成果名称: 面向穿戴式体征监护仪应用的微型压电泵关键技术研发及产业化
完成单位: 未来穿戴健康科技股份有限公司,广东诗奇制造有限公司
主要人员: 戚付生,冯涛,朱凡,伍开贵,贺鹏,刘旭阳,秦泽平,王开聘,李顶
介绍: 1、项目来源与背景: 该项目来源于未来穿戴健康科技股份有限公司自研项目“面向穿戴式体征监护仪应用的微型压电泵关键技术研发及产业化”,立项时间为2020年1月1日。微泵是微机械器件研究的热点之一,微泵是微流量控制系统的核心部件,是实现微流量供给的动力元件。作为一种重要的微型执行器,微型泵还可广泛应用于药物输送、DNA合成、微量流体供给和精确控制、芯片冷却系统、微透析、微推进和微型卫星等等,其广泛的应用前景引起研究者的极大兴趣和深入的研究。微泵研究已经成为微流控系统发展水平的重要标志。开展微泵研究有促于微流控系统的研究,研制微泵技术成熟后可以很快进入市场,形成产业化,为国民经济做出贡献。为推动微型泵在智能穿戴产品上的应用,加快智能穿戴产品发展,本项目主要研究压电微型泵设计和制造过程中涉及的关键技术,解决其痛点难点问题,加快实现微型泵产业化步伐。
2、技术原理及性能指标:微型泵主要解决传统电机驱动噪音大、体积大、不能用于需要静音和小体积的穿戴产品上痛点。压电陶瓷泵是不需要电机去驱动,通过陶瓷片的振动来达到传统泵的主要性能、噪音小、体积小,可用在需要静音和小体积的穿戴产品上,目前分为流量型、压力型、薄型压力型、压力流量型四种。压电泵采用压电元件作为换能器,是一种改变流体压力和实现流体输送的新型系统。由于压电泵在结构上将传统的电机泵的驱动源部分、传动部分及泵体部分三者简化为一个整体,克服了由于传动部件多,而产生的机械能消耗、工作介质的压力损失、部件磨损和疲劳破坏。本项目在压电材料研发、压电微型泵结构设计、压电微型泵工艺及压电微型泵结构集成技术等方面存在亟待解决的关键技术。性能指标:功率0.5W、流量150mL、压力40KPA、驱动频率22~26kHz、驱动电压17.5~30、噪音<30DB。
3、技术的创造性与先进性:   项目创新性:在微型化结构设计、压电耦合参数优化与流体控制、封装工艺与驱动等方面具有创新性,提出了基于卷积神经网络的微型泵流速、压力、涡量、行程等参数优化方法,微型泵充气(吸气)过水时间短、功率小。开发了多腔体串并联混合双向阀微型泵结构,提高了输出压力和输出流量。提出了面向微泵流量控制的激励频率和电压幅值协调多目标粒子群优化方法,解决了传统电机泵驱动噪音大、体积大和功耗高等卡脖子问题。
4、技术的成熟程度,适用范围和安全性。项目实施期间,获得发明专利授权2件、实用新型专利授权12件,牵头制订相关团体标准1项。项目产品通过了广东科博检测研究院有限公司第三方检测,符合国标(GB4706.10-2008)要求。形成了塑胶款压电陶瓷泵(压力型)PSAP001、金属款压电陶瓷泵(压力型)MSAPO01、压电陶瓷风扇PSAP201和压电陶瓷真空泵 PSAP101等多个系列的微型电压泵新产品,并实现商品化应用。
5、应用情况及存在的问题。已经应用于E3眼部按摩仪、微型电子器件或者电子芯片的冷却系统、药物输送或给药系统、静音超薄电子血压、监测个人空气质量的气体和颗粒物传感器等多个领域。

 

批准登记号:
登记日期: 2023-04-28
研究起止时间: 2020-01-01至2022-12-31
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 电子信息
评价单位名称: 广东省市场协会
评价日期: 2023-04-16