一种不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器，属于微机电系统技术领域，包括：厚度不等的第一固支梁和第二固支梁；第一固定端对称分布于第一固支梁两端，第二固定端对称分布于第二固支梁两端；上耦合电极固定在第一固支梁的下表面，下耦合电极固定在第二固支梁的上表面；上耦合电极与下耦合电极之间由直流电压构成静电耦合；第一固支梁由驱动电源通过驱动电极驱动；当调节第一固支梁和第二固支梁的厚度为预设值，并通过驱动电压对第一固支梁驱动以及耦合电压产生静电耦合时，第一固支梁工作在三阶模态，第二固支梁工作在二阶模态。相较于传统的激励一阶模态的传感器，本发明专利技术的灵敏度更高，可用于检测病毒、蛋白质、化学药品等物质。

【技术实现步骤摘要】
一种不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器
本专利技术涉及微机电传感器
，具体而言，尤其涉及一种不同阶模态耦合的模态局部化效应微质量传感器。
技术介绍
MEMS质量传感器，由于其体积小、灵敏度高、可批量生产等优点被广泛的研究以及应用。目前，已经有学者使用MEMS质量传感器完成了对气体分子、蛋白质、化学药品等微小物质的检测。MEMS质量传感器可分为静态检测和动态检测两种方式。其中，静态检测是根据器件中检测梁的静态挠度进行检测，这种方式要求检测梁的刚度足够小，才能保证产生能够被检测到的位移。显然这种方式会使检测梁的尺寸变小，造成制造难度变大、检测不稳定、器件易损坏等缺点。动态检测一般通过交变电压使检测梁振动，当检测物吸附在检测梁上，检测梁的谐振频率会发生改变，从而达到检测微小质量的目的。动态检测的方式由于不要求检测梁有非常小的尺寸，并且灵敏度更高，近年来被广泛应用。但上述静态检测或动态检测的方式，均使用单自由度检测梁的方式，它们都存在以下问题：首先，微机械加工工艺与单晶硅的材料特性限制了谐振梁的长宽比不能太大，从而限制了微质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器，其特征在于，包括：厚度不等的第一固支梁(3)和第二固支梁(6)；/n第一固定端(1)对称分布于所述第一固支梁(3)两端，第二固定端(8)对称分布于所述第二固支梁(6)两端；/n上耦合电极(2)固定在所述第一固支梁(3)的下表面，下耦合电极(7)固定在所述第二固支梁(6)的上表面；所述上耦合电极(2)与所述下耦合电极(7)之间由直流电压构成静电耦合；/n所述第一固支梁(3)由驱动电源(5)通过驱动电极(4)驱动；/n当调节所述第一固支梁(3)和所述第二固支梁(6)的厚度为预设值，并通过驱动电极(4)对第一固支梁(3)驱动以及上耦合电极(2)与下耦合...

【技术特征摘要】
1.一种不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器，其特征在于，包括：厚度不等的第一固支梁(3)和第二固支梁(6)；
第一固定端(1)对称分布于所述第一固支梁(3)两端，第二固定端(8)对称分布于所述第二固支梁(6)两端；
上耦合电极(2)固定在所述第一固支梁(3)的下表面，下耦合电极(7)固定在所述第二固支梁(6)的上表面；所述上耦合电极(2)与所述下耦合电极(7)之间由直流电压构成静电耦合；
所述第一固支梁(3)由驱动电源(5)通过驱动电极(4)驱动；
当调节所述第一固支梁(3)和所述第二固支梁(6)的厚度为预设值，并通过驱动电极(4)对第一固支梁(3)驱动以及上耦合电极(2)与下耦合电极(7)产生静电耦合时，所述第一固支梁(3)工作在三阶模态，第二固支梁(6)工作在二阶模态。


2.根据权利要求1所述的不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器，其特征在于，所述第二固支梁(6)与第一固支梁(3)的长度相同，所述第二固支梁(6)的厚度大于所述第一固支梁(3)。


3.根据权利要求2所述的不同阶模态耦合的模态局部化微质量传感器，其特征在于，驱动电极(4)的长度为固支梁(3)长度的1/2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵剑，宋嘉濠，吕明，刘蓬勃，钟恒，孙荣健，郑显泽，唐英海，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21