Pyt 1

Mikrosystemy – definicje,

zastosowania

Mikrosystem

• Kompletny (funkcjonalny) system,

urządzenie, wykonane technikami
mikroelektronicznymi i/lub
mikromechanicznymi

mikro-, nano-inżynieryjnymi

Definicje w systemach

• MEMS -

(z ang.) mikro-elektronic-mechanical-system

– to zintegrowane urządzenie mikromechanoelektroniczne
(połączone w jeden system części mechaniczne,
elektroniczne, o wymiarach rzędu m, wraz z

oprogramowaniem). To urządzenie z klasy urz.
elektronicznych, wzbogacone o element wykonujący ruch
(aktuator)

INPUT
SIGNALS

OUTPUT
SIGNALS

ACTION

SENSORS

PC + soft

ACTUATORS

• MEOMS -

(z ang.) mikro-elektronic-optical-mechanical-

system – jest to mikrosystem optyczny, czyli połączenie

MEMS + sygnały optyczne. W systemach tego typu np..

ruch membrany wykorzystywany jest do modulacji

światła.

P

• TAS -

(z ang.) - micro total analisys system

- to zminiaturyzowane urządzenie, w którym można
przeprowadzać procesy lub analizy chemiczne

Mikrosystem

dozujący

MATRYCA CZUJNIKÓW

PC

170

0

C

GRZAŁKA

Przepły
w
powietr
za

Schemat układu do analizy benzyn

Zastosowania

Rynek mikrosystemów wykazuje jeden z najwyższych

współczynników wzrostu rocznego zapotrzebowania, który

sięga już ponad 20% (rok temu dr Dziuban podawał 21% :-) ).

Należy nadmienić iż nie da się tak do końca sprecyzować ostrych

granic zastosowania mikrosystemów. Chodzi o to, że

przyporządkowanie jakiegoś systemu do konkretnej dziedziny

życia, przemysłu nie jest możliwe. Rynek ten jest bardzo

szeroki i uzupełnia się.

Ogólnie rzecz biorąc, zapotrzebowania na mikrosystemy to:
- elektronika powszechnego użytku
- analityka chemiczna (tudzież biochemiczna)
- motoryzacja
- medycyna
- militaria
- mechanika (mechanika precyzyjna)

Elektronika powrzechnego użytku

• Rynek komputerowy

– Głowice dysków twardych
– Głowice drukarek atramentowych (ink-jet)

Analityka chemiczna

Obecnie co raz częściej tradycyjne (klasyczne)

systemy pomiarowe, zastępowane są przez
automatyczne zminiaturyzowane urządzenia –
TAS’y, mikrosystemy chemiczne.

Tutaj najbardziej zainteresowanym przemysłem do

tych systemów jest farmaceutyka, ale ponadto
laboratoria badawcze, także medycyna.

Urządzenia:

- analizator twardości i

zanieczyszczenia pestycydami H2O

Światłowód nadawczy

Ś. odbiorczy

Kanał fluidyczny

WE

WY

• Bio-chip’y – ukł. do pomiarów cytologicznych (np.

cytometr- liczy ilość komórek w próbce),

• Analizatory DNA
• Chromatografy gazowe

Tutaj właśnie ( w analityce) znaczącą rolę

odgrywają MEOMS’y, bowiem większość z tych
urządzeń opiera się o optyczne sposoby detekcji
substancji: tzn. np w czujnikach tego typu
wykorzystuje się ruch, uginanej przez ciecze,
gazy , membrany na różne sposoby – czyli albo
membrana przysłania pole widzenia, albo
moduluje światło, bądź też stosowane są sposoby
fluorometryczne lub spektro-fotometryczne.

Motoryzacja

Ogólnie biorąc różnego rodzaju czujniki wielkości

fizycznych np. ciśnienia, a co za tym idzie
urządzenia do pomiaru wysokości, przyśpieszenia.

Zastosowanie w „SSS” – samochodowych systemach

sensorowych – zintegrowana część czujników i
systemów pojazdu realizujących funkcje detekcji,
transmisji, analizy i wykorzystania informacji o
stanie pojazdu na podstawie bodźców
pochodzących ze środowiska wewnętrznego i
otocznia pojazdu.

Czujniki stosowane m.inn.:
- w systemach poprawy bezpieczeństwa

kierowanych pojazdów (awaryjne,

ostrzegawcze)

-ABS – Anti-Lock Break System,
-ASR- Acceleration Slip Regulation,
-ESP- Electronic Stability Program,
-AHLS- Adaptive Head Lamp System i inne

- elektroniczne systemy sterujące silnikiem,
- deska rozdzielcza,
- systemy pomiaru płynów w samochodzie

(hamulce, chłodnica, paliwo),

- czujniki spalania mieszanki w cylindrach,
- czujniki przepływu powietrza,
- sondy lambda

Przemysł (np. fabryki produkujące perfumy)
- Dozowniki
- Pompy

-

mieszalniki (mixery)

1

2

3

Medycyna

- MIS – (z ang.) – minimally invasive surgery –

chirurgia małoinwazyjna (np. laparoskopia –
technika przeprowadzania operacji) lub

MIT (z ang.) – minimally invasive theraphy –

czyli terapia małoinwzyjna.

- narzędzia chirurgiczne – tj. kleszczyki, nożyce,
zaciski,
szczypczyki wykorzystywane w MIS (np. przy
operacjach kardiologiczych)

- monitoring (organizmu) – obserwacje przez
miniaturową kamerę

• Ponadto (mimo, że funkcjonujące już praktycznie,

ale to już bardziej zaliczyć należy do prognoz)
ogromne znacznie będzie miało tzw. „Drug
Delivery System” – czyli „Inteligentny System
Dozowania Leku” – miniaturowa kapsułka dozująca
odpowiednią dawkę leku w przeciągu jakiegoś
czasu.

Przykładowe

nono igły – do

wykorzystania

w dostarczaniu

leków