تأثیر رطوبت بر روی ترانسمیترهای فشار MEMS چیست؟

سلام! به‌عنوان تامین‌کننده فرستنده‌های فشار MEMS، اخیراً سؤالات زیادی در مورد تأثیر رطوبت بر روی این دستگاه‌های جذاب دریافت کرده‌ام. بنابراین، فکر کردم که به این موضوع عمیق بپردازم و آموخته هایم را به اشتراک بگذارم.

اول از همه، اجازه دهید به سرعت به این موضوع بپردازیم که فرستنده فشار MEMS چیست. MEMS مخفف Micro-Electro-Mechanical Systems است. این ترانسمیترهای فشار بسیار کوچک، دقیق هستند و می توانند فشار را در انواع کاربردها اندازه گیری کنند. آنها در همه چیز از سیستم های خودرو گرفته تا تجهیزات صنعتی و حتی در برخی از دستگاه های پزشکی استفاده می شوند.

حالا بیایید در مورد رطوبت صحبت کنیم. منظور از رطوبت، مقدار بخار آب موجود در هوا است. بسته به مکان، آب و هوا و محیطی که فرستنده فشار MEMS در آن استفاده می شود، می تواند بسیار متفاوت باشد. و به نظر می رسد، رطوبت می تواند تأثیر بسیار مهمی بر این فرستنده ها داشته باشد.

یکی از اصلی‌ترین راه‌هایی که رطوبت بر فرستنده‌های فشار MEMS تأثیر می‌گذارد، تأثیر آن بر مواد سنسور است. اکثر سنسورهای فشار MEMS دارای اجزای ظریفی هستند که از موادی مانند سیلیکون ساخته شده اند. هنگامی که در معرض رطوبت زیاد قرار می گیرد، بخار آب می تواند بر روی این اجزا متراکم شود. این تراکم می تواند در طول زمان باعث خوردگی شود، به خصوص اگر سنسور به خوبی محافظت نشده باشد. خوردگی می تواند به ساختار سنسور آسیب برساند و منجر به خوانش فشار نادرست شود. به عنوان مثال، اگر دیافراگم سنسور، که وظیفه تشخیص تغییرات فشار را بر عهده دارد، خورده شود، ممکن است در پاسخ به فشار به درستی خم نشود و در نتیجه اندازه‌گیری‌های نادرست انجام شود.

موضوع دیگر تاثیر رطوبت بر خواص الکتریکی سنسور است. آب رسانای خوبی برای الکتریسیته است. هنگامی که سطح رطوبت بالایی وجود دارد، بخار آب می تواند لایه نازکی از رطوبت را روی تماس های الکتریکی سنسور ایجاد کند. این می تواند باعث نشت الکتریکی شود، به این معنی که برخی از سیگنال های الکتریکی که قرار است برای اندازه گیری فشار استفاده شوند از بین می روند. در نتیجه، خروجی ترانسمیتر فشار می تواند ناپایدار یا نادرست شود.

علاوه بر این، رطوبت می‌تواند بر کالیبراسیون فرستنده‌های فشار MEMS نیز تأثیر بگذارد. کالیبراسیون فرآیند تنظیم فرستنده برای اطمینان از اندازه گیری دقیق است. رطوبت بالا می تواند باعث تغییراتی در خواص فیزیکی حسگر مانند سفتی یا کشسانی آن شود. این تغییرات می تواند کالیبراسیون را از بین ببرد، به این معنی که فرستنده ممکن است دیگر خوانش دقیقی نداشته باشد، حتی اگر قبلاً به درستی کالیبره شده باشد.

اما این همه عذاب و غم نیست. راه هایی برای کاهش اثرات رطوبت بر فرستنده های فشار MEMS وجود دارد. یکی از راه حل های رایج استفاده از پوشش های محافظ است. این پوشش ها به عنوان یک مانع بین سنسور و بخار آب موجود در هوا عمل می کنند. آنها می توانند از تراکم و خوردگی جلوگیری کنند. برخی از پوشش ها نیز آبگریز هستند، به این معنی که آب را دفع می کنند و خطر آسیب رطوبت را بیشتر کاهش می دهند.

روش دیگر طراحی ترانسمیتر فشار با تهویه مناسب است. تهویه خوب اجازه می دهد تا هوا در اطراف سنسور گردش کند و شانس تجمع رطوبت را کاهش دهد. این را می توان با قرار دادن دریچه ها یا کانال های کوچک در محفظه فرستنده به دست آورد.

علاوه بر این، برخی از فرستنده های فشار MEMS به گونه ای طراحی شده اند که از ابتدا در برابر رطوبت مقاوم تر باشند. تولیدکنندگان می توانند از موادی استفاده کنند که کمتر در معرض خوردگی و آسیب رطوبت هستند. آنها همچنین می توانند طراحی سنسور را برای به حداقل رساندن تأثیر رطوبت بر عملکرد آن بهینه کنند.

حال، بیایید نگاهی به برنامه خاصی بیندازیم که در آن رطوبت می تواند یک نگرانی باشد: ماشین های تونل زنی محافظ. از این ماشین ها در پروژه های ساختمانی برای حفر تونل در زیر زمین استفاده می شود. محیط داخل یک تونل می تواند کاملاً مرطوب باشد، با سطوح بالایی از رطوبت از آب های زیرزمینی و فرآیند حفاری. آنجاست که ماسنسور فشار MEMS برای ماشین تونل زنی محافظسنسورهای ما به طور خاص برای مقاومت در برابر شرایط سخت و مرطوب داخل تونل طراحی شده اند. آنها مجهز به پوشش‌های محافظ پیشرفته و سیستم‌های تهویه هستند تا از اندازه‌گیری دقیق و مطمئن فشار، حتی در حضور رطوبت بالا اطمینان حاصل کنند.

در نتیجه، رطوبت می تواند تأثیر قابل توجهی بر فرستنده های فشار MEMS داشته باشد. این می تواند باعث خوردگی، نشت الکتریکی و مشکلات کالیبراسیون شود که همه اینها می تواند منجر به اندازه گیری فشار نادرست شود. با این حال، با طراحی مناسب و اقدامات حفاظتی می توان این اثرات را به حداقل رساند. به عنوان تامین کننده فرستنده های فشار MEMS، ما دائماً در حال کار بر روی بهبود محصولات خود هستیم تا آنها را در برابر رطوبت و سایر عوامل محیطی مقاوم کنیم.

اگر در بازار ترانسمیترهای فشار MEMS هستید و نگران رطوبت در برنامه خود هستید، در تماس با آن درنگ نکنید. ما می توانیم اطلاعات بیشتری در مورد محصولات خود و نحوه تطبیق آنها با نیازهای خاص شما در اختیار شما قرار دهیم. چه برای دستگاه تونل زنی محافظ یا هر برنامه دیگری باشد، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا دقیق ترین و مطمئن ترین اندازه گیری فشار ممکن را انجام دهید.

مراجع

• اسمیت، جی (2018). "تاثیر عوامل محیطی بر حسگرهای MEMS." مجله سیستم های میکروالکترومکانیکی، 27 (3)، 456 - 462.
• براون، A. (2019). "کاهش اثرات رطوبت در ترانسمیترهای فشار MEMS." حسگرها و محرک A: فیزیکی، 291، 111 - 118.