在這篇博客中，我想分享基于MEMS的科里奧利儀器的開發(fā)，該儀器是目前世界上流量最低的科里奧利質(zhì)量流量傳感器。MEMS是Micro Electro Mechanical System的縮寫。這種獨(dú)特的科里奧利儀器現(xiàn)在可用于現(xiàn)場測試。
MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)
    MEMS技術(shù)類似于半導(dǎo)體技術(shù)，但它適用于傳感器和微型機(jī)械組件而不是電子芯片。眾所周知的MEMS技術(shù)應(yīng)用包括安全氣囊傳感器，噴墨頭，壓力傳感器，麥克風(fēng)，指南針，加速度計(jì)，陀螺儀和時(shí)基振蕩器。例如，智能手機(jī)包含許多MEMS組件，熱流傳感器廣泛用于空調(diào)系統(tǒng)。
    MEMS芯片由晶圓制成。晶圓是非常扁平的圓盤，由硅或玻璃制成。典型的晶片厚度為0.5mm，直徑為6英寸。MEMS技術(shù)就是在某些領(lǐng)域添加層并去除這些層。施加的層可以具有非常高的質(zhì)量和堅(jiān)固的材料。氮化硅是這種材料的一個(gè)例子，它通過低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）施加，并且在約800℃下進(jìn)行。
    光刻用于定義需要移除的區(qū)域。在光刻中，在晶片的表面上沉積一層光致抗蝕劑。通過在其表面上照射光來化學(xué)改變光致抗蝕劑，并且在顯影溶液中選擇性地去除光致抗蝕劑。 科里奧利傳感器的優(yōu)點(diǎn)
    大多數(shù)MEMS流量傳感器都基于熱測量原理。已經(jīng)證明，這種傳感器能夠測量低至每分鐘幾納升的液體流量。這些傳感器的優(yōu)點(diǎn)是它們快速且非常穩(wěn)定。缺點(diǎn)是需要針對(duì)每種特定流體校準(zhǔn)它們。
    科里奧利類型的流量傳感器，即包含振動(dòng)管的流量傳感器，其中質(zhì)量流受到科里奧利力，但沒有這個(gè)問題。由于科里奧利流量傳感器測量的是真實(shí)的質(zhì)量流量，因此科里奧利力與質(zhì)量流量成正比，與溫度，壓力，流量分布和流體屬性無關(guān)。
    科里奧利流量計(jì)主要用于測量大流量（> 1千克/小時(shí)），因?yàn)橄鄬?duì)較弱的科里奧利力相對(duì)較難檢測小流量。為了獲得足夠的靈敏度來測量每小時(shí)低于2克的超低流量，傳感器尺寸和管壁厚度需要最小化到極限，這是傳統(tǒng)加工不銹鋼所不可能的。
    MEMS技術(shù)在這里發(fā)揮作用。我們與特溫特大學(xué)密切合作開發(fā)的一種稱為“表面通道技術(shù)”的工藝允許制造具有1微米薄氮化硅壁的管。材料的選擇使這些管即使在這種極薄的壁厚下也能機(jī)械穩(wěn)定。
操作原理，基于MEMS的科里奧利傳感器
    在下圖中，解釋了基于MEMS的科里奧利傳感器的操作原理。內(nèi)置于演示模型中的傳感器基于此技術(shù)。該演示模型可以測量和控制每小時(shí)0.01至2克的氣體和液體流量。作為MEMS技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，儀器內(nèi)部的科里奧利管具有如此小的尺寸，使得管的諧振頻率在kHz范圍內(nèi)。與傳統(tǒng)的不銹鋼科里奧利儀器相比，這導(dǎo)致對(duì)外部振動(dòng)的敏感性較低。
演示模型用于現(xiàn)場測試的微科里奧利技術(shù)
    我們目前提供微型科里奧利傳感器技術(shù)的演示模型，該技術(shù)配備了板載通信接口，可集成到任何可用的應(yīng)用中。該演示模型稱為BL100，可帶或不帶閥門進(jìn)行流量控制。我們?cè)谖⒘黧w學(xué)中看到了BL100的應(yīng)用，例如生命科學(xué)，芯片實(shí)驗(yàn)室，醫(yī)用劑量，化學(xué)微反應(yīng)器，催化劑劑量，泵校準(zhǔn)。我們也渴望了解更多有關(guān)客戶應(yīng)用的信息。
潛行預(yù)覽下一個(gè)MEMS博客：表面通道技術(shù)
    用于創(chuàng)建微科里奧利傳感器芯片的“表面通道技術(shù)”也允許其他類型的傳感器。例如：壓力傳感器，密度傳感器，粘度傳感器和熱質(zhì)量流量傳感器。