多重应力集中式MEMS仿生水听器

    公开(公告)号:CN105716705B

    公开(公告)日:2018-08-14

    申请号:CN201610058544.2

    申请日:2016-01-28

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/08

    摘要: 本发明为一种多重应力集中式MEMS仿生水听器,解决现有MEMS矢量水听器只能测声场矢量信息、灵敏度和频率响应带宽均不理想以及左右舷模糊等问题。本发明水听器包括由底层硅、氧化层和顶层硅,在顶层硅上均布四组四梁纤毛式声电换能结构,四组四梁纤毛式声电换能结构底部为空腔,其中悬臂梁的两端设有沉降槽及内缩的豁口;氧化层上均布有四个空腔,顶层硅及底层硅上正对每个空腔的位置溅射有上、下电极,顶层硅上围绕每个上电极均布四个注油孔。本发明水听器结构简单,极大的拓宽了有效频带范围,单片集成便于安装和测试,提高了安装精度,最终以单个传感器实现了小体积内的传感器组阵,克服了在传统的组阵中的各个水听器的不一致性。

    复合式MEMS仿生水听器
    2.
    发明公开

    公开(公告)号:CN105606201A

    公开(公告)日:2016-05-25

    申请号:CN201610058566.9

    申请日:2016-01-28

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/06

    CPC分类号: G01H11/06

    摘要: 本发明为一种复合式MEMS仿生水听器,解决现有MEMS矢量水听器只能测声场矢量信息、灵敏度和频率响应带宽均不理想以及左右舷模糊等问题。本发明水听器包括由底层硅、氧化绝缘层和顶层硅,在顶层硅上均布四组四梁纤毛式声电换能结构,四组四梁纤毛式声电换能结构正下方的氧化绝缘层被刻蚀掉;氧化绝缘层上均布有四个空腔,顶层硅及底层硅上正对每个空腔的位置溅射有上、下电极,顶层硅上围绕每个上电极均布四个与空腔相通的注油孔。本发明水听器结构简单,极大的拓宽了有效频带范围,单片集成便于安装和测试,提高了安装精度,最终以单个传感器实现了小体积内的传感器组阵,克服了在传统的组阵中的各个水听器的不一致性。

    基于丁腈橡胶帽封装的高灵敏度宽量程仿生水听器

    公开(公告)号:CN103557926B

    公开(公告)日:2016-04-13

    申请号:CN201310512040.X

    申请日:2013-10-26

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H3/04

    摘要: 本发明为一种基于丁腈橡胶帽封装的高灵敏度宽量程仿生水听器,解决了现有封装结构对水听器灵敏度损失严重的问题。本发明包括内置信号处理电路板金属管壳,金属管壳顶部延设有缩径管壳,缩径管壳顶部接待注油孔的支撑圆盘,支撑圆盘上安装有硬支架,硬支架上固定带敏感柱体的四梁敏感微结构,支撑圆盘上设有由丁腈橡胶制作而成的透声帽。本发明针对现有MEMS矢量水听器的封装结构,从透声帽材料、水听器尺寸等方面进行了改进。选用丁腈橡胶材料,在不影响矢量水听器指向性的情况下,提高了水听器的灵敏度,拓宽了水听器频带,并使水听器的封装进一步小型化,具有良好应用前景。

    基于MEMS声传感器的可视化电子式听诊器

    公开(公告)号:CN105232080A

    公开(公告)日:2016-01-13

    申请号:CN201510589217.5

    申请日:2015-09-17

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: A61B7/04

    摘要: 本发明提供了一种全新的电子听诊器,具体是一种基于MEMS声传感器的可视化电子式听诊器,其包括聚氨酯透声帽、壳体和盖体,壳体内灌满绝缘硅油,壳体内固定有MEMS声传感器微结构及充满绝缘硅油,壳体的壳底外表面上设有信号处理电路板仓和锂电池仓,盖体上设有液晶显示屏和若干功能选择按键,信号处理电路板仓内安装有信号处理电路板,信号处理电路板上设有各控制模块,信号处理电路板与液晶显示屏及MEMS声传感器微结构连接。本发明听诊器具有体积小、可视化、检测灵敏、低成本、可批量加工,无线传输到电脑端显示波形的优点,比传统听诊器检测心率更准确、更直观、更方便。

    复合式MEMS仿生水听器
    5.
    发明授权

    公开(公告)号:CN105606201B

    公开(公告)日:2018-08-21

    申请号:CN201610058566.9

    申请日:2016-01-28

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/06

    摘要: 本发明为一种复合式MEMS仿生水听器,解决现有MEMS矢量水听器只能测声场矢量信息、灵敏度和频率响应带宽均不理想以及左右舷模糊等问题。本发明水听器包括由底层硅、氧化绝缘层和顶层硅,在顶层硅上均布四组四梁纤毛式声电换能结构,四组四梁纤毛式声电换能结构正下方的氧化绝缘层被刻蚀掉;氧化绝缘层上均布有四个空腔,顶层硅及底层硅上正对每个空腔的位置溅射有上、下电极,顶层硅上围绕每个上电极均布四个与空腔相通的注油孔。本发明水听器结构简单,极大的拓宽了有效频带范围,单片集成便于安装和测试,提高了安装精度,最终以单个传感器实现了小体积内的传感器组阵,克服了在传统的组阵中的各个水听器的不一致性。

    差动隔振式MEMS矢量水听器

    公开(公告)号:CN104359547B

    公开(公告)日:2017-01-11

    申请号:CN201410626399.4

    申请日:2014-11-10

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/06

    摘要: 本发明为一种具有差动效应的MEMS矢量水听器敏感结构,解决了现有的弹性隔振结构的声散射问题、只能针对特定频带的噪声进行降幅处理以及结构稳定性、可靠性不足等问题。该敏感结构包括硅基座框架、悬臂梁、中心连接体、上下对称粘结的微型柱状体,十字形悬臂梁上设置有八个应变压敏电阻。工作时,平台的振动以惯性力的形式作用于微型柱状体,上下对称的微型柱状体产生等值、反向的力矩,声信号通过封装结构产生差模信号并作用于上下微型柱状体,上下对称的微型柱状体产生差模力矩。通过该结构的共模抑制,差模输出的特性来达到减振的效果。本发明结构简单、可靠,减振效果明显,不受振动来源、振动频带的影响。

    一种高灵敏度谐振式MEMS矢量水听器结构

    公开(公告)号:CN104121984B

    公开(公告)日:2016-08-31

    申请号:CN201410402582.6

    申请日:2014-08-16

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/08

    摘要: 本发明涉及矢量水听器,具体是一种高灵敏度谐振式MEMS矢量水听器结构。本发明解决了现有矢量水听器抗干扰能力差、灵敏度低的问题。一种高灵敏度谐振式MEMS矢量水听器结构,包括四梁臂硅微结构、微型柱状体、中心连接体、驱动电极、检测电极;其中,四梁臂硅微结构和中心连接体均位于同一平面;微型柱状体的下端垂直固定于中心连接体的上表面中央;驱动电极的数目、检测电极的数目均为八个;第一个驱动电极铺设于四梁臂硅微结构的前梁臂的上表面左前部;第二个驱动电极铺设于四梁臂硅微结构的前梁臂的上表面左后部。本发明适用于水下声压信号的精确定位和测量。

    多重应力集中式MEMS仿生水听器

    公开(公告)号:CN105716705A

    公开(公告)日:2016-06-29

    申请号:CN201610058544.2

    申请日:2016-01-28

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/08

    摘要: 本发明为一种多重应力集中式MEMS仿生水听器,解决现有MEMS矢量水听器只能测声场矢量信息、灵敏度和频率响应带宽均不理想以及左右舷模糊等问题。本发明水听器包括由底层硅、氧化层和顶层硅,在顶层硅上均布四组四梁纤毛式声电换能结构,四组四梁纤毛式声电换能结构底部为空腔,其中悬臂梁的两端设有沉降槽及内缩的豁口;氧化层上均布有四个空腔,顶层硅及底层硅上正对每个空腔的位置溅射有上、下电极,顶层硅上围绕每个上电极均布四个注油孔。本发明水听器结构简单,极大的拓宽了有效频带范围,单片集成便于安装和测试,提高了安装精度,最终以单个传感器实现了小体积内的传感器组阵,克服了在传统的组阵中的各个水听器的不一致性。

    仿海豹胡须的宽频带MEMS矢量水听器

    公开(公告)号:CN105181118A

    公开(公告)日:2015-12-23

    申请号:CN201510670121.1

    申请日:2015-10-17

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H11/06

    摘要: 本发明为一种仿海豹胡须的宽频带MEMS矢量水听器,该水听器极大地提高了MEMS矢量水听器的探测水里微弱声源信号的能力。本发明包括不锈钢电路管壳、缩颈管壳、固定圆盘、带凸台的绝缘环形托盘,凸台上安装有圆形PCB板和探测芯片,探测芯片包括四梁微结构、敏感柱体和浮力球,圆形PCB板和探测芯片的整体表面采用Parylene薄膜绝缘封装。本发明水听器是针对以前的仿鱼类侧线系统的MEMS矢量水听器,在不影响水听器灵敏度的情况下,极大提高纳机电矢量水听器的频带宽度,消除聚氨酯透声帽对水听器频响曲线的影响,为水听器的应用和发展提供了良好的前景。

    中性浮力式MEMS矢量水听器
    10.
    发明公开

    公开(公告)号:CN105067100A

    公开(公告)日:2015-11-18

    申请号:CN201510439808.4

    申请日:2015-07-23

    申请人: 中北大学

    IPC分类号: G01H3/00

    摘要: 本发明是一种中性浮力式MEMS矢量水听器,该水听器极大地提高了纳机电矢量水听器的探测水里微弱声源信号的能力。本发明包括不锈钢电路管壳、缩颈管壳、固定圆盘、带凸台的绝缘环形托盘,凸台上安装有圆形PCB板和探测芯片,探测芯片包括四梁微结构、敏感柱体和浮力球,绝缘环形托盘上开设有密封螺孔和信号螺孔,绝缘环形托盘上固接有内充硅油的透声帽,透声帽由乳胶-超弹性材料构成,透声帽内还支设有支撑架。该中性浮力式纳机电矢量水听器,在不影响水听器频带的情况下,极大提高纳机电矢量水听器的灵敏度、指向性的凹点深度,为水听器的应用和发展提供了良好的前景。