第一篇：國內(nèi)外工業(yè)激光現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

國內(nèi)外工業(yè)激光現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1．國外工業(yè)激光現(xiàn)狀與趨勢

國外以美、德、日為代表的幾個發(fā)達國家在激光加工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展速度驚人，它們在主要的大型制造產(chǎn)業(yè)，如汽車、電子、機械、航空、鋼鐵等行業(yè)中基本完成了用激光加工工藝對傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，進入“光制造”時代。激光在工業(yè)制造中所顯示出的低成本、高效率以及應(yīng)用的巨大潛力，成為世界主要工業(yè)國家間互相競爭的動力，紛紛將激光技術(shù)作為本國重要的尖端技術(shù)給予積極支持，加緊制定國家級激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃。美國通過其“精密激光機械加工(PLM)協(xié)會”來激勵其新工藝技術(shù)的發(fā)展，力求使美國工業(yè)激光器技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先的地位，并在世界市場中獲得較大的份額。德國在1994-2002年制訂了國家激光發(fā)展計劃，促使德國激光器和激光工業(yè)應(yīng)用后來居上，位于世界領(lǐng)先地位。激光設(shè)備在德國汽車和機械制造中的廣泛應(yīng)用，使其在這些領(lǐng)域內(nèi)的競爭能力近年來得到顯著提高。并制訂了德國“2002-2006光學(xué)促進計劃”，將激光技術(shù)作為重中之重，認(rèn)為未來所有制造加工業(yè)中有12%以上的加工工藝需要用激光技術(shù)來替代。除此之外，英國“阿維爾計劃”、日本“激光研究五年計劃”，甚至俄羅斯、韓國、新加坡、印度也制訂有專門的激光技術(shù)發(fā)展計劃。

根據(jù)國際激光行業(yè)權(quán)威刊物《LASER FOCUS WORLD》每年發(fā)布的統(tǒng)計資料表明，全球激光器產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展迅猛，激光產(chǎn)品銷售每年平均以高于10%的速度增長，并呈現(xiàn)出加速增長的趨勢。2008年世界激光產(chǎn)業(yè)僅激光器（不包括廣泛用于通信和家電的半導(dǎo)體激光器）年產(chǎn)值就超過了70億美元，激光加工裝備年產(chǎn)值超過了130億美元。

激光工業(yè)裝備制造企業(yè)由研究型的單臺特種設(shè)備制造企業(yè)，發(fā)展到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)的跨國公司。國外許多知名激光企業(yè)均通過兼并重組快速發(fā)展壯大。德國通快公司(Trumpf)通過兼并、重組，成為擁有7家從事激光產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，成為當(dāng)今世界上激光裝備制造產(chǎn)業(yè)的霸主。美國相干公司(Coherent)在2001年初將醫(yī)療激光集團出售給以色列ESC／Sharplan公司后，購買了幾家從事工業(yè)激光產(chǎn)品制造的公司，專著于工業(yè)激光領(lǐng)域的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。這些大型企業(yè)的形成，一方面推動了激光應(yīng)用技術(shù)與產(chǎn)業(yè)走向新的發(fā)展階段，另一方面也表明這些廠商正在謀求規(guī)?；l(fā)展，提升激光設(shè)備的性能價格比，以便壟斷市場。國外工業(yè)激光的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）鮮明的產(chǎn)品差異化特色，核心競爭力明顯

鮮明的差異化產(chǎn)品特色也成為國外著名激光企業(yè)的核心競爭力。典型代表有：德國Trumpf公司生產(chǎn)的高功率軸快流CO2激光器和碟片激光器及其加工系統(tǒng)、德國Rofin公司生產(chǎn)的板

條激光器、Synrad公司的射頻激勵連續(xù)中小功率激光器、Coherent公司的射頻激勵脈沖中小功率激光、美國PRC公司的軸流CO2激光器、IPG公司的光纖激光器。

（2）新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展延伸

發(fā)達國家激光技術(shù)新應(yīng)用開發(fā)速度驚人，它們在主要的大型制造業(yè)，如汽車、電子、機械、航空、鋼鐵等行業(yè)中基本完成了用激光加工工藝對傳統(tǒng)工藝的更新?lián)Q代，進入“光制造”時代。由于激光具有高的時間及空間分辨率，在需要高度精密加工的場合得到進一步推廣和應(yīng)用，如電子、半導(dǎo)體、微納機械制造、生物、環(huán)保等行業(yè)。

（3）產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)分工越來越細(xì)

國外激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個顯著特點是產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)化分工越來越明細(xì)，相關(guān)器件達到了同行業(yè)最高水平，打造了一個完善的激光產(chǎn)業(yè)鏈。

美國的II-VI公司和德國的Kugler公司成為激光器光學(xué)鏡片的著名專業(yè)供應(yīng)商，產(chǎn)品覆蓋全球。

德國Fraunhofer、Nutech研究所、漢諾威激光研究所、慕尼黑技術(shù)大學(xué)的IWB研究所是國際上進行激光技術(shù)應(yīng)用開拓研究的專業(yè)機構(gòu)，其研究開發(fā)的激光切割、焊接、熔覆、激光再制造等方面的工藝成果已廣泛應(yīng)用在奔馳、寶馬、奧迪、大眾等汽車公司和空客飛機公司。德國Trumpf公司的系列軸快流CO2激光器產(chǎn)品中的射頻電源和Rofin公司系列板條CO2激光器中射頻電源、美國PNA公司CP系列激光器中的高壓開關(guān)電源均由專門的電源公司為其提供。隨著半導(dǎo)體激光器的普及，也誕生了Lumonics等幾家著名的電源專業(yè)配套公司。德國Precitec、HighYAG、Laser Mech、Laserline、Fraunhofer和Scansonic專等專業(yè)公司開發(fā)的激光切割頭、焊接頭和專用熔覆頭成為各激光加工裝備制造商的首選核心器件。

德國Siemens、日本Fanuc和西班牙Fagor等專業(yè)公司開發(fā)的激光加工數(shù)控系統(tǒng)成為激光加工裝備制造行業(yè)的壟斷產(chǎn)品。

（4）傳統(tǒng)激光器向高功率發(fā)展，新型激光器不斷涌現(xiàn)

隨著技術(shù)的進步和對高效率和高利潤的不斷追求，傳統(tǒng)的氣體和固體激光器逐漸向更高的功率和更高的性價比方向發(fā)展。如德國Trumpf推出的萬瓦級軸快流CO2激光五軸切割、焊接和表面處理系統(tǒng)是這一發(fā)展趨勢的典型代表。

美國、德國和日本成為新型激光器研發(fā)的主力軍，新型激光器也成為推動激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的核心。光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、紫外激光器等新型激光器產(chǎn)品相繼出現(xiàn)并日趨成熟。主要發(fā)展方向是高功率、高光束質(zhì)量、高可靠性、高智能化、固態(tài)化和低成本。高亮度大功率半導(dǎo)體泵浦固態(tài)激光器、紫外激光器、超短脈寬固體激光器(皮秒和飛秒)成為未來新型

激光器發(fā)展的重點。

（二）國內(nèi)工業(yè)激光現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

我國激光技術(shù)研究與國外同時起步，是當(dāng)時與國外技術(shù)差距最小的高科技領(lǐng)域。在國家“六五”至“十一五”科技項目的支持下，逐步形成了以華中科技大學(xué)和中科院四大光機為典型代表的研究機構(gòu)，在激光器的一些核心技術(shù)研發(fā)上已形成較全面的技術(shù)成果，形成了5個國家級的激光技術(shù)研究中心。其中，激光技術(shù)國家重點實驗室、激光加工國家工程研究中心、武漢光電國家實驗室（籌）和最早開設(shè)激光學(xué)科的華中科技大學(xué)均坐落在武漢，成為我國激光技術(shù)的發(fā)源地。

我國激光加工產(chǎn)業(yè)一直呈指數(shù)增長，目前我國已經(jīng)形成華中、珠三角、長三角、環(huán)渤海四大激光產(chǎn)業(yè)帶，有21個省市、地區(qū)生產(chǎn)和銷售激光設(shè)備，常年有定型產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售，并形成一定規(guī)模的企業(yè)有200家左右，以激光產(chǎn)品為主業(yè)的上市公司有兩家。2008年全國激光產(chǎn)業(yè)銷售總額達到了80億元。

中國工業(yè)激光的發(fā)展也正在緊跟國際發(fā)展的趨勢，主要體現(xiàn)在：

（1）通過上市融資，龍頭企業(yè)正在形成中國第一個以工業(yè)激光為主打產(chǎn)品的上市公司是華工科技股份責(zé)任公司，2005年深圳大族激光公司緊跟著成為第二家工業(yè)激光上市企業(yè)。華工科技以生產(chǎn)高端的激光工業(yè)設(shè)備為主，大族激光以生產(chǎn)量大面廣的低端激光工業(yè)設(shè)備為主。但大族激光通過2008年再次融資9億元，目前正在向高端激光工業(yè)設(shè)備進軍。2009年華工科技股份責(zé)任公司也實現(xiàn)了再次融資4.58億元，將主要投向5個項目：高檔數(shù)控等離子切割機生產(chǎn)線建設(shè)項目、先進固體激光器產(chǎn)業(yè)化項目、激光特種制造裝備、半導(dǎo)體材料激光精密制造裝備以及激光加工工藝研發(fā)中心建設(shè)項目。

（2）走國際合作道路和引進高層次人才，核心競爭力正在形成為應(yīng)對市場競爭，中國工業(yè)激光企業(yè)必須形成自己的核心競爭力，以抗衡國外激光工業(yè)設(shè)備大量進入中國的現(xiàn)狀。深圳大族激光公司正在建設(shè)激光研究院，聘請國內(nèi)外知名激光專家進行研究工作，并聘用了曾在德國Rofin公司長期工作的呂啟濤博士為公司的技術(shù)老總。華工科技公司也引進了閻大鵬博士，開發(fā)生產(chǎn)出了光纖激光器。武漢法利萊激光公司收購了澳大利亞激光企業(yè)，提升了激光切割機的技術(shù)水平。武漢華俄激光公司引進了俄羅斯的固體激光切割機技術(shù)，在國內(nèi)首次成立了中俄合資的激光公司。

（3）國民經(jīng)濟支柱行業(yè)正在加大使用激光制造設(shè)備的力度

武漢鋼鐵公司正在建設(shè)“激光加工工藝研究中心”，并與激光企業(yè)聯(lián)合開發(fā)激光冷軋板拼焊設(shè)

備、東風(fēng)汽車公司越來越重視轎車車身的激光焊接、南車集團也開始將激光設(shè)備用于火車制造、武昌造船廠已購買多臺激光切割機。

（4）中國激光產(chǎn)業(yè)鏈正在形成隨著市場的不斷擴大，中國激光企業(yè)正在尋求自身的定位，逐步在形成產(chǎn)業(yè)鏈。如北京卓立漢光專門生產(chǎn)激光調(diào)節(jié)支架、廣東許多中小企業(yè)專門生產(chǎn)激光設(shè)備的機箱、河南南陽生產(chǎn)氣體激光器的風(fēng)機、湖北老河口生產(chǎn)大型激光工作臺、成都東駿激光公司專門生產(chǎn)固體激光晶體。

（5）新一代工業(yè)激光器正在受到激光企業(yè)的重視

為在競爭中立于不敗之地，國內(nèi)龍頭企業(yè)正在開發(fā)新一代工業(yè)激光器及其應(yīng)用裝備：光纖激光器、紫外激光器及其精密加工設(shè)備、大功率半導(dǎo)體激光器及其焊接、熱處理設(shè)備、高功率碟片激光器及其焊接設(shè)備、高功率氣體激光器及其切焊組合設(shè)備等。

總之，隨著中國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變，激光加工技術(shù)越來越受到制造業(yè)的重視，國內(nèi)大型、重型企業(yè)也越來越關(guān)注激光加工設(shè)備的進展，中國激光加工行業(yè)的明天一定非常光明。

第二篇：國內(nèi)外水表現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

國內(nèi)外水表現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘要:敘述了國內(nèi)水表應(yīng)用狀況。對國內(nèi)新型水表的發(fā)展以及國外水表發(fā)展情況進行了介紹，同時還對影響水表發(fā)展方向的因素進行了分析。關(guān)鍵詞：水表應(yīng)用情況新型水表國外水表發(fā)展現(xiàn)狀

流量計量是科學(xué)計量的一個重要組成部分，而水流量計量又是其中最重要的內(nèi)容之一，在貿(mào)易結(jié)算、能源計量、過程控制、環(huán)境保護等方面起到重要的作用。近年來隨著能源和水資源的全球性匱乏，隨著南水北調(diào)等國家重點工程的啟動，隨著法制計量的不斷完善，全社會對水計量的要求越來越高。因此，研究和探索滿足新形勢下適合我國各種使用條件的水表或流量計，并擴大其流量測量范圍、延長水表的工作壽命、提高儀表智能化程度等已成為水表行業(yè)研究人員不懈的追求。

水表在各種流量計中屬于結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用最廣泛的流量儀表，也是最重要的法制計量儀表。按最新的國際標(biāo)準(zhǔn)和國際建議，水表是按其使用用途來定義和劃分的，即任何用于測量封閉管道中可飲用冷水的具有累積流量顯示的流量儀表都為水表，這當(dāng)中既包括了我們通常概念中的旋翼式水表、螺翼式水表、活塞式水表等基于機械原理工作的流量計，也有基于電子或電磁原理工作的流量計，如電磁流量計、超聲流量計等。另外帶電子裝置水表是一種在機械式水表上添加了各種輔助裝置的水表，以滿足管理和控制的需要，如各類預(yù)付費水表和電子遠(yuǎn)傳水表?？傮w而言，水表的內(nèi)涵比以前大大豐富了。在實際工作中，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和成熟，電子類水表和帶電子裝置水表正發(fā)揮越來越大的作用。水資源的商品化、“一戶一表”工程的發(fā)展、階梯式水價等節(jié)水政策的實施需求更促進了這類水表的發(fā)展。

水表測量的對象是水，水在各種流體介質(zhì)中是變化相對穩(wěn)定的介質(zhì)，其粘度、密度、清潔程度、壓力、溫度等在額定工作條件范圍內(nèi)是比較理想的和穩(wěn)定的。但因為流量計量的動態(tài)特性、供水過程中水壓脈動和含氣量變化以及各種安裝條件，仍會對水表的工作產(chǎn)生很大的影響。雖然近年來流量測量技術(shù)及儀表比以往的選擇面寬了許多，但還有許多不盡人意之處。我們所選用的水表除要適應(yīng)所使用的條件并符合法制計量要求之外，還要考慮很多其它因素，如流量范圍、靈敏度、壓力損失、安裝防護要求、價格等，電子水表和帶電子裝置水表還要考慮抗干擾等電磁環(huán)境因素。因此，為了適應(yīng)不同的介質(zhì)條件、不同的環(huán)境條件，不同的使用要求，各種水表應(yīng)運而生。可以說只要有一個新的技術(shù)發(fā)展起來，就會有人嘗試著將它應(yīng)用到流量計量當(dāng)中去，也就可能應(yīng)用到水表中去。

每一種水表都會有其最適用的場所，在市場經(jīng)濟浪潮中顯示出頑強生命力。但由于這些水表在性能上的差別細(xì)微或需要認(rèn)真地分析其特點，實際上在很多情況下都沒有將它們使用到它們最適合的場所或調(diào)整最佳的使用狀態(tài)，導(dǎo)致計量不準(zhǔn)確、容易損壞等等。因此，客觀公正地描述各種水表（或相同用途的流量計）的特點，正確地選用水表是水表制造商和水司用戶所要關(guān)注的。

從1999年以來，水表的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4064和國際建議OIML R49頻繁改動，反映了國際上對水表發(fā)展有著比以前更多的關(guān)心和重視，我國的水表國家標(biāo)準(zhǔn)和水表國家檢定規(guī)程也同步在進行修訂，預(yù)計年內(nèi)可以出臺、明年可批準(zhǔn)實施。國內(nèi)新制訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如CJ/T224-2006《電子遠(yuǎn)傳水表》）已批準(zhǔn)實施，原CJ/T133《IC卡冷水水表》等也已修訂完成。結(jié)合各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中了解到的情況，根據(jù)政府管理部門、行業(yè)協(xié)會、水表制造行業(yè)的朋友提供的信息和近年來申請新產(chǎn)品型式評價的產(chǎn)品類型，以及水表市場反映出的現(xiàn)象，我們大致可以看出國內(nèi)外水表的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。1.國內(nèi)普通民用水表情況

現(xiàn)階段，在國內(nèi)的各種民用水表中，旋翼式濕式水表以其結(jié)構(gòu)簡單、計量穩(wěn)定、價格低廉在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。液封式計數(shù)器的廣泛采用克服了較早濕式水表產(chǎn)品的度盤容易因管道水質(zhì)積垢而污損缺點，解決了水表清晰抄讀的問題，得到了廣泛的應(yīng)用。行業(yè)里普遍認(rèn)為液封式水表是目前較適合國內(nèi)管材和水質(zhì)的水表。

盡管八位指針式的C型表從指示方式上比其它型式顯得不方便和落伍，甚至行業(yè)人士呼吁淘汰C型表，但目前似乎還有不少市場。全國經(jīng)濟發(fā)展、生活水平不平衡自然是一個重要原因。

與國外水表外殼采用的銅材料不同，國內(nèi)民用水表大部分為鐵殼水表，行業(yè)人士也曾提議逐步淘汰，但在現(xiàn)有國情下還難以實施，這也是衛(wèi)生技術(shù)要求暫時不能寫入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《居民飲用水計量儀表安全規(guī)則》的主要原因。

高靈敏度小口徑旋翼式水表這幾年在紛紛揚揚的議論中出臺了，并擠占著原來普通表的市場。這類水表在商業(yè)名稱上頗有吸引人的地方，但也混淆了一些概念。首先計量的概念是需要符合規(guī)定最大允許誤差的測量，而不僅僅是對被測量有響應(yīng)。目前這類水表的大多數(shù)只是結(jié)構(gòu)的設(shè)計改變來提高水表對微動流量的響應(yīng)，從計量的意義來說還沒有真正提高水表的測量范圍。在型式評價（樣機試驗）中，還沒有形成一個對靈敏性能的長期可靠性進行評價的方法，在水表的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際建議中也沒有專門的規(guī)定，現(xiàn)行的85年版的水表檢定規(guī)程要求對檢定項目雖然有始動流量檢定但要求并不高。由于客觀上國內(nèi)一些水暖器具的質(zhì)量導(dǎo)致微滲漏現(xiàn)象和少部分家庭的不道德的滴水存積方式，使得供水部門對這類水表產(chǎn)生興趣和需要。但在法制計量管理上對水表的靈敏度性能并無特別高的要求。實際使用中這類水表對水壓脈動的抗擾能力，即不用水自轉(zhuǎn)的可能性增大，這些也會帶來另類的麻煩。在水表新的國際標(biāo)準(zhǔn)和國際建議中，都明確一點在零流量下水表不應(yīng)累積。有一些企業(yè)在開發(fā)出了計量等級達到C級的旋翼式水表，高靈敏度也高，這才是真正提高了水表的質(zhì)量檔次。

一戶一表政策實施以來，水表出戶較為普遍，由于銅材價格飛漲，使水表材料成本增加，社會上偷水表銅部件時有發(fā)生，成為城市偷窨井蓋后又一新的社會問題。十多年前研究過的全塑水表現(xiàn)在又提到桌面上來研究了，這種水表現(xiàn)在仍存在方方面面的質(zhì)疑，主要集中在材料的長期衛(wèi)生安全性和塑料材料的檢驗手段的局限性。未來全塑水表是否能夠在供水系統(tǒng)中采用，完善的標(biāo)準(zhǔn)、簡捷的檢驗手段和行業(yè)政策的批準(zhǔn)允許是關(guān)鍵的。國外在一些氣候環(huán)境變化不是太嚴(yán)酷的國家和地區(qū)（如南非和南美一些國家）也有用塑殼水表的。可能這種產(chǎn)品需要經(jīng)過若干年的試用后才能進行較全面的評估。

2、國內(nèi)直飲水水表和智能水表的情況

國內(nèi)目前用于直飲水的場合一般采用計量等級C級或D級的活塞式結(jié)構(gòu)的水表，外殼有銅，也有特制不銹鋼的。

電子遠(yuǎn)傳水表、預(yù)付費水表，包括IC卡（插卡式和射頻式）水表、TM卡水表等這些智能型水表都是因水費收取制度、方式的改革而出現(xiàn)的水表產(chǎn)品，同時支持了一戶一表、階梯式水價的政策的實施，這些產(chǎn)品發(fā)展很快，在世界上也算是領(lǐng)先的，但實際使用中出現(xiàn)了的問題也不少，特別是帶閥門的預(yù)付費類水表，這可能與采用了閥門、電池和惡劣的使用環(huán)境以及人為的惡意攻擊有關(guān)。

總體而言，平時不用電、抗攻擊能力強的即時直讀式的電子遠(yuǎn)傳水表更具有優(yōu)勢和發(fā)展前景。

3、國內(nèi)大口徑水表的情況

大口徑水表中，傳統(tǒng)的水平螺翼式水表及可拆卸式水平螺翼式水表仍有較大的市場。可拆卸式水平螺翼式水表具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好、可不停水檢修等特點受到歡迎。但水平其流量范圍不寬，一般B級表的流量比只有1：67，在許多場合滿足不了要求。部分地區(qū)還用大口徑旋翼式水表，與水平螺翼式水表相比，雖然這種水表的工作抗擾性相對較好，但其流通能力小、壓力損失大以及龐大的重量體積都成為了缺點。這幾年垂直螺翼式水表、渦輪式水表及復(fù)式水表逐漸興起，為用戶提供了新的選擇。

與行業(yè)中部分企業(yè)熱衷于高靈敏度的小口徑民用水表的研發(fā)和制造相比，另一些企業(yè)關(guān)注著大口徑水表的微小流量計量能力的提高問題。因為從每種管徑的用水量分析，大口徑水表在低流量下的漏計率占的比率更多。研究用水量的組成特點，選用合適的水表，會給供水企業(yè)帶來更大的效率。

在目前國內(nèi)大口徑水表的流量測量范圍普遍不夠的情況下，WPD型渦輪式水表、復(fù)式水表等或許是解決這一問題的選擇。

4、電磁水表、超聲水表等新型水表

隨著大管道流量計量的發(fā)展，超聲流量計、電磁流量計以其無可動部件、無壓損的特點得到越來越多的應(yīng)用。特別是當(dāng)超聲波流量計從單聲路發(fā)展到多聲路，直至16聲路的研制成功，使對流量計上游直管段長度的要求大大降低。同時，流量計自診斷和報警技術(shù)的成熟，使得流量計的使用具有更好的可靠性。由于超聲流量計具有優(yōu)異的測量重復(fù)性，也常作為核查標(biāo)準(zhǔn)使用。電磁流量計在電路方面更為成熟，比如對導(dǎo)電率要求降低，高低頻率的交替使用提高了零點穩(wěn)定性和大流量時的靈敏度，開發(fā)了能方便清洗探頭的外插式探頭，在現(xiàn)場核查方面也有所發(fā)展等等。電磁流量計、超聲波流量計等基于電或電子原理的流量計逐漸取代了原來的一些插入式流量儀表和機械式水表，這在國內(nèi)外都是正在形成的趨勢。這些流量計新的國際標(biāo)準(zhǔn)和國際建議已將其歸類到水表的范圍中，并制定了相應(yīng)的試驗要求。國內(nèi)不少生產(chǎn)廠已建立了1m口徑以上的試驗裝置，最大的測試管道口徑已達到4m。

這些感應(yīng)式水表在智能化方面相對于傳統(tǒng)機械水表有著無可比擬的優(yōu)勢，且?guī)缀鯚o壓力損失。但也有其局限性，如量程較小、易受管振、電磁環(huán)境干擾，還有就是大口徑流量計的周期檢定和現(xiàn)場測試始終是個難題，尚未得到有效解決。另外，這類水表的法制計量管理還有待加強。

從長遠(yuǎn)看，感應(yīng)式水表與傳統(tǒng)機械式水表會是互存的，而不會取而代之。

5、國外水表的發(fā)展情況

我國水表生產(chǎn)廠眾多，但規(guī)模大多偏小，與國外水表生產(chǎn)廠家相比在規(guī)模和技術(shù)方面存在著較大的差距。英國肯特公司、德國邁內(nèi)克公司和瑞納公司、法國愛拓利公司、意大利邁特姆里那等都是國際上較有名的水表公司，在世界各地?fù)碛写罅糠种C構(gòu),他們控制著世界水表市場。

在發(fā)達國家，由于管道直飲水較普遍，容積活塞式水表成為主要采用的產(chǎn)品，計量等級普遍為C級。旋翼液封式水表和單流式水表也不少，單流束水表還具有材料節(jié)省、結(jié)構(gòu)小巧的優(yōu)點?？傮w來說，國外的民用水表產(chǎn)品注重高計量等級和使用壽命。

國外水表產(chǎn)品的優(yōu)勢更多體現(xiàn)在大口徑水表產(chǎn)品上，其制造工藝精致，并在一些產(chǎn)品上采用葉輪平衡技術(shù)，使得產(chǎn)品測量范圍大（可達到計量等級C級）、安裝方式適應(yīng)性好（可以水平、垂直或傾斜），并可選配遠(yuǎn)傳裝置滿足檢定或抄讀的需求，產(chǎn)品執(zhí)行EEC標(biāo)準(zhǔn)，在流量測量能力方面優(yōu)于以前版本的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4064。

由于美國的水表產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并不執(zhí)行國際標(biāo)準(zhǔn)而是國內(nèi)ANSI/AWWAC700系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其設(shè)計和特點是不一樣的。除了外形尺寸獨特并采用英制單位外，產(chǎn)品設(shè)計更強調(diào)長期功能穩(wěn)定性、使用的安全性，葉輪和計數(shù)齒輪的轉(zhuǎn)速設(shè)計較慢，相對來說對計量性能的要求不苛刻。

在其它發(fā)展中國家如東南亞、南美、非洲，大多還是與我國相同的水表產(chǎn)品，有些國家也在嘗試采用預(yù)付費IC卡水表和塑殼水表。還有部分國家對水表的法制管理要求并不高，因此對水表各部件的材質(zhì)的要求很低，類似國內(nèi)的一些劣質(zhì)水表產(chǎn)品。

6、影響水表的發(fā)展方向的幾個因素

政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和市場需求是引導(dǎo)水表產(chǎn)品發(fā)展的最重要的三個方面。

水表基本上用于貿(mào)易結(jié)算，用戶面大量廣，無疑是最重要的法制計量器具之一。水表必須符合所使用的國家法規(guī)的要求。在我國水表列為重點管理計量器具，屬強制性檢定計量儀表并有具體的實施方法；國內(nèi)很多地區(qū)開展實施的不入戶抄表、一戶一表、階梯水價政策需要適用可靠的水表產(chǎn)品支持，電子遠(yuǎn)傳水表、智能型水表有著廣闊的前景。生活品質(zhì)的提升會有更多的城市實現(xiàn)管道直飲水，高計量等級、流量測量范圍寬的水表將會有更多的市場，水資源的緊張導(dǎo)致的水價提高是不爭的趨勢，也會使優(yōu)質(zhì)水表價有所值。在節(jié)能方面，國家在十一五期間非常重視量化的、可操作的節(jié)能考核，在GB 17167-2006《用能單位能源計量器具配備與管理通則》對相應(yīng)的計量器具都提出了要求，其中對作為載熱介質(zhì)的水的計量按大小口徑（以250mm劃分）分別提出了1.5%和2.5%的準(zhǔn)確度要求。水表有多個規(guī)程支撐著其檢定工作，但許多人又疑惑，法規(guī)中的檢定周期能否保證在用水表的準(zhǔn)確性，這樣的懷疑不是沒有道理的。由于使用場合和介質(zhì)的復(fù)雜性，很多水表還沒有到檢定周期就已經(jīng)超差了。近年來采用現(xiàn)場核查的方式來越來越普遍，這對保證水表（乃至流量計和其它計量器具）的正確可靠性，尤其是在涉及貿(mào)易結(jié)算而又無法按計劃拆卸或送檢的流量計是可行的方法。國際法制計量組織也開始起草這方面的國際文件，以科學(xué)合理、經(jīng)濟可行的態(tài)度來對在用中的水表、電表、燃?xì)獗砗蜔崮鼙淼男阅苓M行評判。

我國的水表國家標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)，國家計量檢定規(guī)程也等效采用國際建議，按目前計劃，這二個重要的水表技術(shù)法規(guī)會從明年開始批準(zhǔn)實施。新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程在水表的技術(shù)參數(shù)表達方面與現(xiàn)行的方法有很大的不同：

1）現(xiàn)行的計量等級名稱將被代表流量范圍的一組可選的比值來代替，工作溫度和壓力也詳細(xì)等級化：

2）一般水表的準(zhǔn)確度等級為2級，而大口徑水表的準(zhǔn)確度等級可以選為1級； 3）水表除了原來的試驗外，增加了水溫影響試驗、水壓影響試驗和流動干擾試驗；

4）電子水表和帶電子裝置水表需做環(huán)境試驗和電磁兼容試驗等。這些規(guī)定一方面是考慮了新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程吸收了電磁水表等產(chǎn)品的技術(shù)特性，也是鼓勵水表產(chǎn)品提高測量范圍能力，適應(yīng)更嚴(yán)酷的環(huán)境要求和運行壽命要求。

市場的需求是多方面的。一個參數(shù)的理想測量結(jié)果的獲得依賴產(chǎn)品本身的性能和正確的選用、安裝和使用。水表的發(fā)展趨勢除了其本身產(chǎn)品的改進外，更重要的是針對不同的情況場合選用對應(yīng)合適的水表，同時可能還要借助其它儀表和軟件技術(shù)進行輔助，如無線遠(yuǎn)傳、總線制方式遠(yuǎn)程抄讀、管道漏損判斷報警。制造商不能為產(chǎn)品而做產(chǎn)品，而應(yīng)考慮用戶的使用目的而選型、策劃、設(shè)計和改進。真正優(yōu)秀的水表產(chǎn)品性能特點是計量準(zhǔn)確穩(wěn)定、流量測量范圍寬、壓損小、對水質(zhì)要求不是太高、使用壽命長、附加的裝置功能可靠、材料省。盡管某些產(chǎn)品的商業(yè)宣傳會有一些誤導(dǎo)，但市場最后接受的肯定會使支持國家用水節(jié)水政策、真正做到公平計量、為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益的水表產(chǎn)品。

我國的水表行業(yè)面臨良好的機遇也面臨著嚴(yán)峻的考驗．一方面要捍衛(wèi)國內(nèi)龐大的市場，另一方面還要借鑒外國強勢企業(yè)的管理、技術(shù)、營銷等先進經(jīng)驗，提高自己，增強國際競爭力，這需要水表制造商、水司用戶、相關(guān)行業(yè)協(xié)會、政府管理部門和技術(shù)檢測機構(gòu)共同努力，多參與國際交流，參加到國際產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制訂修訂，將水表大國做成水表強國，向全球用戶提供我們先進的、精工制造、性能一流、價格優(yōu)惠的計量產(chǎn)品。

第三篇：國內(nèi)外公路研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

[鍵入文字]

第1章 緒論

1.1我國公路現(xiàn)狀

交通運輸業(yè)是國民經(jīng)濟中從事運送貨物和旅客的社會生產(chǎn)部門，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的動脈，是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)、先行產(chǎn)業(yè)。交通運輸主要包括鐵路、公路、水運、航空、管道五種運輸方式，其中，鐵路、水運、航空、管道起著“線”的作用，公路則起著“面”的作用，各種運輸方式之間通過公路路網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，形成四通八達、遍布城鄉(xiāng)的運輸網(wǎng)絡(luò)。改革開放以來，靈活、快捷的公路運輸發(fā)展迅速，目前，在綜合運輸體系中，公路運輸客運量、貨運量所占比重分別達90％以上和近80％。高速公路是經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物，在交通運輸業(yè)中有著舉足輕重的地位。在設(shè)計和建設(shè)上，高速公路采取限制出入、分向分車道行駛、汽車專用、全封閉、全立交等較高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施，為汽車快速、安全、經(jīng)濟、舒適運行創(chuàng)造了條件。與普通公路相比，高速公路具有行車速度快、通行能力大、運輸成本低、行車安全、舒適等突出優(yōu)勢，其行車速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、減少1/3的汽車尾氣排放、降低1/3的交通事故率。

新中國成立以來，經(jīng)過60多年的建設(shè)，公路建設(shè)有了長足發(fā)展。2011年初正值“十一五”規(guī)劃結(jié)束，“十二五”規(guī)劃伊始?！笆晃濉睍r期是我國公路交通發(fā)展速度最快、發(fā)展質(zhì)量最好、服務(wù)水平提升最為顯著的時期。經(jīng)過4年多的發(fā)展，公路交通運輸緊張狀況已實現(xiàn)總體緩解，基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模迅速擴大，運輸服務(wù)水平穩(wěn)步提升，安全保障能力明顯增強，為應(yīng)對國際金融危機、保持經(jīng)濟平穩(wěn)較快發(fā)展、加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、促進城鄉(xiāng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、保障社會和諧穩(wěn)定、進一步提高我國的綜合國力和國際競爭力作出了重要貢獻。

“十一五”前4年，全國累計完成公路建設(shè)投資2.93萬億元，年均增長近16％，約為“十一五”預(yù)計總投資的1.2倍，也超過了“九五”和“十五”的投資總和。公路建設(shè)投資的快速增長，極大地拉動和促進了國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展。從公路建設(shè)投資占同期全社會固定資產(chǎn)總投資的比重來看，“十一五”期間基本保持在4.5％左右。

在投資帶動下，公路網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，截至2009年底，全國公路網(wǎng)總里程達到386萬公里，其中高速公路6.51萬公里，二級及以上公路42.52萬公里，分別較“十五”末增加36.4萬公里、2.5萬公里和9.4萬公里；全國公路網(wǎng)密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。預(yù)計到2010年底，全國公路網(wǎng)總里程將達到395萬公里，高速公路超過7萬公里，分別較“十五”末增加45.3萬公里與3萬公里。農(nóng)村公路投資規(guī)模年均增長30%，總里程將達到345萬公里，實現(xiàn)全國96%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)通瀝青（水泥）路。

“十一五”期間公路的快速發(fā)展，為擴大內(nèi)需、拉動經(jīng)濟增長作出了突出貢獻。特別是2008年以來，為應(yīng)對國際金融危機，以高速公路為重點，建設(shè)步伐進一步加快，“十一五”末高速公路里程將達到“十五”末的1.78倍。“十一五”期間全社會高速公路建設(shè)累計投資達2萬億元，直接拉動GDP增長約3萬億元，拉動相關(guān)行業(yè)產(chǎn)出

[鍵入文字]

通車?yán)锍坛^2 3萬千米，共有15個國家高速公路通車?yán)锍坛^2000km，這些國家是美國(8.98萬千米)、中國(6.03萬千米)、澳大利亞(1.86萬千米)、加拿大(1.69萬千米)、德國(1.21萬千米)、西班牙(1.2萬千米)、法國(1.04萬千米)、亞美尼亞(7500km)、墨西哥（6980km)、日本(6500km)、意大利(6620km)、英國(3480km)、韓國(2778km)、荷蘭(2235km)、南非(2032km)，其中美國、德國、日本等發(fā)達國家已經(jīng)構(gòu)筑起與本國經(jīng)濟社會發(fā)展相適應(yīng)的高速公路網(wǎng)。與我國相鄰的俄羅斯、印度等國家的真正意義上的高速公路很少，其多數(shù)是相當(dāng)于半封閉的一級公路。德國1932年就開始修建高速公路，是最早修建高速公路的國家； 美國的高速公路通車?yán)锍套疃啵?957年開始修建，現(xiàn)在已近9萬千米；日本是同時代高速公路發(fā)展較快的國家，從1957年開始修建，目前已修建6500km車道最多的高速公路是加拿大多倫多的401高速公路，有16個甚至22個車道。由世界高速公路發(fā)展史可知，高速公路如同汽車一樣，從誕生的那一刻起，就深刻影響著其所服務(wù)的每一個人和觸及的每一寸土地，對促進國家經(jīng)濟增長、提高人民生活質(zhì)量、維護國家安全等都具有十分重要的價值。發(fā)達的高速公路網(wǎng)不僅是交通現(xiàn)代化的主要標(biāo)志、公路先進生產(chǎn)力的集中代表，也是一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展與高速公路增長的相互關(guān)系，國外發(fā)達國家高速公路的發(fā)展一般經(jīng)歷了以下四個階段。

a)第一階段，發(fā)展起步期，其特點是： 經(jīng)濟總量較小，高速公路認(rèn)知度低，規(guī)模不大且里程增長緩慢。

b)第二階段，快速發(fā)展期，其特點是： 經(jīng)濟加速增長，高速公路需求旺盛，通車?yán)锍萄杆僭鲩L。

c)第三階段，接近飽和期，其特點是： 經(jīng)濟穩(wěn)定增長，資源緊俏，高速公路通車?yán)锍淘鲩L趨緩，以提高路網(wǎng)質(zhì)量為主。

d)第四階段，相對穩(wěn)定期，其特點是： 經(jīng)濟持續(xù)增長，資源緊缺，高速公路網(wǎng)規(guī)模趨于穩(wěn)定，路網(wǎng)運行質(zhì)量的提高主要依靠提高交通管理水平實現(xiàn)，智能運輸系統(tǒng)目趨完善是其主要標(biāo)志。

目前，我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快的關(guān)鍵階段，汽車普及率迅速提高，這與發(fā)達國家2 0 世紀(jì)6 0 年代～7 0 年代的情況較為類似。我國高速公路正處于最具成長性的第二階段。

1.3我國公路發(fā)展趨勢

我國公路建設(shè)正處于快速發(fā)展的階段。2004年12月17日，《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》經(jīng)國務(wù)院審議通過，標(biāo)志著我國高速公路建設(shè)進入了一個新的歷史時期。

國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局方案，形成由中心城市向外放射及橫連東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ溃?條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，簡稱“7918網(wǎng)”，總規(guī)模8.5萬公里，其中主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其他線路約1.7萬公里。建成后可以在全國范圍內(nèi)形成“首都連接省會、省會彼此相通、連接主要城市、覆蓋重要縣市”的高速公路網(wǎng)絡(luò)，具體如下：

首都放射線7條：北京－上海、北京－臺北、北京－港澳、北京－昆明、北京－拉薩、北京－烏魯木齊、北京－哈爾濱。

南北縱向線9條：鶴崗－大連、沈陽－?？凇㈤L春－深圳、濟南－廣州、大慶－廣州、二連浩特－廣州、包頭－茂名、蘭州－?？凇⒅貞c－昆明。

第四篇：國內(nèi)外農(nóng)機自動化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

本文簡要回顧了國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機械自動化現(xiàn)狀，分析了我國自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械自動化中的現(xiàn)狀及存在的主要問題，探討了我國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展趨勢，對以后農(nóng)業(yè)機械自動化產(chǎn)品改進、完善以及自動化的開發(fā)提出了新思路。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步和現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，自動化控制技術(shù)，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程中不可替代的地位和作用越來越被人們所認(rèn)識。農(nóng)業(yè)自動化能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和增加勞動舒適性，而且隨著經(jīng)濟的全球化，面臨農(nóng)產(chǎn)品開放進口和市場競爭的壓力，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)只有通過進一步提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品品質(zhì)才能生存。從這些新的需求出發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著高效率和高精度的機械化、自動化方向發(fā)展是必然的選擇。

一、現(xiàn)狀

1、國外

近年來，國外農(nóng)業(yè)自動化飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計正向高速、寬幅、大功率和舒適的方向發(fā)展。自動化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，一些著名廣商已把自動控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)、激光和遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)與裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械。如一種農(nóng)用激光平地機就是利用激光調(diào)平傳感微機處理技術(shù)，經(jīng)一次地面平整作業(yè)即可成形，且能達到“寸水不露泥”的精度。美國約翰·迪爾公司所生產(chǎn)的水稻聯(lián)合收割機，就安裝有一套精密的作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提供產(chǎn)量或收獲量、濕度及待收獲作物總質(zhì)量等信息，能精確測量糧食升運器頂部的谷物流量及實時的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，能分別對分離、滾筒轉(zhuǎn)速、割臺升降、割臺傾斜和停車制動安全等裝置進行實時快捷地監(jiān)測與控制。該機還裝備了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和示差定位信號裝置，可快速確定出機器所處位置。

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機器人技術(shù)正越來越被世界各國所重視。1994年美國機器人的年產(chǎn)量為16480臺，日本有機器人生產(chǎn)廠家300多個，生產(chǎn)的機器人占世界總擁有量的60%。農(nóng)業(yè)機器人己被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

(l)1994年，日本生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所推進 機構(gòu)開發(fā)的蔬菜、果樹用無人駕駛少量農(nóng)藥噴灑機，利用地磁方位傳感器來檢測噴灑機的行走方位。

(2)日本研究出棒狀傳感器檢測秧株，靠離合器接 通和斷開實現(xiàn)轉(zhuǎn)向自動控制的聯(lián)合收割機。

(3)日本京都大學(xué)研究出利用機械式傳感器檢測犁耕地的壁面，控制拖拉機的行走方位。

2、國內(nèi)

由于歷史、觀念和技術(shù)等方面原因，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械與發(fā)達國家相比有很大差距，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進步。近些年來，自動化研究逐漸被人們所認(rèn)識，自動控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越受到重視。如把計算機、微處理和傳感技術(shù)與檢測、信息處理技術(shù)結(jié)合起來，應(yīng)用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械，極大地促進了產(chǎn)品性能的提高。我國農(nóng)業(yè)部門，總結(jié)了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動化先進經(jīng)驗(如臺灣地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化、漁業(yè)生產(chǎn)自動化、畜牧業(yè)生產(chǎn)自動化及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易自動化)開發(fā)與應(yīng)用情況，同時也汲取了國外的先進經(jīng)驗、技術(shù)。如日本的4行半喂入聯(lián)合收割機，就是計算機控制的自動化裝置在半喂入聯(lián)合收割機上的應(yīng)用。又如，英國通過對施肥機撒播肥料的動力測量，來控制肥料的精確使用量等。這些技術(shù)和方法使我國農(nóng)業(yè)機械的自動化裝置得到了補充和新的發(fā)展，從而形成了一系列適合我國農(nóng)業(yè)特點的自動化控制技術(shù)。

(1)已有的農(nóng)業(yè)機械及裝置部分自動化控制。自動化技術(shù)提高了已有農(nóng)業(yè)機械及裝置的作業(yè)和操作性能，浙江省把自動化技術(shù)應(yīng)用于茶葉機械上，成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機，它利用計算機控制電功加壓機構(gòu)，能根據(jù)茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序，實現(xiàn)揉捻過程的自動控制，是機電一體化技術(shù)在茶葉機械上的首次成功應(yīng)用。①拖拉機。在農(nóng)用拖拉機上，已廣泛使用了機械液壓式3點聯(lián)結(jié)的位調(diào)節(jié)和力調(diào)節(jié)系統(tǒng)裝置，現(xiàn)又在開發(fā)和采用性能更完善的電子液壓式3點聯(lián)結(jié)裝置。②施肥播種機。根據(jù)行駛速度和檢測種子粒數(shù)，來確定播種量是否符合要求的裝置以及將馬鈴薯種子切割成種塊后的播種裝置等。③谷物干燥機。是不受外界條件干擾、能自動維持熱風(fēng)溫度的裝置，停電或干燥機過熱引起火災(zāi)時，自動切斷燃料供給的裝置。

(2)微灌自動控制技術(shù)。我國從20世紀(jì)50年代就開始進行節(jié)水灌溉研究與推廣,1992年,全國共有節(jié)水灌溉工程面積1330 hm2，其中噴灌面積80h時，農(nóng)業(yè)節(jié)水工程取得了巨大進展。灌溉管理自動化是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要手段,高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)要求必須實現(xiàn)水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術(shù)監(jiān)測土壤埔情和作物生長情況,對灌溉用水進行動態(tài)監(jiān)測預(yù)報,實現(xiàn)灌溉用水管理的自動化和動態(tài)管理。在微灌技術(shù)領(lǐng)域，我國先后研制和改進了等流量滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴

頭、過濾器和進排氣閥等，總結(jié)出了一套基本適合我國國情的微灌設(shè)計參數(shù)和計算方法，建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區(qū)實現(xiàn)了自動化灌溉系統(tǒng)，可長時間地自動啟閉水泵和按一定輪灌順序進行灌溉。這種系統(tǒng)，應(yīng)用了灌水器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器、雨量傳感器以及電線等。

(3)自動控制技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)上，運用高新技術(shù)進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)其先進之處主要是應(yīng)用了全球定位系統(tǒng)(CPS)、地理信息技術(shù)、計算機控制技術(shù)和專家與決策知識系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的定位、定量和定時，做到精耕細(xì)作。把電子技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合起來，采用現(xiàn)代方法進行自動化監(jiān)控和管理非常必要，如在渠系、灌水和泵站等方面實現(xiàn)自動化監(jiān)控與管理等。目前，農(nóng)業(yè)自動化正向智能化方向發(fā)展，進一步發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)重點要發(fā)展節(jié)水、節(jié)肥精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的自動化控制，實施精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥提高水資源和化肥資源的利用率。精細(xì)設(shè)施農(nóng)業(yè)，主要發(fā)展以溫室為主的自動控制系統(tǒng)智能化，從而降低成本、提高作物產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，這有助于我國農(nóng)業(yè)資源的高效利用和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。計算機視覺技術(shù)是一個相當(dāng)新且發(fā)展十分迅速的研究領(lǐng)域，日本、美國等發(fā)達國家已在農(nóng)業(yè)計算機視覺技術(shù)方面進行了廣泛而深入的研究，如農(nóng)業(yè)種子資源管理、獲取作物生長狀態(tài)信息、農(nóng)產(chǎn)品自動收獲以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)鑒定等。英國開發(fā)研制的采摘蘑菇機器人，在定位蘑菇采摘點和測量時，已經(jīng)利用了計算機視覺和圖像處理技術(shù)。計算機視覺技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面已開始應(yīng)用，但在設(shè)施農(nóng)業(yè)、虛擬農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段，應(yīng)進一步加強、加快該領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。

2、結(jié)論

我國農(nóng)業(yè)自動化已在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的溫室自動化控制、排灌機械自動化和部分農(nóng)業(yè)機械裝置自動化等方面得到一定的發(fā)展，尤其精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來越得到重視。電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了農(nóng)業(yè)機械向自動化方向發(fā)展。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，人工智能將是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展的重點，各種農(nóng)業(yè)機器人或智能化系統(tǒng)將在農(nóng)業(yè)自動化控制中不斷涌現(xiàn)，繼續(xù)推動和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化，是農(nóng)業(yè)機械化工程技術(shù)工作者所面臨的長遠(yuǎn)課題和挑戰(zhàn)，并進一步促進農(nóng)業(yè)自動化控制技術(shù)向智能化技術(shù)發(fā)展。

編后語：2009年初，中央財政下達昆明市農(nóng)機購置補貼資金1570萬元，其中包括400萬元的鋼架大棚及噴滴灌等設(shè)施農(nóng)業(yè)的補助，在我市的安寧、晉寧兩縣（市）進行試點示范。

第五篇：抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

一．國內(nèi)抽油機研發(fā)現(xiàn)狀

油機是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設(shè)備。根據(jù)是否有游梁，可分為游梁式抽 油機和無游梁式抽油機。經(jīng)過一百多年的實踐和不斷的改進創(chuàng)新，抽油機不管是結(jié)構(gòu)形式還是在使用功能上，都產(chǎn)生了很大的變化。特別是近幾十年來，世界對原油的需求量不斷加大，對油田深度開采的能力有了更進一步的要求，在很大程度上加快了抽油機技術(shù)發(fā)展的速度，催生出多種類型。目前, 國內(nèi)抽油機制造廠有數(shù)十家, 產(chǎn)品類型已多樣化, 但游梁式抽油機仍處于主導(dǎo)地位。根據(jù)公開發(fā)表的資料統(tǒng)計, 我國現(xiàn)有6 大類共45 種新型抽油機[ 1] , 并且每年約有30 種新型抽油機專利, 十多種新試制抽油機[2] , 已形成了系列, 基本滿足了陸地油田開采的需要。各種新型節(jié)能游梁式抽油機如雙驢頭式抽油機、前置式抽油機、異相曲柄平衡抽油機、前置式氣平衡抽油機、下偏杠鈴系列節(jié)能抽油機[ 3]和用窄V 形帶傳動的常規(guī)抽油機等均已在全國各個油田推廣應(yīng)用, 并取得了顯著的經(jīng)濟效益。長沖程、低沖次的無游梁式抽油機的研制也取得了一些進展, 如由勝利油田研制的無游梁鏈條抽油機, 經(jīng)過國內(nèi)十幾個油田稠油及叢式井的推廣使用[4], 在低沖次抽油和抽稠油方面已初見成效。此外, 桁架結(jié)構(gòu)的滑輪組增距式抽油機、滾筒式長沖程抽油機已在某些油田進行了工業(yè)試驗[5];齒輪增距式長沖程抽油機的研制工作也取得了新的進展;質(zhì)量輕、成本低、便于調(diào)速和調(diào)整沖程的液壓抽油機經(jīng)過幾年的研制和工業(yè)性試采油, 也積累了一定的經(jīng)驗[6]。其他型式新穎的抽油機如數(shù)控抽油機、連續(xù)抽油桿抽油機、車載抽油機、磨擦式抽油機、六連桿游梁式抽油機和斜直井抽油機等也正處于不斷改造和試生產(chǎn)過程中[7]。然而，游梁式抽油機的缺點是不容易實現(xiàn)長沖程低沖次的要求，因而不能滿足稠油井、深抽井和吉氣井采油作業(yè)的需要。同時，長沖程低沖次的無游梁式抽油機的性能尚有待完善(如油田正在使用的鏈條式抽油機還存在鏈條壽命短、換向沖擊載荷大和鋼絲繩易斷、導(dǎo)軌剛．度不足容易變形等問題)，而且品種規(guī)格還很少，不能適應(yīng)當(dāng)前石油工業(yè)的發(fā)展[8]。液壓抽油機至今仍處在研制階段[9]

二·國外抽油機的研發(fā)現(xiàn)狀

目前，世界上生產(chǎn)抽油機的國家主要有美國、俄羅斯、法國、加拿大和羅馬

尼亞等[10]。為了減少能耗, 提高采油經(jīng)濟效益,近年來國外研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%~ 35%;前置式抽油機節(jié)電368% 前置式氣平衡抽油機節(jié)電35% 輪式抽油機節(jié)電50%~ 80% 大圈式抽油機節(jié)電30%;自動平衡抽油機節(jié)電30% ~ 50%;低矮型抽油機節(jié)電5% ~20%;ROTAFLEX 抽油機節(jié)電25% 智能抽油機節(jié)電174%;螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%~ 50% [11]。近年來國外很重視改進和提高抽油機的平衡效果, 使抽油機得到更精確平衡。近年來, 為了節(jié)約能耗、提高采油經(jīng)濟效益, 國外研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機, 在采油實踐中, 取得較好的使用效果。如變平衡力矩抽油機, 可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機, 由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡,平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90% 以上載荷得到平衡[12]。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設(shè)計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果[13]。近年來國外研制與應(yīng)用了多種類型長沖程抽油機, 其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機[14]。1 前置式氣平衡抽油機 美國工J uf kin 公司生產(chǎn)的A 系列前置式氣平衡抽油機具有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo), 抽油機重量減輕40 %, 尺寸縮小3 5 % , 動載荷較小, 受力均勻, 運轉(zhuǎn)平穩(wěn), 節(jié)約電耗35 %。2 無游梁長沖程抽油機 美國R O T A F L E x 寬帶傳動抽油機實踐表明: 抽油機系統(tǒng)效率為5 % , 而常規(guī)抽油機只有40 %。提升液體能耗比常規(guī)抽油機減少25 % , 可使用29.4 kw 電 動機, 而同級常規(guī)抽油機須用只kw 電動機。美國W es t er n G e a : 有限公司研制的液壓驅(qū)動無游梁長沖程抽油機占地面積較小, 可節(jié)約電耗10 % 一1 5 %。美國N a ti o n al Su p p ly 有限公司研制的無游梁長沖程抽油機節(jié)約電耗10 %一20 % 3 智能抽油機 美國N a t io n al S u p p ly 有限公司研制的智能抽油機減速器峰值扭矩減少34.7 %, 電動機功率減少1 7.4 % , 產(chǎn)量增加19 % , 抽油機系統(tǒng)效率平均提高47.8 % , 投資費用減少20 % , 成本利用率提高2 0.7 %。天然氣發(fā)動機驅(qū)動抽油機 美國生產(chǎn)的天然氣發(fā)動機驅(qū)動抽油機可比電動機功率減少30 % , 動力費用與采油成本均較低。4 變平衡力矩抽油機 美國Pi on ne r 公司研制了變平衡力矩抽油機, 利用抽油機連桿運動以及新增加的連桿擺動機構(gòu)作用原理, 使得上沖程時平衡力矩大于下沖程時的平衡力矩, 實現(xiàn)更精確地平衡抽油機載荷、減少抽油機電力消耗的目的三·國內(nèi)抽油機的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)9O年代以來，我國東部各主要油田相繼進入中高含水開發(fā)期[17]。為確保高效生產(chǎn)，對抽油機的要求呈現(xiàn)兩個特點：一是急需采用長沖程抽油機，以增加油井的產(chǎn)液量；二是為了降低油井的單位生產(chǎn)成本，對抽油機的節(jié)能性提出了更高的要求[18]。其次就目前抽油機耗電量大，工作效率、能量利用率低這一現(xiàn)狀仍是我國抽油機研究的重點之一，在抽油機效率和節(jié)能方面，還有很大的提升空間，具有非常誘人的前景[19]。長沖程抽油機的研制應(yīng)用能力不足一直是我國抽油機發(fā)展的瓶頸，長沖程抽油機具有減小沖程損失、提高系統(tǒng)效率、延長機桿泵的使用壽命、減少故障及提高整機運行質(zhì)量等優(yōu)點[20]。因此, 發(fā)展長沖程抽油機對當(dāng)前我國老油田高含水井后期開采, 減緩產(chǎn)量遞減速度, 開采稠油、低滲透油田以及沙漠油田深井及超深井的機械開采, 都具有重要的現(xiàn)實意義[21]。游梁式抽油機的局限性十分突出，多方面事實說明，長沖程、低沖次、低功耗的無游梁式抽油機是今后抽油機發(fā)展的主要方向[22]。為適應(yīng)油田采油需要, 在適當(dāng)發(fā)展游梁式長沖程抽油機的同時, 應(yīng)加速開發(fā)各類無游梁式長沖程抽油機[23]。開發(fā)無游梁曲柄搖桿輪式斜井抽油機和大型斜直井抽油機將對我國油氣資源開采有重要意義[24]。根據(jù)我國實際情況, 發(fā)展無游梁大沖程、低能耗、具有高適應(yīng)性的直井抽油機和斜井抽油機, 將是我國今后抽油機發(fā)展的主要方向[25]。近年來，變頻技術(shù)在抽油機上得到了廣泛應(yīng)用。利用變頻控制系統(tǒng)實時調(diào)整工作參數(shù)，提高電機功率因數(shù)，減小供電電流，還可以實現(xiàn)電機的軟起動，減小沖擊，并可根據(jù)油井供液能力實時調(diào)整沖次頻率，實現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能效果[26]；另外，研究開發(fā)機電一體化抽油裝置，根據(jù)抽油機井特性實時控制和改變抽油狀態(tài)，實現(xiàn)高效智能化采油[27]。如美國NSCO公司智能抽油機，采用微處理器和自適應(yīng)電子控制器進行控制與監(jiān)測，具有功能多、抽油效率高、自動化程度高、經(jīng)濟性好、安全可靠、適應(yīng)性強等優(yōu)點[28]。研發(fā)大型、高適應(yīng)性的叢式井抽油機，隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，油層開采深度逐年加大，油田含水量的增多，大泵提液采油工藝和稠油開采等都要求采用大型抽油機[29]?，F(xiàn)代大型抽油機應(yīng)具備有高適應(yīng)性，以適應(yīng)多種惡劣環(huán)境和地層油層的變化，如開發(fā)一種機型能適應(yīng)不同自然氣候與地貌環(huán)境的差異、地層油層的遷移改變、沖程沖次的改變、油氣層性狀的改變、連續(xù)與間歇抽油的調(diào)整等[30]。另外，由于現(xiàn)代大型抽油機的結(jié)構(gòu)和控制的復(fù)雜性，體積的龐大，其工作面積也相應(yīng)增大，同一抽油機可以對多口相鄰油井同時抽油作業(yè)，采用綜合平衡方式和節(jié)能方式，達到最好的作業(yè)效果[31

四·國外抽油機的發(fā)展趨勢

如前所述, 世界范圍內(nèi)抽油機技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向著多樣化、超大載荷、長沖程、節(jié)能型、無游梁式和自動化、智能化方向發(fā)展[32]。1.朝著大型化方向發(fā)展

隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，開采油層深度逐年增加，石油含水量也在不斷增多，采用大泵提液采油工藝和開采稠油等，都要求采用大型抽油機，所以近年來，國外出現(xiàn)了許多大載荷抽油機，如前置式氣平衡抽油機最大載荷213kN，氣囊平衡抽油機最大載荷227kN等[33]。還會出現(xiàn)更大載荷新型抽油機[34]。采 用長沖程抽油方式，抽油效率高，抽油機壽命長，動載荷小，排量穩(wěn)定，具有較好的采油經(jīng)濟效益，所以近年來國外出現(xiàn)了許多長沖程抽油機，如法國Mape公司抽油機，最大沖程10m[35]；美國WGCO公司抽油機最大沖程24.38m，NSCO公司抽油機最大沖程27.48m；原蘇聯(lián)鋼帶式超長沖程抽油機最大沖程1500m。長沖程抽油機全部采用低沖次抽油方式，Mape公司抽油機最大沖次5min，GDCO公司抽油機最大沖次為3min[36]。2.朝著低能耗方向發(fā)展

為了減少能耗，提高采油經(jīng)濟效益，近年來國外研制與應(yīng)用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%～35%；前置式抽油機節(jié)電36.8%；前置式氣平衡抽油機節(jié)電35%；輪式抽油機節(jié)電50%～80%；大圈式抽油機節(jié)電30%；自動平衡抽油機節(jié)電30%～50%；低矮型抽油機節(jié)電5%～20%；ROTAFLEX抽油機節(jié)電25%；智能抽油機節(jié)電17.4%；螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%～50%[37]。3.朝著精確平衡方向發(fā)展

近年來國外很重視改進和提高抽油機的平衡效果，使抽油機得到更精確平衡。例如變平衡力矩抽油機，可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機，由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡，平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90%以上載荷得到平衡。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設(shè)計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果[38]。4.朝著高適應(yīng)性方向發(fā)展

現(xiàn)代抽油機應(yīng)具有較高的適應(yīng)性，以便拓寬使用范圍[39]。例如適應(yīng)各種自然地理和地質(zhì)構(gòu)造條件抽油的需要；適應(yīng)各種成分石油抽汲的需要；適應(yīng)各種類型油井抽汲的需要；適應(yīng)深井抽油需要；適應(yīng)長沖程抽油的需要；適應(yīng)節(jié)電的需 要；適應(yīng)精確平衡的需要；適應(yīng)無電源和間歇抽油的需要；適應(yīng)優(yōu)化抽油的需要等[40]。5.朝著長沖程無游梁方向發(fā)展

近年來國外研制與應(yīng)用了多種類型長沖程抽油機，其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機[41]；實踐與理論分析表明，增大沖程游梁抽油機是常規(guī)游梁抽油機的發(fā)展方向；增大沖程無游梁抽油機是增大沖程抽油機的發(fā)展方向；長沖程無游梁抽油機是長沖程抽油機的發(fā)展方向[42]。6.朝著自動化和智能化方向發(fā)展

近年來抽油機技術(shù)發(fā)展的顯著標(biāo)志是自動化和智能化。美國Baker提升系統(tǒng)公司、Delta-X公司、APS公司等均研制了自動化抽油機，具有保護和報警功能，實時測得油井運行參數(shù)，及時顯示與記錄并通過計算機進行綜合計算分析，推出最優(yōu)工況參數(shù)，進一步指導(dǎo)抽油機以最優(yōu)工況抽油。美國NSCO公司智能抽油機，采用微處理機和自適應(yīng)電子控制器進行控制與監(jiān)測，具有抽油效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、自動化程度高、經(jīng)濟性好、適應(yīng)性強等優(yōu)點[43]。

參考文獻 [1] 張建軍．游梁式抽油機設(shè)計計算[M]．北京：石油工業(yè) 出版社，2005． [2] 張曉東，賈國超．關(guān)于我國抽油機發(fā)展的幾點思考[J]． 石油礦場機械，2008，37(1)：24—37