【技术实现步骤摘要】
基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生方法
本专利技术涉及依托气动和电流体动力学混合驱动的微液滴产生装置，通过调整装置中的电磁阀的开启时间、气压大小和电压高低，实现按需产生微液滴并调节其尺寸的控制技术，主要应用于施加微量液体样品、可应用于打印电子学、药物开发、生物医学材料打印等领域。
技术介绍
随着常规喷墨打印技术，包括压电驱动喷射、热泡驱动喷射，拓展到其他引用领域，更多非常规喷墨打印技术也有了长足发展。这些非常规喷射方式主要包括气动驱动喷射、电流体动力学(EHD)喷射等。它们在包括生物医学打印等领域得到广泛应用。其中基于气动驱动的微液滴产生装置的工作原理为：使用高速电磁阀控制高压气体进入储液腔冲击液体，在喷嘴处被挤出的少量液体与喷嘴内液体断裂形成微液滴。气动驱动可以精确稳定控制喷射频率，并可以实现按需喷射，并且成本较低。其缺点在于液滴最小尺寸总大于喷嘴尺寸，相关实验表明微液滴直径通常大于喷嘴内径的二倍。在需要更小微液滴时，通常只能通过减小喷嘴直径，但是缩小喷嘴直径需要系统提供的气压脉冲幅值大幅增加，且喷嘴更加容易堵塞。此外基于气动驱动的微液滴产生装置不适...
【技术保护点】
1.基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生装置，其特征在于：该装置由储液腔(1)、进出气管道(2)、高速电磁阀(3)、调压阀(4)、加液孔(5)、气压传感器(6)、喷嘴(7)、电极(8)、引出电极(9)、高压稳压电源(10)、工业相机(11)和LED灯(12)组成；进出气管道(2)、加液孔(5)和气压传感器(6)安装在储液腔(1)上，高速电磁阀(3)和调压阀(4)接在进出气管道(2)的进气一侧；喷嘴(7)安装在储液腔(1)的底部，电极(8)夹装在喷嘴(7)上；引出电极(9)放置在喷嘴(7)的下方并保持一段距离；电极(8)和引出电极(9)接高压稳压电源(10)的输出和...
【技术特征摘要】
1.基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生装置，其特征在于：该装置由储液腔(1)、进出气管道(2)、高速电磁阀(3)、调压阀(4)、加液孔(5)、气压传感器(6)、喷嘴(7)、电极(8)、引出电极(9)、高压稳压电源(10)、工业相机(11)和LED灯(12)组成；进出气管道(2)、加液孔(5)和气压传感器(6)安装在储液腔(1)上，高速电磁阀(3)和调压阀(4)接在进出气管道(2)的进气一侧；喷嘴(7)安装在储液腔(1)的底部，电极(8)夹装在喷嘴(7)上；引出电极(9)放置在喷嘴(7)的下方并保持一段距离；电极(8)和引出电极(9)接高压稳压电源(10)的输出和接地端；工业相机(11)和LED灯(12)安装在喷嘴(7)的两侧。2.根据权利要求1所述的基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生装置，其特征在于：高压稳压电源(10)的目的是产生喷嘴(7)与引出电极(8)之间的电场，高压稳压电源(10)输出是正压或负压。3.根据权利要求1所述的基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生装置，其特征在于：调节工业相机(11)使得喷嘴(7)、喷嘴(7)处的液面、以及刚刚喷出的微液滴在工业相机(11)视野内。4.根据权利要求1所述的基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生装置，其特征在于：工业相机(11)拍摄的图像是逆光剪影效果。5.根据权利要求1所述的基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生装置，其特征在于：气压传感器(6)能够检测储液腔(1)内气压随时间变化。6.利用权利要求1所述装置进行的基于气动和电流体动力学混合驱动的按需微液滴产生方法，其特征在于：储液腔(1)与高压气源连通，高压气源向储液腔(1)内进行供气，调压阀(4)用于控制高速电磁阀(3)前端的气压，由单片机控制高速电磁阀(3)开启时间；高压气体进入储液腔(1)后产生亥姆霍兹振荡，经过几个周期衰减后平稳；亥姆霍兹振荡的第一个正压周期起主要作用，少量液体从喷嘴(7)挤出；在没有加电压的情况下，由于表面张力的作用，挤出的少量液体会在喷...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志海，王一玮，包伟捷，王飞，张海义，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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