Sensori i presionit MEMS

1. Çfarë është sensori i presionit MEMS

Sensori i presionit është një pajisje e përdorur zakonisht në praktikën industriale, zakonisht e përbërë nga elementë të ndjeshëm ndaj presionit (elementë të ndjeshëm elastikë, elementë të ndjeshëm ndaj zhvendosjes) dhe njësi të përpunimit të sinjalit, parimi i punës zakonisht bazohet në ndryshimin e materialeve të ndjeshme ndaj presionit ose presionit të shkaktuar nga deformimi. ai mund të ndiejë sinjalin e presionit dhe mund ta shndërrojë sinjalin e presionit në një sinjal elektrik dalës të disponueshëm sipas ligjeve të caktuara. Për matje, kontroll dhe monitorim të saktë, me saktësi të lartë, rezistencë ndaj korrozionit dhe ndërtim kompakt, i përshtatshëm për një sërë mjedisesh të vështira.

Sensorët e presionit MEMS, emri i plotë: Sensori i presionit të sistemit mikroelektrik mekanik, integron teknologjinë më të fundit të mikroelektronikës dhe teknologjinë e mikropërpunimit preciz. Nëpërmjet kombinimit të strukturës mikro-mekanike dhe qarkut elektronik, çipi i bërë nga materiale gjysmëpërçuese tradicionale si vaferat monokristaline të silikonit përdoret si pjesa kryesore për të matur presionin duke zbuluar deformimin fizik ose akumulimin e ngarkesës. Më pas konvertohet në sinjale elektrike për përpunim për të realizuar monitorimin e ndjeshëm dhe konvertimin e saktë të ndryshimeve të presionit. Avantazhi i tij kryesor qëndron në dizajnin e tij të miniaturizimit, i cili u jep sensorëve të presionit MEMS performancë superiore për sa i përket saktësisë, madhësisë, shpejtësisë së reagimit dhe konsumit të energjisë.

2. Karakteristikat e sensorit të presionit MEMS

Sensorët e presionit MEMS mund të projektohen dhe prodhohen duke përdorur teknologji të ngjashme me qarqet e integruara, duke mundësuar prodhim masiv me precizion të lartë dhe me kosto të ulët. Kjo hap derën për përdorimin masiv me kosto të ulët të sensorëve MEMS për pajisjet elektronike të konsumit dhe produktet e kontrollit të proceseve industriale, duke e bërë kontrollin e presionit të thjeshtë, miqësor dhe inteligjent.

Sensorët tradicionalë të presionit mekanik bazohen në deformimin e elastomerëve metalikë nën forcë, i cili konverton deformimin elastik mekanik në prodhim elektrik. Prandaj, ato nuk mund të jenë aq të vogla sa qarqet e integruara sa sensorët e presionit MEMS dhe kostoja e tyre është shumë më e lartë se sensorët e presionit MEMS. Krahasuar me sensorët mekanikë tradicionalë, sensorët e presionit MEMS kanë një madhësi më të vogël, me maksimum që nuk kalon një centimetër. Krahasuar me teknologjinë tradicionale të prodhimit mekanik, kosto-efektiviteti i tyre është përmirësuar shumë.

3. Aplikimi i sensorit të presionit MEMS

Industria e automobilave:

Fusha e automobilave është një nga aplikacionet e rëndësishme në rrjedhën e poshtme të sensorëve MEMS. Në fushën e automobilave, sensorët e presionit MEMS përdoren gjerësisht në sistemet e sigurisë (siç janë monitorimi i presionit të sistemeve të frenimit, kontrolli i presionit të airbagëve dhe mbrojtja nga përplasja), kontrolli i emetimeve (kontrolli dhe monitorimi i presionit të gazit të emetimit të motorit), monitorimi i gomave, menaxhimi i motorit , dhe sistemet e pezullimit për shkak të miniaturizimit të tyre, saktësisë së lartë dhe besueshmërisë. Makinat e nivelit të lartë zakonisht kanë qindra sensorë, duke përfshirë 30-50 sensorë MEMS, nga të cilët rreth 10 janë sensorë presioni MEMS. Këta sensorë mund të ofrojnë të dhëna kritike për të ndihmuar prodhuesit e makinave të optimizojnë performancën e motorit, të përmirësojnë efikasitetin e karburantit dhe të rrisin sigurinë e drejtimit.

Elektronikë konsumatore:

Me zhvillimin e aplikacioneve të tilla si navigimi 3D, monitorimi i lëvizjes dhe monitorimi i shëndetit, aplikimi i sensorëve të presionit MEMS në elektronikën e konsumit po bëhet gjithnjë e më i zakonshëm. Sensorët e presionit në pajisje të tilla si telefonat inteligjentë, tabletët dhe orët inteligjente mund të përdoren për funksione të tilla si barometra, lartësimatësit dhe navigimi i brendshëm. Sensorët e presionit në pajisjet inteligjente që vishen gjithashtu mund të monitorojnë ushtrimet dhe treguesit e shëndetit si rrahjet e zemrës dhe aktiviteti fizik, duke ofruar të dhëna më të sakta. Përveç kësaj, sensorët e presionit MEMS përdoren gjerësisht në fusha të tilla si dronë dhe modele avionësh, duke ofruar informacion mbi lartësinë dhe duke bashkëpunuar me sistemet e navigimit për të arritur kontrollin e saktë të fluturimit.

Industria mjekësore:

Në industrinë mjekësore, sensorët e presionit MEMS përdoren gjerësisht në pajisje të ndryshme mjekësore dhe sisteme zbulimi. Ato mund të përdoren për zbulimin e presionit të gjakut, kontrollin e ventilatorëve dhe respiratorëve, monitorimin e presionit të brendshëm dhe sistemet e shpërndarjes së drogës. Këta sensorë ofrojnë matje të sakta të presionit për të ndihmuar punonjësit mjekësorë në diagnostikimin dhe trajtimin.

Automatizimi industrial:

Në fushën e automatizimit industrial, sensorët e presionit MEMS përdoren për të monitoruar dhe kontrolluar procese të ndryshme industriale, dhe ato përdoren gjerësisht në sistemet e tubacioneve të lëngjeve dhe gazit, monitorimin e nivelit, kontrollin e presionit dhe matjen e rrjedhës. Saktësia dhe besueshmëria e lartë e këtyre sensorëve janë thelbësore për të garantuar stabilitetin dhe sigurinë e proceseve industriale.

Hapësira ajrore:

Sensorët e presionit MEMS mund të përdoren për testimin e performancës aerodinamike të avionëve dhe raketave, monitorimin e presionit në lartësi të madhe, mbledhjen e të dhënave meteorologjike dhe kontrollin e presionit të ajrit të avionëve dhe pajisjeve të bazuara në hapësirë. Miniaturizimi dhe karakteristikat e tij të lehta e bëjnë atë ideal për industrinë e hapësirës ajrore për të përmbushur kërkesat e kërkuara mjedisore.

4. Madhësia e tregut të sensorit të presionit MEMS

E nxitur nga adoptimi i gjerë në industri të ndryshme, madhësia e tregut të sensorëve të presionit MEMS po rritet ndjeshëm. Yole parashikon që madhësia globale e tregut të sensorit të presionit MEMS do të rritet nga 1,684 miliardë dollarë në 2,215 miliardë dollarë në 2019-2026, me një normë mesatare vjetore të rritjes së përbërjes prej afërsisht 5%; dërgesat u rritën nga 1,485 miliardë njësi në 2,183 miliardë njësi, me një normë mesatare vjetore të rritjes së përbërë prej 4,9%. Me rritjen e kërkesës për zgjidhje të sakta dhe të besueshme për sensorin e presionit, tregu i sensorëve të presionit MEMS pritet të zgjerohet ndjeshëm në vitet e ardhshme, duke ofruar shumë mundësi për prodhuesit dhe furnitorët në këtë fushë.