溶氧监测探头核心技术取得大突破，280亿大市场即将爆发 |
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2017-10-20 17:19:00 水产养殖网 出处：中国水产养殖网
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通过相关统计数据显示，我国水产养殖的面积在1.2亿亩，按70%需要使用溶氧监测探头，那就是8000万亩，其中每10亩需要使用一只溶氧监测探头，那就是需要有800万只传感器也就是800万套溶氧测控仪，按照每套3500元计算，那就是280亿的市场规模。然而，这个领域的企业却一直不敢“盲目做大”。
据了解，这是因为在感知方面如果采用电解法的传感器做溶氧监测，规模越大，风险越大，这个风险一方面是后期的维护成本非常大，另一方面就是如果监测的不准确，很难让使用者准确的判断当前的数值是否准确，一旦出现差错会造成养殖户巨大的损失。但如果采用荧光法做传感器，则成本高昂，养殖户根本无法接受。
康宇的核心技术荧光膜
2017年8月26日，在广州国际渔博会上，广东新会康宇测控仪器仪表工程有限公司（以下简称康宇）推出的荧光法溶解氧测控仪，核心技术采用自主研发的荧光膜，一举解决行业存在的痛点问题，成为此次展会的焦点。为此我们专程前往位于广东省江门市的康宇公司，采访了康宇公司的董事长李炳蔚先生，详细了解康宇公司核心技术荧光膜的研发与生产情况。
康宇公司董事长李炳蔚先生
从电解法到荧光法，用了10年探索
据李炳蔚董事长介绍，康宇是一家以传感器生产为主的企业，现在的主体业务分为四个版块。其中溶氧传感器事业部：以自主开发荧光法溶氧传感器为基础，为水产养殖配套溶氧传感器、溶氧仪为主要业务。主要的发展目标是要实现可持续的规模化传感器生产企业。
为水产养殖做溶氧的测量是康宇在10年前就关注的一个应用领域。在这个领域它的需求的刚性比较强，需求的规模也非常大。
10年前康宇做的也是电解法溶氧测量传感器。通过对溶解氧的测量实现对增氧机进行开关控制。在这个过程中，康宇发现电解法在使用的过程中会消耗能量，每3-6个月的时间就需要更换电解液，以及传感器端部的透析膜，导致它在使用的过程中存在以下两方面的问题，一是使用寿命短，稳定性逐步下降，测量不准确，另一方面是后期维护成本非常高，因为养殖户不能自行更换电解液和透析膜，操作复杂。这两大原因促使康宇在10年的时候开始研究荧光法传感器。
但是荧光法的研究应用非常困难，当时只有美国的哈希公司溶解氧分析仪等少数几个企业有成熟的产品，而且他们的产品在中国市场的应用领域主要是污水处理、生化制药等，产品的价格非常昂贵，哈希的产品市场销售价在3万元左右。
康宇采用荧光法生产的成套溶解氧测控仪
从2016年开始康宇解决了荧光法溶解氧测量传感器的稳定性问题。经过到现在一年时间的测试，不断模拟各种环境考验产品的稳定性，到2017年上半年，康宇将产品提供给一些养殖户试用，从试用的结果来看，是非常不错的。所以康宇现在开始逐步的将具有自主知识产权的核心技术荧光法溶氧解测控仪推向市场，但是康宇主要还是跟水产领域做系统集成的客户合作，不做直接的终端客户。
现在康宇的荧光法溶解氧测量传感器已经能够很好的在线检测水体中的溶解氧含量、水温、气压等常规参数，接下来会继续研发氨氮的在线检测，这个难度比溶解氧的检测高出很多。目前水体中的氨氮值只能采取定期取样、分析、监测的间接方法来做。
康宇在荧光法溶解氧测量方面已经把核心的技术掌握在了自己的手里。这其中包括荧光粉的配方、荧光膜的配方、光路的设计、信号的提取、信号的放大处理等，已经形成了比较完整的技术链。对产品的可靠性，康宇进行了长时间的测试，以及各种模式的分析，针对不同的水产养殖模式做了相对的产品设计，接下来如果康宇的经营规模进一步扩大，会上一些智能化、自动化的生产线，进一步提高生产效率和品质。
对康宇而言，这方面的产品的开发是基于自主知识产权的平台的建立。未来康宇基于光化学传感器的应用将不再局限于溶解氧的测量，有很多可以开发的领域。虽然康宇在荧光法溶解氧测控仪研发的过程用了很长的时间，投入了大量的人力、物力、财力，但是对于康宇而已，只是通过长时间坚持不懈、百折不挠的朝着既定方向前进，既定目标基本上都实现了。
从车辆船舶到水产养殖，处处实业报国
而对于康宇为什么要用10年的时间坚持做水产养殖领域的溶解氧测量仪，李炳蔚董事长说道，一直以来新会是水产养殖的大县，康宇知道很多养殖户、各级政府部门、水产局水产站都非常的关心溶解氧的测量问题。
康宇接触过很多在水产养殖领域做水质监控的企业，按照这些企业的说法，不敢盲目做大，因为在感知方面如果采用电解法的溶解氧传感器做溶氧监测，市场做的规模越大，风险越大，这个风险一方面是后期的维护成本非常大，另一方面就是监测的不准确，因为电解法溶氧监测探头三个月的时间后就会衰减，数值就会不准确，很难让使用者准确的判断当前的数值是否正确的，一旦出现差错会造成养殖户巨大的损失，企业有可能面临巨大的赔偿责任。
现在通过物联网设备将溶氧方面的数据实时传送到手机，方便养殖户实时查看是一件非常好的事情，但是妨碍相关企业做系统产品的推广的最主要原因，就是在最核心的溶解氧测量方面没有一个很好的解决方案。国外进口的、比如哈希的产品太贵，国内的又没有出来，康宇有可能就是国内第一家能够产业化的、成规模的为相关企业、领域提供系统解决方案的企业。
采用荧光法来监测溶氧存不存在衰减的情况呢？李炳蔚这样回答，荧光法溶解氧测控仪也会存在衰减。康宇现在把产品的寿命标定在2-3年的时间，建议用户使用超过2年以上就更换一次荧光膜。
相比较于哈希等企业同类型产品价格得到大幅度的降低，西方企业的核心技术对中国来讲还是封锁的，掌握溶解氧测控仪核心技术的西方企业产品售价当然会卖的比较高一些。比如位移传感器，在康宇自主研发的产品推出来之前，他们在中国市场的售价高达3万多元，一个15米的磁尺售价高达18万，现在康宇的3米的位移传感器市场售价才做到1000多元，康宇掌握了核心技术实现了国产化，打破了国外企业的产品垄断格局。
对于中国溶解氧测控仪相关的生产企业来说，如果采购国外的荧光膜回来加工、组装，事实上跟国外企业仍然存在成品市场的竞争关系，如果未来整个应用领域的市场规模发展到一定规模的时候，哈希停止相关核心部件的供应，那么中国企业手里接了多少订单，就会造成多大的损失，等于是将自己的咽喉暴露在别人的铁爪之下。
由于发展战略的需要，康宇作为传感器领域的专业平台，认为必须形成自己的全产业链的核心技术。从康宇决定做水产养殖领域的溶氧监测设备开发，就决定了必须走掌握核心技术的路线，这条路走的也确实非常艰难、痛苦，10年的时间里，其实也是一个不断失败不断调整的过程，比如一个小小的温度的参数调整，就需要至少用2个月的时间来验证。康宇三代溶解氧监控仪，强度法到相位法，再到傅里叶变换，最后到荧光法，经历了非常痛苦的过程。
现在经过一年的实际应用检测，感觉到产品使用的时间越长越稳定，这是荧光膜的一种特性，康宇希望用户在使用2-3年的时间内进行一次更换，因为这样会让设备的性能一直处于最稳定的状态。
而平时的维护和保养方面，康宇也做了充分的考虑。如果水体比较混浊，可以在前面接一个清洗泵，成本也就20元左右，它会不断的冲洗荧光膜的表面以保持清洁，另一方面虽然康宇的产品性能非常的稳定，但是仍然建议用户在使用的过程中每隔一段时间进行一次标定，标定的方法很简单，使用空气中的饱和氧就可以进行标定，因为空气中的含氧量基本上可以认定为是一个常数，康宇荧光法溶解氧测控仪通过测量当时的温度、气温，避免阳光直射，只要按一下主机上面的一个按键，等待10余分钟后就可以完成标定的过程，然后就可以再次投入使用了。目前康宇的产品可以检测的数据主要是溶氧、温度和气压。
从理论到实践，经受市场检验
说到目前康宇荧光法溶解氧测控仪存在的不足，李炳蔚坦言，目前康宇的荧光法溶解氧监控仪的反应速度与哈希比还存在一定的距离，这需要从荧光法测量的原理说起。当特定的光源照射到荧光粉上面之后，所反射的光跟进入荧光膜的氧分子产生反应后得出的结论，这是荧光法溶解氧监控仪的基本工作原理。对于一个传感器而言，它要测准水体里面的溶解氧含量，首先水体里面的氧分子需要进入到荧光膜里面去，然后还要能释放出来，不断流动达成两边氧分子的最平衡状态，才能准确测量出当前水体的溶解氧含量。目前康宇与哈希之间存在的反应速度就是在这个方面，在一开始氧分子进入荧光膜内到完全平衡的过程中的90%的时候大概需要3分钟，这个速度我们与哈希基本上是一至的，但是最后的10%康宇没有哈希快，康宇的产品需要近10分钟，举个例子来说，比如说空气中含氧量中8，水中的含氧量是4，康宇和哈希的溶氧监控仪同时放入水中，两者监测到4.3的时间是一致的，但是从4.3到4的时候差距就会体现出来，这个0.3哈希的比康宇的快。虽然这个10%在水产养殖领域是可以忽略不计的，因为水产养殖过程与生物制药不同，不可能在短短的几分钟内产生巨大的变化，但是这仍是康宇未来进一步优化产品的方向，只有这样才能让康宇的产品进入更多的应用领域。
康宇溶解氧测控仪与哈希的产品对比
李炳蔚一再表示，虽然直到广州国际渔业博览会上，康宇才携带核心技术荧光膜参展，但事实上康宇已经与众多的系统集成商在合作，这些合作伙伴给康宇提出了许多宝贵的意见和建议，他们反馈的数据为康宇进一步完善产品设计奠定了坚实的基础，非常感谢众多系统集成商一直以来的支持，康宇仍将一如既往的为所有系统集成商提供最优质的产品和服务。
同时李炳蔚也在感叹，目前中国水产养殖领域的系统集成商相对也是比较成熟的，但是制约他们发展的就是在核心零部件荧光膜。
养殖户最为关注的是溶氧监测的数据究竟准不准确，如果数据不准确的话，就根本谈不上科学养殖了，反而会为养殖户带来更多的困扰。在康宇生产的所有品类的传感器当中，应用在水产养殖领域的传感器是最复杂的，难度最大的。难度在于当前水体中的溶氧的真实含量究竟是多少没有办法衡量，它受到的干扰因素非常多，是动态的，在这一秒钟测量的数据只能是这一秒钟的，这一秒的含量准不准确没有办法确认，没有参照的依据，如果要真实的了解到其中的含量只有采用碘当量法，但碘当量法也存在取样的难度，从取样到测量出准确的数据至少要半个小时的时间，而且还要确保所取的样不能被空气污染，也就是不能跟空气接触。我们现在所采取的办法是假定哈希的测量数据是真实准确的，把它作为康宇测量的参照依据，在相邻的地方放上一个哈希的传感器一个康宇的传感器，虽然康宇也清楚哈希的传感器所测量出的数据也存在一个偏差，但是目前只能是采用这个办法，这就是溶氧测控传感器跟其它传感器等完全不一样的地方，比如压力传感器可以采用万分之一的压力感来作为参照，可以用比产品精度更高的测量仪器来评定，但是溶氧传感器没有。所以康宇只能做到依据所测量的数据与哈希的数据是重叠或无限接近的作为参照标准。
而对于未来担不担心康宇在荧光膜上面的核心技术会不会被其它的企业突破、超越，李炳蔚说道，这一点从来不担心，因为康宇深知只有在不断的竞争当中企业才能获得持续发展的活力，康宇希望做技术的依靠者，但不追求做技术的垄断者。同时，康宇对自己在溶氧监测仪方面的定位仍然是核心部件的供应商，并不愿意直接去做终端的客户，希望能够与更多的系统集成商合作，为养殖户提供最优质的设备和服务，而不是与系统集成商成为竞争关系，康宇做的其实是最基层的产品。所以除了在荧光膜方面溶氧了核心技术外，康宇针对水产养殖领域的应用做了相关的配套设计，根据不同的应用商可以做出不同的选配来。
从现在到未来，创新永不止步
而为什么这么多年以来其它的厂家没有做出荧光膜，而是康宇做出来了？李炳蔚说道，当然也有其他的厂家在做，但是荧光膜的开发具有一定的难度，需要有多种因素综合在一起，首先康宇具有几十年的传感器研发与生产经验，另外最重要的是不能怕失败，能不能在不断的失败中坚持下去。康宇用了10年的时间、用了这种最“笨”的办法来做积累，坚持不断的试错，在不断试错的过程中去掌握规律，最终在这个领域游刃有余，没有这种精神是很难走向成功的。要想实现成功有很多的捷径，可是这些所谓的捷径最终仍然是不能让企业掌握产品最核心的技术，不能形成完整的技术链条，所以，也就不能称之为捷径了。
正如李炳蔚所说，康宇最终是要建立一个光化学成分传感器的平台，而不仅仅是为了做一款产品，有了平台以后，会不断在具体产品的应用方面根据不同的领域需求做针对性的开发。康宇更加希望中国有更多的企业去专注在最基础的领域去竞争，去超越。虽然在国内，在现有的领域，康宇算是属于先发的，但是在更多的领域，比如压力传感器方面，在全球市场来讲，仍然是后来者，是挑战者，挑战的是国外的各大跨国集团。
位于广东新会的康宇公司厂房一角
【台风“帕卡”刚刚从这里经过，康宇厂区的不少树木被刮倒，但我们到来时已经看不到台风的痕迹，整洁而井井有条，林木葱郁，景色怡人，与正在创建国家森林城市的江门完整的融为一体，感受不到一丝的商业气息。从1993年创立至今，康宇就确立“三个坚持”——即坚持可持续发展的发展目标，坚持在装备制造业建立核心业务的发展战略，坚持走创新驱动的发展道路。现在在技术研发能力方面，专业从事技术相关岗位人员89人，其中博士2人、硕士3人，本科56人，大专学历20人；其中，获得高级职称7人，中级职称22人，初级职称32人，组建了一支学历水平高创新研发能力强的技术团队。拥有众多自主知识产权的底蕴，让康宇人显得那么从容不迫。用10年的积累，奠定在水产养殖领域荧光法溶解氧监控仪的领先地位，不禁让我们感叹，在一切讲求效率、减少成本而尽力获得利益最大化的时代，我们需要这样的始终如一，这种对于匠心的坚守，是古老的传承，也是我们原本就温柔敦厚的底子。】
【作者：中国水产养殖网 陈伟荣】
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