Архивная версия статьи, 2003 год (без графики и таблиц)

  Парад высоких технологий в Санкт-Петербурге

8-я Международная выставка «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» прошла в Санкт-Петербурге в рамках Недели высоких технологий. Количество и значимость представленных на этом форуме разработок в области новых конструкционных материалов и космических технологий, лазерных систем, робототехники и медицины дают основание присоединить к громким титулам города на Неве еще и звание «Научной столицы России». Новые предложения для нефтегазового комплекса Специалисты НИИЭФА им. Д. В. Ефремова совместно с представителями Санкт-Петербургского горного института им. Г. В. Плеханова разработали и изготовили аппаратуру «Приток-1М» для увеличения дебита нефтегазовых скважин путем электрогидроимпульсного воздействия на их стенки. Конструктивный узел воздействия — скважинный генератор, погружаемый в скважину на каротажном кабеле. Он представляет собой металлический цилиндрический полый конус, в котором смонтирован генератор высоковольтных импульсов, сочлененный с электромагнитным разрядником и блоком автоматической подачи проволоки. Проволока электрогидроимпульсного разрядника инициирует разряд в жидком межэлектродном пространстве при амплитуде напряжения в электродах 2–3 кВ, повышая эффективность преобразования энергии разряда в энергию ударной волны. Гидравлические ударные волны, возникающие при импульсных разрядах в жидкости, очищают стенки скважин от асфальтосмолистых отложений, увеличивают проницаемость прискважинной зоны и улучшают сообщаемость продуктивного пласта со скважиной. Электропитание генератора импульсов и механизма подачи проволоки подводят по жилам каротажного кабеля. Сам источник питания, а также блок контроля и управления аппаратурой «Приток-1М» находятся на поверхности земли. Аппаратура работает без подъема генератора на поверхность не менее 2000 циклов. Испытания, проведенные на месторождениях Башкортостана, Татарстана и Тюменской области, показали, что применение электрогидроимпульсной обработки повышает дебит скважин в 2–6 раз. Кроме того, «Приток-1М» можно использовать в качестве источника колебаний для сейсмоакустического просвечивания горных пород и для очистки фильтров водозаборных скважин. Для увеличения пропускной способности нефтепроводов в Томском политехническом университете создана противотурбулентная присадка «Альфакаучук». Это растворимый в нефти полимер сверхвысокой молекулярной массы, который вводится в жидкость, движущуюся по трубопроводу. Он вызывает частичную ламинаризацию турбулентного потока в пристенной области, что приводит к увеличению общего расхода жидкости. Введение присадки в очень небольшой концентрации способствует повышению производительности нефтепроводов более чем на 15–20% (в зависимости от диаметра труб). Предлагаются два вида присадок: растворная «Альфакаучук-Р» и суспензионная «Альфакаучук-СС». Растворная присадка быстрее растворяется и начинает работать, зато суспензионная содержит больше полезного полимера при меньшем расходе, что обеспечивает сокращение транспортных издержек на ее доставку к месту закачки. Растворную присадку удобнее применять при шельфовых разработках, загрузке и разгрузке танкеров. Суспензионная рекомендуется в тех случаях, когда место производства значительно удалено от места закачки. Применение присадок «Альфакаучук» станет более дешевой альтернативой лупингованию (расширению) старых нефтепроводов, строительству параллельных ниток и сооружению дополнительных насосных станций. Устройства защиты электрооборудования Питерская фирма «Юнион-Техно» представила на выставке широкий выбор устройств защиты электрооборудования серии БЗЭ. Эти устройства являются многофункциональными управляющими мониторами, которые контролируют рабочие (до 350 А) и пусковые токи, фазные напряжения, механические перегрузки, порядок чередования фаз. При необходимости они мгновенно реагируют на возникновение аварийных ситуаций. Электронный блок БЗЭ-02 применяют для защиты трехфазных двигателей и другого электрооборудования мощностью от 0,3 до 350 кВт в сетях переменного тока частотой 50–60 Гц и напряжением 220/380 В. Он обладает самым широким во всей серии набором функций защиты и обеспечивает выдачу сигнала на устройства отключения электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций. К последним относятся асимметрия между фазами по напряжению или току, повышение/понижение напряжения в сети сверх установленных пределов, превышение значений пусковых и рабочих токов. Кроме того, БЗЭ-02 реагирует на потерю или обрыв одной или двух фаз, их слипание, когда одна фаза приходится на два выхода двигателя, а также короткое замыкание и превышение момента сопротивления на валу электродвигателя. Блок постоянно подключен к сети и контролирует фазные напряжения и проходящие токи. При запредельных значениях напряжения он отключает двигатель или блокирует его пуск, а при возвращении фазных напряжений в норму — автоматически включает двигатель через заданный интервал времени. Верхний и нижний пороги отключения составляют соответственно 242 и 187 В, при этом перекос фаз по напряжению и току не должен превышать 15%. При превышении пускового или рабочего тока сверх допустимого БЗЭ-02 отключает двигатель и блокирует его дальнейший пуск до нажатия кнопки «Сброс». Микроконтроллерная схема управления позволяет соотнести время до отключения с величиной перегрузки как по рабочему, так и по пусковому току. Встроенное командное реле с нормально разомкнутыми контактами не допускает запуск электродвигателя при неправильном подключении или неисправном блоке. Блок БЗЭ-02 имеет фиксированные настройки Umin, Umax, DU, Тзад. Установка Iпуск и Iном осуществляется переключателями на передней панели. Там же находятся кнопка «Сброс» и светодиодные индикаторы состояния прибора, позволяющие определить, какой из контролируемых параметров вышел за граничные значения. Аналогично функционируют и другие устройства серии БЗЭ. Блоки БЗЭ-01 и БЗЭ-01м используют для защиты трехфазных асинхронных двигателей мощностью 0,5–350 кВт. БЗЭ-01 имеет фиксированную, а БЗЭ-01м ручную настройку контролируемых параметров. Модели БЗЭ-011 и БЗЭ-011х и БЗЭ-011м предназначены для защиты однофазных асинхронных двигателей мощностью до 2 кВт. Они отличаются друг от друга типом корпуса, схемой включения и вариантами крепления. БЗЭ-011 и БЗЭ-011х используют как мониторы напряжения в серийных изделиях: холодильных витринах, стиральных машинах, телевизорах, компьютерах и т. п. Модель БЗЭ-011м позволяет оперативно настраивать рабочие параметры под конкретные условия эксплуатации. БЗЭ-021 предназначена для защиты однофазных двигателей и электрооборудования мощностью от 0,1 до 2 кВт без промежуточного реле. Электронно-лучевая обработка металлов Научно-технический центр микротехнологий, организованный при НИИ электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова (НИИЭФА, г. Санкт-Петербург), разработал технологию импульсной электронно-лучевой модификации поверхности металлов. При воздействии мощных импульсных электронных пучков верхний слой металла толщиной от 10 до 100 мкм (в зависимости от длины пробега электронов в данном материале) очень быстро нагревается до температуры фазового перехода. По окончании действия пучка слой охлаждается, передавая теплоту внутрь материала. Модификация поверхности металлов и сплавов электронными пучками осуществляется на ускорителях Геза, разгоняющих электроны до энергий порядка 50–400 кэВ при длительности импульса 5–250 мкс и диаметре пучка 5–10 см. Ток пучка в импульсе составляет 0,5–1,0 кА. Максимальная скорость охлаждения достигается при адиабатическом режиме облучения, когда энергия, вносимая пучком в материал, в продолжение всего импульса остается в пределах поверхностного слоя и не передается вглубь материала за счет теплопроводности. В результате свойства поверхностного слоя значительно трансформируются. Во-первых, изменяется его микроструктура: размер зерна уменьшается от сотен микрон до долей микрона. Во-вторых, изменяется фазовый состав: возможно появление метастабильных фаз и соединений, которые не образуются при обычных методах термообработки. В-третьих, происходит гомогенизация состава, т. е. измельчаются и однородно распределяются микроэлементы, содержащиеся в сталях. Следствием таких изменений становятся повышение твердости, коррозионной и износостойкости поверхности металлов, уменьшение коэффициента трения и улучшение динамической прочности материалов. Технологию электронно-лучевой модификации поверхности можно использовать для повышения коррозионной стойкости лопаток турбин электрогенераторов. Когда рабочая поверхность лопаток с нанесенным на нее защитным покрытием оплавляется электронным пучком, в поверхностном слое толщиной 20–30 мкм изменяются микроструктура и фазовый состав, а сама поверхность становится полированной. В результате уменьшается скорость диффузии кислорода внутрь защитного покрытия и, как следствие, в 2–2,5 раза увеличивается срок службы лопаток. Изменения микроструктуры и фазового состава поверхностного слоя существенно улучшают и адгезионные свойства покрытия. Это особенно важно, когда на защитный дополнительно наносят термобарьерный слой: благодаря электронно-лучевой обработке стойкость покрытия повышается более чем на порядок. С помощью импульсно-лучевого пучка можно даже формировать особые сплавы на поверхности изделия. Вначале на поверхность образца наносится слой материала с заданными свойствами, например, никель или алюминий, а затем ее обрабатывают импульсным пучком. За счет быстрого плавления, перемешивания и рекристаллизации поверхностного слоя базовый материал соединяется с нанесенным металлом. Сформировавшийся сплав существенно превосходит базовый материал по износо- и коррозионной стойкости. Толщина модифицированного слоя может значительно превышать толщину нанесенного покрытия, а высокая скорость охлаждения расплава способствует образованию соединений, которые в обычных равновесных условиях не возникают: Cu/Au, Fe/Si, Mo/Cu, Fe/Pb. В автомобилестроении проводилось исследование влияния электронного пучка на износостойкость толкателей клапанов и кулачков распределительного вала автомобильных двигателей. Результаты показали, что микротвердость рабочих поверхностей толкателей повысилась на 30%, а износостойкость выросла в 4,3 раза. Износостойкость кулачков увеличилась в 2,3 раза, несмотря на то, что они обработке не подвергались. Лазерная маркировка Специалисты Центра лазерной технологии (г. Санкт-Петербург) разработали и серийно выпускают несколько типов лазерных установок для нанесения текстовых и графических изображений, глубокой гравировки, прецизионной резки и прошивки отверстий в металлах. Лазерная маркировка обладает значительными преимуществами в сравнении с распространенными сейчас ударно-механическим и электрохимическим способами. К ним относятся высокая скорость и локальность воздействия на изделие, экологическая чистота процесса, а также возможность включения маркирующего оборудования в автоматизированные линии. Представленный на выставке прецизионный лазерный маркирующий комплекс «БетаМарк-2000» предназначен для нанесения контурных, растровых и штрих-кодовых изображений на металлы, сплавы, окрашенные поверхности, пластики, резину, тугоплавкую керамику и полупроводники. Скорость нанесения маркировки достигает 2500 мм/с. Сфокусированный лазерный луч (тип лазера Nd-YAG с ламповой накачкой), воздействуя на поверхность размером не более 100і100 мм, вызывает изменение структуры, местное переплавление и частичное испарение материала, что позволяет получить контрастное и стойкое изображение. Компьютерные программы «БетаСофт» или WinMARK-2010 значительно облегчают управление комплексом и позволяют широко варьировать режимы обработки. Для охлаждения системы используют проточную техническую воду. Широкий спектр обрабатываемых материалов и повышенная точность процесса дают возможность использовать комплекс «БетаМарк-2000» для маркировки деталей инструментов, подшипников или электронных компонентов. Такой тип маркировки просто необходим при внедрении современных систем качества в машиностроении, когда конечный продукт собирают из множества комплектующих, произведенных в разных частях света. При предъявлении претензий к какому-либо элементу сборки серийный номер изделия помогает выявить производителя, время выпуска и партию поставки бракованной детали. С помощью лазера можно наносить логотип или торговую марку, а также использовать маркировку при изготовлении этикеток и бизнес-сувениров. Маркирующие комплексы Центра лазерной технологии, завоевавшие международное признание, поставляются в Чехию, Израиль и страны Балтии. При поставке оборудования его специалисты проводят пусконаладочные работы, обучение персонала, гарантийное и сервисное обслуживание. Кибернетические и робототехнические устройства Самым обширным на выставке был стенд Центрального научно-исследовательского и опытно-конструкторского института робототехники и технической кибернетики (г. Санкт-Петербург). Сфера деятельности института включает управление процессами передачи данных и информационную безопасность, а также создание передвижных робототехнических устройств, приборов для обнаружения гамма-излучения, метрологического оборудования и средств неразрушающего контроля. На основе фундаментальных исследований институт создает новые системы управления сетевыми ресурсами и разрабатывает эффективные методы построения инфраструктуры компьютерных телекоммуникаций с учетом требований информационной безопасности. Основное направление в его работе — проектирование устройств сетевого трафика с учетом его пакетной природы, что подразумевает присутствие логического уровня представления: наличие в каждом пакете заголовка, указывающего на принадлежность пакета к тому или иному виртуальному потоку. В результате обработка такого трафика может происходить в параллельном режиме с использованием архитектурного подхода, применяемого в высокопроизводительных вычислительных устройствах. Физически сетевой процессор представляет собой параллельный кластер для обработки пакетов, а логически реализуется как конвейер функционального контроля виртуальных соединений. Разработка сетевых процессоров основана на использовании открытой встроенной операционной системы и применении специализированных сопроцессоров для специфической функциональной обработки. Повышение надежности обеспечивается за счет резервирования устройств, а высокая производительность достигается централизацией управления. Пакетный трафик передается по сетям Gigabit Ethernet. В рамках такого подхода специалисты института реализовали и сертифицировали межсетевой экран ССПТ-1М. На его архитектурной базе в дополнение был создан анализатор, обеспечивающий оперативный анализ сетевого трафика и логических соединений на базе различных протоколов включая статистический разбор потоков данных. В процессе анализа накапливается информация об особенностях функционирования сети. Предусмотрена возможность выбора заданных параметров пакетов и представление результатов в форме временных зависимостей. Главной особенностью ССПТ-1М стало использование запатентованной «стелс»-технологии, делающей устройство «невидимым» для любых внешних сканирующих и направляющих воздействий за счет отсутствия IP- и MAC-адресов на фильтрующих интерфейсах экрана. Межсетевой экран можно использовать как базовый фильтрующий элемент в корпоративных системах информационной безопасности, а также функционально интегрировать со средствами построения виртуальных защищенных сетей (VPN) и устройствами поддержки виртуальных сетей, реализуемых по технологии VLAN (IEEE 802/1q). Мобильный робототехнический комплекс РТК-03 «Разведчик» предназначен для поиска и эвакуации локальных источников гамма-излучения. Его можно применять при устранении последствий природных катастрофических явлений и аварий на ядерных объектах, при выполнении штатных технологических операций на предприятиях атомной промышленности. В состав комплекса входят дистанционно управляемое транспортное средство, оснащенное манипулятором грузоподъемностью160 Н, и переносной пульт оператора с радиокомандным каналом связи. Кроме того, он содержит телевизионную систему с радиоканалом связи и гамма-обнаружитель, включающий статистический и динамический (гамма-прицел) блоки детектирования, а также блок обработки информации. Гамма-обнаружитель выявляет локальный источник, определяет направление на него и оценивает экспозиционную дозу облучения. Гамма-прицел наводит на источник захват манипулятора для его последующей эвакуации. Эффективная дальность радиоуправления и передачи телеизображения комплекса размерами 1400і650і900 мм на открытой местности и в помещении составляют соответственно 500 и 100 м. Гамма-визор ГВР применяется для визуального отображения источников гамма-излучения и определения локальных координат источников, попавших в поле зрения прибора. Он состоит из блока детектирования, содержащего детекторную матрицу на основе счетчиков Гейгера–Мюллера, коллиматора (устройства для получения параллельного пучка лучей) и кодирующей маски. Кодирующая маска обеспечивает пространственную модуляцию гамма-излучения, а затем детекторная матрица регистрирует промодулированный сигнал. Двухмерная картина распределения гамма-источников создается при помощи алгоритма восстановления изображения. Гамма-визоры такого типа можно применять при инспекции ядерных объектов, ликвидации последствий радиационных аварий, в дефектоскопии и на таможне. Прибор с зоной обзора 30і20° и угловым разрешением 4,5° фиксирует гамма-излучение в диапазоне энергий 50–2600 кэВ. Соединение с переносным компьютером осуществляется в стандарте RS422. Особая сфера деятельности института — разработка адаптированных захватных устройств для оснащения робототехнических систем и технологического оборудования. Захваты-манипуляторы изготавливают из особых «интеллектуальных» сплавов с памятью формы. Простота их конструкции позволяет обходиться без электромеханических, гидравлических и пневматических силовых приводов. Захватные устройства способны длительное время удерживать объекты различной формы и степени плотности даже в экстремальных условиях (повышенная радиация, вакуум или агрессивные среды). Комплексный подход к использованию традиционных приводов и приводов на материалах с памятью формы позволил создать уникальные робототехнические системы класса «мини», в т. ч. мини-робот с габаритными размерами 800і40і50 мм и массой 80 г, который способен оперировать объектами различной формы массой до 100 г. В области метрологического оборудования особого внимания заслуживает не имеющий мировых аналогов фотонный измеритель малых высот. Работа этого прибора основана на регистрации обратно рассеянного излучения, интенсивность которого зависит от расстояния до отражающей поверхности. Методика позволяет производить бесконтактное измерение высоты полета летательного аппарата над поверхностью посадки, скорректированное в зависимости от скорости сближения объекта с поверхностью. Фотонный высотомер широко используют в системах мягкой посадки спускаемых аппаратов и техники, десантируемой с самолетов, а также в системах торможения самолетов при приземлении на взлетно-посадочную полосу. Прибор, действующий даже через обшивку летательного аппарата и сквозь плазму двигательной установки, всепогоден и помехоустойчив вплоть до атомного взрыва. Диапазоны измерения высоты и скорости сближения составляют соответственно 0–10 м и 0–15 м/с с погрешностью измерения при работе через металлопластиковые оболочки не более 3%. Прибор для измерения сверхнизких давлений предназначен для измерения параметров газов в условиях космического полета при исследованиях верхней атмосферы, контроля внешней атмосферы самого космического аппарата, а также обеспечения работы космических технологических установок и наземных установок сверхвысокого вакуума. В состав прибора входят электронный блок, магниторазрядный измеритель плотности и адсорбционный датчик давления, который позволяет реализовать новый способ измерения сверхнизких давлений. В диапазоне давлений 10-6–10-2 Па измерения ведет магниторазрядный измеритель, который при давлении ниже 10-6 Па выдает команду для включения адсорбционного датчика. В диапазоне 10-8–10-6 Па измерения производят оба датчика, а при давлении ниже 10-8 Па работает только адсорбционный. Прибор работает автоматически, передавая результаты измерений бортовым системам. Он может прослужить не менее 10 лет (или 5000 часов), в т. ч. 3 года — в составе космического аппарата. Лабораторные анализаторы Научно-производственная фирма «Люмэкс» (г. Санкт-Петербург) разработала целую серию приборов для биохимических анализов. Анализатор «Флюрат-02-АБФФ-Т» — это базовый прибор для биохимических лабораторий, позволяющий использовать несколько методов анализа: флуоресценцию, фотометрию, хемилюминесценцию. Прибор измеряет спектр люминесценции и время ее затухания, спектр оптической плотности образца, а также временные зависимости в хроматографии. Память прибора включает 40 программ выполнения измерений. Такая универсальность позволяет подобрать оптимальный метод определения каждого компонента. Например, нефтепродукты и фенолы определяются по собственной люминесценции, поверхностно-активные вещества (ПАВ) — по люминесценции ионных пар с красителем, катионы и анионы — по люминесценции их комплексов с органическими красителями, хром и активные формы кислорода — хемилюминесцентным методом, а цианиды, ванадий и титан — фотометрическим. Подбор методов анализа обеспечивает достоверное определение 50% предельно допустимой концентрации (ПДК) и наиболее простую подготовку пробы. Пробоподготовка при анализе нефтепродуктов, фенолов и ПАВ занимает соответственно 2–3, до 7 и 3–5 минут. В зависимости от модификации и набора дополнительных приставок анализаторы можно использовать в нефтегазовой и химической промышленности для технологического контроля и определения состава сырья, выявления загрязняющих веществ, а также выполнения рутинных биохимических анализов в медицинских лабораториях. Система капиллярного электрофореза с фотометрическим детектором «Капель» — первая серийно выпускаемая в странах СНГ подобная система. Установка позволяет идентифицировать компоненты и количественно определять состав смеси. Ее работа основана на миграции и разделении компонентов жидкой смеси под действием электрического поля. Установка имеет широчайший спектр применения. В пищевой промышленности ее можно использовать для контроля содержания токсичных веществ в пищевых продуктах, в фармацевтической — для технологического контроля и анализа готовых лекарственных форм, в природоохранной деятельности — для определения доли загрязняющих веществ в окружающей среде, в криминалистике — для обнаружения следов взрывчатых веществ и наркотиков. «Капель» просто незаменима при проведении сложных научных экспериментов, требующих высокой чувствительности приборов. При этом она в 2–3 раза дешевле зарубежных аналогов. Специалисты ООО «Системы анализа» (г. Санкт-Петербург) впервые в мире создали автоматизированный переносной иммуноферментный анализатор АИФ-П, удостоенный золотой медали на 2-м Московском международном салоне инноваций. Прибор предназначен для автоматизированного измерения оптической плотности жидких биологических проб методом иммуноферментного анализа. Он измеряет оптическую плотность в пределах 0–2,5 Б с допустимой погрешностью не более 1% всего за 30 секунд. Портативность анализатора позволяет использовать его в выездных диагностических лабораториях разного профиля, развертываемых в очагах эпидемий, зонах экологических или природных катастроф, а также при ведении боевых действий или массовом обследовании населения труднодоступных районов. Универсальный прибор может работать с тест-системами как отечественного, так и импортного производства. Иммуноферментные методы позволяют выявить опасные вирусные заболевания (СПИД, гепатит), кишечные инфекции, аллергические реакции на пыльцу, бытовые и пищевые аллергены. Специальные экспресс-тесты для выявления инфаркта миокарда на начальных стадиях развития дают возможность поставить диагноз на 3–4 часа раньше, чем при использовании традиционных биохимических методов. Улучшенные метрологические характеристики анализатора позволяют работать с малыми пробами (0,1–0,25 мл), обеспечивая высокую достоверность полученных результатов. Простой в обслуживании и сравнительно недорогой прибор вполне доступен для сельских медицинских учреждений. Помимо медицины, АИФ-П можно использовать в фармакологии, биологии, пищевой промышленности, а также для оценки состояния окружающей среды. Анализатор активности холинэстераз крови «Гранат-3» применяют для ранней диагностики возможных острых интоксикаций фосфорно-органическими веществами: пестицидами, карбофосом, отравляющими газами типа зарина. Этот портативный переносной прибор производит количественную оценку холинэстераз крови путем оценки времени, которое затрачивается на изменение электрического сигнала на определенную долю относительно своего исходного значения. Величина сигнала прямо пропорциональна световому потоку, проходящему через исследуемую пробу. В свою очередь, изменение светового потока определяется изменением светопропускания пробы в процессе биохимической реакции. При этом время изменения светопропускания обратно пропорционально активности фермента. Прибор использует световые волны длиной 565 нм, анализируя пробы объемом 5–6 мл. «Гранат-3» входит в состав передвижных лабораторий, следящих за состоянием здоровья персонала объектов по уничтожению химического оружия, а также населения, проживающего вблизи таких объектов. Найдется ему применение и в стационарных лабораториях при проведении исследовательских и лечебно-профилактических работ. Марина Народовая, фото автора

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок