微膜生化傳感器動(dòng)態(tài)性能模擬研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，能夠檢測(cè)更微小、適應(yīng)范圍更廣的生化傳感器不斷問(wèn)世。近來(lái)，微膜生化傳感器就是在這樣的背景下提出的。微膜生化傳感器是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物，能夠?yàn)槿藗兲峁└行У臋z測(cè)生化物質(zhì)的手段。然而，由于檢測(cè)環(huán)境的復(fù)雜性，能夠系統(tǒng)研究液態(tài)介質(zhì)、吸附質(zhì)量、傳感器結(jié)構(gòu)及殘余應(yīng)力等因素對(duì)微膜生化傳感器動(dòng)態(tài)性能影響的研究尚少。為了能夠更清晰的了解微膜生化傳感器在液態(tài)介質(zhì)中的動(dòng)態(tài)性能，研究這些因素對(duì)微膜生化傳感器動(dòng)態(tài)性能的影響具有十分重要的意義。

2、本文以微膜生化傳感器為研究對(duì)象，采用數(shù)值模擬的方法展開(kāi)研究。
　　1)根據(jù)傳感器結(jié)構(gòu)，建立了微膜生化傳感器的數(shù)值分析模型。
　　2)利用ADINA軟件研究了液態(tài)介質(zhì)以及傳感器結(jié)構(gòu)對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)性能的影響。通過(guò)分析有液體和無(wú)液體兩種情況下傳感器的頻率，分析了液態(tài)介質(zhì)對(duì)傳感器前三階頻率的影響;分析了微膜厚度、半徑以及腔體深度等幾何尺寸對(duì)傳感器頻率的影響。
　　3)分析了吸附物質(zhì)量對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)特性的影響。通過(guò)加載質(zhì)量載荷的方式

3、分析吸附物對(duì)傳感器頻率、微膜振型的影響。分別研究了均布質(zhì)量以及集中質(zhì)量?jī)煞N情況下的影響規(guī)律。研究了吸附物對(duì)微膜不同階次的振型的影響;同時(shí)，研究了集中質(zhì)量載荷情況下，吸附物的吸附位置對(duì)傳感器頻率、微膜振型的影響。
　　4)通過(guò)定義無(wú)量綱系數(shù)k，將殘余應(yīng)力對(duì)微膜生化傳感器動(dòng)態(tài)性能的影響轉(zhuǎn)化為研究系數(shù)k對(duì)傳感器的影響。分別研究了系數(shù)k在不同取值區(qū)間時(shí)，系數(shù)k對(duì)傳感器頻率的影響。
　　5)分析了雙層層合微膜結(jié)構(gòu)形式的生化傳感器的動(dòng)力