MEMS Trycksensor

1. Vad är MEMS trycksensor

Trycksensor är en enhet som vanligtvis används i industriell praxis, vanligtvis sammansatt av tryckkänsliga element (elastiska känsliga element, förskjutningskänsliga element) och signalbehandlingsenheter, arbetsprincipen är vanligtvis baserad på förändring av tryckkänsliga material eller tryck orsakat av deformation, den kan känna trycksignalen och kan omvandla trycksignalen till en tillgänglig elektrisk utsignal enligt vissa lagar. För noggrann mätning, kontroll och övervakning, med hög precision, korrosionsbeständighet och kompakt konstruktion, lämplig för en mängd olika tuffa miljöer.

MEMS trycksensorer, det fullständiga namnet: Mikroelektromekaniska systemtrycksensorer, integrerar banbrytande mikroelektronikteknik och precisionsmikrobearbetningsteknik. Genom kombinationen av mikromekanisk struktur och elektronisk krets används chippet tillverkat av traditionella halvledarmaterial som monokristallina kiselskivor som huvuddelen för att mäta tryck genom att detektera fysisk deformation eller laddningsackumulering. Den omvandlas sedan till elektriska signaler för bearbetning för att realisera känslig övervakning och exakt omvandling av tryckförändringar. Dess främsta fördel ligger i dess miniatyriseringsdesign, som ger MEMS trycksensorer överlägsen prestanda när det gäller noggrannhet, storlek, svarshastighet och energiförbrukning.

2. Egenskaper för MEMS trycksensor

MEMS trycksensorer kan designas och tillverkas med hjälp av teknologier som liknar integrerade kretsar, vilket möjliggör högprecision och låg kostnad massproduktion. Detta öppnar dörren till låg kostnad massanvändning av MEMS-sensorer för konsumentelektronik och industriella processkontrollprodukter, vilket gör tryckstyrningen enkel, användarvänlig och intelligent.

Traditionella mekaniska trycksensorer är baserade på deformation av metallelastomerer under kraft, vilket omvandlar mekanisk elastisk deformation till elektrisk effekt. Därför kan de inte vara lika små som integrerade kretsar som MEMS trycksensorer, och deras kostnad är mycket högre än MEMS trycksensorer. Jämfört med traditionella mekaniska sensorer har MEMS trycksensorer en mindre storlek, med maximalt högst en centimeter. Jämfört med traditionell mekanisk tillverkningsteknik är deras kostnadseffektivitet avsevärt förbättrad.

3. Applicering av MEMS trycksensor

Bilindustrin:

Fordonsområdet är en av de viktiga nedströmsapplikationerna av MEMS-sensorer. Inom fordonsområdet används MEMS trycksensorer i stor utsträckning i säkerhetssystem (såsom tryckövervakning av bromssystem, tryckkontroll av krockkuddar och kollisionsskydd), avgaskontroll (kontroll och övervakning av motoravgasgastryck), däckövervakning, motorhantering , och upphängningssystem på grund av deras miniatyrisering, höga precision och tillförlitlighet. Högklassiga bilar har vanligtvis hundratals sensorer, inklusive 30-50 MEMS-sensorer, varav cirka 10 är MEMS-trycksensorer. Dessa sensorer kan ge kritiska data för att hjälpa biltillverkarna att optimera motorprestanda, förbättra bränsleeffektiviteten och öka körsäkerheten.

Hemelektronik:

Med utvecklingen av applikationer som 3D-navigering, rörelseövervakning och hälsoövervakning, blir tillämpningen av MEMS-trycksensorer i konsumentelektronik allt vanligare. Trycksensorer i enheter som smartphones, surfplattor och smartwatches kan användas för funktioner som barometrar, höjdmätare och inomhusnavigering. Trycksensorerna i smarta bärbara enheter kan också övervaka tränings- och hälsoindikatorer som hjärtfrekvens och fysisk aktivitet, vilket ger mer exakta data. Dessutom används MEMS trycksensorer i stor utsträckning inom områden som drönare och flygplansmodeller, ger höjdinformation och samarbetar med navigationssystem för att uppnå exakt flygkontroll.

Medicinsk industri:

Inom den medicinska industrin används MEMS trycksensorer i stor utsträckning i olika medicinska apparater och detektionssystem. De kan användas för blodtrycksdetektering, kontroll av ventilatorer och respiratorer, intern tryckövervakning och läkemedelstillförselsystem. Dessa sensorer ger exakta tryckmätningar för att hjälpa medicinsk personal vid diagnos och behandling.

Industriell automation:

Inom området industriell automation används MEMS trycksensorer för att övervaka och styra olika industriella processer, och de används ofta i vätske- och gasledningssystem, nivåövervakning, tryckkontroll och flödesmätning. Den höga noggrannheten och tillförlitligheten hos dessa sensorer är avgörande för att säkerställa stabiliteten och säkerheten i industriella processer.

Flyg och rymd:

MEMS trycksensorer kan användas för aerodynamisk prestandatestning av flygplan och raketer, tryckövervakning på hög höjd, insamling av meteorologisk data och lufttryckskontroll av flygplan och rymdbaserad utrustning. Dess miniatyrisering och lätta egenskaper gör den idealisk för flygindustrin att möta de krävande miljökraven.

4. Marknadsstorlek på MEMS trycksensor

Driven av utbredd användning i olika branscher växer marknadsstorleken för MEMS-trycksensorer avsevärt. Yole förutspår att den globala MEMS-trycksensormarknaden kommer att växa från 1,684 miljarder USD till 2,215 miljarder USD under 2019-2026, med en genomsnittlig årlig sammansatt tillväxttakt på cirka 5 %; leveranserna ökade från 1,485 miljarder enheter till 2,183 miljarder enheter, med en genomsnittlig årlig sammansatt tillväxttakt på 4,9 %. Med den ökande efterfrågan på exakta och tillförlitliga tryckavkännande lösningar förväntas MEMS-trycksensormarknaden expandera avsevärt under de kommande åren, vilket ger många möjligheter för tillverkare och leverantörer inom detta område.