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近年以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的非接觸式微點(diǎn)膠方式漸漸發(fā)展起來，目前較多應(yīng)用于微量試劑分配領(lǐng)域,這種驅(qū)動(dòng)方式可以點(diǎn)出pL級別的小體積液滴?；趬弘娞沾赡鎵弘娦?yīng)，壓電陶瓷在電壓脈沖的作用下，產(chǎn)生收縮擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)與其連接的活塞（圖1a）、粘接一體的毛細(xì)管（圖1b）、金屬薄膜（圖1c）等產(chǎn)生位移或形變，使管路或腔體體積變小，液體從噴嘴噴出。

壓電驅(qū)動(dòng)三種典型結(jié)構(gòu)及基本原理如下圖示，通過改變驅(qū)動(dòng)電壓的幅值、頻率、噴嘴直徑、液體粘度、表面張力等可實(shí)現(xiàn)不同體積液滴的分配。

圖1 基于壓電原理的微點(diǎn)膠原理圖

微點(diǎn)膠方案

通過對壓電原理的三種典型結(jié)構(gòu)分析，有如下圖所示的壓電疊堆驅(qū)動(dòng)、壓電陶瓷管驅(qū)動(dòng)、壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)的三種微點(diǎn)膠方案。

A、采用壓電疊堆驅(qū)動(dòng)的微點(diǎn)膠方案

壓電疊堆與活塞構(gòu)成微點(diǎn)膠系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，給壓電疊堆通電，在一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號的高電平作用下壓電疊堆快速伸長，推動(dòng)活塞向下移動(dòng)壓縮空氣，迫使膠體從末端噴嘴流出；當(dāng)?shù)碗娖阶饔迷趬弘姱B堆上時(shí)，壓電疊堆又快速恢復(fù)到原位，帶動(dòng)活塞往上移動(dòng)，與此同時(shí)擠出的膠體從噴嘴脫離下來，實(shí)現(xiàn)膠體擠出。

a）壓電疊堆驅(qū)動(dòng)方案

活塞式微點(diǎn)膠方案可以采用芯明天PZT壓電陶瓷疊堆作為驅(qū)動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)可選尺寸包括5×5×20mm、5×5×36mm、7×7×36mm，可針對不同的閥體尺寸、驅(qū)動(dòng)頻率、工作電壓等選擇不同型號尺寸的壓電陶瓷。

幾種典型型號技術(shù)參數(shù)如下圖所示。

B、采用壓電陶瓷管驅(qū)動(dòng)的微點(diǎn)膠方案

壓電陶瓷管與毛細(xì)管通過膠水緊密粘接在一起作為微點(diǎn)膠系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，給壓電陶瓷管通電，在高電平作用下，壓電陶瓷管發(fā)生快速形變擠壓毛細(xì)管，膠體從噴嘴流出；當(dāng)?shù)碗娖阶饔迷趬弘娞沾晒苌蠒r(shí)，壓電陶瓷管帶動(dòng)毛細(xì)管快速恢復(fù)原狀，在噴嘴外的膠滴收縮，從噴嘴脫落下來，實(shí)現(xiàn)膠滴擠出。

b）壓電陶瓷管驅(qū)動(dòng)方案

毛細(xì)管微點(diǎn)膠方案可以采用芯明天管型PZT壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)，尺寸可定制。

C、采用壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)的微點(diǎn)膠方案

壓電陶瓷片與金屬薄膜粘接為一體作為微點(diǎn)膠系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，給壓電陶瓷片通電，在一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號的高電平作用下，壓電陶瓷片快速發(fā)生形變帶動(dòng)金屬薄膜發(fā)生向下彎曲的形變，使腔體體積變小，迫使膠體從噴嘴擠出，當(dāng)?shù)碗娖阶饔迷趬弘娖蠒r(shí)，壓電陶瓷片帶動(dòng)金屬薄膜快速恢復(fù)原狀，膠體向內(nèi)收縮，從噴嘴脫落，實(shí)現(xiàn)膠滴的擠出。

c）壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)方案

壓電陶瓷片微點(diǎn)膠方案可以采用芯明天方形/環(huán)形PZT壓電陶瓷片、環(huán)形壓電彎曲片作為驅(qū)動(dòng)，有多種標(biāo)準(zhǔn)尺寸可選，且可定制。

1）PZT壓電彎曲片

技術(shù)參數(shù)如下圖所示。

2）多層PZT壓電陶瓷片（方形）

技術(shù)參數(shù)如下圖所示。

3）多層PZT壓電陶瓷片（環(huán)形）

技術(shù)參數(shù)如下圖所示。

4）單層PZT壓電陶瓷（可定制）