微流控芯片是一種快速、高效、低耗的微分析裝置,可在數(shù)平方厘米的基片上制作微通道結(jié)構(gòu)及其它功能單元,被廣泛應(yīng)用于DNA分析、免疫學(xué)測定、食品檢驗及航天科學(xué)等眾多領(lǐng)域。如今,塑料等聚合物材料以其價格低廉、工藝簡單以及可重復(fù)加工性好等優(yōu)勢立足于芯片加工領(lǐng)域。通常,對于熱塑性材料而言,熱壓機(jī)則成為其溝道成型及封裝的關(guān)鍵設(shè)備。本文針對現(xiàn)有熱壓機(jī)存在加熱效率低、不具真空裝置等問題,設(shè)計了一套采用電磁感應(yīng)加熱的壓頭系統(tǒng),其優(yōu)點是操作簡單、運行穩(wěn)定、自動化程度高。首先,對國內(nèi)外目前熱壓設(shè)備研究現(xiàn)狀以及存在的問題進(jìn)行了分析、綜述,同時介紹了電磁感應(yīng)加熱技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用前景,進(jìn)一步說明了采用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)對現(xiàn)有熱壓機(jī)壓頭系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計的必要性。其次,為了提高熱壓機(jī)熱壓過程中壓頭快速升溫以及熱壓完成后脫模的降溫效率,基于研究現(xiàn)狀和存在問題分析,建立了一套采用電磁感應(yīng)加熱方式進(jìn)行加熱的加熱（電磁感應(yīng)）-制冷（循環(huán)水）裝置,制定了采用電磁感應(yīng)加熱熱壓機(jī)壓頭系統(tǒng)加熱-制冷裝置的設(shè)計方案,設(shè)計了該裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)。同時,為了避免熱壓成型后脫模過程中外界空氣對芯片熱壓成型質(zhì)量的影響,基于電磁感應(yīng)加熱壓頭系統(tǒng)加熱... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 熱壓設(shè)備研究現(xiàn)狀概況
        1.2.1 國外熱壓設(shè)備研究現(xiàn)狀概括
        1.2.2 國內(nèi)熱壓設(shè)備研究現(xiàn)狀概括
    1.3 電磁感應(yīng)加熱技術(shù)研究現(xiàn)狀概括
        1.3.1 國內(nèi)感應(yīng)加熱技術(shù)究現(xiàn)狀概括
        1.3.2 國外感應(yīng)加熱技術(shù)究現(xiàn)狀概括
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 塑料芯片熱壓機(jī)壓頭系統(tǒng)分析及設(shè)計研究
    2.1 電磁感應(yīng)加熱技術(shù)
        2.1.1 電磁感應(yīng)加熱理論基礎(chǔ)
        2.1.2 電磁感應(yīng)加熱原理
        2.1.3 電磁感應(yīng)加熱的優(yōu)點及應(yīng)用
    2.2 塑料芯片熱壓機(jī)壓頭系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.3 壓頭系統(tǒng)加熱-制冷裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 上下壓頭的設(shè)計
        2.3.2 上下壓頭蓋的設(shè)計
    2.4 壓頭系統(tǒng)真空裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.4.1 真空裝置的構(gòu)成
        2.4.2 密封套的設(shè)計
    2.5 壓頭系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝
    2.6 本章小結(jié)
第3章 塑料芯片熱壓機(jī)壓頭系統(tǒng)溫度場模擬分析
    3.1 溫度場模擬理論分析
        3.1.1 磁場和熱場分析
        3.1.2 耦合場分析
    3.2 溫度場模擬過程
    3.3 分析結(jié)果與討論
        3.3.1 線圈和壓頭板距離的確定
        3.3.2 壓頭板材料的確定
        3.3.3 電磁感應(yīng)加熱頻率的確定
        3.3.4 對流換熱系數(shù)的確定
    3.4 本章小結(jié)
第4章 塑料芯片熱壓機(jī)壓頭溫度控制系統(tǒng)研究
    4.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        4.1.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計
        4.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)
        4.1.3 電源模塊
        4.1.4 溫度采集模塊
        4.1.5 加熱控制模塊
        4.1.6 串口通訊模塊
    4.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.2.1 Labview軟件簡介
        4.2.2 上位機(jī)軟件總體設(shè)計
        4.2.3 上位機(jī)登錄界面的設(shè)計
        4.2.4 上位機(jī)串口通訊模塊
        4.2.5 上位機(jī)數(shù)據(jù)采集、可視化模塊
        4.2.6 上位機(jī)控制模塊
        4.2.7 上位機(jī)報警模塊
    4.3 本章小結(jié)
第5章 壓頭系統(tǒng)溫度控制算法研究及測試
    5.1 PID控制基本原理及特點
    5.2 壓頭系統(tǒng)溫度PID控制研究
        5.2.1 溫度控制PID實現(xiàn)
        5.2.2 PID控制加熱測試
    5.3 壓頭系統(tǒng)溫度動態(tài)PID控制研究
        5.3.1 溫度控制動態(tài)PID實現(xiàn)
        5.3.2 動態(tài)PID控制加熱測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]電磁感應(yīng)器加熱技術(shù)的應(yīng)用[J]. 蔡梓涵.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(14)
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[8]制備鋁基復(fù)合基板真空室的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 馬可,辛舟,閻峰云.  真空與低溫. 2018(03)
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博士論文
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碩士論文
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[2]基于STM32的低濕露點儀設(shè)計[D]. 濮錚.南京信息工程大學(xué) 2019
[3]基于LabVIEW的非線性信號觀測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉辛.黑龍江大學(xué) 2019
[4]基于STM32和LabVIEW的離心泵監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 古明輝.安徽建筑大學(xué) 2019
[5]基于LabVIEW與單片機(jī)的懸浮物采樣系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王旭.大連理工大學(xué) 2018
[6]基于電磁感應(yīng)的刀柄熱裝裝置的研制[D]. 俞丙威.中國計量大學(xué) 2018
[7]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)智能化研究[D]. 張一博.河南師范大學(xué) 2015
[8]基于LabVIEW和單片機(jī)的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 郝光健.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[9]基于LabVIEW和單片機(jī)的太陽自動跟蹤監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 朱杰.武漢理工大學(xué) 2013
[10]基于單片機(jī)和LabVIEW的靜電除塵系統(tǒng)[D]. 劉強(qiáng).河北大學(xué) 2011



本文編號：3648281