3D Hol elemente koristi i CERN - Kako je srpska kompanija razvila inovacione tehnologije za naučna istraživanja i industriju

Firma Sentronis, jedna od članica Naučno-tehnološkog parka Niš, razvija i proizvodi instrumente visoke tehnologije za merenje magnetnih polja i električne struje.

Neki od mernih sistema koje je ova inovativna kompanija dizajnirala i razvila su: troosni teslametar (instrument čija je namena merenje vektora magnetnog polja sa tačnošću 50ppm), mašine za mapiranje magnetnih polja, integrisani 3D senzor magnetnog polja na bazi Holovih elemenata, magnetni senzor ugla, integrisani magnetski senzor koji je namenjen merenju jačine električne struje.

Tehnologija 3D Holovog senzora privlači posebnu pažnju. To je danas najčešće korišćen senzor za merenje magnetnog polja. Razvojem poluprovodnika, Holovi senzori postali su upotrebljivi i lako se mogu integrisati npr. u silicijumskoj tehnologiji. Uobičajeno u literaturi je da se Holov element (senzor) prikazuje u vidu pločice sa četiri kontakta, osetljive na magnetno polje koje je upravno u odnosu na nju. Prof. dr Radivoje Popović osmislio je i razvio ideju vertikalnih Holovih elemenata osetljivih na magnetno polje koje je paralelno sa površinom čipa. Kombinacijom ove dve varijante (horizontalnih i vertikalnih Holovih elemenata), Sentronis pravi 3D Holove senzore koji mogu da mere ne samo intenzitet, već i kompletan vektor magnetnog polja.

Primena tehnologija koje razvija Sentronis u industriji je različita. Koriste se u automobilskoj industiji i u industriji elektronike široke potrošnje, gde se instrumenti upotrebljavaju u oblasti testiranja, kontrole kvaliteta, istraživanja i razvoja magnetnih senzora i aktuatora. Zatim je upotrebljavaju kompanije koje proizvode i prenose energiju, kao što su hidroelektrane, termoelelktrane (kod turbo-generatora) i slično, gde se ovakvi instrumenti koriste kao komponente u sistemu upravljanja, održavanja i monitoringa. Konačno, upotrebljavaju ih institucije koje se bave fundamentalnim istraživanjem i razvojem (kao što su istraživački centri koji poseduju akceleratore), gde je primena ovakvih instrumenata vezana za aktivnu kontrolu magnetnog polja, podešavanje undulatora i mapiranje polja.

Kada je reč o procesu proizvodnje, Marjan Blagojević, direktor Sentronisa, objasnio nam je na koji način ona funkcioniše:

- Dizajniramo Holove elemente kao fizičke kompomente u silicijumskoj tehnologiji (posedujemo svoj patentiran dizajn za horizontalne i vertikalne Holove elemente). Zatim, na bazi Holovih elemenata, dizajniramo integrisane Holove senzore u standardnoj CMOS tehnologiji. Da bi se smanjili šum i ofset Holovih elemenata, detektovani signal se dodatno procesuira tzv. "spinning current" tehnikom, što, takođe, realizujemo u integrisanom kolu. Dizajn integrisanih kola šaljemo u neku od fabrika poluprovodnika, a oni nam vraćaju silicijumske čipove. Inkapsulaciju ovakvih čipova radimo u specijalnim keramičkim kućištima. Potom su tu postupci izrade specijalnog tankog kabla i povezivanje sonde na spoljašnju elektroniku, zatim projektovanje i izrada spoljašnje elektronike kojom se obavljaju podešavanje i kalibracija ključnih parametara. Dodavanjem digitalne elektronike sa AD konvertorom, mikro-kontrolerom i displejom, pravi se teslametar koji korisniku isporučuje rezultat u teslama ili gausima. Treba napomenuti i to da je naš troosni teslametar trenutno najprecizniji teslametar na bazi Holovih senzora na svetskom tržištu i da je jedan od klijenata koji ga upotrebljavaju evropska organizacija za nuklearna istraživanja (CERN).

U svetu, Sentronis nastupa pod brendom Senis. Merne komponente i sistemi razvijaju se i proizvode u Nišu. Registrovan je kao razvojno-istraživački centar, pa je jedan od planova kompanije takođe i zapošljavanje inženjera.

- Kompanija ima više strateških ciljeva vezanih za tehnologiju. Jedan od planova je razvoj novih familija integrisanih magnetnih senzora. Osim toga, tu je i dalje unapređivanje instrumenata i mašina za merenje magnetnih polja (razvoj kriogenih sondi, kalibracija za velika polja pomoću superprovodnog magneta, razvoj magnetne kamere). Međutim, problem sa kojim se uporno suočavamo je nedostatak dobrih inženjerskih kadrova, kako u Srbiji, tako i u svetu. Gotovo je nemoguće profilisati ljude koji se bave, na primer, dizajnom integrisanih kola. Ogroman broj mladih se danas opredeljuje za IT, tj. za bavljenje softverima. Sa druge strane, mali broj ljudi se okreće procesnoj tehnologiji, tj. hardveru. Ukoliko se neko i odluči za hardver, on je ponovo usmeren ka digitalnoj elektronici. Međutim, priroda nije digitalna i neophodna je nekakva sprega između analognog sveta i digitalne elektronike. Ta sprega se, sa jedne strane, ostavruje preko senzora, a sa druge, preko aktuatora. Dok u digitalnoj elektronici nešto ili radi ili ne radi, u analognoj elektronici problematika je znatno kompleksnija - kaže Marjan Blagojević.

Milica Banović

Sentronis a.d Niš

Naučno tehnološki park Niš d.o.o. Niš

prof dr Radivoje Popović

Marjan Blagojević

troosni teslametar

mašine za mapiranje magnetnih polja

3D senzor magnetnog polja

3D Holov senzor

Holov senzor

magnetni senzor ugla

integrisani magnetski senzor