實(shí)驗(yàn)名稱：基于脈沖氣流的液滴噴射方法

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：該技術(shù)主要利用控制氣流通道的通斷狀態(tài)從而形成周期性的脈沖氣流，脈沖氣流流入液滴噴射裝置內(nèi)并作用于微通道內(nèi)的液體，對(duì)微通道內(nèi)的液體產(chǎn)生強(qiáng)烈剪切，在脈沖氣流的速度與壓力作用下，使液體斷裂形成液滴。在液滴噴射的過(guò)程中，通過(guò)控制脈沖氣流的氣壓、頻率及占空比間接調(diào)控液滴噴射的頻率、體積、速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴噴射過(guò)程的精確控制。

研究方向：液滴噴射

測(cè)試設(shè)備：ATA-3080功率放大器、信號(hào)發(fā)生器等。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

壓縮空氣從氣罐流入緩沖罐，脈沖氣流氣壓由氣壓閥控制。液體由注射泵注入液滴噴射芯片，同時(shí)控制流體的流量，以便生成不同體積的液滴。脈沖氣流由電磁閥驅(qū)動(dòng)生成，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器與功率放大器可以直接控制脈沖氣流的頻率和占空比，用于調(diào)節(jié)液滴噴射頻率及速度。由于電磁閥本身性能限制，最高工作頻率僅為200Hz。液滴的噴射過(guò)程通過(guò)高速相機(jī)進(jìn)行觀測(cè)和記錄，根據(jù)實(shí)際情況選擇20000fps左右的拍攝幀率。利用ImageJ對(duì)噴射過(guò)程中液滴的位移量進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合時(shí)間就可計(jì)算出液滴噴射速度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

采用脈沖氣流噴射流體，實(shí)現(xiàn)了高頻噴射液滴的精確調(diào)控。通過(guò)液滴噴射頻率始終保持與脈沖擾動(dòng)頻率一致，流體流量的控制可以精確控制液滴噴射的體積，調(diào)節(jié)占空比可控制液滴噴射的速度。綜上所述，液滴噴射體積、速度及頻率均可獨(dú)立調(diào)控，突破了現(xiàn)有液滴噴射技術(shù)中調(diào)控的局限性。從而可操縱更為精準(zhǔn)的液滴行為。其次，利用脈沖氣流剪切流體，可以在較小的氣壓下噴射流體形成較高粘度(＞200mPa·s）的液滴，增加了此技術(shù)實(shí)用性和擴(kuò)展性，為多領(lǐng)域中液滴噴射平臺(tái)的搭建提供重要技術(shù)支持。

功率放大器推薦：ATA-3080C功率放大器

圖：ATA-3080C功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇