Микромеханический поверхностный терморезисторный преобразователь линейной скорости среды в канале прямоугольного сечения

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Borys Ivanovych Lupyna

Аннотация

В работе выполнен анализ теплообменных процессов в поверхностном терморезисторном преобразователе линейной скорости среды, вмонтированном в стенку потокоформирующего канала прямоугольного сечения. Преобразователь спроектован по технологии микроэлектро-механических систем на кремнии. Анализ термоанемометрического и калориметрического методов измерительного преобразования линейной скорости среды касательно к мембранному преобразователю показал, что преимуществами предложенного подхода является возможность учета в модели поверхностного преобразователя его конструктивных особенностей и геометрических размеров, теплообмена с обратной стороны теплоизолированной структуры и теплофизических характеристик составляющих материалов.

Библ. 23, табл. 3, рис. 3.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Lupyna, B. I. (2016). Микромеханический поверхностный терморезисторный преобразователь линейной скорости среды в канале прямоугольного сечения. Электроника и Связь, 21(3), 17–28. https://doi.org/10.20535/2312-1807.2016.21.3.81454
Раздел
Твердотельная электроника

Библиографические ссылки

van Kuijk, J., Lammerink, T., de Bree, H.E., Elwenspoek, M., Fluitman, J. (1995). Multi-parameter de-tection in fluid flows. Sensors and Actuators. A 47, pp. 369 – 372.

Kozlov, A. G. (2006). Thermal microsensors: classification, main types Nano- and microsystem tech-nics, № 4, р.p. 2 - 13. (Rus)

Kuo, J. T. W., Lawrence, Y. and Meng, E. (2012). Micromachined Thermal Flow Sensors - A Review. Micromachines, 3, pp. 550 - 573.

Silvestri, S. and Schena, E. (2012). Micromachined Flow Sensors in Biomedical Applications. Microm-achines, 3, - pp. 225 - 243.

Borysov, O. V., Lupyna, B. I, Sorokhtina, H. L. (2014). Multifunction thermal resistance transducer of mechanical and thermal physic medium parameters. 5 - th International radioelectronic forum “Applied radioelectronics. Current state and perspectives”. Kharkiv, Ukraine, 14 -

October 2014 г. Vol. III, pp. 96 - 99. (Ukr)

Beigelbeck, R., Cerimovic, S., Talic, A., Kohl, F., Jachimowicz, A. (2015). From basic flow property to MEMS multiparameter sensors. AMA Conference – SENSOR 2015 and IRS2, pp. 216 – 221.

Damean, N., Regtien, P. P. L., Elwenspoek, M. (2003). Heat transfer in a MEMS for microfluidics. Sensors and Actuators, A. No 105, pp. 137 - 149.

Hu, X. J., Jain, A., Goodson K. E. (2008). Investigation of the natural convection boundary condition in microfabricated structures. International Journal of Thermal Sciences. No 47. pp. 820 – 824.

Borysov, O. V., Lupyna, B. I, Sorokhtina, H. L. (2008). Micromechanical thermal resistive gas velocity sensor. 3 - rd International radioelectronic forum “Applied radioelectronics. Current state and perspec-tives”. Kharkiv, Ukraine, 22 - 24 October 2008. (Ukr)

Landau, L. D., Akhiezer, A. I., Lifshitz, E. M. (1965). General Physics. Mechanics & Molecular Physics. M.: Science. – 399 p. (Rus)

Sazhin, O. V., Pervushin Yu. V. (2011). Thermal microsensor of air mass flow. Science instrument en-gineering Vol 21, № 3, pp. 52 – 61. (Rus)

Sazhin, O. (2013). Novel mass air flow meter for automobile industry based on thermal flow microsen-sor. I. Analytical model and microsensor. Flow Measurement and Instrumentation. Vol. 30, pp. 60 – 65.

Tas, N. R., Lammerink, T. S. J., Leussink, P. J., Berenschot, J. W., de Bree, H-E., Elwenspoek, M. (2000). Towards thermal flowsensing with pL/s resolution. Micromachined Devices and Components VI, 18 September 2000, Santa Clara, CA, USA, pp. 106-121.

Lammerink, T. S. J., Tas, N. R., Elwenspoek, M., Fluitman, J. H. J. (1993). Micro-liquid flow sensor. Sensors and Actuators A, Vol. 37-38, pp. 45-50.

Nguyen, N. T., Wereley S. T. (2006). Fundamentals and Applications of Microfluidics. Second Edition. ARTECH HOUSE, INC. – 497 p.

Rasmussen, A., Mavriplis, C., Zaghloul, M.E., Mikulchenko, O., Mayaram K. (2001). Simulation and optimization of a microfluidic flow sensor. Sensors and Actuators A,Vol. 88, pp. 121 - 132.

Sabaté, N., Santander, J., Fonseca, L., Gràcia, I., Cané C. (2004). Multi-range silicon micromachined flow sensor. Sensors and Actuators A. Vol. 110, pp. 282–288.

sensors relative to each other using heater arrays - a novel method for designing multi-range electrocaloric mass-flow sensors. Sensors and Actuators A. Vol 62, pp. 506 – 512.

King, L. V. (1914). On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: determination of the convection constants of small platinum wires, with application to hot wire anemometry, Louis Ves-sot King, Proc. of the Royal Society (London), Series A, Vol. 90, p. 563 - 570.

Borysov, O. V., Zavorotnyi, V. F., Katsan, I. I., Lupyna, B. I, Osinov, S. N. (2005). Modelling and struc-ture optimization of a micromechanical thermal sensor. 2 - nd International radioelectronic forum “Ap-plied radioelectronics. Current state and perspectives”. Kharkiv, Ukraine, 19 - 23 September 2005. Vol 3, pp. 240 - 243. (Ukr)

Kim, T. H., Kim, D.-K., Kim, S. J. (2009). Study of the sensitivity of a thermal flow sensor. Int. Journal of Heat and Mass Transfer. Vol. 52, pp. 2140 – 2144.

Billat, S., Kliche, K., Gronmaier, R., Nommensen, P., Auber, J., Hedrich, F., Zengerle, R. (2008). Monolithic integration of micro-channel on disposable flow sensors for medical applications. Sensors and Actuators A. Vol. 145 – 146, pp. 66 – 74.

Hedrich, F., Kliche, K., Storz, M., Billat, S., Ashauer, M., Zengerle, R. (2010). Thermal flow sensors for MEMS spirometric devices. Sensors and Actuators A. Vol. 162, pp. 373 – 378.