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为开发更小、更轻、更便于携带的医疗电子产品,从而节省病房空间并方便医务人员使用,设计人员正面临着一系列的挑战。例如,尺寸更小的传感器可以轻松地集成到空间有限的输液泵中。由于尺寸小和功耗低,输液泵的便携性得以进一步提升,有助于提升病人的生活便利性。某些情况下,小型化设计会考虑将一些诊断功能内置于网络化的医疗器械中,以远程监控病人的治疗与护理情况。因此就需要选用集多种检测功能于单一封装内的传感器产品。此举可为医疗器械制造厂商减小设备体积或提高设备功能性创造可能性。
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而以列理工的这项技术恰恰具有这些特质,其秘诀在于他们在传感器顶部铺制了一层5-8纳米的颗粒。这层颗粒由金纳米粒子和其外围一层叫做“配体”的连接分子构成。Haick解释道,它们的结构就像以金纳米粒子或其他金属粒子作为花蕊,而将“配体”作为花瓣一样。研究小组发现,当你把这些颗粒铺在一层PET基质上时——其合成后的产物在折叠时将发生导电性的变化(折叠或弯曲使得一些纳米颗粒靠近,从而加快电子在它们之间的传递)。这一属性意味着传感器可以检测较大范围的压力。
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传感器按照其制造工艺分类:集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。
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由于材料科学的发展,一系列无机非金属材料被用来制造传感器,因为它们的一些性质,例如耐高温性、抗腐蚀能力、耐磨损等,对传感器具有实用价值。传感器选用陶瓷材料是因为陶瓷材料具有下述性质:相对而言,通过控制它的成分和烧结条件等手段,陶瓷的微观结构比较容易调节。微观结构对陶瓷的特性都有重大影响,包括它们的电学、磁性、光学、热学和机械性能。由于陶瓷材料的耐高温和抗恶劣环境影响能力很强,所以常常将它们用于高温环境下的处理过程。