过程检测仪表

过程检测仪表（精选12篇）

过程检测仪表 篇1

1 转炉干法除尘工艺流程

干法除尘系统由蒸发冷却器、静电除尘器、轴流风机、干式切换站、放散烟囱和煤气冷却器几部分组成。

转炉烟气通过汽化冷却烟道进入蒸发冷却器, 在蒸发冷却器内, 采用雾化喷嘴用高压蒸汽将水雾化后冷却烟气, 部分粉尘在水雾的作用下团聚沉降, 形成的粗灰通过链式输送机输送到粗灰仓, 冷却后的烟气通过管道进入电除尘器, 电除尘器采用高压直流脉冲电源捕集剩余的细粉尘, 将其通过电除尘器下的链式输送机输送到细灰仓。经过电除尘器的烟气进入切换站进行切换, 合格的烟气经过煤气冷却器降温后进入煤气柜, 不合格的烟气通过放散烟囱点火装置燃烧放散。

2 干法除尘控制系统软硬件配置

PLC系统为西门子S7-400系列可编程控制器, 主CPU为S7-400, 采用功能强大的PCS7软件包进行软件开发, 以实现计算机对干法除尘系统的在线检测、控制、调节和诊断。监控机采用WINCC7.0组态软件, 用于编制生产过程流程图, 显示设备的运行状态, 对烟气量、炉口压力、蒸发冷却器入口和出口温度、风机转速等重要工艺参数进行实时监控, 制作历史趋势图, 完成故障报警、报表打印, 进行数据设定和操作显示等工作, 完成人机对话。

3 过程检测仪表及研究

过程检测类仪表根据检测位置和功能的不同, 具体监测点包括以下几部分:蒸发冷却器进出口K型热电偶、喷水量控制调节阀、炉口微差压表、电除尘器出口文丘理管差压表测流量、煤气分析仪。这几个关键的监测点证明了干法除尘系统的核心控制理念, 即控制温度、控制湿度、控制烟气量、控制煤气回收。

3.1 蒸发冷却器温度

3.1.1 控制过程分析

为了保证进入电场的烟气温度、湿度和含带的粉尘量, 蒸发冷却器的温度控制是干法除尘过程控制系统的第一个重要环节。在PLC中计算注入的水量及其蒸发冷却器出口温度的设定点, 通过喷水量调节阀来控制蒸发冷却器出口的温度。

在生产过程中, 转炉烟气经过汽化冷却烟道进入蒸发冷却器的温度和离开蒸发冷的温度过程值均由2只K型热电偶提供。作为关键检测点之一, 在设计之初便采用2只热电偶测温度再取平均值的方式来保障测量温度的真实性和可靠性, 并且将2只热电偶的差值引入提枪条件中。如果温度检测不准时, 将无法针对转炉冶炼状态为喷水控制模型提供计算水量的准确值。由此可见, 温度检测对蒸发冷功能组的控制十分重要。

3.1.2 改进方式

在实际生产过程中发现, 2只热电偶存在差异的主要原因是安装位置的不同。由于转炉汽化冷却烟道的直径在3 m以上, 管道走向问题使2只热电偶受热不均匀, 并且转炉烟气中含有大量的粉尘, 致使热电阻的黏灰情况存在差异, 所以, 导致检测温度有所不同, 甚至出现热电偶损坏导致测量结果错误的情况。出现这种情况的主要原因在于控制系统不稳定。

因此, 为了保证转炉的正常冶炼, 在PLC程序中对控制方式进行优化, 即对热电偶状态进行判断, 发现任何一支热电偶出现异常, 就要继续采用正常的测量值作为喷水控制计算的依据, 不再取其平均值。同时, 故障报警要提示相关工作人员尽快处理故障, 在故障处理完之前, 不允许继续冶炼下一炉钢。这样做, 能够保证本炉钢完成正常的冶炼, 避免出现吹炼中断回炉等情况。

3.2 干法除尘烟气流量

3.2.1 控制过程分析

在转炉冶炼阶段, 不同的干法除尘系统会有不同的烟气流量与之对应, 并且在炼钢过程中, 会根据转炉冶炼时的状态实时调节风机风量, 以保证转炉所产生的烟气可以被及时抽走。吹炼过程中的烟气量同样是一个PID动态调节的过程。而实际流量的关键检测点是炉口微压差和除尘器出口文丘理管差压测流量。当过程检测值与设定值存在差异时, 会使风机调速不稳定, 造成速度波动, 进而影响整个系统的稳定性。

3.2.2 改进方式

实际情况证明, 炉口微差压和差压表测流量测量不准的关键原因在于取样管道的堵塞造成取样不准。在生产过程中, 转炉会出现喷溅等情况, 并在炉口处会产生大量的含尘烟气, 而引发这种情况的原因是在炉口形成正压, 粉尘进入取样管道将其堵塞, 另外, 汽化烟道漏水也是造成管道堵塞的原因之一。同样, 除尘器出口在回收时出现憋压和泄爆等情况, 产生这种情况的原因是正压使粉尘堵塞取样管道。因此, 为了清理取样管道, 在取样管道上引入一路压缩空气, 并装配气动切断阀门, 将阀门控制引入到干法除尘的控制系统中, 将其作为一个自动吹扫装置在非生产阶段对管道进行自动吹扫, 让取样管道能够通畅采集到真实的压力数据, 以供流量PID的调节需要。

3.3 煤气回收控制

3.3.1 控制过程分析

煤气回收控制的关键点在于分析仪的稳定性和可靠性。在生产过程中, 要检测CO的浓度值和O2的浓度值, 当其达到回收标准即可进行回收操作。同时, 将CO和O2的混合浓度值作为转炉冶炼的安全关键点引入提枪条件中, 当混合浓度超标时, 停止冶炼。因此, 当分析仪提供的数据不准确时, 会影响煤气的回收情况, 造成资源的浪费, 甚至影响生产。

3.3.2 改进方式

在一般情况下, 气体分析仪采用的都是激光分析仪, 生产过程中产生的烟气粉尘会影响激光的透过率, 并且让探头黏灰, 进而影响测量的准确性。针对这种情况, 在探头处引入一路N2作为吹扫气源, 用以保持探头的清洁。同时, 将煤气成分分析作为关键测量点, 在此处安装两套分析仪, 控制程序中设定的参与控制值为两套分析仪的平均值。当其中一套分析仪出现故障时, 取另一套正常数值参与控制, 这样可靠性便有了双重保证。

4 结束语

如果说PLC是干法除尘控制系统的大脑, 那么, 过程检测仪表则是大脑的眼睛和耳朵。干法除尘系统运行的稳定性取决于这些关键点的测量是否准确、可靠。用心维护过程检测仪表对干法除尘系统甚至整个转炉冶炼系统都是至关重要的。

摘要：干法除尘过程控制系统中有大量的检测、测量类仪表, 其过程值的可靠性和稳定性直接决定了干法除尘系统的运行情况。就过程检测仪表对干法除尘系统的影响和相应的优化措施进行简要探讨。

关键词：干法除尘,检测仪表,系统控制,过程参数

参考文献

[1]颜作平.浅析圆筒型静电除尘器 (ESP) 高压电场控制系统[J].涟钢科技与管理, 2013 (2) :13-16.

[2]邹波, 杨智, 孙鹏.PLC在转炉烟气干法除尘系统的应用和深入研究[M].北京:冶金工业出版社, 2011.

过程检测仪表 篇2

水质样品检测过程质量控制

介绍了水质样品检测过程质量控制的`作业技术和活动:样品类型或基体组成信息的采集;分析方法、预处理方法的选用及测量方式的确定;实施各种质量检验技术对检测过程的监视;不合格质量指标的原因分析及纠错.

作 者：李跃奇 王怀柏 张永平作者单位：黄河水利委员会水文局,郑州,450004刊 名：水利技术监督英文刊名：TECHNICAL SUPERVISION IN WATER RESOURCES年，卷(期)：17(6)分类号：X502关键词：质量控制 检验 纠错 精密性 准确性 分析方法 预处理方法 测量方式

公路施工过程中试验检测分析 篇3

【摘 要】试验检测贯穿于公路工程施工的整个过程，是保证工程施工质量的关键环节。本文首先阐述了公路工程试验检测的主要内容，然后就其重要性进行分析，最后根据目前试验检测工作中存在的问题进行探讨，提出加强公路工程试验检测工作的几点建议。

【关键词】试验检测；工程质量；质量验收

为响应国家政策的号召，在大多数地区进行修筑公路，高等级公共路的热潮，在整体的工程建设行业，一些公司为了争夺项目投标，节省工程的开支等一些不确定的目的，在加紧赶工期的实施质量上，针对工程施工中的各个工序的试验检测以及技术手段的利用等施工方案的确定没有一定的科学依据，多是采用多年的施工经验进行干工程，在加上一些相关的领导没有重视，导致一些重要的工程项目事故发生。例如桥梁坍塌、路基破坏、公路缺陷等相应的工程施工质量问题着实令人堪忧。究其原因，最终还是施工单位在施工过程中对施工技术的控制的质量问题引起的，一些小型的施工单位主要在价钱上压到别人之后，质量控制意识薄弱，导致了工程事故的发生。一些较大的工程项目，虽检验施工质量的设备齐全，在真正施工过程中，由于工程的紧张而忽略了对工程的整体施工控制。例如施工个别地段出现松散的材料进行填筑，压实未达到工程实际要求；在施工放样中，基层的设桩备料的过程中，由于石灰的对方时间过长，没有充分的消解完毕，在该做的试验却没有做。而且相对的，在记录结果的阶段总是以经验和感觉来说事，并没有真正把数据的字眼方在应有的位置。对于含水量的控制，在碾压整平过程中没有加以控制，没有达到最佳含水量，而压实度的结果显示也是没有达到设计的要求。因此，在其他的工程施工中，该作的试验也是没有做，都忽略不计。这样也导致了新建的公路的试运营期间多出现大面积的坑槽、龟裂的情况的原因。

基于以上的叙述，为了适应我国的高等级公路建设的发展需要，完善施工中出现的工程施工中的工程质量问题，加强质量管理，并制定一些措施法规确保我国的公路建设质量的整体提高。下文的整体叙述中主要围绕公路工程的试验检测的方向进行分析，从整体的检验工作进行相应的确定措施及途径，并针对检验手段的各个途径进行相应的分析，最终保证工程的质量提高的目的。

1.加强工程试验检测工作的必要性

公路工程的试验检测工作是保证工程施工质量的保证工作，也是在公路工程建设实施的过程中科学管理的正确实施手段，在公路工程试验检测的实施过程中，对于工程的施工质量以及工程建成的事故鉴定等也起到了重要的作用。工程的各个工序的质量好坏必须依靠着试验检测的这种手段得以实现。公路建设的过程中的试验检测工作的重要性主要表现在以下几个方面：

（1）充分利用试验检测的材料进行检验，充分利用相关的材料进行就地取材，保证建设用地材料的质量控制。在整体的施工技术控制上有利于将工程施工材料的整体操控进行规整，最终保证工程新工艺的控制标准。

（2）通过对施工过程中的试验检测，可有利于对施工中的新的技术与新的施工方法进行相应的控制，这样也为工程的新的施工工艺的质量检验起到了一定的作用。这样也可以鉴别新材料、新技术的试验检测，为工程的施工积累了一定的经验教训。

（3）通过试验检测，可以使用科学的方式进行相应的原材料的整体控制，对于半成品的材料质量的好坏，也有了一定的质量裁定标准。对于施工准备工作中的材料的整体的质量评定标准进行有效地控制，从而评定产品是否合格。

（4）通过试验验收检验的工作步骤，可以针对工程的质量的好坏有一个良好的控制，包括竣工的整体控制以及竣工后的评定验收情况。

2.提高工程的整体的质量控制措施

2.1健全法规，完善工程管理制度

虽然我国的法规制度已经在整体的公路行业有一定标准，但在公路建设的检验部门的整体的控制标准还是有所推进作用。为了保证公路建设行业的健康发展，对公路检验的试验流程以及施工检验的法规依据都需要加强完善，这样保证公路建设单位的有法可依。

2.2提高检测人员的整体素质

由于我国的各地的整体的施工单位的水平不一，在公路检验的人员也存在着不均，因此，针对工程中的一些人员素质底，学非所用的情况进行相应的分析，针对当前的试验检测队伍的整体的控制进行分析，将相对的整体的工程进行管理，保证工程的整体的施工情况，打造高素质化水平的业务水平。

2.3建立整体的质量保障体系

在公路建设的各个管理部门，各级部门的质量管理想都要相互监督，各司其职。按照统一的质量第一的工程建设的方针政策，切实可行的进行相应的控制措施，保证试验检测的整个质量控制流程的系统化和合理化，加强质量管理的整体的监督工作，监理期三级管理的质量保障体系，分工合作，最终一一落实的质量管理的整体管控。

3.施工过程中质量检测的质量控制

3.1施工材料的控制

在工程中所需要的工程的原料、半成品材料（砂石、水泥、钢筋、预制构件等），按照有关的试验检验的规程进行相关的试验检验标准，在检验合格后才能在工程上使用。不合格的严禁流入施工现场。这只是针对施工准备材料的常规性检查，而针对一些特殊的才来哦，进行一些非常规性检查，才能确定材料的整体质量水平。对于一些施工方的实验报告、产品的证明等都要依据一定的技术水平进行相应的检验。尤其是新产品新工艺的采用上，都要按照工程施工的合格的范围内进行试验检验，保证在合格后才能使用，禁止施工方的盲目施工。

3.2施工控制参数的控制

在整体的施工中的控制参数的理解，一般就是指导工程施工，控制工程施工质量的关键。在整体的填土的含水量以及分层压实的压实度、最大干密度的控制是控制压实质量的关键参数，这些直接影响着路基工程的质量，所以在整体的控制参数的确定上，应严格对待，消除在整体的施工参数的控制上的试验精确度，确保试验数据的准确性和可靠性。

3.3现场施工过程质量控制

在整体的工程施工中，质量的控制主要是施工单位的简单检查、监理抽检以及试验检验部门的监督工作等环节。因此，对于施工方监理一套完善的试验检测制度，打造施工的实验室，并配置相关的设施。专人负责，检查自检的整体的制度控制。真正的落实事前、事中、事后的整体的试验监管制度，保证整体的试验检测的过程。及时抽检、及时评定、发现问题的时候，及时解决。

3.4各施工阶段的质量验收

在整体的公路工程建设的质量验收的环节上，各个工序的质量验收情况直接影响着工程的下一阶段的质量控制的集中体现。因此，对于公路工程建设的质量验收情况进行阶段性的总结，坚决以实验检验的数据说话，在保证各项工程质量的质量后，保证工程的整体质量管控。

4.结束语

浅析过程控制仪表与过程控制系统 篇4

如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节, 控制对象输出的被控变量 (T P L F等) , 经变送、转换成相应的信号, 送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较, 将偏差值进行一定运算后, 发出信号控制执行单元的动作, 将阀门开大或关小, 改变控制量, 直到被控变量与给定值相等。

2、控制系统的工作原理

2.1 液位控制系统

图中, 检测变送器检测到水位高低, 当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时, 调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀, 使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。

2.2 温度控制系统

它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时, 通过温度仪表测得的变化, 并将其信号送至调节器与给定值进行比较, 调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀, 改变蒸汽量维持出口温度。

2.3 流量控制系统

它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时, 流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件, 把孔板上、下游的差压接至差压变送器, 将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较, 流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀, 改变阀门开度, 就调整了管道中流体的阻力, 从而影响了流量, 使流量维持在设定值。

自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下:

3、控制系统的分类

由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展, 使得控制系统具有各种各样的形式, 但总的来说分为两大类, 即开环和闭环控制系统。

3.1 开环控制

这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系, 当设定值变化时, 操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制, 即所谓前馈控制, 如图:在蒸汽加热器中, 若负荷为主要干扰, 如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系, 当扰动出现时, 操纵变量随之变化。

3.2 闭环控制系统

系统的输出 (被控变量) 通过测量、变送环节, 又返回到系统的输入端, 与给定信号比较, 以偏差的形式进入控制器, 对系统起控制作用, 整个系统构成一个封闭的反馈回路, 这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。

4、结语

通过上面论述表明, 自动化程度的完善就等于生产力的提高, 虽然先期阶段增大了投资费用, 然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约, 其特点十分显著, 其取得的收益远远大于先期的投入。

参考文献

[1]李树伟.有关自动调控的一些看法[J].石油化工环境保护, 1994, (1) :55-57.

核酸检测采样过程注意事项 篇5

为规范核酸检测采样程序，降低交叉感染风险，温馨提示广大市民参加核酸检测采样过程中请注意以下事项。

1、前往核酸采样点尽量选择步行。

2、为避免影响检测结果，采样前请勿吸烟、喝酒或嚼口香糖。

3、为提高采样效率，请大家提前准备好健康码，根据现场工作人员安排，主动出示并按顺序录入信息。

4、在采样前后都要正确、规范佩戴口罩，不要把口鼻露出来，不要在中途随意取下或将口罩拉到下巴处。排队时要保持一米线距离，不扎堆、不聚集，不要与人交谈。

5、采样过程中，前面的受测者结束后不要立即上前，更不能马上取下口罩张嘴等候采样。应该是在保持安全距离的基础上，待采样人员完成双手消毒，拿出新棉签后，迅速上前脱下口罩，屏住呼吸，张嘴采样，取样结束后立刻戴好口罩。

6、不要用手直接接触采样人员及其操作台上的物品，更不要把钥匙、手机、身份证等任何物品寄放在台面上。

7、采样完成后应立即离开采样点，避免在采样点周围吐痰、呕吐。

过程检测仪表 篇6

【关键词】生产过程;仪表;故障

一、生产过程自动化仪表系统故障的判断思路

由于生产操作管道化、流程化、全封闭等特点，尤其是现代化的企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表密切相关，工艺人员通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器的压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常，产品的质量是否合格，根据仪表指示进行加量或减产甚至停车。仪表指示出现异常现象（指示偏高、偏低，不变化，不稳定等），本身包含两种因素：一是工艺因素，仪表正确的反映出工艺异常情况;二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外，还需熟悉测量系统中每一个环节，同时，对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性应有所了解。

总之分析现场仪表故障原因时，要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化，这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析，检查原因所在。

二、四大测量参数仪表控制系统故障分析步骤

1.温度控制仪表系统故障分析步骤：

温度控制仪表系统故障，首先要注意两点：该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制;该系统仪表的测量往往滞后较大。

（1）温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。

（2）温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象多为控制参数PID调整不当造成。

（3）温度控制仪表系统指示出现大幅缓慢的波动很可能是由于工艺操作变化引起的，如当时工艺操作没有变化则很可能是仪表控制系统本身的故障。

（4）温度控制系统本身的故障：分析步骤：检查调节阀输入信号是否变化，输入信号不变化调节阀动作，调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀定位器输入信号是否变化，输入信号不变化，输出信号变化，定位器有故障;检查定位器输入信号有变化，再查调节器输出有无变化，如果调节器输入不变化，输出变化，此时是调节器本身的故障。

2.压力控制仪表系统故障分析步骤

（1）压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。

（2）压力控制系统仪表指示出现死线，工艺操作变化了压力指示还是不变化，一般故障出现在压力测量系统中，首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象，不堵，检查压力变送器输出系统有无变化，有变化，故障出在控制器测量指示系统。

3.流量控制仪表系统故障分析步骤

（1）流量控制仪表系统指示值达到最小时，首先检查现场检测仪表，如果正常，则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小，则检查调节阀开度，若调节阀开度为零，则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小，调节阀开度正常，故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障，原因有：孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。

（2）流量控制仪表系统指示值达到最大时，则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小，如果流量能降下来一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来，则是仪表系统的原因造成，检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。

（3）流量控制仪表系统指示值波动较频繁，可将控制改到手动，如果波动减小，则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适，如果波动仍频繁，则是工艺操作方面原因造成。

4.液位控制仪表系统故障分析步骤

（1）液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时，可以先检查检测仪表看是否正常，如指示正常，将液位控制改为手动遥控液位，看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围，则故障在液位控制系统;如稳不住液位，一般为工艺系统造成的故障，要从工艺方面查找原因。

（2）差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时，首先检查现场直读式指示仪表是否正常，如指示正常，检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏，重新灌封液，调零点;无渗漏，可能是仪表的负迁移量不对了，重新调整迁移量使仪表指示正常。

（3）液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时，首先要分析液面控制對象的容量大小，来分析故障的原因，容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化，如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。

三、结束语

通过对生产过程中仪表故障判断思路的论述及相应的仪表故障处理，说明了怎样在生产过程中检查和处理仪表的故障，对怎样处理和判断仪表常见故障提供了一种工作思路和方法。由于仪表检测与控制过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理生产过程中仪表故障，是仪表维护人员必须具备的能力。只有在工作实践中不断的学习、不断的总结经验，这样才能提高自己的工作能力和业务水平。

参考文献

[1]厉玉鸣.化工仪表及自动化（第3版）.化学工业出社，1999.

过程检测仪表 篇7

日前, 西门子发布了大流量校准装置, 可校准的流量仪表管径范围为0.6～2.2m, 最终可实现最大范围3.0m的测量范围。新款质量流量计SITRANS FC 430配置了超紧凑传感器, 安装方便、响应迅速, 并且拥有世界首个通过SIL3认证的系统, 使用更加安全;超声波物位计SITRANS LUT 400的亮点在于其±1mm的精确度, 并实现了一贯高性能的新一代声智能技术, 此外它还配置了快速启动向导和4个按钮的组态功能, 其节能算法也能帮助客户降低运行成本, 而且该物位计还便于安装、操作简单。

过程检测仪表 篇8

1 自动化仪表内涵

自动化仪表在化学生产过程中具有很重要的作用, 它是在生产过程中对检测、显示、控制等一类仪器的总称。通过自动化仪表可以提高化工生产的机械化生产, 促进生产的效率。相对传统的人工操作, 机械自动化能够更好的协调各部分工作关系, 进而保证化工生产过程的稳定运行。同时, 现在的自动化仪表具有实时监控的功能, 可以对化工生产进行有效的监控作用, 避免危险情况的发生。另外, 在生产的过程中, 自动化仪表可以实现自动的调节, 这样就能很好的保证了化工生产。

2 自动化仪表在化工工业生产中的作用

2.1 数据记忆和处理

相对原先的化工仪表, 现在的自动化仪表可以实现数据记忆和储备的功能, 能长久的记录各项仪器的工作情况。使用自动化仪表后, 不仅可以记录前面一部分的工作信息, 同时也实现了对现在仪器工作情况的记录和保存。而且仪表可以对记录两组数据实行比较, 一旦发现有生产问题的出现, 就会自动做出相应的调节。在化工生产的过程中会伴随着很多的信息、数据转换和处理, 自动化仪器可以实现及时的处理, 保证各仪器之间高效协调的工作。这样就能够相应减少生产额外的负担, 保证化工生产高校有序的进行。

2.2 可视编程作用

目前, 化学生产过程中使用的自动化仪表都具有可视编程的作用, 结合计算机网络的功效, 生产工作者可对自动化仪器进行程序编辑。同时在实际的生产过程中, 生产者需要提前进行测试, 确定达到生产的标准时, 再对自动化仪器进行编程。可视编程能够独自完成对数据的处理和控制, 不需要多添加其他的辅助仪器。另外, 相对传统的仪器, 自动化仪器外形则更加的轻小, 使用的过程也更加的便捷方便。因此, 自动化仪器的可视编程功能在实际的生产中具有非常重要的作用, 需要充分的利用。

2.3 计算功能

现在自动化仪表都配有微型的计算机, 可以实现复杂数据的处理。在实际的化工生产过程中, 工作者只要将得到的数据输入到自动化仪表中。在短时间内, 仪表会自动的进行数据的检测和对比, 保证数据结果的精确性。目前, 仪表中经常使用的是加减乘除的计算公式, 在数据处理的过程中, 工作者只要给出相应的数据范围, 就可以实现对数据快速的处理。同时, 通过计算机处理的数据, 可以充分保证了数据的精准, 有效避免数据错误情况的出现。

3 仪表不同类型及选择

3.1 温度仪表

温度仪表是用来对物体冷热程度进行测量的, 在化学工业生产过程中具有重要的作用。温度仪表根据测量温度大小, 可以分为高温计和温度计。高温计一般是用来测量温度大于600℃以上的物体, 而一般低于600℃都用温度计进行测量。另外, 温度计根据用途可以分为标准仪表和实用仪表。根据测量方式可以分为接触式温度计和非接触式温度计。在温度仪表的选择上面, 需要根据实际情况的进行选择。如石油化工温度仪表的选择, 在就地指示的温度仪表上, 最好的选择就是使用金属温度计。这种温度计的测量范围是在-80℃到500℃之间, 精度等级达到了1.0左右。而对于那些测量精度要求不高的, 可以选择一般的温度仪表进行测量, 但也需相应的注意各种仪表的型号选择。

3.2 压力仪表

压力仪表在化工工业生产的过程中, 主要是用来测量压力这个物理参数的。压力作为生产过程中的重要影响因素, 是指气体或液体垂直均匀作用在单位面积上的力。在实际化工生产中, 对于压力仪表的选择, 需要十分注意。一般情况下, 对于不同压力的介质, 需要使用不同压力仪表。当然这其中还跟介质粘度存在着一定的关系。例如, 面对粘度较高的液体介质时, 可以采取隔膜式或者膜片式压力表, 而面对更高粘度且成为固体颗粒状的介质时, 则一般采用的是法兰膜片式压力变送器。另外, 工作者在面对有剧烈震动场合的介质时, 就应该使用数字压力变送器来测量压力的大小。所以, 自动化压力仪表的选择需要根据实际情况进行选取, 这样才能充分保证测量的精准性。

3.3 流量仪表

在化工生产过程中, 流量仪表的使用一般是用来液体的提纯, 同时为了进行更好的操作和生产, 需要对流量进行相应的测量和控制。流量仪表的出现就是为了更好实现流量测定, 根据结构原理不同, 流量仪表大致可以分为容积式流量计、差压式流量计和速度式流量计三大类。其中速度式流量计主要是通过利用流过某一管道液体的速度来使流量计异形叶轮旋转起来, 液体流速越快, 流量计异形叶轮就旋转的越快, 从而转数也就越多。速度式流量计就是应用转数和流量之间的正比例关系来进行流量的测量。而差压式流量计则是通过计算管道中的节流装置前后两次受到的压力差来进行流量测量的, 这其中也是充分应用了压差和流量的函数关系。同时, 对于流量仪表的选择也要考虑液体介质粘度。如对于粘度较高的液体, 可以采用容量式流量计, 而对于粘度很小的介质则需采用涡轮流量计。

3.4 液位测量仪表

液位测量仪表主要适用于对液体液位和液面进行测量, 在化学生产的过程中, 因为测量结果跟测量物体的形状有着很大的关联。因此, 在测量过程中需要应用液位测量仪进行测量。目前, 液位测量仪应用最多的是在石油化工行业。在石油化工行业中, 工作者选择液位测量仪需要根据被测介质的温度、压力等各方面因素。例如当工作者面对轻质油是可以采取玻璃板液位计, 当面临被测介质是原油时则可以考虑应用浮球液位计。就实际情况而言, 一般的就地液位指示是采用玻璃板液位计。但在其他的情况, 如测量液位颜色比较深的时候就不适合使用液位计。所以, 液位测量仪选择时, 需要根据实际情况进行选取, 不可盲目的应用。

3.5 化学生产过程分析仪表

对于化学生产过程分析仪表的选择, 需要对生产工艺和介质非常熟悉, 知道生产过程中需要注意的地方及介质所具有的特殊属性。同时, 对于其他存在的因素和限制条件也要充分的了解。在实际应用中, 过程仪表使用之前需要进行取样和预处理装置的准备工作。通过这些前期的准备, 可以充分保证分析测量仪在使用过程中的正确性, 从而提高化学生产效率。

4 结论

自动化仪表在化学自动化生产过程中具有积极的作用, 可以有效促进化工产业的快速发展。同时, 石油化工中仪表自动化问题也是非常复杂的系统, 对于仪表的选择需要考虑很多的因素。为了能够准确选取各种测量仪表, 本文简要介绍了自动化在化学生产中的作用, 并对各种自动化仪表进行了简单的分类和介绍, 期望可以帮助工作者更好进行仪表的选择, 从而促进化学工业健康发展。

摘要：随着社会生产力提高, 我国各行业都得到了快速的发展, 特别是化工生产行业。近几年来, 仪表自动化的应用, 更是加快了化工工业的发展, 在化工自动化生产中占有非常重要的地位。结合仪表的相关概念和在生产过程中发挥的作用, 对自动化仪表进行了一个分类和选择, 期望通过这些能给化工生产过程中仪表自动化的选择提供一些实质性的帮助。

关键词：化工工业,仪表自动化,仪表选择

参考文献

[1]卞正岗.石油化工工业自动化仪表及系统[J].中国仪器仪表, 2013, (2) :20, 22-25.

[2]丁秋琴, 姜盈盈.探讨现代化工仪表及化工自动化的过程控制[J].化工管理, 2014, (23) :179.

过程检测仪表 篇9

关键词：压力容器,照相,成像,层析,射线,检测

压力容器安全检测主要是针对容器焊接质量方面, 包括材料坡口、焊接接头内部、表面开口等方面。常采用的无损检测方法包括:红外线检测、磁记忆检测、磁粉检测、漏磁检测、涡流检测、超声检测和射线检测。其中, 对焊接接头内部缺陷以及对于热交换器类焊缝无损探测往往采用射线检测技术。射线无损检测技术是指利用容器材料内部因存在缺陷而产生对光电反应的物理变化, 在不损伤被测对象前提下, 达到探测部件内部及表面的质量缺陷的目的。

1 射线检测工艺原理

射线检测即是指根据光衍射特性, 利用高能X射线或γ射线对材料进行照射, 对其晶体结构进行扫描分析的技术。由于材料缺陷处物质结构与周围不一样, 引起射线强度变化, 从而可以明确缺陷位置及性质。

2 适用范围

射线检测方法适用于压力容器或接管焊接缝内部缺陷的检测, 使用的射线探伤设备包括X射线探伤机、γ射线源和高能X射线。主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测, 采用射线检测的多层包扎压力容器和球形容器通常采用Lr-192等同位素进行γ射线照相。此外, 射线检测也常用于压力容器检验中对超生检测发现缺陷的复验, 以进一步确定缺陷的性质, 其中射线照相检验技术可以得到高质量图像, 为缺陷返修提供较为准确的依据。

射线检测技术包括照相检测技术、实时成像检测技术、层析检测技术。

(1) 焊缝射线检测-射线照相检测照相检验即射线透射过被检测对象, 射线能量被成像板吸收储存, 产生阴影, 形成图像, 黑度较大的即为缺陷影像。设备包括射线源、胶片、金属增感屏三个方面。检测对象针对设备外形、材质、壁厚、接头、焊缝。我们知道, 为了得到高质量的图像, 对于厚度小于80mm的钢可采用电压为450kv的X射线机, 兆伏级射线机适用于厚度大于80mm的钢。目前国内γ射线照相检测技术通常采用Yb、Ir、Co、Se四种同位素放射源。使用材料厚度具体参数见表1:

在射线胶片方面, 应按照具体胶片系统参数分类。金属增感屏常采用铜屏或者不锈钢材料。

焊缝射线照相检测技术的灵敏性和准确性受到工艺参数和图像质量参数两方面的影响。当然射线照相本身具有局限性, 例如对于交叉部位焊缝, 对压力容器易产生裂纹缺陷, 而射线照相检测图像质量不高, 效果不明显, 故存在漏洞。目前数字成像技术 (非胶片射线照相技术) 的应用在一定程度上对此有所弥补。

射线照相应用于压力容器安全检测已有较长历史, 一般来说较为可靠。但是, 在灵敏度等方面依然需要提升和完善, 因为其灵敏度对影像成像质量具有重要影响。

(2) X射线实时成像法的应用为了能够准确的实时检测压力容器的安全隐患, 快速动态的及时确定被检测对象的质量, X射线实时成像法的应用与传统照相检测技术相比具有重要优势。随着小、微焦点X射线技术的发展, 计算机技术的更新换代, X射线实时成像系统呈现数字化, 灵敏性和可靠性都有较大提高, 在某些方面, 取代传统胶片照相法似乎已成必然趋势。如图1所示为目前常用的射线实时成像系统, 在锅炉压力容器以及气瓶对接焊缝在线检测方面应用广泛, 其中直线阵列型和图像增强型是较为流行的成像检测系统。

根据目前我国制定的国家标准GB 17925-1999《气瓶对接焊缝X射线实时成像检测》可知, 一些高能实时成像检验系统已经普遍应用于大厚度工件检测。例如图像增强实时成像系统广泛应用于蒸汽锅炉安全、汽车轮轴焊缝以及液化气钢瓶焊缝检测等。

(3) 射线层析检测技术-康普顿散射成像检测技术射线层析检测技术适用于精密构件与特殊构件的检测, 通过计算机辅助成像技术, 通过射线扫描成像得到每一层平面的相关物理信息, 经过转换成像, 实现对层面的检测。射线层析检测技术目前研究不如以上两种技术较为广泛, 通常来讲, 微焦点实时扫描成像技术可以得到层析图像。如图2所示为层析检测图像。

3 射线检测值得注意的问题

射线检测技术的发展和应用普遍集中在射线照相和实时成像两方面, 在射线照相技术的一些技术参数方面要根据目前以及未来科技进步的动态及时修改和规定, 例如, 根据JB/T 4730-2005标准可知, 国家在射线照相技术等级、黑度接受范围、K值范围等方面又做重新规定。随着我国制造水平提高, 技术标准要与国际接轨, 技术路线主要参考体系以欧美为标准。安全控制方面, 如防止辐射污染等, 射线检测相对其他检测技术具有一定局限性。在具体细节方面, 如对像质计和其适用的被测对象材料范围都需根据需要灵活调整, 具体可参见JB/T4730.2-2005标准。

4 结语

本文概述了三种射线检测技术在压力容器安全检测的应用, 即射线照相检测技术、射线实时成像系统和射线层析检测技术。在未来射线无损检测发展趋势中, 新的技术, 例如, NDT计算机射线检测、数字化X射线实时检测、小型低成本且灵敏性较高的X射线摄像机将进一步大规模应用于射线检测。在压力容器安全无损检测技术中, 射线检测是其中应用较为广泛方法之一, 虽然得到实际的检验认证, 具有较好的灵敏性和可靠性, 但是依然存在自身局限性, 需要和其他无损检测方法配合使用。就射线检测自身而言, 设备需要不断完善和更新, 以实现更强大的压力容器安全检测功能。

参考文献

[1]关卫和, 阎长周, 张保中, 齐杰, 陈建玉, 谷杰.我国压力容器行业TOFD检测技术的应用和进展[J].无损检测, 2010, 12 (209) :961-965+983.

[2]张万岭, 祁永刚, 严宇, 杨建龙, 王金柱.压力容器对接焊缝超声波检测[J].煤矿机械, 2013, 2 (34) :241-243.

过程检测仪表 篇10

1 样品的采集/抽样

当样品采集/抽样作为检测工作的一部分时, 应当对采/抽样工作进行有效的控制。

(1) 抽样检测是一种风险检测, 抽样人员在抽样时应依据相关规定掌握科学方法, 一是如何从批中抽取样品, 即采取什么样的“抽样方式”;二是应从批中抽取多少个单位产品, 即应取多大的“样本大小”;三是如何根据样本的质量数据判定批是否合格, 即怎样预先规定“判定规则”。

不同的领域有不同的抽样方法。在生产领域, 国家、行业、地方等各级标准规定了连续批和不连续批的抽样方法。在产品监督检查工作中, 国家质量技术监督局规定了产品的监督检查抽样方法。没有相关技术规范或者标准的, 检验机构应根据统计方法制订抽样计划, 即以简单随机抽样为前提。

(2) 样品采集/抽取过程中应注意选择正确的采/抽样工具, 如无菌采样, 准备无菌器具, 按无菌采样程序操作;如采集全血样本, 则需使用含EDTA的抗凝管;样品的数量应满足检测需要, 如需备样, 应加倍采集;对采集的样品及时进行标识, 不得混淆。

(3) 采/抽样时应有记录, 记录内容应清晰、明确、具体。记录应该包括所用的抽样方法、时间、地点、采/抽样位点、抽样人及被抽样单位的识别确认, 环境条件 (如果相关) , 必要时有采/抽样位置的图示或照片等、封样的部位、数量、方法等。抽样记录是原始记录之一, 是今后发生纠纷时追溯性的重要依据。

2 样品的运送

样品采集后, 应在检测要求中规定的送检时限内送达实验室, 运输过程中要妥善保存和安全运输, 确保样品的完整性, 应根据样品的状态、特性和检测要求选择合适的包装形式、保存方式和运输工具, 避免样品在运输过程中损坏和变质。

3 样品的接收

检验检测机构应对检验检测样品设有专人负责接收、检查、标识、登记、贮存、流转。

(1) 采集/抽样检测的样品的接收。样品接收人员应根据采集单/抽样单的记录内容与检测要求对样品的包装、状态、数量、检测项目、检测方法、判定依据等检测信息进行审核, 并检查封条的完整性及有效性, 正确填好样品交接单, 贴上样品唯一性标识, 及时将样品传递至检验室。

(2) 委托检测的样品的接收。对于委托检测, 应与委托人办理委托手续, 要求委托人认真填写委托单, 并查看样品状态是否完好, 委托单检测信息是否齐全。如委托人有特殊要求, 应报请技术主管进行合同评审。当对样品是否适合于检验检测有疑问或样品与所提供的说明不符时, 或者当委托人要求的检验检测规定得不够详尽时, 接收人员应仔细询问委托人并进行记录。如有分包项目应告知并事先取得委托人的书面同意。

(3) 检验人员对样品的接收。检验人员在接收样品时, 应对样品及检测信息进行二次审核, 并判断检测项目与检测依据是否可行, 如有偏差应当场提出, 要求立即纠正, 情况严重可拒收样品, 直至完全符合检测要求为止。

4 样品的标识

检验检测机构应建立样品的唯一标识系统, 确保样品在接收部门、检验部门等所有检测过程中自始至终不与其他样品混淆, 并实现样品的可追溯性。除编号标识外, 还应有状态标识, 如待检、在检、检毕或是留样, 表明该样品的流转状态。如样品在检测机构之外传递时 (如分包) , 同样要做好唯一性标识。

5 样品的贮存

样品贮存应分类、分区存放, 标识清晰, 方便查找, 环境设施要与样品及检测要求相符, 样品室应通风、防潮、控温、清洁等, 可根据需要配备样品架、冰箱冰柜、空调、除湿机等, 对要求在特定环境下贮存的样品, 应做好记录。当样品及其部件需妥善保存时, 应有贮存和安全的措施, 对于价值昂贵的样品, 更需保险、防盗。样品室应有专人管理, 限制出入。

6 样品的处置

检测完毕的样品达到相关规定的贮存期限后, 方可处置。对于客户需取回的样品, 在保存期满的前三天应提前告知客户, 如果逾期不取, 经报批后, 可由样品管理员处置。样品的处置应安全, 防污染, 符合环境和健康的要求。

检验检测机构应制定上述各环节的样品质量管理程序, 并保持样品在检验检测机构整个周期内的流转记录, 以备核查。

参考文献

过程检测仪表 篇11

关键词：磁粉检测 设计 三方联动

一、课程设计思路

按照“以职业定岗位、以岗位定能力、以能力定课程”的思路，重构课程体系。笔者所在学院以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，对典型的工作任务进行分析，得出完成典型工作任务对应的职业能力，并结合国家、行业企业技术标准的要求，开发基于工作过程的课程体系。学院推行任务驱动、项目导向的教学模式，实施“教学做一体化”教学方式，与企业合作，以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，以“三方联动、引产入教、四个对接”的人才培养模式改革为引导，通过教学内容的重构和重组，构建基于工作过程的课程体系。

1.根据人才需求调研及岗位工作活动分析确定焊接质量检测技术专业职业岗位群

在对企业进行人才需求调研的基础上，学院对焊接质量检测技术专业毕业生的就业岗位进行调研，形成焊接质量检测技术专业对应的岗位群。选择焊接质量检测技术专业职业领域的关键岗位，参照国家及行业企业职业标准，制定专业人才培养目标。

2.以岗位定能力

针对焊接质量检测技术专业岗位群及岗位进行能力开发。根据我国原劳动和社会保障部《国家技能振兴战略》，学院把人的能力分成专业特定能力、行业通用能力和职业核心能力三个层次，构建本专业能力体系。依据岗位职责和国家职业标准，对每个岗位进行能力分析和分解，确定行动领域和学习领域。

3.以能力定课程

笔者围绕焊接质量检测技术专业岗位工作需要的专业特定能力和行业通用能力培养，以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，重构基于工作过程的课程体系，并将素质教育纳入职业核心能力的培养，渗透在教学过程中。

4.教学模式与教学方法改革

在专业核心课程教学中，笔者探索和实践以典型工件的磁粉检测任务为载体的“任务驱动、项目导向”的教学模式，实施“教学做”一体化教学方式。改革教学方法和课程组织形式，实施案例教学法、角色扮演法、小组讨论法等教学方法。

二、学习情境设计

笔者以职业标准为依据，企业需求为导向，职业素质为核心，基于工作过程和工作任务，设计教学单元，根据对典型工作任务的分析，确定课程的学习情境。

1.学习情境的设计内容

学习情境的设计主要包括：（1）为学习情境设计具体学习任务。（2）确定具体的学习任务与学习情境的界限。（3）详细描述学习任务。（4）确定各学习任务的教学时间分配。（5）确定学习目标及评价标准。（6）确定具体的学习内容。（7）确定教学条件和环境要求。（8）设计教学实施方案。确定每一个具体的教学环节，可用“教学流程”的形式描述整个教学过程（表格或图形），内容包括专业能力和关键能力、教学方法和组织形式、可能出现的突发事件和可供选择的教学媒体与学习资料等。课程内容设计方案见下表。

项目名称学习内容学习目标课内实践学时

项目一磁粉检测基础1.磁粉检测物理基础；

2.磁化方法；

3.磁化电流掌握有关磁粉检测的基础8

项目二磁粉检测设备、器材、试块磁粉检测设备；

磁粉及磁悬液；

磁粉检测标准试块掌握有关磁粉检测的设备、器材、试块8

项目三磁粉检测应用1.轴向通电法磁粉检测；

2.中心导体法（偏置芯棒法）磁粉检测；

3.线圈法对轴类工件检测；

4.支杆法对铸件磁粉检测；

5.磁轭法对焊缝的磁粉检测；

6.复合磁化法对焊缝的检测；

7.剩磁法对筒形内螺纹工件的磁粉检测1.能够进行各种检测方法对典型工件检测工艺的制定

2.能够进行检测操作34

项目四磁痕分析与质量评级1.磁痕分析；

2.结合JB/T4730.4—2005进行质量分级能够对磁痕进行识别、测量和质量分级6

三、建立课程评价体系

工学结合一体化课程的建设体现在课程设计、实施和评价整个过程。课程评价体系是一个能够向有关人员连续反馈课程运行情况信息、识别获得成功的潜能、尽早发现问题并保证及时调整的系统化工具。

磁粉检测技术课程的评价体系由两部分组成：一部分是内部评价，即由学校及其教师进行评价；另一部分是外部评价，即由企业及外部专家进行评价。课程评价体系的建立主要是设计内部评价与外部评价的评价指标，评价指标的设计包含学生在学生过程中基本知识的掌握、职业技能、团队合作能力、过程能力等。外部评价以企业的评价、专家的评价、社会的评价为切入点，综合反馈学生对课程的学习能力。

评价体系的框架：一是内部评价体系。教师评学生、学生评教师、小组互评、教学督导评价教师、学习任务完成情况进行分项目考核。二是外部评价体系。企业对毕业生的评价、职业技能考核结果评价、专家评价。

（作者单位：渤海船舶职业学院）endprint

摘 要：按照基于工作过程的课程开发设计理念，以工作任务为线索=确定课程设置、以职业技能鉴定为参考=强化技能训练、以典型工作任务为载体——设计教学活动、以职业能力为依据——组织课程内容，对磁粉检测技术课程进行开发设计。

关键词：磁粉检测 设计 三方联动

一、课程设计思路

按照“以职业定岗位、以岗位定能力、以能力定课程”的思路，重构课程体系。笔者所在学院以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，对典型的工作任务进行分析，得出完成典型工作任务对应的职业能力，并结合国家、行业企业技术标准的要求，开发基于工作过程的课程体系。学院推行任务驱动、项目导向的教学模式，实施“教学做一体化”教学方式，与企业合作，以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，以“三方联动、引产入教、四个对接”的人才培养模式改革为引导，通过教学内容的重构和重组，构建基于工作过程的课程体系。

1.根据人才需求调研及岗位工作活动分析确定焊接质量检测技术专业职业岗位群

在对企业进行人才需求调研的基础上，学院对焊接质量检测技术专业毕业生的就业岗位进行调研，形成焊接质量检测技术专业对应的岗位群。选择焊接质量检测技术专业职业领域的关键岗位，参照国家及行业企业职业标准，制定专业人才培养目标。

2.以岗位定能力

针对焊接质量检测技术专业岗位群及岗位进行能力开发。根据我国原劳动和社会保障部《国家技能振兴战略》，学院把人的能力分成专业特定能力、行业通用能力和职业核心能力三个层次，构建本专业能力体系。依据岗位职责和国家职业标准，对每个岗位进行能力分析和分解，确定行动领域和学习领域。

3.以能力定课程

笔者围绕焊接质量检测技术专业岗位工作需要的专业特定能力和行业通用能力培养，以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，重构基于工作过程的课程体系，并将素质教育纳入职业核心能力的培养，渗透在教学过程中。

4.教学模式与教学方法改革

在专业核心课程教学中，笔者探索和实践以典型工件的磁粉检测任务为载体的“任务驱动、项目导向”的教学模式，实施“教学做”一体化教学方式。改革教学方法和课程组织形式，实施案例教学法、角色扮演法、小组讨论法等教学方法。

二、学习情境设计

笔者以职业标准为依据，企业需求为导向，职业素质为核心，基于工作过程和工作任务，设计教学单元，根据对典型工作任务的分析，确定课程的学习情境。

1.学习情境的设计内容

学习情境的设计主要包括：（1）为学习情境设计具体学习任务。（2）确定具体的学习任务与学习情境的界限。（3）详细描述学习任务。（4）确定各学习任务的教学时间分配。（5）确定学习目标及评价标准。（6）确定具体的学习内容。（7）确定教学条件和环境要求。（8）设计教学实施方案。确定每一个具体的教学环节，可用“教学流程”的形式描述整个教学过程（表格或图形），内容包括专业能力和关键能力、教学方法和组织形式、可能出现的突发事件和可供选择的教学媒体与学习资料等。课程内容设计方案见下表。

项目名称学习内容学习目标课内实践学时

项目一磁粉检测基础1.磁粉检测物理基础；

2.磁化方法；

3.磁化电流掌握有关磁粉检测的基础8

项目二磁粉检测设备、器材、试块磁粉检测设备；

磁粉及磁悬液；

磁粉检测标准试块掌握有关磁粉检测的设备、器材、试块8

项目三磁粉检测应用1.轴向通电法磁粉检测；

2.中心导体法（偏置芯棒法）磁粉检测；

3.线圈法对轴类工件检测；

4.支杆法对铸件磁粉检测；

5.磁轭法对焊缝的磁粉检测；

6.复合磁化法对焊缝的检测；

7.剩磁法对筒形内螺纹工件的磁粉检测1.能够进行各种检测方法对典型工件检测工艺的制定

2.能够进行检测操作34

项目四磁痕分析与质量评级1.磁痕分析；

2.结合JB/T4730.4—2005进行质量分级能够对磁痕进行识别、测量和质量分级6

三、建立课程评价体系

工学结合一体化课程的建设体现在课程设计、实施和评价整个过程。课程评价体系是一个能够向有关人员连续反馈课程运行情况信息、识别获得成功的潜能、尽早发现问题并保证及时调整的系统化工具。

磁粉检测技术课程的评价体系由两部分组成：一部分是内部评价，即由学校及其教师进行评价；另一部分是外部评价，即由企业及外部专家进行评价。课程评价体系的建立主要是设计内部评价与外部评价的评价指标，评价指标的设计包含学生在学生过程中基本知识的掌握、职业技能、团队合作能力、过程能力等。外部评价以企业的评价、专家的评价、社会的评价为切入点，综合反馈学生对课程的学习能力。

评价体系的框架：一是内部评价体系。教师评学生、学生评教师、小组互评、教学督导评价教师、学习任务完成情况进行分项目考核。二是外部评价体系。企业对毕业生的评价、职业技能考核结果评价、专家评价。

（作者单位：渤海船舶职业学院）endprint

摘 要：按照基于工作过程的课程开发设计理念，以工作任务为线索=确定课程设置、以职业技能鉴定为参考=强化技能训练、以典型工作任务为载体——设计教学活动、以职业能力为依据——组织课程内容，对磁粉检测技术课程进行开发设计。

关键词：磁粉检测 设计 三方联动

一、课程设计思路

按照“以职业定岗位、以岗位定能力、以能力定课程”的思路，重构课程体系。笔者所在学院以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，对典型的工作任务进行分析，得出完成典型工作任务对应的职业能力，并结合国家、行业企业技术标准的要求，开发基于工作过程的课程体系。学院推行任务驱动、项目导向的教学模式，实施“教学做一体化”教学方式，与企业合作，以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，以“三方联动、引产入教、四个对接”的人才培养模式改革为引导，通过教学内容的重构和重组，构建基于工作过程的课程体系。

1.根据人才需求调研及岗位工作活动分析确定焊接质量检测技术专业职业岗位群

在对企业进行人才需求调研的基础上，学院对焊接质量检测技术专业毕业生的就业岗位进行调研，形成焊接质量检测技术专业对应的岗位群。选择焊接质量检测技术专业职业领域的关键岗位，参照国家及行业企业职业标准，制定专业人才培养目标。

2.以岗位定能力

针对焊接质量检测技术专业岗位群及岗位进行能力开发。根据我国原劳动和社会保障部《国家技能振兴战略》，学院把人的能力分成专业特定能力、行业通用能力和职业核心能力三个层次，构建本专业能力体系。依据岗位职责和国家职业标准，对每个岗位进行能力分析和分解，确定行动领域和学习领域。

3.以能力定课程

笔者围绕焊接质量检测技术专业岗位工作需要的专业特定能力和行业通用能力培养，以典型工件的磁粉检测工作任务为载体，重构基于工作过程的课程体系，并将素质教育纳入职业核心能力的培养，渗透在教学过程中。

4.教学模式与教学方法改革

在专业核心课程教学中，笔者探索和实践以典型工件的磁粉检测任务为载体的“任务驱动、项目导向”的教学模式，实施“教学做”一体化教学方式。改革教学方法和课程组织形式，实施案例教学法、角色扮演法、小组讨论法等教学方法。

二、学习情境设计

笔者以职业标准为依据，企业需求为导向，职业素质为核心，基于工作过程和工作任务，设计教学单元，根据对典型工作任务的分析，确定课程的学习情境。

1.学习情境的设计内容

学习情境的设计主要包括：（1）为学习情境设计具体学习任务。（2）确定具体的学习任务与学习情境的界限。（3）详细描述学习任务。（4）确定各学习任务的教学时间分配。（5）确定学习目标及评价标准。（6）确定具体的学习内容。（7）确定教学条件和环境要求。（8）设计教学实施方案。确定每一个具体的教学环节，可用“教学流程”的形式描述整个教学过程（表格或图形），内容包括专业能力和关键能力、教学方法和组织形式、可能出现的突发事件和可供选择的教学媒体与学习资料等。课程内容设计方案见下表。

项目名称学习内容学习目标课内实践学时

项目一磁粉检测基础1.磁粉检测物理基础；

2.磁化方法；

3.磁化电流掌握有关磁粉检测的基础8

项目二磁粉检测设备、器材、试块磁粉检测设备；

磁粉及磁悬液；

磁粉检测标准试块掌握有关磁粉检测的设备、器材、试块8

项目三磁粉检测应用1.轴向通电法磁粉检测；

2.中心导体法（偏置芯棒法）磁粉检测；

3.线圈法对轴类工件检测；

4.支杆法对铸件磁粉检测；

5.磁轭法对焊缝的磁粉检测；

6.复合磁化法对焊缝的检测；

7.剩磁法对筒形内螺纹工件的磁粉检测1.能够进行各种检测方法对典型工件检测工艺的制定

2.能够进行检测操作34

项目四磁痕分析与质量评级1.磁痕分析；

2.结合JB/T4730.4—2005进行质量分级能够对磁痕进行识别、测量和质量分级6

三、建立课程评价体系

工学结合一体化课程的建设体现在课程设计、实施和评价整个过程。课程评价体系是一个能够向有关人员连续反馈课程运行情况信息、识别获得成功的潜能、尽早发现问题并保证及时调整的系统化工具。

磁粉检测技术课程的评价体系由两部分组成：一部分是内部评价，即由学校及其教师进行评价；另一部分是外部评价，即由企业及外部专家进行评价。课程评价体系的建立主要是设计内部评价与外部评价的评价指标，评价指标的设计包含学生在学生过程中基本知识的掌握、职业技能、团队合作能力、过程能力等。外部评价以企业的评价、专家的评价、社会的评价为切入点，综合反馈学生对课程的学习能力。

评价体系的框架：一是内部评价体系。教师评学生、学生评教师、小组互评、教学督导评价教师、学习任务完成情况进行分项目考核。二是外部评价体系。企业对毕业生的评价、职业技能考核结果评价、专家评价。

过程检测仪表 篇12

电解加工(electrochemical machining,ECM)过程中,如果工具电极和工件之间的加工间隙过小,则电解产物、电解热等难以排出,加工电流会发生明显的波动,加工过程变得很不稳定,最终将跳变到短路状态, 导致工具和工件电极损坏,甚至会毁坏加工电源。因此,实时检测加工状态,维持稳定的加工过程非常重要。加工间隙与加工过程的状态和稳定性密切相关,对加工间隙进行检测和控制是提高电解加工精度、保证加工质量的关键。

电解加工的间隙检测技术分为直接采样和间接控制两种。直接采样测量的方法精度高,但加工过程中需要多次暂停加工以测量间隙,加工效率不高[1]。间接控制以能够反映间隙变化的参数为检测控制对象,如电压、电流和电导率等,还有采用阴极表面的力信号作为检测对象的[2,3]。德国Fritz-Haber研究所采用纳秒脉冲宽度的微能电源实现了微米尺度的电解加工,从而使其成为微细加工领域的重要发展方向[4]。纳秒脉冲微细电解加工的加工间隙只有几微米,与常规电解加工数百微米或几毫米的加工间隙有显著差别,如采用上述测控方法会产生很大误差。德国科研人员采用了电化学测试系统的三电极体系,利用参比电极和辅助电极检测电极电位来控制电化学反应过程,该试验系统较为复杂,不适于加工应用。

本文针对超短脉冲电解加工极间间隙小、加工过程的稳定性和加工精度难以控制的问题,根据微细电解加工的特点及要求,构建了微细电解加工的检测及控制系统,设计了LabVIEW加工控制程序,采用霍尔电流传感器实时检测加工状态,保证加工过程的稳定性;并利用纳秒脉冲电源、酸性电解液以及两步法短路对刀定位等技术,实现了微细结构的电解加工。

1 微细电解加工的检测及控制系统

1.1 加工控制系统构成

微米尺度的电解加工与常规电解加工虽然都是利用阳极金属材料的电化学反应,实现工件材料的溶解去除,但在加工条件、过程状态以及控制系统方面都有很大区别[5]。为实现加工间隙只有几微米的微细电解加工,对加工设备有严格的要求:机床本体应具有良好的刚性及隔振性能,运动进给及安装定位能精确控制,加工过程可实时在线检测。本研究中采用的加工设备由机床本体、运动进给、加工电源、电解液循环以及检测和控制系统等部分构成。控制系统是实现这些要求的核心,试验研究中微细电解加工的控制系统如图1所示。

工具电极装夹在加工机床的主轴上,由Z轴步进电机带动做垂直方向运动。工件固定于电解液槽内,安装在工作台上,工作台由X、Y两台步进电机驱动做平面运动。为实现精确微量的进给运动要求,X、Y、Z三个方向的加工运动采用“电机驱动器-步进电机-滚珠丝杠副”的驱动方式。所使用的两相混合式细分电机驱动器可对控制信号进行1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64细分。步进电机的步距角为1.8°,丝杠的导程为1mm。当驱动器的细分模式设置为1/64时,进给运动的分辨率即每步进给量为

$1000\text{μ}\text{m}\times \frac{1.8°}{360°}\times \frac{1}{64}=0.078125\text{μ}\text{m}$

步进电机后端的伸出轴上安装有光电编码器作为位置传感器,可实时反馈运动和速度信号,并由控制程序及时输出相应指令,实现进给运动的精确闭环控制。

控制系统的硬件主要包括PC810工控机和NI公司的PCI-7344多功能控制卡、UMI 7764接口板以及传感器、继电器等。此系统充分利用了PC机的显示器、存储器及处理器,以PCI-7344控制卡作为核心,控制卡与外部各种电路之间的D/A和A/D信号交流全部通过UMI 7764接口板实现。

PCI-7344多功能控制卡拥有两个68针的I/O口(68芯数字I/O和68芯运动I/O),包括电机控制命令模拟量和步进电机输出、编码器反馈输入、限位、零位输入、断点输出、触发输入以及模数转换器信号等。在闭环控制模式下,通过三个光电编码器信号输入通道和三个12位ADC输入通道来接收位置和速度的反馈信号,上述通道也可以用于接收一般用途的模拟量输入。本系统选用两个模拟量输入分别用于对刀电流和加工电流的采集,另外,该控制卡还具有四个16位的模拟量输出,输出电压为±10V。利用模拟量的输出信号控制继电器,实现短路对刀电路和加工试验电路的切换。选择两个模拟量输出通道分别控制纳秒脉冲电源和电解液泵的启动(或停止)。

1.2 加工过程的检测方法

减小加工间隙是提高加工精度的主要手段,对于微细电解加工,其加工间隙要求减小至几微米。如此小的加工间隙必然造成电解产物很难及时排出,在工具阴极和工件阳极之间极易发生短路,因此需要实时检测加工过程的状态。利用控制系统调整加工进给速度,维持合适的微米级加工间隙,就能够保证加工过程的稳定进行。

本文采用霍尔电流传感器CHB-25NP测量微细电解加工过程中的电流信号,然后通过UMI 7764接口板将其传送到PCI-7344控制卡,实时监测平均加工电流的变化,从而及时发现加工短路征兆,迅速采取相应措施,防止间隙过小发生火花放电和短路。霍尔电流传感器具有突出的性能,其主电流回路与电子控制电路隔离,可以测量任意波形的电流和电压,甚至可对瞬态峰值进行测量,其副边电路可真实反映原边电流的波形,具有精度高、线性度好(<0.1%)、频带宽(0~100kHz)、响应快(<1μs)、可靠性高、过载能力强和不损失被测电路能量等诸多优点。它由原边电路、聚磁环、霍尔器件、次级线圈和放大电路等组成,其测量原理如图2所示。

当原边电流Ip流过传感器中带气隙的聚磁环时,Ip产生的原边磁力线集中在聚磁环的气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔元件可产生和原边磁力线成正比、大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续放大电路可把这个微小信号转变成副边电流Is,并存在以下关系式:

Is=IpNp/Ns (1)

式中,Ns为次级线圈匝数;Np为原级线圈匝数。

当原边电流Ip变化时,它将产生磁场变化,霍尔元件产生的感应电压也发生相应变化,最终导致副边电流Is大小发生相应的变化。由霍尔电流传感器检测的加工采样电流作为反馈信号,用于控制电极进给动作和电源通断,从而避免电极短路以及火花放电,保持稳定的加工状态。

1.3 加工过程的控制程序

笔者以LabVIEW软件为工具,根据PCI-7344多功能控制卡的结构、功用及性能,设计了结构化的微细电解加工控制程序。可以在控制程序界面完成各种加工参数的设定、运行方式设定、启停等功能。针对整个系统硬件平台,控制程序主要实现加工过程电信号和位置信号数据的采集、过程控制策略的选择和实施、数据存储显示、数据分析处理及仪器面板设计。程序主要由虚拟面板(控制与显示)部分、功能模块(加工零位检测模块、自动进给加工模块等)及其连接部分组成,具有运动控制、数值计算、实时数据曲线显示等功能。

根据加工过程设计,微细电解加工的控制程序控制流程如图3所示。电极首先与短路对刀电源接通,工具电极随主轴垂直向下进给,当它和工件接触时发生短路,电流产生突变;然后电极回退5μm的初始加工间隙;启动电解液泵;利用继电器将对刀电源切换为脉冲微细加工电源,并设置加工深度、进给速度、运动轨迹等加工参数。控制程序通过对X、Y、Z三个步进电机的联动控制,就能够使工具电极和工件进行相对运动,实现三维的加工进给。加工过程中,如果加工电流超出稳定加工的电流范围时,说明加工状态不正常,应断开电源、暂停加工,电极回退一定的间隙,并调整进给速度继续进给。电极完成加工进给后,脉冲电源和电解液泵停止,电极回退至初始位置。

加工复杂型腔时,所需的运动轨迹由圆弧和直线组成,可在LabVIEW程序的运动轨迹数据表中预先设定各关键点和参数,由控制程序发出运动指令到各轴的步进电机驱动器,根据数控插补原理实现复杂轨迹的多轴联动加工。

2 微细电解加工试验

2.1 电极的短路对刀

微细电解加工开始之前,需要先确定工具电极和工件之间的相对位置,并控制电极运动使其达到所需的初始加工间隙。加工过程中,工具电极与工件间距离由初始间隙向平衡间隙趋近。预留的初始加工间隙应该比平衡间隙大,否则,在恒电压、恒速进给的条件下,工件的溶解速度低于工具电极的进给速度,加工间隙只能越来越小直至短路。而对于平衡间隙只有几微米的微细电解加工,设置精确的初始加工间隙更是保证稳定加工的必要条件。因此,在加工之前必须实现准确的对刀[6]。

本文采用接触感知的对刀方法,并设计了液面低于加工区的电解液循环系统,由电解液泵为加工区提供电解液。泵停止工作后,由于电极之间的加工区低于液面,没有电解液存留,从而能够实现准确的对刀定位。试验中发现,当对刀进给速度较高时,电极之间短路接触后,控制系统检测到电流发生突变,然后对步进电机发出停止进给指令,到步进电机完全停止进给,会有一定的时间延迟,从而造成干对刀,产生定位误差。而采用很低的对刀进给速度则又会影响对刀的效率,因此本文通过试验研究了干对刀定位精度与工具电极对刀进给速度的关系。首先,以每秒1步(1步=5/64μm)的进给速度进行精确对刀检测,所确定的短路接触位置为参考零点。然后采用不同进给速度对刀,每种速度连续进行20次重复对刀试验以测定其定位误差。

根据对试验结果的分析,我们提出两步对刀法:先采用每秒70~50步的进给速度进行粗对刀,再采用每秒5步的进给速度进行精对刀就可以在提高对刀效率的同时保证较高的定位精度。对刀进给速度不应高于每秒100步,否则在步进电机停止之前微细电极将被工件碰弯,无法进行加工。

2.2 加工过程的状态检测

微细电解加工需要采用低压超短脉冲电源,以抑制电化学杂散腐蚀,提高加工的定域性,保证微米级的加工精度。由于脉冲电源频率太高(MHz级),瞬时加工电流随着脉冲电路的充放电不断变化,对加工电流的实时采样非常困难,而且采样信号也不能真实反映加工状态。从整个加工过程来看,平均加工电流基本稳定,也便于实时监测,所以试验中以平均电流作为检测对象。当工件的溶解速度低于工具的进给速度时,加工间隙不断减小,电解液电阻变小,加工电流逐渐上升;当加工间隙过小时,电解产物、电解热等难以排出,稳定性变得越来越差,加工电流开始发生明显的波动,如果不采取措施,电流波动会越来越大直至跳变到短路状态。因此,实时监测平均加工电流,调整加工的进给速度,可以控制合理的加工间隙,进而保证稳定的加工状态[7]。

本文通过试验研究了不同加工参数稳定加工时平均电流所对应的电极加工间隙,如表1所示。试验中,在保证平均加工电流基本平稳的情况下,钨丝电极以稳定加工的最大进给速度向工件运动。进给一定深度后,关闭脉冲电源,测量工具电极沿加工进给方向上与工件之间的距离,将其作为一定加工条件下稳定加工的平衡加工间隙。

通过表1的数据可以看到,纳秒脉冲微细电解加工的平均电流比常规电解加工要小得多,只有0.05~0.50mA,这也正是其加工过程难以检测控制的主要原因。但另一方面,由于加工区域可控制在40~20μm之间,因此加工的电流密度能够达到15~20A/cm2。根据平均电流与加工间隙的试验数据,当平均电流发生波动,其振幅超过正常值的2倍时,说明工件的溶解速度跟不上工具的进给速度,加工间隙过小,已难以实现稳定加工,此时应使工具电极回退5μm的距离,并降低进给速度,再继续加工,以保证稳定加工所需的极间间隙。

由于平均加工电流很小,因而对其他加工条件的影响就非常敏感,平均电流与加工间隙之间不是简单的线性关系。在同样的加工参数下,加工深度或位置不同,平均电流所对应的加工间隙也会有所变化。随着加工深度的不断增加,电解液的流动更新变得越来越困难,工件溶解速度会逐渐减小。因此工具电极的进给运动速度和工件的溶解蚀除速度总是处于动态变化之中,它们之间的底面加工间隙也不稳定,当工件溶解速度降低时,也就必须对进给速度进行相应的动态调整。

2.3 微细结构的电解加工试验

根据上面对微细电解加工检测及控制技术的研究,电极进给速度必须和工件材料的电化学反应过程相匹配。电极进给速度太快,电化学反应还来不及完成,极间间隙过小,加工过程不稳定,影响加工精度;而电极进给速度太慢,又会使工件加工区域的材料去除过多,造成加工线宽过大,加工微细程度降低。在其他条件相同的情况下,加工间隙直接影响加工过程中的电流密度的大小。稳定加工的极间间隙越小,电流密度越高,加工效率也越高,加工速度越快,加工线宽也越窄。因此,加工过程中应尽可能采取较小的加工间隙,一般应在5μm以下[8]。

在自行研制的微细电解加工机床上,利用前述的加工过程检测及控制系统,采用超短脉冲电源进行了微米级的电解加工试验。采用前端直径10μm的钨丝作为工具电极接纳秒脉冲电源负极,80μm厚的金属镍片作为工件接电源正极,电解液为0.1~0.2mol/L的盐酸溶液,加工过程中保持电解液的流动。加工试验中,先利用对刀电路确定电极初始间隙,再由控制系统转换为脉冲加工电路。对刀电压为0.01V,电极接触时短路电流为1mA左右,不会对钨丝电极和工件造成损坏。然后,工具电极回退3~5μm的初始间隙,添加电解液使加工区域浸入液面下。根据不同的加工电压和脉冲参数选择相应的进给速度,并实时检测平均电流,控制合理的加工间隙,保持稳定的加工状态。

图4为采用微细电解加工得到的三个字母“ECM”的SEM照片,每个字母的高度约为100μm,宽度约为75μm,加工参数为3.5V的电压幅值,脉宽40ns,频率2MHz。加工字母“E”时,由于平均加工电流有较大波动,加工过程不够稳定,工具电极需要回退以脱离与工件的短路接触,因此字母“E”的线条宽度不够均匀。这就说明加工间隙不能过小,否则容易引起短路,影响加工过程的稳定性。短路后工具电极的多次回退,必然会延长加工时间,还会使加工图形的线宽不均匀,影响电解加工的尺寸精度、形状精度以及表面质量。而加工字母“M”时,加工过程相对稳定,线条的宽度也比较均匀,线宽为25μm左右。

3 结论

微细电解加工的加工尺寸通常在数十至数百微米左右,为保证加工精度,其加工间隙只有几微米。本文针对微细电解加工极间间隙难以检测、加工过程稳定性差的问题,在所建立的微细电解加工控制系统中,根据加工试验的基本过程,采用虚拟仪器软件LabVIEW设计了加工控制程序。利用霍尔电流传感器实时检测超短脉冲电解加工的平均电流,将其作为反馈信号,用于动态控制电极的进给运动速度,从而保证不同加工条件下稳定加工的最小加工间隙。进行了微细结构的电解加工试验,加工出了图形准确、线条均匀的微小字形。试验结果证明,加工过程的稳定性对加工结果具有重要作用,实时检测加工过程状态是控制加工精度和微细程度的决定因素之一。

参考文献

[1]史先传,朱荻,徐惠宇.电解加工的间隙监测与控制[J].机械科学与技术,2005,24(5):536-539.

[2]陆永华,赵东标,云乃彰,等.基于电流信号的电解加工间隙在线检测试验研究[J].中国机械工程,2008,24(19):2999-3002.

[3]王希,赵东标,云乃彰.基于力信号和智能控制的电解加工间隙检测与控制[J].东南大学学报(自然科学版),2005,35(5):719-723.

[4]Schuster R,Kirchiner V,Allongue P,et al.Electro-chemical Micromachining[J].Science,2000,289(5476):98-101.

[5]Bhattacharyya B,Munda J,Malapati M.Advance-ment in Electrochemical Micro-machining[J].In-ternational Journal of Machine Tools&Manufac-ture,2004,44(15):1577-1589.

[6]Ki m B H,Na C W,Lee Y S,et al.Micro Electro-chemical Machining of 3D Micro Structure UsingDilute Sulfuric Acid[J].CIRP Annals-Manufactur-ing Technology,2005,54(1):191-194.

[7]Li Yong,Zheng Yunfei,Yang Guang,et al.LocalizedElectrochemical Micromachining with Gap Control[J].Sensors and Actuators,2003,108(1/3):144-148.