設備故障診斷系統資訊：電容式 MEMS 超聲波換能器使用聚合物代替傳統的硅材料

電容式MEMS超聲換能器采用聚合物代替傳統的硅材料；

據麥姆斯咨詢相關報道，為了使醫療保險市場上超聲波換能器更便宜，英屬（不列顛）哥倫比亞大學（University of British Columbia，簡稱UBC）的研究工作人員管理已經可以利用網絡聚合物作為代替中國傳統的硅材料，設計發展出了一個電容開始式微以及機械使用超聲波檢測換能器（capacitive micromachined ultrasound transducers，以下問題簡稱CMUT，亦稱電容式MEMS超聲波由于換能器）。無線振動傳感器基于無線技術的機器狀態監測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態報警。應用于工業設備狀態管理及監測控制系統；適合現場設備運行和維護人員監測設備狀態，及時發現問題，保證設備正常可靠運行。設備故障診斷系統具有緩變信號（如溫度、壓力、轉速、流量等）與動態信號（如振動信號）的數據融合處理功能；具有黑匣子記錄功能；系統滿足車輛振動沖擊環境下的使用要求。一體化振動變送器將壓電傳感器和精密測量電路集成在一起，實現了傳統“傳感器+信號調理器”和“傳感器+監測儀表”模式的振動測量系統的功能；適合構建經濟型高精度振動測量系統。

發表在《微系統與納米工程》雜志上的一篇題為“基于聚合物的醫學成像微通信傳輸發射機的制造和測試”的論文詳細討論了這項研究。 在這篇論文中，研究人員描述了如何使用更經濟的材料，如SU 8光聚合物和omnicoat，而不是硅來制造薄而靈敏的超聲波換能器陣列。

圖 A 是安裝在 PCB 上的由64個多聚 CMUT 陣列組成的線性陣列，圖 B 是間隔550米的由6個多聚 CMUT 陣列組成的線性陣列。圖 C 中的 CMUT 單元顯示了頂電極和底腔的互連

只需要六個步驟，預計單位成本不到100美元。研究人員制造了微米級生物相容的聚對二甲苯密封聚合物CMUT(以下簡稱聚CMUT)。該器件是由64排CMUT單元組成的線陣，每排包含4個75 CMUT單元(即塑料MEMS)，每個陣元的間距為550m。線性陣列使研究人員能夠使用波束形成技術精確的超聲成像實驗。

制造企業這些poly－CMUT的關鍵問題在于將金屬材料電極封裝在一個薄膜內部管理而非頂部，可實現與多晶硅或氮化硅制造的傳統CMUT相近的薄堆棧和低工作提供電壓。研究技術人員在論文中報告，poly－CMUT可以被預偏置，從而在信息接收中作為無源器件系統運行，并在使用超聲波信號傳輸數據期間發展具有低激勵以及電壓（即在10V直流電信號上疊加12V交流活動電信號）。

本研究的另一個有趣的方面是，*大工藝溫度不超過150 ℃，這意味著這些聚CMUT可以直接在硅基電子器件（如波束形成器和Tx Rx開關）上制造。 研究人員預計，這種超聲波收發器可以集成到一個舒適的可穿戴健康監測系統的柔性基板中。

合著者羅伯特 · 羅林(Robert Rohling)是英國不列顛哥倫比亞大學電子和計算機工程學教授，他評論說: “有了這項技術，你可以縮小這些傳感器，并用它們來檢查你的動脈和靜脈。”。' .你也可以把它們貼在胸口，在日常生活中不斷監測你的心臟。這項技術開辟了許多不同的可能性。