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Bioengineering

एक संचालन के लिए एक प्रदर्शन-परीक्षण मंच एक FR-4 तांबे पहने इलेक्ट्रोड प्लेट के साथ Micropump

Published: October 9, 2017 doi: 10.3791/55867

Summary

यह कागज एक आचरण micropump लौ-retardant कांच पर सममित planar इलेक्ट्रोड का उपयोग कर के निर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है प्रबलित epoxy (FR-4) तांबे पहने फाड़ना (CCL) के प्रदर्शन पर चैंबर आयामों के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए एक किा micropump ।

Abstract

यहां, एक आचरण micropump सममित planar इलेक्ट्रोड के साथ लौ-retardant कांच पर तैयार जोड़े-प्रबलित epoxy (FR-4) तांबा पहने फाड़ना (CCL) गढ़े है । यह एक आचरण micropump के प्रदर्शन पर चैंबर आयामों के प्रभाव की जांच करने के लिए और एसीटोन काम कर द्रव के रूप में प्रयोग किया जाता है जब कंडक्टर पंप की विश्वसनीयता निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । एक परीक्षण मंच की स्थापना की है विभिंन स्थितियों के तहत आचरण micropump प्रदर्शन का मूल्यांकन । चैंबर की ऊँचाई ०.२ मिमी होने पर पंप का दबाव अपने चरम मूल्य पर पहुंच जाता है ।

Introduction

Micropumps ज्यादातर पंपों की तुलना में एक बहुत छोटे पैमाने पर तरल प्रवाह ड्राइव कर सकते हैं । हाल के वर्षों में, विभिंन ड्राइविंग योजनाओं microfluidic सिस्टम1,2,3,4,5के लिए सफलतापूर्वक लागू किया गया है । electrohydrodynamic (EHD) पंप सीधे तरल पर बलों लागू कर सकते हैं, किसी भी चलती भागों के बिना, जो बनाता है यह सरल और आसान बनाना6। प्रभारी प्रकार के अनुसार, EHD पंपों इंजेक्शन पंप, प्रेरण पंपों, या कंडक्टर पंपों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है । प्रेरण पंपों इज़ोटेर्माल तरल पदार्थ पर काम नहीं करते हैं, जबकि इंजेक्शन पंप तरल चालकता बदल जाते हैं । क्योंकि वे इस तरह की समस्याओं की कमी है, कंडक्टर पंपों और अधिक स्थिर है और एक व्यापक आवेदन किया है ।

आचरण पंप तरल अणुओं के पृथक्करण और पुनर्संयोजन दरों के बेमेल पर आधारित है । आम तौर पर, पृथक्करण और पुनर्संयोजन की प्रक्रिया के रूप में व्यक्त किया जा सकता है7,8:
Equation
जहां पुनर्संयोजन दर kr स्थिरांक है जबकि पृथक्करण दर kd बिजली क्षेत्र की शक्ति का एक समारोह है । जब बिजली के क्षेत्र ताकत एक निश्चित मूल्य तक पहुंच जाता है, पृथक्करण दर पुनर्संयोजन की दर से अधिक होगा । फिर, अधिक से अधिक मुक्त शुल्क विपरीत ध्रुवीकरण के दो इलेक्ट्रोड के लिए यात्रा, और heterocharge परतों के रूप में । इन heterocharge परतों पंप करने के लिए महत्वपूर्ण हैं, के रूप में आरोप के आंदोलन तरल अणुओं आगे धक्का । इसलिए, नेट शरीर बल असममित इलेक्ट्रोड या सकारात्मक और नकारात्मक आयनों की गतिशीलता के बेमेल का उपयोग कर कक्ष के भीतर तरल में उत्पन्न किया जा सकता है9,10,11,12 .

इस काम के एक वाहक पंप के लिए एक सममित planar इलेक्ट्रोड प्लेट गढ़े का एक नया तरीका परिचय । इलेक्ट्रोड प्लेट FR-4 CCL पर तैयार किया जाता है, और पंप चैंबर micromachining द्वारा तैयार किया जाता है । निर्माण प्रक्रियाओं अपेक्षाकृत सरल और अंय विनिर्माण विधियों के उन लोगों की तुलना में अधिक सुविधाजनक हैं, ऐसे nanolithography के रूप में । विभिन्न परिस्थितियों के तहत आचरण micropump के प्रदर्शन की जांच के लिए एक परीक्षण मंच की स्थापना की जाती है । इसके अलावा, आचरण micropump की विश्वसनीयता भी अलग परिस्थितियों में जांच की है ।

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Protocol

< p class = "jove_content" > सावधानी: कृपया उपयोग करने से पहले सभी प्रासंगिक सामग्री सुरक्षा डाटा शीट (MSDS) देखें । एसीटोन अत्यधिक ज्वलनशील है और आंखों और श्वसन तंत्र के लिए जलन पैदा कर सकता है । शामिल वोल्टेज के रूप में कई हजार वोल्ट के रूप में उच्च है; इसलिए, विद्युत स्पार्क्स की उंमीद कर रहे है जब प्रयोग का आयोजन । स्पार्क्स से विस्फोट और आग से बचने के लिए अच्छे वेंटिलेशन के साथ एक कमरे में प्रयोगों बाहर ले.

< p class = "jove_title" > 1. प्लेट्स और धारक का निर्माण

< p class = "jove_content" > नोट: इस काम में, इलेक्ट्रोड प्लेटें और धारक एक कारखाने में एक उत्पादन लाइन द्वारा गढ़े हैं. केवल सामग्री और इस पत्र में सभी भागों के मापदंडों जटिल प्रक्रियाओं के कारण शुरू किया जाएगा ।

  1. सामग्री और इलेक्ट्रोड प्लेट के आकार
    1. १.४ mm FR-4 CCL का उपयोग करते हुए इलेक्ट्रोड प्लेट्स गढ़ें ३५ & #181 की एक पतली तांबे की परत के साथ; मी. देखें < सबल वर्ग = "xfig" > चित्र 1 इलेक्ट्रोड प्लेट के विस्तृत मापदंडों के लिए.
  2. इलेक्ट्रोड के पैरामीटर
    1. आदेश इलेक्ट्रोड प्लेट्स कारखाने से. See < सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा २ अधिक माहिती.
  3. इलेक्ट्रोड प्लेट का निरीक्षण
    1. इलेक्ट्रोड प्लेट की तैयारी के बाद, एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करने के लिए 100X और 300X आवर्धन के तहत किसी भी नजर खामियों के लिए इलेक्ट्रोड का निरीक्षण. ध्यान रखें कि इलेक्ट्रोड की सतह पर किसी भी छोटे दोषों के कारण शॉर्ट-सर्किटिंग हो सकती है, जैसा कि < सबल वर्ग में दिखाया गया है = "xfig" > चित्रा ३ .
    2. निरीक्षण और इलेक्ट्रोड चौड़ाई और रिक्ति आयाम शुद्धता आवश्यकताएँ पूरी करता है कि क्या यह निर्धारित करने के लिए मापने ।
    3. एक amperemeter के साथ थाली परीक्षण देखने के लिए अगर एक बिजली के शॉर्ट सर्किट होता है ।
  4. चैंबर प्लेट की तैयारी
    1. इलेक्ट्रोड प्लेट के रूप में एक ही आकार के लिए कुछ सिलिकॉन झिल्ली में कटौती, के रूप में दिखाया < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ४ . अलग ऊंचाई के साथ चैंबर प्लेट बनाने के लिए अलग मोटाई के साथ सिलिकॉन झिल्ली चुनें ।
    2. एक विशेष छिद्रण उपकरण का उपयोग करने के लिए चैंबर छेद पंच, के रूप में दिखाया < मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 5 .
  5. प्रोसेसिंग ऑफ होल्डर
    1. एक फैक्ट्री से होल्डर ऑर्डर करते हैं । विस्तृत पैरामीटर < सबल वर्ग में दर्शाए गए हैं = "xfig" > चित्रा 6 .
  6. निर्माण कवर प्लेट
    1. ड्रिल कवर प्लेट के शीर्ष पर दो छेद एक ड्रिलिंग मशीन का उपयोग करने के लिए प्रवेश और आउटलेट ट्यूबों स्थापित करें । देखें < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ७ अपने पदों और आकारों के लिए.
< p class = "jove_title" > 2. Micropump के विधानसभा

  1. उपयोग एसीटोन सभी प्लेटों को धोने के लिए, धारक, प्रवेश और आउटलेट ट्यूबों, और अंय प्रयोगों में इस्तेमाल उपकरण । एक चोंच के अंदर इन उपकरणों और प्लेट रखो और फिर पर्याप्त ९९.५% एसीटोन उंहें विसर्जित करने के लिए डाल दिया । अल्ट्रासोनिक वॉशर के अंदर चोंच रखो । अल्ट्रासोनिक वॉशर चालू करें और टाइमर सेट करने के लिए 5 min.
  2. डालने के प्रवेश और आउटलेट स्टेनलेस स्टील ट्यूब कवर प्लेट पर दो छेद में ।
  3. एक चैंबर प्लेट इलेक्ट्रोड प्लेट पर सिलिकॉन झिल्ली से बना है और फिर यह कवर प्लेट के साथ कवर जगह है ।
  4. स्टैक और ऊपर से नीचे करने के लिए कवर प्लेट, चैंबर प्लेट, और इलेक्ट्रोड प्लेट संरेखित करें और धारक में संरेखित प्लेटें डालें.
    1. एक M5 बोल्ट का उपयोग करने के लिए धारक के अंदर प्लेटें ठीक । इस इकट्ठे micropump के विस् फोट दृश् य और सामां य दृश् य देखें, जैसा < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा 8 और < सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्र 9 , क्रमशः.
    2. एक साथ बोल्ट को कस कर प्लेट्स दबाएँ.
      नोट: ट्यूबों और गुहा चैंबर प्लेट पर काम कर रहे तरल के लिए एक मार्ग बनेगी । लोचदार चैंबर प्लेट भी बाहर बहने से तरल को रोकने के लिए प्लेटों के बीच अंतर सील कर सकते हैं । विस् फोट दृश् य देखें और < सुदृढ वर्ग में इकट्ठे micropump का साधारण दृश् य = "xfig" > चित्र 8 और < सबल वर्ग = "xfig" > चित्र 9 , क्रमशः.
  5. प्रवेश और आउटलेट स्टेनलेस स्टील ट्यूब कनेक्ट करने के लिए 4 मिमी और 2 मिमी के आंतरिक व्यास के बाहरी व्यास के साथ दो टुकड़े hoses का उपयोग करें ।
  6. एक amperemeter, एक ५०० वी डीसी शक्ति स्रोत, और श्रृंखला में micropump कनेक्ट । amperemeter और amperemeter को सुरक्षित करने के लिए पॉवर स्रोत के बीच एक 1 mA फ्यूज डालें मामले में micropump shorted है.
  7. एसीटोन के अंदर 20-30 मिलीलीटर के साथ एक ५० मिलीलीटर चोंच में प्रवेश नली डालें.
    नोट: < सशक्त वर्ग = "xfig" > चित्र 10 पूरा मंच दिखाता है.
< p class = "jove_title" > 3. प्रयोगात्मक प्रक्रिया

  1. प्रयोग करने से पहले तैयारी काम
    1. को भरने के लिए एसीटोन इंजेक्षन करने के लिए एक सिलेंडर का उपयोग करें micropump । तरल स्तर के बाद आउटलेट नली तक पहुँच जाता है, एसीटोन के 10 मिलीलीटर इंजेक्षन करने के लिए जब तक सभी बुलबुले दूर चैंबर से धक्का दे रहे हैं जारी.
      नोट: यह असंभव है देखने के लिए अगर वहाँ किसी भी बुलबुले कक्ष के अंदर छोड़ दिया क्योंकि कवर प्लेट और इलेक्ट्रोड प्लेट पारदर्शी नहीं हैं. लगातार इंजेक्शन एसीटोन बुलबुले को दूर करने में मदद करता है, लेकिन यह गारंटी नहीं कर सकते कि कोई बुलबुले micropump अंदर छोड़ दिया जाता है । बुलबुले तरल के पारित होने ब्लॉक कर सकते हैं, या वे सर्किट कम हो सकता है और micropump के अंदर एक माइक्रो विस्फोट का कारण है, जो इलेक्ट्रोड जला देगा. पंप आपरेशन पर बुलबुले का प्रभाव अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, लेकिन वे कारण टूटने कई बार मनाया गया है ।
    2. एसीटोन के चोंच में 20-30 मिलीलीटर डालो और चोंच के अंदर प्रवेश नली डाल दिया । सुनिश्चित करें कि तरल स्तर पर कम से 5 मिमी प्रवेश से अधिक है कि एसीटोन पंप में प्रवाह कर सकते है और कोई हवा micropump चैंबर में चूसा जा सकता है ।
  2. स्थिर दाब परीक्षण
    1. आउटलेट नली को एक छोटे फ्रेम से अटैच करें ताकि नली सीधी और खड़ी रह सके । आउटलेट नली के साथ एक शासक रखो तरल स्तर को मापने के लिए ।
    2. micropump को पावर स्रोत से कनेक्ट करें ।
    3. स्विच दबाकर परीक्षण शुरू करने और फिर प्रारंभिक तरल स्तर नीचे मार्क ।
    4. के बाद तरल स्तर स्थिर हो जाता है, समय रिकॉर्ड, अंतिम तरल स्तर, और बिजली के वर्तमान ।
    5. के लिए तरल स्तर और वर्तमान हर 10 s रिकॉर्ड जारी micropump टूट जाता है जब तक ।
  3. प्रवाह दर परीक्षण
    1. एक बड़ी मापने सिलेंडर का उपयोग करने के लिए तरल आउटलेट नली से बाहर आ रही इकट्ठा । आउटलेट नली को ठीक करना सुनिश्चित करें ताकि अंत में चोंच में तरल स्तर के रूप में एक ही ऊंचाई पर रहता है ।
    2. micropump को पावर स्रोत से कनेक्ट करें ।
    3. स्विच दबाकर परीक्षण शुरू करने और फिर प्रारंभिक तरल स्तर नीचे मार्क ।
    4. के रूप में तरल आउटलेट नली से बाहर प्रवाह शुरू होता है, को मापने के सिलेंडर के अंदर एसीटोन की मात्रा रिकॉर्ड हर 10 एस । जैसे ही प्रयोग चालू होता है, लिक्विड लेवल को बनाए रखने के लिए एसीटोन को यूरिन में डालें ।
  4. विश्वसनीयता परीक्षण
    1. पंप की विश्वसनीयता का मूल्यांकन करने के लिए औसत कार्य समय का उपयोग करें । प्रवाह दर परीक्षण और स्थिर दबाव परीक्षण के दौरान, पंप ब्रेक डाउन करने से पहले आपरेशन समय रिकॉर्ड करें । प्रयोग के दौरान प्रत्येक टूटने की विस्तृत घटना रिकॉर्ड और आगे विश्लेषण के लिए बाद में इलेक्ट्रोड प्लेट सतह का निरीक्षण किया.

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Representative Results

के रूप में चित्र 11में दिखाया गया है, पंप दबाव और उसकी बढ़ती दर वृद्धि जब वोल्टेज बढ़ जाती है । जब वोल्टेज ५०० वी तक पहुंच जाता है, पंप दबाव १,१०० फिलीस्तीनी अथॉरिटी तक पहुंचता है ।

पंप स्थिर दबाव पंप चैंबर ऊंचाई बढ़ रही है जब चैंबर ऊंचाई ०.२ mm के तहत है के साथ उगता है । चैंबर की ऊंचाई ०.२ मिमी है जब पंप प्रदर्शन अपने उच्चतम बिंदु तक पहुंचता है । फिर, स्थिर दबाव गिरता है जब चैंबर ऊंचाई बढ़ाने के लिए जारी है । यह माना जाता है कि ०.२ mm चैंबर ऊंचाई के लिए सबसे अच्छा मूल्य है । परिणाम चित्र 12में दिखाए जाते हैं ।

चैंबर लंबाई में वृद्धि करके, स्थिर दबाव उगता है, एक बड़ा ढलान के साथ 23 मिमी और एक छोटे ढलान के एक चैंबर लंबाई तक, एक क्रमिक वृद्धि का संकेत है, बाद में. पंप दबाव की भिंनता प्रवृत्ति चित्रा 13में दिखाया गया है ।

के रूप में चित्रा 14में दिखाया गया है, चैंबर चौड़ाई वक्र बनाम कक्ष चौड़ाई 2 मिमी से 3 मिमी से बढ़ जाती है जब स्थिर दबाव में एक मामूली कमी है । बाद में, स्थिर दबाव चैंबर चौड़ाई बढ़ जाती है के रूप में एक निश्चित स्तर पर रहता है ।

परीक्षण के दौरान, micropump 10-90 मिनट के लिए काम करने के बाद अक्सर टूट जाता है । समय की एक निश्चित राशि के लिए काम करने के बाद, पंप दबाव जब तक टूटने होता है ड्रॉप करने के लिए जारी है । हालांकि, नए एसीटोन को यूरिन में जोड़े जाने पर पंप प्रेशर के प्रदर्शन को बहाल किया जा सकता है ।

जब पंप के अंदर बुलबुले रहे हैं, पंप दबाव के रूप में उच्च वृद्धि नहीं होगी क्योंकि यह आम तौर पर काम कर तरल के पारित होने के बुलबुले द्वारा अवरुद्ध है । प्लेटें पर्याप्त रूप से साफ नहीं कर रहे हैं, जिसका अर्थ है कि अभी भी धूल या अन्य संदूषण, पंप आसानी से जब इन कणों इलेक्ट्रोड के बीच अंतर करने के लिए यात्रा shorted हो जाएगा. जब पंप कम हो जाता है, बिजली के वर्तमान बहुत तेजी से वृद्धि और इलेक्ट्रोड जला होगा ।

Figure 1
चित्र 1: इलेक्ट्रोड प्लेट का आकार. इलेक्ट्रोड प्लेट, चैंबर प्लेट, और कवर प्लेट एक ही आकार के होते हैं । इनकी चौड़ाई 9 मिमी है और उनकी लंबाई ४० मिमी है । तार टांका लगाने के लिए छेद १.६ मिमी का व्यास है । इन मापदंडों के साथ कारखाने से इलेक्ट्रोड प्लेट आदेश और प्लेट आकार की जाँच करने के बाद यह सुनिश्चित करें कि वे धारक के अंदर फिट कर सकते हैं बनाने के लिए. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: इलेक्ट्रोड के आयाम. इलेक्ट्रोड प्लेट्स इलेक्ट्रोड के 23 जोड़े, इलेक्ट्रोड की चौड़ाई के साथ ३०० µm, २०० µm की एक इलेक्ट्रोड रिक्ति, ४०० µm के दो इलेक्ट्रोड जोड़ों के बीच एक चौड़ाई अंतर, और एक इलेक्ट्रोड ६०० µm की रिक्ति समाप्त. इलेक्ट्रोड रिक्ति सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है, के रूप में यह बिजली के क्षेत्र की ताकत निर्धारित करता है. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: इलेक्ट्रोड की सतह पर छोटे दोषों और कम सर्किट से नुकसान. टुकड़े और सतह गड्ढ़े इलेक्ट्रोड के ठेठ दोषों हैं । () में गड्ढ़े गंभीर टूटने का कारण बने हैं. में इलेक्ट्रोड के कुछ () उच्च बिजली के क्षेत्र की शक्ति के तहत जला । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4: चैंबर प्लेट आयाम. चौड़ाई और प्लेट की लंबाई 9 मिमी और ४० मिमी, क्रमशः कर रहे हैं । इन परीक्षणों में प्लेट की मोटाई ०.३ एमएम है । आयाम सटीकता ०.१ mm है. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: विशेष छेद पंच का चित्र । विशेष छिद्रण उपकरण चैंबर प्लेट पर गुहा काटने के लिए अनुकूलित है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: धारक के इंजीनियरिंग ड्राइंग । शीर्ष पर 3 मिमी खोलने प्रवेश और आउटलेट स्टेनलेस स्टील ट्यूब के लिए है । सभी दीवारों की मोटाई 2 मिमी है, और धारक के समग्र आकार 14 x ३७.५ x 9 मिमी3है । बाईं ओर २.४ मिमी दीवार इलेक्ट्रोड प्लेट, कवर प्लेट, और चैंबर प्लेट की स्थिति रखने के लिए है. धारक के तल पर, वहां एक बंधन बोल्ट के लिए एक M5 लड़ी पिरोया छेद है । धारक के आयाम सटीकता ०.१ मिमी है, जो बहुत अधिक नहीं है । सुनिश्चित करें कि इलेक्ट्रोड प्लेट अंदर फिट कर सकते हैं. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्रा 7: कवर प्लेट के मापदंडों. कवर प्लेट की सामग्री भी FR4 है । दो स्टेनलेस स्टील ट्यूब छेद में डालने के लिए प्रवेश और काम कर रहे तरल के लिए आउटलेट मार्ग प्रदान कर रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्र 8: micropump का विस् फोट दृश् य । ऊपर से नीचे प्रवेश और आउटलेट ट्यूबों, कवर प्लेट, चैंबर प्लेट, इलेक्ट्रोड प्लेट, और बन्धन बोल्ट हैं । ट्यूब और सी गुहा परhamber प्लेट फार्म का काम तरल के लिए एक तरल मार्ग । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्र 9: इकट्ठे micropump की छवि रेंडर की गई. बोल्ट बन्धन के बाद, सभी प्लेट एक साथ दबाया जाता है, और चैंबर प्लेट पर छेद के माध्यम से प्रवाह करने के लिए तरल के लिए ही जगह है । लोचदार चैंबर प्लेट भी बाहर बहने से तरल को रोकने के लिए प्लेटों के बीच अंतर सील कर सकते हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 10
चित्र 10: micropump प्रयोग प्लेटफ़ॉर्म की तस्वीर. जिस बोतल में एसीटोन होता है उसे एक यूरिन से स्थ ति किया जा सकता है, लेकिन एसीटोन को volatilizing से रोकने के लिए पतली फिल्म के साथ यूरिन कवर करना सुरक्षित होता है । शक्ति स्रोत, amperemeter, और पंप श्रृंखला में जुड़े हुए हैं । आउटलेट नली भी एक ग्लास ट्यूब द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 11
चित्र 11: वोल्टेज और पंप दबाव के बीच संबंध । वोल्टेज बढ़ जाती है जब पंप दबाव और इसकी बढ़ती दर बढ़ जाती है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 12
चित्र 12: चैंबर ऊंचाई और पंप के प्रदर्शन के बीच संबंध । पंप प्रदर्शन पहले तो बढ़ जाती है जब चैंबर ऊंचाई ०.१ mm से ०.५ mm बढ़ जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।

Figure 13
चित्र 13: चैंबर लंबाई और पंप प्रदर्शन के बीच संबंध । लंबाई बढ़ जाती है जब पंप प्रदर्शन बढ़ जाती है ।

Figure 14
चित्रा 14: चैंबर चौड़ाई और पंप प्रदर्शन के बीच संबंध. चैंबर की चौड़ाई बढ़ जाने पर पंप का दबाव वही रहता है ।

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Discussion

प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण चरणों में से एक इलेक्ट्रोड प्लेट ध्यान से निरीक्षण करने के लिए है. एक इलेक्ट्रोड के किनारे पर छोटे burrs एक शॉर्ट-सर्किट में परिणाम कर सकते हैं, और सतह अखंडता बहुत पंप प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं. इलेक्ट्रोड प्लेट और धारक की सफाई भी बहुत महत्वपूर्ण है । इलेक्ट्रोड चैंबर ऊंचाई से कम है 1 मिमी, तो छोटे धूल कणों काम कर तरल प्रवाह ब्लॉक कर सकते हैं और एक शॉर्ट-सर्किट के कारण. परीक्षण से पहले, कक्ष में एसीटोन इंजेक्शन कक्ष के बाहर बुलबुले निकाल सकते हैं ।

micropump का प्रदर्शन कक्ष की ऊंचाई से बुरी तरह प्रभावित हो सकता है । इस तरह के प्रभाव को खत्म करने के लिए, लोचदार चैंबर प्लेट कठिन सामग्री के द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है ।

वहां तकनीक के लिए कुछ सीमाएं हैं । सबसे पहले, इलेक्ट्रोड ऊंचाई FR-4 CCL पर धातु परत द्वारा निर्धारित होता है । यह अपेक्षाकृत अधिक है, जो कुछ हद तक तरल के प्रवाह को प्रभावित करता है । दूसरा, चैंबर प्लेट के रूप में सिलिकॉन झिल्ली का उपयोग करके, चैंबर की सील सुधार हुआ है । हालांकि, सिलिकॉन की लोच चैंबर ऊंचाई में कुछ विचलन पैदा कर सकता है । अंत में, इलेक्ट्रोड चौड़ाई और इलेक्ट्रोड रिक्ति स्वयं तकनीक द्वारा सीमित हैं, जो अन्य तकनीक के साथ तुलना में अधिक कठिन उच्च विद्युत क्षेत्र की शक्ति को प्राप्त करता है.

photolithography और अन्य उच्च परिशुद्धता निर्माण तकनीक के विपरीत, इस इलेक्ट्रोड निर्माण प्रक्रिया के साथ FR-4 CCL का उपयोग अपेक्षाकृत सरल और सस्ता है. दूसरी ओर, इस काम में आवश्यक बिजली वोल्टेज काफी कम है । पियरसन और Seyed-Yagoobi13 एक अंगूठी इलेक्ट्रोड और छिद्रित इलेक्ट्रोड डिजाइन कि पंप के लिए काम करने के लिए डीसी वोल्टेज के 5 केवी की आवश्यकता है का प्रस्ताव किया है, जबकि इस काम में, शक्ति के स्रोत केवल ५०० वी है ।

इस micropump एक गर्मी पाइप पाश करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, विशेष रूप से एक लंबी गर्मी पाइप कि केशिका बल के अलावा अन्य एक ड्राइविंग बल की आवश्यकता है. गर्मी पाइप के अंदर एक या एकाधिक इलेक्ट्रोड प्लेट डालने ढांकता शीतलक के लिए पर्याप्त ड्राइविंग बल प्रदान कर सकते है करने के लिए ठंडा अंत से गर्म अंत तक यात्रा । एक समान कार्य भी एक कुंडलाकार इलेक्ट्रोड एक धातु सब्सट्रेट के साथ नरम, अछूता सामग्री पर गढ़े द्वारा प्राप्त किया जा सकता है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

यह काम चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (५१३७५१७६) द्वारा प्रायोजित किया गया था; चीन के गुआंग्डोंग प्रांतीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (2014A030313264); और गुआंग्डोंग प्रांत, चीन (2014B010126003) की विज्ञान और प्रौद्योगिकी योजना परियोजना ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Amperemeter - 85C1-MA
DC high voltage power supply NanTong Jianuo electric device company GY-WY500-1
Fuse - -
Ultrasonic cleaner Derui ultrasonic device company -
Soldering iron - -

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References

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Feng, J., Wan, Z., Feng, C., Wen,More

Feng, J., Wan, Z., Feng, C., Wen, W., Tang, Y. A Performance-testing Platform for a Conduction Micropump with an FR-4 Copper-clad Electrode Plate. J. Vis. Exp. (128), e55867, doi:10.3791/55867 (2017).

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