طراحی، ساخت و مدل سازی تجربی سامانه تزریق قطره مبتنی بر پیزوالکتریک با استفاده از روش آماری

در این پژوهش، دستگاه تزریق قطره سیال مبتنی بر عملگر پیزوالکتریک طراحی و ساخته شده است، تا عملکرد این سامانه در تولید قطرات با حجم های مختلف ارزیابی شود. سامانه تزریق قطره، در بسیاری از کاربردهای زیستی و بیولوژیکی اهمیت دارد. این سیستم ها دارای عامل های قابل تنظیم متعددی هستند که پیش بینی حجم قطره تولید شده را دشوار می کند. برای تحلیل تاثیر مولفه های مختلف ورودی و پیش بینی حجم قطره، از روش طراحی آماری آزمایش ها با رویکرد پاسخ سطح استفاده شده است. در این تحقیق، پنج عامل اصلی شامل سه مولفه مرتبط با سیگنال ورودی (زمان بالارفتن و پایین آمدن، زمان گشودگی و دامنه سیگنال)، فشار پشت سیال، و قطر نازل موردمطالعه قرار گرفتند. برای هر کدام از این مولفه ها، سطوح مختلفی در نظر گرفته شده و تاثیرات مستقل و تعاملی آن ها بر حجم قطره مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان داد که تمامی عامل ها دارای پی ولیو کمتر از ۰۵/۰ هستند که مبنی بر این است که این عوامل به طور معناداری بر حجم خروجی تاثیر دارند. همچنین مدل رگرسیون به دست آمده با ضریب تعیین ۹۸/۰، توانایی مناسبی در پیش بینی حجم قطره دارد. همچنین عملکرد معکوس مدل رگرسیون با استفاده از بهینه سازی پارامترها بررسی شد، که در مقایسه با نتایج تجربی، نشان از خطای کمتر از ۵ درصد داشت. مدل به دست آمده بهینه سازی مولفه های طراحی و بهبود عملکرد سامانه را امکان پذیر می کند و به افزایش دقت و کارایی این نوع دستگاه ها در کاربردهای هدف، کمک شایانی می نماید

کلیدواژه ها:

Fluid Droplet Injection System ، Piezoelectric ، Design of Experiments ، Response Surface ، سامانه تزریق قطره سیال ، پیزوالکتریک ، طراحی آزمایش ، پاسخ سطح