طراحی و شبیه سازی یک میکروپمپ پیزوالکتریکی چند طبقه مبتنی بر فناوری MEMS

در این مقاله، طراحی و شبیه سازی میکروپمپ های دو طبقه و سه طبقه با مکانیسم تحریک پیزوالکتریکی برای استفاده در کاربردهای پزشکی و دستگاه های انتقال دارو گزارش می شود. میکروپمپ دو طبقه طراحی شده از دو میکروپمپ یک طبقه که به صورت پشت سر هم قرار گرفته اند، تشکیل شده است و شامل دو محفظه عبور سیال، دو غشاء، دو لایه پیزوالکتریک و بخش های ورودی و خروجی می باشد. میکروپمپ سه طبقه طراحی شده شامل سه محفظه عبور سیال، سه غشاء، سه لایه پیزوالکتریک و بخش های ورودی و خروجی میباشد. محفظه سیال با ابعاد 500×5000 میکرومتر، غشاء با ابعاد 30×5000 میکرومتر و لایه پیزوالکتریک با ابعاد 60×2700 میکرومتر طراحی شده است. همچنین در میکروپمپ طراحی شده به جای شیر در بخش های ورودی و خروجی، از نازل و پخش کننده استفاده شده است. در تمامی شبیه سازی ها، لایه پیزوالکتریک از جنس PZT بوده و ولتاژ اعمالی برابر با 20 ولت می باشد. همچنین آب به عنوان سیال در نظر گرفته شده است. شبیه سازی ها نشان می دهند که در میکروپمپ سه طبقه با لایه پیزوالکتریک PZT و ولتاژ اعمالی 20 ولت با فرکانس های 100، 200 و 100 هرتز به ترتیب به طبقات اول تا سوم، سرعت حرکت سیال دارای بیشینه مقدار 0/13 متر بر ثانیه و میزان حجم سیال جابه جا شده برابر با 0/0045 میلی متر مکعب در 37 میلی ثانیه می باشد.

کلیدواژه ها:

میکروپمپ پیزوالکتریکی ، میکروکانال ، دارو رسانی ، سیستم های میکروالکترومکانیکی ، MEMS