Микротермальный МЭМС-сенсор расхода газа

Микротермальный МЭМС-сенсор расхода газа — наша собственная разработка и компонент, которого до сих пор нет у российских производителей приборов учёта: счётчики строятся на импортных сенсорах. Мы делаем чувствительный элемент и измерительный модуль на его основе.

• 0,3 мВт·сэнергия на одно измерение
• 136 мсвыход на рабочий режим
• 30 мкмтолщина керамической мембраны
• 3 публикациии доклад на международной конференции

Как он измеряет

В основе — микротермальный принцип. Поток газа проходит над чувствительным элементом: центральный резистор подогревает газ, два крайних измеряют, как тепло сносится потоком. По разнице показаний терморезисторов вычисляется расход.

В измерительном тракте нет подвижных частей, а показания определяются физикой теплопереноса, а не косвенными оценками. Отсюда два следствия: характеристики не уходят от износа, и прибор считает малые расходы, которые механика не замечает.

Из чего состоит сенсор

• Чувствительный элемент. Керамическая мембрана толщиной порядка 30 микрометров с тремя тонкоплёночными платиновыми резисторами: нагревателем и двумя терморезисторами.
• Керамический держатель. Защищает хрупкую мембрану и делает элемент пригодным для монтажа.
• Печатная плата и корпус. Собирают элемент в изделие, которое можно ставить в прибор.
• Измерительный модуль. Сенсор в трубке с байпасным отводом — законченный узел, который производитель счётчиков ставит к себе целиком, без отладки собственного измерительного тракта.

Почему решает энергопотребление

Прибор учёта живёт на батарее и должен считать годами без обслуживания. Поэтому главный параметр сенсора — не точность сама по себе, а точность на единицу израсходованной энергии.

Энергия одного измерения доведена примерно до 0,3 мВт·с, выход на рабочий режим — до 136 миллисекунд. При измерении раз в минуту это позволяет прибору работать от одного элемента питания столько, сколько требует межповерочный интервал, а не сколько выдержит батарея.

Научное признание

Разработка ведётся вместе с Московским авиационным институтом и НИЯУ МИФИ, результаты опубликованы и прошли рецензирование:

• Micromachines, 2026 — статья о микротермальных сенсорах, PDF;
• «Научное приборостроение», 2026 — публикация по результатам работы, PDF;
• РИПИ, 2026 — доклад на конференции по радиоэлектронике, электротехнике и энергетике, PDF.

Что о разработке писали издания — в разделе «СМИ о нас».

Где применим

• Бытовой учёт газа. Основное направление: приборы для жилых и нежилых помещений в рамках программы газификации.
• Промышленный учёт. Измерение расхода в нефтегазовой и химической отраслях — направление, которое прорабатываем.
• Водородная энергетика. Измерение расхода водородных смесей, где импортных решений тем более мало.

Стадия работ

Сенсор и измерительный модуль доведены до рабочего и стабильного варианта с приемлемым энергопотреблением; модуль поставляется как готовый компонент. Работы над чувствительным элементом продолжаются: проверяем конструктивные варианты, чтобы поднять стабильность и точность в реальных бытовых условиях.

Вопросы и ответы

Производите приборы учёта? Расскажите, под какой типоразмер и режим нужен измерительный модуль — обсудим поставку. Написать нам.