Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей и разработка на их основе регулятора малых расходов газа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Фомичёв, Матвей Алексеевич

• Фомичёв, Матвей Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фомичёв, Матвей Алексеевич

Введение.

1. Состояние проблемы разработки расходомеров на базе микромеханических систем.

1.1. Первичные преобразователи в тепловых расходомерах различной конструкции.

1.1.1. Термоконвективные расходомеры на основе "байпас технологии".

1.2. Тепловые расходомеры с полупроводниковыми элементами.

1.3. Расходомеры на базе микромеханических систем.

1.3.1. Влияние материалов и конструктивных особенностей МЭМС первичных преобразователей в термоконвективных газовых расходомерах на их технические характеристики.

1.3.2. Оценка физико-механических свойств мембран МЭМС сенсоров.

1.4. Моделирование МЭМС сенсоров.

Выводы по разделу 1.

2. Физико-механические характеристики нитевидных первичных преобразователей в газовых расходомерах.

2.1. Классификация термомикросистем.

2.2. Исследование напряженно-деформированного состояния и собственной частоты колебаний свободной нити терморезистора в газовом потоке.

2.2.1. Анализ напряженно-деформированного состояния.

2.2.2. Расчёта термонапряжений и собственной частоты кремниевого нитевидного терморезистора.

2.3. Расчёт термонапряжений и изменения сопротивления в нитевидном терморезисторе на подложке.

2.4. Термомеханическая устойчивость нитевидных преобразователей в микроэлектромеханических системах.

Выводы по разделу 2.

3. Компьютерное моделирование газодинамики и теплообмена в газовых расходомерах с нитевидными преобразователями.

3.1. Описание программ и выбор расчётных моделей.

3.1.1. Программы моделирования, цель их применения.

3.1.2. Выбор моделей теплового расходомера (с локальным нагревом, с проволочным, размеры терморезисторов, расположение их в чипе).

3.2. Газодинамический расчёт течения газов в канале и в камере теплообмена.

3.2.1. Течение газа в канале.

3.2.2. Течение газа в теплообменной камере.

3.3. Температура газа в теплообменной камере.

3.3.1. Термодинамические характеристики микрочипа с точечным источником нагрева.

3.3.2. Температура газа в теплообменной камере для чипа с терморезисторами на мембране.

Выводы по разделу 3.

4. Разработка расходомера с нитевидными преобразователями для малых расходов газа.

4.1. Аспекты чистоты при разработке расходомеров на базе МЭМС технологии.

4.2. Конструкция и материалы первичных преобразователей.

4.3. Основные характеристики преобразователей.

4.3.1. Быстродействие.

4.3.2. Градуировочные кривые.

4.3.3. Линейность.

4.3.4. Чувствительность.

4.3.5. Воспроизводимость.

4.3.6. Термокомпенсация.

4.4. Конструкция регулятора расхода газа с полупроводниковым первичным преобразователем.

4.4.1.Требования к прибору.

4.4.2. Описание прибора.

4.4.3. Устройство и работа регулятора.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей и разработка на их основе регулятора малых расходов газа»

Возрастающая потребность в микромеханических сенсорах и микро -электромеханических системах обусловлена динамичным развитием малоразмерных аппаратов и устройств нового поколения [1-3]. Эта тенденция определяет динамику мирового рынка изделий МСТ (микросистемной техники).

Проблема точного дозирования исходных газовых реагентов высокой степени чистоты, контроля и детектирования газов при работе комплексных систем существует в новых технологических процессах микроэлектроники, химии, фармакологии, биохимии, медицины, в системах охраны окружающей среды и др. областях промышленности.

В области техники измерения расходов применяются более двух десятков различных методов, в которых используются разнообразные физические эффекты. Каждый метод может иметь несколько вариантов реализации, что обусловлено существованием широкого диапазона расходов, которые необходимо измерять (от больших - свыше 1000 л/ч до сверхмалых - менее 1 л/ч).

Использование различных физических эффектов в качестве основы для реализации процесса измерения обусловливает разнообразие конструкций расходомеров, их размеров, материалов и, в конечном итоге, их стоимость [4-7]. Совершенствование первичных преобразователей, как неотъемлемой части регуляторов расхода газов (РРГ) ведется с целью повышения надежности и точности контроля газового потока. Возрастающие требования к этим характеристикам, а также к экономической эффективности устройств контрольно-измерительной техники, в наибольшей степени удовлетворяется теплообменными измерительными преобразователями [8].

Конструктивные решения при проектировании новых систем часто базируются на эмпирических зависимостях и сдерживаются отсутствием данных расчетных моделей. В настоящий момент признается, что работы в области физического дизайна, подбора материалов для производства первичных преобразователей требуют широкого компьютерного моделирования динамики потока, анализа параметров напряженно -деформированного состояния и изменения электрофизических параметров терморезисторов. Для понимания функционирования и предсказания технических характеристик микросистем необходимо всестороннее моделирование поведения как отдельных материалов и деталей, так и узлов и конструкций в целом [2,9].

Актуальность проблемы Учет факторов масштабирования и групповых микроэлектронных технологий изготовления чувствительных элементов, расширение областей применения микромеханических систем выдвигают новые проблемы конструкторско-технологического характера. К ним относятся: выбор расчетных схем и моделей, наиболее полно учитывающих факторы, влияющие на технические характеристики микромеханических систем, оптимизация параметров конструкций, обеспечивающих требуемые динамические характеристики чувствительных элементов; подбор и создание материалов, поиск способов уменьшения влияния напряженно-деформированного состояния конструкций, технологических, температурных и иных факторов на точность и стабильность характеристик микромеханических систем; выбор электронных элементов с минимальным уровнем собственных шумов и др. Решение указанных проблем ведет к существенному улучшению технических характеристик микромеханических изделий и расширению сферы их применения.

Цель работы - Определение основных закономерностей работы первичных нитевидных преобразователей в виде терморезистивных элементов и разработка дозатора малых расходов газа.

В работе решаются следующие задачи:

1. Расчёт напряженно-деформированного состояния и собственной частоты колебаний свободной нити терморезистора в газовом потоке.

2. Расчёт термонапряжений и изменения сопротивления в нитевидном терморезисторе на подложке.

3. Компьютерное моделирование газодинамики и теплообмена в тепловых газовых расходомерах.

4. Газодинамический расчёт течения газов в канале и в камере теплообмена.

5. Исследование работы первичных преобразователей в виде терморезистивных элементов и полупроводникового микрочипа.

6. Разработка регулятора расхода газа с нитевидным полупроводниковым первичным преобразователем.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Исследовано напряженно-деформированного состояние нити, оценена ее собственная частота и вклад терморезистивного эффекта в общий сигнал терморезистора.

2. Проведен анализ изменения сопротивления терморезисторов на подложке за счёт терморезистивного и тензорезистивного эффектов.

3. Методом компьютерного моделирования исследованы газодинамика и теплообмен в тепловых газовых расходомерах для двух различных конструкций микрочипов с точечным источником нагрева и нитевидным нагревателем.

4. Впервые методом компьютерного моделирования исследован характер распределения тепловых полей и переноса тепла между чувствительными элементами чипов в камере теплообмена, оценены температуры тепловых источников и профили распределения температур.

Практическая значимость

1. Предложен метод расчета напряженно-деформированного состояния нити и оценки ее собственной частоты и вклада терморезистивного эффекта в общий сигнал терморезистора.

2. Проведен анализ газодинамических параметров потока в первичных преобразователях различной конструкции. Установлено распределение температуры в потоке, аномальность течения газа в конструкциях с коническим углублением.

3. Предложены методики расчёта параметров чипа для новой конструкции расходомера

4. Разработана конструкторская документация и изготовлен прибор газового расходомера с чипом оптимальной конструкции.

Личный вклад соискателя

Автору принадлежит анализ современного состояния и формулирование задач в области совершенствования тепловых первичных преобразователей газовых расходомеров; выполнение экспериментов, расчетов; систематизация и анализ результатов. Автором был осуществлен комплекс работ по компьютерному моделированию газодинамики и теплообмена в тепловых газовых расходомерах, проведен анализ и обобщение полученных результатов, сделаны выводы и рекомендации для создания оптимальных конструкций газовых расходомеров.

Основной объем исследований и разработок, вошедших в диссертацию, получен в соавторстве с С. В. Сажневым, которому автор благодарен за тесное и плодотворное научное сотрудничество.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертационной работы:

- анализ напряженно-деформированного состояние нити, оценка ее собственной частоты и вклада терморезистивного эффекта в общий сигнал терморезистора

- метод расчёта термонапряжений и собственной частоты кремниевого нитевидного терморезистора,

- метод расчета термонапряжений и изменения сопротивления в нитевидном терморезисторе на подложке

- результаты компьютерного моделирования газодинамики и теплообмена в тепловых газовых расходомерах

- результаты газодинамического расчёта течения газов в канале и в камере теплообмена

- результаты исследования работы первичных преобразователей на основе терморезистивных элементов и полупроводникового микрочипа.

Внедрение и использование результатов

Результаты исследований были использованы в ЗАО «Элточприбор» при разработке быстродействующего прецизионного газового дозатора РРГ-300. Прибор опробован и внедрен в системах контроля газовых потоков на предприятиях НПФ "Крио-практик", ООО "Микросенсорная техника", что отражено в актах о внедрении.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на V-ой Международной конференции «Электроника и информатика» (Москва, МИЭТ, 2005 г.), на ежегодных Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях «Электроника и информатика» (Москва, МИЭТ, 2004 - 2005 г.г.), на 12-ой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 2006 г.)

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 4 тезисов докладов, 5 статей. Материалы диссертации отражены в 2 научно-технических отчетах.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, где изложена сущность и

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Фомичёв, Матвей Алексеевич

Общие выводы.

1. Показано, что МЭМС технология является наиболее перспективной для создания дозаторов малых расходов с высоким быстродействием, малым энергопотреблением и высокой надежностью. В конструкциях сенсоров основными задачами являются оптимизация геометрии терморезисторов, сокращение теплопотерь от нагревателя к корпусу первичного преобразователя, оптимизация геометрии камеры теплообмена, подбор и использование материалов элементов прибора, обладающих термоэлектростойкостью и механической прочностью.

2. Показано, что для дозаторов малых расходов газа наиболее перспективно применение в качестве датчика трехнитевидного микропреобразователя на подложке. «Свободные» нитевидные преобразователи не обладают достаточной долговечностью из-за адсорбции на поверхности нити посторонних примесей, изменяющих параметры терморезисторов. Такие преобразователи целесообразно использовать в системах с особо чистым газом.

3. Установлено, что изменение сопротивления терморезисторов на подложке определяется тензорезистивным и терморезистивным эффектами, дающими суммарное изменение сопротивления.

Показано, что для уменьшения влияния тензорезистивного эффекта на работу преобразователя необходимо выбирать KJITP пары материалов тензорезистора и подложки равными или близкими.

4. Предлагается методика испытания микростержней (нитей с жесткими заделками) для определения порога пластичности. Метод позволяет получить важный в разработке микросистемной техники предел текучести материала нити с учётом масштабного эффекта.

5. Установлено, что течение воздуха в канале с байпасом, имеющим коническую впадину, является вихревым с образованием зон рециркуляции. В этом случае возможно обтекание чувствительных элементов возвратным током воздуха. При течении в канале с байпасом, у которого впадина отсутствует, область зон с возвратным течением практически отсутствует, что создает условия более стабильного обтекания чипа.

6. Показано, что для микрочипа с локальным нагревом разность температур между терморезисторами при малых расходах газа составляет ~ 15°С. Влияние впадины на распределение температур по терморезисторам незначительное. При больших расходах газа наблюдается перераспределение скоростей в корпусе с впадиной, приводящих к неконтролируемой разности температур между терморезисторами.

Установлено, что для микрочипа с мембраной разность температур первого и второго терморезисторов выше без впадины в корпусе.

Пространственное обтекание терморезисторов более эффективно с точки зрения теплоотвода по сравнению с обтеканием поверхности.

7. Показано, что важным фактором качества работы дозатора является чистота контролируемого газового потока. Установлены причины определяющие генерацию частиц в магистралях расходомера, особенно совместимость материалов элементов прибора с контролируемыми газовыми реагентами.

Определен список материалов рекомендуемых для МЭМС расходомеров, обеспечивающих минимум загрязнения газового потока.

8. Разработана конструкция расходомера с полупроводниковым нитевидным первичным преобразователем для контроля газового потока.

Определены основные метрологические характеристики расходомера - диапазон измеряемых расходов, диапазон рабочих давлений, чувствительность, воспроизводимость, быстродействие.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фомичёв, Матвей Алексеевич, 2007 год

1. Соколов J1.B. Анализ возрастающих потребностей в микромеханических сенсорах и МЕМС/ Датчики и системы. №6. 2005.-С.41-43.

2. R.W. Gehman, M.G. Murray, J.W. Speldrich. Reduced Package Size for Medical Flow Sensor/ Honeywell Freeport, IL 61032. IMAPS Technical Symposium. May 3. 2000.- pp. 1-5.

3. Market Analysis for Microsystems 2000-2005: A Report from the NEXUS Task Force/MST news № 2/02.2002,- pp. 43-44.

4. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества./Справочник/JT.: Машиностроение, 1989. 700с.

5. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества / Справочник: Кн. 1 / СП: Политехника. 2002. 409 с.

6. Аш Ж. и др. Датчики измерительных систем. Т.2./ М.:Мир. 1992.- 420 с.

7. Попов С.Г. Измерение воздушных потоков /М.-Л.: ГИТТл, 1977.- 296 с.

8. Olin J. The evolution of Thermal Mass Flow Meters/ October. 2002. www.ianmag.com

9. Smart Materials and Sensors: Atomistic to Macro Physics Models/http://www.cisr.gwu.edu/research/atomistic details.html)

10. Поломошнов С.А. Конструктивно-технологический базис термомикросистем с малой потребляемой мощностью. Диссертация к.т.н./ М. 2005. МИЭТ (ТУ).

11. Дубовой Н.Д., Дударев Д.А. Анализ и перспективы развития современных газовых расходомеров. / Средства контроля и измерения. №1-2. 1998.- С.20-23.

12. Сажнев С.В., Миркурбатов Х.А., Тимофеев В.Н. Прецизионный термоконвективный регулятор расхода газа для технологического оборудования/ Средства контроля и измерения. №2. 2003.- С.70-75.

13. Jr. H. Cadman. A Mass Flow Controller that Semicon Can't Touch/ Sensor, January. 2002.http://archives.sensorsmag.eom/articles/Q 102/mass/main.shtml

14. Официальный сайт компании "OVAL Corporation" http://www.oval.co.jp.

15. Официальный сайт компании "Vogtlin Instruments AG" www.voegtlin.com;

16. Официальный сайт компании "TOKYO KEISO CO., LTD" http ://www.toky okeiso. со. j p;

17. Официальный сайт компании "Bronkhorst High-Tech B.V" www.bronkhorst.com

18. Сажнев C.B., Фомичев M.A., Тимофеев B.H. Дозаторы малых расходов газа с полупроводниковыми и микромеханическими элементами./ Оборонный комплекс научно - техническому прогрессу России. № 1. 2005.- С. 84-90.

19. US Pat.6.843.122 Mass flow controller for control purge and managing method of the same, http://www.uspto.gov/patft/index.html

20. US Pat. 6.343.617 System and method of operation of a digital mass flow controller, http ://www.uspto. gov/patft/index.html

21. Соколов Г.А., Беляев Д.В., Обновленский П.А. Тепловой расходомер с применением полупроводниковых терморезисторов. / Известия вузов. Приборостроение. №8.1973.-С.98-102.

22. Коротков П.А., Беляев Д.В., Рукин Я.В. Тепловой неконтактный расходомер с полупроводниковым нагревателем./Известия вузов.

23. Приборостроение. №4.1965.-С. 117-120.172

24. С.М. Но. Review: MEMS and its applications for flow control./J. of Fluids Eng. V.l 18. №9. 1996- pp.437-447.

25. Романченко А.Ф. Расширение функциональных возможностей термоанемометрических датчиков нестационарного энергетического состоянию./Электронный журнал «Исследовано в России». http.V/www.zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/050.pdf

26. Котов В.И., Черепахин И.И. Твердотельный микроанемометр для жидких и газообразных сред./ Электроника и Информатика XXI век. IV Международная научно-техническая конференция: тезисы докладов, часть 2. М:МИЭТ. 2002.- С.42.

27. Вагнер В.Д., Пурцхванидзе И.А. Микростстемы: проблемы и решения./ Микросистемная техника. №10. 2002.- С.13-18.

28. Котов В.И., Черепахин И.И. Интегральный кремниевый микроанемометр для измерения жидких и газообразных сред./ Микросистемная техника. № 5. 2003.- С. 14-20

29. S.Wu, Q.Lin, Y.Yuen. MEMS flow sensor for nano-fluidic application/Sensors and Actuators A 89. 200.- pp. 152-158.

30. S.He, M.M.Mench, S.Tadigadapa. Thin film temperature sensor for realtime measurement of electrolyte temperature in polymer electrolyte fuel cell/Sensors and Actuators A 125. 2006.-pp. 170-177.

31. T.H.Kim, S.J.Kim. Development of micro-thermal flow sensor with thin filmthermocouples/J.Micromech.Microeng. №16. 2006.- pp.2502-2508.

32. Зиновьев Д.В. Разработка интегральных термосенсоров на основе монокристаллической кремниевой фольги и исследование иххарактеристик. Диссертация к.т.н./ М. 1999. МИЭТ (ТУ).173

33. K. S. Teh, L. Lin. Time-dependent buckling phenomena of polysilicon micro beams./ Microelectronics Journal. № 30. 1999 pp.1169-1172.

34. Th. Borca-Tascuic, W.Liu, J.Liu, K.L.Wang, G. Chen. Anisotropic thermal conductivity of a Si/Ge quantum dot superlattice/. IMECE. HTD. V.№ 3662. 2000.- pp.381-384.

35. A. Ziegler et al. A bridge in understanding./ Materialstoday. Janaury. 2005,-p.14, перепечатка из Science (2004) 306, p. 1768.

36. Сажнев C.B., Фомичев M.A., Тимофеев B.H., Проблемы чистоты газового потока в расходомерах на базе МЕМС-технологии./ Оборонный комплекс научно - техническому прогрессу России. №4 2004.- С. 68-71.

37. K.Williams and R.Muller. Etch rates for micromachining processing./ IEEE J.Microelectromech Syst. №5. 1996.- pp. 256-269 .

38. E.Dehan, A.Henning, E.Arcilic, Y.Harros. Evaluating the use of MEMS-based gas and fluid delivery systems./ www.micromagazin.com/MICROJuly-August98UltrapureMaterialsDelivery by Edward В Dehan, (p i 01).htm

39. F.Mayer, O.Paul, H.Baltes.Influence of geometry and packaging on response of thermal CMOS flow sensor./Presented at Traduceds'95.

40. Eurosensor IX. Stockholm. Swden.1995.174

41. С.Bang . A new approach to MEMS fabrication / www.sensorsmag.com

42. S.Renard, V.Gaff. The romies of generic micromachining technology of MEMS / www.sensorsmag.com

43. S.W.Yason, H.Halvajian, K.Brener./MEMS, Microengineering and Aerospace Systems/ Reprint: American Institute of Aeronautics and Astronautics. 1999- (AIAA99-3802)

44. Ермаков А.П., Яценко C.H. Нитевидные кристаллы кремния как модельные объекты для создания первичных преобразователей физических величин./ Sensor&Systems. №5. 2000.- pp. 14-16.

45. Ермаков А.П. Механические свойства нитевидных кристаллов кремния и германия при внешних воздействиях и методы их изучения. Автореф. Дисс.д.т.н./Тула. ТПИ (ГУ).2000.- 32с

46. Петров П.П., Дугаев В.К, Новиков А.А. Нитевидные кристаллы твердых растворов Si-Ge с улучшенными метрологическими характеристиками./ Тезисы докладов 3 Всероссийской конференции. Воронеж. 1978.-С. 1-10.

47. Ермаков С.А., Ермаков А.П., Дрожжин А.И. Первичные преобразователи на основе нитевидных кристаллов кремния и их применение в информационных системах. http://www.sibsau.ru/science/archiv/PERSPEKTIVNYE%20MATERIALY %20I%2QTEHNOLOGII.pdf

48. Multiscale modeling of polycrystalline material ./Smart Materials and Sensors: Atomistic to Macro Physics Models./2005. http://www.cisr.gwu.edu/research/atomisticdetails.html

49. C.Liu, J-B.Huang, A. Zhu, F. Jiang, S.Tung, Y.C.Tai and C.M. Ho. A Mi-cromachined Flow Shear Stress Sensor based on Thermal Transfer Principle/ J. of Microelectromechanical Systems. V.8. №1.1999.- pp. 90-99.

50. T.Yoshino, Y.Suzuki, N.Kasagi, S.Kamiunten. Optimum design of micro thermal flow sensor and its evaluation in wall stress measurements./

51. Reprint:MEMS-03. Kyoto. Japan. Jan. 19-23. 2003.175

52. Meng E., Wu S., Tai Y-C. Silicon couplers for microfluidic applications. Fresenius Journal of Analytical Chemistry. N 371(2).2001-pp.270-275.

53. Meng E., Gassman S., Tai Y-C. A MEMS body fluid flow sensor. Micro Total Analysis Systems.2001. Monterey, CF.2001- pp.167-168.

54. Meng E., Tai Y-C. A Parylene MEMS flow sensing array. Technical Digest, the 12 International Conference on Solid Static Sensors, Actuators and Microsystems. Transducers 03, Boston, USA.2003- pp.686-689.

55. Y.Xie, Y.Shihand, Yu-C. Tai. Integrated surface-micromachined mass flow controller./Reprint: California Institute of Technology. Caltech. Micromachining Lab. Electrical Engineer 136-93. 2003.

56. Z.Fan, J. M.Engel, J.Chen, Ch. Liu. Parylene Surface-Micromachined Membranes for Sensor Applications/J. of Microelectomechanical Systems. V.3. №3.2004.- pp. 484-490.

57. P.Cousseau, O. Dubochet, Ph. Lerch, Ph. Renaud. A Comparison of the Behavioral Characteristics of Miniature Gas Flow Sensors./ Swiss Federal Institute of Technology Laussane.2000. http://www.nsti.org/procs/MSM2000/13/T42.09

58. J.Han, Z.Y.Tan, K. Sato, M. Shikida Three-dimensional interconnect technology on a flexible polyimidefilm./ J. Micromech. Microeng. №14. 2004.-pp.3 8-48.

59. Z.Y. Tan, M. Shikida, M. Hirota, K. Sato. On-wall in-tube inserted thermal flexible micro sensor for measuring mass flow./ http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.isp?url=/iel5/l 0597/33 507/01590000 .pdf?arnumber=T 590000

60. C.Lyons, A.Friedberger, W.Welser, G.Muller, G.Krotz, R.Kassing, B.Dai -mler, A.G. Munchen. A high-speed mass flow sensor with heated silicon carbide bridges./MEMS 98. Proceedings. The Eleventh Annual International Workshop. 1998- pp.356-360.

61. CMOSens PerformanceLine Mass Flow Controller for Gases./Preliminary1.formation VI.4. July 2003. www.sensirion.com176

62. US Pat 6.813.944 Flow sensor http://www.uspto.gov/patft/index.html

63. US Pat. 6.550.324 Method and sensor for measuring a mass flow. http://www.uspto.gov/patft/index.html

64. EP 0698786 Atmosphere measuring device and flow sensor. http://www.european-patent-oftice.org/index.en.php

65. US Pat 6.779.712 Flow sensor and method for producing the same. http:// www, uspto. go v/patft/in d ex.html

66. EP 1092962 Offset reduction for mass flow sensor, http://www.european-patent-office.org/index.en.php

67. US Pat 6.502.983 Micro-machined thermo-conductivity detector. http ://www.uspto. gov/patft/index.html

68. US Pat. 6.868.723 Thermal anemometry mass flow measurement apparatus and method, http://www.uspto.gov/patft/index.html

69. US Pat. 6.868.722 Air flow rate measuring apparatus http ://www.uspto. go v/patft/index .html

70. USPat 6.078.030 Component heater for use in semiconductor manufacturing equipment, http://www.uspto.gov/patft/index.html

71. US Pat 6.160.243 Apparatus and method for controlling fluid in a micromachined boiler http://www.uspto.gOv/patfl:/index.html

72. US Pat 6.627.465 System and method for detecting flow in a mass flow controller http://www.uspto.gov/patft/index.html

73. US Pat 6.568.261 Hot wire gas flow sensor http://www.uspto.gov/patft/index.html

74. USPat 6.112.591 Flow sensor http://www.uspto.gov/patft/index.html

75. US Pat 6.659.131 System and method for integrating gas components http ://www. uspto. gov/patft/index.html

76. US Pat. 7.107.835 Thermal mass flow sensor http ://www. uspto .go v/patft/index.html

77. Васильев A.A, Гогиш-Клушин С.Ю., Харитонов Д.Ю., Paranjape

78. М.(М.Паранджапе), Певгов В.Г., Писляков А.В. Новый подход к микро177машинной технологии изготовления сенсоров: микроэлектронные чипы с тонкой мембраной из оксида алюминия./Сенсор. №3. 2002.-С.23-29/ www. sensor-magazine ли

79. Васильев А.А. Микромощные полупроводниковые сенсоры на тонких диэлектрических мембранах./ Датчики и Системы. №10. 2004.-С.23-28.

80. T.McKnight. A Highly Automated Testing Facility for Calibration and Performance Testing of Mass Flow Controller./ IEEE. 1995.- pp. 157-160.

81. SEMASPEC #92051107A-STD SEMATECH Guide for Contamination Control in the Design, Assembly, and Delivery of Semiconductor Manufacturing Equipment

82. SEMASPEC #92071231B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Evaluating the Electromagnetic Susceptibility of Thermal Mass Flow Controllers

83. SEMASPEC #92071233B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining the Corrosion Resistance of Mass Flow Controllers

84. SEMASPEC #92071223B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Warm-Up Time of Mass Flow Controllers

85. SEMASPEC #92071230B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Steady-State Supply Voltage Effects for Mass Flow Controllers

86. SEMASPEC #92071228B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Mass Flow Controller Performance Characteristics from Ambient and Gas Temperature Effects

87. SEMASPEC #92071225B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Verification of Calibration Accuracy and Calculation of Conversion Factors for a Mass Flow Controller Using Surrogate Gases

88. SEMASPEC #92071221B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Accuracy, Linearity, Repeatability, Short Term Reproducibility, Hysteresis, and Dead band of Thermal Mass Flow Controllers

89. N.Sabate. Mechanical characterization of thermal flow sensor membranes./ Sensors and Actuators A125. 2006.- pp.260-266

90. J.Puigcorbe, D.Vogel, B.Michel, A. Vila, I.Gracia, C. Cane, J.R.Morante. Thermal and mechanical analysis of micromachined gas sensors./ J.Micromech.Microeng. №13. 2003.- pp.548-556.

91. J.Hurly. Thermophysical Properties of Semiconductor Processing Gases./ http ://www. cse. clrc. ac.uk/ceg/papers/rgd23 .pdf

92. Q.Lin, F.Jiang, Xu.Q Wang, Y. Xu, Z. Han, Yu.C Tai, J.Lew, Ch. M. Ho. Experiments and simulations of MEMS thermal sensors for wall shear-stress measurements in aerodynamic control applications./ J.Micromech.Microeng.V. 14. 2004.- pp. 1640-1649.

93. Q.Lin, Y.Xu, F.Jiang, Yu.C.Tai, Ch.M.Ho. Parametrized Three-Dimensional Model for MEMS Thermal Shear-Stress Sensors./Journal of Micro Electromechanical Systems. V.14, №3. 2005.- pp.625-633.

94. J.Hildenbrand. Simulation and Characterisation of a Micromachined Gas Sensor and Preparation for Model Order Reduction. Diploma Thesis of Institute for Microsystem Technology./ Albert Ludwig University Freiburg, Germany. 2003. 141p.

95. K.Mutamba, A.I.Ahmed, V.Guimapi Tsague. Analysis of Micromachined Thermal Sensor Structures./ Institute fur Hochfrequenztechnik TUD. 2003-pp.42-43.

96. C.Moosmann, E.B.Rudnyi, A.Greiner, J.G.Korvink. Model Order Reduction for Linear Convective Thermal Flow./ IMTEK 2004.-9p. http://modelreduction.com/doc/papers/moosmann04THERMIMC.pdf

97. Рак A.Yu. Tensosensitivity of hot-wire probe./ Институт теоретической и прикладной механики СО КФР./ Новосибирск. 2002.-С. 128-132 http://itam.nsc.ruMibr/eLib/confer/lCMAR/2002/part 2/pak.pdf

98. Пикулев А.А. Теоретическое исследование коэффициента теплоотдачи нагретой проволочки в потоке газа./ Журнал технической физики. Том 73, вып.6. 2003.- С. 32-35.

99. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости./ М.:Наука. 1975.-575с.

100. Физические величины. Справочник под ред. И.Г.Григорьева./ М.: Энергоатомиздат. 1991. -1200 с.

101. КлоковаН.П. Тензорезисторы./М.:Машиностроение. 1990. 222 с.

102. Штефель И.Т. Терморезисторы./М. :Наука. 1973. 416 с.

103. Энциклопедия неорганических материалов / Т. 1. Киев. ГРУСЭ. 1977. 840 с.

104. Сажнев С.В., Фомичёв М.А., Тимофеев В.Н. Применение нитевидных первичных преобразователей в термоконвективных газовых расходомерах. Нано- и микро системная техника, №1, 2006 - С.39-43.

105. Сажнев С.В., Тимофеев В.Н., Фомичев М.А., Миркурбанов Х.А. Физико-механические характеристики нитевидных первичных термопреобразователей в газовых расходометрах. Нано- и микросистемная техника, №4, 2007 С.65-69.

106. Y. Fukuta, D. Collard, Т. Akiyama, Е.Н. Yang, Н. Fujita, Microactuated self-assembling of 3D polysilicon structures with reshaping technology,

107. Proceedings of the 1997 IEEE 10th Annual International Workshop on MEMS, 1997, pp. 477-481.

108. Q. Wu, K.M. Lee, C.C. Liu, Development of chemical sensors using microfabrication and micromachining techniques, Proceedings of the Fourth International Meeting on Chemical SensorsB13 (1-3) (1993) 1-6.

109. Беляев H.M. Сопротивление материалов. / M.: Наука, 1975 605с.

110. Концевой Ю.А., Литвинов Ю.М., Фаттехов Э.А. Пластичность и прочность полупроводниковых структур. / М.: Радио и связь. 1982 -239с.

111. Физические величины. Справочник под ред. И.С. Григорьева. / М.: Энергоатомиздат. 1991. 1200 с.

112. Maarten P., Brian D., Fernando В. A small area in-situ MEMS test structure to measure fracture strength by electrostatic probing. // SPJE Proceedings r.3875. 1999.

113. A.B. Чигарев, А. С. Кравчук, А. Ф. Смалюк ANSYS для инженеров. Справочное пособие./Машиностроение-1, 2004 г.- 512 с.

114. Теория тепломассообмена. Под ред. А.И.Леонтьева./ М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1997.- 683 с.

115. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена./ М.: Атомиздат, 1979.416 с.

116. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя./ М.: Наука, 1974.- 712 с.

117. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа./ М.: Наука, 1973.- 848 с.

118. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача./ М.: Энергия, 1981.-416 с.

119. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости./ М.: Энергия. 1984.- 149 с.

120. Патанкар С., Сполдинг Д. Тепло и массообмен в пограничных слоях./ М.: Энергия. 1952.-318 с.

121. Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности./ М.: Изд-во Иностр. Литер. I960.- 478 с.

122. Оцисик М.Н. Сложный теплообмен./ М.: Мир. 1976.- 616 с.

123. Отчет по НИР Исследование работы первичных преобразователей на основе терморезистивных элементов и полупроводникового микрочипа в регуляторах расхода газа./ Шифр «Ермак», УДК 621.382.049.77.002, № 01040002332, МИЭТ, НИЧ, 2004 51с.

124. Отчет по НИР Исследование и разработка преобразователей на основе полупроводниковых кристаллов с нитевидным элементом в регуляторах расхода газа./ Шифр «Ель», УДК 681.2.8, МИЭТ, НИЧ, 2006, 51с.I1. Генер

125. УТВЕРЖДАЮ» ?Й директор ЗАО «Электронточмаш» ''/ Миркурбанов Х.А., к.т.н.» 2007 г.2007 г.1. АКТ

126. Об использовании результатов диссертационной работы Фомичёва Матвея Алексеевича

127. Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей в регуляторах расхода газа»

128. Об использовании результатов диссертационной работы Фомичева Матвея Алексеевича

129. Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей в регуляторах расхода газа»

130. Использование указанного датчика позволяет повысить точность контроля газового потока и качество работы хроматографа в целом.1. Зам.директора по науке1. Хононзон Г.А.,к.т.н.1ЕРЖДАЮ»л /

131. Генеральный шпектоо НПФ «Кяио-поактик»1. АКТ

132. Об использовании результатов диссертационной работы Фомичева Матвея Алексеевича

133. Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей в регуляторах расхода газа»

134. Эксплуатация прибора показала его высокую надежность при круглосуточном режиме работы оборудования.J1. Главный инженер1. Андреев В.Ю.