應(yīng)變式稱重傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(二)
時(shí)間:2006-09-13 09:46:00來源:wangsl
導(dǎo)語:?重視基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)的研究,作到基礎(chǔ)研究與預(yù)先研究并行
國外稱重傳感器技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)及快速發(fā)展的原因:
(1)重視基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)的研究,作到基礎(chǔ)研究與預(yù)先研究并行;共性關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用技術(shù)研究并行;典型產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)品工程化并行。保證基礎(chǔ)技術(shù)與基礎(chǔ)工藝(電阻應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變粘結(jié)劑、補(bǔ)償元器件、防護(hù)與密封材料等)一直處于世界領(lǐng)先地位。
(2)重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和制造技術(shù)、制造工藝的研究與應(yīng)用。配置優(yōu)良的工藝裝備和檢測(cè)儀器,特別是智能化工藝設(shè)備,作到工藝裝備最先進(jìn);
(3)描準(zhǔn)世界稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展潮流和戰(zhàn)略前沿,確定研究課題和產(chǎn)品開發(fā)方向。重視新產(chǎn)品和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的開發(fā),增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。其技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)是:具有較高的技術(shù)先導(dǎo)性,工藝先進(jìn)性,市場(chǎng)擴(kuò)散性,效益增殖性。使技術(shù)與工藝始終處于世界領(lǐng)先地位。
(4)重視稱重傳感器的可靠性設(shè)計(jì)、控制與管理,嚴(yán)格設(shè)計(jì)符合性控制和工藝可靠性控制,努力使工藝兌現(xiàn)率達(dá)到百分之百。
(5)重視市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),加強(qiáng)市場(chǎng)調(diào)查與分析,快速響應(yīng)市場(chǎng)。21世紀(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),是以市場(chǎng)響應(yīng)速度為焦點(diǎn),以改進(jìn)和創(chuàng)新產(chǎn)品為基礎(chǔ)。
(6)重視相關(guān)法規(guī)和規(guī)程的學(xué)習(xí),全面理解并認(rèn)真執(zhí)行,保證生產(chǎn)的每一個(gè)產(chǎn)品都符合要求。
正因?yàn)槿绱耍瑖獾姆Q重傳感器品種繁多,規(guī)格齊全,合金鋼、鋁合金、不銹鋼、鈹青銅制品應(yīng)有盡有;水下、鉆井下測(cè)量,耐壓防爆、抗輻射、耐腐蝕產(chǎn)品;微小和超大量程;多稱量與動(dòng)態(tài)稱量;集成化與模塊化結(jié)構(gòu)任用戶選購。并作到產(chǎn)品的內(nèi)在與外觀質(zhì)量并重,近幾年外觀質(zhì)量的改進(jìn)與提高十分明顯,基本沒有噴漆產(chǎn)品,幾乎全部是亮光或亞光化學(xué)鍍鎳、鍍鉻,烤漆,噴塑,瓷質(zhì)陽極化和不銹鋼產(chǎn)品。個(gè)別產(chǎn)品的外形已融入人性化設(shè)計(jì)。
目前的研發(fā)熱點(diǎn)是:
數(shù)字式智能稱重傳感器的數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)與補(bǔ)償工藝,及其應(yīng)用技術(shù);
快速、低速動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)稱重傳感器的研制及阻尼技術(shù);
高溫稱重傳感器制造工藝,高溫穩(wěn)定性及應(yīng)用技術(shù);
耐壓、防爆型稱重傳感器及耐壓外殼設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù);
組件化設(shè)計(jì)的“即插即用”的新式稱重模塊;
利用鋇和鈮代替鎳制作靈敏度溫度補(bǔ)償電阻的研究。
三、我國稱重傳感器技術(shù)現(xiàn)狀及主要差距
盡管我國航空、航天工業(yè)部門早在20世紀(jì)50年代末期就開始研究應(yīng)用應(yīng)變式負(fù)荷傳感器,但并未向民用發(fā)展。就全國而言,負(fù)荷傳感器的研制與生產(chǎn)起步較晚,60年代只有幾個(gè)廠家生產(chǎn)普通精度等級(jí)的應(yīng)變式測(cè)力傳感器。結(jié)構(gòu)單一,只有圓柱、圓環(huán)兩種結(jié)構(gòu),基本不進(jìn)行電路補(bǔ)償與調(diào)整,有的產(chǎn)品甚至用外部平衡箱調(diào)整零點(diǎn)。
80年代初,全國有20余個(gè)企業(yè)用資一億元人民幣,用匯1300萬美元,從美、日等國引進(jìn)應(yīng)變式負(fù)荷傳感器制造技術(shù)與工藝裝備,進(jìn)行學(xué)習(xí)、消化、吸收。經(jīng)過仿制和試生產(chǎn)后,開始多品種小批量生產(chǎn),推向市場(chǎng)后,取得相當(dāng)可觀的效益。當(dāng)時(shí)人們對(duì)此產(chǎn)品的總結(jié)是:多品種、小批量、低成本、高收益、投資少、見效快。引起不少行業(yè)的個(gè)人和企業(yè)的關(guān)注,紛紛進(jìn)入此行業(yè),生產(chǎn)廠家從70年代的20多個(gè)迅速增加到100多個(gè),年產(chǎn)量與日本相當(dāng),達(dá)到100多萬只。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各行業(yè)對(duì)電子衡器的需求不斷增加,極大的促進(jìn)了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。80年代中期到90年代中期,是我國稱重傳感器技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展,品種和規(guī)格迅速增加,產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的十年。不少廠家都改進(jìn)或增加工藝裝備、檢測(cè)儀表,購置智能溫度補(bǔ)償裝置和靈敏度溫度補(bǔ)償設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)。90年代中期稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)增加到160多個(gè),年產(chǎn)量200多萬只。除滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求外,十余個(gè)企業(yè)開始小批量出口,呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢(shì)頭。
管稱重傳感器是國家強(qiáng)制管理的法制計(jì)量器具,應(yīng)當(dāng)比較難進(jìn)入此行業(yè),但由于種種原因?qū)е烈恍┢髽I(yè)和個(gè)人很容易進(jìn)入,造成市場(chǎng)擁擠,加劇了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。終于在90年代中期爆發(fā)了價(jià)格大戰(zhàn),誰的價(jià)格低,誰就是大贏家,而且逐年升級(jí)越演越烈,已經(jīng)到了走火入魔的程度。價(jià)格大戰(zhàn)的惡果是技術(shù)進(jìn)步緩慢,工藝水平下降,質(zhì)量問題嚴(yán)重,管理監(jiān)督失控。最初的受害者是廣大用戶,最終的受害者是企業(yè)自己,是整個(gè)稱重傳感器行業(yè)。帶著這些問題進(jìn)入21世紀(jì),稱重傳感器與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距非但未縮小,反而加大了。近幾年國家監(jiān)督抽查結(jié)果就是例證。
2002年國家監(jiān)督抽查7省市,16個(gè)企業(yè),共48只稱重傳感器,合格18只,合格率37.5%。30只不合格產(chǎn)品來自10個(gè)企業(yè),不合格原因全部是溫度性能超差。更為嚴(yán)重的是在16個(gè)企業(yè)中,只有一個(gè)企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)。如果變抽查為全面檢查,合格率會(huì)更低。國家監(jiān)督抽查結(jié)果真實(shí)的反應(yīng)了我國稱重傳感器總體技術(shù)、工藝和管理水平。合格率低的主要原因是:質(zhì)量意識(shí)差,不依法組織生產(chǎn);對(duì)R60國際建議和國家標(biāo)準(zhǔn)不理解、不執(zhí)行,錯(cuò)誤的把0.02級(jí)與C3級(jí)等同起來;在利益驅(qū)使下改材料、換元件、減工藝,只求勉強(qiáng)合格或人為合格。
我國稱重傳感器與工業(yè)發(fā)達(dá)國家處于市場(chǎng)引導(dǎo)地位企業(yè)產(chǎn)品的主要差距是:
(1)結(jié)構(gòu)類型偏少,品種規(guī)格不全,特種用途產(chǎn)品奇缺;
(2)準(zhǔn)確度等級(jí)較低,C3級(jí)成功率不高;
(3)穩(wěn)定性和可靠性較差,返修率高,工作壽命低;
(4)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、工程化水平和企業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度較低,產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的均一性差;
(5)外觀質(zhì)量雖有提高,但仍有較大差距;
(6)工藝裝備、檢測(cè)手段不夠先進(jìn)且不配套,生產(chǎn)工藝中手工操作、人為控制成份大,“作坊手藝”痕跡較深,人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大;
(7)創(chuàng)新產(chǎn)品和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品少,低水平重復(fù)產(chǎn)品多,貼牌加工、直接出口產(chǎn)品少;
(8)企業(yè)沒有核心競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)和產(chǎn)品,市場(chǎng)調(diào)查不夠,市場(chǎng)響應(yīng)速度太慢,造成無法與國際市場(chǎng)融合。
總之,制造工藝差距最大,通常將制造工藝分為:
支持工藝一一彈性體鍛造、機(jī)械加工、熱處理和表面處理等;
基礎(chǔ)工藝一一電阻應(yīng)變計(jì)、應(yīng)變粘結(jié)劑、電路補(bǔ)償元器件和防護(hù)密封材料等;
核心工藝一一電阻應(yīng)變計(jì)粘貼與固化、零點(diǎn)與靈敏度智能溫度補(bǔ)償和防護(hù)與密封等;
特殊工藝一一熱處理法時(shí)效工藝和機(jī)械法穩(wěn)定處理工藝等。
其中基礎(chǔ)工藝和特殊工藝差距最大。
家用電子秤(人體秤、健康秤、脂肪秤、廚房秤、營(yíng)養(yǎng)秤、珍寶秤、口袋秤和手提秤等)用稱重傳感器及其電阻應(yīng)變計(jì),90年代中期以來,其研發(fā)與生產(chǎn)由世界各國逐漸移向中國,主要在廣東、在深圳。近些年來在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝和產(chǎn)品產(chǎn)量上都取得了令人震驚的飛速發(fā)展。生產(chǎn)企業(yè)有三種類型:其一設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組裝各種家用電子秤;其二為家用電子秤生產(chǎn)廠配套生產(chǎn)各種稱重傳感器(或自己生產(chǎn)電阻應(yīng)變計(jì),或外購電阻應(yīng)變計(jì));其三只生產(chǎn)家用電子秤稱重傳感器用電阻應(yīng)變計(jì)。目前這三種類型的生產(chǎn)廠家已達(dá)60多個(gè)。據(jù)國家海關(guān)統(tǒng)計(jì)2003年家用電子秤出口量3860多萬臺(tái),出口值1.47億美元,并以每年30%的速度增長(zhǎng)。當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)2004年家用電子秤出口量5000多萬臺(tái),出口值2億多美元。以此出口量計(jì)算,2004年共生產(chǎn)家用電子秤稱重傳感器共1.2億只,與其配套的電阻應(yīng)變計(jì)(以單軸片計(jì)算)約4.8億片。
經(jīng)過多年的研究與生產(chǎn)實(shí)踐,解決了稱重傳感器量程小、彈性體小、電阻應(yīng)變計(jì)敏感柵尺寸小等制造工藝上的難題。由于家用電子秤稱重傳感器的準(zhǔn)確度為普通等級(jí),不進(jìn)行電路補(bǔ)償,必需大批量生產(chǎn),一般中型以上的生產(chǎn)廠日產(chǎn)電阻應(yīng)變計(jì)12萬片以上,稱重傳感器3萬多只。他們用高質(zhì)量的溫度和模量自補(bǔ)償電阻應(yīng)變計(jì)較好的解決了這一難題,為大批量生產(chǎn)家用電子秤稱重傳感器創(chuàng)造了條件。
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