Интеллектуальные сенсоры – стратегия будущего газоаналитики Разработка группы российских

Интеллектуальные сенсоры –
стратегия будущего
газоаналитики
Разработка группы российских
компаний под руководством РНЦ
«Курчатовский институт»
2010г
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 4-20мА 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:10-150 тыс приборов в год
• Рынок услуг по ремонту приборов - около
20-50 тыс в год
Тенденции рынка
• Переход на массовое использование
цифровых сенсоров с 2014-2015 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-20-200 Е
Сенсор Т/К – 10-50 Е
Сенсор П/П– 2-20 Е
Дешевые сенсоры –
дорогие приборы
• Модуль Э/Х- 50-200
• Модуль Т/К- 50-100
• Модуль П/П -50-300
• Дорогие сенсоры дешевые приборы
• Выигрыш в
обслуживании
приборов
Стратегия построения систем и
приборов на ИСР-1
•
1.
2.
3.
4.
5.
Модуль –
Преобразователь в 4-20 мА, либо
Преобразователь в RS 232,либо
Преобразователь в RS 485, либо
Радиоканал
Местный индикатор и память.
Направление разработок
• Исследование физики сенсоров и
разработка алгоритмов обработки
данных для создания ПО встроенного в
ИСР микроконтроллера