К ВОПРОСУ О ТЕНДЕНЦИЯХ РАЗВИТИЯ ПЬЕЗОДАТЧИКОВ АКУСТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ И СПОСОБАХ УМЕНЬШЕНИЯ ИХ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ

Кикот Виктор Викторович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), inbox@post.su

681.586.773.088.8

Актуальность и цели. Измерение акустического давления при эксплуатации и испытаниях энергетических установок производится датчиками акустических давлений. Температурные переходные процессы в этих датчиках при мощном и быстропеременном температурном воздействии в диапазоне от минус 253 до + 300 °С приводят к снижению точности измерений акустического давления из-за возрастания температурной погрешности измерения акустического давления до 60 %. Даже при установившемся температурном режиме коэффициент влияния температуры на коэффициент преобразования составляет от 0,4 до 1,1. Повышение точности датчиков при нестационарной температуре рабочей среды, в том числе при ее термоударных воздействиях, является актуальной задачей. Целью проведенной работы является подтверждение актуальности исследований по разработке способов уменьшения температурной погрешности и определение тенденций развития пьезодатчиков акустического давления на основе патентной и технической информации.
Материалы и методы. Изучены патентные материалы по датчикам акустических и быстропеременных давлений за 20 лет за период с 1995 по 2015 г. с использованием баз данных полных описаний изобретений Роспатента (Россия), Патентного офиса США, Европейской патентной организации, Всемирной организации интеллектуальной собственности и их распределение по годам выдачи.
Результаты. Приведены результаты исследований тенденций развития способов коррекции пьезодатчиков акустических и динамических давлений на основе патентной информации. Указано распределение патентов по странам, динамика патентования, направленного на улучшение различных характеристик датчиков, распределение национальных патентов по странам, соотношение национальных патентов и патентов, полученных изобретателями в других странах, представлены результаты выявления наиболее значимых тенденций развития, указаны патенты с наиболее интересными с точки зрения практической реализации техническими решениями.
Выводы. Результатами анализа тенденций развития подтверждена необходимость и актуальность научных исследований схемно-технических способов уменьшения температурной погрешности от нестационарной температуры рабочей среды, в том числе при ее термоударных воздействиях.

Ключевые слова

датчик давления, пьезоэлектрический, акустический, патент, тенденции развития, уменьшение температурной погрешности, распределение патентов.

 Скачать статью в формате PDF

1. ОСТ 92-4527–84. Преобразователи первичные измерительные звуковых давлений пьезоэлектрические. Общие технические условия. – М. : Изд-во стандартов, 1984.
2. Преобразователи. Системы. Каталог ОАО «НИИФИ». – Пенза : Пензенская правда, 2011. – С. 70–98.
3. Баринов, И. Н. Состояние разработок и тенденции развития высокотемпературных тензорезистивных датчиков давлений на основе карбида кремния / И. Н. Баринов, Б. В. Цыпин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2010. – № 11. – С. 50–60.
4. Волков, В. С. Автоматизация разработки диагностического обеспечения интеллектуальных полупроводниковых датчиков давления / В. С. Волков, И. Н. Баринов // Приборы. – 2009. – № 12. – С. 20–25.
5. Баринов, И. Н. Использование системы Simulink при имитационном моделировании высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления / И. Н. Баринов, В. С. Волков // Приборы. – 2011. – № 7. – С. 50–54.
6. Баринов, И. Микроэлектронные датчики физических величин на основе МЭМС-технологий / И. Баринов, В. Пауткин, С. Козел, А. Федулов // Компоненты и технологии.–2010.–№1(102).–С.24–27.
7. Измерение параметров первичных пьезоэлектрических преобразователей систем управления / Е. А. Ломтев, А. А. Мельников, А. В. Пушкарева, А. В. Светлов, Б. В. Цыпин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2015. – № 3 (35). – С. 95–103.
8. ГОСТ Р 15.011–96. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения. – М., 1996. – 23 с. – (Система разработки и постановки продукции на производство).
9. Информационно-поисковая система // ФГБУ «ФИПС». – URL: http://www.fips.ru (дата обращения: 06.12.2015).
10. USPTO Patent Full-Text and Image Database // United States Patent and Trademark Office. – URL: http://www.uspto.gov (дата обращения: 14.12.2015).
11. Espacenet search [Электронный ресурс] // European Patent Office. – URL: http://ep.espacenet.com (дата обращения: 20.12.2015).
12. Search WIPO // World Intellectual Property Organization. – URL: http://ipdl.wipo.int (дата обращения: 04.01.2016).