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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)，甚至目測就能知道物位值。所以在自動化程度不高時，物位檢測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，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，電測技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了電氣式液位計的發(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。浮子式之類機(jī)械式液位計也被附加電氣裝置、使能給出電氣控制信號或?qū)y得的液位信號用電氣信號遠(yuǎn)傳。電動差壓變送器也廣泛用來測液位，使液位測量儀表從機(jī)械型向電氣型發(fā)展。
   物位測量技術(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)展而帶動起來的。首先是微電子技術(shù)促進(jìn)了工業(yè)自動化的發(fā)展。PLC、PC、DCS等的應(yīng)用對物位計及其他各種現(xiàn)場檢測儀表提出了巨大的需求。同時微電子技術(shù)又使非電量電測技術(shù)有了飛躍進(jìn)步，發(fā)展了許多新型的物位檢測方法，以及電子型的物位檢測儀表。使整個物位儀表領(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，很多場合只需要將物位控制在一定范圍內(nèi)，而并不需要精確測量其位置；或在物位越過某一限定位置(高位或低位)時，發(fā)出控制報警信號。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，許多場合不能應(yīng)用，電子型物位控制器的發(fā)展極大地擴(kuò)展了這類應(yīng)用。因為物位控制器結(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(行程時間)測量原理
TOF(Time of Flight行程時間或傳播時間)測量原理，又稱回波測距原理，是非接觸測距的一種方法，是近年來發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的物位測量新技術(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，能量波傳播到被測物料面上時，在物料面上反射并返回探頭被接受。波的來回傳播時間就是距離的量度，可以據(jù)之計算出物位。
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)的物位計稱為：超聲物位計，微波物位計及激光物位計。
3 大型儲罐液位精密計量
液體石油產(chǎn)品的轉(zhuǎn)運(yùn)、倉儲管理中。許多大型儲罐需高精度測量液位，以計算儲量。按國際慣例，用于貿(mào)易結(jié)算的液位計測量精確度需在±1mm以內(nèi)，用于庫存管理的液位計，測量精確度在±3mm以內(nèi)，屬于計量級的液位計，量程一般為30m或更大。能滿足這類要求的液位計有：伺服型浮子液位計，高精度微波(雷達(dá))液位計，磁致伸縮液位計等。由于都是結(jié)合了微電子技術(shù)，除了能達(dá)到高精度測量液位外，都有數(shù)字通訊接口，并可以和平均溫度計、壓力傳感器結(jié)合進(jìn)行綜合測量。
這三種原理的儀表中，超聲波物位計已應(yīng)用了20多年，技術(shù)已成熟。微波物位計是近十幾年來發(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。在計劃經(jīng)濟(jì)時代雖然也定點(diǎn)了幾個廠生產(chǎn)物位儀表，如開封儀表廠、銀河儀表廠、上海自動化儀表五廠等。但由于需求不旺，發(fā)展不快，同時定點(diǎn)生產(chǎn)流量計的開封儀表廠及銀河儀表廠都把重點(diǎn)轉(zhuǎn)為流量計，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，大型項目引進(jìn)國外技術(shù)，使我國石化、冶金等工業(yè)自動化水平提高很快，對自動化儀表的需求也增長。但物位儀表相對于其他參數(shù)的儀表，發(fā)展仍較慢。在88年8月物位儀表行業(yè)協(xié)會成立時，約有22個成員單位，涵蓋了當(dāng)時主要物位儀表生產(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，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)入中國市場較早的國外物位儀表公司為了進(jìn)一步擴(kuò)大市場份額、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、磁浮子液位計及開關(guān)的公司；因為這類產(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，價格可下降。主要還是為了獲取更大的中國市場份額。
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。因為中國勞動力成本低，還有一定制造業(yè)基礎(chǔ)，特別是獨(dú)資后知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題易于解決。跨國公司會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，在我國正式注冊成立公司享受國民待遇、也可加入行業(yè)協(xié)會及選入領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。這一屆物位儀表行業(yè)協(xié)會理事會中，就有五家外資企業(yè)入選。這部分廠會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)勝劣汰的競爭，部分廠會被市場淘汰，產(chǎn)品質(zhì)量好的，能適應(yīng)市場的將得到發(fā)展，規(guī)模會擴(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，以射頻電容物位計及開關(guān)為多，超聲液位計次之，以及磁致伸縮液位計及微波物位計等。這些公司目前規(guī)模都不大，但發(fā)展空間很大。因為這類產(chǎn)品目前大多由國外公司供貸、定價較高，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，價格會低很多，基本上只有進(jìn)口產(chǎn)品價格的一半左右，有很大市場空間。近幾屆MICONEX展會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臺微波物位計及 2000臺超聲物位計、銷售額達(dá) 2600萬元。今年又推出了26GHZ的高頻微波物位計，已銷售了近500 臺，是生產(chǎn)高端產(chǎn)品的代表。
北京儀通鑫磊測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的磁致伸縮液位計2007年銷售了3000多臺，主要用于加油站地下油罐油位測量及罐區(qū)大型儲罐液位測量。性能指標(biāo)接近國外產(chǎn)品，價格僅為其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核心部件的方式，生產(chǎn)自己品牌的微波物位計。其技術(shù)指標(biāo)完全和西門子產(chǎn)品一樣，但價格可比進(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。
當(dāng)然，這類公司也面臨競爭，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)場應(yīng)用考驗及生產(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)后價格降低的競爭。但是市場需求是發(fā)展的最大動力，相信這些企業(yè)中的一部分會在競爭中得到發(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
  近年來,我國經(jīng)濟(jì)高速增長，新建企業(yè)的自動化程度都很高，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。我國物位儀表市場中，用于貿(mào)易結(jié)算及庫存管理的計量級液位儀表（計量級微波液位計及伺服液位計），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，估計國內(nèi)產(chǎn)品占市場份額一半以上，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，按測點(diǎn)數(shù)計算，國內(nèi)品牌約有接近一半的市場占有率。用于大型儲罐的長量程，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，臺件數(shù)來計約占15%，銷售額比例更低。
磁浮子液位計、浮球液位計及開關(guān)等機(jī)械型產(chǎn)品主要靠國內(nèi)企業(yè)供貨。因為機(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：電動浮筒液位計，國內(nèi)雖生產(chǎn)多年，但性能差。國外產(chǎn)品價格很貴。這類產(chǎn)品市場需求量又多。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，又能大幅度降低價格。用自己品牌也避免了知識產(chǎn)權(quán)的糾紛。這種方式成為當(dāng)前電動浮筒液位計的主要生產(chǎn)方式，也被用戶認(rèn)可，占了大部分的市場份額。國外公司因為價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，故這種方式將會持續(xù)一段時間。

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