傳感器與檢測(cè)儀表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探究

孫玉爭

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司發(fā)展規(guī)劃部，河北唐山，063000）

引言

傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中是作為“感受器官”而存在的，其功能是快速、精確地為系統(tǒng)獲取信息，使系統(tǒng)根據(jù)收集到的信息進(jìn)行處理、決策。由此可見，傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用非同小可，直接決定了系統(tǒng)的技術(shù)水平。

1 對(duì)檢測(cè)儀表進(jìn)行控制的重要性

我國目前主要依靠火力進(jìn)行發(fā)電，其主要的工作原理包括依靠高溫和高壓的作用，產(chǎn)生過熱蒸汽，由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般保持在3000轉(zhuǎn)，因此要想保證發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定，就必須控制發(fā)電機(jī)的參數(shù)穩(wěn)定。這樣做不僅可以保證電力運(yùn)行的穩(wěn)定，而且保證了火電廠生產(chǎn)的安全與質(zhì)量，這需要依靠對(duì)檢測(cè)儀表的密切監(jiān)測(cè)，以此來完成對(duì)電機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)測(cè)。例如對(duì)一個(gè)10萬kW的機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)大概需要500個(gè)監(jiān)測(cè)儀表來對(duì)其進(jìn)行控制。其機(jī)組容量的大小在很大程度上影響了檢測(cè)儀表發(fā)揮的作用。

2 對(duì)傳感器發(fā)展現(xiàn)狀的分析

科技在不斷發(fā)展，科技人員主要是根據(jù)人們的實(shí)際需求對(duì)傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)和研發(fā)，無論是從種類還是運(yùn)行的速度，或者對(duì)于信息的處理都得到了不同程度上的強(qiáng)化。尤其在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，傳感器的設(shè)計(jì)研發(fā)已經(jīng)成為了一項(xiàng)新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其應(yīng)用的范圍也逐漸變廣泛。其進(jìn)一步驗(yàn)證了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步給傳感器的設(shè)計(jì)帶來的好處，許多的業(yè)內(nèi)人士對(duì)于傳感器的發(fā)展趨勢(shì)都比較看好，傳感器的發(fā)展前景非常光明。

3 檢測(cè)儀表的選型以及安裝設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

首先，對(duì)于檢測(cè)儀表的工作環(huán)境必須進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，要同時(shí)滿足不同情況下儀表的監(jiān)測(cè)范圍，同時(shí)對(duì)于監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度以及反應(yīng)的時(shí)間做出具體的判斷，其保護(hù)系統(tǒng)也需要進(jìn)行重點(diǎn)的檢測(cè)，使其滿足工作環(huán)境的具體需求。

其次，對(duì)于反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)節(jié)把控，避免安裝溫度儀表的過程中過大誤差的產(chǎn)生，這就需要安裝之前對(duì)溫度儀表進(jìn)行測(cè)試。

第三，對(duì)于反應(yīng)堆的溫度檢測(cè)比較精確到每一步，不能破壞其冷卻溫度的邊緣，溫度測(cè)試儀表與管道的距離以及和其他設(shè)備的連接部位必須進(jìn)行特殊處理，避免泄露現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)用的材料要具有導(dǎo)熱性良好以及絕緣等特點(diǎn)。

第四，對(duì)于設(shè)備可靠性以及維修保養(yǎng)方面的需求，對(duì)于可靠性要求較高的溫度檢測(cè)儀表，按可靠度的要求需進(jìn)行冗余設(shè)置，并考慮維修性。

4 傳感器與檢測(cè)儀表的發(fā)展

4.1 流量監(jiān)測(cè)儀表的應(yīng)用

每個(gè)熱能動(dòng)力設(shè)施的成功抑制，首先與必須的條件就是精準(zhǔn)的“在線”檢測(cè)與抑制進(jìn)到設(shè)施的工質(zhì)流量，來讓其輸進(jìn)和輸出能夠每時(shí)每刻都能夠均衡，設(shè)施才會(huì)在最好的狀態(tài)中運(yùn)轉(zhuǎn)。所以完善的檢測(cè)儀表，尤其是流量儀表和其控制體系，在節(jié)省能源與治理當(dāng)中擁有非常重要的效用。在熱工檢測(cè)訊號(hào)當(dāng)中，流量訊號(hào)不但數(shù)量大覆蓋面廣泛，而且還是直接觸及機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和其評(píng)估的主要數(shù)據(jù)。在發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)過當(dāng)中，汽、氣、水、油、煤等每個(gè)流體的流量，都必須要進(jìn)行勘測(cè)與抑制，精準(zhǔn)的實(shí)行流量勘測(cè)并成功的抑制是發(fā)電機(jī)組維持最好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的主要條件，所以提升流量訊號(hào)的精準(zhǔn)性是電力單位非常重視的。

流量儀表的勘測(cè)功能比較準(zhǔn)確，但是其勘測(cè)的準(zhǔn)確性也收到很多因素的影響。雖然其測(cè)量的結(jié)果比較準(zhǔn)確，但是也存在一定的誤差，并不是所有的流體都可以通過流量監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此在進(jìn)行具體的測(cè)試之前，需要檢測(cè)流體的具體特性和形式來選擇不同的檢測(cè)儀表，這樣既保證了檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

4.2 機(jī)械加工過程中應(yīng)用傳感檢測(cè)技術(shù)

由于機(jī)械加工對(duì)于各部件的配合程度要求比較高，因此在加工的過程中必須由于到傳感檢測(cè)技術(shù)，只有這樣才能減少各個(gè)環(huán)節(jié)故障的發(fā)生。在機(jī)械加工開始之前，首先需要對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要設(shè)備進(jìn)行檢查，主要包括對(duì)機(jī)械各部件的健康程度、和設(shè)備磨合的程度以及是否滿足生產(chǎn)的主要條件等。例如零部件的加工方向，加工的主要位置，坯件加工過程中變型的程度以及加緊力度，通過對(duì)不同參數(shù)的變化來測(cè)試生產(chǎn)部件的合格率。其次，加工操作完成之后，需要對(duì)成品的形狀、尺寸以及公差等具體參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，保證成品的質(zhì)量符合加工的標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)際的需求。為下一步的操作打下良好的基礎(chǔ)。尤其是對(duì)精密儀器的檢測(cè)，更要在細(xì)節(jié)處重點(diǎn)掌控。不僅要對(duì)加工的環(huán)境有著嚴(yán)格的要求，而且加工過程中的溫度、速度、振動(dòng)頻率以及壓力等要求比較嚴(yán)格，自動(dòng)檢測(cè)儀表需要進(jìn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證設(shè)備及時(shí)進(jìn)行校正，減少誤差的產(chǎn)生。機(jī)械加工的過程中，傳感檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以保證機(jī)械可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且控制了機(jī)器在切削過程中的角度、狀態(tài)以及力度等，更好了控制了生產(chǎn)的成本。在機(jī)床的加工環(huán)節(jié)，傳感器的應(yīng)用使加工的過程更加穩(wěn)定，并通過加工中的數(shù)據(jù)顯示，來保證加工的精度。

4.3 精確的控制技術(shù)

從目前的發(fā)展來看，大型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)大多應(yīng)用的是滑參數(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理，主要根據(jù)節(jié)能控制的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要原則是見諒避免生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成過多的能源消耗。例如在流量檢測(cè)儀表應(yīng)用的過程中，其設(shè)計(jì)原理是保證不同閥門在開放的狀態(tài)下，只有小部分的閥門進(jìn)行流量的調(diào)整，這就降低了節(jié)流的損耗。此外，對(duì)于滑參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要機(jī)組系統(tǒng)，系統(tǒng)在低能耗的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，選擇降低閥門壓力來適應(yīng)負(fù)荷的增加，進(jìn)一步減少能源的損耗。

5 結(jié)束語

綜上所述，目前，多學(xué)科、技術(shù)的發(fā)展和綜合利用，使得傳感器技術(shù)得到了不斷提升，如納米技術(shù)的引進(jìn)使傳感器的分辨率得到了較大提高，發(fā)電廠檢測(cè)儀表和控制體系也會(huì)持續(xù)完善，逐漸完成發(fā)電廠最大程度的提升能源運(yùn)用效率，給中國節(jié)能減排做出了非常大的貢獻(xiàn)。

[1]趙洪偉, 范義春, 王孝偉, 等.優(yōu)化控制系統(tǒng)在發(fā)電廠燃?xì)忮仩t上的技術(shù)應(yīng)用[J].通用機(jī)械, 2017, (2): 24-26+28.

[2]王旭東.試論傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技展望,2016, 26(08): 78.

[3]徐天龍, 李長城.傳感器和檢測(cè)儀表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].民營科技, 2011(12):216-216.

[4]楊熠, 尹林.傳感器和檢測(cè)儀表的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].商品與質(zhì)量,2016(33).

[5]郭冰, 王沖.壓力傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國儀器儀表, 2009(5):72-75.

[6]中國傳動(dòng)網(wǎng).傳感器與檢測(cè)儀表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].納米科技,2010(2):87-87.