微型泵是微流量控制系统中的关键执行器件.由于灵敏度高、响应快,可以实现对微流量的精确控制,微型泵在微量化学反应分析系统、生物医疗微量药剂输注系统及太空微型推进系统等领域都有重要的应用前景.但是,微泵相关的基础理论尚处于起步阶段,相关的基本技术还不够成熟,导致大多数微泵在性能上或者成本上尚不能满足广泛应用的要求.该文在综述国内外微型泵研究概况的基础上,开展了微型压电薄膜泵的研制与实验研究工作,为实现胰岛素输注系统的微型化奠定基础.该论文以在烈性药物(胰岛素)微型输注系统中的应用为目标,依据最小化微泵静体积、最大化压缩比的鲁棒性设计思想,研制了一种结构新颖、制作工艺简单、成本低廉、综合性能较高的压电薄膜微型泵——同心双向阀微泵.同心双向阀新型结构的微泵,具有在出入口两个方向上抵抗外部冲击的能力和两阀互锁功能.同时该结构的制作工艺简单,且克服了两阀之间容易连通的缺点,有效地增大了对微泵性能起关键作用的压缩比.实验结果表明该微泵具有良好的自吸和抗气泡干扰性能,并且可实现气液两用.在制造工艺上,采用UCP表面覆膜技术,有效地解决了致动器的绝缘、防潮、防震碎和抗腐蚀等问题,提高了致动器的性能,延长了微泵的使用寿命.采用双面固体胶膜的键合工艺,克服了传统胶粘结工艺操作复杂、胶层厚度和均匀度难以控制以及成功率低的缺点.在实验研究方面,搭建了较高精度的压电致动器振幅测量系统,对压电致动器的变形和体积位移进行了实验研究.建立了微量流体测量实验系统,对微泵的各主要性能指标进行了测试,采集了实验数据并进行了分析.这些工作为深入理解微泵的工作机理、建立微泵的动力学模型、优化其设计参数和进一步提高微泵的性能奠定了实验数据基础.经实验验证,微泵的体积、流量、压力、输注精度和可靠性等指标可以满足微量胰岛素输注系统的应用要求.