矿用MEMS甲烷传感器硅微加热器功率优化设计
王丽影
秦顺利
马洪宇
1.矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 2210082.矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 2210083.矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室,江苏徐州 221008;中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心,江苏徐州 221008
摘要：在ANSYS有限元分析软件中对矿用微机电系统(MEMS)甲烷传感器硅微加热器功率进行了优化设计.首先建立了基于已知掺杂浓度求解一定温度范围内硅电阻率的计算模型;然后根据计算结果,利用ANSYS软件对U型双悬臂梁式硅微加热器进行了以掺杂浓度、两悬臂间距、悬臂梁宽度为影响因素的正交试验,研究了不同因素对硅微加热器功率的影响.试验结果表明:悬臂梁宽度和掺杂浓度为硅微加热器功率的主要影响因素,两悬臂间距影响较小;硅微加热器功率随悬臂梁宽度的减小而减小,随掺杂浓度的升高先增大后减小;温度为600℃时,选取悬臂梁宽度为25 μm、掺杂浓度为1019 cm-3、两悬臂间距为10 μm可使硅微加热器功率最优.
关键词：煤矿安全MEMS甲烷传感器硅微加热器功率优化掺杂浓度有限元分析正交试验
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804403)江苏省自然科学基金资助项目(BK20161186)
论文发表日期：2018-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 19-23 )
英文信息