طراحی و شبیه‌سازی یک حسگر زیستی براساس آرایه نوسانگرهای میکرو‌الکترومکانیکی

نویسندگان

1 گروه الکترونیک - دانشکده برق- دانشگاه صنعتی سهند - تبریز - ایران

2 گروه الکترونیک - دانشکده برق- دانشگاه صنعتی سهند - تبریز - ایران

doi
10.22060/mej.2021.18867.6907
چکیده

استفاده از سیستم‌های میکروسیالاتی برای کاربردهای مختلف از جمله آزمایشگاه بر روی تراشه، انتقال دارو و راکتورهای ریزشیمیایی روز به روز در حال افزایش است که برای کنترل و توسعه این ریزسیستم‌ها حسگرهای متعددی ارائه شده‌است. در این مقاله حسگری برپایه سیستم‌های میکروالکترومکانیکی با کاربرد مستقیم در محیط مایع برای سیستم‌های میکروسیالات دیجیتال معرفی می‌گردد که قابلیت اجتماع با سایر مولفه‌های سیالاتی مانند انتقال، جداسازی و ترکیب را نیز داراست. حسگر پیشنهادی از تعدادی میکرونوسانگر همبندی هم‌اندازه تشکیل یافته که به موازات بستر حرکت کرده از این رو قابلیت اجتماع در میان الکترودهای مسطح در میکروسیالات دیجیتال را داراست. ناحیه فعال حسگر در وسط سازه قرار گرفته و برای به دام‌انداختن هدف زیستی ایستا گردیده‌است. به دلیل حرکت در صفحه این حسگر، میرایی سیالاتی در حدی است که ضریب کیفیت قابل قبول در خروجی به دست می‌آید. ساختار پیشنهادی به روش اجزا محدود شبیه‌سازی گردیده و نتایج نشانگر این است که فرکانس مناسب برای حرکت در صفحه سیستم برابر با 5/16 کیلوهرتز است. علاوه بر آن ضریب کیفیت و حساسیت جرمی به ترتیب برابر با 49و 100 هرتز بر میکروگرم بوده که قابل مقایسه با حسگرهایی با کاربرد مشابه سیالاتی است.