山东产研科谱纳自控技术有限公司专注于电容压力传感器的研发制造,打破国外垄断——

从0到1的国产化先行者

2023年12月06日

工人正在加紧生产赶订单。

压力,是生产和生活中的重要参数之一,压力传感器就是能够感受压力存在并按照一定的规律,将感受到的压力转换成电信号或其他所需形式的信号输出的一种装置,在很多领域承担着“安全员”的角色。

在烟台,就有这样一家专注于电容压力传感器,打破国外垄断,实现国产化替代的企业——山东产研科谱纳自控技术有限公司。

11月24日上午,记者来到位于八角湾国际科创中心的科谱纳自控技术有限公司(以下简称“科谱纳自控”)时,工人们正在加紧赶制订单。“这批订单是山东几家化工厂和热力公司的,总共1000多台,两周之后就要交付了。”山东产研科谱纳自控技术有限公司负责人熊文峻介绍说。

作为一家去年7月份刚刚成立的新公司,科谱纳自控已经拥有了包括中国核动力院在内的不少客户,眼下正在与俄罗斯、巴西以及国内多家企业洽谈合作。

这背后,是过硬的技术和产品支撑。

“目前市面上的传感器主要有单晶硅压力传感器和电容式压力传感器,其中的核心部件‘芯片’基本上都要依赖进口,而我们的传感器的核心部件‘中心膜片’,完全是由我们自主研发生产的,打破了国外对我们的‘卡脖子’问题,实现了国产化替代。”熊文峻告诉记者。

压力传感器在国外已有数年的成熟应用,但在国内整体起步较晚,受制于核心技术的缺失和制造工艺的不足,这一市场被美资、德资企业长期占据。国内石油化工、汽车、家电、制药等行业深受其“成本价格高、交货周期长、售后服务成本高”的困扰,转而寻求国产化替代。

“电容式压力传感器是一个全新的赛道,从产品设计、原材料开发、验证优化,到样品线、量产线的搭建,一切都需要从‘零’开始。”熊文峻说。

起步即是巅峰,科谱纳自控聚焦行业“痛点”,自主研发电容式共平面压力传感器,解决了高精度传感器生产过程中的杯体与玻璃体之间的烧结技术、曲率磨差技术、中心膜环状焊接技术、腔体组合技术等难题,将原有承压结构调整为被动承压结构,产品性能达到国际先进水平。

科谱纳自控之所以能在这一细分领域取得如此成绩,离不开硬核的研发实力。公司核心人员从事压力传感器研发20余年,与哈尔滨工业大学、西北工业大学等高校建立了长期合作,打造了一支由多名博士、硕士和高级工程师组成的专业技术团队,联合攻克电容式芯体生产工艺瓶颈、生产效率瓶颈,以及原材料应用等重大行业专业级难题。截至目前,累计获得授权专利7项。

电容腔体是电容式压力传感器的关键部件,科谱纳自控在这一部件上的钻研,就可见其领先性。

“与其他同类型的传感器相比,我们的传感器的电容腔体实现了成倍缩小。”熊文峻介绍,通过采用微系统技术和微加工工艺使得腔体更为精密,能够在小尺寸下保持较高的稳定性和可靠性,进一步提高了传感器的适用性,使其可以轻松嵌入更为紧凑的系统和设备中。不仅如此,我们还对电容腔体的材料进行了优化,引入了高强度、高灵敏度、轻量化且高耐压的材料,提高了传感器对环境变化和压力波动的适应能力,最终使得传感器的灵敏度和响应速度大幅提升。

“目前市面上传感器的压力测量精度基本上在0.075级,我们的则达到了0.05级,也就是测量更精确、响应速度更快、灵敏度更高。”熊文峻告诉记者。

别看一个压力传感器的体积不大,整个生产工艺却颇为考究,要经过20多道工序,而为了提高产品品质,科谱纳自控还自主研发了多种工艺设备,诸如激光焊接机、mensor校验设备、疲劳测试设备等。同时,还引入了先进的数字信号处理技术,“这不仅提高了对采集到的产品数据的处理速度,还增强了抗干扰能力,有效提升了传感器的测量准确性和稳定性。”熊文峻说,目前,公司已经开发出10余款传感器产品,其中,精度更高、偏移更小的新型传感器产品的性能已经达到国际先进水平。

眼下,科谱纳自控已经建成年产5万台套的自动化生产线,已与中国核动力研究设计院达成合作意向,产品将深耕核电领域,并已拓展至石油化工、冶金、制药、环境监控等领域。

科谱纳自控的茁壮成长,离不开山东产研院(烟台)的支持。“我们精准聚焦烟台产业基础,落地了这一技术创新及企业孵化项目。为帮助企业加快发展,我们给予了资金和场地支持,希望能更好地赋能烟台石化、消费电子、生物制药等行业的高质量发展。”山东产研院(烟台)的相关负责人表示。

在石油化工、汽车、电子、制药等行业技术不断升级的推动下,压力传感器的含金量、含新量仍在不断提高。未来,科谱纳自控将以世界一流的业内生产要求为基准,持续推动产品升级,突破国内行业技术瓶颈,推进产品向高技术、高附加值倾斜,更好地服务于各行各业。

YMG全媒体记者 刘洁

通讯员 范彬 赵爱华 摄影报道