磁性流体を用いたマイクロマシン用ポンプシステム

使用磁流体的微机械泵系统

基本信息

批准号：
08750191
负责人：
吉田和弘
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高出力密度の流体パワーを用いたマイクロマシンのパワー源として,磁界に吸引される磁性流体を用い,流体でシールすることで漏れがなく容積効率が高い新しいマイクロポンプを考案し,その実現のための基礎的な検討をおこなった.(1)磁性流体シール特性の検討:磁性流体のシール特性について,磁性流体を用いたマイクロ切換弁を試作し,実験的に検討した.試作弁は,永久磁石および電磁石の磁界で管路中に保持した磁性流体により流路の開閉および切換えをおこなうものであり,一辺20mmの立方体形状である.検討の結果,漏洩磁束の影響を低減するマイクロ磁気回路の一改良法を示すとともに,印加圧力8kPa,切換え周波数7Hzの切換え動作を確認した(研究発表1)).(2)磁性流体分布形状の数値解析法の検討:流れ場内に磁界により保持された磁性流体の2次元分布形状の数値解析手法について検討した.磁性流体の比透磁率が小さいことを利用し,数値流体解析と磁性流体分布形状解析を分離した手法を提案し,解析例を示した(研究発表1)).(3)電磁形振動マイクロアクチュエータの最適設計法の検討:電磁形振動アクチュエータで駆動するピストンを磁性流体でシールする構造のマイクロポンプの実現のため,電磁形振動アクチュエータの最適設計法について検討した.直径9mm,長さ9mmの円筒形で発生力を最大とする,永久磁石を用いた電磁形振動アクチュエータの最適設計を試みるとともに,アクチュエータを試作し,吐出圧力50kPaに相当する発生力が得られることは実験的に確認した.以上の結果により,磁性流体を用いたマイクロポンプ実現のための基礎的知見が得られた.

作为使用高功率密度流体功率的微型机械的电源，我们设计了一种新的微型泵，该微型蛋白会被磁场吸引并用流体密封，并具有高容量的效率。我们设计了一种新的微型泵，该微型蛋白会不会泄漏，并且通过用液体密封来高效。（1）检查磁性流体密封特性：我们已经使用铁氟烷制作了原型的微型开关阀，并通过实验检查了磁性流体的密封特性。原型阀通过通过磁铁和电磁体的磁场固定在管道中的磁场打开，关闭并切换流动路径，并具有每侧20 mm的立方体形状。通过调查，我们显示了一种改进的微磁电路方法，可减少泄漏磁通量的影响，并确认施加压力为8 kPa的开关操作和7 Hz的开关频率（研究表现1）（研究表现1）。（2）检查铁液分布形状的数值分析：通过磁场将其固定在流场中。我们研究了磁性流体二维分布形状的数值分析方法。利用磁流体的低相对渗透率，我们提出了一种分离数值流体分析和磁性流体分布形状分析的方法，并提出了一个分析示例（研究表现1））。（3）研究电磁振动的最佳设计方法：为了实现具有结构的微型泵，在该结构中，由电磁振动执行器驱动的活塞用磁液密封，我们研究了电磁振动振动器的最佳设计方法。我们试图使用永久磁铁（直径9毫米，长度为9 mm）优化电磁振动执行器的设计，并创建了一个执行器，并通过实验证实，可以获得相当于50 kPa的产生力。以上结果为使用磁性流体实现微泵提供了基本知识。