基于气动微流控芯片的新型智能痕量灌溉系统动态流量特性研究

摘要：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。