在天然氣消費量增長、智能燃氣表滲透率提升、超聲波燃氣表國家標準的推出等積極因素的共同影響下,預計未來我國智能燃氣表市場需求將穩定增長,物聯網智能燃氣表也將成為智慧計量新方向。與傳統的膜式燃氣表相比,超聲波燃氣表具有精度高、抗汙染性能好、體積小等優點,逐漸成為物聯網智能燃氣表的可靠選擇。
四方光電是一家專業從事氣體傳感器、氣體分析儀器研發、生產和銷售的高新技術企業。憑藉在超聲波氣體傳感技術領域的長期探索和積累,四方光電早在2013年就開始在超聲波燃氣表領域的布局。面對天然氣這一清潔能源日益得到推廣,四方光電及時將超聲波氣體傳感技術的應用方向由農村沼氣計量轉向城市燃氣計量,重點布局家用及工商業用超聲波燃氣表領域。
志在打破國外技術壟斷,助力燃氣計量轉型升級
膜式燃氣表在我國城市燃氣發展中得到廣泛應用,目前在燃氣計量行業仍然佔據著主導地位。但膜式燃氣表結構複雜、易磨損、易受管道介質溫度壓力等客觀因素的影響,導致測量精度降低。超聲波燃氣表以其非接觸測量、無可動部件、無壓力損失、極高的計量精度和可結合更多的智能化應用等優勢,引起國內外的高度重視,是近年來燃氣計量領域的開發熱點。
早在上世紀九十年代,英國、德國等國的多家燃氣公司已陸續開發了超聲波燃氣表。受當時超聲波探頭、計時晶片、電子技術等的因素限制,價格還是非常高昂,無法與傳統膜式燃氣表競爭。進入二十世紀後,超聲波燃氣表的關鍵部件價格大大降低,迎來了超聲波燃氣表的快速發展。雖然國內現有多家燃氣表公司已開始研發超聲波燃氣表,但是大多數廠家還是購買國外的電路板和超聲波探測器,自己配套外殼組裝成超聲波燃氣表。這樣的模式使得國內廠家生產的超聲波燃氣表價格偏高,市場推廣受到限制。
四方光電在該領域的研發創新致力於打破國外技術壟斷,助力我國燃氣錶轉型升級發展。四方光電在超聲波氣室流場設計、超聲波信號處理、流量算法、溫度修正、燃氣成分修正、超聲波探測器自主設計等方面取得多項發明專利,開發的燃氣表已經通過計量認證並生產。目前,四方光電已與國內燃氣儀表廠商籤訂框架性合作協議。隨著市場對超聲波燃氣表接受度提升、產品推廣及家用超聲波燃氣表標準落地,四方光電的新產品有望為企業帶來新的增長點,並實現進口替代。
以卓越產品性能拓市場,欲實現規模化生產應用
四方光電公司自2008年開展對超聲波氣體傳感器的研究以來,通過在超聲波換能器、時間計量晶片以及時差自動計算方法、流程成分同時感知等領域取得突破,特別是在超聲波氧氣流量傳感器、超聲波沼氣流量計等領域實現了規模化生產應用,具有較好的技術和產業基礎。針對家用燃氣表需要的超寬量程比、寬溫度範圍、抗汙能力、脈動氣流測量等特殊要求,四方光電開發了帶燃氣密度測量功能的新型家用超聲波燃氣表。同時,四方光電通過計算流體力學模擬,設計了一種L型的超聲波氣室通道,進一步降低成本,提高抗汙性能,從而加強了超聲波燃氣表的競爭力。
工商用燃氣計量多採用工業膜式表以及羅茨表。為了確保測量準確,超聲波氣體流量計採用多組超聲波探測器,成本和功耗較高。四方光電在家用燃氣表模塊研究經驗基礎上,通過流體力學模擬,在進氣口處優化設計了整流罩,確保進入各個子腔室的燃氣更加均勻平穩。由此,僅採用一組超聲波探測器就能夠完成工商業燃氣表的測量,確保了準確性和低成本。
為進一步提高超聲波燃氣表模塊性能並降低成本,公司通過對不同壓電陶瓷片直徑、厚度,基片的直徑、厚度等進行有限元仿真分析,確定最優的探測器材料以及結構尺寸,並進行相應的工藝方案研發,實現高靈敏度超聲波探測器的自主生產。目前,四方光電燃氣表用超聲波探測器已試製應用。
不斷拓展產品應用領域,增強抵禦市場風險能力
四方光電產品覆蓋氣體濃度、流量檢測兩個維度。四方光電可以根據客戶需要提供集成粉塵、CO2、甲醛等檢測功能的定製化氣體傳感器產品;四方光電在氣體分析儀器領域可根據客戶需要集成微流紅外、熱電堆紅外、紫外差分吸收光譜等多種技術、形成綜合解決方案。四方光電亦在超聲波燃氣表、醫用氣體流量計等氣體流量檢測領域不斷深化布局。憑藉自有技術及自產產品,四方光電能夠快速響應訂單需求,能夠滿足客戶"一站式採購"氣體傳感解決方案的訴求。
四方光電產品可廣泛應用於家電、汽車、醫療、環保、工業、能源計量等多種領域,從而大大增強公司抵禦市場風險的能力。單一客戶或單一行業出現危機,並不會對公司業務產生嚴重影響。另一方面,公司產品涉及的下遊領域眾多,也使公司具備了更多的市場機會,其中一個行業的爆發式增長就能給公司帶來良好的發展機遇。公司密切跟蹤氣體傳感器領域的最新趨勢,識別市場和客戶的潛在需求,未來將不斷拓展自身產品的應用領域,贏得更多的高回報市場機會。
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