【摘要】：微懸臂梁傳感技術(shù)是一種新式傳感檢測技術(shù),涉及機(jī)械學(xué)、電學(xué)以及力學(xué)等交叉學(xué)科。微懸臂梁傳感技術(shù)作為一種檢測便捷、靈敏度高、無需標(biāo)記的新型傳感技術(shù)在化學(xué)、生物和材料等領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用,已逐步成為微納傳感檢測技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),受到了科研人員的普遍關(guān)注。在單微梁傳感檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,微梁的檢測范圍及檢測內(nèi)容越來越廣泛,這項(xiàng)新型傳感檢測技術(shù)正向著高通量和陣列式測量等方向發(fā)展,這就需要解決如何在微梁陣列傳感技術(shù)中實(shí)現(xiàn)對至少兩根微梁的掃描及響應(yīng)信號讀取這一關(guān)鍵問題。本文針對國內(nèi)外微懸臂梁陣列傳感器的光學(xué)讀出檢測方式進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,在此工作基礎(chǔ)上確定了研究內(nèi)容。我們針對光學(xué)讀出方式提出了基于平動(dòng)掃描方式的微懸臂梁陣列檢測系統(tǒng)的可行性方案。利用電動(dòng)位移平臺帶動(dòng)平面鏡進(jìn)行往復(fù)式平動(dòng),從而使激光器發(fā)射出來的激光束進(jìn)行往復(fù)平動(dòng),再用該激光束對微懸臂梁陣列進(jìn)行掃描,繼而用光電位置敏感探測器時(shí)序接收微懸臂梁的彎曲偏轉(zhuǎn)信號,從而完成對各微懸臂梁上產(chǎn)生的實(shí)時(shí)反應(yīng)信息的監(jiān)測。本文首先綜述了微梁傳感技術(shù)發(fā)展的歷史,并重點(diǎn)描述了現(xiàn)有基于光學(xué)讀出的微懸臂梁陣列傳感技術(shù)的研究進(jìn)展和發(fā)展方向,介紹了基于平動(dòng)掃描方式的微梁陣列檢測系統(tǒng)方案的思路來源。之后在已有工作基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了基于平動(dòng)掃描的微懸臂梁陣列傳感器實(shí)驗(yàn)研究方法,闡述了方案的工作原理,并介紹了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化。針對基于平動(dòng)掃描的微懸臂梁陣列傳感器的信號采集和處理系統(tǒng),本文采用虛擬儀器技術(shù)。在LabVIEW圖形化編程軟件環(huán)境下利用調(diào)用庫函數(shù)節(jié)點(diǎn)直接調(diào)用普通USB數(shù)據(jù)采集卡已有的動(dòng)態(tài)鏈接庫模塊,從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和處理,并分塊介紹信號采集系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集技術(shù)的各個(gè)功能模塊。最后在完成來回平行光路掃描對系統(tǒng)穩(wěn)定性測試和不同檔位的風(fēng)速對檢測系統(tǒng)陣列信號一致性測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后,還利用對紫外光響應(yīng)強(qiáng)烈的高分子樣品進(jìn)行了特異性檢測,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)搭建的基于平動(dòng)掃描方式的微懸臂梁陣列傳感檢測系統(tǒng)在實(shí)際檢測中的操作可行性。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9

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本文編號：2540696