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Microssensor de Vazão Implementado em Silício

Resumo: Dissertação Apresentada para a obtenção do Título de Mestre em Engenharia Elétrica
Área de Concentração: Microeletrônica
Orientador: Prof. Dr. Rogério Furlan

    É apresentado o projeto de um medidor de vazão implementado com tecnologia de microeletrônica. Suas principais características são: consumo de potência da ordem de dezenas de miliwatts e a possibilidade de integração com microatuadores fluídicos.
    O microssensor analisado neste trabalho é do tipo calorimétrico, construído numa estrutura em microponte e cujos elementos sensores são termorresistivos. Os modelos analítico e numérico (ANSYS) que foram desenvolvidos, apresentaram-se consistentes com resultados da literatura. A boa concordância com os resultados experimentais obtidos neste trabalho mostrou a consistência da metodologia empregada neste projeto.
    Definiu-se um distanciamento de 120 mm entre o resistor central e os resistores sensores. Também, foi confirmada a temperatura de 100 oC para o resistor aquecedor. Foram definidos uma sequência de fabricação e um aparato de testes para o medidor de vazão. O medidor foi inserido numa tubulação com 3 mm de diâmetro e testado com N2. A vazão variou num intervalo de 0 a 500 sccm. Curvas características, que relacionam a vazão com uma tensão de saída, foram levantadas com o uso de um medidor de vazão disponível comercialmente.
    As diferenças entre os valores absolutos das tensões de saída previstos com as simulações e aquelas medidas experimentalmente sugerem que parte dos filamentos está em contato térmico com o substrato. Isto pode acontecer devido à pequena espessura de camada sacrificial e ao estresse das estruturas de silício policristalino.