【正文】 否進行自動判別；同時根據監(jiān)測結果發(fā)出報警信號，讓值班人員及時監(jiān)督處理，防止重大安全事故的發(fā)生，這是提高生產力保證過程正常進行必要的安全措施。首先，傳感器技術和虛擬儀器技術的發(fā)展為我們實現這一系統提供了理論支持，另外現實生產對安全性的要求使得檢測系統的需求日益增加。虛擬儀器在國外已經比較盛行了，其很強的靈活性，特別適用于現代復雜的測試測量系統。美國國家儀器公司 (National Instruments Corp，簡稱 NI) 在 86 年 首次 提出 了 虛擬儀器的概念，市場 就被擁有高 性價比、開放性等優(yōu)勢 的 虛擬儀器 快速占據 。而 測量儀器的發(fā)展被廣泛的說成如圖所示的五個階段： 圖 測量技術的發(fā)展 十九世紀初至二十世紀末這一段時間，測量儀器的發(fā)展史程由模擬儀器、電子儀器、數字儀器、智能儀器依次走過，直到最后實現現代的虛擬儀器。因此，測量儀器的用途開始因為電子控制的集成電路和計算機技術融和在一起而出現。智能儀器不僅可以部分腦力勞動進行自動的測試和完成數據的處理，同時，電子技術、微計算機技術的發(fā)展也會對促使它的不斷進步。微機化儀 器的概念（現在的卡式儀器）在 1982 年美國西北儀被器的公司總裁德利用 RS23 GPIB 接口總線甚至以太網電纜等對 PC 機和總線機箱進行通信。 PXI 儀器比 VXI 儀器成本更低甚至能更好的組合成便攜的測試系統， PXI 規(guī)范可以說是為了形成主流的一種測試虛擬儀器平臺而將 PCI 總線在面向儀器的領域上進行的必要擴展和 PC 機在性價比上的優(yōu)勢整合在了一起。由此可以得出一個結論，在不久的未來，虛擬儀器的軟件的開發(fā)定有不小的拓展空間。 國內外傳感器發(fā)展現狀 隨著時代的進步，現在的社會是信息的社會，信息的發(fā)展速度代表了國家科技水平的提高，傳感器在現代信息社會的地位是非常重要的，早在 80 年代美國就聲稱傳感器時代的到來，傳感器技 術也被日本放在十大技術的首位。在美國，國家的長期安全與經濟相關的 22 項重要技術中，與傳感器的信息處理技術相關的技術就有 6 項。將計算機比喻為人類大腦的擴展，那么人基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測系統的設計與實現 4 類五官的延伸作用傳感器上得到體現了，集成電路和計算機技術的迅猛發(fā)展，傳感器作為信息的采集裝置也越來越受到人們的重視。目前已有 5000 余家的單位從事傳感器的生產研制。同時信息領域方面的科學技術不斷發(fā)展也促使了傳感器技術不斷的被人們放在心上 , 傳感器所起的作用也越來越重要。所以，目前傳感器技術被各個國提上日程。而傳感器作為當代信息技術中最有發(fā)展前途的前沿技術之一，但實際上傳感器技術大多是由國外引進的，然而中國卻因為龐大而多樣的市場特點將它實現了真正的應用。傳感器的市場的主要由無線傳感器和 MEMS 傳感器以及生物傳感器等新興傳感器支撐。 當前，傳感器的全球市場出現迅猛增長的傾向。 本論文的主要工作 本文的主要研究工作如下 : l) 通過廣泛的調研和查新，考證了汽鍋漏氣性檢測系統在現實生產安全檢測中的重要性，分析了傳統的檢測方法在應變長期、實時、在線監(jiān)測方面的不足，將虛擬儀器與傳感器整合在一起的新方向。 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測系統的設計與實現 6 2 傳感器的研究 傳感器的分類 傳感器 在 國家標準 GB766587 中被定義為 ： “由 敏感 器件 與 轉換 器件構成的可以將接收的一 種信號轉換成另一種 可用 的方便傳輸的信號 的器件 ”。 圖 傳感器 傳感器 依照 工作原理 的不同 分為二大類：化學和 物理 兩個形式的 傳感器 。 但是有的傳感器超出了這兩類傳感器的劃分 。 (1)敏感 器件：在 傳感器中 可以將 被測 信號 直接 感受到 （或響應 到 ）的 部件 。 3．量程 ：作為測量范圍的信號 最大值與最小值的差值 。 7．閾值 ：可以讓 傳感器 的 輸出 出現 可測 的 變化的被測 信號 變化的最小量。 11． 輸入阻抗 ：傳感器的 輸出端短路 時 輸入端的阻抗。 15．滯后 ：傳感器在 被測 信號不超出 規(guī)定的 要 求 增加 或 減少 的情況下 輸出的最大差值。 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測系統的設計與實現 8 19．靈敏度 ： 傳感器輸出 信號 的增量 和它 的輸入量 信號 增量 的比值 。 23．線性度 ： 校準曲線 和 規(guī)定直線 的 一致 性 。 27．響應 ： 被測 信號在 輸出 的 變化特性。 全球傳感器市場預測 傳感器 08 年在 全球市場 的銷售額高達 506 億美元，預計傳感器 11 年 的 全球市場 銷售額可以達到至 少 600 億美元。 整個傳感器市場在現在場規(guī)模最大的是流量傳感器（ 21%）和溫度傳感器（ 14%）以及壓力傳感器（ 19%） 。相關的專家強調，傳感器的相關技術會因為現實的需要和層出不窮的創(chuàng)意不斷的擴展和提高，傳感器的開發(fā)是各個國家目前展開競爭的切入點。 而一些 晶體 的 極化效應 會在 介質沿著 某個 方向 在 機械力 的 作用 下 發(fā)生 形變 時產生； 機械力消失之后介質就不會出現帶 電的狀態(tài) 。石英（二氧 化硅） 最早發(fā)現壓電效應的 天然晶體， 它可以在承受的溫度范圍內一直存在 壓電性質， 但壓電性質會在超出溫度 （ 此時的溫度稱為 “ 居里點 ” ） 后消失 。 同時 壓電效應 的應用也在現在的 壓電陶瓷 等多晶體上得到體現 ，例如 鈮酸鹽系 的 壓電陶瓷 和 鈮鎂酸鉛 的 壓電陶瓷鈦 以及 酸鋇 的 壓電陶瓷 和 PZT 等。 它被應用在了 汽車、船舶、飛機 以及大型 橋梁和 各類 建筑的沖擊 與 振動測量 的各個方面。因此只要是動態(tài)應力存在的地方壓力傳感器就可以得到很好的應用 。 壓力傳感器的技術參數 圖 瑞士 HUBA 692 系列工業(yè)型差壓變送器 壓 力傳感器參數 1. 輸出： 420 mA 2. 測量范圍： 025bar 3. 測量精度： 線性 遲滯 重復性＜ 177。 根據測量 的 對象 和 測量 的 環(huán)境 影響對 傳感器類型 進行 確定 測量工作的開展需要首先對各個方面的要素進行思考確定需要基于什么原理的傳感器才能科學合理的實現目的 。 被測信號的變化通過轉換輸出是會因為 靈敏度 越 高 而出現更加便于處理的信號值 。 測量的信號在單向量時對方向性的要求很高，不允許其他方向的靈敏度太高 ； 測量的信號在多維向量是對方向性的要求很低，同時對交叉靈敏度要求也是不允許太高 。 線性范圍 當傳感器的輸出信號和輸入信號成正比例反應的范圍稱之為 傳感器的線形范圍。 穩(wěn)定性 傳感器 的穩(wěn)定性定義為沒超出 規(guī)定的時間 仍在保持 性能保持不 改變 的能力。 傳感器 因為對其 穩(wěn)定性有 一個 定量 的 指標， 所以超出一定的時間就需要對它的性能進行重新的標定，比便發(fā)現它的穩(wěn)定性是否依舊保持 。所以在測量時對傳感器精度的選取就以適合就行，沒有過高的硬性標準 。 而這種故障是密封圈的規(guī)格原因造成的 ， 傳感器堵被壓縮到引壓口的密封圈堵塞，壓力介質感受不到壓力，當壓力 過大時引壓口的阻礙被沖開，能進行正常的測量。 原因可能是 儀表或 者 壓力傳感器 不具備很強的 抗干擾能力 產生的壓力不穩(wěn)定，甚至還可能為 傳感器 自身的故障。 4 基于 LabVIEW 的數據采集與處理系統 美國 國家儀器（ NI）公司 成功的 研制開發(fā) 出了 一種 與 C 和 BASIC 開發(fā)環(huán)境 差不多的 LabVIEW 程序開發(fā)環(huán)境， 而區(qū)別于其他采用文本語言代碼的計算機語言， LabVIEW 采用的是 語言 G 編寫 的 圖形化編輯程序， 因此所有的程序以框圖的形式存在 。嵌入式系統的儀器 因為 計算機 日益縮小的體積和廣泛的運用得以實現，因此，第二種就是在計算機中安裝儀器，依托計算機強大的操作系統和硬件保證儀器各項功能的實現 。 NI 公司 成為了 業(yè)界的權威 也正是因為它在 LabVIEW 和 虛擬儀器 方面 長期、系統 的進行 有效的 研發(fā) 。 而VXI 標準 可以說是為現在的 計算機化儀器 指明了發(fā)展的方向 ，這種儀器是 以 插卡 的形式存在。 LabVIEW 的概念 LabVIEW 是 C 、 BASIC 一樣 的 通用編程系統， 它有一個 龐大函數庫 滿足 任何 的 編程任務。傳統 的 文本編程語言 的 執(zhí)行順序 是 語句 與 指令的先后順序決定 的。前面板上的對象 被使用者通過 圖標 與 連線進行控制采用的是 圖形化源代碼 的方法 ， 因此也可以稱為 G 代碼。 (3) LabVIEW 不但具有 設置斷點 和 單步運行 等 傳統的數據調試手段， 而且還擁有可以昂 程序 能像動畫 一樣執(zhí)行的 特色執(zhí)行工具， 不僅可以使 設計者 方便仔細的觀察程序運行的每個細節(jié)，而且對 程序的開發(fā) 與 調試 也能帶能很大的便利 。 LabVIEW 開發(fā)出來的 虛擬儀器 完全不必擔心它對 LabVIEW 開發(fā)環(huán)境 的依賴性，因為它具有和實際的硬件儀器類似的界面，因此 虛擬儀器 在 現代檢測系統 的地位也是越來越高。 因為在不久的將來 網絡化的儀器 必將成為現實 。 因此它是一個靈活性強 并且具有不弱功能的軟件 。它 是一個面向用戶的軟件，因此它采用了 科學家 和 工程師 以及 技術人員 經常使用的 概念、圖標和術語。 因此，它也會為各種存在的需求 提供 諸如 Linux 和 Macintosh 以及 Windows 和 UNIX等 多種版本。 Access 數據庫，因此需要計算機上安裝有 Microsoft Access。 第一個（ ）的建立方法如下：進入 開始菜單 控制面板 管理工具 數據源（ ODBC） ，建立一個新的系統 DSN：選擇 Add… Microsoft Access Driver(*.mdb)，數據源名稱為 “DSN_qiguo”，數據庫選擇 “”。首先在硬件電路中通過 壓力 傳感器獲得信號，再經濾波、放大、 A/D 轉換等處理，最后 采集到的汽鍋壓力信號傳輸到上位機中，然后在LabVIEW 中實現壓力的采集、存儲、回放、預處理、特 征提取，自動存入指定的數據庫，并實時顯示采集的數據。 19 10s 5s 10s 否 是 圖 汽鍋軟件測試流程圖 Start 初始化，電磁閥全部自動關閉 電磁閥 先打開，再打開電磁閥 3，充氣開始 電磁閥 3 關閉，平衡開始 電磁閥 關閉，采集開始 波形圖 線性擬合 表示 pass 表示 fail 放氣 記錄數據 復位 通過斜率判斷 基于虛擬儀器的汽鍋漏氣檢測系統的設計與實現 20 單擊 ，先初始化，此時閥門全部是關閉的，然后電磁閥 打開，再電磁閥 3 打開此時充氣燈亮 ，通過充氣閥開始 充氣 10 秒后，電磁閥 3關閉，平衡燈開始點亮 平衡 5 秒后兩鍋處于平衡狀態(tài)，然后電磁閥全部關閉，此時采集燈開始點亮開始采集差壓信號，采集 10 秒后 波形圖表示出來曲線，通過線性擬合 表示出來 21 的斜率，通過斜率 的大小來判斷 fail和 pass，然后放氣燈亮 放氣 10秒后，全部操作結束，記錄數據 ,存入數據庫。希望這次的經歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。 Development and application ofa multichannel monitoring system for near realtime VOC measurement in a hazardous waste management facility. Science of the Total Environment 382 20xx :364–374 [11] Kin Yeung, Jie Huang。