特别用于重量检测的机电检测器件和制造该器件的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机电检测器件以及用于制造该器件的方法。
[0002] 该器件可以是共振器件或者非共振器件，在共振器件情况下，器件通常包括形成 共振器的杆。
[0003] 本发明尤其适用于重量检测，并且更特别适用于检测气体的化学传感器、在液 体培养基中用于检测生物细胞的生物传感器、以及以MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）和 / 或NEMS(Nan〇-Electro_MechanicalSystems，纳机电系统）为 基础的质谱分析仪（MEMS-MS和NEMS-MS)。
[0004] 本发明还适用于检测力、应力或应变。
【背景技术】
[0005] 面内驱动的共振器件是已知的。所有的这些器件都包括与这些器件的衬底平行的 杆。参照以下文件：
[0006] W0 2012/034949,S.Hentz的发明；
[0007] W0 2012/034951，S.Hentz等人的发明；
[0008] W0 2012/034990,S.Hentz的发明。
[0009] 在此对共振质量检测的原理进行简要概括。
[0010] 考虑具有总质量为mp的颗粒或一组颗粒，位于具有刚度k和有效质量m的共振器
【主权项】
1. 一种机电检测器件，包括： 支承件，包括限定有平面的面； 至少一个杆，具有第一端和能够相对于所述支承件运动的第二端；以及 检测杆位移的装置，适合于输出取决于所述位移的信号， 其中，所述杆通过所述第一端固定到所述支承件上并且近似垂直于所述平面，并且所 述杆的第二端包括至少一个能够接收一个或多个颗粒的接收区域，所述一个或多个颗粒能 够引起或改变所述杆的位移，从而通过由所述位移检测装置输出的信号来确定所述颗粒的 至少一个物理特性， 其中，所述检测装置位于所述接收区域与所述支承件之间。
2. 根据权利要求1所述的器件，其中，所述检测装置被固定到所述杆上并且在至少一 个平行于所述平面的层中形成。
3. 根据权利要求1所述的器件，其中，所述接收区域在平行于所述平面的第一平面中 的截面大于所述杆在同样平行于所述平面的第二平面中的截面。
4. 根据权利要求1所述的器件，包括一个以上的杆，即以阵列方式组织的一组杆。
5. 根据权利要求1所述的器件，其中，所述杆的第二端设置有托盘，所述托盘包括一个 平整面，所述平整面近似垂直于所述杆并且形成所述接收区域。
6. 根据权利要求1所述的器件，其中，所述杆形成一个共振器，所述共振器的共振频率 在所述接收区域接收所述颗粒时变化，并且所述器件还包括驱动所述杆的装置。
7. 根据权利要求6所述的器件，其中，所述驱动装置从静电驱动装置、压电式驱动装 置、热弹性驱动装置和光学驱动装置中选择。
8. 根据权利要求1所述的器件，其中，所述检测装置从压阻式应变计量器检测装置、电 容式检测装置、压电式检测装置和光学检测装置中选择。
9. 根据权利要求8所述的器件，其中，所述压阻式应变计量器从硅计量器、金属计量 器、石墨烯计量器和基于碳纳米管的计量器中选择。
10. 根据权利要求1所述的器件，设置有用于对由检测所述杆的位移的装置输出的信 号进行处理的装置，所述信号处理装置被设计成确定所述物理特性。
【专利摘要】一种特别用于重量检测的机电检测器件以及一种用于制造所述器件的方法。所述机电检测器件包括支承件(4)、至少一个杆(8)以及检测杆位移的装置(10)，所述支承件(4)包括限定有平面(6)的面，所述至少一个杆(8)能够相对于所述支承件运动，所述装置(10)根据所述位移输出一个信号。所述杆通过一端固定到所述支承件上并且近似垂直于所述平面，并且所述杆的另一端包括至少一个能够接收一个或多个颗粒(14)的接收区域(12)，所述一个或多个颗粒(14)能够引起或改变所述杆的位移，从而通过所述信号来确定所述颗粒的至少一个物理特性。根据本发明，所述检测装置位于所述接收区域与所述支承件之间。
【IPC分类】B81C1-00, G01D5-12, B81B7-02
【公开号】CN104555888
【申请号】CN201410567514
【发明人】塞巴斯蒂安·海恩茨, 托马斯·恩斯特
【申请人】原子能和替代能源委员会
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月22日
【公告号】EP2866020A1, US20150107336