基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，包括：传导转换元件中包括至少一个能弹性弯曲的传导转换元件；衬底的表面覆盖设置绝缘层；每个传导转换元件的一端与衬底固定连接，另一端为自由端，呈悬臂梁结构横向设置在衬底上；各传导转换元件均处于绝缘层上方；全部的传导转换元件在衬底上呈多米诺骨牌的布置方式排布，其中的能弹性弯曲的传导转换元件的自由端能在气流作用下发生形变与相邻的传导转换元件导电接触；各传导转换元件能与外接电路连接组成闭合回路。本发明专利技术的流速传感器可做为流量开关使用，也可以做检测气体流速的传感器使用。本发明专利技术传感器的结构简单，优势可观，在零功耗，小型化的领域将有大用处。

【技术实现步骤摘要】
基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器
本专利技术涉及微机械电子器件领域，具体涉及一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器。
技术介绍
流速、流量传感器与人们的生活息息相关，在生物、医学、汽车等行业得到广泛应用，目前对于流速、流量传感器的功耗、灵敏度、精确度等要求越来越高。为了适应行业发展的需求，未来的流量传感器会朝着多功能化、集成化发展，从大型器件、高功耗往器件小型化、低功耗甚至零功耗发展。随着近年来半导体行业的大力发展以及微机电系统技术(MEMS)的进步，流速、流量传感器的也随之有了巨大的进步。采用MEMS技术的流速、流量传感器可以分为热式和非热式两种形式，然而在传感器功耗方面，总是存在功耗大，精确度低等问题。而在如电子烟、呼吸机等一些特定的应用场合中，流速、流量传感器的功耗、灵敏度等十分重要，因此对于这些场合下，如何提供一种尺寸小、功耗低、甚至零功耗、灵敏度、精确度的流速、流量传感器是需要解决的问题。
技术实现思路
基于现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，能解决现有流速、流量传感器，所存在的功耗大，精确度低等问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术实施方式提供一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，包括：衬底、绝缘层和至少两个传导转换元件；其中，所述传导转换元件中包括至少一个能弹性弯曲的传导转换元件；所述衬底的表面覆盖设置所述绝缘层；每个传导转换元件的一端与所述衬底固定连接，另一端为自由端，呈悬臂梁结构横向设置在所述衬底上；各传导转换元件均处于所述绝缘层上方；全部的传导转换元件在所述衬底上呈多米诺骨牌的布置方式排布，其中的能弹性弯曲的传导转换元件的自由端能在气流作用下发生形变与相邻的传导转换元件导电接触；各传导转换元件能与外接电路连接组成闭合回路。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，其有益效果为：每个弹性弯曲的传导转换元件采用悬臂梁结构横向设置在衬底上，且全部的弹性弯曲的传导转换元件采用多米诺骨牌排列方式布置，传感器在初始时可以做到零功耗，以及后续输出响应提高，灵敏度提高。该传感器可利用MEMS工艺制造，具有结构简单、体积小、可批量生产的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器的示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器的侧视示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器的俯视示意图；图4为本专利技术实施例提供的基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器的基本闭合电路示意图，其中，(1)为无气流状态的流速传感器的状态示意图；(2)为低气流状态的流速传感器的状态示意图；(3)为高气流状态的流速传感器的状态示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种结构的流速传感器的基本闭合电路示意图，其中，(1)为无气流状态的流速传感器的状态示意图；(2)为有气流状态的流速传感器的状态示意图；图6为本专利技术实施例提供的又一种结构的流速传感器的基本闭合电路示意图，其中，(1)为无气流状态的流速传感器的状态示意图；(2)为有气流状态的流速传感器的状态示意图；图7为本专利技术检测电路量表不同排放示意图，其中，(1)为直流电供电的流速传感器的状态示意图；(2)为交流电供电的流速传感器的状态示意图；；图中各标记对应的部件为：1-衬底；2-绝缘层；3-传导转换元件；4-支撑结构。具体实施方式下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。如图1至图3所示，本专利技术实施例提供一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，包括：衬底、绝缘层和至少两个传导转换元件；其中，所述传导转换元件中包括至少一个能弹性弯曲的传导转换元件；优选的，其他的传导转换元件可采用刚性结构传导转换元件；所述衬底的表面覆盖设置所述绝缘层；每个传导转换元件的一端与所述衬底固定连接，另一端为自由端，呈悬臂梁结构横向设置在所述衬底上；各传导转换元件均处于所述绝缘层上方；全部的传导转换元件在所述衬底上呈多米诺骨牌的布置方式排布，其中的能弹性弯曲的传导转换元件的自由端能在气流作用下发生形变与相邻的传导转换元件导电接触；各传导转换元件能与外接电路连接组成闭合回路。上述流速传感器中，能弹性弯曲的传导转换元件由弹性支撑结构表面设置一层金属沉积层构成。优选的，金属沉积层为金沉积层或铂沉积层。这种能弹性弯曲的传导转换元件一端固定，另一端为自由端，当气流吹向金属片时，自由端会发生和气流流向的反方向弯曲，气流流速越大，弯曲形变量也就越大。传导转换元件弹性弯曲程度与检测气流的流速相匹配，若检测精度高，则采用在弱气流流速下易弹性弯曲的传导转换元件，若检测精度低，则采用在强气流流速下才能弹性弯曲的传导转换元件。上述流速传感器中，刚性结构传导转换元件由刚性支撑结构表面设置一层金属沉积层构成。优选的，金属沉积层为金沉积层或铂沉积层。上述流速传感器中，呈多米诺骨牌布置方式排布的各传导转换元件的长度不相同，按检测气流流动方向各传导转换元件的长度依次递减。上述流速传感器中，呈多米诺骨牌布置方式排布的各传导转换元件的长度不相同，按检测气流流动方向，第一个传导转换元件为能弹性弯曲的传导转换元件，后续的传导转换元件均为刚性结构的传导转换元件，各刚性结构的传导转换元件按长度从短到长的方式排布设置在第一个能弹性弯曲的传导转换元件的后面。上述流速传感器中，呈多米诺骨牌布置方式排布的各能弹性弯曲的传导转换元件的长度相同。本专利技术的流速传感器的工作原理为：作为敏感转换元件的能弹性弯曲的传导转换元件排布方式根据多米诺骨牌的排布原理合理放置，然后结合欧姆定律，将能弹性弯曲的传导转换元件与外部电路连接组成一个简单的闭合回路。具体如下，利用一个简单的串联电阻电路，其中一个电阻切断，分成两个部分，一个部分在前，一个部分在后，前端靠近流量入口，后端用于后续部分的电阻并联。当通道中存在气流时，前端的能弹性弯曲的传导转换元件弯曲和后端的能弹性弯曲的传导转换元件接触，电路导通，输出信号产生，由电压或者电流表显示；当通道内的气流继续增大时，后端能弹性弯曲的传导转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，其特征在于，包括：/n衬底、绝缘层和至少两个传导转换元件；其中，/n所述传导转换元件中包括至少一个能弹性弯曲的传导转换元件；/n所述衬底的表面覆盖设置所述绝缘层；/n每个传导转换元件的一端与所述衬底固定连接，另一端为自由端，呈悬臂梁结构横向设置在所述衬底上；/n各传导转换元件均处于所述绝缘层上方；/n全部的传导转换元件在所述衬底上呈多米诺骨牌的布置方式排布，其中的能弹性弯曲的传导转换元件的自由端能在气流作用下发生形变与相邻的传导转换元件导电接触；/n各传导转换元件能与外接电路连接组成闭合回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，其特征在于，包括：
衬底、绝缘层和至少两个传导转换元件；其中，
所述传导转换元件中包括至少一个能弹性弯曲的传导转换元件；
所述衬底的表面覆盖设置所述绝缘层；
每个传导转换元件的一端与所述衬底固定连接，另一端为自由端，呈悬臂梁结构横向设置在所述衬底上；
各传导转换元件均处于所述绝缘层上方；
全部的传导转换元件在所述衬底上呈多米诺骨牌的布置方式排布，其中的能弹性弯曲的传导转换元件的自由端能在气流作用下发生形变与相邻的传导转换元件导电接触；
各传导转换元件能与外接电路连接组成闭合回路。


2.根据权利要求1所述的基于弯曲形变接触多米诺原理式流速传感器，其特征在于，所述能弹性弯曲的传导转换元件由弹性支撑结构表面设置一层金属沉积层构成。


3.根据权利要求2所述的基于弯曲形变接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：许磊，张岩，谢东城，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34