محدود تاثیر ولتاژ بر رفتار مکانیکی دیافراگم میکروپمپ های الکترواستاتیکی

میکروپمپها یکی از مهم ترین دستگاه ها در زمینه میکروسیالات هستند که کاربردهای فراوانی در مهندسی پزشکی دارند. تحریک الکترواستاتیکی یکی از انواع مکانیزم های تحریک در میکروپمپ ها است که بدلیل مصرف انرژی کم وکنترل راحت از کاربرد بسیار زیاد در این زمینه برخوردار است. پدیده های مختلفی در تحریک الکترواستاتیکی میکروپمپ ها رخ می دهد، که بر بازده و کارآیی این دستگاه ها تاثیرگذار است. یکی از این پدیده ها، ناپایداری Pull-in بوده که یک پدیده استاتیکی است و زمانی رخ می دهد که ولتاژ اعمالی از یک حد بحرانی تجاوز کند. در این حالت دیافراگم میکروپمپجذب الکترود ثابت مقابل خود شده و ناپایداری در سیستم ایجاد می شود. بنابراین دانستن رابطه ولتاژ Pull-in با عوامل خارجی )مثلاً عواملی که حین فرآیند ساخت دستگاه بوجود می آیند( و عوامل داخلی )مثلاً مشخصات فیزیکی دستگاه( به طراح کمک می کند تا با تنظیم و انتخاب صحیح این عوامل خروجی مورد نیاز و دلخواه خود را از دستگاه بگیرد.برای تخمین مقدار ولتاژ Pull-in ، برای یک دیافراگم الکترواستاتیکی از شبیه سازی کامپیوتری المان محدود (FiniteElements) استفاده کردهایم. با توجه به نتایج بدست آمده توسط نرم افزار، مقدار ولتاژ با گام 020.وV=313/925 که این بهترین جواب برای ولتاژ ناپایداری استاتیکی می باشد، همچنین مقدار ولتاژ برای حالت دینامیکی حدود0/91 مقدار استاتیکی یعنی مقدارv .48281v= بدست آمده توسط نرم افزار می باشد. با مقایسه نتایج، مشاهده میشود که در مورد ولتاژ ناپایداری استاتیکی، اختلاف ناچیزی بین نتایج وجود دارد. بنابراین میتوان با این نرمافزار رفتار مکانیکی میکروصفحاتی را که بررسی تحلیلی آنها مشکل و زمانبر است، مورد بررسی قرار داد و از نتایج آن در طراحی المانهای MEMS که این میکروصفحات در آنها بکار می روند، استفاده کرد

کلیدواژه ها:

میکروپمپها ، تحریک الکترواستاتیکی ، ناپایداری Pull-in ، دیافراگم