بررسی اثر ذرات بیولوژیکی بر روی رفتار مکانیکی میکروتیر خازنی

در این مقاله، یک میکروتیر دو سر گیردار با جرم متمرکز در وسط آن مورد بررسی قرار گرفت. از حسگر خازنی برای محاسبه تغییر فرکانس تشدید به دلیل جذب ذرات بسیار کوچک مانند ویروس ها و باکتری ها استفاده شده است. برای همین منظور سطح حسگر به یک ماده بیولوژیک مانند می وسین به عنوان لایه جاذب آغشته شد. در این تحقیق، اثر جرم ماده بیولوژیکی، جرم لایه جاذب و سختی حاصل از این افزایش جرم روی فرکانس ارتعاشی حسگر در نظر گرفته شد. چون این آزمایش در محیط اتاق انجام میشود از اثر میدان گرمایی صرف نظر شد. معادلات ارتعاش عرضی و طولی سیستم استخراج و با استفاده از روش گالرکین حل شدند. تحلیل استاتیکی و دینامیکی حرکت، پاسخ گذرا یا طبیعی سیستم و پاسخ فرکانسی سیستم، برای اثبات اثرات د یالکتریک بر عملکرد سنسورهای خازنی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش ولتاژ AC ، مقدار شیفت رزونانسی بیشتر شده و همچنین دامنه ی ارتعاشی سیستم بیشتر می شود. با افزایش مقدار (K(۱ در صورتی که K(۲)=K(۳)=۰ باشد، دامنه ارتعاشی سیستم کم میشود. برای حل عددی معادلات از نرم افزار MATLAB استفاده شد و تمام نمودارها از نرم افزار MATLAB استخراج شدند.

Keywords:

سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) , میکروتیر دو سر گیردار , تیر اویلر برنولی , ذرات بیولوژیکی , گالرکین