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我国的物位仪表行业发展概况

文章出处:行业资讯 责任编辑:东莞市柏奥电子有限公司 发表时间:2020-08-31
  一、我国的物位仪表行业发展概况
       液位(Level)是很古老的过程参数,是从蒸汽时代开始就有的四大热工参数(温度、压力、流量、液位)之一。二十世纪以来发展了各类工业,如:电力、冶金、化工、石化、采矿、建材等等。这些工业过程控制中,主要检测参数仍是这四大参数,当然,其内容更丰富了。液位也从早期只是测量水位、发展到各类液体如:酸、碱、化工液体、各种油类的液位,并且延伸到不相容液体的界面如:油、水界面,水中的固态沉淀物界面(污泥界面)等,以及散装固体料位如:煤、矿石、砂、水泥、谷类等。英文仍是Level来涵盖以上测量内容。而中文如仍用液位显然不妥,故近年来逐步用物位来作为这类参数的中文名称,具体的定义应为:不同相物料其相界面的位置称为物位。根据不同相物料,可细分为:液位(气—液相界面位置)、料位(气—固相界面位置),液—液相界面位置,液—固相界面位置等。
二、物位测量技术的发展
       物位是过程参数中最简单的参数,借助简单工具(量尺),甚至目测就能知道物位值。所以在自动化程度不高时,物位检测仪表的需求并不迫切,直到二十世纪五十年代以前,主要还是测量液位,主要的方法是用机械原理的浮子(力)式及压力式,用指针就地指示液位。至于大量使用的玻璃板(管)液位计,窥镜,严格说不能算仪表,只是设备的附件。
      二十世纪五十年代起,电测技术的发展促进了电气式液位计的发展。除了简单的电极式液位控制器外,最先被应用的是电容式物位控制器,以及在这基础上发展的连续式电容物(液)位计。浮子式之类机械式液位计也被附加电气装置、使能给出电气控制信号或将测得的液位信号用电气信号远传。电动差压变送器也广泛用来测液位,使液位测量仪表从机械型向电气型发展。
       物位测量技术的迅速发展是从上世纪七十年代后期起由微电子技术的迅速发展而带动起来的。首先是微电子技术促进了工业自动化的发展。PLC、PC、DCS等的应用对物位计及其他各种现场检测仪表提出了巨大的需求。同时微电子技术又使非电量电测技术有了飞跃进步,发展了许多新型的物位检测方法,以及电子型的物位检测仪表。使整个物位仪表领域有了非常巨大的改观,使原来以机械式原理为主的物位仪表,发展为以微电子技术的电子型智能仪表为主。主要有以下几个领域:
1 电子型物位控制器(物位开关)
  在物位的过程控制中,很多场合只需要将物位控制在一定范围内,而并不需要精确测量其位置;或在物位越过某一限定位置(高位或低位)时,发出控制报警信号。这类应用的需求量很大。早期主要应用浮球式液位控制器或电接点式液位控制器。由于原理限制,许多场合不能应用,电子型物位控制器的发展极大地扩展了这类应用。因为物位控制器结构简单、可靠、应用方便,有些还有自诊断功能。都是微电子技术与非电量电测技术结合的产品,如:音叉式、超声式、光导式、热导式、微波式等等。
2 非接触的TOF(行程时间)测量原理
    TOF(Time of Flight行程时间或传播时间)测量原理,又称回波测距原理,是非接触测距的一种方法,是近年来发展最快、应用最广的物位测量新技术。原理是:安装在料仓顶部的探头向仓内发射某种能量波,能量波传播到被测物料面上时,在物料面上反射并返回探头被接受。波的来回传播时间就是距离的量度,可以据之计算出物位。
  可以应用的能量波有机械波(声或超声波)、电磁波(通常为K波段,C波段或X波段的微波),光波(通常为红外波段的激光)。相应的物位计称为:超声物位计,微波物位计及激光物位计。
3 大型储罐液位精密计量
    液体石油产品的转运、仓储管理中。许多大型储罐需高精度测量液位,以计算储量。按国际惯例,用于贸易结算的液位计测量精确度需在±1mm以内,用于库存管理的液位计,测量精确度在±3mm以内,属于计量级的液位计,量程一般为30m或更大。能满足这类要求的液位计有:伺服型浮子液位计,高精度微波(雷达)液位计,磁致伸缩液位计等。由于都是结合了微电子技术,除了能达到高精度测量液位外,都有数字通讯接口,并可以和平均温度计、压力传感器结合进行综合测量。
    这三种原理的仪表中,超声波物位计已应用了20多年,技术已成熟。微波物位计是近十几年来发展起来的,发展速度很快,应用也越来越广。激光物位计虽然技术也已成熟,由于原理上的原因,应用面较狭。总体来说,这类仪表已成为物位测量中非常重要的手段,应用增长很快。
     综上所述,电子型物位仪表已成为物位仪表中主流,即使机械原理的仪表许多也是结合了微电子技术成为机电一体型的仪表。
三、我国的物位仪表工业
      我国的物位仪表工业起步较晚,由于物位参数较简单,玻璃板(管)液位计也不一定是仪表厂生产,五十年代我国并没有专业的物位仪表厂。上世纪六十年代才开始有些厂生产浮子式等的液位仪表。在计划经济时代虽然也定点了几个厂生产物位仪表,如开封仪表厂、银河仪表厂、上海自动化仪表五厂等。但由于需求不旺,发展不快,同时定点生产流量计的开封仪表厂及银河仪表厂都把重点转为流量计,只有上海自仪五厂始终以物位仪表为主,但企业规模不大。生产产品以机械型仪表为主。
     上世纪七、八十年代,国家经济的发展,大型项目引进国外技术,使我国石化、冶金等工业自动化水平提高很快,对自动化仪表的需求也 增长。但物位仪表相对于其他参数的仪表,发展仍较慢。  在88年8月物位仪表行业协会成立时,约有22个成员单位,涵盖了当时主要物位仪表生产厂。进入九十年代,国家进一步改革开放、经济发展,自动化程度的提高使物位仪表需求猛增,原有生产能力远远不能满足需求,国外产品大量进来(主要是高端产品),生产低端产品的民营企业发展也很快。在市场经济大潮中我国物位仪表工业面临洗牌。原来物位仪表行业协会中的一些成员厂,有的破产、有的改制为民营企业、也有些改变了产品方向。但新成立了更多的物位仪表厂,有国外独资、合资的,更多的是民营企业。据不完全统计,稍具规模的物位仪表厂约八十余家,大致可分为三类:
1 外资或合资公司
      进入中国市场较早的国外物位仪表公司为了进一步扩大市场份额、降低成本,纷纷在国内设厂制造。首先是生产机械型产品如:磁翻转液位计、磁浮子液位计及开关的公司;因为这类产品机加工量大、运费也贵,在国内加工可大幅度降低成本,缩短交货期,国内也具备制造条件。电子型物位计基本上是组装,主要电子部件从国外进口、安装法兰,外壳等机械部件逐步寻求国内加工。规格、性能都同国外产品,价格可下降。主要还是为了获取更大的中国市场份额。
  在产权结构上以独资为多,早期成立的合资厂目前已多是外方控股,或转为独资。目前还未有以中国为生产基地出口返销的,但从发展来看是可能的。因为中国劳动力成本低,还有一定制造业基础,特别是独资后知识产权保护问题易于解决。跨国公司会找成本最低的地方生产。有些公司已在国内买地造厂房,是作长期打算的。据规定,在我国正式注册成立公司享受国民待遇、也可加入行业协会及选入领导机构。这一届物位仪表行业协会理事会中,就有五家外资企业入选。这部分厂会成为我国物位仪表行业的重要力量,成为我国物位仪表高端产品的主要供应商。
2 生产机械型产品为主的民营企业
     机械型物位仪表生产门槛低、需要量又很大,所以促进了这类工厂的发展,数量较多,包括原有的物位仪表厂及最近十余年逐步建立的民营企业。规模大的年销售额已达数千万元,如上海星申仪表有限公司。规模小的仅几十万元。它们将面临优胜劣汰的竞争,部分厂会被市场淘汰,产品质量好的,能适应市场的将得到发展,规模会扩大。
3 生产电子型物位仪表的民营公司
  在我国改革开放的环境下,有些科技人员自行开发电子型物位仪表,生产属于自己知识产权的产品。这类企业这几年发展很快,生产的产品技术含量较高,以射频电容物位计及开关为多,超声液位计次之,以及磁致伸缩液位计及微波物位计等。这些公司目前规模都不大,但发展空间很大。因为这类产品目前大多由国外公司供贷、定价较高,自行开发的产品性能指标已能接近或达到国外同类产品,价格会低很多,基本上只有进口产品价格的一半左右,有很大市场空间。近几届MICONEX展会上均有这类公司展出产品如:北京古大仪表有限公司 2007年销售了 1000台微波物位计及 2000台超声物位计、销售额达  2600万元。今年又推出了26GHZ的高频微波物位计,已销售了近500  台,是生产高端产品的代表。
     北京仪通鑫磊测控技术有限公司生产的磁致伸缩液位计2007年销售了3000多 台,主要用于加油站地下油罐油位测量及罐区大型储罐液位测量。性能指标接近国外产品,价格仅为其40%,已被许多用户认可,如被中国石油天然气公司确认为加油站工程液位计的入围供应商。
    北京瑞普三元仪表有限公司已与西门子公司达成协议,采用购买西门子公司微波物位计核心部件的方式,生产自己品牌的微波物位计。其技术指标完全和西门子产品一样,但价格可比进口产品低很多,虽然比国内自主开发的产品贵,但性能指标高。可以填补进口产品与国内产品之间的中间市场。
  当然,这类公司也面临竞争,电子型产品更新淘汰很快,必须不断研发新产品,跟上国际技术发展步伐,缩短与国外产品差距,还要经受现场应用考验及生产量增大后保持质量稳定,以及国外公司在中国生产后价格降低的竞争。但是市场需求是发展的最大动力,相信这些企业中的一部分会在竞争中得到发展,成为我国物位仪表行业中的骨干力量。
三、我国的物位仪表市场
      近年来,我国经济高速增长,新建企业的自动化程度都很高,仪表选型都和国外接轨,故新型及高端的物位仪表需求量很大,而我国物位仪表工业相对较落后,不能制造。相当部分要靠进口。我国物位仪表市场中,用于贸易结算及库存管理的计量级液位仪表(计量级微波液位计及伺服液位计),基本上全部进口。主要供货商为Enraf、Emersion、E+H等公司。
用于过程检测的电子型物位仪表中,射频电容式物位仪表国内生产厂家较多,技术也较成熟,估计国内产品占市场份额一半以上,E+H公司也开始在国内组装生产。磁致伸缩液位计在加油站应用较多,国内品牌已被中石油等大企业认可,按测点数计算,国内品牌约有接近一半的市场占有率。用于大型储罐的长量程,多功能品种主要还是国外品牌,主要供货商为MTS、K-TEK公司,后者已在天津的工厂内组装生产。国内生产的微波及超声物位仪表,虽然近几年增长很快,但在总量上与国外品牌产品相比份额还是很少的,台件数来计约占15%,销售额比例更低。
      磁浮子液位计、浮球液位计及开关等机械型产品主要靠国内企业供货。因为机械加工国外成本高,运费也贵,同类产品约是国内产品的2~3倍。对于常规工况,国内产品都能满足要求,故大部分都由国内厂供货。高温、高压工况,特殊材质,则大多由国外公司供货,价格贵,但量不多。
     有些机械和电子技术结合的产品如:电动浮筒液位计,国内虽生产多年,但性能差。国外产品价格很贵。这类产品市场需求量又多。有些企业就采取国内外相结合方式,购买国外知名品牌的电子转换部件,国内自己加工机械筒体部分,这样既保证仪表性能,又能大幅度降低价格。用自己品牌也避免了知识产权的纠纷。这种方式成为当前电动浮筒液位计的主要生产方式,也被用户认可,占了大部分的市场份额。国外公司因为价格限制无法大量直销,大量销售电子转换部件也可赢利。提供电子转换部件的国外公司有:Fisher、Foxboro。由于国内自己产品性能近期内难以达到国外产品水平,故这种方式将会持续一段时间。

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