中外流量儀表產品差距

      由中國儀器儀表學會主辦的“第22屆多國儀器儀表學術會議暨展覽會(MICONEX2011)”，2011年8月30日-9月2日在北京中國國際展覽中心舉辦。本屆MICONEX有20個國家和地區的500余家中外公司參展，近萬種儀器儀表產品集中展出，包括工業自動化儀表與控制系統、傳感器、工業自動化信息技術及軟件、科學儀器、電子與電工測量儀表、儀表材料及元器件、儀器儀表工藝裝備及加工設備等。根據我們的統計資料，本屆多國儀器儀表展覽會，流量計參展廠商共54家，其中國外18家，國內36家。在統計過程中也可能存在個別遺漏的廠家。西門子、ABB、GE、KROHNE、橫河等國外流量儀表廠商前來參展。各類參展流量計的展出情況如表1所示。參展商的總體數量在減少，可能是由于互聯網的快速發展。由于網絡銷售具有方便、快捷等優點，越來越為人們所認可，傳統的展會模式所起的作用在弱化，但展會仍是不可替代的實物展示的*佳方式。
　　
　　2、參展流量計的特點及亮點
　　
　　(1)電磁流量計
　　
　　本屆展會，共有25家廠商展出了電磁流量計，占參展廠商總數的46%。其中國外廠商6家，占國外廠商數量的33%；國內廠商19家，占國內參展廠商數量的53%。
　　
　　1)兩線制電磁
　　
　　上海阿自倍爾控制儀表有限公司，展出的MagneWTwo-wirePLUS 是一種兩線制電磁流量計，具有低功耗的特點。傳感器口徑范圍2.5~200mm。測量精度為±0.5%。可測量的過程流體*小電導率為10μS/cm。具有電極狀態診斷功能，可診斷空管狀態或電極上有水垢狀態。
　　
　　上海橫河電機有限公司，展出了雙頻勵磁兩線制電磁流量計。傳感器口徑范圍25~100mm。測量精度為流量的0.5%。可測流體電導率≥10μS/cm。具有電極粘污檢測功能。為了避免流量噪聲，內襯PFA表面經過鏡面處理。
　　
　　2)電池供電電磁
　　
　　科隆測量儀器(上海)有限公司，展出了電池供電的電磁流量計WATERFLUX3070。口徑范圍DN25~DN600。精度可達測量值的±0.2% 0.5mm/s。自身電池供電壽命可長達15年。可測量雙向流。采用特殊設計的測量管形狀，如圖1所示，無需前后直管段。內置參比電極，無需接地環。埋地式傳感器(IP68級)。
　　
　　另外，科隆公司展出的Optiflux系列電磁流量計，具有電極表面及管道沉積物、電極腐蝕、介質中含有氣泡和固體、流態等十余項智能診斷功能。還特別制作了介質中氣泡診斷功能的展會現場演示裝置。
　　
　　ABB公司，展出了電池供電的電磁流量計AquaMaster3。口徑范圍DN15~DN600。精度0.5級。自身電池供電壽命10年。采用特殊設計的帶縮徑的內八角形測量管形狀，如圖2所示。無需前后直管段。采用4電極。傳感器和變送器的防護等級均滿足IP68。
　　
　　
　　3)電容式電磁流量計
　　
　　上海橫河電機有限公司，展出了ADMAGCA電容式電磁流量計。它采用了非接液式電極，在氧化鋁陶瓷襯里管外面的電極，可通過管子的電容檢測出流體所產生的電動勢。不必擔心流體的泄漏問題，不受粘性流體或高濃度漿液影響，能夠測量腐蝕性和磨損性介質。測量管通徑范圍15~200mm。被測流體的導電率*小值可到0.01μS/cm(通徑范圍15~100mm)。測量精度可達流量的±0.5%(通徑范圍25~100mm)。
　　
　　4～20mA兩線制電磁流量計的出現對于在過程控制領域的應用帶來了很大的方便性。電池供電電磁流量計可方便的應用于自來水行業，而且防護做得很好，可在水下正常工作。為滿足漿液的測量，采取了雙頻激磁方式或電容式電磁流量計。
　　
　　(2)微小流量測量儀表
　　
　　隨著精細化工、半導體、制藥、醫療器械等行業的發展，對微小流量的測量提出了更多的需求，本屆展會上展出了多家制造商的基于各種原理的微小流量流量計。
　　
　　1)荷蘭Bronkhorst
　　
　　展出了用于微小流量測量和控制的科氏力流量計miniCORI-FLOW，如圖3所示。可測流量*小的量程范圍為0.4~20g/h。對于液體被測介質，測量精度為±0.2%Rd；對于氣體被測介質，測量精度為±0.5%Rd ±0.2g/h的零點波動。另外，提供用于微小液體流量測量和控制的熱式質量流量計μ-FLOW，如圖4所示。可測流量*小的量程范圍為1.5~30mg/h。測量精度為±2%FS，復現性0.2%FS。
　　
　　2)德國寶帝(Burkert)
　　
　　寶帝流體控制系統(上海)有限公司展出了用于清潔、粘性液體微小流量測量的橢圓齒輪流量計，流量范圍0.008~8.33l/min，測量精度±0.5%讀數誤差。另外，提供用于氣體微小流量測量的熱式質量流量計，可測流量*小的流量范圍為0.005~10lN/min(N2)，測量精度為讀數的±1.5% ±0.3%FS。它采用毛細管傳感器結構，可測腐蝕性氣體、毒性氣體。
　　
　　3)瑞士迪格曼沙(Digmesa)
　　
　　展出了用于水、飲料、葡萄酒、咖啡、化學品等液體微小流量測量的系列流量計，如圖5所示。它們基于渦輪和橢圓齒輪原理。*小可測流量的量程范圍為0.03~0.60l/min。測量精度為讀數的±2.0%，重復性為±0.25%。
　　
　　4)英國Titan流量計
　　
　　展出了基于渦輪和橢圓齒輪原理的液體微小流量測量系列流量計。其中橢圓齒輪流量計測量30cSt油品時，*小可測流量對應的量程范圍為0.01~1l/min，測量精度為±0.75%FS；測量水，*小可測流量對應的量程范圍為0.1~1l/min，測量精度為±1.0%FS；重復性為±0.1%。渦輪流量計*小可測流量對應的量程范圍為0.03~0.35l/min，測量精度為±0.75%FS，重復性為±0.1%。

　　展出了，俄羅斯工業儀表股份公司生產的切向渦輪流量傳感器，*小可測流量的量程范圍為0.18~0.6l/min。測量精度為讀數的±0.5%，重復性為±0.05%。*大工作壓力為40MPa。
　　
　　(3)渦街流量計
　　
　　本屆展會，共有21家廠商展出了渦街流量計，占參展廠商總數的39%。其中國外廠商2家，占國外廠商數量的11%；國內廠商19家，占國內參展廠商數量的53%。
　　
　　由于渦街流量計輸出信號與流速相關，既可進行液體測量也可用于氣體測量，特別是在能源監測中，用于蒸汽流量的計量，已被用戶認可和接受。近年來由于數字信號處理技術的應用，其測量精度和量程比均有顯著提高。
　　
　　然而對于渦街流量計而言，由于其工作原理是檢測流體漩渦的振動頻率，如何區分其與管道的振動一直是個難題，故普通產品其抗振性能不好。本次展會上多家制造商展出了抗振渦街，有些還精心制作了振動管道的實測展示模型，取得了很好的效果。
　　
　　江蘇偉屹電子有限公司，展出了抗振型渦街流量計。對于氣體流量檢測，免受2g@5~110Hz的管道機械振動干擾；量程比超過60：1；基于較好的重復性精度，內置15段線性修正，達到0.5級精度。采用無膠封裝的純鈦傳感器。
　　
　　杭州術通**儀器有限公司，也展出了智能抗振渦街流量計，采用自減振差動測量原理設計，*大限度地減小管道振動和脈動流的影響，在2g的振動條件下，仍能準確可靠的進行計量。采用了頻譜信號處理(SSP)技術。實驗室條件下，量程比達到30：1，對于氣體和蒸汽流量測量，精度為讀數的±1.0%。
　　
　　(4)超聲流量計
　　
　　本屆展會，共有13家廠商展出了超聲流量計，占參展廠商總數的24%。其中國外廠商6家，占國外廠商數量的33%；國內廠商7家，占國內參展廠商數量的19%。
　　
　　美國通用電氣(GE)公司展出了CTF878外夾式氣體超聲波流量計，如圖6所示。它采用了互相關TAG技術，在152~762mm(金屬和塑料)管道上的測試表明，在滿足前20D、后10D直管段的情況下，在1.1~46m/s的流速范圍內，精度優于讀數的±2%，重復性為讀數的±0.2%~±0.6%，量程比達到了43：1。*小被測氣體密度為1.2kg/m3。管道壁厚≤Sch80。
　　　　
　　GE公司還展出了火炬氣超聲波質量流量計DigitalFlowTMGF868。采用了互相關時差技術(CorrelationTransit-TimeTM)它適用于火炬氣與排放氣體測量，管徑50mm~3m，或更大。在滿足前20D、后10D直管段的情況下，在±0.3~85m/s的范圍內，單聲道測量時流速精度為讀數的±2%~±5%；雙聲道測量時流速精度為±1.4%~±3.5%。質量流量精度(碳氫混合氣體)，單聲道：3%~7%；雙聲道：2.4%~5%；經標定精度可達到讀數的±0.5%。在15cm/s~30m/s范圍內，重復性為±1%。
　　
　　唐山匯中展出了SCL-61D系列超聲水表。其采用通徑管體設計，無壓損；可監測的*小流速為2mm/s；多聲道設計，達到國家**水表精度；功耗小于0.8mW，一節電池供電連續工作6年以上；整機防護等級IP68。
　　
　　唐山匯中還展出了CRL系列超聲熱量/冷量表。按照用途不同，細分為戶用型、樓棟型、工業型三個子系列。其工業型按結構形式分為分體和一體式，可選擇電池和交流兩種供電方式。
　　
　　超聲流量計原則上可測量各種流體，但是由于氣體的密度低，測量難度大，特別是外夾式氣體超聲波流量計，由于聲信號在管壁與氣體介質界面的嚴重衰減，更難以實現。本次展會GE公司推出的外夾式氣體超聲波流量計突破了這一難點，實現了外夾式測量。此外，該公司展示的多款氣體超聲波流量計充分展示了超聲波流量計的量程比寬，測量精度高，適用范圍廣的優勢。超聲流量計是近年發展*快的流量計。
　　
　　(5)科氏質量流量計
　　
　　本屆展會，共有9家廠商展出了科氏質量流量計，占參展廠商總數的17%。其中國外廠商4家，占國外廠商數量的22%；國內廠商5家，占國內參展廠商數量的14%。
　　
　　西門子(SIEMENS)展出了，專為壓縮天然氣(CNG)市場推出的科氏力質量流量傳感器SitransFCS200參加了這次展會，如圖7所示。這款流量計體積小巧，流通能力強，*大流量達500kg/min(DN25mm)，可安裝在加氣機、加氣柱和天然氣壓縮機中，用于貿易結算，節省空間，提高效率，可用于快速加氣。結合內置**柵的SitransFC070流量變送器，標配的RS485和脈沖輸出，西門子CNG解決方案操作簡單，適應于各種CNG流量測量結算應用。測量精度為讀數的±0.5%。
　　
　　
　　科氏力質量流量計是利用科里奧利力效應進行質量流量測量的，由于氣體密度小，在測量管中產生的科氏力弱，測量起來尤為困難。西門子等公司近年推出了可用于氣體質量流量測量的科氏流量計，對于高精度氣體質量流量的測量提供了一個非常有效的技術手段。
　　
　　(6)多參數智能補償型流量計
　　
　　對于大多數流量計而言，只能測量出工況下的體積流量，而用戶往往希望得到質量流量或標況下的體積流量，特別是氣體具有壓縮性，這種需求就更為迫切。通常的做法是同時安裝流量計、溫度和壓力變送器，由計算機、積算儀等二次信息處理單元進行溫壓補償運算，得到需要的流量值。若干年前就出現了多參數測量的節流式流量計，本次展會多家公司展出了多參數智能補償型渦街流量計。
　　
　　上海建怡實業有限公司展出了美國Vortek儀表公司生產的多參數渦街流量計，如圖8所示。它具有溫度、壓力補償，測量氣體、液體和蒸汽的質量流量。一臺流量計可以檢測質量流量、體積流量、溫度、壓力、密度5個過程參量。除累積流量脈沖輸出外，可提供三路4~20mA信號和三路報警輸出，帶HART或Modbus通訊。
　　
　　西門子公司也展出了帶內置溫度、壓力傳感器，進行溫度、壓力智能補償的渦街流量計。
　　
　　
　　(7)惡劣環境下的使用
　　
　　許多流量計廠家展出了，能夠滿足浸水、埋地等惡劣工況使用要求的產品，防護等級為IP68。如KROHNE的電池供電電磁水表，可以滿足整表浸水及埋地安裝的使用要求。唐山匯中的電池供電超聲水表也可滿足整表浸水使用要求。
　　
　　(8)其它
　　
　　德國流體系統有限公司展出了威仕容積式齒輪流量計。它采用圓周齒輪設計，受力更均勻，脈動性小；采用雙波倍乘提高分辨率，并能辨別流體流向。量程比可達1500：1，測量精度為讀數的±0.3%，工作壓力可達70MPa。
　　
　　3、結束語
　　
　　就此次展會展出的流量儀表而言，國內與國外廠商的技術水平、產品品質仍有較大差距。
　　
　　除少數幾個大的跨國公司外，大多數國外廠家的產品都少而精、少而專。大都是通過幾十年的技術積累，將較單一的一、兩種流量計發展到較高的技術水平，并針對用戶不同的需求開發出多種型號，且力求將產品做精、做細，保證較高的品質，打造品牌效應。
　　
　　與國外相比，國內的大多數企業在忙于增加自己的產品種類，以求在銷售、工程項目投標過程中具有競爭優勢。而大多數國內流量儀表生產企業的技術水平、**能力一般。因此，出現了較多的重復性、低水平開發。為了占有更多的市場份額，同類儀表生產企業采用低價競爭的營銷策略。結果產品質量很難提高，市場也較為混亂。
　　
　　科氏質量流量計、氣體超聲流量計等新型高性能、高科技含量的流量計，我國企業的總體水平與國外同類產品比較，仍有較大差距，特別是體現在穩定性和可靠性上。加工工藝保障力量薄弱、生產企業數量少、產能有限、市場份額少。
　　
　　近年新出現的V錐流量計、多孔孔板流量計等新型節流式流量計，由于其測量準確度、量程范圍、壓力損失、安裝使用條件等方面較傳統節流式流量計有所提高，因而受到用戶歡迎和制造企業的蜂涌而上。一些企業已開始進行了研究工作，但普遍而言研究工作尚待深入。特別是相當多的企業將其當成標準節流式流量計進行制造，不經實流標定就出廠銷售，實際是存在較大誤差的。
　　
　　一個蓬勃、快速發展的中國，一個每個企業都希望快速發展的社會，如何應對和促進流量儀表的制造大國向流量儀表制造強國的過渡與發展，是需要大家共同思考和努力的工作。不僅是技術**，可能更需要的是理念、體制的**與進步，團結、聯合、交流、競爭，以推動我國流量測量事業的健康、快速發展。