第一節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品定義及基本屬性
一、產(chǎn)品定義、性能
熱式質(zhì)量流量計(jì)(thermalmassflowmeter簡稱TMF)是利用傳熱原理,即流動(dòng)中的流體與熱源(流體中加熱的物體或測量管外加熱體)之間熱量交換關(guān)系來測量流量的儀表,過去我國習(xí)稱量熱式流量計(jì)。當(dāng)前主要用于測量氣體。它的基本原理是利用外熱源對被測流體加熱,測量因流體流動(dòng)造成的溫度場變化來反映質(zhì)顯流量。
熱式質(zhì)量流量計(jì)根據(jù)熱源及測溫方式的不同可分為接觸式和非接觸式兩種。
1.接觸式熱式質(zhì)量流量計(jì)
這種質(zhì)量流量計(jì)的加熱元件和測溫元件都置于被測流體的管道內(nèi),與流體直接接觸,常被稱為托馬斯流量計(jì),適于測量氣體的較大質(zhì)量流量。由于加熱及測量元件與被測流體直接接觸,因此元件易受流體腐蝕和磨損,影響儀表的測量靈敏度和使用壽命。測量高流速、有腐蝕性的流體時(shí)不宜選用,這是接觸式的缺點(diǎn)。
2.非接觸式熱式質(zhì)量流量計(jì)
這種流量計(jì)的加熱及測溫元件都置于流體管道外,與被測流體不直接接觸,克服了接觸式的缺點(diǎn)。
二、產(chǎn)品所屬行業(yè)界定
熱式質(zhì)量流量計(jì)在國家統(tǒng)計(jì)局行業(yè)分類目錄中屬于儀器儀表及文化辦公用制造業(yè)。
第二節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品應(yīng)用概況
一、產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域
熱式質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域結(jié)構(gòu)分布圖
二、產(chǎn)品應(yīng)用成熟度分析
和電磁和渦街流量計(jì)不同,質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)門檻較高。質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用拓展最大的障礙就是價(jià)格問題。質(zhì)量流量計(jì)發(fā)展的幾十年來,本土供應(yīng)商一直也沒有具體掌握高端的質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)技術(shù)。因此質(zhì)量流量計(jì)價(jià)格高居不下,除了在石油石化行業(yè)應(yīng)用比較廣泛,在其他行業(yè)由于價(jià)格限制,應(yīng)用較少。目前國外的主流的質(zhì)量流量計(jì)供應(yīng)商也看到這樣的市場需求,在市場上開始推廣低端的質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品。從質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)來看,質(zhì)量流量計(jì)的口徑也越來越大,能在各種大口徑的管道上使用。
熱式質(zhì)量流量計(jì)越來越多地應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)外延擴(kuò)散、石油化工微型反應(yīng)裝置、鍍膜工藝、光導(dǎo)纖維制造、熱處理淬火爐等各種場所的氫、氧、氨、燃?xì)獾攘髁繙y量和控制,以及固體氣制冷中固體氬蒸發(fā)等累積量計(jì)量和閥門制造中的泄漏量測量等。在氣體色譜儀和氣體分析儀器等實(shí)驗(yàn)室儀器上,也得到了大量的應(yīng)用,受到越來越多的專業(yè)人員的重視,具有廣闊的發(fā)展前景。略……
第三節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品發(fā)展歷程
.熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)起源于美國,恒功率式與恒溫差式分別自上世紀(jì)60年代、70年代開始出現(xiàn),
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的起源之一是熱式流量開關(guān)(Thermalflowswitches)。1964年美國FCI公司的創(chuàng)始人為了滿足石油公司現(xiàn)場判斷冬季輸油管線中的游說混合物是否凍結(jié)的需要開發(fā)了熱式流量開關(guān)。最初的流量開關(guān)已經(jīng)可以提供精度不高的百分比流量指示輸出。1981年FCI公司改進(jìn)了以前的設(shè)計(jì),推出基于恒功率原理的熱式流量開關(guān)技術(shù),與現(xiàn)代成熟的電子技術(shù)結(jié)合的熱式流量計(jì)。
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的第二個(gè)起源是將熱線式風(fēng)速計(jì)。熱線式風(fēng)速計(jì)作為熱式流量計(jì)的一種,最早起源于1900s,用于測量流體剖面的流速,有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),傳感器小、易碎,不適合在工業(yè)場合應(yīng)用。早期的產(chǎn)品是空氣風(fēng)速儀和風(fēng)速傳感器,以及空氣取樣產(chǎn)品,這就是SierraInstruments的初期產(chǎn)品基礎(chǔ)。
到了上世紀(jì)90年代的早期,美國國家環(huán)保局采用CEMS測量污染物的大氣排放量(SOX、NOX等),傳統(tǒng)的單點(diǎn)流量測量不能滿足要求,熱式有不易堵塞的特點(diǎn),出現(xiàn)了多點(diǎn)熱式流量測量系統(tǒng)(Multipointthermalflowmeters),有些系統(tǒng)達(dá)到了16個(gè)測量點(diǎn)。
第四節(jié) 宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境分析
一、2005-2009年我國宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展分析
(一)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增長情況
2005-2009年我國GDP增長變化情況
2009年國內(nèi)生產(chǎn)總值335353億元,比上年增長8.7%。分產(chǎn)業(yè)看,第一產(chǎn)業(yè)增加值35477億元,增長4.2%;第二產(chǎn)業(yè)增加值156958億元,增長9.5%;第三產(chǎn)業(yè)增加值142918億元,增長8.9%。第一產(chǎn)業(yè)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為10.6%,比上年下降0.1個(gè)百分點(diǎn);第二產(chǎn)業(yè)增加值比重為46.8%,下降0.7個(gè)百分點(diǎn);第三產(chǎn)業(yè)增加值比重為42.6%,上升0.8個(gè)百分點(diǎn)。
2005-2009年我國CPI指數(shù)同比增長變化情況
2009年居民消費(fèi)價(jià)格比上年下降0.7%,其中食品價(jià)格上漲0.7%。固定資產(chǎn)投資價(jià)格下降2.4%。工業(yè)品出廠價(jià)格下降5.4%,其中生產(chǎn)資料價(jià)格下降6.7%,生活資料價(jià)格下降1.2%。原材料、燃料、動(dòng)力購進(jìn)價(jià)格下降7.9%。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)格下降2.4%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價(jià)格下降2.5%。70個(gè)大中城市房屋銷售價(jià)格上漲1.5%,其中新建住宅價(jià)格上漲1.3%,二手住宅價(jià)格上漲2.4%;房屋租賃價(jià)格下降0.6%。
(二)2008-2009年國家宏觀調(diào)控政策促進(jìn)情況分析
2009年在積極財(cái)政政策、適度寬松貨幣政策尤其是4萬億投資的刺激下,中國經(jīng)濟(jì)率先實(shí)現(xiàn)V型反彈。
1、政府在擴(kuò)大內(nèi)需方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用。在百年不遇的金融危機(jī)沖擊下,中國經(jīng)濟(jì)能率先復(fù)蘇,主要得益于政府在擴(kuò)大投資、刺激消費(fèi)方面的主導(dǎo)作用。前三季度,基礎(chǔ)設(shè)施投資(不包括電力)增長52.6%,對城鎮(zhèn)投資增長的貢獻(xiàn)率接近30%,而消費(fèi)增長的加快也和政府的推動(dòng)有關(guān)。這包括:(1)刺激消費(fèi)的政策,比如:家電下鄉(xiāng)、購車補(bǔ)貼,發(fā)放消費(fèi)券等;(2)加大財(cái)政轉(zhuǎn)移支付的力度,特別是低收入人群的補(bǔ)貼;(3)政府消費(fèi)也起到一定的作用。
2、經(jīng)過不斷調(diào)整,4萬億投資分布結(jié)構(gòu)逐步改善。從4萬億投資計(jì)劃的構(gòu)成來看,在計(jì)劃剛剛推出的時(shí)候,鐵路、公路、機(jī)場、電站占總投資的比重達(dá)到45%,跟民生相關(guān)的投資占42.25%,科技創(chuàng)新與環(huán)保投資占12.75%。這種分布顯然不合理,因?yàn)檫^多地投向大型基建項(xiàng)目,民生問題沒有得到應(yīng)有的重視。今年兩會(huì)對4萬億的投向進(jìn)行了調(diào)整,鐵路、公路、機(jī)場、電站投資占37.5%,民生方面的投資接近50%,科技創(chuàng)新等占14.5%。至2009年7月底,又有了進(jìn)一步調(diào)整,鐵、公、機(jī)和電站投資占比降到了22.9%,與民生相關(guān)的投資上升為52.4%,技術(shù)創(chuàng)新等增加至24.7%。這些變化,反映出4萬億投資結(jié)構(gòu)在進(jìn)一步趨于合理化。
3、從需求與供給角度分析,近期通貨膨脹風(fēng)險(xiǎn)不大。影響通貨膨脹的最終因素是總需求,或者說是GDP的增長;如果GDP的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了潛在增長率,那么通貨膨脹肯定會(huì)到來。從目前來看,今年GDP增長8%或略高,明年再高一點(diǎn),但都難以超出潛在增長率(根據(jù)我們的測算,過去30年經(jīng)濟(jì)潛在增長率在9.5%左右),因此不必過于擔(dān)心通貨膨脹問題。對于輸入性通脹,考慮到發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體復(fù)蘇相當(dāng)微弱,其GDP增速離潛在增長率還有較大距離,這種輸入性通脹壓力也不大。有人提出導(dǎo)致通貨膨脹的其他諸多因素,如:豬肉價(jià)格上漲、食用油價(jià)格也上漲、大宗商品價(jià)格上漲以及勞動(dòng)力成本上升等。這些因素往往是總需求上升的結(jié)果,較難成為引起全面通脹的獨(dú)立原因。目前來看,今年糧食豐收,食品價(jià)格上漲的擔(dān)心會(huì)減少。近來大宗商品的上漲較快,但背后的驅(qū)動(dòng)因素并不完全是真實(shí)需求,還有很多是投機(jī)性需求(包括全球流動(dòng)性泛濫而美元又看跌情況下的金融資產(chǎn)配置需求)。關(guān)于勞動(dòng)力成本上升很快并成為中國通脹的主因,也不能成立。當(dāng)前勞動(dòng)力成本是在一個(gè)較低水平下上升的,很多農(nóng)民工能夠到城里找到工作是因?yàn)樗麄兘邮芰溯^低的工資。這種勞動(dòng)力成本的上升只是回歸正常值。在大學(xué)生就業(yè)比較困難、整個(gè)就業(yè)形勢依然嚴(yán)峻的情況下,勞動(dòng)力成本不可能上升很快。因此,盡管長期而言,勞動(dòng)力成本有上升趨勢,但從短期看,勞動(dòng)力成本還不會(huì)成為通脹的主因。此外,嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩也使得成本上升往往是削減企業(yè)利潤而較難直接轉(zhuǎn)嫁到最終產(chǎn)品價(jià)格的上漲。
二、2010年我國宏觀經(jīng)濟(jì)走勢預(yù)測
展望2010年,中國經(jīng)濟(jì)將保持9.56%的相對高位運(yùn)行,但受政策刺激效應(yīng)逐漸減弱影響,經(jīng)濟(jì)總體運(yùn)行將呈“前高后低”態(tài)勢。在無大災(zāi)害的前提假設(shè)下,CPI有望保持2.8%、PPI有望保持4.5%的水平,高通脹的可能性較小,但通脹壓力逐漸顯現(xiàn)。
政策方面,貨幣政策會(huì)“緊數(shù)量、寬信貸”,財(cái)政政策“偏民生、重消費(fèi)”,產(chǎn)業(yè)政策依然是“調(diào)結(jié)構(gòu)、促升級(jí)”。略……
第五節(jié) 政策、法規(guī)環(huán)境分析
一、行業(yè)基本政策方向分析
我國政府繼續(xù)對質(zhì)量流量計(jì)行業(yè)采取支持發(fā)展的扶持政策。推動(dòng)我國相關(guān)高端產(chǎn)品的創(chuàng)新。提高我國質(zhì)量流量計(jì)的出口能力。
首先,從整個(gè)中國儀器儀表工業(yè)發(fā)展的大環(huán)境來看,我國的儀表工業(yè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究、國防建設(shè)以及社會(huì)生活等各個(gè)方面日益增長的迫切需求。我國儀器儀表產(chǎn)品,絕大部分屬于中低檔技術(shù)水平,而且可靠性、穩(wěn)定性等關(guān)鍵性指標(biāo)尚未全部達(dá)到要求。高檔、大型儀器設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口,中檔產(chǎn)品以及許多關(guān)鍵零部件,國外公司同樣占有國內(nèi)市場60%以上的份額。因此中國需做長期規(guī)劃,將振興測量控制與儀器儀表業(yè)作為一個(gè)系統(tǒng)工程,從影響測量控制與儀器儀表業(yè)的各主要方面,包括政府、企業(yè)、社會(huì)環(huán)境、科研和教育機(jī)構(gòu)等方面制定協(xié)調(diào)一致的戰(zhàn)略措施并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。
其次,從具體商業(yè)機(jī)會(huì)來看,以我國房地產(chǎn)行業(yè)消費(fèi)升級(jí)需求為例。智能化、數(shù)字化將成為民用電表、水表、煤氣表、暖氣表的發(fā)展方向,全國正在逐步更換老式的電表和水表。全國需要安裝智能化、數(shù)字化電表、水表的數(shù)量驟增,蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)。這也使流量計(jì)行業(yè)迎來新的市場增長期。
最后,就我國熱式熱式質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際情況來看,該項(xiàng)產(chǎn)品研究起步較晚,市場上大部分產(chǎn)品都是進(jìn)口的,價(jià)格昂貴。國外價(jià)格5000-10000美元一套,約為同口徑電磁流量計(jì)的2-5倍。質(zhì)量流量計(jì)國內(nèi)價(jià)格約為電磁流量計(jì)的2-8倍。所以加強(qiáng)我國自身的研發(fā)能力顯得尤其重要。只有產(chǎn)品價(jià)格下降了,質(zhì)量提高了。我國質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品在國際市場上才有競爭力。
二、2005-2009年行業(yè)重點(diǎn)政策、法規(guī)
目前,我國計(jì)量行業(yè)發(fā)展的方向主要有民生計(jì)量和能源計(jì)量。而這又與我國發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì),提倡節(jié)能環(huán)保的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式密切相關(guān)。我國是資源大國,但人均資源占有量很低,過去的粗放型經(jīng)濟(jì)增長模式造成了資源浪費(fèi)嚴(yán)重,利用率低下等問題。為此,我國每年都會(huì)出臺(tái)大量的節(jié)能減排的政策法規(guī)。由于篇幅所限,本文重點(diǎn)列舉了2005和2009年的相關(guān)政策法規(guī)。
1、《關(guān)于印發(fā)<加強(qiáng)能源計(jì)量工作的意見>的通知》
2005年7月23日,國家質(zhì)檢總局、國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于印發(fā)<加強(qiáng)能源計(jì)量工作的意見>的通知》(國質(zhì)檢量聯(lián)〔2005〕247號(hào)),要求到2010年底,我國能源計(jì)量的政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)不斷完善并得到有效實(shí)施,企業(yè)節(jié)能意識(shí)和計(jì)量意識(shí)顯著增強(qiáng),部分企業(yè)能源計(jì)量薄弱和嚴(yán)重浪費(fèi)能源的現(xiàn)象得到有效遏制,能源計(jì)量技術(shù)和管理水平有明顯提高,年消耗能源5000噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上的企業(yè)能源計(jì)量工作達(dá)到科學(xué)、規(guī)范的管理水平?!兑庖姟分赋?,有關(guān)部門要引導(dǎo)企業(yè)加強(qiáng)能源計(jì)量基礎(chǔ)工作。各級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門、節(jié)能主管部門要從加強(qiáng)能源計(jì)量管理、提高能源計(jì)量檢測能力和發(fā)揮計(jì)量檢測數(shù)據(jù)在節(jié)能降耗中的作用等方面入手,幫助、引導(dǎo)企業(yè)全面加強(qiáng)能源計(jì)量工作。企業(yè)要不斷提高能源計(jì)量檢測能力,提高能源計(jì)量器具的配備率和對能源計(jì)量檢測過程的控制水平。
2、《污染源自動(dòng)監(jiān)控管理辦法》
2005年9月19日,國家環(huán)境保護(hù)總局頒布《污染源自動(dòng)監(jiān)控管理辦法》(國家環(huán)境保護(hù)總局令第28號(hào)),要求列入污染源自動(dòng)監(jiān)控計(jì)劃的排污單位,按照規(guī)定時(shí)限建設(shè)、安裝自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備及配套設(shè)施。該辦法自2005年11月1日起施行。
3、《關(guān)于2009年深化經(jīng)濟(jì)體制改革工作的意見》
2009年5月19日,國務(wù)院批轉(zhuǎn)國家發(fā)展改革委《關(guān)于2009年深化經(jīng)濟(jì)體制改革工作的意見》(國發(fā)〔2009〕26號(hào)),意見明確表示,要加快理順環(huán)境稅費(fèi)制度,研究開征環(huán)境稅。據(jù)《意見》,國家將完善節(jié)能減排目標(biāo)責(zé)任評(píng)價(jià)考核體系和多元化節(jié)能環(huán)保投入機(jī)制等一系列與環(huán)保相關(guān)的機(jī)制建設(shè)。
4、《關(guān)于開展“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”的通知》
2009年5月18日,財(cái)政部、國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于開展“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”的通知》(財(cái)建〔2009〕213號(hào)),決定安排專項(xiàng)資金,采取財(cái)政補(bǔ)貼方式,支持高效節(jié)能產(chǎn)品的推廣使用。“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”采取財(cái)政補(bǔ)貼方式,將加快高效節(jié)能產(chǎn)品的推廣,一方面有效擴(kuò)大內(nèi)需特別是消費(fèi)需求,另一方面提高終端用能產(chǎn)品能源效率。為加強(qiáng)財(cái)政資金管理,財(cái)政部制定了《高效節(jié)能產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》。同時(shí),財(cái)政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)<;“節(jié)能產(chǎn)品惠民工程”高效節(jié)能房間空調(diào)推廣實(shí)施細(xì)則>;的通知>;(財(cái)建〔2009〕214號(hào)),對能效等級(jí)為1級(jí)或2級(jí)房間空調(diào)器按制冷量分四檔給予補(bǔ)助,其中1.5匹每臺(tái)分別補(bǔ)助550元、350元,并設(shè)定了推廣上限價(jià)格,使高效節(jié)能空調(diào)符合經(jīng)濟(jì)適用原則,讓廣大消費(fèi)者得到更多實(shí)惠。
另外,2009年,我國正加快出臺(tái)能源計(jì)量法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)節(jié)能減排。國家質(zhì)檢總局將按照節(jié)約能源法的要求,抓緊出臺(tái)《能源計(jì)量監(jiān)督管理辦法》,為能源計(jì)量工作的順利開展奠定法律法規(guī)基礎(chǔ)。同時(shí),深入開展能源計(jì)量器具配備和管理情況的監(jiān)督檢查,提高能源計(jì)量器具的配備率、受檢率和檢定合格率,在全面推動(dòng)冶金、有色、電力等重點(diǎn)耗能行業(yè)能源計(jì)量器具配備管理要求的基礎(chǔ)上,推動(dòng)煤炭、紡織、建材、造紙等行業(yè)的能源計(jì)量器具配備和管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)。積極開展節(jié)能降耗服務(wù),鼓勵(lì)有條件的技術(shù)機(jī)構(gòu)深入企業(yè),幫助企業(yè)開展能源審計(jì)以及對重點(diǎn)耗能設(shè)備、重要耗能生產(chǎn)工藝、重點(diǎn)耗能產(chǎn)品的能效測試工作,幫助企業(yè)制訂節(jié)能措施,提高能效水平。
三、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2006年發(fā)布的ISO14511:2001《封閉管道中流體流量的測量-熱式質(zhì)量流量計(jì)》中的規(guī)定,TMF流量計(jì)初步選型依據(jù)如下:
TMF流量計(jì)初步選型依據(jù)
第六節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程
熱擴(kuò)散技術(shù)是一種在苛刻條件下性能優(yōu)良、可靠性高的技術(shù),其典型傳感元件包括兩個(gè)熱電阻(鉑RTD),當(dāng)這兩個(gè)RTD被置于流體中時(shí),其中一個(gè)被加熱,另一個(gè)用于感應(yīng)過程溫度。兩個(gè)RTD之間的溫差與過程流速及過程介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),保持該溫差恒定,則電子單元加熱RTD的能量與質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系。熱式質(zhì)量流量計(jì)的主要技術(shù)優(yōu)勢有:
1、真正的質(zhì)量流量計(jì)。對氣體流量測量無需溫度和壓力補(bǔ)償,測量方便、準(zhǔn)確??傻玫綒怏w的質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)體積流量。
2、大的量程比??蓽y量流速高至100Nm/s和低至0.1Nm/s。適于貿(mào)易結(jié)算或氣體檢漏。
3、數(shù)字化設(shè)計(jì)。整機(jī)數(shù)字化電路測量。測量準(zhǔn)確、維護(hù)方便。
4、卓越的管理功能。可查詢十年內(nèi)的測量數(shù)據(jù)。略……
第七節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況
早期的熱式產(chǎn)品設(shè)計(jì)者們在維持生產(chǎn)公差、溫度跟蹤及符合工業(yè)封裝標(biāo)準(zhǔn)方面經(jīng)歷了很多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)使得設(shè)計(jì)者們采用更牢固、生產(chǎn)上更具備一致性的熱電阻(RTD)。基于熱電阻的流量傳感器很快被分類,并與早期的溫差設(shè)備相關(guān)聯(lián),并且成為了熱式流量傳感器家族的一部分。
隨著RTD的改進(jìn),生產(chǎn)商們更向傾于采用鉑纏繞低質(zhì)量型設(shè)計(jì)。隨著時(shí)間的推移,生產(chǎn)技術(shù)向更小公差的方向演變,從而使得兩個(gè)RTD的配對成為了控制上越來越嚴(yán)格的過程。
由于大部分現(xiàn)代化的熱式設(shè)計(jì)是基于兩個(gè)RTD之間的差值,因此RTD在構(gòu)造上一定要一致。早期,F(xiàn)CI和其他一些廠家意識(shí)到了這一點(diǎn),并且FCI設(shè)計(jì)出了第一個(gè)等質(zhì)量傳感器構(gòu)造。這種傳感器設(shè)計(jì)確保了傳感元件在追蹤過程變化的時(shí)候可以保持一貫性。等質(zhì)量設(shè)計(jì)是一種突破性的進(jìn)展,大大拓寬了熱式傳感原理的使用范圍,使之在多種過程應(yīng)用中有了用武之地。
隨著制造技術(shù)、填充方法、熱道時(shí)效及材料優(yōu)化等方面的進(jìn)步,產(chǎn)品的性能也有了逐步的提高。如今,F(xiàn)CI及其他采用最新RTD生產(chǎn)技術(shù)的公司,通過使用平版印刷蝕刻芯片RTD,真正避免了RTD間的生產(chǎn)公差,使得RTD的調(diào)整成為簡單、可復(fù)制的步驟。因此,可以用極低的成本生產(chǎn)出高質(zhì)量、易配對的RTD。這一進(jìn)步直接推動(dòng)了熱式技術(shù)向更高性能更低成本的方向發(fā)展。
第八節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
美國SiarGo是目前世界唯一生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),低功耗,超大量程MEMS氣體質(zhì)量流量計(jì)并使之產(chǎn)品化的廠商。其核心部件—流量芯片及其專利封裝技術(shù)由公司自主研發(fā),可用于各類氣體及微流體(含液體)的流量和濃度的計(jì)量和測控。產(chǎn)品為全電子式,采用標(biāo)準(zhǔn)體積(質(zhì)量)計(jì)量,具有超大量程、高精度、無可動(dòng)部件、強(qiáng)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、壓力損耗小、易于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。
艾默生過程管理將擴(kuò)展高準(zhǔn)ELITE®科里奧利儀表系列產(chǎn)品,用于小流量測量應(yīng)用。新型高準(zhǔn)儀表設(shè)計(jì)緊湊,可提供兩種不同口徑:2毫米和4毫米管徑。流量范圍為0.07lb/min到12lb/min(2kg/h到330kg/h)之間,其液體流量精度為+0.05%,氣體流量精度為+0.35%,液體密度精度為+0.0005g/cc。
小流量應(yīng)用通常需要在實(shí)際工作中具有高量程比且測量性能穩(wěn)定的測量設(shè)備。同樣,這些應(yīng)用通常需要自排空且緊湊的儀表。新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表恰恰就是針對上述挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)的。其性能穩(wěn)定、堅(jiān)固耐用,同時(shí)具有自排空、體積小和重量輕的特點(diǎn)。
新型高準(zhǔn)ELITE儀表寬度小于2英寸(5毫米),適用于緊湊空間、重量只有9lbs(4千克)、無需特殊安裝支架。全部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置二次安全外殼,采用316L不銹鋼接液部件,傳感器外殼具有拋光的316L表面和圓角。超高的可清洗性和抗腐蝕性使得該新型儀表成為衛(wèi)生型應(yīng)用和海上應(yīng)用的理想之選。對于腐蝕性應(yīng)用和高壓應(yīng)用,還可提供鎳合金結(jié)構(gòu)的高準(zhǔn)科里奧利儀表,其額定壓力達(dá)6000psi(413bar)。
新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表的優(yōu)點(diǎn)不僅在于其擁有最先進(jìn)的傳感器設(shè)計(jì),而且在于其配備了功能強(qiáng)大的電子部件,能確保信號(hào)處理快速無噪聲,從而提供最佳的兩相流測量能力和空-滿-空批量控制。這些儀表具有在線高準(zhǔn)儀表自校驗(yàn)技術(shù),一觸按鈕即可獲得獨(dú)家的真實(shí)完整的儀表性能評(píng)估(從電子部件到傳感器)。新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表配備4線或2線電子部件,以及多種模擬輸出或數(shù)字協(xié)議,包括FF現(xiàn)場總線、ProfibusDP和DeviceNet。
所有高準(zhǔn)科里奧利儀表單臺(tái)既能可靠地測量質(zhì)量流量、體積流量、密度和溫度,也可以測量多種產(chǎn)品而無需重新標(biāo)定。新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表專為批量控制、配料、灌裝和多種過程應(yīng)用而設(shè)計(jì),是石油和天然氣、化工、食品和飲料、生命科學(xué)、制藥以及OEM等行業(yè)的理想之選。為了覆蓋整個(gè)小流量測量范圍,高準(zhǔn)LF系列科里奧利儀表可作為補(bǔ)充。該系列儀表的最小可測流量達(dá)0.002lb/min(0.06kg/h),是研究和試驗(yàn)工廠的理想之選。略……
第九節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn)分析
熱式質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)和難度主要是測量誤差和不確定性。表現(xiàn)在:
1、熱式傳感技術(shù)的一致性和穩(wěn)定性。為保證熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的檢定/校準(zhǔn)系統(tǒng)的測量不確定度優(yōu)于0.5%,技術(shù)的關(guān)鍵在于不同的介質(zhì),同一種介質(zhì)在不同的狀態(tài)下的熱傳導(dǎo)系數(shù)都不同,充分探究出規(guī)律性的“修正模型”是具體項(xiàng)目開發(fā)研究的重要內(nèi)容,也是確保檢定/校準(zhǔn)熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)系統(tǒng)的測量不確定度優(yōu)于0.5%的關(guān)鍵所在。
2、標(biāo)定數(shù)據(jù)收集和信號(hào)處理方面的技術(shù)。
3、擴(kuò)大量程比的技術(shù)。
第十節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)未來技術(shù)發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)的發(fā)展及市場的逐漸成熟,超聲波流量計(jì)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛,在儲(chǔ)存交接和財(cái)貿(mào)核算應(yīng)用領(lǐng)域也更全面而廣泛,其優(yōu)越的使用性能已得到各方面的認(rèn)可。隨著市場的全面展開,其價(jià)格的市場調(diào)整會(huì)更趨于合理。另外,電磁流量計(jì)的應(yīng)用在長時(shí)間內(nèi)會(huì)有應(yīng)有的市場份額,質(zhì)量流量計(jì)和渦街流量計(jì)對流量計(jì)市場是一個(gè)完善的補(bǔ)充。而諸如孔板流量計(jì)等由于本身的缺點(diǎn)(諸如誤差大等)今逐漸淡出市場。略……
第十一節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)行業(yè)國內(nèi)市場發(fā)展特征分析
一、產(chǎn)業(yè)成熟度分析
我國開展近代流量測量技術(shù)的工作比較晚,60年代開始渦輪、電磁流量計(jì)的生產(chǎn)。至今,從事流量儀表研究和生產(chǎn)的單位已有200多家。
隨著流量計(jì)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步,國內(nèi)熱式質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)也有了很大幅度的提升,目前國內(nèi)已有十多家制造廠生產(chǎn)的多種型號(hào)熱分布式熱式流量計(jì)投入市場。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟分析,目前我國熱式質(zhì)量流量計(jì)行業(yè)正處于快速發(fā)展階段。
我國熱式質(zhì)量流量計(jì)行業(yè)所處階段
二、行業(yè)企業(yè)分布情況分析
從行業(yè)企業(yè)分布情況來看,我國熱式質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)企業(yè)主要分布在江蘇、上海、北京等地,該區(qū)域流量計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、行業(yè)人才聚集。
三、產(chǎn)品市場開發(fā)情況分析
熱式質(zhì)量流量計(jì)過去主要是熱分布式,應(yīng)用于氣體小流量測量,較多應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、熱處理爐、分析儀器等氫、氧、氨等流量測量和控制以及閥門制造過程中測定泄漏量等。近年熱消散效應(yīng)的侵入式和插入式渦輪流量計(jì)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和流程工業(yè)大中型管道在國外發(fā)展迅速。徑向分段排列多組檢測元件組成的檢測桿,較多以插入方式應(yīng)用于HVAC(暖氣通風(fēng)空調(diào))工程大中型管道:還應(yīng)用于鍋爐大管道進(jìn)風(fēng)量和煙道排氣量監(jiān)測S02和NOx排放總量。微小液體質(zhì)量熱式流量計(jì)雖然已有20余年歷史,但在工業(yè)上應(yīng)用直到近幾年才較快發(fā)展。當(dāng)前主要應(yīng)用于化學(xué)、石化、食品等流程工業(yè)實(shí)驗(yàn)性裝置。例如:藥液配比系統(tǒng)中定流量配比控制,液化氣注入過程中液流測量和控制。
可以看出目前我國熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè)發(fā)展的多個(gè)領(lǐng)域,其產(chǎn)品市場開發(fā)情況較好。當(dāng)前熱式質(zhì)量流量計(jì)市場開發(fā)最典型的應(yīng)用為:
工業(yè)管道中氣體流量測量;燃?xì)膺^程中空氣流量測量;煙囪排出的煙氣流量測量;水處理中瀑氣流量測量;水泥、卷煙、玻璃廠生產(chǎn)過程中氣體流量測量壓縮空氣流量測量;天然氣、煤氣、液化氣、火炬氣、氫氣等氣體流量測量;鋼鐵廠加氣流量測量。
第十二節(jié) 熱式質(zhì)量流量計(jì)國內(nèi)市場供需現(xiàn)狀分析及發(fā)展預(yù)測
一、熱式質(zhì)量流量計(jì)國內(nèi)市場供需現(xiàn)狀分析
(一)產(chǎn)值增長情況
近年以來,國內(nèi)的熱式質(zhì)量流量計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)可謂是突飛猛進(jìn)。其生產(chǎn)技術(shù)和工藝不短完善,產(chǎn)品的質(zhì)量水平和穩(wěn)定性提高很快。在石油化工、精細(xì)化工、食品飲料等行業(yè)已經(jīng)開始部分替代進(jìn)口產(chǎn)品。
2003-2009年熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)值及同比增長統(tǒng)計(jì)表
單位:億元
年份 | 產(chǎn)值 | 同比增長 |
2003年 | 2.34 | - |
2004年 | 2.58 | 10.16% |
2005年 | 2.91 | 12.57% |
2006年 | 3.44 | 18.45% |
2007年 | 4.15 | 20.62% |
2008年 | 4.62 | 11.27% |
2009年 | 5.23 | 13.12% |
(二)產(chǎn)值地區(qū)分布情況
2009年熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)值地區(qū)分布統(tǒng)計(jì)圖
(三)市場規(guī)模增長情況
近幾年,我國儀表儀器行業(yè)市場增長迅速,其中新型儀表市場需求增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)儀表。就熱式質(zhì)量流量計(jì)來說,市場需求年平均增長率超過13%。特別值得一提的是,2008年雖然受到金融危機(jī)影響,但是我國流量儀表行業(yè)仍保持8.4%的增長率,而熱式質(zhì)量流量計(jì)市場增長速度超過10%。
2003-2009年熱式質(zhì)量流量計(jì)市場規(guī)模及同比增長統(tǒng)計(jì)表
單位:億元
年份 | 市場規(guī)模 | 同比增長 |
2003年 | 3.81 | - |
2004年 | 4.26 | 11.72% |
2005年 | 4.89 | 14.94% |
2006年 | 5.72 | 16.89% |
2007年 | 6.50 | 13.59% |
2008年 | 7.17 | 10.37% |
2009年 | 7.89 | 10.04% |
(四)需求地區(qū)分布情況
2009年熱式質(zhì)量流量計(jì)需求地區(qū)分布統(tǒng)計(jì)圖
二、熱式質(zhì)量流量計(jì)國內(nèi)市場供需發(fā)展預(yù)測
(一)產(chǎn)值增長預(yù)測
2010-2014年熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)值及同比增長預(yù)測表
單位:億元
年份 | 產(chǎn)值 | 同比增長 |
2010年 | 6.05 | 15.67% |
2011年 | 7.02 | 16.05% |
2012年 | 8.17 | 16.42% |
2013年 | 9.54 | 16.79% |
2014年 | 11.18 | 17.17% |
(二)市場規(guī)模增長預(yù)測
2010-2014年熱式質(zhì)量流量計(jì)市場規(guī)模及同比增長預(yù)測表
單位:億元
年份 | 市場規(guī)模 | 同比增長 |
2010年 | 8.71 | 10.39% |
2011年 | 9.65 | 10.79% |
2012年 | 10.73 | 11.19% |
2013年 | 11.49 | 7.12% |
2014年 | 12.38 | 7.73% |
熱式質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)出口情況分析
多年來由于國內(nèi)在熱式質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)方面存在的技術(shù)差距,使得國內(nèi)產(chǎn)能基礎(chǔ)總體較小,無法滿足市場需求,因此我國對熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品的進(jìn)口依賴度較高。
在產(chǎn)品出口方面,目前國內(nèi)已有企業(yè)產(chǎn)品出口到國外市場,但是總體出口量值都比較小。
2005-2009年熱式質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)口額及同比增長統(tǒng)計(jì)表
單位:億元
年份 | 進(jìn)口額 | 同比增長 |
2005年 | 1.47 | - |
2006年 | 1.85 | 26.14% |
2007年 | 2.27 | 22.67% |
2008年 | 2.45 | 8.01% |
2009年 | 2.71 | 10.57% |
流量計(jì)市場總況
一、市場規(guī)模
2008年我國流量計(jì)市場規(guī)模統(tǒng)計(jì)表
單位:億元
類型 | 市場規(guī)模 |
電磁流量計(jì) | 8.06 |
熱式質(zhì)量流量計(jì) | 7.17 |
超聲波流量計(jì) | 3.87 |
渦街流量計(jì) | 2.84 |
其它 | 12.33 |
合計(jì) | 34.27 |
二、細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
我國流量計(jì)細(xì)分產(chǎn)品市場需求結(jié)構(gòu)圖
略……
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