CN111727066B - 用于监测流体输送的集成传感器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于流体流应用的传感器。传感器包括：入口室，被配置为从第一导管接收流体流；出口室，被配置为将流体流提供给第二导管；以及隔膜，将入口室与出口室分隔开，所述隔膜包括流体通道，以允许流体流从入口室去往出口室。传感器还包括：布置在隔膜上的电路部件，电路部件具有被配置为根据隔膜的变形而改变的电学属性；以及在基底上形成并与电路部件耦合的导体，基于电路部件的电学属性的变化提供电信号。隔膜包括形成在基底上的外延层。还提出了用于制造和使用上述传感器的方法。

Description

用于监测流体输送的集成传感器
技术领域
本公开内容总体上涉及用于流体流测量和控制的装置和方法。更具体地，本公开内容涉及在流体输送应用中使用微机电移动系统(MEMS)来测量流体流参数的装置和方法。
背景技术
用于流体输送的许多方法涉及对与流体流控制相关的多个流体流参数的测量。这些参数中的一些参数在医学应用(例如，血管内药物输送、皮下药物输送等)的情况下特别相关。除了测量多个参数之外，还期望提供易于处理的紧凑外形尺寸，并且便于移动和接近设备(例如，医疗应用中的医疗保健提供者、患者等)。通常，测量多个流体参数的设备不是紧凑的，并且包括妨碍其在需要容易接近的应用(例如，医疗设施中的急诊室等)中使用的运动部件。
发明内容
在第一实施方式中，提出了一种用于流体流应用的传感器。传感器包括：入口室，被配置为从第一导管接收流体流；出口室，被配置为将流体流提供给第二导管；以及隔膜，将入口室与出口室分隔开，所述隔膜包括流体通道，以允许流体流从入口室去往出口室。传感器还包括：布置在隔膜上的电路部件，电路部件具有被配置为根据隔膜的变形而改变的电学属性；以及在基底上形成并与电路部件耦合的导体，基于电路部件的电学属性的变化提供电信号。隔膜包括形成在基底上的外延层。
在一些实施方式中，提出了一种用于制造传感器的方法。方法包括：在基底上生长外延层，其中形成外延层包括选择性地注入掺杂剂原子以形成对外延层中的应变敏感的电气部件；以及在外延层上形成隔膜，隔膜具有所选择的厚度，以使得隔膜的相对侧之间的压力差在外延层中引起应变。所述方法还包括：形成穿过隔膜的流体通道；将入口配件附接到基底，以在隔膜的第一侧上形成入口室；将出口配件附接到基底，以在隔膜的第二侧上形成出口室；以及将电连接器结合到电气部件。
在另外的实施方式中，提出了一种用于控制流体流的方法。方法包括：提供通过传感器的流体流，所述传感器包括将入口室与出口室隔开的隔膜，隔膜包括流体通道，其中隔膜包括在基底上形成的外延层；以及向隔膜上的压阻部件提供电力，其中压阻部件被配置为测量将入口室与出口室分隔开的隔膜的变形。方法还包括：基于隔膜上的压阻部件的电学属性的变化，检测隔膜的变形；基于隔膜的变形，获得流过传感器的流体流的流速；以及使用控制器，基于流速来修改流体流参数。
附图说明
图1示出了根据一些实施方式的包括用于监测流体流的传感器的流体流系统。
图2示出了根据一些实施方式的用于监测流体流的传感器。
图3A-G示出了根据一些实施方式的用于制造图2中的监测流体流的传感器的方法的步骤。
图4示出了根据一些实施方式的用于制造传感器以监测流体流的方法的流程图。
图5示出了根据一些实施方式的用于利用传感器监测流体流的方法的流程图。
在附图中，除非另有明确说明，否则具有相同或相似附图标记的元件具有相同或相似的功能或配置。
具体实施方式
本公开内容是一种单片集成传感器，以在IV流体输送期间监测五个参数。一些实施方式包括感测模态，诸如流体流速、流体压力(相对于环境大气的表压)、流体电导率、温度以及气泡的存在等。与本公开内容一致的实施方式包括将一个或多个上述感测模态集成到单个设备中，以及一种制造设备的方法。
与本公开内容一致的实施方式的一些优点包括将不同的感测模态组合成小尺寸的单片封装。而且，本申请公开的实施方式提供了用于生产设备的低成本、大批量的制造方法。
本申请公开的实施方式可包括用于血管内药物输送中的流体传感器的应用。更一般地，与本公开内容一致的实施方式可以包括用于医疗应用的皮下流体输送中的流体系统的应用，或者可以将流体直接输送到器官、肿瘤等中以用于复合、去除身体体液和其他治疗应用的植入系统中的流体系统的应用。
图1示出了根据一些实施方式的包括用于监测流体流的传感器100的流体流系统10。流体流系统10可以包括支撑具有流体150的容器143的框架140。在一些实施方式中，流体流系统10可以包括流体提取系统以从患者160提取样本流体。此外，在一些实施方式中，流体流系统10可以将流体150从第一器皿或容器转移到第二器皿或容器，例如用于药物制备和/或存储目的。
在一些实施方式中，流体流系统10是静脉内输送系统，并且流体150可以包括要通过血管施用于患者160的静脉内流体。因此，流体150可以包括血液、血浆或药物。在一些实施方式中，流体150包括可以溶解的气体，其可以是气泡151的形式，或者可以在液体表面上方形成气相，或者包括这些形式的任何组合。气泡151中的气体可以是空气、氮气、氧气或易于溶解在流体150中的任何其他气体。流体150可以是适合于静脉内输送的任何流体。常见的静脉内流体包括晶体(例如，盐水、乳酸林格氏液、葡萄糖、右旋糖)，胶体(例如，羟乙基淀粉、明胶)，液体药物，缓冲液和血液制品(例如，充血的红细胞、血浆、凝血因子)或期望被静脉内注射到患者160的血液替代品(例如，人造血液)。流体管线130将流体150从容器143运送到患者160。在一些实施方式中，流体150通过由重力产生的压差，移动通过流体管线130。因此，在一些实施方式中，相对于患者以更高的高度将容器143设置在框架140上。在一些实施方式中，泵145产生压差以使液体150移动通过流体管线130。
流体流系统10的一些实施方式包括：恒温器147，以调节容器143中的流体150的温度。流体流系统包括与流体管线130流体耦合的传感器100。传感器100被配置为提供对流体流的多次测量。在一些实施方式中，传感器100被配置为测量流体流的流体压力、流体流速、气泡浓度、流体温度和流体电导率。在一些实施方式中，传感器100被配置为测量流体输送系统10中的流体与大气压力P之间的压力差。
在一些实施方式中，可以由例如位于护士站的遥控器170来无线地控制流体流系统10的操作。可以通过控制器侧的天线175和框架140上的天线155来执行无线通信。控制器170包括处理器171和存储器172。存储器172可以包括命令和指令，当由处理器171执行时，这些命令和指令促使控制器170来至少部分地执行根据本公开内容的方法所包括的一些步骤。此外，传感器100可以与天线155和控制器170无线地通信，以从控制器170接收指令并向控制器170提供数据。
控制器170、天线155和传感器100可以经由蓝牙、Wi-Fi或任何其他射频协议进行通信。因此，控制器170可以被配置为处理来自传感器100的读数并确定流体流速和与药物转移或注入有关的流体的其他特性。当传感器100检测到气泡含量低于预定阈值时，可以操作流体管线130中的阀190以允许流体150流入患者160。在一些实施方式中，当如上所述发出警报时，可以由控制器170关闭阀190。
此外，当传感器100中的气泡计数变得高于阈值时，控制器170可以向集中式系统提供警报。在一些实施方式中，控制器170还可以基于传感器100所提供的气泡计数或温度测量值，向恒温器147提供命令以调节流体150的温度。
图2示出了根据一些实施方式的用于监视流体流的传感器100。在一些实施方式中，传感器100可以使用硅MEMS制造技术来将多种感测能力集成到具有实质上减小的形状因数的封装中。例如但不限于，如图所示，一些实施方式可以包括多达五个或更多个感测模态。
传感器100包括被配置为从第一导管253接收流体流250的入口室251。出口室252被配置为向第二导管255提供流体流250。隔膜202a将入口室251与出口室252分隔开。隔膜201a可以包括流体通道221，以允许流体流250从入口室251去往出口室252。在一些实施方式中，隔膜202a可以是生长在基底201上的外延层，其中基底201随后被蚀刻在隔膜202a的“背面”(图中的底部)。因此，在一些实施方式中，可以通过将孔口蚀刻到隔膜202a中来形成流体通道221。
在一些实施方式中，传感器100包括布置在隔膜202a上的电路部件210a。电路部件210a可以被配置为根据隔膜202a的变形来改变电学属性。一些实施方式还包括，形成在基底201上的多个导体217，以提供电力并从传感器100中的不同电路部件接收电信号。在一些实施方式中，导体217基于电路部件210a到电路的电学属性的变化将电信号提供给电路部件210a，该电路被配置为使用电信号获得流体流250的流速。在一些实施方式中，隔膜202a是形成在基底上的外延层。在一些实施方式中，传感器100中的感测模态可以包括基于托里切利定律的流速测量值，托里切利定律将跨流体通道221的入口室251和出口室252之间的压降与流速进行关联。
在一些实施方式中，电路部件210a是压阻元件，并且电学属性是电阻。电路部件210a形成在流体通道221附近和周围的区域中，以检测隔膜202a的变形，该变形与入口室251和出口室252之间的压力差有关。因此，监测电路部件210a可以给出跨过隔膜202a的压降的直接测量，压降的直接测量可以用来计算通过流体通道221的流速(例如，通过使用托里切利定律)。
压阻式压力传感器基于压阻原理进行工作，该原理是材料的电导率对材料中存在的应变的依赖性。因此，隔膜202a形成有选择性掺杂的压电电阻器区域(例如，电路部件210a)。跨隔膜202a的压力差使隔膜202a在施加的应力下挠曲(或“屈曲”)。例如，跨过隔膜202a的压力差是由通过流体通道221的流体流的压降引起的。由隔膜202a的应变或变形产生的内应力补偿了压力差。隔膜202a中的应变产生压阻元件210a的电阻变化。可以例如通过惠斯通电桥电路结构以电子方式检测电阻的变化，其中可以通过一个或多个导体217到达惠斯通电桥电路结构。
一些实施方式包括：布置在第二隔膜202b上的第二电路部件210b。第二隔膜202b将出口室252与大气压力P分隔开。通过非限制的方式，一些实施方式可以包括：第二隔膜202b将入口室251与大气压力P分隔开。因此，隔膜202b的一侧与流体150接触，并且另一侧暴露于大气压力P。因此，隔膜202b变形(例如，“应变”)以补偿流体150(在入口室251或出口室252中的任一个中)和大气压力P之间的压力差。例如，当大气压力P大于出口室252中的流体压力时，隔膜202b可“凹进”到出口室252中。相反，当大气压力P低于出口室252中的流体压力时，隔膜202b可“凸出”室252。隔膜202a和第二隔膜202b在下文中将统称为“隔膜202”。在一些实施方式中，第二电路部件210b可以被配置为根据第二隔膜202b的变形来改变电学属性。例如，第二电路部件210b可以包括压阻元件，该压阻元件被配置为当随着第二隔膜202b的变形而进行变形时改变电阻率。在下文中，将电路部件210a和第二电路部件210b统称为“电路部件210”。因此，使用与上述流速测量类似的原理来监测入口室251或出口室252中的一个中相对于大气压力P的流体压力。
在一些实施方式中，基底201包括半导体材料(例如，硅、锗、砷化镓以及上述材料的任何组合或合金等)，以及隔膜202包括在半导体材料上方生长的外延层。
一些实施方式还包括：沉积在基底201上的电极203a和203b(在下文中，统称为“电极203”)。电极203可以被配置为与流体150接触以测量流体150的电学属性，例如流体电导率。通过测量电极203之间的阻抗来监测流体的电导率，电极203以限定的几何形状(例如，沿预定距离水平地，如图2所示)暴露于流体150。导体217可以向电极203提供电流，例如直流电(DC)。因此，DC阻抗和几何因数产生流体电导率。
一些实施方式还包括：电极205a和205b(下文中统称为“电极205”)，其沉积在基底上并且分别通过钝化层207a和207b(下文中统称为“钝化层207”)与流体150分隔开。电极205可以被配置为测量流体150的电容，其可以指示流体150的介电属性。在一些实施方式中，电极205被配置为通过流体150的介电常数ε的值来测量流体中的气泡含量。可以由流体150的介电属性来确定电极205之间的电容。例如，由于水的介电常数更高，与具有相同的几何形状的气隙相比，当水或一些高介电常数的流体填充电极205之间的空隙时，电容可以更高。在一些实施方式中，传感器100根据时间来监测电极205之间的电容，从而可以检测到气泡的存在和大小。
在一些实施方式中，传感器100包括：温度传感器215以测量流体温度。在包括硅集成电路(例如，MEMS)的实施方式中，温度传感器215可以包括带隙传感器，其中，根据P-N结的温度，测量值基于正向偏置二极管的电压的变化而变化。可以通过导体217提供跨温度传感器215的电压。在一些实施方式中，在PN结上方形成薄钝化层，以将二极管与流体电气隔离，且仍然允许流体与PN之间的热平衡。交界处。温度补偿和线性化电路也可以被包含在芯片上。
部件的替代布置可能同样有效；附图中所示的特定布置仅仅是一种可能的解决方案。一方面，对于紧凑、易于使用的应用，非常需要在单个硅MEMS芯片中五种传感功能的单片结合。
传感器100可以被集成到各种系统、部件中，或者作为独立模块与患者的IV接入端口相连。例如，可以将其集成到微型泵设备中，并提供受控流量的主动反馈，并在发现压力或流体电导率超出范围或在管线中检测到空气时能够发出警报。可替代地，这种低成本传感器可以被集成到智能导管中，例如，以允许监测去往患者的所有静脉内流体输送。
图3A-G示出了根据一些实施方式的用于制造集成传感器100以监测流体输送的方法中的步骤。图3A-G示出了使用标准硅MEMS工艺来制造传感器100的方法的示意性概图，其中在一些制造步骤中具有设备的横截面。设备内置在单个硅芯模具中，并且然后被集成到外壳中以提供流体和电气连接。出于纯粹说明性的原因并且不失一般性，图3A-G中的基板的顶端将被称为“前端”，并且图3A-G中基底的底端将被称为“后端”。
图3A示出了根据一些实施方式的步骤300A。在步骤300A中，裸硅晶片301具有在前表面上生长的外延层311。将掺杂剂原子选择性地注入到这个外延层中以形成压电电阻器元件210。当基底材料包括诸如硅的半导体时，掺杂剂原子可以包括诸如磷(P)或砷(As)之类的电子给体原子，或电子接受原子，例如硼(B)或铝(Al)，或施主和受主原子的任何组合。通过晶格中的应变引起的这些注入区的电阻变化，可以检测出由于跨隔膜压力差而引起的硅隔膜挠曲。
图3B示出了根据一些实施方式的步骤300B。在步骤300B中，在硅晶片301的正面上设置温度传感器电路215。
图3C示出了根据一些实施方式的步骤300C。在步骤300C中，通过从硅晶片301的背面进行深硅蚀刻来形成隔膜202a和202b。
图3D示出了根据一些实施方式的步骤300D，其中，流体通道221被蚀刻为穿过靠近压电电阻部件210a的隔膜202a。在步骤300D中，流体通道221使得流体流250能够从硅晶片301的前端去往后端。一旦在隔膜221中形成流体通道221，将基底301形成为基底201的形状，如上面详细描述的。
图3E示出了根据一些实施方式的步骤300E。在步骤300E中，执行背面金属化以形成用于电导率传感器的电极203和用于电容性传感器的电极205。在一些实施方式中，这可以在一个步骤(如果电极203和电极205都是相同的材料堆叠)或多个步骤中完成。电极203和电极205不需要是相同的材料，这是因为电极203暴露于流体150，而电极205则不是。电极205沉积在隔膜202a的侧壁上。这可以通过剥离过程来完成，或者可替代地，可以将金属均匀地沉积并且然后从表面区域进行蚀刻。
图3F示出了根据一些实施方式的步骤300F。在步骤300F中，在基底201的背面上沉积钝化层307以将电极205与流体150隔离，并且选择性地蚀刻以打开窗口，从而将电极203暴露于流体150。在一些实施方式中，在步骤300F中，执行正面隔离和金属化，以为压力传感器和流量传感器以及温度传感器215建立与压电电阻器210的选择性接触。
在一些实施方式中，步骤300F包括利用附加的钝化层321钝化衬底301的正面，以使电气部件与流体路径相隔离。用于钝化层307或321的钝化材料可以包括诸如聚对二甲苯的共形聚合物，或诸如二氧化硅的无机玻璃层。
图3G示出了根据一些实施方式的步骤300G。在一些实施方式中，在步骤300G中，通过粘合剂部分350将配件221附接至传感器模具。在一些实施方式中，步骤300G包括：引线结合至各个电极并在壳体中进行最终封装，以完成MEMS工艺。
图4示出了根据一些实施方式的用于制造集成传感器(例如，传感器100)以监测流体输送的方法400中的流程图。因此，在一些实施方式中，方法400包括使用MEMS配置在半导体基底(例如，基底201)上形成传感器。方法400中的集成传感器可以包括多个部件，多个部件被配置为测量流体属性，例如流速、压力、盐度、气泡含量等。
可以在时间上重叠或几乎同时地执行方法400中的步骤。此外，与本公开内容一致的一些实施方式可以包括以任何顺序执行的方法400中示出的步骤中的至少一个，但不是全部。
步骤402包括：在半导体基底的正面上方生长外延层。在一些实施方式中，步骤402包括：选择性地注入掺杂剂原子以形成对外延层中的应变敏感的电气部件。在一些实施方式中，步骤402包括：与选择性注入的掺杂剂原子一起形成用于压力和流速测量的压阻元件。压阻元件可以具有根据在外延层中感应的应变而改变的电阻率。
步骤404包括：在外延层上形成温度感测电路。
步骤406包括：在半导体基底中形成隔膜。在一些实施方式中，步骤406可以包括：蚀刻半导体基底的背面直到形成在正面上的外延层。因此，在一些实施方式中，步骤404包括：选择隔膜的厚度，以使得隔膜的相对侧(例如，前端和后端)之间的压力差在外延层中引起应变。
步骤408包括：形成穿过隔膜区域的一部分的流体通道，隔膜区域包括至少一个压阻元件。在一些实施方式中，步骤408包括：蚀刻隔膜的所述部分以形成流体通道。
步骤410包括：将背面金属化层沉积到半导体基底的选定区域，所述选定区域包括电导率传感器和气泡传感器。
步骤412包括：在半导体基底的背面上沉积钝化层，以将一对电容性电极与流体隔离。
步骤414包括：在选定区域中蚀刻钝化层，以将用于电导率传感器的电极暴露于流体。
步骤416包括：在半导体基底的正面上沉积金属化层和钝化层，以形成用于压力和流量传感器中的压阻元件的选择性电路触点。
步骤418包括：在半导体基底的正面上沉积钝化层，以使电气部件与流体隔离。
步骤420包括：将入口和出口配件连接到传感器模具，以形成由隔膜分隔开的入口室和出口室(例如，入口室251和出口室252)。
步骤422包括：将引线结合施加到各个电极以进行最终包装。
图5示出了根据一些实施方式的用于使用集成传感器监测流体流的方法500中的流程图。与方法500一致的方法可以包括：使用如本申请公开的具有至少一个测量部件的集成传感器(例如，集成传感器100)。进一步根据一些实施方式，与本公开内容一致的方法可以包括：如本申请公开的IV输送系统(例如，流体流系统10)。IV输送系统可包括：本申请所公开的框架、流体容器、泵、恒温器、流体管线、天线、传感器和阀(例如，框架140、流体容器143、泵145、流体管线130、天线155、传感器100和阀190，参见图1)。
与方法500一致的方法可以包括：由包括存储器和处理器的控制器(例如，控制器170、处理器171和存储器172，参见图1)执行的方法500中的至少一个步骤。存储器存储命令，这些命令在由处理器执行时促使控制器执行方法500中的至少一个步骤。进一步根据一些实施方式，与方法500一致的方法可以包括：图5中所示出的至少一个步骤，但不是全部步骤。此外，在一些实施方式中，本申请公开的方法可以包括以与图5所示出的顺序不同的顺序执行的方法500中的步骤。例如，在一些实施方式中，方法500中的至少两个或更多个步骤可以在时间上重叠、或者甚至同时、或准同时地执行。
步骤502包括：提供通过传感器的流体流，传感器包括将入口室与出口室分隔开的隔膜(例如，膜202a、入口室251、出口室252)。
步骤504包括：向传感器中的压阻部件提供电能，压阻部件被配置为测量将入口室与出口室分隔开的隔膜的变形。
步骤506包括：基于传感器中的压阻部件的电气属性的变化来检测隔膜的变形。
步骤508包括：基于隔膜的变形来获得通过传感器的流体流的流速。
步骤510包括：获得流体流中流体的电导率、温度或气泡含量中的一个。步骤510可以包括：执行相对于流体体积具有已知几何形状的两个电极(例如，电极203)之间的阻抗的DC测量。为了测量阻抗，步骤510可以包括：在电极之间施加固定电压并测量作为结果的电流。在一些实施方式中，步骤510可以包括：通过电极施加固定的电流并测量作为结果的电压。步骤510可以包括：基于流体的实际电导率在上述电导率测量方法中选择一种方法。在一些实施方式中，步骤510可以包括：实施以上两种技术以测量流体流中的流体的电导率。基于测得的阻抗和几何校正因子，可以得出流体流中流体的电导率。步骤510可以包括：利用温度传感器测量流体流中的流体温度，温度传感器包括具有P-N结的二极管(例如，温度传感器215)。因此，步骤510可包括：施加通过二极管的固定电流并测量跨结合点的电压。二极管上的正向电压(用于恒定电流密度)在很宽的工作范围内与温度呈线性关系。
在一些实施方式中，步骤510可以进一步包括：测量一对电极(例如，电极205)之间的电容。因此，步骤510可以包括：根据时间监测一对电极之间的电容；以及根据时间，基于电容值来检测气泡的存在和大小。
步骤512包括：向控制器提供流体的流速、电导率、温度或气泡含量中的至少一个。
步骤514包括：使用控制器，基于流速、电导率、温度或气泡含量中的至少一个来修改流体流参数。
提供前述描述以使所属领域技术人员能够实践本申请描述的各种配置。尽管已经参考各种附图和配置具体描述了主题技术，但是应当理解，这些仅是出于说明的目的，而不应被认为是本主题技术范围的限制。
可能存在许多其他方式来实现主题技术。在不脱离本主题技术的范围的情况下，本申请所描述的各种功能和元件可以与所示出的功能和元件不同地划分。对这些配置的各种修改对于所属领域技术人员将是显而易见的，并且本申请定义的通用原理可以被应用于其他配置。因此，所属领域普通技术人员可以在不脱离主题技术的范围的情况下对主题技术进行许多改变和修改。
如本申请中所使用的，在一系列项目之前的短语“至少一个”，用术语“和”或“或”来分隔任何一个项目，整体上修改了列表，而不是列表的每个成员列表(例如，每个项目)。短语“至少一个”不需要选择所列出的每个项目中的至少一个；相反，短语允许包括项目任意一个中的至少一个和/或项目的任何组合中的至少一个和/或每个项目中的至少一个的含义。举例来说，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”分别指仅有A、仅有B或仅有C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中每个的至少一个。
此外，在说明书或权利要求书中使用术语“包括”、“具有”等的程度，这个术语旨在以类似于术语“包括”的方式包含，如当在权利要求中用作过渡词时被解释为“包括”。在本申请中使用词语“示例性”，以表示“用作示例、实例或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施方式不必被解释为比其他实施方式优选或有利。
除非特别指出，否则以单数形式提及元件并不旨在表示“一个和仅一个”，而是“一个或多个”。术语“一些”是指一个或多个。所属领域普通技术人员已知或以后将知道的，等同于贯穿本公开内容描述的各种构造的元件的所有结构和功能均通过引用明确地被并入本文，并且旨在被主题技术涵盖。此外，无论在上面的描述中是否明确叙述了这种公开内容，本申请中公开的任何内容都不旨在专用于公众。
尽管已经描述了主题技术的某些方面和实施方式，但是这些仅以示例的方式给出，并且无意于限制主题技术的范围。实际上，在不脱离本发明的精神的情况下，本申请中描述的新颖的方法和系统可以以各种其他形式来体现。所附权利要求及其等同物旨在覆盖将落入主题技术的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (12)

1.一种用于流体流应用的传感器，包括：
入口室，被配置为从第一导管接收流体流；
出口室，被配置为将流体流提供给第二导管；
隔膜，布置在基底的第一表面上并且将入口室与出口室分隔开作为隔膜的入口室侧和出口室侧，所述隔膜包括流体通道，以允许流体流从入口室去往出口室；
布置在隔膜上的电路部件，所述电路部件具有被配置为根据隔膜的变形而改变的电学属性；
第一电极对，沉积在隔膜的出口室侧上的所述基底的第二表面上，所述第一电极对被配置为与所述流体流中的流体接触并测量所述流体的电学属性；
第二电极对，沉积在所述基底上并且通过钝化层与所述流体流中的流体分隔开，所述第二电极对被配置为通过确定流体的电容来测量所述流体中的气泡含量，所述流体的电容指示流体的介电属性；以及
在所述基底上形成并与电路部件耦合的第一导体，所述第一导体被配置为基于电路部件的电学属性的变化提供电信号，
其中隔膜包括形成在基底上的外延层。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电路部件是压阻元件，并且所述电路部件的电学属性是电阻。
3.根据权利要求1所述的传感器，还包括布置在第二隔膜上的第二电路部件，所述第二隔膜将所述入口室或所述出口室中的一个与大气压力隔开，所述第二电路部件被配置为根据第二隔膜的变形，改变第二电路部件的电学属性。
4.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述基底包括半导体材料，并且所述隔膜包括在所述半导体材料上生长的外延层。
5.根据权利要求1所述的传感器，还包括形成在所述基底上的第二导体，所述第二导体被配置为从温度传感器接收信号，其中，所述信号用于测量所述流体流中的流体的温度。
6.一种用于制造权利要求1所述的传感器的方法，所述方法包括：
在基底上生长外延层，其中形成外延层包括选择性地注入掺杂剂原子以形成对外延层中的应变敏感的电气部件；
在外延层上形成隔膜，所述隔膜具有所选择以使得隔膜的相对侧之间的压力差在外延层中引起应变的厚度；
形成穿过隔膜的流体通道；
将入口配件附接到基底，以在隔膜的第一侧上形成入口室；
将出口配件附接到基底，以在隔膜的第二侧上形成出口室；以及
将电连接器结合到电气部件。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，在所述基底上形成温度传感部件。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，将金属化层沉积到所述基底的选定区域，以形成电导率传感器。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，在所述隔膜上方沉积金属化层和钝化层以形成与所述电气部件的电接触。
10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，在所述基底上沉积钝化层，以及在所述基底中蚀刻所述钝化层。
11.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，形成将大气压力与所述出口室分隔开的第二隔膜，以及在所述第二隔膜上形成第二电气部件，以测量来自所述第二隔膜中的第二应变的流体压力。
12.根据权利要求6所述的方法，其中形成隔膜包括：从所述基底的后端到所述外延层来蚀刻所述基底。
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