Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Centrum Techniki Morskiej S.A. w Gdyni, wchodzący w skład Polskiej Grupy Zbrojeniowej, składa się z trzech jednostek badawczych. Pierwszą jest Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej, drugą Laboratorium Wibroakustyki, Odporności Udarowej i Pól Magnetycznych. Trzecią natomiast otwarte w 2023 roku Laboratorium Łączności i Systemów Dowodzenia, które uzyskało akredytację w 2024 roku.

Laboratorium badawcze CTM w Gdyni. Fot. Agnieszka Kubasik

– Skład personalny w tych trzech laboratoriach jest ten sam. Niektórzy zajmują się badaniami mechanicznymi, a inni kompatybilnością i pomiarami elektrycznymi, w zależności od potrzeby – powiedziała Aleksandra Mazur, starszy specjalista ds. badań i kierownik ds. jakości, która oprowadziła mnie po ośrodku badawczym w Gdyni.

Komora bezodbiciowa wielkości kortu tenisowego

Pomieszczenie do wykonywania pomiarów emisji zaburzeń elektromagnetycznych, pochodzących od testowanych urządzeń, tzw. komora bezodbiciowa SAC (Semi Anechoic Chamber), zajmuje połowę budynku laboratorium Centrum Techniki Morskiej w Gdyni. Ma ponad 20 metrów długości i umożliwia badania z odległości 10 metrów, według wymagań norm. Jest to jedyna takiej wielkości komora w północnej Polsce, a powstała dzięki projektowi „Sieć Laboratoriów EMC w Polsce” i dofinansowaniu z Funduszy Europejskich.

Komora bezodbiciowa w CTM. Fot. Agnieszka Kubasik

– W naszej komorze bezodbiciowej wykonujemy pomiary emisji zaburzeń elektromagnetycznych, pochodzących od urządzeń oraz pomiary odporności tych urządzeń na pole elektromagnetyczne promieniowane. Są to sprzęty zarówno komercyjne, jak i wojskowe, stanowiące między innymi wyposażenie statków i okrętów. W zakresie naszej akredytacji bierzemy pod uwagę różne normy i wymagania z dziedziny militarnej, urządzeń morskich i komercyjnych. Określają one wymagania dotyczące emisji urządzeń podczas pracy w danej częstotliwości. Urządzenia sterujące i radary generują pole elektromagnetyczne, a my sprawdzamy, czy zamontowane pod pokładem nie ulegną uszkodzeniu i będą pracować poprawnie.

Komora bezodbiciowa w CTM. Fot. Agnieszka Kubasik

– Towarzystwo klasyfikacyjne opracowujące wymagania, np PRS (Polski Rejestr Statków) opracowuje wytyczne odnośnie zakresu częstotliwości, w której dane urządzenie musi być odporna na pole elektromagnetyczne, np. 10 V/m. Generujemy w laboratorium takie zaburzenie w danym zakresie częstotliwości i sprawdzamy czy urządzenie działa poprawnie i nie występują anomalie. Klient, który do nas przychodzi, zazwyczaj wie, jakich badań potrzebuje wprowadzane na rynek urządzenie. Zna też odpowiednie normy do określonej klasy urządzeń – wyjaśniła Aleksandra Mazur.

Ściany i sufit komory wyłożone są płytkami ferrytowymi o wymiarach 10 x 10 cm, które zmniejszają promieniowania pola elektromagnetycznego. Pokryte są dodatkowo absorberami z gąbek i styropianowymi kapslami. Jeśli trzeba jeszcze bardziej wytłumić promieniowanie, które wychodzi nieco ponad limit, to np. na kable urządzenia nakładane są koraliki ferrytowe.

Badania w celach komercyjnych i wojskowych

– Nasze badania potrzebne są do uzyskania certyfikatu umożliwiającego sprzedaż urządzenia na rynku. Mamy stałych klientów, dla których wykonujemy badania komercyjne, jak i takich, którzy potrzebują potwierdzenia zgodności z normami wojskowymi, chociażby dla urządzeń wykorzystywanych na okrętach marynarki wojennej. Dotyczy to również produkowanych przez nas radiostacji. Wojsko może kupować urządzenia z rynku, ale muszą one przejść dodatkowe badania na zgodność z normami obronnymi, które są bardziej rygorystyczne niż przemysłowe.

Stanowisko sterujace badaniami w komorze bezodbiciowej w CTM. Fot. Agnieszka Kubasik

Jak wykonuje się takie badania?

– Wykonujemy pomiary zakłóceń, które urządzenia emitują do otoczenia, żeby sprawdzić, czy określone częstotliwości nie wychodzą ponad skalę i w rezultacie nie spowodują uszkodzenia innych sprzętów, np. rozrusznika serca. Norma określa limit częstotliwości i odległość mierzonego urządzenia od źródła zakłócenia. Parametry badania ustalane są w zależności od rodzaju sprzętu i norm, które ma spełnić. W przypadku urządzeń wojskowych anteny umieszczone są w odległości 1 metra. Natomiast dla komercyjnych urządzeń elektronicznych norma europejska EN wymaga badań z odległości 10 metrów. Pomiary od niskich częstotliwości do 1 GHz wykonuje się z odległości 3 metrów. Jeżeli chcielibyśmy mierzyć w pełnym zakresie – do 6GHz, to musimy mieć większą odległość pomiarową. Długie fale mierzone są z odległości 10 metrów.

Według Aleksandry Mazur, na północy Polski tylko ośrodek badawczy CTM dysponuje wystarczająco dużą komorą bezodbiciową do tak szerokiego zakresu pomiarów.

Pomiary emisji w testach konstruktorskich i inżynierskich

– Naszą mniejszą komorę rewerberacyjną wykorzystywaliśmy do pomiarów emisji w testach konstruktorskich i inżynierskich. Wykonywaliśmy je poza zakresem akredytacji, podczas wprowadzania nowego produktu na rynek, żeby inżynier mógł sprawdzić i poprawić niektóre elementy. To tak naprawdę klatka Faradaya, która nie jest przeznaczona do tego typu badań. Używaliśmy jej też do badań odporności. Generowaliśmy promieniowanie elektromagnetyczne, które było skierowane w stronę badanego urządzenia i sprawdzaliśmy, czy nie zostanie uszkodzone lub nie zacznie pracować inaczej niż powinno – wspomniała Aleksandra Mazur.

Komora rewerberacyjna w CTM. Fot. Agnieszka Kubasik

Generowane zakłócenia to zazwyczaj pole elektromagnetyczne lub inne występujące w sieci zasilającej, np. spadek napięcia, udary napięciowe, większe impulsy w sieci energetycznej. Celem badań jest sprawdzenie czy pod wpływem tych zakłóceń np. nie zaburzy się obraz w telewizorze. Weryfikowane jest bezpieczeństwo zarówno dla użytkownika, jak i innych sprzętów elektronicznych działających w otoczeniu.

Aleksandra Mazur, starszy specjalista ds. badań i kierownik ds. jakości, opowiada o badaniach wykonywanych w komorze rewerberacyjnej w CTM. Fot. Agnieszka Kubasik

Badania odporności na zakłócenia w sieci zasilającej

Kompletne badania na kompatybilność elektromagnetyczną, czyli emisje promieniowane i przewodzone wykonywane są w komorze, z uwagi na korzystanie z tego samego odbiornika pomiarowego. Odporność na wszelkiego rodzaju zaburzenia przewodzone, które mogą wystąpić w sieci zasilającej, np. zapady, zaniki napięcia czy udary napięciowe, sprawdzana jest na stanowiskach. Ta część laboratorium wyposażona jest w mobilne stoły z urządzeniami do wywoływania różnego rodzaju zakłóceń.

Aleksandra Mazur przy stanowisku do badań. Fot. Agnieszka Kubasik

– Stanowiska modyfikujemy tu w zależności od potrzeby. Nie budujemy za każdym razem układu pomiarowego, tylko korzystamy z urządzeń zgodnych z normami. Jedne generatory wykorzystujemy do badań urządzeń wojskowych, inne do pozostałych urządzeń wprowadzanych na rynek. Jedno większe stanowisko rozstawiamy czasem w naszej dużej komorze, gdzie generujemy impuls elektromagnetyczny o wysokiej mocy, mogący powstać po wybuchu bomby jądrowej. Sprawdzamy w ten sposób możliwe uszkodzenia, które powstałyby w urządzeniach wchodzących w skład infrastruktury krytycznej – oznajmiła Aleksandra Mazur.

Mobilne stanowiska do badań w laboratorium CTM. Fot. Agnieszka Kubasik

Laboratorium Łączności i Systemów Dowodzenia

– To nasze najnowsze laboratorium, które powstało z uwagi na montowane przez nas radiostacje. Jednym z procesów ich produkcji są pomiary parametrów pracy, które muszą spełniać określone wymagania w celu uzyskania akredytacji. Mamy potwierdzenie Polskiego Centrum Akredytacji na dwa laboratoria – Kompatybilności Elektromagnetycznej oraz Wibroakustyki, Odporności udarowej i Pól magnetycznych. Laboratorium Łączności i Systemów Dowodzenia ma akredytację Ministerstwa Obrony Narodowej (Obronność i Bezpieczeństwo) podobnie jak dwa pozostałe – dodała Aleksandra Mazur.

Oprócz sprawdzania kompatybilności i badań mechanicznych, CTM wykonuje również badania odporności na podwyższoną i obniżoną temperaturę oraz podwyższoną wilgotność. Realizowane są w komorze klimatycznej z symulowanymi narażeniami środowiskowymi, w których urządzenie będzie pracować docelowo. Dotyczy to np. pojazdów opancerzonych.

Centrum Elektroniki Militarnej

21 maja tego roku w Ośrodku CTM odbyła się uroczystość wmurowania kapsuły czasu pod budowę Centrum Elektroniki Militarnej (CEM). Powstaje ono w ramach II fazy programu WISŁA, związanego z realizacją przeciwlotniczego i przeciwrakietowego systemu średniego zasięgu opartego na amerykańskim systemie Patriot. Posłuży do transferu technologii w formie sprzętu specjalistycznego do produkcji elektroniki, urządzeń testowych i narzędzi, dokumentacji technicznej.

Film zrealizowany w Ośrodku CTM w Gdyni:

Aleksandra Mazur, starszy specjalista ds. badań, opowiada o o szerokich możliwościach testowania urządzeń w Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej w gdyńskim Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Centrum Techniki Morskiej w Gdyni.