مهندسی برق- الکترونیک- افزارههای میکرو و نانوالکترونیک
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۱/۰۶/۰۱
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
ریزشیرها یکی از اجزای کلیدی در سیستمهای ریزسیالاتی هستند، و کاربردهای فراوانی در ادوات ریزسیالاتی همانند آنالیزهای شیمیایی، آزمایشگاه روی تراشه و سیستمهای آنالیز کلی دارند. ریزشیرهای الکترواستاتیک به دلیل داشتن زمان باز و بستهشدن بسیار کوتاه و امکان کنترل از راه دور به طور گسترده استفاده میشوند و بسیار حائز اهمیت هستند. در این پایاننامه سعی شده است تا یک ریزشیر الکترواستاتیکی را طراحی و شبیهسازی کنیم تا در سیستمهای ریزسیالاتی مورداستفاده قرار گیرد. این ریزشیر میتواند روی تراشه باشد، قابلیت ادغام با تراشههای ریزسیالاتی مبتنی بر PDMS را داشته باشد و با روشهای ساخت معمول ساخته شود. اصل حرکت ریزشیر بر اساس نیروهای جاذبه بین صفحات یک خازن است که بهوسیله ولتاژ اعمالی باعث ایجاد یک نیروی الکترواستاتیکی میشود و به دنبال آن به دیافراگم ریزشیر فشار وارد میشود و موجب باز شدن ریزشیر میشود. در این پایاننامه جنس دیافراگم از پاریلن است و جنس الکترودها از طلا میباشد، در طراحی برای کاهش ولتاژ عملکردی دو طرح پیشنهاد شده است که در طرح اول هندسه ساختار به شکل بیضی است و در طرح دوم از دیافراگم فنری استفاده شده است. هر دو طرح در نرمافزار المان محدود کامسول شبیهسازی شدهاند. با توجه به نتایج شبیهسازی در هر دو طرح شاهد بهبود عملکرد ریزشیر و کاهش ولتاژ عملکردی آن بودیم به این صورت که در طرح اول ولتاژ عملیاتی نسبت به طرح مرجع 50 به اندازه 10 ولت و در طرح دوم به اندازه 9 ولت کاهش پیدا کرد . طرحهای حاضر باتوجهبه کارهای گذشته و دانش نویسنده، بدیع و مؤثر به نظر میرسد. این پایاننامه بهعنوان پایهای برای بهینهسازی ریزشیرهای الکترواستاتیک در آینده عمل خواهد کرد.
متن يادداشت
Microvalves are a crucial component in microfluidic systems and have diverse applications, including chemical analysis, micropumps, lab-on-a-chip, and micro total analysis systems. Electrostatic microvalves are highly valued for their short opening and closing times and remote control capability, making them indispensable in microfluidic systems. This thesis aims to design and simulate an electrostatic microvalve suitable for integration into a chip, PDMS-based microfluidic chips, and produced using conventional fabrication techniques. The microvalve's main mechanism is based on the gravitational forces between the capacitor plates, generating an electrostatic force when a voltage is applied, and pressure applied to the microvalve diaphragm to open it.The diaphragm material in this thesis is made of paralyne, and the electrode material is gold. Two design layouts are proposed to decrease the operating voltage. The first layout features an elliptical structure, while the second layout employs a spring diaphragm. Both designs were simulated using finite element software COMSOL, demonstrating an improvement in the microvalve's performance and a decrease in operating voltage for both layouts. The first layout reduced the operation voltage 10 Volts compared to the reference design, and the second layout by 9 Volts. These designs represent innovative and effective approaches based on previous work and the author's expertise. This thesis provides a foundation for further optimization of electrostatic microvalves in the future
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Design and simulation of an electrostatically actuated microvalve
موضوع (اسم عام یاعبارت اسمی عام)
موضوع مستند نشده
ریزشیر
موضوع مستند نشده
ریزشیر الکترواستاتیک
موضوع مستند نشده
نیروی الکترواستاتیک
موضوع مستند نشده
سیستمهای میکروالکترومکانیکی
اصطلاحهای موضوعی کنترل نشده
اصطلاح موضوعی
ریزشیر، ریزشیر الکترواستاتیک، ریزسیالات، نیروی الکترواستاتیک، سیستمهای میکروالکترومکانیکی، کامسول