虛擬儀器技術在化工檢測中的應用

何利芬

（浙江康瑞檢測有限公司，浙江溫州 325200）

近年來經濟科技的高速發展帶來了計算機行業的蓬勃興起，傳統計算機儀器的創新和發展也逐步推進，同時，由于社會需要以及生產生活需要，人們對于計算機儀器以及虛擬儀器的功能精確度以及靈活性等都有了更高的要求，因此自虛擬儀器技術誕生之日起便不斷發展和完善這一功能，同時，隨著多年的研究，虛擬儀器技術內部含義也越來越豐富，技術延伸也越來越廣泛，該技術也不斷應用于各行各業當中，為各行各業的發展提供有力推力，而虛擬儀器技術在化工檢測當中所顯出的特殊應用價值，是其他技術都無法替代的。相應化工企業應該重視虛擬機技術在化工檢驗工作中的應用，不僅要注意將技術結合在工作的各個環節中，同時還要注意對技術的不斷深入研究和發展，提高虛擬機技術在化工檢測工作中的運用。

1 虛擬儀器技術概述

隨著信息技術發展和科技的不斷進步，傳統計算機儀器技術在化工檢測中的運用已不能完全滿足化工檢測工作要求，有時甚至會顯示出一定的滯后性，因此，為提高化工檢測工作質量，不斷完善工作內容，在進行化工檢測工作時就應注重對檢測工作中所運用的技術進行改革同時注意儀器的換代。虛擬儀器技術是在計算機技術蓬勃發展的條件下，擴寬計算機技術的應用范圍，同時，結合檢測技術最新的研究成果，同計算機技術相聯系，從而產生出的虛擬儀器技術，因此，虛擬儀器技術是檢測技術同最新的計算機科學技術相結合綜合運用的產物，其技術的核心和關鍵是儀器的使用和發展。在構成虛擬儀器的相關設備中，計算機硬件和軟件的配套使用是比較關鍵的，不僅包含了計算機設備必備的相關硬件設施，同時還包含了軟件控制設施，設計出了控制面板，方便用戶對虛擬儀器進行調節，以用戶個性化需要也同時更好地服務于信息采集、數據分析以及相應高科技高精度行業要求，使得數據在滿足工作需要的同時，不失數據靈活性，同時還具有儲存和生成等多種模式功能，使得虛擬機技術的受眾不僅局限于某個行業中，而是可以應用于方方面面。因此，虛擬儀器技術運用于化工產品檢驗檢測工作中，不僅可以滿足檢驗工作的工作精度需求，同時還可以使得整個檢驗工作由軟件控制模擬行程，有效避免因人為原因和人工操作因素所導致的操作失誤和精度失誤，使得檢測結果更具有可靠性和科學性，同時自動化檢測還大大降低了人工成本和勞動成本，提高了勞動效率，為工作快速推進提供前提[1]。

2 虛擬儀器技術構成

2.1 硬件基本結構

虛擬儀器設備硬件結構設施主要是負責在儀器檢測和相應測量工作過程中進行相應電信號的輸出工作。在將計算機系統相應硬件設施合理利用至虛擬儀器技術設備中時，相應被監測對象的相關參數以及外部環境參數的采集，常常都是使用計算機硬件設備進行的，而硬件設備通常只能夠處理和輸出模擬信號和數字量，因此需要對相應采集對象的相關參數數據進行實時調整，轉換成計算機系統可識別的符號，進行后續數據處理，同時方便計算機數據備份保障信息完整性。在相應控制面板進行計算機主程序設定后，應及時將相關數據運送至虛擬數據界面以及生成計算機可讀取的數據內容，此過程的及時轉換，不僅有利于后續信息的及時處理，同時還有利于計算機數據采集和計算的精確度，保證數據可靠。在計算機數據處理完畢，準備將數據打包發送至具體行為執行機構時，相應被檢測對象的執行機構，因設備要求限制和相關條件不具備無法讀取計算機直接發來的數字量模擬信號，此時便需要再次使用計算機軟件，對相應數據信號進行科學加工，轉換成執行機構可讀取的模擬信號，再進行有效控制操作，從而方便相應機構對數據進行處理，并及時利用相應數據對工作進行維護。

2.2 軟件基本結構

在相應虛擬儀器技術運用過程中，軟件系統的合理使用，也對相應儀器的功能發揮產生決定性的作用，在虛擬儀器設備中，軟件功能是虛擬器正常使用的基礎和核心。虛擬儀器設備的軟件系統主要由，儀器驅動軟件測量驅動程序數據信息管理工具以及開發環境和高階測試工具等共同組成。相應執行機關和用戶在對虛擬儀器技術進行實際運用時，需要控制集成軟件與驅動儀器內部硬件工作，同時，為方便一切更好地服務于工作，需要控制和測量軟件系統內所生成的功能同時及時定義系統軟件，保證系統軟件符合相關工作要求，提高工作效率。虛擬儀器技術軟件的結構模擬圖主要是使用從下而上層層遞進方式進行的，結構整體呈層狀。其中，資源管理層作為底層基礎，出現在整個虛擬儀器技術結構圖中，資源管理層上部便是IO資源層和儀器驅動層，此時用戶可根據所制定的相關規范，對軟件接口處進行標準定義，方便工作進行，應用程序開發層位于證屬第二層位置，此時用戶可以對應用程序開發曾進行需要定義，結合自身需要和工程需要，對此層虛擬機結構進行調整和改變，從而拓展儀器的使用范圍，增加儀器靈活性和精度，使得儀器使用更貼合本身工程需要。用戶應用程序接口曾作為最頂層程序出現在整個結構圖中，其主要功能是實現下部四層的功能定義，同時方便儀器進行數據輸出和進入，使得虛擬儀器結構資源整體程序得以順利運行[2]。

3 虛擬儀器技術在化工檢測中的應用

3.1 提高工作精度

將虛擬機技術運用于化工檢測作業中，可以大程度提高檢測作業精度，避免人工干擾和環境影響所造成的誤差，提高工作效率。在實際運用虛擬機技術時，相關儀器可以隨時根據系統內運行情況和環境情況的改變隨時進行自動校準和調節，同時將自身儀器和環境所產生的誤差進行數據存儲，在測量過程中及時將影響誤差扣除，避免誤差對后續工作的影響，同時提高工作精度。同時在每次檢測工作開始前，儀器可以根據自身設定的程序，先一步進行自我校準和調節，即在數據輸入以及測量工作開始前，儀器根據自身設定程序和相應工作標準，先將漂移電壓數據誤差進行儲存和記錄，在測量工作完成后，記錄數據時及時將儀器誤差進行扣除，避免誤差對后續測量工作和實驗的影響，將儀器本身誤差降低值最小。同時去儀器可以對所測量的數據進行綜合分析處理，同時，對多組測量數據進行比對和誤差分析，相互校準實驗結果，減少隨機因素，對測量結果的影響，同時還可以將檢測物理單位進行及時轉化，保證數據的統一性和完整性，同時方便后續數據處理和函數結果的得出。

在進行化工檢測化學反應實驗過程中，可以運用化學儀器，從化學實驗角度來進一步提高實驗精確度。現階段進行催化反應實驗時，往往是應用普通儀器進行直接測量得出實驗結果，而前面的條件控制和數據處理則并不能完整清晰地表達出來，此時便導致工作模糊而出現相應誤差，當問題出現時，由于前期條件模糊，相關工作人員無法對工作過程進行切實分析，無法切實知道影響實驗數據準確性的原因具體是哪一步驟造成的，因此只能大量重復實驗來確定造成實驗結果不準的原因具體出在哪一步驟，這不僅耗費了大量的財力和人力，同時還影響了工作效率，降低了工作準確度，對后續檢測工作帶來十分嚴重的影響。而采用虛擬儀器技術來對實驗條件進行控制，不僅能同時輸入大量實驗模擬條件和結果，同時，在進行相關數據處理和分析時，能夠清晰地看到前期工作過程記錄，從而對過程進行數據分析，以便進一步了解前期工作過程中的問題，從而在后續實驗中進行改進，提高工作效率。而在多項催化反應實驗時，利用虛擬儀器技術對實驗進行監測，不僅可以避免長時間實驗對人帶來的傷害，同時還可以不間斷連續進行數據記錄，從而在進行數據分析時，可以使用完整有效的數據進行數據控制，保證數據科學性，提高數據可行性[3]。

3.2 增強檢驗靈活性

化工檢驗工作是相關化工企業的重要工作內容，它不僅影響了化工產品的生產質量，同時還對企業后續發展造成嚴重影響，因此，只有不斷對化工檢測的精確度和靈活性進行提高，保證化工檢驗工作效率，才能在短時間內最大限度地提高企業效益，同時節約成本，使得成本功能被充分發揮，獲得更高品質的化工產品，因此，化工檢驗工作對效率以及靈活性的要求十分高，企業在工作時不斷進行技術改良和產品優化，以提高檢驗過程的靈活度和效率，保證化工企業經濟效益增長的同時，提高產品質量。但傳統化工檢驗環節和傳統化工檢驗方法不能很好地滿足這一條件，傳統化工檢驗方法，從實驗進行開始一直到實驗結束廢物回收利用環節中會同時進行等時間樣的人工取樣分析，也就是說，進行樣本檢測和一定時間段后的樣本分析工作前，需對相關樣本進行預先處理和提純，以保證后續工作順利進行，此時便耗費了大量的時間和人力成本。而在取樣和預處理工作結束后，需根據相應取樣分析結果，對后續實驗進行及時調節，對相關產品的濃度和方案進行優化，以保證檢測工作的順利進行，因此步驟人工干預較多，不能避免會產生較大的人工誤差，因此傳統化工檢驗工作是一個耗時長，復雜且結果可靠性低的困難工作，不僅提高了些成本，同時還不能對檢測結果進行保證，使得檢測工作效率大大降低。而運用虛擬機技術則很好地避免這一問題，在用儀器技術進行具體檢測工作時，可以及時調節儀器來對相關條件進行控制，避免人工操作帶來的誤差，同時儀器的不間斷跟蹤監測、高精度、靈活度等特點不僅很好地提高了數據可靠性，避免相關誤差，同時提高工作效率，保證企業經濟效益[4]。

4 結束語

化工檢測工作是一項十分復雜而精確的工作，對于相關檢測方法和檢測結果的精度要求十分高，而現階段傳統化工檢測方法使用過程中影響因素較多，同時時間較長，在進行檢測工作時，會給后續工作帶來十分嚴重的影響，不僅降低了檢測工作質量，同時也對檢測效率有一定程度的影響，降低企業經濟效益。因此，合理利用虛擬機技術對化工檢測工作進行改革，不斷推進技術創新和技術革新，利用計算機軟件對誤差進行避免，不僅可以提高檢測精度，增強檢驗工作靈活性，同時還大大降低了人工操作的范圍，降低檢測工作時長，給行業發展和工作發展帶來良好影響。