自動化儀器儀表行業的現狀及發展趨勢

徐波

摘 要：文章主要論述了自動化儀器儀表行業的關鍵技術，對前沿技術相關研究和對新產品的開發，分析了儀器儀表科技產業的現狀，對儀器儀表行業技術發展趨勢進行了討論。

關鍵詞：自動化；儀器儀表；現狀

1 自動化儀器儀表行業的技術類型

當前自動化儀表的產品技術的水平大致有四種類型：

（1）多年來的科技產品，如常用測溫儀、壓力儀表、顯示儀表、傳統流量儀表、儀器等簡單的調整，這些技術變化不大，對于國內的公司可以掌握到核心技術，開發新產品和提高這些產品的技術，以滿足國內需求，這些產品大部分技術含量較低。

（2）20世紀80年代和90年代初已引進技術和產品以及90年代的自主研發產品中期，我國的技術水平大致在90年代初期的國際水平。例如當時的美國的ROS0UNT電容式壓力/差壓變送器，來自法國伯納德電動執行器，以及我國自主研發的流量計、閥門定位器、電動執行機構等。這些產品在國內企業都已經掌握制造技術，以及改進的市場應變能力和改善性的獨立研究。由于多年的生產，質量和成本效益的技術水平具有一定的優勢，是當前中小企業用戶和主流產品的選擇項目。

（3）目前，我國自主研發的高中檔產品。代表性的產品如分布式控制系統（DCS）、電磁流量計、無紙記錄儀、智能型電動執行機構等。其中，部分產品與國外產品的基本性能和水平已經接近，市場份額繼續上升，核心技術與國際先進水平同步的基本組成部分。然而，由于工程設計質量、信譽等方面的原因，這些產品的應用對象仍然是中小工程項目或重大裝備的大型項目、非主系統和非主要工位。此類產品已經有生產能源的一部分，該產品技術難度仍處于發展的研究階段。

（4）三資企業產品和進口產品。所有這些都是高中檔產品，重點項目為基礎使用了大量的中型項目，如大型DCS、PLC、核電系統、0.075級以上的智能高精度壓力/差壓變送器、智能電動數字控制系統、高溫高壓、壓差、耐磨損性、耐沖擊性調節閥、質量流量計、多通道的超聲波流量計、過程分析儀器等，用量較少、技術難度大、專用性強的品種，如軋制機械動態測試設備，紙張厚度檢測儀器。這些產品大部分已經在生產的外商獨資或合資企業，并擁有本地化比例高，但中國不具備關鍵核心技術，如傳感器技術的變送器。發展工業自動化儀表，不僅要看產品的工藝和技術，涉及工程應用的水平。近年來，不少測控設備生產企業以及火電、石化、冶金和科學技術的企業應用和工程公司的其他部門已經在應用軟件和優化軟件開發及系統集成技術長足的進步。通過利用外資系統工程，應用技術掌握控制的一批大項目和設施。

2 自動化儀器儀表行業的技術現狀

科學儀器方面，經過了很多付出，對于我國已經漸漸形成了科學測試儀器和測試技術教育研究和制造系統。到2014年，中國有100多所高校建立了先進的測試儀器和技術相關專業，并具有現代光學、光電子學、激光、分析化學、儀器分析，生物技術、新型傳感器和其他尖端高科技和專業學科。例如清華大學、浙江大學、中國科學院一起投資于一個精密的測試技術和設備，開辦了現代光學、超快激光光譜學、振動沖擊噪聲等實驗研究。對真空儀器裝置、光學儀器、生物芯片等具有國家工程技術作出了重點研究，形成了以中科院長為代表的十多家精密儀器及測試技術的專業研究機構，而且在市場上取得了一定的競爭地位，有北分瑞利、上海精科、清華同方、中科科儀等重點研究企業。

近年來自主創新取得了一些成績，研究出了高水平產品。目前，我國生產的科學測試儀器一般達到上個世紀中期階段的水平，包括色譜儀器、光譜儀、電化學儀器、研究光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子天平、離心機、電子萬能試驗機、超聲波探傷儀探測器、X射線探傷機、電子經緯儀、電測儀表。部分產品目前接近或達到國際上類似的水平，如微波等離子光譜儀，便攜式光離子化氣相色譜儀，原子熒光光譜儀、全自動遠程診斷光學顯微鏡等儀器。

3 器儀表行業將突飛猛進

科學技術和自動化的飛速發展，我國自動化儀器儀表行業也有了新的變化和新的發展。高新技術自動化儀器儀表產品，將成引領自動化儀器儀表科技產業的未來發展。

近20年來，微電子技術、計算機技術、精密機械技術、高密封技術，特種加工技術、集成技術、薄膜技術、網絡技術、納米技術、激光技術、超導技術和生物技術等高新技術得到了迅猛發展。在這樣的背景和情況，不斷地對自動化儀器儀表更高、更新的附加要求，例如要求更快、更高的靈敏度，更好的穩定性，較少的樣本量，檢測微損甚至無損，遙感遙測更多的距離，以帶來更方便、更便宜、無污染、更快捷等優點，同時也為自動化儀器儀表科技與產業的發展提供了強大的推動力，并給自動化儀器儀表的進一步發展提供了物質、知識和技術基礎。

特別要注意的是：在過去的10年中，由于納米技術給機械研究帶來更精密的成果，現代分子水平、基因水平，以及特種功能材料研究超高精度性能生物科學的研究成果和具有全球性技術的網絡推廣成果的應用，其中包括大量的最新技術成果競相當代問世，使得儀器領域發生了根本性的變化。通過分析，我們可以看到一個具有現代化的高科技儀器，不僅這是主要特點，并且它是振興自動化儀器儀表業的必由之路，是新世紀自動化儀器儀表行業的導航。

伴隨現場總線的問世，對過程測控儀表的發展帶來了很大的轉折。現場總線是用于現場智能化儀表與控制室之間的一種開放、全數字化、雙向、多站的通信系統。滿足了廣大用戶的實際需求，也是各大制造廠商的技術競爭結果，給計算機技術、通信技術和控制技術在工業控制領域的產物帶來了提升，實現了高精度、高性能、高穩定、高可靠、高適應性，多功能、低消耗的發展空間，也帶來了很大的提升動力。可見應用領域，尤其對于非傳統應用領域的拓展，給自動化儀器儀表的持續發展帶來了新的動力。

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