Инновационные разработки компании «Валком»

Отечественный разработчик и производитель высокоточных интеллектуальных датчиков и систем автоматики компания «Валком» создала, запатентовала и первой в России начала производить устройство для защиты измерительного элемента от избыточного давления. Это ключевой компонент любого датчика, измеряющего давление жидкостей и газов.

Более четверти века назад компания «Валком» начинала как разработчик и производитель ультразвуковых сигнализаторов уровня. Сегодня компания разрабатывает и производит системы автоматики, различные типы датчиков, судовую электронику и вводит в эксплуатацию оборудование на верфях России и мира.

Отличительной особенностью компании «Валком» является то, что вся продукция изначально разрабатывалась с учетом применения в морских проектах, в том числе арктических: для оснащения танкеров и газовозов, для применения в шельфовых проектах. Например, продукция компании используется в постройке ледостойкой стационарной платформы ЛСП «А» для месторождения «Каменномысское-море». Вся выпускаемая компанией «Валком» продукция имеет сертификаты типового одобрения Российского Морского Регистра Судоходства (СТО РС).

Также компания «Валком» производит промышленные панельные компьютеры на базе одноплатных модулей собственной разработки с ARM-процессорами и ОС семейства Linux. Для построения систем автоматизации выпускаются преобразователи Ethernet <-> 16 x RS‑485, программируемые контроллеры серии PI‑485-CB с набором аналоговых и дискретных сигналов.

Имея собственный штат разработчиков, конструкторов, программистов, собственное производство — ​как металлообрабатывающее, так и микроэлектронное, — ​используя в выпускаемой продукции ключевые компоненты собственной разработки, компания «Валком» не зависит от готовых сторонних решений. Это позволяет выполнять взятые на себя обязательства, несмотря на действующие ограничительные санкции. В 2022–2023 годах «Валком» выполнил ряд проектов по оперативной замене систем автоматизации иностранного производства, по которым производители отказались исполнять взятые на себя обязательства по вводу в эксплуатацию, на оборудование собственной разработки.

Использование при разработке систем автоматики датчиков, контроллеров, компьютеров и программного обеспечения собственного производства дает возможность компании проектировать в максимально сжатые сроки системы автоматики различного назначения и масштаба: от системы АПС водолазного катера до интегрированных систем управления техническими средствами плавучих доков, судов-снабженцев буровых, танкеров и газовозов, научно-исследовательских судов и ледоколов.

Другой отличительной особенностью деятельности «Валком» является постоянное увеличение доли компонентов собственной разработки и производства в выпускаемой продукции — ​от чувствительных элементов датчиков давления до микросхем блоков электроники и собственных одноплатных компьютеров. Разработан и запатентован пьезорезистивный чувствительный элемент преобразователей давления ПДК, разработана интерфейсная микросхема HART, которая может применяться в сигнализаторах уровня UTS и TLA, преобразователях температуры ТПК и давления ПДК. Ведутся работы по разработке микропроцессоров и АЦП для применения в блоках электроники датчиков.

Тайны сердца датчика

В числе новейших разработок специалистов компании — ​устройство для защиты измерительного элемента от избыточного давления. Такой элемент — ​своего рода сердце любого датчика, измеряющего давление жидкостей и газов. Компания «Валком», получив патент на это изделие, начала первой в России производить данный элемент.

Чувствительный элемент производится на основе кремниевой пластины толщиной 390 микрон. Чтобы такая пластина стала датчиком давления, с ее обратной стороны нужно убрать кремний в определенных местах и оставить маленькие чувствительные мембраны. Формирование такой мембраны проводится на лазерной установке, имеющей точность обработки кремния в один микрон. Параллельно в лазерной установке изготавливается основание кремниевой пластины из специального стекла, в котором ультразвуком делается 400 отверстий.

Далее в специальной установке для бондинга, созданной специалистами компании, кремниевая и стеклянная пластины соединяются с помощью анодной сварки в глубоком вакууме при высокой температуре. Затем полученный монолитный диск разделяется на элементы с помощью высокоскоростной резки алмазным диском.

Полученные от распиливания пластины-кристаллы устанавливаются на металлостеклянное основание. Потом выполняется ультразвуковая сварка: с помощью нее тонкая микропроволока электрически соединяет кристалл с нужными проводниками основания.

В специальной установке происходит приваривание мембраны к микрокамере, которая будет прогибаться под давлением жидкостей или газа в конечном элементе. Когда мембрана приварена, с другой стороны камеры приваривается полученный из предыдущих процессов чувствительный элемент. В итоге получается готовый чувствительный элемент, который нужно защитить от внешних воздействий, для чего его заполняют специальной жидкостью для передачи давления.

Ника Демченко