Una plataforma de pruebas de rendimiento para una conducción Micropump con una placa de electrodo revestido de cobre FR-4

El objetivo general de este experimento es fabricar una microbomba de conducción utilizando electrodos planos simétricos sobre laminado revestido de cobre exoxi reforzado con fibra de vidrio ignífugo para probar la influencia de las dimensiones de la cámara en el rendimiento de una microbomba de conducción. La principal ventaja de esta técnica es que el voltaje involucrado es de varios cientos de voltios. Y el costo de fabricación es relativamente bajo.

Aunque este método puede proporcionar información sobre el mecanismo de la bomba de conducción, también se puede aplicar a muchos otros sistemas, como los sistemas de entrega de troncos y los sistemas de microenfriamiento. Para comenzar, coloque la placa dentro del vaso de precipitados con la superficie del electrodo hacia abajo para ayudar a eliminar partículas pequeñas como el polvo de la superficie de la placa. Además, coloque el soporte, los tubos de entrada y salida y otras herramientas utilizadas en los experimentos dentro del vaso de precipitados.

A continuación, vierta suficiente acetona al 99,5 por ciento para sumergir los artículos. Coloque el vaso de precipitados dentro de la lavadora ultrasónica y enciéndalo durante cinco minutos. A continuación, inserte los tubos de acero inoxidable de entrada y salida en los dos orificios de la placa de cubierta.

Coloque una placa de cámara hecha de membrana de silicona en la placa de electrodos y luego cúbrala con una placa de cubierta. Apile y alinee la placa de cubierta, la placa de la cámara y la placa de electrodos de arriba a abajo e inserte las placas alineadas en el soporte. Utilice un perno M2 para fijar las placas dentro del soporte.

Presione las placas juntas apretando los pernos. A continuación, utilice dos mangueras de poliuretano con diámetros externos de cuatro milímetros y diámetros internos de dos milímetros para conectar los tubos de acero inoxidable de entrada y salida. Conecte un amperímetro, una fuente de alimentación de 500 voltios de CC y la microbomba en serie.

A continuación, inserte un fusible de un miliamperio entre el amperímetro y la fuente de alimentación para proteger el amperímetro en caso de que la microbomba sufra un cortocircuito. Finalmente, inserte la manguera de entrada en un vaso de precipitados de 50 mililitros con 20 a 30 mililitros de acetona en su interior. Para prepararse para el experimento, use un cilindro para extraer acetona y llenar la microbomba.

Después de que el nivel del líquido alcance la manguera de salida, continúe extrayendo diez mililitros de acetona en el interior hasta que todas las burbujas se alejen de la cámara. Aspire repetidamente la acetona fuera de la bomba y luego vuelva a inyectarla sin que entre aire en la bomba para ayudar a eliminar las burbujas. Para realizar la prueba de presión estática, conecte la manguera de salida a un marco pequeño para que la manguera pueda permanecer recta y vertical.

Coloque una regla junto a la manguera de salida para medir el nivel de líquido. Conecte la microbomba a la fuente de alimentación. Comience la prueba elevando el voltaje a 500 voltios y luego marque el nivel inicial de líquido.

Después de que el nivel de líquido se estabilice, registre el tiempo, el nivel final de líquido y la corriente eléctrica. Continúe registrando el nivel de líquido y la corriente cada diez segundos hasta que la microbomba se descomponga. Para realizar la prueba de caudal, use un cilindro de medición grande para recoger el líquido que sale de la manguera de salida.

Asegúrese de fijar la manguera de salida de modo que el extremo permanezca a la misma altitud que el nivel de líquido en el vaso de precipitados. Encienda la fuente de alimentación. Comience la prueba elevando el voltaje a 500 voltios y luego marque el nivel inicial de líquido.

A medida que el líquido comienza a fluir fuera de la manguera de salida, registre el volumen de acetona dentro del cilindro de medición cada diez segundos. A medida que avanza el experimento, agregue acetona al vaso de precipitados para mantener el nivel de líquido. Aquí se muestra la tasa creciente de presión de la bomba con un aumento en el voltaje.

Cuando el voltaje alcanza los 500 voltios, la presión de la bomba alcanza los 1.100 Pascale. La presión estática de la bomba aumenta con la altura de la cámara de la bomba. El rendimiento de la bomba alcanza su punto más alto cuando la altura de la cámara es de 0,2 milímetros.

Luego, la presión estática cae cuando la altura de la cámara continúa aumentando. Sobre la base de estos resultados, 0,2 milímetros se considera el mejor valor para la altura de la cámara. Al aumentar la longitud de la cámara, la presión estática aumenta, con una gran pendiente hasta una longitud de la cámara de 23 milímetros.

Luego continúa subiendo con una pendiente menor, lo que indica un aumento gradual. Hay una ligera disminución en la curva de presión estática frente al ancho de la cámara cuando el ancho de la cámara aumenta de dos milímetros a tres milímetros. Después, la presión estática se mantiene en un cierto nivel a medida que aumenta el ancho de la cámara.

Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en media hora si se realiza correctamente. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo configurar una plataforma y probar el rendimiento de una microbomba de conducción. No olvide que trabajar con acetona puede ser peligroso y siempre se deben tomar precauciones como el uso de guantes de goma al realizar este procedimiento.

Demostramos que la demostración de este método es fundamental. Puede producirse un cortocircuito durante el experimento si los pasos de lavado e inspección no se llevan a cabo con cuidado.