微液滴喷射是一种微量液体样品施加技术,在微电子、生物医学等许多领域都有广阔的应用。本论文研究一种基于气压脉冲的气动微液滴产生技术。具体来说,气动喷射通过设置电磁阀在时间Δt内短暂“导通”来实现。压强为P0的高压气体通过电磁阀进入储液腔,然后通过排气管释放。这个过程在储液腔内产生振荡的正负交替的压强脉冲波形P（t）,它迫使液体通过微小喷嘴流出,而后断裂形成微液滴。实验中,每次驱动电磁阀,都通过高速压强传感器获取P（t）,并通过拍照和图像处理方法获得喷射状态。论文首先讨论了气动微液滴喷射状态预测的一些问题。P（t）与气动微液滴喷射状态直接相关。基于电-声学类比方法,本文讨论了通过Δt、P0、放气管和储液腔的几何尺寸预测P（t）的计算模型。论文指出排气管的声阻主要由粘性效应引起。相比之前经验地设定一个恒定声阻的方法,本文给出了声阻的计算公式,并假设在整个喷射过程中声阻随时间变化。基于这一假设,计算出的P（t）与实际测量值更为吻合。论文也指出了该模型的局限性。实际情况下,电磁阀实际导通时间的随机性导致P（t）出现显著的涨落,导致微液滴喷射状态的一致性恶化,很大程度地增加了预测微滴喷射状态的难度。此外,为了优化系统设计,论文展示了不同排气管长度L下的微液滴喷射过程。在设定P0和Δt的情况下,随着排气管长度L增加,第一个正压过程的峰值PMAX1和持续时间都会增加,一次驱动会喷出更多的液滴。更合理的做法是针对不同的放气管长度L设置不同的P0,使得PMAX1被调整到相同且适当的值,从而保证第一个正压过程会喷射出单个微液滴。但是,实验发现,随着L的增加,第二个正压过程的峰值PMAX2增高。这导致存在一定的几率系统会喷射出第二个液滴。实验表明,提高L值可以降低气体消耗,但会导致喷射多个液滴。这是气动喷射系统设计中应考虑的问题。气动微液滴喷射技术已被广泛应用于较高粘度和较高温度流体的喷射。包含固体颗粒的悬浮液的微液滴喷射在许多工业领域具有潜在的应用前景。使用自制的气动喷射系统,并采用优化后的放气管长度,对不同固体体积分数（η）的悬浮液的微液滴喷射过程进行了实验研究。对于η为0%-33%的情况,通过设置适当的P0和Δt,均可以喷射单个液滴。当η小于约18%时,所需压强脉冲幅值随η近似线性增加。当η增加到18%以上时,对压强幅值的要求明显高于线性增加趋势。特别是当η增加到24%以上时,喷嘴处的液体倾向于形成更长的液带,而液带断裂形成微液滴则大大延后。部分实验结果可以归因为η增加导致悬浮液的有效粘度增大。沉淀是实际应用中的常见现象。它导致待喷射的悬浮液的有效粘度增大、喷嘴堵塞。这些效应造成微液滴喷射状态的一致性下降。我们在实验中实现了一种基于机器视觉和图像处理的监测方法和通过电气比例阀调整P0的自动控制方法,可以在固体颗粒发生沉淀的情况下使喷射状态保持较高的稳定性和一致性。