Статья в журнале «ИСУП» № 3 (99) -2022

ИСУП: Илья Игоревич! У вас большая и отлаженная номенклатура КИП. Однако на рынке масса запросов на аналоги иностранного производства. Планируете ли в случае повышенного спроса вывести на рынок такие же датчики?

И. И. Мельников: Да, действительно, в последнее время США, страны Евросоюза и некоторые другие государства ввели санкции в отношении России на поставки импортных комплектующих, в связи с чем перед предприятиями оборонной, автомобилестроительной, нефтегазовой отраслей остро встал вопрос импортозамещения. ООО «Микротензор» является разработчиком и производителем не только тензопреобразователей (сенсоров) давления, но и преобразователей (датчиков) давления. Наши датчики давления – аналоги импортных, по техническим характеристикам и качеству им не уступают, но производятся из российских материалов и комплектующих. Кроме того, мы постоянно изучаем продукцию, представленную на рынке, запросы ключевых компаний на функциональность датчиков. Наши технические специалисты могут доработать базовую модель или разработать новый датчик под нужды конкретного потребителя. Поэтому с уверенностью могу сказать, что мы уже активно выводим на рынок РФ наши новые датчики (рис. 1).

Рис. 1. Рабочий процесс в производственной лаборатории ООО «Микротензор»

Хотелось бы отметить нашу новинку – датчики давления с открытой мембраной (рис. 2), которые востребованы при производстве пластмассовых изделий, строительных компонентов, для измерения давления в вязких и пастообразных средах, таких как ла­ки, краски, масла, молочные продукты, густые смазки и т. д.

Рис. 2. Датчик давления серии РТМ-M с открытой мембраной

В датчиках давления для сред, где возможны резкие перепады давления, мы используем демпфер для гашения пульсации измеряемой среды и предохранения мембраны датчика от гидроудара.

ИСУП: Есть ли у вас решения для агрессивных сред?

И. И. Мельников: При изготовлении приборной продукции ООО «Микротензор» применяет титан и нержавеющую легированную сталь.
Титан коррозионно устойчив в атмосферном воздухе, морской во­де, во влажном хлоре, хлорной во­де, горячих и холодных растворах хлоридов, в различных технологических растворах и реагентах, применяемых в химической, нефтяной, бумажной и других отраслях промышленности, а также в гидрометаллургии.

Нержавеющая сталь используется для изготовления корпусов приборов, работающих в агрессивных средах. Нержавеющая сталь, из которой изготовлены на­ши датчики давления, может применяться в химической и нефтяной отраслях, в машиностроении, секторе топливной промышленности и энергетики.

ИСУП: Давайте поговорим о ваших высокотемпературных преобразователях давления РТМ. Какой у них верхний предел измеряемого давления, температура измеряемой среды, погрешность?

И. И. Мельников: Высокотемпературные датчики давления РТМ-НТ (рис. 3) из титанового сплава работают в диапазоне рабочих давлений от 0–0,1 до 0–100 МПа. Температура окружающей среды – от +5 до +50 °C; измеряемой среды – от +50 до +200 °C. Основная погрешность ±0,5 %.

Рис. 3. Высокотемпературный датчик давления РТМ-НТ

Высокая перегрузочная способность преобразователей достигнута за счет применения двухслойной сапфиро-титановой мембраны с монокристаллическими кремниевыми тензорезисторами (технология «кремний на сапфире»). Данная технология относится к «сухим», что делает датчики более устойчивыми к физическому воздействию в процессе эксплуатации, чем датчики с кремниевыми сенсорами с заполняющей средой. Монокристаллическая сапфировая мембрана является идеальным упругим элементом и в соединении с титаном приобретает лидирующее качество по уровню деформаций.

Оптимальные метрологические и эксплуатационные характеристики преобразователей, такие как стабильность, воспроизводимость и помехозащищенность выходного сигнала, достигнуты на основе применения чувствительного элемента из монокристаллического кремния, расположенного на сапфировой мембране, и специализированной электронной схемы высокой степени интеграции с цифровой обработкой сигнала.

ИСУП: Возможно ли использование датчиков РТМ в работе с расплавленными полимерами и т. д.?

И. И. Мельников: В настоящее время на­ше предприятие в тесном сотрудничестве с Орловским государственным университетом занимается разработкой уникального датчика давления расплава. Мы не станем раскрывать все секреты, но отметим, что это будет интеллектуальный датчик. В настоящее время под интеллектуальным датчиком понимают прибор со встроенной электроникой, включающей в се­бя АЦП, микропроцессор, цифровой сигнальный процессор, систему на кристалле и так далее, а также цифровой интерфейс с поддержкой сетевых протоколов для коммуникации. Кроме то­го, интеллектуальный датчик может быть включен в беспроводную сеть датчиков благодаря функции самоидентификации. Датчик будет предназначен для работы при температуре измеряемой среды до +350 °C.

ИСУП: Как вы нивелируете воздействие различных температурных режимов на точность и стабильность показаний ваших датчиков?

И. И. Мельников: В преобразователях давления РТМ, РТМ-М применяется интегральная CMOS-микросхема¹ для высокоточного усиления и коррекции сигналов мостового сенсора. Микросхема обеспечивает цифровую компенсацию ну­ля сенсора, чувствительности, температурного дрейфа и нелинейности с помощью 16-разрядного микроконтроллера, выполняющего алгоритм коррекции. Калибровочные коэффициенты хранятся во внутренней энергонезависимой памяти.

Это позволяет достичь основной погрешности не более ±0,25 %, дополнительной погрешности от температуры в диапазоне термокомпенсации ±0,1 %/10 °C.

Рис. 4. Датчик температуры MP-PТ

ИСУП: У некоторых производителей датчик давления измеряет также температуру. Имеется ли подобное решение у вас?

И. И. Мельников: В нашей линейке продукции есть тензопреобразователь избыточного давления со встроенным датчиком температуры серии MP-PТ (рис. 4). На его ба­зе мы разрабатываем высокотемпературный интеллектуальный датчик давления, способный измерять и давление, и температуру. Температура измеряемой среды будет определяться с точностью до 0,1 °C. Индикатор датчика будет отображать давление и температуру с возможностью переключения.

ИСУП: Ваша компания – производитель полного цикла. Есть ли в вашем арсенале системы для поверки средств измерения давления собственного производства для продажи?

И. И. Мельников: Изначально для ООО «Микротензор» приоритетным направлением бы­ло производство тензопреобразователей (сенсоров) давления. Однако, понимая растущие потребности рынка в датчиках давления российского производства, мы выделили отдельное направление – производство преобразователей давления, основой для которых стали сенсоры собственного производства и проверенная десятилетиями технология «кремний на сапфире».

Рис. 5. Датчик давления РТМ

Данное направление активно развивается, производство расширяется, появляются новые модели датчиков. Преобразователи давления РТМ и РТМ-М, выпускаемые ООО «Микротензор» по ТУ 26.51.52-002-37400562-2017, прошли процедуру утверждения типов средств измерения. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) № 1241 «Об утверждении типов средств измерений» от 23.05.2022 утверждено описание ти­па средств измерений и включены сведения в Федеральный информационный фонд за номером 85616-22.

Поэтому теперь мы имеем возможность выпускать и реализовывать датчики с межповерочным интервалом 3 года.

ИСУП: Расскажите, пожалуйста, о ваших преобразователях давления с цифровой индикацией.

И. И. Мельников: Датчики давления, как устройства, преобразующие измеряемую величину в унифицированный цифровой сигнал (рис. 5), могут использоваться в сфере ЖКХ, на производстве (химическом, пищевом, нефтехимическом, в машиностроении, металлургии, судостроении, энергетике) и для проведения лабораторных экспериментов. Наличие цифрового индикатора позволяет контролировать давление на участке системы вдали от пульта управления.

Характеристики датчика:
- основная погрешность: ±0,25 %; ±0,5 %;
- диапазон рабочих давлений: у РТМ – от 0–0,16 до 0–100 МПа, у РТМ-M – от 0–0,1 до 0–250 МПа;
- диапазон рабочих температур: от –40 до +85 °C.

ИСУП: Возможна ли модификация датчиков под требования заказчика?

И. И. Мельников: Поскольку ООО «Микротензор» – компания полного цикла с огромным опытом в разработке тензопреобразователей давления, которые являются основой датчиков, мы имеем возможность в короткие сроки дорабатывать и разрабатывать новые датчики давления с конкретными характеристиками. Так, в планах у нас выпуск датчика высокого давления (до 500 МПа) на ба­зе уже существующего и серийно выпускаемого сенсора HD.