高精度压力变送器 自主研发高精度智能压力变送器 成功摘取“皇冠上的明珠”

栏目:国内 2021-09-15 20:47:54
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9月11日,在国务院新闻办公室为新中国成立70周年举办的重庆发展成就展上,20余件“重庆宝贝”亮相,其中包括由重庆传艺研发生产的国内自主知识产权的高精度智能压力变送器,成功打破国外垄断,具有全球高端水平。

聂,传艺智能压力变送器首席专家。

困境:

高精度智能压力变送器被发达国家垄断

俄罗斯著名科学家门捷列夫曾说过:“没有测量就没有科学。”测量数据是人类活动中最重要的信息源之一,在高科技密集型产业中,精确测量尤为重要。但由于技术含量高、制造工艺复杂、智能压力变送器精度高,一直被发达国家垄断。国内的重大项目和工程大多采用国外知名品牌,国内厂商的产品因为质量、技术、适应性等问题很少有人感兴趣。直到重庆传艺自主研发的智能压力变送器问世,才打破了这一局面。

高精度智能压力变送器作为半导体传感器技术、工业网络通信技术、先进工艺制造技术、智能控制和软件技术的集大成者,是行业和市场上具有代表性和影响力的产品,被誉为自动化仪表的“皇冠明珠”。

要拾起这颗“皇冠上的明珠”,从变送器线性、温度、基于神经网络技术的非线性多参数复合补偿算法的基础技术研究,到传感器多材料复合高温烧结、超精密加工和电子束焊接系统、低应力封装、高真空空填充、超薄膜片成型和均热焊接等特殊制造工艺,重重壁垒、制造工艺诸多缺点等一系列问题造就了大量研究成果

解决问题:

成立团队领导团队开始研发

“单纯靠‘引进’是不可能的,关键核心技术不会来,买不到,赢不了”。对此,思莲集团深有感触。在公司主要领导眼里,技术创新是有风险的,但也是最接近成功的方式。因此,技术创新战略必须面向连续性、基础性和永久性,要攻坚克难,赢得明珠,做出中国的世界级产品。

20世纪90年代,数字电容式变送器成为公司智能压力变送器研究的开端。但由于当时亚洲金融危机和宏观经济调整的影响,思联集团也面临着很大的经营困境。承担开发任务的重庆传艺,只能从科研院所和分厂抽调年轻技术人员组成初期团队。“我们经历了三线建设的艰苦创业期。尽管困难重重,但我们拥有优秀的人才,一定会生产出世界上最好的产品。”时任重庆传艺总经理、现任思联集团党委书记、董事长向晓波对开发团队进行了鼓励。

就这样,一批年轻的技术人员,几十平米的简陋实验室,研发工作开始了。时任董事、现任四川仪器智能压力变送器首席专家的聂带领团队解决了这个问题。

“我们利用大量实验和理论对比分析,引入高校智能化,研究先进的非线性逻辑算法,建立了智能压力/差压变送器线性、温度、静压等相关参数的多元数学模型,为传感器的自动补偿和线性化标定奠定了基础。通过认证机构对数据链路层和应用层的测试,实现了控制室与控制现场之间数据和信息的双向传输。”聂说,虽然他们一座又一座的山头争得不可开交,但他们发现“皇冠上的明珠”依然像前面山峰环绕的山顶,遥不可及。

“不知道什么时候才是尽头,似乎黑暗的前方依旧黑暗。”聂回忆,更令人绝望的是,国外企业已经保护了数十项电容式压力传感器专利,高储能弹性材料和许多特殊制造技术也受到瓶颈制约。

中断:

高端压力变送器市场格局彻底改变

“如果做不到,就会另辟蹊径,开启技术创新。”聂带领团队,在国家863计划的支持下,重新瞄准硅压阻式变送器进行研究。尽管阶段失败,但R&D团队为高精度铣床、自动焊接机、灌装机、补偿装置和系统等专用设备和夹具的研究奠定了坚实的基础,并培养了一支专门的人才队伍。然而,硅压阻的核心技术和制造工艺也是一个深不可测的“黑箱”,其中蕴含着许多深刻的技术问题。

与此同时,R&D团队进行了成千上万次大大小小的实验,积累了成千上万的测试数据,在此期间,错误和失败相伴而行。在无数次失败的打击下,R&D团队变得越来越勇敢,掌握了高精度传感器核心应变部件的综合特性,形成了传感器建设的系统设计能力和方案。产品精度达到当时领先水平的7.5%,改变了“市场换技术,技术跟踪”的被动局面。

然而,在智能压力变送器生产领域,先进的制造设备也遇到了国外的技术壁垒。如果不彻底解决制造用的整套工艺设备,设计成果很难产业化。“怎么办?自己做。”聂表示,通过技术团队的努力,PDS生产线上30多套自主研发的自动化加工检测设备完全可以与国外一流公司竞争。

具有自主知识产权产品的成功量产,打破了国外的垄断,彻底改变了近年来高端压力变送器的市场格局。“十几年前,即使我们把图纸卖给我们,我们也做不到。如今,无论是R&D能力还是产量都已经走在行业前列,市场已经牢牢掌控在自己手中!”聂邵忠自豪地说,但他们的R&D团队并没有停下来,它成为了挑战更高精度压力变送器技术的新目标。

上游新闻重庆晨报记者李静