Новинки компании «ГлобалТест»: пьезоэлектрические датчики динамического давления

Представлены новые серии пьезоэлектрических датчиков PS1XXXX и PS12XX, которые предназначены для выполнения измерений импульсных давлений в жидких и газообразных средах. Рассмотрены их конструкция, характеристики и эксплуатационные ограничения. Показано, что саровская компания «ГлобалТест» выпускает высокотехнологичную продукцию, которая требуется отечественной промышленности для обеспечения импортонезависимости.

В современных условиях, когда возникла необходимость в создании отечественной наукоемкой импортонезависимой продукции, на первый план вышли компании, имеющие и развивающие свой научно-технический потенциал и обладающие компетенциями, необходимыми для успешного решения поставленных временем задач. К числу таких компаний можно отнести ООО «ГлобалТест», научно-производственную организацию из г. Сарова Нижегородской области. В 1991 го­ду во Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики (РФЯЦ-­ВНИИЭФ) был создан филиал совместного российско-английско-индонезийского предприятия «ГлобалТест», выпускавшего измерительное оборудование для атомных электростанций. Спустя семь лет компания стала полностью самостоятельной российской организацией с тем же названием. Сегодня «ГлобалТест» выпускает более 400 типов средств измерения: приборы для проведения виброакустических исследований и испытаний, измерения и анализа механических колебаний и ударов, технической диагностики и мониторинга работы промышленного оборудования. На предприятии налажен полный цикл создания измерительных устройств: от выбора принципа действия первичного преобразователя до серийного выпуска готовой продукции. Обладая большим научным потенциалом, коллектив компании применяет в разработке результаты собственных научно-технических исследований и при этом стремится полностью выполнить требования и пожелания заказчиков. Следует подчеркнуть, что средства измерения ООО «ГлобалТест» крайне важны для импортозамещения, поскольку по всем характеристикам соответствуют акселерометрам таких компаний, как PCB, Brüel & Kjær, Kist­ler, Bently Nevada.

В этом году ООО «ГлобалТест» запустило в производство очередную новинку – пьезоэлектрические датчики динамического давления серии PS1XXXX, предназначенные для выполнения измерений быстропеременных (импульсных) давлений в жидких и газообразных высокотемпературных средах: температура измеряемой среды для датчиков серии PS1XXXX составляет –60…+400 °С или –70…+650 °С в зависимости от модификации прибора.

Принцип действия датчиков базируется на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, который состоит в том, что давление (механическое воздействие) преобразуется в электрический импульс. Давление среды деформирует мембрану датчика, с мембраны сигнал передается на пьезоэлектрический элемент, который генерирует электрический заряд, пропорциональный воздействующему давлению.

Датчики представляют собой неразъемную сварную конструкцию из нержавеющей стали, состоящую из корпуса с внутренним отверстием и перекрывающей его мембраной, а также из последовательно установленных в отверстии корпуса компонентов: это передающая си­лу цилиндрическая втулка, пьезоэлементы, токосъемник и прижимной элемент. При этом в конструкции датчиков модификаций PS16H07, PS16H5 и PS18B25 реализована компрессионная схема работы с чувствительными элементами, которые обеспечивают широкий диапазон рабочих температур и долговременную стабильность измерений. В датчиках исполнений PS17B6 и PS17B10 мембрана установлена на торце, здесь реализуется двухпроводная дифференциальная схема работы с пьезоэлементами.

Модификации различаются материалом чувствительного элемента, номинальным значением коэффициента преобразования, частотой собственного резонанса, величиной максимально допускаемого статического давления, диапазоном рабочих температур, степенью защиты оболочки от влаги и пыли, габаритами и массой. На рис. 1 в качестве примера показан внешний вид пьезоэлектрического датчика динамического давления в исполнении PS17B6. Основные технические и метрологические характеристики датчиков динамического давления серии PS1XXXX приведены в табл. 1.

Рис. 1. Пьезоэлектрический датчик динамического давления PS17B6

Таблица 1. Характеристики датчиков динамического давления серии PS1XXXX

Интерес у потребителей вызовет и другая серия точных, надежных и удобных в эксплуатации пьезоэлектрических датчиков – PS12XX. Основная функция этих приборов – измерение быстропеременных (импульсных) давлений в жидких и газообразных средах с более низкой, чем для датчиков серии PS1ХXXХ, температурой. Датчики серии PS12XX имеют встроенный усилитель, преобразующий электрический заряд в выходное напряжение. В сварной конструкции корпуса из нержавеющей стали или титанового сплава реализована компрессионная схема работы.

Датчики выпускаются в нескольких модификациях с разными измерительными диапазонами и конструктивными особенностями. Исполнения различаются номинальным значением коэффициента преобразования, материалом чувствительного элемента и типом соединителя. Например, номинальное значение коэффициента преобразования для датчика динамического давления в исполнении PS1212 составляет 15 ± 3 мВ/кПа при значениях верхнего предела измерений 0,4 МПа и частоте собственного резонанса не менее 50 кГц. Напряжение питания измерительного устройства от внешнего источника постоянного то­ка – от 15 до 30 В; выходное напряжение смещения – от 9 до 15 В; полярность выходного сигнала – положительная. Пределы допускаемой основной погрешности датчика, приведенной к верхнему пределу измерений, не превышают ±2 %.

Диапазон рабочих температур для прибора в исполнении PS1212 составляет –40…+125 °C, степень защиты оболочки от влаги и пы­ли IP65. Диаметр датчика не превышает 8 мм, длина (без кабеля) – не более 40 мм. Масса прибора 0,006 кг.

Рис. 2. Образцы продукции ООО «ГлобалТест»: а – виброметр АР5500; б – виброконтроллер АР5400; в – анализатор ПР 200 Ех; г – калибратор АТ02

Кроме датчиков динамического и статико-динамического давления продуктовый портфель компании «­ГлобалТест» включает обширные линейки других контрольно-измерительных приборов, устройств автоматики (КИПиА) и дополнительного оборудования, что обеспечивает полную комплектацию измерительных испытательных комплексов и систем технической диагностики (рис. 2). Кратко перечислим линейки продуктов «­ГлобалТест»:

- вибро- и вихретоковые пре­об­ра­зо­ва­те­ли, преобразователи виброскорости и акустической эмиссии, вибровыключатели, датчики си­лы, акустические датчики;

- устройства для калибровки, поверки и градуировки виброаппаратуры различного ти­па в полевых и лабораторных условиях (в единицах виброскорости, виброускорения и виброперемещения);

- усилители заряда и напряжения (в том числе модульные), а также сигналов преобразователей акустической эмиссии;

- автономные регистраторы ударных и вибрационных воздействий и модули регистрации вибрационных нагрузок, в том числе автономные датчики мониторинга вибрации;

- блоки регистрации ходовых вибраций (БРХВ);

- вспомогательные электрические устройства (согласующие устройства для преобразователей и датчиков, электрические эквиваленты, пульты программирования и блоки питания);

- измерительное оборудование (анализаторы, контроллеры, приборные комплексы, стенды, специальные установки);

- ударные молотки;

- дополнительные принадлежности для измерительной аппаратуры (переходники, уплотнительные кольца и шайбы, кабельные соединители, монтажные устройства, щу­пы, диски, а также различные аксессуары).

В структуре ООО «ГлобалТест» успешно работает метрологическая служба, аккредитованная Росстандартом РФ. В ее функции входят:

- калибровка, первичная и периодическая поверка пьезоэлектрических вибропреобразователей, преобразователей акустической эмиссии и калибраторов вибропреобразователей;

- проведение исследований и испытаний датчиков динамического давления (диапазон измеряемых давлений – от 0,01 до 1200 бар), вибропреобразователей (диапазон виброударных ускорений – от 0,01 до 10 000 g в частотном диапазоне от 1 до 50 000 Гц), преобразователей акустической эмиссии (частотный диапазон – от 50 кГц до 1 МГц), вихретоковых вибропреобразователей, калибраторов вибропреобразователей и усилителей заряда;

- разработка, изготовление и комплектация поверочных виброустановок и сопровождение их внесения в Государственный реестр средств измерений.

Характеристики используемого метрологической службой оборудования обеспечивают проведение испытаний в самом широком диапазоне климатических условий: при температурах от –60 до +1000 °C и влажности до 100 %.

О надежности и качестве продукции ООО «ГлобалТест» говорит список ее заказчиков, в который входят крупнейшие предприятия наиболее развитых в технологическом отношении российских промышленных объединений: государственных корпораций «Росатом» и «Роскосмос», ОАО «РЖД», приборостроительных, авиационных, нефтеперерабатывающих, энергетических, химических и других холдингов.

Используя накопленный научный потенциал, современные производственные мощности, компетенции и квалификацию персонала, отлаженную производственную систему и сертифицированную по требованиям стандарта ISO 9001:2015 систему менеджмента качества, компания «ГлобалТест» продолжает наращивать выпуск высокотехнологичной продукции, которая требуется отечественной промышленности. В апреле 2023 го­да предприятие стало лауреатом премии имени И. П. Кулибина в номинации «Лучшая полезная модель го­да в Нижегородской области».

Статья опубликована в журнале «ИСУП»

Статья на сайте журнала >>