MEMS Basınç sensörü

1. MEMS basınç sensörü nedir

Basınç sensörü, endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılan, genellikle basınca duyarlı elemanlar (elastik duyarlı elemanlar, yer değiştirmeye duyarlı elemanlar) ve sinyal işleme birimlerinden oluşan bir cihazdır, çalışma prensibi genellikle basınca duyarlı malzemelerin değişmesine veya deformasyonun neden olduğu basınca dayanmaktadır. basınç sinyalini hissedebilir ve belirli yasalara göre basınç sinyalini mevcut bir çıkış elektrik sinyaline dönüştürebilir. Doğru ölçüm, kontrol ve izleme için yüksek hassasiyet, korozyon direnci ve kompakt yapı ile çeşitli zorlu ortamlara uygundur.

MEMS basınç sensörleri, tam adı: Mikroelektro mekanik sistem basınç sensörü, en son mikroelektronik teknolojisini ve hassas mikro işleme teknolojisini entegre eder. Mikro-mekanik yapı ve elektronik devrenin birleşimi sayesinde, monokristalin silikon levhalar gibi geleneksel yarı iletken malzemelerden yapılan çip, fiziksel deformasyonu veya yük birikimini tespit ederek basıncı ölçmek için ana parça olarak kullanılıyor. Daha sonra hassas izlemeyi ve basınç değişikliklerinin doğru şekilde dönüştürülmesini gerçekleştirmek üzere işlenmek üzere elektrik sinyallerine dönüştürülür. Temel avantajı, MEMS basınç sensörlerine doğruluk, boyut, tepki hızı ve enerji tüketimi açısından üstün performans sağlayan minyatür tasarımında yatmaktadır.

2. MEMS basınç sensörünün özellikleri

MEMS basınç sensörleri, entegre devrelere benzer teknolojiler kullanılarak tasarlanıp üretilebilir ve yüksek hassasiyetli, düşük maliyetli seri üretime olanak tanır. Bu, tüketici elektroniği ve endüstriyel proses kontrol ürünleri için MEMS sensörlerinin düşük maliyetli toplu kullanımının kapısını açarak basınç kontrolünü basit, kullanıcı dostu ve akıllı hale getirir.

Geleneksel mekanik basınç sensörleri, mekanik elastik deformasyonu elektrik çıkışına dönüştüren metal elastomerlerin kuvvet altında deformasyonuna dayanır. Bu nedenle MEMS basınç sensörleri kadar entegre devreler kadar küçük olamazlar ve maliyetleri MEMS basınç sensörlerine göre çok daha yüksektir. Geleneksel mekanik sensörlerle karşılaştırıldığında MEMS basınç sensörleri daha küçük boyutlara sahiptir ve maksimum değeri bir santimetreyi aşmaz. Geleneksel mekanik üretim teknolojisiyle karşılaştırıldığında maliyet etkinliği büyük ölçüde artırılmıştır.

3. MEMS basınç sensörünün uygulanması

Otomotiv endüstrisi:

Otomotiv alanı MEMS sensörlerinin önemli alt uygulamalarından biridir. Otomotiv alanında MEMS basınç sensörleri, güvenlik sistemlerinde (fren sistemlerinin basınç takibi, hava yastıklarının basınç kontrolü ve çarpışma koruması gibi), emisyon kontrolünde (motor emisyon gaz basıncı kontrolü ve izlenmesi), lastik izlemede, motor yönetiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. ve minyatürleştirmeleri, yüksek hassasiyetleri ve güvenilirlikleri nedeniyle süspansiyon sistemleri. Üst düzey araçlarda genellikle 30-50 MEMS sensörü de dahil olmak üzere yüzlerce sensör bulunur ve bunların yaklaşık 10'u MEMS basınç sensörüdür. Bu sensörler, otomobil üreticilerinin motor performansını optimize etmesine, yakıt verimliliğini artırmasına ve sürüş güvenliğini artırmasına yardımcı olacak kritik veriler sağlayabilir.

Tüketici elektroniği:

3D navigasyon, hareket izleme ve sağlık izleme gibi uygulamaların gelişmesiyle birlikte MEMS basınç sensörlerinin tüketici elektroniğinde uygulanması giderek yaygınlaşmaktadır. Akıllı telefonlar, tabletler ve akıllı saatler gibi cihazlardaki basınç sensörleri, barometre, altimetre ve iç mekan navigasyonu gibi işlevler için kullanılabilir. Akıllı giyilebilir cihazlardaki basınç sensörleri, kalp atış hızı ve fiziksel aktivite gibi egzersiz ve sağlık göstergelerini de izleyerek daha doğru veriler sağlayabilir. Ayrıca MEMS basınç sensörleri, drone ve uçak modelleri gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmakta, yükseklik bilgisi sağlamakta ve hassas uçuş kontrolünü sağlamak için navigasyon sistemleriyle işbirliği yapmaktadır.

Tıp endüstrisi:

Medikal sektöründe MEMS basınç sensörleri çeşitli tıbbi cihazlarda ve algılama sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kan basıncı tespiti, ventilatör ve solunum cihazlarının kontrolü, dahili basınç izleme ve ilaç dağıtım sistemleri için kullanılabilirler. Bu sensörler, tıbbi çalışanlara teşhis ve tedavide yardımcı olmak için doğru basınç ölçümleri sağlar.

Endüstriyel Otomasyon:

Endüstriyel otomasyon alanında MEMS basınç sensörleri, çeşitli endüstriyel süreçleri izlemek ve kontrol etmek için kullanılır ve sıvı ve gaz boru sistemlerinde, seviye izlemede, basınç kontrolünde ve akış ölçümünde yaygın olarak kullanılır. Bu sensörlerin yüksek doğruluğu ve güvenilirliği, endüstriyel süreçlerin stabilitesini ve güvenliğini sağlamak için çok önemlidir.

Havacılık:

MEMS basınç sensörleri, uçak ve roketlerin aerodinamik performans testi, yüksek irtifa basıncı izleme, meteorolojik veri toplama ve uçak ve uzay tabanlı ekipmanların hava basıncı kontrolü için kullanılabilir. Minyatür yapısı ve hafiflik özellikleri, onu havacılık ve uzay endüstrisinin zorlu çevresel gereklilikleri karşılaması için ideal kılmaktadır.

4. MEMS basınç sensörünün pazar büyüklüğü

Çeşitli sektörlerde yaygın olarak benimsenmesiyle MEMS basınç sensörlerinin pazar boyutu önemli ölçüde artıyor. Yole, küresel MEMS basınç sensörü pazar büyüklüğünün 2019-2026'da 1,684 milyar ABD Dolarından 2,215 milyar ABD Dolarına çıkacağını ve yıllık ortalama bileşik büyüme oranının yaklaşık %5 olacağını öngörüyor; Sevkiyatlar, yıllık ortalama %4,9 bileşik büyüme oranıyla 1,485 milyar adetten 2,183 milyar adede yükseldi. Doğru ve güvenilir basınç algılama çözümlerine olan talebin artmasıyla birlikte MEMS basınç sensörü pazarının önümüzdeki yıllarda önemli ölçüde genişlemesi ve bu alanda üreticilere ve tedarikçilere birçok fırsat sunması bekleniyor.