电容式微机械超声传感器设计与仿真

作     者：王朝杰 王红亮 段培盛 陈一波 胡晓峰 WANG Chaojie;WANG Hongliang;DUAN Peisheng;CHEN Yibo;HU Xiaofeng

作者机构：中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 山西古交西山义城煤业有限责任公司山西太原030203 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61127008) 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2017年第39卷第2期

页      码：284-288页

摘      要：建立电容式微机械超声传感器(CMUT)微元三维有限元模型,经过分析CMUT微元不同结构对CMUT性能的影响,得到CMUT结构参数。设定工作频率范围1~2 MHz,工作电压Vdc<100V,首先,利用有限元模型进行模态分析研究薄膜参数与一阶频率的关系,以此确定薄膜参数;然后,在阐述相关理论和静态分析的基础上,仿真、分析空腔对CMUT性能的影响,进而确定空腔高度;最后,通过静电-机械耦合分析和计算机电耦合系数优化电极参数。对所设计的CMUT结构进行仿真验证,工作频率为1.65 MHz,塌陷电压为68 V,满足应用要求。

主 题 词：电容式微机械超声传感器(CMUT) COMSOL Multiphysics 塌陷电压 机电耦合系数 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

馆 藏 号：203218947...