Интеллектуальные сенсоры – стратегия будущего газоаналитики Разработка группы российских компаний под руководством РНЦ «Курчатовский институт» 2010 г

Цели проекта Разработать единый стандарт газочувствительные сенсорные модули (измерительные преобразователи) для использования в газоанализаторах. Единый стандарт с открытым протоколом цифровой связи даст унификацию сенсоров и значительно снизит затраты при эксплуатации приборов. Системы безопасности на основе газоанализаторов являются частью национальной безопасности и не могут быть построены на закрытых протоколах связи особенно иностранного производства. Унификация основного элемента газоаналитической техники – сенсоров позволит создать массовые системы экологического и технологического контроля невысокой стоимости.

Состояние проблемы в мире Многочисленные компании в мире производят сенсоры и сенсоры с трансмиттерами для нормализации выходного сигнала основные варианты выходного сигнала 4-20 мА или RS 232, RS 485. Обмен данными по цифровой шине, например SPI, позволяет получать значительно больше информации (концентрация, Т, влажность, исходный сигнал, сигнал с компенсацией, дата и место изготовления, порядковый номер, проверка работоспособности, усредненный сигнал за период о др. ). Стандартизация конструкций сенсоров (диаметр, высота, расположение контактов) основывается на разработках лидирующей фирмы City Technology. Стандартизация интеллектуальных сенсоров отсутствует и каждая фирма создает свой сенсор под свой прибор. Имеется коммерческая политика фирм на противодействие стандартизации для сохранения прибыли от комплектации выпускаемых приборов только своими сенсорами.

Предложения Использование существующих стандартов по конструкции сенсоров позволит использовать также сенсоры, производимые другими фирмами. Создав переходную плату с микроконтроллером и измерительной схемой, можно превратить «чужие сенсоры» в стандартные. При производстве своих сенсоров и приборов надо сразу ориентироваться на единый стандарт – это удешевит разработку. Необходимо разработать стандарт и утвердить на государственном уровне для обеспечения гарантий потребителей и разработчиков приборов в неизменности конструкции и стабильности поставок сенсоров минимум на 10 лет.

Используемые стандарты Желательно использовать теоретические разработки из международных стандартов, например IЕЕЕ1451. Следует провести исследование и испытание предлагаемого протокола. Разработать схемотехнику, включая заказные микросхемы, для перехода на однокорпусные (однокристальные) приборы.

Рынок сенсоров стандарта ИСР-1 Рынок сенсоров: до 200 тыс сенсоров в год Рынок приборов: тыс приборов в год Рынок услуг по ремонту приборов - около тыс в год

Тенденции рынка Переход на массовое использование цифровых сенсоров с года после перехода барьера в 15% от общего числа приборов. Плавный рост в первые 3 года на 5-10 % и после резкий скачек до 20 % в год. Расширение номенклатуры отраслей и изделий за счет новых пользовательских возможностей. Основной спрос в отраслях, где сенсоры приводят к энергоэффективности.

Стоимость сенсоров Сенсор Э/Х Е Сенсор Т/К – Е Сенсор П/П– 2-20 Е Дешевые сенсоры – дорогие приборы Модуль Э/Х Модуль Т/К Модуль П/П Дорогие сенсоры - дешевые приборы Выигрыш в обслуживании приборов

Стратегия построения систем и приборов на ИСР-1 Модуль – 1. Преобразователь в 4-20 мА, либо 2. Преобразователь в RS 232,либо 3. Преобразователь в RS 485, либо 4. Радиоканал 5. Местный индикатор и память.

Направление разработок Исследование физики сенсоров и разработка алгоритмов обработки данных для создания ПО встроенного в ИСР микроконтроллера