虛擬儀器技術(shù)在化工檢測(cè)中的應(yīng)用

賴玉輝 珠海市金灣區(qū)動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所

虛擬儀器技術(shù)在化工檢測(cè)中的應(yīng)用

賴玉輝 珠海市金灣區(qū)動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所

虛擬儀器技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，極大地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有利于化工檢測(cè)的進(jìn)一步發(fā)展和提高。虛擬儀器技術(shù)與當(dāng)今新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，開始打破時(shí)空的限制，在世界各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。本文對(duì)虛擬儀器的概念做了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)虛擬儀器技術(shù)做了進(jìn)一步的分析，在此基礎(chǔ)上研究了虛擬儀器技術(shù)在化工檢測(cè)中的應(yīng)用，希望以此促進(jìn)虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，加快虛擬儀器技術(shù)在化工檢測(cè)中的應(yīng)用和提高。

虛擬儀器 化工檢測(cè) 應(yīng)用

隨著當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，工程技術(shù)逐漸擺脫了傳統(tǒng)儀器對(duì)數(shù)據(jù)采集的不準(zhǔn)確性，開始向更加精密的方向發(fā)展。個(gè)人電腦的產(chǎn)生，使人們能夠在很大程度上得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)了化工檢測(cè)的進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。目前，人們對(duì)儀器的靈活度、使用效能的要求越來越高，這就促使電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器領(lǐng)域中的應(yīng)用精密性也在隨之不斷的加以提高。虛擬儀器技術(shù)的產(chǎn)生，使得其應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍不斷地?cái)U(kuò)大，在化工檢測(cè)方面的應(yīng)用更加的廣泛。

一、虛擬儀器的概念

虛擬儀器的產(chǎn)生，主要是為了減弱傳統(tǒng)儀器在新時(shí)期信息技術(shù)應(yīng)用方面的弊端而產(chǎn)生的。虛擬儀器得益于21世紀(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬儀器在檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用下，在更加廣泛的方向得到了發(fā)展。虛擬儀器的出現(xiàn)，成為當(dāng)今社會(huì)測(cè)試領(lǐng)域新興的發(fā)展趨勢(shì)，使得儀器成為軟件應(yīng)用的核心思想。虛擬儀器的主要部分是硬件和軟件系統(tǒng)組成，其中最重要的一個(gè)部分就是虛擬控制面板，其主要的功能在于適應(yīng)不同用戶的需求和需要，使儀器的功能得到了進(jìn)一步的發(fā)揮和呈現(xiàn)。虛擬儀器通過對(duì)一些化工產(chǎn)品進(jìn)行分析和判斷，從而使得結(jié)論數(shù)據(jù)得以產(chǎn)生。

二、虛擬儀器技術(shù)簡(jiǎn)述

（一）虛擬儀器技術(shù)

虛擬儀器技術(shù)這一概念，最早產(chǎn)生于美國的一家儀器公司，其有效的促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)一步的發(fā)展。虛擬儀器技術(shù)主要是通過運(yùn)用各種的軟件、硬件，使得測(cè)試更加的精確化和自動(dòng)化，在化工檢測(cè)方面應(yīng)用越來越廣泛。虛擬儀器技術(shù)主要是由三項(xiàng)重要的部分構(gòu)成的，包括軟件、模塊化的硬件以及軟硬件開發(fā)平臺(tái)?？梢赃@樣說，這三個(gè)部分缺一不可，缺少哪一部分都不能有效的發(fā)揮虛擬儀器的作用，使得其擴(kuò)展性、集成性、性能大打折扣。虛擬儀器經(jīng)過了一個(gè)長期的歷史發(fā)展過程。從十九世紀(jì)五十年代第一代儀器產(chǎn)生，到現(xiàn)在虛擬儀器的問世，儀器領(lǐng)域得到了更加充分的革新，引領(lǐng)著未來儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。虛擬儀器產(chǎn)生之前，測(cè)試運(yùn)算能力都非常弱，準(zhǔn)確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對(duì)化工檢測(cè)產(chǎn)生了諸多不利的影響。

（二）虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

虛擬儀器不同于傳統(tǒng)的儀器，其在當(dāng)今社會(huì)的應(yīng)用中意義非凡。虛擬儀器主要應(yīng)用于電力、工業(yè)生產(chǎn)、自動(dòng)化等行業(yè)。其功能并不是一成不變的，可以通過隨意更改軟件個(gè)數(shù)或者改變虛擬儀器的類別來使虛擬儀器的功能發(fā)生大大的改變。虛擬儀器的出現(xiàn)，徹底的改變了傳統(tǒng)儀器由廠家進(jìn)行定義和設(shè)定的缺陷，讓用戶在更大程度上能夠根據(jù)自己的需要量身定制所需要的儀器系統(tǒng)，從而能夠更好的滿足人們的需求。在虛擬儀器中，其數(shù)據(jù)流主要是通過一些數(shù)據(jù)流的語言以及程序框圖來進(jìn)行表現(xiàn)和展示的，在另一個(gè)方面，用戶能夠根據(jù)地圖化的用戶界面來更清晰的查看數(shù)據(jù)，并且對(duì)數(shù)據(jù)做出適當(dāng)?shù)男薷暮蛻?yīng)用。虛擬儀器技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，能夠從不同的方面對(duì)化工檢測(cè)提供積極重要的參考價(jià)值和意義，從而促進(jìn)化工檢測(cè)的進(jìn)一步的發(fā)展和提高。

（三）虛擬儀器技術(shù)的分類

虛擬儀器技術(shù)分別幾種不同的類別，其劃分依據(jù)主要是根據(jù)總線的采用方式和計(jì)算機(jī)發(fā)展來進(jìn)行分析的。虛擬儀器總體上可以分為PXI、VXI、GPLB、并行口式以及插卡型5種虛擬儀器。虛擬儀器技術(shù)類別不同，其在實(shí)際的應(yīng)用上也有很大的不同，尤其在化工檢測(cè)應(yīng)用上具有重要的意義。

三、虛擬儀器技術(shù)在化工檢測(cè)中的應(yīng)用

虛擬儀器具有諸多優(yōu)良的性能，靈活、開放等優(yōu)勢(shì)都使得虛擬儀器在化工檢測(cè)方面發(fā)揮著重要的應(yīng)用，不僅能夠大大縮短檢測(cè)的時(shí)間，而且能夠有效的保證檢測(cè)的效率。目前，虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，向著更加標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方向提高。其沿著開放性的儀器方向日趨完善。

（一）提高測(cè)量的精確度

虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于化工檢測(cè)中，能夠隨時(shí)隨地根據(jù)機(jī)身的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自行校正，并且能夠有效的減少系統(tǒng)的誤差，從而大大提高測(cè)量的精準(zhǔn)度。在每次測(cè)量開始時(shí)，可以先行進(jìn)行校正清零的工作，其具體的步驟如下：輸入接地，對(duì)漂移的電壓進(jìn)行有效的存儲(chǔ)，并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，這樣能夠大大的減少誤差，從而使得在進(jìn)性量綱的轉(zhuǎn)換等過程中更加的靈活和準(zhǔn)確。

在做實(shí)驗(yàn)的過程中，充分的利用化學(xué)儀器能夠有效的保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。一般情況下，如果用普通的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)往往會(huì)使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果直接呈現(xiàn)在人們的面前，而人們卻不能具體清晰的知曉其中的反應(yīng)過程，這樣就造成人們對(duì)實(shí)驗(yàn)的模糊性。運(yùn)用虛擬儀器，不僅能夠得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而且能夠得出具體的反應(yīng)條件、反應(yīng)過程，在這種情況下，將大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以使人們更好的對(duì)參數(shù)進(jìn)行控制和衍生。

（二）使解決方案更加方便和靈活

測(cè)量儀器經(jīng)過長期的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了較為成熟的測(cè)量儀器，其逐漸成為檢測(cè)項(xiàng)目的主流趨勢(shì)。虛擬儀器技術(shù)使得生產(chǎn)檢測(cè)特別是在化工檢測(cè)方面更加的廣泛。目前，一些具備高危險(xiǎn)性的燃?xì)馄涑霈F(xiàn)泄露的可能性較大。如果不能很好的對(duì)燃?xì)馊剂线M(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)制約燃?xì)馊紵囊蛩?，就?huì)給人們?cè)斐删薮蟮膿p失。虛擬儀器給燃?xì)鈾z測(cè)提供了新興的思路，通過利用超聲波、聲發(fā)射等手段來使得方案更加的方便和靈活，在很大程度上也大大的提高了檢測(cè)的效率。

（三）網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控

通過以PC機(jī)和工作站為基本點(diǎn)，充分的利用虛擬儀器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)設(shè)備，使其成為實(shí)用高效的測(cè)控系統(tǒng)，從而能夠很好的分享資源，有效的提高測(cè)控的水平。虛擬儀器技術(shù)在測(cè)控中，一般將儀器、儀表和計(jì)算機(jī)有機(jī)的結(jié)合起來，這樣才能保證虛擬技術(shù)已經(jīng)接入了因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控使得化學(xué)檢測(cè)更加具有實(shí)時(shí)性和有效性。

（四）設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)

將虛擬儀器和化工檢測(cè)項(xiàng)目相結(jié)合，能夠開發(fā)出全混流反應(yīng)器仿真系統(tǒng)。仿真的而過程就是對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究的過程，其主要是通過對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，從而得出一系列的微分方程。實(shí)際的仿真系統(tǒng)中，離不開非線性函數(shù)和四階龍格庫塔函數(shù)。在面板中，編輯生成全混流反應(yīng)器仿真系統(tǒng)的人機(jī)界面，再利用C語言編寫全混流器仿真系統(tǒng)，在將其調(diào)試成功之后，就可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)中去。

四、結(jié)語

目前，有很多的硬件工程軟件都是由虛擬儀器技術(shù)建置而成的，其不僅功能廣泛，而且在價(jià)格方面也表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)。相關(guān)的軟件標(biāo)準(zhǔn)使得硬件和設(shè)備裝置之中具備了可交換的卓越的性能，這在很大程度上滿足了人們多樣化的需求。虛擬儀器技術(shù)融合了一系列的科技和PC技術(shù)，從某種程度上大大促進(jìn)了測(cè)量事業(yè)的進(jìn)一步推進(jìn)。人們?cè)诨z測(cè)過程中，一方面充分的利用虛擬儀器技術(shù)，另一方面與強(qiáng)大的國際技術(shù)相結(jié)合，使得檢測(cè)更加的廣泛和深入，能夠與其他國家共同處理化工檢測(cè)項(xiàng)目。虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，使得化工檢測(cè)向著一個(gè)更加簡(jiǎn)便、靈活的方向發(fā)展，為人們的生產(chǎn)生活具有積極的影響。

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