Tóm tắt Luận án Tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu cảm biến chất lỏng kiểu tụ điện cho ứng dụng cảm nhận thay đổi môi trường trong kênh dẫn

Nội dung của bản tóm tắt luận án trình bày tổng quan về nghiên cứu cảm biến chất lỏng kiểu tụ điện, thiết kế và mô phỏng cảm biến chất lỏng kiểu tụ điện, chế tạo cảm biến, thiết lập hệ đo, kết quả nghiên cứu và một số thảo luận.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu cảm biến chất lỏng kiểu tụ điện cho ứng dụng cảm nhận thay đổi môi trường trong kênh dẫnBỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNGHỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGNGUYỄN ĐẮC HẢIITNGHIÊN CỨU CẢM BIẾN CHẤT LỎNG KIỂU TỤĐIỆN CHO ỨNG DỤNG CẢM NHẬN THAY ĐỔIMÔI TRƯỜNG TRONG KÊNH DẪNPTCHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬMÃ SỐ: 62.52.02.03TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬTHÀ NỘI - 20172Công trình hoàn thành tại:Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn ThôngNgười hướng dẫn khoa học:IT1. PGS. TS. Chử Đức Trình2. TS. Nguyễn Ngọc MinhPhản biện 1: GS.TS. Nguyễn Đức ThuậnPhản biện 2: GS.TS. Bạch Gia DươngPTPhản biện 3: PGS.TS. Phạm Ngọc ThắngLuận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tại:Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn ThôngVào lúc: 8 giờ 30’ ngày 26 tháng 12 năm 2016.Có thể tìm hiểu luận án tại:1. Thư viện Quốc gia2. Thư viện Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông3MỞ ĐẦUPTITLý do chọn đề tài:Các hệ thống kênh dẫn chất lỏng ngày càng được ứng dụng nhiều trong thựctế công nghiệp, nông nghiệp, y tế và khai khoáng. Việc cảm nhận phát hiện cáctạp chất xuất hiện trong các kênh dẫn và có chiến lược loại bỏ các tạp chất này làcó yêu cầu trong thực tiễn xã hội. Dầu thô được hút trực tiếp từ các mỏ dầuthường bao gồm các thành phần đầu thô, nước muối biển, bùn đất. Việc cảm biếnvà phân tích được thành phần của dầu thô rất quan trọng trong các hệ thống khaithác thực tế. Hệ thống tuần hoàn trong cơ thể động vật đóng vai trò như nhữnghệ thống giao thông vận chuyển các tế bào máu, các chất dinh dưỡng, không khíđến các bộ phận trong cơ thể sống. Giám sát được quá trình vận hành của các hệthống mạch máu trong cơ thể sống thông qua cảm nhận, phát hiện, đếm và bắtđược các tế bào sống đóng vai trò quan trọng trong hệ thống xét nghiệm y sinhhọc. Các hệ thống này có thể ứng dụng để phát hiện các trường hợp bệnh nhưhẹp động mạch do mỡ máu, tắc mạch máu do máu đông hoặc các hệ thống phântích tế bào.Để cảm nhận thay đổi môi trường trong kênh dẫn, nhiều nhóm nghiên cứu đãsử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau như siêu âm, quang điện, tự cảm, điệndung,.. Cảm biến kiểu tụ điện có cấu tạo đơn giản, có thể hoạt động trong nhiềumôi trường khác nhau cũng như môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, độ ẩmcao hoặc trong cơ thể sống. Cảm biến kiểu tụ điện chuyển đổi một sự thay đổi vịtrí, khoảng cách, hay chất điện môi thành một tín hiệu điện dung. Cảm biến kiểutụ điện có thể phát hiện ra sự thay đổi của một trong ba thông số của tụ điện nhưkhoảng cách, diện tích tấm điện cực hay hằng số điện môi.Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và ứng dụng các cảm biến kênh chất lỏng dựatrên cảm biến kiểu tụ điện để cảm nhận được các thay đổi môi trường trong kênhdẫn chất lỏng, đo thể tích, vận tốc và đặc tính của chất lỏng là một định nghiêncứu có tính thực tiễn và khoa học. Đây là lý do tôi chọn đề tài cho luận án tiến sĩlà: “Nghiên cứu cảm biến chất lỏng kiểu tụ điện cho ứng dụng cảm nhận thayđổi môi trường trong kênh dẫn”.Mục đích nghiên cứu:Luận án này nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cảm biến kiểu tụ điện cho ứngdụng cảm nhận thay đổi môi trường trong kênh dẫn với yêu cầu cụ thể sau:- Cảm nhận được xuất hiện của thay đổi môi trường trong kênh dẫn;- Cảm nhận được xuất hiện của một số hạt trong kênh dẫn như bọt khí, hạtkim loại, hạt nhựa,…;4Có thể xác định được một số thông số của hạt như thể tích, vận tốc, loạihạt trong những điều kiện cụ thể cho trước;- Hệ thống cảm biến có thể sử dụng cho kênh chất lỏng không dẫn điện vàdẫn điện;- Hệ thống có thể chế tạo được dựa trên công nghệ chế tạo phổ biến, giáthành thấp;- Hệ thống cảm biến có thể tích hợp trực tiếp với mạch điện tiền khuếchđại và xử lý tín hiệu;- Các mạch điện được thiết kế để tăng cường đặc tính giảm thiểu ảnhhưởng của các nhiễu chung do môi trường và nhiễu nguồn;- Bước đầu ứng dụng hệ thống cảm biến trong một số yêu cầu thực tế.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:Luận án đề cập và nghiên cứu các cấu trúc cảm biến kiểu tụ điện, kênh dẫndầu, kênh chất lỏng dẫn điện có kích thước cỡ milimét và tác nhân là bọt khí, mạtkim loại, giọt nước có kích thước nhỏ đến 0,1 mm3.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu:Trong luận án này, các nội dung nghiên cứu về cảm biến kiểu tụ điện và cáckết quả thu được được trình bày theo hướng ứng dụng cảm nhận thay đổi môitrường trong kênh dẫn. Các cấu trúc đề xuất của nghiên cứu này có tiềm năngứng dụng trong y sinh và ngành công nghiệp khác như theo dõi bọt khí trongmạch máu, phát hiện vật thể lạ trong mao dẫn, đo nồng độ bọt khí, hạt kim loạivà giọt nước trong dầu máy động cơ, ...v.v.Phương pháp nghiên cứu:- Nghiên cứu này dựa trên lý thuyết của cơ học chất rắn, chất lỏng cổđiển;- Mô phỏng và tính toán để tối ưu các thông số thiết kế sử dụng phần mềmMatlab, Comsol, và Ansoft Maxwell;- Chế tạo cấu trúc dựa trên công nghệ PCB kết hợp với các kỹ thuật thiếtkế mạch điện thu thập và xử lý t ...