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我國的物位儀表行業(yè)發(fā)展概況

文章出處:行業(yè)資訊 責(zé)任編輯:東莞市柏奧電子有限公司 發(fā)表時(shí)間:2020-08-31
  一、我國的物位儀表行業(yè)發(fā)展概況
       液位(Level)是很古老的過程參數(shù),是從蒸汽時(shí)代開始就有的四大熱工參數(shù)(溫度、壓力、流量、液位)之一。二十世紀(jì)以來發(fā)展了各類工業(yè),如:電力、冶金、化工、石化、采礦、建材等等。這些工業(yè)過程控制中,主要檢測(cè)參數(shù)仍是這四大參數(shù),當(dāng)然,其內(nèi)容更豐富了。液位也從早期只是測(cè)量水位、發(fā)展到各類液體如:酸、堿、化工液體、各種油類的液位,并且延伸到不相容液體的界面如:油、水界面,水中的固態(tài)沉淀物界面(污泥界面)等,以及散裝固體料位如:煤、礦石、砂、水泥、谷類等。英文仍是Level來涵蓋以上測(cè)量內(nèi)容。而中文如仍用液位顯然不妥,故近年來逐步用物位來作為這類參數(shù)的中文名稱,具體的定義應(yīng)為:不同相物料其相界面的位置稱為物位。根據(jù)不同相物料,可細(xì)分為:液位(氣—液相界面位置)、料位(氣—固相界面位置),液—液相界面位置,液—固相界面位置等。
二、物位測(cè)量技術(shù)的發(fā)展
       物位是過程參數(shù)中最簡單的參數(shù),借助簡單工具(量尺),甚至目測(cè)就能知道物位值。所以在自動(dòng)化程度不高時(shí),物位檢測(cè)儀表的需求并不迫切,直到二十世紀(jì)五十年代以前,主要還是測(cè)量液位,主要的方法是用機(jī)械原理的浮子(力)式及壓力式,用指針就地指示液位。至于大量使用的玻璃板(管)液位計(jì),窺鏡,嚴(yán)格說不能算儀表,只是設(shè)備的附件。
      二十世紀(jì)五十年代起,電測(cè)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了電氣式液位計(jì)的發(fā)展。除了簡單的電極式液位控制器外,最先被應(yīng)用的是電容式物位控制器,以及在這基礎(chǔ)上發(fā)展的連續(xù)式電容物(液)位計(jì)。浮子式之類機(jī)械式液位計(jì)也被附加電氣裝置、使能給出電氣控制信號(hào)或?qū)y(cè)得的液位信號(hào)用電氣信號(hào)遠(yuǎn)傳。電動(dòng)差壓變送器也廣泛用來測(cè)液位,使液位測(cè)量儀表從機(jī)械型向電氣型發(fā)展。
       物位測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展是從上世紀(jì)七十年代后期起由微電子技術(shù)的迅速發(fā)展而帶動(dòng)起來的。首先是微電子技術(shù)促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。PLC、PC、DCS等的應(yīng)用對(duì)物位計(jì)及其他各種現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表提出了巨大的需求。同時(shí)微電子技術(shù)又使非電量電測(cè)技術(shù)有了飛躍進(jìn)步,發(fā)展了許多新型的物位檢測(cè)方法,以及電子型的物位檢測(cè)儀表。使整個(gè)物位儀表領(lǐng)域有了非常巨大的改觀,使原來以機(jī)械式原理為主的物位儀表,發(fā)展為以微電子技術(shù)的電子型智能儀表為主。主要有以下幾個(gè)領(lǐng)域:
1 電子型物位控制器(物位開關(guān))
  在物位的過程控制中,很多場(chǎng)合只需要將物位控制在一定范圍內(nèi),而并不需要精確測(cè)量其位置;或在物位越過某一限定位置(高位或低位)時(shí),發(fā)出控制報(bào)警信號(hào)。這類應(yīng)用的需求量很大。早期主要應(yīng)用浮球式液位控制器或電接點(diǎn)式液位控制器。由于原理限制,許多場(chǎng)合不能應(yīng)用,電子型物位控制器的發(fā)展極大地?cái)U(kuò)展了這類應(yīng)用。因?yàn)槲镂豢刂破鹘Y(jié)構(gòu)簡單、可靠、應(yīng)用方便,有些還有自診斷功能。都是微電子技術(shù)與非電量電測(cè)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品,如:音叉式、超聲式、光導(dǎo)式、熱導(dǎo)式、微波式等等。
2 非接觸的TOF(行程時(shí)間)測(cè)量原理
    TOF(Time of Flight行程時(shí)間或傳播時(shí)間)測(cè)量原理,又稱回波測(cè)距原理,是非接觸測(cè)距的一種方法,是近年來發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的物位測(cè)量新技術(shù)。原理是:安裝在料倉頂部的探頭向倉內(nèi)發(fā)射某種能量波,能量波傳播到被測(cè)物料面上時(shí),在物料面上反射并返回探頭被接受。波的來回傳播時(shí)間就是距離的量度,可以據(jù)之計(jì)算出物位。
  可以應(yīng)用的能量波有機(jī)械波(聲或超聲波)、電磁波(通常為K波段,C波段或X波段的微波),光波(通常為紅外波段的激光)。相應(yīng)的物位計(jì)稱為:超聲物位計(jì),微波物位計(jì)及激光物位計(jì)。
3 大型儲(chǔ)罐液位精密計(jì)量
    液體石油產(chǎn)品的轉(zhuǎn)運(yùn)、倉儲(chǔ)管理中。許多大型儲(chǔ)罐需高精度測(cè)量液位,以計(jì)算儲(chǔ)量。按國際慣例,用于貿(mào)易結(jié)算的液位計(jì)測(cè)量精確度需在±1mm以內(nèi),用于庫存管理的液位計(jì),測(cè)量精確度在±3mm以內(nèi),屬于計(jì)量級(jí)的液位計(jì),量程一般為30m或更大。能滿足這類要求的液位計(jì)有:伺服型浮子液位計(jì),高精度微波(雷達(dá))液位計(jì),磁致伸縮液位計(jì)等。由于都是結(jié)合了微電子技術(shù),除了能達(dá)到高精度測(cè)量液位外,都有數(shù)字通訊接口,并可以和平均溫度計(jì)、壓力傳感器結(jié)合進(jìn)行綜合測(cè)量。
    這三種原理的儀表中,超聲波物位計(jì)已應(yīng)用了20多年,技術(shù)已成熟。微波物位計(jì)是近十幾年來發(fā)展起來的,發(fā)展速度很快,應(yīng)用也越來越廣。激光物位計(jì)雖然技術(shù)也已成熟,由于原理上的原因,應(yīng)用面較狹。總體來說,這類儀表已成為物位測(cè)量中非常重要的手段,應(yīng)用增長很快。
     綜上所述,電子型物位儀表已成為物位儀表中主流,即使機(jī)械原理的儀表許多也是結(jié)合了微電子技術(shù)成為機(jī)電一體型的儀表。
三、我國的物位儀表工業(yè)
      我國的物位儀表工業(yè)起步較晚,由于物位參數(shù)較簡單,玻璃板(管)液位計(jì)也不一定是儀表廠生產(chǎn),五十年代我國并沒有專業(yè)的物位儀表廠。上世紀(jì)六十年代才開始有些廠生產(chǎn)浮子式等的液位儀表。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代雖然也定點(diǎn)了幾個(gè)廠生產(chǎn)物位儀表,如開封儀表廠、銀河儀表廠、上海自動(dòng)化儀表五廠等。但由于需求不旺,發(fā)展不快,同時(shí)定點(diǎn)生產(chǎn)流量計(jì)的開封儀表廠及銀河儀表廠都把重點(diǎn)轉(zhuǎn)為流量計(jì),只有上海自儀五廠始終以物位儀表為主,但企業(yè)規(guī)模不大。生產(chǎn)產(chǎn)品以機(jī)械型儀表為主。
     上世紀(jì)七、八十年代,國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大型項(xiàng)目引進(jìn)國外技術(shù),使我國石化、冶金等工業(yè)自動(dòng)化水平提高很快,對(duì)自動(dòng)化儀表的需求也 增長。但物位儀表相對(duì)于其他參數(shù)的儀表,發(fā)展仍較慢。  在88年8月物位儀表行業(yè)協(xié)會(huì)成立時(shí),約有22個(gè)成員單位,涵蓋了當(dāng)時(shí)主要物位儀表生產(chǎn)廠。進(jìn)入九十年代,國家進(jìn)一步改革開放、經(jīng)濟(jì)發(fā)展,自動(dòng)化程度的提高使物位儀表需求猛增,原有生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求,國外產(chǎn)品大量進(jìn)來(主要是高端產(chǎn)品),生產(chǎn)低端產(chǎn)品的民營企業(yè)發(fā)展也很快。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大潮中我國物位儀表工業(yè)面臨洗牌。原來物位儀表行業(yè)協(xié)會(huì)中的一些成員廠,有的破產(chǎn)、有的改制為民營企業(yè)、也有些改變了產(chǎn)品方向。但新成立了更多的物位儀表廠,有國外獨(dú)資、合資的,更多的是民營企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),稍具規(guī)模的物位儀表廠約八十余家,大致可分為三類:
1 外資或合資公司
      進(jìn)入中國市場(chǎng)較早的國外物位儀表公司為了進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額、降低成本,紛紛在國內(nèi)設(shè)廠制造。首先是生產(chǎn)機(jī)械型產(chǎn)品如:磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)、磁浮子液位計(jì)及開關(guān)的公司;因?yàn)檫@類產(chǎn)品機(jī)加工量大、運(yùn)費(fèi)也貴,在國內(nèi)加工可大幅度降低成本,縮短交貨期,國內(nèi)也具備制造條件。電子型物位計(jì)基本上是組裝,主要電子部件從國外進(jìn)口、安裝法蘭,外殼等機(jī)械部件逐步尋求國內(nèi)加工。規(guī)格、性能都同國外產(chǎn)品,價(jià)格可下降。主要還是為了獲取更大的中國市場(chǎng)份額。
  在產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)上以獨(dú)資為多,早期成立的合資廠目前已多是外方控股,或轉(zhuǎn)為獨(dú)資。目前還未有以中國為生產(chǎn)基地出口返銷的,但從發(fā)展來看是可能的。因?yàn)橹袊鴦趧?dòng)力成本低,還有一定制造業(yè)基礎(chǔ),特別是獨(dú)資后知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題易于解決。跨國公司會(huì)找成本最低的地方生產(chǎn)。有些公司已在國內(nèi)買地造廠房,是作長期打算的。據(jù)規(guī)定,在我國正式注冊(cè)成立公司享受國民待遇、也可加入行業(yè)協(xié)會(huì)及選入領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。這一屆物位儀表行業(yè)協(xié)會(huì)理事會(huì)中,就有五家外資企業(yè)入選。這部分廠會(huì)成為我國物位儀表行業(yè)的重要力量,成為我國物位儀表高端產(chǎn)品的主要供應(yīng)商。
2 生產(chǎn)機(jī)械型產(chǎn)品為主的民營企業(yè)
     機(jī)械型物位儀表生產(chǎn)門檻低、需要量又很大,所以促進(jìn)了這類工廠的發(fā)展,數(shù)量較多,包括原有的物位儀表廠及最近十余年逐步建立的民營企業(yè)。規(guī)模大的年銷售額已達(dá)數(shù)千萬元,如上海星申儀表有限公司。規(guī)模小的僅幾十萬元。它們將面臨優(yōu)勝劣汰的競(jìng)爭(zhēng),部分廠會(huì)被市場(chǎng)淘汰,產(chǎn)品質(zhì)量好的,能適應(yīng)市場(chǎng)的將得到發(fā)展,規(guī)模會(huì)擴(kuò)大。
3 生產(chǎn)電子型物位儀表的民營公司
  在我國改革開放的環(huán)境下,有些科技人員自行開發(fā)電子型物位儀表,生產(chǎn)屬于自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。這類企業(yè)這幾年發(fā)展很快,生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)含量較高,以射頻電容物位計(jì)及開關(guān)為多,超聲液位計(jì)次之,以及磁致伸縮液位計(jì)及微波物位計(jì)等。這些公司目前規(guī)模都不大,但發(fā)展空間很大。因?yàn)檫@類產(chǎn)品目前大多由國外公司供貸、定價(jià)較高,自行開發(fā)的產(chǎn)品性能指標(biāo)已能接近或達(dá)到國外同類產(chǎn)品,價(jià)格會(huì)低很多,基本上只有進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格的一半左右,有很大市場(chǎng)空間。近幾屆MICONEX展會(huì)上均有這類公司展出產(chǎn)品如:北京古大儀表有限公司 2007年銷售了 1000臺(tái)微波物位計(jì)及 2000臺(tái)超聲物位計(jì)、銷售額達(dá)  2600萬元。今年又推出了26GHZ的高頻微波物位計(jì),已銷售了近500  臺(tái),是生產(chǎn)高端產(chǎn)品的代表。
     北京儀通鑫磊測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的磁致伸縮液位計(jì)2007年銷售了3000多 臺(tái),主要用于加油站地下油罐油位測(cè)量及罐區(qū)大型儲(chǔ)罐液位測(cè)量。性能指標(biāo)接近國外產(chǎn)品,價(jià)格僅為其40%,已被許多用戶認(rèn)可,如被中國石油天然氣公司確認(rèn)為加油站工程液位計(jì)的入圍供應(yīng)商。
    北京瑞普三元儀表有限公司已與西門子公司達(dá)成協(xié)議,采用購買西門子公司微波物位計(jì)核心部件的方式,生產(chǎn)自己品牌的微波物位計(jì)。其技術(shù)指標(biāo)完全和西門子產(chǎn)品一樣,但價(jià)格可比進(jìn)口產(chǎn)品低很多,雖然比國內(nèi)自主開發(fā)的產(chǎn)品貴,但性能指標(biāo)高。可以填補(bǔ)進(jìn)口產(chǎn)品與國內(nèi)產(chǎn)品之間的中間市場(chǎng)。
  當(dāng)然,這類公司也面臨競(jìng)爭(zhēng),電子型產(chǎn)品更新淘汰很快,必須不斷研發(fā)新產(chǎn)品,跟上國際技術(shù)發(fā)展步伐,縮短與國外產(chǎn)品差距,還要經(jīng)受現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用考驗(yàn)及生產(chǎn)量增大后保持質(zhì)量穩(wěn)定,以及國外公司在中國生產(chǎn)后價(jià)格降低的競(jìng)爭(zhēng)。但是市場(chǎng)需求是發(fā)展的最大動(dòng)力,相信這些企業(yè)中的一部分會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中得到發(fā)展,成為我國物位儀表行業(yè)中的骨干力量。
三、我國的物位儀表市場(chǎng)
      近年來,我國經(jīng)濟(jì)高速增長,新建企業(yè)的自動(dòng)化程度都很高,儀表選型都和國外接軌,故新型及高端的物位儀表需求量很大,而我國物位儀表工業(yè)相對(duì)較落后,不能制造。相當(dāng)部分要靠進(jìn)口。我國物位儀表市場(chǎng)中,用于貿(mào)易結(jié)算及庫存管理的計(jì)量級(jí)液位儀表(計(jì)量級(jí)微波液位計(jì)及伺服液位計(jì)),基本上全部進(jìn)口。主要供貨商為Enraf、Emersion、E+H等公司。
用于過程檢測(cè)的電子型物位儀表中,射頻電容式物位儀表國內(nèi)生產(chǎn)廠家較多,技術(shù)也較成熟,估計(jì)國內(nèi)產(chǎn)品占市場(chǎng)份額一半以上,E+H公司也開始在國內(nèi)組裝生產(chǎn)。磁致伸縮液位計(jì)在加油站應(yīng)用較多,國內(nèi)品牌已被中石油等大企業(yè)認(rèn)可,按測(cè)點(diǎn)數(shù)計(jì)算,國內(nèi)品牌約有接近一半的市場(chǎng)占有率。用于大型儲(chǔ)罐的長量程,多功能品種主要還是國外品牌,主要供貨商為MTS、K-TEK公司,后者已在天津的工廠內(nèi)組裝生產(chǎn)。國內(nèi)生產(chǎn)的微波及超聲物位儀表,雖然近幾年增長很快,但在總量上與國外品牌產(chǎn)品相比份額還是很少的,臺(tái)件數(shù)來計(jì)約占15%,銷售額比例更低。
      磁浮子液位計(jì)、浮球液位計(jì)及開關(guān)等機(jī)械型產(chǎn)品主要靠國內(nèi)企業(yè)供貨。因?yàn)闄C(jī)械加工國外成本高,運(yùn)費(fèi)也貴,同類產(chǎn)品約是國內(nèi)產(chǎn)品的2~3倍。對(duì)于常規(guī)工況,國內(nèi)產(chǎn)品都能滿足要求,故大部分都由國內(nèi)廠供貨。高溫、高壓工況,特殊材質(zhì),則大多由國外公司供貨,價(jià)格貴,但量不多。
     有些機(jī)械和電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品如:電動(dòng)浮筒液位計(jì),國內(nèi)雖生產(chǎn)多年,但性能差。國外產(chǎn)品價(jià)格很貴。這類產(chǎn)品市場(chǎng)需求量又多。有些企業(yè)就采取國內(nèi)外相結(jié)合方式,購買國外知名品牌的電子轉(zhuǎn)換部件,國內(nèi)自己加工機(jī)械筒體部分,這樣既保證儀表性能,又能大幅度降低價(jià)格。用自己品牌也避免了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糾紛。這種方式成為當(dāng)前電動(dòng)浮筒液位計(jì)的主要生產(chǎn)方式,也被用戶認(rèn)可,占了大部分的市場(chǎng)份額。國外公司因?yàn)閮r(jià)格限制無法大量直銷,大量銷售電子轉(zhuǎn)換部件也可贏利。提供電子轉(zhuǎn)換部件的國外公司有:Fisher、Foxboro。由于國內(nèi)自己產(chǎn)品性能近期內(nèi)難以達(dá)到國外產(chǎn)品水平,故這種方式將會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。

我國的物位儀表行業(yè)發(fā)展概況

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