In onlangse jare ontwikkel die sensortegnologie van my land vinnig, en die toepassingsvelde daarvan brei ook uit. As die mees volwasse tipe moderne metingstegnologie, kom nuwe tegnologieë, nuwe materiale en nuwe prosesse voortdurend op die gebied van druksensors.
'N Druksensor is 'n toestel wat gebruik word om drukseine op te spoor en dit volgens sekere reëls in elektriese seine om te skakel. Dit word wyd gebruik in verskillende produksie-, industriële en lugvaartvelde. Met die onderverdeling van toepassingsvelde, drukmeting in hoë temperatuur en harde omgewings soos hoë temperatuurolie-putte en verskillende enjinholtes word meer en meer belangrik, terwyl die materiale wat in gewone druksensors gebruik word, 'n sekere temperatuur van die werking van die werkstemperatuur is. ° C) sal misluk, wat lei tot drukmetingversaking. Daarom word die hoë temperatuurdruksensor 'n baie belangrike navorsingsrigting.
Klassifikasie van hoë temperatuurdruksensors
Volgens die verskillende materiale wat gebruik word, kan hoë-temperatuur druksensors verdeel word in polisilikon (poly-Si) hoë temperatuur druksensors, SIC-hoë-temperatuur druksensors, SOI (silikon op isolator) hoë-temperatuur druksensors, SOS (silikon op die sapphire) Silicon-Sapphire Pressure Sensors, optiese vesel Hoogtemperatuur Sensor Sensor. Navorsingstatus en vooruitsigte van SOI-druksensors met 'n hoë temperatuur is baie ideaal. Die volgende stel hoofsaaklik die SOI -hoë temperatuurdruksensor bekend.
SOI hoë temperatuur druksensor
Die ontwikkeling van soi-hoë-temperatuurdruksensors is hoofsaaklik afhanklik van die opkoms van SOI-materiale. en verbeter die betroubaarheid van die apparaat. Benewens, as gevolg van die hoë temperatuur-eienskappe van die SOI-toestellaag, word dit 'n ideale materiaal vir die voorbereiding van druksensors met 'n hoë temperatuur.
Op die oomblik is SOI -hoë -temperatuurdruksensors in die buiteland suksesvol ontwikkel, en die werkstemperatuur is -55 ~ 480 ° C; die -55 ~ 500 ° C SOI -hoë -temperatuur druksensor ontwikkel deur die Goodrich Advanced Sensor Technology Centre in die Verenigde State; Die SOI-hoë-temperatuur-druksensor wat deur die Franse Leti-instituut ontwikkel is, het ook 'n werkstemperatuur van meer as 400 ° C. Doverhurn-navorsingsinstellings doen ook aktief navorsing oor die SOI-hoë-temperatuur-druksensors, soos die Xi'an Jiaotong Universiteit, die Tianjin Universiteit en Peking University. Daarbenewens is die FATRI Future Advanced Technology Research Institute of FATRI ook verwante navorsingswerk, en die huidige projek het die demonstrasiefase betree.
Werkbeginsel van SOI hoë temperatuurdruksensor
In beginsel gebruik die SOI -hoë temperatuurdruksensor hoofsaaklik die piëzoresistiewe effek van enkelkristal silikon. As 'n krag op die silikonkristal optree, word die rooster van die kristal vervorm, wat weer lei tot 'n verandering in die mobiliteit van die draers, wat lei tot 'n verandering in die weerstand van die silikon -kristal. laag om 'n koringsteenbrug te vorm soos getoon in Figuur 2 (a); 'N Drukterugholte word op die SOI -substraatlaag geëtste om 'n drukgevoelige struktuur te vorm.
Figuur 2 (a) Wheatsteenbrug
Wanneer die drukgevoelige struktuur aan lugdruk onderwerp word, verander die weerstand van die piëzoresistor, wat weer veroorsaak dat die uitsetspanning verander, en die drukwaarde word gemeet deur die verband tussen die uitsetspanningwaarde en die weerstandswaarde van die piëzoreistor.
Vervaardigingsproses van soi hoë temperatuur druksensor
Die voorbereidingsproses van SOI-hoë-temperatuurdruksensor behels veelvuldige MEMS-prosesse. Hier word 'n paar belangrike stappe bekendgestel om die proses van die sensor te verstaan, hoofsaaklik insluitend piëzoresistor-voorbereiding, metaalvoorbereiding, drukgevoelige filmvoorbereiding en drukkamerverpakking.
Die sleutel tot die voorbereiding van varistors lê in die beheer van die dopingkonsentrasie en die optimalisering van die daaropvolgende etsvormingsproses; Die metaal loodlaag dien hoofsaaklik as die verbinding van die koringsteenbrug; Die voorbereiding van die drukgevoelige film berus hoofsaaklik op die diep silikon -etsproses; Die verpakking van die holte wissel gewoonlik afhangende van die toepassing van die druksensor,
Aangesien die huidige gekommersialiseerde druksensors met 'n hoë temperatuur nie goed kan voldoen aan die drukmetingsvereistes van spesiale harde omgewings soos hoë-temperatuur-olieputte en aero-enjins nie, het toekomstige navorsing oor hoë-temperatuur druksensors onvermydelik geword. Deur die spesiale struktuur en hoë-temperatuur-eienskappe, het SOI-materiale ideale materiale geword vir hoë-temperatuurdruksensors. Toekomstige navorsing oor SOI-druksensors met 'n hoë temperatuur moet fokus op die oplossing van die langtermynstabiliteit en selfverhittingsprobleme van sensors in harde omgewings met 'n hoë temperatuur en die verbetering van die akkuraatheid van druksensors. aspek.
Natuurlik vereis die koms van die intelligente era ook SOI-hoë-temperatuur-druksensors gekombineer met ander multidissiplinêre tegnologieë om meer intelligente funksies soos selfkompensasie, selfkalibrasie en inligtingsberging op die sensor te bring, om die missie van die waarneming van ingewikkelde omgewingsdruk beter te voltooi. .
Postyd: MAR-03-2023