基于MEMS技术的微型流量传感器的研究进展

流量测量是工业生产和科研工作的重要的检测参数.近年来,随着对微电子机械系统(MEMS)的深入研究和取得的进展,传统的工业和流体力学研究的流量传感器向高集成度,微型化,高精度,高可靠性方向发展,同时生命科学的发展大大促进了用于微流体,生物学、医学、卫生、食物等学科研究新型微型流量传感器的研究开发, 微型流量传感器已成为MEMS的重要研究方向.本文对基于MEMS技术的流量传感器技术的原理、分类作了简要介绍,归纳和评述了各种基于MEMS技术的流量传感器(热式型,差压型,升力型,流体振动型, 科里奥利型及仿生型微型流量传感器等)的生产工艺和应用特点,并对基于MEMS技术的微型流量传感器的校正方法做了总结归纳.介绍了国内在微型流量传感器方面的研制工作.最后总结归纳出基于MEMS技术的流量传感器发展不同阶段并阐述了各个阶段的发展特点,并对基于MEMS技术的流量传感器新的发展趋势进行了展望.      

电泳芯片的制作及其进样与分离

利用微细加工技术研究在玻璃上制作电泳芯片的方法,测试了微管道的伏安特性曲线。在该电泳芯片上进行了注样和分离实验,采用激光诱导荧光法进行检测,利用CCD拍摄了进样和分离的全过程。分析了电泳芯片上施加不同的电压对样品注样的影响,给出了FITC－OH和FITC－Arg分离谱图。     

微胶体推进器起始工作电压的估计方法研究

提供了一种考虑到微制造工艺实际的对微胶体推进器的起始电压进行估计的方法。本方法的关键在于把基于深度干法腐蚀的微推进器的两极简化成一组双曲等势面中的两个 ,利用拉麦方程得到微推进器两极间静电场分布的近似解。进而分析微胶体推进器源极顶端工质液滴的静电力和表面张力的平衡 ,得到微胶体推进器的起始工作电压。按照工作电压的估计方程 ,基于ICP腐蚀 ,设计了 4种微胶体推进器。利用悬臂梁和电涡流微位移传感器对微推进器的测试结果表明 ,利用该方法对微胶体推进器起始电压进行的估计和实际测试结果有很好的一致性     

利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量

提出一种基于原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量的方法.以π/2-π-π/2构型的空间型原子干涉仪为例,通过对拉曼激光进行相位调制,然后在动量谱空间测量转动对原子速度谱的调制周期,获得原子干涉仪相对惯性空间的绝对转动.文章对于采用该法进行角速度测量的测量范围以及对相位调制频率的要求进行了分析,对于散粒噪声限下的转动测量灵敏度及其影响因素进行了仿真. 关键词： 原子干涉仪 原子陀螺 相位调制 绝对转动测量     

微型飞行器机载摄像与无线传输系统的研究

介绍了微型飞行器机载摄像与无线传输系统的原理和性能指标。该系统机载部分基本实现了微型化，机载部分总重量仅8.5g，典型功耗0.78W，传输范围为500-1000m，可实时传输视频信号，并成功实现了微型飞行器THF380的搭载试验。     

集成微型自适应加速度测试仪研究

提供了一种采用硅微加速度计和ＡＳＩＣ构成的自适应采集和存储测试加速度信号波形的集成微型测试仪。该测试仪有１２８种采样频率随被测信号实时自适应改变，最高采样频率为１０ＭＨｚ，存储容量可达１Ｍ字节，单电源５Ｖ供电，采集时功耗５０ｍＷ，保存数据时的功耗为２０μＷ，测量范围±５００ｇ，抗过载能力为３０倍量程，具有系统自检功能，自带微机接口，而其整体体积仅有２．４ｃｍ３。     

MEMS阵列光开关的光纤耦合设计

利用高斯光束传输理论进行了阵列光开关的光纤耦合设计计算。根据ABCD矩阵推导出了光束通过球透镜时的传播规律,计算了在光纤与光纤之间两个球透镜耦合的效率,分析了影响耦合效率的因素。通过设计计算,确定了光纤端部的位置,使得整个损耗达到了最小。从理论上来看,在波长λ=1 55μm时,4×4阵列光开关的耦合效率可以达到91%以上。     

微小型高压力流体电磁控制阀

用于航空航天领域微流量控制系统中的微小型阀,需要具有耐高压、低泄漏、高频响和高控制精度等综合性能。本文提出了一种可控高压力微流体的常闭微小型阀的设计方案用于满足该系统需要,其特点在于采用以较小的致动力控制较高的流体压力的结构原理,并以弹性材料薄膜作为阀芯的支承结构件同时作为密封件。该阀由其本体结构和外置致动器两部分构成,其本体结构的设计在制作工艺上适合进一步的微小型化,外置致动器的设计具有较大灵活性。初步研制了采用电磁致动的小型常闭阀样机既可控气体又可控液体的特性。实验测试其工作压力范围为0～5atm,阀的驱动响应时间小于5ms,流量控制分辨率达到9μL／pulse,无泄露。