Время, частота и инновации

МетрологияPRO: Какие основные научные и прикладные проекты в области метрологии реализует Восточно-Сибирский филиал сегодня?

Анна Луковникова: Восточно-Сибирский филиал ВНИИФТРИ уже 60 лет является одним из ключевых центров обеспечения единства измерений в стране, выполняя важную роль по сохранению и исследованию времени, определению параметров вращения Земли и координатно-временным измерениям, измерениям диэлектрических свойств веществ и материалов, измерениям влажности газов. Мы являемся хранителями Государственного вторичного эталона единиц времени, частоты и шкалы времени ВЭТ 1-5, который составляет основу Второй эталонной базы времени и частоты в стране.

ВСФ ВНИИФТРИ ведет свою деятельность по четырем основным направлениям: измерение и хранение шкалы времени и частоты, определение параметров вращения Земли, радиотехнические измерения, а также измерения влажности газов.

Филиал решает также одну из важных государственных задач по обеспечению единства измерений – содержание, применение, совершенствование трех государственных первичных эталонов: Государственного первичного эталона единиц комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 0,1 до 178,4 ГГц (ГЭТ 110-2023), Государственного первичного эталона единиц комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 10 Гц до 10 МГц (ГЭТ 121-2015), Государственного первичного эталона единицы относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов (ГЭТ 151-2020), а также вторичных, рабочих эталонов и средств измерений.

На сегодняшний день выполняем НИОКР по созданию перспективных средств измерений широкого научного и промышленного применения за счет бюджетных и собственных средств в области измерения диэлектрических параметров материалов и исследований газового состава подкорпусного пространства микросхем.

Также мы разрабатываем собственные средства измерений, которые могут применяться в различных отраслях – от микроэлектроники до авиации и космических исследований.

Как прикладной институт, мы оказываем широкий спектр метрологических услуг: поверку и калибровку средств измерений, испытания средств измерений в целях утверждения типа, аттестацию эталонов, переподготовку и повышение квалификации метрологов-поверителей.

МетрологияPRO: Какие задачи и вызовы стоят перед филиалом в рамках Федеральной целевой программы по совершенствованию эталонной базы?

Анна Луковникова: В 2025 году стартовали работы по совершенствованию Государственного первичного эталона единиц комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 10 Гц до 10 МГц ГЭТ 121-2015 – частотный диапазон эталона будет расширен до 50 МГц, а также будет создана установка для измерения диэлектрических параметров пленочных материалов и покрытий, что расширит область его (эталона) применения.

Также планируется совершенствование Государственного первичного эталона единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов ГЭТ 151-2020. Главная цель работ – обеспечение единства измерений массовой концентрации углеводородов, конденсируемых из газовой смеси, а также расширение диапазона, в котором воспроизводится и передается единица относительной влажности газа.

МетрологияPRO: Сотрудничает ли ваш филиал с зарубежными метрологическими центрами?

Анна Луковникова: Сейчас мы активно сотрудничаем с Национальным метрологическим институтом Республики Беларусь (БелГИМ), республиканским государственным предприятием «КазСтандарт» в области поверки/калибровки эталонов и средств измерений влажности газов, проводим двусторонние сличения государственных национальных эталонов температуры точки росы.

За последний год началось перспективное деловое сотрудничество с Узбекским национальным институтом метрологии (УзНИМ) в рамках поставки Республике Узбекистан первичного эталона единицы относительной влажности и температуры точки росы/инея и вторичного эталона единицы относительной влажности и температуры точки росы/инея.

МетрологияPRO: Расскажите, пожалуйста, о ключевых инновационных разработках, которыми занимаются ваши специалисты

Анна Луковникова: Филиал собственными силами и при поддержке ВНИИФТРИ разрабатывает уникальное высокоточное оборудование: эталонные генераторы влажного газа  «САРМА » и «Север-4» . Приборы пользуются широким спросом для калибровки оборудования и контроля параметров газовых сред на предприятиях энергетической, газовой, химической промышленности, в металлургии, проведении научных исследований и т.д.

Мы также разрабатываем установки для измерения диэлектрических параметров ферритов и керамик. Одна из последних наших разработок – меры диэлектрической проницаемости, востребованные в радиоэлектронной промышленности для измерения диэлектрических свойств материалов.

Кроме того, нашими специалистами ведется работа по созданию и внедрению современных цифровых решений для автоматизации процедур поверки, калибровки и испытаний средств измерений, подготовка к введению цифровой трансформации документооборота и реализации программно-аппаратных комплексов для дистанционного мониторинга и передачи метрологической информации.

МетрологияPRO: Анна, какие достижения филиала вы считаете наиболее значимыми для обеспечения единства измерений не только в Восточной Сибири, но и на всей территории России?

Анна Луковникова: Каждое из наших направлений сегодня не только играет важную роль в развитии метрологии как науки, но и напрямую влияет на развитие многих ключевых отраслей промышленности. Например, отдел времени и частоты обеспечивает надежное функционирование и развитие Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ). Государственный вторичный эталон единиц времени, частоты и шкалы времени ВЭТ 1-5 в течение продолжительного времени осуществляет хранение шкалы времени Государственного эталона в пределах ±10 нс.

Мы выполняем круглосуточный мониторинг шкал времени, передачу эталонных сигналов времени и частоты локальным потребителям и круглосуточную передачу эталонных сигналов времени потребителям по NTP-протоколу; выполняем поверку и калибровку высокоточных средств измерений времени и частоты.

В рамках деятельности по определению параметров вращения Земли филиал обеспечивает функционирование опорного базисного пункта – составной части Государственного первичного эталона единицы длины ГЭТ 199; выполняет работы по поддержанию в технической и эксплуатационной готовности комплексов технических средств метрологического и фундаментального обеспечения системы ГЛОНАСС в рамках федерального проекта «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС»; выполняет поверку и калибровку геодезической спутниковой аппаратуры.

Для поддержания системы ГЛОНАСС и службы Всемирного времени на полигоне Восточно-Сибирского филиала введены в эксплуатацию два современных лазерных дальномера, выполняющих мониторинг орбит спутников. Иркутская станция лазерной локации спутников включена в состав Международной службы лазерной дальнометрии (ILRS).

Обеспечение единства измерений влажности газов осуществляет Государственный первичный эталон ГЭТ 151, который воспроизводит четыре наиболее востребованные единицы влажности газа: относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы и температуры конденсации углеводородов в широком диапазоне температуры рабочего газа при давлении до 300 атмосфер.

Впервые в мировой практике эталоном реализовано воспроизведение сверхнизких значений температуры точки инея до минус 120 градусов Цельсия с суммарной стандартной неопределенностью не более 0,06 градуса Цельсия. В сравнении с зарубежными национальными эталонами ГЭТ 151 не имеет аналогов по числу воспроизводимых единиц и по диапазонам воспроизводимых величин. Уровень первичного эталона не уступает уровню национальных эталонов ведущих зарубежных стран.

В отделе физико-технических измерений выполняется большой объем работ по передаче единиц влажности газа от первичного эталона эталонным и рабочим СИ и проведению поверки/калибровки, испытаний в целях утверждения типа средств измерений для предприятий всей страны: от Калининграда до Дальнего Востока.

За последние два года налажен серийный выпуск импортозамещающего средства измерений – эталонного генератора влажного газа «Север-4» для обеспечения потребностей региональных центров метрологии.

В филиале проводятся работы и в области обеспечения единства радиотехнических измерений. В частности, здесь содержатся два Государственных первичных эталона единиц комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне сверхвысоких (СВЧ) (ГЭТ 110) и низких частот (НЧ) (ГЭТ 121). Они осуществляют воспроизведение и хранение единиц относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, а также их передачу средствам измерений при помощи рабочих эталонов.

Области применения данных эталонов ­­– это радиоэлектронная, микроэлектронная, кабельная, авиационная, аэрокосмическая промышленности, научные исследования и разработка новых перспективных диэлектриков.

В ближайшей перспективе намечено серийное производство новых созданных и утвержденных средств измерений – мер диэлектрической проницаемости.