近期，， ，，8188cc威尼斯微电子学院“产教融合”传来喜报。。。。2020级硕士研究生党员高云飞同砚在上海微手艺工业研究院（SITRI）联聘导师娄亮博士的指导下，， ，，在基于微机械超声换能器（PMUT）的小尺寸超声波流量计研究方面取得主要希望。。。。效果在《Nature》旗下著名工程类期刊《Microsystems & Nanoengineering》（SCI一区TOP，， ，，2021年IF:8.006）揭晓，， ，，并被国际电气与电子工程师学会微机电系统旗舰年会36th IEEE MEMS吸收。。。。高云飞同砚为第一作者，， ，，娄亮博士为通讯作者。。。。8188cc威尼斯为第一完成单位，， ，，上海微手艺工业研究院为相助单位。。。。该研究效果实现了MEMS器件与后端电路的系统集成，， ，，充分使用了微机电系统器件的小尺寸、高性能特点，， ，，增进了MEMS器件在流量丈量领域中的工程化应用。。。。
基于ScAlN压电微机械超声换能器的小型时差超声波流量计，， ，，适用于小直径应用
文章摘要
文章提要：
时差超声波流量计是使用最普遍的流量丈量装备之一。。。。然而，， ，，古板的时差超声波流量计通常；；；诖蟪叽绲奶逖沟缁荒芷，， ，，这限制了它们在小直径管道中的应用。。。。在本文中，， ，，我们开发了一种基于掺钪氮化铝(ScAlN)压电微机械超声换能器(PMUT)的小型时差超声波流量计。。。。拟议的时差超声波流量计包括两个基于PMUT的收发器和一个π型管道。。。。PMUT器件包括13×13数目的方形单位，， ，，尺寸为2.8×2.8 mm2。。。。；；；赑MUT的小型超声收发器在水中1 MHz的频率下显示出优异的发射迅速度和吸收迅速度。。。。别的，， ，，对π型管道的尺寸举行了优化，， ，，实现了82 ns/(m/s)的丈量迅速度和优于15 dB的信噪比(SNR)。。。。最后，， ，，我们将制造的小型收发器集成到TDC-GP30平台中。。。。实验效果批注，， ，，开发的时差超声波流量计在直径为4 mm的管道中可以提供2-300 L/h的宽量程比，， ，，该管道内径小于大大都报道的。。。。时差超声波流量计的示值误差和重复性误差划分在0.2%和1%以内。。。。主要孝顺如下：
（1）提出了一种通过优化PMUT结构尺寸和对其紧凑封装来实现超声收发器小型化的设计要领，， ，，战胜了块材式超声换能器尺寸过大的弱点。。。。其中，， ，，结构尺寸优化也可实现PMUT收发迅速度最大化、与1 MHz匹配以及优异的指向性。。。。
（2）提出了一种连系π形管段和高精度时间丈量芯片的超声传输时间丈量计划，， ，，极大的提高了丈量迅速度和丈量精度。。。。别的，， ，，研究了π形管段的尺寸与信噪比和丈量迅速度的关系，， ，，为现实设计差别管径需求的超声波流量计提供了指南。。。。
（3）设计和搭建了完整的小管径超声波流量计系统，， ，，实现了在4 mm小管径中的流量丈量。。。。通过湿式校准，， ，，流量计在2~300 L/h量程内的准确度在0.2%以内。。。。扩大了PMUT在液体中的应用规模，， ，，同时扩展了古板超声波流量计丈量管道的尺寸下限。。。。
图形摘要
课题组先容：
娄亮博士现任上海微手艺工业研究院（SITRI）工艺集成部分主任和8188cc威尼斯微电子学院联聘导师。。。。娄博士课题组致力于微电机系统（MEMS）微型传感器芯片研发。。。？？？？？蒲衅虬ǖ幌抻谘沟绯⑸淦怠⒄穸萂EMS传感器的相关工艺及集成与系统等。。。。
相关论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41378-023-00518-y
https://doi.org/10.1109/MEMS49605.2023.10052185
