MEMS 和压电设备以及换能器越来越多的应用

随着 MEMS 和压电设备以及换能器的技术日趋成熟,它们得到了越来越多的应用。 由于它们的尺寸和复杂程度,仿真是一种理解、设计和优化它们的重要部分。 MEMS 模块是制造和使用这些设备的工业中耀眼的明星。 请查看这个短片,了解 COMSOL Multiphysics,MEMS 模块以及其他相关模块如何能够模拟和仿真您的 MEMS 和压电应用。 请向下滚动,研究 MEMS 和压电设备以及换能器等不同分类中的案例和工程实例。

压电设备

压电设备广泛用于执行器、传感器和超声设备等应用。 在电气设备中,它们常常被用作精确的频率振子,例如石英腕表等。 正压电行为,是指材料在受到机械应力作用时产生电荷或电势;而逆压电行为,是指材料在电势作用下产生机械变形。 与此相关的是基于压阻和磁致伸缩效应的设备。

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声学模块
MEMS 模块
结构力学模块

传感器和执行器

MEMS 传感器、加速计、以及执行器等对于汽车安全市场造成了巨大的冲击,它们用于展开气囊;现在广泛应用于从移动电话和平板电脑、二氧化碳传感器、以及检测血液粘度等。 它们总是依赖于描述机电、焦耳热、流-固耦合和压电等耦合多物理场现象。 因此,传感器和执行器是天然的多物理场设备。

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MEMS 模块

视频展示(操作教程)

MEMS 技术实现精确测量和小型化。 在这个多物理场安全,电容与结构变形密切相关,后者受到各种因素影响,例如压力、温度、使用的材料,以及初始应力等。

MEMS 谐振器

MEMS 谐振器设备的应用范围涵盖从陀螺仪到新兴的硅定时四分仪等。 他们的谐振行为经常需要得到正确理解,能够引入锚损、热弹性和薄膜阻尼、弹簧软化和应力硬化等。

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MEMS 模块

超声换能器

在压电石英上施加交流电,会产生高频振荡,放置在流体中会发出声音。 超声换能器是将电能转换成超声波的设备,常用于声纳、医学和麦克风等应用。 不仅需要理解这种设备中的压电或磁滞伸缩等特征,还需要研究设备和流体之间的声-固耦合等。

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声学模块

视频展示(操作教程)

tonpilz 压电换能器用于发射低频高功率声波。 换能器由一个头部和一个大块质量的尾部之间堆叠压电陶瓷环构成,从而可以降低设备的谐振频率。

RF MEMS

RF MEMS 设备代表着 MEMS 市场的一个成长中的分支,其中各种 MEMS 设备用于控制 RF 应用。 使用 BAW 和 FBAR 谐振器扩展着移动科技,现在 MEMS 开关开始走强。 其他类型的 RF MEMS 元件包括可调式电感器和电容器,以及很多需要与 RF 功能结合起来一起考虑的机电效应。

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MEMS 模块
RF 模块

生物 MEMS

生物 MEMS 的研究领域涵盖生物医学和生物工程工业的 MEMS 应用。 传感器和谐振器,基于机电行为(或部分基于此),在生物MEMS范畴中大多数还依赖于微流和电动流。 生物 MEMS 设备常常与其他应用有相当大的重迭,例如片上实验室,其中大多存在流-固耦合或表面声波(SAW)现象。

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专题用户故事(PDF)

生物 MEMS 资料库, 麻省综合医院 和 Veryst Engineering, 波士顿

模拟直和弯微流道中的惯性聚焦

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微流体模块

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在电动阀中,一种样品通过压力差聚焦,然后随着电动流完成注射。 在注射流道中施加电势,将离子从聚焦区传递到注射流道。

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