隨著城市基礎設施生命線安全工程、智慧水務、灌區(qū)數(shù)字化改造項目持續(xù)落地,國內明渠、排水管網、河道流量監(jiān)測設備的需求持續(xù)釋放。流量監(jiān)測設備作為水環(huán)境監(jiān)管、管網漏損管控、水文防汛感知體系中的核心感知終端,市場需求結構正在發(fā)生變化。項目采購端不再單純關注設備單價,對計量合規(guī)性、長期野外穩(wěn)定性、設備集成能力與廠家持續(xù)服務能力的重視程度持續(xù)提升。多普勒流量計與雷達流量計是當前非滿管流量監(jiān)測場景中應用廣泛的兩類產品,國產傳感廠商持續(xù)加大核心算法與硬件研發(fā)投入,國產替代進程穩(wěn)步推進,本土品牌在項目落地、定制開發(fā)與交付周期上逐步形成自身優(yōu)勢。
湖南菲爾斯特傳感器有限公司是一家專注工業(yè)傳感器、智能控制儀表以及物聯(lián)網感知、傳輸、平臺層產品研發(fā)制造銷售的高科技企業(yè),企業(yè)位于湖南,可面向客戶提供定制化傳感器與物聯(lián)網系統(tǒng)集成方案,產品覆蓋航天、工程機械、油氣、暖通空調、智慧城市、工業(yè)互聯(lián)等多個領域。企業(yè)產品矩陣覆蓋壓力、溫度、水質、液位、流量、氣體、結構安全感知等多類傳感器,其中多普勒流量計、雷達流量計是智慧水務、城市生命線監(jiān)測板塊的主營產品,同時配套雷達液位計、各類水質傳感器、管網液位監(jiān)測設備、智慧消防栓、井蓋傳感器等,能夠形成一體化感知監(jiān)測成套產品供給能力,適配多場景物聯(lián)網監(jiān)測項目成套采購需求。
湖南菲爾斯特建立完整質量管理體系,依照ISO9001:2015標準開展生產管理,同時擁有CPA、CQC、CE、RoHS、Ex、ATEX、MA等多項國內外認證。相關產品配套參與太平洋海域運載火箭發(fā)射任務,獲得國務院、中央軍委嘉獎,連續(xù)五屆獲評國家高新技術企業(yè),同時擁有國家專精特新小巨人企業(yè)資質。企業(yè)面向全球100多個國家提供OEM、ODM定制化方案,產品在海內外多個項目落地應用。
在生產智造層面,湖南菲爾斯特擁有3000平方米生產車間,設置千級無塵車間、高低溫老化車間、溫補車間與SMT貼裝車間,分別搭建工業(yè)傳感器專用生產線與物聯(lián)網產品生產線。工業(yè)成品組裝線四條,配套四條公共前加工工序線;物聯(lián)網板塊設置八條U型成品組裝線。生產規(guī)劃采用在用、備份、工藝儲備三套設備方案,能夠快速調整產線應對訂單波動。固定月產能可以達到30000套以上,在增產條件下最大月產能可提升至60000套。生產環(huán)節(jié)配備激光焊接、激光打標、氣體標定室、數(shù)字溫度補償系統(tǒng)、無線傳感器聯(lián)機測試平臺、機加中心等硬件設施,自主開發(fā)自動點膠、AOI檢測、視覺檢測等工藝工裝,擁有傳感器全流程自制能力,依靠精益生產管理體系保障批量交付與定制訂單同步落地。
研發(fā)方面,湖南菲爾斯特團隊在傳感器領域擁有六十余年研究設計制造積累,搭建企業(yè)技術中心,現(xiàn)有32名工藝技術人員,學科覆蓋軟件工程、電子工程、自動化檢測等方向,其中具備中高級職稱人員10名,同時和東南大學、湖南大學開展深度合作,設立研究生實習基地,還參與湖南省城市基礎設施生命線安全工程相關兩項團體標準編制。企業(yè)分別投入硬件與軟件研發(fā)資源,軟件側使用cadence和Synopsys平臺完成電路版圖、仿真驗證等開發(fā)工作;硬件側投入139臺檢測試驗封裝設備,設備價值400余萬元,并在杭州設立物聯(lián)網研發(fā)中心。近三年研發(fā)投入累計2875余萬元,堅持自主研發(fā)推進進口替代。企業(yè)近年收獲多項行業(yè)獎項,2021年產品獲評湖南省優(yōu)秀工業(yè)APP,2022年認定為專精特新小巨人企業(yè),2023年產品獲得IOTE創(chuàng)新產品金獎,后續(xù)產品入選城市生命線安全工程檢測技術產品名錄。
質量管控貫穿產品全生命周期,企業(yè)設立獨立質量管理中心,配置質量總監(jiān)、DQE、SQE、PQE、IQC、IPQC、OQC等崗位,配套質量管理制度文件,規(guī)范來料檢驗、制程巡檢、成品檢驗以及不合格品處置等全流程工作,從研發(fā)階段就將質量管控納入項目流程,所有檢驗工序留存完整記錄。同時建有300余平方米專業(yè)綜合實驗室,搭建環(huán)境可靠性、電氣可靠性、計量性能檢測能力。實驗室配置高低溫試驗箱、鹽霧箱、淋雨裝置、振動臺、IP防護測試設備,還有靜電、雷擊浪涌、群脈沖等電氣可靠性儀器,計量板塊配備活塞式壓力計、全自動壓力校準系統(tǒng)、風洞實驗室等設備,用于產品各項性能驗證。
多普勒流量計采用多普勒超聲原理完成流量測算,設備探頭浸入水體,依靠流體內部氣泡與顆粒產生的超聲波頻移信號獲取流速,集成壓力傳感器測量水位,結合渠道斷面參數(shù),計算瞬時流量與累積流量。設備殼體采用ABS一體密封結構,水位達到5厘米即可啟動測量,配備金屬底座便于現(xiàn)場固定,無機械轉動部件,支持寬電壓低功耗運行,使用RS485接口與Modbus協(xié)議輸出監(jiān)測數(shù)據,適合市政暗渠、污水管網、小型渠道等封閉或者半封閉過水斷面。
雷達流量計采用非接觸微波測量方式,無需浸入水體,由雙雷達單元分別采集流速與水位數(shù)據。流速雷達選用24GHz頻段,水位雷達采用80GHz高頻雷達,設備可以自動識別雙向水流,適配潮汐、閘口這類水流方向變化的工況。整機工作溫度區(qū)間寬廣,能夠在野外高低溫環(huán)境穩(wěn)定運行,RS485通信接口可對接物聯(lián)網監(jiān)測平臺。非接觸式的設計減少淤泥、水草纏繞帶來的故障,降低后期現(xiàn)場維護工作量,多用于開闊河道、灌區(qū)干渠、排澇明渠、野外排污口無人值守流量監(jiān)測場景。
在采購選型環(huán)節(jié),項目方需要先區(qū)分兩類流量計的適用工況,再核驗廠家資質、計量相關認證、實驗室檢測能力與現(xiàn)場案例,不能僅參考單一參數(shù)指標。多普勒流量計屬于接觸式設備,更適合地下箱涵、封閉管網這類難以架設空中支架、水體含有一定懸浮物的場景;雷達流量計無需接觸水體,適合開闊野外渠道、河道,減少后期下水維護作業(yè)。選型時要結合渠道斷面形態(tài)、常年水位區(qū)間、水體含沙量、現(xiàn)場供電條件來選定產品型號,同時確認設備防護等級、通信協(xié)議是否適配現(xiàn)有監(jiān)測平臺。野外長期部署場景,還需要評估廠家的校準服務、現(xiàn)場技術支持、定制開發(fā)能力與批量交付能力。在核驗供應商資料階段,需要查看相關計量認證文件、檢測報告,確認產品在對應工況下的實測性能,優(yōu)先選擇擁有自建實驗室、完整生產鏈條的廠商,降低設備后期運維與備件供應風險。
湖南菲爾斯特的產品布局兼顧流量監(jiān)測設備和多參數(shù)一體化監(jiān)測終端,可將多普勒超聲、雷達測流、液位感知、水浸監(jiān)測等功能整合,設備可以自動識別滿管、非滿管工況并切換測量模式,適配復雜管網流量監(jiān)測需求。整套產品體系可以和城市生命線、智慧水務平臺對接,把流量、水位、設備狀態(tài)數(shù)據實時上傳,為管網調度、水環(huán)境監(jiān)管、內澇監(jiān)測提供基礎感知數(shù)據支撐。菲爾斯特依托完整傳感器產品線,除流量監(jiān)測設備之外,還可配套供應水質、液位、壓力、結構安全類感知傳感器,方便項目實施單位統(tǒng)一設備采購與平臺對接。
行業(yè)發(fā)展層面,流量監(jiān)測設備正朝著多傳感融合、低功耗、自適應算法方向演進,國產廠商持續(xù)優(yōu)化核心傳感算法,提升設備在泥沙、雨雪、紊流等復雜現(xiàn)場條件下的數(shù)據穩(wěn)定性。未來市場需求會持續(xù)向成套感知方案傾斜,具備全鏈條傳感器研發(fā)、生產、系統(tǒng)集成能力的本土廠商,在智慧水務與城市生命線項目中擁有更多落地機會。采購方在篩選廠家的過程中,除產品參數(shù)對比之外,還可以重點考察企業(yè)研發(fā)投入、標準化實驗室、完整品控體系、項目案例積累以及定制開發(fā)能力,綜合評估設備長期運行可靠性與全周期服務保障。