传感器迎来黄金发展期

本刊记者/梁秀璟

传感器迎来黄金发展期

本刊记者/梁秀璟

在新常态的经济环境下，工业领域的结构演变和调整正成为新的经济增长动力，特别是在《中国制造2025》正式发布以后，以“智能工业”与“智能生产”为载体的智能制造正成为带动产业转型升级的重要推动力。智能制造是制造技术和信息技术的结合，涉及众多行业产业，根据智能制造试点通知，我国将分类开展流程制造、离散制造、智能装备和产品、智能制造新业态新模式、智能化管理、智能服务等5大重点行动。一场在“新常态”下的智能化浪潮正在席卷而来。

而传感器无疑成为了这场智能化浪潮的先行者。

事实上，在工业自动控制系统中，传感器的作用向来重要，它相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是自动控制系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法实现。

但是，如今的智能化对于传感器的需求和要求都将更上一个层级。智能制造对人机交互技术、机器视觉技术都有更高的要求，这些必须要依靠传感器技术来实现。相对于传统制造工业，以智能工厂为代表的未来智能制造业是一种理想的生产系统，能够智能编辑产品特性、成本、物流管理、安全、信赖性、时间以及可持续性等要素。而信息技术与传感技术，则是支撑工业智能化的重要支点。如今，作为现代信息技术的重要支柱之一的传感器技术，已成为工业领域在高新技术发展方面争夺的一个制高点。

即便是作为智能制造典型代表的工业机器人若想进行精准的操作，也离不开传感器的作用。因为工业机器人需要通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。

所以，我们说，传感器技术在很大程度上成为了我国实现智能制造的关键部件。

中国传感器市场经过多年的孕育和成长，已经相对成熟，市场规模也在逐步扩大。可以预见的是，物联网、智慧城市、智慧交通、智能电网这些在“十三五”期间将会大力发展的“智能”领域也必将为传感器带来更多新的机会。如何在智能化的浪潮中牢牢抓住传感器市场的巨大机会成为了众多传感器厂商需要思考的问题，本期，记者就与多家传感器厂商就这一问题展开了讨论。

参与人员：

美国邦纳工程国际有限公司产品经理 王永贞

北京昆仑海岸传感技术有限公司总工 明代都

图尔克(天津)传感器有限公司市场及产品管理部产品经理 付兴环

绵阳维博电子有限公司市场总监 段武堂

■Q：请您分析一下目前中国传感器市场的发展现状和应用情况。

明代都：我国传感器行业发展落后，国内传感器需求，尤其是高端需求严重依赖进口，国产化缺口巨大，国产化需求迫切。我国工业现代化的进程和电子信息产业以20%以上的速度连续高速增长，带动了传感器市场的快速上升。近几年，传感器在医疗、环保、气象等专用电子设备中的应用也快速增长，所用传感器占市场份额的15%左右。上述行业对传感器的大量需求，为本土传感器产业提供了很好的发展机遇。而物联网的发展将快速推进传感器领域发展，其在能源、智能感知、安全监控、环保等领域将有极大应用。

王永贞：中国已经进入信息化社会，传感器技术在引领信息化发展中发挥的作用越来越突出。我国工业现代化的进程和电子信息产业以20%以上的速度连续高速增长，带动了传感器市场的快速上升。中国传感器的市场近几年来一直持续增长，增长速度超过15%。中国传感器主要应用领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右。近几年，传感器在智能交通、物联网、医疗、气象、环保等电子设备中的应用也快速增长。随着传感器应用领域的不断扩大，无论是自动化产业还是物联网的发展等，都会为传感器产业带来更好的发展前景。

美国邦纳工程国际有限公司产品经理 王永贞

段武堂：中国传感器属于粗放式的发展，解决了检测的基本功能，在传感器可靠性以及稳定性上有巨大的提升空间。传感器的应用满足我国工业发展的初级阶段。

绵阳维博电子有限公司市场总监段武堂

付兴环：伴随着制造业的发展，中国用户对自动化技术应用的需求日益提升。尤其在自动化仪器仪表与控制系统的应用上，已处于世界先进水平。在未来，随着高性能和新技术的不断引入，仪器仪表智能化发展已成为必然趋势。市场的发展要求产品在具有判断和学习能力的同时，更加小巧和人性化。每年我们都会开发出不同类型的新产品以适应不断扩大的市场需求。例如，我们研发出世界首个对旋转运动进行非接触式测量的QR24电感式编码器、通过无磨损方式检测金属物体的通用型电感式传感器、用于运动控制的电感式直线位移传感器，以及第一款两轴360度独立调节倾角传感器等。随着中国工业客户对自动化需求的不断提升，客户对于技术细节上的要求也更为具体、深入、具有特征性， 而图尔克在中国的付出与努力，都会为自身全球业务产生持续的积极作用和长效收益。图尔克为适应中国发展的脚步而不断做出改变、适应，正体现出我们与中国客户共同成长的核心理念。

图尔克（天津)传感器有限公司市场及产品菅理部产品经理 付兴环

■Q：中国传感器市场存在哪些问题？该如何解决？

明代都：目前国产传感器仍存在稳定性、可靠性和一致性差的问题，关键共性基础技术研究长期缺失；产业化问题未能得到很好解决，难以实现批量生产；经营模式、市场机制不活，市场推广应用难度大，难以发挥资源、人才优势等问题。要解决这些问题就需要从国家政府层面协调处理：统筹我国传感器产业布局；注重与国家重大专项与重点工程衔接；加强政府各部门之间的沟通协商；推动官产学研用协同创新；发挥企业主体地位作用；助推行业结构调整，形成龙头企业及小而精、精而专、专而强产业发展模式；加强标准、检测、装备平台建设，鼓励采用国产传感器。随着物联网、应用市场的快速发展，对传感器产品的要求不断提升，传感器企业也在积极展开技术研发，以满足市场需求，不断提升低功耗、可靠性、稳定性指标。

北京昆仑海岸传感技术有限公司总工 明代都

段武堂：（1）传感器处于低层次的竞争阶段，需要国家以及企业加大对传感器技术、产品及市场的研究，满足工业升级的需求。

（2）传感器缺乏标准的引导，国家和企业要重视标准的制定。

（3）传感器缺乏面向全球的营销，我国重视研发，但是缺乏国际人才的搭配。

付兴环：工业4.0将行业创新与技术发展整合到工业生产中，实现从机器传感器到IT通讯的无缝对接，形成信息技术与制造工业相融合的一体化网络，已成为未来工业发展的趋势。当前，中德工业贸易发展很快，中国市场潜力巨大，优势明显，中国企业也越来越国际化，在全球拓展中均能看到中国制造的身影。国际大环境下，德国企业注重本土化，并在工作中着力推动节约资源。为了减少成本变化带来的冲击，许多公司都开始将目光转向先进的自动化技术和高品质的自动化产品，从而使制造业的自动化水平不断提升。 降低生产成本只是自动化水平提高所带来的收益之一，更重要的是自动化水平加强了产品的精确度、提高工作流程的效率和安全性，是制造业中衡量产品品质的一个关键因素。而图尔克的优势恰恰是能准确把握市场的变化，满足客户的真正需求。

“传感器技术正朝着智能化、微型化、集成化、网络化、多功能、低功耗方向发展。”

■Q：“十三五”期间传感器技术将朝向哪些趋势发展？

付兴环：“十三五”规划纲要中，从很多地方都可以看出自动化将大有可为。首先，“十三五”要求提升中国制造业的核心竞争力，从“制造大国”迈向“制造强国”。其次，经济增长模式要切换到更为环境友好的方式，并且高污染的恶性发展模式，这主要表现为工业企业对环保、除尘和净水等设备的投入，这就提升了一系列产品及元器件的需求。以上两个方向，对传感器产品在发展趋势层面和行业应用层面给出了方向。发展趋势层面，中国的制造业升级，必将依托于高端技术和精良的元器件。而放眼国内外制造业的发展趋势，以传感器为代表的元器件都将随制造业的数字化、网络化和智能化趋势而升级，即实现元器件与元器件之间、元器件与系统之间的连接和信息传输。行业层面，环保和减排将成为重中之重的概念，因此传感器的发展将表现出更明显的行业特征。以流体类传感器为例，水电行业对特殊探头材质提出较高的要求；国家不断提升对于高消耗，重污染行业新的准入标准，由此带来冶金，铁合金以及电石行业对流量传感器宽流速范围及高重复精度的检测要求；食品卫生行业要求传感器材质符合更高卫生级别认证以及抗高压冲洗等性能。总而言之，不同应用行业的技术改进对传感器的性能要求更深入、更严苛，这也推动着标准流体传感器向响应速度更快，体积更小，线性度更好，稳定性更高的方向演进。

明代都：除了过程控制、汽车电子、通讯电子和消费电子等主要应用领域外，传感器也越来越多地应用于农业机械化、环境监控、医疗设备、智能家居、智能交通等新的领域，这些领域对传感器的大量需求，势必为传感器产业带来更多的发展机遇。新一代通讯技术的发展为物联网中应用的传感器提出了体积小、精度高、耗电少、价格廉等新的需求，市场给出的明确需求势必将传感器发展推向又一个高潮。

王永贞：随着传感器市场的快速上升，以及对传感器需求的快速增长，传感器技术正朝着智能化、微型化、集成化、网络化、多功能、低功耗方向发展。目前智能传感器是国际上传感器研究的热点。国内传感器产业向微型化、集成化发展的主要瓶颈是我国的MEMS和IC技术相对落后。大力发展智能传感器是占领未来信息技术制高点的关键措施，也是我国传感器发展的趋势。

段武堂：健康产业、机器人产业和工厂智能化。

■Q：智能化已经成为传感器技术发展的重要趋势，贵公司研发推出了哪些智能化传感器？它的核心优势是什么？目前有哪些成功的应用案例？

明代都：近年，昆仑海岸始终致力于无线传感器及网关等配套产品的研发和推广。随着物联网的兴起，昆仑海岸将研发重点放在适用于农业远程监控的无线传感器系列产品。

（1）JZH系列无线传感器——采集、传输一体化设计，超低功耗，可集成多种传感器及变送器，智能管理、智能传输。传输距离远，采用无线2.4G zigbee协议，抗干扰能力更强。16物理信道可选，65535个网络ID可设，组网能力更强。适用于室内环境测量、农业大棚智能管理等。

（2）KL-H系列物联网网关——基于ZigBee 技术的物联网数据采集模块。它提供了标准以太网接口，3G/WIFI 无线接口，可以将ZigBee 网络连接到局域网或者联网中，实现了互联网网络设备与ZigBee网络设备之间的对接。方便用户通过手机、平板电脑、PC 或其它移动互联网设备进行数据监测。适用于室内环境、农业大棚、大田智能管理。

已经成熟的案例有：适用于智能温室大棚和日光温室大的《基于物联网的农业信息监控系统》；专为药厂库房研发，但亦可适用于其他仓库以及车库、办公室、车间等空间的《900M无线温湿度记录系统》。

目前，昆仑海岸为了方便用户使用推出了可即连即用的农业物联网经典实用组合套餐。该套餐分为温室大棚套餐和园林大田套餐6种，用户可根据自己要监测的现场情况选用一款最适合的设备。例如，您种植了大面积的苹果园，想随时了解田间果树的生长环境，那么您只需花费7999元购买园林大田D标配套餐，然后将无线传感器、数据采集网关、防护箱、太阳能电源箱这一整套设备摆放在田间任意位置上，园林主即可拿出手机登录昆仑海岸云服务平台，输入昆仑海岸为您设定好的个人唯一帐号，即可查看到从大田间采集传输过来的空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤温度等现场环境的数据，全套监测设备采用太阳能供电，无需额外配电，即连即用，操作相当简易。使用了园林大田套餐，正如您为自家果园置办了华贵的外衣，农作物生长情况一目了然，为您在市场上宣传推广提供科学数据，与同行的竞争亦是更彰显实力。

王永贞：美国邦纳拥有强大的产品研发团队，多年来一直致力于新技术、新产品的研发。邦纳拥有超过两万多种传感器，广泛应用在工业自动化的各个领域。

为客户提供更加智能化、集成化的传感器一直是邦纳公司的发展方向。邦纳公司的Pick-to-Light拾取系统是一款人性化的智能传感器，在汽车、电子、物流等行业有众多的成功应用案例。Pick-to-Light拾取系统最初是为汽车行业定制的，帮助工人减轻了劳动强度、大大提高了工作效率，在通用、雷诺、沃尔沃等国内外车厂有大量的应用。目前邦纳推出了带Modbus总线接口的Pickto-Light产品，通讯简单，集成方便。邦纳公司拥有系列齐全的机器视觉系统，广泛用于汽车、电子、医药、包装等行业，替代工人完成零部件检测、信息读取、尺寸测量、装配检测等，大大提高了工作效率。

付兴环：中国企业转型升级必然会导致对智能制造需求的提升，未来，智能化的自动化设备会越来越多地被应用，但这些设备最终仍需要专业的人才来进行管理和调试。因此，我们始终把人才放在首位，鼓励员工与公司共同成长和发展。另外，图尔克也与客户始终保持紧密联系，以高质量的产品适应客户的个性需求。只有紧跟客户的脚步，与客户良好的匹配，才能长远发展。随着产业的转型升级，中国市场对自动化的需求还有很大的发展空间，发展的潜力巨大。而在这个过程中，技术在发展，应用在深入，中国客户的水平和能力也在不断提升。随着市场竞争日益激烈，自动化企业必须适时地调整策略才能够满足客户的需求。图尔克在此基础上推出了带IO-Link通讯协议的TTM系列一体温度传感器和可示教式BCT系列电容式传感器这两款产品。

TTM系列可通过I/O-Link 1.1 进行通讯。产品采用紧凑型嵌件塑料或1.4404不锈钢外壳，将I/O-Link+4...20mA+开关量输出所有形式集于一体，极大地降低了用户的备货成本，结构组合灵活，同一个产品型号可被应用于多个不同的现场工位。基于矿物绝缘探头实现抗振功能，另外，探头长度要求可灵活选择与处理部分进行电气连接。TTM系列温度传感器已成功地应用于能源化工行业硅铁炉的冷却回水系统，冶金行业现场的消防系统以及节能环保行业的纯水冷却系统，并且随着推广的深入，TTM系列将在更广泛的工业场合发挥作用。

可示教式BCT系列电容式传感器，采用塑料外壳，具有全方位可见的LED灯，通过远程或按钮示教，操作简单，电缆示教版不需在设备本体进行操作。该产品对于检测不同介质的液位及料位具有极高灵敏度范围，可被用于油、润滑剂、冷却剂、谷物升降机等众多涉及液位和料位监测的场合，以及一些难于近距离进行调试的工业环境。

段武堂：维博公司推出智能传感器包括智能电量传感器、智能电力仪表、多路交流采集模块。维博公司智能传感器拥有采集、存储、预处理算法的知识产权，成功应用于轨道交通、通信、物联网。

■Q：中国市场已经成为全球传感器厂商的“主战场”，中国传感器市场的竞争异常激烈，您如何看待这样的竞争？贵公司又是如何在竞争中脱颖而出，保持市场占有率？

明代都：随着中国市场的逐渐开放，中国投资环境的改善以及全球化经济的进程加快，各国的传感器厂商纷纷进入中国市场，这大大加剧了中国传感器市场的竞争激烈程度。国内有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的有50多家，但规模和应用领域都较小。由于没有规模化应用，国内传感器产品普遍存在技术水平低和价格高的矛盾。未来，传感器企业应将产业发展定位于三个方向：（1）以目前有所发展的汽车、工业控制等领域为主，力争发展出一批具有自主知识产权的技术及产品；（2）适当调整发展战略，从以量为主向以质为主转型，提高经济效益；（3）切实加强MEMS此类对技术要求较高的新型传感器研发，向国际先进水平看齐。优良的政策和市场环境为国内传感器产业发展提供了良好机遇，昆仑海岸将抓住这个时机，将产品创新和应用创新放在首位，全力推进传感器产业规模化应用，支持物联网发展，立足未来，最大限度地缩小我们与发达国家的差距。

王永贞：中国工业现代化的进程带动了传感器市场的快速上升，我国传感器尽管发展迅速，但是也存在着技术水平偏低，研发能力差，IC和MEMS技术产业链能力不足等问题。特别是一些高档传感器，依然是国外品牌占据主导地位。本土传感器企业大都定位于中低端领域，因此在低端市场价格竞争异常激烈。而在高精尖领域，主要由欧美等品牌占领。

美国邦纳一直致力于中高端传感器的研制，强大的产品研发团队，贴切的客户定制化服务，专业的技术支持团队，切合用户的自动化系统解决方案，快捷的交货期，使得邦纳在竞争激烈的环境中持续保持着良好的市场增长。

段武堂：由于对客户或行业需求理解和了解较少，面临产品以及应用的同质化，就必然形成竞争。维博公司研究我国产业发展的趋势，紧跟或超前的开展传感器与产业应用的预先研究，并取得应用经验，当产业成熟时维博公司有成熟的应用产品或解决方案，使得维博公司的电量传感器保持市场占有率在30%左右。

付兴环：目前中国市场对于流体类传感器的需求特点，开始表现出更明显的行业特征。例如，水电行业对特殊探头材质提出较高的要求；国家不断提升对于高消耗，重污染行业新的准入标准，由此带来冶金，铁合金以及电石行业对流量传感器宽流速范围及高重复精度的检测要求；食品卫生行业要求传感器材质符合更高卫生级别认证以及抗高压冲洗等性能。“总而言之，不同应用行业的技术改进对传感器的性能要求更深入、更严苛，这也推动着标准流体传感器向响应速度更快，体积更小，线性度更好，稳定性更高的方向演进。”因此，多变量，多功能检测传感器将更受市场的青睐。针对这样的市场空间，图尔克将市场及客户的需求，很好地融入到产品的设计过程中，以细微之处的创新更完美的解决应用中难题。不同应用行业对传感器技术参数要求的差异性和特殊性，使得一些标准型产品难以满足行业需求，只有以新需求为出发点，不断提升产品性能及面向应用的定制化产品，才能更好地服务于客户，而图尔克将以用户需求为核心，积极致力于与市场及用户协同发展，谋求更快的进步。

当今世界上没有任何一个区域性市场像中国市场一样活跃，富有变化和挑战。图尔克也一直在调整自身，以适应这种变化，保持我们自身的市场地位与竞争力。20年来，无论市场如何变化，图尔克始终都把中国工业化过程中的技术创新和服务更新放在至关重要的地位，这是挑战也是乐趣。目前，图尔克中国公司已经是除图尔克德国和图尔克美国外的第三大子公司。每年，我们都会与图尔克全球团队及时沟通，了解最新的趋势与动态，并要求中国的产品经理熟知市场和产品技术，紧跟中国工业自动化市场步伐，为我们的客户提升效率、节省成本。

“我国传感器尽管发展迅速，但是也存在着技术水平偏低，研发能力差，IC和MEMS技术产业链能力不足等问题。特别是一些高档传感器，依然是国外品牌占据主导地位。”

■Q：2015年，贵公司传感器业务发展的重点有哪些？

明代都：国家对物联网的投资集中在包括精细农牧业、智能家居、环境与安全检测等在内的十大领域。昆仑海岸在保持传统优势行业平稳增长的前提下，以国家政策为导向，紧跟市场转型。根据政策导向和市场需求，昆仑海岸目前的发展重点为：（1）在现代农业中的应用，以求推进我国智慧农业进程；（2）在油田输油、输气管道中的应用，以保证输油输气安全；（3）在冷链物流中的应用，以保证低温物品运输中的质量安全。

王永贞：美国邦纳拥有强大的产品研发团队，多年来一直致力于新技术、新产品的研发。2015年，美国邦纳会陆续推出一系列新的传感器产品，包括：DF-G3模拟量和双开关传感器，Q4X高精度测距产品，LE550双开关量、S18-2 背景抑制式传感器、集成Profinet总线接口的iVu视觉传感器等。

邦纳公司不仅致力于为用户提供专业的传感器产品，还致力于为用户提供专业的系统解决方案。2015年，美国邦纳继续加大客户定制化服务，力争用合适的产品和专业的解决方案为用户提供优质的服务。

段武堂：2015年维博公司推出“高隔离、高可靠“的电量传感器，推出满足绿色环保方便安装电量传感器，加大传感器工艺升级投入，为工厂智能提供传感器。