新型MEMS芯片助力,“企鹅”传感器生出奇异“翅膀”

2007-11-14 08:29:35来源: 电子工程专辑

微电机系统(MEMS)使探测器中的传感元件尺寸缩小,从而降低了成本、提高了精度并提供可媲美半导体的集成度。不幸的是,传感器所要探测的世界并不因其尺寸缩小而缩小,较小的MEMS器件更容易被灰尘和其它微粒阻塞。现在,欧姆龙电子部品(Omron Electronic Components LLC)声称已为MEMS气流传感器解决了这个问题,为此采用了该公司称之为“企鹅”的创新性机械结构。

“我们最新推出的D6F气流传感器代号为企鹅,永远不需要过滤器。当过滤器被堵塞的时候,会干扰流量读数,”欧姆龙电子部品的总经理Yoshio Sekiguchi表示,“我们利用旋转气流产生离心力,解决了这个问题。”

Sekiguchi声称,目前全球传统流量传感器市场规模达10亿美元。这些传感器被用于方方面面,从医疗呼吸器到消费AV投影机。前者用于监控病人,后者则用于检测风扇过滤器阻塞。工业应用包括现有的可变气流(VAV)通风机,以及未来在燃料电池中用于探测气体交换过程。

“企鹅”如何工作?

象所有的MEMS传感器一样,该解决方案依赖于如何设计器件中的机械结构。在欧姆龙的D6F气流传感器中,机械结构在芯片外部展开,形成类似波导管的路径,就象张开翅膀的企鹅,加速气流使之向下沿着一“翼”,绕过一个锐角转角,再从另一“翼”流出。简单地说,欧姆龙利用精心设计的气流路径,形成旋风式气流,离心力驱使灰尘等重粒子离开位于中央的通向MEMS传感器的路径,从而可以直接测量气流,摆脱过滤器的干扰和维护工作,并防止灰尘影响传感器计读数。

气流测量本身是利用一个带有双热电堆的MEMS传感器完成的,这两个热电堆在一个位于中央的发热器的两侧,一边一个。在没有气流的时候,两个热电堆测出的空气温度相同。但当有气流经过热电堆的时候,进口处气流的温度低于出口处的气流温度,温度差与气流流量成正比。

目前,欧姆龙的MEMS传感器可用于压力、惯性(加速计)、气流、温度和红外探测。该公司目前也在生产一款MEMS高频15-GHz开关,用于4G手机应用,与TeraVicta Technologies Inc.竞争。TeraVicta是目前唯一的一家高频MEMS开关供应商。

“我们估计,4G手机将需要五个高频开关,”Sekiguchi表示,“我们的高频MEMS开关的寿命将是目前(非MEMS)器件的两倍,可以开关大约1亿次。”

欧姆龙目前也在提供一款新型MEMS麦克风设计的样品,这是该公司第一款采用表面显微加工方式制造的MEMS,计划与Akustica Inc.、Knowles Acoustics和Sonion MEMS A/S的产品竞争。后三家公司目前都在手机和个人电脑麦克风应用领域进行竞争。”

欧姆龙同时在开发一款基于MEMS的“光眼”,该器件集成了一个智能视觉传感器,在同一个模块中提供控制与通讯能力。

关键字:干扰  加速  离心  气流

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/sensor/200711/16817.html
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