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检测技术朝小型智能网络化方向发展

2012-09-18 09:20
棒棒书香
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  检测技术虽然已经得到广泛的应用,但随着科学技术的发展,对它提出了愈来愈高的要求。目前,除不断提高精度、扩展功能、扩大应用范围外,总的趋势是一体化、小型化、智能化和网络化。具体地说可以有以下几个方面:

  1.提高系统性能,扩大应用范围

  随着生产和科学技东的发展.对检测系统丛仪器性能的要求愈来愈高,需要研制能检测生产和工艺过程中极端参数的检测系统和仪器。例如纳米量级的长度和位移测量、液态金属温度的连续测量、固体物质表面高温测量、极低温度测量(超导)、混糊流量测量、脉动流量测量、微差压测量、分子量测量、高精度质量称重、大吨位测量,超高大电流测量等,因此要求检测系统及仪器在原有的基础上不断提高技术性能指标,扩大应用范围。

  检测系统及仪器的可靠性对其质量来说已成为一个重要的指标仪器仪表可靠性的研究包括仪器仪表可靠件和故障率的数学模型利计算方法的研究,仪器仪表可靠性设计、预测.检测和分析试验研究;仪器仪表组件可靠什对整机件能的影响和确定整机可靠性的方法研先等。

  2.仪器仪表的一体化和小型化

  鉴于传感器与测量电路的分开,有时会受到电磁干扰信号的影响,而且使用也不方便,所以希望把传感器和测员电路结合在一起近年来研制成功的—‘种物性副枪测传感器,就是在导体技术的基础上,进—步实现树树、器件、电路、系统一体化的新型仪表它利用某些团件材料的物件(机械特性、电特性、曲特性、光特性、化学特性;等)变化。实现信息的直接变换也就是说。利用不同材料的物理、化学、生物效应做成器件。自接测量被测量的信息,而且把点路也做在一起。这样,它与—般传感器相比。有构造简单体积小、质量轻、无可动部件、反应快、灵敏度高、稳定性好、可靠性高等特点.能解决许多原先难于实现的参数测量、成分测虽和非接触测量等问题。光机电一体化仪器仪表的研制是一体化仪器仪表发展的一个重要标志。在捡测过程中、把传感器置于被测对象上,相当于加一负载在上面,这样或多或少会影响测量精度,而且有些被测对象和检测环境中根本不可能安装传感器例如高速问转轴的振动、转矩测量。人体血液测量等,因此基于光学测量原理的非接触式测量设备、光机电一体化传感器和检测系统应运而生。例如光栅式数字传感器、激光多普勒流量计、光纤传感器、固态图保传感器等。

  从仪器仪表本身的角度考虑,微型仪器也是人们长期追求的目标。至今,这个目标已部分得到实现。例如:掌上式频率计和频谱分析议已面市;手提式血液分析系统己可取代大型生化仪器;手提式微金属探测仪可方便地检测水质;传统的用于元素分析的质谱仪是一台庞大的设备,它具有真空龙离屈测等许多部分,目前已做得如台式计算机放大小,并已着手向手提式方向发展,等等。随着科学技术的发展,航天航空、医疗器械等领域对仪器仪表的大小、质量有了特殊的要求,从而也促使仪器仪表进一步向小型化和微型化方向发展。

  3.检测仪器及系统的智能化

  自20世纪70年代以来,以大规模集成电路为基础的微处理器已大量应用于检测技术中

  检测仪器及系统智能化走上了快速发展的道路。带微处理器的检测仪器与传统的仪器相比

  精度提高外,还有下列功能扩展的持点:

  (1)自校正功能。可以通过功能键送人的指令,按预先编制并在机内存储的操作程序,完成自校渡、自调零、自选量程、自动测试和自动分选。这样就能对传感器的非线性及仪器零点进行校准,能根据机内或机外基准定期作自校准,提高仪器的精度,而且可降低对元器件长期稳定性的要求。

  (2)信息交换功能。可以按参数之间的关系式,通过计算进行参数变换,因而可以通过某些参数的检测而自动求出一系列其他有关的未知数.便于实现多功能、多参数检测,或者通过最易测的参数测量,而获得难测甚至无法测出的参数。

  (3)统计处理功能。可根据误差理论对测得的数据进行处理,求出误差,并从测量结果中扣除,这就提高了仪器的测量精度。它可以根据工作条件(例如环境温度、相对湿度、大气压力等)的变化,根据一定公式计算修正值,并修正测量结果;这样就使测量的精度提高,结果更为可靠。它还可以来用多次读数的平均值或作相关计算方法来抑除唤声,以检测出被噪声完全掩没的信号。

  (4)记录、存储功能。可根据需要把瞬时测量值、中间结果等按时间存储或记录输出,供事后分析改进;

  (5)远程输入、输出功能。可配置远程通信接口,传递检测数据和各种操作命令、控制信息、输入参数等,可方便地接人自动检测、控制的大网络系统。

  (6)故障检测、诊断和自恢复功能。经过合理的设计,均可使智能仪器、智能检测系统具有故障自诊断、检测;经冗余设计的智能仪器、智能检测系统.还能具备一定的故障自恢复能力。

  另外,由于包括微处理器、4片机在内的大规模集成电路的成本和价格不断降低,功能和集成度不断提高,使得智能仪器、智能检测系统匈传统仪表和相应的传统检测系统相比具有更高的性能/性价比。

  正是由于采用微处理器、单片机的智能检测仪器和系统具有上述优点,所以有关它们的研制、生产、应用与日俱增。

  4.虚拟仪器和检测系统网络化

  虚拟仪器概念的引入使传统仪器仪表的面貌发生了革命性的变化。基于虚拟仪器的计算机辅助检测技术成为检测技术领域中具有极强生命力的新军:“软件就是仪器”已成为现实。应用图形化编程语言labview,比labwindows,cvI,vee等开发软件,用户可以自己定义自己的仪器,方便地创建仪器的软面板,或通过vXI,pxi,Pci仪器总线自由地将各测试模块组成完整的检测系统,或将Rs232,gPIB等接口的仪器自由组合起来,从而大大扩展了仪器的功能。节省厂大量的硬件资源。

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