Leistungstests Plattform für eine Wärmeleitung Mikropumpe mit einem FR-4 kupferummantelte Elektrodenplatte

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, eine Konduktionsmikropumpe mit symmetrischen planaren Elektroden auf flammhemmendem, glasfaserverstärktem, kupferkaschiertem Expoxidlaminat herzustellen, um den Einfluss der Kammerabmessungen auf die Leistung einer Konduktionsmikropumpe zu testen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Spannung bei niedrigen mehreren hundert Volt liegt. Und die Herstellungskosten sind relativ gering.

Obwohl diese Methode einen Einblick in den Mechanismus der Konduktionspumpe geben kann, kann sie auch auf viele andere Systeme angewendet werden, wie z. B. Stammfördersysteme und Mikrokühlsysteme. Platzieren Sie die Platte zunächst mit der Elektrodenoberfläche nach unten in das Becherglas, um kleine Partikel wie Staub von der Plattenoberfläche zu entfernen. Platzieren Sie außerdem den Halter, die Ein- und Auslassrohre und andere Werkzeuge, die bei den Versuchen verwendet wurden, in dem Becherglas.

Gießen Sie dann genug 99,5 Prozent Aceton ein, um die Gegenstände einzutauchen. Legen Sie das Becherglas in die Ultraschallwaschmaschine und schalten Sie es fünf Minuten lang ein. Führen Sie dann die Ein- und Auslaufrohre aus Edelstahl in die beiden Löcher an der Abdeckplatte ein.

Legen Sie eine Kammerplatte aus Silikonmembran auf die Elektrodenplatte und decken Sie diese dann mit einer Abdeckplatte ab. Stapeln und richten Sie die Abdeckplatte, die Kammerplatte und die Elektrodenplatte von oben nach unten aus und setzen Sie die ausgerichteten Platten in die Halterung ein. Verwenden Sie eine M2-Schraube, um die Platten im Inneren des Halters zu befestigen.

Drücken Sie die Platten zusammen, indem Sie die Schrauben festziehen. Verwenden Sie anschließend zwei Polyurethanschläuche mit einem Außendurchmesser von vier Millimetern und einem Innendurchmesser von zwei Millimetern, um die Einlass- und Auslassrohre aus Edelstahl zu verbinden. Verbinden Sie ein Amperemeter, eine 500-Volt-Gleichstromquelle und die Mikropumpe in Reihe.

Stecken Sie dann eine Sicherung von einem Milliampere zwischen das Amperemeter und die Stromquelle, um das Amperemeter zu schützen, falls die Mikropumpe kurzgeschlossen wird. Zum Schluss stecken Sie den Zulaufschlauch in ein 50-Milliliter-Becherglas mit 20 bis 30 Millilitern Aceton. Um sich auf das Experiment vorzubereiten, verwenden Sie einen Zylinder, um Aceton zu extrahieren und die Mikropumpe zu füllen.

Nachdem der Flüssigkeitsstand den Auslassschlauch erreicht hat, extrahieren Sie weiterhin zehn Milliliter Aceton im Inneren, bis alle Blasen aus der Kammer gedrückt sind. Saugen Sie das Aceton wiederholt aus der Pumpe an und injizieren Sie es dann erneut, ohne Luft in die Pumpe zu bringen, um Blasen zu entfernen. Um die statische Druckprüfung durchzuführen, befestigen Sie den Auslassschlauch an einem kleinen Rahmen, damit der Schlauch gerade und senkrecht bleiben kann.

Legen Sie ein Lineal neben den Auslassschlauch, um den Flüssigkeitsstand zu messen. Schließen Sie die Mikropumpe an die Stromquelle an. Beginnen Sie den Test, indem Sie die Spannung auf 500 Volt erhöhen und dann den anfänglichen Flüssigkeitsstand notieren.

Nachdem der Flüssigkeitsstand stabil geworden ist, notieren Sie die Uhrzeit, den endgültigen Flüssigkeitsstand und den elektrischen Strom. Zeichnen Sie den Flüssigkeitsstand und den Strom alle zehn Sekunden auf, bis die Mikropumpe ausfällt. Um den Durchflusstest durchzuführen, verwenden Sie einen großen Messzylinder, um die aus dem Auslassschlauch austretende Flüssigkeit aufzufangen.

Achten Sie darauf, den Auslassschlauch so zu befestigen, dass das Ende auf der gleichen Höhe wie der Flüssigkeitsstand im Becherglas bleibt. Schalten Sie die Stromquelle ein. Beginnen Sie den Test, indem Sie die Spannung auf 500 Volt erhöhen und dann den anfänglichen Flüssigkeitsstand notieren.

Wenn die Flüssigkeit aus dem Auslassschlauch zu fließen beginnt, erfassen Sie alle zehn Sekunden die Acetonmenge im Messzylinder. Geben Sie im Laufe des Experiments Aceton in das Becherglas, um den Flüssigkeitsstand aufrechtzuerhalten. Hier ist die zunehmende Rate des Pumpendrucks mit zunehmender Spannung dargestellt.

Wenn die Spannung 500 Volt erreicht, erreicht der Pumpendruck 1.100 Pascal. Der statische Druck der Pumpe steigt mit der Höhe der Pumpenkammer. Die Pumpenleistung erreicht ihren höchsten Punkt, wenn die Kammerhöhe 0,2 Millimeter beträgt.

Dann sinkt der statische Druck, wenn die Kammerhöhe weiter zunimmt. Basierend auf diesen Ergebnissen gelten 0,2 Millimeter als bester Wert für die Kammerhöhe. Durch die Vergrößerung der Kammerlänge steigt der statische Druck an, mit einer großen Steigung bis zu einer Kammerlänge von 23 Millimetern.

Dann steigt er weiter an, mit einer kleineren Steigung, was auf einen allmählichen Anstieg hinweist. Die Kurve zwischen statischem Druck und Kammerbreite nimmt leicht ab, wenn die Kammerbreite von zwei Millimetern auf drei Millimeter zunimmt. Danach bleibt der statische Druck mit zunehmender Kammerbreite auf einem bestimmten Niveau.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in einer halben Stunde durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine Plattform einrichten und die Leistung einer Konduktionsmikropumpe testen. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Aceton gefährlich sein kann und dass bei der Durchführung dieses Verfahrens immer Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen von Gummihandschuhen getroffen werden sollten.

Wir haben gezeigt, dass die Demonstration dieser Methode von entscheidender Bedeutung ist. Während des Versuchs kann es zu einem Kurzschluss kommen, wenn die Wasch- und Inspektionsschritte nicht sorgfältig durchgeführt werden.