The invention (a MEMS thermal acoustic particle sensor) is involved in the field of microelectronic machining, in particular a design method for a MEMS thermal acoustic particle sensor. At present, the existing MEMS thermal acoustic particle sensors are based on the principle of two line flowmeter, with large self noise and poor high frequency characteristics. In order to solve this problem, the invention provides a structure of MEMS three wire thermal acoustic particle sensor, which can be applied to sound source positioning. The sensor is composed of three layers of cantilever beam, which is bonded by the upper and lower plates, including the measuring units of the two orthogonal planes. Each measuring unit has two thermosensitive cantilever beams on the upper and lower layers, and the middle layer has a heating resistance cantilever beam from the upper plate or the lower plate. The four cantilever beams of the upper and lower layers form a rectangle, and the middle cantilever is located in the rectangular center. The processing steps include: the positive and negative sides of the upper and lower plates of each measuring unit are made three cantilever beams, and the excess cantilever beams in the upper and lower plates are removed, and the upper and the lower plates are bonded together.
【技术实现步骤摘要】
一种MEMS热式声粒子传感器
本专利技术涉及微电子机械加工领域,尤其涉及一种MEMS热式声粒子传感器的设计方法。
技术介绍
声矢量传感器技术是21世纪我国水声
最有发展潜力的研究方向之一,其在工业和生活中也有广泛的应用。在日常生活中,矢量传感器可以用于声音定位,如汽车故障检测、生命体探测等;在水声领域,可以用于水声信号探测、水下侦查等。声矢量包括声粒子速度和声压两部分,其中声压检测方式较为成熟,而声粒子速度检测是一大难点。传统的声粒子传感器并不是基于微电子技术,是用间接的方法进行测量。应用最广的是压差式声粒子传感器和同振式声粒子传感器,压差式声粒子传感器由两个相距一定距离的声压传感器组成,通过测量两点的声压差,近似的得到声压梯度,进而推出声粒子速度,这种传感器结构简单,但是工作频带较窄、声压梯度或振速灵敏度较低,特别是在低频和弱信号声场情况下,输出信噪比不很高,所有这些缺陷使压差式矢量传感器的应用受到了限制。同振式传感器敏感元件是内部的振子,一般指加速度、速度或位移传感器。将其置于水下声场中时,声波不直接作用在内部敏感元件上,而是在力的作用下矢量水听器的外壳先产生运动,然后弹性元件将这种运动传到内部振子上,而内部振子由于有一个足够大的质量块,因此其保持静止状态,这样就必然导致振动传感器内部敏感元件变形,从而产生电信号。同振式声粒子传感器使用时需要采用弹簧悬挂在刚性框架内,这样弹簧及框架势必会带来声场畸变。因此同振式声粒子传感器尽管技术稳定,性能可靠,灵敏度高,特别是低频指向性能好,但由于工艺技术复杂仍然限制了其进一步发展。随着MEMS技术的发展,基于 ...
【技术保护点】
一种MEMS热式声粒子传感器的结构,该传感器包括由覆盖铂引线的横梁组成的两个正交的测量单元,其特征在于,每个测量单元的横梁分布为三层结构,可以测量二维空间的声粒子速度,联合两个正交的测量单元可以测量三维空间的声粒子速度。
【技术特征摘要】
1.一种MEMS热式声粒子传感器的结构,该传感器包括由覆盖铂引线的横梁组成的两个正交的测量单元,其特征在于,每个测量单元的横梁分布为三层结构,可以测量二维空间的声粒子速度,联合两个正交的测量单元可以测量三维空间的声粒子速度。2.根据权利要求1所述的声粒子传感器的结构,其特征在于,每个测量单元上层有两根横梁,中层有一根横梁,下层有两根横梁,从测量单元的横截面看,上层和下层的四根横梁组成矩形,中层的横梁位于矩形中心。3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗中良,李哲,高成臣,金玉丰,郝一龙,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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