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国产压力变送器技术发展历程及未来发展的愿景

发表时间:2019-08-22联系电话:13915181149
早期用来检测压力、差压等参数的装置有双波纹管式压力计、差压计和水银浮子式压力计、差压计,国外双波纹管式压力计、差压计上世纪40年代开始生产,而国内*早了解的是水银浮子式压力计、差压计,他是上世纪50年代初期由前苏联引进的。当时将这类产品称为基地式仪表,因为它将测量部分、转换部分、指示记录部分及可能具有的运算部分、调节部分全部集中在仪表壳体之内。随后因为仪表技术的发展,出现了单元组合仪表,将每一项功能交给一类仪表完成,如检测功能交给变送器完成,显示功能交给显示仪表完成,记录功能交给无纸记录仪完成,运算功能交给运算器完成,调节功能交给调节器完成,在各类仪表之间,则采用标准的统一信号联系,如4-20mA。

这样变送器(transmitter)就诞生了,他的定义是能感受规定的被测物理量并按照一定的规律转换成规定的标准信号的器件或装置,变送器通常由敏感元件和信号变换器组成。就测量压力、差压类信号的变送器来说,被测物理量包括压力、差压、*压力、负压、液位、密度等,规定的标准信号有模拟信号4-20mA或/和符合通信系统的要求的数字输出信号(如HART®协议、FF总线、PROFIBUS-PA总线等等)。

 
1969年,美国罗斯蒙特公司开始生产1151电容式变送器,成为享誉世界多年的*产品,总产量已达400万台。早期产品量程范围:0~0.2kPa~0~41MPa,*度指标为0.25%,量程比为6:1。上世纪八十年代初,美国霍尼韦尔(HONEYWELL)公司推出了智能化的现场仪表—ST3000智能变送器,此后,罗斯蒙特公司、日本横河(YOKOGAWA)公司、ABB公司、福克斯波罗(FOXBORO)公司等都推出各具特色的智能压力变送器产品。变送器的工作原理除了电容式之外,还有电感式、单晶硅谐振式、扩散硅式、陶瓷式等。目前高端产品的量程范围:0~0.025kPa~0~60MPa,*度指标为0.075%~0.025%,量程比为100:1~400:1,罗斯蒙特公司3051S型变送器为高端产品的代表。  

压力变送器
 

近年来,国外仪器仪表的增长率大致是3%~4%,我国却达到十倍于世界增长率的速度,有的仪器仪表产品我们国家的用量占到了全世界的1/10。压力变送器和差压变送器是现场仪表中*重要的一类仪表,中国一年变送器的销售量达到50万台,其销售额肯定超过全世界销售额的1/10。据介绍,仅中石化天津分公司100万t/年乙烯、1000万t/年炼油一个项目招标的变送器数量就达8000台。在国内压力变送器和差压变送器市场中,进口产品、独资合资企业产品大致占了近70%的数量份额和近90%的销售金额。因此,只要是关心中国仪器仪表发展的人,就会把注意力投向国产变送器的发展问题上。
 
1、国产变送器的早期发展回顾
1958年开始,中国开始研制电动单元组合仪表;1964年,全套27个品种的DDZ-I型仪表全部投入生产;从1965年起,中国开始规划DDZ-II型电动单元组合仪表并于1970年组织了DDZ-II型电动单元组合仪表统一设计;与此同时,气动单元组合仪表QDZ-I、QDZ-II也研制成功;上世纪七十年代中期开始研制DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表和QDZ-III气动单元组合仪表。其中变送器也是上述单元组合仪表中一个重要的类别,初期生产的是力平衡式(如QDZ-II型变送器、部分DDZ-II型变送器),后开发矢量平衡式压力变送器(如QDZ-III型变送器、部分DDZ-II型变送器、DDZ-III型变送器),*度指标大部分为0.5%、1.0%,量程比为4:1~10:1 。
上世纪70年代的国产压力变送器制作粗糙,稳定性差,*度低,量程比小,调整不方便,产品种类少。
1978年中国开始改革开放,1979年西安仪表厂与罗斯蒙特公司签订1151电容式压力变送器和差压变送器的技术转让合同,这是中国仪器仪表行业引进的*个重要产品技术转让合同。对于变送器行业乃至整个仪器仪表行业来说,这应该是一个标志性的事件。 


2、国内变送器市场的竞争
自从西安仪表厂引进罗斯蒙特公司1151压力(差压)电容式压力变送器后,开创了国外高性能变送器快速进入中国市场的先例,随后日本富士公司FC系列变送器、日本日立公司EDR/EPR系列变送器也在兰炼仪表厂、大连仪表厂引进生产。
而随着国外仪器仪表公司变送器产品的大量涌入,国内生产厂和用户都逐步熟悉了包括美国罗斯蒙特、美国霍尼韦尔、日本横河、德国E+H、美国福克斯波罗、日本富士、日本日立、美国摩尔工业、美国Smar等公司生产的产品。


上世纪90年代初期,四川仪表总厂与横河公司合资成立重庆横河川仪公司,生产EJA系列压力变送器,同时通过川仪总厂及横河公司在华的销售网络大力推销,年销售额快速增长,2007年变送器产品市场订货量达8万台,其风头远远超过罗斯蒙特公司的变送器类产品。ABB公司1999年推出MV2000T智能压力变送器后,也采用了与罗斯蒙特公司、横河公司几乎相同的方式,在中国寻求合作伙伴--上海威尔泰公司,合资建立生产线,并取得了年销售数万台的业绩。日本富士公司也与浙江中控自动化仪表公司合作生产CXT压力变送器。近年来,由于跨国公司在中国变送器的销售量大幅增长,除了引进技术或合资生产这种方式外,西门子、德国E+H、ABB均已在中国建立自己的独资变送器生产线。由此可见,在中国变送器市场上的竞争将越来越激烈。

在“用市场换技术”的引进潮流中,我们付出了沉重的代价,国有品牌除了在低端产品市场上挣扎以外,老的国有企业几乎全线崩溃。就在此时,以中国的民营企业为代表的一些厂家悄无声息地出现并发展壮大,给几乎令人绝望的中国压力变送器行业带来一线生机。

为了贯彻实施国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》,国家发改委牵头组织编制了《十一五自动化控制系统和关键精密测试仪器国产化规划》,仪器仪表行业制定了“重大工程自动化控制系统和关键精密测试仪器”专项规划并逐步付诸实施。


目前国内压力变送器和差压变送器市场虽然仍令人担忧,但从上面的介绍中我们还是看到了一些希望。首先,国内市场的需求非常强劲;其次,国家非常重视重大装备自主化,国家领导人先后到北京和利时公司、浙江中控公司、北京国电智深公司等控制系统生产厂调查,传达了党和政府对仪器仪表自主化的关心;在招标项目中对歧视国内厂家的做法有了一些限制;在新产品的研制项目上给与经费支持等等。
 
国内压力变送器生产厂家目前应该踏踏实实做好基础工作,争取在产品核心技术方面有所突破,在变送器的传感器部分、电路板部分应加大投入。如伟岸测器投入巨资建立了从原材料购进到精密数控加工、光学研磨、镀镆、真空热处理、烧结等集多种产业为一体的综合研发体系,从而完成“隔离型悬浮式复合传感器”及数字化专用转换芯片的研发。原仪表司司长奚家成先生对该项成果的评价是“在3051这类高端市场上取得的关键技术突破”。
 
带多种现场总线功能的压力变送器是高档变送器的标志之一,目前国内生产的智能变送器只有带HART®协议的产品。其实早在 996年浙江中控就开发出具有自主知识产权的中国*块现场总线变送器圆卡,可以将模拟变送器升级成智能变送器,但至今带FF、PROFIBUS-PA总线的产品尚未正式生产。
 
我们希望,再经过5-10年的时间,国内自主开发的变送器能够在国内高档产品市场上具有与国外公司及合资企业生产的压力变送器竞争的实力,市场的销售数量份额能达到50%。


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