В начале 70-х годов прошлого века «НИИТеплоприбор» разработал модельный ряд датчиков давления «Сапфир-22», воплотив в нем фундаментальные достижения полупроводниковой тензометрии 60-х годов. К середине 80-х датчики «Сапфир-22» уже серийно выпускались несколькими заводами, обеспечившими потребности промышленности и энергетики, в том числе атомной, в малогабаритных и надежных приборах. В течение 40 лет метрологические характеристики датчиков непрерывно улучшались: первоначально разработчики ориентировались на класс точности 0,5, затем потребителям стал доступным класс 0,15 и, наконец, 0,1. Это стало возможным благодаря переходу от аналоговой к микропроцессорной технике; что касается механической части датчика - преобразователя давления – она дошла до наших дней практически без изменений. Единственной модернизацией преобразователей моделей 2410…2440 в конце 90-х годов стала замена трапециевидного профиля гофрированных мембран на синусоидальный.
К началу XXI века преобразователи давления моделей 2410…2440 на фоне датчиков иностранных фирм с их компактными преобразователями многим потребителям начинают казаться тяжеловесными, вымирающими представителями доисторической эпохи. При этом отсутствие движений в сторону улучшения массо-габаритных характеристик преобразователей давления естественным образом связывается с их конструктивной схемой - уникальной в своем роде, но не имеющей, по сложившемуся представлению, резервов к модернизации.
Многолетний опыт компании ООО «ИТеК ББМВ» в изготовлении преобразователей давления, и разработанных на их базе датчиков давления ЭнИ-100, а также результаты проведенных исследований позволили конструкторам компании утвердиться во мнении, что массо-габаритные характеристики можно улучшить в рамках той же конструктивной схемы, применяя все те же серийно изготавливаемые рычажные тензопреобразователи (ТП). Выработанная концепция глубокой модернизации преобразователей предполагала организацию работ в трех направлениях:
- оптимизация модельного ряда по диапазонам измерений;
- максимальное использование достоинства КНС-структуры - высокого уровня выходного сигнала;
- поиск конструктивных решений, которые позволили бы до предела (обусловленного конструкцией серийного ТП) уменьшить объем жидкости заливаемой в полость преобразователя давления.
Результатом опытно-конструкторских работ явился новый модельный ряд преобразователей, сохраняющий конструктивную преемственность с «классическими» преобразователями (рычажный ТП на базе КНС-структуры, две гофрированные мембраны, соединенные штоком), но имеющий меньшие габариты (рис.1, 2), и, соответственно, массы, а также улучшенные метрологические характеристики (в частности, чувствительность к температуре и стабильность параметров во времени).
Рис.1. Габаритные и присоединительные размеры преобразователей давления ПД-2410 нового исполнения (вверху) и серийного выпуска.
Рис.2. Габаритные и присоединительные размеры преобразователей давления ПД-2420, -2430, -2440 нового исполнения (вверху) и серийного выпуска.
Новая серия преобразователей и датчиков давления ЭнИ-100 имеет полную взамозаменяемость с классической серией «Сапфир-22»; ее освоение предполагается проводить постепенно, вводя, по мере готовности, одну модель за другой; производство классических преобразователей при этом будет продолжаться. В планах предприятия начать в 2015 году серийный выпуск новой низкопредельной модели преобразователя совместно с датчиком давления ЭнИ-100 – аналога модели 2410 «Сапфир-22».