自动化仪表测量中光电技术及其运用曾勇军

自动化仪表测量中光电技术及其运用曾勇军

曾勇军任德玉陈康先

(广州广为自动化技术有限公司)

摘要：近几年，随着科学技术的不断进步以及自动化技术的更新，自动化仪表的创新光电技术在我国各领域的越来越多，在各行各业均发挥了重要的作用，一个企业生产能力高低，要从自动化应用层次上体现出来，自动化水平已成为衡量行业现代化水平的显著标志。仪表是电气工程自动化控制的主要部分，在电气系统中也实现了普遍推广，当前我国的仪表自动化技术已经越来越成熟，满足了大生产需求。文章主要通过对电气工程技术原理进行分析，全面评估自动化仪表在电气工程中应用的效果。

关键词：自动化仪表；测量；光电技术

引言

在经济全球化的发展环境下，我国现代工业要大力推广应用自动化技术，不断提高工业自动化生产水平。通过不断加强自动化测量仪器和技术的研发与应用，能够有效实现工业领域的自动化生产，大大提高工业生产的质量和效率，为企业创造出更多的社会与经济效益。然而，由于受到自身条件的限制，要想实现测量工作的全自动化，还必须将先进的光电技术应用在自动化仪表测量工作中，这样能够减少测量人员的工作任务量，缩短测量工作时间，从而全面提升整体测量工作效率，实现自动化测量技术的现代化发展。

1自动化仪表概述

1.1自动化仪表定义

所谓自动化仪表，主要是指由一些自动化元件组成的，并具有测量、记录、显示、控制和报警等功能的自动化技术工具。以水处理为例，现代水处理工厂对流向的监控以及对水质的检测都可以通过职能自动化仪表进行，而减少人工操作。在实际生产中，为了减少人工检测的误差，就需要利用自动化的仪器对生产或处理过程进行监测。自动化仪表的工作原理，主要是通过传感器，检测要素的实时状况，在通过信息传输，将检测结果反馈给系统。在这个过程中，若是要素水平超过一定的数值后，系统就会给出报警提示。在这个过程中，既可以实现对相关要素的检测，在生产过程起到管理作用，也可对危险情况进行及时报警等。

1.2自动化仪表作用

自动化仪表的作用，主要在于其能够为生产提供更好的管理途径和检测手段。因此，自动化仪表能够有效提高生产效率。而其具有的管理功能和报警功能，又能够有效保证生产的安全性。自动化仪表应用的优势，在于帮助生产实现智能化，能够帮助管理者快速搜集生产过程信息，从而有利于帮助生产规划者有效整合信息，优化生产路线，降低企业生产成本，帮助提高企业的生产效益。水厂水处理生产中，自动化仪表是生产现场的直接检测设备，使用自动化仪表能及时检测数据、确保水质、保证系统稳定性。在水处理工作中，需要用到的仪表主要分为两种。一类是用于检测处理过程的一些参数仪表，比如测量温度、液位、流量和压力等参数的仪表。二类则是用于检测水质量的仪表，比如用于检测水的浊度、酸碱度和溶氧含量等数据的仪表。而自动化仪表的使用，对提高水处理过程各种参数的监测以及水质检测有重要的帮助。自动化仪表具有测量精度高，响应时间快等特点，能够满足水处理工作的需要。液位计这种自动化仪表其可靠性高，安装方便。更为重要的是，液位计属于非接触测量，其测量结果并不受液体密度和粘度的影响。在水处理系统中，主要使用到超声液位计，这种液位计通过超声波脉冲在发射器和接收器之间的传递，测量传递时间就能确定传感器与液面之间的距离，这样就能精准测量出液位。根据实际效果，超声液位计的精准度可以达到0．5%。浊度测量是水处理工作的重要环节。造成水浑浊的主要原因就是水中存在的分散悬浮的颗粒。这些颗粒的存在，会降低水的透明度。因此，利用散光浊度仪，通过测定水的散光程度，就能测定水的浊度。散光浊度仪具有测量灵敏度高和准确度高的优势，并且其重复性好，对提高水质浊度检测效率很有帮助。

2光电技术在自动化仪表测量中的应用分析

2.1对光电技术成像系统的研究

光学成像系统主要由远心光学系统把被测仪表的表盘以及指针图像射人到ccD表面上,ccD受到驱动器的影响,把载有表盘以及指针信息的视频信号传送到A/D数据采集系统当中,展开模数转换。同时这些数据会以矩阵的形式存在存储器当中,从而为计算机识别数据提供一定的方便。通常,敏单元的尺寸为10mx10m,A/D数据采集主要应用面向CI总线的16位A/D数据采集卡,这样在自动化仪表测量中,才能够保证光电技术成像系统更加有效的发挥其作用。

2.2需要控制系统软件

在控制系统软件的过程中主要分为两个部分,一部分是把VC语言当作软件操作平台进行分析,另一部分是数字图像处理软件原理分析。其中在分析VC语言中,需要与数据库管理系统结合,从而构成一个较为完整的计算机控制系统软件,该控制系统软件主要是通过计算机设置好指针表的测试点进行控制,通常检测点有5个点,在控制中需要把这5个点与5个安倍点一一对应,之后通过计算机网络功能实施信号发射操作。在电流运动之下,在指针和表盘刻度重合以后,计算机在此时会再次的发出信息,读来。第二部分的数字图像处理软件,这主要是对系统软件的指针信号与表盘刻度信号进行处理。之后通过所制定的滤波器对噪声信号进行处理,在提出图像以后对噪声的干扰进行抵抗,从而增加数据提取的准确性。

2.3三相交流标准源

三相交流标准源能够将电压、电流以及频率等准确的输出,同时可以带动20W以上的负载,这与王洪亮在《自动化仪表测量中光电技术及其应用》一文中有着极为相似的观点。在整个标准源中,信号源作为交流的基准,具有较好的稳定性。那些原有的电压以及电流放大器仅仅能够带动20W的负载,而当前控制技术作为无差调节技术,其负载的变化都不会给跟踪信号基准带来影响。同时也能够使得放大器所输出与输人的信号保持一致。全信息取样中,信号中的幅值信息不仅存在,同时也存在着相位信息与谐波信息,通过矢量采集信息以后,全部会反馈给控制回路。在自动化测量中,由于矢量采样技术存在着多种优势,因此成为自动化的测量最优选择方式。

2.4光电自动检测技术在其他检测中的运用

光电技术除了被应用在上述仪表测量工作中，还被广泛应用在各种家具电器上。例如，人们所使用的数码相机自动对焦功能就是运用了光电技术；手机、麦克风话音转换功能运用的则是驻级电容传感器；楼梯里的自动感应灯亮度检测所运用的是光敏电阻；电视、空调遥控器接收信号运用的则是红外检测功能。除此之外，光电技术还被运用在企业办公、医疗测量仪器当中。例如，企业日常工作中经常运用到的扫描仪文档扫描功能就是使用了线阵CDD技术；医院中的电子血压测量仪器中血压监测的压力传感器功能；数字体温计中接触式与非接触式的热敏电阻与红传感器功能等。

结语

综上所述，包括水处理在内的生产或者处理过程中，自动化仪表和自动化控制技术的应用能有效提高生产效率和工作质量。更为重要的是，自动化技术的应用能够有效保证生产和处理工作的安全性，减少了人工操作，降低了企业成本。而未来，自动化控制技术主要会朝着机电一体化、多元化和智能化的方向发展，其应用范围也会不断扩大，从而能够创造出更多的经济价值。

参考文献:

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