新型MEMS芯片助力，“企鹅”传感器生出奇异“翅膀”

微电机系统(MEMS)使探测器中的传感元件尺寸缩小，从而降低了成本、提高了精度并提供可媲美半导体的集成度。不幸的是，传感器所要探测的世界并不因其尺寸缩小而缩小，较小的MEMS器件更容易被灰尘和其它微粒阻塞。现在，欧姆龙电子部品(Omron Electronic Components LLC)声称已为MEMS气流传感器解决了这个问题，为此采用了该公司称之为“企鹅”的创新性机械结构。

“我们最新推出的D6F气流传感器代号为企鹅，永远不需要过滤器。当过滤器被堵塞的时候，会干扰流量读数，”欧姆龙电子部品的总经理Yoshio Sekiguchi表示，“我们利用旋转气流产生离心力，解决了这个问题。”

Sekiguchi声称，目前全球传统流量传感器市场规模达10亿美元。这些传感器被用于方方面面，从医疗呼吸器到消费AV投影机。前者用于监控病人，后者则用于检测风扇过滤器阻塞。工业应用包括现有的可变气流(VAV)通风机，以及未来在燃料电池中用于探测气体交换过程。

“企鹅”如何工作？

象所有的MEMS传感器一样，该解决方案依赖于如何设计器件中的机械结构。在欧姆龙的D6F气流传感器中，机械结构在芯片外部展开，形成类似波导管的路径，就象张开翅膀的企鹅，加速气流使之向下沿着一“翼”，绕过一个锐角转角，再从另一“翼”流出。简单地说，欧姆龙利用精心设计的气流路径，形成旋风式气流，离心力驱使灰尘等重粒子离开位于中央的通向MEMS传感器的路径，从而可以直接测量气流，摆脱过滤器的干扰和维护工作，并防止灰尘影响传感器计读数。

气流测量本身是利用一个带有双热电堆的MEMS传感器完成的，这两个热电堆在一个位于中央的发热器的两侧，一边一个。在没有气流的时候，两个热电堆测出的空气温度相同。但当有气流经过热电堆的时候，进口处气流的温度低于出口处的气流温度，温度差与气流流量成正比。

目前，欧姆龙的MEMS传感器可用于压力、惯性(加速计)、气流、温度和红外探测。该公司目前也在生产一款MEMS高频15-GHz开关，用于4G手机应用，与TeraVicta Technologies Inc.竞争。TeraVicta是目前唯一的一家高频MEMS开关供应商。

“我们估计，4G手机将需要五个高频开关，”Sekiguchi表示，“我们的高频MEMS开关的寿命将是目前(非MEMS)器件的两倍，可以开关大约1亿次。”

欧姆龙目前也在提供一款新型MEMS麦克风设计的样品，这是该公司第一款采用表面显微加工方式制造的MEMS，计划与Akustica Inc.、Knowles Acoustics和Sonion MEMS A/S的产品竞争。后三家公司目前都在手机和个人电脑麦克风应用领域进行竞争。”

欧姆龙同时在开发一款基于MEMS的“光眼”，该器件集成了一个智能视觉传感器，在同一个模块中提供控制与通讯能力。