ความสำคัญของเซ็นเซอร์อุณหภูมิสูง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ของประเทศของฉันกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและสาขาแอปพลิเคชันก็ขยายตัวเช่นกัน ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการวัดที่ทันสมัยที่สุดเทคโนโลยีใหม่วัสดุใหม่และกระบวนการใหม่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในด้านเซ็นเซอร์ความดัน

เซ็นเซอร์ความดันเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับสัญญาณความดันและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าตามกฎบางอย่าง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตที่หลากหลายสนามอุตสาหกรรมและอวกาศการบินด้วยการแบ่งเขตการประยุกต์การวัดความดันในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและรุนแรงเช่นบ่อน้ำมันอุณหภูมิสูงและโพรงเครื่องยนต์ต่างๆมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ในขณะที่วัสดุที่ใช้ในเซ็นเซอร์ความดันธรรมดา) ° C) จะล้มเหลวส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการวัดความดัน ดังนั้นเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงจึงกลายเป็นทิศทางการวิจัยที่สำคัญมาก

การจำแนกประเภทของเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูง

ตามวัสดุที่แตกต่างกันเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงสามารถแบ่งออกเป็นเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูง polysilicon (poly-Si) เซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูง SIC (ซิลิคอนในการพัฒนาความดันสูงและซิลิกอน และโอกาสของเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงของซอยนั้นเหมาะมาก ต่อไปนี้ส่วนใหญ่แนะนำเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอย

เซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอย

การพัฒนาของเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอยส่วนใหญ่อาศัยการเพิ่มขึ้นของวัสดุซอยคือซิลิคอนบนฉนวนซึ่งส่วนใหญ่หมายถึงวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นพื้นผิว Si และชั้นอุปกรณ์ชั้นบนสุดของ SI ซิลิคอนและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์นอกจากนี้เนื่องจากลักษณะที่อุณหภูมิสูงของชั้นอุปกรณ์ซอยจึงกลายเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการเตรียมเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูง

ในปัจจุบันเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอยได้รับการพัฒนาในต่างประเทศและอุณหภูมิการทำงานคือ -55 ~ 480 ° C; -55 ~ 500 ° C เซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงที่พัฒนาโดยศูนย์เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ขั้นสูง Goodrich ในสหรัฐอเมริกา; เซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงของซอยที่พัฒนาโดยสถาบัน LETI ของฝรั่งเศสยังมีอุณหภูมิในการทำงานของสถาบันวิจัยมากกว่า 400 ° C.C.Domether กำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงเช่นมหาวิทยาลัย Xi'an Jiaotong มหาวิทยาลัยเทียนจินและมหาวิทยาลัย Peking นอกจากนี้สถาบันวิจัยเทคโนโลยีขั้นสูงของ Fatri ในอนาคตของ Fatri ยังดำเนินงานวิจัยที่เกี่ยวข้องและโครงการปัจจุบันได้เข้าสู่ขั้นตอนการสาธิต

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอย

โดยหลักการแล้วเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอยใช้ผลกระทบ piezoresistive ของซิลิกอนคริสตัลเดี่ยวเมื่อแรงกระทำบนคริสตัลซิลิกอนตาข่ายของผลึกจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนแปลง เพื่อสร้างสะพานข้าวสาลีดังที่แสดงในรูปที่ 2 (a); โพรงด้านหลังแรงดันถูกแกะสลักบนชั้นพื้นผิวซอยเพื่อสร้างโครงสร้างที่ไวต่อแรงดัน

รูปที่ 2 (a) สะพาน Wheatstone

เมื่อโครงสร้างที่ไวต่อแรงดันอยู่ภายใต้แรงดันอากาศความต้านทานของการเปลี่ยนแปลงของ piezoresistor ซึ่งจะทำให้แรงดันเอาท์พุท Vout เปลี่ยนไปและค่าความดันถูกวัดผ่านความสัมพันธ์ระหว่างค่าแรงดันเอาต์พุตและค่าความต้านทานของ piezoresistor

กระบวนการผลิตเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอย

กระบวนการเตรียมความพร้อมของเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอยเกี่ยวข้องกับกระบวนการ MEMS หลายกระบวนการ ขั้นตอนสำคัญบางอย่างได้รับการแนะนำสั้น ๆ ที่นี่เพื่อทำความเข้าใจกระบวนการของเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่รวมถึงการเตรียม Piezoresistor การเตรียมตะกั่วโลหะการเตรียมฟิล์มที่ไวต่อแรงดันและบรรจุภัณฑ์ห้องดันความดัน

กุญแจสำคัญในการเตรียมการของ varistors อยู่ในการควบคุมความเข้มข้นของยาสลบและการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการปั้นการแกะสลักที่ตามมา; ชั้นนำโลหะส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นการเชื่อมต่อของสะพานข้าวสาลี การเตรียมฟิล์มที่ไวต่อแรงดันส่วนใหญ่อาศัยกระบวนการกัดซิลิคอนลึก บรรจุภัณฑ์ของโพรงมักจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการใช้เซ็นเซอร์ความดัน

เนื่องจากเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงในเชิงพาณิชย์ไม่สามารถตอบสนองความต้องการการวัดความดันของสภาพแวดล้อมที่รุนแรงพิเศษเช่นบ่อน้ำมันอุณหภูมิสูงและเครื่องวัดอากาศในอนาคตการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงได้กลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ การวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงของซอยควรมุ่งเน้นไปที่การแก้ปัญหาความมั่นคงในระยะยาวและปัญหาการให้ความร้อนด้วยตนเองของเซ็นเซอร์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอุณหภูมิสูงและปรับปรุงความแม่นยำของเซ็นเซอร์ความดัน ด้าน.

แน่นอนว่าการถือกำเนิดของยุคอัจฉริยะยังต้องใช้เซ็นเซอร์ความดันอุณหภูมิสูงซอยรวมกับเทคโนโลยีสหสาขาวิชาชีพอื่น ๆ เพื่อนำฟังก์ชั่นอัจฉริยะมากขึ้นเช่นการชดเชยตนเองการสอบเทียบด้วยตนเองและการจัดเก็บข้อมูลไปยังเซ็นเซอร์ -