刍议智能化仪器仪表技术及市场发展

摘要：现代化信息科学技术主要由信息传输、信息处理构建生成，运用智能化仪器仪表便于获得准确的信息数据， 有利于保证产品质量与效率， 对工业生产、 科研有着重要的意义，本文从国内外仪器仪表行业技术的发展现状出发， 对其未来发展前景、 发展趋势进行了探讨。关键词：智能化仪器仪表技术 技术发展随着时代与科技的飞速发展，仪器仪表技术逐渐走向智能化、自动化、数字化，一直以来仪器仪表技术是人们获得信息的必备工具，属于获取信息的技术领域，在工业、科学研究等方面得到广泛的应用。与国际仪器仪表行业技术水平相比，我国仪器仪表技术水平相对落后，仅百分之五技术产品可算得上是国际水平，国内仪器仪表技术、产品附加值落后与国际水平十年，存在显著差异。本文从国内外智能化仪器仪表技术现状出发，探讨了智能化仪器仪表技术未来的发展。一、国外仪器仪表行业技术的发展现状二十世纪七十年代首次提出智能化仪器概念，由一家美国公司推出世界上第一台具备微处理器的智能仪器，随后智能仪器得到持续的发展，致使当时大量的智能仪器产品面世，其中包括 MAT331 高分辨质谱仪、 9610智能色谱仪等，前者系统中有三万多张质谱图，通过分析样品显示其化学结构图，主要用于研究化学结构。后者完美的实现了微处理器芯片与接口软件的对应，提高系统的控温功能，保证智能仪器的安全性、可靠性，使其程序分辨率得以提高。后来由德国制造的在线智能统量计一经推出，就得到了人们广泛的关注，此种系统可远程控制仪器仪表的各项参数，工作人员只需在控制中心调整测量零点、复位及其范围等，运用相应接口的计算机、通讯设备，有助于实现人机交流。经大量数据研究表明，国外智能化仪器仪表具有以下的发展特点，首先是仪器仪表的智能化程度高，其功能比较多样，应用范围广，与人们的生活息息相关，微处理器容量由八位数发展为十六位数，部分容量还可达三十二位数，功能增多，速度与性能得到提高，信息精确度进一步提升。国外智能仪器仪表技术可实现通讯、决策、遥控诊断、优化控制、分析、专家系统等功能，单片微机标准越来越高，仪器仪表智能程度高。国际要求智能仪器的标准串行总线，连接多台仪器使其构成可自动测试、复杂性更高的智能仪器。国外智能仪器仪表更新速度较快，通常仪器使用周期不超过五年，个人仪器也逐渐面世。二、国内仪器仪表行业技术的发展现状我国智能化仪器仪表行业分类齐全，逐渐形成了布局合理、结构完整、生产规模大、技术水平扎实的工业体系，在国内工业市场上具有良好的口碑，国产智能化仪器仪表生产水平比较稳定，使我国智能化仪器仪表市场得到了蓬勃发展，国内控制系统企业竞争激烈，在我国国民经济中发挥出了重要作用，部分企业实现了与国际企业发展水平的有效对接，使我国控制系统生产企业在国际上具有一定优势。 例如现场仪表中有复合传感器、 金属电容传感器、光纤传感器、 新型硅传感器、 科氏力传感器等， 其信息精度比传统的传感器信息精度高二倍，压力变送器、差压变送器、气体及液气体流量测量精度等级均得到提高。将数字技术、传感器联系在一起，使智能化仪器性能得到提高，相应的操作水平趋向成熟，在实际仪表工作的过程中将智能化技术结合网络化技术应用， 使智能仪表功能更多， 还可实现数据运算、 控制、补偿、通信等，满足多样环境下的仪表操作。现阶段国内市场可使用的智能化仪器有很多，其中不乏国产制造、国内研发的仪器仪表，例如变送器、智能执行机构、流量计等，我国自主研发的集散控制系统占据了整体市场份额的百分之三十四，我国基础的智能化仪器仪表技术比较扎实，例如测压仪表、简易调节仪、测温仪表、流量仪表等，其生产、制造、工艺等比较成熟，还能在原有的基础上加以创新，研发出更多智能仪器，使其在国际市场上也能发挥优势。我国极大多数智能化仪器仪表科技水平不高，例如由国外引进的差压变送器、压力变送器等，对其操作、设计、加工等能力相对低下，缺乏创新思想、实用能力、创新能力，后续产品难以开发。虽然我国集散控制系统得到实际的应用，但在企业生产中灵活性不高，技术经验不足，集散控制系统在大型项目中装置较少，我国智能化仪器仪表行业普遍呈现中以制造中、 低档产品为主的现象， 适用于中、 小型项目， 而国外市场则主要生产高中档产品，适用于大、中型项目，创新能力、核心技术不足，大型项目存在被国外市场垄断的风险。三、仪器仪表技术的发展新趋势国外智能化仪器仪表更新与改进速度较快，具有广阔的市场空间，例如光学分析与测量控制仪器仪表、微处理器与微型计算机等，前者以每年百分之二十的更新速度递增，后者以每年百分之三十五的更新速度递增。经大量的研究数据表明，现今国内智能化仪器仪表重点开发、研究、制造工业在线过程控制仪表，这是国内智能仪器发展的核心，同时也是市场竞争的关键，随着智能化仪器仪表在我国各行各业逐渐得到应用，根据实际的市场需求，开发与制造应用前景广泛的领域，例如建筑项目中可智能化测量的仪器，其测量内容包括地基受力、土壤受力、地基下沉、地基变形等，我国是一个人口众多的农业大国，现阶段农用仪器研制水平不高，大量的农业仪器尚未开发，其测量工具可考虑农药残留分析仪、土壤酸碱度测试仪、土壤质量测试仪、饲料成分分析仪、粮食干湿度测试仪、种子呼吸仪等。智能化仪器主要用于科研、工业领域，现代化工业生产智能化要求较高，将测控系统运用在智能化工业生产的现场，有利于提高各控制设备的连接，嵌入式智能仪表的远程监控系统见下图 1 。由于我国智能化仪器仪表处于初级发展阶段，但其产品更新速度不亚于国外市场，其市场发展前景也十分广阔，存在巨大的开发空间和潜力，在国内智能化仪器仪表行业中具有极大的优势。笔者认为智能化仪器仪表生产机构要抓住这一机遇，面对广阔的仪器市场，不断创新、研发相关技术与手段，制定科学合理的战略发展计划，明确市场发展方向。结束语综上所述，随着科技的不断发展，仪器仪表行业技术逐渐走向成熟，在科学研究、工业生产等领域得到广泛的应用，现今的仪器仪表技术设计越来越多样，技术手段、制造工艺越来越高精尖，应用范围不再局限，在更多科学研究中得到使用。智能化仪器仪表产品属于新型高科技的技术产品，综合了计算机、互联网等多资源的仪器仪表技术在未来的发展道路还会更加光明。参考文献：1 宋慧欣 . 新经济下智能仪表的新机遇J. 自动化博览， 2010（ 10 ）2 赵群，张翔，谢素珍. 自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势综述 J. 现代制造技术与装备， 2008（ 4 ）3 吴靖宇 . 谈我国现代仪器仪表技术的新发展J. 科技致富向导， 2010（ 36）