در این مقاله، حسگر فشار جمجمه پیزورزیستیو ماشینکاری میکرونی جدید برای فشار بین صفر تا mmHg225 برای بیماران آسیب دیده جمجمه ای از جمله تومور های مغزی، پارکینسون یا صدماتی که در اثر تصادف به جمجمه وارد می شود، تحلیل و طراحی شده است که به روش المان محدود با استفاده از نرم افزار intellisuit شبیه سازی شده است. در حسگر جدید جنس، ابعاد دیافراگم و ساختار پیزورزیستور ها جهت زیست سازگاری، انعطاف پذیری، کوچک سازی، ساخت ساده و افزایش حساسیت تغییر یافته اند. شش دیافراگم با جنس های متفاوت از مواد کامپوزیت و غیر کامپوزیت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اندکه در نتیجه ماده ای کامپوزیت با استحکام کششی بالاتر انتخاب شده است. سپس طراحی برای چهار پیزورزیستور که به صورت پل وتسون بسته شده اند انجام گرفته است که دو عدد از این پیزورزیستورها به صورت طولی و بدون پیچ قرار گرفته اند و دو عدد دیگر به صورت عرضی و دارای یک پیچ هستند تا در مناطق حداکثر تنش قرار گیرند و حساسیتشان افزایش یابد. برای مشاهده تاثیر طول پیزورزیستور ها، شبیه سازی با طول پیزورزیستور های مختلف با ابعاد دیافراگم یکسان انجام شده است و نتایج نشان می دهد ساختار با طول پیزورزیستور µ m300 حساسیت بالاتر (µ v/mmHg1164/206)و کاملا خطی ارائه کرده است که نسبت به کارهای گذشته حساسیت بسیار بالایی دارد. همچنین از دیگر ویژگی های این ساختار آن است که که کلیه مواد مورد استفاده در حسگر زیست سازگارند تا بتوان بدون نگرانی در جمجمه قرارداد.

مقدمه: در این مقاله یک حسگر فشار، قابل نصب روی پوست بدن، براساس تشدیدگرهای پلاسمون سطحی (SPR) مبتنی بر گرافن ارائه شده است. در ساختار پیشنهادی لایه توری گرافنی، روی بستر SiO2، باعث تحریک پلاسمون ها در یک طول موج خاص می شود که نتیجه تغییر در دوره تناوب توری به علت وجود فشار خاصی در بدن است. شبیه سازی ها در دو بخش مکانیکی، با روش FEM، و پلاسمونیکی با روش FDTD، انجام پذیرفته است. تغییرات فشار در بخش مکانیکی، در محدوده صفر تا 300 میلی متر جیوه بوده که در ادامه نیز طول موج متناسب با هر فشار تعیین شده است. به عبارت دیگر با برقرار ارتباط بین نتایج هر بخش، طول موج منحصر به فردی برای هر فشار مشخص شده است. پاسخ سریع، تکرارپذیری، قابلیت توسعه اندازه گیری پارامترها، وسیع بودن محدوده تغییرات فشار، از مزایای این حسگر هستند. روش بررسی: روش بررسی شبیه سازی عددی بوده که روش عددی FDTD برای بخش پلاسمونیک و از روشFEM برای بخش مکانیکی استفاده شده است. از نرم افزارهای Lumericalو MATLAB برای محاسبات پلاسمونیکی (FDTD) و نرم افزار Comsol برای محاسبات فشار (FEM) استفاده شده است. نتایج مربوطه، اعم از پاسخ های طیفی، انعکاس، بازتاب و جذب با کد نویسی محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته اند. یافته ها: در محدوده فشار بدن روی تغییرات بالاتر و پایین تر از حد طبیعی (mmHg 120) جابجایی طول موج تشدید به خوبی مشاهده شده است. این تغییرات برای محدوده طول موجی 9500-700 نانومتر اتفاق می افتد که نتایج به دست آمده بخوبی این موارد را نشان می دهد. با اعمال مشخصات لایه ها، میزان تغییرات از نظر ساختار مکانیک برای محدوده مورد نظر محاسبه شده است. جابجایی مد نظر در مقیاس نانو است که با ایجاد ارتباط میان نتایج ساختار مکانیکی و پلاسمونیکی، طول موج تشدید مختص هر فشار محاسبه شده است. نتیجه گیری: استفاده از حسگرهای پلاسمونیکی فشار بر اساس سازوکار SPR، حساسیت و انتخاب کنند گی بالایی برای تشخیص فشار ارایه می کنند. سهولت در استفاده، سادگی ساختار، برنامه پذیر بودن و قابلیت اندازه گیری دیگر پارامترها از خصوصیات بارز ستفاده از این حسگر است. قرار گرفتن این حسگر بر روی شریان بدن قابلیت کنترل فشار را فراهم می کند، که برای بیمارانی که از نظر فشار تحت مراقبت هستند بسیار کاربردی و مفید است.

در این مقاله طراحی و شبیه سازی سه بعدی (3D) یک حسگر فشار فوتونیک کریستال (PC) ارایه شده است. حسگر فشار پیشنهادی مبتنی بر یک تیغه فوتونیک کریستال دو بعدی از جنس PbMoO4 است. شبیه سازی ها با استفاده از روش المان محدود (FEM) و تفاضل-محدود حوزه-زمان (FDTD)، توسط نرم افزار CST STUDIO SUITE و به صورت سه بعدی انجام شده است. حساسیت حسگر پیشنهادی نسبت به تغییر شکل هندسی و نیز تغییر ضریب شکست ناشی از اعمال فشار محاسبه شده است. بر اساس نتایج شبیه سازی با اعمال یک فشار مشخص، هر دو عامل مورد بررسی باعث کاهش طول موج تشدید طیف عبوری از ساختار می شوند. بین مقدار فشار اعمال شده به ساختار و جا به جایی طول موج تشدید یک رابطه خطی برقرار است. مقدار ضریب کیفیت قله تشدید طیف عبوری و نیز مقدار حساسیت حسگر فشار پیشنهادی به ترتیب عبارتند از 2. 858nm/GPa-و 1040.

در این مقاله یک حسگر فعال مایکروویوی بی سیم با ضریب کیفیت بالا برای اندازه گیری فشار در محیط های سخت ارائه شده است. فرکانس کاری این حسگر 1. 2GHz بوده و ساختار آن از دو بخش قرائتگر و تشدیدکننده SRR تشکیل شده است. در طراحی انجام شده روی تشدیدکننده یک پد متحرک قرار داده شده است که با جابه جایی آن تحت اعمال فشار، فرکانس تشدید SRR تغییر خواهد یافت. این فرکانس، با استفاده از پارامتر پراکندگی تلفات تعبیه از طریق بخش قرائتگر اندازه گیری می گردد. به منظور بهبود قدرت تفکیک، ضریب کیفیت حسگر با استفاده از یک مدار فعال با فیدبک مثبت در بخش قرائتگر افزایش داده شده است. بدین ترتیب ضریب کیفیت حسگر غیرفعال از 91/73 به 3268 در حسگر فعال بهبود یافته است. میزان حساسیت حسگر نیز در هر دو مدل غیرفعال و فعال، 70MHz/mm می باشد. حسگر پیشنهادی با استفاده از نرم افزارهای CST و ADS مورد شبیه سازی و بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله، طراحی و ساخت حسگر فیبرنوری فابری- پرو با لایه ای از مواد پلیمری پلی یورتان، پی وی سی نرم و پی وی سی سخت با ضخامت های یکسان 300 میکرومتر و طول کاواک 1/0 میلی متر برای اندازه گیری فشار گاز معرفی شده و تأثیر این سه ماده پلیمری بر حساسیت حسگری فشار گاز مورد بررسی قرار گرفته است. حسگرهای فوق در دمای ثابت آزمایشگاهی تست شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. برای انجام تست های فشار گاز از دو گاز اکسیژن و نیتروژن در بازه فشاری 10 تا 50 میلی بار استفاده شده است. حسگر با لایه پلی یورتان برای گاز اکسیژن و نیتروژن به ترتیب دارای حساسیت 438/0 و 392/0 نانومتر بر میلی بار، حسگر با لایه پی وی سی نرم برای گاز اکسیژن و نیتروژن به ترتیب دارای حساسیت 311/0 و 224/0 نانومتر بر میلی بار و حسگر با لایه پی وی سی سخت برای گاز اکسیژن و نیتروژن به ترتیب دارای حساسیت 298/0 و 186/0 نانومتر بر میلی بار می باشند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که حسگر ساخته شده با لایه نشانی پلی یورتان حساسیت بیشتری نسبت به حسگرهای ساخته شده برای هر دو گاز دارد.