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“天宫一号”运载火箭压力传感器南京造

行业聚焦点中国仪表网2011年10月10日 09:10人气:3521

  导读:“天宫一号”的成功发射,与运载火箭的运转正常密不可分。据悉,在火箭的身上装有8个压力传感器,专门记录火箭在飞行过程中压力变化,而这些传感器的生产单位是南京的一家民营企业——高华科技有限公司。
  
  功能:压力传感器为火箭飞行提供修正建议
  
  据高华科技总经理李维平介绍,本次“天宫一号”的装载火箭上配置了8个压力传感器,分别安装在捆绑式助推器和整流罩上。在火箭发射到进入轨道的500多秒里,随着整流罩的脱落,压力传感器的工作时间只有400秒左右,但是发挥的作用可不小。火箭在飞行过程中受到的各种压力由传感器实时地记录下来,再由控制系统传送到地面遥感中心,地面的模拟软件会根据飞行高度以及其他参数,算出现在的压力理论值有多少,再和传感器传回来的数据进行比对,以此来了解火箭的飞行状态如何。传感器的数据是实时采集的,遥感中心每隔一段时间来观测一次。“这个数据对于下一次设计火箭飞行非常重要,比如火箭进入平流层以后,传回的压力数据与理论数据相差比较大,那可能就是火箭箭体在飞行过程中出现了问题,受到的气压发生改变,下一次飞行时就要进行修正。”李维平说。
  
  研制:技术人员用半年时间精雕细琢
  
  压力传感器就是将芯片内置在不锈钢外包装里,再通过焊接电路板进行封装。它的使用范围很广,汽车、医疗机械中很多地方都会用到,但是火箭上使用的压力传感器要求最高。“首先,体积必须要小,重量也越轻越好。其次,可靠性一定要过关。在验收的过程中,要经过各种环境的考验,保证火箭起飞高速运行后也能够正常工作。”李维平从公司的陈列室拿出一个样品给记者看,这个传感器直径26毫米,高度也只有十几厘米,重几十克,看上去和一个普通的大螺帽没有什么区别,可是它能在零下20摄氏度到零上60摄氏度以及各种强磁场、真空环境中运行。
  
  “这样一个小东西,我们花了半年多来制造。”工作人员说,压力传感器的原理就是外部压力作用于硅芯片,通过集成电路将力信号改变成电信号输出。“说起来简单,但是这里面的工序不下数百道,所有的焊接、封装都要在显微镜下完成。”工作人员说,当时处理导线的外皮时,一般都用剥线钳将外皮刮掉,但这样容易损伤里面的铜质金属层,后来研发人员想办法用热剥钳烫掉外皮,这才得到满意的导线。在制造过程中,像这样精细操作的例子不胜枚举。
  
  目标:做国际一流的传感器企业
  
  李维平说,竞争为天宫一号提供压力传感器的共有三家单位,其他两家都是军工生产企业,在最后的角逐中,高华的产品脱颖而出,成功中标。“我们的产品体积是其他两家的一半,可靠性也更强。因此最后选择了我们。”李维平说,全国生产压力传感器的企业有上千家,但是能做到航天产品的水平,还没有几家。这一切,都得益于团队的研发能力。高华公司由南京大学、南京理工大学的几位硕士在研究所里创立。“当时第一次接触到了传感器技术,觉得其中大有潜力,我们几个人就组建了这个企业。”李维平说,目前公司与国内的北大、南大、东大以及知名科研院所都建立了合作关系,拥有南京市MEMS(微机电系统)传感工程研究中心,是国内少有的掌握全部关键工艺技术的厂家。
  
  目前,公司年产值5000万元,每年生产传感器达到20万支左右,但是李维平不满足。“国际一流的传感器企业的年产量都在百万支以上,我们接下来就要做大规模。”另外,高华还在谋求打造完整的产业链,以打破国内企业主要做封装、芯片大多由国外进口的“怪圈”。“南京英特神斯公司正在研发具有自主知识产权的传感器芯片,我们正在与其进行合作,一旦成功,生产出的传感器就将完全国产化。”
(本文来源:龙虎网 转载请注明出处
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