基于昆虫毛状感触器的仿生微气流传感器研究

仿生微气流传感器以生物器官为原型，通过研究和利用生物器官的结构和机理来设计传感器，实现微弱气流的检测，具有极高的灵敏度，在微弱气流检测方面具有巨大的优势，引起广泛的关注。目前国外提出的仿生微弱气体扰动检测的结构使用压阻或电容检测，缺少有效的放大机制对信号进行放大。本项目提出一种能够完全模拟昆虫毛状感触器的功能（包括信号感知、放大、模数转换）的微仿生传感器。拟模仿昆虫毛状感触器的工作机理，运用MEMS技术研制出体硅薄膜来模拟刚毛，制作力学放大机构来模拟感觉神经细胞，再采用硅谐振梁微传感器来检测硅薄膜模拟刚毛感受到的粘滞力。基于MEMS技术的微谐振梁传感器，直接输出准数字的频率信号，具有精度高、稳定性好，抗干扰能力强等特点，已广泛应用于压力、加速度、流量等物理量传感器之中，但在微气流仿生传感器上的应用，目前尚没有相关报道。因此，本项目具有创新性，开展本项目研究具有重要的科学意义和应用前景。