Laatste nieuws:

MüNCHEN, 2 augustus 2017 10:06

Membraanpomp van slechts 25 mm2

Fijnstof is schadelijk voor hart en longen. In de toekomst zou een smartphone met ingebouwde gassensor kunnen waarschuwen voor een hoge belasting.Opdat de sensor snel aanspreekt en nauwkeurige meetwaarden kann leveren, hebben onderzoekers van het Fraunhofer-Institut een krachtig micromembraanpompje ontwikkeld datd de omgevingslucht toevoert.

De op dit moment kleinste micromembraanpomp ter wereld meet precies 25 mm2.'
De op dit moment kleinste micromembraanpomp ter wereld meet precies 25 mm2.
1/1

De Smartpump van de Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien (EMFT) is slechts 25 mm2 groot en daarmee volgens de onderzoekers de kleinste pomp ter wereld. Niettemin heeft de pomp een hoge compressieverhouding.

Om in de pompkamer druk te genereren maken de onderzoekers gebruik van het piëzo-elektrisch effect, dat elektrische spanning omzet in mechanische energie. Met behulp van wisselspanning wordt het silicium membraan naar boven en onder bewogen, waardoor omgevingslucht door een ventiel naar binnen wordt gezogen, in de pompkamer gecomprimeerd en weer naar buiten geperst.

Truc

Conventionele piëzo-elektrisch aangedreven micromembraanpompen kunnen met lucht maar relatief lage drukken opwekken. De asymmetrie van het piëzo-effect vreist veel ruimte in de pompkamer om het membraan te kunnen bewegen. Daardoor ontstaat onvermijdelijk een hoog dood volume, een restvolume waarvan de gasinhoud niet wordt uitgestoten.

Door een truc is het de onderzoekers gelukt het dode volume te beperken en de druk en het aanzuigend vermogen te verhogen. Ze spannen het membraan bij de montage van het piëzokeramiek met het piëzo-effect gedefinieerd voor. Dat heeft het voordeel dat geen diepe pompkamer meer nodig is. Deze truc maakt het niet alleen mogelijk micropompen met hoge compressieverhoudingen te realiseren, maar ook om ze kleiner te maken.

Niet alleen het membraan, ook de klep en de pompkamer worden uit éénkristallijn silicium gemaakt, wat ten opzichte van metalen en kunststoffen diverse voordelen biedt. Zo is het halfmetaal elastisch en heeft het geen last van vermoeiing. Bovendien kunnen de afzonderlijke pomponderdelen nauwkeurig uit de siliciumlaag worden geëtst en met elkaar verbonden.

Het nadeel is dat silicium relatief duur is. Daarom is het ook zo belangrijk de pomp zo klein mogelijk te maken. Het doel van de onderzoekers is, de pomp te verkleinen tot een grootte van 10 mm2. Dan zou massaproductie rendabel worden. Met de huidige 25 mm2 zeggen de onderzoekers op de goede weg te zijn.

Universeel toepasbaar

De integratie van gassensoren in smartphones wordt momenteel onder meer bemoeilijkt door de veel te lange reactietijden van deze sensoren. De Smartpump zou gericht lucht toevoeren aan de gassensoren en hierdoor de reactietijd van meerdere minuten verkorten tot twee seconden.

Op deze manier zou niet alleen de fijnstofbelasting kunnen worden gemeten, maar bijvoorbeeld ook of er wel voldoende frisse lucht is en de ramen moeten worden geopend om te ventileren. Ook een ademluchtanalyse zou in principe mogelijk zjn, bijvoorbeeld om het alcoholgehalte te controleren Hiervoor is echter een hoge meetnauwkeurigheid nodig, die momenteel nog niet wordt bereikt.

De micropomp zou ook in de medische techniek kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld als medicijnpleister die continu de kleinste hoeveelheden van een hormoon of een medicijn afgeeft. Te denken valt ook aan een toepassing als implantaat, met behulp waarbij de oogdruk bij een glaucoomtherapie is te reguleren.

Machines zouden door de pomp van exact gedoseerd smeermiddel kunnen worden voorzien. De onderzoekers werken al met een partner uit de industrie aan deze toepassing.

In het kader van het subsidieprogramma 'Discover', dat onconventionele en originele ideeën ondersteunt, onderzoeken de Fraunhofer-wetenschappers nog een ander toepassingsgebied: het aanvullen van audio- en videodata met geurscenario's. Hiertoe wordt de Smartpomp ingebouwd in een headset en verspreid nauwkeurig gedoseerde luchtjes. De Gaming-industrie heeft al belangstelling getoond.

In het algemeen zou de Smartpump interessant zijn voor alle gebruikers die de kleinste hoeveelheden vloeistoffen of gassen nauwkeurig willen doseren.

 

bron: Fraunhofer-Gesellschaft

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (6)...

Bege Aandrijftechniek BV

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Rollon Lineairtechniek BV

EUCHNER (Benelux) BV

Rotero Holland bv

Pilz Nederland

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (19)

23 oktober 2017 - Aken, RWTH
Optics Week
24 oktober 2017 - Gorinchem, Evenementenhal
Recycling 2017
31 oktober 2017 - Gorinchem - Evenementenhal
Metavak 2017
7 november 2017 - Rotterdam - Ahoy
Europort
8 november 2017 - Bad Salfzuflen (D), Messezentrum
FMB
8 november 2017 - Assen, TT-Hall
Main Industry
9 november 2017 - Nieuwegein, De Kom
Master of Safety
14 november 2017 - Utrecht, Jaarbeurs
Smart Homes & Intelligent Building

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden