MEMS压力传感器的应用

 

 

摘要：MEM压力传感器在工业，医疗，汽车方面的应用。

 关键词：集成电路、微机电加工、侵入式应用，汽车电子。

 

引言：

 

   MEMS是在集成电路生产技术和专用的微机电加工方法的基础上蓬勃发展起来的

高新科技，其研究开发主要集中在微传感器、微执行器和微系统三个方面，目前主导

MEMS的市场的传感器已形成产业。用此技术研制的五花八门的微传感器具有体积小、

质量轻、响应快、灵敏度高、易生产、成本低的优势，可以测量各种物理量、化学量

及生物量。接下来，我主要介绍一下其中的压力传器。

MEM压力传感器的应用非常广泛。工业电子：工业配料称重、数字流量表以及数字压力表等等。消费电子：太阳能热水器用液位控制压力传感器、洗碗机、饮水机、洗衣机空调压力传感器，微波炉、健康秤以及血压计等等。汽车电子：柴油机的共轨压力传感器、汽车

发动机的进气歧管压力传感器、汽车刹车系统的空气压力传感器以及发动机的机油压

力传感器等等。我主要谈谈MEMS压力传感器在汽车行业，医疗市场，工业领域这三个

方面的应用。

 

应用于工业领域：

 

   MEMS压力传感器的主要应用包括采暖通风及空调（HVAC）、

水平面测量、各种工业过程与控制应用。例如，除了的高度气压测量，飞机使用传感器监测引擎、襟翼等其它部件。

 

应用于汽车行业：

 

在市场引导、科技推动、风险投资、政府介入等多重作用下，汽车MEMS传感器发展

迅速，现已成为相关部门争先投资开发的热点。MEMS压力传感器在汽车中的一个新应

用是传动系统压力感测，通常用于自动装置之中，但也用于新型双离合器传动系统。

在汽车中，大约采用25至40只MEMS传感器，技术上日趋成熟完善，可满足汽车环

境苛刻、可靠性高、准确、成本低的要求，极大地推动了电子技术在汽车上的应

用。例如德国厂商推出了一款MEMS解决方案，使用油来保护硅薄膜，使其可以耐

受70巴的压力。博世几年前也曾为MEMS压力传感器带来巨大变化，当时使用的是多硅

，带来了高度可靠的MEMS器件，这些器件已用于目前的侧面气囊等应用之中。

 

应用于医疗市场：

对于医疗应用来说，MEMS压力传感器技术需要生产精密低压力测量装置的专门技术，以便用于侵入式或非侵入式应用。用于侵入式应用的压力传感器，比如监测血压，是低成本的消耗品。 压力传感器用于测量生命征象。在这个领域，使用传感器的设备包括台式或中央监护仪，以及多参数监护设备。低端设备至少包括一种非侵入式压力传感器；中端设包

含一或两种设备；高端设备既有非侵入式压力传感器，也有侵入式压力传感器，以及额外呼吸压力感测。

    

  在植入设备领域，压力传感器用于心脏监视器、青光眼监视器和颅内压力监视器。

虽然这些监视器的市场目前处于发育阶段，但其未来潜力巨大。例如，利用心脏传感

器可以在家里监护病人，不必经常去医院检查，这样可以为国家节省大笔费用。当然

同时也为病人带来方便。

     

   性医疗用品市场来说，像性的心导管，用于一年的数百万例的手术中监

测血压， MEMS压力传感器另一个就是输液泵，这种器械用于向病人的循环系统输入

液体、药物或营养。输液泵结构简单且成本低廉，可以用后即扔。2011年这类压力传

感器的使用量远高于6000万个。

    

  呼吸监测是医用压力传感器的另一个主要应用。每年与呼吸治疗相关的器械销量高

达数以百万计。

  总结：

汽车应用仍是MEMS压力传感器的应用市场。尤其是汽车电子，它对于

MEMS压力传感器来说，是越加的重要，在最近几年的时间里，它的需求量增加得很快

。例如：捷伸电子每一年对它的需求量已经达到二百到三百万个了。此外MEMS压力传

感器也在不同领域找到一些新的应用，例如：车用汽缸内压力感测、医疗用持续正压

呼吸器、以及与GPS相结合的导航应用，虽然以上有的应用还在起步阶段，不过看来

都很有成长潜力。随着科技的进步，MEMS压力传感器在市场上的需求量会越来越大的

，发展前景无比广阔。