五种方式来检测——EEJournal - 亚博首页官网手机登录,亚博yabovip2019进入

几个月前,我们看的一种方式使用MEMS悬臂探测气体。我们的重点是使用的光学阅读悬臂的状态,但是,然而发现,使用悬臂测量浓度的物质——至少在研究论文中很常见。

自那时以来,这个话题的检测…(正式名称为“分析物”)发生了几次,每一个都有不同的扭曲或方法。所以这周我们跟进变化和悬臂的主题。他们都不同:除了之一就是这只猫可以剥皮很多不同的方式。

谁需要一条直线吗? ?

我们首先悬臂的即兴发挥的主题。使用悬臂的“正常”的方式是“使职能化”顶面,把东西放在那里,会吸引你的目标分析物。当分析物漂浮在说你好,坚持悬臂,悬臂的行为变化。

这种行为可能是静态的,平直“跳板”可能略有曲线向上或向下。也可能是动态,发现通过共振的悬臂产生共鸣和测量的变化被分析物的存在。

但一个公分母是悬臂操作在一个线性政权。它像一个理想的春天,表现出谐波共振。使用一个动态方法,你看看共振频率的变化来检测气体的存在。

但是最近的一篇论文提出了一个问题,“如果我们出去线性政权?“当你施加一个力悬臂,你必须温柔的保持线性。提示不能旅行太远;在这个范围之外,属性创建的几何和材料非线性行为。这是通常被认为是不好的,但它是…?

当然,“非线性”可以意味着很多东西。(它甚至可以工程相当于邮政。)事实上,它的字面意思是做某件事——任何东西——除了线性。所以,本身不是特别的描述性。从代尔夫特和剑桥大学一个研究小组研究了振幅发生了什么当你扫描的驱动频率低于自然谐波共振(线性范围)上面,使用不同的驱动电压,驱动悬臂在以上的线性。

在线性范围内,如您所料,共振频率*住几乎随着驱动电压的改变。但在一定的临界电压,成为双稳态行为:振幅会减少随着频率增加,但会增加当频率回来,最后拍摄回到频率远低于它的频率非线性,如下列图所示。(我故意只关注形状,使数值细节。)

有趣就这是频率的位置的“分叉”并返回发生。这表明一些承诺作为一种检测分析物——在他们的情况下,乙醇。

这种非线性反应有价值在某种程度上,他们最终传播测量点,这样更容易解决潜在的嘈杂的回答。他们发现,这两个电压的波动是线性模式的谐振频率的三倍。这使得更少的模棱两可的检测。

这是一篇论文,它远离商业化,但是,至少,它可以帮助摆脱禁区内非线性行为。

从黄昏到氡

与此同时,随着我们安顿下来自己安全地在家里轻松睡眠远离外界的危险,一个看不见的,unsmelled危险,事实上,充斥我们的空间。取决于你住在哪里,天然氡是一种真正的问题。

您可以测试,但是这往往需要昂贵的设备与一个电离室由专业人士。有固态的替代品,但根据新公司,RSens,其较低的价格较低的性能相匹配。RSens提出一个更小,更便宜,更准确的氡传感器,房主可以保持在家里持续监测。

“但你为什么需要不断监控一旦你知道氡有多少?“你可能会问。或者,我问。这个想法是,根据房屋和地面之间的“连接”,随着微风吹和窗户打开或关闭,氡可以建立或耗尽。从长远来看,你可以这样的传感器连接到你的家(或业务)通风,例如,打开鼓风机如果氡浓度过高,通风外,也许。

他们打算如何检测涉及到一个非常不同的方法从我们看到的东西。氡衰变导致排放的阿尔法粒子,而不是直接检测氡,阿尔法粒子,在签名5 - 7兆电子伏能量检测。

引人注目的硅,会导致形成一个电子/空穴对。所以RSens探测器,称为“咏叹调”矩阵的老式的NPN型晶体管。高阻隔收藏家都连接到V_CC,发射器推动A / D转换器。诀窍是基地浮动,累计浮动基地的面积,是真正的探测器。当一个α粒子罢工在基地,创建电子/空穴对这个小电流放大(记得β?)成一个更大的电流通过发射器。

这些人在Indiegogo运动的最后阶段,所以这是一个悬而未决的问题,或者当这是否会出现在一个模型你附近的家中。但作为传感方法,当然代表一个离开我们已经看到其他技术。

热板!热板!

未来的公司来到我的注意力在最近的MEMS执行国会。叫做剑桥CMOS传感器,他们采取了一种绕行路线到他们现在的地方。他们开始制作电炉。不,这不是另一个餐馆风险(和好的人北不应该混淆“电炉”与“热盘,”你知道吗?)。

电炉,从根本上说,一个红外发射器。它是用于高精度气体传感器(“非色散红外传感器”,或NDIRs)。想象一个管一端与红外发射器。开放让气体进入管,另一端,光学和过滤器等,获取一个特定的波长和交付一个检测器。这样一个模块通常是用来检测一个特定的气体。

但他们也意识到,他们可以利用另一个现象:某些金属氧化物(氧化物),加热时,催化还原和氧化反应(“氧化还原”)的特定分析物在特定温度。这些反应会改变氧化物的电阻。反应的本质和最优温度取决于混合氧化物燃料和被分析物。所以他们可以把氧化物层电炉和使用它作为一个固态传感器。

上面的图是他们创造了一个非常类似,但我添加一些细节。事情是这样的,他们在公司名称中有“CMOS”是有原因的:他们建立传感器使用标准CMOS工艺(尽管经济,他们仍然单独建立ASIC)。但是你可能看看图,认为很难想出一个氧化物层的一个普通CMOS流的一部分。因为这是一个离开,但最后一个添加剂。

钨电炉、黄金探测器,和铝接触都是标准CMOS的东西。缺失的是上文提到的。添加之后,在一个单独的房间或建筑物,通过使用墨水。事实上,因为墨水可以选择性地应用,他们可以建立一个数组的电炉与各种氧化物创建multi-analyte传感器。他们可以热从0到600°C 25毫秒左右,因此他们可以快速运行温度曲线来检测各种物质在适当的温度。

当然,因为他们添加墨水在其他地方,他们必须先使钝化。这意味着他们不能直接测量的电阻混合氧化物燃料;他们必须使用一个AC方法测量电阻通过钝化层。这也意味着他们可以利用这种气体和液体环境(假定适当的包装)。

为什么经历这一切麻烦当你可以使用悬臂梁?这似乎是一个更精确的方法,与其说竞争与其他MEMS传感器,但随着大,笨重的工业传感器像NDIR模块。

一个超级幽灵

接下来,一个简短的停留在我们讨论了一个话题在过去:高光谱成像——另一种方法来检测材料。VTT,芬兰的研究,同时也提出了MEMS执行国会。他们建立了各种基于法布里-珀罗干涉光谱探测器。这是一个方法,两个镜子之间反射光线来测量频率。

布拉格在MEMS的背景下,他们用镜子——交替层(如中发现面具用于EUV使用,这需要所有反射光学)。张拉膜形成一个镜子;它悬浮在水面上,在这第二个镜子是沉积。决定频率之间的空隙被发现(如下面的高度抽象的图所示)。