طراحی یک حسگر جرم الکترواستاتیکی مبتنی بر میکروسیالات پوشیدنی جهت تجزیه و تحلیل تعرق در ورزشکاران

نویسندگان

1 گروه الکترونیک، دانشکده برق، دانشگاه بناب، بناب، ایران

2 گروه الکترونیک، دانشکده برق، دانشگاه بناب، بناب، ایران

3 دانشکده علوم و فناوری های بین رشته ای،دانشگاه بناب، بناب، ایران

doi
10.71865/jsports.2025.10221196237
چکیده

امروزه استفاده از حسگرهای قابل پوشیدن به طور وسیعی در زمینه پایش تعرق و تشخیص سلامت به کار می‌رود. در این مقاله یک حسگر جرم متشکل از محرک‌های الکترواستاتیکی شانه‌ای هم‌فاز و ناحیه فعال ارائه شده که می‌تواند برای کاربردهای میکروسیالاتی مبتنی بر الکتروخیسی بکار گرفته شود. محرک‌های الکترواستاتیکی توسط چندین فنر به ناحیه فعال متصل شده که این ناحیه شامل یک نوسانگر دایروی بوده که در قسمت مرکزی حسگر واقع شده و سطح فوقانی آن با لایه طلا پوشانده شده که به منظور به تله انداختن ذرات زیستی بکار می‌رود. با اعمال ولتاژ به الکترودهای شانه‌ای، کل سیستم به موازات بستر دوران کرده و با کمترین میرایی چسبندگی مواجه است. برای انتقال ذرات زیستی به ناحیه فعال حسگر، از قطره‌های حامل دستکاری شده توسط سیستم میکروسیالاتی و بر پایه پدیده الکتروخیسی در نزدیکی حسگر استفاده می‌شود که با قرار گرفتن ذرات بر روی حسگر، جرم کل سیستم تغییر پیدا کرده و در نهایت فرکانس نوسانات کاهش پیدا می‌کند. شبیه‌سازی‌های ساختاری حسگر پیشنهادی با نرم‌افزار اجزای محدود انجام شده است. با در نظرگرفتن اثرات میرایی چسبندگی و صرف‌نظر از اثرات سایر منابع میرایی ازجمله آنکورها، نتایج شبیه‌سازی‌ها نشانگر آن است که حسگر با فرکانس کاری 73/330 کیلوهرتز در صفحه نوسان کرده و دارای ضریب کیفیت و حساسیت جرمی  به ترتیب برابر با 570 و 19 هرتز بر فمتوگرم است.