[發(fā)明專利]一種隔振構(gòu)型的單分子電學(xué)測量裝置的設(shè)計(jì)方法

在審

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• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107817384A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪文晶;郭維;師佳;楊揚(yáng);劉俊揚(yáng);鄭玨婷;陳招斌
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G01R27/00
• 分類號: G01R27/00;G01N27/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,張迪

1.一種隔振構(gòu)型的單分子電學(xué)測量裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括以下步驟：

1)在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)幾何模型；

該幾何模型包括屏蔽箱、彈簧、懸掛板、單分子電學(xué)測量裝置；所述彈簧設(shè)置于屏蔽箱的上頂面內(nèi)壁與懸掛板的上表面的四個(gè)頂角之間，使得懸掛板與屏蔽箱的上頂面平行并位于屏蔽箱內(nèi)部；所述單分子電學(xué)測量裝置放置于懸掛板的上表面；

2)添加材料；

對幾何模型填充材料，材料為不銹鋼；

3)劃分網(wǎng)格；

對于幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并且彈簧以及單分子電學(xué)測量裝置與懸掛板的接觸部分的網(wǎng)格密度大于其它位置的網(wǎng)格密度；

4)設(shè)置物理場、邊界條件、參數(shù)；

①選擇COMSOL固體力學(xué)中的多體動(dòng)力學(xué)模塊；

②選擇數(shù)學(xué)模型：其中為漢密爾頓算子：其中

F是變形梯度，S是應(yīng)力張量，f是體積力，ρ是材料密度，u是振動(dòng)位移；

③選用Fixed joint關(guān)節(jié)將屏蔽箱、彈簧、懸掛鋼板和機(jī)械可控裂結(jié)裝置連接起來，并給整個(gè)幾何模型添加一個(gè)重力場；

④選擇屏蔽箱的下底面作為邊界，并設(shè)定邊界的振動(dòng)條件；

⑤在COMSOL中，添加spring-damper選項(xiàng)，設(shè)定不同的彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)；添加mass and moment of inertia選項(xiàng)，設(shè)置不同的質(zhì)量；

5)選擇Time study求解器進(jìn)行計(jì)算，得到屏蔽箱底部、機(jī)械可控裂結(jié)裝置在不同的外界振動(dòng)頻率、方向下發(fā)生的振動(dòng)速度對比關(guān)系；

6)進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的正確性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隔振構(gòu)型的單分子電學(xué)測量裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述單分子電學(xué)測量裝置為機(jī)械可控裂結(jié)裝置，具體包括底座、液池、芯片、壓電陶瓷、步進(jìn)電機(jī)；

所述底座為圓臺體，其上表面放置有液池；液池內(nèi)靠近圓臺體上表面的一側(cè)放置有壓電陶瓷，所述芯片設(shè)置于壓電陶瓷的上方；步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷沿著平行與圓臺體上表面的方向移動(dòng)，從而改變壓電陶瓷對芯片的應(yīng)力，間接地改變芯片中電極對的橫截面積大小或者改變電極對納米級裂縫的間隔大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隔振構(gòu)型的單分子電學(xué)測量裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述屏蔽箱的側(cè)面具有一可開關(guān)的門，將屏蔽箱內(nèi)部與外界連通或隔離。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隔振構(gòu)型的單分子電學(xué)測量裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述屏蔽箱的外壁貼附有吸音材料。