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現代露點分析儀發展簡介


日期:2020/4/17 15:19:34
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摘要: 深特搭配了cosaxentau強大的營銷體系,和GE所屬的巴納(panametrics)在20世紀末成為美國市場*大的兩家露點分析儀表公司。 但是正如老對手panametrics被GE收購后就淪為三線品牌,后來更轉入GE合并后的貝克休斯(Baker Hughes)之下一樣,喪失了自主能力。在21世紀初,風光一時的 cosaxentau也被PSI集團收購,成為這個分析行業巨頭底下的子公司,而深特作為一個小眾品牌在整個集團體系內相當于囊尾的角色,多一個不多少一個不少,自然就造成包括全球售后資源的分配等等問題,進而導致了公司內部人才的流失。 這些從深特...

深特搭配了cosaxentau強大的營銷體系,和GE所屬的巴納(panametrics)在20世紀末成為美國市場*大的兩家露點分析儀表公司。

但是正如老對手panametricsGE收購后就淪為三線品牌,后來更轉入GE合并后的貝克休斯(Baker Hughes)之下一樣,喪失了自主能力。在21世紀初,風光一時的 cosaxentau也被PSI集團收購,成為這個分析行業巨頭底下的子公司,而深特作為一個小眾品牌在整個集團體系內相當于囊尾的角色,多一個不多少一個不少,自然就造成包括全球售后資源的分配等等問題,進而導致了公司內部人才的流失。

這些從深特出來人才,屬于冷戰末期美國培育出來的科技精英的一份子(打了這么多年怪怎么說也是一身金裝了),手底下自然是有兩把刷子的,他們成立的菲美特(phymetrix)公司反而擺脫了之前的限制,在原有傳感器基礎上推陳出新,造出了目前工業領域實用化階段能夠做到的*高精度的氧化鋁傳感器。

他們的秘訣就是四個字,更薄,更密。

 

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傳感器優化后,分析儀本身的重量也就下來了,菲美特便攜表的重量只有肖氏的三分之一左右(2.85KG),比較適合逐漸老齡化且有大量女性職工的中國工業。

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所以說大公司有大公司的好,小公司有小公司的優勢,特別是科技主導型企業,小公司往往更有沖勁,像專精冷鏡露點的瑞士MBW,還有芬蘭的維薩拉都可以說是分析儀器廠家里面的小巨人。

冷鏡講過了,就不多講MBW了,給大家說說芬蘭,大家知道芬蘭靠近北極芬蘭人對溫度這些攸關小命的指標可是異常關注,隨著二戰的結束,維薩拉從無線電探空儀做起,很快就點滿了大氣溫度、濕度測量的科技點,發明創造了很多獨門武器,在高濕領域吊打無數巨頭,像在濕度分析方面,他們在1973就開發出了世界上**個高分子聚脂薄膜Humicap

采用高分子薄膜被放置于兩個導電電極之中的結構。傳感器表面被多孔隙的上電極覆蓋以防止被污染,且能暴露在冷凝狀態中。下電極典型材料為玻璃和陶瓷。

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這種傳感器好處是測量-60度以上的露點溫度快而且準,也比較皮實,在各行各業都有應用。缺點是-60度以下沒法用。

至于石英晶體震蕩,光腔衰蕩,五氧化二磷,光纖等等測量原理相對來說用量和適用性限制比較大,就不專門介紹了,畢竟本篇是簡史,大家有個這幾樣*大的毛病是“貴”這個概念就行。

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博泰克HYGROPHIL HCDT水烴露點分析儀 

總之,到了20世紀頭十年,國外工業的露點分析儀*能打大概是以下這幾家:

冷鏡式露點儀:愛迪泰克、MBW、密析爾

氧化鋁電容法:肖氏、深特、菲美特、巴納

陶瓷電容法:密析爾

硅電容法:馬納里可

光腔衰蕩:泰格(TIGER)、米寇(MECCO)、光能

高分子薄膜:維薩拉

光纖:博泰克

五氧化二磷:DUMATCMC

激光法:DF


·  國內露點分析儀發展及問題

     上世紀五十年代的156項重點工礦業基本建設項目”是現代中國工業體

的骨架,為了配套這些大項目,國內建立了北分、南分、川儀、成都廠等國企分析儀器廠,并完成了一些簡單的露點分析儀器的研制。而隨著上世紀70年代,合成氨和大量石化、天然氣項目的建成,濕度、露點分析儀器的重要性就逼著國內儀表人尋求國外的資源。

   早在1974年。由**機械工業部技術情報所出版,北京分析儀器研究所等單位牽頭的《分析儀表》一文中,對歐美日蘇等國的分析行業及分析儀器公司做了分析,并在文章末尾,用一頁篇幅提到了濕度計及水份計。

    當時國企能夠自產熱磁氧、熱導分析儀等儀表(現在還靠這些產品吃飯……),但一些高精尖的儀表如不分光紅外分析儀和激光分析儀等,自產缺乏時間、**和人才,只能走進口全套技術的路線(日本在1970年代也是這么做的,日本吸收后二次開發很強,像橫河和島津就是青出于藍了。),并隨之建立了北分-麥哈克等合資企業。

   相比其他分析儀器,濕度和露點上的分析儀,國內和其他國家在1970/1980年代差別還不是很大。

    1979年出版的《痕量水分儀》上提到的國內電解法水分測定儀:

我國生產的電解法水分測定儀

型號

生產廠家

USI-21

USI-1

WS-1

WS-2

HS74-1

北京分析儀器廠

成都分析儀器廠

蘭州化學工業自動化研究所

旅順元件廠

沈陽熱工儀表廠

1982年,由兵器工業部和中國計量科學研究院研發的數字型冷鏡露點儀SH-81就定型了。指標還挺不錯:

測量范圍:+20°C~-80°C露點溫度;                         精度:≤±1°C;

準確度:±1°C(-30°C~-70°C露點溫度);                  使用環境:0°C~+40°C、相對濕度≤30%;

樣氣流量:400毫升/分(*大值不宜超過500毫升/分)        電源:交流220V±20V、50HZ;

功耗小孩:<300VA;                                      顯示形式:三位數字顯示,+-極性,固定小數點,°C;

外形尺寸:420(長)×230(高)×210(寬)毫米;          重量:《12.5公斤

同年,中國科學院上海冶金研究所研究的WS-Ⅰ型也完成了從氧化鋁電容法傳感器到儀表電路的一整套設計,并做了各項測試,向市場推出。

諸種氣體水含量測量結果(露點°C)

 

 

氣體

儀器

WS-1型2

WS-1型0

WS-1型1

露點儀

高純氫-分子篩-液氮冷凍

-106.5

-104.7

——

-103.0

高純瓶,氮

-62.6

-60.7

——

-63.7

高純瓶,氫

-50.8

-49.5

——

-49.0

普通瓶,氮

-28.2

-29.8


-29.3

液氮冷凍純氫與普氫混合氣

-74.4

-72.3

——

-71.5

高純瓶,氫

-50.8

-49.3

——


高純瓶,氬

(68大氣壓)

——

——

-64.0

——

高純瓶,氬

(50大氣壓)

——

——

-68.0

-69.2

——

普通瓶,氫

——

-36.7

——

-37.0

但正如后來國產分析儀表都面臨的問題一樣,國內的露點分析儀器廠家面對的不僅僅是國外分析儀表廠家的競爭,而是一個工業體系的全方位碾壓。

   在低端市場,如-60°C以上領域,中國白城兵器實驗中心人員寫的《濕度測量體制歷史和現狀分析及建議》一文中就寫到:“實驗證明,氯化鋰濕度傳感器完全可以在低溫條件下使用,以替代毛發濕度表。這就形成了新的濕度測量體制,0℃以上用電測通風干濕表,0℃以下用氯化鋰濕度傳感器。在總參氣象局的支持下,長春儀器研究所利用這些電測溫濕傳感器研制成功了溫濕遙測儀和機場自動觀測系統并進行了設計定型試驗,這2種自動觀測的研究成功,首先實現了地面氣象觀測的自動化和遙測化。后來的發展出人意料,芬蘭的濕敏電容傳感器逐步進入了中國氣象局和

自動氣象觀測系統,原來形成的濕度測量體制被打破。” 國產直接出局,這就是維薩拉進入中國市場后迅速占領市場,80年代儀表市場進口品牌攻城略地的一個縮影。

 像在天然氣領域,華北石油管理局勘測設計院1986年時發表的文章,就指出:“……為確保上述要求,我們除在輸氣首站的輕油回收裝置中嚴格控制脫水溫度外,還在首都與門站設置了天然氣水露點分析儀,在線連續檢測外輸天然氣的露點。當天然氣露點高于規定值時,儀器可自動報警,提醒操作人員及時調節有關參數。電容式水露點分析儀從英國肖氏公司引進……”。

    可見1986年北京天然氣管道就用肖氏了,從那時起國內能源行業進口儀表就占比巨大、

上世紀80年代到90年代,大量的外資氣體廠如AP、林德,石化如殼牌、美孚等進入國內,它們的工廠往往都是在國外選型,帶來的儀表全部是進口品牌,根本沒有國產儀表的空間。

        利潤豐厚的氣體和石化領域做不了,國產做做低端也遇到了問題,問題,*突出的有四個:沒人才,配不起鞍,良品率過低,簡配過度。

       很多廠子認為露點傳感器沒啥難度,道理書上都有,但是后來發現不行。首先國內儀表研發人員從根上就少,其次一個儀表研發人員起碼要在行業里待十年左右才能獨當一面,放到分析行業要求就更多了,流體、電路、機加、編程、工藝流程都要懂,要求極高。

   剩下的少部分繼續玩儀表的,也在21世紀中國的環保監測行業崛起后,轉向紅外分析和激光分析等賺錢的領域,只有院校相關研究所和單位還有露點傳感器的研發人才。

   而添置設備的巨額資金,也是儀表廠商無法承受的,很少有廠商會購買冷鏡露點儀、濕度發生器等設備。

     核心傳感器需要的大量試錯實驗也打消了很多廠商的自研勇氣。

     同時自產傳感器的良品率比較低,相比之下,國外品牌通過巨大的銷售量(維薩拉的傳感器是以萬計的)抹平了制造中成本,而國內企業*大的幾家濕度傳感器制造商能有上千個銷量已經不容易了。同時國外企業的積累經驗多,品控比起國內好很多,起碼很少發生貨到現場一上電不能用的,售后成本比國內好很多。國內很多濕度傳感器生產測試過了,現場一用就出問題,很容易導致口碑崩盤。

   *后一個簡配問題,實際上是國產儀表技術上落后,導致只有靠降低商業費用和產品質量、人工待遇和進口儀表競爭的通病,只不過露點分析儀器行業特別突出,加上很多用戶不想掏錢,造成一直用低配儀表,沒有各種補償,更顯得國內儀表不如進口的好了。

   這四個問題直接導致了國產露點分析儀無法和進口同類產品競爭,尤其是像維薩拉、密析爾、GE等都在國內設立了露點傳感器校準中心,縮短售后流程后就更是嚴重了。

   當然,其實國產的露點分析儀事業也沒到滿盤皆輸的地步。

   首先,雖然自我造血能力差,但國內有著巨大市場(像國內氣體行業大概是世界氣體行業的百分之十幾,要配很多很多露點分析儀),自然有懂行的介入,像光腔衰蕩分析儀的人物,國家千人計劃的特聘專家閻文斌博士就回國成立了內蒙古光能科技儀器有限公司,一下子讓國內像光腔衰蕩分析儀從無到有,直接進入世界水平。

   **,國內分析儀表畢竟有不弱的底子,除了歐美日外,基本處于**梯度,靠必須用國產儀表和航天等產業支持,這些年還是制造出了性能雖然和國外還是有差距,但相當一批可靠的儀表,(主要是冷鏡分析儀,比如航空工程學院的YH98和約克儀器的DPT-8000)。隨著市場的擴大和自身技術的進步,相信原本只見于科研單位的這些儀表會進入一般工業市場。

    第三,借著國內大力發展環保監測行業的東風,聚光、雪迪龍、先河等公司崛起帶動了整個分析儀器行業的人才流動、技術革新和資金積累(。直觀體現在濕度和露點分析儀上,就是終于有企業肯砸真金白銀弄個CNAS實驗室(南京埃森、約克儀器成都分公司)了,起碼能夠保證自己校準自己的傳感器,不像其他國內同行要是傳感器壞了一般只能靠經驗判斷,弄不好就只能弄不明白了。

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南京埃森實驗室圖,轉載于南京埃森官網

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約克儀器實驗室圖,轉載于約克儀器官網

     

    第四,國外對手也不是沒有他們自己的問題,像熱電、GE等巨頭,分析儀表在他們集團公司內只是很小的部門,更別說露點傳感器了,加上他們習慣在產品成熟后砍研發靠磚利權過日子,導致產品幾十年都不帶換代的,很多上世紀七八十年代成熟的產品現在還在銷售,跟一直在進步的國產儀表比起來差距越來越小(材料學上的短板克服后會更小)。市場占有率大的如肖氏、深特,因為沒有自己國內的售后維修體系,只能依靠代理商,當代理商自己沒有實驗室的時候,售后就是個問題。還有個仿冒品的問題,像肖氏露點分析儀,從上世紀進入中國之后就沒怎么變過外型,廢舊外殼很多,有不少利欲熏心的商人就自己買傳感器和殼子自己組裝,導致市場上充斥大量假貨,山寨水平還很高,從外形看簡直以假亂真,直到用起來才會發現不對勁。并且因為*近貿易戰的影響,外國品牌都在漲價,有的一年漲幅在35%左右,削弱了外國品牌的競爭力,也是國內品牌的一個好消息。

     林林總總寫了這么多,想必大家在閱讀過程中都有這樣那樣的思考,作者就不越俎代庖做總結了。只有一個愿望,希望在不遠的將來,看到儀表商TOP20這張圖表上,有中國企業的一席之地。image.png 

注:在沒有特別說明的情況下,上述結果是指公歷年度。部分數據是根據2018年平均匯率換算得出的。a.公司對2019年3月31日結束的財政年度的估計。b.僅在該部門的儀器銷售結果。 c.截至2018年10月31日止財政年度。d.截至2018年9月30日止財政年度。e.根據公司展望進行估算。來源:C&EN,公司數據

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