بناء جهاز استشعار قابل للزرع بالمنظار يعمل لاسلكيا لمراقبة الرقم الحموضة مع جهاز استقبال قائم على ثنائي الثنائي صفر التحيز

يظهر البروتوكول تصنيع مستشعر pH اللاسلكي القابل للزرع الذي ينقل البيانات إلى جهاز استقبال سلبي بالكامل ، مما يتيح تسليم البيانات بكفاءة عالية من حيث الطاقة من جهاز قابل للزرع إلى جهاز آخر. يمكن تصنيع المستشعر باليد وبتقنيات متاحة بشكل شائع. بعد ذلك ، يمكن إعادة استخدام طريقة نقل البيانات مباشرة في تطوير أجهزة مختلفة قابلة للزرع.

من المهم فحص مستشعر pH اللاسلكي بدقة بعد كل خطوة. المكونات المستخدمة لتصنيعها صغيرة جدا ودوائر قصيرة أو في غير محله أثناء التصنيع يمكن أن يحدث. في البداية، ضع مستشعر درجة الحموضة ISFET المثبت على PCB على سطح مستو ولحام قسم 15 ملليمتر من كابل الإيثيلين المغلف بالبروبيلين المفلور إلى الأقطاب الكهربائية القابلة لللحام من مستشعر درجة الحموضة دون تلويث الصبغة وPCB بالتدفق.

مزيج ما لا يقل عن اثنين من ملليلتر من الايبوكسي من جزأين لتغليف الأقطاب لحام ومن ثم استخدام الايبوكسي السوداء مبهمة للتفتيش في وقت لاحق. مراقبة سهولة الرؤية لأجزاء الاستشعار المعرضة للبيئة دون الايبوكسي مبهمة. نقل الايبوكسي مختلطة إلى حقنة ملليلتر واحد مع إبرة مسطحة نهاية 0.5 ملليمتر ومعطف منطقة لحام من أجهزة الاستشعار الحموضة مع الايبوكسي، وضمان طلاء كامل المنطقة من أقطاب PCB والأسلاك المكشوفة.

تفقد المنطقة المغلفة تحت المجهر لأي أجزاء معدنية مكشوفة غير مغطاة. بعد تكرار عملية طلاء المعدن غير المصقول، تقليم الأسلاك إلى الطول والزاوية، ثم معطف ينتهي مع لحام لتجنب التمزق. بعد وضع PCB مع مكونات في موقف الجانب الأعلى، وتطبيق لصق لحام لجميع منصات مطلية بالذهب المكشوفة.

بعد ذلك، ضع المكونات السلبية والنشطة باستخدام ملاقط. بعد لحام والتبريد لدرجة حرارة الغرفة، وفحص PCB تحت المجهر للتحقق من وضع المكونات والسراويل القصيرة. البرنامج الثابت لوحدة تحكم صغيرة وإعداد برنامج البرمجة كما هو موضح في النص.

بعد ذلك، قم بتعيين المبرمج لتشغيل الجهاز بجهد 2.5 فولت تقريبا. ثم إزالة لحام الأسلاك الخمسة بعد البرمجة. لحام اثنين من حاملي البطارية إلى الجزء المقابل من PCB.

بعد ذلك ، لحام التجمع استشعار الحموضة إلى المحطات الطرفية من PCB ، ثم إدراج اثنين من بطاريات AG1 في حاملي البطارية. بعد إعداد الايبوكسي، قم بتغليف الجهاز بالجدري كما هو موضح سابقا. دع علاج الايبوكسي في درجة حرارة الغرفة.

إرفاق ربط الأسلاك إلى الجهاز مع قطرة من الايبوكسي علاج سريع. بعد المعالجة في درجة حرارة الغرفة، يمكن تحديد موقع مستشعر درجة الحموضة على الجانب الأيسر السفلي من الجهاز القابل للزرع. لحام المكونات باستخدام بندقية لحام.

لتصنيع جهاز الاستقبال rectenna مرة أخرى أو المضي قدما دون مطابقة المتلقي، استخدم قيم المكونات المقدمة هنا وتخطي تسجيل الرسم البياني سميث S11 في الخطوة التالية. وإلا، لحام موصل SMA إلى PCB. إرفاق إدخال محلل شبكة متجهة إلى موصل SMA.

تسجيل المخطط S11 سميث من rectenna. مراقبة الاستجابة وتسجيل المعاوقة. استخدم برنامج الحاسبة المطابق للمعوقات لتحديد قيم المكونات المطابقة.

لحام مكونات مطابقة المعاوقة وفحص تحت المجهر لدوائر قصيرة ووضع المكونات. بعد القياس مع محلل الطيف مرة أخرى، تأكد من أن نسبة الموجة الدائمة الجهد أقل من ثلاثة بين 300 إلى 500 ميغاهيرتز. وإلا، كرر مع مكونات مطابقة مختلفة.

بعد تنشيط الجهاز بعد 24 ساعة من إدخال البطارية، قم بفحص إخراج المستشعر من خلال مراقبة الإشارة الموضحة في منظار الذبذبة. إعداد محلول حمض الهيدروكلوريك 2٪ و100 ميليمولار محلول عازل من الأس الحموضة أربعة، درجة الحموضة سبعة، وhh 10. غمر الكبسولة في كل كوب وتسجيل ما لا يقل عن ثلاث عينات.

قياس الفترة بين النبض الثاني والثالث. وبعد ملئه في جدول البيانات المقدم، حدد معاملات المعايرة لمستشعر الأس الهيدروجيني باستخدام جدول البيانات. بعد إعداد نموذج بورسين بالمنظار السابق للمعدة وجزء طويل من المريء ، فهم جهاز الاستشعار خارجيا مع مقطع الهيموستاتيكي.

أدخل المنظار مع المستشعر في المقطع بالطريقة القياسية في النموذج. بعد وضع مقطع مع جهاز استشعار قريبة من العضلة العاصرة المريء السفلي، تدوير المنظار ضد جدار المريء، وفتح مقطع ثم دفع نحو جدار المريء. إغلاق والإفراج عن مقطع.

بينما يظل المستشعر متصلا بالجدار المريء في الموقع المطلوب، استخرج المنظار. ضع جهاز الاستقبال في غضون 10 سنتيمترات من جهاز الاستشعار المزروع. حقن 50 ملليلتر من الحلول مع قيم الحموضة المختلفة في المريء ومراقبة التغيرات في استجابة جهاز الاستشعار.

اسحب المنظار بعد كل حقنة واقرأ القيمة في وقت لا يتجاوز 30 ثانية بعد الحقن واستخدم جدول البيانات لحساب رقم الحموضة الذي يقيسه المستشعر. غسل المريء مع 100 ملليلتر من الماء deionized بين حقن المحاليل مع درجة الحموضة المختلفة. عندما تم وضع جهاز استقبال rectenna السلبي على مقربة من جهاز استشعار الحموضة ، لوحظت مسامير جهد واضحة عندما كان الجهاز ينتقل.

أول نبضتين قصيرتين كانتا نبضات تزامن الوقت بين النبض الثاني والثالث يترجم خطيا إلى رقم الحموضة للبيئة التي تعرض لها جهاز الاستشعار. واستنادا إلى معايرة بسيطة من نقطتين مع المخازن المؤقتة من درجة الحموضة أربعة وhh 10، عاد جهاز الاستشعار مستقرة وقابلة للتكرار قراءات قيمة درجة الحموضة.

وكان متوسط الانحراف المعياري للأخطاء 0.25 و 0.30 عند اختباره في الحلول والأكواب وكان 0.31 و 0.36 في نموذج الجسم الحي السابق. تأثير هوائي الهاتف المحمول مع دعوة GSM نشطة كان لها تأثير سلبي طفيف فقط على تلقي البيانات من جهاز الاستشعار كما هو موضح لمدة 20 سنتيمترا، 10 سم، وخمسة سنتيمترات المسافة بين حافة الهاتف والمتلقي. يجب أن يتم تغليف المستشعر وفحصه بشكل صحيح لإطالة عمر الجهاز عند زرعه.

بعد ذلك ، فإن الموضع الصحيح للمقطع الهيموستاتيكي أمر بالغ الأهمية. يمهد هذا البحث الطريق لتطوير شبكات لاسلكية من الأجهزة القابلة للزرع من خلال إنشاء طريقة فعالة في استخدام الطاقة لنقل البيانات خاصة من وجهة نظر المتلقي.