“耐高温压力传感器”在西安研制成功 (2004-06-24)
发布时间:2007-12-04
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列入国家高技术研究发展计划(863计划)的“耐高温压力传感器”经过四年艰苦攻关,最近在西安交大研制成功。我国高温压力传感器产品长期依赖进口的局面从此将彻底改变。 耐高温压力传感器广泛应用于航空航天、石油化工、汽车等领域高温环境下的压力测量。如测量航空航天发动机燃烧室在启动、停车、不稳定燃烧期间的各种瞬变压强,从而掌握燃烧室压强变化规律,为设计和评价发动机提供依据;测量石油化工领域各种反应釜、冶炼塔、采油井下的压力,为安全生产、提高石油产量提供判据;测量能源动力、军用火工品、汽车工业等在特种环境下的压力等。这些领域对耐高温压力传感器的年需求总量约为4万只,随着国 民经济和国防现代化的发展,高温压力传感器的市场需求将以每年10%~32%的速率递增。而常规的硅压力传感器只能在120℃以下进行压力测量,超过120℃时,传感器的性能会严重恶化以至失效,当传感器遇到被测流体大于1000℃瞬时高温冲击时,敏感元件就会被烧坏,导致信号处理系统和电路失调。长期以来,美国、瑞士、英国等国外公司的耐高温压力传感器产品垄断了国际市场,我国高温压力传感器产品主要依赖进口, 一直受制于人。 研制我国有知识产权的耐高温压力传感器列入国家高技术研究发展计划后,西安交大蒋庄德教授率领课题组历时4年努力,终于完成了这一高科技攻关项目。教育部日前组织专家对这一项目进行科技成果鉴定后认为,西安交大精密工程研究所利用MEMS(微型机械电子系统)技术,研制出的硅隔离耐高温微型压力传感器,能在-30℃~250℃环境下进行压力测量,可完成1000MPa以下任意量程范围的压力测量, 能承受2000℃瞬时高温冲击。该项目属国内首创,有效解决了我国航空航天、石油化工、汽车工业等领域高温环境下压力测量的技术难题,解决了瞬时高温冲击下传感器失效的难题,打破了国外同类产品对我国传感器市场的垄断,提升了我国这一行业的整体水平和国际竞争能力,具有很高的推广和使用价值。 在该项目科技成果鉴定会上,以邱爱慈院士为主任的鉴定委员会认真听取了课题组的技术研究报告、审查了查新报告、测试报告和用户使用报告等相关材料,现场考察了耐高温压力传感器产品和生产现场,通过讨论和质疑,专家认为该产品采用高能氧离子注入技术制作二氧化硅隔离层,将检测电路与基底隔离开,避免高温下检测电路与基底之间的漏电流问题,解决了常规硅压力传感器120℃产生失效的技术难题;该产品将被测高温流体与硅敏感元件相隔离, 避免了被测流体的瞬时高温冲击,解决了2000℃瞬时高温冲击的难题;采用钛-铂-金耐高温布线系统,解决了高温等恶劣环境下传感器引线的技术难题。专家认为,该项目性能指标和总体水平达到国际先进水平,在敏感元件集成设计和传感器结构设计等方面达到国际领先水平。 据业界人士介绍,西安交大研制的耐高温压力传感器可满足高温、高压、高频响及 瞬时高温冲击等恶劣环境下的压力测量,具有自主知识产权,填补了国内在此领域的多项空白 ,促进了我国航空航天、石油化工,汽车工业等领域的工业自动化进程;进一步的后续开发, 还可生产变送器和与之配套的二次仪表产品,对于推动我国仪器仪表工业的发展,培养新的经 济增长点具有重要意义。 西安交大研制的耐高温压力传感器经在在航空618研究所、航天210所及西安宏邦石油仪器有限责任公司等单位投入试用表明,该产品成本低、性能稳定可靠、工艺兼容性好、体积小、灵敏度高,不仅在静态精度、耐高温工作能力及动态响应能力等技术指标上可与国外同类先进产品媲美,而且在耐瞬时高温冲击、工作量程等性能指标上有独到之处,有效解决了长期困扰企业的高温下进行压力测量的难题。