摘要：设计了一款高性能的双作用压电泵，该压电泵采用了双晶片压电振子，其中压电振子受力均衡，不易损坏，提高了系统的稳定性；相同条件下双晶片压电振子变形大，增加了压电泵的输出流量和压力，对压电泵的结构进行了优化设计，使相关因素对效率的影响大大降低，提高了压电泵的性能。

    压电陶瓷因为结构简单、输出高、响应迅速、没有电磁干扰等特点，在多个领域内被广泛应用。本文介绍了一种具有变形量大和驱动力大特点的新型压电泵。

    1 压电泵结构
    该压电泵用液体承载、传递能量，完成电能和机械能的转化。结构见图1，主要由压电振子、截止阀、螺栓、压电泵体和密封圈组成。该装置通电时，压电振子弯曲变形，从而引起压电泵腔体容积发生变化（增大／减少），腔体内的液体被吸入／排出。

    2 压电泵的原理
    压电泵采用的压电振子为双晶片压电振子，单个压电振子可以与泵体形成两个泵腔，上下各一个。压电振子发生弯曲时，两侧的泵腔分别容积变大吸水和容积减小排水。如图2所示，在交流电压下，压电泵不断重复此过程，驱动液体完成连续定向运动，不断输出流量和压力。为丁提高输出性能，采用了5个振子通过串联形成压电泵。

    3 压电泵结构的优化设计
    压电泵的输出能力受多个影响因素共同作用。为了提高泵的输出，该压电泵优化了压电振子、截止阀、阀孔位置和阀孔直径、孔距等因素。
    压电振子是压电泵的能量转化元件，所以它的能力直接决定了压电泵的输出性能。常用压电晶片如图3所示。相同电压下，双晶片压电振子的变形大，输出能力更好，因此该装置设计为双晶片压电振子。这种振子受力均衡，不易损坏，提高了系统性能的稳定性；而且相同条件下双晶片压电振子比单晶片压电振子的变形大，增加了压电泵的输出流量和压力。

    压电泵工作过程中，截止阀控制液体的流动。阀的工作方式、阀的类型、材质和结构都会影响压电泵的输出。通过比较采用伞形橡胶截止阀。结构和安装方式如图4所示，将伞形阀的阀柄安装在泵体上，以固定阀的位置。通过阀片的开闭来控制通过阀孔的水流。当阀片里侧的压力强于外侧时，阀片会打开使流体通过阀孔并进入到下一个腔体中；同理，若阀片里侧压力弱于外侧压力时，就会压迫阀片使其紧贴在阀孔上，禁止液体流通。

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