Ny lufttrykssensor kan forbedre hverdagens enheder

Et hold af mekaniske ingeniører ved Binghamton University, State University of New York, der undersøger en revolutionær form for mikroswitch, har fundet en anden applikation til sin igangværende forskning.

Efter at have fundet en ny type MEMS (mikroelektromekanisk system), der giver bedre kontrol, forskerne har brugt den viden til at bygge en lufttrykssensor, der kunne forbedre mange dagligdags enheder.

"Dette er den samme mekanisme som enheder, vi har designet tidligere, men det er en anden applikation, " sagde hovedefterforsker Shahrzad "Sherry" Towfighian, en lektor i maskinteknik ved Binghamtons Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science.

"Sensorens hjerte består stadig af fire elektroder, og konventionelle sensorer har to elektroder, " sagde Towfighian. "Det giver os mulighed for bedre at tune systemets egenskaber."

Undersøgelsen blev finansieret gennem en $480, 958 bevilling fra National Science Foundation. Binghamton University Ph.D. studerende Mark Pallay udførte meget af forskningen under opsyn af Towfighian og hendes co-principal investigator, Den fremtrædende professor Ronald N. Miles fra Mechanical Engineering Department. Pallay er siden dimitteret og begyndt at arbejde hos Seagate Technology som forsknings- og udviklingsingeniør.

En fordel ved denne MEMS - en mikroskopisk enhed med bevægelige dele, der er produceret på samme måde som elektronik - er dens selvstændige design. Der er ikke behov for en computer til at analysere aflæsningerne, gør responstiden hurtigere og mere pålidelig.

"Den registrerer ikke kun trykket, men udløser også en kontakt, " sagde Towfighian. "Normalt skal en sensor fornemme trykket, behandle det gennem software for at afgøre, om de rigtige betingelser er opfyldt, og derefter udløse switchen. Denne er en kompakt tryksensor og kontakt, så ved at sende spændingen til en af ​​elektroderne, du kan få det til at fungere ved forskellige tryk."

Som med alle de MEMS-switche, som Binghamton University-teamet har designet indtil videre, dette nye tilbud kan have en lang række anvendelser, såsom måling af barometertryk, overvågning af ilt til for tidligt fødte børn på hospitaler eller registrering af dæktryk i køretøjer.

"Nogle gange er det afgørende at opdage tryktærsklen, " sagde Towfighian. "For eksempel, du er i et fly, og du vil have luftmaskerne til at falde ned, hvis lufttrykket falder til under en vis mængde. Det er meget nemt at indstille biasspændingen til at trigge automatisk."

Hun tilføjede, at den måde, switchen er bygget med fire elektroder, også betyder en længere levetid:"Ofte er der et problem med de nuværende enheder, at de har en begrænset levetid på grund af at have to elektroder, men at have to andre elektroder gør det muligt for os at gøre det mere holdbart og forlænge enhedens levetid."

Papiret, "En afstembar elektrostatisk MEMS-trykkontakt, " blev udgivet i IEEE-transaktioner på industriel elektronik .