MEMS nyomásérzékelő

1. Mi az a MEMS nyomásérzékelő

Nyomásérzékelő az ipari gyakorlatban általánosan használt eszköz, amely általában nyomásérzékeny elemekből (rugalmas érzékeny elemek, elmozdulásra érzékeny elemek) és jelfeldolgozó egységekből áll, működési elve általában a nyomásérzékeny anyagok változásán vagy deformáció okozta nyomáson alapul, érzékeli a nyomásjelet, és bizonyos törvények szerint képes átalakítani a nyomásjelet elérhető elektromos kimeneti jellé. Pontos méréshez, vezérléshez és felügyelethez, nagy pontossággal, korrózióállósággal és kompakt felépítéssel, alkalmas különféle durva környezetekre.

MEMS nyomásérzékelők, teljes név: Microelectro mechanikus rendszer nyomásérzékelő, integrálják a legmodernebb mikroelektronikai technológiát és a precíziós mikromegmunkálási technológiát. A mikromechanikus szerkezet és az elektronikus áramkör kombinációja révén a hagyományos félvezető anyagokból, például monokristályos szilícium lapkákból készült chip fő része a nyomás mérésének a fizikai deformáció vagy a töltés felhalmozódásának kimutatásával. Ezt követően elektromos jelekké alakítják feldolgozásra, hogy érzékeny nyomon követést és a nyomásváltozások pontos konverzióját megvalósítsák. Legfőbb előnye a miniatürizált kialakításban rejlik, amely a MEMS nyomásérzékelők kiváló teljesítményét biztosítja a pontosság, a méret, a válaszsebesség és az energiafogyasztás tekintetében.

2. MEMS nyomásérzékelő jellemzői

A MEMS nyomásérzékelők az integrált áramkörökhöz hasonló technológiákkal tervezhetők és gyárthatók, lehetővé téve a nagy pontosságú, alacsony költségű tömeggyártást. Ez megnyitja a kaput a MEMS-érzékelők alacsony költségű tömeges felhasználása előtt a fogyasztói elektronikai és ipari folyamatvezérlő termékekben, egyszerűvé, felhasználóbaráttá és intelligenssé téve a nyomásszabályozást.

A hagyományos mechanikus nyomásérzékelők a fém elasztomerek erő hatására bekövetkező deformációján alapulnak, ami a mechanikai rugalmas deformációt elektromos kimenetté alakítja. Ezért nem lehetnek olyan kicsik, mint integrált áramkörök, mint a MEMS nyomásérzékelők, és költségük is sokkal magasabb, mint a MEMS nyomásérzékelők. A hagyományos mechanikus érzékelőkkel összehasonlítva a MEMS nyomásérzékelők kisebb méretűek, a maximális méret nem haladja meg az egy centimétert. A hagyományos mechanikus gyártástechnológiához képest költséghatékonyságuk nagymértékben javul.

3. MEMS nyomásérzékelő alkalmazása

Az autóipar:

Az autóipar a MEMS-érzékelők egyik fontos downstream alkalmazása. Az autóiparban a MEMS nyomásérzékelőket széles körben használják biztonsági rendszerekben (például fékrendszerek nyomásfelügyeletében, légzsákok nyomásszabályozásában és ütközésvédelemben), emissziószabályozásban (motor emissziós gáznyomás szabályozása és felügyelete), gumiabroncs-felügyeletben, motorvezérlésben. , és felfüggesztési rendszerek miniatürizálásuk, nagy pontosságuk és megbízhatóságuk miatt. A csúcskategóriás autók általában több száz érzékelőt tartalmaznak, köztük 30-50 MEMS érzékelőt, amelyek közül körülbelül 10 MEMS nyomásérzékelő. Ezek az érzékelők kritikus adatokat szolgáltathatnak, amelyek segítenek az autógyártóknak optimalizálni a motor teljesítményét, javítani az üzemanyag-hatékonyságot és növelni a vezetési biztonságot.

A fogyasztói elektronika:

Az olyan alkalmazások fejlesztésével, mint a 3D-s navigáció, a mozgásfigyelés és az állapotfigyelés, egyre elterjedtebb a MEMS nyomásérzékelők alkalmazása a fogyasztói elektronikában. Az okostelefonok, táblagépek és okosórák nyomásérzékelői olyan funkciókhoz használhatók, mint a barométerek, magasságmérők és beltéri navigáció. Az intelligens, hordható eszközökben található nyomásérzékelők az edzés- és egészségügyi mutatókat, például a pulzusszámot és a fizikai aktivitást is monitorozhatják, így pontosabb adatokat szolgáltatnak. Ezenkívül a MEMS nyomásérzékelőket széles körben használják olyan területeken, mint a drónok és repülőgép-modellek, magassági információkat szolgáltatva és együttműködve a navigációs rendszerekkel a pontos repülésvezérlés érdekében.

Orvosi ipar:

Az orvosi iparban a MEMS nyomásérzékelőket széles körben használják különféle orvosi eszközökben és érzékelőrendszerekben. Használhatók vérnyomásmérésre, lélegeztetőgépek és légzőkészülékek ellenőrzésére, belső nyomásfigyelésre és gyógyszeradagoló rendszerekre. Ezek az érzékelők pontos nyomásmérést biztosítanak, hogy segítsék az egészségügyi dolgozókat a diagnózisban és a kezelésben.

Ipari automatizálás:

Az ipari automatizálás területén a MEMS nyomásérzékelőket különféle ipari folyamatok felügyeletére és vezérlésére használják, széles körben alkalmazzák folyadék- és gázvezetékrendszerekben, szintfigyelésben, nyomásszabályozásban és áramlásmérésben. Ezeknek az érzékelőknek a nagy pontossága és megbízhatósága elengedhetetlen az ipari folyamatok stabilitásának és biztonságának biztosításához.

Repülőgép:

A MEMS nyomásérzékelők használhatók repülőgépek és rakéták aerodinamikai teljesítményének tesztelésére, nagy magasságú nyomásfigyelésre, meteorológiai adatgyűjtésre, valamint repülőgépek és űrben lévő berendezések légnyomásszabályozására. Miniatürizálása és könnyű jellemzői ideálissá teszik a repülőgépipar számára, hogy megfeleljen a szigorú környezetvédelmi követelményeknek.

4. MEMS nyomásérzékelő piaci mérete

A MEMS nyomásérzékelők piaci mérete a különböző iparágakban való széles körű elterjedtségnek köszönhetően jelentősen növekszik. A Yole előrejelzése szerint a MEMS nyomásérzékelők globális piacának mérete 2019-2026-ban 1,684 milliárd USD-ról 2,215 milliárd USD-ra fog növekedni, és az átlagos éves növekedési ráta körülbelül 5%-os; a szállítmányok 1,485 milliárd egységről 2,183 milliárd darabra nőttek, átlagosan 4,9%-os éves összetett növekedési ütem mellett. A pontos és megbízható nyomásérzékelő megoldások iránti növekvő kereslet következtében a MEMS nyomásérzékelő piaca a következő években várhatóan jelentősen bővül, számos lehetőséget biztosítva a gyártók és beszállítók számára ezen a területen.