TRANG THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển hệ thống cảm biến điện dung ứng dụng phát hiện độ nghiêng và vi hạt
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 9.52.02.03
Họ và tên NCS: Trần Thị Thúy Hà
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Bình
Cơ sở đào tạo: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN
Luận án trình bày phần nghiên cứu lý thuyết, mô phỏng, chế tạo, và thiết kế một số cấu trúc cảm biến điện dung nhằm phát hiện độ nghiêng và vi hạt. Đóng góp chính của luận án bao gồm:
1) Thiết kế, mô phỏng, chế tạo và khảo sát hoạt động của cấu trúc cảm biến điện dung phát hiện độ nghiêng kiểu hình trụ sử dụng hỗn hợp điện môi hai pha lỏng/khí. Kích thước của các điện cực cảm biến đã được tối ưu hóa theo hai hướng x và y để cho phạm vi hoạt động là lớn nhất.
Sau khi thực hiện tối ưu kích thước, phạm vi tuyến tính hoạt động theo trục x đạt được là [-700 ÷ +700], độ nhạy của cấu trúc đạt khoảng 12,4 mV/0 và độ phân giải là 0,40; theo trục y đạt được là [-300 ÷ +300]. Độ nhạy của cấu trúc đạt khoảng 34,8 mV/0 và độ phân giải là 0,140.
Thiết kế, mô phỏng, chế tạo và khảo sát hoạt động của cấu trúc cảm biến nghiêng đối xứng hình cầu (sử dụng công nghệ in 3D) hai trục sử dụng hỗn hợp điện môi hai pha lỏng/khí. Phạm vi hoạt động của cấu trúc này đạt được tuyến tính trong khoảng [-700 ÷ +700]. Độ nhạy của cấu trúc đạt khoảng 115 mV/0 và độ phân giải là 0,50.
2) Thiết kế, mô phỏng, chế tạo và khảo sát hoạt động của cấu trúc cảm biến vi sai phát hiện độ dẫn điện bằng cặp tụ không tiếp xúc và thao tác điện di điện môi nhằm phát hiện hạt vi sinh học. Cụ thể trong luận án sử dụng cấu trúc này để phát hiện tế bào ung thư cổ tử cung – tế bào HeLa. Sự thay đổi của điện dung vi sai lên đến 3,4 pF, đủ khả năng để phát hiện sự hiện diện của các tế bào.
CÁC ỨNG DỤNG, KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HOẶC NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU
Với các kết quả đạt được, cấu trúc cảm biến điện dung vi sai áp dụng để phát hiện độ nghiêng cũng như phát hiện vi hạt cho kênh vi lỏng được đề xuất có thể ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, công trình dân sự và quân sự, công nghệ sinh học, y học và chẩn đoán bệnh sớm…
Các mẫu thiết kế của các cấu trúc cảm biến điện dung nhận được từ luận án sẽ là các công cụ hỗ trợ hiệu quả cho những nghiên cứu tiếp theo, cho việc thiết kế, xây dựng các cấu trúc cảm biến có phạm vi tuyến tính rộng và độ nhạy cao. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu này có thể tiếp tục hoàn thiện để đưa các cảm biến điện dung vi sai vào một số ứng dụng cụ thể như trong các hệ tự động cân bằng, hệ thống đo nghiêng, và các bộ phát hiện vi hạt dùng trong các xét nghiệm y sinh học.
