我国微小流量计的发展现状和前景探讨

薛　晔　李　晶

(西安工程大学机电工程学院，陕西 西安　710048)



我国微小流量计的发展现状和前景探讨

薛晔李晶

(西安工程大学机电工程学院，陕西 西安710048)

目前，国内对微小流量的定义模糊且高端微小流量计大量依赖进口，微小流量仪表的国产化显得至关重要。结合我国微小流量计的发展，从经济水平、技术核心角度对微小流量计的现状进行了分析，阐述了我国流量仪表转型升级的必要性和举措；探讨了在经济发展新形势下，我国微小流量计的发展趋势，以及流量仪表发展转型方式。

微小流量计国产化转型创新发展概况现状分析发展趋势转型

Transformation

0　引言

随着微小流量在航空、航天、化工和生物工程等众多领域的迅猛发展及广泛应用[1]，现有的微小流量计是否依然满足市场的需求已经引起越来越多的探讨。研发高水平的国产化微小流量计迫在眉睫。

NSvedin利用一种流体升力的作用来测量微小流量，虽测量精度和敏感性很高，但很多工业场合无法使用，只适用于特定条件下的微小流量测量[2]。Czars利用激光多普勒测速(laserDopplervelocimetry,LDV)法直接测量并获得微流量，但此方法对测试环境要求非常苛刻且须耗费较多时间。浙江大学通过测量气体流量间接测量液体微小流量，但对于超低压条件下超微小流量也无能为力[3]。邵东亮等人针对现有测试方法(如天平称重法、人工计量等)中所存在的一些问题，提出了基于毛细管渗流理论的改进办法[4]。

然而，与国外相比，目前我国的高档仪器主要依赖进口，费用昂贵且对测试环境等方面的要求苛刻；绝大多数产品是基于对原有产品的改造，可靠性和稳定性等关键性指标尚未全部达到国际要求，处于中低档技术水平。本文主要从经济水平和核心技术两方面，对国内微小流量计的现状进行分析，研究了我国未来微小流量计的发展趋势。

1　微小流量计现状概况

目前，我国微小流量计种类繁多，主要应用于流程工业、实验室和医疗事业三大领域。面对复杂的市场环境，微小流量测量一直是流量计量的一个难点问题，其主要表现在以下几个方面。

①对微小流量的定义十分模糊，尚不明确。虽然微小流量测量从上世纪80年代就已经发展起来，但目前对微小流量计量范围的要求仅按企业和业界的使用习惯界定，并没有制定出一个严格、准确的划分标准。

②影响流量的因素和仪表的种类繁多。流量是一个推导量，其影响因素较多[5]，如流体的物性、流动特性、工艺要求、检测环境、安装维护、经济性等，然而一种仪表并不能满足上述一切要求，因此，流量计的种类较多。目前，微小流量计测量原理达十多种，类型近200种[6-8]，但尚无一种仪表可以独占鳌头，取代其他仪表。

③国内流量计市场尚不成熟。目前国内企业对于微小流量计的设计研发还较少，主要以进口为主。并且，对于我国的微小流量计,产品的性能指标相对较低，可靠性和稳定性等方面与国外相比相对落后。

在我国，流量是节能减排的重要依据。目前，国内外对微小流量的研究重点大多在于对其测量装置的改造上，希望仪表的使用界线能延伸到更小的流量范围。众多企业希望用户能接受从传统机械式仪表到电子技术流量计的革新，很多学者也对微小流量计展开积极研究。

2　微小流量计的现状分析

据统计[9]，我国近五年来关于测量、检验液体流量或液位的仪器及装置出口数量是进口数量的3倍多，由此可见我国生产能力强劲。仪器、装置进出口情况统计如表1所示。

表1　仪器、装置进出口情况统计表Tab.1　The import and export statisticsof instruments and apparatuses

由表1可知，我国算得上仪器仪表生产大国，然而出口金额却不及进口金额的一半，面临着亏损严重的困境。这其中有多方面的原因，本文主要从以下几个方面进行分析。

2.1经济水平的促进和制约

通过研究世界流量测量仪表的主要分布点不难发现，其基本上都受到经济水平的促进与制约。微小流量测量仪表的兴起可追溯至上世纪80年代，主要生产商有艾默生(Emerson)、恩德斯豪斯(E+H)、阿西布朗勃法瑞(ABB)、西门子(Siemens)、横河(Yokogawa)、通用电气(GeneralElectric)、霍尼韦尔(Honeywell)、英维思(Invensys)和山武(Yamatake)等。这些生产商大多来自欧洲的发达国家，集中度相对较高。与此同时，这些世界知名的公司具有很大的市场占有量，且产品价格居高不下。随着近几十年来我国流量仪表产业的建设与发展，我国已成为亚洲除日本外的第二大仪器仪表生产国[10]。

分析现代流量测量仪表的分布特点，先进的仪器设备大多集中分布在欧洲国家，亚洲成为中低档技术水平产品的主要生产地。虽然各个国家、地区的发展条件有差异，国情不同，但都是在特定的历史时期、经济发展的促进和影响下发展壮大的。由此可见，经济水平对流量测量技术的发展起着推动与促进作用。

2.2核心技术的促进和制约

为什么流量测量起源于发达国家？首先，这是资本主义经济发展的必然要求。资本主义经济发展为其奠定了雄厚的工业基础，使得这些国家在流量测量上具有竞争力[11]。其次，资本主义发展催生了世界一流研发技术的诞生。例如：世界前三名流量仪表生产商艾默生、E+H和ABB，以高端的技术水平占据整个市场将近50%的市场份额。

而我国，流量仪表的出口量虽然很大，但是与国外同行相比，还存在着很大的差距，还有漫长的道路要走。目前，我国的流量仪表自主研发技术基础相对于资本主义发达国家还是比较薄弱，仍需不断积累。我国流量仪表的核心技术不足，许多高端流量仪表需要进口的主要原因就是我国流量测量技术不成熟。

流量测量领域的发展离不开科学技术的发展与进步，理论研究、自主研发和自主生产研究等都必不可少。这几者相辅相成，共同促进流量测量领域的巨大发展。我国虽然在此领域取得了一定的技术突破，但是对于核心技术还需加大自主研发力度，否则，流量测量领域的发展会受到制约。

3　微小流量仪表的出路

作为流量仪表生产大国，我国仪表还存在产品种类不全、产品性能指标低、高技术产品少等难题，需要迎头赶上国际先进水平。为了面对竞争激烈的市场环境，微小流量计的研制和转型势在必行。而未来国内的微小流量计要在行业内脱颖而出，必然要满足以下几个方面的要求。

①加大高端产品的科技研发。随着微电子、计算机、通信技术的飞速发展，个性化、定制化要求将日益提高，而设计原理合理、传感器结构简单[12]、测试状态简洁直观的仪表必然是未来微小流量计的发展趋势。因此，我们的研发目标是高端产品、新材料和新技术，进而实现产品的转型升级。

②传统机械式仪表向新型仪表的转型[13-15]。近年来，节流式、容积式、浮子等传统流量计由于自身所存在的缺陷(如结构复杂、装置笨重等)和用户要求的提高，已不能满足市场的需求。与传统流量计相比，新型流量计以结构简单、功能齐全等优点，发展十分迅速，大有取代传统流量计的市场主导地位之势。

③国产化刻不容缓。我们应该借助大数据时代的“互联网+”等新技术拓展，多维发展，实现资源整合，把握市场变革，积极面对挑战，把握机遇，把推动科技创新和打造国产化高端产品作为流量仪表市场的根本之策；从市场中寻找机遇，寻找出路，使我国的微小流量仪表迎头赶上国际的先进水平，研制出具有本国特色的产品。

4　结束语

当前，我国微小流量仪表正处于从传统机械式向新型式转型的重要时期。在创新驱动发展战略的背景下，要实现微小流量计的国产化，必须找准发展方向。寻找走出困境之良策，既要坚持眼下稳定生产、维持自身运营，又要谋求长远添动力；既要积极总结过去，又要凝聚创新驱动战略；既要采取措施、做好自身发展战略，又要学习国内外同行先进的技术，以应对挑战[16-18]，从而为未来中国微小流量仪表的国产化和国际化奠定坚实的基础。在当前困难和机遇并存的局面下，我国微小流量仪表产业的发展空间仍然无限、市场仍然广阔。

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[4] 邵东亮,朱金堂,孔伟.液体微流量计量方法研究[J].石油仪器,2005(2):69-72.

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[9] 中国产业信息网.2015年我国测量、检验液体流量或液位的仪器及装置进出口贸易及发展情况分析(图)[EB/OL].[2015-12-17].http://www.chyxx.com.cn/.pdf.

[10]中国工业电器网.我国成为亚洲第二大仪器仪表生产国[EB/OL].[2016-02-02].http://www.cnelc.com.cn/.pdf.

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ExplorationontheCurrentDevelopingStatusandProspectsofMicroFlowmetersinChina

Nowadays,thedefinitionofthemicroflowisambiguous,andthehigh-endmicroflowmetersaremostlyimported,thusthelocalizationofmicroflowmetersbecomesvital.Combiningwiththedevelopmentofmicroflowmetersinourcountry,thecurrentsituationofmicroflowmeterisanalyzedbasedontheperspectiveofeconomiclevelandtechnicalkeypoints.Thenecessityandmeasuresoftransformationandupgradingofflowinstrumentsinourcountryaresummarized.Thedevelopingorientationofmicroflowmetersundernewsituationofeconomicdevelopmentinourcountryandthepatternsofdevelopmentandtransformationofflowinstrumentsinourcountryareexplored.

MicroflowmeterLocalizationTransformationInnovationGeneralsituationSituationanalysisDevelopmenttendency

薛晔(1990—)，女，现为西安工程大学机械工程专业在读硕士研究生；主要从事现代测试技术方向的研究。

TH814;TP2

A< class="emphasis_italic">DOI

:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201610010

修改稿收到日期2016-04-22。