Uma plataforma de testes de desempenho para uma microbomba de condução com uma placa de eletrodos de cobre-folheada FR-4

O objetivo geral deste experimento é fabricar uma microbomba de condução usando eletrodos planares simétricos em laminado revestido de cobre expoxy reforçado com fibra de vidro e retardador de chamas, a fim de testar a influência das dimensões da câmara no desempenho de uma microbomba de condução. A principal vantagem desta técnica é que a tensão envolvida é de várias centenas de volts. E o custo de fabricação é relativamente baixo.

Embora esse método possa fornecer informações sobre o mecanismo da bomba de condução, ele também pode ser aplicado a muitos outros sistemas, como sistemas de entrega de tronco e sistemas de micro-resfriamento. Para começar, coloque a placa dentro do béquer com a superfície do eletrodo voltada para baixo para ajudar a remover pequenas partículas como poeira da superfície da placa. Além disso, coloque o suporte, os tubos de entrada e saída e outras ferramentas usadas nos experimentos dentro do béquer.

Em seguida, despeje acetona a 99,5% suficiente para imergir os itens. Coloque o béquer dentro da arruela ultrassônica e ligue-o por cinco minutos. Em seguida, insira os tubos de aço inoxidável de entrada e saída nos dois orifícios da placa de cobertura.

Coloque uma placa de câmara feita de membrana de silicone na placa do eletrodo e, em seguida, cubra-a com uma placa de cobertura. Empilhe e alinhe a placa de cobertura, a placa da câmara e a placa do eletrodo de cima para baixo e insira as placas alinhadas no suporte. Use um parafuso M2 para fixar as placas dentro do suporte.

Pressione as placas apertando os parafusos. Em seguida, use duas mangueiras de poliuretano com diâmetros externos de quatro milímetros e diâmetros internos de dois milímetros para conectar os tubos de aço inoxidável de entrada e saída. Conecte um amperômetro, uma fonte de alimentação de 500 volts DC e a microbomba em série.

Em seguida, insira um fusível de um miliampere entre o amperômetro e a fonte de alimentação para proteger o amperômetro caso a microbomba esteja em curto. Por fim, insira a mangueira de entrada em um béquer de 50 mililitros com 20 a 30 mililitros de acetona dentro. Para se preparar para o experimento, use um cilindro para extrair acetona para encher a microbomba.

Depois que o nível do líquido atingir a mangueira de saída, continue a extrair dez mililitros de acetona até que todas as bolhas sejam empurradas para longe da câmara. Aspire repetidamente a acetona para fora da bomba e depois reinjete-a sem trazer ar para dentro da bomba para ajudar a remover as bolhas. Para realizar o teste de pressão estática, conecte a mangueira de saída a uma pequena estrutura para que a mangueira possa permanecer reta e vertical.

Coloque uma régua ao lado da mangueira de saída para medir o nível do líquido. Conecte a microbomba à fonte de alimentação. Comece o teste aumentando a tensão para 500 volts e, em seguida, marque o nível inicial do líquido.

Depois que o nível do líquido se estabilizar, registre o tempo, o nível final do líquido e a corrente elétrica. Continue a registrar o nível do líquido e a corrente a cada dez segundos até que a microbomba quebre. Para realizar o teste de vazão, use um cilindro medidor grande para coletar o líquido que sai da mangueira de saída.

Certifique-se de fixar a mangueira de saída de forma que a extremidade permaneça na mesma altitude que o nível do líquido no béquer. Ligue a fonte de alimentação. Comece o teste aumentando a tensão para 500 volts e, em seguida, marque o nível inicial do líquido.

À medida que o líquido começa a sair da mangueira de saída, registre o volume de acetona dentro do cilindro medidor a cada dez segundos. À medida que o experimento avança, adicione acetona ao béquer para manter o nível do líquido. Aqui é mostrada a taxa crescente de pressão da bomba com um aumento na tensão.

Quando a tensão atinge 500 volts, a pressão da bomba atinge 1.100 Pascal. A pressão estática da bomba aumenta com a altura da câmara da bomba. O desempenho da bomba atinge seu ponto mais alto quando a altura da câmara é de 0,2 milímetros.

Em seguida, a pressão estática cai quando a altura da câmara continua a aumentar. Com base nesses resultados, 0,2 milímetros é considerado o melhor valor para a altura da câmara. Ao aumentar o comprimento da câmara, a pressão estática aumenta, com uma grande inclinação até um comprimento de câmara de 23 milímetros.

Em seguida, continua a subir com uma inclinação menor, indicando um aumento gradual. Há uma ligeira diminuição na curva de pressão estática versus largura da câmara quando a largura da câmara aumenta de dois milímetros para três milímetros. Depois, a pressão estática permanece em um determinado nível à medida que a largura da câmara aumenta.

Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em meia hora se for executada corretamente. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento de como configurar uma plataforma e testar o desempenho de uma microbomba de condução. Não se esqueça de que trabalhar com acetona pode ser perigoso e precauções como usar luvas de borracha devem sempre ser tomadas durante a execução deste procedimento.

Mostramos que a demonstração desse método é crítica. Um curto-circuito pode ocorrer durante o experimento se as etapas de lavagem e inspeção não forem conduzidas com cuidado.