Thiết kế chế tạo cảm biến dòng chảy dựa nguyên lý kiểu tụ kiểu áp trở Phạm Quốc Thịnh Trường Đại Học Công Nghệ, Đại Học Quốc Gia Hà Nội Luận văn Ths Kỹ thuật điện tử; Mã Số: 60 52 70 Nghd: PGS.TS Chử Đức Trình Năm bảo vệ: 2013 Abstract: Giới thiệu chung vi lỏng ứng dụng Nghiên cứu áp trở kết thu nhóm nghiên cứu trình bày theo định hướng tham chiếu cho kết cảm biến dòng chảy dựa ngun lý kiểu tụ Các cấu trúc đề xuất nghiên cứu có tiềm ứng dụng vào hệ thống theo dõi bọt khí mạch máu, phát vật thể lạ mao dẫn, đo nồng độ hạt kim loại dầu máy động cơ, v.v Keywords: Điện tử học ; Kỹ thuật điện tử ; Cảm biến ; Nguyên lý kiểu tụ ; Nguyên lý kiểu áp trở Contents: Mở đầu Hệ thống vi điện tử (MEMS) tập hợp vi cảm biến cấu chấp hành có khả cảm nhận mơi trường xung quanh đáp ứng với thay đổi mơi trường với việc sử dụng vi mạch điều khiển Một thiết bị MEMS thông thường hệ thống vi tích hợp chíp với cấu chấp hành cảm biến mong muốn Hệ thống cần vi nguồn cung cấp, vi relay đơn vị xử lý tín hiệu nhỏ Công nghệ vi tiến xa nhiều so với nguồn gốc cơng nghệ bán dẫn Với ưu thế, tạo cấu trúc học nhỏ bé tinh tế nhạy cảm đặc thù, công nghệ vi cho phép tạo cảm biến cấu chấp hành ứng dụng rộng rãi sống Các thành phần vi làm cho hệ thống hoạt động nhanh, đáng tin cậy, rẻ khả kết hợp chức phức tạp Thiết bị MEMS đề xuất chứng minh hữu dụng lĩnh vực khác vi lỏng, hàng khơng vũ trụ, y sinh học, phân tích hóa học, truyền thơng, lưu trữ liệu, hiển thị quang học, …v.v Các cảm biến siêu nhỏ tiện ích thay cho thiết bị đo cũ kỹ trước Song công nghệ MEMS giai đoạn đầu cần nhiều nghiên cứu chuyên sâu Cùng với phát triển MEMS, lĩnh vực mở hứa hẹn nhiều thành công – Lĩnh vực vi lỏng (Microfluidic) Trên giới nay, nhiều trung tâm nghiên cứu quan tâm phát triển vi lỏng Công nghệ máy in phun công nghệ đầu lĩnh vực Cái dễ nhìn thấy hiệu loại máy in phun công nghệ cao dần thay loại máy cồng kềnh khó sử dụng với cơng nghệ cũ Chúng tạo ảnh sắc nét khơng khác mẫu Trong y tế, việc điều khiển tạo giọt vi lỏng với tốc độ khác có ứng dụng lớn, việc lọc máu cho bệnh nhân sử dụng cơng nghệ Mục đích hướng tới cơng nghệ vi lỏng đo thể tích, vật tốc đặc tính chất lỏng từ tạo giọt, dòng vi lỏng có thơng số theo yêu cầu sử dụng vi kênh khác Với lý trên, chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ là: “Thiết kế chế tạo cảm biến dòng chảy dựa nguyên lý kiểu tụ kiểu áp trở” (Design and fabrication of flow sensors based on capacitive and piezoresistive principles) Trong luận văn này, nội dung nghiên cứu áp trở kết thu nhóm nghiên cứu trình bày theo định hướng tham chiếu cho kết cảm biến dòng chảy dựa nguyên lý kiểu tụ Các cấu trúc đề xuất nghiên cứu có tiềm ứng dụng vào hệ thống theo dõi bọt khí mạch máu, phát vật thể lạ mao dẫn, đo nồng độ hạt kim loại dầu máy động cơ, v.v TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] Koch, M., A G R Evans, and A Brunnschweiler, Microfluidic Technology and Applications, Baldock, England: Research Studies Press Ltd., 2000 [2] Gravesen, P., J Branebjerg, and O S Jensen, Microfluidics - A Review, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol 3, 1993, pp 168–182 [3] Abramowitz, S., DNA Analysis in Microfabricated Formats, Journal of Biomedical Microdevices, Vol 1, No 2, 1999, pp 107–112 [4] Shoji, S., and M Esashi, Microflow Devices and Systems, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol 4, 1994, pp 157–171 [5] Gravesen, P., J Branebjerg, and O S Jensen, Microfluidics - A Review, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol 3, 1993, pp 168–182 [6] Gass, V., et al., Integrated Flow-Regulated Silicon Micropump, Proc Transducers, Yokohama, Japan, 1993, pp 1048–1051 [7] Elwenspoek, M., et al., Towards Integrated Microliquid Handling Systems, Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol 4, 1994, pp 227–245 [8] Stephen Beeby, Graham Ensell, Michael Kraft and Neil White, MEMS Mechanical Sensors, Artech House, Inc.Boston • London [9] Richter, M., et al., A Chemical Microanalysis System as a Microfluid System Demonstrator, Proc Transducers, Chicago, IL, 1997, pp 303–306 [10] Schabmueller, C G J., et al., Micromachined Chemical Reaction System Realized on a Microfluidic Circuitboard, Proc Eurosensors XII, Southampton, England, Vol 1, Institute of Physic Publishing, Bristol, England, 1998, pp 571–574 [11] J Wei, P.M Sarro, T Chu Duc, A piezoresistive sensor for pressure monitoring at inkjet nozzle, Proceeding of IEEE Sensors 2010, pp 2093-2096, 2010 [12] J Wei, T Chu Duc, M van der Velden & P.M Sarro, Tuning of DRIE process for Capacitive Sensor in Inkjet Nozzle, Proc the 2007 annual workshop on semiconductor advances for future electronics and sensors (SAFE 2007), pp 625-628, 2007 [13] J Wei, Silicon MEMS for detection of liquid and solid fronts, PhD Thesis, Delft University of Technology, 2010 [14] J C Maxwell, A treaties on electricity and Magnetism, Oxford: Clarendon, 1873 [15] Ali Heidary, A Low-Cost Universal Integrated Interface for Capacitive Sensors, Master of Science Electrical Engineering, Electronic Tehran University, Tehran, Iran [16] Stephen D Senturia, Microsystem design, Kluwer academic publishers [17] Chang Liu, Foundations of MEM, Mechanical Engineering Department and the Electrical Engineering Department of Northwestern University, Evanston [18] Stephen Beeby, Graham Ensell, Michael Kraft, Neil White, MEMS mechanics sensors, Artech House Inc [19] D.B Wallace and D.J Hayes, Solder Jet – Optics Jet – AromaJet –Reagent Jet – Tooth Jet and other Applications of Ink-Jet Printing Technology, Proc of IS&T’s NIP18, San Diego, pp 228-235, 2002 [20] H Ren, R.B Fair, M.G Pollack, Automated on-chip droplet dispensing with volume control by electro-wetting actuation and capacitance metering, Sens Act B, Vol 98, pp 319-327, 2004 [21] J Wei, C Yue, M van der Velden, Z.L Chen, Z.W Liu, K.A.A Makinwa & P.M Sarro, Design, fabrication and characterization of afemto-farad capacitive sensor for pico-liter liquid monitoring, Sensors and Actuators A: Physical, doi:10.1016/j.sna.2010.03.021, 2010 [22] H Wijshoff, Structure- and fluid-dynamics in piezo inkjet printheads, PhD thesis, University of Twente, 2008 ... từ tạo giọt, dòng vi lỏng có thông số theo yêu cầu sử dụng vi kênh khác Với lý trên, chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ là: Thiết kế chế tạo cảm biến dòng chảy dựa nguyên lý kiểu tụ kiểu áp trở ... cứu trình bày theo định hướng tham chiếu cho kết cảm biến dòng chảy dựa nguyên lý kiểu tụ Các cấu trúc đề xuất nghiên cứu có tiềm ứng dụng vào hệ thống theo dõi bọt khí mạch máu, phát vật thể... fabrication of flow sensors based on capacitive and piezoresistive principles) Trong luận văn này, nội dung nghiên cứu áp trở kết thu nhóm nghiên cứu trình bày theo định hướng tham chiếu cho kết cảm