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压力传感器

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  一直以来,小微气体、液体流量的测量和控制被西方发达国家技术垄断,这项技术在众多制造领域,包括半导体、生物制药、新材料等都属于重要核心技术。易度仪器层流质量流量计的研发和诞生,是公司博士、硕士组成的高素质创业骨干,联合国内的专家学者等组成研发团队,面对国外技术封锁,自2011年以来恪守流体测控领域,自主创新,不懈努力的结晶。

  2011年,这个以“80后”为主力军的研发团队开始向国外先进技术发起挑战,当时国外进口的设备独步天下,相关技术也被西方发达国家垄断,国内只有个别厂商可以生产一些低端产品,精度低,重复性差,只能配套于低端产业,由于缺乏核心传感器技术,即便拆开了国外的设备,也难以突破。无数事实表明:试图通过仿制国外先进产品的路是走不通的。从研发一开始,易度团队就清醒地认识到,精密仪器属于技术密集型产品,只有通过自主创新,遵循“概念论证”“关键技术验证”“方案验证”“原理样机”“工程样机”“产品样机”“产品”的技术路线,才能真正掌握技术,研发出高精尖的产品。

  这一技术路线耗时之长、成本之高、风险之大,他们中很多人放弃了高薪的工作、舒适的生活,有家人的不理解,也有周围人的嘲笑。当时在微流量测量领域摆在研发团队面前的有两条技术方向:一是以传热学原理为基础的热式质量流量计,主要由欧美日的六七家公司占据全球绝大部分市场,是技术的主流,技术成熟度较高,但国内一直无法掌握热式传感器这一技术核心;另外一条是以“哈根泊肃叶定理”为基础的层流质量流量计,其核心的层流传感器研发由于技术难度更高,制造工艺极为复杂,让那些生产热式质量流量计的国际厂商也望而却步。几十年来,全球范围内唯一取得重大层流技术突破的只有一家美国公司,但离实现大规模商业应用还有不小的距离。

  终,考虑到热式技术已趋于成熟,发展空间趋于饱和,在充分调研后,这群80后“初生牛犊”选择了更加先进,拥有广阔技术发展空间,但技术门槛更高的层流质量流量计技术路线,开始专注于攻克核心技术“通用型层流传感器”的研发。

  毫不夸张地说,一个国家微流体测控水平的高低,决定着制造业水平的高低。小微流量测控领域通常测量范围在0.0001ml/s~100000ml/s,跨度范围超过9个数量级,而每次测量响应速度要小于0.01s,并保证连续两次测量的相对误差小于千分之一,技术难度可想而知。

  易度团队历时七年苦心孤诣的研究,从2013年款层流传感器原理验证机的诞生,到2014年代控制板原理验证机的研发,2015年底台层流质量流量计工程样机的研发成功,一直到2017年6月,代层流质量流量计的问世,2018年底顺利通过国家计量院的型式评价认证。这其中没有现成的经验可以借鉴,所有的工作都要从零开始,一遍一遍地设计,一次一次地试验,失败了,重新开始,不,重新改进,研发过程是痛苦的,但值得骄傲的是,易度团队坚持了下来,啃下了一个个硬骨头,并掌握了这项核心技术,成就了今天的产品。

  目前该项技术已获国家发明专利两项,同时在全球PCT检索中具有新颖性。在国内,也只有易度公司掌握了通用型层流测控技术,产品经过国家高机构的验证,成为中国首家通过认证的通用型层流质量流量计生产商。

  易度仪器成功研发出的层流质量流量计和控制器,不仅能实现对气体和液体质量流量的测量,还能控制,是国内款自主研发的层流原理数字化产品。经过无数次技术改进,产品正日趋成熟,实现了在-20℃到70℃环境下的正常使用,精度控制在1.0级以内,重复性0.1%,响应时间达到0.01S。

  聚焦用户过程控制,半导体300多项关键工艺中,有光刻、气相沉积、单晶生产等超过70%的工艺项点都与微流量测量相关;石墨烯等新材料的生产制造过程中,常用的方法增强等离子的化学气相沉积,也需要配给气体和液体;等离子体发动机作为未来航天发展方向,在生产制造工艺和地面测试环节,需要测量小于1ml/min稀有气体的质量流量,这是等离子体发动机稳定工作的关键测试工艺。

  近五年,全球微流量测量领域业务每年以30%的速度迅猛增长,随着以芯片制造、生物医药、新材料、3D打印和微纳制造为代表的新兴制造业的迅猛发展,更加精细化的制造工艺对微流量测量控制仪器提出了更高要求。在当前国家大力发展制造业的背景下,易度仪器有责任也有信心继续精钻技术,专注流体测控领域,解决微流量测控领域难题。

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