Схемотехнічна реалізація сигнальних перетворювачів теплових сенсорів біомедичного призначення

Автор(и)

  • С.В. Павлов Вінницький національний технічний університет
  • Вальдемар Вуйцік Люблінський технологічний університет, Польща
  • Р.Л. Голяка Національний університет «Львівська політехніка»
  • Ян Лунінь Вінницький національний технічний університет
  • О.Д. Азаров Вінницький національний технічний університет
  • Л.Є. Никифорова Національний університет біоресурсів і природокористування
  • В.Є. Кривоносов Національний університет біоресурсів і природокористування України
  • О.В. Кадук Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1681-7893-2024-47-1-187-197

Ключові слова:

вимірювальні перетворювачі, електротеплове моделювання, самонагрів перетворювачів, біомедичні прилади та системи

Анотація

В статті розглянуто шляхи вирішення проблеми нестабільності ітераційних процесів при аналізі ВАХ вимірювальних перетворювачів з від’ємним диференційним опором, обумовленим самонагрівом цих перетворювачів. Розроблено експрес-метод визначення меж, в яких забезпечується коректний електротепловий DC аналіз.  Запропоновано спосіб синтезу електротеплових моделей терморезистивних, діодних та транзисторних структур первинних перетворювачів теплових сенсорів потоку. На відміну від відомих пакетів схемного моделювання (PSpice чи MicroCAP) запропонований спосіб дозволяє за один цикл DC аналізу отримати ВАХ з врахуванням самонагріву вищевказаних перетворювачів. Розроблений диференційний термометр є універсальним пристроєм вимірювання різниці температур, зокрема для реалізації теплових сенсорів потоку, засобів біохімічного аналізу, теплопровідності тощо, і характеризується роздільною здатністю вимірювання різниці температур – не гірше 0,001°C.

Біографії авторів

С.В. Павлов, Вінницький національний технічний університет

д.т.н., професор кафедри біомедичної інженерії та оптико-електронних систем

Вальдемар Вуйцік, Люблінський технологічний університет, Польща

д.т.н., професор, директор Інституту електроніки та інформаційних технологій Люблінського політехнічного університету.

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

D.Sc., Professor of Electronic Device of Information-Computer Technologies Department

Ян Лунінь, Вінницький національний технічний університет

магістр технічних наук, аспірант кафедри біомедичної інженерії та оптико-електронних систем

О.Д. Азаров, Вінницький національний технічний університет

доктор наук, професор, завідувач кафедри комп'ютерних технологій

Л.Є. Никифорова, Національний університет біоресурсів і природокористування

Доктор технічних наук, професор кафедри автоматики та робототехнічних систем

В.Є. Кривоносов, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор технічних наук, професор

О.В. Кадук, Вінницький національний технічний університет

к.т.н., доцент кафедри обчислювальної техніки

Посилання

Fang Y. and Liou W. W.. Computations of the Flow and Heat Transfer in Microdevices Using DSMC With Implicit Boundary Conditions // J. Heat Transfer. – 2002. – Vol. 124. – P. 338–345.

Liou W.W. and Fang Y.. Implicit Boundary Conditions for Direct Simulation Monte Carlo Method in MEMS Flow Predictions // CMES. – 2000. – Vol. 1, No. 4, – P. 119–128.

Weiping Y., Chong L., Jianhua L., Lingzhi M. and Defang N.. Thermal distribution microfluidic sensor based on silicon // Sensors and Actuators B. – 2005. – Vol. 108. – P. 943–946.

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

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

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

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

Lammerink T. S. T., Tas N. R., Elwenspoek M.,. Fluitman J. H. J. Micro-liquid flow sensor // Sensors and Actuators A. – 1993. – PP. 45-50.

Handford P.M., Bradshaw P.. The pulsed-wire anemometer // Exp. Fluids 7. – 1989. – PP. 125–132.

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

A. Margelov. Honeywell gas flow sensors [Electronic resource] / A. Margelov // Chip News. — 2005. — № 9 (102). — С.56—58. —www.chip-news.ru.

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

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

Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M. 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.

Pavlov Sergii, Avrunin Oleg, Hrushko Oleksandr, 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.

Kukharchuk, Vasyl V., 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

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

Avrunin, O.G.; Nosova, Y.V.; Pavlov, S.V.; 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.

Kukharchuk Vasyl V., Pavlov Sergii V., Katsyv Samoil Sh., 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: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.

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

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 41

Опубліковано

2024-07-19

Як цитувати

[1]
С. . Павлов, «Схемотехнічна реалізація сигнальних перетворювачів теплових сенсорів біомедичного призначення », Опт-ел. інф-енерг. техн., вип. 47, вип. 1, с. 187–197, Лип 2024.

Номер

Розділ

Біомедичні оптико-електронні системи та прилади

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 > >>