外國科學家就“無線壓力傳感器”的研究動態

呂 曄

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外國科學家就“無線壓力傳感器”的研究動態

呂 曄

傳感器是新技術革命和信息社會的重要技術基礎，是現代科技的開路先鋒。從世界范圍看，壓力傳感器主要有以下幾個發展方向：第一，光纖壓力傳感器。這種敏感元件已被應用于臨床醫學，用來測量擴張冠狀動脈導管氣球內的壓力。第二，電容式真空壓力傳感器。E+H公司的電容式壓力傳感器是由一塊基片和厚度為0.8～2.8 mm的氧化鋁(Al2O3) 構成，其間用一個自熔焊接圓環釬焊在一起。該環具有隔離作用，不需要溫度補償，可保持長期測量的可靠性和精度。第三，耐高溫壓力傳感器。新型半導體材料碳化硅(SiC) 的出現使單晶體高溫傳感器的制作成為可能。Rober. S. Okojie研制了一種運行試驗達500 ℃的α(6H) SiC壓力傳感器，這種傳感器的主要優點是PN 結泄漏電流很小，沒有熱匹配問題并且升溫不產生塑性變型，可以批量加工。第四，硅微機械加工傳感器。在微機械加工技術逐漸完善的今天，硅微機械傳感器在汽車工業中的應用越來越廣泛。隨著微機械傳感器的體積越來越小，線度可達到1～2 mm，可以放置在人體的重要器官中完成數據采集。Hachol，Andrzej，dziuban，Jan，Bochenek研制了一種可用于測量眼球的眼壓計，其膜片直徑為1 mm。在內眼壓為60 mmHg時，靜態輸出為40 mV，靈敏度系數較高。第五，具有自測試功能的壓力傳感器。Dirk，De，Bruyker 等人開發了一種具有自測試功能的壓阻、電容雙元件傳感器，其自測試功能是根據熱驅動原理進行的，該傳感器尺寸為1.2 mm×3 mm×0.5 mm，適用于生物醫學領域。第六，多維力傳感器。六維力傳感器的研究和應用是多維力傳感器研究的熱點，現在國際上只有美、日等少數國家可以生產。

發表于國際知名刊物上的關于“無線壓力傳感器”等方面的研究文章大致如下：

Karim H，Delfin D，Chavez LA等于2017年在《ADVANCED ENGINEERING MATERIALS》上發表了《基于超材料的無源無線溫度傳感器》(《Metamaterial based passive wireless temperature sensor》)；Ahmed M，Salleh M，Channa MI等于2017年在《TELECOMMUNICATION SYSTEMS》上發表了《基于數據轉發的水下無線傳感器網絡路由協議的綜述》(《Routing protocols for underwater wireless sensor networks based on data forwarding：a review》)；Klimiec E，Jasiewicz B，Piekarski J等于2017年在《MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY》上發表了《測量足底壓力——可能應用于人體移動的定量分析》(《Measuring of foot plantar pressure-possible applications in quantitative analysis of human body mobility》)；Kim J，Kim M，Lee MS等于2017年在《NATURE COMMUNICATIONS》上發表了《用于無線視力診斷的集成在軟性隱形眼鏡上的可穿戴智能傳感器系統》(《Wearable smart sensor systems integrated on soft contact lenses for wireless ocular diagnostics》)；Sturesson P，Khaji Z，Klintberg L等于2017年在《IEEE SENSORS JOURNAL》上發表了《高溫陶瓷壓力傳感器——金屬化對讀取范圍影響的研究》(《Ceramic pressure sensor for high temperatures-investigation of the effect of metallization on read range》)；Karuppuswami S，Kaur A，Arangali H等于2017年在《IEEE SENSORS JOURNAL》上發表了《用于檢測食品摻假的混合磁彈性無線傳感器》(《A hybrid magnetoelastic wireless sensor for detection of food adulteration》)。