本文關鍵詞：雙腔壓電胰島素泵的設計理論與關鍵技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2014年

壓電驅動式胰島素泵的理論與實驗研究

王浩  

【摘要】：壓電驅動式胰島素泵，是以壓電微泵作為輸送裝置，通過調節(jié)輸入電信號的電壓、頻率、脈沖數(shù)量等來實現(xiàn)精密控制的胰島素泵。由于胰島素泵是代替人工注射根據(jù)人體血糖變化定時向人體內輸注胰島素治療糖尿病，因此必須做到實時監(jiān)測和精密輸注，同時，為了滿足大眾化的要求，胰島素泵又需要具備成本低、體積小、操作方便等特點。之前的研究和產品，由于受驅動方式、制作工藝、加工成本等的限制，都不可避免地存在著一些缺陷。本文在前人基礎上，采用壓電驅動，通過對壓電微泵在材料、結構、工藝等方面的優(yōu)化設計，結合大量的實驗分析，制作出了滿足使用要求的壓電驅動式胰島素泵樣機。 本文結合國家高技術研究發(fā)展計劃（863）項目“血糖檢測與胰島素注射微系統(tǒng)”（項目編號：2011AA040406）開展研究，以壓電微泵為基礎，詳細分析了壓電微泵內各結構參數(shù)及系統(tǒng)工作原理，為壓電驅動式胰島素泵的設計、制作和應用提供理論與技術支持。具體研究內容如下： 1.壓電振子工作特性分析 壓電振子是壓電微泵的動力源，利用壓電振子等效集中力模型，對壓電振子所能提供的極限流量和極限壓力進行了分析。通過建立振子理論彎曲模型，，找出影響壓電振子輸出位移的參數(shù)，并對基板與陶瓷半徑比進行了優(yōu)化。 2.閥的特性研究 單向閥是壓電微泵中控制流體流向的元件，通過建立存在氣泡時閥的動力學模型，分析了影響閥振動狀態(tài)的參數(shù)。對不同形狀的閥受氣泡影響作了對比研究與實驗，結果表明，當閥的剛度較大、閥片形狀較平滑時，壓電微泵受氣泡影響較小，并以此為基礎對閥進行選擇和優(yōu)化。詳細探討了閥的變剛度設計，從理論上分析了變剛度設計對壓電微泵輸出流量和輸出壓力產生的影響。 3.壓電微泵參數(shù)分析與實驗 在流體流動基本理論基礎之上，對壓電微泵由于裝配方式不同帶來的裝配間隙進行了分析與實驗，得出閥的間隙與輸出壓力的關系曲線圖。分類討論了外部負載對壓電微泵輸出性能的影響，其中包括出入口管長、介質粘度和溫度。最后對影響壓電微泵自吸性的原因進行了研究，指出泵腔初始容積和能量傳遞效率是兩個關鍵因素，在壓電微泵的結構設計中，應適當減小泵腔初始容積和提高振子振動傳給流體動能的能量傳遞效率。 4.壓電驅動式胰島素泵的設計與制作 本文所研究的壓電驅動式胰島素泵，主要包括機械單元與電控單元，機械單元由壓電微泵、藥倉、外殼三部分組成，壓電微泵是機械單元的主體，采用CNC工藝制作完成，藥倉選用PE薄膜采用高周波熱壓工藝封裝而成，外殼采用ABS材料用3D打印技術制作，外殼設計要符合封裝性、工藝性、實用性、美觀性等要求。電控單元為壓電微泵提供驅動信號，波形選用正弦波，電控單元要做到輸出精確、穩(wěn)定、調整方便。制定壓電驅動式胰島素泵的性能指標，并對樣機進行測試。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH789
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 闞君武,楊志剛,程光明;壓電泵的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];光學精密工程;2002年06期

2 曾平,程光明,劉九龍,孫曉鋒,趙艷龍;雙腔薄膜閥壓電泵的實驗研究[J];光學精密工程;2005年03期

3 劉國君;程光明;楊志剛;;一種壓電式精密輸液微泵的試驗研究[J];光學精密工程;2006年04期

4 孫曉鋒;楊志強;劉曉論;李欣欣;林敬國;;整體開啟閥與懸臂梁閥壓電泵性能研究[J];光學精密工程;2006年04期

5 楊志剛;孫曉鋒;張德君;程光明;李欣欣;;雙腔串聯(lián)兩閥與三閥壓電泵的性能研究[J];光學精密工程;2007年02期

6 彭太江;楊志剛;程光明;闞君武;曾平;;雙腔體壓電泵的設計[J];光學精密工程;2009年05期

7 劉勇;楊志剛;吳越;劉磊;董景石;;壓電泵吸程出流現(xiàn)象及其成因[J];光學精密工程;2011年05期

8 姚予疆;;胰島素泵的原理和發(fā)展[J];電子制作;2010年08期

9 黃新文;何永祥;雷小剛;;2型糖尿病的胰島素強化治療[J];甘肅醫(yī)藥;2012年09期

10 李偉;陳小龍;;邊界條件對圓管層流流動的影響分析[J];化工裝備技術;2010年06期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 孫曉鋒;雙振子壓電泵設計理論與結構優(yōu)化技術研究[D];吉林大學;2009年

2 蔣丹;存在氣泡和氣穴時無閥微泵動態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

3 吳越;壓電泵動力學分析與優(yōu)化設計[D];吉林大學;2013年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭云;;對糖尿病患者實施護理干預的實踐[J];中醫(yī)藥臨床雜志;2011年08期

2 李凌云;;應用胰島素泵的最佳起始血糖的初步研究[J];安徽醫(yī)藥;2009年04期

3 王可慧;張穎;段建;李明;王金海;周剛;;G50鋼的力學性能實驗研究[J];兵工學報;2009年S2期

4 李汝寧;何勇靈;;基于遺傳算法的柴油機噴油系統(tǒng)模型參數(shù)辨識[J];北京航空航天大學學報;2012年04期

5 吳麗萍;吳銀柱;;無閥壓電泵噪聲分析與探討[J];長春工程學院學報(自然科學版);2006年04期

6 王蔚;田麗;鮑志勇;劉曉為;王喜蓮;楊松濤;;一種新型壓電式雙向無閥微泵的研制[J];傳感技術學報;2006年05期

7 趙林;樊占國;;添加Ni對CuCo顆粒膜巨磁電阻效應的影響研究[J];材料導報;2008年12期

8 黃光杰;鄒彬;黃鑫;陳澤軍;劉慶;;軋制復合三層鋁合金板變形規(guī)律及力學性能的研究[J];材料導報;2011年10期

9 李東明;王彬;孫寶元;王偉;;壓電雙晶片執(zhí)行器驅動位移有限元分析與實驗研究[J];大連交通大學學報;2007年04期

10 陳嵐;;住院病人胰島素泵應用的安全性管理[J];護士進修雜志;2008年16期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王亮;張建輝;胡笑奇;王克;;擺動振子參數(shù)與尾鰭式無閥壓電泵工作能力關系的實驗研究[A];第十屆全國振動理論及應用學術會議論文集（2011）下冊[C];2011年

2 王可慧;張穎;段建;李明;王金海;周剛;;G50鋼的力學性能實驗研究[A];第九屆全國沖擊動力學學術會議論文集（下冊）[C];2009年

3 張磊;胡時勝;吳家俊;;α-鈦合金TA6的動態(tài)力學性能和剪切現(xiàn)象分析[A];第三屆全國爆炸力學實驗技術交流會論文集[C];2004年

4 王萬禎;紀海濤;王新堂;;開橢圓孔的鋁合金板斷裂試驗[A];鋼結構工程研究⑧——中國鋼協(xié)結構穩(wěn)定與疲勞分會第12屆（ASSF-2010）學術交流會暨教學研討會論文集[C];2010年

5 王萬禎;黃俊偉;王新堂;楊俊曉;;基于廣義屈服模型的ANSYS開發(fā)及斷裂分析[A];鋼結構工程研究⑧——中國鋼協(xié)結構穩(wěn)定與疲勞分會第12屆（ASSF-2010）學術交流會暨教學研討會論文集[C];2010年

6 胡東霞;;胰島素泵治療糖尿病的護理[A];甘肅省中醫(yī)藥學會2010年會員代表大會暨學術年會論文匯編[C];2010年

7 王萬禎;紀海濤;王新堂;林云;王天宏;;鋁合金缺口板低溫斷裂試驗[A];數(shù)學·力學·物理學·高新技術交叉研究進展——2010（13）卷[C];2010年

8 孫健;孫啟健;劉彥菊;冷勁松;;一種基于柔性放大機構的壓電疊堆泵設計[A];復合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(下冊)[C];2010年

9 劉漢旭;張鐵民;;雙腔同步驅動無閥大流量壓電泵有限元分析[A];農業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設現(xiàn)代農業(yè)——2005年中國農業(yè)工程學會學術年會論文集第一分冊[C];2005年

10 高建民;唐為奇;;新型無閥微壓電泵的微流場仿真及設計[A];農業(yè)機械化與新農村建設——中國農業(yè)機械學會2006年學術年會論文集（下冊）[C];2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉潔;滴灌灌水器水力性能與快速制造方法研究[D];華中科技大學;2010年

2 李林;“治未病”理論與中醫(yī)綜合管理方案對糖尿病風險升高人群的干預[D];山東中醫(yī)藥大學;2010年

3 葉飛;非穩(wěn)態(tài)漩渦運動及其產生機理[D];天津大學;2010年

4 范暉;金屬零件疊層模板電沉積成形的基礎研究[D];南京航空航天大學;2009年

5 馬文;沖擊壓縮下納米多晶金屬塑性及相變機制的分子動力學研究[D];國防科學技術大學;2011年

6 李冬林;模板電解加工群孔基礎研究及應用[D];南京航空航天大學;2010年

7 王明哲;高功率固體激光器熱管理新技術研究[D];國防科學技術大學;2011年

8 魏巍;多流體混合微流控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

9 孫健平;2型糖尿病影響因素的巢式病例對照研究[D];青島大學;2012年

10 王蕾;固壁有速度滑移的微流控系統(tǒng)電動流動研究[D];華中科技大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹園園;PPARγ和RXRα基因多態(tài)性與2型糖尿病易感性的分子流行病學研究[D];南京醫(yī)科大學;2010年

2 郭華;架空導線覆冰時捕獲空氣中過冷水滴規(guī)律研究[D];長沙理工大學;2010年

3 齊菲;新型射孔槍用高強低合金鋼的制備及強韌性的研究[D];天津理工大學;2010年

4 是晶;42CrMo鋼流變特性與位錯動力學模型研究[D];沈陽理工大學;2010年

5 李彥鵬;彈性支撐式圓形壓電振子骨傳導聽覺裝置的研究[D];吉林大學;2011年

6 陶巍巍;非對稱流道無閥壓電泵的理論與試驗研究[D];吉林大學;2011年

7 賈春虹;2型糖尿病患者踝肱指數(shù)與糖尿病微血管并發(fā)癥的相關性[D];吉林大學;2011年

8 李鵬;晶片式壓電液壓驅動器的設計與試驗研究[D];吉林大學;2011年

9 王龍;共振型壓電泵的設計理論與試驗研究[D];吉林大學;2011年

10 劉開松;凝膠注模成型制備反應燒結碳化硅性能的研究[D];武漢理工大學;2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮焱穎,周兆英,葉雄英,王國輝;壓電致動微噴的壓力波特征分析[J];微納電子技術;2003年Z1期

2 蘇宇鋒,陳文元;基于MEMS的微泵研究進展[J];微納電子技術;2004年05期

3 賈建援,黃新波,康春霞;微泵的結構與流體分析[J];微納電子技術;2004年05期

4 張建輝;黎毅力;劉菊銀;徐宇哲;;“Y”形流管無閥壓電泵流場分析[J];北京工業(yè)大學學報;2008年02期

5 吳麗萍;吳銀柱;;無閥壓電泵噪聲分析與探討[J];長春工程學院學報(自然科學版);2006年04期

6 尹執(zhí)中,胡桅林,過增元;懸臂梁式微型閥的啟動和過流特性[J];傳感技術學報;2000年01期

7 崔琦峰;劉成良;Xuan F.(William)Zha;;串聯(lián)壓電微泵特性研究[J];傳感技術學報;2006年05期

8 王蔚;田麗;鮑志勇;劉曉為;王喜蓮;楊松濤;;一種新型壓電式雙向無閥微泵的研制[J];傳感技術學報;2006年05期

9 王沫然,李志信;基于MEMS的微泵研究進展[J];傳感器技術;2002年06期

10 王海寧;崔大付;耿照新;陳興;;一種基于MEMS技術的壓電微泵的研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2006年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 袁又春;黃衛(wèi)清;趙淳生;;收縮/擴張管型無閥壓電泵泵腔流體仿真[A];第十一屆中國小電機技術研討會論文集[C];2006年

2 劉漢旭;張鐵民;;雙腔同步驅動無閥大流量壓電泵有限元分析[A];農業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設現(xiàn)代農業(yè)——2005年中國農業(yè)工程學會學術年會論文集第一分冊[C];2005年

3 程光明;李欣欣;曾平;方科;楊志剛;;壓電噴流泵初步研究[A];第二屆全國壓電和聲波理論及器件技術研討會摘要集[C];2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李東明;壓電式及薄膜式電—氣轉換器技術與應用研究[D];大連理工大學;2003年

2 白蘭;基于MEMS的無閥泵數(shù)值仿真與實驗研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2005年

3 孫曉鋒;雙振子壓電泵設計理論與結構優(yōu)化技術研究[D];吉林大學;2009年

4 楊胡坤;微流體的電滲驅動及其相關技術的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉芳;“Y”形流管無閥壓電泵的研究[D];南京航空航天大學;2010年

2 袁欣;壓電疊堆泵的設計與實驗研究[D];南京航空航天大學;2011年

3 郭宗信;軟質錐殼形閥體壓電泵的理論和實驗研究[D];南京航空航天大學;2011年

4 陳杉杉;微流控芯片上電滲流與壓力流的動力學特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

5 郭立;基于鋸齒型微溝道的雙腔并聯(lián)無閥微泵研究[D];大連理工大學;2011年

6 吳麗萍;單振子雙腔體壓電泵的理論與實驗研究[D];吉林大學;2004年

7 劉凱;壓電驅動式主動閥壓電泵理論與試驗研究[D];吉林大學;2004年

8 林敬國;整體開啟閥式壓電泵理論與實驗研究[D];吉林大學;2005年

9 郭俊臣;位移放大型壓電疊堆泵的試驗研究[D];吉林大學;2006年

10 寇杰;連續(xù)可變錐角的錐形流管無閥壓電泵的優(yōu)化與實驗研究[D];北京工業(yè)大學;2006年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王玉慧,尹虎,劉卓;胰島素泵的設計與研究[J];機電產品開發(fā)與創(chuàng)新;2003年03期

2 馬斌,曾艷,杜佐華,甘志銀,劉勝,張鴻海,王志勇,汪學方;胰島素泵的研制[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2005年02期

3 姚予疆;;胰島素泵的原理和發(fā)展[J];電子制作;2010年08期

4 易衛(wèi)軍,朱旅云,羅云章,呂建鋒,于巍,賈峰濤;胰島素泵的研制和進展[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2004年07期

5 木巖;;如何選購胰島素泵?[J];糖尿病新世界;2008年03期

6 ;MiniMed 508泵與其它胰島素泵的區(qū)別[J];糖尿病新世界;2001年06期

7 袁啟明;;胰島素泵及其市場概況[J];上海醫(yī)藥情報研究;2005年03期

8 馬學毅;;合理選購胰島素泵[J];糖尿病新世界;2007年05期

9 ;新型閉環(huán)無創(chuàng)胰島素泵集成系統(tǒng)研制成功[J];上海生物醫(yī)學工程;2007年02期

10 康改新;張際鴿;;胰島素泵使用、保養(yǎng)和管理體會[J];中國社區(qū)醫(yī)師(醫(yī)學專業(yè)半月刊);2009年23期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李海旺;謝宗圓;;胰島素泵強化治療2型糖尿病62例[A];2011年全國醫(yī)藥學術論壇交流會暨臨床藥學與藥學服務研究進展培訓班論文集[C];2011年

2 童奧;李新華;袁群;董淑華;;護士長在臨床應用胰島素泵中的管理作用[A];全國第二屆糖尿病護理學術交流暨專題講座會議論文匯編[C];2004年

3 李欣宇;趙益;李永航;侯桂梅;高政南;;胰島素泵及降糖藥對糖尿病的療效對比分析[A];中華醫(yī)學會第十次全國內分泌學學術會議論文匯編[C];2011年

4 劉明;;二型糖尿病圍手術期應用胰島素泵與皮下注射胰島素效果分析[A];中華醫(yī)學會第十次全國內分泌學學術會議論文匯編[C];2011年

5 白然;蔣召芹;王詠波;邢倩;姚俊潔;杜建玲;李昌臣;;短期胰島素泵治療初診2型糖尿病的1年后療效觀察[A];中華醫(yī)學會第十次全國內分泌學學術會議論文匯編[C];2011年

6 吳佳麗;;胰島素的種類及應用[A];浙江省中西醫(yī)結合學會臨床藥學專業(yè)委員會第八次學術年會暨省級繼續(xù)教育學習班資料匯編[C];2008年

7 侯磊;;胰島素泵在糖尿病患者治療中的應用與護理[A];中華醫(yī)學會第十次全國內分泌學學術會議論文匯編[C];2011年

8 羅蘭;高政南;;2型糖尿病患者胰島素泵治療的劑量及相關因素分析[A];中華醫(yī)學會第十次全國內分泌學學術會議論文匯編[C];2011年

9 方英;韓楓;劉蕾;;胰島素泵的護理[A];全國第二屆糖尿病護理學術交流暨專題講座會議論文匯編[C];2004年

10 王洪;袁春華;楊立新;高涼杰;;外科手術合并糖尿病患者圍手術期應用胰島素泵的護理[A];全國內科護理學術交流暨專題講座會議、全國心臟內、外科護理學術交流暨專題講座會議、全國第8屆糖尿病護理學術交流暨專題講座會議、全國第8屆血液凈化護理學術交流暨專題講座會議論文匯編[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 李穎;[N];科技日報;2009年

2 本報記者 王雪敏;[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2010年

3 徐錚奎;[N];中國醫(yī)藥報;2010年

4 解放軍304醫(yī)院主任醫(yī)師、教授 馬學毅;[N];中華新聞報;2000年

5 記者 潘帝同;[N];佳木斯日報;2010年

6 健康時報記者 馮麗安;[N];健康時報;2009年

7 健康時報記者 趙晴晴;[N];健康時報;2009年

8 記者 許琳;[N];中國醫(yī)藥報;2010年

9 王建華;[N];健康報;2003年

10 記者　張林軍;[N];大眾科技報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馬斌;基于MEMS技術的胰島素集成系統(tǒng)的研究[D];華中科技大學;2006年

2 劉國君;迭片式系列微型壓電泵的設計理論及實驗研究[D];吉林大學;2006年

3 王威;大鼠下頜骨成骨細胞對格列本脲和胰島素的轉運[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進修學院;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李真;便攜式胰島素泵的可靠性分析[D];沈陽理工大學;2010年

2 夏添;胰島素泵硬件的設計[D];沈陽理工大學;2013年

3 王磊;胰島素泵給藥精度及安全性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

4 陳巖霞;低功耗技術在胰島素泵中的應用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

5 潘笛站;雙腔壓電胰島素泵的設計理論與關鍵技術研究[D];吉林大學;2013年

6 王顯靜;新型智能閉環(huán)胰島素泵系統(tǒng)的研究[D];青島理工大學;2013年

7 趙益;胰島素泵及降糖藥對糖尿病的療效對比分析[D];大連醫(yī)科大學;2011年

8 張玉好;2型糖尿病患者胰島素泵治療的劑量及相關因素分析[D];大連醫(yī)科大學;2011年

9 孫建敏;不同時期糖尿病腎病氧化應激水平的變化及胰島素泵治療的影響究[D];第三軍醫(yī)大學;2013年

10 金爽;短期胰島素泵強化治療對不同病程2型糖尿病的療效及安全性分析[D];大連醫(yī)科大學;2012年

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