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四方光电:创新品启新程,颠覆传统计量

导语
在天然气消费量增长、智能燃气表渗透率提升、超声波燃气表国家标准的推出等积极因素的共同影响下,预计未来我国智能燃气表市场需求将稳定增长,物联网智能燃气表也将成为智慧计量新方向。与传统的膜式燃气表相比,超......

在天然气消费量增长、智能燃气表渗透率提升、超声波燃气表国家标准的推出等积极因素的共同影响下,预计未来我国智能燃气表市场需求将稳定增长,物联网智能燃气表也将成为智慧计量新方向。与传统的膜式燃气表相比,超声波燃气表具有精度高、抗污染性能好、体积小等优点,逐渐成为物联网智能燃气表的可靠选择。

四方光电是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器研发、生产和销售的高新技术企业。凭借在超声波气体传感技术领域的长期探索和积累,四方光电早在2013年就开始在超声波燃气表领域的布局。面对天然气这一清洁能源日益得到推广,四方光电及时将超声波气体传感技术的应用方向由农村沼气计量转向城市燃气计量,重点布局家用及工商业用超声波燃气表领域。

志在打破国外技术垄断,助力燃气计量转型升级

膜式燃气表在我国城市燃气发展中得到广泛应用,目前在燃气计量行业仍然占据着主导地位。但膜式燃气表结构复杂、易磨损、易受管道介质温度压力等客观因素的影响,导致测量精度降低。超声波燃气表以其非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高的计量精度和可结合更多的智能化应用等优势,引起国内外的高度重视,是近年来燃气计量领域的开发热点。

早在上世纪九十年代,英国、德国等国的多家燃气公司已陆续开发了超声波燃气表。受当时超声波探头、计时芯片、电子技术等的因素限制,价格还是非常高昂,无法与传统膜式燃气表竞争。进入二十世纪后,超声波燃气表的关键部件价格大大降低,迎来了超声波燃气表的快速发展。虽然国内现有多家燃气表公司已开始研发超声波燃气表,但是大多数厂家还是购买国外的电路板和超声波探测器,自己配套外壳组装成超声波燃气表。这样的模式使得国内厂家生产的超声波燃气表价格偏高,市场推广受到限制。

四方光电在该领域的研发创新致力于打破国外技术垄断,助力我国燃气表转型升级发展。四方光电在超声波气室流场设计、超声波信号处理、流量算法、温度修正、燃气成分修正、超声波探测器自主设计等方面取得多项发明专利,开发的燃气表已经通过计量认证并生产。目前,四方光电已与国内燃气仪表厂商签订框架性合作协议。随着市场对超声波燃气表接受度提升、产品推广及家用超声波燃气表标准落地,四方光电的新产品有望为企业带来新的增长点,并实现进口替代。

以卓越产品性能拓市场,欲实现规模化生产应用

四方光电公司自2008年开展对超声波气体传感器的研究以来,通过在超声波换能器、时间计量芯片以及时差自动计算方法、流程成分同时感知等领域取得突破,特别是在超声波氧气流量传感器、超声波沼气流量计等领域实现了规模化生产应用,具有较好的技术和产业基础。针对家用燃气表需要的超宽量程比、宽温度范围、抗污能力、脉动气流测量等特殊要求,四方光电开发了带燃气密度测量功能的新型家用超声波燃气表。同时,四方光电通过计算流体力学模拟,设计了一种L型的超声波气室通道,进一步降低成本,提高抗污性能,从而加强了超声波燃气表的竞争力。

工商用燃气计量多采用工业膜式表以及罗茨表。为了确保测量准确,超声波气体流量计采用多组超声波探测器,成本和功耗较高。四方光电在家用燃气表模块研究经验基础上,通过流体力学模拟,在进气口处优化设计了整流罩,确保进入各个子腔室的燃气更加均匀平稳。由此,仅采用一组超声波探测器就能够完成工商业燃气表的测量,确保了准确性和低成本。

为进一步提高超声波燃气表模块性能并降低成本,公司通过对不同压电陶瓷片直径、厚度,基片的直径、厚度等进行有限元仿真分析,确定最优的探测器材料以及结构尺寸,并进行相应的工艺方案研发,实现高灵敏度超声波探测器的自主生产。目前,四方光电燃气表用超声波探测器已试制应用。

不断拓展产品应用领域,增强抵御市场风险能力

四方光电产品覆盖气体浓度、流量检测两个维度。四方光电可以根据客户需要提供集成粉尘、CO2、甲醛等检测功能的定制化气体传感器产品;四方光电在气体分析仪器领域可根据客户需要集成微流红外、热电堆红外、紫外差分吸收光谱等多种技术、形成综合解决方案。四方光电亦在超声波燃气表、医用气体流量计等气体流量检测领域不断深化布局。凭借自有技术及自产产品,四方光电能够快速响应订单需求,能够满足客户“一站式采购”气体传感解决方案的诉求。

四方光电产品可广泛应用于家电、汽车、医疗、环保、工业、能源计量等多种领域,从而大大增强公司抵御市场风险的能力。单一客户或单一行业出现危机,并不会对公司业务产生严重影响。另一方面,公司产品涉及的下游领域众多,也使公司具备了更多的市场机会,其中一个行业的爆发式增长就能给公司带来良好的发展机遇。公司密切跟踪气体传感器领域的最新趋势,识别市场和客户的潜在需求,未来将不断拓展自身产品的应用领域,赢得更多的高回报市场机会。

头图来源:图虫

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