Een micrometerschaal, druksensor met laag stroomverbruik is ontwikkeld door wetenschappers van KAUST, met mogelijke toepassingen in vacuümomgevingen.

Sensoren zijn de interface tussen geautomatiseerde systemen, zoals computers en robots, en hun omgeving. Sensoren meten licht, temperatuur, beweging, massa, druk, positie en nog veel meer. De push is om sensoren kleiner te maken, zodat ze kunnen worden geïntegreerd in draagbare producten. Druksensoren, bijvoorbeeld, worden gebruikt in industriële controle, gezondheidszorg, medische testen en meteorologie. Afhankelijk van de toepassing, deze sensoren moeten gevoelig zijn voor kleine veranderingen, snel reageren op deze veranderingen, en werken over een breed scala van spanningen.

Nouha Alcheikh, Amal Hajjaj en Mohammad Younis hebben nu een gevoelige drukmicrosensor ontwikkeld op basis van een trillende straal van silicium van slechts 800 micrometer lang, 25 micrometer breed en 1,5 micrometer dik. "We hebben een schaalbare en gevoelige microdruksensor ontwikkeld die werkt over een uitgebreid bereik van drukken in het nanoregime, ' zegt Alcheik.

Een hangende balk oscilleert met een resonantiefrequentie die wordt bepaald door zijn massa, lengte, dichtheid en stijfheid. Als er een stroom door de straal gaat, het wordt heter en begint te buigen. Deze toegenomen kromming verhoogt de stijfheid van de balk en verplaatst zo de resonantiefrequentie. Lucht die de straal omringt, koelt deze af:hoe hoger de druk, hoe meer lucht, hoe beter de koeling. Dus, de resonantiefrequentie van de straal, die elektrisch kan worden gemeten, heeft te maken met de druk.

Het apparaat dat het team heeft gemaakt, werkt over een breed scala aan drukwaarden, van 0,038 Torr tot 200 Torr (atmosferische druk is 760 Torr). De sensor heeft een gevoeligheid van 2689 x 10 ^-6 / Torr.

Het team toonde ook aan dat de sensor kan worden aangepast voor een specifieke toepassing door de dikte van de straal te veranderen. Ze simuleerden de werking van de straal om aan te tonen dat de gevoeligheid hoger wordt voor een dunnere microstraal, maar een dikkere bundel verbruikt meer energie. Dus, een optimale dikte kon worden berekend voor de beste gevoeligheid bij lage of hoge drukken, afhankelijk van de doelomgeving voor het apparaat.

"We hebben het geluk dat we de mogelijkheid hebben om wilde en nieuwe ideeën te verkennen, zoals deze nieuwe druksensor, dankzij de ultramoderne faciliteiten van KAUST, "zegt Younis. "Ik hoop van deze gelegenheid gebruik te blijven maken om dit apparaatconcept op de markt te brengen."