壓力儀表自動檢測系統的集成與研究

殷德佳,王東風

（華北電力大學,河北　保定　071000）

壓力儀表自動檢測系統的集成與研究

殷德佳,王東風

（華北電力大學,河北保定071000）

摘要：傳統壓力儀表檢測基于人工監測和控制，容易受到人為因素的影響作用，造成一些不良的后果。而采用壓力儀表自動監測系統，結合先進的壓力傳感技術、圖像處理技術，以及高精度光學設備模擬人的視覺方式，能夠及時迅速的接收設備的狀態信息，并且具有數據讀取準確、方便的優勢，確保設備的安全運行。

關鍵詞：壓力傳感；自動檢測；系統集成

1　壓力儀表自動檢測技術的應用

壓力檢測系統一個方面要求在測量壓力的過程中隨著設備的工作狀態變化而變化；另一方面，壓力自動檢測系統對設備本身壓力及各個輔助設備件所受壓力均有個極限值，超過了這個極限值，系統會進行聲光報警。基于這些功能需求，壓力自動檢測系統主要由測量硬件部分和軟件部分來實現。其中硬件部分主要是采集設備運行狀態的壓力信號，并采用結果信號處理設備將信號進行處理、放大、模數轉換，將轉化后的模擬信號通過傳輸設備傳遞到頁面顯示端進行數據的實時顯示，操作員讀取相關的數據，并在終端操作系統上進行操作等[2]；系統的軟件部分主要包括針對信號的處理以及控制功能，對各單元制電路進行協調管理。同時，為系統提供一個操作平臺，滿足各個功能的實現，為系統提供一個強大的數據庫，如 SQL Server 或者 MySQL，滿足系統對數據處理的能力。

2　壓力儀表自動檢測技術的需求

2.1功能需求

壓力儀表檢測系統在進行壓力測量時具有重復性的特征，系統測量的目的是通過讀取壓力表的參數來判斷設備運行狀態是否正常，對于一整套成熟的壓力儀表測量系統來講，能否進入市場應用，必須要滿足國家規定的市場準入條件，同時，整個系統集成了計算機技術、數據、圖像處理技術、光學技術等，實現人工智能與圖像處理一體化應用。盡管系統最終是實現與人工相同的功能，但整個過程卻并不相同，壓力儀表檢測系統實現的主要功能包括：

（1）儀表拍照。提取壓力儀表的圖像信息，在任意時刻獲得精確度較高的儀表圖像。

（2）自動讀數。對儀表上的圖像進行信息提取，將圖像刻度信息轉換成對應的數值。

（3）檢測結果。分析所獲得的數據，判定壓力檢測儀表的質量，并作出評定。

2.2性能需求

儀表自動檢測系統的一個基本功能就是對設備的壓力信息進行監測，因此，在監測過程中，需要滿足以下性能要求：

（1）響應速度。壓力檢測系統在每次壓力測量過程中，從開始測量到數據讀取，應該在1s內執行完成；

（2）信息吞吐量。對于應用于大規模檢測的系統，所配置的數據庫應該至少能夠容納近3個月的數據存儲；同時，基于系統的運行空間應該低于 2GB。

（3）安全性。整個系統運行要安全、高效。

（4）適應性。壓力儀表自動監測系統應該能夠在普通應用環境下運行，不應對應用條件提出更高的限制條件。

2.3用戶需求

壓力儀表自動檢測系統不僅應該滿足自身性能方面的需求，同時，為了滿足實際生產應用與用戶體驗方面的要求，需要同時具備以下幾點：

2.3.1先進性

壓力儀表自動檢測系統應用先進的圖像模式識來作為核心技術來代替人工讀表操作以及數據自動判讀，有效提供數據讀取、分析的精確度和效率。

2.3.2擴展性

系統應該具備很強的功能可擴展性，能夠對各種不同的功能模塊進行自由組合，并且系統在進行開發設計時要預留出各種不同類型的功能接口，有效提高系統后期的可拓展性。

2.3.3規范性

系統在采集了相關的數據、指標后，應該能夠提供內容精確詳實的在線監測報告。

2.3.4高度自動化

系統應該具備高標準的自動化特性，實現對檢測點數據、未知的測量，并能夠對錯誤信息進行預警和記錄，便于操作員進行操作。

2.4數據需求

系統數據的輸入為設備運行條件下的標準壓力值，而數據的輸出主要包括了兩種不同的格式數據：（1）儀表原始圖像信息的提取，提取的圖像信息通常按照一定的格式來進行命名，方面后續數據的查閱與分析，主要為“儀表型號+日期+壓力值+順序號”形式；（2）通過對儀表指針上讀取相關的實數數據，并以壓力儀表的精確度為參照對象，確定測量的數據是否符合相關標準，并進行存儲。

3　壓力儀表自動檢測測量形式

壓力儀表自動檢測系統的一個主要部分就是通過傳感器來對設備的壓力進行檢測、收集，當前采用較多的壓力檢測方法主要有兩種。

3.1直接測量法

該種測量方法采用的器件主要為指針式壓力表[3]。該類型的壓力表采用的是具備高強度的彈性敏感元件，因而在工業控制以及技術測量方面得到了非常廣泛的應用，但是，指針式壓力表只能夠對機械設備的瞬時壓力進行測量，不能夠及時進行數據記憶與過程分析，因而，對于一些需要需要監測瞬時壓力的設備，采用指針式壓力表并不適合。

3.2間接測量法

間接測量法將薄膜、懸臂梁類之類的高精度彈性貼布置在相應的受力點上，構成完成的測量電路，當設備壓力發生變化時，相應的彈性貼會隨著發生變形、振動以及位移。基于彈性貼的機械變形使整個測量電橋電路形成一個不平衡電勢，通過與彈性貼連接的位移、變形傳感器將所收集到的機械變形信號轉化成與之對應的電量信號，再通過信號A/D 轉換、放大、處理器將獲得的信號顯示在液晶顯示面上，從而完成數據的測量。

4　結語

壓力儀表自動檢測系統被廣泛應用與工程建設中，并取得了非常好的效果，同時，智能化、網絡化、信息化技術的發展進一步促進了壓力儀表自動檢測系統的進步，保證了系統在實際應用過程中的及時性、高精確度以及功能可拓展性。

參考文獻：

[1]龔雄文.指針式儀表自動讀數的研究及應用[D].廣州：廣東工業大學,2007：1-39.

[2]戴亞文,王三武,李金龍.基于圖像處理技術復雜儀表的自動識別[J].計量技術 , 2003（03）：33-35.

[3]何智杰,張彬,金連文.高精度指針儀表自動讀數識別方法 [J].計算機輔助工程,2006（03）：9-12.