Sensor cảm biến dòng chảy chất lỏng luận văn ths

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN TIẾN ĐẠT SENSOR CẢM BIẾN DÒNG CHẢY CHẤT LỎNG LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ VÀ VIỄN THÔNG Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN TIẾN ĐẠT SENSOR CẢM BIẾN DÒNG CHẢY CHẤT LỎNG Ngành: Kỹ thuật Điện, Điện tử Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60520203 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ VÀ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Chử Đức Trình Hà Nội – 2015 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác, công bố liệt kê danh sách tài liệu tham khảo Tác giả Luận văn ký ghi rõ họ tên:……………………………………………… Lời cám ơn Luận văn tốt nghiệp cao học hoàn thành trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Có luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới đến trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, phòng đào tạo sau đại học, đặc biệt PGS.TS Chử Đức Trình trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ tác giả với dẫn khoa học quý giá suốt trình triển khai, nghiên cứu hoàn thành đề tài "Sensor cảm biến dòng chảy chất lỏng" Xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo - Các nhà khoa học trực tiếp giảng dạy truyền đạt kiến thức khoa học chuyên ngành Điện tử - Viễn thông cho thân tác giả năm tháng qua Xin gửi tới Bộ môn Vi điện tử Vi hệ thống, đặc biệt PGS.TS Trần Đức Tân, Nghiên cứu sinh Bùi Thu Hằng, Học viên Bùi Đức Tùng toàn thể cán bộ, nghiên cứu sinh học viên Bộ môn Vi điện tử Vi hệ thống lời cảm tạ sâu sắc tạo điều kiện thuận lợi giúp tác giả thực nghiên cứu hỗ trợ tài liệu nghiên cứu cần thiết liên quan tới đề tài tốt nghiệp Xin ghi nhận công sức đóng góp quý báu nhiệt tình bạn học viên lớp Cao học Kỹ thuậ Điện tử K19-ĐTVT đóng góp ý kiến giúp đỡ tác giả triển khai hoàn thành môn chương trình học học Có thể khẳng định thành công luận văn này, trước hết thuộc công lao tập thể, nhà trường, quan xã hội Đặc biệt quan tâm động viên khuyến khích thông cảm sâu sắc gia đình Nhân tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu đậm Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn đơn vị cá nhân hết lòng quan tâm tới nghiệp đào tạo đội ngũ cán ngành Điện tử - Viễn thông Tác giả mong nhận đóng góp, phê bình quý Thầy Cô, nhà khoa học, đọc giả bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cám ơn Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 11 Chương TỔNG QUAN 12 Chương DÒNG CHẢY KÍCH THƯỚC NHỎ VÀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN 17 2.1 Dòng chảy kích thước nhỏ 17 2.1.1 Cấu tạo chung 17 2.1.2 Trạng thái ban đầu 17 2.1.3 Điều kiện biên 18 2.1.4 Kiến thức liên quan 20 2.1.5 Dòng chảy kích thước nhỏ thực tế 20 2.1.6 Công nghệ áp điện 21 2.2 Hai loại cảm biến dùng đo tính chất dòng chất lỏng 22 2.2.1 Cảm biến điện trở 22 2.2.2 Cảm biến dùng sóng bề mặt 25 Chương CẤU TRÚC VÀ MÔ HÌNH CẢM BIẾN SÓNG BỀ MẶT 26 3.1 Sóng bề mặt Rayleigh 26 3.2 Nguyên lý sóng Rayleigh 27 3.3 Cấu trúc cảm biến 28 3.3.1 Thiết kế cám biến R-SAW 28 3.3.2 Vật liệu thông số liên quan 30 3.4 Mô hình mô Comsol [19][20] 32 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 So sánh điểm tương ứng hai kênh truyền 38 4.2 Cảm biến loại chất lỏng khác 41 4.3 Độ dịch chuyển điểm bề mặt cảm biến 45 4.4 Cảm biến với chất lỏng có vận tốc dòng chảy khác 50 Chương KẾT LUẬN 52 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 56 Danh mục ký hiệu chữ viết tắt CCF Cross-Correlation Function – Hàm tương quan chéo FPW Flexural Plate Wave - Sóng chịu uốn IDT InterDigital Transducer – Bộ chuyển đổi điện - MEMS Microelectromechanical Systems – Hệ thống vi điện tử PZD Piezoelectric Device – Vật liệu áp điện R-SAW Rayleigh Surface Acoustic Wave – Sóng bề mặt Rayleigh SAW Surface Acoustic Wave – Sóng bề mặt SH-APM Shear Horizontal - Acoustic Plate Mode – Chế độ cắt ngang TDE Time Delay Estimation – Ước lượng thời gian trễ TSM Thickness-Shear Mode – Chế độ cắt dày Danh mục bảng Bảng 3-1 Tính chất vật lý chất lỏng 31 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1-1 Cấu trúc đầu phun mực 13 Hình 1-2 Đối xứng trục 2D đầu phun mực 14 Hình 1-3 Vị trí giọt mực thời điểm 15 Hình 2-1 Phân bố ban đầu đầu phun mực Màu đen phần chứa mực, màu trắng không khí 18 Hình 2-2 Hàm nhảy bậc f(t) = H(t – δ1,δ2) 19 Hình 2-3 Giọt mực tạo thành nhờ công nghệ nhiệt 21 Hình 2-4 Giọt mực tạo thành nhờ công nghệ áp điện 21 Hình 2-5 - Thiết kế chung cảm biến dùng điện trở 22 Hình 2-6 – Bố trí điện trở cảm biến 23 Hình 2-7 – Mạch cầu điện trở Wheatstone 23 Hình 2-8 Cấu trúc đầu phun mực có gắn cảm biến 25 Hình 3-1 (a) Cấu trúc cảm biến SAW cho chất lỏng (b) Sóng SAW lan truyền qua chất lỏng 27 Hình 3-2 Cấu trúc cảm biến R-SAW 29 Hình 3-3 Thông số thiết kế kênh kích thước giếng chất lỏng 30 Hình 3-4 Lựa chọn không gian mô chiều 32 Hình 3-5- Thêm môi trường vật lý 33 Hình 3-6 – Lựa chọn kiểu tính toán 34 Hình 3-7 Các thông số vận tốc 34 Hình 3-8 Xây dựng khối hình học cho mô hình 35 Hình 3-9 Cài đặt vật liệu cho mô hình 35 Hình 3-10 Cài đặt tính chất vật lý 36 Hình 3-11 Chuẩn bị tính toán 37 Hình 4-1 Dịch chuyển toàn phần hai kênh 38 10 Hình 4-2 (a) Vị trí điểm X, Y (b) Đồ thị biểu diễn độ dịch chuyển điểm chọn 39 Hình 4-3 Độ dịch chuyển điểm kênh 40 Hình 4-4 Độ dịch chuyển điểm sau giếng chất lỏng ứng với loại chất lỏng khác 41 Hình 4-5 Hiệu điện thu điện cực hai kênh, kênh có nước 42 Hình 4-6 Hiệu điện thu điện cực hai kênh, kênh có nước trộn với glycerol 43 Hình 4-7 Hiệu điện thu điện cực hai kênh, kênh có Brom 44 Hình 4-8 Độ dịch chuyển điểm đứng sau giếng chất lỏng 45 Hình 4-9 Độ dịch chuyển theo trục Z điểm đứng sau giếng chất lỏng 46 Hình 4-10 Đáp ứng tần số tần số trung tâm: (a) Độ khuếc đại (b) Độ dịch pha 47 Hình 4-11 Độ suy hao cảm biến SAW với mức khối lượng riêng khác chất lỏng: 1, 3, 6, 12 g/cm3 48 Hình 4-12 Trễ thời gian kênh cảm biến có giếng chất lỏng so với kênh tham chiếu thay đổi theo khối lượng riêng chất lỏng từ đến 13 g/cm3 49 Hình 4-13 Độ dịch chuyển theo trục Z điểm khảo sát cảm biến với vận tốc dòng chảy khác 50 Hình 4-14 Độ suy hao đế AlN thay đổi vận tốc dòng chảy 51 42 Hình 4-5 Hiệu điện thu điện cực hai kênh, kênh có nước Hiệu điện thu điện cực IDT trường hợp biểu diễn theo thời gian hình 4-5, 4-6, 4-7 43 Hình 4-6 Hiệu điện thu điện cực hai kênh, kênh có nước trộn với glycerol 44 Hình 4-7 Hiệu điện thu điện cực hai kênh, kênh có Brom Để xác định giá trị trễ điện áp đầu ra, phương pháp ước lượng thời gian trễ (TDE) thường sử dụng phương sai chéo [17] Nó chuẩn hóa gốc tự động hiệp phương sai dựa ước tính thời gian trễ mà hàm tương quan chéo (CCF) ước tính đạt giá trị tối đa [18] Vì vậy, so với kênh 1, chậm trễ thời gian 0,09 ns tính toán kênh chứa nước; 1,08 ns cho kênh chứa nước trộn với glycerol W / G; kênh chứa brôm 2,16 ns So sánh hiệu điện lối độ dịch chuyển kênh chứa nước nước trộn lẫn glycerol, ta thấy sóng R-SAW bị ảnh hưởng bới độ nhớt chất lỏng mật độ nước nước trộn lẫn glycerol Vì độ nhớt chất lỏng bỏ qua phương trình truyền sóng Trái lại, sóng R-SAW bị ảnh hưởng nhiều mật độ chất lỏng 45 4.3 Độ dịch chuyển điểm bề mặt cảm biến Hình 4-8 Độ dịch chuyển điểm đứng sau giếng chất lỏng 46 Hình 4-9 Độ dịch chuyển theo trục Z điểm đứng sau giếng chất lỏng Tiếp tục tiến hành mô hình hóa hệ thống cảm biến Hệ thống mô thời gian 200 na-nô giây, bước nhảy giữ nguyên 0,09 na-nô giây Hình 4-8 mô tả lại đồ thị biểu diễn độ dịch chuyển điểm chọn kênh tương ứng, kênh chọn làm tham chiếu giếng chất lỏng, kênh lại cho loại chất lỏng với mật độ khác chảy qua Hình 4-9 biểu diễn dịch chuyển điểm tương tự xét trục Z vuông góc với bề mặt cảm biến Lúc này, coi sóng bề mặt chất lỏng sóng Rayleigh thay đổi qua độ dày cảm biến liên quan đến thay đổi đế Khi sóng SAW tương tác với chất lỏng, tạo thay đổi áp suất bề mặt tiếp xúc hai vật liệu Vì thế, tương tác hai vật liệu theo trục Z lý dẫn đến suy giảm lượng sóng truyền bề mặt Tuy nhiên, với giếng có đường kính 10 µm đến 40µm, hệ thống cảm biến phát thay đổi nhỏ Hình 4-10 cho thấy biên độ tỷ lệ tần số trung tâm kênh tham chiếu cao chuyển pha thấp Trong phạm vi thay đổi mật độ chất lỏng từ g/cm3 đến 12 g/cm3, tỷ lệ biên độ lớn thu 22,9 mật độ g/cm3 độ dịch pha lớn 1,3 mật độ g/cm3 47 Hình 4-10 Đáp ứng tần số tần số trung tâm: (a) Độ khuếc đại (b) Độ dịch pha 48 Để so sánh dễ hơn, đồ thị biểu diễn suy hao hai kênh cảm biến SAW hình 4-11 Kết phụ thuộc vào khối lượng riêng chất lỏng giếng Điểm cực đại tương ứng với khối lượng riêng chất lỏng 3,12 g/cm3 Trong điểm cực tiểu tương ứng với khối lượng riêng chất lỏng g/cm3 Hình 4-12 khác trễ thời gian bắt đầu xuất với dòng chất lỏng có khối lượng riêng g/cm3 Hình 4-11 Độ suy hao cảm biến SAW với mức khối lượng riêng khác chất lỏng: 1, 3, 6, 12 g/cm3 49 Hình 4-12 Trễ thời gian kênh cảm biến có giếng chất lỏng so với kênh tham chiếu thay đổi theo khối lượng riêng chất lỏng từ đến 13 g/cm3 50 4.4 Cảm biến với chất lỏng có vận tốc dòng chảy khác Khi chất lỏng di chuyển qua giếng, phân tán lượng khiến sóng Rayleigh bị suy hao Vận tốc dòng chất lỏng tăng lên, lượng sóng truyền qua Điều thể hình 4-13 Hình 4-14 cho thấy biểu đồ thể suy hao sóng bề mặt khối cảm biến phụ thuộc vào vận tốc dòng chất lỏng chảy giếng Độ suy hao đồng biến với vận tốc dòng chất lỏng Vận tốc dòng chất lỏng tăng, độ suy hao lớn Hình 4-13 Độ dịch chuyển theo trục Z điểm khảo sát cảm biến với vận tốc dòng chảy khác 51 Hình 4-14 Độ suy hao đế AlN thay đổi vận tốc dòng chảy Trong thời gian tới, mô hình mô với tính hiệu cao hơn, độ xác cải thiện, giảm nhiễu sai số giúp việc nghiên cứu phân tích số liệu trở nên thuận lợi hơn, góp phần tìm hiểu kỹ lưỡng cảm biến SAW 52 Chương KẾT LUẬN Luận văn trình bày kết tác giả thu trình nghiên cứu thiết kế hoạt động hệ thống cảm biến đầu phun mực Thông qua việc tích hợp cảm biến vào đầu phun mực, tính chất thông số chất lỏng đo đạc Những thông số hữu ích giúp tạo hệ thống điều khiển kín đầu phun mực, từ trình tạo giọt mực phản hồi sau giọt mực tạo để điều chỉnh lại cho giọt mực Một vài phương án cảm biến đưa ra, phương án sử dụng Sóng đàn hồi bề mặt Rayleigh (Rayleigh Surface Acoustic Waves) mang lại kết tích cực Mô hình mô cảm biến dùng Sóng đàn hồi bề mặt Rayleigh xây dựng để khảo sát hoạt động cảm biến dùng Sóng đàn hồi bề mặt Rayleigh với chất lỏng Các kết thu cảm biến dùng Sóng đàn hồi bề mặt Rayleigh với chất lỏng tác động đầu vào kích thích từ dòng điện xoay chiều đặc điểm dòng chất lỏng nằm hai lối vào – cảm biến Nghiên cứu đóng góp ý nghĩa to lớn cho việc thiết kế sản xuất cảm biến dùng Sóng đàn hồi bề mặt Rayleigh thực tế 53 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN  Thu-Hang Bui, Dat Nguyen Tien, Tung Bui Duc, and Trinh Chu Duc, “3-D Finite Element Modeling of SAW sensing system for liquids” , The 2012 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics July 11-14, 2012, Kaohsiung, Taiwan  Tung Bui Duc, Thu-Hang Bui, Dat Nguyen Tien, and Trinh Chu Duc, “R-SAW Analysis on Single-Crystal AlN Substrate for Liquid Sensors”, The second International Conference on Engineering Mechanics and Automation (ICEMA2) Hanoi, August 16-17, 2012  Bui Thu Hang, Bui Duc Tung, Nguyen Tien Dat, Chu Duc Trinh, “Attenuation Coefficient for Surface Acoustic Waves in Fluid Region” , Vietnam Journal of Mechanics, VAST, Vol 34, No (2012), pp – 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J Kondoh, Y Okiyama, S Mikuni and Y Matsui, “Development of SH-SAW sensing system for liquid”, IEEE, 1-4244-0647-1, 2007 [2] D S Ballantine, R M White, S J Martin, A J Ricco and E T Zellers, “Acoustic wave sensors”, Academic Press, 1997 [3] M I Rocha-Gaso, C March-Iborra, A Montoya-Baides and A Armau-Vices, “Surface generated acoustic wave biosensors for the detection of pathogens: A review”, Sensors 2009, 9, 5740-5769 [4] S Shiokawa, Y Matsui and T Moriizumi, “Experimental study on liquid streaming by SAW”, Jpn J Appl Phys.28, Suppl 28-1, 126-128, 1989 [5] J J Campell and W R Jones, “A method for estimating optimal crystal cuts and propagation directions for excitation of piezoelectric substrate waves”, IEEE Trans on Sonics and Ultrasonics, vol SU-15, No 4, 1968 [6] S Shiokawa, Y Matsui and T Ueda, “Liquid streaming and droplet formation caused by leaky Rayleigh waves”, IEEE Ultrasonics Symposium – 643, 1989 [7] N G Suraji, “Progation of plate acoustic waves in contact with fluid medium”, Master dissertation, Faculty of the Graduate School, Marquette University, 2009 [8] Y Jiashi, “An introduction to the theory of piezoelectricity”, Dept Engineering Mechanics, University of Nebraska-Lincoln, USA, eBook ISBN: 0-387-23546-9, http://www.springeronline.com, 2005 [9] S Shikawa and J Kondo, “Surface acoustic wave sensor for liquid-phase application”, IEEE Ultrasonics Symposium–445, 0-7803-5722, 1999 [10] W Richard Smith, H M Gerard, J H Collins and T M Reeder, “Analysis of Interdigital surface acoustic wave transducers by use of an equivalent circuit model”, IEEE Tran on Microwave theory and Techniques, vol MIT-17, No 11, 1969 [11] J G Gualtiei, J A Kosinski and A Ballato, “Piezoelectric materials for acoustic wave applications”, IEEE Tran on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency control, vol 41, No 1, 1994 [12] K K Wong, “Lithium Niobate”, No 28, INSPEC, 2002 [13] G Bu, D Ciplys and M S Shur, “Leaky surface acoustic waves in single-crystal AlN substrate”, International Journal of High Speed Electronics and Systems, Vol 14, No 3837-846, 2004 [14] J.C Andle and J.F Vetelino, “Acoustic Wave Biosensors”, Proceedings IEEE Ultrasonics Symposium, pp 451-460, 1995 [15] B E Poling, J M Prausnitz and J P O’connell, “The properties of gases and liquids”, McGRAW-HILL, DOI: 10.1036/0070116822 55 [16] J W Gardner, et al, “Microsensors MEMS and Smart Devices”, 307-325, John Wiley & sons, Inc New York, 2002 [17] J Semmlow, “Signals and systems for bioengineers”, Elsevier Inc ISBN: 9780-12-384982-3, http://www.elsevierdirect.com, 2nd Edition, 2012 [18] K Shin and J K Hammond, “Fundamentals of signal processing for sound and vibration engineers”, John Wiley & Sons Ltd, ISBN-13 978-0470-51188-6, 2008 [19] COMSOL Multiphysics Reference Guide, Ver 3.5a, 2008 [20] COMSOL Multiphysics Matlab interface Guide, Ver 3.5a, 2008 [21] J.-T Yeh, “A VOF-FEM Coupled Inkjet Simulation,” Proc ASME FEDSM’01, New Orleans, Louisiana, 2001 [22] E Olsson and G Kreiss, “A Conservative Level Set Method for Two Phase Flow,” J Comput Phys., vol 210, pp 225–246, 2005 [23] P Yue, J Feng, C Liu and J Shen, “A Diffuse-Interface Method for Simulating Two-Phase Flows of Complex Fluids,” J Fluid Mech., vol 515, pp 293–317, 2004 56 PHỤ LỤC Hằng số vật liệu áp điện Lithium Niobate lớp 3m đối xứng mô phỏng:  C11   C12 C C =  13  C14      e   e22  e  31 C12 C13 C14 C22 C13 -C14 C13 C33 0 -C14 C44 0 0 C44 0 C14 0 e15 e22 e15 e31 e33 0        C14  (C11 - C12 ) /  e22     Trong C11 = 20.3×1010 Nm-2, C33 = 24.5 ×1010 Nm-2, C44 = 6.0×1010 Nm-2, C12 = 5.3×1010 Nm-2, C13 = 7.5×1010 Nm-2, C14 = 0.9×1010 Nm-2, e15 = 3.7 Cm-2, e22 = 2.5 Cm-2, e31 = 0.2 Cm-2, e33 = 1.3 Cm-2, ε11 = 44, ε33 = 29, and ρ = 4600 Kgm-3 [...]... nhòe và đè lên nhau Kết quả là chất lượng in rất tốt, đặc biệt là trên giấy tráng hoặc bóng 2.2 Hai loại cảm biến dùng trong đo tính chất dòng chất lỏng Để thực hiện đo đạc và cảm nhận các tính chất của dòng chất lỏng như vận tốc dòng chảy, độ nhớt, mật độ của chất lỏng, hai cấu trúc cảm biến được đề xuất hứa hẹn đem lại những kết quả khả quan 2.2.1 Cảm biến điện trở Cảm biến điện trở được xây dựng trên... thanh cảm biến bị uốn cong sang trái, hiệu điện thế V CH giảm xuống nhỏ hơn không Chính sự tác động của dòng chảy chất lỏng đã dẫn đến sự thay đổi hiệu điện thế VCH, bằng việc đo hiệu điện thế này, ta có thể chỉ ra được đáp ứng của điện thế VCH với dòng chảy của chất lỏng, bao gồm vận tốc dòng chảy, độ nhớt, mật độ của chất lỏng đó 25 2.2.2 Cảm biến dùng sóng bề mặt Phương pháp này sử dụng cảm biến. .. là mật độ chất lỏng và cf là hệ số đàn hồi của chất lỏng Độ nhớt chất lỏng được bỏ qua trong phương trình (3.1) Trong phương trình (3.2) biểu diễn các dạng sóng bề mặt phụ thuộc vào mật độ chất lỏng Do đó, với các vật liệu khác nhau, biên độ và pha của sóng rò rỉ được thay đổi 3.3 Cấu trúc cảm biến 3.3.1 Thiết kế cám biến R-SAW 29 Hình 3-2 Cấu trúc của cảm biến R-SAW Hệ thống cảm biến chất lỏng R-SAW... Trong Luận văn này, Tác giả tập trung vào vòi phun của đầu phun mực, nhằm đo vận tốc của giọt chất lỏng Bằng việc đo đạc vận tốc này, một quy trình điều khiển vận tốc của giọt chất lỏng được hình thành, góp phần tạo ra những giọt chất 16 lỏng theo ý muốn Cấu trúc của hệ thống cảm biến được giới thiệu trong các chương kế tiếp sau đây 17 Chương 2 DÒNG CHẢY KÍCH THƯỚC NHỎ VÀ CÁC LOẠI CẢM BIẾN 2.1 Dòng chảy. .. tính chất dòng chất lỏng tại vòi phun Đầu vào của cảm biến này là dòng điện xoay chiều, tạo ra dao động trên bề mặt vật liệu áp điện Dao động này tạo ra làn sóng và truyền các biến dạng đến đầu ra Bởi vì các biến dạng ở đầu ra, điện thế được tái sinh và đo đạc Từ điện áp này, chúng tôi biết các tính chất của dòng chảy chất lỏng như vận tốc, khối lượng… Hình 2-8 Cấu trúc đầu phun mực có gắn cảm biến. .. dòng chất lỏng, như đo vận tốc dòng chảy, đo mật độ dòng chất lỏng, đo độ nhớt của chất lỏng v.v… Các mô hình mô phỏng về cảm biến dòng chất lỏng cho phép việc nghiên cứu trở nên dễ dàng, an toàn, thuận tiện hơn, tiết kiệm thời gian nghiên cứu, đồng thời giúp hạn chế việc phải sản xuất thực tế sản phẩm qua từng gian đoạn nghiên cứu Các kết quả mô phỏng được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế, cấu tạo cảm. .. HÌNH CẢM BIẾN SÓNG BỀ MẶT Qua quá trình phân tích hai loại cảm biến trên, tác giả nhận định cảm biến thiết kế dùng sóng bề mặt cho kết quả khả quan Vì vậy tác giả quyết định đi sâu vào cấu trúc và tính chất của loại cảm biến này 3.1 Sóng bề mặt Rayleigh Trong những năm gần đây, các thiết bị sóng âm thanh được sử dụng rộng rãi như cộng hưởng, các bộ lọc, thiết bị truyền động và đặc biệt là cảm biến. .. truyền Lithium Niobate Một lỗ giếng được xuyên qua trung tâm của kênh 2 Chất lỏng mẫu lấp đầy giếng này Các kênh được xây dựng để các cảm biến đồng thời có thể đo các tính chất điện và cơ khí thay đổi của các chất lỏng mẫu Các mật độ của chất lỏng mẫu thu được từ việc chuyển đổi giai đoạn khác biệt giữa các kênh tham chiếu và các kênh cảm biến và biên độ của cả hai kênh được phát hiện 30 3.3.2 Vật liệu... của chất lỏng bằng các thiết bị sóng Rayleigh khi chất lỏng được đưa vào vật liệu áp điện Tuy nhiên, một trong những lợi thế của các thiết bị này là sóng Rayleigh có thể dễ dàng tỏa ra một làn sóng dọc trong liên hệ giữa chất nền áp điện và chất lỏng Chuyện chế độ này có thể được sử dụng để tạo và phát hiện các sóng dọc dưới nước 3.2 Nguyên lý của sóng Rayleigh Hình 3-1 (a) Cấu trúc cảm biến SAW cho chất. .. hưởng, các bộ lọc, thiết bị truyền động và đặc biệt là cảm biến Có một số loại cảm biến sóng âm phụ thuộc vào độ rung, chế độ sóng và các đối tượng cảm nhận Dựa trên cơ chế phát hiện nhiễu loạn cơ khí và điện, hệ thống cảm biến hiện tại cảm nhận mật độ, độ nhớt, độ dẫn điện và hằng số điện môi của chất lỏng [1] Do đó, loại cảm biến này có tiềm năng được sử dụng trong các lĩnh vực như quân sự, ô tô, công ... hiệu độ xác phép đo đạc tính chất, đặc tính dòng chất lỏng, đo vận tốc dòng chảy, đo mật độ dòng chất lỏng, đo độ nhớt chất lỏng v.v… Các mô hình mô cảm biến dòng chất lỏng cho phép việc nghiên... Kết chất lượng in tốt, đặc biệt giấy tráng bóng 2.2 Hai loại cảm biến dùng đo tính chất dòng chất lỏng Để thực đo đạc cảm nhận tính chất dòng chất lỏng vận tốc dòng chảy, độ nhớt, mật độ chất lỏng, ... chảy chất lỏng, bao gồm vận tốc dòng chảy, độ nhớt, mật độ chất lỏng 25 2.2.2 Cảm biến dùng sóng bề mặt Phương pháp sử dụng cảm biến SAW để xác định tính chất dòng chất lỏng vòi phun Đầu vào cảm