[实用新型]基于新型合成射流微泵的射流转子陀螺

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于新型合成射流微泵的射流转子陀螺，属于惯性测量领域。

背景技术

合成射流微泵在流动控制领域，如流动分离及气动力控制、射流矢量控制、增强掺混及传热传质控制、微流体传输与控制等方向具有十分广阔的应用前景。

射流转子陀螺的基本原理是通过微泵喷出的气体在检测腔中形成一个气流转子，该射流转子具有传统机械转子所具有的定轴性和进动性。当外界有垂直于或平行于流体转子转轴的角速度或加速度输入时，与壳体固定的热敏电阻就会与射流转子产生一个相对的运动引起热敏电阻电阻值的变化，通过相应检测电路即可以实现对角速度或加速度的检测。射流转子陀螺可以实现六自由度测量，具有实现技术容易、抗冲击性好、工艺简单等优点，是一项很有前景的MEMS惯性传感器。

参照图8，在申请号为201110189839.0的专利文献“一种新型MEMS射流转子陀螺”中，西北工业大学提出了一种新型MEMS射流转子陀螺，包括腔体层、上密封层、下密封层和热敏电阻层。所述的腔体层包括检测腔和围绕检测腔周向均布的振动腔；热敏电阻层位于腔体层上方，用于检测气流偏转。下密封层的两个压电片分别位于两个振动腔正上方，作为微泵的振动薄膜。上密封层位于热敏电阻层上方，下密封层位于腔体层下方，两个密封层和压电片层一起使得腔体层形成密闭空腔；利用的激励电压相位相差π，使得两个振动腔交互喷气与吸气，气体经由两个出气口在检测腔形成气流转子，形成一个封闭的系统。

但是，此陀螺是一个封闭的系统。在一个封闭的系统中，由于气流运动的复杂性，尽管两个压电片激励电压相位相差π，两个振动腔不能完成交替喷气与吸气，难以实现气流的定向运动。由于两个振动腔在同一时刻喷气与吸气的气流量不同，形成的气流转子轴随着气流运动而运动，使得气流转子轴与壳体轴的一致性较差。由于是封闭的系统，压电片连续振动使得腔体内部气体的温度升高，影响了射流转子陀螺的检测精度。

发明内容

为克服现有技术中难以形成稳定的气流转子，压电片振动引起的气体温度升高问题，本发明在原陀螺的基础上进行改进，提出一种基于新型合成射流微泵的射流转子陀螺。

本发明所采用的技术方案是：一种基于新型合成射流微泵的射流转子陀螺，参照图1-6，依次包括上密封层1、热敏电阻层2、腔体层3和下密封层5；所述的腔体层3上有一贯穿的圆柱空腔，在所述圆柱空腔外侧周向均布有多个振动腔；各振动腔均未贯通所述的腔体层3，未贯通部分分别形成相应的振动薄膜；各振动薄膜下分别连有压电片；所述圆柱空腔分别通过相应的喷口与相应的振动腔连通；所述各喷口径向错开；喷口由一主通道和在主通道两侧增加的支通道组成，所述支通道宽度比主通道小；上密封层1位于腔体层3上方，使得腔体层3上的各振动腔均形成密闭空腔；热敏电阻层2位于检测腔33上方，由4个周向均布的悬置热敏电阻组成，用于检测气流偏转；下密封层1位于腔体层3下方，它和上密封层1一起，使得腔体层3上的贯穿圆柱空腔形成检测腔33；下密封层1上的通气孔56使得检测腔33与外界连通，同时，下密封层1上也有相应的通气孔与喷口上的支通道中间部位连通，使得所述射流转子陀螺形成一个开放的系统。