MEMS Tlakový senzor

1. Co je snímač tlaku MEMS

Tlakový senzor je zařízení běžně používané v průmyslové praxi, obvykle složené z tlakově citlivých prvků (elastické citlivé prvky, prvky citlivé na posun) a jednotek pro zpracování signálu, princip činnosti je obvykle založen na změně tlakově citlivých materiálů nebo tlaku způsobeného deformací, může cítit tlakový signál a může převést tlakový signál na dostupný výstupní elektrický signál podle určitých zákonů. Pro přesné měření, řízení a monitorování, s vysokou přesností, odolností proti korozi a kompaktní konstrukcí, vhodné pro různá drsná prostředí.

MEMS tlakové senzory, celý název: Mikroelektrický mechanický systémový tlakový senzor, integrují špičkovou mikroelektronickou technologii a technologii přesného mikroobrábění. Díky kombinaci mikromechanické struktury a elektronického obvodu se čip vyrobený z tradičních polovodičových materiálů, jako jsou monokrystalické křemíkové destičky, používá jako hlavní část pro měření tlaku detekcí fyzické deformace nebo akumulace náboje. Poté se převede na elektrické signály pro zpracování, aby bylo možné realizovat citlivé monitorování a přesnou konverzi změn tlaku. Jeho hlavní výhoda spočívá v miniaturizovaném designu, který poskytuje tlakovým senzorům MEMS vynikající výkon, pokud jde o přesnost, velikost, rychlost odezvy a spotřebu energie.

2. Charakteristika snímače tlaku MEMS

Tlakové senzory MEMS lze navrhovat a vyrábět pomocí technologií podobných integrovaným obvodům, což umožňuje vysoce přesnou a nízkonákladovou hromadnou výrobu. To otevírá dveře k levnému hromadnému použití senzorů MEMS pro spotřební elektroniku a produkty pro řízení průmyslových procesů, díky čemuž je regulace tlaku jednoduchá, uživatelsky přívětivá a inteligentní.

Tradiční mechanické tlakové senzory jsou založeny na deformaci kovových elastomerů působením síly, která převádí mechanickou elastickou deformaci na elektrický výstup. Nemohou být proto tak malé jako integrované obvody jako tlakové senzory MEMS a jejich cena je mnohem vyšší než u tlakových senzorů MEMS. Tlakové senzory MEMS mají ve srovnání s tradičními mechanickými senzory menší velikost, přičemž maximum nepřesahuje jeden centimetr. V porovnání s tradiční technologií mechanické výroby se výrazně zlepšila jejich nákladová efektivita.

3. Aplikace tlakového senzoru MEMS

Automobilový průmysl:

Automobilový průmysl je jednou z důležitých následných aplikací MEMS senzorů. V automobilovém průmyslu jsou tlakové senzory MEMS široce používány v bezpečnostních systémech (jako je monitorování tlaku v brzdových systémech, kontrola tlaku airbagů a ochrana proti kolizi), kontrole emisí (kontrola a monitorování tlaku emisních plynů motoru), monitorování pneumatik, řízení motoru a závěsné systémy díky jejich miniaturizaci, vysoké přesnosti a spolehlivosti. Auta vyšší třídy mají obvykle stovky senzorů, včetně 30–50 senzorů MEMS, z nichž asi 10 jsou tlakové senzory MEMS. Tyto senzory mohou poskytnout kritická data, která pomohou výrobcům automobilů optimalizovat výkon motoru, zlepšit spotřebu paliva a zvýšit bezpečnost jízdy.

Spotřební elektronika:

S rozvojem aplikací, jako je 3D navigace, sledování pohybu a sledování zdraví, je použití tlakových senzorů MEMS ve spotřební elektronice stále běžnější. Tlakové senzory v zařízeních, jako jsou chytré telefony, tablety a chytré hodinky, lze použít pro funkce, jako jsou barometry, výškoměry a vnitřní navigace. Tlakové senzory v chytrých nositelných zařízeních mohou také monitorovat ukazatele cvičení a zdraví, jako je srdeční frekvence a fyzická aktivita, a poskytovat tak přesnější údaje. Kromě toho jsou tlakové senzory MEMS široce používány v oblastech, jako jsou drony a modely letadel, poskytují informace o nadmořské výšce a spolupracují s navigačními systémy pro dosažení přesné kontroly letu.

Lékařský průmysl:

V lékařském průmyslu jsou tlakové senzory MEMS široce používány v různých lékařských zařízeních a detekčních systémech. Mohou být použity pro detekci krevního tlaku, ovládání ventilátorů a respirátorů, monitorování vnitřního tlaku a systémy podávání léků. Tyto senzory poskytují přesná měření tlaku a pomáhají lékařům při diagnostice a léčbě.

Průmyslová automatizace:

V oblasti průmyslové automatizace se tlakové senzory MEMS používají k monitorování a řízení různých průmyslových procesů a jsou široce používány v potrubních systémech kapalin a plynů, monitorování hladiny, řízení tlaku a měření průtoku. Vysoká přesnost a spolehlivost těchto senzorů je nezbytná pro zajištění stability a bezpečnosti průmyslových procesů.

Letectví:

Tlakové senzory MEMS lze použít pro testování aerodynamického výkonu letadel a raket, monitorování tlaku ve velkých výškách, sběr meteorologických dat a kontrolu tlaku vzduchu letadel a kosmických zařízení. Díky své miniaturizaci a nízké hmotnosti je ideální pro letecký průmysl, aby splnil náročné požadavky na životní prostředí.

4. Velikost trhu snímače tlaku MEMS

Díky širokému přijetí v různých průmyslových odvětvích velikost trhu tlakových senzorů MEMS výrazně roste. Yole předpovídá, že velikost globálního trhu tlakových senzorů MEMS vzroste v letech 2019–2026 z 1,684 miliardy USD na 2,215 miliardy USD s průměrným ročním tempem růstu směsi přibližně 5 %; dodávky vzrostly z 1,485 miliardy kusů na 2,183 miliardy kusů, s průměrným ročním tempem růstu složeného produktu 4,9 %. Se zvyšující se poptávkou po přesných a spolehlivých řešeních pro snímání tlaku se očekává, že se trh tlakových senzorů MEMS v nadcházejících letech výrazně rozšíří a poskytne výrobcům a dodavatelům v této oblasti mnoho příležitostí.