One-Side-Electrode-Type Fluidic Sensing Mechanism Inspired from Fish Cupula - Mat Nawi, Mohd Norzaidi (2015)
Penambahbaikan reka bentuk penderia berasaskan silikon direalisasikan dengan teknik fabrikasi kompleks yang mungkin mengurangkan keteguhan dan kebolehpercayaan penderia. Selain itu, kebanyakan penderia aliran semasa hanya mampu mengukur aliran dalam satu arah dan memerlukan lebih daripada satu penderia untuk meningkatkan keupayaan terutamanya untuk penderiaan pelbagai arah. Masalah-masalah ini boleh ditambah baik dengan menggunakan sistem bendalir untuk pengukuran aliran bawah air yang diinspirasikan daripada mekanisma kupula pada badan ikan. Kupula menjadi pengantara daya-daya seretan dalam suasana sekeliling dan memindahkan pergerakan kepada sel-sel rambut untuk mendorong isyarat sel saraf. Reka bentuk penderia aliran yang dicadangkan dalam kajian ini terdiri daripada elektrod-satu-sisi dan membran berbentuk kubah yang diintegrasi dengan saluran mikro. Apabila aliran mengenai membran, ia memberikan pesongan dan menganjak elektrolit di dalam saluran mikro. Elektrod, melalui lapisan penebat mengesan pergerakan elektrolit dan memberi perubahan dalam kemuatan. Dalam peringkat reka bentuk, simulasi telah dimulakan dengan memilih tiga jenis struktur termasuk bentuk segi empat tepat dan silinder sel rambut dan juga bentuk kubah. Struktur kubah didapati lebih sesuai untuk penderiaan pelbagai arah kerana struktur simetri yang membenarkan daya seretan yang tetap dari arah yang berbeza. Parameter membran berbentuk kubah seperti dimensi dan bahan-bahan telah diubah dan disimulasi. Disebabkan oleh mekanisma penderiaan baru, penderia tekanan yang mempunyai membran rata telah difabrikasi sebagai ujian awal. Kedua-dua membran berbentuk kubah dan membran rata telah difabrikasi menggunakan proses litografi lembut. Kemudian, penderia tekanan berasaskan bendalir telah dicirikan berdasarkan kesan getaran dan suhu. Ujian kebolehpercayaan penderia tekanan untuk getaran dan suhu telah menunjukkan ralat pengukuran penderia ialah 3% oleh getaran lebih 25 Hz pada pecutan ± 2G dan 4%, untuk julat suhu daripada 10 hingga 50oC. Untuk pencirian penderia aliran berasaskan bendalir, frekuensi operasi dan masa tindak balas masing-masing adalah 1.2 kHz dan 0.35 s. Penderia ini dapat mengukur kadar aliran serendah 10 cm/s di dalam air, dengan resolusi 5 cm/s. Ujian berarahan menunjukkan bahawa penderia itu mampu untuk mengesan aliran dalam pelbagai arah dan sudut yang berbeza, di samping dapat mengesan objek bergerak pada jarak dekat.