve has a higher maximum flow rate. Besides, the compression ratio of the pump is altered, and has an optimized value of 0.05, at which the pump not only has higher flow rate and better self-priming capability but also is able to pump air. The pump is tested though three experiments: the backpressure tolerance, the effect of the fluid viscosity, and the head loss from the inlet to the outlet. The flow rate of all pumps declines nearly linearly with the increase of the backpressure. Similarly, the higher the fluid viscosity is, the lower the flow rate is, and it could also be deduced from the head loss in different fluids through the same chamber and pipe.口試委員審書 I 致謝 II 摘要 III Abstract IV 目錄 V 圖目錄 VIII 表目錄 XII 符號說明 XIII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 泵與微型泵簡介 2 1.3 壓電泵簡介 3 1.4 文獻回顧 4 1.5 研究動機與目的 10 1.6 研究流程 11 第二章 設計與原理 12 2.1 壓電泵之設計 12 2.1.1 閥件 12 2.1.2 防漏水結構 13 2.1.3 腔體 13 2.2 工作原理 13 2.3 理論分析 14 2.3.1 壓電效應 14 2.3.2 壓電致動器分析 16 2.3.3 懸臂樑式閥共振頻率分析 19 2.3.4 效率分析 20 第三章 實驗架構與方法 21 3.1 實驗參數 .21 3.1.1 壓電片尺寸 21 3.1.2 壓縮比 21 3.1.3 閥件型式 22 3.1.4 背壓 22 3.1.5 液體黏滯性 22 　3.2 實驗器材 23 3.3 實驗架構 24 3.4 實驗測試方法 25 3.4.1 壓電泵組裝 25 3.4.2 單位時間流量與共振頻測試 25 3.4.3 背壓忍受度測試 26 3.4.4 液體黏滯性之影響測試 27 3.4.5流阻實驗 28 3.4.6 壓電致動器消耗功率實驗 29 第四章 結果與討論 31 4.1 壓電片尺寸對壓電泵之影響 31 4.1.1 壓電片直徑影響 31 4.1.2 壓電片厚度影響 32 4.2 閥件型式影響 33 4.3 壓縮比與自吸效能 34 4.4 壓電泵之背壓忍受度 35 4.5 液體黏滯性對壓電泵之影響 36 4.6 液體黏滯性對流阻之影響 37 4.7 壓電泵性能與效率分析 38 4.8 氣泡問題 38 第五章 結論與建議 39 5.1 結論 39 5.2 建議 40 參考文獻 42 圖目錄 45 表目錄 773153608 bytesapplication/pdf論文公開時間：2014/08/21論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)圓形壓電片壓電泵有閥壓縮比黏滯係數thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/263176/1/ntu-103-R01522301-1.pdf