本文關鍵詞：微米級顆粒電阻脈沖檢測機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于微流控芯片的顆粒電阻脈沖檢測技術(RPS),具有結構簡單、檢測快速、靈敏度高、成本低等突出特點,利于開發(fā)成為面向海洋污染物現場快速檢測的便攜式儀器。隨著微通道結構以及待測顆粒形狀的多樣化,現有的相關理論無法對一些新的實驗現象給出合理的解釋。對相關科學問題進行深入研究,可以完善電阻脈沖檢測理論,同時對拓展該技術的應用也具有重要意義。本文采用實驗和數值模擬兩種方法,研究了導電顆粒、顆粒和通道形狀對電阻脈沖檢測信號幅值的影響規(guī)律和機理。具體來看,主要有如下三部分內容：(1)實驗研究了直徑均為5μm的球形聚苯乙烯顆粒和磁珠(表面涂覆Fe3O4)在相同條件下,經過RPS檢測區(qū)時產生的信號幅值隨外加電壓的變化情況。實驗結果表明：相同條件下,直徑為5μm的磁珠經過差分RPS檢測微流控芯片時,所產生的信號幅值明顯高于直徑5μm的聚苯乙烯顆粒所產生的信號幅值。這主要是由于磁珠在電場誘導下表面雙電層變厚造成的。(2)數值模擬研究了體積相同但形狀不同的橢球顆粒在相同條件下沿通道中心線經過相同RPS檢測通道時,所產生的RPS信號幅值隨顆粒形狀的變化關系。模擬結果表明：顆粒形狀和方向角度對RPS檢測有重要影響。橢球顆粒所產生的RPS信號幅值隨橢球顆粒赤道半軸與極半軸之比的增大而增大；扁長形橢球顆粒所產生的RPS信號幅值隨橢球顆粒方向角度的增大而增大；扁圓形橢球顆粒所產生的RPS信號幅值隨橢球顆粒方向角度的增大而減小。(3)數值模擬研究了相同球形絕緣顆粒在相同條件下沿通道中心線經過體積相同但截面形狀不同的RPS檢測通道時,所產生的RPS信號幅值之間的變化關系。模擬結果表明：通道形狀對RPS檢測有重要影響。在通道的長度、截面面積和外加直流電壓都相同的情況下,相同球形絕緣顆粒沿通道中心線經過RPS檢測通道時,所產生的RPS信號幅值隨檢測通道高寬比的增大而增大。本文的研究豐富了顆粒電阻脈沖檢測理論,并且對于拓寬該技術的實際應用具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：微流控芯片 電阻脈沖檢測 導電顆粒 顆粒形狀 通道形狀
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U698.7;X834
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 顆粒計數及其應用需求10-11
• 1.1.2 顆粒計數技術11-12
• 1.2 顆粒電阻脈沖檢測技術12-20
• 1.2.1 檢測原理12-13
• 1.2.2 相關應用研究進展13-15
• 1.2.3 相關理論研究進展15-17
• 1.2.4 現有理論存在的不足17-20
• 1.3 本文研究內容20-21
• 第2章 導電顆粒對電阻脈沖檢測的影響21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 顆粒差分RPS檢測原理21-23
• 2.3 實驗23-26
• 2.3.1 實驗系統23
• 2.3.2 差分RPS微流控芯片23-24
• 2.3.3 顆粒樣品及加注方式24-25
• 2.3.4 實驗步驟25-26
• 2.4 結果與討論26-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第3章 顆粒形狀對電阻脈沖檢測的影響32-45
• 3.1 引言32
• 3.2 微通道及數學模型32-37
• 3.2.1 微通道結構和顆粒32-33
• 3.2.2 電場和電流33-34
• 3.2.3 數值模擬34-37
• 3.3 結果與討論37-44
• 3.3.1 顆粒形狀的影響37-39
• 3.3.2 扁長形顆粒方向角度的影響39-42
• 3.3.3 扁圓形顆粒方向角度的影響42-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第4章 通道形狀對電阻脈沖檢測的影響45-52
• 4.1 引言45
• 4.2 微通道及數學模型45-47
• 4.2.1 微通道結構和顆粒45-46
• 4.2.2 數學模型46
• 4.2.3 數值模擬46-47
• 4.3 結果與討論47-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第5章 結論與展望52-54
• 參考文獻54-62
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文62
• 授權的發(fā)明專利62-63
• 致謝63-65
• 作者簡介65

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 林炳承,秦建華;微流控芯片實驗室[J];色譜;2005年05期

  本文關鍵詞：微米級顆粒電阻脈沖檢測機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：468688