उच्च तापमान सेन्सरचे महत्त्व

अलिकडच्या वर्षांत, माझ्या देशाचे सेन्सर तंत्रज्ञान वेगाने विकसित होत आहे आणि त्याचे अनुप्रयोग क्षेत्र देखील विस्तारत आहे. आधुनिक मापन तंत्रज्ञानाचा सर्वात परिपक्व प्रकार म्हणून, नवीन तंत्रज्ञान, नवीन सामग्री आणि नवीन प्रक्रिया प्रेशर सेन्सरच्या क्षेत्रात सतत उदयास येत आहेत.

प्रेशर सेन्सर हे एक डिव्हाइस आहे जे प्रेशर सिग्नल शोधण्यासाठी आणि विशिष्ट नियमांनुसार त्यांना विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी वापरले जाते. हे विविध उत्पादन, औद्योगिक आणि एरोस्पेस फील्डमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते. अनुप्रयोग क्षेत्राच्या उपविभागासह, उच्च-तापमान आणि कठोर वातावरणातील दबाव मोजमाप जसे की उच्च-तापमान तेल विहिरी आणि विविध इंजिन पोकळी अधिक प्रमाणात महत्त्वपूर्ण बनत आहेत, तर सामान्य प्रेशर सेन्सरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सामग्रीचे विशिष्ट तापमान कमी होते. ° से) अयशस्वी होईल, परिणामी दबाव मोजमाप अयशस्वी होईल. म्हणूनच, उच्च तापमान दबाव सेन्सर एक अतिशय महत्वाची संशोधन दिशा बनते.

उच्च तापमानाचे वर्गीकरणप्रेशर सेन्सर

वापरल्या जाणार्‍या वेगवेगळ्या सामग्रीनुसार, उच्च-तापमान प्रेशर सेन्सरला पॉलिसिलिकॉन (पॉली-सी) उच्च-तापमान दबाव सेन्सर, एसआयसी उच्च-तापमान प्रेशर सेन्सर, एसओआय (सिलिकॉनवरील सिलिकॉन) उच्च-तापमान दबाव सेन्सर, एसओएस (सिलिकॉन सेन्सर सेन्सर, सिलिकॉन-सेन्सर सेन्सर, ऑप्टिकल प्रेशर सेन्सर) मध्ये विभागले जाऊ शकते. एसओआय उच्च-तापमान दबाव सेन्सरची स्थिती आणि शक्यता खूप आदर्श आहेत. खालील मुख्यतः एसओआय उच्च तापमान दबाव सेन्सरचा परिचय देते.

सोई उच्च तापमान दाब सेन्सर

एसओआय उच्च-तापमान दबाव सेन्सरचा विकास प्रामुख्याने एसओआय सामग्रीच्या वाढीवर अवलंबून असतो. एसओआय इन्सुलेटरवर सिलिकॉन आहे, जे मुख्यतः एसआय सब्सट्रेट लेयर आणि एसआयओ टॉप लेयर डिव्हाइस लेयर आणि एसआयओ 2 सह एसआय टॉप लेयर डिव्हाइस लेयरचा संदर्भ देते. सिलिकॉन आणि डिव्हाइसची विश्वसनीयता सुधारते.

सध्या, एसओआय उच्च -तापमान दबाव सेन्सर परदेशात यशस्वीरित्या विकसित केले गेले आहेत आणि कार्यरत तापमान -55 ~ 480 डिग्री सेल्सियस आहे; अमेरिकेतील गुडरिक प्रगत सेन्सर तंत्रज्ञान केंद्राने विकसित केलेले -55 ~ 500 डिग्री सेल्सियस एसओआय उच्च -तापमान प्रेशर सेन्सर; फ्रेंच लेटी इन्स्टिट्यूटने विकसित केलेल्या एसओआय उच्च-तापमान दबाव सेन्सरमध्ये 400 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त कार्यरत तापमान देखील आहे. याव्यतिरिक्त, फॅट्री फ्यूचर अ‍ॅडव्हान्स टेक्नॉलॉजी रिसर्च इन्स्टिट्यूट ऑफ फॅटरी देखील संबंधित संशोधन कार्य करीत आहे आणि सध्याचा प्रकल्प प्रात्यक्षिक अवस्थेत प्रवेश केला आहे.

एसओआय उच्च तापमान दबाव सेन्सरचे कार्यरत तत्व

तत्त्वानुसार, एसओआय उच्च तापमान प्रेशर सेन्सर प्रामुख्याने सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉनच्या पायझोरेसिस्टिव्ह इफेक्टचा उपयोग करतो. जेव्हा सिलिकॉन क्रिस्टलवर एक शक्ती कार्य करते, क्रिस्टलची जाळी विकृत केली जाते, ज्यामुळे वाहकांच्या गतिशीलतेत बदल होतो, ज्यामुळे सिलिकॉन क्रिस्टलच्या प्रतिरोधकतेत बदल होतो. आकृती 2 (अ) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे एक व्हीटस्टोन ब्रिज तयार करा; दबाव संवेदनशील रचना तयार करण्यासाठी एसओआय सब्सट्रेट लेयरवर प्रेशर बॅक पोकळी कोरली जाते.

आकृती 2 (अ) व्हीटस्टोन ब्रिज

जेव्हा दबाव-संवेदनशील संरचनेला हवेच्या दाबाच्या अधीन केले जाते, तेव्हा पायझोरिस्टरचा प्रतिकार बदलतो, ज्यामुळे आउटपुट व्होल्टेज व्हॉट बदलू शकतो आणि आउटपुट व्होल्टेज मूल्य आणि पायझोरिस्टरच्या प्रतिकार मूल्यातील संबंधांद्वारे दबाव मूल्य मोजले जाते.

एसओआय उच्च तापमान दबाव सेन्सरची बनावट प्रक्रिया

एसओआय उच्च-तापमान प्रेशर सेन्सरच्या तयारी प्रक्रियेमध्ये एकाधिक एमईएमएस प्रक्रिया समाविष्ट असतात. सेन्सरची प्रक्रिया समजण्यासाठी येथे काही मुख्य चरण थोडक्यात सादर केले गेले आहेत, मुख्यत: पायझोरिस्टरची तयारी, धातूची आघाडीची तयारी, दबाव-संवेदनशील चित्रपटाची तयारी आणि प्रेशर चेंबर पॅकेजिंग यांचा समावेश आहे.

व्हेरिस्टर्सच्या तयारीची गुरुकिल्ली डोपिंग एकाग्रतेच्या नियंत्रणामध्ये आणि त्यानंतरच्या एचिंग मोल्डिंग प्रक्रियेच्या ऑप्टिमायझेशनमध्ये आहे; मेटल लीड लेयर प्रामुख्याने व्हीटस्टोन पुलाचे कनेक्शन म्हणून काम करते; दबाव संवेदनशील चित्रपटाची तयारी प्रामुख्याने खोल सिलिकॉन एचिंग प्रक्रियेवर अवलंबून असते; पोकळीचे पॅकेजिंग सामान्यत: प्रेशर सेन्सरच्या अनुप्रयोगानुसार बदलते,

सध्याचे व्यापारीकरण उच्च-तापमान दबाव सेन्सर उच्च-तापमान तेल विहिरी आणि एरो-इंजिनसारख्या विशेष कठोर वातावरणाच्या दबाव मापन आवश्यकता पूर्ण करू शकत नाहीत, म्हणून उच्च-तापमान दबाव सेन्सरवरील भविष्यातील संशोधन अपरिहार्य बनले आहे. त्याच्या विशेष रचना आणि उच्च-तापमानाच्या वैशिष्ट्यांनुसार उच्च-तापमान दबाव सेन्सरसाठी आदर्श साहित्य बनले आहे. एसओआय उच्च-तापमान दबाव सेन्सरवरील भविष्यातील संशोधनात उच्च-तापमान कठोर वातावरणातील सेन्सरच्या दीर्घकालीन स्थिरता आणि स्वत: ची गरम करण्याच्या समस्यांचे निराकरण करण्यावर आणि प्रेशर सेन्सरची अचूकता सुधारण्यावर लक्ष केंद्रित केले पाहिजे. पैलू.

अर्थात, इंटेलिजेंट युगाच्या आगमनासाठी स्वत: ची भरपाई, स्वत: ची कॅलिब्रेशन आणि सेन्सरला माहिती साठवण यासारख्या अधिक बुद्धिमान कार्ये आणण्यासाठी इतर बहु-अनुशासनात्मक तंत्रज्ञानासह एसओआय उच्च-तापमान दबाव सेन्सर देखील आवश्यक आहेत, जेणेकरून जटिल उच्च-तापमान पर्यावरणीय दबाव सेन्सिंगचे मिशन अधिक चांगले पूर्ण करावे. ?