壓縮空氣作為工業(yè)生產(chǎn)中的三大動力之一，是僅次于電力的第二大動力能源，工業(yè)生產(chǎn)中所謂的“水電氣”即包括壓縮空氣。目前，我國80%以上的規(guī)模工廠都配置有壓縮空氣動力，而空氣壓縮機(jī)（空壓機(jī)）作為壓縮空氣的主要生產(chǎn)設(shè)備，是工業(yè)現(xiàn)代化、自動化的基礎(chǔ)動力產(chǎn)品，是工業(yè)活動中必不可少的設(shè)備之一。

數(shù)據(jù)來源：貝哲斯

據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)貝哲斯咨詢公布數(shù)據(jù)顯示，2024年全球空壓機(jī)市場規(guī)模已達(dá)380億美元，預(yù)計到2029年，全球空壓機(jī)市場規(guī)模將增至580億美元，市場前景持續(xù)向好。而氣壓傳感器作為空壓機(jī)系統(tǒng)中的“神經(jīng)末梢”，肩負(fù)著壓力監(jiān)測、能效優(yōu)化、故障預(yù)警等關(guān)鍵職責(zé)，是提升空壓機(jī)功效的“得力助手”之一。

“雙碳”推動，空壓機(jī)迎來“能效革命”

在國家穩(wěn)經(jīng)濟(jì)以及“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下，空壓機(jī)行業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，正面臨全新發(fā)展格局。

一方面，政府陸續(xù)出臺強(qiáng)制性政策，明確要求企業(yè)提升空壓機(jī)能源利用效率。在此影響下，企業(yè)對空壓機(jī)設(shè)備的能效標(biāo)準(zhǔn)日益重視，在采購和更新設(shè)備時，會優(yōu)先考量高能效產(chǎn)品。

一種典型的雙螺桿式空氣壓縮機(jī)-簡示圖

另一方面，這些規(guī)定也有效激發(fā)了存量市場中空壓機(jī)的節(jié)能替換需求。大量企業(yè)為響應(yīng)政策、降低能耗成本，紛紛著手將老舊、低效的空壓機(jī)更換為節(jié)能型設(shè)備，這一趨勢直接推動了空壓機(jī)市場的持續(xù)繁榮。

在國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 19153-2019《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級》中，規(guī)定了空壓機(jī)能效等級分為1級、2級和3級。其中1級能效為國際先進(jìn)水平，產(chǎn)品耗能最低，最為節(jié)能；2級能效為優(yōu)于行業(yè)平均水平，產(chǎn)品耗能較低，較為節(jié)能；3級能效為行業(yè)平均水平，產(chǎn)品耗能較高，但基本符合國家對節(jié)能的最低要求。

*GB 19153-2019 容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級（部分）

以額定功率為2.2kW，額定排氣壓力為1MPa的1級能效空壓機(jī)（機(jī)組比功率為10.5kW/（m3/min））與2級能效空壓機(jī)（機(jī)組比功率為11.65kW/（m3/min））進(jìn)行對比，即可根據(jù)公式 “排氣量 = 功率 ÷ 機(jī)組比功率”算出排氣量。

· 1級能效空壓機(jī)的排氣量為，2.2÷10.5≈0.21m3/min

· 2級能效空壓機(jī)的排氣量為，2.2÷11.6≈0.19m3/min

由此可見，在相同運(yùn)行時間下，1級能效空壓機(jī)與2級能效空壓機(jī)的耗電量及電費(fèi)相同，但由于機(jī)組比功率不同，1級能效空壓機(jī)的排氣量更大，能以相同的功率提供更多的壓縮空氣，更加節(jié)能高效。

國家發(fā)改委曾在《關(guān)于統(tǒng)籌節(jié)能降碳和回收利用、加快重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)備更新改造的指導(dǎo)意見》中指出，要加快重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)備更新改造，推動地方和有關(guān)行業(yè)企業(yè)實(shí)施產(chǎn)品設(shè)備更新改造，鼓勵更新改造后達(dá)到能效節(jié)能水平（能效2級），并力爭達(dá)到能效先進(jìn)水平（能效1級）。

氣壓傳感器，助力空壓機(jī)功效升級

在空壓機(jī)系統(tǒng)中，氣壓傳感器通常安裝在進(jìn)氣口、排氣口、儲氣罐、壓縮腔、冷卻系統(tǒng)與潤滑系統(tǒng)等位置，用以監(jiān)測系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的壓力值，從而確保氣壓穩(wěn)定輸出，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

空氣壓縮機(jī)工作原理簡示圖

在壓力監(jiān)測方面，氣壓傳感器通過提供超高精度的測量參數(shù)，可輔助空壓機(jī)精準(zhǔn)地控制空氣壓縮效率，提升功效，從而確?？諌簷C(jī)穩(wěn)定工作，以避免過載或欠載現(xiàn)象。

在故障預(yù)警方面，通過氣壓傳感器所傳出的數(shù)據(jù)異常波動，使用者可精準(zhǔn)判斷系統(tǒng)中的過濾器堵塞、密封圈失效等故障，從而降低停機(jī)風(fēng)險。

此外，氣壓傳感器還可接入物聯(lián)網(wǎng)無線組網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對空壓機(jī)設(shè)備壓力狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測與遠(yuǎn)程控制。

例如，華普微自主研發(fā)的HPS700A就是一款高精度MEMS數(shù)字壓力傳感器，可應(yīng)用于額定排氣壓力≤1MPa的空壓機(jī)設(shè)備中。HPS700A支持?jǐn)?shù)字I2C接口，可準(zhǔn)確地輸出測量數(shù)據(jù)。傳感器的壓力和溫度輸出均由高分辨率24位ADC進(jìn)行數(shù)字化。

HPS700A高精度數(shù)字壓力傳感器 功能框圖

HPS700A的壓力測量精度可達(dá)±2kPa，支持-40℃~85℃寬溫工作，量程為0~1600kPa。HPS700A出廠前已進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定和溫度補(bǔ)償，可以節(jié)省外部MCU的工作量。HPS700A芯片采用8-PIN LGA貼片封裝，并且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。

展望未來，在“雙碳”目標(biāo)與工業(yè)4.0的雙重驅(qū)動下，氣壓傳感器正從幕后走向臺前，成為空壓機(jī)價值躍遷的關(guān)鍵使能部件。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及將使其更加智能化，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的實(shí)時監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析，為各行業(yè)的生產(chǎn)、管理和決策提供更加豐富、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，帶來更多的便利和創(chuàng)新。