基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器，包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块和检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块；同振柱体振子模块主要包括框型基座、横梁、中心连接体、柱形聚乙烯拾振单元、压敏电阻；同振球形振子模块主要包括框型基座、横梁、环形连接体、球形聚乙烯拾振单元、压敏电阻。本发明专利技术设计合理，从理论出发，设计一种共模输出、差模抑制的高灵敏度，宽工作频带的MEMS三维同振型矢量水听器，与现有技术相比，本发明专利技术采用微纳加工技术，实现了三维同振型矢量水听器的微型化。

MEMS three dimensional vibration vector hydrophone based on piezoresistive effect

The invention discloses a piezoresistive effect of MEMS based on three-dimensional co vibrating type vector hydrophone, with the vibration cylinder oscillator module and detection including acoustic signal from horizontal direction detection from vertical direction vibration acoustic signal with spherical oscillator module; resonant column oscillator module mainly comprises a frame type base, beam, the center of the connecting body, the cylindrical polyethylene pick-up unit, varistor; vibration with spherical vibrator module mainly comprises a frame type base, ring beam, a connecting body and a spherical polyethylene pick-up unit, varistor. The invention has reasonable design, high sensitivity from the theory, design a common mode output, differential mode rejection, three-dimensional co vibrating type vector hydrophone MEMS wide band, compared with the prior art, the invention adopts micro nano processing technology, realizes the miniaturization of three-dimensional co vibrating type vector hydrophone.

【技术实现步骤摘要】
基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器
本专利技术涉及MEMS传感器领域中的矢量水听器，具体是一种基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器。
技术介绍
当前，国内外研制的矢量水听器总体上分为同振式和压差式两大类。对于压差性矢量水听器，由于其“8”字型余弦指向性凹点深度太浅，指向精度不高，从而限制了其水声领域的应用。对于同振式矢量水听器，根据质点振速水听器声波接收理论的不同可将同振型矢量水听器分为同振型柱体振子矢量水听器和同振型球形振子矢量水听器。常规同振型矢量水听器必须使用弹性悬挂元件(如橡胶绳或金属弹簧等)固定在刚性架上，悬挂原件的机械特性直接影响水听器的电声性能。该类矢量水听器都是在拾振单元中心或者是内部均匀布置一个或多个加速度传感器，来测量拾振单元振动的速度及加速度，从而得到声场中质点振速的相关信息。同时，在MEMS矢量水声传感领域，较为成熟的为基于压阻原理四梁仿生纤毛水听器。不过该水听器只能测量来自水平方向上的声信号，测量空间水声信号只能通过将两个水听器相互垂直安装；或者在水平面上阵列多个该类型水听器，以测量来自竖直方向上的信号。垂直安装型将带来安装困难以及阵列型将带来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于：包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块和检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块；所述同振柱体振子模块包括第一框型基座（1），所述第一框型基座（1）上的四条边分别通过横梁Ⅰ（11）连接中心连接体（12），所述中心连接体（12）上安装柱形聚乙烯拾振单元（13），每根横梁Ⅰ（11）上设置有两个压敏电阻Ⅰ（14），四根横梁Ⅰ（11）上共设有8个相同的压敏电阻Ⅰ（14），位于X方向的四个压敏电阻Ⅰ和位于Y方向的四个压敏电阻Ⅰ分别通过金属引线（3）连接成两组惠斯通全桥结构；所述同振球形振子模块包括第二框型基座（2），所述第二框型基座（2）...

【技术特征摘要】
1.一种基于压阻效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于：包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块和检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块；所述同振柱体振子模块包括第一框型基座（1），所述第一框型基座（1）上的四条边分别通过横梁Ⅰ（11）连接中心连接体（12），所述中心连接体（12）上安装柱形聚乙烯拾振单元（13），每根横梁Ⅰ（11）上设置有两个压敏电阻Ⅰ（14），四根横梁Ⅰ（11）上共设有8个相同的压敏电阻Ⅰ（14），位于X方向的四个压敏电阻Ⅰ和位于Y方向的四个压敏电阻Ⅰ分别通过金属引线（3）连接成两组惠斯通全桥结构；所述同振球形振子模块包括第二框型基座（2），所述第二框型基座（2）上的四条边分别通过横梁Ⅱ（21）连接环形连接体（22），所述环形连接体（22）上安装球形聚乙烯拾振单元（23）；四根横梁Ⅱ（2）外侧分别设置有一个压敏电阻Ⅱ（24），所述第二框型基座（2）上设置有三个相同的基准电阻（25）；四个压敏电阻Ⅱ（24）串联后与三个基准电阻（25）通过金属引线（3）连接成惠斯通电桥结构；所述第一框型基座（1）和第二框型基座（2）一体连接。2.根据权利要求1所述的基于压阻效...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆继亮，石树正，丑修建，徐方良，高翔，胡磊，张辉，耿文平，何剑，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14