近日,受水母听石结构对超低频声信号响应灵敏的启发,中北大学王任鑫副教授、张文栋教授课题组开发了一种新颖的压阻式仿生矢量水听器(OVH),其核心敏感结构为顶端集成空心球体的仿生纤毛(密闭中空球外径1mm,内径530μm,直杆粗350μm,高3.5mm),基于摩方精密PμSL 3D打印技术(nanoArch P130,光学精度2μm)制备而成。OVH接收灵敏度达-202.1 dB@100 Hz(0 dB@1 V/μPa),工作频带为20-200Hz,OVH的平均等效声压灵敏度达到-173.8 dB,能耐10 MPa静水压力,显示出OVH在低频水声探测的应用潜力。该成果以“Design and implementation of a jellyfish otolith-inspired MEMS vector hydrophone for low-frequency detection”为题发表在Microsystems & Nanoengineering上。
https://doi.org/10.1038/s41378-020-00227-w
图1 工作示意图
仿真分析OVH敏感微结构梁上的应力分布,OVH的最大应力高于之前研制的LVH、CuVH和WIVH。
图3 OVH十字梁敏感微结构的MEMS工艺流程图
图4 OVH的实验测试结果
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