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《2019年中国石英挠性加速度计行业现状调研与发展机遇分析报告》调研更新工作完成!

日期:2019年04月04日 来源:行业经济研究网 浏览次数:

  近日,上海环盟完成了《2019年中国石英挠性加速度计行业现状调研与发展机遇分析报告》调研更新工作,内容详见我站网址:http://www.chinaiern.com/yjbg/jixiedianzi/20190404/28911.shtml

  加速度计,是测量运载体线加速度的仪表。

  随着惯性系统低成本化的发展,在20世纪60年代中期开始出现新型的非液浮的所谓干式加速度计。由于这种仪表采用挠性支承技术,所以称为石英挠性加速度计,且其结构与工艺大大简化。目前这种石英挠性加速度计已广泛应用于各类现代惯性系统中。

  加速度计是最关键的惯性仪表之一,与陀螺一起构成惯性技术的基础和核心内容,其性能直接决定着惯性系统的精度。石英挠性加速度计作为惯性测量的重要仪表,具有精度高、高长期重复性心,适合微小加速度测量的优点,已在航天、航空、航海和石油等众多领域得到了广泛的应用。

  加速度计设计技术涉及仪表、控制、机械、电子、材料等多个学科,交叉学科广,研究难度大。受温度、振动等环境载荷的研究比较复杂,国内外开展了大量的研究。影响以及加速度计内部组件材料的特性,加速度计参数随时间会发生非线性漂移,长期重复性。

  石英挠性加速度计属于仪器仪表行业,“十三五”期间,我国仪器仪表行业的发展规划如下:

  1、适应一带一路、供给侧改革、“互联网+”、军民融合等国家战略和宏观政策的需要,大力推进行业的结构调整、转型升级。逐步改变发展不平衡的状况,缩短大型精密科学仪器、生命科学仪器领域产品及应用代差。

  2、以国家重点产业安全、自主、可控为契机,推进重点产品核心技术自主化进程,力争基本形成国家大型工程项目、重点应用领域自控系统和精密测试仪器的基本保障能力和重大科技项目所需自控系统和精密测试仪器的基础支撑能力。

  3、加快自主创新能力建设,通过创新,形成支撑行业技术创新所需人才集聚、技术积淀、资金支持等方面的良好氛围。通过多种方式逐步提升原始创新、消化吸收再创新、集成创新的水平,提高产业共性基础技术、核心功能部件和主要产品的科技研发能力。

  4、全面提升主导产品性能,特别是稳定性、可靠性、自动化、智能化水平和适应特殊工况、特殊应用条件的能力,实现产品由可用向适用、好用转变。

  5、引导行业优势企业通过联合、重组更好地整合行业资源,提升行业集中度,进一步改善整体产业生态;积极培育大型龙头企业;加强行业专业化分工协作;加快行业制造过程信息化步伐,夯实企业管理和行业发展基础,提升整体竞争力。

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  石英挠性加速度计及惯性导航系统最初主要为航空航天、地面及海上军事用户所应用,是现代国防系统的核心技术产品,被广泛应用于飞机、导弹、舰船、潜艇、坦克等国防领域。随着成本的降低和需求的增长,石英挠性加速度计已扩展到大地测量、资源勘测、地球物理测量、海洋探测、铁路、隧道等商用领域,甚至在机器人、摄像机、儿童玩具中也被广泛应用。

  近年来,全球石英挠性加速度计市场一直保持快速增长,石英挠性加速度计在惯性导航系统中有广泛的用途。全球惯性导航系统市场预计在2015-2020年期间将以13.48%的复合年增长率持续增长。2017年,美洲地区以42%的市场份额雄踞全球惯性导航系统市场榜首,欧洲、中东及非洲地区以38%的市场份额位居第二,亚太地区位列第三位,其市场份额为19%。市场上的一些主要参与者是霍尼韦尔国际、诺斯罗普格鲁曼公司、萨基姆和泰雷兹集团等。

  近年来,随着空天飞行任务的不断开展,长期在轨飞行对长期稳定性、长期密封性等提出了更高的要求,随着技术的不断突破,不远的将来,石英挠性加速度计将有望在更加宏伟的空天探测任务中再次带给人们新的、更大的惊喜。

  2013-2018年6月间,我国石英挠性加速度计市场处于供不应求的发展态势,具体分析如下:

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  石英挠性加速度计是目前国内外水平最高的加速度计,是一种当前应用最广的力平衡、摆式、闭环、伺服加速度计,是测量超低频微g(10-5g)加速度以及静态角的良好装置。它可应用在石油开发、气象探测、林业资源保护、地质钻探、大地测量、车辆操纵性能测定、铁轨测量、海洋调查、精密惯性定位测量、地震预报、隧道开凿、深井测量、内河航运、高层建筑晃动和微位移测定,特别是作为惯性级导航仪表或制导仪表,目前在航空航天领域占有无可替代的地位。

  目前,国外有多家公司大规模生产石英挠性加速度计,其系列产品从低性能导航、飞行控制扩展到重力测量等高性能应用,技术上日趋成熟,应用上日益广泛。例如,美国贝尔公司的XI型加速度计,有干式和液浮两种类型;美国利顿公司的A-4型石英挠性加速度计,用于从姿态航行基准系统到每小时亚海里级的惯导系统;美国基尔福特公司的VII型加速度计,用于0.1~0.8mile/h的平台式惯导系统和0.4mile/h的无温控捷联式惯导系统;用于战术导弹中的产品可以承受60g的持续输入,用在卫星导航中的产品噪音极低,对卫星进行轨道控制的时间分辨率相当高;西斯特朗•道耐尔公司使用熔融石英结构开发了系列的石英挠性加速度计,用于一般的仪表、制导导航和控制系统;森德斯特兰德公司的Q-Flex系列是熔融石英结构的干式挠性加速度计,使用电容传感器和双永磁音圈式力矩器。此外,生产石英挠性加速度计的国家还有英国(费伦弟公司的FA2和FA4)、法国(萨基姆公司)、日本(航空电子公司的JA-5)、俄罗斯、法国(宇航研究院)。

  2017年,我国国内石英挠性加速度计产品主要以单轴为主,其市场份额所占比例达到52.56%,而双轴和三轴产品所占比例分别为6.93%、40.51%。

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  目前,国外有多家公司大规模生产石英挠性加速度计,其系列产品从低性能导航、飞行控制扩展到重力测量等高性能应用,技术上日趋成熟,应用上日益广泛。

  国外对石英挠性加速度计的研究起步较早,如今已经形成了较为完善的技术体系。

  美国国防部把从事惯性技术领域研究和开发的国家分为4个层次:属于第一层次的有美国、英国和法国;属于第二层次的有俄罗斯、德国、以色列和日本;属于第三层次的有中国、澳大利亚、加拿大、瑞典、乌克兰;属于第四层次的有韩国、印度、巴西、朝鲜、瑞士、意大利等。

  加速度计的发展方向一般说来就是小型化、数字化,石英挠性加速度计也不例外。仪表体积大必然会使导热通道和导电通道加长,导热通道加长会导致大的温度梯度,导电通道加长会增加对杂散电容和电磁辐射的灵敏度,从而影响加速度计的精度和稳定性。体积大的另一个缺点是检测质量的谐振频率低,从而对加速度输入响应较慢。

  大量程和可调灵敏度也是目前石英挠性加速度计发展中两个比较重要的方向。随着惯性技术在大机动载体控制中的广泛应用,惯性导航系统对加速度计的量程也提出了更高的要求,现有石英挠性加速度计±30g的量程已经略显不足。大机动载体的振动、冲击比较剧烈,而且由于体积的限制,惯性系统的减振条件往往较差,甚至没有减振,所以对加速度计的结构强度连接强度要求都更高。另外,在某些运载体的起飞过程中,冲击较大,但对加速度测量的灵敏度要求较低,而在飞行过程中,对加速度计的耐冲击能力要求较低,对加速度测量的灵敏度要求较高,在这些场合,如果可以按需对加速度计的量程和灵敏度作出调节,将更好的发挥加速度计的性能,提高惯导系统的可靠性。



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