Както наскоро ви съобщихме, за 2014 година изобретателският Оскар беше връчен на проф. д-р Сия Лозанова и акад. Чавдар Руменин от Института по системно инженерство и роботика при БАН за 10 техни изобретения, които се отнасят до микросензори на Хол. 

На популярен език това означава, че на основата на физическо явление (наречено на своя откривател американският учен Едуин Хол), обединяващо електричеството и магнетизма са създадени нови модификации миниатюрни елементи, които с максимално висока степен на точност и достоверност преобразуват външното магнитно поле в електрически сигнал – ток, напрежение или честота.

Модерните сензори на Хол се реализират с методите и процесите, характерни за силициевата интегрална микроелектроника – в единен технологичен цикъл върху едната страна на силициева пластина се осъществяват огромно количество еднотипни и с практически едни и същи параметри структури. Този вид електронни изделия изобретателите реализират чрез сътрудничеството с водещи западноевропейски лаборатории.

Сензорите на Хол, независимо че се произвеждат и прилагат в индустрията повече от 35 години, притежават множество принципни недостатъци, които ограничават обхвата им на приложимост. Такива са необходимостта да се компенсира зависимостта на изходния сигнал от изменението на температурата на околната среда; наличието в получаваната информация за магнитното поле на паразитни напрежения и шумове; ограничения от технологично естество за достигане на проектираната максимална чувствителност на тези елементи; непълна информация за магнитното поле – измерване само на една от трите му компоненти и др. Отстраняването на тези ограничения е безспорен пробив в сензориката на магнитното поле, повишавайки качеството на получаваните от тях данни.

В генезиса на новите изобретения е заложено направено откритие от тези учени - проява на ефекта на Хол в една нестандартна модификация, когато магнитното поле и електрическият ток са успоредни, противно на класическата проява на Хол явлението. Тази закономерност двамата учени са използвали в своите оригинални конструкции и решения на патентованите микросензори за магнитно поле.

Те нямат аналог в контролно-измервателните технологии.

Основните предимства на новите микросензори са:

1.Получаване на прецизна метрологична информация едновременно и независимо за посоките и стойностите на трите взаимноперпендикулярни компоненти на магнитното поле, т.е. реализация на многокомпонентен магнитометър.

2.На основата на различни конструкции статични и подвижни устройства, съдържащи постоянни магнити могат да се осъществят системи за определяне практически на почти всички физически и/или химически параметри в области като:

• енергетиката и енергийната ефективност за безконтактното измерване силата на тока, неговата мощност и енергия (конструиране на безконтактни електромери) както и в интелигентните роботизирани устройствата за получаване на енергия от околната среда (водни вълни, бавно течащи води, вятър);
• определянето на линейни и ъглови премествания, включително регистриране на крайни и междинни положения на бутала в пневматиката и автомобилостроенето при ABS системите;
• в сеизмологията и вулканологията за предсказването на ерупцията на вулкани чрез аномалиите на геомагнитното поле, в детекторите, използвани за намиране на оцелели хора в руините след земетресения, наводнения и катастрофи; при геоложките и геофизическите проучвания и др.;
• безразрушителното характеризиране и тестване на веществата и материалите, в металургията и машиностроенето, включително дефектоскопията;
• определяне химическия състав и концентрацията на флуиди, възможност за изследване на малформации в хемоглобина на човешката кръв;
• регистриране на вибрации и налягане;
• определяне местоположението в пространството на спътници, подводници, самолети и дру•ги подвижни обекти;
• роботиката и мехатрониката, и особено в модерната понастоящем технология сервизна роботика за възрастни и хора със специфични потребности;
• електромагнитният контрол на електрически машини, AC и DC двигатели;
• записването и снемането на информация от магнитни носители, клавиатури и др.;
• в изключително актуалната в момента контратерористична дейност, в сферата на националната сигурност, военното дело, и др.

Серийното производство на новите сензори се планира да стане в новосъздаващия се завод за сензори до Пловдив с фокус автомобилната индустрия.

Още по темата

26/01/2015

Технологии

Раздадоха наградите „Изобретател на годината” – 2014