اهمیت سنسور درجه حرارت بالا

در سالهای اخیر ، فناوری سنسور کشور من به سرعت در حال توسعه است و زمینه های کاربرد آن نیز در حال گسترش است. به عنوان بالغ ترین نوع فناوری اندازه گیری مدرن ، فن آوری های جدید ، مواد جدید و فرآیندهای جدید دائماً در زمینه سنسورهای فشار ظاهر می شوند.

سنسور فشار وسیله ای است که برای تشخیص سیگنال های فشار و تبدیل آنها به سیگنال های الکتریکی طبق قوانین خاص استفاده می شود. این ماده به طور گسترده ای در زمینه های مختلف تولید ، صنعتی و هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد. با زیربخش زمینه های کاربردی ، اندازه گیری فشار در محیط های با دمای بالا و سخت مانند چاه های روغن با دمای بالا و حفره های مختلف موتور بیشتر و مهمتر می شوند ، در حالی که مواد مورد استفاده در سنسورهای فشار معمولی از درجه حرارت خاصی استفاده می شود (برای مثال ، دمای دمای کار سنسورهای فشار سیلیکون کمتر) ° C) شکست خواهد خورد و در نتیجه خرابی اندازه گیری فشار ایجاد می شود. بنابراین ، سنسور فشار درجه حرارت بالا به یک جهت بسیار مهم تحقیق تبدیل می شود.

طبقه بندی سنسورهای فشار درجه حرارت بالا

با توجه به مواد مختلف مورد استفاده ، سنسورهای فشار درجه حرارت بالا را می توان به سنسورهای فشار با درجه حرارت بالا پلیسیلیکون (پلی SI) ، سنسورهای فشار درجه حرارت بالا ، Soi (سیلیکون روی عایق) ، وضعیت پژوهش با درجه حرارت بالا ، SOS (سیلیکون در یاربایر) رشد و توسعه سیلیسن-سنسورهای فشار عام و عناوین مختلف ، سنسورهای فشار نوری را با درجه حرارت بالا ، و چشم انداز سنسورهای فشار درجه حرارت بالا بسیار ایده آل است. موارد زیر به طور عمده سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI را معرفی می کند.

سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI

توسعه سنسورهای فشار با دمای بالا SOI به طور عمده به ظهور مواد SOI متکی است. SOI سیلیکون در عایق است ، که عمدتاً به مواد نیمه هادی تشکیل شده بین لایه بستر Si و لایه لایه بالای Si با لایه SiO2 به عنوان لایه عایق بندی اشاره دارد. سیلیکون ، و قابلیت اطمینان دستگاه را بهبود می بخشد. علاوه بر این ، به دلیل ویژگی های درجه حرارت بالا در لایه دستگاه SOI ، به یک ماده ایده آل برای تهیه سنسورهای فشار درجه حرارت بالا تبدیل می شود.

در حال حاضر ، سنسورهای فشار درجه حرارت بالا SOI با موفقیت در خارج از کشور توسعه یافته اند ، و دمای کار 480 درجه سانتیگراد -55 درجه سانتیگراد است ؛ سنسور فشار درجه حرارت بالا 500 درجه سانتیگراد SOI که توسط مرکز فناوری سنسور پیشرفته گودریچ در ایالات متحده ساخته شده است. سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI که توسط موسسه فرانسوی Leti ساخته شده است همچنین دارای دمای بیش از 400 درجه سانتیگراد است. موسسات تحقیقاتی نیز به طور فعال در حال انجام تحقیقات در مورد سنسورهای فشار درجه حرارت بالا مانند دانشگاه Xi'an Jiaotong ، دانشگاه Tianjin و دانشگاه Peking هستند. علاوه بر این ، مؤسسه تحقیقاتی پیشرفته فناوری پیشرفته FATRI FATRI همچنین کارهای تحقیقاتی مرتبط را انجام می دهد و پروژه فعلی وارد مرحله تظاهرات شده است.

اصل کار سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI

در اصل ، سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI عمدتاً از اثر پیزوره ای سیلیکون کریستال تک استفاده می کند. هنگامی که یک نیرو بر روی کریستال سیلیکون عمل می کند ، مشبک کریستال تغییر شکل می یابد ، که به نوبه خود منجر به تغییر در تحرک موجود می شود و در نتیجه یک تغییر در مقاومت در برابر Crally Crysteral.fouresistorsistors etChous برای تشکیل یک پل گندم ، همانطور که در شکل 2 (a) نشان داده شده است. حفره فشار فشار بر روی لایه بستر SOI قرار دارد تا یک ساختار حساس به فشار ایجاد شود.

شکل 2 (الف) پل Wheatstone

هنگامی که ساختار حساس به فشار در معرض فشار هوا قرار می گیرد ، مقاومت Piezoresistor تغییر می کند ، که به نوبه خود باعث تغییر VOUT ولتاژ خروجی می شود و مقدار فشار از طریق رابطه بین مقدار ولتاژ خروجی و مقدار مقاومت Piezoresistor اندازه گیری می شود.

فرآیند ساخت سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI

فرآیند آماده سازی سنسور فشار درجه حرارت بالا SOI شامل چندین فرآیند MEMS است. برخی از مراحل کلیدی به طور خلاصه در اینجا برای درک روند سنسور ، عمدتاً از جمله آماده سازی Piezoresistor ، آماده سازی سرب فلزی ، آماده سازی فیلم حساس به فشار و بسته بندی محفظه فشار معرفی شده است.

کلید آماده سازی واریستورها در کنترل غلظت دوپینگ و بهینه سازی فرآیند قالب بندی اچ بعدی است. لایه سرب فلزی عمدتا به عنوان اتصال پل Wheatstone است. تهیه فیلم حساس به فشار عمدتا به فرآیند اچینگ عمیق سیلیکون متکی است. بسته بندی حفره معمولاً بسته به کاربرد سنسور فشار متفاوت است ،

از آنجا که سنسورهای فشار با فشار درجه حرارت بالا فعلی تجاری نمی توانند به خوبی نیازهای اندازه گیری فشار محیط های سخت خاص مانند چاه های روغن با دمای بالا و موتورهای هوایی را برآورده کنند ، تحقیقات آینده در مورد سنسورهای فشار با درجه حرارت بالا اجتناب ناپذیر شده است. به نظر می رسد که به ساختار خاص و خصوصیات درجه حرارت بالا ، مواد SOI برای حسگرهای فشار با درجه حرارت بالا تبدیل شده اند. تحقیقات آینده در مورد سنسورهای فشار با درجه حرارت بالا SOI باید بر حل پایداری طولانی مدت و مشکلات خود گرمایش سنسورها در محیط های خشن درجه حرارت بالا و بهبود دقت سنسورهای فشار متمرکز شود. جنبه

البته ظهور دوران هوشمند همچنین به سنسورهای فشار با درجه حرارت بالا نیاز دارد که با سایر فن آوری های چند رشته ای همراه است تا عملکردهای هوشمندانه تری مانند خود جبران خسارت ، خودآموزی و ذخیره اطلاعات به سنسور را به ارمغان بیاورد ، تا بتوانید رسالت فشار محیط زیست پیچیده را بهتر انجام دهید. بشر