压力仪表自动检测系统的集成与研究

殷德佳,王东风

（华北电力大学,河北　保定　071000）

压力仪表自动检测系统的集成与研究

殷德佳,王东风

（华北电力大学,河北保定071000）

摘要：传统压力仪表检测基于人工监测和控制，容易受到人为因素的影响作用，造成一些不良的后果。而采用压力仪表自动监测系统，结合先进的压力传感技术、图像处理技术，以及高精度光学设备模拟人的视觉方式，能够及时迅速的接收设备的状态信息，并且具有数据读取准确、方便的优势，确保设备的安全运行。

关键词：压力传感；自动检测；系统集成

1　压力仪表自动检测技术的应用

压力检测系统一个方面要求在测量压力的过程中随着设备的工作状态变化而变化；另一方面，压力自动检测系统对设备本身压力及各个辅助设备件所受压力均有个极限值，超过了这个极限值，系统会进行声光报警。基于这些功能需求，压力自动检测系统主要由测量硬件部分和软件部分来实现。其中硬件部分主要是采集设备运行状态的压力信号，并采用结果信号处理设备将信号进行处理、放大、模数转换，将转化后的模拟信号通过传输设备传递到页面显示端进行数据的实时显示，操作员读取相关的数据，并在终端操作系统上进行操作等[2]；系统的软件部分主要包括针对信号的处理以及控制功能，对各单元制电路进行协调管理。同时，为系统提供一个操作平台，满足各个功能的实现，为系统提供一个强大的数据库，如 SQL Server 或者 MySQL，满足系统对数据处理的能力。

2　压力仪表自动检测技术的需求

2.1功能需求

压力仪表检测系统在进行压力测量时具有重复性的特征，系统测量的目的是通过读取压力表的参数来判断设备运行状态是否正常，对于一整套成熟的压力仪表测量系统来讲，能否进入市场应用，必须要满足国家规定的市场准入条件，同时，整个系统集成了计算机技术、数据、图像处理技术、光学技术等，实现人工智能与图像处理一体化应用。尽管系统最终是实现与人工相同的功能，但整个过程却并不相同，压力仪表检测系统实现的主要功能包括：

（1）仪表拍照。提取压力仪表的图像信息，在任意时刻获得精确度较高的仪表图像。

（2）自动读数。对仪表上的图像进行信息提取，将图像刻度信息转换成对应的数值。

（3）检测结果。分析所获得的数据，判定压力检测仪表的质量，并作出评定。

2.2性能需求

仪表自动检测系统的一个基本功能就是对设备的压力信息进行监测，因此，在监测过程中，需要满足以下性能要求：

（1）响应速度。压力检测系统在每次压力测量过程中，从开始测量到数据读取，应该在1s内执行完成；

（2）信息吞吐量。对于应用于大规模检测的系统，所配置的数据库应该至少能够容纳近3个月的数据存储；同时，基于系统的运行空间应该低于 2GB。

（3）安全性。整个系统运行要安全、高效。

（4）适应性。压力仪表自动监测系统应该能够在普通应用环境下运行，不应对应用条件提出更高的限制条件。

2.3用户需求

压力仪表自动检测系统不仅应该满足自身性能方面的需求，同时，为了满足实际生产应用与用户体验方面的要求，需要同时具备以下几点：

2.3.1先进性

压力仪表自动检测系统应用先进的图像模式识来作为核心技术来代替人工读表操作以及数据自动判读，有效提供数据读取、分析的精确度和效率。

2.3.2扩展性

系统应该具备很强的功能可扩展性，能够对各种不同的功能模块进行自由组合，并且系统在进行开发设计时要预留出各种不同类型的功能接口，有效提高系统后期的可拓展性。

2.3.3规范性

系统在采集了相关的数据、指标后，应该能够提供内容精确详实的在线监测报告。

2.3.4高度自动化

系统应该具备高标准的自动化特性，实现对检测点数据、未知的测量，并能够对错误信息进行预警和记录，便于操作员进行操作。

2.4数据需求

系统数据的输入为设备运行条件下的标准压力值，而数据的输出主要包括了两种不同的格式数据：（1）仪表原始图像信息的提取，提取的图像信息通常按照一定的格式来进行命名，方面后续数据的查阅与分析，主要为“仪表型号+日期+压力值+顺序号”形式；（2）通过对仪表指针上读取相关的实数数据，并以压力仪表的精确度为参照对象，确定测量的数据是否符合相关标准，并进行存储。

3　压力仪表自动检测测量形式

压力仪表自动检测系统的一个主要部分就是通过传感器来对设备的压力进行检测、收集，当前采用较多的压力检测方法主要有两种。

3.1直接测量法

该种测量方法采用的器件主要为指针式压力表[3]。该类型的压力表采用的是具备高强度的弹性敏感元件，因而在工业控制以及技术测量方面得到了非常广泛的应用，但是，指针式压力表只能够对机械设备的瞬时压力进行测量，不能够及时进行数据记忆与过程分析，因而，对于一些需要需要监测瞬时压力的设备，采用指针式压力表并不适合。

3.2间接测量法

间接测量法将薄膜、悬臂梁类之类的高精度弹性贴布置在相应的受力点上，构成完成的测量电路，当设备压力发生变化时，相应的弹性贴会随着发生变形、振动以及位移。基于弹性贴的机械变形使整个测量电桥电路形成一个不平衡电势，通过与弹性贴连接的位移、变形传感器将所收集到的机械变形信号转化成与之对应的电量信号，再通过信号A/D 转换、放大、处理器将获得的信号显示在液晶显示面上，从而完成数据的测量。

4　结语

压力仪表自动检测系统被广泛应用与工程建设中，并取得了非常好的效果，同时，智能化、网络化、信息化技术的发展进一步促进了压力仪表自动检测系统的进步，保证了系统在实际应用过程中的及时性、高精确度以及功能可拓展性。

参考文献：

[1]龚雄文.指针式仪表自动读数的研究及应用[D].广州：广东工业大学,2007：1-39.

[2]戴亚文,王三武,李金龙.基于图像处理技术复杂仪表的自动识别[J].计量技术 , 2003（03）：33-35.

[3]何智杰,张彬,金连文.高精度指针仪表自动读数识别方法 [J].计算机辅助工程,2006（03）：9-12.