Negli ultimi anni, la tecnologia dei sensori del mio paese si sta sviluppando rapidamente e anche i suoi campi di applicazione si stanno espandendo. Come il tipo più maturo di tecnologia di misurazione moderna, nuove tecnologie, nuovi materiali e nuovi processi sono costantemente emergenti nel campo dei sensori di pressione.
Un sensore di pressione è un dispositivo utilizzato per rilevare i segnali di pressione e convertirli in segnali elettrici secondo alcune regole. È ampiamente utilizzato in vari campi di produzione, industriali e aerospaziali. Con la suddivisione dei campi di applicazione, la misurazione della pressione in ambienti ad alta temperatura e duri come pozzi di petrolio ad alta temperatura e varie cavità del motore sono sempre più importanti, mentre i materiali utilizzati nei sensori di pressione ordinari superano una certa temperatura (ad esempio, la temperatura di lavoro di difficoltà di pressione silicone sta diventando inferiori a 120 °. ° C) fallirà, con conseguente fallimento della misurazione della pressione. Pertanto, il sensore di pressione ad alta temperatura diventa una direzione di ricerca molto importante.
Classificazione ad alta temperaturasensori di pressione
Secondo i diversi materiali utilizzati, i sensori di pressione ad alta temperatura possono essere divisi in sensori di pressione ad alta temperatura di polisilicio (poli-Si), sensori di pressione ad alta temperatura SIC, SOI (silicio su isolante) sensori di pressione ad alta temperatura, SOS (SIDUTTI DI SCADUZIONE DI SCAFFAGGIO DEL SIDURO DI SITTURA CHE SIDURO DI SITTURA DI SITTURA ELETTRO DEL SITTURA ELIMI SIBURANTE. Le prospettive di sensori di pressione ad alta temperatura SOI sono molto ideali. Quanto segue introduce principalmente il sensore di pressione ad alta temperatura SOI.
Sensore di pressione ad alta temperatura SOI
Lo sviluppo di sensori di pressione ad alta temperatura SOI si basa principalmente sull'ascesa di materiali SOI.SOI è il silicio sull'isolante, che si riferisce principalmente al materiale a semiconduttore formato tra lo strato di substrato SI e lo strato di sotterranei SI con la strato di substrati con il strato di substrati, elimina il strato di pale silicio e migliora l'affidabilità del dispositivo. In aggiunta, a causa delle caratteristiche ad alta temperatura dello strato di dispositivo SOI, diventa un materiale ideale per preparare sensori di pressione ad alta temperatura.
Allo stato attuale, i sensori di pressione ad alta temperatura SOI sono stati sviluppati con successo all'estero e la temperatura di lavoro è -55 ~ 480 ° C; il sensore di pressione ad alta temperatura SOI SOI SOI sviluppato dal Goodrich Advanced Sensor Technology Center negli Stati Uniti; Il sensore di pressione ad alta temperatura SOI sviluppato dal French Leti Institute ha anche una temperatura di funzionamento di oltre 400 ° C.Ddomestic Research Institutions stanno conducendo attivamente ricerche su sensori di pressione ad alta temperatura SOI, come l'Università di Xi'an Jiaotong, l'Università di Tianjin e l'Università di Pekin. Inoltre, il FATTRI Future Advanced Technology Research Institute di Fatri sta anche svolgendo lavori di ricerca correlati e l'attuale progetto è entrato nella fase dimostrativa.
Principio di lavoro del sensore di pressione ad alta temperatura SOI
In linea di principio, il sensore di pressione ad alta temperatura SOI utilizza principalmente l'effetto piezoresistivo del silicio a cristallo singolo. Quando una forza agisce sul cristallo di silicio, il reticolo del cristallo viene deformato, che a sua volta porta a una modifica della mobilità, con la mobilità dei vettori, con una mandata in modo specifico per la mobilità, la mobilità dei costi di costi, i mobili di così. formare un ponte di Wheatstone come mostrato nella Figura 2 (a); Una cavità posteriore della pressione è incisa sullo strato di substrato SOI per formare una struttura sensibile alla pressione.
Figura 2 (a) ponte di Wheatstone
Quando la struttura sensibile alla pressione è soggetta alla pressione dell'aria, la resistenza del piezoresistor cambia, che a sua volta provoca il cambiamento del VOUT di tensione di uscita e il valore della pressione viene misurato attraverso la relazione tra il valore di tensione di uscita e il valore di resistenza del piezoresistore.
Processo di fabbricazione del sensore di pressione ad alta temperatura SOI
Il processo di preparazione del sensore di pressione ad alta temperatura SOI prevede più processi MEMS. Alcuni passaggi chiave vengono brevemente introdotti qui per comprendere il processo del sensore, principalmente tra cui la preparazione di piezoresistor, la preparazione del piombo metallico, la preparazione del film sensibile alla pressione e l'imballaggio della camera di pressione.
La chiave per la preparazione di varisti sta nel controllo della concentrazione di doping e nell'ottimizzazione del successivo processo di stampaggio di incisione; Lo strato di piombo in metallo funge principalmente da connessione del ponte di Wheatstone; La preparazione del film sensibile alla pressione si basa principalmente sul profondo processo di incisione del silicio; L'imballaggio della cavità di solito varia a seconda dell'applicazione del sensore di pressione,
Poiché gli attuali sensori di pressione ad alta temperatura commercializzati non possono soddisfare i requisiti di misurazione della pressione di ambienti difficili speciali come pozzi petroliferi e aeroporti ad alta temperatura, la ricerca futura su sensori di pressione ad alta temperatura è diventata inevitabile. A causa della sua struttura speciale e delle caratteristiche ad alta temperatura, i materiali SOI sono diventati materiali ideali per i sensori di pressione ad alta temperatura. La ricerca futura sui sensori di pressione ad alta temperatura SOI dovrebbe concentrarsi sulla risoluzione della stabilità a lungo termine e dei problemi di auto-riscaldamento dei sensori in ambienti difficili ad alta temperatura e al miglioramento dell'accuratezza dei sensori di pressione. aspetto.
Naturalmente, l'avvento dell'era intelligente richiede anche sensori di pressione ad alta temperatura SOI combinati con altre tecnologie multidisciplinari per portare al sensore funzioni più intelligenti come l'auto-compensazione, l'auto-calibrazione e la conservazione delle informazioni, in modo da completare meglio la missione di rilevare una complessa pressione ambientale ad alta temperatura. .
Tempo post: MAR-03-2023