热式质量流量计项目市场分析-中经纵横

热式质量流量计项目市场分析

发布时间 2019-04-02 13:48:13 来源：中经纵横

第一节热式质量流量计产品定义及基本属性

一、产品定义、性能

热式质量流量计（thermalmassflowmeter简称TMF）是利用传热原理，即流动中的流体与热源（流体中加热的物体或测量管外加热体）之间热量交换关系来测量流量的仪表，过去我国习称量热式流量计。当前主要用于测量气体。它的基本原理是利用外热源对被测流体加热，测量因流体流动造成的温度场变化来反映质显流量。

热式质量流量计根据热源及测温方式的不同可分为接触式和非接触式两种。

1．接触式热式质量流量计

这种质量流量计的加热元件和测温元件都置于被测流体的管道内，与流体直接接触，常被称为托马斯流量计，适于测量气体的较大质量流量。由于加热及测量元件与被测流体直接接触，因此元件易受流体腐蚀和磨损，影响仪表的测量灵敏度和使用寿命。测量高流速、有腐蚀性的流体时不宜选用，这是接触式的缺点。

2．非接触式热式质量流量计

这种流量计的加热及测温元件都置于流体管道外，与被测流体不直接接触，克服了接触式的缺点。

二、产品所属行业界定

热式质量流量计在国家统计局行业分类目录中属于仪器仪表及文化办公用制造业。

第二节热式质量流量计产品应用概况

一、产品主要应用领域

热式质量流量计应用领域结构分布图

二、产品应用成熟度分析

和电磁和涡街流量计不同，质量流量计技术门槛较高。质量流量计应用拓展最大的障碍就是价格问题。质量流量计发展的几十年来，本土供应商一直也没有具体掌握高端的质量流量计生产技术。因此质量流量计价格高居不下，除了在石油石化行业应用比较广泛，在其他行业由于价格限制，应用较少。目前国外的主流的质量流量计供应商也看到这样的市场需求，在市场上开始推广低端的质量流量计产品。从质量流量计技术来看，质量流量计的口径也越来越大，能在各种大口径的管道上使用。

热式质量流量计越来越多地应用于半导体工业外延扩散、石油化工微型反应装置、镀膜工艺、光导纤维制造、热处理淬火炉等各种场所的氢、氧、氨、燃气等流量测量和控制，以及固体气制冷中固体氩蒸发等累积量计量和阀门制造中的泄漏量测量等。在气体色谱仪和气体分析仪器等实验室仪器上，也得到了大量的应用，受到越来越多的专业人员的重视，具有广阔的发展前景。略……

第三节热式质量流量计产品发展历程

.热式气体质量流量计起源于美国，恒功率式与恒温差式分别自上世纪60年代、70年代开始出现，

热式气体质量流量计的起源之一是热式流量开关（Thermalflowswitches）。1964年美国FCI公司的创始人为了满足石油公司现场判断冬季输油管线中的游说混合物是否冻结的需要开发了热式流量开关。最初的流量开关已经可以提供精度不高的百分比流量指示输出。1981年FCI公司改进了以前的设计，推出基于恒功率原理的热式流量开关技术，与现代成熟的电子技术结合的热式流量计。

热式气体质量流量计的第二个起源是将热线式风速计。热线式风速计作为热式流量计的一种，最早起源于1900s，用于测量流体剖面的流速，有响应速度快的优点，传感器小、易碎，不适合在工业场合应用。早期的产品是空气风速仪和风速传感器，以及空气取样产品，这就是SierraInstruments的初期产品基础。

到了上世纪90年代的早期，美国国家环保局采用CEMS测量污染物的大气排放量（SOX、NOX等），传统的单点流量测量不能满足要求，热式有不易堵塞的特点，出现了多点热式流量测量系统（Multipointthermalflowmeters），有些系统达到了16个测量点。

第四节宏观经济环境分析

一、2005-2009年我国宏观经济发展分析

（一）主要经济指标增长情况

2005-2009年我国GDP增长变化情况

2009年国内生产总值335353亿元，比上年增长8.7%。分产业看，第一产业增加值35477亿元，增长4.2%；第二产业增加值156958亿元，增长9.5%；第三产业增加值142918亿元，增长8.9%。第一产业增加值占国内生产总值的比重为10.6%，比上年下降0.1个百分点；第二产业增加值比重为46.8%，下降0.7个百分点；第三产业增加值比重为42.6%，上升0.8个百分点。

2005-2009年我国CPI指数同比增长变化情况

2009年居民消费价格比上年下降0.7%，其中食品价格上涨0.7%。固定资产投资价格下降2.4%。工业品出厂价格下降5.4%，其中生产资料价格下降6.7%，生活资料价格下降1.2%。原材料、燃料、动力购进价格下降7.9%。农产品生产价格下降2.4%。农业生产资料价格下降2.5%。70个大中城市房屋销售价格上涨1.5%，其中新建住宅价格上涨1.3%，二手住宅价格上涨2.4%；房屋租赁价格下降0.6%。

（二）2008-2009年国家宏观调控政策促进情况分析

2009年在积极财政政策、适度宽松货币政策尤其是4万亿投资的刺激下，中国经济率先实现V型反弹。

1、政府在扩大内需方面发挥了主导作用。在百年不遇的金融危机冲击下，中国经济能率先复苏，主要得益于政府在扩大投资、刺激消费方面的主导作用。前三季度，基础设施投资（不包括电力）增长52.6％，对城镇投资增长的贡献率接近30％，而消费增长的加快也和政府的推动有关。这包括：（1）刺激消费的政策，比如：家电下乡、购车补贴，发放消费券等；（2）加大财政转移支付的力度，特别是低收入人群的补贴；（3）政府消费也起到一定的作用。

2、经过不断调整，4万亿投资分布结构逐步改善。从4万亿投资计划的构成来看，在计划刚刚推出的时候，铁路、公路、机场、电站占总投资的比重达到45%，跟民生相关的投资占42.25%，科技创新与环保投资占12.75%。这种分布显然不合理，因为过多地投向大型基建项目，民生问题没有得到应有的重视。今年两会对4万亿的投向进行了调整，铁路、公路、机场、电站投资占37.5%，民生方面的投资接近50%，科技创新等占14.5%。至2009年7月底，又有了进一步调整，铁、公、机和电站投资占比降到了22.9%，与民生相关的投资上升为52.4%，技术创新等增加至24.7%。这些变化，反映出4万亿投资结构在进一步趋于合理化。

3、从需求与供给角度分析，近期通货膨胀风险不大。影响通货膨胀的最终因素是总需求，或者说是GDP的增长；如果GDP的增长远远超出了潜在增长率，那么通货膨胀肯定会到来。从目前来看，今年GDP增长8%或略高，明年再高一点，但都难以超出潜在增长率（根据我们的测算，过去30年经济潜在增长率在9.5%左右），因此不必过于担心通货膨胀问题。对于输入性通胀，考虑到发达经济体复苏相当微弱，其GDP增速离潜在增长率还有较大距离，这种输入性通胀压力也不大。有人提出导致通货膨胀的其他诸多因素，如：猪肉价格上涨、食用油价格也上涨、大宗商品价格上涨以及劳动力成本上升等。这些因素往往是总需求上升的结果，较难成为引起全面通胀的独立原因。目前来看，今年粮食丰收，食品价格上涨的担心会减少。近来大宗商品的上涨较快，但背后的驱动因素并不完全是真实需求，还有很多是投机性需求（包括全球流动性泛滥而美元又看跌情况下的金融资产配置需求）。关于劳动力成本上升很快并成为中国通胀的主因，也不能成立。当前劳动力成本是在一个较低水平下上升的，很多农民工能够到城里找到工作是因为他们接受了较低的工资。这种劳动力成本的上升只是回归正常值。在大学生就业比较困难、整个就业形势依然严峻的情况下，劳动力成本不可能上升很快。因此，尽管长期而言，劳动力成本有上升趋势，但从短期看，劳动力成本还不会成为通胀的主因。此外，严重的产能过剩也使得成本上升往往是削减企业利润而较难直接转嫁到最终产品价格的上涨。

二、2010年我国宏观经济走势预测

展望2010年，中国经济将保持9.56%的相对高位运行，但受政策刺激效应逐渐减弱影响，经济总体运行将呈“前高后低”态势。在无大灾害的前提假设下，CPI有望保持2.8%、PPI有望保持4.5%的水平，高通胀的可能性较小，但通胀压力逐渐显现。

政策方面，货币政策会“紧数量、宽信贷”，财政政策“偏民生、重消费”，产业政策依然是“调结构、促升级”。略……

第五节政策、法规环境分析

一、行业基本政策方向分析

我国政府继续对质量流量计行业采取支持发展的扶持政策。推动我国相关高端产品的创新。提高我国质量流量计的出口能力。

首先，从整个中国仪器仪表工业发展的大环境来看，我国的仪表工业还远远不能满足国民经济、科学研究、国防建设以及社会生活等各个方面日益增长的迫切需求。我国仪器仪表产品，绝大部分属于中低档技术水平，而且可靠性、稳定性等关键性指标尚未全部达到要求。高档、大型仪器设备几乎全部依赖进口，中档产品以及许多关键零部件，国外公司同样占有国内市场60％以上的份额。因此中国需做长期规划，将振兴测量控制与仪器仪表业作为一个系统工程，从影响测量控制与仪器仪表业的各主要方面，包括政府、企业、社会环境、科研和教育机构等方面制定协调一致的战略措施并认真贯彻执行。

其次，从具体商业机会来看，以我国房地产行业消费升级需求为例。智能化、数字化将成为民用电表、水表、煤气表、暖气表的发展方向，全国正在逐步更换老式的电表和水表。全国需要安装智能化、数字化电表、水表的数量骤增，蕴藏着巨大的商机。这也使流量计行业迎来新的市场增长期。

最后，就我国热式热式质量流量计的实际情况来看，该项产品研究起步较晚，市场上大部分产品都是进口的，价格昂贵。国外价格5000－10000美元一套，约为同口径电磁流量计的2－5倍。质量流量计国内价格约为电磁流量计的2－8倍。所以加强我国自身的研发能力显得尤其重要。只有产品价格下降了，质量提高了。我国质量流量计产品在国际市场上才有竞争力。

二、2005-2009年行业重点政策、法规

目前，我国计量行业发展的方向主要有民生计量和能源计量。而这又与我国发展绿色经济，提倡节能环保的经济发展模式密切相关。我国是资源大国，但人均资源占有量很低，过去的粗放型经济增长模式造成了资源浪费严重，利用率低下等问题。为此，我国每年都会出台大量的节能减排的政策法规。由于篇幅所限，本文重点列举了2005和2009年的相关政策法规。

1、《关于印发<加强能源计量工作的意见>的通知》

2005年7月23日，国家质检总局、国家发展改革委发布《关于印发<加强能源计量工作的意见>的通知》（国质检量联〔2005〕247号），要求到2010年底，我国能源计量的政策、法规和标准不断完善并得到有效实施，企业节能意识和计量意识显著增强，部分企业能源计量薄弱和严重浪费能源的现象得到有效遏制，能源计量技术和管理水平有明显提高，年消耗能源5000吨标准煤以上的企业能源计量工作达到科学、规范的管理水平。《意见》指出，有关部门要引导企业加强能源计量基础工作。各级质量技术监督部门、节能主管部门要从加强能源计量管理、提高能源计量检测能力和发挥计量检测数据在节能降耗中的作用等方面入手，帮助、引导企业全面加强能源计量工作。企业要不断提高能源计量检测能力，提高能源计量器具的配备率和对能源计量检测过程的控制水平。

2、《污染源自动监控管理办法》

2005年9月19日，国家环境保护总局颁布《污染源自动监控管理办法》(国家环境保护总局令第28号)，要求列入污染源自动监控计划的排污单位，按照规定时限建设、安装自动监控设备及配套设施。该办法自2005年11月1日起施行。

3、《关于2009年深化经济体制改革工作的意见》

2009年5月19日，国务院批转国家发展改革委《关于2009年深化经济体制改革工作的意见》(国发〔2009〕26号)，意见明确表示，要加快理顺环境税费制度，研究开征环境税。据《意见》，国家将完善节能减排目标责任评价考核体系和多元化节能环保投入机制等一系列与环保相关的机制建设。

4、《关于开展“节能产品惠民工程”的通知》

2009年5月18日，财政部、国家发展改革委发布《关于开展“节能产品惠民工程”的通知》（财建〔2009〕213号），决定安排专项资金，采取财政补贴方式，支持高效节能产品的推广使用。“节能产品惠民工程”采取财政补贴方式，将加快高效节能产品的推广，一方面有效扩大内需特别是消费需求，另一方面提高终端用能产品能源效率。为加强财政资金管理，财政部制定了《高效节能产品推广财政补助资金管理暂行办法》。同时，财政部、国家发展改革委联合发布了《关于印发<；“节能产品惠民工程”高效节能房间空调推广实施细则>；的通知>；（财建〔2009〕214号），对能效等级为1级或2级房间空调器按制冷量分四档给予补助，其中1.5匹每台分别补助550元、350元，并设定了推广上限价格，使高效节能空调符合经济适用原则，让广大消费者得到更多实惠。

另外，2009年，我国正加快出台能源计量法规标准促进节能减排。国家质检总局将按照节约能源法的要求，抓紧出台《能源计量监督管理办法》，为能源计量工作的顺利开展奠定法律法规基础。同时，深入开展能源计量器具配备和管理情况的监督检查，提高能源计量器具的配备率、受检率和检定合格率，在全面推动冶金、有色、电力等重点耗能行业能源计量器具配备管理要求的基础上，推动煤炭、纺织、建材、造纸等行业的能源计量器具配备和管理相关标准的出台。积极开展节能降耗服务，鼓励有条件的技术机构深入企业，帮助企业开展能源审计以及对重点耗能设备、重要耗能生产工艺、重点耗能产品的能效测试工作，帮助企业制订节能措施，提高能效水平。

三、行业相关标准

依据国家标准化管理委员会2006年发布的ISO14511：2001《封闭管道中流体流量的测量-热式质量流量计》中的规定，TMF流量计初步选型依据如下：

TMF流量计初步选型依据

第六节热式质量流量计基本生产技术、工艺或流程

热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术，其典型传感元件包括两个热电阻（铂RTD），当这两个RTD被置于流体中时，其中一个被加热，另一个用于感应过程温度。两个RTD之间的温差与过程流速及过程介质的性质有关，保持该温差恒定，则电子单元加热RTD的能量与质量流量成函数关系。热式质量流量计的主要技术优势有：

1、真正的质量流量计。对气体流量测量无需温度和压力补偿，测量方便、准确。可得到气体的质量流量或标准体积流量。

2、大的量程比。可测量流速高至100Nm/s和低至0.1Nm/s。适于贸易结算或气体检漏。

3、数字化设计。整机数字化电路测量。测量准确、维护方便。

4、卓越的管理功能。可查询十年内的测量数据。略……

第七节热式质量流量计新技术研发、应用情况

早期的热式产品设计者们在维持生产公差、温度跟踪及符合工业封装标准方面经历了很多挑战。这些挑战使得设计者们采用更牢固、生产上更具备一致性的热电阻（RTD）。基于热电阻的流量传感器很快被分类，并与早期的温差设备相关联，并且成为了热式流量传感器家族的一部分。

随着RTD的改进，生产商们更向倾于采用铂缠绕低质量型设计。随着时间的推移，生产技术向更小公差的方向演变，从而使得两个RTD的配对成为了控制上越来越严格的过程。

由于大部分现代化的热式设计是基于两个RTD之间的差值，因此RTD在构造上一定要一致。早期，FCI和其他一些厂家意识到了这一点，并且FCI设计出了第一个等质量传感器构造。这种传感器设计确保了传感元件在追踪过程变化的时候可以保持一贯性。等质量设计是一种突破性的进展，大大拓宽了热式传感原理的使用范围，使之在多种过程应用中有了用武之地。

随着制造技术、填充方法、热道时效及材料优化等方面的进步，产品的性能也有了逐步的提高。如今，FCI及其他采用最新RTD生产技术的公司，通过使用平版印刷蚀刻芯片RTD，真正避免了RTD间的生产公差，使得RTD的调整成为简单、可复制的步骤。因此，可以用极低的成本生产出高质量、易配对的RTD。这一进步直接推动了热式技术向更高性能更低成本的方向发展。

第八节热式质量流量计国外技术发展现状

美国SiarGo是目前世界唯一生产具有自主知识产权，低功耗，超大量程MEMS气体质量流量计并使之产品化的厂商。其核心部件—流量芯片及其专利封装技术由公司自主研发，可用于各类气体及微流体（含液体）的流量和浓度的计量和测控。产品为全电子式，采用标准体积（质量）计量，具有超大量程、高精度、无可动部件、强大数据存储功能、压力损耗小、易于数据远传和网络化等特点。

艾默生过程管理将扩展高准ELITE®科里奥利仪表系列产品，用于小流量测量应用。新型高准仪表设计紧凑，可提供两种不同口径：2毫米和4毫米管径。流量范围为0.07lb/min到12lb/min（2kg/h到330kg/h）之间，其液体流量精度为+0.05%，气体流量精度为+0.35%，液体密度精度为+0.0005g/cc。

小流量应用通常需要在实际工作中具有高量程比且测量性能稳定的测量设备。同样，这些应用通常需要自排空且紧凑的仪表。新型高准ELITE科里奥利仪表恰恰就是针对上述挑战设计的。其性能稳定、坚固耐用，同时具有自排空、体积小和重量轻的特点。

新型高准ELITE仪表宽度小于2英寸（5毫米），适用于紧凑空间、重量只有9lbs（4千克）、无需特殊安装支架。全部产品标准配置二次安全外壳，采用316L不锈钢接液部件，传感器外壳具有抛光的316L表面和圆角。超高的可清洗性和抗腐蚀性使得该新型仪表成为卫生型应用和海上应用的理想之选。对于腐蚀性应用和高压应用，还可提供镍合金结构的高准科里奥利仪表，其额定压力达6000psi（413bar）。

新型高准ELITE科里奥利仪表的优点不仅在于其拥有最先进的传感器设计，而且在于其配备了功能强大的电子部件，能确保信号处理快速无噪声，从而提供最佳的两相流测量能力和空-满-空批量控制。这些仪表具有在线高准仪表自校验技术，一触按钮即可获得独家的真实完整的仪表性能评估（从电子部件到传感器）。新型高准ELITE科里奥利仪表配备4线或2线电子部件，以及多种模拟输出或数字协议，包括FF现场总线、ProfibusDP和DeviceNet。

所有高准科里奥利仪表单台既能可靠地测量质量流量、体积流量、密度和温度，也可以测量多种产品而无需重新标定。新型高准ELITE科里奥利仪表专为批量控制、配料、灌装和多种过程应用而设计，是石油和天然气、化工、食品和饮料、生命科学、制药以及OEM等行业的理想之选。为了覆盖整个小流量测量范围，高准LF系列科里奥利仪表可作为补充。该系列仪表的最小可测流量达0.002lb/min（0.06kg/h），是研究和试验工厂的理想之选。略……

第九节热式质量流量计技术开发热点、难点分析

热式质量流量计技术开发热点和难度主要是测量误差和不确定性。表现在：

1、热式传感技术的一致性和稳定性。为保证热式气体质量流量计的检定/校准系统的测量不确定度优于0.5%，技术的关键在于不同的介质，同一种介质在不同的状态下的热传导系数都不同，充分探究出规律性的“修正模型”是具体项目开发研究的重要内容，也是确保检定/校准热式气体质量流量计系统的测量不确定度优于0.5%的关键所在。

2、标定数据收集和信号处理方面的技术。

3、扩大量程比的技术。

第十节热式质量流量计未来技术发展趋势

随着工业的发展及市场的逐渐成熟，超声波流量计的应用会越来越广泛，在储存交接和财贸核算应用领域也更全面而广泛，其优越的使用性能已得到各方面的认可。随着市场的全面展开，其价格的市场调整会更趋于合理。另外，电磁流量计的应用在长时间内会有应有的市场份额，质量流量计和涡街流量计对流量计市场是一个完善的补充。而诸如孔板流量计等由于本身的缺点（诸如误差大等）今逐渐淡出市场。略……

第十一节热式质量流量计行业国内市场发展特征分析

一、产业成熟度分析

我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，60年代开始涡轮、电磁流量计的生产。至今，从事流量仪表研究和生产的单位已有200多家。

随着流量计生产技术的不断进步，国内热式质量流量计技术也有了很大幅度的提升，目前国内已有十多家制造厂生产的多种型号热分布式热式流量计投入市场。从产业发展成熟分析，目前我国热式质量流量计行业正处于快速发展阶段。

我国热式质量流量计行业所处阶段

二、行业企业分布情况分析

从行业企业分布情况来看，我国热式质量流量计生产企业主要分布在江苏、上海、北京等地，该区域流量计技术基础强、经济发达、行业人才聚集。

三、产品市场开发情况分析

热式质量流量计过去主要是热分布式，应用于气体小流量测量，较多应用于半导体工业、热处理炉、分析仪器等氢、氧、氨等流量测量和控制以及阀门制造过程中测定泄漏量等。近年热消散效应的侵入式和插入式涡轮流量计应用于环境保护和流程工业大中型管道在国外发展迅速。径向分段排列多组检测元件组成的检测杆，较多以插入方式应用于HVAC（暖气通风空调）工程大中型管道：还应用于锅炉大管道进风量和烟道排气量监测S02和NOx排放总量。微小液体质量热式流量计虽然已有20余年历史，但在工业上应用直到近几年才较快发展。当前主要应用于化学、石化、食品等流程工业实验性装置。例如：药液配比系统中定流量配比控制，液化气注入过程中液流测量和控制。

可以看出目前我国热式质量流量计的应用已经深入到工业发展的多个领域，其产品市场开发情况较好。当前热式质量流量计市场开发最典型的应用为：

工业管道中气体流量测量；燃气过程中空气流量测量；烟囱排出的烟气流量测量；水处理中瀑气流量测量；水泥、卷烟、玻璃厂生产过程中气体流量测量压缩空气流量测量；天然气、煤气、液化气、火炬气、氢气等气体流量测量；钢铁厂加气流量测量。

第十二节热式质量流量计国内市场供需现状分析及发展预测

一、热式质量流量计国内市场供需现状分析

（一）产值增长情况

近年以来，国内的热式质量流量计研发和生产可谓是突飞猛进。其生产技术和工艺不短完善，产品的质量水平和稳定性提高很快。在石油化工、精细化工、食品饮料等行业已经开始部分替代进口产品。

2003-2009年热式质量流量计产值及同比增长统计表

单位：亿元