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智能精密數(shù)字壓力計的未來十年

更新時間:2011-06-16      瀏覽次數(shù):2001
  數(shù)字技術的出現(xiàn)把模擬儀器儀表智能精密數(shù)字壓力計的測量控制精度、靈敏度、速度及可靠性提高了幾個量級,為實現(xiàn)測量控制自動化打下了良好的基礎。計算機的引入,使儀器的功能發(fā)生了質(zhì)的變化,從個別參量的測量轉(zhuǎn)變成測量整個系統(tǒng)的特征參數(shù),從單純的接收、顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂啤⒎治觥⑻幚怼⒂嬎闩c顯示輸出,從用單個儀器進行測量轉(zhuǎn)變成用測量系統(tǒng)進行測量。
  
  90年代,測量控制與儀器儀表智能精密數(shù)字壓力計科技的突破性進展是儀器儀表智能化程度的提高;DSP芯片的大量問世,使儀器儀表數(shù)字信號處理功能大大加強;微型機的發(fā)展,使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力和圖像處理功能;現(xiàn)場總線技術是九十年代迅速發(fā)展起來的一種用于各種現(xiàn)場自動化設備與其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信技術,Internet和Intranet技術也將進入控制領域。現(xiàn)代儀器儀表產(chǎn)品將向著計算機化、網(wǎng)絡化、智能化、多功能化的方向發(fā)展,跨學科的綜合設計、高精尖的制造技術使它能更高速、更靈敏、更可靠、更簡捷地獲取被分析、檢測、控制對象的信息。
  
  未來10年,更高程度的智能化應包括理解、推理、判斷與分析等一系列功能,是數(shù)值、邏輯與知識的結(jié)合分析結(jié)果。利用物理學的新效應和及其成就開發(fā)新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、強抗干擾能力傳感器技術和測量控制儀器儀表。如:利用高溫超導量子干涉器(SGUID)開發(fā)計量測試儀器、物理學測試儀器、地學和地質(zhì)學儀器、化學分析儀器、醫(yī)學儀器、無損材料檢驗儀器智能精密數(shù)字壓力計等。利用橢偏技術來檢測光纖、光學玻璃等,它與近場光學相結(jié)合,不僅可以測量表面精細結(jié)構(gòu),同時根據(jù)近場光學反射偏振信息可以分辨出被測物體的材料,這是目前實驗研究新探索。將可調(diào)諧穩(wěn)頻激光光譜儀的技術用于高精密的幾何量與機械量和多種無形態(tài)量的測量,開發(fā)新一代微型光纖激光干涉儀,它的測量范圍可以從納米到幾米或更大的范圍,分辨率可達10nm;它還可用于稱重,研制新型電子天平、高分辨率的壓力計等。發(fā)展納米測量技術,建立納米計量測試標準,這是當今在計量與測量技術研究中十分活躍的課題。由于以信息技術為代表的高新科學技術的突飛猛進,科學分析儀器正在經(jīng)歷一場革命性的變化,傳統(tǒng)的光學、熱學、電化學、色譜、波譜類分析技術都已從經(jīng)典的化學精密機械電子結(jié)構(gòu)、實驗室內(nèi)人工操作應用模式,轉(zhuǎn)化為光、機、電、算(計算機)一體化、自動化的結(jié)構(gòu),并正向?qū)崟r的現(xiàn)場、在線方向和更名副其實的智能系統(tǒng)發(fā)展(帶有自診斷、自控、自調(diào)、自行判斷決策等高智能功能)。
  
  促進科學儀器智能精密數(shù)字壓力計的工作原理、設計思想、設計方法發(fā)生明顯變化的關鍵技術主要有:(1)微分析技術即分析儀器的微型化和微量化,其共性技術有微控技術、微加工技術、微檢測技術、微光源、微光學系統(tǒng)、微傳感器等,應用上述技術的分析儀器有微流控制芯片、芯片實驗室、微近紅外光譜儀等。(2)新型生物、化學傳感技術,將生物芯片技術,新型化學傳感技術,智能傳感器技術應用于分析儀器的研制。(3)成像技術包括廣義成像,納米級超高分辨成像,圖像信息處理等,具體的領域有核磁共振技術、圖像自動分析及綜合技術、光譜成像技術、近場光學成像技術等。(4)儀器的聯(lián)用技術,通過信息分離、軟件接口技術,實現(xiàn)多學科技術間的聯(lián)用,以實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的痕量成份分析、結(jié)構(gòu)分析、形態(tài)分析等綜合分析,如:色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、色譜-光譜聯(lián)用等。多臺儀器、多個實驗室結(jié)合的綜合分析管理系統(tǒng)(LIMS,LaboratoryInformationManagementSystem)已經(jīng)推廣應用;儀器可以上網(wǎng)、制造廠商可與用戶或用戶之間實現(xiàn)信息交流,廠商對用戶正在使用的儀器進行遠距診斷、指導正確使用或提出維修指導,各同類儀器用戶或相同分析工作用戶直接進行數(shù)據(jù)、情報共享、儀器的遠程校準和量值溯源等已指日可待。測量控制與儀器儀表在生物、環(huán)保、醫(yī)學等有關人的生存、發(fā)展領域的應用日新月異,現(xiàn)代高科技軍事方面的發(fā)展也促進了測量控制與儀器儀表的應用拓展,靈敏、準確的現(xiàn)場毒物檢測、生命保障任務也大大擴大了測量控制與儀器儀表智能精密數(shù)字壓力計的應用領域。
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