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（特邀）压电超声微机电系统换能器的流体光谱学研究
摘要： 本工作探索了压电微机械超声换能器（PMUTs）作为流体特性监测的潜在MEMS解决方案。测试了基于PZT材料、直径分别为1000微米、500微米和250微米（空气中谐振频率介于100千赫至2兆赫之间）的三种PMUTs，在甘油浓度0%至80%的水-甘油混合液中（静态与动态条件下）。流体环境的光谱偏移量与PMUT振动存在定量关联，这种关联随流体密度和粘度变化而改变。研究发现PMUTs的密度灵敏度从1000微米的27赫兹/千克·立方米提升至250微米的365赫兹/千克·立方米，与理论预期高度吻合。同样采用PMUT阵列开展了粘度传感研究。提出了一种穿透式流体超声传输架构，有望开发出能填补各类流体物理特性微型传感器空白的流体特性传感装置。
关键词： 流体特性监测、粘度、密度、压电微机械超声换能器、PMUTs
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种抗工艺变化压电微机械超声换能器的新拓扑结构
摘要： 本文提出了一种新型压电微机械超声换能器(PMUT)架构，可显著降低工艺变化对谐振频率精度的影响。该新拓扑结构的核心是环形锚定技术。测量结果表明，采用本文提出的方法后，芯片间和芯片内的谐振频率标准偏差分别从101 kHz降至23 kHz、从20 kHz降至5.9 kHz（展示的器件采用PiezoMUMPs商用制造技术制备）。通过对16片芯片（每片含12个两种不同拓扑结构的PMUT器件）的谐振频率结果进行分析，评估了所提方法的有效性。此外，作为概念验证，实验证明所制备的PMUT能够执行距离测量。
关键词： 频率、测距、可变性、工艺变化、微机电系统、压电微机械超声换能器、压电超声换能器、微细加工
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2018年IEEE第13届纳米/微米工程与分子系统国际年会（NEMS）- 新加坡，新加坡（2018.4.22-2018.4.26）] 2018年IEEE第13届纳米/微米工程与分子系统国际年会（NEMS）- 基于基础激励系统的新型机械耦合压电微机械超声换能器
摘要： 本文提出了一种基于环形振膜与圆形振膜堆叠机械耦合的新型压电微机械超声换能器（PMUT）。其中圆形振膜的基座固定于环形振膜中部，从而形成基底激励系统。相比非耦合的传统圆形振膜PMUT，由于圆形振膜的基底激励放大效应，该新型PMUT在水中的谐振频率为6.14 MHz时实现了173%的更高发射灵敏度。此外，在相同阵列尺寸下对比了该新型PMUT与传统非耦合圆形振膜PMUT的阵列发射性能，结果表明由该新型PMUT组成的阵列具有更小的串扰效应，在单独工作时能基本保持中心工作频率不变。
关键词： 机械耦合、压电微机械超声换能器（PMUT）、高传输灵敏度、低串扰效应
更新于2025-09-23 10:31:43
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[2019年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 英国格拉斯哥(2019.10.6-2019.10.9)] 2019年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 基于PMUT的水下声源定位系统
摘要： 本研究展示了压电微机械超声换能器（PMUT）阵列在水下声源定位系统中的创新应用。该系统基于来自声学信标的超声脉冲到达时间差，能够无理论角度限制地确定声源方向。采用互相关技术估算接收信号间的到达时间差。通过将原型机浸入水箱液体中对任意位置信标进行实验，表明该系统在微型化、集成化水下声源定位平台中具有广阔应用潜力。
关键词： 水下，到达方向，压电微机械超声换能器，超声波，自适应声学矢量传感器
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019年第20届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨第33届欧洲传感器会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 德国柏林（2019年6月23日至27日）] 2019年第20届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨第33届欧洲传感器会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 微机电系统激励与检测方案在光声成像中的应用
摘要： 本文首次展示了一种基于MEMS的光声系统，该系统采用定制的MEMS Q开关Nd:YAG激光器产生光声(PA)波，并使用定制的MEMS氮化铝薄膜压电微加工超声换能器进行PA波检测。
关键词： 光声成像、微型化、压电微机械超声换能器、氮化铝、微机电系统、成像技术、调Q Nd:YAG激光器
更新于2025-09-11 14:15:04