为硅基材料制成，绝缘衬底1的上端面为二氧化硅绝缘层。
[0018] 四个金属电极均由表面镀金的镍材料经金属微加工工艺制成。
[0019] 过滤孔303为矩形，过滤孔303的大小和间距可根据环境需要进行加工。
[0020] 过滤装置3由体硅301和二氧化硅302组成。
[0021] 过滤装置3经微加工工艺制造而成，包括以下步骤： A、 首先对体硅301的下端面进行腐蚀，腐蚀出一个空腔，体硅301的上端面即形成一层 硅薄膜； B、 对体硅301上端面的硅薄膜进行刻蚀，形成阵列分布的过滤孔303; C、 然后利用干氧工艺对完成上述加工工艺的体硅301的表面进行氧化，使该体硅301表 面形成一层起保护作用的二氧化硅302。
[0022] 所述过滤装置3与绝缘衬底1的连接面通过阳极键合工艺相连。
[0023] -种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器的测量方法，其特征在于:包括以下 步骤： A、 将一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器浸入海水中，过滤装置3对海水进行 过滤，滤去海水中的有机残渣、微粒、空气泡及海藻，较纯净的海水进入电导池4内； B、 施加激励，测量响应，分别在第一金属电极201和第四金属电极204上接入交流激励 信号，在两个电流电极:第一金属电极201和第四金属电极204，之间的海水中生成一个交流 电场，同时测量两个电压电极:第二金属电极202和第三金属电极203,上接收到的交变电场 的电压降，通过运放反馈电路保持这两个电压的幅值； C、 计算结果，利用电导率与施加电流、测量电压之间的关系式，得到海水的电导率，公 式如下：
式中，K为电导池常数，I为施加的交流激励，V为测量的电压。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： (1) 采用MEMS硅-玻璃键合工艺制造的过滤装置能够有效过滤出海水中的有机残渣、微 粒、空气泡、海藻等，使进入电导池中的海水较为纯净，克服了现有MEMS电导率传感器抗污 染能力差、测量精度低的缺点； (2) 本发明的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器基于MEMS加工技术，具有结 构简单、体积小巧、功耗低、成本低、通用性强等优点，便于实现实时高精度的海水电导率测 量。
[0025] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于:包括绝缘衬底、四个金属 电极和过滤装置，所述的过滤装置为矩形盒盖状，其顶面上有过滤孔阵列，过滤装置通过其 沿部覆盖在绝缘衬底的上端面上，过滤装置与绝缘衬底之间形成的空腔为电导池，四个金 属电极均设置于电导池内的绝缘衬底上，四个金属电极包括由绝缘衬底一侧向另一侧依次 设置且相互平行的第一金属电极、第二金属电极、第三金属电极和第四金属电极，四个金属 电极均为长方体形，第一金属电极的尺寸与第四金属电极的尺寸相同，第二金属电极的尺 寸与第三金属电极的尺寸相同，且第一金属电极的尺寸大于第二金属电极的尺寸，第一金 属电极、第二金属电极与第三金属电极、第四金属电极相互对称，第二金属电极和第三金属 电极之间的间距大于第一金属电极和第二金属电极之间的间距，其中第一金属电极和第四 金属电极为电流电极，第二金属电极和第三金属电极为电压电极，四个金属电极分别通过 连接引线与外界测试电路相连。2. 根据权利要求1所述的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于：绝 缘衬底为硅基材料制成，绝缘衬底的上端面为二氧化硅绝缘层。3. 根据权利要求1所述的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于：四 个金属电极均由表面镀金的镍材料经金属微加工工艺制成。4. 根据权利要求1所述的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于:过 滤孔为矩形，过滤孔的大小和间距可根据环境需要进行加工。5. 根据权利要求1所述的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于:过 滤装置由体硅和二氧化硅组成。6. 根据权利要求5所述的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于:过 滤装置经微加工工艺制造而成，包括以下步骤： A、 首先对体硅的下端面进行腐蚀，腐蚀出一个空腔，体硅的上端面即形成一层硅薄膜； B、 对体硅上端面的硅薄膜进行刻蚀，形成阵列分布的过滤孔； C、 然后利用干氧工艺对完成上述加工工艺的体硅的表面进行氧化，使该体硅表面形成 一层起保护作用的二氧化硅。7. 根据权利要求1所述的一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，其特征在于:所 述过滤装置与绝缘衬底的连接面通过阳极键合工艺相连。
【专利摘要】本发明公开了一种带有过滤装置的MEMS海水电导率传感器，包括绝缘衬底、四个金属电极和过滤装置，所述的过滤装置为矩形盒盖状，其顶面上有过滤孔阵列，过滤装置通过其沿部覆盖在绝缘衬底的上端面上，过滤装置与绝缘衬底之间形成的空腔为电导池，四个金属电极均设置于电导池内的绝缘衬底上，四个金属电极分别通过连接引线与外界测试电路相连。与现有技术相比，本发明的有益效果是：克服了现有MEMS电导率传感器抗污染能力差、测量精度低的缺点；具有结构简单、体积小巧、功耗低、成本低、通用性强等优点，便于实现实时高精度的海水电导率测量。
【IPC分类】G01R27/22
【公开号】CN105606901
【申请号】CN201510987749
【发明人】刘海韵, 王娴珏, 魏爽, 平学伟
【申请人】河海大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月24日