شبیه‏سازی و طراحی افزاره میکرو‏الکترومکانیکی تحریک شونده با امواج صوتی سطحی برای سیستم تحویل دارو

یکی از مهمترین اجزای سیستم‏های تحویل دارو ، میکرو‏پمپ‏ها هستند. از آنجا که این افزاره برای دارو‏رسانی هدفمند به عضو آسیب دیده در بدن کاشت می‏شود، باید منبع انرژی مورد نیاز خود را به همراه داشته باشد. یکی از روش‏های تأمین انرژی افزاره قابل کاشت، استفاده از سیستم‏هایی با زیرلایه پیزو‏الکتریک می‏باشد که امکان تحریک این سیستم‏ها را بصورت بی‏سیم فراهم می‏کند. در این پایان‏نامه، یک افزاره میکرو‏الکترومکانیکی تحریک شونده با همبسته‏کننده موج صوتی سطحی مطالعه و طراحی می شود. به این منظور تأثیر دو نوع زیرلایه لیتیوم‏نیوبیت و کوارتز در اندازه ولتاژ تحریک، نسبت سیگنال به نویز، تلفات جایگذاری، پهنای‏باند و قسمت‏های حقیقی و موهومی ادمیتانس افزاره مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج محاسبات تحلیلی و شبیه‏سازی عددی افزاره نشان داد که با استفاده از کوارتز می‏توان ولتاژ تحریک بیشتری داشت. این پارامتر برای ماده لیتیوم‏نیوبیت 8/5 ولت و برای ماده کوارتز 5/7 ولت بدست آمد. همچنین پهنای‏باند محاسبه شده برای لیتیوم‏نیوبیت 160 مگاهرتز و برای کوارتز 156 مگاهرتز می‏باشد که پهنای باند با استفاده از کوارتز باریک‏تر است و افزاره را برای انجام تحریک بصورت ایمن مناسب‏تر می‏نماید. با توجه به نتایج بدست آمده نسبت سیگنال به نویز مستقل از نوع ماده پیزو‏الکتریک می‏باشد که برای هر دو ماده استفاده شده 52/26 دسیبل محاسبه گردید. با توجه به اهمیت تلفات جایگذاری در انتقال توان حداکثر، کوارتز بعنوان ماده مناسب‏تر در کاهش تلفات جایگذاری پیشنهاد گردید. تلفات محاسبه شده با استفاده از لیتیوم‏نیوبیت 1/2 دسیبل می‏باشد در حالیکه این مقدار برای کوارتز 9/1 دسیبل بدست آمد. نتایج محاسبات تحلیلی و شبیه سازی عددی عملکرد مناسب افزاره طراحی شده را در تحریک ‏دیافراگم رسانای میکرو‏پمپ نشان می دهد. نمونه طراحی شده در کار حاضر نسبت به نمونه‏های گزارش شده قبلی جابجایی دیافراگم بیشتری داشته، در عین حال که تغذیه مناسب نیز برای عملکرد افزاره تنها از سیگنال ورودی کنترل کننده تأمین می‏شود.