MEMS Tryksensor

1. Hvad er MEMS tryksensor

Tryksensor er en enhed, der almindeligvis anvendes i industriel praksis, normalt sammensat af trykfølsomme elementer (elastiske følsomme elementer, forskydningsfølsomme elementer) og signalbehandlingsenheder, arbejdsprincippet er normalt baseret på ændringen af ​​trykfølsomme materialer eller tryk forårsaget af deformation, den kan mærke tryksignalet og kan konvertere tryksignalet til et tilgængeligt elektrisk udgangssignal i henhold til visse love. Til nøjagtig måling, kontrol og overvågning med høj præcision, korrosionsbestandighed og kompakt konstruktion, velegnet til en række barske miljøer.

MEMS tryksensorer, det fulde navn: Mikroelektromekanisk systemtryksensor, integrerer banebrydende mikroelektronikteknologi og præcisionsmikrobearbejdningsteknologi. Gennem kombinationen af ​​mikromekanisk struktur og elektronisk kredsløb bruges chippen lavet af traditionelle halvledermaterialer såsom monokrystallinske siliciumwafers som hoveddelen til at måle tryk ved at detektere fysisk deformation eller ladningsakkumulering. Det konverteres derefter til elektriske signaler til behandling for at realisere følsom overvågning og nøjagtig konvertering af trykændringer. Dens kernefordel ligger i dets miniaturiseringsdesign, som giver MEMS tryksensorer overlegen ydeevne med hensyn til nøjagtighed, størrelse, responshastighed og energiforbrug.

2. Karakteristika for MEMS tryksensor

MEMS tryksensorer kan designes og fremstilles ved hjælp af teknologier, der ligner integrerede kredsløb, hvilket muliggør højpræcision og lavpris masseproduktion. Dette åbner døren til lavpris massebrug af MEMS-sensorer til forbrugerelektronik og industrielle proceskontrolprodukter, hvilket gør trykstyring enkel, brugervenlig og intelligent.

Traditionelle mekaniske tryksensorer er baseret på deformation af metalelastomerer under kraft, som konverterer mekanisk elastisk deformation til elektrisk output. Derfor kan de ikke være så små som integrerede kredsløb som MEMS tryksensorer, og deres omkostninger er meget højere end MEMS tryksensorer. Sammenlignet med traditionelle mekaniske sensorer, har MEMS tryksensorer en mindre størrelse, med maksimum ikke over en centimeter. Sammenlignet med traditionel mekanisk fremstillingsteknologi er deres omkostningseffektivitet væsentligt forbedret.

3. Anvendelse af MEMS tryksensor

Bilindustrien:

Bilindustrien er en af ​​de vigtige downstream-applikationer af MEMS-sensorer. Inden for bilindustrien er MEMS-tryksensorer meget brugt i sikkerhedssystemer (såsom trykovervågning af bremsesystemer, trykkontrol af airbags og kollisionsbeskyttelse), emissionskontrol (kontrol og overvågning af motoremissionsgastryk), dækovervågning, motorstyring , og affjedringssystemer på grund af deres miniaturisering, høje præcision og pålidelighed. High-end biler har normalt hundredvis af sensorer, herunder 30-50 MEMS sensorer, hvoraf omkring 10 er MEMS tryksensorer. Disse sensorer kan levere kritiske data til at hjælpe bilproducenter med at optimere motorydelsen, forbedre brændstofeffektiviteten og øge køresikkerheden.

Forbrugerelektronik:

Med udviklingen af ​​applikationer som 3D-navigation, bevægelsesovervågning og sundhedsovervågning bliver anvendelsen af ​​MEMS-tryksensorer i forbrugerelektronik stadig mere almindelig. Tryksensorer i enheder som smartphones, tablets og smartwatches kan bruges til funktioner som barometre, højdemålere og indendørs navigation. Tryksensorerne i smarte bærbare enheder kan også overvåge trænings- og sundhedsindikatorer såsom puls og fysisk aktivitet, hvilket giver mere nøjagtige data. Derudover er MEMS tryksensorer meget udbredt inden for områder som droner og flymodeller, der giver højdeinformation og samarbejder med navigationssystemer for at opnå præcis flyvekontrol.

Medicinsk industri:

I den medicinske industri er MEMS tryksensorer meget udbredt i forskellige medicinske anordninger og detektionssystemer. De kan bruges til blodtryksdetektion, kontrol af ventilatorer og åndedrætsværn, intern trykovervågning og medicinafgivelsessystemer. Disse sensorer giver nøjagtige trykmålinger for at hjælpe medicinske arbejdere med diagnosticering og behandling.

Industriel automation:

Inden for industriel automatisering bruges MEMS-tryksensorer til at overvåge og styre forskellige industrielle processer, og de bruges i vid udstrækning i væske- og gasrørsystemer, niveauovervågning, trykkontrol og flowmåling. Den høje nøjagtighed og pålidelighed af disse sensorer er afgørende for at sikre stabiliteten og sikkerheden af ​​industrielle processer.

Luftfart:

MEMS tryksensorer kan bruges til aerodynamisk ydelsestest af fly og raketter, trykovervågning i høj højde, meteorologisk dataindsamling og lufttrykskontrol af fly og rumbaseret udstyr. Dens miniaturisering og lette egenskaber gør den ideel til rumfartsindustrien til at opfylde de krævende miljøkrav.

4. Markedsstørrelse af MEMS tryksensor

Drevet af udbredt anvendelse i forskellige industrier vokser markedsstørrelsen for MEMS-tryksensorer markant. Yole forudsiger, at den globale MEMS-tryksensormarkedsstørrelse vil vokse fra 1,684 milliarder USD til 2,215 milliarder USD i 2019-2026 med en gennemsnitlig årlig sammensat vækstrate på cirka 5 %; forsendelser steg fra 1,485 milliarder enheder til 2,183 milliarder enheder med en gennemsnitlig årlig sammensat vækstrate på 4,9 %. Med den stigende efterspørgsel efter nøjagtige og pålidelige trykfølende løsninger forventes MEMS-tryksensormarkedet at udvide sig betydeligt i de kommende år, hvilket giver mange muligheder for producenter og leverandører på dette område.