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微纳流控芯片对准操作系统的思考

日期:2022年02月03日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:632
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202201181252336658 论文字数:32666 所属栏目:工程硕士论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis
相关标签:工程硕士论文
传 感 器 检 定 规 程 、QB/C1119.1RFP-2018 薄膜压力系统检定规程、直流数字欧姆表检定规程 JJG724-1991、《测量不确定度评定与表示》方法评定测量结果的相对扩展 JJF1059-1999。校准仪器为DataTaker、标准压力试验台,型号分别为 DT-800、RFP-QY01 型。值得注意的是,为了标定的压力传感器的数据是可靠的,我们说选用的测量设备的检测精度要比实际的高一个数量级。

从图中可以看出,该传感器反应的是电阻和压力之间的关系。具体的是,随着压力的增大,电阻呈减小的趋势。且在压力在 0-3N 时的波动比在 3-11N 时波动的大,这也反应了传感器的精度。

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本文结合国内外目前微装配系统研究现状以及存在的问题进行了分析,针对现有的微装配系统存在的问题,提出了自己的一个方案,目的在于解决芯片键合效率低,制作过程慢、过程复杂、难度大等问题。介绍了一种用于微纳流控芯片的对准系统,自主设计了一套用于微纳流控芯片对准的装置,并采用了一种称为“吸附-夹持-旋转”的芯片组装方法。基于霍夫直线检测原理进行了对准装配应用实验。制作了微纳流控芯片,并进行了芯片通道混合实验,分析了实验结果。所研究工作的具体结论如下:

(1)本文提出了一套适用于具有微米结构或纳米结构两块芯片的分离式微纳流控芯片的自动对准算法,结合倒置荧光显微镜成像功能并利用霍夫变换直线检测原理,在极坐标空间中进行微米通道与纳米通道的对准。在分离式芯片对准方面,本文应用微米芯片沟道和纳米芯片沟道所成角度来实现芯片的对准。具体来说,就本文所用到的分离式芯片而言,在 θ=60 时,三条正弦曲线相交于一点,并且这三个点的 r 值均近似为 97.3,由此可判断这三个点都在直线(97.3,60)上。利用霍夫变换算法检测微纳米沟道图片时,当霍夫参数(θ,m)为(100,125)时,检测到图片中的直线数量为 5 条,直线交点数量为 4 个,此参数是本算法的最优参数。本自动对准算法对芯片沟道的识别仅用 0.18s,实现了高效、精确的微纳米芯片的全自动对准,避免了手动三维移动平台在芯片对准过程中的误差和耗时,为提高芯片制作效率和检测芯片的精准度作出贡献。

(2)微纳流控芯片对准系统机械结构的设计:首先基于以往微纳芯片对准技术存在诸多不足以及本文所述微纳流控芯片对准技术要求,设计其主要支架结构及夹持吸附装置,并对所选用轴承、电机及夹持吸附作用力进行相关计算和校核,确定各零部件尺寸及型号等。并以此为依据设计装置其他结构,完成微/纳米流控芯片的自动对准系统装置的设计。最后基于上述结构参数及实验需要,完成微/纳流控芯片的装配。

(3)微纳流控芯片对准装置控制系统研究:针对微纳流控芯片对准系统的控制需求,确定了其多路步进电机的控制策略,并选择相应的信号调节单元,完成压力信号的采集。并集成了单片机最小系统、多路电机控制单元、串口通讯单元、电源转换单元、压力采集单元,实现数据的采集和传送。

参考文献(略)