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研究生: 葉宏鎮
論文名稱: 微氣味產生器之控制器設計與系統整合
指導教授: 陳榮順
Rongshun Chen
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 虛擬實境微機電迴授控制
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  • 嗅覺虛擬實境近年來備受矚目,尤其在醫療訓練,消防演練和休閒娛樂方面。嗅覺虛擬實境主要依賴氣味產生器釋放氣味,而利用微機電技術所製造的氣味產生器,體積小且具可攜帶性,適合應用於虛擬實境。
    本文針對微機電技術所製作的微氣味產生器:包含蒸發晶片與噴射晶片,設計控制器藉以達到系統的需求,在蒸發晶片部分,在同一個白金薄膜上,同時完成加熱與感測的動作,化簡了製程與晶片設計上的麻煩,並利用脈波訊號來加熱,以CPLD作為控制器,並設計訊號處理電路,完成溫度迴授控制。另外,本文亦針對蒸發晶片的熱擾動現象及實際蒸發情形等,作特性量測。在噴射晶片部分,亦利用CPLD來驅動,完成多點噴射且各點頻率可調變,並設計噴射平台以觀察衛星液珠等的噴射情況,藉此平台來設定操作參數。本文最後整合蒸發晶片與噴射晶片,加入溫度迴授控制來蒸發液珠,觀察液珠蒸發情況,液珠最高可達數百赫茲的噴射頻率,氣味濃度已滿足嗅覺虛擬實境的需求,順利完成微氣味蒸發的控制。


    目錄 摘要 I 誌謝 II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1研究背景與動機 1 1.2文獻回顧 3 1.3本文大綱 4 第二章 微氣味系統架構與工作原理 5 2.1 氣味產生方式 5 2.2.1微氣味系統之架構 5 2.2.2 噴射晶片之驅動原理 9 2.2.3 蒸發晶片之驅動原理 12 第三章 微氣味系統之訊號與電路設計 18 3.1 CPLD與設計軟體之簡介 18 3.1.1 CPLD之簡介 18 3.1.2 CPLD設計軟體之簡介 20 3.1.3 VHDL之簡介 20 3.2 噴射晶片之電路與驅動訊號設計 21 3.3 蒸發晶片之訊號處理電路與模擬結果 24 3.3.1 蒸發晶片之訊號處理電路 24 3.3.2 蒸發晶片電路模擬結果 29 3.4 CPLD訊號處理設計與模擬結果 32 3.4.1 CPLD訊號處理設計 32 3.4.2 CPLD之加熱訊號設計 36 3.5 白金薄膜陣列之溫度迴授控制 39 第四章 實驗架設與結果 40 4.1 噴射晶片之觀測平台 40 4.2 蒸發晶片之特性量測 41 4.2.1蒸發晶片電阻—溫度係數量測 44 4.2.2 蒸發晶片之溫度擾動現象 45 4.2.3 蒸發晶片之加熱能力 52 4.3 液珠蒸發與迴授訊號輸出波形 54 4.4 加入溫度迴授控制之液珠蒸發情形 58 第五章 結論 62 5.1 本文貢獻 62 5.2 未來研究與建議 63 參考文獻 64

    參考文獻
    [1] C. Youngblut, R. E. Johnson, S. H. Nash, R. A. Wienclaw, C. A. Will, “Review of Virtual Enviornment Interface Technology,” IDA Paper P-3186. Chapter 8, pp. 209-216, Mar 1996.
    [2] D. J. Hayes, I. Achiriloaie, D W Taylor, N Comparini, D. B. Wallace, “Digital olfactometer and method for testing olfactory thresholds,” U.S. Patent 6,338,715 Jan 15, 2002.
    [3] L. Laine, “Is Virtual Medicine Becoming, Literally, a Reality,” An MD&DI July 1997 Column.
    [4] M. Zybura, G. A. Eskeland, “Olfaction for Virtual Reality,” Quarter Project, Industrial Engineering 543, University of Washington, 1999.
    [5] D. J. Hayes, C. J. Frederickson, D. B. Wallace, “Devices for presenting airborne materials to the nose,” U.S. Patent 6,325,475 Dec 4, 2001.
    [6] C. J. Frederickson, D. J. Hayes, D. B. Wallace, D. W. Taylor, M. D. Hayes, “Method and apparatus for delivery of fragrances and vapors to the nose,” U.S. Patent 6,390,453 May 21, 2002.
    [7] 何憲龍,“微氣味蒸發與溫度感測晶片之研製”,國立清華大學工程與系統科學系碩士論文,民國九十一年。
    [8] Y. J. Chuang, F. G. Tseng, W. K. Lin, “A Thermal Droplet Generator with Monolithic Photopolymer Nozzle plate,” Technical Digest of The 12th International Conference on Soild-State Sensor, Actuators and Microsystems, pp. 476-479, Jun 2003.
    [9] J. L. Hollis, C. S. Schultz, and W. J. Walsh, “Color Thermal Ink Jet Printer Electronics,” Hewlett-Packard Journal, pp. 51-56, Aug 1988,
    [10] H. J. Hall, “Control and Characterization of Line-Addressable Micromirror Arrays,” Research of Department of The Air Force Air University, Mar 2001.
    [11] 殷孟雲,“噴墨印表機設計原理”,全華科技圖書股份有限公司,民國九十年。
    [12] 江昭皚,“感測電路”,高立圖書有限公司,民國八十六年。
    [13] G. T. A. Kovacs, “Micromachined Transducers Sourcebook,” McGraw-Hill, pp.559-565, 1998.
    [14] T. K. Jun and C. J. Kim, “Valveless Pumping using Traversing Vapor Bubbles in Microchannels”, J. Applied Physics, Vol. 83, No. 11, Jun 1998, pp.5658-5664.
    [15] S. Wu, J. Mai, Y. Zohar, Y.C. Tai, C.M. Ho, ”A Suspended Microchannel with Integrated Temperature Sensors for High-Pressure Flow Studies,” Proceeding of The 11th IEEE International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems, pp. 87-92, Jan 1998.
    [16] 楊賢政,“白金薄膜感測器應用於微流道的現地溫度量測”,淡江大學機械工程學系碩士論文,民國九十九年。
    [17] K. Kawashima, H. Oda, T. Miyajima, “Electrostatic Capacitance-Type Sensor,” U. S. Patent 5,554,973 Sep. 10, 1996.
    [18] 盧毅、賴杰,“VHDL與數位電路設計”,文魁資訊股份有限公司,民國九十一年。
    [19] F. G. Tseng, C. J. Kim, C. M. Ho, “A Novel Microinjector with Virtual Chamber Neck,” Technical Digest of the 11th IEEE International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems, pp. 57-62, Jan 1998.
    [20] 林踐、蔡明龍,“LabVIEW 6.X入門與應用”,台科大圖書,民國九十一年。

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