पीक शॉक जांच सेंसर सिस्टम लचीला सब्सट्रेट पर निर्मित

डॉ. नरेंद्र Lakamraju

जिन विषय

सार
परिचय
डिज़ाइन
गणना
सिमुलेशन
निर्माण
प्रक्रिया प्रवाह
बलि सिलिकॉन नक़्क़ाशी
परीक्षण के परिणाम
निष्कर्ष

सार

कर्मियों के सतत विस्फोट सदमे तरंगों के लिए जोखिम के लिए आंतरिक क्षति अपूरणीय क्षति के लिए नेतृत्व अगर कि सेंसर का पता लगाने, रिकॉर्ड और सदमे जानकारी प्रदर्शित कर सकते हैं डिजाइन करने की आवश्यकता का पता चला जल्दी है और इसलिए नहीं कर सकते हैं के कारण ज्ञात किया गया है. हम डिजाइन और निष्क्रिय सदमे सेंसरों के निर्माण में वृद्धि हुई पोर्टेबिलिटी बढ़ाया कार्यक्षमता के लिए लचीला सब्सट्रेट पर में जिसके परिणामस्वरूप काम प्रस्तुत करते हैं.

परिचय

बंद सिर मस्तिष्क आघात का निदान करने और जहां त्वरित निर्णय की आवश्यकता है, एक अस्पताल के वातावरण जहां जल्दी निर्णय वसूली और पुनर्वास के लिए दीर्घकालिक रोग का निदान को प्रभावित कर सकता के रूप में के रूप में अच्छी तरह से दोनों क्षेत्र में इलाज के लिए मुश्किल है. फील्ड निर्णय उचित तत्काल कार्रवाई के लिए उपचार दीर्घकालिक रोग का निदान पर एक बड़ा प्रभाव हो सकता के बाद से महत्वपूर्ण हैं. इसके अलावा, निरंतर अभिघातजन्य मस्तिष्क चोट के प्रकार और गंभीरता का ज्ञान के विकास और उपयुक्त लंबी अवधि के पुनर्वास रणनीतियों में विहित गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है. नजरअंदाज नहीं किया जा रोगी के लिए यथार्थवादी उम्मीदों और उसके या उसके परिवार और caregivers प्रदान करने में सक्षम होने का मनोवैज्ञानिक महत्व है ^{1 , 2} .

एक व्यापक रूप से तैनात, लागत प्रभावी समाधान के सटीक संचयी चोटी विस्फोट खुराक माप प्रदान सीधे बेहतर रोगी देखभाल प्रदान करने में और विशिष्ट प्रकार के कारण मोड और अभिघातजन्य मस्तिष्क चोट की गंभीरता के लिए एक सटीक प्रयोग आधारित मॉडल के विकास को सक्षम करने में प्रभावी हो जाएगा, विस्फोट खुराक की magnitudes और durations के. तकनीकी औचित्य विस्फोट (दबाव) संवेदन के लिए तरह एक MEMS सेंसर निर्माण की प्रक्रिया को एकीकृत द्वारा सब्सट्रेट लचीला इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रौद्योगिकियों के प्रदर्शन में हाल ही में नवाचारों का लाभ उठाने के लिए है. एक ही बैच छलरचना प्रक्रिया एकीकृत सेंसर, इलेक्ट्रॉनिक्स, और प्रदर्शित करता है व्यापक पैमाने पर तैनाती के लिए आवश्यक न्यूनतम लागत प्रदान करेगा.

सेंसर टैग प्रकृति में निष्क्रिय हो करने की जरूरत के लिए एक निरंतर बिजली आपूर्ति के लिए जानकारी रिकॉर्ड के लिए की ^{आवश्यकता} को समाप्त होगा 3. एक प्रदर्शन टैग तत्व की एकता ट्राइएज डॉक्टरों को पढ़ने के लिए और संभवतः निदान अभिघातजन्य मस्तिष्क चोट (TBI) के क्षेत्र में सक्षम हो जाएगा.

यह सेंसर सिस्टम भी खनन के आवेदन में इस्तेमाल किया जा सकता कर्मियों द्वारा अनुभवी सदमे की राशि का पता लगाने. प्रणाली का एक संशोधित संस्करण भी एक सतत सदमे तरंगों को उजागर संरचना की अखंडता गेज और संभवतः खनन दुर्घटनाओं को रोकने में इस्तेमाल किया जा सकता है. टैग है कि व्यस्त क्षेत्रों में demolitions के दौरान सदमे इमारतों चिपके तरंगों की तीव्रता को मापने के बेहतर नियंत्रण और स्वीकार्य सदमे के स्तर की ओर उपयोगी डेटा प्रदान कर सकते हैं. ऑडियो स्रोतों से उत्पन्न तरंगों की तीव्रता महंगे उपकरण और सेटअप के उपयोग के बिना मापा जा सकता है है. इस जानकारी के लिए श्रोताओं के लिए सुरक्षित ऑडियो का स्तर निर्धारित करने और जोर शोर के कारण श्रवण क्षति को रोकने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

डिज़ाइन

सेंसर टैग एक electrophoretic प्रदर्शन तत्व से जुड़े सेंसर के होते हैं. सेंसर एक खुलने और बंधनेवाला एक निश्चित इलेक्ट्रोड से ऊपर निलंबित झिल्ली के साथ संरचना की तरह एक संधारित्र है. लचीला झिल्ली मोटाई और झिल्ली के बीच रिक्ति के पतन के बिंदु पर नियंत्रण करने के लिए उपयोग किया जाता है. जब एक दबाव की लहर चल झिल्ली हमले, यह इलेक्ट्रोड के बीच रिक्ति भर deflects और तय इलेक्ट्रोड के साथ संपर्क करता है. इलेक्ट्रोड संपर्क बनाने पर, वान डेर Waal है और / या Casimir बलों को वापस अपनी मूल स्थिति के लिए चलती से झिल्ली को रोकने के. दो इलेक्ट्रोड के बीच प्रतिबाधा में बदलाव तो करने के लिए एक पतन का पता लगाने और एक रोकनेवाला नेटवर्क के माध्यम से प्रदर्शन तत्व सक्रिय करने के लिए प्रयोग किया जाता है.

गणना

एक संवेदक के लिए संकुचित करें दबाव झिल्ली, के बीच रिक्ति, सेंसर की त्रिज्या और धातु की संपत्ति के रूप में (1) में दिखाया गया है की मोटाई से संबंधित है.

ω (नि.) = ₀ {1 (r /) ^2} [ω] ----- (1)

कहाँ ω ₀ झिल्ली के केंद्र में विक्षेपन है, एक संवेदक की त्रिज्या है. झिल्ली ω ₀ के केंद्र में विक्षेपन (2) द्वारा दिया जाता है

ω ₀ = (पी • एक ⁴⁾ / (64 • डी) ----- (2)

P लागू दबाव कहां है और डी झिल्ली (3) के flexural कठोरता है.

डी = (ई • ² टी) / 12 ^[2 1 - μ] ----- (3)

ई यंग मापांक है, झिल्ली और μ की मोटाई है पॉसों के अनुपात है ⁴ .

निर्माण की प्रक्रिया की जटिलता को कम करने और निर्माण, और झिल्ली के बीच रिक्ति सेंसर की त्रिज्या के लिए आवश्यक मास्क की संख्या तय हो गई है और झिल्ली की मोटाई अलग संवेदनशीलता को प्राप्त करने के लिए विविध. इसके अलावा, दबाव संवेदक की त्रिज्या संवेदनशीलता के चौथे क्रम निर्भरता अल्ट्रा ठीक खोदना सेंसर त्रिज्या जो वृद्धि की लागत की ओर जाता है है परिभाषित नियंत्रण की मांग है. झिल्ली के बीच रिक्ति 0.5μm पर सेट कर दिया जाता है, सेंसर की त्रिज्या 70μm और एल्यूमिनियम फिल्म की मोटाई के लिए सेट है 0.6μm से 1μm करने के लिए विभिन्न 100kPa से 450kPa के लिए संवेदनशीलता अलग है.

सिमुलेशन

डिजाइन कार्यक्षमता और आपरेशन Coventorware ®, आमतौर पर अनुकरण के लिए MEMS इस्तेमाल एक अनुकार उपकरण का उपयोग करने के लिए परीक्षण कर रहे हैं. चित्र एक और चित्र. 2 संवेदक के actuation के पहले और बाद शो सिमुलेशन. मॉडल z-अक्ष में अतिशयोक्तिपूर्ण है करने के लिए विस्तार को दिखाने के लिए. एक दबाव के कारण झिल्ली के विस्थापन और आंकड़े सिमुलेशन से परिणामों में दिखाया गया है परिकलित मानों के साथ समझौते में हैं.

सक्रियण से पहले बीच में छेद खोदना के साथ चित्रा 1 सेंसर मॉडल .

चित्रा 2. मॉडल सक्रियण के बाद सेंसर झिल्ली में विक्षेपन दिखा.

सिमुलेशन शीर्ष झिल्ली के लिए अलग सामग्री और विन्यास डिजाइन और परीक्षण के साथ भी मदद करते हैं. सेंसरों की सरणी टैग की संवेदनशीलता में सुधार और यादृच्छिक दोषपूर्ण सेंसर से गलती सहिष्णुता के साथ मदद करने के लिए समानांतर में जुड़े हुए हैं.

निर्माण

सेंसर टैग मानक पतला फिल्मी ट्रांजिस्टर प्रक्रियाओं (TFT) का उपयोग करने के लिए वीएलएसआई प्रक्रियाओं के साथ संगतता सुनिश्चित करने और निर्माण लागत को कम करने के लिए गढ़े हैं. सेंसर एक लचीला सब्सट्रेट पर निर्मित कर रहे हैं बढ़ते सतह जो एक हेलमेट के पीछे या एक कंधे पैच किया जा सकता है के साथ conformality सुनिश्चित करने के लिए. सभी उपकरणों के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया प्रक्रियाओं कम तापमान सब्सट्रेट की अखंडता की रक्षा कर रहे हैं.

सन्दर्भ

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