폴리머 다이아프램 압력센서의 제작과 평가
Fabrication and evaluation of polymer diaphragm pressure sensors
- 주제(키워드) Polydimethylsiloxane (PDMS) , Polyethylene terephthalate (PET) , Strain gauge , Polymeric diaphragm pressure sensor , In-vivo , Bladder pressure
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 최범규
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049518
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
In this study, we demonstrate a simple fabrication of polymeric diaphragm pressure sensors by utilizing a commercial thin-film strain gauge embedded in the diaphragm. Two different polymeric materials, polydimethylsiloxane (PDMS) and polyethylene terephthalate (PET), are employed to show the feasibility of the sensors by comparing the performances, sensitivity, linearity, and device long-term stability. To characterize the fabricated pressure sensors, we design a dynamic pressure characterization system operating in either compressed air or water environments with a programmable temperature control. Experimental results show that the pressure sensitivity of PET pressure sensors is about 2.5 times better than that of PDMS pressure sensors and the pressure sensitivity in water is similar to that in air for both PET and PDMS pressure sensors. Moreover, significant degradation of the output signal of PDMS diaphragm pressure sensors is observed over time in water operating condition. Finally the proposed pressure sensor is verified for biomedical applications by performing in-vivo test monitoring the rabbit bladder pressure.
more초록/요약
본 연구에서는 상용 스트레인 게이지를 두 가지 다른 폴리머 물질과 통합하여 다이어프램 형태의 압력 센서를 제작하고, 제작된 센서의 민감도, 안정성, 분해능을 비교 평가하였다. 또한 제작된 센서를 평가하기 위하여 여러 매질과 온도에서 가압이 가능한 동적 압력 모사 장치를 개발하였다. 실험 결과는 polyethylene terephthalate 다이아프램으로 제작된 센서가 polydimethylsiloxane 다이아프램 센서보다 약 2.5배의 높은 민감도를 나타내었고, 공기와 물 속에서의 민감도 차이는 같은 것으로 나타났다. Polydimethylsiloxane 다이아프램 센서는 물속에서 장시간 작동할 경우 출력신호가 저하 되는 것을 확인하였다. 이렇게 제작되고 평가된 센서는 토끼 방광에 삽입하여 생체 적용 가능성을 시험하였다.
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