Sensor tekanan MEMS

1. Apakah penderia tekanan MEMS

Penderia tekanan ialah peranti yang biasa digunakan dalam amalan perindustrian, biasanya terdiri daripada elemen sensitif tekanan (elemen sensitif elastik, elemen sensitif anjakan) dan unit pemprosesan isyarat, prinsip kerja biasanya berdasarkan perubahan bahan sensitif tekanan atau tekanan yang disebabkan oleh ubah bentuk, ia boleh merasakan isyarat tekanan, dan boleh menukar isyarat tekanan kepada isyarat elektrik keluaran yang tersedia mengikut undang-undang tertentu. Untuk pengukuran, kawalan dan pemantauan yang tepat, dengan ketepatan tinggi, rintangan kakisan dan pembinaan padat, sesuai untuk pelbagai persekitaran yang keras.

Penderia tekanan MEMS, nama penuh: Penderia tekanan sistem mekanikal mikroelektro, menyepadukan teknologi mikroelektronik termaju dan teknologi pemesinan mikro ketepatan. Melalui gabungan struktur mikro-mekanikal dan litar elektronik, cip yang diperbuat daripada bahan semikonduktor tradisional seperti wafer silikon monohabluran digunakan sebagai bahagian utama untuk mengukur tekanan dengan mengesan ubah bentuk fizikal atau pengumpulan cas. Ia kemudiannya ditukar kepada isyarat elektrik untuk diproses bagi merealisasikan pemantauan sensitif dan penukaran perubahan tekanan yang tepat. Kelebihan terasnya terletak pada reka bentuk pengecilannya, yang memberikan sensor tekanan MEMS prestasi unggul dari segi ketepatan, saiz, kelajuan tindak balas dan penggunaan tenaga.

2. Ciri-ciri sensor tekanan MEMS

Penderia tekanan MEMS boleh direka bentuk dan dihasilkan menggunakan teknologi yang serupa dengan litar bersepadu, membolehkan pengeluaran besar-besaran berketepatan tinggi dan kos rendah. Ini membuka pintu kepada penggunaan besar-besaran penderia MEMS kos rendah untuk elektronik pengguna dan produk kawalan proses industri, menjadikan kawalan tekanan mudah, mesra pengguna dan pintar.

Penderia tekanan mekanikal tradisional adalah berdasarkan ubah bentuk elastomer logam di bawah daya, yang menukar ubah bentuk keanjalan mekanikal kepada output elektrik. Oleh itu, ia tidak boleh sekecil litar bersepadu seperti penderia tekanan MEMS, dan kosnya jauh lebih tinggi daripada penderia tekanan MEMS. Berbanding dengan penderia mekanikal tradisional, penderia tekanan MEMS mempunyai saiz yang lebih kecil, dengan maksimum tidak melebihi satu sentimeter. Berbanding dengan teknologi pembuatan mekanikal tradisional, keberkesanan kos mereka bertambah baik.

3. Penggunaan sensor tekanan MEMS

Industri automotif:

Bidang automotif adalah salah satu aplikasi hiliran penting sensor MEMS. Dalam bidang automotif, sensor tekanan MEMS digunakan secara meluas dalam sistem keselamatan (seperti pemantauan tekanan sistem brek, kawalan tekanan beg udara, dan perlindungan perlanggaran), kawalan pelepasan (kawalan dan pemantauan tekanan gas pelepasan enjin), pemantauan tayar, pengurusan enjin , dan sistem penggantungan kerana pengecilannya, ketepatan tinggi dan kebolehpercayaan. Kereta mewah biasanya mempunyai ratusan penderia, termasuk 30-50 penderia MEMS, yang mana kira-kira 10 penderia tekanan MEMS. Penderia ini boleh menyediakan data kritikal untuk membantu pengeluar kereta mengoptimumkan prestasi enjin, meningkatkan kecekapan bahan api dan meningkatkan keselamatan pemanduan.

Elektronik pengguna:

Dengan pembangunan aplikasi seperti navigasi 3D, pemantauan gerakan dan pemantauan kesihatan, aplikasi penderia tekanan MEMS dalam elektronik pengguna menjadi semakin biasa. Penderia tekanan dalam peranti seperti telefon pintar, tablet dan jam tangan pintar boleh digunakan untuk fungsi seperti barometer, altimeter dan navigasi dalaman. Penderia tekanan dalam peranti boleh pakai pintar juga boleh memantau penunjuk senaman dan kesihatan seperti kadar denyutan jantung dan aktiviti fizikal, memberikan data yang lebih tepat. Selain itu, penderia tekanan MEMS digunakan secara meluas dalam bidang seperti dron dan model pesawat, menyediakan maklumat ketinggian dan bekerjasama dengan sistem navigasi untuk mencapai kawalan penerbangan yang tepat.

Industri perubatan:

Dalam industri perubatan, sensor tekanan MEMS digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti perubatan dan sistem pengesanan. Ia boleh digunakan untuk pengesanan tekanan darah, kawalan ventilator dan respirator, pemantauan tekanan dalaman, dan sistem penghantaran ubat. Penderia ini menyediakan ukuran tekanan yang tepat untuk membantu pekerja perubatan dalam diagnosis dan rawatan.

Automasi industri:

Dalam bidang automasi industri, sensor tekanan MEMS digunakan untuk memantau dan mengawal pelbagai proses perindustrian, dan ia digunakan secara meluas dalam sistem paip cecair dan gas, pemantauan tahap, kawalan tekanan, dan pengukuran aliran. Ketepatan dan kebolehpercayaan yang tinggi bagi penderia ini adalah penting untuk memastikan kestabilan dan keselamatan proses perindustrian.

Aeroangkasa:

Penderia tekanan MEMS boleh digunakan untuk ujian prestasi aerodinamik pesawat dan roket, pemantauan tekanan altitud tinggi, pengumpulan data meteorologi dan kawalan tekanan udara pesawat dan peralatan berasaskan angkasa. Ciri-ciri pengecilannya dan ringan menjadikannya sesuai untuk industri aeroangkasa untuk memenuhi keperluan persekitaran yang menuntut.

4. Saiz pasaran sensor tekanan MEMS

Didorong oleh penggunaan meluas dalam pelbagai industri, saiz pasaran penderia tekanan MEMS berkembang dengan ketara. Yole meramalkan bahawa saiz pasaran sensor tekanan MEMS global akan berkembang daripada AS$1.684 bilion kepada AS$2.215 bilion pada 2019-2026, dengan purata kadar pertumbuhan kompaun tahunan kira-kira 5%; penghantaran meningkat daripada 1.485 bilion unit kepada 2.183 bilion unit, dengan purata kadar pertumbuhan kompaun tahunan sebanyak 4.9%. Dengan peningkatan permintaan untuk penyelesaian pengesan tekanan yang tepat dan boleh dipercayai, pasaran penderia tekanan MEMS dijangka berkembang dengan ketara pada tahun-tahun akan datang, memberikan banyak peluang untuk pengilang dan pembekal dalam bidang ini.