Fabrikation og karakterisering af tykkelse Mode Piezoelektriske Enheder til forstøvning og Acoustofluidics

Disse teknikker kan bruges til at besvare spørgsmål om resonans frekvens, vibrationel tilstand spænding, vibrationer amplitude, og hvordan transducere med disse egenskaber udføre som forstøvere. Med oplysninger fra disse analyser, er det muligt at nøje kvantificere virkningerne af uafhængige variabler og eksperimenter, der involverer tykkelse mode transducere. Denne teknik gør det muligt at udvikle enheder, der kan bruges til at forstøve lægemidler til behandling af luftvejssygdomme som lungebetændelse.

Disse metoder er nyttige til at karakterisere forstøvning fænomener og kan anvendes til studiet af kapillær bølger på overfladen af en dråbe. Da mange konkurrerende faktorer skal afbalanceres, kan det være svært at opnå kontinuerlig forstøvning. Juster effektindgangen, vægepositionen og vægeretningen, og overhold, hvordan funktionsmåden ændrer sig.

Mange af disse teknikker er enkle at udføre efter demonstration, men kræver en vis fingerfærdighed og rumlig bevidsthed, der ikke kommer på tværs i tekst. For at samle en brugerdefineret transducer holder, lodde to overflade montere foråret kontakter til hver af to brugerdefinerede trykte kredsløb og klip de ydre kontakter, så de ikke kortslutte kredsløbet. Tryk passer piggene ind i de belagte huller på de brugerdefinerede brædder, således at pigge peger væk fra hinanden.

Brug bord afstandsløbere og skruer til at forbinde de to brugerdefinerede printkort, så kontakterne er lige i kontakt med hinanden. Juster afstanden med plastskrens efter behov. Skub derefter en 3 x 10 millimeter transducer mellem det indre par kontakter.

Hvis du vil identificere resonansfrekvensen ved hjælp af impedansanalyse, skal du tilslutte en transducer til den åbne port i netværksanalysen og vælge parameteren S11-refleksionskoefficient via netværksanalysens brugergrænseflade. Vælg frekvensområdet for interesse, og udfør frekvenssøgningen. Vælg derefter gem tilbagekaldelse, og gem sporingsdata for at eksportere dataene til et passende databehandlingsprogram for at identificere de præcise minimale placeringer.

For at karakterisere vibrationerne ved LDV skal du placere en transducer i pogo pladekontakt på LDV-stadiet og forbinde pogosonden fører til signalgeneratoren. Sørg for, at den korrekte målsætning er valgt i anskaffelsessoftwaren, og fokuser mikroskopet på transducerens overflade. Vælg definer scanningspunkter og indstillinger.

En enkelt punktsscanning giver brugeren vibrationsjyltede på et enkelt punkt. For at bestemme vibrationstilstanden og resonansen skal der udføres en områdescanning. Under fanen Generelt skal du vælge indstillingen FFT eller tid, afhængigt af om scanningen udføres i frekvens- eller klokkeslætsdomæne, og angive antallet af gennemsnit.

Under kanalfanen skal du sørge for, at de aktive bokse er markeret, og juster reference- og hændelseskanalerne for at vælge den maksimale signalstyrke fra underlaget. Hvis målingen udføres under enkeltfrekvenssignal under generatorfanen, skal du vælge Sine på rullelisten med bølgeform. Hvis det er under et enkelt bånd, skal du vælge MultiCarrierCW.

Skift derefter båndbredde- og FFT-linjerne under frekvensfanen for at justere scanningsopløsningen for en frekvensdomænescanning. Hvis tidsdomænemålingerne udføres, skal du ændre eksempelfrekvensen under tidsfanen. For at skabe væskeforsyningssystemet skal du vælge en 25 millimeter lang væge med en diameter på 2 millimeter, der består af et bundt fibre af en hydrofil polymer, der er designet til at transportere acquiesce-væske.

Trim den ene ende af vægen, så den danner en asymmetrisk spids og derefter indsætte den i en Luer lås sprøjte med den ønskede kapacitet, så vægen til at udvide på 15 millimeter ud over enden. Lås en sprøjtespids på sprøjten, hvilket giver en tæt pasform omkring vægen, og monter samlingen således, at vægen er 10 til 90 grader fra vandret, og spidsen af vægen er lige i kontakt med transducerens kant. Fyld derefter sprøjten med vand.

Indstil spændingen til nul og anvende en kontinuerlig spænding signal ved resonans frekvens bestemmes ved hjælp af impedans analysator. Øg spændingen, indtil væsken forstøves kontinuerligt, uden at enheden oversvømmer eller udtørres. Hvis de foreslåede justeringer mislykkes, ruen guldoverfladen af transducer nær væge kontaktpunkt med fint sandpapir uden at fjerne guldet helt.

For at observere enhedens dynamik via højhastigheds-billedbehandling, stift montere en høj hastighed kamera vandret på et optisk bord og placere en transducer i pogo plade kontakt på en XYZ fase nær brændvidden af kameraet. Anlæste en diffus lyskilde mindst én brændvidde på den modsatte side af transduceren fra kameraet, og brug en pipette til at placere et sessile fald på transducerens overflade. Juster kameraets fokus og XYZ-positionen for at bringe væskeprøven i skarpt fokus, og vælg en billedhastighed, der er mindst dobbelt så stor som denne frekvens i henhold til Nyquist-hastigheden for at undgå aliasing.

Juster lysintensiteten, kameralukkeren eller begge dele for at optimere kontrasten mellem væsken og baggrunden. Tilslut derefter alligatorclips fra den forstærkede signalgenerator til pogo-sondens ledninger, og optag fænomenet ved samtidig at udløse videoen i kamerasoftwaren og anvende spændingssignalet. For laser spredning analyse af dråbestørrelsen, justere laser transmission og laser modtagende moduler langs skinnen af laser spredningssystemet med en 20 til 25 centimeter hul mellem de to moduler.

Fastbegær en platform i dette hul, således at når transducer og væskeforsyning forsamlinger er placeret på det, forstøvet tåge vil blive skubbet ud i laserstrålen sti. For at lette denne justering skal du tænde for laserstrålen og vælge værktøjer, laserstyring og laser på. Fastgør transducerhullet til platformen.

Fastgør væskeforsyningssamlingen til en leddelt arm. Placer væskeforsyningsenheden, så vægens spids kun er i kontakt med transducerens kant, og brug alligatorclips til at forbinde signalkilden til spiketerminalerne på transducerholderen, og klik på en ny standardprocedure i lasersprændesystemets software. Indstil skabelonen til standardfortløbende og prøvetagningsperioden til 1.

Klik på sprayprofil under datahåndtering for at indstille stiens længde til 20 millimeter. Klik alarmer for at fjerne markeringen bruge standardværdier og indstille den mindste transmission til 5 og 1%, og den mindste spredning til 50 og 10. Når alle parametrene er angivet, skal du klikke på startstandardprocedure og vælge den oprettede procedure.

Fyld væsketilførselsbeholderen med vand op til det ønskede niveau, og noter lydstyrken. Når målingen er startet, skal du tænde for spændingssignalet og starte stopuret, så snart forstøvningen begynder. Når den ønskede mængde væske er blevet forstøvet, skal du slukke for spændingssignalet, mens stopuret stoppes, og den endelige lydstyrke registreres.

I det resulterende måle histogram skal du vælge den del af dataene, hvor forstøvningen fandt sted som forventet, og signalet ved modtageren var stærkt nok til at være statistisk signifikant. Klik på gennemsnit, og okay for at generere en distribution baseret på de valgte data. Kopier derefter og dataene til en tekstfil, og gem det med et passende filnavn.

Karakteriseringen af disse enheder omfatter bestemmelse af resonansfrekvensen og harmoniske ved hjælp af en impedansanalysator. I denne repræsentative analyse blev det konstateret, at enhedernes grundlæggende frekvens var tæt på syv megahertz som forudsagt af substratets tykkelse. Yderligere karakterisering ved hjælp af ikke-kontakt laser Doppler vibrometri kan bruges til at bestemme omfanget og forskydningen af substratet, som normalt er i nanometerområdet.

Desuden kan dråbevibrationen evalueres ved hjælp af højhastighedsbilleddannelse, og forstøvningsdynamikken kan bestemmes ved at måle dråbestørrelsesfordelingen. Husk, at for at opnå forstøvning, skal transduceren opererer på en tykkelse tilstand resonans frekvens. Hvis enheden er underpræsterende, er du muligvis ikke på den korrekte frekvens.

Ved hjælp af denne protokol som fundament kan mange tykkelsestilstandsparametre varieres og sammenlignes, f.eks. Efter at have etableret denne protokol med vand, tykkelse mode transducere kan nu bruges sammen med andre væsker til applikationer såsom lungemedicin levering, køling og kodning.