虛擬儀器技術在化工檢測中的應用

賴玉輝 珠海市金灣區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所

虛擬儀器技術在化工檢測中的應用

賴玉輝 珠海市金灣區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所

虛擬儀器技術在當今社會具有重要的現(xiàn)實意義，極大地促進了科學技術的發(fā)展，有利于化工檢測的進一步發(fā)展和提高。虛擬儀器技術與當今新興的網(wǎng)絡技術相結合，開始打破時空的限制，在世界各個領域中發(fā)揮著重要的作用。本文對虛擬儀器的概念做了簡單的介紹，并對虛擬儀器技術做了進一步的分析，在此基礎上研究了虛擬儀器技術在化工檢測中的應用，希望以此促進虛擬儀器技術的發(fā)展，加快虛擬儀器技術在化工檢測中的應用和提高。

虛擬儀器 化工檢測 應用

隨著當前社會的發(fā)展和計算機技術的迅速發(fā)展，工程技術逐漸擺脫了傳統(tǒng)儀器對數(shù)據(jù)采集的不準確性，開始向更加精密的方向發(fā)展。個人電腦的產生，使人們能夠在很大程度上得到更加準確的數(shù)據(jù)，從而促進了化工檢測的進一步的發(fā)展和應用。目前，人們對儀器的靈活度、使用效能的要求越來越高，這就促使電子技術、計算機技術在儀器領域中的應用精密性也在隨之不斷的加以提高。虛擬儀器技術的產生，使得其應用的領域和范圍不斷地擴大，在化工檢測方面的應用更加的廣泛。

一、虛擬儀器的概念

虛擬儀器的產生，主要是為了減弱傳統(tǒng)儀器在新時期信息技術應用方面的弊端而產生的。虛擬儀器得益于21世紀計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，虛擬儀器在檢測技術和計算機技術的綜合應用下，在更加廣泛的方向得到了發(fā)展。虛擬儀器的出現(xiàn)，成為當今社會測試領域新興的發(fā)展趨勢，使得儀器成為軟件應用的核心思想。虛擬儀器的主要部分是硬件和軟件系統(tǒng)組成，其中最重要的一個部分就是虛擬控制面板，其主要的功能在于適應不同用戶的需求和需要，使儀器的功能得到了進一步的發(fā)揮和呈現(xiàn)。虛擬儀器通過對一些化工產品進行分析和判斷，從而使得結論數(shù)據(jù)得以產生。

二、虛擬儀器技術簡述

（一）虛擬儀器技術

虛擬儀器技術這一概念，最早產生于美國的一家儀器公司，其有效的促進了社會的進一步的發(fā)展。虛擬儀器技術主要是通過運用各種的軟件、硬件，使得測試更加的精確化和自動化，在化工檢測方面應用越來越廣泛。虛擬儀器技術主要是由三項重要的部分構成的，包括軟件、模塊化的硬件以及軟硬件開發(fā)平臺。可以這樣說，這三個部分缺一不可，缺少哪一部分都不能有效的發(fā)揮虛擬儀器的作用，使得其擴展性、集成性、性能大打折扣。虛擬儀器經(jīng)過了一個長期的歷史發(fā)展過程。從十九世紀五十年代第一代儀器產生，到現(xiàn)在虛擬儀器的問世，儀器領域得到了更加充分的革新，引領著未來儀器產業(yè)的發(fā)展方向。虛擬儀器產生之前，測試運算能力都非常弱，準確度遠遠不夠，對化工檢測產生了諸多不利的影響。

（二）虛擬儀器技術的優(yōu)勢

虛擬儀器不同于傳統(tǒng)的儀器，其在當今社會的應用中意義非凡。虛擬儀器主要應用于電力、工業(yè)生產、自動化等行業(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)儀器由廠家進行定義和設定的缺陷，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行表現(xiàn)和展示的，在另一個方面，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)，并且對數(shù)據(jù)做出適當?shù)男薷暮蛻谩Ｌ摂M儀器技術所具有的優(yōu)勢，能夠從不同的方面對化工檢測提供積極重要的參考價值和意義，從而促進化工檢測的進一步的發(fā)展和提高。

（三）虛擬儀器技術的分類

虛擬儀器技術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算機發(fā)展來進行分析的。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。虛擬儀器技術類別不同，其在實際的應用上也有很大的不同，尤其在化工檢測應用上具有重要的意義。

三、虛擬儀器技術在化工檢測中的應用

虛擬儀器具有諸多優(yōu)良的性能，靈活、開放等優(yōu)勢都使得虛擬儀器在化工檢測方面發(fā)揮著重要的應用，不僅能夠大大縮短檢測的時間，而且能夠有效的保證檢測的效率。目前，虛擬儀器技術已經(jīng)隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，向著更加標準化、模塊化的方向提高。其沿著開放性的儀器方向日趨完善。

（一）提高測量的精確度

虛擬儀器技術應用于化工檢測中，能夠隨時隨地根據(jù)機身的標準進行自行校正，并且能夠有效的減少系統(tǒng)的誤差，從而大大提高測量的精準度。在每次測量開始時，可以先行進行校正清零的工作，其具體的步驟如下：輸入接地，對漂移的電壓進行有效的存儲，并且對數(shù)據(jù)進行分析和處理，這樣能夠大大的減少誤差，從而使得在進性量綱的轉換等過程中更加的靈活和準確。

在做實驗的過程中，充分的利用化學儀器能夠有效的保證實驗的準確性。一般情況下，如果用普通的儀器進行實驗時往往會使實驗的結果直接呈現(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過程，這樣就造成人們對實驗的模糊性。運用虛擬儀器，不僅能夠得到準確的實驗結果，而且能夠得出具體的反應條件、反應過程，在這種情況下，將大量的實驗數(shù)據(jù)進行處理，就可以使人們更好的對參數(shù)進行控制和衍生。

（二）使解決方案更加方便和靈活

測量儀器經(jīng)過長期的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了較為成熟的測量儀器，其逐漸成為檢測項目的主流趨勢。虛擬儀器技術使得生產檢測特別是在化工檢測方面更加的廣泛。目前，一些具備高危險性的燃氣其出現(xiàn)泄露的可能性較大。如果不能很好的對燃氣燃料進行檢測，發(fā)現(xiàn)制約燃氣燃燒的因素，就會給人們造成巨大的損失。虛擬儀器給燃氣檢測提供了新興的思路，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的效率。

（三）網(wǎng)絡化的測控

通過以PC機和工作站為基本點，充分的利用虛擬儀器技術以及計算機設備，使其成為實用高效的測控系統(tǒng)，從而能夠很好的分享資源，有效的提高測控的水平。虛擬儀器技術在測控中，一般將儀器、儀表和計算機有機的結合起來，這樣才能保證虛擬技術已經(jīng)接入了因特網(wǎng)。網(wǎng)絡化的測控使得化學檢測更加具有實時性和有效性。

（四）設計仿真系統(tǒng)

將虛擬儀器和化工檢測項目相結合，能夠開發(fā)出全混流反應器仿真系統(tǒng)。仿真的而過程就是對實驗進行研究的過程，其主要是通過對數(shù)學模型進行求解，從而得出一系列的微分方程。實際的仿真系統(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器仿真系統(tǒng)的人機界面，再利用C語言編寫全混流器仿真系統(tǒng)，在將其調試成功之后，就可以應用于實驗中去。

四、結語

目前，有很多的硬件工程軟件都是由虛擬儀器技術建置而成的，其不僅功能廣泛，而且在價格方面也表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢。相關的軟件標準使得硬件和設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。虛擬儀器技術融合了一系列的科技和PC技術，從某種程度上大大促進了測量事業(yè)的進一步推進。人們在化工檢測過程中，一方面充分的利用虛擬儀器技術，另一方面與強大的國際技術相結合，使得檢測更加的廣泛和深入，能夠與其他國家共同處理化工檢測項目。虛擬儀器技術的發(fā)展，使得化工檢測向著一個更加簡便、靈活的方向發(fā)展，為人們的生產生活具有積極的影響。

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