Промышленная группа «Микроэлектронные датчики» (ПГ МИДА) отметила свое тридцатилетие. Начавшая свою деятельность в 1991 г. на обломках последнего советского мегапроекта «Ульяновский центр микроэлектроники и автоматики в машиностроении» (НПК УЦМ), она явилась фактическим продолжателем так и не созданного первого объекта НПК УЦМ – НИИ полупроводниковых интегральных датчиков.
С самого начала ПГ МИДА была нацелена на разработку и производство малогабаритных датчиков давления на основе технологии микроэлектроники. Технической основой продукции стали тензопреобразователи давления, разработанные на базе оригинальных отечественных исследований тензоэффекта в гетероэпитаксиальных структурах «Кремний на сапфире» (КНС), проведенных в 70-80-х годах прошлого века [1]. Такие преобразователи легли в основу общепромышленных измерительных комплексов «Сапфир» и «Сапфир-22», ставших основными электронными средствами измерения давления в СССР последней четверти ХХ века [2]. Время показало, что выбор структур КНС для создания чувствительных элементов датчиков давления оказался удачным и весьма перспективным; только в последнее время элементы из КНС начали применять западные производители датчиков, позиционируя их как новое важное направление.
Учитывая состояние российской промышленности в 90-х годах, а также фактически не начатое строительство НПК УЦМ, начальный этап становления разработок и производства датчиков давления в ПГ МИДА оказался весьма сложным. Тем не менее, преодолевая огромные трудности, уже в первом году существования удалось разработать и начать выпускать первую серию общепромышленных датчиков избыточного давления МИДА-ДИ-01П с диапазонами измерения 0,6-100 МПа и основной погрешностью 0,5 и 1,0%. Уже в следующем году разработали и начали выпускать датчики во взрывонепроницаемой оболочке, которые охотно брали газовщики для установки на газопроводах во всей европейской части России. Одновременно ПГ МИДА развивалась и оснащалась; этому процессу весьма способствовал экспорт тензопреобразователей на КНС в США, который длился более 17 лет.
С 2007 г. ПГ МИДА размещается на собственных производственных площадях, имея все необходимое технологическое оборудование для выпуска высокоточных, надежных датчиков давления и сопутствующих электронных приборов. За время существования в ПГ МИДА велись также исследовательские работы, направленные на выяснение предельных метрологических и эксплуатационных возможностей преобразователей и датчиков на основе КНС. В результате диапазон измеряемых давлений расширился от 4 кПа до 250 МПа, точность датчиков составляет от 0,05% до 0,5%, а диапазон температур измеряемых сред простирается от -200оС до +500оС (и это, как показывают исследования, еще не предельные значения). Основательность исследований подтверждает тот факт, что сотрудниками ПГ МИДА по их результатам защищены две кандидатские диссертации и еще одна подготовлена к защите.
В настоящее время ПГ МИДА выпускает более 50 типов датчиков, преобразователей и модулей давления и электронных приборов [3], а ежегодная номенклатура поставок насчитывает до 1400 наименований. Датчики выпускаются как в обычном, так и во взрывозащищенном исполнении (искробезопасная электрическая цепь – Ех, или взрывонепроницаемая оболочка – Вн). Внесены в госреестр и выпускаются криогенные датчики давления (до температур порядка -200оС) с суммарной погрешностью 0,5%, а также эталонные датчики давления МИДА-15Э с погрешностью 0,05% (фактически до 0,01%) и высокоточные датчики уровня жидкости. Выпускаются датчики давления расплавов в диапазоне температур от 20оС до 300оС, превосходящие по своим параметрам зарубежные аналоги. Разработаны датчики с цифровым выходным сигналом, позволяющие одновременно измерять давление и температуру среды. Все приборы имеют необходимые сертификаты, лицензии, свидетельства, разрешения. Метрологическая служба ЗАО МИДАУС аккредитована на проведение государственной поверки при выпуске датчиков из производства и ремонта. На предприятии действует система менеджмента качества ИСО 9001:2015. Приборы МИДА внесены в Государственные реестры Беларуси и Казахстана.
Кроме датчиков и преобразователей давления в ПГ МИДА разработаны и выпускаются блоки питания и преобразования сигнала и барьеры искрозащиты для датчиков, работающих во взрывоопасных условиях, а также цифровые индикаторы давления или температуры, которые питаются от измерительной цепи датчиков и могут располагаться во взрывоопасной зоне, и блоки грозозащиты, предназначенные для защиты измерительной аппаратуры от мощных импульсных электрических помех.
Важной особенностью ПГ МИДА является разработка новых приборов в соответствии с пожеланиями наших заказчиков (отсюда и широкая номенклатура выпускаемых изделий). Вторая особенность заключается в тщательном анализе причин отказов продукции у потребителей; в результате разрабатываются подробные рекомендации по правильному использованию наших изделий потребителями и предложения по совершенствованию конструкции и технологии изготовления приборов. Пессимистическая оценка наработки на отказ, проведенная по результатам многолетнего анализа рекламаций серии датчиков давления МИДА-13П, дала величину более 1 млн часов.
Десятки тысяч приборов МИДА работают на самых разных объектах от российского сегмента международной космической станции до нефтяных и газовых скважин и объектов на дне океана. Некоторые приборы работают безотказно по 15 и более лет. Кроме поставок приборов в Россию и страны СНГ, около 150 тысяч датчиков и преобразователей давления были поставлены в США, Чехию, Болгарию, Францию, Швецию, Японию, Индию, Китай, Корею. Для индийских заказчиков были разработаны преобразователи и датчики давления с приемной полостью из нержавеющей стали, такие поставки идут в Индию уже 18 лет. Крупнейшим потребителем нашей продукции в течение 14 лет является Китай, сегодня наши преобразователи работают во всех провинциях КНР.
Показателем качества работы коллектива ПГ МИДА и выпускаемой продукции являются многочисленный отечественные и зарубежные награды предприятий, датчики МИДА 11 раз являлись лауреатами и дипломантами конкурса «100 лучших товаров России».
ПГ МИДА постоянно ведет работу по совершенствованию выпускаемых приборов, а также по разработкам новых приборов в соответствии с требованиями потребителей. Так, в последнее время ведется разработка датчика для измерения давления расплавов солей (температура среды до +700оС) и датчиков вакуума, которые смогут с успехом заменить импортные вакууметры [4]. Наши заказчики могут быть уверены, что ни одно из пожеланий не будет оставлено без всестороннего изучения и, как правило, без реализации.
В.М. Стучебников,
генеральный директор ООО МИДАУС,
д.т.н., профессор
Литература
- Стучебников В.М. Структуры «Кремний на сапфире» как материал для тензопреобразователей механических величин // Радиотехника и электроника, 2005, т.50, №6, с.678-696.
- Юровский А.Я. История создания датчиков давления с тензорезисторными преобразователями на основе структур «Кремний на сапфире» // Приборы, 2020, №8, с.26-35.
- midaus.com
- Васьков В.А. и др. Метрологические характеристики датчиков МИДА-ДА-15-Э в условиях вакуума. // Вакуумная техника и технология – 2021. Труды 28-й научно-технической конференции, СПб, 2021, с.37-41.
