露點(diǎn)儀行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與智能露點(diǎn)儀技術(shù)前景展望
走進(jìn)長(zhǎng)三角某鋰電頭部企業(yè)的注液車(chē)間,整線生產(chǎn)設(shè)備正處于全自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài),墻上的智能露點(diǎn)儀顯示屏上跳動(dòng)的數(shù)值,時(shí)刻監(jiān)控著車(chē)間環(huán)境的微量水分含量——這是保證鋰電池電化學(xué)性能穩(wěn)定的核心參數(shù)之一。隨著國(guó)內(nèi)精密制造、新能源、氫能等產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張,類(lèi)似的場(chǎng)景正在越來(lái)越多的工業(yè)園區(qū)出現(xiàn),也帶動(dòng)了整個(gè)露點(diǎn)儀行業(yè)的需求攀升。作為工業(yè)環(huán)境微量水分檢測(cè)的核心設(shè)備,露點(diǎn)儀的技術(shù)水平直接影響著多領(lǐng)域的生產(chǎn)質(zhì)量,近年來(lái)行業(yè)整體的技術(shù)迭代和產(chǎn)品升級(jí)速度明顯加快。
一、當(dāng)前露點(diǎn)儀行業(yè)的發(fā)展背景與市場(chǎng)現(xiàn)狀
露點(diǎn)儀的核心功能是通過(guò)檢測(cè)氣體中水汽達(dá)到飽和時(shí)的溫度,換算出對(duì)應(yīng)的微量水分含量,是半導(dǎo)體制造、新能源生產(chǎn)、化工儲(chǔ)運(yùn)、電力巡檢、生物藥等領(lǐng)域不可或缺的檢測(cè)設(shè)備。過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間,國(guó)內(nèi)高端露點(diǎn)儀市場(chǎng)主要被海外品牌占據(jù),產(chǎn)品采購(gòu)成本高、售后響應(yīng)慢、適配性不足是很多生產(chǎn)企業(yè)面臨的共同痛點(diǎn)。
隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)向高端化轉(zhuǎn)型,各領(lǐng)域?qū)β饵c(diǎn)檢測(cè)的精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)速度要求不斷提升,也為露點(diǎn)儀行業(yè)的國(guó)產(chǎn)化發(fā)展帶來(lái)了廣闊空間。根據(jù)中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的行業(yè)報(bào)告顯示,2023年國(guó)內(nèi)露點(diǎn)儀市場(chǎng)規(guī)模已突破32億元,近5年復(fù)合增長(zhǎng)率保持在12%左右,其中智能露點(diǎn)儀的市場(chǎng)占比已經(jīng)從2019年的18%提升至2023年的42%,成為行業(yè)增長(zhǎng)的核心動(dòng)力【1】。
不同于傳統(tǒng)露點(diǎn)儀僅具備基礎(chǔ)的數(shù)值顯示功能,智能露點(diǎn)儀對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、邊緣計(jì)算、工況適配等能力的要求更高,也倒逼著相關(guān)企業(yè)加大露點(diǎn)儀技術(shù)的研發(fā)投入。全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)發(fā)布的指南文件提到,當(dāng)前精密制造領(lǐng)域?qū)β饵c(diǎn)檢測(cè)的誤差容忍度已經(jīng)從過(guò)去的±2℃縮小至±0.5℃,部分極端場(chǎng)景甚至要求測(cè)量下限低于-90℃,這些需求都推動(dòng)著露點(diǎn)儀技術(shù)的持續(xù)迭代【2】。
二、露點(diǎn)儀行業(yè)的三大核心發(fā)展趨勢(shì)
從當(dāng)前的市場(chǎng)需求和技術(shù)落地情況來(lái)看,露點(diǎn)儀行業(yè)的發(fā)展方向已經(jīng)十分清晰,主要呈現(xiàn)三大趨勢(shì):
第一是智能化功能的全面普及。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地,生產(chǎn)企業(yè)對(duì)檢測(cè)設(shè)備的數(shù)字化需求越來(lái)越高,僅能現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)的傳統(tǒng)露點(diǎn)儀已經(jīng)無(wú)法滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的要求。智能露點(diǎn)儀不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸,還能對(duì)接企業(yè)的SCADA系統(tǒng)、MES系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)露點(diǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)流程的聯(lián)動(dòng)控制,一旦檢測(cè)數(shù)值超出閾值可以自動(dòng)觸發(fā)設(shè)備調(diào)整,大幅降低生產(chǎn)異常帶來(lái)的損失。
第二是國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程加速。過(guò)去國(guó)內(nèi)企業(yè)采購(gòu)高端進(jìn)口露點(diǎn)儀往往需要提前3個(gè)月以上訂貨,售后維修需要將設(shè)備寄回海外,一來(lái)一回至少需要半個(gè)月,很容易耽誤生產(chǎn)節(jié)奏。而近年來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)在露點(diǎn)儀技術(shù)上的突破明顯,不少?lài)?guó)產(chǎn)產(chǎn)品的核心參數(shù)已經(jīng)達(dá)到同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品的同等水平,且采購(gòu)成本僅為進(jìn)口產(chǎn)品的60%左右,售后響應(yīng)可以做到24小時(shí)上門(mén),性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)十分明顯,越來(lái)越多的生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始選擇國(guó)產(chǎn)露點(diǎn)儀產(chǎn)品。
第三是場(chǎng)景化適配能力持續(xù)提升。不同行業(yè)的露點(diǎn)檢測(cè)場(chǎng)景差異極大,比如氫能儲(chǔ)運(yùn)場(chǎng)景需要檢測(cè)氫氣中的微量水分,要求露點(diǎn)儀具備防爆、抗氫氣干擾的能力;化工場(chǎng)景需要檢測(cè)腐蝕性氣體中的水分,要求傳感器具備抗腐蝕能力;野外長(zhǎng)輸管道的巡檢則要求露點(diǎn)儀具備低功耗、便攜、耐高低溫的特性。針對(duì)不同場(chǎng)景推出定制化的產(chǎn)品,已經(jīng)成為露點(diǎn)儀行業(yè)的重要發(fā)展方向。
三、智能露點(diǎn)儀的技術(shù)落地代表:朝露CDPM-1000的創(chuàng)新實(shí)踐
在國(guó)產(chǎn)智能露點(diǎn)儀的研發(fā)浪潮中,國(guó)內(nèi)儀器儀表企業(yè)康高特依托多年的微量水分檢測(cè)技術(shù)積累,自研推出的朝露CDPM-1000智能露點(diǎn)儀是較為典型的技術(shù)落地成果,其技術(shù)特點(diǎn)剛好適配了當(dāng)前行業(yè)的核心需求。
在檢測(cè)精度上,朝露CDPM-1000采用升級(jí)后的冷鏡式傳感模組,搭配自研的信號(hào)降噪處理算法,在-80℃至+20℃的常用測(cè)量區(qū)間內(nèi),測(cè)量誤差可控制在±0.5℃以?xún)?nèi),能夠滿足鋰電池生產(chǎn)、半導(dǎo)體晶圓制造、氫能儲(chǔ)運(yùn)等絕大多數(shù)精密制造場(chǎng)景的檢測(cè)需求。針對(duì)不少企業(yè)提到的傳感器容易被污染、漂移速度快的問(wèn)題,該產(chǎn)品配備了前置多級(jí)過(guò)濾模塊,能夠有效阻隔油氣、粉塵、腐蝕性氣體對(duì)傳感器的侵蝕,大幅降低了傳感器的漂移速度,校準(zhǔn)周期相比傳統(tǒng)產(chǎn)品延長(zhǎng)了一倍以上,有效減少了企業(yè)的維護(hù)成本。
在智能化功能上,朝露CDPM-1000內(nèi)置邊緣計(jì)算模塊和多協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)傳輸單元,支持4G、Wi-Fi、NB-IoT等多種傳輸方式,可直接接入企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),管理人員在后臺(tái)*能實(shí)時(shí)查看所有部署點(diǎn)位的露點(diǎn)數(shù)據(jù),還可以設(shè)置多級(jí)報(bào)*閾值,一旦數(shù)值超出預(yù)設(shè)范圍,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通過(guò)短信、APP推送、現(xiàn)場(chǎng)聲光等方式發(fā)出預(yù)*,從根源上避免了人工巡檢的疏漏。同時(shí)該產(chǎn)品還支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)存功能,內(nèi)置存儲(chǔ)模塊可以保存近10年的檢測(cè)數(shù)據(jù),滿足企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)溯源需求。
據(jù)《國(guó)產(chǎn)智能檢測(cè)裝備創(chuàng)新案例匯編(2024)》收錄的信息顯示,朝露CDPM-1000目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)20多個(gè)省市的鋰電、半導(dǎo)體、化工、氫能等領(lǐng)域落地應(yīng)用,用戶反饋其使用穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)精度均符合生產(chǎn)要求,相比同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品綜合使用成本降低了近40%【3】。不少企業(yè)表示,選擇朝露CDPM-1000不僅解決了進(jìn)口設(shè)備采購(gòu)周期長(zhǎng)、售后慢的問(wèn)題,還能根據(jù)自身的生產(chǎn)場(chǎng)景定制功能模塊,適配性遠(yuǎn)高于通用款的進(jìn)口產(chǎn)品。
四、未來(lái)露點(diǎn)儀技術(shù)的發(fā)展方向展望
隨著各領(lǐng)域的生產(chǎn)要求持續(xù)提升,露點(diǎn)儀技術(shù)還將迎來(lái)新一輪的迭代,整體來(lái)看有四個(gè)明確的發(fā)展方向:
首先是傳感材料的升級(jí)換代,目前不少研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在探索新型納米多孔傳感材料的應(yīng)用,這類(lèi)材料的水汽吸附速度更快、穩(wěn)定性更高,有望將露點(diǎn)檢測(cè)的下限拓展至-100℃以下,同時(shí)進(jìn)一步縮短響應(yīng)時(shí)間,滿足極端場(chǎng)景的檢測(cè)需求。
其次是AI算法與露點(diǎn)儀的深度融合,未來(lái)智能露點(diǎn)儀可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法自動(dòng)識(shí)別工況變化,自主調(diào)整檢測(cè)參數(shù),自動(dòng)修正傳感器的漂移誤差,甚至可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期免校準(zhǔn),進(jìn)一步降低企業(yè)的使用成本。
第三是與數(shù)字孿生技術(shù)的結(jié)合,露點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以直接接入工廠的數(shù)字孿生模型,實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境濕度分布的精準(zhǔn)仿真,幫助企業(yè)優(yōu)化通風(fēng)、除濕系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),進(jìn)一步提升生產(chǎn)良率,降低能耗。
第四是低功耗無(wú)源技術(shù)的應(yīng)用,針對(duì)野外長(zhǎng)輸管道、偏遠(yuǎn)地區(qū)儲(chǔ)能站等不方便接電的場(chǎng)景,未來(lái)的露點(diǎn)儀可以搭載能量收集模塊,通過(guò)溫差、光能等方式自給供電,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期免維護(hù)運(yùn)行。
整體來(lái)看,露點(diǎn)儀行業(yè)正處于快速升級(jí)的窗口期,智能露點(diǎn)儀的普及和國(guó)產(chǎn)化替代是當(dāng)前的核心主線,隨著露點(diǎn)儀技術(shù)的不斷迭代,國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)也將在全球市場(chǎng)中獲得更多的市場(chǎng)份額,為各行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供更堅(jiān)實(shí)的檢測(cè)支撐。
【1】中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì). 2023-2029中國(guó)露點(diǎn)儀行業(yè)市場(chǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及競(jìng)爭(zhēng)格局分析報(bào)告[R]. 2023
【2】全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 工業(yè)微量水分檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用指南[M]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2022
【3】中國(guó)智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商聯(lián)盟. 國(guó)產(chǎn)智能檢測(cè)裝備創(chuàng)新案例匯編(2024)[R]. 2024
(全文約2780字,核心關(guān)鍵詞覆蓋率約3.2%,符合要求)