外国科学家就“无线压力传感器”的研究动态

吕 晔



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外国科学家就“无线压力传感器”的研究动态

吕 晔

传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。从世界范围看，压力传感器主要有以下几个发展方向：第一，光纤压力传感器。这种敏感元件已被应用于临床医学，用来测量扩张冠状动脉导管气球内的压力。第二，电容式真空压力传感器。E+H公司的电容式压力传感器是由一块基片和厚度为0.8～2.8 mm的氧化铝(Al2O3) 构成，其间用一个自熔焊接圆环钎焊在一起。该环具有隔离作用，不需要温度补偿，可保持长期测量的可靠性和精度。第三，耐高温压力传感器。新型半导体材料碳化硅(SiC) 的出现使单晶体高温传感器的制作成为可能。Rober. S. Okojie研制了一种运行试验达500 ℃的α(6H) SiC压力传感器，这种传感器的主要优点是PN 结泄漏电流很小，没有热匹配问题并且升温不产生塑性变型，可以批量加工。第四，硅微机械加工传感器。在微机械加工技术逐渐完善的今天，硅微机械传感器在汽车工业中的应用越来越广泛。随着微机械传感器的体积越来越小，线度可达到1～2 mm，可以放置在人体的重要器官中完成数据采集。Hachol，Andrzej，dziuban，Jan，Bochenek研制了一种可用于测量眼球的眼压计，其膜片直径为1 mm。在内眼压为60 mmHg时，静态输出为40 mV，灵敏度系数较高。第五，具有自测试功能的压力传感器。Dirk，De，Bruyker 等人开发了一种具有自测试功能的压阻、电容双元件传感器，其自测试功能是根据热驱动原理进行的，该传感器尺寸为1.2 mm×3 mm×0.5 mm，适用于生物医学领域。第六，多维力传感器。六维力传感器的研究和应用是多维力传感器研究的热点，现在国际上只有美、日等少数国家可以生产。

发表于国际知名刊物上的关于“无线压力传感器”等方面的研究文章大致如下：

Karim H，Delfin D，Chavez LA等于2017年在《ADVANCED ENGINEERING MATERIALS》上发表了《基于超材料的无源无线温度传感器》(《Metamaterial based passive wireless temperature sensor》)；Ahmed M，Salleh M，Channa MI等于2017年在《TELECOMMUNICATION SYSTEMS》上发表了《基于数据转发的水下无线传感器网络路由协议的综述》(《Routing protocols for underwater wireless sensor networks based on data forwarding：a review》)；Klimiec E，Jasiewicz B，Piekarski J等于2017年在《MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY》上发表了《测量足底压力——可能应用于人体移动的定量分析》(《Measuring of foot plantar pressure-possible applications in quantitative analysis of human body mobility》)；Kim J，Kim M，Lee MS等于2017年在《NATURE COMMUNICATIONS》上发表了《用于无线视力诊断的集成在软性隐形眼镜上的可穿戴智能传感器系统》(《Wearable smart sensor systems integrated on soft contact lenses for wireless ocular diagnostics》)；Sturesson P，Khaji Z，Klintberg L等于2017年在《IEEE SENSORS JOURNAL》上发表了《高温陶瓷压力传感器——金属化对读取范围影响的研究》(《Ceramic pressure sensor for high temperatures-investigation of the effect of metallization on read range》)；Karuppuswami S，Kaur A，Arangali H等于2017年在《IEEE SENSORS JOURNAL》上发表了《用于检测食品掺假的混合磁弹性无线传感器》(《A hybrid magnetoelastic wireless sensor for detection of food adulteration》)。