● 摘要
近年来随着技术和社会的发展,环境污染问题不断升级,人类生存环境持续恶化,人们对衣食住行质量的关注度及自身健康的关注意识越来越强,因此操作简单、携带方便、价格便宜的智能医疗检测设备的出现成为人们关注的焦点。目前,将基于电润湿原理的数字微流控技术与光检测技术相结合的生化检测技术是最为理想的实现手段。
本文首先对电润湿原理进行相关研究,完成Lippmann-Young定理的推导,并介绍了数字微流控技术中的四项进本操作。然后根据项目中使用的数字微流控芯片,完成驱动电路的需求分析。通过电路仿真证明,传统驱动电路由于功能的限制,不能满足芯片的实验需求。因此,针对项目中数字微流控芯片驱动与控制方式的特殊性,设计并实现了具有128通道输出的驱动电路,达到了各个通道单独控制的目的。电路由单一5V直流电源供电,128通道输出电压幅值为0~200V,频率为10~1000Hz的方波,电压幅值和频率均可调节,并且电压精度为0.5V。最后,根据所设计的驱动电路,完成数字微流控系统的搭建,经实验证明,该电路满足设计要求,可以完成对液滴的基本操作。
本课题对数字微流控技术中的电润湿原理进行了研究,对比于原有驱动与控制电路方案的不足,提出并完成了具有更佳性能的驱动与控制电路。文中所使用的原理、方法与结论对用于电润湿器件控制与驱动电路的设计具有借鉴意义。
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