應用于健康醫(yī)療的新型聲表面波傳感器及微流器件的研究
發(fā)布時間:2021-07-15 09:26
隨著全球科技的飛速發(fā)展和醫(yī)療水平的進步,人類的平均壽命大大提高,我國將無可避免地邁入老齡化社會。疾病的早期診斷和實時的健康監(jiān)控在未來會顯得尤為重要,F(xiàn)有的醫(yī)療檢測儀器都十分龐大、昂貴,不適合家庭使用。因此,小型化、便攜式、可穿戴的醫(yī)療檢測裝置在醫(yī)療健康領域?qū)⒂泻艽蟮陌l(fā)展前景。傳感器是小型化醫(yī)療檢測裝置中核心的電子單元,它們把環(huán)境中的模擬量轉(zhuǎn)化為可供觀察的數(shù)字量,開發(fā)高性能、小型化傳感器是目前的研究熱點。近些年,聲表面波(SAW)器件在傳感領域備受關注,基于SAW器件的傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比,具有體積小,靈敏度高,成本低,功耗低,能和半導體工藝相結(jié)合等優(yōu)點,并且,SAW器件還可實現(xiàn)無線無源測量,非常適合在醫(yī)療健康領域使用。SAW器件還可作為微流體器件,用于對微流體中的細胞進行精確操控、篩選、排列、驅(qū)動等,在組織工程和再生醫(yī)學領域有很大的應用前景。本文主要研究的是新型SAW器件在醫(yī)療健康領域的應用,主要包括兩個方面:1、小型、可穿戴的新型傳感器研究;2、SAW微流體器件研究。本論文設計并制作了兩種類型的SAW呼吸傳感器,用于阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征的實時監(jiān)測,一種基于128°Y-X Li ...
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
(a)單端口諧振型SAW器件;(b)延遲線型SAW器件;(c)雙端口諧振型SAW器件;(d)SAWRFID器件
浙江大學博士學位論文4決定,可由式(1.1)計算得到[28]。有時為了改善器件的頻率特性或者實現(xiàn)特定的頻率響應,需要改變、、等參數(shù),以得到不同的加權系數(shù)和延遲時間,這就用到了加權IDT,典型的結(jié)構圖如圖1.2(b)所示。加權IDT中各部位的金屬化率相差較大,金屬化率高的部位等效聲速較低,相位滯后,從而導致了波陣面的畸變。波陣面的畸變會導致器件性能的下降,所以為了使波陣面變均勻,通常會采用如圖1.2(c)所示帶有假指的變跡加權IDT。由于假指與鄰近電極具有相同的電勢,所以不會對波陣面的激勵產(chǎn)生貢獻,但它對聲表面波的傳播相位起到補償作用,從而使波陣面得到明顯改善。圖1.2IDT的結(jié)構圖:(a)均勻IDT;(b)加權IDT;(c)帶假指的加權IDT=(1.1)壓電襯底的聲速對溫度、濕度、壓力、應變、振動等環(huán)境參數(shù)十分敏感,因此可將SAW器件作為溫度傳感器[4,5]、濕度傳感器[6,7]、壓力傳感器[10,11]、應變傳感器[12]等,結(jié)合化學敏感膜,也可用來測量生化參數(shù)[7];赟AW器件的傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比,具有體積小,靈敏度高,成本低,功耗低,能和半導體工藝相結(jié)合等優(yōu)點,并且,SAW器件還可實現(xiàn)無線無
無線無源傳感系統(tǒng)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]用于無線測溫系統(tǒng)的聲表面波反射型延遲線的耦合模精確仿真[J]. 王文,薛蓄峰. 聲學技術. 2013(S1)
[2]高接收信噪比的遠距離SAW傳感系統(tǒng)研究[J]. 李平,謝華,文玉梅,蔡飛,楊玲玲. 儀器儀表學報. 2013(06)
[3]聲表面波無線無源溫度監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 王玉波,張立勇,單銘. 軟件導刊. 2013(02)
[4]應用于無線傳感器的聲表面波反射型延遲線的耦合模分析[J]. 徐方遷,王文,何世堂. 聲學學報. 2010(03)
[5]AlN壓電薄膜材料研究進展[J]. 許小紅,武海順,張富強,段靜芳,李佐宜. 稀有金屬材料與工程. 2002(06)
[6]SAW無線傳感器的高精度信息提取及硬件實現(xiàn)[J]. 韓韜,施文康,吳嘉慧,李漢軍. 傳感技術學報. 2001(04)
[7]聲表面波無源傳感器及其遙測系統(tǒng)的研究[J]. 李源,丁天懷,馮冠平,黎斌,陳民鋒. 電子學報. 1997(12)
博士論文
[1]聲波諧振器及其傳感器應用研究[D]. 軒偉鵬.浙江大學 2017
[2]聲表面波諧振器的高溫無線傳感特性研究[D]. 舒琳.電子科技大學 2016
[3]新型聲表面波傳感器及微流體致動器研究[D]. 王文博.浙江大學 2016
[4]柔性聲表面波器件基礎研究[D]. 周劍.浙江大學 2015
[5]薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術的若干問題研究[D]. 金浩.浙江大學 2006
[6]無源無線聲表面波傳感器及儀器系統(tǒng)研究[D]. 李平.重慶大學 2003
本文編號:3285441
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:134 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
(a)單端口諧振型SAW器件;(b)延遲線型SAW器件;(c)雙端口諧振型SAW器件;(d)SAWRFID器件
浙江大學博士學位論文4決定,可由式(1.1)計算得到[28]。有時為了改善器件的頻率特性或者實現(xiàn)特定的頻率響應,需要改變、、等參數(shù),以得到不同的加權系數(shù)和延遲時間,這就用到了加權IDT,典型的結(jié)構圖如圖1.2(b)所示。加權IDT中各部位的金屬化率相差較大,金屬化率高的部位等效聲速較低,相位滯后,從而導致了波陣面的畸變。波陣面的畸變會導致器件性能的下降,所以為了使波陣面變均勻,通常會采用如圖1.2(c)所示帶有假指的變跡加權IDT。由于假指與鄰近電極具有相同的電勢,所以不會對波陣面的激勵產(chǎn)生貢獻,但它對聲表面波的傳播相位起到補償作用,從而使波陣面得到明顯改善。圖1.2IDT的結(jié)構圖:(a)均勻IDT;(b)加權IDT;(c)帶假指的加權IDT=(1.1)壓電襯底的聲速對溫度、濕度、壓力、應變、振動等環(huán)境參數(shù)十分敏感,因此可將SAW器件作為溫度傳感器[4,5]、濕度傳感器[6,7]、壓力傳感器[10,11]、應變傳感器[12]等,結(jié)合化學敏感膜,也可用來測量生化參數(shù)[7];赟AW器件的傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比,具有體積小,靈敏度高,成本低,功耗低,能和半導體工藝相結(jié)合等優(yōu)點,并且,SAW器件還可實現(xiàn)無線無
無線無源傳感系統(tǒng)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]用于無線測溫系統(tǒng)的聲表面波反射型延遲線的耦合模精確仿真[J]. 王文,薛蓄峰. 聲學技術. 2013(S1)
[2]高接收信噪比的遠距離SAW傳感系統(tǒng)研究[J]. 李平,謝華,文玉梅,蔡飛,楊玲玲. 儀器儀表學報. 2013(06)
[3]聲表面波無線無源溫度監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 王玉波,張立勇,單銘. 軟件導刊. 2013(02)
[4]應用于無線傳感器的聲表面波反射型延遲線的耦合模分析[J]. 徐方遷,王文,何世堂. 聲學學報. 2010(03)
[5]AlN壓電薄膜材料研究進展[J]. 許小紅,武海順,張富強,段靜芳,李佐宜. 稀有金屬材料與工程. 2002(06)
[6]SAW無線傳感器的高精度信息提取及硬件實現(xiàn)[J]. 韓韜,施文康,吳嘉慧,李漢軍. 傳感技術學報. 2001(04)
[7]聲表面波無源傳感器及其遙測系統(tǒng)的研究[J]. 李源,丁天懷,馮冠平,黎斌,陳民鋒. 電子學報. 1997(12)
博士論文
[1]聲波諧振器及其傳感器應用研究[D]. 軒偉鵬.浙江大學 2017
[2]聲表面波諧振器的高溫無線傳感特性研究[D]. 舒琳.電子科技大學 2016
[3]新型聲表面波傳感器及微流體致動器研究[D]. 王文博.浙江大學 2016
[4]柔性聲表面波器件基礎研究[D]. 周劍.浙江大學 2015
[5]薄膜體聲波諧振器(FBAR)技術的若干問題研究[D]. 金浩.浙江大學 2006
[6]無源無線聲表面波傳感器及儀器系統(tǒng)研究[D]. 李平.重慶大學 2003
本文編號:3285441
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