現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展概述

1、現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展概述現(xiàn)代檢測技術(shù)是將電子技術(shù)F光機(jī)電技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理、自動化、控制工程等多學(xué)科融令為一體井綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù).披廣泛應(yīng)用于交通、冶金、電力.建材.化工.機(jī)械尊工業(yè)領(lǐng)域的自動化裝備及生產(chǎn)自動化測控系統(tǒng)中，并且在其它的各個領(lǐng)域中都發(fā)揮著重要的作用隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、社會的日戰(zhàn)進(jìn)步，現(xiàn)代化生產(chǎn)的規(guī)模越來越大，管理的形式和方式管于爹樣性，管理也更加科學(xué)，人們對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)晟的要求也越來越高，這就導(dǎo)致常規(guī)的檢測參數(shù)、檢測手段、檢測儀表難以満足現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的需求.從單參數(shù)測童到多參數(shù)的綜合自動檢測，從一般的參數(shù)值測量到參數(shù)的狀態(tài)估計(jì)，從確定性的測竄到模擁的判斷等，各種新的檢

2、測方法和新的檢測技術(shù)統(tǒng)稱為現(xiàn)代檢測技術(shù)【嘰檢測的發(fā)展和現(xiàn)代檢測技術(shù)*檢測是指在各類生產(chǎn)、科研*試驗(yàn)及服務(wù)等各個較域，以確定被測對象屬性和量值為目的的全胡操作%而王業(yè)化的發(fā)展則對傳統(tǒng)的檢測提出了更高的耍求為了保證生產(chǎn)過程能正常高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中某空重要的工藝參數(shù)如溫度、壓力、流量零)進(jìn)疔嚴(yán)格的控制，基于這樣的理念現(xiàn)代檢測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生.檢測技術(shù)是20世紀(jì)六十年代發(fā)展起來的一門具有廣泛應(yīng)用價值的交叉學(xué)科，近幾十年來.自動控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，并已應(yīng)用到生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域【佩其發(fā)展過程經(jīng)歷了三個階段：(1) 第一階段是依靠人工為主窮通過現(xiàn)場的觀看設(shè)備運(yùn)行的狀奇，感知異常噪音

3、，振動，溫度等,再根據(jù)個人的經(jīng)驗(yàn)判斷可能出現(xiàn)哪種故障或險患(2) 第二階段是信號分析監(jiān)測與診斷階段.由于測St技術(shù)、傳感器技術(shù)和分析技術(shù)的不斷發(fā)長，監(jiān)測技術(shù)也漸漸發(fā)展為利用傳感器和各種測量儀器來收集參數(shù)，通過與正常情況下的參數(shù)對比與分折后，判斷哪里出現(xiàn)故障或隱患(3) 第三階段是現(xiàn)代化狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷階段。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟測量技術(shù)、信號處理技術(shù)的發(fā)展.計(jì)算機(jī)監(jiān)控時代也應(yīng)用而生，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)以及各種軼件技術(shù)實(shí)施對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)疔監(jiān)測122現(xiàn)代檢測技術(shù)的特征(1) 從參數(shù)性質(zhì)上看，在常規(guī)測St技術(shù)難測凰的參數(shù)一般都用現(xiàn)代檢測技術(shù)測盤，對于這類參數(shù)現(xiàn)在還沒有合適的傳感器應(yīng)對，很難實(shí)現(xiàn)常

4、規(guī)意義的測量,且容易受到各種因素的影響，測就誤差大，不能滿足測雖要求國(2) 從應(yīng)用的領(lǐng)域看.在設(shè)備復(fù)雜，過程復(fù)雜等綜合性參數(shù)測量方面如機(jī)械的故障分析油品質(zhì)量的檢測、多相流系統(tǒng)中的流動參數(shù)等，主要用現(xiàn)代檢測技術(shù)來測fi111.對于這樣的被測對象或測量要求，很難用單一傳感器來完成.(3) 從技術(shù)和應(yīng)用方法看，主要利用了新的傳感技術(shù)、傳感器、軟件技術(shù),通過軟件技術(shù)對傳感器輸岀的信號進(jìn)行處理得到特征參量，通過建立傳感器的輸出與待測量Z間的模型，根據(jù)被測址的數(shù)據(jù)獲取待測量的信息.現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的組成現(xiàn)代檢測系統(tǒng)主要用于各種物理或化學(xué)成分等參量的檢測，通常由各種傳感器將非電被測參量經(jīng)倍號處理、數(shù)據(jù)采集、信

5、號顯示并輸出，再加上系統(tǒng)所孫的穩(wěn)壓電源和必要的輸入設(shè)備一起組成一個完整的檢測系統(tǒng)，其各部分關(guān)系如圖1T所示.執(zhí)行器控制及功率放大匸n被測對彖傳感器信號調(diào)理電路數(shù)據(jù)采集信號處理圖1-1現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的構(gòu)成輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備由上圖可知現(xiàn)代檢測系統(tǒng)各部分組成及功能如下：K傳感器能夠感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置稱為傳感器伺.傳感器是檢測系統(tǒng)中與被檢測對彖關(guān)系最密切的部分.傳感器負(fù)賈把被測量作為信號提岀來并絵到信號調(diào)理部分.傳感器作為檢測系統(tǒng)的信號源，其性能的好壞將直接形響檢測系統(tǒng)的精度和其它指標(biāo)(.2、信號調(diào)理信號調(diào)理是指對檢出的信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治鎏幚?信號調(diào)理就是針

6、對傳感器輸出非理想數(shù)據(jù)進(jìn)行合理變換及處理.這部分任務(wù)可以由電路、光路或氣路來完成，但由電路完成居多.完成信號變換的電路就稱為信號調(diào)理電路.對信號調(diào)理電路的要求是：能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換、穩(wěn)定放大、可靠地傳輸信號；信噪比高，抗干擾性能好.3、數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集就是對傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識別的數(shù)字信號的采吳，再將采集的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是，(1) 輸入模擬電壓信號范圍，單位：V：(2) 轉(zhuǎn)換速度(率)單位：次/肌(3) 分辨率，通常以模擬信號輸入為滿度時的轉(zhuǎn)換值的倒數(shù)來表征：(4) 轉(zhuǎn)換誤差，通常捋實(shí)際轉(zhuǎn)換數(shù)值與理想A/D轉(zhuǎn)換器理論轉(zhuǎn)換值之差.4、信號處理信號處理

7、是檢測的核心.是數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代檢測系統(tǒng)對高頻信號和復(fù)雜信號的處理常常需燙增加數(shù)據(jù)傳輸速度和運(yùn)算速度，以及處理高精度的專用高速度數(shù)據(jù)處理器或直接采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，使得信號處理的速度直接影響現(xiàn)代檢測系統(tǒng)問題解析的能力山.5、信號顯示通常檢測系統(tǒng)在信號處理完被測參量的當(dāng)前值后都要送到顯示器作實(shí)時顯示，顯示器是檢測系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)之一，顯示器類型有指示式、數(shù)字式和屛幕式三種.(1) 指示式顯示又稱模擬式顯示.被測參fit數(shù)值大小由光指示器在尺標(biāo)上的相對位置來表示.一般適合于檢測精度要求不高的單參量測量顯示場合.(2) 數(shù)字式顯示以數(shù)字形式直接顯示出被測參量數(shù)值的大小目前，各類檢測儀表

8、和檢測系統(tǒng)越來越多地采用數(shù)字式顯示方式.(3) 屏幕式顯示其實(shí)就是一種類似電腦顯示方法，即具有形彖性，讀數(shù)又方便，又能同時在同一個屏黑上顯示一個或多個被測堂的變化曲線，對數(shù)據(jù)的分析研究更簡單方便其顯示通常需由計(jì)算機(jī)控制，對環(huán)境溫度、濕度等指標(biāo)要求較離.6、信號輸出在正常情況下，檢測系統(tǒng)在信號處理出被測參量的瞬時值后除送給顯示器外，還要把測量值送到控制計(jì)算機(jī)、可編程控制器、打印機(jī)、記錄儀等，從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)打印輸出7、輸入設(shè)備輸入設(shè)備是操作人員和檢測儀表或檢測系統(tǒng)聯(lián)系的另一主要環(huán)節(jié).最簡單的數(shù)字量輸入設(shè)備有開關(guān)、按鈕等。模擬童的輸入與設(shè)置往往需要借助電位器的幫助.霸要說明的是，以上七個

9、部分不是所有檢測系統(tǒng)都具備的，相對一些簡單的檢測系統(tǒng)，只要其中的幾個部分就可以滿足要求，具體構(gòu)成要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要進(jìn)行取舍.現(xiàn)代檢測技術(shù)常用的方法現(xiàn)代檢測技術(shù)常用的方法有以下幾種；1. 先進(jìn)傳感技術(shù)傳感技術(shù)是關(guān)于傳感器原理、結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用的綜合技術(shù).傳感器在檢測系統(tǒng)中處于第一個環(huán)節(jié)，直接測量被測參數(shù)，并將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成易于傳輸?shù)奈锢砹?，通過傳感器獲得信息的正確性直接影響到整個測fit或控制系統(tǒng)的精確性因此，傳感器在檢測系統(tǒng)中具有非常重要的位置，傳感器工作原理是在各種生物效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和物理效應(yīng)基礎(chǔ)上建立的，隨著新材料、新效應(yīng)、新工藝不斷發(fā)展，傳感技術(shù)也隨之發(fā)展.2. 現(xiàn)代信息處理

10、技術(shù)現(xiàn)代信息處理技術(shù)就是對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或變換以獲得某些特征值，并通過獲得的特征值與待測參數(shù)分析比較來得到待測參數(shù)的信息.其常用處理方法有幅域分析方法.時域分析方法和頻域分析方法等.3軟檢測技術(shù)軟檢測技術(shù)就是利用輔助變哥與難以直接測呈的待測變量建立數(shù)學(xué)模型，并通過建立的數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)對主導(dǎo)變雖的測量.所以，軟測員實(shí)際上以現(xiàn)有傳感踞為基礎(chǔ)，以各種計(jì)算機(jī)軟件為核心的一種硬件與軟件相結(jié)合的新測量方法【叫4.數(shù)據(jù)融合技術(shù)數(shù)據(jù)融合技術(shù)就是利用若干個傳感器去完成單個傳感器無法完成或?qū)崿F(xiàn)的測晝.其優(yōu)點(diǎn)包括可以增加檢測的可信度、降低不確定性、改善信噪比、增加對待測量的時間和空間覆蓋程度等。綜合上述幾種檢測技

11、術(shù)常用方法的比較.本文擬采用軟檢測技術(shù)方法來對起重機(jī)液壓平衡閥實(shí)施檢測.現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展趨勢20世紀(jì)60年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和航天技術(shù)的高速發(fā)展，漸漸產(chǎn)生了基于狀態(tài)空間模型的所謂“現(xiàn)代”控制理論U8I9J.隨著新材料、微型計(jì)算機(jī)、機(jī)電一體化、大規(guī)模集成電路等技術(shù)的發(fā)展，大大促進(jìn)了現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展.目前，現(xiàn)代檢測技術(shù)向著高精度和髙可靠性.離集成化和高數(shù)字化、智能化及非接觸式檢測技術(shù)的趨勢發(fā)展，主要待點(diǎn)如下，1. 不斷拓展測量范圍，提離檢測精度和可靠性科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對檢測儀器和檢測系統(tǒng)的性能提出了更高要求，尤其在精度、測量范圍、可靠性等方面要求愈來愈高。2. 傳感器逐漸向奧成化、組合式、數(shù)字化方向發(fā)展大規(guī)模集成技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了傳感器的敏感元件和信號調(diào)理電路的集成，對檢測系統(tǒng)提供了很大的方便.另外一些廠商將多種敏感元件集成于一體,實(shí)現(xiàn)了多種功能的新型組合式傳感器，且研制出能夠直接輸出數(shù)字信號的新型傳感器.3. 重視非接觸式檢測技術(shù)研究由于在正常的檢測系統(tǒng)中