王錫鋼 安海驕 于勁竹 / 天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院

圖像傳輸與控制技術(shù)在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中的應(yīng)用

王錫鋼 安海驕 于勁竹 / 天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院

0 引言

各種不同原理的流量計(jì)廣泛用于貿(mào)易結(jié)算、能源計(jì)量、過(guò)程控制、環(huán)境保護(hù)等方面，并發(fā)揮了重要的作用。為保證流量?jī)x表的準(zhǔn)確可靠，同時(shí)根據(jù)不同種類的流量?jī)x表特點(diǎn)，建立不同工作原理的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)裝置。按照檢定介質(zhì)的分類，通?？煞譃樗?、氣、油三種常規(guī)裝置。由于在實(shí)際工作中，不同相的介質(zhì)也會(huì)在管道中同時(shí)存在，因此也有兩相流流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和多相流流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。

1 現(xiàn)有裝置的控制模式

流量標(biāo)準(zhǔn)裝置主要是由控制系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)組成，常規(guī)的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，操作臺(tái)和測(cè)量管道是在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，分開不同房間的。如果是一人獨(dú)立使用試驗(yàn)設(shè)備的情況，操作的步驟如下：儀表測(cè)量人員首先要將被測(cè)儀表安裝在測(cè)量管道上，通過(guò)加緊裝置進(jìn)行安裝，然后要回到設(shè)備操作室進(jìn)行試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，如密封性測(cè)試、儀表輸出信號(hào)是否穩(wěn)定。如果出現(xiàn)密封不嚴(yán)或無(wú)信號(hào)等情況，需要再次返回夾表臺(tái)位進(jìn)行重新安裝與調(diào)試，這個(gè)過(guò)程中需要占用大量的時(shí)間。

目前實(shí)驗(yàn)室會(huì)配備兩名試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)喊話或使用對(duì)講機(jī)等方式進(jìn)行溝通，及時(shí)對(duì)流量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量前的調(diào)整工作。

以本單位液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為例，需要兩名測(cè)量人員通過(guò)對(duì)講機(jī)的方式進(jìn)行溝通，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置操作方式

2 圖像傳輸與控制技術(shù)的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸與控制技術(shù)有了飛躍的進(jìn)步，現(xiàn)有軟件程序已經(jīng)允許使用移動(dòng)設(shè)備（如平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等）查看計(jì)算機(jī)端的應(yīng)用與內(nèi)容，并可進(jìn)行部分控制軟件的操作。

利用現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)，通過(guò)在裝有控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上安裝圖像傳輸?shù)能浖?wù)器，在移動(dòng)設(shè)備上安裝該軟件的客戶端，通過(guò)無(wú)線WIFI進(jìn)行數(shù)據(jù)交接，然后使用移動(dòng)設(shè)備對(duì)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行操作。為減少測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，使用該方法對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行了改進(jìn)。圖2是安裝軟件后，測(cè)量人員使用移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操作的實(shí)例。

通過(guò)圖2可以看出，在不離開試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的條件下，一名試驗(yàn)人員完全可以對(duì)流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行操作與控制，同時(shí)也能第一時(shí)間對(duì)突發(fā)狀況進(jìn)行處理（如發(fā)生漏水，被測(cè)儀表無(wú)信號(hào)等情況）。

為驗(yàn)證此方法的可行性，使用一臺(tái)液體渦輪流量計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)操作流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，然后再通過(guò)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。

試驗(yàn)方法是按照J(rèn)JG 1037- 2008《渦輪流量計(jì)》的試驗(yàn)步驟進(jìn)行4個(gè)流量點(diǎn)的測(cè)量。試驗(yàn)完成后，關(guān)閉操作程序，使用移動(dòng)設(shè)備再次進(jìn)行試驗(yàn)。兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1、表2。

通過(guò)對(duì)比兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在相同的試驗(yàn)條件下，兩組數(shù)據(jù)基本一致（考慮到流量參數(shù)本身是一個(gè)變化的量，每?jī)纱卧囼?yàn)都不會(huì)有完全相同的結(jié)果）。

圖2 應(yīng)用新技術(shù)后的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置操作方式

表1 計(jì)算機(jī)操作流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的試驗(yàn)

表2 移動(dòng)設(shè)備操作流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的試驗(yàn)

3 結(jié)論與發(fā)展方向

使用計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，在每一個(gè)流量點(diǎn)數(shù)據(jù)基本保持一致，證明使用移動(dòng)設(shè)備操作裝置對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響。

1）利用無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)接收、發(fā)送和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

目前，裝置的各種信號(hào)經(jīng)過(guò)采集后匯總到控制器，控制器與工控機(jī)通過(guò)串口連接，顯示數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在工控機(jī)中；另一方面，試驗(yàn)人員通過(guò)操作工控機(jī)向控制器發(fā)送指令，并由后者將指令轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)控制裝置?；诒疚奶岢龅姆椒ǎ蛇M(jìn)一步打破有線連接模式，利用無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備與控制器的通信，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備直接接收和存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并控制標(biāo)準(zhǔn)裝置，這樣不僅節(jié)省了工控機(jī)的設(shè)備成本，還擴(kuò)大了試驗(yàn)人員的活動(dòng)范圍，提高了工作效率。

2）數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與延時(shí)性

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸與控制技術(shù)的實(shí)時(shí)性較好，其延時(shí)基本無(wú)法用肉眼察覺，但減小延時(shí)仍是控制方法的重要發(fā)展方向，可采用算法優(yōu)化、加入補(bǔ)償器等方法實(shí)現(xiàn)。

3）一臺(tái)移動(dòng)設(shè)備同時(shí)操控多臺(tái)裝置

現(xiàn)在一臺(tái)移動(dòng)設(shè)備只能控制一臺(tái)裝置，今后可研究升級(jí)版程序，實(shí)現(xiàn)使用移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)切換不同裝置操作界面的功能，這樣能極大地節(jié)省設(shè)備成本。

4）在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

該技術(shù)不僅可應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)裝置的控制，還可移植到其他工業(yè)控制領(lǐng)域。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸與控制技術(shù)應(yīng)用在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上獲得了令人滿意的結(jié)果，并且有較大的發(fā)展空間，在后續(xù)研究中將繼續(xù)深入探討。

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