實驗名稱：基于脈沖氣流的液滴噴射方法

實驗內容：該技術主要利用控制氣流通道的通斷狀態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并作用于微通道內的液體，對微通道內的液體產生強烈剪切，在脈沖氣流的速度與壓力作用下，使液體斷裂形成液滴。在液滴噴射的過程中，通過控制脈沖氣流的氣壓、頻率及占空比間接調控液滴噴射的頻率、體積、速度，實現對液滴噴射過程的精確控制。

研究方向：液滴噴射

測試設備：ATA-3080功率放大器、信號發生器等。

實驗過程：

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動生成，通過信號發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，用于調節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。液滴的噴射過程通過高速相機進行觀測和記錄，根據實際情況選擇20000fps左右的拍攝幀率。利用ImageJ對噴射過程中液滴的位移量進行測量，結合時間就可計算出液滴噴射速度。

實驗結果：

采用脈沖氣流噴射流體，實現了高頻噴射液滴的精確調控。通過液滴噴射頻率始終保持與脈沖擾動頻率一致，流體流量的控制可以精確控制液滴噴射的體積，調節占空比可控制液滴噴射的速度。綜上所述，液滴噴射體積、速度及頻率均可獨立調控，突破了現有液滴噴射技術中調控的局限性。從而可操縱更為精準的液滴行為。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，增加了此技術實用性和擴展性，為多領域中液滴噴射平臺的搭建提供重要技術支持。

功率放大器推薦：ATA-3080C功率放大器

圖：ATA-3080C功率放大器指標參數

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審核編輯 黃宇