应用于健康医疗的新型声表面波传感器及微流器件的研究

发布时间：2021-07-15 09:26

　　随着全球科技的飞速发展和医疗水平的进步,人类的平均寿命大大提高,我国将无可避免地迈入老龄化社会。疾病的早期诊断和实时的健康监控在未来会显得尤为重要。现有的医疗检测仪器都十分庞大、昂贵,不适合家庭使用。因此,小型化、便携式、可穿戴的医疗检测装置在医疗健康领域将有很大的发展前景。传感器是小型化医疗检测装置中核心的电子单元,它们把环境中的模拟量转化为可供观察的数字量,开发高性能、小型化传感器是目前的研究热点。近些年,声表面波（SAW）器件在传感领域备受关注,基于SAW器件的传感器与传统传感器相比,具有体积小,灵敏度高,成本低,功耗低,能和半导体工艺相结合等优点,并且,SAW器件还可实现无线无源测量,非常适合在医疗健康领域使用。SAW器件还可作为微流体器件,用于对微流体中的细胞进行精确操控、筛选、排列、驱动等,在组织工程和再生医学领域有很大的应用前景。本文主要研究的是新型SAW器件在医疗健康领域的应用,主要包括两个方面:1、小型、可穿戴的新型传感器研究;2、SAW微流体器件研究。本论文设计并制作了两种类型的SAW呼吸传感器,用于阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的实时监测,一种基于128°Y-X Li ... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

（a）单端口谐振型SAW器件；（b）延迟线型SAW器件；（c）双端口谐振型SAW器件；（d）SAWRFID器件

浙江大学博士学位论文4决定，可由式（1.1）计算得到[28]。有时为了改善器件的频率特性或者实现特定的频率响应，需要改变、、等参数，以得到不同的加权系数和延迟时间，这就用到了加权IDT，典型的结构图如图1.2（b）所示。加权IDT中各部位的金属化率相差较大，金属化率高的部位等效声速较低，相位滞后，从而导致了波阵面的畸变。波阵面的畸变会导致器件性能的下降，所以为了使波阵面变均匀，通常会采用如图1.2（c）所示带有假指的变迹加权IDT。由于假指与邻近电极具有相同的电势，所以不会对波阵面的激励产生贡献，但它对声表面波的传播相位起到补偿作用，从而使波阵面得到明显改善。图1.2IDT的结构图：（a）均匀IDT；（b）加权IDT；（c）带假指的加权IDT=（1.1）压电衬底的声速对温度、湿度、压力、应变、振动等环境参数十分敏感，因此可将SAW器件作为温度传感器[4,5]、湿度传感器[6,7]、压力传感器[10,11]、应变传感器[12]等，结合化学敏感膜，也可用来测量生化参数[7]。基于SAW器件的传感器与传统传感器相比，具有体积小，灵敏度高，成本低，功耗低，能和半导体工艺相结合等优点，并且，SAW器件还可实现无线无

无线无源传感系统

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[4]柔性声表面波器件基础研究[D]. 周剑.浙江大学 2015
[5]薄膜体声波谐振器（FBAR）技术的若干问题研究[D]. 金浩.浙江大学 2006
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本文编号：3285441