測控技術(shù)與儀器的應(yīng)用發(fā)展分析

李醒時

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，測控技術(shù)與儀器已經(jīng)演變成滲透到精密機械、光學(xué)器材、信息通訊、電力電子等諸多領(lǐng)域的綜合性專業(yè)門類。在我國社會信息化程度和數(shù)字化程度日益提升的今天，可以說，缺乏先進(jìn)的測控技術(shù)和高端的精密儀器，提升工業(yè)自動化、智能化制造的水平顯然是難以實現(xiàn)的。本文介紹了測控技術(shù)與相關(guān)儀器設(shè)備在日常生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，并展望了測控技術(shù)與儀器未來的技術(shù)發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：測控技術(shù)與儀器;傳感器;應(yīng)用

1.測控技術(shù)與儀器的具體解讀

1.1測控

對于測控技術(shù)與儀器這一專業(yè)門類，可以將其拆開來看，分別來弄清這幾個概念。字典釋義中“測”就是測量，“控”就是控制。“測”是指采用各種方法獲得反應(yīng)客觀事物或?qū)ο蟮倪\動屬性的各種數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄及必要的處理。“控”是采用各種方法支配或約束某一客觀事實事物或?qū)ο蟮倪\動過程以達(dá)到一定目的。

由此可見，測量控制一個是認(rèn)識事物，另一個是改造事物，兩者都需要各種手段和方式，這也即是說測控技術(shù)與儀器專業(yè)所涵蓋的知識體系必然與機械、光學(xué)等多個學(xué)科相互融貫，有較強的綜合性。

1.2技術(shù)

字典釋義中技術(shù)就是關(guān)于勞動工具的規(guī)則（即制作方式與使用方法）體系，其目的在于提高勞動生產(chǎn)力。測控技術(shù)與儀器專業(yè)為國家各項科技項目，各行各業(yè)提供基本制造，研究的設(shè)備與儀器，其對技術(shù)上的要求自然會很高。機械、光學(xué)、電子信息等各方面的知識點都會被應(yīng)用到儀器設(shè)備的研發(fā)、制造和生產(chǎn)中來幫助人類利用和改造自然。

1.3儀器

字典釋義中儀器儀表可以簡單理解為觀察測量各種參數(shù)的器具或設(shè)備。儀器是進(jìn)行高新技術(shù)研究的基礎(chǔ)。在人類的科學(xué)探索、生活實踐與生產(chǎn)活動中，要觀察、測量、控制的量越來越多。儀器儀表儼然成為一個重要產(chǎn)業(yè)，在支持科技進(jìn)步的同時為生產(chǎn)生活提供重要保障，見表1。

2.日常工業(yè)生產(chǎn)中的主要應(yīng)用

2.1測控技術(shù)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

冶金工業(yè)中的煉鐵和軋鋼兩個方面是測控技術(shù)與儀器的主要應(yīng)用領(lǐng)域。目前世界上普遍用的煉鋼法是高爐煉鋼，這種方法工藝簡單，產(chǎn)量大，能耗低。此法生產(chǎn)的鐵占世界鐵產(chǎn)量的95%。在高爐冶鐵中，需要檢測的參數(shù)有：爐頂煤氣氣體成分分析，爐身各層靜壓力，全壓差，半壓差檢測，爐內(nèi)焦，礦層厚度，風(fēng)口檢測，冷熱風(fēng)溫度，載氣流量和壓力監(jiān)測，料面形狀等等。其中需要進(jìn)行自動控制的環(huán)節(jié)主要有：熱風(fēng)爐控制，噴吹煤粉控制，給排水控制，高爐，裝料控制，高爐鼓風(fēng)機控制，煤氣凈化控制。

2.2測控技術(shù)在煤炭工業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代化的采煤不論是勘探，開采還是加工都離不開測控技術(shù)的支持。煤炭轉(zhuǎn)化，加工更離不開自動控制系統(tǒng)。其中在保障安全性方面的儀表就有：煤礦噪聲測量儀，檢測瓦斯含量儀器，塵粉檢測儀，礦井大氣參數(shù)和氣候條件檢測儀，礦井環(huán)境與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。不僅如此，在煤炭焦化加工過程中，在很多環(huán)節(jié)中也要用到檢測與自動控制技術(shù)。其中主要測量儀表有以下四類：（1）原料煤性狀的檢測;（2）燃燒過程中的檢測;（3）爐體狀態(tài)的檢測;（4）焦炭品質(zhì)與熄焦過程的檢測。在整個煤炭工藝中，幾乎所有程序都是自動控制過程，如煤炭的定量給料控制，加水加粘結(jié)劑控制，煉焦?fàn)t的燃燒控制等等。

2.3測控技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

化學(xué)工業(yè)是屬于知識和資金密集型的行業(yè)，基于其高能耗、生產(chǎn)流程復(fù)雜以及對生產(chǎn)連續(xù)性的嚴(yán)格要求等特點，化工工程中控制的自動化水平，生產(chǎn)安全性，節(jié)能降耗以及綠色環(huán)保綜合考慮是保證其企業(yè)正常運行的關(guān)鍵。從提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，在電子信息時代更多地以計算機控制代替簡易人工操作，改善勞動條件等方面來考量，化工自動化將在可預(yù)見的未來成為發(fā)展的趨勢，而測控技術(shù)在其中則扮演著重要的角色。化工過程中常見測控儀表與裝置包括溫度壓力等檢測與執(zhí)行儀表和安全儀表系統(tǒng)等控制策略分析的部分。

2.4測控技術(shù)在電力工業(yè)中的應(yīng)用

電力工業(yè)是一種能源轉(zhuǎn)化的工業(yè)，而測控技術(shù)在其中發(fā)揮了重要作用。在生活中，發(fā)電的主要形式還是火力發(fā)電。其中蒸汽鍋爐在火電系統(tǒng)中占主要地位，而鍋爐自動控制系統(tǒng)分為燃燒、給水和氣溫控制三個部分。燃料部分實時監(jiān)控的部分包括燃料量檢測，爐膛安全監(jiān)測，風(fēng)煤比例控制爐膛壓力監(jiān)測，二次風(fēng)（輔助風(fēng)，燃料風(fēng)，燃盡風(fēng)）的控制等等，給水部分需要通過控制保證充足的蒸汽流量。而鍋爐氣溫控制系統(tǒng)則是為了防止汽輪機末級帶水，在保障安全性的同時盡可能地提高熱力循環(huán)效率。

2.5測控技術(shù)在醫(yī)藥醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用

醫(yī)療行業(yè)以治愈疾病為目的的，同時也具備了機械、生物、光學(xué)等多學(xué)科綜合交叉的特點。醫(yī)學(xué)上一共包括6大類圖像儀器：檢測儀器、檢驗儀器、治療儀器、康復(fù)儀器、診斷儀器、遠(yuǎn)程醫(yī)療儀器。醫(yī)療儀器的豐富，能確保病人康復(fù)進(jìn)程、治療效果和手術(shù)安全，在一方面減少病患者的痛苦，而在另一方面大大提高了手術(shù)安全性。

在醫(yī)藥行業(yè)方面，醫(yī)療用藥關(guān)乎病人健康，所以對其的要求也相應(yīng)很高。隨著電子信息技術(shù)和先進(jìn)機械技術(shù)的引進(jìn)，藥品工藝越來越先進(jìn)，醫(yī)療儀器一再創(chuàng)新。比如，壓片機可以瞬間將原材料壓成藥片形狀，并且產(chǎn)品的各項參數(shù)都嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)。此外，對藥品成分分析監(jiān)控與檢測裝置一體化，在提高了藥品生產(chǎn)率的同時大大增加了藥品可靠性和質(zhì)量。

3.結(jié)語

目前我國在精密測量儀器方面與國外先進(jìn)水平之間還存在的很大的差距，很多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需的高端測量儀器嚴(yán)重仰賴國外進(jìn)口，這是我國在科研創(chuàng)新和工業(yè)制造方面的必須正視的短板，因此國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域需要抓住當(dāng)下信息化與工業(yè)化相互滲透、深度融合的發(fā)展機遇期，迎頭趕上，鑿除中國自主創(chuàng)新的尖端精密測控儀器，為我國工業(yè)和科創(chuàng)的發(fā)展提供強勁的動力。

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