提出一种采用片上膜阀对微流控芯片液体微流道内液流脉动进行主动消减的方法。以阀腔蓄能器和阀腔阻尼孔为研究对象,采用ANSYS Fluent UDF自定义仿真方法,开展膜阀微流道内液流脉动消减特性研究。研究表明不同结构消减元件消减作用不同,不同膜阀数量的消减效果不同。根据脉动消减元件的工作原理,开展了液流脉动消减试验,试验表明,膜阀对微流道内液流脉动的主动消减方法是有效的,验证了基于膜阀微流道内液流消减元件的合理性、理论模型的正确性和具体应用的可实施性,为微量液流流量精确控制技术提供理论指导和技术支持。

提出一种基于气动微流控芯片的新型智能痕量灌溉系统，利用气动微流控芯片片上膜阀作为控水元件，阐述了新型智能痕量灌溉系统和片上膜阀的结构设计和工作原理，建立了新型智能痕量灌溉系统和片上膜阀的物理模型。对单个片上膜阀不同气体驱动压力、不同液流驱动压力下的出口流量，以及片上膜阀不同组合时的动态流量特性进行仿真分析，给出了不同情况下智能痕量灌溉系统出口流量和出口截面流速、压力分布等特性的分析结果。利用PDMS材料和软刻蚀技术对痕量灌溉系统控水元件进行封装，并对其流量特性进行了实验研究。讨论了在液流驱动压力为10kPa、不同气体驱动压力时和气体驱动压力为0、不同液流驱动压力时，影响痕量灌溉系统流量的几种因素，并对实验现象进行理论分析。