傳統(tǒng)微懸臂梁傳感器液相檢測大多將其置于盛有待測試樣的特制載物臺,然后借助原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope,AFM）系統(tǒng)測量微懸臂梁偏轉(zhuǎn)量實現(xiàn)對待測試樣的液相檢測。該過程無法發(fā)揮微懸臂梁體積小、快速便捷檢測、易于集成等優(yōu)勢,還限制了微懸臂梁傳感器的應(yīng)用場景。微流控芯片檢測技術(shù)具有靈敏度高、檢測限低、易于集成且兼容性優(yōu)良等顯著優(yōu)勢,能廣泛應(yīng)用于化學(xué)、物理以及生物等檢測領(lǐng)域。為了滿足微懸臂梁實時化、便攜式檢測需求,以微懸臂梁傳感器為核心,定制化設(shè)計微流控芯片結(jié)構(gòu)是微懸臂梁傳感器擺脫實驗室條件限制,拓展檢測應(yīng)用領(lǐng)域的理想方案。但在微懸臂梁與微流控芯片聯(lián)用過程中,芯片內(nèi)的液相環(huán)境及流體流動將對微懸臂梁的偏轉(zhuǎn)、動態(tài)響應(yīng)、模態(tài)及頻率響應(yīng)等與檢測結(jié)果密切相關(guān)的參數(shù)產(chǎn)生影響。針對集成化應(yīng)用過程中存在的上述問題,本文以課題組前期工作中設(shè)計的具備壓電自驅(qū)動和壓阻自感知功能的微懸臂梁傳感器為核心,以微納流體運動方程及擴散傳質(zhì)方程為基礎(chǔ),利用COMSOL Multiphysics軟件建立微懸臂梁片上靜態(tài)和動態(tài)檢測模型�；谖冶哿浩响o態(tài)檢測模型,研究了待測試樣流速、微通道形貌尺寸、... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微懸臂梁傳感器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微流控芯片技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的及意義
    1.4 本文主要內(nèi)容安排
第2章 以微懸臂梁傳感器為核心的微流控芯片工作原理
    2.1 引言
    2.2 以微懸臂梁傳感器為核心的微流控芯片總體設(shè)計
    2.3 微懸臂梁傳感器工作原理
        2.3.1 微懸臂梁傳感器工作模式
        2.3.2 微懸臂梁傳感器頻率檢測原理
        2.3.3 微懸臂梁傳感器驅(qū)動方式
        2.3.4 微懸臂梁傳感器信號檢測方式
    2.4 微流控芯片內(nèi)流動與傳質(zhì)
        2.4.1 微流體運動基本方程
        2.4.2 擴散傳質(zhì)方程
    2.5 小結(jié)
第3章 基于微流控芯片的微梁傳感器靜態(tài)檢測
    3.1 引言
    3.2 微懸臂梁片上靜態(tài)檢測模型的建立
    3.3 試樣流速對靜態(tài)檢測結(jié)果的影響
    3.4 微通道形貌及尺寸對靜態(tài)檢測結(jié)果的影響
    3.5 檢測池形貌對靜態(tài)檢測結(jié)果的影響
    3.6 傳感器固定角度對靜態(tài)檢測結(jié)果的影響
    3.7 小結(jié)
第4章 基于微流控芯片的微梁傳感器動態(tài)檢測
    4.1 引言
    4.2 微懸臂梁片上動態(tài)檢測模型建立
    4.3 液相阻尼對微懸臂梁動態(tài)檢測結(jié)果的影響
        4.3.1 液相阻尼對微懸臂梁動態(tài)響應(yīng)的影響
        4.3.2 液相阻尼對微懸臂梁模態(tài)的影響
        4.3.3 液相阻尼對微懸臂梁響應(yīng)特性的影響
    4.4 試樣流速對動態(tài)檢測結(jié)果的影響
    4.5 以微懸臂梁傳感器為核心的微流控芯片整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.6 小結(jié)
第5章 以微懸臂梁為核心的微流控芯片制備
    5.1 引言
    5.2 3D打印微流控芯片制備工藝介紹
        5.2.1 3D打印技術(shù)簡介
        5.2.2 微流控芯片材料簡介
    5.3 3D打印微流控芯片制備工藝流程
        5.3.1 3D打印微流控芯片的預(yù)處理
        5.3.2 3D打印微流控芯片的工藝步驟
    5.4 3D打印的微流控芯片樣片
    5.5 小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]MEMS傳感器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 劉進長,劉振忠,張建.  科技中國. 2018(06)
[2]靜電驅(qū)動階梯型微懸臂梁吸合電壓分析[J]. 朱軍華,蘇偉,劉人懷,宋芳芳,黃欽文.  機械工程學(xué)報. 2018(08)
[3]流道截面形狀對微流體流動性能的影響[J]. 蔣炳炎,謝磊,譚險峰,魯世強.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(05)
[4]微機械電子系統(tǒng)儀器[J].   中國制造業(yè)信息化. 2005(11)

博士論文
[1]微梁陣列生化傳感器研制及檢測應(yīng)用[D]. 張廣平.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于微混合器的重金屬離子微全分析系統(tǒng)芯片研究[D]. 張賀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于MEMS技術(shù)微懸臂梁敏感結(jié)構(gòu)的設(shè)計[D]. 夏貝貝.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于DMD動態(tài)掩膜微立體光刻系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D]. 周庚俠.蘇州大學(xué) 2011
[3]壓電微懸臂梁質(zhì)敏傳感器性能的研究[D]. 張春娟.江蘇大學(xué) 2010



本文編號：3038393