露点分析仪杂谈

• 说古

       露点是湿度的一个分类,老话说的好:“盐打那咸,醋打那酸,万事万物都有个由头”——湿度这个物理量也不是凭空蹦出来的,跟米啊尺啊这些距离的物理量一样,在中外都是因为有实际需要才被人捣鼓出来的。


      而捣鼓出这个物理概念的人,按我们中国人的说法就是祖师爷,这一中一外两位还都是赫赫有名的历史名人。

      咱们先从岁数大的介绍,中国这位呢,就是发明了豆腐这一吃货至宝,造福华夏饮食界数千年的不成功造反家——淮南王刘安了。

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刘安

西汉淮南王

炼丹练出豆腐的发明家,写出先秦杂家和道家之大成的《淮南子》的思想家,造反被杀全家

 图片—出自影视剧《汉武大帝》


         这位炼丹炼出豆腐的西汉王爷,一直想着怎么把他的豆腐(划掉)仙丹炼好,留下了很多辅助工具的记录,在他的专业论文《淮南子 说山训》中,就有湿度计的概念:“悬羽与炭,而知燥湿之气”。意思就是原本等重的干燥木炭和石头,分别被悬在天平的两端,木炭因吸收空气中的湿气而变重,通过增加羽毛的数量使天平平衡。这妥妥的是最早的测湿器,可惜没有古代中国没有专利权,不然一下能收两千多年的专利费呢。

 没炼出不死药,倒点出豆腐、火药和杂七杂八其他各种小发明的中国古代道士

 比起早慧的中华文明,欧美弄出湿度这一概念晚了千把年,还得亏一位聪明绝顶的EGG杀手。

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莱昂纳多·迪·皮耶罗·

达·芬奇

中世纪意大利艺术家

文艺复兴三杰之一,烂尾之王,小时候画鸡蛋,老了脑袋也变鸡蛋的大艺术家

图片—出自达芬奇自画像


       提到达芬奇,众所周知这位除了是个日常烂尾的拖稿画家之外,还是把赞助者的金钱砸到自己爱好,折腾出千奇百怪的发明中的大发明家。

      其中湿度计还算是和一个画家的工作沾边——是他为了测试石膏干的快慢而发明的。此装置用来测量空气中的湿度。装置由简单的天秤组成,一边放置可吸水的棉花,另一边则是同等重量而不吸水的物质,例如蜡。空气干爽时,铅垂线是垂直的。当棉花吸收空气中的湿气后,就会变得比蜡质重,至于潮湿程度,则由两边高度的落差显示。

 根据达芬奇手稿复原的实验     

达芬奇曾表示仪器有助“知道空气的质量和湿度,以及什么时候要下雨”。如今,同一原理也应用于简易“气象室”,和其他采用吸湿剂(如羊肠或人类的头发)所制成的湿度计。

现代工业用湿度计     
  • 现代发展 

      说完炼丹和画画,咱们越过瑞士的两位发明家兰伯特和德索绪尔-他们发明了比较实用的湿度计,就进入近代史部分啦,先聊聊在二十一世纪头十年之前,世界上主流露点分析仪表是咋回事。

      随着二战的结束,冷战拉开了序幕,五大扛把子开始为争夺世界霸权明争暗斗。

      像航天领域,就是今天你发射了卫星,明天我弄个阿波罗登月,各种前无古人的高精端工程弄得工艺指标也是忽忽的往上走,但是航天上没有凑合的事,敢拼运气的基本就跟苏联导弹部队司令员米·伊·涅杰林元帅一样,没坐上火箭倒是坐上土飞机了。

  造成160位科学家丧生的发射事故

         欧美中苏为了点亮科技树不惜大把大把的烧钞票和培养人才的计划,可不是现在那些公司能比的,在新需求的策动,以及二战不惜血本发明的各种材料学黑科技的巨大进步催动下,我们就看到1960年开始,像上帝说了要有光一样,各种科技树瞬间就亮了起来。其中有一个小小的分项就是在露点分析仪的研究上。

 花费了美国年GDP0.57%的阿波罗登月计划

       我们就按历史进度来讲讲露点分析仪的发展好了。

       首先讲讲一个羊毛商引出来的英国黑科技。

       老师提问:说起英国,大家会想到什么:

同学一:英国女王!

同学二:汉弗莱爵士!

同学三:仰望星空!

同学四:哈利波特!

同学五:劳斯莱斯!

       好吧好吧,里面靠谱点的就是劳斯莱斯了,Rolls-Royce知道不?对,就是那个壕无人性的车车。

  伪装成汽车厂伪装久了,觉得真香,发动机厂就真变汽车厂了 

       表面上看上去是造汽车的,其实它还有另一重身份——飞机发动机行业的领军者,不提英国本土的那些用户,其他国家像波音飞机里面的发动机用的也都是它家,提到发动机,它有个更绕口的名字:罗尔斯-罗伊斯。

 发动机焊接用气的湿度非常关键

       再漂亮的飞机发动机,从纸面变成实物,制造都离不开铸造、焊接这些工序,其中拿发动机叶片的焊接来说,如果氩弧焊使用的氩气的湿度(过高,会出现发黑的情况,叶片变脆耐温变差,用了就出事故。

      为了衡量湿度,工业上面我们提出了露点温度的概念,讲个生活小常识吧:

      在冬季,我们擦窗户的时候会看到窗户玻璃往往是蒙蒙的模糊一片,如果屋子里开了除湿器,屋子外头温度不变,你会发现窗玻璃上雾蒙蒙的水珠不见了,又能透过玻璃看到外面了。

       不过如果温度继续往下降,家里空气尽管很干了,玻璃上又会出现一层露水,这就说明啊,玻璃上出现露珠是与玻璃所在的环境气氛的含水量有关。

大气中水的状态 

        根据这一现象,1955年,C. L. Cutting 和 A. C. Jones的论文,每一个出现露点的温度(我们称之为露点温度)对应环境空气的一个含水量值。

       像刚才我们说的焊接用的氩气,露点温度-70°C以上就不太能用了,否则会发黑。

       然后各位看官可能问,这发动机上用的高大上的玩意和羊毛有一毛钱关系吗?还真有,不是羊毛,可能就没有现在世界上工业领域用量最大的氧化铝电容法露点传感器了。

      要知道牛牛在赶上大航海时代,成为鸦片牛之前的中世纪年代,可是个苦逼国家,年年国家入超,国内的小钱钱都换成了法国的葡萄酒,佛兰德斯的呢绒,北欧的臭鲱鱼啥的,唯一有点亮点,能够对外的拳头行业就是羊毛业,捋羊毛捋的全球知名,大航海时代后变成了日不落帝国后更是变本加厉的捋,以至于后来资本家和地主们做出了羊吃人这一臭名远扬的举动。

     羊吃人圈地运动,初中生都知道英国人干了啥

       直至近代,羊毛加工业仍然是英国的一项传统行业,捋羊毛捋了这么多年,想从羊毛里榨出更多油水的英国资本家就发现空气中的湿度对羊毛的细度、初始模量、断裂伸长率、弹性回复率和压缩回弹性能等等指标会有影响,影响了自己的小钱钱收益,他们就想知道这些指标和湿度到底是个什么样的关系,而毛发湿度计这种出个数据黄花菜都凉了的肯定不行,他们找啊找啊,最后找到了一个刚从英国皇家空军退伍的前无线电工程师身上。

       莱纳德·肖恩(LEONARD ·SHAW)先生是个类似于发明电灯的爱迪生那样的,集理论和动手能力于一身的通才,接到羊毛商的委托后,与其他着迷于光学魔术和电磁感应的同行的不同,他的目光落到了最基本的电容上,简单的说,每种材料引起电容改变的介电常数不同,他所需要的就是找出一个最合适的材料来反应水含量的变化,最终选定的是二战时期有人发明出雏形的氧化铝传感器,作为湿敏元件,氧化铝的反应非常迅速,跟其他材质比,就是博尔特和郭小四赛跑,腿都比人长,不在一个高度上。


   介质差别

      他作出的氧化铝传感器就是当水蒸气浓度从10000微克/升降至10微克/升时,t63(被测气体含水量的百分之63) 小于5秒钟,秒杀了1960年代的所有同类型仪表。

      剩下就是并且解决设备体积的问题。

      电容类传感器的传统制作方法是是将铝等金属箔当成电极和塑料薄膜重叠后卷绕在一起,体积不会小,还沉。肖恩先生觉得不能让客户买个铁块回去吧,谁没事炼举重啊,花了几年功夫,依靠英国当时世界前茅的材料和理论指导,在氧化铝上面蒸镀上了一层很薄的金属以做为电极,省去了电极箔的厚度,缩小电容器单位容量的体积,不但实现了良好的测量性能还获得了小型化的传感器。

               氧化铝传感器结构

       肖恩先生在反复试验后他弄出了一款能够稳定测量-60度以上湿度,重量轻,反应还贼快的的分析仪,于是大名鼎鼎的肖氏分析仪在1960年闪亮登场啦。

        羊毛商一用起来,发现这玩意不单反应快,还耐操,顿时把毛发湿度计啥的扔到垃圾堆,对肖氏的露点仪疯狂点赞,一时间口碑爆棚。加上苏格兰北海油田的发现及开发,英国石化等其他行业也纷纷用起肖氏的露点仪,发现这款仪表的便携表尽管扔有些笨重(毛重7.5公斤,也就天天吃炸鸡烤鱼仰望星空的英国糟汉子们觉得不算啥),受材料限制,肖氏氧化铝传感器的也有些缺陷,比如测-60°以下很吃力,但抛开这些缺点,肖恩先生发明的这款仪表无疑是划时代的作品,里面一些如干燥腔这样实用设计一直应用到了现在。

  1960年到现在没怎么改过,除了显示从指针变成数显,其他还是60年原汁原味的肖氏露点仪

干燥腔,可以提高便携露点分析仪的反应速度,合格便携露点的标配

       尽管由于太成功,导致肖氏的分析仪后续开发被缚住了手脚,吃老本吃了几十年,但在六十年代,和传统湿度仪同行PK,就像拳打南山敬老院,脚踢北海幼儿园一样毫不费力,那是开了印钞机一样满世界赚钱,但是花无百日红,看见站着就能把钱赚了,一堆英国同行就开始有了心思,铆足了劲也要分一杯羹,你不是注册了薄膜氧化铝的专利吗?我就绕过氧化铝这玩意,用其他材质另起炉灶好了。

       正如说起王老吉就离不开加多宝,提到爱迪生,往往就绕不开特斯拉一样,在英国湿度分析行业,很快就有人要和肖氏掰掰手腕啦比起半路出家的肖恩先生,一直在英国卡文迪许实验室玩湿度的安德鲁·密析尔(Andrew Michell)就是标准的科班出身,早在1974年他就在剑桥大学的Cavendish Laboratory卡文迪什实验室(出了29个诺贝尔奖得主的地方)从事研发工作。在遍地都是扫地僧的地方,密析尔能混出名堂当时有他的独门秘籍,他的想法就是走氧化铝薄膜电容传感器之外的路子,通过烧制等工艺,弄出了厚薄膜法的陶瓷电容法露点分析仪。

  密析尔陶瓷电容法传感器

        陶瓷电容法传感器能够测量到+20到-100度的露点了,足够大多数工厂使用,而且由于是陶瓷材质,相对来说耐高温性能更好。缺点是比起氧化铝来反应速度就是个悲剧……

这反应速度,午饭前开始测试,吃完饭睡个觉再洗把脸估计数据才稳定   

      还好很多工厂对速度要求不高,而且密析尔在算法上有独到之处,加上良好的低露点测量性能,倒也创出了一番天地,后来更是背靠扫地僧们后来推出了各种工业露点分析仪,最后被跨国巨头PST收购,和掌握高湿度测量的罗卓尼克等公司成为队友,自成分析行业的一大阵营(题外话,英国仪表行业还是很强的,思白吉这些龙头企业很能打,但奈何国家制造业完蛋,连最后的钢厂都卖给了印度人,导致仪表份额在不断缩水,只能说是我运即国运,时代变了)。

       抛开这俩英国露点分析的少林、武当,像希仕代(Systech)、阿尔法(ALPHA)等等也都在做氧化铝传感器,加上做硅传感器的马纳里可(Manalytical)等等厂家,英国把露点分析仪卖的全球都是。

       大洋彼岸的牛牛大表哥先拔头筹,大海另一边的扬基佬们也没闲着,本着只要贵的不要对的原则——其实是因为阿波罗登月这些大项目上对气体露点的监测指标要求更高,他们针对性研发的东西也就更高端一些。

       比起便宜实惠但是误差较大的氧化铝、陶瓷电容法,老美比较擅长的是昂贵但是精确度更高的玩意。

      大概在1965年的时候,有一家EG&E(几次合并后变身世界五百强珀金埃尔默PERKINELMER)旗下的小公司,美国的爱迪泰克公司发明了冷镜式露点仪,比起靠间接转换得到数据量的电容法,直接测量得出读数的冷镜法无疑更受欢迎。

       原理很简单啦,大家见过镜子上的露珠吧,冷镜法就是测镜子上露珠的一种方法。

        一个镜面,配上使用冷凝器(发明的时候和老式冰箱的压缩机差不多)后,被冷却至被测气体的露点温度。当温度降低到样气露点时,镜面会形成冷凝。一个由光电探测器组成的电光回路检测冷凝的形成。镜面反射光强度减少量,作为仪表控制电路的冷却功率的反馈输入,这样镜面就被控制在平衡状态中。蒸发速度与冷凝速度以相同的速率发生。此时温度计测量的镜面温度就等于被测气体的露点温度。

       

     冷镜法露点分析仪的原理

      原理简单吧,一点就透,然而就像汽车不只是一个方向盘两个后视镜三张沙发四个轮子搭个壳子一样,发动机造不出来就白搭,冷镜露点仪光一个合格的光源和测温元件就搞死了多少厂家,以至于现在能玩的好也就是那么几家,而且以美国的居多。

        硬件解决,对于拥有丰富仪表开发经验的美国仪表大公司来说,剩下的都不是事,和尚摸得我也摸得,于是张三李四王二麻子一起来摸!除了爱迪泰克,美国仪表圈里几个大鳄比如热电(Thermo Fisher Scientific赛默飞世尔)、阿美泰克、GE(通用电气)、cosaxentaur等等都相继开发了冷镜、电容法的相关产品(美国市场大啊),并且依托美国的整体工业体系实现了对其他国家的碾压,但是大公司有大公司的问题,下面讲几个例子。

          以cosaxentaur举例,这家以热值仪为主打产品(客户遍及美资各大天然气和石油公司),在1996年的时候,一批出身NASA、格鲁曼等顶尖科研体系的工程师(很多都是双硕士学位的人才)带动下,开发了自己的深特(xentaur)牌子的氧化铝露点传感器,比起肖氏等其他厂家来微孔更小,反应更快。

原理还是那个原理

速度和传统的比像是装了涡轮增压,杠杠的

        深特搭配了cosaxentau强大的营销体系(遍布世界,你看到的美国天然气船上都是它家的),和GE所属的巴纳(panametrics)在20世纪末成为美国市场最大的两家露点分析仪表公司。

      但是正如老对手巴纳(panametrics,一家伟大的分析仪器公司)被GE收购后就沦为三线品牌,后来更转入GE合并后的贝克休斯(Baker Hughes)之下一样,丧失了自主能力。在21世纪初,风光一时的 cosaxentau也被PSI集团盯上并收购,成为这个仪器行业巨头底下的子公司,而深特作为一个小众品牌在整个集团体系内相当于盲肠的角色,多一个不多少一个不少,自然就造成包括全球售后资源的分配等等问题,进而导致了公司内部人才的流失。

      这些从深特出来人才,属于冷战末期美国培育出来的科技精英的一份子(90级的脚男,打了这么多年怪怎么说也是一身金装了),手底下自然是有两把刷子的,他们成立的菲美特(phymetrix)公司反而摆脱了之前的限制,在原有传感器基础上推陈出新,造出了目前工业领域实用化阶段能够做到的最高精度的氧化铝传感器。

     他们的秘诀就是两个字,更小。

达到理论极致的孔径

       在微孔小到只有水分子直径的三倍后,虹吸效应是非常明显的,有点水就能让传感器有反应,传感器能测到-110°C,基本满足了大部分工业气体的测量范围。加上极快的反应速(三分钟数据曲线开始平滑)和相对低廉的成本,算是如今工业测露点的领域里面比较理想的传感器了。当然,也不是越小越好,这么做也不是没有代价的,那就是气体里面不能有脏东西,不然微孔堵住了就没法玩了。

       传感器优化后,分析仪本身的重量也就下来了,像菲美特便携表的重量只有肖氏的三分之一左右(2.85公斤),比较适合逐渐老龄化且有大量女性职工的中国工业。而且还针对中国市场推出了中文界面,算是市场上最新最好的氧化铝电容法分析仪(前几年年定型中文版)。

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 小型化,快速化是趋势

       所以说大公司有大公司的好,小公司有小公司的优势,特别是科技主导型企业,小公司往往更有冲劲,像专精冷镜露点的瑞士MBW,还有芬兰的维萨拉都可以说是分析仪器厂家里面拳打欧美手撕日本的“小公司”(维萨拉现在也才1800人,比起动辄几万人的五百强来就是个弟弟,但是产品卖到140多个国家了)。

       冷镜讲过了,就不多讲MBW了,给大家说说芬兰维萨拉,大家知道芬兰靠近北极,除了木材、海豹之外,还孕育了大批高科技企业如诺基亚这些,(因为冷大家都待在有暖气的工厂和实验室搞研究吗?)

高纬度的冰天雪地国家

      芬兰人对温度这些攸关小命的指标可是异常关注,早在上世纪30年代,随着苏芬关系的紧张,怎么保证天气数据的质量,为航空和行军提供足够准确的数据就成了大问题,就像阿基米德在叙拉古VS罗马时发挥了自己的智慧一样,1931年的时候,VilhoVäisälä教授研究出了无线电探空仪的基本概念,并于1931年12月生产出第一台芬兰制造的探空仪。

        随着二战的结束,维萨拉从无线电探空仪做起,很快就点满了大气温度、湿度测量的科技点,发明创造了很多独门武器,在高湿领域吊打无数巨头,像在湿度分析方面,他们在1973就开发出了世界上第一个高分子聚脂薄膜Humicap。

       采用高分子薄膜被放置于两个导电电极之中的结构。传感器表面被多孔隙的上电极覆盖以防止被污染,且能暴露在冷凝状态中。下电极典型材料为玻璃和陶瓷。

  1973年定型的产品,从此维萨拉拳打英美,脚踢韩日,成为了高湿度传感器的龙头

       这种传感器好处是测量-60度以上的露点温度快而且准,也比较皮实,在各行各业都有应用。缺点是-60度以下没法用。一经推出就横扫了露点分析行业,以至于现在你拆开国产露点分析仪器的外壳,动不动就会发现一个维萨拉的高分子薄膜传感器(市场占有率非常高)。

      以上是目前市场上占有率最高的露点传感器,但是都有抗腐蚀性不强,相对来说测量精度不够,测不了PPB级别的水分(半导体行业十亿分之几的水分含量就会导致硅片出现瑕疵)等问题。

      像解决这些问题,就得上一些土豪或者国家队才用得起的分析仪,一台少说也是一量BBA高配。

 石英震荡露点传感器,灵敏但贵

光腔衰荡电路,能够测到PPB级别的露点,世界上只有几家能做,非常贵

 德国CMC的五氧化二磷分析仪,能测酸性气体,还有中文界面,有点贵

 博泰克光纤湿度温度分析仪,真·土豪才用得起,巨贵,一辆高端跑车的价钱

用这几样分析仪,大家要先有剁手卖肾的觉悟。

        除此之外,我们在实验室还能见到更灵敏但是不适合工业现场使用的诸如卡尔费休库伦法、重量法、碳化钙法等等,这里就不一一列举了,真要详细了解的话可以看看《Handbook of Humidity Measurement》,全三卷,现在出到第二卷了。总之,到了20世纪头十年,国外工业的露点分析仪最能打,在国内能见到的大概是以下这几家:


冷镜式露点仪:爱迪泰克、MBW、密析尔

氧化铝电容法:肖氏、深特、菲美特、巴纳

陶瓷电容法:密析尔

硅电容法:马纳里可

光腔衰荡:泰格(TIGER)、米寇(MECCO)

高分子薄膜:维萨拉

光纤:博泰克

五氧化二磷:DUMAT、CMC

卡尔费休-库伦法:梅特勒托利多

  •  国内露点分析仪发展及问题

上世纪五十年代的“156项重点工矿业基本建设项目”是现代中国工业体系的骨架,为了配套这些大项目,国内建立了北分、南分、川仪、成都厂等国企分析仪器厂,并完成了一些简单的露点分析仪器的研制。而随着上世纪70年代,合成氨和大量石化、天然气项目的建成,湿度、露点分析仪器的重要性(露点不控好一条生产线的产品就废了,责任人弄不好要去吃牢饭)就逼着国内仪表人寻求国外的资源。

     早在1974年。由第一机械工业部技术情报所出版,北京分析仪器研究所等单位牵头的《分析仪表》一文中,对欧美日苏等国的分析行业及顶尖分析仪器公司做了分析,并提到了湿度仪及露点仪

  虽然是吊车尾,也算是被注意到了

       当时国企能够自产热磁氧、热导分析仪等仪表(现在还靠这些产品吃饭……),但一些高精尖的仪表如不分光红外分析仪和激光分析仪等,自产缺乏时间、金钱和人才,只能走进口全套技术的路线(日本在1970年代也是这么做的,日本吸收后二次开发很强,像横河和岛津就是青出于蓝了。),并随之建立了北分-麦哈克等合资企业。

      相比其他分析仪器,湿度和露点上的分析仪,国内和其他国家在1970/1980年代差别还不是很大。

  1979年出版的《痕量水分仪》上提到的国内电解法水分测定仪

     在1982年,由兵器工业部和中国计量科学研究院研发的数字型冷镜露点仪SH-81就定型了。指标还挺不错:

数据在八十年代初算是很不错了

       同年,中国科学院上海冶金研究所研究的WS-Ⅰ型也完成了从氧化铝电容法传感器到仪表电路的一整套设计,并做了各项测试,向市场推出。

 从测定结果看非常理想

       但正如后来国产分析仪表都面临的问题一样,国内的露点分析仪器厂家面对的不仅仅是国外分析仪表厂家的竞争,而是一个工业体系的全方位碾压。

        在低端市场,如-60°C以上领域:

大魔王维萨拉进入中国市场后迅速占领市场,80年代仪表市场进口品牌攻城略地的一个缩影

        在天然气领域:

1986年北京天然气管道就用肖氏了,从那时起国内能源行业进口仪表就占比巨大

        上世纪80年代到90年代,大量的外资气体厂如AP、林德,石化如壳牌、美孚等进入国内,它们的工厂往往都是在国外选型,带来的仪表全部是进口品牌,根本没有国产仪表的空间。

        利润丰厚的气体和石化领域做不了,国产做做低端总可以吧,我比维萨拉还便宜难道卖不出去?问题就出现了,最要命的有四个:没人才,配不起鞍,良品率过低,简配过度。

       很多厂子认为露点传感器没啥难度,道理书上都有,然后就整呗。谁来整?仪表研发人员可不是蓝翔量产的厨子(举个例子而已,蓝翔是个好学校,厨师是个好职业)。首先国内仪表研发人员从根上就少(众多因素,原因可以写本社会学专著),其次一个仪表研发人员起码要在行业里待十年左右才能独当一面,放到分析行业要求就更多了,流体、电路、机加、编程、工艺流程都要懂点才行,然后真有这个能耐能玩通的学神,基本都被悔创阿里杰克马等IT巨头拉去享受福报了。

      剩下的少部分继续玩仪表的,也在21世纪中国的环保监测行业崛起后,转向红外分析和激光分析等赚钱的领域,只有屈指可数的院校、军工相关研究所和单位还有露点传感器的研发人才(还大量是非专精的兼职)。

      好吧,私企老板寻寻觅觅挖来几个能搞研发生产的,人家提出来了,你得给我配硬件啊:

        “一定得选北上广的核心产业园,雇德国的设计师,建就得建最高档次的实验室和工厂!无尘车间,厂子最小也得个紫禁城大,什么动力厂啊,气体分厂,零排放环保呀能给整的全给整上,厂子里面要包豪斯设计,楼看着就像变形金刚变得!冷镜露点仪要爱迪泰克的,湿度发生器要MBW的,配套的气源要AP的,四个字,但求最贵!”

      然后嘛,是个老板都会抽出四十米的大刀!



       一般还想做下去的老板这时候就会声泪俱下的摆事实讲道理,最后让大家接受了国内仪表行业就是在五线城市的郊区,苏联风格的老厂区里面手工作坊式的工作环境,同时享受着996的福报和半年买上一平米房的薪酬。至于冷镜露点仪这些,大多数情况下还是先别想着,老板会让你先买些维萨拉、菲美特的传感器回来装个二次表,贴个牌子不就弄出个仪表来了?反正客户又不会拆开仪表看。至于售后校准(露点传感器需要定期校准)当然是没有的……要想修?加钱,返到国外那边,一顿折腾半年过去了,再折腾一下传感器过期了……

      只有极少部分不折腾不舒服斯基们会坚持自产,于是攻城狮们在比自己岁数还大的设备(大量的国产仪器厂还在使用上世纪8)上一顿操作猛如虎,弄出一百个传感器,一测试都是二百五……基本玩蛋。

      不玩蛋才怪,最简单的电灯都让爱迪生差点变成被虐狂,现代化工业的产品,又不是古巴雪茄,靠纯手工美女大腿卷制,是要靠大量的分析设备进行试错实验提供原始数据,九千九百九十九次失败后才会定型一个产品,而这是中小型企业扛不住的。

      然后老板卖房当车,恨不得把祖传的摩托罗拉手机也抵押给银行,烧了好几年钱,产品终于能用定型了,攻城狮又汇报了个好消息:做出来一百个产品有五十个能用啦!老板想一刀宰了攻城狮们的心都有。

        良品率的问题其实欧美也有,但一是他们巨大的销售量(维萨拉的传感器是以万计的)抹平了制造中成本,而国内企业最大的几家湿度传感器(就不提露点了,太少)制造商能有上千个销量老板就能合不拢嘴了。二是国外企业的积累经验多,品控比起国内好很多,起码很少发生货到现场一上电不能用的,售后成本比国内好很多。国内很多湿度传感器生产测试过了,现场一用就掉链子,现在网络社会了,是坏事传的最快的时代。很容易导致口碑崩盘。

        最后一个简配问题,实际上是国产仪表技术上落后,导致只有靠降低商业费用和产品质量、人工待遇和进口仪表竞争的通病,只不过露点分析仪器行业特别突出,加上很多用户想拿奥拓干奥迪的活,还只掏三蹦子的钱,那仪表厂商只好一减再减:温度和压力补偿要传感器,砍掉!仪表主板需要好CPU,砍掉!显示要带趋势和历史记录,砍掉!要加快便携表测量速度要干燥室,砍掉!仪表线性修正,砍掉!砍到最后,只配个露点传感器加一个数显表头给用户,用户一看,嚯,这么简单,还好我没犯傻多掏钱,早知道这么简单我从老外那边买个传感器加个表头照葫芦画瓢多好,比买国产的还高端大气上档次。


        这四个问题直接导致了国产露点分析仪无法和进口同类产品竞争,尤其是像维萨拉、密析尔、GE等都在国内设立了露点传感器校准中心,缩短售后流程后就更是要命了。

       好啦,坏消息说完,说说好事吧,其实国产的露点分析仪事业也没到满盘皆输的地步。

      首先,虽然自我造血能力差,但这么大的市场摆着(像国内气体行业大概是世界气体行业的百分之十几,要配很多很多露点分析仪),自然有懂行的介入,像光声光谱分析仪的领军人物,国家千人计划的特聘专家阎文斌博士就回国成立了内蒙古光能科技仪器有限公司,一下子让国内光声光谱分析仪从无到有,直接进入世界一流水平。至于其他国外企业的研发人员,只要钱给到位,挖不来一流的还挖不来二流的?

     第二,国内分析仪表毕竟有不弱的底子,除了欧美日外,基本处于第二梯度,靠必须用国产仪表的军工和航天等产业支持,这些年还是制造出了性能虽然和国外还是有差距,但相当一批可靠的仪表,(主要是冷镜分析仪,比如海军航空工程学院的YH98和约克仪器的DPT-8000)。随着市场的扩大和自身技术的进步(价格要降到大家买得起的地步,不然只能在各种黑科技的实验基地见着了),相信原本只见于军工科研单位的这些仪表会进入一般工业市场。

    第三,借着国内大力发展环保监测行业的东风,聚光、雪迪龙、先河等公司崛起带动了整个分析仪器行业的人才流动、技术革新和资金积累(吐槽一句,研发投入真得靠企业自己,国家给整个分析仪表行业的资金支持不够GE从美国那边拿的零头)。直观体现在湿度和露点分析仪上,就是终于有企业肯砸真金白银弄个CNAS实验室(南京埃森、约克仪器成都分公司)了,起码能够保证自己校准自己的传感器,不像其他国内同行要是传感器坏了一般只能靠经验判断,弄不好就只能说是死因不明。

南京埃森实验室图,转载于南京埃森官网

约克仪器实验室图,转载于约克仪器官网

       第四,国外对手也不是没有他们自己的问题,像热电、GE等巨头,分析仪表在他们集团公司内只是很小的部门,更别说露点传感器了,加上他们习惯在产品成熟后砍研发靠专利权过日子,导致产品几十年都不带换代的,很多上世纪七八十年代成熟的产品现在还在销售,跟一直在进步的国产仪表比起来差距越来越小(材料学上的短板克服后会更小)。市场占有率大的如肖氏、深特,因为没有自己国内的售后维修体系,只能依靠代理商,当代理商自己没有实验室的时候,售后就是个问题。还有个仿冒品的问题,像肖氏露点分析仪,从上世纪进入中国之后就没怎么变过外型(随便一淘就是古董啊),废旧外壳很多,有不少利欲熏心的商人就自己买传感器和壳子自己组装,导致市场上充斥大量假货,山寨水平还很高,从外形看简直以假乱真,直到用起来才会发现不对劲。并且因为最近贸易战的影响,外国品牌都在涨价,有的一年涨幅在35%左右(猪肉上涨的一个因素:设备涨价-化工厂涨价-原材料涨价-药厂涨价-兽药涨价-猪肉上涨),削弱了外国品牌的竞争力,也是国内品牌的一个好消息。

     林林总总写了这么多,想必大家在阅读过程中都有这样那样的思考,作者就不越俎代庖做总结了。只有一个愿望,希望在不远的将来,看到仪表商TOP20这张图表上,有中国企业的一席之地。

注:在没有特别说明的情况下,上述结果是指公历年度。部分数据是根据2018年平均汇率换算得出的。a.公司对2019年3月31日结束的财政年度的估计。b.仅在该部门的仪器销售结果。 c.截至2018年10月31日止财政年度。d.截至2018年9月30日止财政年度。e.根据公司展望进行估算。
来源:C&EN,公司数据


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