Wynalazki trzeba komercjalizować

Instytut powstał w 1956 r. To już ponad 50 lat istnienia firmy z małym okładem…

– Korzenie Instytutu Tele- i Radiotechnicznego sięgają 1929 roku, kiedy to został powołany Instytut Radiotechniczny, którego zadaniem było prowadzenie prac w zakresie radioelektroniki. Instytut Radiotechniczny w kwietniu 1934 roku połączono z Laboratorium Teletechnicznym Ministerstwa Poczt i Telegrafów, tworząc Państwowy Instytut Telekomunikacyjny, który dostał lokalizację w budynkach Państwowej Wytwórni Łączności (Wytwórnię przeniesiono w inne miejsce) przy ulicy Ratuszowej 11 w Warszawie. W tych budynkach (po wielokrotnych rozbudowach i przebudowach) Instytut Tele- i Radiotechniczny ma swoją siedzibę do dziś. Po wojnie, w kwietniu 1945 roku, Instytut wznowił działalność pod kierownictwem prof. Janusza Groszkowskiego. W 1951 roku Instytut podzielono na Przemysłowy Instytut Telekomunikacji oraz Instytut Łączności. W ramach kolejnej reorganizacji ośrodków naukowo-badawczych, w maju 1956 roku, powstał Instytut Tele- i Radiotechniczny z połączenia części PIT i Centralnego Biura Konstrukcyjnego Telekomunikacji.

Podstawowym celem działalności Instytutu Tele- i Radiotechnicznego jest kreowanie nowych rozwiązań w dziedzinie elektroniki i przekształcanie ich w innowacyjne rozwiązania dla podmiotów gospodarczych, zainteresowanych wytwarzaniem nowoczesnych i konkurencyjnych wyrobów.

W jakich obszarach techniki prowadzicie Państwo badania?

– Z uwagi na komercjalizację odkryć w innowacyjnych wyrobach problematyka badawcza skoncentrowana jest w Instytucie w dwóch priorytetowych kierunkach badań obejmujących: inteligentne systemy wspomagania decyzji na potrzeby sterowania i kontroli złożonych układów infrastruktury przemysłowej oraz integrację zaawansowanych technologii elektronicznych na rzecz zastosowań przemysłowych. Realizując kompleksowe interdyscyplinarne badania naukowe i prace rozwojowe z wielu dziedzin inżynierii, fizyki materiałów, elektroniki, próżni, elektromechaniki i telekomunikacji, Instytut Tele- i Radiotechniczny utrzymuje się nieprzerwanie od kilkunastu lat w czołówce Instytutów badawczych z uznanymi kompetencjami w dziedzinie technologii elektronicznych i systemów teleinformatycznych.

Jakiego rodzaju prowadzicie Państwo prace naukowe i rozwojowe?

– Prowadzone prace badawczo-rozwojowe służą komercjalizacji odkryć i mają za cel adaptację nauki dla potrzeb przemysłu. Wśród realizowanych badań i zrealizowanych zadań badawczych oraz zadań w obszarze zastosowań praktycznych do najbardziej znaczących należy zaliczyć inteligentne systemy wspomagające decyzję na potrzeby sterowania i kontroli złożonych układów infrastruktury przemysłowej. Obejmowały one między innymi opracowanie teleinformatycznego systemu informacyjno-komunikacyjnego ICT dla rozgałęzionych odpływów sieci energetycznych niskich napięć dla górnictwa, analizator jakości parametrów linii kablowych przeznaczony do pracy w trudnych warunkach eksploatacyjnych, wielołącznikową rozdzielnicę SN o elastycznej architekturze w wykonaniu Exd z ochroną przeciwłukową oraz podwójnym teleinformatycznym zespołem sterowania i zabezpieczeń, autonomiczną inteligentną sieć teleinformatyczną do e-diagnozowania energetycznych sieci rozdzielczych.

Jakie prace realizujecie Państwo w ostatnim czasie?

– Wykorzystując numeryczne metody modelowania pól temperatury oraz najnowsze rozwiązania w dziedzinie komputerowego sterowania, ITR opracował wiele nowoczesnych urządzeń cieplno-chemicznych, w tym analizatory do badania fizyko-chemicznych parametrów węgla, koksu wielkopiecowego, rud metali oraz urządzenia do krystalizacji związków półprzewodnikowych i wytwarzania struktur półprzewodnikowych drogą dyfuzji. Opracowane urządzenia zostały zastosowane w wiodących laboratoriach badawczych i przedsiębiorstwach takich jak koncerny metalurgiczne ArcelorMittal, US Steel, Corus oraz Unia Przemysłowa Donbas. Zastosowane rozwiązania techniczne są chronione licznymi patentami. Obecnie prowadzone są badania dotyczące opracowania metod oraz wdrożenia urządzeń wykorzystujących techniki plazmowe, pozwalających na degradację m.in. stałych odpadów elektronicznych oraz tworzyw sztucznych bez emisji związków niebezpiecznych dla środowiska i życia człowieka.

Jednym z bardziej interesujących zadań, którymi się w tej chwili zajmujemy, jest opracowanie technologii nowej generacji czujnika wodoru i jego związków do zastosowań w warunkach ponadnormatywnych. Praca realizowana jest przez Konsorcjum, którego liderem jest Instytut, a partnerami: Politechnika Warszawska, Politechnika Świętokrzyska, Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet im. Jana Kochanowskiego, Instytut Fizyki PAN oraz dwa podmioty gospodarcze. Kolejnym zadaniem jest opracowanie nowej generacji łączników dla dystrybucji energii elektrycznej SN. Jest ono realizowane we współpracy z Instytutem Elektrotechniki. Na uwagę zasługują również prace nad nową generacją energooszczędnych napędów do pomp i wentylatorów dla górnictwa. Wykonywane są one przez Konsorcjum, którego liderem jest Politechnika Poznańska, a partnerami ITR, Instytut Chemii Przemysłowej i Politechnika Wrocławska.

Czemu mają służyć te wspólne przedsięwzięcia naukowe?

– W pierwszej kolejności poprawieniu bezpieczeństwa, jakości zasilania i niezawodności systemu energetycznego. Z tego względu w ramach tego segmentu prowadzone są prace, których wyniki zastosowane są w instalacjach pracujących w bardzo trudnych warunkach eksploatacyjnych, w szczególności w kopalniach głębinowych węgla kamiennego. Przyjęty kierunek rozwoju produktów Instytutu dla energetyki, w szczególności nowego segmentu inteligentnych systemów zabezpieczania, sterowania i pomiarów, bazujących na najnowszych technologiach informatycznych i elektronicznych, jest ściśle związany z potrzebami rynku, a w szczególności z wymaganiami stawianymi przez czołowych producentów nowych rozdzielnic średniego i niskiego napięcia.

Obecnie inwestorzy instalujący rozdzielnice energetyczne dążą do ich pełnej integracji ze specjalizowanymi, rozbudowanymi systemami teleinformatycznymi w zakresie zarządzania energią elektryczną oraz niezawodności i bezpieczeństwa obiektu energetycznego. ITR za podstawowy cel prowadzonych prac w tym zakresie przyjął tworzenie innowacyjnych platform sprzętowo-programowych oraz zintegrowanych systemów teleinformatycznych do monitorowania i sterowania lokalnymi systemami energetycznymi na bazie wielu urządzeń z wbudowaną inteligencją (embedded systems) i na wykorzystaniu technologii teleinformatycznych ICT do wymiany informacji (np. GPS, Internet, GSM, Ethernet, sieci światłowodowe).

Instytut Tele- i Radiotechniczny jako pierwszy w Polsce opracował i wdrożył w energetyce Mikroprocesorowe Urządzenia do Pomiarów, Automatyki, Sterowania oraz Zabezpieczeń dla średnich napięć – MUPASZ.

Urządzenia MUPASZ znane są już od wielu lat i cieszą się dobrą opinią użytkowników. Jakie nowe funkcjonalności wbudowane są w najnowsze rozwiązania?

– Niestandardowe rozwiązania zaimplementowane w sterowniku polowym MUPASZ 710plus wyróżniają go spośród innych uniwersalnych urządzeń zabezpieczeniowych. W szczególności są to: autonomiczne zabezpieczenie nadprądowe, układ zasilania rezerwowego UPS, e-diagnostyka wyłącznika oraz układy rejestratorów zakłóceń i kryterialnych. Układy rejestratorów zakłóceń i wartości kryterialnych zapewnią możliwość zapamiętania nieomal dowolnych zakłóceń, jakie mogą pojawić się w obwodach kontrolowanych przez urządzenie zabezpieczeniowe. Zaawansowany, a zarazem intuicyjny mechanizm wyzwalania rejestratorów zapewnia budowę wyzwalaczy logicznych na podstawie wartości chwilowych i skumulowanych wszystkich wielkości analogowych monitorowanych przez sterownik, stany wejść/wyjść dwustanowych, logiki programowalnej, jak również wyzwolenie na polecenie systemu nadrzędnego lub przez operatora.

Na uwagę zasługuje również nowy układ diagnozowania ciągłości elektronicznych cewek sterujących wyłącznika wraz z innowacyjnym algorytmem eksploatacyjnym wyłącznika. Zapewnia on pełny i kompleksowy mechanizm diagnozowania stanu zużycia wyłącznika i przewidywania przyszłych uszkodzeń zarówno mechanicznych, jak i elektrycznych wyłącznika, bez konieczności wyłączania pola z eksploatacji.

Obwody pomiarowe MUPASZ 710 plus dostosowane są do każdego typu przekładników napięciowych i prądowych w tym dzielników reaktancyjnych i cewek Rogowskiego. Sterownik może być zasilany z dwóch niezależnych źródeł energii, podstawowego i rezerwowego, istnieje również możliwość wyposażenia go w wewnętrzny zasobnik energii z okresem podtrzymania do 2 minut.

A jakie rozwiązania macie Państwo dla e-systemów dla energetyki – czyli Smart Grid?

– Bazując na dotychczasowych doświadczeniach Instytut podejmuje szeroko zakrojone prace badawcze odpowiadające nowym tendencjom i wyzwaniom światowym, dotyczącym jeszcze bardziej efektywnego niż dotąd wykorzystania energii, co wpisuje się w rozwój inteligentnych sieci elektroenergetycznych (Smart Power Grids). Nowe rozwiązania wiążą się z modernizacją starzejącej się infrastruktury energetycznej oraz optymalizacją systemów energetycznych, która dotyczy wielu elementów: od źródeł energii odnawialnej, które powinny być lepiej zintegrowane z systemem, poprzez tworzenie jednostek magazynowania energii, wykorzystanie małych zdecentralizowanych dostawców energii, po transmisję powodującą mniejsze straty i wreszcie inteligentne użytkowanie energii.

Uporanie się z tymi wyzwaniami wymaga sieci o elastycznej, „myślącej” infrastrukturze, która kierowałaby energię dokładnie tam, gdzie jest ona potrzebna. Takie możliwości stwarza Inteligentna Sieć Energetyczna – Smart Grid, która zapewni komunikację między wszystkimi uczestnikami rynku energii (musi nastąpić integracja różnego rodzaju producentów energii oraz odbiorców energii w jedną całościową strukturę). Smart Grid może istnieć i funkcjonować dzięki dwóm elementom: automatyce zbudowanej na zaawansowanych czujnikach oraz systemowi teleinformatycznemu. Na podstawie tych wysoko zaawansowanych rozwiązań Smart Grid może zwiększyć efektywność, niezawodność i bezpieczeństwo łańcucha dostaw energii. W przyszłości zakłada się, że sieć sama będzie dopasowywać parametry zasilania do aktualnego poboru mocy, maksymalnie wykorzystując „czystą” energię dostarczaną np. przez farmy wiatrowe. Wszelkie zakłócenia i awarie sieć będzie wykrywać i eliminować w ciągu kilku mikrosekund.

Jakimi referencjami możecie się Państwo poszczycić?

– Wieloletnie doświadczenie badawcze, utrwaliły kompetencje Instytutu w zakresie wdrożeń systemów i urządzeń w niszowych obszarach energetyki. W ostatniej dekadzie pozwoliło to na opracowanie i wdrożenie, m.in. kilku tysięcy uniwersalnych systemów i urządzeń zabezpieczających w sieciach SN i nn, komputerowych systemów monitoringu i nadzoru oraz konwerterów sygnałów i koncentratorów dla potrzeb systemów komunikacyjnych.

Nasze opracowania zastosowane m.in. w rozdzielnicach energetycznych znacznie zwiększyły niezawodność pracy przemysłowych systemów energetycznych (na polach roponośnych i kopalniach diamentów na Syberii, zakładach energetycznych, kopalniach, hutach, cukrowniach, elektrociepłowniach i innych). Odbiorcy naszych opracowań to przede wszystkim najwięksi producenci rozdzielnic energetycznych: ELEKTROBUDOWA SA, ABB, ZPUE Włoszczowa, Elektromontaże, Elektrometal oraz bezpośredni użytkownicy realizujący inwestycje modernizacyjne: wodociągi, cukrownie, elektrociepłownie, kopalnie węgla brunatnego (BOT KWB) oraz kamiennego.

Czym możecie się Państwo pochwalić w zakresie integracji zaawansowanych technologii elektronicznych na rzecz zastosowań przemysłowych?

– W ramach tego obszaru w Instytucie prowadzi się prace nad materiałami i technologiami, które znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle. Badania dotyczą całego szeregu zagadnień, m.in. wytwarzania nowych nanomateriałów wykazujących takie właściwości jak: zimna emisja elektronowa, silna adsorpcja i desorpcja wodoru oraz związków wodoru. Podjęcie prac w zakresie zarządzania ciepłem zespołów elektronicznych na podstawie nowych rozwiązań i materiałów termoprzewodzących w procesach wytwarzania płytek HDI należy do takich przedsięwzięć badawczych, które dają szansę na wytworzenie nowych technologii użytecznych w sferze gospodarczej.

Ostatnie badania dotyczą wytwarzania układów elektronicznych metodą drukowania materiałów na bazie polimerów przewodzących (drukowana elektronika albo organiczna, elastyczna elektronika). W zakresie zaawansowanych technologii materiałowych prowadzone są również badania związane z rozwojem technologii materiałów magnetycznych. Prowadzone prace koncentrują się głównie na magnesach trwałych wytwarzanych z proszków o strukturze nanokrystalicznej.

Nowatorskie prace dotyczące opracowania technologii wytwarzania hybrydowych magnesów trwałych oraz wielobiegunowych magnesów trwałych o rozkładzie biegunów w układzie szachownicy i promieniowym rozkładzie biegunów ze skosem stwarzają podstawy do konstruowania nowej generacji maszyn elektrycznych. Wyniki tych oryginalnych prac zostały udokumentowane osiągnięciami, w postaci patentów oraz przyznanymi licznymi nagrodami na arenie międzynarodowej.

Wyniki prac Instytutu są wysoko oceniane na arenie międzynarodowej, czego przykładem są m.in. liczne nagrody, wyróżnienia i medale na prestiżowych wystawach wynalazków...

– Opracowane w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym innowacyjne rozwiązania tworzą bogatą ofertę dla przemysłu, w tym dla małych i średnich przedsiębiorstw. Proces transferu technologicznego i związana z tym ochrona patentowa powodują, że w Instytucie przywiązuje się dużą wagę do intensyfikacji zgłoszeń patentowych i komercjalizacji wynalazków. Instytut zajmuje czołową pozycję w Polsce wśród placówek naukowych pod względem liczby zgłaszanych i uzyskiwanych corocznie patentów. Tylko w 2011 roku Instytut otrzymał prawa do 20 patentów oraz zgłosił w celu ochrony 27 wynalazków do Urzędu Patentowego.

Wiele opatentowanych i wdrożonych opracowań Instytutu zostało wysoko ocenionych oraz uhonorowanych wieloma prestiżowymi nagrodami, m.in. złotymi i srebrnymi medalami na Międzynarodowych Wystawach Wynalazczości: „Innova” Brussels, „Concours Lepine” Paris, „SIIF” Seul, IWIS. Dodatkowo za wybitne osiągnięcia wynalazcze Instytut Tele- i Radiotechniczny został wyróżniony nagrodą specjalną Federacji Rosyjskiej.

Instytut podczas wystawy w Paryżu w 2011 r. zaprezentował 3 wynalazki, które zostały wysoko ocenione przez międzynarodowe jury. Złoty medal na targach wynalazczości Concours Lepine 2011 otrzymaliśmy za „Wielobiegunowe magnesy trwałe o rozkładzie biegunów w układzie szachownicy i promieniowym rozkładzie biegunów ze skosem”. srebrnym medalem – Concours Lepine 2011 zostały nagrodzone hybrydowe magnesy trwałe, a brązowym – Concours Lepine 2011 – analizator jakości linii kablowych przeznaczony do pracy w trudnych warunkach eksploatacyjnych – w szczególności w górnictwie dołowym. Wielobiegunowe magnesy trwałe o rozkładzie biegunów w układzie szachownicy i promieniowym rozkładzie biegunów ze skosem zostały uhonorowane nagrodą specjalną Towarzystwa Rzeczników Patentowych Federacji Rosyjskiej – „Concours Lepine” 2011.

Co można osiągnąć przez zastosowanie technologii wytwarzania obwodów magnetycznych o strukturze hybrydowej oraz wielobiegunowych magnesów trwałych o rozkładzie biegunów w układzie szachownicy i promieniowym rozkładzie biegunów ze skosem?

– Technologie te umożliwiają kształtowanie właściwości fizycznych (mechanicznych, elektrycznych oraz termicznych) obwodów magnetycznych oraz projektowanie i wytwarzanie maszyn elektrycznych o nowych strukturach obwodu magnetycznego opartych na wielobiegunowych magnesach trwałych typu Nd-Fe-B otrzymywanych metodą łączenia tworzywem magnetycznie twardego proszku uzyskanego z szybko chłodzonej taśmy ze stopu Nd-Fe-B.Zaletą tej technologii jest możliwość wytwarzania wielobiegunowego magnesu płaskiego o naprzemiennym rozkładzie biegunów w układzie szachownicy w jednym procesie magnesowania bez konieczności klejenia pojedynczych magnesów dwubiegunowych. Obecnie obserwuje się wzrost zapotrzebowania na silniki elektryczne o ruchu złożonym, które wymagają zastosowania magnesów trwałych o złożonej konfiguracji biegunów magnetycznych.

Opracowany wielobiegunowy magnes płaski stanowi jednolity komponent, który posiada naprzemienny rozkład biegunów magnetycznych tworząc na powierzchni rozkład biegunów magnetycznych w układzie szachownicy.

Na osobną uwagę zasługują nowatorskie przekładniki prądowe o wysokiej dynamice i liniowości w technologii PCB, które otrzymały złoty medal na Międzynarodowym Salonie Wynalazczości – „Brussels Innova” 2011.

– Nagrodzone opracowanie dokonane na bazie zgłoszonych i uzyskanych wynalazków, umożliwia projektowanie i wytwarzanie nowoczesnych obwodów wtórnych oraz pierwotnych rozdzielnic średniego napięcia opartych na nowych konstrukcjach przekładników prądowych wykonanych w technologii wielowarstwowych precyzyjnych płytek drukowanych PCB-HDI. Opracowanie umożliwia wykonywanie przetworników pola magnetycznego do pomiaru prądów zmiennych pracujących na zasadzie cewek Rogowskiego, lecz pozbawionych wad cewek wykonywanych w tradycyjnej technologii. Istotą jest zastąpienie zwojów drutu nawiniętych na rdzeniu niemagnetycznym technologią wielowarstwowych obwodów drukowanych.

Konstrukcja przekładnika oparta jest na wielowarstwowych płytkach drukowanych z naniesionymi na każdej warstwie spiralnymi cewkami indukcyjnymi. Cewki na poszczególnych warstwach są połączone za pomocą przelotek. Wielowarstwowe płytki są mocowane na mającej kształt pierścienia płytce bazowej w ten sposób, że wzdłuż obwodu pierścienia tworzy się solenoid. Zastosowanie technologii PCB do produkcji przekładników prowadzi do zmniejszenia pracochłonności jego wykonania oraz uzyskania bardzo wysokiej powtarzalności parametrów technicznych przekładnika. To z kolei umożliwia tańsze i łatwiejsze zastosowanie przekładników tam gdzie do tej pory były stosowane cewki Rogowskiego wykonane w tradycyjnej technologii lub tradycyjne przekładniki transformatorowe.

Instytut podejmuje stale nowe wyzwania...

– Najnowsze badania ITR w zakresie innowacyjnych technologii dotyczą organicznej, drukowanej i elastycznej elektroniki (ODEE). Technologia ta łącząc nowoczesne materiały organiczne i nieorganiczne z różnymi technikami druku powoduje powstawanie zupełnie nowych obszarów zastosowań elektroniki. Badane w Instytucie materiały i techniki druku sitowego oraz strumieniowego wykorzystują nanokompozyty i polimery przewodzące do wykonywania m.in. anten UHF, układów identyfikacji radiowej (RFID), drukowanych tranzystorów i źródeł światła. Jednym z ostatnich osiągnięć Instytutu jest bezołowiowa pasta lutownicza nowej generacji, która wykorzystuje zdobycze nanotechnologii. Opracowanie to umożliwia obniżenie temperatury lutowania rozpływowego, przy jednoczesnym wzroście wytrzymałości i niezawodności połączeń. Dziękuję Państwu za uwagę i zapraszam do współpracy, gdyż podejmujemy się także nietypowych prac wdrożeniowych.

Podczas 59 Światowych Targów Wynalazczości, Badań Naukowych i Nowych Technik „Brussel Innova 2010” ITR zdobył dwa prestiżowe odznaczenia. Za wynalazek: „Wielofunkcyjne urządzenie zabezpieczeniowe do pracy w stacjach rozdzielczych sieci kopalnianych z zabezpieczeniem upływowym kontrolującym stan izolacji” ITR otrzymał złoty medal. Ponadto za szczególne osiągnięcia dla wynalazczości, przedstawiciele Instytutu odebrali z rąk Burmistrza Jeana Demandeza oraz Prezesa Targów Florenta Godina. „Krzyż Oficerski”.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!