上世紀(jì)六零年代電磁流量計(jì)進(jìn)入低頻方波勵(lì)磁
1966-1976年這十年，是世界科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的十年。這一階段，電磁流量計(jì)已從交流勵(lì)磁開始進(jìn)入低頻方波勵(lì)磁。從長(zhǎng)管的均勻磁場(chǎng)發(fā)展到短管的權(quán)重轉(zhuǎn)換磁場(chǎng)，發(fā)生了革命性的質(zhì)變和量變，不僅測(cè)量精度、穩(wěn)定性等基本性能得到極大提升，也實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換器和傳感器之間的互換，大大縮短了產(chǎn)品長(zhǎng)度，減輕重量，簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了制造成本，為廣泛開拓應(yīng)用市場(chǎng)提供了有利的條件。
開封儀表廠引進(jìn)電磁流量計(jì)技術(shù)拓展巨大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)
改革開放初期，我國(guó)大力發(fā)展鋼鐵、石油、天然氣等基礎(chǔ)工業(yè)和能源工業(yè)，由此帶來(lái)了對(duì)流量監(jiān)測(cè)儀表的強(qiáng)烈需求。煉鐵高爐冷卻水檢漏是鋼鐵自動(dòng)化生產(chǎn)安全保證的重要措施。例如寶鋼這樣的一個(gè)世界頂級(jí)的鋼鐵企業(yè)，按設(shè)計(jì)要求，一個(gè)高爐檢漏就需要200套到400套的電磁流量計(jì)。在連軋、連鑄鋼鐵自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程，冷卻水測(cè)量和控制、產(chǎn)品酸洗、污水排放控制與處理等工藝中，大量使用電磁流量計(jì)。節(jié)約水資源的計(jì)量檢測(cè)和環(huán)境保護(hù)的污水排放總量控制，已上升為基本國(guó)策，電磁流量計(jì)已成為必不可少的重要裝備，其潛在市場(chǎng)之大，需求緊迫有目共睹。面對(duì)國(guó)內(nèi)電磁流量計(jì)技術(shù)水平低和生產(chǎn)落后的現(xiàn)狀，大家感到引進(jìn)技術(shù)是一條多快好省之路。
中國(guó)電磁流量計(jì)的巨大潛在市場(chǎng)，也引進(jìn)國(guó)際眾多流量?jī)x表廠商的關(guān)注。筆者最早得知寶鋼高爐檢漏電磁流量計(jì)的用量信息，是在與日本山武霍尼韋爾公司(現(xiàn)阿茲貝爾公司)的技術(shù)座談中，竹內(nèi)一彥先生介紹高爐檢漏工藝方案時(shí)得到的。后來(lái)證實(shí)，像寶鋼、鞍鋼、武鋼等企業(yè)，需要數(shù)以萬(wàn)計(jì)的電磁流量計(jì)。
開封儀表廠是部屬國(guó)企，當(dāng)時(shí)已擁有世界一流的水流量校驗(yàn)裝置，并擔(dān)負(fù)著國(guó)家重點(diǎn)工程的流量?jī)x表的開發(fā)和制造任務(wù)。因此，電磁流量計(jì)技術(shù)引進(jìn)的重任，自然就落到開封儀表廠肩上。筆者作為開封儀表廠電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)人員，有幸親歷技術(shù)引進(jìn)的全過(guò)程。
學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)外國(guó)電磁流量計(jì)技術(shù)
開封儀表廠電磁流量計(jì)的技術(shù)引進(jìn)，始終得到國(guó)家儀表總局的重視與關(guān)懷。筆者至今尚保存著國(guó)家儀表總局謝強(qiáng)局長(zhǎng)考察日本時(shí)帶回并轉(zhuǎn)送給我們的、登載有《低周波勵(lì)振形電磁流量計(jì)》文章的日本北辰電機(jī)制作所刊物“北辰二ュ-ス”(1979 VOL，22，3月號(hào))雜志?？偩诸I(lǐng)導(dǎo)不斷把開封儀表廠介紹給日本橫河、北辰電機(jī)、山武霍尼爾、富士，英國(guó)背特等國(guó)外流量?jī)x表制造廠商，既使我們了解國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r，也讓國(guó)外同行了解我們。總局還下達(dá)(79)一機(jī)生聯(lián)字1828號(hào)文，給予引進(jìn)的外匯資金可以由該產(chǎn)品用戶進(jìn)口電磁流量計(jì)的外匯中提取30%的優(yōu)惠政策。
1979年5月18日，日本北辰電機(jī)制作所派出以董事、取締役經(jīng)理原啟為團(tuán)長(zhǎng)、計(jì)測(cè)技術(shù)部長(zhǎng)小林保等五人的代表團(tuán)訪間開封儀表廠，雙方交流非常成功。交流中，我們提到小林保先生1964年參與編寫的日本工業(yè)技術(shù)從書“流量”一書。其中“電磁流量計(jì)”一章是由他撰寫的。我們也了解他是現(xiàn)任《計(jì)測(cè)と制御》雜志的常務(wù)編委，提及他發(fā)表的文章，他甚為高興，贊賞我們專業(yè)知識(shí)面很廣，主動(dòng)把剛剛在東京舉行的第二屆國(guó)際流量測(cè)量?jī)x表會(huì)議論文集贈(zèng)送給我們。那時(shí)，國(guó)內(nèi)一般企業(yè)的滄桑面貌還沒(méi)來(lái)得及洗刷干凈，大多企業(yè)的工作環(huán)境、生產(chǎn)條件不夠整潔和規(guī)范。開封儀表廠在陳中廠長(zhǎng)帶領(lǐng)下，全廠職工齊動(dòng)員，美化環(huán)境，開展文明生產(chǎn)，改變廠容廠貌，加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的管理，使工廠面貌和管理水平有明顯提高。這些，得到原啟團(tuán)長(zhǎng)的大力贊賞，稱開封儀表廠是他在中國(guó)見(jiàn)到的比較好的企業(yè)。還預(yù)期經(jīng)過(guò)幾年努力開封儀表廠一定會(huì)成為世界一流的流量?jī)x表專業(yè)廠。當(dāng)然，北辰朋友也誠(chéng)懇地指出我們工作中的不足之處，比如對(duì)于焊接的工藝要求和焊接工人的培訓(xùn)，我們比西方要差一些。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電子元器件應(yīng)用一個(gè)突出問(wèn)題是性能不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)交流了解到晶體管、集成電路外殼的封裝漏氣是不穩(wěn)定的主要根源之一。北辰朋友向我們介紹了他們是通過(guò)把元件放入煮沸的滾水和冰水做交替的熱沖擊試驗(yàn)，而后檢測(cè)篩選淘汰封裝漏氣不合格產(chǎn)品。這一經(jīng)驗(yàn)，幫助了我們電子產(chǎn)品的工藝改進(jìn)，促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
日本山武霍尼韋爾公司，從1969年開始經(jīng)過(guò)五年時(shí)間的努力，與Fischer Porter、 Krohne等世界著名儀表公司齊名，最早研發(fā)出低頻方波勵(lì)磁電磁流量計(jì)。山武霍尼韋爾公司也是世界上最早把PFA氟塑料用作電磁流量計(jì)測(cè)量管的襯里。 1979年10月16日，山武霍尼韋爾公司派出技術(shù)主管竹內(nèi)一彥，攜帶PFA襯里的低頻方波電磁流量計(jì)樣機(jī)，在北京農(nóng)機(jī)部招待所和我們舉行過(guò)一次技術(shù)交流。開封儀表廠涂長(zhǎng)哲、程家興和筆者參加這次交流。竹內(nèi)先生詳盡介紹了低頻方波電磁流量計(jì)的特點(diǎn)，電磁流量計(jì)應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展概況，以及PFA襯里性能特點(diǎn)和加工工藝。PFA是1972年美國(guó)杜邦公司發(fā)明的氟塑料材料，比起特氟龍(PTFE)，PFA改變了PTFE粉末壓制工藝，可采用熔注塑加工，所以能解決PTFE襯里與不銹鋼導(dǎo)管不容易結(jié)合的缺陷，解決PTFE襯里不耐負(fù)壓、電極泄露等電磁流量計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。由于我們了解到山武分公司設(shè)計(jì)人員的概況，讀過(guò)研究人員福田隆平、石川榮、和田矩一有關(guān)電磁流量計(jì)的文章，所以通過(guò)交流，彼此的距離拉近了。臨走時(shí)他爽快地將帶來(lái)的電磁流量計(jì)樣機(jī)留給我們做實(shí)驗(yàn)，并提供了包括電子線路原理圖、安裝使用說(shuō)明書在內(nèi)的許多珍貴技術(shù)資料。這些資料通過(guò)我們?cè)俳榻B給上海熱工所、上海光華所，使國(guó)內(nèi)流量計(jì)儀表屆了解到國(guó)外電磁流量計(jì)的最新情況。
1980年4月16日，日中貿(mào)易促進(jìn)會(huì)儀器儀表展覽在天津舉辦，筆者參加了與山武公司的技術(shù)交流座談會(huì)，再次有機(jī)會(huì)結(jié)識(shí)該公司的松本良一郎。松本先生是70年代初化工自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生，擅長(zhǎng)自動(dòng)化理論研究，對(duì)高分子材料也是相當(dāng)熟悉，所以除了技術(shù)講座外，我們兩個(gè)有機(jī)會(huì)進(jìn)項(xiàng)更深入的電磁流量計(jì)理論和應(yīng)用方面的探討。他后來(lái)不斷寄來(lái)有價(jià)值的技術(shù)資料，讓我了解世界流量計(jì)儀表的新發(fā)展。
1980年10月，山武代表團(tuán)訪問(wèn)開封儀表廠。經(jīng)協(xié)商，雙方表示了技術(shù)合作的共同愿望。翌年初，山武提供非常詳盡的書面合作提案，提案包括詳盡的設(shè)備清單和報(bào)價(jià)。同時(shí)考慮到開封儀表廠外匯資金有限，提出提供PFA襯里傳遞模塑成型機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備和制造圖紙，并表示提供適當(dāng)?shù)募夹g(shù)指導(dǎo)，由開封儀表廠自行制造傳遞模塑成型機(jī)的方案。山武公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較優(yōu)良，制造工藝也比較完善，制造成本明顯高一些。所以技術(shù)轉(zhuǎn)讓報(bào)價(jià)也比較高，這也許就成了后面合作發(fā)展的障礙。
1979年到1980年間，日本橫河電機(jī)、富士公司等也參訪了開封儀表廠。記得橫河電機(jī)是由社長(zhǎng)橫河正三先生帶隊(duì)來(lái)訪的。由于當(dāng)年橫河的電磁流量計(jì)水平比不上北辰，也可能橫河與北辰的合并已在進(jìn)行中，橫河的參訪僅僅是看看而已，未做深入的合作談判。另外一家法國(guó)企業(yè)也參訪了開封儀表廠，并談到合作愿望，只是接觸時(shí)間短，印象不太深。
通過(guò)廣泛地對(duì)外交流、座談，使我們提高了對(duì)現(xiàn)代電磁流量計(jì)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了技術(shù)引進(jìn)的信心。尤其對(duì)于低頻矩形波勵(lì)磁產(chǎn)品有了較深入的了解，看到其發(fā)展前景。統(tǒng)一了引進(jìn)低頻方波電磁流量計(jì)的認(rèn)識(shí)。
克服重重困難，電磁流量計(jì)的技術(shù)引進(jìn)正式啟動(dòng)
開封儀表廠的電磁流量計(jì)技術(shù)引進(jìn)是從1980年正式啟動(dòng)的，11月組成以廠長(zhǎng)陳中為領(lǐng)隊(duì)，設(shè)計(jì)主管涂長(zhǎng)哲、宗友春，工藝主管程家興、廖蜀德為團(tuán)員的赴日考察團(tuán)，考察了北辰、橫河等專業(yè)公司。1982年2月派出以副廠長(zhǎng)陳懷壽為領(lǐng)隊(duì)，總局在開封儀表廠工作組成員劉修駿及戴本炎、曾德君、馮青組成的代表團(tuán)，到英國(guó)KENT進(jìn)行考察回訪。經(jīng)過(guò)綜合比較，正式確定英國(guó)KENT公司為主要談判對(duì)象。
為盡快做好引進(jìn)工作，根據(jù)總局建議，1980年夏，派出以陳懷壽領(lǐng)隊(duì)的技術(shù)引進(jìn)考察學(xué)習(xí)小組(筆者也參與其中)到西安儀表廠取經(jīng)。當(dāng)年，西安儀表廠已成功引進(jìn)美國(guó)羅斯蒙特的1151系列電容式變送器和日本橫河電機(jī)的I系列、YS-80、YS-100電子式控制系統(tǒng)。他們?cè)诩夹g(shù)引進(jìn)的立項(xiàng)、談判、簽約和消化吸收過(guò)程中，對(duì)復(fù)雜的商務(wù)程序和具體操作積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。向先行者學(xué)習(xí)取經(jīng)是加速不斷推進(jìn)技術(shù)引進(jìn)的良方妙藥。學(xué)習(xí)小組得到時(shí)任西安儀表廠總工奚家成先生的熱情接待，他誠(chéng)懇地向我們介紹經(jīng)驗(yàn)，并提出許多很好的建議。其中一條就是組成一個(gè)精干的引進(jìn)班子，要找出一個(gè)懂技術(shù)、懂商務(wù)、會(huì)協(xié)調(diào)處理(如儀表總局、中技公司)各種關(guān)系的人做引進(jìn)工作的常務(wù)工作成員。
開封儀表廠于1980年8月成立了以陳中為負(fù)責(zé)人,包括老工程師何金有、其達(dá)、副總工程師黃慧良、涂長(zhǎng)哲、李瑞衡、廖蜀德及筆者等組成電磁流量計(jì)引進(jìn)小組,并選定戴本炎任引進(jìn)辦主任。戴本炎系1963年上海交大儀器儀表專業(yè)畢業(yè),在開封儀表廠從事金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)等產(chǎn)品設(shè)計(jì)近20年,具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),也有極強(qiáng)的組織、協(xié)調(diào)、管理課題、技術(shù)工作能力,他廣交朋友,進(jìn)行溝通。在引進(jìn)中,始終保持與儀表總局、中技公司及與外商建立良好的合作關(guān)系,戴主任發(fā)揮了重要作用。
英國(guó)KENT公司建立于1938年，有近70年生產(chǎn)流量?jī)x表的歷史，是世界上最早開發(fā)電磁流量計(jì)的公司之一。該公司以劍橋大學(xué)為技術(shù)依托，常以電磁流量計(jì)的故鄉(xiāng)自豪。1980年5月18日，KENT公司的市場(chǎng)經(jīng)理庫(kù)克先生和顧問(wèn)麥克勞德教授，在儀表總局領(lǐng)導(dǎo)陪同下來(lái)到開封儀表廠，進(jìn)行了兩天的技術(shù)交流。麥克勞德系統(tǒng)地、詳細(xì)講述了VKA系列交流勵(lì)磁的電磁流量計(jì)的特點(diǎn)，特別強(qiáng)調(diào)VKA應(yīng)用磁場(chǎng)探測(cè)線圈做磁場(chǎng)補(bǔ)償運(yùn)算具有測(cè)量精度高、可用于鐵礦漿檢測(cè)的特點(diǎn)。交流中，筆者曾提出不同的看法，認(rèn)為低頻方波勵(lì)磁能更好地消除正交干擾，增強(qiáng)零點(diǎn)的穩(wěn)定性，可提高測(cè)量精度，是電磁流量計(jì)有前途、有生命力的發(fā)展方向。麥克勞德則更強(qiáng)調(diào)從1832年法拉第的試驗(yàn)就開始，直流(低頻方波)勵(lì)磁的電極極化電壓對(duì)測(cè)量嚴(yán)重影響，并當(dāng)場(chǎng)用數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)量盆中水使大家看到有數(shù)十毫伏甚至上百毫伏的直流電壓存在，這就是所謂極化電壓，盡管他的解釋不能否定低頻方波所具有的優(yōu)勢(shì)，但他強(qiáng)調(diào)極化電壓，說(shuō)明直流勵(lì)磁電磁流量計(jì)輸出抖動(dòng)現(xiàn)象是電極極化造成的事實(shí)，實(shí)際這一影響在以后很長(zhǎng)時(shí)間里確實(shí)困擾著人們，成為低頻方波電磁流量計(jì)不可掉以輕心的實(shí)際問(wèn)題。他的試驗(yàn)，教會(huì)了我們檢測(cè)極化電壓的方法(此前國(guó)內(nèi)很少知道檢測(cè)極化電壓，因當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有高輸入阻抗的數(shù)字式萬(wàn)用表)。以后應(yīng)用中，我們經(jīng)常使用這種檢測(cè)方法來(lái)判斷電極腐蝕和尖峰噪聲的表現(xiàn)情況。其實(shí)當(dāng)時(shí)KENT公司也正在進(jìn)行低頻方波試驗(yàn)，只是尚未形成成熟產(chǎn)品。通過(guò)這次交流，他們意識(shí)到僅拿出交流勵(lì)磁產(chǎn)品，將成為技術(shù)合作的障礙，所以回到北京就通過(guò)總局轉(zhuǎn)告我們，他們也已經(jīng)拿出低頻方波勵(lì)磁產(chǎn)品VKB。然后在商務(wù)上努力做儀表總局和中技公司的工作，說(shuō)明他們的技術(shù)是先進(jìn)的，要價(jià)是最低的，以吸引我們。
1980年8月，由筆者執(zhí)筆起草“電磁流量計(jì)引進(jìn)技術(shù)任務(wù)書”。任務(wù)書全面討論了引進(jìn)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和引進(jìn)的必要性，分析了該產(chǎn)品國(guó)外技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、技術(shù)水平和產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì) Fischer Porter、北辰電機(jī)、KENT、 Krohne等國(guó)外11家知名公司的勵(lì)磁方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加工工藝和轉(zhuǎn)換器電路的特點(diǎn)做了詳盡的比較，對(duì)國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)前景、本廠的產(chǎn)條件和外匯資金渠道，也做到心中有數(shù)，并對(duì)引進(jìn)對(duì)象日本北辰、英國(guó)KENT和 Fische Porter三家公司各自具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)做出認(rèn)真分析。北辰電機(jī)是1958年引進(jìn)美國(guó) Fischer Porter的技術(shù)，深入消化吸收。和大膽改進(jìn)，在制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝上有所發(fā)展。他們的引進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)也很值得我們學(xué)習(xí)與借鑒。為解決低頻方波勵(lì)磁的極化電壓影響，北辰改進(jìn)低頻方波勵(lì)磁為雙頻勵(lì)磁，成為至今電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式的最高水平。英國(guó)KENT是BBC集團(tuán)成員，盡管主要產(chǎn)品為交流勵(lì)磁型，它的磁場(chǎng)檢測(cè)線圈也獨(dú)具特色，對(duì)解決漿液測(cè)量，尤其鐵礦漿測(cè)量很有優(yōu)勢(shì)。KENT的低頻方波VKB型產(chǎn)品也開始問(wèn)世。重要的是，該公司向我們提出補(bǔ)償貿(mào)易的許可證交易，報(bào)價(jià)較低，可節(jié)約30萬(wàn)元人民幣外匯，具有誘惑力。美國(guó) Fischer Porter公司歷史悠久，技術(shù)力量雄厚，許多流量計(jì)產(chǎn)品的創(chuàng)新都來(lái)自該公司，是當(dāng)時(shí)世界流量?jī)x表企業(yè)的領(lǐng)頭羊。該公司的10D1425型低頻方波電磁流量計(jì)和10D1440型電容式電磁流量計(jì)是世界最先進(jìn)的產(chǎn)品。
Fischer Porter的電磁流量計(jì)銷量當(dāng)時(shí)占有世界市場(chǎng)的25%以上。任務(wù)書還向儀表總局和中技公司建議從這三家擇優(yōu)選定。對(duì)Fischer Porter，我廠曾派人到其北京辦事處聯(lián)系，但他們對(duì)技術(shù)轉(zhuǎn)讓不感興趣，也就錯(cuò)過(guò)了合作的機(jī)會(huì)。1980年間，世界儀表界正發(fā)生兼并、重組的風(fēng)暴，北辰電機(jī)已決定與橫河電機(jī)合并，與我們的合作也就這樣被放下。因此，最后引進(jìn)的對(duì)象就剩下英國(guó)KENT一家。
與KENT公司的簽約談判，是1981年12月7日~11日在北京外貿(mào)部談判大樓進(jìn)行。開封儀表廠以陳中為領(lǐng)隊(duì)，參加的有戴本炎、程家興、桂惠君、梁仲海、筆者等。英方為庫(kù)克和麥克勞德。前4天主要談技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同的附錄部分，即技術(shù)內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，確定英方提供的技術(shù)資料、圖紙、工藝文件，工裝與設(shè)備清單，以及其他諸如公英單位制、標(biāo)識(shí)等具體問(wèn)題。談判也討論在引進(jìn)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化前向英方訂購(gòu)的散裝件價(jià)格、訂貨方法、付款方式和補(bǔ)償貿(mào)易。補(bǔ)償貿(mào)易是以開封儀表廠給KENT公司代加工旋翼分流蒸汽流量計(jì)和道爾管流量計(jì)不銹鋼殼體為代價(jià)來(lái)抵扣應(yīng)付的外匯現(xiàn)金。這些附件內(nèi)容的談判似乎一帆風(fēng)順，很快就達(dá)成統(tǒng)一意見(jiàn)。
11日的主合同商務(wù)談判才真正使我們這些初涉資本市場(chǎng)的非生意人大長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，主合同談判首先由麥克勞德向大家列出KENT公司在這個(gè)項(xiàng)目中花去的所有費(fèi)用。其中包括他們兩人兩次來(lái)華交流的費(fèi)用、后面專家來(lái)華指導(dǎo)的費(fèi)用、中方去英國(guó)實(shí)期間有3個(gè)英國(guó)人陪同的培訓(xùn)費(fèi)用等，項(xiàng)目很詳細(xì)、很透明，讓人看去賣方似乎從中井沒(méi)有賺到什么錢，以至于最后中技公司陸處長(zhǎng)出面，也很難把轉(zhuǎn)讓費(fèi)壓下來(lái)。
后來(lái)冷靜地看，英方做生意的眼光放得很長(zhǎng)遠(yuǎn)，談判藝術(shù)相當(dāng)高。他們知道賺錢麥克勞德具有如此經(jīng)濟(jì)觀念，很值得我們科技人員學(xué)習(xí)。他們知道賺錢不是一時(shí)一次，要著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)。當(dāng)時(shí)中國(guó)工業(yè)水平很低， 技術(shù)還很封閉，缺少國(guó)外先進(jìn)電子元器件、特殊金屬材料、非金屬材料、輔助材料，這些需要通過(guò)KENT公同代為購(gòu)買。工裝設(shè)備和模具制造需要時(shí)間周期長(zhǎng)，所以在一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，我方必須從英國(guó)購(gòu)買散裝件。盡管英方從轉(zhuǎn)讓技術(shù)中得到的收益看似不大，但該項(xiàng)目能夠進(jìn)入中國(guó)，賺錢機(jī)會(huì)就會(huì)長(zhǎng)存。實(shí)際上，僅第一批從英國(guó)購(gòu)買50套散裝零部件，英方得到的利潤(rùn)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出主合同的收益。甚至2000年，我們還要花大量外匯從KENT購(gòu)買升級(jí)的智能化EMAG轉(zhuǎn)換器。對(duì)于用補(bǔ)償貿(mào)易來(lái)抵扣部分外匯，實(shí)際上也只是英方開出的張空頭支票。因?yàn)楫?dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)很少有不銹鋼精密壓鑄設(shè)備和工藝依靠砂型鑄造或鍛造，加工成本肯定會(huì)很高，技術(shù)參數(shù)和質(zhì)量也很難達(dá)到英方要求，補(bǔ)償貿(mào)易很難作下去。這樣，KENT公司總是要從中國(guó)賺取外匯現(xiàn)金。
這樣說(shuō)，當(dāng)然不是講引進(jìn)是失敗的。相反，在我國(guó)技術(shù)落后、經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱的年代，一項(xiàng)高科技產(chǎn)品的技術(shù)引進(jìn)僅僅花了幾十萬(wàn)元，就買到了Verifflux電磁流量計(jì)VKA(交流勵(lì)磁)、VKB(直流脈沖勵(lì)磁)兩個(gè)系列，VAA、VAB、VTB、VMB、VWB-5個(gè)品種，31個(gè)規(guī)格傳感器的制造技術(shù)。轉(zhuǎn)讓技術(shù)讓我們從中學(xué)到先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和制造技術(shù)，使我們便捷地跨進(jìn)世界電磁流量計(jì)的先進(jìn)之門，極大地影響著我國(guó)電磁流量計(jì)的技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)發(fā)展，應(yīng)該說(shuō)這樣的引進(jìn)非常值得，也很成功。
在英國(guó)圓滿完成學(xué)習(xí)任務(wù)
電磁流量計(jì)技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同是在1981年圣誕節(jié)前正式簽約的。到1982年6月，大部分圖紙資料已經(jīng)到廠。引進(jìn)工作小組的團(tuán)隊(duì)主要由負(fù)責(zé)傳感器設(shè)計(jì)的宋壽、潘志熙，負(fù)責(zé)傳感器工藝的曾德君、梁仲海，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的桂惠君和筆者，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換器工藝的劉鴻元等組成。圖紙資料的翻譯、復(fù)制完全由我們自己承擔(dān)。傳感器零件圖、總裝圖、明細(xì)表、工裝等圖紙翻譯復(fù)制工作量很大，轉(zhuǎn)換器除了結(jié)構(gòu)圖、電路圖外，調(diào)試規(guī)程、模擬信號(hào)檢驗(yàn)器也有大量的工作要做。更重要的是需要認(rèn)識(shí)全新型號(hào)的國(guó)外電子元器件，讀懂理解電路原理，甚至做到對(duì)每個(gè)元件的參數(shù)能分析計(jì)算。我們的英文水平不高，需要邊學(xué)邊工作。白天請(qǐng)河南大學(xué)(原開封師院)外語(yǔ)系劉老師和夏老師教英語(yǔ)，晚上加班加點(diǎn)翻譯、畫圖。筆者還承擔(dān)老產(chǎn)品的生產(chǎn)服務(wù)和用戶服務(wù)，所以工作和學(xué)習(xí)任務(wù)的壓力很大。
VKA和VKB轉(zhuǎn)換器應(yīng)用了大量CMOS數(shù)字電路和集成運(yùn)算放大器。這些器件當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)完全是空白。就連數(shù)字電路的三態(tài)門結(jié)構(gòu)也是新知識(shí)。消化中，我們多次到上海元件五廠、十四廠 請(qǐng)教。為了弄懂CD4000系列COMS電路，筆者結(jié)識(shí)了上海元件十四廠的沈雷工程師，并把CD4000系列的有關(guān)資料介紹給他，共同學(xué)習(xí)討論。VKA/B 電路設(shè)計(jì)把模擬電路和數(shù)字電路巧妙地結(jié)合起來(lái)，讀懂很不容易。經(jīng)放大的流量信號(hào)與磁場(chǎng)采樣信號(hào)通過(guò)CMOS三態(tài)門多路開關(guān)調(diào)制作除法運(yùn)算，輸出的結(jié)果是與脈沖占空比成正比的矩形波電壓信號(hào)。為了使其與儀表輸出電流隔離，電路采用占空比脈沖信號(hào)，通過(guò)變壓器隔離，再經(jīng)施密特整形恢復(fù)原來(lái)的占空比矩形波。乍看上去脈沖無(wú)法通過(guò)變壓器，后面矩形波是如何保持占空比，很難理解。
為此，筆者向《集成運(yùn)算放大器的原理與應(yīng)用》的作者、清華大學(xué)電子工程系黃昌寧老師請(qǐng)教。我們共同分析電路參數(shù)，才認(rèn)識(shí)到電路中一個(gè)小電容的微分作用，是它使脈沖的前后沿變成尖脈沖，尖脈沖經(jīng)變壓器隔離后，再由施密特電路恢復(fù)占空比可變的矩形波。在讀懂VKA/B電路過(guò)程中，筆者記下數(shù)以萬(wàn)計(jì)字的學(xué)習(xí)筆記，并依據(jù)電路原理結(jié)構(gòu)繪成負(fù)反饋形式的工作框圖，分析計(jì)算信號(hào)系統(tǒng)框圖和脈沖調(diào)寬恒流源勵(lì)磁系統(tǒng)框圖的傳遞函數(shù)，弄清它們的輸入輸出關(guān)系，把復(fù)雜的電路工作原理用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來(lái)。
筆者與英方VKA/B轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)師安德伍德先生進(jìn)行過(guò)討論，他是劍橋大學(xué)電子工程系畢業(yè)的儀表電路設(shè)計(jì)師，有紳土風(fēng)度，電路理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也非常豐富。我們虛心學(xué)習(xí)的態(tài)度和對(duì)電磁流量計(jì)的認(rèn)識(shí)理解水平感動(dòng)了他，他對(duì)我的學(xué)習(xí)筆記補(bǔ)充了信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)的相幅特性和頻幅特性分析，完善了系統(tǒng)穩(wěn)定性和噪聲的分析。這這本筆已成后來(lái)用戶學(xué)習(xí)班講義的基本內(nèi)容，也成為后來(lái)筆者編著的《電磁流量計(jì)》一書的重要素材。
到1983年4、5月份，基本完成圖紙資料翻譯復(fù)制任務(wù)。5月8日，新任廠長(zhǎng)張世忠領(lǐng)隊(duì)，桂惠君、劉鴻元、徐景祥、翻譯小翟和筆者組成的轉(zhuǎn)換器實(shí)習(xí)小組先期到達(dá)KENT公司。KENT轉(zhuǎn)換器生產(chǎn)場(chǎng)地是在劍橋附近的尼茲工廠，我們?cè)谀抢飬⑴c了電路板的調(diào)試、維修。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)調(diào)試儀器基本上使用的是模擬指示儀表，這里看到的全是數(shù)字化測(cè)量設(shè)備，讀數(shù)直觀準(zhǔn)確，使用方便精度高，所用工具也得心應(yīng)手。比如剪元件管腳的斜口鉗剪得整齊、一致、 美觀，比國(guó)內(nèi)工具好用得多。CMOS靜電防護(hù)措施嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真規(guī)范，各種輔助材料齊全，這在國(guó)內(nèi)很少見(jiàn)，比如不干膠帶當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)就沒(méi)有。
轉(zhuǎn)換器實(shí)習(xí)小組合影(左起徐景祥、劉鴻元、馬中元、程金榮、張世忠、桂惠君)
實(shí)習(xí)期間，我們還參觀了印刷電路板制作工廠。先進(jìn)的自動(dòng)鉆孔、腐蝕線條，涂敷阻焊劑、絲網(wǎng)印刷字符、自動(dòng)檢直走線質(zhì)量的加工設(shè)備和制造工藝，都留下深刻印象。由于我們?cè)趪?guó)內(nèi)已基本讀懂vKAB電路，實(shí)習(xí)中就能很快掌握電路板的調(diào)試和維修工作，工作速度甚至超過(guò)英方人員，得到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人杰姆的精費(fèi)。相互之間也建立起良好的友誼。
傳感器實(shí)習(xí)小組由潘志熙、梁仲海、林海、沈穎組成，引進(jìn)辦戴主任任領(lǐng)隊(duì)，他們晚我們3周到達(dá)英國(guó)。和我們匯合后，一起在KENT公司的斯通豪斯總廠參與裝配、校驗(yàn)實(shí)習(xí)。KENT公司的水流量校驗(yàn)裝置，是采用普通磅秤定點(diǎn)累計(jì)總量的質(zhì)量校驗(yàn)方法。用同步的磅秤總量和流量計(jì)脈沖累計(jì)總量計(jì)算相對(duì)誤差，計(jì)算流量計(jì)的校驗(yàn)精度。采用示值誤差方法，對(duì)被校驗(yàn)儀表的測(cè)量精度要求高有利于貿(mào)易交接，也是節(jié)能的需要。國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)水流量校驗(yàn)裝置基本是瞬時(shí)流量檢定的方法，而流量計(jì)的誤差計(jì)算采用相對(duì)F量程滿度的百分比，對(duì)裝置的瞬時(shí)流量穩(wěn)定性要求很高，裝置的建造成本也就很高。而流量計(jì)的誤差計(jì)算采用相對(duì)于量程滿度的百分比，這樣的流量計(jì)測(cè)量精度比較低，適于流量控制，不太適于計(jì)量。KENT的校驗(yàn)方法讓我們得到提示，回國(guó)后利用原有設(shè)備，也改用累計(jì)容積總量的校驗(yàn)方法，同樣可以提高流量計(jì)的校驗(yàn)精度，滿足引進(jìn)產(chǎn)品的校驗(yàn)需要。
期間，我們也發(fā)現(xiàn)了VSB和VWB的一些設(shè)計(jì)問(wèn)題。 主要是磁路線圈電感量過(guò)大，低頻方波電流方向切換時(shí)產(chǎn)生的渡越時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)在流量信號(hào)中產(chǎn)生高的微分干擾，造成大的零點(diǎn)偏移，影響測(cè)量精度。KENT曾安排一位博士與我們研討，他說(shuō)VWB大口徑傳感器有專門調(diào)整電橋平衡可調(diào)節(jié)傳感器零點(diǎn)的設(shè)置。筆者提問(wèn)為什么VSB小口徑不設(shè)置調(diào)零回路。博土回答說(shuō)因?yàn)榇罂趶降拇磐ɑ芈访娣e大，容易造成微分干擾。筆者反問(wèn)，在相同流速、感應(yīng)相同幅度的信號(hào)電壓，盡管小口徑電極回路面積小，但小口徑傳感器的磁通密度要比大口徑的大得多，會(huì)感應(yīng)同樣大小的微分干擾，小口徑不調(diào)零如何行? 一時(shí)形成了討論的尷尬。這個(gè)問(wèn)題后來(lái)被在開封VSB的驗(yàn)收交接失敗所證明，英方用提供改進(jìn)的VTC補(bǔ)償了這一失誤。同樣原因，按VWB圖紙生產(chǎn)的多臺(tái)DN1600大口徑傳感器，配套校驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)不是矩形波的磁場(chǎng)基準(zhǔn)電壓，而變成了三角波，校驗(yàn)達(dá)不到要求的線性度和穩(wěn)定性，也是這個(gè)緣故。
實(shí)習(xí)中，我們與英方交往不卑不亢，和睦相處，廣泛交友，不僅圓滿完成學(xué)習(xí)任務(wù)，也和許多KENT公司的技術(shù)人員、生產(chǎn)工人建立起友誼。我們和安德伍德、杰姆、杰克泰勒成了朋友。幾十年后杰克泰勒退休后還來(lái)開封看望過(guò)我們。
經(jīng)過(guò)消化、理解、實(shí)習(xí)，我們基本掌握了Veriflux電磁流量計(jì)的制造技術(shù)。再對(duì)廠裝配車間有關(guān)人員進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)， 培養(yǎng)出王振華、許若芳等一批生產(chǎn)骨干。1983年下半年開始，能生產(chǎn)出達(dá)到KENT公司技術(shù)指稱的普格產(chǎn)品陸續(xù)投放市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)vKAB產(chǎn)品分別在北京水源九廠、深圳東深香港輸水工程、上海楊樹浦水廠等用于水資源計(jì)量貿(mào)易的結(jié)算:在鞍鍋小方坯連傳藝試驗(yàn)等連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮作用在長(zhǎng)的礦山研究院等科研單位使用，替代了不少需進(jìn)口的電磁流量計(jì)。由于節(jié)約外匯，降低成本，又有良好的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，使得些自動(dòng)化項(xiàng)目能用上高精度、技術(shù)先進(jìn)的電磁流量計(jì)，不斷護(hù)展其應(yīng)用領(lǐng)域。電磁流量計(jì)引進(jìn)成功，很快在國(guó)內(nèi)表現(xiàn)出可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也影響并帶動(dòng)了后來(lái)的中外企業(yè)合作生產(chǎn)、外企獨(dú)資生產(chǎn)，以至于現(xiàn)在世界上所有知名電磁流量計(jì)企業(yè)都落地中國(guó)，使中國(guó)成了世界電磁流量計(jì)的制造工場(chǎng)。
對(duì)筆者而言，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，學(xué)到很多新知識(shí)，提高了電磁流量計(jì)的理論認(rèn)識(shí)水平，增強(qiáng)了電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)、制造的技能，為以后幾十年從事電磁流量計(jì)開發(fā)研究夯實(shí)了基礎(chǔ)。可以說(shuō)，參與電磁流量計(jì)技術(shù)引進(jìn)是一生中最難忘的重要經(jīng)歷之一。
我為電磁流量計(jì)在中國(guó)的引進(jìn)成功、快速發(fā)展而自豪，更感謝國(guó)家的培養(yǎng)，感謝開封儀表廠給子的機(jī)會(huì)。 盡管筆者力求準(zhǔn)確回憶，由于時(shí)間已過(guò)去30多年，如有錯(cuò)誤之處敬請(qǐng)當(dāng)事人給子原諒。
附記
本文初稿得到蔡武昌先生的審核和指正。當(dāng)他提及在荷蘭召開的第一屆國(guó)際流量測(cè)量會(huì)議時(shí)，筆者回憶出當(dāng)時(shí)曾與小林保先生討論過(guò)第屆論文集及明渠流量測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)問(wèn)題。荷蘭會(huì)議是在第一次世界能源危機(jī)剛過(guò)去時(shí)召開的，能源測(cè)量和環(huán)境保護(hù)是流量?jī)x表發(fā)展的主要課期論文集有25%題目與明流量測(cè)量有關(guān)，以至于后來(lái)筆者很長(zhǎng)時(shí)間從事過(guò)明渠測(cè)流的課題研究。
作者簡(jiǎn)介
馬中元，男，1943年生，河南省浙川縣人，高級(jí)工程師。1962年淅川高中畢業(yè)，1964年參加工作，1965 ~ 1989年在開封儀表廠從事技術(shù)工作，后調(diào)入開封市供水總公司，2004年退休。1967年開始從事電磁流量計(jì)的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用?，F(xiàn)受聘于浦瑞斯儀表(上海)有限公司，任總工程師；并任中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)流量專業(yè)委員會(huì)顧問(wèn)。與蔡武昌先生合著有《電磁流量計(jì)》。
在回顧我國(guó)電磁流量計(jì)技術(shù)引進(jìn)歷史之后，您也該去http://m.prosperiteweb.com/product/176.html看看現(xiàn)在我國(guó)電磁流量計(jì)產(chǎn)品的發(fā)展情況，給國(guó)產(chǎn)電磁流量計(jì)提提建議。
