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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:江宗星
研究生(外文):Chiang Tsung Hsing
論文名稱:壓電式微米氣泡產生器應用於血氧濃度之研究
論文名稱(外文):Application of Piezoelectric Micro Bubble Generator to Pulse Oximetry
指導教授:鄭江河鄭江河引用關係
指導教授(外文):Cheng Chiang Ho
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機械工程研究所碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞: 壓電 微氣泡 微機電系統 微電鑄 微噴嘴
外文關鍵詞:PiezoelectricityMicro BubblemicroelectromechanicalsystemMicro ElectroformingMicro-Ejector
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本研究將以微機電製造技術設計及製作以壓電驅動方式之微氣泡產生器,其主要結構係利用一圓環型厚度極化之壓電材料以及利用微電鑄技術製作鎳噴嘴孔片。因為壓電材料具有體積小、精密度高容易控制且頻率響應快速等特性,利用壓電效應驅動壓電基材使其產生致動力量,在適當設計下,使產生器達到足夠之能量,將氧氣氣體打入血液中並將微氣泡剪斷噴出。藉由微氣泡產生器生成的微細氣泡提升血液中的血氧濃度。
微氣泡產生器之各部零件製作流程將分為兩大類,壓電致動器元件以及微電鑄噴孔片。在實驗方面主要分成兩部分進行,首先以水取代血液探討微氣泡生成方式及對氣泡大小影響的種種因素,其次是將微氣泡產生器實際應用於血液,並探討血氧濃度的變化。
This research focuses on using the microelectromechanicalsystem (MEMS) technology to design and produce a micro bubble generator by piezoelectric actuator. The main structure use a ring shaped piezoelectric ceramic that is coupled a nickel nozzle plate. The piezoelectric plate has the characteristics of small size, high precision, easy control and fast response of frequency. Using the right design and the piezoelectric effect to power the piezoelectric plate will produce the vibration. The vibration contain enough energy to input oxygen gas into blood and trim off the micro bubble and spray them out. Improve the pulse oximetry in the blood by the very small bubble that the microbubble generator produces
Micro bubble generator has two parts: piezoelectricity actuator and micro nickel nozzle plate. The research finishes two parts. First part has stuied the micro bubble producing methods and how the sizes of the bubbles. The next part is about the application of micro bubble generator to the blood actually then research the variation of the pulse oximetry.
第一章 前言
1.1研究背景 2
1.1.1交換系統 3
1.1.2血氧濃度的定義 5
1.1.2現有微氣泡產生器之應用及技術 7
1.2研究動機 11
1.3研究方法 12
1.4本文架構 13
第二章 結構設計
2.1微氣泡產生器主體之設計製作 14
2.1.1最佳化設計 16
2.2壓電致動器之製作方法 18
2.2.1壓電理論 18
2.2.2壓電致動器之製程 20
2.3微電鑄噴嘴片之製作方法 23
2.3.1黃光微影製程 24
2.3.2電鑄製程 26
2.4壓電式微氣泡產生器組裝製作 30
第三章 壓電微致動器模組量測
3.1共振頻率之量測與分析 33
3.1.1未附加水質量之量測與分析 35
3.1.2附加水質量之量測與分析 37
第四章 實驗方法及結果討論
4.1微氣泡觀測系統 39
4.1.1高速CCD 39
4.1.2輔助光源 40
4.2壓電驅動下微米氣泡之生成狀態 42
4.2.1不同組合條件下驅動之氣泡 42
4.3氣泡觀測實驗結果討論 69
4.4含氧量實驗 75
4.4.1血液之取用 76
4.4.2壓電式氣泡產生器對血氧量影響 76
第五章 結論
5.1結論 77
參考文獻 79
參考文獻
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