近期，，，，，，j9九游会微电子学院“产教融合”传来喜报。。
。。。2020级硕士研究生党员高云飞同砚在上海微手艺工业研究院（SITRI）联聘导师娄亮博士的指导下，，，，，，在基于微机械超声换能器（PMUT）的小尺寸超声波流量计研究方面取得主要希望。。
。。。效果在《Nature》旗下著名工程类期刊《Microsystems & Nanoengineering》（SCI一区TOP，，，，，，2021年IF:8.006）揭晓，，，，，，并被国际电气与电子工程师学会微机电系统旗舰年会36th IEEE MEMS吸收。。
。。。高云飞同砚为第一作者，，，，，，娄亮博士为通讯作者。。
。。。j9九游会为第一完成单位，，，，，，上海微手艺工业研究院为相助单位。。
。。。该研究效果实现了MEMS器件与后端电路的系统集成，，，，，，充分使用了微机电系统器件的小尺寸、高性能特点，，，，，，增进了MEMS器件在流量丈量领域中的工程化应用。。
。。。

基于ScAlN压电微机械超声换能器的小型时差超声波流量计，，，，，，适用于小直径应用

文章摘要

文章提要：

时差超声波流量计是使用最普遍的流量丈量装备之一。。
。。。然而，，，，，，古板的时差超声波流量计通；；
；；；；诖蟪叽绲奶逖沟缁荒芷，，，，，，这限制了它们在小直径管道中的应用。。
。。。在本文中，，，，，，我们开发了一种基于掺钪氮化铝(ScAlN)压电微机械超声换能器(PMUT)的小型时差超声波流量计。。
。。。拟议的时差超声波流量计包括两个基于PMUT的收发器和一个π型管道。。
。。。PMUT器件包括13×13数目的方形单位，，，，，，尺寸为2.8×2.8 mm2。。
。。；；
；；；；赑MUT的小型超声收发器在水中1 MHz的频率下显示出优异的发射迅速度和吸收迅速度。。
。。。别的，，，，，，对π型管道的尺寸举行了优化，，，，，，实现了82 ns/(m/s)的丈量迅速度和优于15 dB的信噪比(SNR)。。
。。。最后，，，，，，我们将制造的小型收发器集成到TDC-GP30平台中。。
。。。实验效果批注，，，，，，开发的时差超声波流量计在直径为4 mm的管道中可以提供2-300 L/h的宽量程比，，，，，，该管道内径小于大大都报道的。。
。。。时差超声波流量计的示值误差和重复性误差划分在0.2%和1%以内。。
。。。主要孝顺如下：

（1）提出了一种通过优化PMUT结构尺寸和对其紧凑封装来实现超声收发器小型化的设计要领，，，，，，战胜了块材式超声换能器尺寸过大的弱点。。
。。。其中，，，，，，结构尺寸优化也可实现PMUT收发迅速度最大化、与1 MHz匹配以及优异的指向性。。
。。。

（2）提出了一种连系π形管段和高精度时间丈量芯片的超声传输时间丈量方案，，，，，，极大的提高了丈量迅速度和丈量精度。。
。。。别的，，，，，，研究了π形管段的尺寸与信噪比和丈量迅速度的关系，，，，，，为现实设计差别管径需求的超声波流量计提供了指南。。
。。。

（3）设计和搭建了完整的小管径超声波流量计系统，，，，，，实现了在4 mm小管径中的流量丈量。。
。。。通过湿式校准，，，，，，流量计在2~300 L/h量程内的准确度在0.2%以内。。
。。。扩大了PMUT在液体中的应用规模，，，，，，同时扩展了古板超声波流量计丈量管道的尺寸下限。。
。。。

图形摘要

课题组介绍：

娄亮博士现任上海微手艺工业研究院（SITRI）工艺集成部分主任和j9九游会微电子学院联聘导师。。
。。。娄博士课题组致力于微电机系统（MEMS）微型传感器芯片研发。。
。。？？？？？？蒲衅虬ǖ幌抻谘沟绯⑸淦怠⒄穸萂EMS传感器的相关工艺及集成与系统等。。
。。。

相关论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41378-023-00518-y

https://doi.org/10.1109/MEMS49605.2023.10052185