微型化：微型科里奧利流量計
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基于MEMS的科里奧利儀表，是微型的科里奧利質量流量傳感器。MEMS是Micro Electro Mechanical System的縮寫。這項研究始于2018年，目前仍在進行中。 |
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| MEMS芯片由晶圓制成。晶片是由硅或玻璃制成的扁平圓盤。典型的晶圓厚度為0.5mm，直徑為6英寸。MEMS技術就是在某些區(qū)域添加和去除這些層。應用的層是高質量和堅固的材料。氮化硅就是其中一種，它在800?C左右通過低壓化學氣相沉積（LPCVD）施加。 照相光刻技術用于定義需去除的區(qū)域。在光刻中，一層光刻膠沉積在晶圓表面。光刻膠通過照射其表面進行化學改變，并在顯影溶液中選擇性地去除。 |
科里奧利傳感器的優(yōu)勢大多數(shù)MEMS流量傳感器基于熱式測量原理。該傳感器可測量每分鐘幾納升的液體流量。優(yōu)點是快速且穩(wěn)定。缺點是需針對每種特定流體進行校準。科里奧利流量傳感器，即包含振蕩管的流量傳感器，其中質量流量受到科里奧利力的作用，不存在這個問題。科里奧利力與質量流量成正比，測量的是真正的質量流量，不受流體物性影響。 科里奧利流量計主要用于測量大流量（＞１ｋｇ／ｈ），因為相對微弱的科里奧利力相應地更難監(jiān)測小流量。為了獲得足夠的靈敏度來測量２ｇ／ｈ以下的小流量，需將傳感器尺寸和管壁厚度降至最小，不銹鋼傳統(tǒng)加工無法實現(xiàn)。 MEMS技術在這里發(fā)揮作用。我們與Ｔｗｅｎｔｅ大學密切合作開發(fā)一種稱為“表面通道技術”的工藝，可制造具有１微米薄氮化硅壁的管材。材料的選擇使這些管材即使在很薄的壁厚下也可保持機械穩(wěn)定性。 |
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工作原理，基于MEMS的科里奧利傳感器圖示基于MEMS的科里奧利傳感器的工作原理。演示模型中內(nèi)置的傳感器基于這項技術。演示模型可測量和控制０.０１到２ｇ／ｈ的氣體和液體流量。MEMES技術的另一個優(yōu)勢，儀表內(nèi)部的科里奧利管尺寸很小，以至于管的諧振頻率在ｋＨｚ范圍內(nèi)。比傳統(tǒng)的不銹鋼科里奧利儀器對外部振動的敏感性更低。 |
