“耐高溫壓力傳感器”在西安研制成功 (2004-06-24)
發(fā)布時間:2007-12-04
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列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)的“耐高溫壓力傳感器”經(jīng)過四年艱苦攻關(guān),最近在西安交大研制成功。我國高溫壓力傳感器產(chǎn)品長期依賴進口的局面從此將徹底改變。
耐高溫壓力傳感器廣泛應用于航空航天、石油化工、汽車等領域高溫環(huán)境下的壓力測量。如測量航空航天發(fā)動機燃燒室在啟動、停車、不穩(wěn)定燃燒期間的各種瞬變壓強,從而掌握燃燒室壓強變化規(guī)律,為設計和評價發(fā)動機提供依據(jù);測量石油化工領域各種反應釜、冶煉塔、采油井下的壓力,為安全生產(chǎn)、提高石油產(chǎn)量提供判據(jù);測量能源動力、軍用火工品、汽車工業(yè)等在特種環(huán)境下的壓力等。這些領域?qū)δ透邷貕毫鞲衅鞯哪晷枨罂偭考s為4萬只,隨著國 民經(jīng)濟和國防現(xiàn)代化的發(fā)展,高溫壓力傳感器的市場需求將以每年10%~32%的速率遞增。而常規(guī)的硅壓力傳感器只能在120℃以下進行壓力測量,超過120℃時,傳感器的性能會嚴重惡化以至失效,當傳感器遇到被測流體大于1000℃瞬時高溫沖擊時,敏感元件就會被燒壞,導致信號處理系統(tǒng)和電路失調(diào)。長期以來,美國、瑞士、英國等國外公司的耐高溫壓力傳感器產(chǎn)品壟斷了國際市場,我國高溫壓力傳感器產(chǎn)品主要依賴進口, 一直受制于人。
研制我國有知識產(chǎn)權(quán)的耐高溫壓力傳感器列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃后,西安交大蔣莊德教授率領課題組歷時4年努力,終于完成了這一高科技攻關(guān)項目。教育部日前組織專家對這一項目進行科技成果鑒定后認為,西安交大精密工程研究所利用MEMS(微型機械電子系統(tǒng))技術(shù),研制出的硅隔離耐高溫微型壓力傳感器,能在-30℃~250℃環(huán)境下進行壓力測量,可完成1000MPa以下任意量程范圍的壓力測量, 能承受2000℃瞬時高溫沖擊。該項目屬國內(nèi)首創(chuàng),有效解決了我國航空航天、石油化工、汽車工業(yè)等領域高溫環(huán)境下壓力測量的技術(shù)難題,解決了瞬時高溫沖擊下傳感器失效的難題,打破了國外同類產(chǎn)品對我國傳感器市場的壟斷,提升了我國這一行業(yè)的整體水平和國際競爭能力,具有很高的推廣和使用價值。
在該項目科技成果鑒定會上,以邱愛慈院士為主任的鑒定委員會認真聽取了課題組的技術(shù)研究報告、審查了查新報告、測試報告和用戶使用報告等相關(guān)材料,現(xiàn)場考察了耐高溫壓力傳感器產(chǎn)品和生產(chǎn)現(xiàn)場,通過討論和質(zhì)疑,專家認為該產(chǎn)品采用高能氧離子注入技術(shù)制作二氧化硅隔離層,將檢測電路與基底隔離開,避免高溫下檢測電路與基底之間的漏電流問題,解決了常規(guī)硅壓力傳感器120℃產(chǎn)生失效的技術(shù)難題;該產(chǎn)品將被測高溫流體與硅敏感元件相隔離, 避免了被測流體的瞬時高溫沖擊,解決了2000℃瞬時高溫沖擊的難題;采用鈦-鉑-金耐高溫布線系統(tǒng),解決了高溫等惡劣環(huán)境下傳感器引線的技術(shù)難題。專家認為,該項目性能指標和總體水平達到國際先進水平,在敏感元件集成設計和傳感器結(jié)構(gòu)設計等方面達到國際領先水平。
據(jù)業(yè)界人士介紹,西安交大研制的耐高溫壓力傳感器可滿足高溫、高壓、高頻響及 瞬時高溫沖擊等惡劣環(huán)境下的壓力測量,具有自主知識產(chǎn)權(quán),填補了國內(nèi)在此領域的多項空白 ,促進了我國航空航天、石油化工,汽車工業(yè)等領域的工業(yè)自動化進程;進一步的后續(xù)開發(fā), 還可生產(chǎn)變送器和與之配套的二次儀表產(chǎn)品,對于推動我國儀器儀表工業(yè)的發(fā)展,培養(yǎng)新的經(jīng) 濟增長點具有重要意義。
西安交大研制的耐高溫壓力傳感器經(jīng)在在航空618研究所、航天210所及西安宏邦石油儀器有限責任公司等單位投入試用表明,該產(chǎn)品成本低、性能穩(wěn)定可靠、工藝兼容性好、體積小、靈敏度高,不僅在靜態(tài)精度、耐高溫工作能力及動態(tài)響應能力等技術(shù)指標上可與國外同類先進產(chǎn)品媲美,而且在耐瞬時高溫沖擊、工作量程等性能指標上有獨到之處,有效解決了長期困擾企業(yè)的高溫下進行壓力測量的難題。