陳新準 李娜 張賓 何偉生

摘 ?要：文章通過對露點儀相關專利的檢索，闡述了露點儀專利申請主要集中于江蘇省、北京和廣東省，專利申請占比達到46.1%。專利申請人中企業(yè)占比最大約占69.97%，專利申請內容以露點儀應用為主?，F(xiàn)有露點儀專利授權率為57.79%，授權的專利中約有53%為2018年之后申請的專利，2017年之前申請的專利基本都已為失效狀態(tài)。企業(yè)露點儀專利申請的技術功效重點在于便利性提高、復雜性降低、精度提高、速度提高，相關專利申請約占55.28%。

關鍵詞：露點儀;高精度;高穩(wěn)定性;專利分析;技術發(fā)展態(tài)勢

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）14-0024-05

Abstract： Through the search of relevant patents of dew point instrument， the paper expounds that the patent applications of dew point instrument are mainly concentrated in Jiangsu Province， Beijing and Guangdong Province， and the proportion of patent applications reaches 55.28%. Among patent applicants， enterprises account for the largest proportion， accounting for about 69.97%. The content of patent application is mainly the application of dew point meter. The patent authorization rate of the existing dew point meter is 57.79%. About 53% of the patents authorized are patents applied after 2018， and the patents applied before 2017 are basically invalid. The technical efficacy of enterprise dew point meter patent application focuses on improving convenience， reducing complexity， improving precision and speed. Relevant patent applications account for about 55.28%.

Keywords： dew point meter; high-precision; high stability; patent analysis; technology development trend

0 ?引 ?言

傳感器作為新技術革命和信息社會的重要技術基礎，深入應用到日常生活的方方面面，隨著工藝和安全的要求， 普通的溫濕度傳感器已不能滿足其需求。露點儀具有更好的檢測精度，已廣泛應用于醫(yī)療、電子、電力、食品等對于濕度檢測要求更高的行業(yè)領域。針對此現(xiàn)狀，對露點儀相關文件進行了檢索查詢，發(fā)現(xiàn)當前已有文獻記錄了露點儀產(chǎn)品的原理及應用、校準結果測量的不確定性評定等研究成果，但鮮有學者從專利分析角度對我國露點儀技術進行深入研究。

基于產(chǎn)品的關鍵技術多數(shù)通過專利公開，為了了解露點儀產(chǎn)品的核心技術內容，通過Incopat檢索平臺對露點儀相關專利進行了檢索，分析了露點儀優(yōu)勢專利申請人、專利地域布局、專利功效及技術熱點等內容，從角度了解露點儀產(chǎn)品發(fā)展的態(tài)勢，深入了解露點儀技術領域的發(fā)展狀況，將為該產(chǎn)品的技術升級、研發(fā)新產(chǎn)品提供技術參考。

1 ?我國露點儀技術發(fā)展態(tài)勢分析

本文重點針對國內露點儀相關技術進行專利分析，利用Incopat專利檢索平臺的專利數(shù)據(jù)庫進行檢索?；?005年前國內無露點儀相關專利申請，故此檢索日期選擇2005年1月1日—2021年6月30日，考慮到發(fā)明人對于露點儀的稱呼不同，保障檢索的全面性，檢索式設置為“露點儀OR露點設備OR露點裝置OR露點裝備OR露點器具”，檢索到專利共有800件，經(jīng)過分析該705件專利中有較多僅提及系統(tǒng)中有露點儀進行露點問題測試，并未包含有任何露點儀相關技術描述，因此通過“IPC=（G01N）”檢索式進一步有效篩選，共得到308件露點儀相關的核心專利，借此進行我國露點儀技術的發(fā)展態(tài)勢分析。

1.1 ?露點儀技術專利布局情況

1.1.1 ?專利申請趨勢分析

截止到2021年6月30日，國內共申請露點儀相關專利308件，其中發(fā)明專利107件，實用新型專利171件。

從傳感器的發(fā)展歷史來看，80年代初美、日、德、法、英等國家相繼確立加速傳感器技術發(fā)展的方針，視為涉及科技進步、經(jīng)濟發(fā)展和國家安全的關鍵技術，紛紛列入長遠發(fā)展規(guī)劃和重點計劃之中，并采取嚴格的保密規(guī)定對技術封鎖和控制，禁止技術出口，尤其是針對中國，也致使中國傳感器的發(fā)展較晚，尤其是露點儀，在2005年以前沒有一個相關專利申請。2005年—2012年露點儀基本都處于研究階段，每年申請的專利平均只有5件。

直至2016年5月工業(yè)和信息化部辦公廳、財政部辦公廳發(fā)布了《關于發(fā)布2016年工業(yè)強基工程實施方案指南的通知》，其中指出貫徹落實《中國制造2025》重點任務，根據(jù)工業(yè)強基專項行動要求，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎選擇部分重點方向，聯(lián)合財政部組織實施一批重點項目，核心零部件（元器件）重點支持機器人“三大件”、高端傳感器、高端醫(yī)療設備部件、高速光通信器件等方面。隨后相繼發(fā)布了《關于印發(fā)“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動指南（2017—2019年）》《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）》等文件，鼓勵推動智能傳感器關鍵技術的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。通過國家政策的引導，技術的積累與沉淀，傳感器技術得到較快發(fā)展，其中露點儀在2015年之后專利申請量年均達到35件，專利技術日漸成熟。

1.1.2 ?專利地域布局分析

從露點儀專利的地域分布來看，江蘇省、北京和廣東省的專利申請量分別達到了56件、47件和39件，位居國內省區(qū)市前三名，占據(jù)了全國露點儀相關專利申請量的46.1%，為該領域的核心技術力量。其中江蘇省和廣東省傳感器企業(yè)數(shù)量較多，專利人以企業(yè)為主，北京地區(qū)則以高校和科研單位為主，所占比例已超過50%。其次是上海和山東省，專利申請量分別為31件和24件。這與國內傳感器企業(yè)的分布規(guī)律基本一致，其中長三角地區(qū)傳感器上市企業(yè)占比約為38%，珠三角及中部地區(qū)約占17%。

1.2 ?專利的競爭力分析

1.2.1 ?優(yōu)勢申請人分析

我國露點儀技術專利申請人中，企業(yè)所占比例最大約占69.97%，共申請專利226件;其次是科研單位約占11.45%，共申請專利37件，大專院校及個人則申請量不足10%，如圖1所示。

由此可見，我國露點儀專利申請人以企業(yè)為主，從專利的技術功效來進行分析，企業(yè)露點儀專利申請的重點在于便利性提高、復雜性降低、精度提高、速度提高，以上內容的申請約占55.28%，其次穩(wěn)定性提高、精確性提高約占9%，最后涉及成本降低、可靠性提高等方面，但其所占比例在7%左右?？蒲袉挝恢饕杏诟饔嬃垦芯吭汉突瘜W研究所。

依據(jù)專利申請量進行排名，前十二名的申請人中有7家企業(yè)、4家科研單位和1個個人，如圖2所示。

其中排名前兩位的是國家電網(wǎng)公司和上海莫克電子技術有限公司，專利申請量分別為18件和12件。國家電網(wǎng)公司多為與電力科學研究院、華北電力大學及國網(wǎng)各地方電力公司聯(lián)合申請的專利，專利內容主要是露點儀設備進行SF6氣體的水含量檢測的應用，與露點儀本身的技術相關性不大。上海莫克電子技術有限公司申請專利主要分為兩類，一類是設置信號隔離單元或補償單元或去耦方式提高檢測的精確度，另一類是通過外殼防護技術、污染物去除裝置對采集探頭進行清潔、去污，有效保證檢測結果的準確性，同時提高露點儀的使用壽命。其次是蘇州熱工研究院有限公司、中國廣核集團有限公司、中國廣核電力股份有限公司，他們聯(lián)合申請了7件專利，其中4件為核電站高溫氣冷堆冷卻氣的濕度檢測，3件為核電站發(fā)電機氫氣供應系統(tǒng)濕度探頭的校準裝置及方法。國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學研究院共申請了6件露點儀相關專利，專利內容主要也是露點儀設備進行SF6氣體的水含量檢測的應用。上海電控研究所申請的露點儀均為冷鏡式露點儀，專利中多數(shù)是提高控制精度的技術，其中包括通過電阻加熱片和制冷機對鏡面溫度進行控制而提高精度;也有采用補償電橋法消除器件的溫度漂移誤差，再借助高增益低功耗的運算放大器提高溫度采集的速度和精度，使溫度精度達到±0.1 ℃。排名第八至第十二名的申請人發(fā)明專利申請量均為5件。其中排名前十二的申請人中個人僅有丁五行一人，他申請有4篇專利，均是改善散熱結構，使得露點儀基體的熱量快速帶走，保證露點儀在制冷單元連續(xù)或頻繁大功率制冷的工作狀況下，基體的溫度始終可以保持與環(huán)境溫度一樣，從而保證了儀器的穩(wěn)定性能，增強露點儀的耐高溫性。綜上所述，我國露點儀相關專利申請者中排名前十二的仍以生產(chǎn)企業(yè)為主，且以如何提高檢測精度、提高環(huán)境適應度為多，科研單位則以應用為主。

1.2.2 ?優(yōu)勢專利發(fā)明人分析

如圖3所示，為露點儀專利發(fā)明（設計）人排名前十者。

其中排名第一、第二、第三的吳偉、楊文舉、王志蘭來自上海莫克電子技術有限公司，排名第四的共有三位發(fā)明人，其中劉智剛、高之斌來自天津市泓誠泰科技發(fā)展有限公司，張賓來自廣州奧松電子股份有限公司，排名第五的共有四位發(fā)明人，其中丁五行來自國網(wǎng)青海省電力公司電力科學研究院，何偉生、劉光亮、劉新雅均來自廣州奧松電子股份有限公司。由此可見，以上專利發(fā)明人基本都在優(yōu)勢申請人范圍內，即這些人為專利優(yōu)勢申請人的核心研發(fā)力。

再將發(fā)明（設計）人的分析范圍擴大至1～40名，其中第一、第二、第三、第四、第五的發(fā)明（設計）人分別申請專利10件、7件、7件、6件和6件，從排名第六一直到第十七的發(fā)明（設計）人，申請量均為5件，從排名第十八一直到第四十的發(fā)明（設計）人，申請量均為4件，查看具體申請人其中絕大多數(shù)以南方電網(wǎng)相關科研單位為主，還有約1/3的為企業(yè)，再次證實露點儀專利仍是以企業(yè)研發(fā)和電網(wǎng)公司應用兩個部分為主。

1.3 ?法律狀態(tài)分析

圖4和圖5為國內露點儀相關專利的法律狀態(tài)統(tǒng)計圖以及專利公開類型圖。

由圖4可以看出，國內露點儀相關專利總的授權量為178件，授權率達到57.79%，其中發(fā)明授權率僅為9.74%（圖5），絕大多數(shù)授權專利均為實用新型專利，與申請文件中多數(shù)以結構調整以提升產(chǎn)品檢測精度、速度的特點相符。授權的專利中約有53%為2018年之后申請的專利。實質審查37件，所占比例為12.01%，雖然數(shù)量上不多，但申請日期基本都在2020年，且申請人集中在制造業(yè)企業(yè)和科研單位，考慮到專利的滯后性，說明該領域技術較新，近幾年整體研發(fā)情況較為活躍。

如圖6，露點儀相關專利有效專利178件，有效率為57.79%，失效專利89件，失效率為28.90%，失效的主要理由是未交年費或撤回，分別約占失效專利的48.28%和32.18%，其中前者專利申請年限基本在2017年之前，相對技術方案較為簡單，后者主要是申請者公布后自行撤回。

1.4 ?專利技術功效及技術熱點分析

技術功效矩陣是專利分析中采用的一種分析手段，將分析的專利數(shù)據(jù)逐篇標引技術類型和功效，然后進行統(tǒng)計，以氣泡圖的形式來體現(xiàn)各功效的發(fā)展趨勢。2005年至2020年的技術功效矩陣圖如圖7所示。

國內露點儀單篇專利通常包含有兩個或多個功效，隨著露點儀技術的日漸成熟，降低成本、提高可靠性的功效專利申請量逐年下降，更偏向于提高使用的便利性、提高檢測精度和速度、提高穩(wěn)定性功效的專利申請。從專利的技術功效申請趨勢來看，2005年至2014年相對各功效專利申請量較少，每年各功效專利申請量均小于5件，至2015年露點儀研究技術快速發(fā)展，年專利申請逐步增多，尤其是便利性提高功效，由2015年的10件增長至2020年25件，年均增長率約為30%。其次是精度提高和復雜性降低，2005至2020年的專利申請量分別為76件和75件，2017年之后年申請量最多，年均10件。再次針對露點儀提高檢測速度、提高穩(wěn)定性方面也做了一定研究，2005年至2020年的專利申請量達到60件以上。

針對提高便利性功效，專利熱點主要集中在三個方面：（1）設置支撐組件;（2）增加升降調節(jié)架;（3）對露點儀套筒進行便捷式組裝，使得檢測探頭可以固定，或者通過套筒卡住檢測探頭，并隨意調整高度，避免了檢測人員長時間手持，提高了檢測的靈活性、便捷性;針對提高檢測精度而言，最多的是采用誤差檢測，通過不同的補償或修正方式進行溫度目標值調整，找到汽露的相平衡點。其次專利中還有提及通過設置區(qū)間，通過不斷調節(jié)的區(qū)間中點溫度迭代更替區(qū)間的上限或者下限，以等比調節(jié)取代等差調節(jié)，使得檢測結果能夠更加快速的逼近露點值，并通過以比較兩次光電檢測結果的變化率，并以預設值判定結果，使得露點檢測精度提高，該方式還可縮短溫度調節(jié)次數(shù)，提高檢測效率。奧松電子的專利中首次提出舍棄常規(guī)銅加鍍層的鏡面，采用表面平整光亮且導熱效率高的硅片，鏡面的外表面設有鉑層或金層或銠層和疏水性材料涂層，能夠提高鏡面的抗污能力，且使得鏡面不易被劃損，極大提高了結露系統(tǒng)的檢測精度;針對降低復雜性功效，多數(shù)專利是通過一體化設計，將多個連接件集成使露點儀擁有正常穩(wěn)定工作的必要氣路，使客戶能便捷安裝、可靠調節(jié)。通過在制冷器內設置4層制冷片，4層制冷片使得制冷器的制冷效果更好，速度更快、效率更高，另外將述管道呈折疊狀，并且折疊狀的管道的一段或多段穿過基座內，利用基座內的低溫環(huán)境對管道內的氣體進行預制冷，進一步提高制冷效果。該結構簡單，操作方便，且能保證露點儀運行的穩(wěn)定性。

2 ?結 ?論

本文在檢索中國露點儀技術相關專利的基礎上，利用專利挖掘和專利分析的方法對其進行研究，得出以下結論及建議。

中國露點儀技術發(fā)展時間較晚，在2005年以前沒有一個相關專利申請。2005年至2012年因國內市場需求不斷提升，開始了露點儀技術的研究，在2016年及以后國家大力推進傳感器研究及生產(chǎn)政策的發(fā)布，露點儀技術進入了快速發(fā)展階段，在2015年之后專利申請量年均達到35件。露點儀專利的地域分布來看，江蘇省、北京和廣東省為該領域的核心技術力量，其中江蘇省和廣東省傳感器企業(yè)數(shù)量較多，專利人以企業(yè)為主，北京地區(qū)則以高校和科研單位為主，所占比例已超過50%。我國露點儀技術專利申請人中，企業(yè)所占比例最大約占69.97%，其次是科研單位約占11.46%。

依據(jù)專利申請量進行排名，前十二名的優(yōu)勢專利申請人中有8家企業(yè)、4家科研單位和1個個人。其中排名前兩位的是國家電網(wǎng)公司和上海莫克電子技術有限公司，國家電網(wǎng)公司多為與電力科學研究院、華北電力大學及國網(wǎng)各地方電力公司聯(lián)合申請的專利，專利內容主要是露點儀設備進行SF6氣體的水含量檢測的應用。上海莫克電子技術有限公司申請專利主要分為兩類，一類是提高露點儀的檢測精度，另一類是對采集進行清潔、去污的方法，即可有效保證檢測結果的準確性，同時提高露點儀的使用壽命。排名三至五的是聯(lián)合專利申請的三家公司，主要是核電站的應用及探頭校準。從優(yōu)勢專利發(fā)明人來分析，其排名前十的基本也都包含在優(yōu)勢申請人中，因此可見相關專利主要技術都掌握在優(yōu)勢申請人手中。

從專利的法律狀態(tài)來看，國內露點儀相關專利總的授權量為178件，授權率達到57.79%，絕大多數(shù)授權專利均為實用新型專利，從待審專利來看，申請日期基本都在2020年，且申請人集中在制造業(yè)企業(yè)和科研單位，證實了該領域技術較新，近幾年整體研發(fā)情況較為活躍。從專利的失效數(shù)據(jù)分析，失效的專利基本都是在2017年之前，也證實了該領域近幾年的發(fā)展迅速，已更新淘汰了五年之前的技術。

從專利的技術功效來進行分析，企業(yè)露點儀專利申請的重點在于便利性提高、復雜性降低、精度提高、速度提高。針對部分功效而言，其專利熱點技術也較為集中，如針對提高露點儀檢測精度而言，約有80%的是采用誤差檢測，通過補償或修正方式進行溫度目標值調整，找到汽露的相平衡點。對于提高使用便利性而言，專利應用技術集中在設置支撐組件、增加升降調節(jié)架、對露點儀套筒進行便捷式組裝三個主要方面，只是具體的實施形式略有不同。對于提高檢測精度和響應速度而言，奧松電子露點儀專利中首次淘汰常規(guī)的銅鍍金鏡面，提出采用表面平整光亮且導熱效率高的硅片做鏡面，可有效減少結露系統(tǒng)的體積，提高響應速度，避免制冷性能損耗，大幅提升了產(chǎn)品性能。同時鏡面的外表面設有鉑層或金層或銠層和疏水性材料涂層，也可提高鏡面的抗污能力，且使得鏡面不易被劃損，避免檢測精度受到不利影響，由此生產(chǎn)的產(chǎn)品性能已趕超國外同類產(chǎn)品，該專利是本領域的核心領先技術。

隨著工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保、食品等行業(yè)技術的快速發(fā)展，人們對露點儀的測量精密性、穩(wěn)定時間、響應速度等提出了更高的要求，高端露點儀未來市場發(fā)展前景巨大。而當前國內技術相對國外仍處于落后水平，生產(chǎn)的產(chǎn)品性能指標還需進一步提高，科研單位的理論研究成果無法實現(xiàn)產(chǎn)品化。面對這種嚴峻的形勢，建議科研單位、高校等加強與企業(yè)的合作，促進成果的轉化。同時國家大力扶持企業(yè)的生產(chǎn)工藝改造升級，在提升產(chǎn)品量產(chǎn)能力的基礎上，能夠生產(chǎn)出更加高性能的露點儀產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的市場競爭力。

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作者簡介：陳新準（1984—），男，漢族，廣東潮州人，專利助理研究員（自然科學），本科，副總經(jīng)理，研究方向：測量控制技術、知識產(chǎn)權保護;李娜（1984—），女，漢族，河北石家莊人，碩士研究生，知識產(chǎn)權和標準化部經(jīng)理，研究方向：知識產(chǎn)權保護;張賓（1980—），男，漢族，河南周口人，董事長，研究方向：MEMS智能傳感技術;何偉生（1985—），男，壯族，廣西南寧人，本科，儀器儀表事業(yè)部經(jīng)理，研究方向：測量控制與儀器儀表技術。