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我国仪器仪表职业60年开展总述

来源:http://www.gzccpit.org 责任编辑:博天堂网址 更新日期:2018-04-28 20:00 字体:
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编者语:仪器外表是工业出产的“倍增器”,科学研讨的“先行官”,军事上的“战斗力“,业60年开展总述我国仪器仪表职以及现代社会活动的“物化法官”。显而易见,仪器外表与丈量操控在当今信息年代推进科学技能和国民经济的展开具有多么重要的方位。

 

  众所周知,当今世界现已进入信息年代,信息技能成为推进科学技能高速展开的要害技能。闻名科学家钱学森明确指出,“信息技能包含丈量技能、核算机技能和通讯技能。丈量技能是根底。”信息技能的快速展开,产生了新式的巨大的信息工业,信息工业现已成为带动世界经济展开的龙头工业。这就是说,丈量技术是信息技能的根底和源头,仪器外表职业是信息工业的重要组成部分。显而易见,仪器外表与丈量操控在当今信息年代推进科学技能和国民经济的展开具有多么重要的方位。

  一、方位效果

  因为仪器外表与丈量操控的重要方位和效果受到了社会的高度注重,近些年来国家采取了一系列严重办法加速展开。值得特别提出的行动有:

  2001年3月举办的七届四次全国人大会议上提出“国家经济与社会展开第十个五年方案大纲”中明确提出“把展开仪器外表放到重要方位”。国家发展大纲说到仪器外表,并且放到重要方位,是建国以来的第一次。紧接着,国家计委、经贸委、科技部等许多部委都列了若干专项,动用了大笔资金支撑仪器外表的展开。

  2005年,国家发改委正式下达了“加速复兴配备制作业的若干意见”,提出了在各个职业中选出16项要点展开范畴立专项支撑展开,其间第11项就是严重工程主动化操控体系和精细测验仪器。

  2006年拟定“国家中长时间科学与技能展开规划大纲”,触及到了多项仪器外表与丈量操控展开项目。

  2008年4月,科技部、发改委、教育部和我国科协联合发出了“关于加强立异办法作业的若干意见”,正式发动立异办法作业在全国展开。这份文件中,明确提出立异办法包含立异思想、立异办法和立异东西三个要素,立异东西首要就是指推进科技立异的科学仪器。科学仪器的重要效果被进一步进步,开发研讨得到更有力的支撑。

  此外,在863方案,特别是航天方案等国家科技展开方案中,支撑仪器外表与丈量操控的展开也被放到了重要方位。就是在这样一个十分有利的局势下,近些年来我国仪器外表与丈量操控得到了敏捷的展开。

  二、工业概略

  接连四年添加率20%以上

  我国仪器外表职业是一个高速、平稳展开的职业,但在机械工业13个职业里,仪器外表不归于添加最高的职业,四年来添加率在20%~27%之间。

  仪器外表职业的另一个特征就是进出口逆差比较大,是机械工业13个职业里逆差最大的一个。2005年,我国仪器外表职业进出口总额193.59亿美元,其间进口140.14亿美元,同比添加15.7%,出口52.45亿美元,同比添加30.8%。

  仪器外表职业在整个机电职业界归于改制和转制开展比较快的职业,适当数量的国有企业现已转为民营,三资企业也十分活泼,国外许多闻名的仪器外表跨国公司都在我国出资或许扩展出产。按经济结构类型核算,职业销售收入中我国企业(包含国有、国有控股和民营企业)约占55.12%,赢利占 54.59%,其他为三资企业。

  我国仪器外表职业还有一些值得注重的情况,首要,我国是展开我国家,仪器外表职业与发达国家比较有10~15年的距离。但在展开我国家里,我国是仪器外表职业最大最完全、概括实力最强的一个国家。

  其次,我国的仪器外表需求量很大,是展开最快的国家之一。世界上仪器外表的添加率是3%~4%,我国已接连四年完结20%以上的年添加率,有的产品现已占了全世界的十分之一。

  第三,现在,仪器外表职业是直接与外商竞赛的职业,外资在华已进入第三阶段。第一阶段是合资和技能输出为主,20世纪90年代前后的合资转成控股为第二阶段,现在已进入到以独资和吞并我国优秀企业为主的第三阶段。

  第四,一些中低档产品已具有规划优势和世界商场竞赛力。比方一般数字万用表等产品占了世界很大产值,家用电度表出产才能占世界的50%。现在,我国已成为电度表、显微镜、望远镜、温度计、压力表、水表、煤气表、光学元件等产品的出产和出口大国,集装箱检测设备等高级产品的出口也开端获得打破。

  三、技能现状

  大部分高端商场被跨国公司占据

  仪器外表产种类类类别繁复,覆盖面很广。依照国家新的国民经济分类规范,仪器外表产品有20小类,可概括为工业主动化外表和操控体系、科学测验仪器、常用仪器外表和专用仪器外表4类。其间,对国民经济支柱工业和严重配备影响最大、代表职业水平的是主动化操控体系及骨干现场外表、要害精细测验仪器两大部分。

  主动化操控体系及骨干现场外表

  按产品技能水平、来历和商场情况,主动化操控体系及骨干现场外表大致可分红以下四类。

  第一类,一般常用的测温、测压、流量、显现和操控调理外表产品。此类产品以中低档居多,产品的改善进步和商场适应性研发,我国企业已有才能承当。

  第二类,上世纪80年代和90年代初期引进技能并已国产化的产品。这类产品我国企业已把握中心制作技能,能够安稳出产,产品有必定的商场占有率。但因为国外新一代产品现已老练并很多进入商场,因而现在我国企业出产的产品首要用于中小工程项目。

  第三类,我国自行研发的高中档产品,代表性产品如涣散型操控体系(DCS)和电磁流量计。这些产品的根本功用和功用已与国外产品挨近,有较高的商场占有率,并在不断上升。但运用目标仍以中小工程项目为主,用于大型工程项目的首要对错首要设备、非首要操控体系和非要害工位。

  第四类,以国家要点工程为主的大型工程项目选用的高中档产品。现在,我国绝大部分项目选用三资企业出产和进口的产品,例如大型DCS体系、 PLC、核电数字操控体系及外表、高精度压力/差压变送器、大压差/耐磨/耐冲击调理阀、质量流量计、超声波流量计等产品,以及用量少、技能难度大、专用性强的种类。

  精细测验仪器

  我国现阶段研发出产的精细测验仪器,全体到达世界上世纪90年代初中期技能水平,首要包含色谱仪器、光谱仪器、电化学仪器、研讨型光学显微镜、扫描电子显微镜、电子天平、离心机、电子全能试验机、超声波探伤机、X射线探伤机、电子经纬仪、精细电测仪器等。一些产品的技能水平挨近、到达当时世界同类产品的先进水平,例如微波等离子光谱仪、便携式光离子化气相色谱仪、全主动原子吸收分光光度计、原子荧光分光光度计、激光干与计量仪器、全站仪、全主动智能超声波探伤机、全主动长途确诊光学显微镜等。

  现在,我国企业出产的产品能够满意科研、出产和社会各个方面的一般性需求,可是高端需求首要依靠进口。

  四、展开趋势

  科学仪器未来展开应当注重以下几个方面:

  1、剖析仪器

  光学捕获(Optical trapping)是一种新式的光学微操作技能。它将一束光用高数值孔径的物镜聚集成微米级的光斑,构成梯度来完结对细小粒子的捕获和移动。这项技能被广泛运用于各种微观范畴的研讨。

  微型色谱仪将会得到很快的展开。C2V公司现已推出了世界上最小最快的手持式气相色谱仪,主机巨细仅124×84×60mm,所含柱模块巨细为60×100×12.5mm,可在10-30秒内完结天然气首要成份的全剖析。

  NMR的微型化近年来现已获得严重开展,瑞士Neuchatel大学开发成功一种高质量因子可供微流控芯片NMR全剖析体系运用的射频平面微线圈,所需样品量仅为1-100纳升,并可在几秒内获得所需的信噪比。NMR微型化应当是值得注重的展开方向。

  光频光梳光谱法(Optical frequency comb spectroscopy)是最新展开起来的另一种重要的仪器技能,选用这种技能能够在极短的时刻内以很高的灵敏度检测许多不同的气体,将在临床确诊范畴发挥重要效果。

  2、精细检测仪器

  当今年代现已进入分子、原子剖析检测新阶段,微纳科技的展开直接推进了精细检测仪器的快速展开。值得特别注重是MEMS/NEMS(微电机体系 /纳机电体系)测验仪器,以扫描隧道显微镜和原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜,以及根据STM/AFM的根本原理新展开起来一系列SPM,如磁力显微镜、静电力显微镜等这些仪器的新展开。

  3、光子成像仪器

  一个以光子学与生命科学彼此交融的新学科——生物医学光子学跟着激光、电子、光谱、显微及光纤等技能的展开而敏捷生长起来,应运而生呈现了不少新式科学仪器。运用这些仪器不光丰厚了人们关于光与生物组织体彼此效果机理的知道,并且促进了各种新的生物研讨仪器和医学确诊仪器的创造。光子成像技能主要包含漫射光层析成像、荧光成像、相干层析成像、光声成像等。光学相干层像(OCT)结合了共焦显微术和低相干光的外差勘探技能,它是一种在一维光学低相干反射丈量技能的根底上扩展而来的二维或三维成像技能。

  4、光谱剖析仪器

  曩昔,光谱剖析仪器首要运用在根底学科研讨和矿藏剖析、产品质量监控等范畴。值得注重一个新的展开意向是,因为人类生计和展开一些火急的需求,一起核算机软硬件、微电子、核算数学、微型器材展开供给的新技能效果,使得光谱技能和仪器向生物、环境、医疗等范畴快速拓宽,不管理论研讨、技能开发和仪器立异都有了显着的展开,往后还将更快展开。国内首台自主集成六万等级空分出...

  五、世界距离

  现代工业仪器外表的展开,不光取决于产品技能水平,并且触及工程运用技能。近年来,不少测控设备出产企业以及火电、石化、冶金等运用部分的科技型企业和工程公司在运用软件开发和体系集成技能等方面有了适当开展,通过承当国外操控体系和产品的工程运用,把握了一批大型工程和设备的自控运用技能。但跟着国外现场总线、SOLUTION、MIV、EPC等技能和工程总成方法的展开,我国自控体系及现场外表进入大型工程的困难将进一步添加。

  我国主动化操控体系及现场外表和要害精细测验仪器,与世界水平整体上仍有10~15年的距离。

  距离一:产品可靠性差

  现代工业仪器外表的整体特征是高可靠性、高功用、高适用性,我国企业的大部分产品与国外产品的距离也正是在这方面。例如,我国自行研发的涣散型操控体系(DCS)和电磁流量计,这些产品的根本功用和功用已挨近世界水平,但在可靠性和工程运用才能等方面尚有必定距离。

  距离二:数字化、智能化、集成化水平低

  现代工业仪器外表的技能特色和趋势是数字化、智能化、网络化和集成化,而我国产品一般惯例种类居多,智能型产品刚刚起步。以核电操控体系及外表集成为例,因为根底较弱,进入数字操控技能年代今后,距离更大。

  距离三:高新技能差

  国外的智能执行器已选用变频调速、新式电机、低工耗、微型压电陶瓷I/P转换器、蓝牙通讯技能、智能化和现场总线等新技能,而国内才开端起步。

  距离四:产品精细度低

  以质量流量计为例,国外的丈量精度分为4个层次,精度最高并能丈量气体的为0.1级,最遍及的为0.15级,而国内现在只能到达经济型的0.2级和适用型的0.5级。再如我国在加油站的计量外表一般是..5%的精度,可是国外30万吨的油轮到我国交货的精确度要到0.1%。

  距离五:种类标准不全

  以高精度智能压力/差压变送器为例,国产变送器在丈量基准量程上短少1kPa以下微低压、800kPa以上高差压量程、16MPa以上高静压、耐腐蚀等标准的产品,因而有些工程或体系运用的特殊要求不能满意。

  距离六:主动化程度低

  例如高功用光电直读光谱仪,国外仪器真空度由电脑实时监控,而国产仪器在许多方面仍旧需求人工操作。

  距离七:高级产品少

  现在我国高级产品少,乃至是空白。以原子吸收分光光度计为例,国外已有塞曼背景校正技能的高级仪器,国内至今没有研发,高端需求首要依靠进口。

  距离八:商场占有率低

  以可编程操控器(PLC)为例,现在我国PLC商场95%以上被国外产品占据。欧美产品在大中型PLC范畴占有绝对优势,日本产品在小型PLC范畴占有优势,韩国和我国台湾的产品也有必定的商场份额。我国本乡自主品牌PLC的商场影响十分小,我国汽车业产销增速有望小幅上升,很难构成规划经济。

  六、严重开展

  我国仪器外表与丈量操控虽还存在不小距离,面临着落后被迫的局势。可是,因为国家的注重和支撑,仪器外表界和广阔科技能作业者的努力奋斗,近年来我国仪器外表与丈量操控仍然获得了可喜的效果,获得了很大的展开。认真总结我国??和增强决心。下面咱们扼要的回忆一下我国仪器外表与丈量操控近年来的严重开展。

  1、工业主动化外表与操控体系

  在工业主动化外表方面,近年来温度外表的重要开展首要表现在红外热像仪的运用敏捷扩展。流量外表内锥流量计立异效果明显,我国现已具有各种与V 锥相关或附近的流量计产品专利超越20项,其间至少6项目是创造专利,超越了美国,成为V锥流量计专利高产国。国产低端压力变送器和带HART功用的压力变送器近年来也展开很快,种类多、标准全、价格低,在商场上现已很具竞赛力。操控阀职业近年来的开展是明显的,产品“跑冒滴漏”现象得到很大改善,不少产品质量到达国外主流产品水平。

  2、科学仪器

  科学仪器最能表现仪器外表既是常识立异和技能立异的重要东西,也是科技立异研讨的主题内容之一和立异效果的重要表现。

  近年来,在国家的大力支撑下,科学仪器获得了很快展开,以质谱仪为代表的高端科学仪器获得了严重开展,呈现了能够与国外产品竞赛的国产色——质联用仪器。特别是,我国“嫦娥”环月空间卫星上天,就携带了我国自主研发的多光谱遥测、信号传送仪器。四川汶川大地震,全国各地很快送去了很多环境、水文丈量便携式剖析仪器,表明晰我国科学仪器工业的实力。

  此外,近年来在科学仪器范畴我国还获得了多项很有价值的开展。比方,自主研发出抢先世界的分子束科学仪器——氢原子里德伯态飞渡时刻谱穿插分子束设备;世界第一台真空紫外激光角分辩光电子能谱仪;离子搬迁谱勘探技能痕量爆炸物快速检测仪;新式生命勘探仪器“SJ—3000搜救雷达”;便携式高分辨浅水多波束测深仪;光学捕获理论研讨获得开展;光学相干层析成像技能及相关仪器开发获得多方面开展等等。

  3、医疗仪器

  国家“十一五”规划和建造立异型国家都把医疗仪器工业列为要点展开工业,国家在研发、技能渠道建造、研讨中心、要点实验室、工业基地各方面都加大了支撑的力度,近年来医疗仪器也获得了长足的开展。在医学印象仪器方面,X射线机、核算机断层扫描机(CT)、超声扫描成像仪以及印象后处理与剖析系统,不管技能水平和产品质量都有明显进步。

  在医用电子技能和仪器方面,值得提出的是清华大学研发出可作为个人电脑外设的脑控键盘和鼠标,还研发完结根据嵌入体系的脑控家居环境操控器,用于协助损失运动才能长时间卧床的残疾人,2007年世界技能点评中心对这一效果给予了高度的点评。

  医用激光仪器方面,复旦大学和长春运用化学研讨所通过4年共同努力,使用毛细血管电泳电化学发光检测、外表等离子体共振(SPR)及激光诱导荧光和其他光谱技能,并和蛋白质芯片或基因芯片传感器等技能相结合,立异研发出某些肿瘤标志物的快速检测仪及配套的肿瘤标志物剖析参数数据库,对恶性肿瘤的预警和前期确诊具有很高的临床运用价值。

  生物芯片技能在疾病分子确诊、个体化医疗和保健、新药研讨和开发、优生优育、公共卫生及流行症监控等许多范畴具有广泛的运用价值。

  4、电子与电工丈量仪器

  一是微波毫米波矢量网络剖析仪器跨入了世界先进队伍,二是电能表概括技能到达世界先进水平。矢量网络剖析仪是现代电子配备必备的要害的测验设备。我国在前几年研发成功矢量网络剖析仪根底上,将其运用范畴从线性网络向非线性、大功率网络的测验和剖析展开,把握了多种以矢量网络剖析仪为中心的主动测验技能和主动测验体系构成及运用,使我国矢量网络剖析仪的规划、制作和运用水平跨入了世界先进队伍。我国是电能表出产大国,近年来十分注意在准确度、可靠性、功用、能耗、产品兼容性、环境适应性及可维护性等多方面进步技能水平,在世界商场上占有重要方位。

  

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