Design and control of a valveless micropump

Mini boyutlu cihaz ve sistemlerdeki gelişmeler ile birlikte, çeşitli alanlarda kullanılabilecek mikro ölçekli akışkan sistemlerin gelişimi hızlanmıştır. Bu sistemlerdeki, en temel sorunlardan biri, düşük miktardaki sıvıların mikrokanallar içerisinde taşınmasıdır. Bu tez kapsamında, manyetik nanoakışkan ile çalışan valfsiz bir mikropompa tasarlanmış ve kontrol edilmiştir. Tasarım, biyomedikal ve elektronik soğutma cihazlarında sıvı taşınması problemine çözüm olabilme potansiyeline sahiptir. Bu amaçla, manyetik nanoakışanın viskozite, mıknatıslanma kabiliyeti ve ısıl iletkenlik gibi özellikleri de incelenmiştir. Mikropompanın, valfsiz çalışabilmesi için bir kalıcı mıknatıslı eyleyici (KME) tasarlanmıştır. Daha sonra bir mikrokanal ünitesi tasarlanmış ve üretilmiştir. KME ile mikrokanal ünitesi entegre edilerek, valfsiz mikropompa sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra, mıknatısların sabit pozisyonda olması durumunda, valsiz mikropompa içerisindeki manyetik nanoakışkan akışı sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Valfsiz mikropompa performansının belirlenmesi için akış, farklı KME hızlarında sistem test edilmiştir. Performans testi sonuçları, manyetik nanoakışkan hızının, artan KME hızı ile birlikte belirli bir noktaya kadar arttığını, fakat bu noktanın ötesinde azalmaya başladığını ortaya koymuştur. Son olarak, akış kontrolü için, kapalı döngü kontrol uygulanmıştır. Anlık manyetik nanoakışkan hızının belirlenmesi için, gerçek zamanlı bir görüntü işleme yöntemi geliştirilmiştir. Daha sonra, oransal-integral-türev (PID) kontrolcüsü uygulanmıştır. Sonuçlar, manyetik nanoakışkan akışının, bir referens değeri için, PID kontrolcü ile kontrol edilebileceğini göstermiştir.