李醒時(shí)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，測(cè)控技術(shù)與儀器已經(jīng)演變成滲透到精密機(jī)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(guó)社會(huì)信息化程度和數(shù)字化程度日益提升的今天，可以說(shuō)，缺乏先進(jìn)的測(cè)控技術(shù)和高端的精密儀器，提升工業(yè)自動(dòng)化、智能化制造的水平顯然是難以實(shí)現(xiàn)的。本文介紹了測(cè)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(cè)控技術(shù)與儀器未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：測(cè)控技術(shù)與儀器;傳感器;應(yīng)用

1.測(cè)控技術(shù)與儀器的具體解讀

1.1測(cè)控

對(duì)于測(cè)控技術(shù)與儀器這一專業(yè)門類，可以將其拆開(kāi)來(lái)看，分別來(lái)弄清這幾個(gè)概念。字典釋義中“測(cè)”就是測(cè)量，“控”就是控制?！皽y(cè)”是指采用各種方法獲得反應(yīng)客觀事物或?qū)ο蟮倪\(yùn)動(dòng)屬性的各種數(shù)據(jù)，并對(duì)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(shí)事物或?qū)ο蟮倪\(yùn)動(dòng)過(guò)程以達(dá)到一定目的。

由此可見(jiàn)，測(cè)量控制一個(gè)是認(rèn)識(shí)事物，另一個(gè)是改造事物，兩者都需要各種手段和方式，這也即是說(shuō)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)所涵蓋的知識(shí)體系必然與機(jī)械、光學(xué)等多個(gè)學(xué)科相互融貫，有較強(qiáng)的綜合性。

1.2技術(shù)

字典釋義中技術(shù)就是關(guān)于勞動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)力。測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)為國(guó)家各項(xiàng)科技項(xiàng)目，各行各業(yè)提供基本制造，研究的設(shè)備與儀器，其對(duì)技術(shù)上的要求自然會(huì)很高。機(jī)械、光學(xué)、電子信息等各方面的知識(shí)點(diǎn)都會(huì)被應(yīng)用到儀器設(shè)備的研發(fā)、制造和生產(chǎn)中來(lái)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(jiǎn)單理解為觀察測(cè)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(shí)踐與生產(chǎn)活動(dòng)中，要觀察、測(cè)量、控制的量越來(lái)越多。儀器儀表儼然成為一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)，在支持科技進(jìn)步的同時(shí)為生產(chǎn)生活提供重要保障，見(jiàn)表1。

2.日常工業(yè)生產(chǎn)中的主要應(yīng)用

2.1測(cè)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(gè)方面是測(cè)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(jiǎn)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(cè)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(cè)，爐內(nèi)焦，礦層厚度，風(fēng)口檢測(cè)，冷熱風(fēng)溫度，載氣流量和壓力監(jiān)測(cè)，料面形狀等等。其中需要進(jìn)行自動(dòng)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(jī)控制，煤氣凈化控制。

2.2測(cè)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(kāi)采還是加工都離不開(kāi)測(cè)控技術(shù)的支持。煤炭轉(zhuǎn)化，加工更離不開(kāi)自動(dòng)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(cè)量?jī)x，檢測(cè)瓦斯含量?jī)x器，塵粉檢測(cè)儀，礦井大氣參數(shù)和氣候條件檢測(cè)儀，礦井環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。不僅如此，在煤炭焦化加工過(guò)程中，在很多環(huán)節(jié)中也要用到檢測(cè)與自動(dòng)控制技術(shù)。其中主要測(cè)量?jī)x表有以下四類：（1）原料煤性狀的檢測(cè);（2）燃燒過(guò)程中的檢測(cè);（3）爐體狀態(tài)的檢測(cè);（4）焦炭品質(zhì)與熄焦過(guò)程的檢測(cè)。在整個(gè)煤炭工藝中，幾乎所有程序都是自動(dòng)控制過(guò)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(cè)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(shí)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(duì)生產(chǎn)連續(xù)性的嚴(yán)格要求等特點(diǎn)，化工工程中控制的自動(dòng)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(yùn)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(shí)代更多地以計(jì)算機(jī)控制代替簡(jiǎn)易人工操作，改善勞動(dòng)條件等方面來(lái)考量，化工自動(dòng)化將在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)成為發(fā)展的趨勢(shì)，而測(cè)控技術(shù)在其中則扮演著重要的角色?；み^(guò)程中常見(jiàn)測(cè)控儀表與裝置包括溫度壓力等檢測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)控制系統(tǒng)分為燃燒、給水和氣溫控制三個(gè)部分。燃料部分實(shí)時(shí)監(jiān)控的部分包括燃料量檢測(cè)，爐膛安全監(jiān)測(cè)，風(fēng)煤比例控制爐膛壓力監(jiān)測(cè)，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(guò)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(jī)末級(jí)帶水，在保障安全性的同時(shí)盡可能地提高熱力循環(huán)效率。

2.5測(cè)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(shí)也具備了機(jī)械、生物、光學(xué)等多學(xué)科綜合交叉的特點(diǎn)。醫(yī)學(xué)上一共包括6大類圖像儀器：檢測(cè)儀器、檢驗(yàn)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(duì)其的要求也相應(yīng)很高。隨著電子信息技術(shù)和先進(jìn)機(jī)械技術(shù)的引進(jìn)，藥品工藝越來(lái)越先進(jìn)，醫(yī)療儀器一再創(chuàng)新。比如，壓片機(jī)可以瞬間將原材料壓成藥片形狀，并且產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)都嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)。此外，對(duì)藥品成分分析監(jiān)控與檢測(cè)裝置一體化，在提高了藥品生產(chǎn)率的同時(shí)大大增加了藥品可靠性和質(zhì)量。

3.結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)在精密測(cè)量?jī)x器方面與國(guó)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(cè)量?jī)x器嚴(yán)重仰賴國(guó)外進(jìn)口，這是我國(guó)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(guó)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(jī)遇期，迎頭趕上，鑿除中國(guó)自主創(chuàng)新的尖端精密測(cè)控儀器，為我國(guó)工業(yè)和科創(chuàng)的發(fā)展提供強(qiáng)勁的動(dòng)力。

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