發(fā)展歷史

　　美國早在1886年即發(fā)布過第一個(gè)TUF專利，1914年的專利認(rèn)為TUF的流量與頻率有關(guān)。美國的第一臺TUF是在1938年開發(fā)的，它用于飛機(jī)上燃油的流量測量，只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機(jī)和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計(jì)才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)用。如今，它已在石油、化工、科研、國防、計(jì)量各部門中獲得廣泛應(yīng)用。

　　流量測量最早是由瑞士人開始的，在1738年，瑞士著名的物理學(xué)家丹尼爾·伯努利以伯努利方程為基礎(chǔ)，利用了差壓法測量了水流量。

　　后來，意大利物理學(xué)家文丘里又用文丘里管測量了流量，并發(fā)表了研究成果。

　　1886年，美國人赫謝爾應(yīng)用文丘里管制成了測量水流量的的實(shí)用測量裝置。

　　20世紀(jì)初期到中期，原有的測量原理逐漸走向成熟，人們不再將思路局限在原有的測量方法上，而是開始了新的探索。1910年時(shí)，美國人開始了槽式流量計(jì)的研究工作，這種流量計(jì)是用來測量明溝中水流量的。1922年，帕歇爾將水槽測量改革為帕歇爾水槽。

　　槽式流量計(jì)發(fā)展的同時(shí)，美籍匈牙利人卡門正在研究渦街理論，1911年到1912年，他提出了卡門渦街新理論。

　　到了30年代，又出現(xiàn)了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法聲波測量流量的方法，但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲得很大進(jìn)展，直到1955才有了應(yīng)用聲循環(huán)法的馬克森流量計(jì)的問世，用于測量航空燃料的流量。

　　1945年，科林用交變磁場成功的測量了血液流動的情況。

　　20世紀(jì)的60年代以后，測量儀表開始向精密化、小型化等方向發(fā)展。例如，為了提高了差壓儀表的精確度，出現(xiàn)了力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器；為了使電磁流量計(jì)的傳感小型化和改善信噪比，出現(xiàn)了用非均勻磁場和低頻勵磁方式的電磁流量計(jì)，此外，具有寬測量范圍和無活動檢測部件的實(shí)用卡門渦街流量計(jì)也在70年代問世。

　　隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，具有鎖相環(huán)路技術(shù)的超聲（波）流量計(jì)也得到了普遍應(yīng)用，微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步提高了流量測量的能力，如激光多普勒流速計(jì)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，可處理較為復(fù)雜的信號。

　　在工業(yè)現(xiàn)場，測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)或流量表。是工業(yè)測量中最重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，對流量測量的準(zhǔn)確度和范圍要求越來越高，為了適應(yīng)多種用途，各種類型的流量計(jì)相繼問世，廣泛應(yīng)用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。據(jù)預(yù)測，到2013年，全球流量計(jì)市場規(guī)模將達(dá)到34.8億美元。

　　弗若斯特沙利文咨詢公司運(yùn)用360度全視角研究模型，著眼于全球，綜合應(yīng)用行業(yè)、科技技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)、競爭環(huán)境和行業(yè)用戶等多項(xiàng)模塊，對流量計(jì)市場進(jìn)行全面研究。本文以容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)(典型的葉輪式流量計(jì))、差壓式流量計(jì)、變面積式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)(典型的流體振蕩式流量計(jì))、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和插入式熱質(zhì)量流量計(jì)作為研究對象，對市場進(jìn)行分析。

　　2008年全球流量計(jì)的市場規(guī)模達(dá)到28.3億美元，較2007年增長約3.9%。據(jù)預(yù)測，到2013年，全球流量計(jì)市場規(guī)模將達(dá)到34.8億美元。2008~2013年的年均復(fù)合增長率會達(dá)到4.2%。

　　在全球，流量計(jì)的主要生產(chǎn)商包括：阿西布朗勃法瑞(ABB)，艾默生(Emerson)，恩德斯豪斯(EndressHauser或E H)，科隆(Krohne)，西門子(Siemens)，橫河(Yokogawa)，以及通用電氣(GeneralElectric)，霍尼韋爾(Honeywell)，英維思(Invensys)和山武(Yamatake)。流量計(jì)市場集中度相對較高，前三名廠商——艾默生，E H和ABB占整個(gè)市場近50%的市場份額。

　　市場影響因素

　　驅(qū)動因素?fù)?jù)國際能源署(IEA)預(yù)測，從2007至2030年全球需要對能源基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)投資26.0萬億美元(以2007年美元價(jià)值計(jì))。其中，電力行業(yè)投資13.6萬億美元，占總投資額的52.3%。目前的金融危機(jī)并不會影響長期投資，至2030年，預(yù)計(jì)單是維持目前能源的供應(yīng)能力就需要全球能源投資的一多半資金，并且到2030年，世界許多地方的石油、天然氣和電力的基礎(chǔ)設(shè)施將需要更換。從長期來看，可預(yù)見的能源投資將給流量計(jì)在石油天然氣和能源行業(yè)板塊的應(yīng)用帶來不小的發(fā)展空間。

　　面臨激烈的競爭環(huán)境，以及為了應(yīng)對全球節(jié)能減排的訴求，各個(gè)行業(yè)用戶更加關(guān)注生產(chǎn)工廠的運(yùn)行效率，盡可能降低能耗，以提高競爭力。因此，大量的投資被用于提升工廠的自動化水平和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和實(shí)時(shí)監(jiān)控，以提升工廠的過程控制效率。諸如，在石油天然氣和能源行業(yè)，密閉傳輸設(shè)施中需要性能可靠的流體測量設(shè)備;化工和制藥行業(yè)中需要高精準(zhǔn)的流量計(jì)等，種種趨勢必將帶動傳感器和現(xiàn)場設(shè)備(包括流量計(jì))的發(fā)展。

　　流量計(jì)中正在更多地引入電子技術(shù)，如數(shù)字信號處理(DSP)和微處理器，這使得流量計(jì)具備了自診斷功能，并且能夠更好地與生產(chǎn)控制層面進(jìn)行通信。性能的提高更好地滿足了行業(yè)用戶的需求，給流量計(jì)創(chuàng)造了更多的市場應(yīng)用空間。

　　抑制因素當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)形勢有待進(jìn)一步提振，工業(yè)品需求不旺盛。眾多行業(yè)用戶放緩新項(xiàng)目投資或者暫停設(shè)備更新升級，等待全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)復(fù)蘇跡象。所以，在短期內(nèi)，這將會給流量計(jì)在其主要應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展前景帶來一定影響。

　　全球流量計(jì)市場生產(chǎn)商眾多，競爭異常激烈。同時(shí)，流量計(jì)生產(chǎn)商正面臨著行業(yè)用戶對價(jià)格較為苛刻的要求，為了能夠使產(chǎn)品更好地滲透進(jìn)入流量計(jì)應(yīng)用的主要行業(yè)，生產(chǎn)商之間的價(jià)格競爭再所難免。這一現(xiàn)象在新興經(jīng)濟(jì)體，尤其中國，很普遍。價(jià)格往往成為決定采購行為的最主要決定因素。長此以往，生產(chǎn)商更多關(guān)注價(jià)格策略，導(dǎo)致產(chǎn)品創(chuàng)新性不夠，阻礙市場發(fā)展。

　　面臨的挑戰(zhàn)

　　傳統(tǒng)的機(jī)械式流量計(jì)，例如差壓式流量計(jì)、容積式流量計(jì)和變面積式流量計(jì)，已經(jīng)處于普及化階段，價(jià)格競爭激烈，利潤空間日益減少，技術(shù)革新較少，市場相對成熟。Frost&Sullivan認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和定制化生產(chǎn)是生產(chǎn)商在成熟市場的激烈競爭中的一個(gè)重要突破點(diǎn)。根據(jù)弗若斯特沙利文對行業(yè)用戶的需求進(jìn)行分析，用戶群體希望生產(chǎn)商能夠提供為生產(chǎn)過程帶來切實(shí)利益的自動化設(shè)備。用戶在產(chǎn)品應(yīng)用過程中會產(chǎn)生具體的需求，例如：應(yīng)用在石化行業(yè)的特殊環(huán)境中，需要堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)以及防爆認(rèn)證;用戶對直管設(shè)計(jì)的科氏流量計(jì)的需求等。如何有效獲取用戶實(shí)際需求，并且對傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行改良，是對生產(chǎn)商差異化和定制化生產(chǎn)過程的一個(gè)不小挑戰(zhàn)。

　　引導(dǎo)用戶接受并使用新技術(shù)流量計(jì)，如超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)和熱質(zhì)量流量計(jì)等，是生產(chǎn)商把市場做大做強(qiáng)的又一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　此外，新技術(shù)流量計(jì)不斷被引入各個(gè)行業(yè)的同時(shí)，快速有效的售后服務(wù)對生產(chǎn)商來說同樣至關(guān)重要。尤其是運(yùn)用基于基金會現(xiàn)場總線和ProfibusPA總線的流量計(jì)，對軟件技術(shù)有一定要求，有效的服務(wù)能夠?yàn)橛脩籼峁└m合的解決方案，并且貼近用戶。

　　發(fā)展趨勢

　　從機(jī)械式流量計(jì)到電子技術(shù)流量計(jì)的革新是流量計(jì)最重要的發(fā)展趨勢之一。電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和渦街流量計(jì)利用電氣原理工作，從而避免了機(jī)械流量計(jì)工作中需要更換的運(yùn)動機(jī)件。同時(shí)，自診斷功能被引入流量計(jì)中，使得流量儀表不僅僅是簡單的測量工具，更多地為了系統(tǒng)維護(hù)的目的，例如：空管道偵測和自檢驗(yàn)等。并且，在電子流量計(jì)中結(jié)合先進(jìn)的通信技術(shù)后，使得控制人員能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)現(xiàn)場的流量數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。

　　據(jù)Frost&Sullivan的研究，當(dāng)前全球約89.0%的流量計(jì)采用mAHART通信協(xié)議，因?yàn)椴捎胢AHART通信協(xié)議的流量計(jì)在安裝難度和操作要求上都低于采用現(xiàn)場總線協(xié)議的流量計(jì)，并且引入現(xiàn)場總線系統(tǒng)對用戶來說也是一項(xiàng)不小的成本。但是，隨著行業(yè)用戶不斷提高自動化水平，希望從流量測量中獲取除了流量數(shù)據(jù)以外更多的信息，比如，診斷信息和狀態(tài)檢測等，這些數(shù)據(jù)傳送都需要依賴現(xiàn)場總線支持。而且，西門子和艾默等廠商生正在著力推行現(xiàn)場總線協(xié)議的流量測量技術(shù)。相信，這必將推動現(xiàn)場總線協(xié)議流量計(jì)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用前景。

　　此外，無線技術(shù)流量計(jì)也正在逐步被用戶所接受，惡劣環(huán)境中的流體測量對無線技術(shù)來說是一個(gè)很好的應(yīng)用空間。不過，用戶完全接受并普及無線技術(shù)流量計(jì)還需要一定的時(shí)間。