单片集成四元阵列式MEMS矢量水听器的研究

简泽明; 陈尚; 张国军; 刘梦然; 许娇; 张文栋

doi:10.13873/J.1000-9787(2015)01-0009-04

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单片集成四元阵列式MEMS矢量水听器的研究

研究与探讨 | 更新时间：2025-09-11

- 单片集成四元阵列式MEMS矢量水听器的研究
- Research of array MEMS vector hydrophone with four units on a chip
- 传感器与微系统 2015年34卷第1期页码：9-12+16
- 作者机构：
  
  1. 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
  2. 中北大学电子测试技术重点实验室
  3. 中国运载火箭技术研究院研究发展中心
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家“863”计划资助项目（2013AA09A412）;国家自然科学基金资助项目（61127008,51205374）;山西省青年科技研究基金资助项目（2012021013—3）
- DOI：10.13873/J.1000-9787(2015)01-0009-04
  中图分类号： TB565.1
- 纸质出版：2015
- 稿件说明：
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[1]简泽明,陈尚,张国军,刘梦然,许娇,张文栋.单片集成四元阵列式MEMS矢量水听器的研究[J].传感器与微系统,2015,34(01):9-12+16.

JIAN Ze-ming, CHEN Shang, ZHANG Guo-jun, et al. Research of array MEMS vector hydrophone with four units on a chip[J]. 2015, 34(1): 9-12+16.
[1]简泽明,陈尚,张国军,刘梦然,许娇,张文栋.单片集成四元阵列式MEMS矢量水听器的研究[J].传感器与微系统,2015,34(01):9-12+16. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2015)01-0009-04.

JIAN Ze-ming, CHEN Shang, ZHANG Guo-jun, et al. Research of array MEMS vector hydrophone with four units on a chip[J]. 2015, 34(1): 9-12+16. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2015)01-0009-04.

摘要

针对当前对MEMS矢量水听器高可靠性迫切要求

设计了2×2单片集成四元阵列式MEMS矢量水听器

以保证其中一个敏感微结构失效损坏或工作不正常时

水听器仍能正常工作。结合ANSYS软件对阵列敏感微结构进行了仿真分析;设计了该微结构的加工工艺流程;最后

对阵列式MEMS矢量水听器进行水声校准测试。测试结果表明:阵列式水听器可靠性明显提高

灵敏度达到-179 d B（0 d B=1V/μPa）

具有良好的"8"字指向性。

Abstract

Introduce a kind of 2 × 2 array MEMS vector hydrophone with four units on a chip

which is designed to meet urgent demand of higher reliability of MEMS vector hydrophone

to ensure when one of the sensitive microstructure is damaged or doesn’t work properly

the hydrophone can still work well. The microstructure of the hydrophone is simulated by ANSYS; then

microstructure machining process is designed; array MEMS vector hydrophone is measured by underwater standing wave field. Test results show that reliability of hydrophone is improved significantly and sensitivity of hydrophone is- 179 d B（ 0 d B = 1V / μPa）

possessing a good directional pattern in the form of "8"shape.

关键词

Keywords

references

MEMS仿生矢量水听器封装结构的设计与研究 [J]. 李振,张国军,薛晨阳,薛南,刘宏,陈桂英. 传感技术学报 . 2013(01)

一种新型MEMS矢量水听器的设计 [J]. 许姣,李俊,张国军,石归雄,张文栋. 压电与声光 . 2012(01)

纤毛式矢量水听器新型封装结构的研究 [J]. 许姣,张国军,石归雄,王晓瑶,刘细宝,张文栋. 传感技术学报 . 2011(04)

纤毛式MEMS矢量水声传感器的仿生组装 [J]. 张国军,陈尚,薛晨阳,张斌珍,张开瑞. 纳米技术与精密工程 . 2009(03)

中频小型矢量水听器设计研究 [J]. 陈洪娟,杨士莪,王智元,洪连进. 应用声学 . 2006(06)

硅微仿生矢量水声传感器研制 [J]. 谢斌,薛晨阳,张文栋,熊继军,张斌珍,陈尚. 传感技术学报 . 2006(05)

三维同振球型矢量水听器的特性及其结构设计 [J]. 贾志富. 应用声学 . 2001(04)

微型矢量水听器研究 [D]. 陈丽洁. 哈尔滨工程大学 2006

一种低频三维MEMS矢量水听器的研制 [D]. 管宇. 哈尔滨工程大学 2010

深水矢量水听器的研制 [D]. 杨松涛. 哈尔滨工程大学 2010

硅微MEMS仿生矢量水声传感器研究 [D]. 陈尚. 中北大学 2008

矢量水听器原理及应用引论[M]. 科学出版社 , 杨德森, 2009

Development of miniaturized 6-axis accelerometer utilizing piezoresistive sensing elements [J] . Ranjith Amarasinghe,Dzung Viet Dao,Toshiyuki Toriyama,Susumu Sugiyama. Sensors & Actuators: A. Physical . 2006 (2)

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