微型化：微型科里奥利流量计
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基于MEMS的科里奥利仪表，是微型的科里奥利质量流量传感器。MEMS是Micro Electro Mechanical System的缩写。这项研究始于2018年，目前仍在进行中。 |
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| MEMS芯片由晶圆制成。晶片是由硅或玻璃制成的扁平圆盘。典型的晶圆厚度为0.5mm，直径为6英寸。MEMS技术就是在某些区域添加和去除这些层。应用的层是高质量和坚固的材料。氮化硅就是其中一种，它在800˚C左右通过低压化学气相沉积（LPCVD）施加。 照相光刻技术用于定义需去除的区域。在光刻中，一层光刻胶沉积在晶圆表面。光刻胶通过照射其表面进行化学改变，并在显影溶液中选择性地去除。 |
科里奥利传感器的优势大多数MEMS流量传感器基于热式测量原理。该传感器可测量每分钟几纳升的液体流量。优点是快速且稳定。缺点是需针对每种特定流体进行校准。科里奥利流量传感器，即包含振荡管的流量传感器，其中质量流量受到科里奥利力的作用，不存在这个问题。科里奥利力与质量流量成正比，测量的是真正的质量流量，不受流体物性影响。 科里奥利流量计主要用于测量大流量（＞１ｋｇ／ｈ），因为相对微弱的科里奥利力相应地更难监测小流量。为了获得足够的灵敏度来测量２ｇ／ｈ以下的小流量，需将传感器尺寸和管壁厚度降至最小，不锈钢传统加工无法实现。 MEMS技术在这里发挥作用。我们与Ｔｗｅｎｔｅ大学密切合作开发一种称为“表面通道技术”的工艺，可制造具有１微米薄氮化硅壁的管材。材料的选择使这些管材即使在很薄的壁厚下也可保持机械稳定性。 |
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工作原理，基于MEMS的科里奥利传感器图示基于MEMS的科里奥利传感器的工作原理。演示模型中内置的传感器基于这项技术。演示模型可测量和控制０.０１到２ｇ／ｈ的气体和液体流量。MEMES技术的另一个优势，仪表内部的科里奥利管尺寸很小，以至于管的谐振频率在ｋＨｚ范围内。比传统的不锈钢科里奥利仪器对外部振动的敏感性更低。 |
