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公开(公告)号：CN113751297B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202111058690.2
申请日：2021-09-10
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法，属于MEMS技术领域。该换能器由SOI片和氧化片通过共晶键合技术制备而成，包括沉积在SOI片器件层的金属上电极、氧化片的氧化层图形化空腔结构后沉积金属下电极，SOI片器件层和氧化片金属图形化面共晶键合形成密封真空电容腔，SOI片衬底层刻蚀有硅波导管。本发明换能器设计了集成硅波导管结构，上下电极在同侧引出，具有发射超声波束能量集中，改善了CMUT的方向性，能抑制阵元间的串扰等优点。
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公开(公告)号：CN113731779A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202110868102.5
申请日：2021-07-30
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种基于SOI埋氧层牺牲释放技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法，属于MEMS技术领域。该换能器包括圆形的SOI片，SOI片的正面沉积有金属上电极、背面沉积有金属下电极，SOI片的器件层和埋氧层部分设有SiC边缘支撑，SOI片的埋氧层上设有密封真空电容腔，SOI片正面的金属上电极上沉积有Parylene‑C密封层。本发明换能器的空腔结构形状规则，空腔边缘和高度均匀可控，其具有尺寸小、功耗低以及与周围介质具有固有的阻抗匹配等优点，通过沉积Parylene‑C封装起到防水的作用且具有较好的透声能力。
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公开(公告)号：CN113714072A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110911557.0
申请日：2021-08-10
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明涉及微压（0‑10kPa）检测领域，尤其涉及MEMS或电容式微机械超声换能器，具体为高灵敏度微压检测环形沟槽振膜结构电容式微机械超声换能器，包括金属上电极、Si振膜、SiO2支撑柱、真空腔、SiO2绝缘层以及硅衬底，Si振膜的下方边缘位置设置有环形的SiO2支撑柱，SiO2支撑柱的下方设置硅衬底，Si振膜、SiO2支撑柱和硅衬底所围成的空腔为真空腔，真空腔底部设置有SiO2绝缘层，Si振膜上方溅射金属上电极，Si振膜上表面刻蚀出若干条同心的环形沟槽。本发明的电容式微机械超声换能器具有高灵敏度、优线性度的压力检测性能。
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公开(公告)号：CN113714071A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110911455.9
申请日：2021-08-10
Applicant: 中北大学
IPC: B06B1/02
Abstract: 本发明涉及微压（0‑10kPa）检测领域，尤其涉及MEMS或电容式微机械超声换能器，具体为高灵敏度微压检测倒置台形空腔结构电容式微机械超声换能器，包括金属上电极、Si振膜、SiO2支撑柱、真空腔、SiO2绝缘层以及硅衬底，Si振膜的下方边缘位置设置有环形的SiO2支撑柱，SiO2支撑柱的下方设置硅衬底，Si振膜、SiO2支撑柱和硅衬底所围成的真空腔为倒置的圆台形真空腔，真空腔底部设置有SiO2绝缘层，Si振膜上方溅射金属上电极。本发明的电容式微机械超声换能器具有高灵敏度、优线性度的压力检测性能。
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公开(公告)号：CN113714070A
公开(公告)日：2021-11-30
申请号：CN202110841066.3
申请日：2021-07-26
Applicant: 中北大学
IPC: B06B1/02
Abstract: 本发明涉及超声成像、医学诊断、无损检测、液体流量测量、故障定位、生化气体探测等领域的超声换能器，具体为一种混合振膜结构宽频带电容式微机械超声换能器设计方法。一种混合振膜结构宽频带电容式微机械超声换能器设计方法，包括集成在一个芯片上且排成N×N矩形阵列的多个CMUT微元，N为奇数；每行CMUT微元均由N个发射声压频率各不相同的CMUT微元组成，不同行的CMUT微元均由这N个微元排列组成；每行CMUT微元按照发射声压频率依次递增或递减的方式排列且相邻两行的增减排列顺序相反；每行CMUT微元中，相邻微元的发射声压频率有重叠；每行CMUT微元中位于中心的微元共振频率与整个电容式微机械超声换能器的共振频率相同。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113237516A
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202110617949.6
申请日：2021-06-03
Applicant: 中北大学
IPC: G01D21/02
Abstract: 本发明公开了一种智能化超声波测量系统及测量方法，涉及工业领域的测量仪器方面。该测量系统是一种能够实现在不同现场环境下对管道内流量、温度、壁厚等进行测量的仪器，核心为手持式超声波测量仪，该仪器是以嵌入式微处理器为控制核心的手持式智能化流量测量仪器，整个测量系统由超声波流量测量仪、超声波流量探头、温度传感器、超声波壁厚探头、固定支架、夹具及其PC机等部分组成，能够实现流量、温度、壁厚测量。本发明具有按键操作、测试参数设置、测试结果显示等功能，可以实现不同管径、不同介质、不同环境下的流量测量，具有测量范围广、环境适应性强、精度高等显著优势，可以满足军用和民用领域中的应用需求。
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公开(公告)号：CN112362120A
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202011243030.7
申请日：2020-11-12
Applicant: 中北大学
IPC: G01F1/66
Abstract: 本发明公开一种流量检测器及流量检测方法，流量检测器，包括两个面阵子探头和控制模块，两个面阵子探头可以分别作为超声波的发射端和接收端；控制模块至少包括两个收发控制电路以及计算控制子模块；计算控制子模块通过一个收发控制电路控制对应的一个面阵子探头发射超声波信号；当另一个面阵子探头接收到超声波信号后，通过另一个收发控制电路将接收到超声波信号的信息反馈给计算控制子模块进行计算处理。本发明利用面阵探头上不同行的阵元分别检测流体的横截面中不同分层的流量信息以求平均值的方式得到被测流体的整体流量信息，这种检测结果更接近流体的真实情况，可以大大降低流量检测的误差。
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公开(公告)号：CN108975266B
公开(公告)日：2020-11-10
申请号：CN201810784683.2
申请日：2018-07-17
Applicant: 中北大学
IPC: B81B7/02 , B81C1/00 , A61B5/0408
Abstract: 本发明为一种基于针尖阵列结构的石墨烯‑PDMS柔性衬底心电干电极及其制备方法，包括顶面为针尖阵列结构设计的石墨烯‑PDMS柔性导电衬底，针尖阵列结构上沉积有聚对二甲苯薄膜，聚对二甲苯薄膜上溅射有金属种子层，金属种子层上溅射有金属层；石墨烯‑PDMS柔性导电衬底的底面上涂覆有导电银胶层。本发明的工艺步骤简单、成本较低、通过模具的制作有利于批量化生产。本发明制备用到的材料如导电银胶、PDMS、石墨烯、聚对二甲苯薄膜以及溅射的金属钛和金都在生物兼容性方面表现良好，能有效抑菌并减少对皮肤的刺激。本发明设计的针尖阵列结构有较大的接触面积，与皮肤直接接触可穿过角质层，能有效降低皮肤‑电极的接触阻抗，从而获得稳定的心电信号。
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公开(公告)号：CN109579975B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201811551375.1
申请日：2018-12-19
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种X、Y方向振动抑制的三维矢量水听器，包括基片和纤毛，基片由中心质量块、梁和边框组成，在每个梁的末端各分布一个压敏电阻。中心质量块的每边通过两个梁悬挂在边框上，即中心质量块右边、上边、左边和下边分别通过梁与边框连接，将中心质量块悬挂在边框上。质量块、梁与边框之间留有一定的空隙，通过限制中心质量块在笛卡尔坐标系中X方向和Y方向的位移达到抗过载的目的；中心质量块与下盖板之间留有一定的空隙，通过限制中心质量块在笛卡尔坐标中Z方向的位移达到抗过载的目的；中心质量块的厚度和面积变大，使得水听器受到振动信号作用时，质量块对梁的弯矩可以抵消纤毛对梁的弯矩达到降低水听器振动灵敏度的目的。
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公开(公告)号：CN109100008B
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN201810970032.2
申请日：2018-08-24
Applicant: 中北大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明涉及一种声传感器，具体是一种多薄膜封装式波导耦合谐振腔结构的声传感器，包括封闭腔体，放在封闭腔体正上方的多个薄膜，位于封闭腔体内部的直波导和环形谐振腔。多个薄膜用于隔离外界环境，传导声波，形成封闭腔体，使得声波引起封闭腔体内气体体积发生变化，从而引起气体密度的变化，进而引起腔内气体折射率的改变。而封闭腔体内的气体是作为波导耦合谐振腔结构的包层存在，波导耦合谐振腔结构在包层密度发生变化时，其谐振频率会发生飘移，以此来检测外部声波。该传感器由于使用波导耦合谐振腔结构，以声波致腔内全反射的气体介质折射率的变化为检测原理，其声探测频带宽、灵敏度高，适用于水下声信号的检测、工业环境中的过程控制和医疗诊断等领域。
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