Особливості проектування теплових сенсорів потоку біомедичного призначення

Автор(и)

  • С.В. Павлов Вінницький національний технічний університет
  • Вальдемар Вуйцік Люблінський технологічний університет
  • Р.Л. Голяка Національний університет «Львівська Політехніка»
  • Р.Л. Голяка Національний університет «Львівська Політехніка»
  • Н.В. Тітова Національний університет «Одеська політехніка
  • Л.Є. Никифорова Національний університет біоресурсів та природокористування України
  • О.Д. Азаров Вінницький національний технічний університет
  • М.Ф. Терещенко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • В.В. Холін ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси
  • М.Ф. Богомолов Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • О.С. Комарова Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського

DOI:

https://doi.org/10.31649/1681-7893-2022-44-2-66-81

Ключові слова:

теплові сенсори потоку, сигнальні перетворювачі, інтегральна електроніка для біомедичної електроніки

Анотація

Показано, що теплові сенсори потоку характеризуються високою конструктивно-технологічною сумісністю з  апаратурою біомедичного призначення і, порівняно з іншими типами сенсорів потоку, в найбільш повні мірі  відповідають вимогам до цієї апаратури. Розроблені сигнальні перетворювачі у повній мірі відповідають вимогам до сучасної апаратури біомедичного призначення та енергоекономної низьковольтної електроніки (однополярне  3В живлення), забезпечують незначний тепловий вплив на середовище потоку та реалізуються на новітній елементній базі – високопрецизійних CMOS rail-to-rail операційних підсилювачах, двонаправлених мультиплексорах типу ADG, мікроконвертерах типу ADuC, потужних D-MOS HEX FET транзисторах тощо.

Біографії авторів

С.В. Павлов, Вінницький національний технічний університет

д.т.н., професор кафедри біомедичної інженерії та оптико-електронних систем, Вінницький національний технічний університет

Вальдемар Вуйцік, Люблінський технологічний університет

д.т.н., професор, директор Інституту електроніки та інформаційних технологій, Люблінський технологічний університет, Почесний професор ВНТУ, ВНМУ ім. М. Пирогова

Р.Л. Голяка, Національний університет «Львівська Політехніка»

д.т.н., професор кафедри електронних пристроїв інформаційно-комп’ютерних технологій, Національний університет «Львівська Політехніка»

Р.Л. Голяка, Національний університет «Львівська Політехніка»

д.т.н., професор кафедри електронних пристроїв інформаційно-комп’ютерних технологій, Національний університет «Львівська Політехніка»

Н.В. Тітова, Національний університет «Одеська політехніка

д.т.н., професор, завідувачка кафедри біомедичної інженерії, Національний університет «Одеська політехніка»

Л.Є. Никифорова, Національний університет біоресурсів та природокористування України

д.т.н., професор кафедри автоматики та робототехнічних систем ім. академіка І.І. Мартиненка, Національний університет біоресурсів та природокористування України

О.Д. Азаров, Вінницький національний технічний університет

Заслужений працівник освіти України, д.т.н., професор, завідувач кафедри обчислювальної техніки, Вінницький національний технічний університет

М.Ф. Терещенко, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

к.т.н., доцент кафедри виробництва, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

В.В. Холін, ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

к.т.н., директор ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

М.Ф. Богомолов, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

к.т.н., доцент кафедри біомедичної інженерії, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського

О.С. Комарова , Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського

аспірант, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", науковий співробітник ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

Посилання

Highly linear Microelectronic Sensors Signal Converters Based on Push-Pull Amplifier Circuits / edited by Waldemar Wojcik and Sergii Pavlov, Monograph, (2022) NR 181, Lublin, Comitet Inzynierii Srodowiska PAN, 283 Pages. ISBN 978-83-63714-80-2.

E. L. Upp, Paul J. LaNasa. Fluid flow measurement: a practical guide to accurate flow measurement. – Gulf Professional Publishing. 2002. – 264 p.

B.W. van Oudheusden. Silicon thermal flow sensors // Sensors and Actuators A: Phys. – 1992. № 30. – PP. 5–26.

M. Ashauer, H. Glosch, F. Hedrich, N. Hey, H. Sandmaier, W. Lang. Thermal flow sensor for liquids and gases based on combinations of two principles // Sensors and Actuators A. – 1999. Vol. 73. – PP. 7-13.

F. Jiang, Y.-C. Tai, C.-M. Ho, R. Karan, M. Garstenauer. Theoretical and experimental studies of micromachined hot-wire anemometers // International Electron Devices Meeting (IEDM), San Francisco, December 11–14. – 1994. PP. 139-142.

J.J. van Baar, R.W. Wiegerink, T.S.J. Lammerink, G.J.M. Krijnen, M. Elwenspoek. Micromachined structures for the thermal measurements of fluid and flow parameters // J. Micromech. Microeng. – 2001. – № 11. – PP. 311–318.

Ellis Menga, Po-Ying Li, Yu-Chong Tai. A biocompatible Parylene thermal flow sensing array // Sensors and Actuators A. – 2008. № 144. –PP. 18–28.

J. Desing Lindgren. Sensor communication technology towards ambient intelligence // Measurement Science and Technology. – 2005. – Vol. 16. – PP. 37-46.

S. Dusad, S.N. Diggavi., Al-Dhahir N., Calderbank A.R. Diversity Embedded Codes: Theory and Practice // IEEE Journal of selected topics in signal processing. – 2008. – Vol. 2. № 2.– PP. 202-219.

S. Naffziger. Microprocessors of the future: Commodity or engine growth? // Solid-State Circuits Magazine, IEEE. – 2009. – Vol. 1. № 1.– PP. 76-82.

Intelligent instrumentation products. The Handbook of Personal Computer. Instrumentation for Data Acquisition. Test. Measurement and Control. – Burr-Brown Corp. and Intelligent Instrumentation Inc, 1989.

John Brignell, Neil While. Intelligent Sensor System. – Institute of Physics Publishing Bristol and Philadelphia. IOP Publishing. 1996.

J. Lunze. Notion of the state in systems theory and artificial intelligence // Intelligent Systems Engineering. 1994. – Vol. 3. № 4.– PP. 201-210.

Fei-Yue Wang. Intelligent Systems in a Connected World // Intelligent Systems Engineering. 2009. – Vol. 24. № 1.– PP. 2-4.

Xiao Fan Wang, Guanrong Chen. Complex networks: small-world, scale-free and beyond // Circuits and Systems Magazine, IEEE. – 2003. – Vol. 3. № 1.– PP. 6- 20.

B. Ayazifar. Can we make signals and systems intelligible, interesting, and relevant? // Circuits and Systems Magazine, IEEE. – 2009. – Vol. 9, № 1.– PP. 16- 18.

Collins Luke. Cut the cord // Electronics. – 2007. – Vol. 5. № 6.– PP. 42-46.

E.Y. Song, Kang Lee. Understanding IEEE 1451-Networked smart transducer interface standard - What is a smart transducer//Instrumentation & Measurement Magazine, IEEE.– 2008.– Vol.11. № 2. – PP. 11-17.

Sevenhans Jan, Craninckx Jan. Europe's Analog Design Experts Convened at 16th AACD Workshop // Solid-State Circuits Newsletter, IEEE. – 2007. – Vol. 12. № 3. – P.30.

Nauta Bram. Analog IC Design at the University of Twente // Solid-State Circuits Newsletter, IEEE. – 2007. – Vol. 12. № 1. – PP. 5-10.

Gang Liu, Haldi P., Tsu-Jae King Liu, Niknejad A.M. Fully Integrated CMOS Power Amplifier With Efficiency Enhancement at Power Back-Off // Journal of Solid-State Circuits, IEEE. – 2008. – Vol. 43. № 3. – PP.600-609.

L. Ferreira, T. Pimenta, R. Moreno. CMOS implementation of precise sample-and-hold circuit with self-correction of the offset voltage // Circuits, Devices and Systems, IEE Proceedings. – 2005. – Vol. 152. № 5. – PP. 451- 455.

Lu Chih-Wen A Rail-To-Rail Class-AB Amplifier With an Offset Cancellation for LCD Drivers // Journal of Solid-State Circuits, IEEE. – 2009. – Vol. 44. № 2.– PP. 525-537.

R. Rashidzadeh, R. Muscedere, M. Ahmadi, W. C Miller. A Delay Generation Technique for Narrow Time Interval Measurement // Instrumentation and Measurement, IEEE. – 2009. – Vol. 58. № 7. – PP. 2245-2252.

B.R. Lin, C.L. Huang. Analysis and implementation of a novel soft-switching pulse-width modulation converter // Power Electronics, IET. – 2009. – Vol. 2. № 1.– PP. 90-101.

Zero-Drift Single-Supply Rail-to-Rail Input/Output Operational Amplifier AD8551/52/54. Data sheet. [Electronic resource]: www.analog.com.

General-Purpose CMOS Rail-to-Rail Amplifiers AD8541/42/44. Data sheet. [Electronic resource]: www.analog.com.

Sensors of electromagnetic radiation for biotechnical research / G.S. Tymchyk, V.I. Skytsyuk, M.A Weintraub, T.R. Klochko - K.: MP Lesya, 2004. - 64 p.

Applied laser medicine // H. Bermen, H. Muller. - M: Interexper, 1997.

Z.Yu. Gotra, R.L. Holyaka, S.S. Kulenko, V.E. Erashok. Controller of the temperature regime of thermo-anemometric flow sensors // Elektronika i svyaz. – 2009. – No. 2-3. - P.22-27.

Z.Yu. Gotra, R.L. Holyaka, S.V. Pavlov, S.S. Kulenko. Principles of electrothermal modeling of electronic circuits with dynamic self-heating of elements // Electronics. Bulletin of the Lviv Polytechnic National University. - 2009. - No. 646. - P.57-65. Z.Yu. Gotra, R.L. Holyaka, S.V. Pavlov, S.S. Kulenko. Microelectronic thermal flow sensors in biomedical research // Measuring and computing technology in technological processes. – 2008. – No. 2. – P. 122 – 128.

Z.Yu. Gotra, R.L. Holyaka, S.V. Pavlov, S.S. Kulenko, O.V. Manus Differential thermometer with high resolution // Technology and construction in electronic equipment. - 2009. - No. 6 (84). - P. 19 - 23.З.Ю.

Information Technology in Medical Diagnostics //Waldemar Wójcik, Andrzej Smolarz, July 11, 2017 by CRC Press - 210 Pages.

Mohamed Gad-el-Hak. Flow Control: Passive, Active, and Reactive Flow Management. – Cambridge University Press. 2000. – 421 p.

W. Wójcik, S. Pavlov, M. Kalimoldayev. Information Technology in Medical Diagnostics II. London: (2019). Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book. – 336 Pages.

Highly linear Microelectronic Sensors Signal Converters Based on Push-Pull Amplifier Circuits / edited by Waldemar Wojcik and Sergii Pavlov, Monograph, (2022) NR 181, Lublin, Comitet Inzynierii Srodowiska PAN, 283 Pages. ISBN 978-83-63714-80-2.

Analog microcircuit technology of measuring and sensor devices / [ed. Z. Gotry, R. Holyaka]. — Lviv: Ed. State University "Lviv Polytechnic", 1999. — 364 p.

Sergii Pavlov, Oleg Avrunin, Oleksandr Hrushko and etc. System of three-dimensional human face images formation for plastic and reconstructive medicine // Teaching and subjects on bio-medical engineering Approaches and experiences from the BIOART-project Peter Arras and David Luengo (Eds.), 2021, Corresponding authors, Peter Arras and David Luengo. Printed by Acco cv, Leuven (Belgium). - 22 P. ISBN: 978-94-641-4245-7.

Vasyl V. Kukharchuk, Sergii V. Pavlov, Volodymyr S. Holodiuk, Valery E. Kryvonosov, Krzysztof Skorupski, Assel Mussabekova, and Gaini Karnakova. 2022. "Information Conversion in Measuring Channels with Optoelectronic Sensors" Sensors 22, no. 1: 271. https://doi.org/10.3390/s22010271

O.G. Avrunin, Y.V. Nosova, S.V. Pavlov, N.O Shushliapina, and etc. Research Active Posterior Rhinomanometry Tomography Method for Nasal Breathing Determining Violations. Sensors 2021, 21, 8508. doi: https://doi.org/10.3390/s21248508, https://www.mdpi.com/1424-8220/21/24/8508.

O.G. Avrunin, Y.V. Nosova, S.V. Pavlov, and etc. Possibilities of Automated Diagnostics of Odontogenic Sinusitis According to the Computer Tomography Data. Sensors 2021, 21, 1198. https://doi.org/10.3390/ s21041198.

Vasyl V. Kukharchuk, Sergii V. Pavlov, Samoil Sh. Katsyv, and etc. “Transient analysis in 1st order electrical circuits in violation of commutation laws”, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 97 NR 9/2021, p. 26-29, doi: https://doi.org/10.15199/48.2021.09.05.

Sensors of electric magnetic radiation for bioengineering research / G. S. Tymchyk; V. I. Skytsiuk, M. A. Waintraub, T. R. Klochko. – K. : S.E. Lesia, 2004. – 64 p.

O. V. Osadchuk Microelectronic frequency converters on the base of the transistor structures with negative resistance / O. V. Osadchuk. – Vinnytsia: UNIVERSUM- Vinnytsia, 2000. – 303 p.

ADuC824. MicroConverter, Dual-channel 16-/24-Bit ADCs with Embedded FLASH MCU.. Analog Devices, Inc. [Electronic resource]: http://www.analog.com.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 24

Опубліковано

2023-01-20

Як цитувати

[1]
С. . Павлов, «Особливості проектування теплових сенсорів потоку біомедичного призначення», Опт-ел. інф-енерг. техн., вип. 44, вип. 2, с. 66–81, Січ 2023.

Номер

Розділ

Біомедичні оптико-електронні системи та прилади

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають