Une plate-forme de test de performances pour une Conduction de Micropump avec une plaque cuivrée de FR-4 électrodes

L'objectif général de cette expérience est de fabriquer une micropompe à conduction en utilisant des électrodes planes symétriques sur un laminé cuivreux en époxy renforcé de verre, résistant à la flamme, afin d'évaluer l'influence des dimensions de la chambre sur les performances d'une micropompe à conduction. Le principal avantage de cette technique réside dans le fait que la tension utilisée est relativement faible, de l'ordre de quelques centaines de volts. De plus, le coût de fabrication est relativement modique.

Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur le mécanisme de la pompe de conduction, elle peut également être appliquée à de nombreux autres systèmes, tels que les systèmes de distribution tronculaires et les systèmes de micro-refroidissement. Pour commencer, placez la plaque à l'intérieur du bécher, la surface de l'électrode orientée vers le bas, afin d'éliminer les petites particules telles que la poussière de la surface de la plaque. Placez également le support, les tubes d'entrée et de sortie, ainsi que les autres outils utilisés lors des expériences, à l'intérieur du bécher.

Ensuite, versez suffisamment d'acétone à 99,5 pour cent pour immerger les objets. Placez le bécher dans le nettoyeur ultrasonique et mettez-le en marche pendant cinq minutes. Insérez ensuite les tubes en acier inoxydable d'entrée et de sortie dans les deux trous de la plaque de couvercle.

Placer une plaque de chambre en membrane de silicone sur la plaque d'électrode, puis la recouvrir d'une plaque de couverture. Empiler et aligner la plaque de couverture, la plaque de chambre et la plaque d'électrode de haut en bas, puis insérer les plaques alignées dans le support. Utiliser un boulon M2 pour fixer les plaques à l'intérieur du support.

Appuyez les plaques l'une contre l'autre en serrant les boulons. Ensuite, utilisez deux tuyaux en polyuréthane de quatre millimètres de diamètre extérieur et de deux millimètres de diamètre intérieur pour relier les tubes en acier inoxydable d'entrée et de sortie. Connectez un ampèremètre, une source d'alimentation continue de 500 volts et la micropompe en série.

Insérez ensuite un fusible de un milliampère entre l'ampèremètre et la source d'alimentation afin de protéger l'ampèremètre en cas de court-circuit de la micropompe. Enfin, insérez le tuyau d'entrée dans un bécher de 50 millilitres contenant 20 à 30 millilitres d'acétone. Pour préparer l'expérience, utilisez un cylindre gradué pour prélever de l'acétone et remplir la micropompe.

Une fois que le niveau de liquide atteint le tuyau de sortie, continuer à extraire dix millilitres d'acétone à l'intérieur jusqu'à ce que toutes les bulles soient expulsées de la chambre. Aspirer et réinjecter à plusieurs reprises l'acétone depuis la pompe, puis la réinjecter sans introduire d'air dans la pompe afin d'aider à éliminer les bulles. Pour effectuer le test de pression statique, fixer le tuyau de sortie à un petit cadre afin que le tuyau reste droit et vertical.

Placer une règle le long du tuyau de sortie pour mesurer le niveau de liquide. Connecter la micropompe à la source d'alimentation. Commencer l'essai en augmentant la tension à 500 volts, puis noter le niveau initial du liquide.

Une fois que le niveau de liquide est stabilisé, enregistrez le temps, le niveau final du liquide et le courant électrique. Continuez à enregistrer le niveau du liquide et le courant toutes les dix secondes jusqu'à ce que la micropompe tombe en panne. Pour effectuer le test de débit, utilisez un grand cylindre gradué afin de recueillir le liquide sortant du tuyau de sortie.

Veillez à fixer le tuyau de sortie de manière à ce que l'extrémité reste à la même altitude que le niveau du liquide dans le bécher. Allumez la source d'alimentation. Commencez l'essai en augmentant la tension jusqu'à 500 volts, puis notez le niveau initial du liquide.

Alors que le liquide commence à s'écouler par le tuyau de sortie, enregistrez le volume d'acétone à l'intérieur du cylindre gradué toutes les dix secondes. Au fur et à mesure que l'expérience progresse, ajoutez de l'acétone dans le bécher afin de maintenir le niveau du liquide. On observe ici l'augmentation de la pression de la pompe avec une augmentation de la tension.

Lorsque la tension atteint 500 volts, la pression de la pompe atteint 1 100 pascals. La pression statique de la pompe augmente avec la hauteur de la chambre de la pompe. La performance de la pompe atteint son point maximal lorsque la hauteur de la chambre est de 0,2 millimètre.

Ensuite, la pression statique diminue lorsque la hauteur de la chambre continue d'augmenter. D'après ces résultats, 0,2 millimètre est considéré comme la valeur optimale pour la hauteur de la chambre. En augmentant la longueur de la chambre, la pression statique augmente, avec une forte pente jusqu'à une longueur de chambre de 23 millimètres.

Ensuite, elle continue de croître avec une pente plus faible, indiquant une augmentation progressive. On observe une légère diminution de la courbe de la pression statique en fonction de la largeur de la chambre lorsque la largeur de la chambre augmente de deux à trois millimètres. Par la suite, la pression statique reste à un niveau constant lorsque la largeur de la chambre augmente.

Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une demi-heure si elle est effectuée correctement. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment installer une plateforme et évaluer les performances d'une micropompe à conduction. N'oubliez pas que l'utilisation de l'acétone peut présenter des risques et que des précautions, telles que le port de gants en caoutchouc, doivent toujours être prises lors de cette procédure.

Nous avons montré que la démonstration de cette méthode est essentielle. Un court-circuit peut survenir pendant l'expérience si les étapes de lavage et d'inspection ne sont pas effectuées avec soin.