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एटमाइजेशन और एकोसॉफ्लुइडिक्स के लिए मोटाई मोड पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों का निर्माण और लक्षण वर्णन
Fabrication and Characterization of Thickness Mode Piezoelectric Devices for Atomization and Acoustofluidics
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Fabrication and Characterization of Thickness Mode Piezoelectric Devices for Atomization and Acoustofluidics

एटमाइजेशन और एकोसॉफ्लुइडिक्स के लिए मोटाई मोड पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों का निर्माण और लक्षण वर्णन

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August 05, 2020

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August 05, 2020

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इन तकनीकों का उपयोग अनुनाद आवृत्ति, कंपन मोड उत्तेजना, कंपन आयाम के बारे में सवालों के जवाब देने के लिए किया जा सकता है, और इन विशेषताओं के साथ ट्रांसड्यूसर परमाणु के रूप में कैसे प्रदर्शन करते हैं। इन विश्लेषणों द्वारा प्रदान की गई जानकारी के साथ, स्वतंत्र चर और मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर से जुड़े प्रयोगों के प्रभावों को कड़ाई से निर्धारित करना संभव है। यह तकनीक उन उपकरणों के विकास में सक्षम बनाती है जिनका उपयोग निमोनिया जैसे श्वसन रोगों के उपचार के लिए दवाओं को परमाणु करने के लिए किया जा सकता है।

ये विधियां परमाणु घटनाओं की विशेषता के लिए उपयोगी हैं और एक बूंद की सतह पर केशिका तरंगों के अध्ययन के लिए लागू की जा सकती हैं। क्योंकि कई प्रतिस्पर्धी कारकों को संतुलित किया जाना चाहिए, यह निरंतर परमाणु प्राप्त करने के लिए मुश्किल हो सकता है । पावर इनपुट, बाती स्थिति और बाती अभिविन्यास को समायोजित करें और देखें कि व्यवहार कैसे बदलता है।

इन तकनीकों में से कई प्रदर्शन के बाद प्रदर्शन करने के लिए सरल हैं, लेकिन कुछ निपुणता और स्थानिक जागरूकता की आवश्यकता है जो पाठ में नहीं आती हैं। एक कस्टम ट्रांसड्यूसर धारक को इकट्ठा करने के लिए, मिलाप दो सतह माउंट स्प्रिंग संपर्क दो कस्टम मुद्रित सर्किट बोर्डों में से प्रत्येक के लिए और बाहरी संपर्कों क्लिप ताकि वे सर्किट कम नहीं है । कस्टम बोर्डों पर चढ़ाया छेद में स्पाइक्स फिट इस तरह है कि स्पाइक्स एक दूसरे से दूर बिंदु ।

दो कस्टम सर्किट बोर्डों को जोड़ने के लिए बोर्ड स्पेसर और शिकंजा का उपयोग करें ताकि संपर्क सिर्फ एक दूसरे के संपर्क में हों। आवश्यकतानुसार प्लास्टिक वाशर के साथ रिक्ति को समायोजित करें। फिर संपर्कों की आंतरिक जोड़ी के बीच 3 x 10 मिलीमीटर ट्रांसड्यूसर स्लाइड करें।

बाधा विश्लेषण द्वारा अनुनाद आवृत्ति की पहचान करने के लिए, नेटवर्क एनालाइजर के खुले बंदरगाह से एक ट्रांसड्यूसर कनेक्ट करें और नेटवर्क एनालाइजर के यूजर इंटरफेस के माध्यम से S11 प्रतिबिंब गुणांक पैरामीटर का चयन करें। ब्याज की आवृत्ति रेंज का चयन करें और आवृत्ति स्वीप प्रदर्शन करते हैं। फिर सटीक न्यूनतम स्थानों की पहचान करने के लिए डेटा को उपयुक्त डेटा प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर प्रोग्राम में निर्यात करने के लिए सेव रिकॉल का चयन करें और ट्रेस डेटा को सहेजें।

एलडीवी द्वारा कंपन की विशेषता के लिए, एलडीवी चरण पर पोगो प्लेट संपर्क में एक ट्रांसड्यूसर रखें और पोगो जांच को कनेक्ट करें सिग्नल जनरेटर की ओर जाता है। सुनिश्चित करें कि अधिग्रहण सॉफ्टवेयर में सही उद्देश्य का चयन किया जाता है और माइक्रोस्कोप को ट्रांसड्यूसर की सतह पर केंद्रित करें। स्कैन पॉइंट्स और सेटिंग्स को परिभाषित करें।

एक ही बिंदु स्कैन एक ही बिंदु पर उपयोगकर्ता कंपन आयाम देता है। कंपन मोड और प्रतिध्वनि निर्धारित करने के लिए, एक क्षेत्र स्कैन किया जाना चाहिए। सामान्य टैब के तहत, एफएफटी या समय विकल्प का चयन करें, इस पर निर्भर करता है कि स्कैन आवृत्ति या समय डोमेन में किया जा रहा है या नहीं और औसत की संख्या निर्धारित करें।

चैनल टैब में, सुनिश्चित करें कि सक्रिय बक्से की जांच की जाती है और सब्सट्रेट से अधिकतम सिग्नल ताकत का चयन करने के लिए संदर्भ और घटना चैनलों को समायोजित किया जाता है। जनरेटर टैब में, यदि माप एकल आवृत्ति संकेत के तहत किया जाता है, तो तरंग पुल-डाउन सूची से ज्या का चयन करें। यदि यह एक ही बैंड के तहत है, तो मल्टीकैरियरसीडब्ल्यू का चयन करें।

फिर आवृत्ति टैब में, एक आवृत्ति डोमेन स्कैन के लिए स्कैन रिज़ॉल्यूशन को समायोजित करने के लिए बैंडविड्थ और एफएफटी लाइनों को बदलें। यदि समय डोमेन माप किया जा रहा है, तो समय टैब में नमूना आवृत्ति बदलें। द्रव आपूर्ति प्रणाली बनाने के लिए, एक 25 मिलीमीटर लंबी 2 मिलीमीटर व्यास बाती का चयन करें जो एक हाइड्रोफिलिक बहुलक के फाइबर के बंडल से बना है जो एक्वासेस तरल परिवहन के लिए डिज़ाइन किया गया है।

बाती के एक छोर ट्रिम इतना है कि यह एक विषम टिप रूपों और फिर वांछित क्षमता के साथ एक Luer ताला सिरिंज में डालें, बाती अंत से परे 15 मिलीमीटर पर विस्तार करने की अनुमति । सीरिंज पर एक सिरिंज टिप ताला बाती के आसपास एक सुखद फिट प्रदान करने और विधानसभा माउंट इस तरह है कि बाती क्षैतिज से 10 से ९० डिग्री है और बाती की नोक सिर्फ ट्रांसड्यूसर के किनारे के साथ संपर्क में है । इसके बाद सिरिंज को पानी से भर दें।

वोल्टेज को शून्य पर सेट करें और बाधा विश्लेषक का उपयोग करके निर्धारित अनुनाद आवृत्ति पर एक निरंतर वोल्टेज सिग्नल लागू करें। डिवाइस बाढ़ या सूखने के बिना तरल को लगातार परमाणु होने तक वोल्टेज बढ़ाएं। यदि सुझाए गए समायोजन विफल हो जाते हैं, तो सोने को पूरी तरह से हटाने के बिना ठीक सैंडपेपर के साथ बाती संपर्क बिंदु के पास ट्रांसड्यूसर की सोने की सतह को खुरदुरा करें।

उच्च गति इमेजिंग के माध्यम से डिवाइस गतिशीलता का निरीक्षण करने के लिए, कठोरता से एक ऑप्टिकल टेबल पर क्षैतिज रूप से एक उच्च गति कैमरे माउंट और कैमरे की फोकल लंबाई के पास एक XYZ मंच पर पोगो प्लेट संपर्क में एक ट्रांसड्यूसर जगह है । कैमरे से ट्रांसड्यूसर के विपरीत दिशा में कम से कम एक फोकल लंबाई को फैलाना प्रकाश स्रोत रखें और ट्रांसड्यूसर की सतह पर एक सेसाइल ड्रॉप रखने के लिए एक पिपेट का उपयोग करें। कैमरा फोकस और XYZ स्थिति को तेज फोकस में तरल पदार्थ के नमूने को लाने के लिए समायोजित करें और एक फ्रेम दर का चयन करें जो कि उपनाम से बचने के लिए Nyquist दर के अनुसार इस आवृत्ति के रूप में कम से दो बार बड़ा है।

तरल पदार्थ और पृष्ठभूमि के बीच के विपरीत को अनुकूलित करने के लिए प्रकाश तीव्रता, कैमरा शटर, या दोनों को समायोजित करें। फिर एम्पलीगेट सिग्नल जनरेटर से पोगो प्रोब लीड करने के लिए मगरमच्छ क्लिप कनेक्ट करें और एक साथ कैमरा सॉफ्टवेयर में वीडियो को ट्रिगर करके और वोल्टेज सिग्नल लागू करके घटना को कैप्चर करें। बूंद आकार के लेजर बिखरने विश्लेषण के लिए, दो मॉड्यूल के बीच एक 20 से 25 सेंटीमीटर अंतर के साथ लेजर बिखरने प्रणाली की रेल के साथ लेजर प्रसारण और लेजर प्राप्त मॉड्यूल समायोजित करें।

कठोरता से इस अंतर में एक मंच माउंट इस तरह है कि जब ट्रांसड्यूसर और तरल पदार्थ की आपूर्ति विधानसभाओं उस पर रखा जाता है, परमाणु धुंध लेजर बीम पथ में बाहर निकाल दिया जाएगा । इस संरेखण को सुविधाजनक बनाने के लिए, लेजर बीम चालू करें और उपकरण, लेजर नियंत्रण और लेजर ऑन का चयन करें। ट्रांसड्यूसर छेद को प्लेटफ़ॉर्म पर ठीक करें।

एक मुखर हाथ के लिए तरल पदार्थ की आपूर्ति विधानसभा को ठीक करें। तरल पदार्थ की आपूर्ति असेंबली की स्थिति ताकि बाती की नोक ट्रांसड्यूसर के किनारे के संपर्क में हो और ट्रांसड्यूसर धारक पर स्पाइक टर्मिनलों के लिए सिग्नल स्रोत को जोड़ने के लिए मगरमच्छ क्लिप का उपयोग करें और लेजर स्कैटरिंग सिस्टम सॉफ्टवेयर में नए मानक ऑपरेटिंग प्रक्रिया पर क्लिक करें। टेम्पलेट को निरंतर और नमूना अवधि को 1 तक डिफ़ॉल्ट करने के लिए सेट करें।

डेटा हैंडलिंग के तहत, पथ की लंबाई 20 मिलीमीटर तक सेट करने के लिए स्प्रे प्रोफाइल पर क्लिक करें। डिफ़ॉल्ट मानों का उपयोग करने के लिए अलार्म पर क्लिक करें और न्यूनतम संचरण को 5 और 1% और न्यूनतम बिखरने को 50 और 10 तक सेट करें। जब सभी पैरामीटर सेट किए गए हों, तो मानक ऑपरेटिंग प्रक्रिया शुरू करने पर क्लिक करें और बनाई गई प्रक्रिया का चयन करें।

वांछित स्तर तक पानी के साथ तरल पदार्थ की आपूर्ति जलाशय भरें और मात्रा नोट करें। एक बार माप शुरू हो जाने के बाद, वोल्टेज सिग्नल चालू करें और जैसे ही परमाणु शुरू होता है स्टॉपवॉच शुरू करें। एक बार तरल पदार्थ की वांछित मात्रा को कम कर दिया गया है, तो स्टॉपवॉच को रोकते समय वोल्टेज सिग्नल बंद कर दें और अंतिम मात्रा रिकॉर्ड करें।

परिणामस्वरूप माप हिस्टोग्राम में, डेटा के उस हिस्से का चयन करें जिसके दौरान परमाणुकरण अपेक्षित के रूप में हो रहा था और रिसीवर पर सिग्नल सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण होने के लिए काफी मजबूत था। चयनित डेटा के आधार पर वितरण उत्पन्न करने के लिए औसत और ठीक क्लिक करें। फिर कॉपी करें और डेटा को टेक्स्ट फाइल में डालें और उचित फाइलनेम के साथ सेव करें।

इन उपकरणों के लक्षण वर्णन में एक बाधा विश्लेषक का उपयोग करके सुनाई देती आवृत्ति और हार्मोनिक्स का निर्धारण शामिल है। इस प्रतिनिधि विश्लेषण में, उपकरणों की मौलिक आवृत्ति सात मेगाहर्ट्ज के करीब पाई गई जैसा कि सब्सट्रेट की मोटाई से भविष्यवाणी की गई थी। गैर-संपर्क लेजर डॉप्लर विब्रोमेट्री का उपयोग करके आगे के लक्षण वर्णन का उपयोग सब्सट्रेट के परिमाण और विस्थापन को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, जो आमतौर पर नैनोमीटर रेंज में होता है।

इसके अलावा, बूंद कंपन उच्च गति इमेजिंग द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है और परमाणु गतिशीलता बूंद आकार वितरण को मापने के द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। याद रखें कि परमाणु प्राप्त करने के लिए, ट्रांसड्यूसर को मोटाई मोड प्रतिध्वनि आवृत्ति पर काम करना चाहिए। यदि डिवाइस अंडरपरफॉर्मिंग है, तो आप सही आवृत्ति पर नहीं हो सकते हैं।

एक नींव के रूप में इस प्रोटोकॉल का उपयोग करना, कई मोटाई मोड मापदंडों विविध और इलेक्ट्रोड मोटाई या पार्श्व आयामों के रूप में तुलना की जा सकती है । पानी के साथ इस प्रोटोकॉल को स्थापित करने के बाद, मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर का उपयोग अब फेफड़े की दवा वितरण, शीतलन और कोडिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए अन्य तरल पदार्थों के साथ किया जा सकता है।

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लिथियम निओबेट पर प्लेट इलेक्ट्रोड के सीधे वर्तमान स्पटरिंग के माध्यम से पीजोइलेक्ट्रिक मोटाई मोड ट्रांसड्यूसर का निर्माण वर्णित है। इसके अतिरिक्त, एक ट्रांसड्यूसर धारक और द्रव आपूर्ति प्रणाली के साथ विश्वसनीय ऑपरेशन प्राप्त किया जाता है और लेजर बिखरने का उपयोग करके बाधा विश्लेषण, लेजर डॉप्लर विब्रोमेट्री, हाई-स्पीड इमेजिंग और बूंद आकार वितरण के माध्यम से लक्षण वर्णन किया जाता है।

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