2.产品结构的变化。注意性能的价格。在重视高档仪器发展的同时,也要重视高科技、大型产品的开发和生产。
注重系统集成,不能只关注单机,更要注重系统和产品软化。随着各种仪器都安装了CPU并数字化,在软件上投入了巨大的人力财力,未来的仪器可以总结成一个简单的公式:仪器=AD/DA+CPU+软件。AD芯片将模拟信号转换成数字信号,再由软件处理转换,由DA输出。
3.产品开发标准已经改变。从技术驱动到市场驱动,从盲目追求高精度到“恰到好处”。开发一个成功产品的标准是用户有明确的需求;能在最短的开发时间内投放市场;功能和性能刚刚好;产品开发标准的另一个变化是收缩方向,集中优势。
4.制作工艺讲究专业制作,但不全面。生产过程采用自动测试系统。目前,GP-IB仪器大多用于建立自动测试系统。生产线上布满了大型测试柜,可以快速自动的测试、计数、分析、打印出结果。
工业控制仪表主要包括变送器、调节器、调节阀等设备。控制仪表从基础调节器(集传输、指示、调节于一体的仪表)开始,经过气功、电气单元组合仪表到计算机控制系统(DDC),直到今天的集散控制系统DCS。DCS已经走过了20多年的历程。DCS以其高可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法和开放的网络能力,迅速发展并成为计算机工业控制系统的主流。PLC以其结构紧凑、功能简单、速度快、可靠性高、价格低等优点得到了广泛的应用,成为与DCS并驾齐驱的又一主流工业控制系统。目前,基于PLC的集散控制系统发展迅速。PLC和DCS之间的相互渗透、融合和竞争已经成为当前工业控制系统的发展趋势。
DCS经历了几个发展时期,即初创期(1975-1980)、成熟期(1980-1985)和扩张期(1985年以后)。在控制功能完善性、信息处理能力、速度、组态软件等方面取得了显著成就,成为计算机控制系统的主流。现在几乎每个发达国家都有自己生产的DCS,生产厂家超过100家,销售几万套。主要厂商集中在美国、日本、德国等公司,如美国Honewell的TDC300、TDC3000X、S9000福克斯波罗的I/AS;西楼的WDPFABB MOD300日本横河的CENUM和Mxl日立的HIACS3000和5000;西门子的TelenermM和SIPAOS200贝利的N90。
目前全球约有200家PLC厂商,占控制市场的30%。主要生产厂家有AB公司、Mordicon公司、GE公司、德国西门子公司、法国Teteme Cangue公司、日本Omron公司。三菱电机公司。PLC将与IPC和DCS集成,PLC将逐渐成为自动化装置和过程控制系统市场份额最大的产品。据美国专家预测,到2000年,PLC将占控制市场的50%以上。
现场总线技术是20世纪90年代迅速发展起来的网络通信技术,用于各种现场自动化装置及其控制系统。它是各种现场仪表(包括变送器、执行器、记录仪、单回路调节器、可编程控制器、过程分析仪等)之间的数据通信系统。)和基于计算机的控制系统。据预测,基于现场总线的FCS(field bus Control System)将取代DCS成为控制系统的主角,Internet和Intranet技术也将进入控制领域,计算机自动化系统将渗透到企业从生产到管理到运营的各个方面。
全球市场对自动化仪表产品的需求将快速增长。过程自动化仪表产品的市场销售额在1996年达到461亿美元,2001年增长到599亿美元,预计2006年将达到700亿美元。从1996年到2001年,年均增长率为3.9%,而从2001年到2006年,年均增长率将达到4.6%。按不变价格计算,2006年销售额将达到761亿美元。主要应用于玻璃、陶瓷、钢铁及有限金属工业、轧钢和铝板工业、化学、食品和制药工业、石油化工、制浆造纸工业、环境保护、采矿、石油和天然气工业等。
1996年,在461亿美元的自动化产品、系统和维护中,406亿美元属于自动化工程项目,54亿美元用于运营。而测量自动化技术作为新的投资,将在工厂现代化技术中增加2~3倍。到2006年,过程自动化产品的全球市场需求为:采矿业70亿美元,原材料工业90亿美元,过程工业360亿美元,电站110亿美元,环保工业70亿美元。就全球区域而言,北美占27.2%,西欧占26%,亚非(不含日本)占21.1%,日本占12.3%,东欧占4.7%,南美占4.9%,其他地区占3.7%。可见,亚洲和非洲的市场发展前景最好。
传统光学仪器向现代光学仪器转变的关键在于计算机化,微电子技术是基础。光谱仪器发展最快,发达国家在80年代已实现计算机化。现在,它们正朝着组合技术、全自动化(例如内置机械手等机器人系统可以由人操作)、实验室信息管理系统的自动化和智能化方向发展。从大型精密仪器CMM到传统的自准直仪和投影仪,光学测量仪器已经计算机化和光电化。激光技术的结合和CCD等光电器件的引入,为更快、更准确、更可靠的在线检测和监控创造了条件。
未来10年,由于高新技术的发展和应用,将进一步推动光学仪器的集成化和智能化。今天的智能仪器应该更准确地称为“微型计算机”仪器。更高程度的智能是信息技术的最高水平,应该包括理解、推理、判断、分析等一系列功能。它是数值、逻辑和知识相结合的结果。智力的标志是知识的表达和应用。电子技术、计算机技术和光电器件的不断发展及其功能的完善,为仪器向更高层次的智能化发展创造了条件。
未来10年,光、电的渗透将进一步加强,更多新技术、新器件将得到推广应用。因此,在光学、力学和计算机融合的基础上,将融入不同的原理,衍生出具有新用途的产品,以满足各领域日益增长的需求。性能优异的光电器件和功能材料的开发和应用将加速现代光学仪器的发展。如CCD器件、半导体激光器、光纤传感器等制造技术趋于成熟,其应用已有所突破,显示出广阔的应用前景。它将使光学仪器领域发生重要变化,推动产品向小型化、高分辨率、光电化和自动化发展。
未来光学测量仪器仪表将简化设计,压缩大量零部件,提高智能化和易操作性,发展在线测量检测仪器仪表。
利用物理学、高新技术及其成果的新效应,研制高灵敏度、高稳定性、抗干扰能力强的新型测量仪器和新型传感器技术。
如高温超导量子干涉仪(SGUID)用于研制计量测试仪器、物理测试仪器、地学地质仪器、化学分析仪器、医疗仪器、无损材料检验仪器等。众所周知,椭偏术用于检测光纤、光学玻璃等。结合近场光学,不仅可以测量表面的精细结构,还可以根据近场光学反射的偏振信息来区分被测物体的材质。这是目前实验研究的新探索。可调谐稳频激光光谱仪技术应用于高精度几何量、力学量和各种非晶态量的测量。研制了新一代微型光纤传导激光干涉仪。它的测量范围可以从纳米到几米甚至更大,分辨率可以达到1纳米。它克服了HP激光干涉仪的缺点,具有四台激光干涉仪的全部功能。此外,还可用于称重,开发新型电子秤、高精度电子皮带秤、高分辨率压力表等。发展纳米测量技术,建立纳米测量测试标准,是计量测试技术研究中非常活跃的课题。