發(fā)布時間：2017-09-30 11:08

  本文關(guān)鍵詞：基于微流芯片的超微量液體流速測量系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 微流控芯片 流速測量 STM32F107 光刻技術(shù) 芯片鍵合

【摘要】：論文設(shè)計出了一套基于微流控芯片的超微量液體流速測量系統(tǒng),該系統(tǒng)主要是以微流控技術(shù)的發(fā)展為依托,以微加工技術(shù)為手段,以核心控制器件STM32F107為硬件主控部分,設(shè)計出了該套微流體流速測量系統(tǒng)。在現(xiàn)代社會中,由于人類活動的關(guān)系,許多資源開始被大量的消耗掉。而有些資源如:生化分析里用到的許多貴重的試劑需要從很多的物質(zhì)里面去提取,這樣大量的物質(zhì)資源就被消耗掉了。如果將這一分析過程在微流控芯片中進行,這樣就能夠起到很好的資源節(jié)約的目的。另外就是許多新奇的現(xiàn)象往往是在微小環(huán)境或者微觀世界里面才能夠出現(xiàn),這對于科研來說具有很好的研究價值和研究意義。再就是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、微流控領(lǐng)域也發(fā)展的越來越快,同時微流控芯片技術(shù)的發(fā)展,帶動了對微流體的流速進行測量的一個需求,也使得對微流體進行流速的測量成為了可能,并最終能夠通過現(xiàn)在的技術(shù)手段來進行實現(xiàn)。在微流控芯片中,流動的液體或者分析使用的流動性的分析物質(zhì)是主要的承載介質(zhì),對微流體進行一個實際流速的測量就顯得尤為重要。本論文在結(jié)合現(xiàn)有的對流體的流速進行測量的分析基礎(chǔ)上,設(shè)計出該套基于微流芯片的微流體的流速測量系統(tǒng),論文內(nèi)的研究主框架主要分為4個子框架:(1)微流控芯片及微流控技術(shù)的發(fā)展介紹及現(xiàn)有的一些技術(shù)手段的不足,從而提出基于微流控芯片的超微量液體的流速測量系統(tǒng)。(2)超微量液體的流速測量系統(tǒng)的整體框架的一個介紹主要是包含硬件框架設(shè)計、芯片框架設(shè)計和軟件框架設(shè)計。(3)超微量液體的流速測量系統(tǒng)的核心部件流速測量芯片的設(shè)計、研發(fā)、制作和鍵合,主要是借助于實驗室現(xiàn)有的光刻機等設(shè)備來進行芯片的制作,同時利用化學(xué)、生物、物理特性良好的PDMS材料為輔助來完成最終芯片的鍵合。(4)超微量液體的流速測量系統(tǒng)的硬件電路部分的設(shè)計主要包含:系統(tǒng)供電模塊設(shè)計、電機驅(qū)動模塊的設(shè)計和制作、系統(tǒng)通訊部件電路設(shè)計、電磁閥的選擇及控制
【關(guān)鍵詞】：微流控芯片 流速測量 STM32F107 光刻技術(shù) 芯片鍵合
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274;TN492
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 微流控芯片的背景9-12
• 1.2 國內(nèi)外關(guān)于流體流速測量的研究動態(tài)12-15
• 1.3 本論文的研究思路及論文研究的創(chuàng)新點15-16
• 1.3.1 本論文的研究思路15
• 1.3.2 本論文的創(chuàng)新內(nèi)容15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 2 超微量液體流速測量系統(tǒng)的整體設(shè)計17-21
• 2.1 超微量液體流速測量系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)17
• 2.2 超微量液體流速測量系統(tǒng)的整體實現(xiàn)方法17-20
• 2.2.1 超微量液體流速測量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計方案18-19
• 2.2.2 超微量液體流速測量系統(tǒng)的流速測量芯片的設(shè)計方案19-20
• 2.2.3 超微量液體流速測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 3 超微量液體流速測量系統(tǒng)的芯片設(shè)計及制備21-29
• 3.1 超微量流速測量芯片的測量實現(xiàn)21
• 3.2 超微量流速測量芯片的設(shè)計21-23
• 3.3 超微量流速測量芯片的制備及鍵合23-28
• 3.3.1 芯片制作24-27
• 3.3.2 芯片鍵合27-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 4 超微量液體流速測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計29-40
• 4.1 系統(tǒng)硬件方案詳述29-30
• 4.2 ARM硬件平臺及其簡述30-33
• 4.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計詳述33-39
• 4.3.1 系統(tǒng)供電電源的模塊設(shè)計33
• 4.3.2 電機選型及控制電路模塊33-36
• 4.3.3 通訊模塊設(shè)計36-37
• 4.3.4 氣閥及氣泵的控制37-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 5 超微量液體流速測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計40-48
• 5.1 編譯開發(fā)平臺的軟件介紹40
• 5.2 芯片STM32F107的編程簡述40-42
• 5.3 DA數(shù)模轉(zhuǎn)換控制42-44
• 5.4 系統(tǒng)的通信設(shè)計44-47
• 5.5 本章總結(jié)47-48
• 6 系統(tǒng)的運行調(diào)試及實驗48-53
• 6.1 系統(tǒng)核心部分的實物圖及搭建48-49
• 6.1.1 系統(tǒng)硬件主控電路板48
• 6.1.2 系統(tǒng)核心測量芯片部件及氣路部分48-49
• 6.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試49-51
• 6.3 系統(tǒng)進行流速測量實驗51-52
• 6.4 本章小結(jié)52-53
• 7 總結(jié)及展望53-55
• 7.1 總結(jié)53-54
• 7.2 展望54-55
• 參考文獻55-59
• 附錄59-60
• 致謝60

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