朱海清 錢(qián) 瑛 張小林 江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

費(fèi)宏偉 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院無(wú)錫分院

安全閥校驗(yàn)數(shù)字化測(cè)試技術(shù)與管理系統(tǒng)

朱海清 錢(qián) 瑛 張小林 江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

費(fèi)宏偉 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院無(wú)錫分院

1 安全閥離線校驗(yàn)概況

目前，國(guó)內(nèi)大量使用的安全閥離線校驗(yàn)臺(tái)采用目視從精密壓力表上讀取測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)試方法，測(cè)試精度很大程度上取決于操作人員的熟練程度、責(zé)任心和工作經(jīng)驗(yàn)，難以獲得精度穩(wěn)定可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)記錄，校驗(yàn)原始記錄、校驗(yàn)報(bào)告中的測(cè)試數(shù)據(jù)是由校驗(yàn)員在完成校驗(yàn)后人工填寫(xiě)或錄入，工作效率低下，數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性無(wú)法得到保證。隨后有人提出了用PC控制、對(duì)安全閥整定壓力進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)定的方法。

基于此，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出由PC控制、能自動(dòng)測(cè)定和記錄測(cè)試數(shù)據(jù)的安全閥校驗(yàn)裝置和配備該裝置的安全閥校驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整定壓力的自動(dòng)測(cè)定與保存，校驗(yàn)結(jié)束后，能自動(dòng)生成安全閥校驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行打印。

2 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字化測(cè)試技術(shù)與管理系統(tǒng)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將安全閥的數(shù)字化測(cè)試技術(shù)與信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)對(duì)人機(jī)界面進(jìn)行優(yōu)化，筆者成功地開(kāi)發(fā)了“安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：系統(tǒng))，系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示。

圖1 安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成與工作流程

“安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)”包含有“管理端軟件”、“操作端軟件”與“報(bào)告審核審批軟件”，它們之間通過(guò)附加在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)。安全閥校驗(yàn)臺(tái)配備有壓力變送器、數(shù)據(jù)處理器、PC、觸摸顯示屏與氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)（老校驗(yàn)臺(tái)可以加裝），在“操作端軟件”的支持下，具備從服務(wù)器獲取待校驗(yàn)任務(wù)、自動(dòng)測(cè)定與自動(dòng)記錄、測(cè)試數(shù)據(jù)返寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)、自動(dòng)生成銘牌參數(shù)并刻制合格證銘牌等功能。同時(shí)，良好的人機(jī)界面使得校驗(yàn)臺(tái)（操作端）不需要進(jìn)行任何的錄入工作，校驗(yàn)員只需要點(diǎn)擊觸摸顯示屏就可以完成校驗(yàn)操作。

管理端是一臺(tái)（或多臺(tái)）安裝了“管理端軟件”的電腦，負(fù)責(zé)完成待校驗(yàn)安全閥的參數(shù)錄入、校驗(yàn)任務(wù)生成與派發(fā)、校驗(yàn)報(bào)告與原始記錄等文檔自動(dòng)生成等功能。報(bào)告審核與審批（簽發(fā)）借助“報(bào)告審核審批軟件”完成，如果需要在檢驗(yàn)單位原有辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行報(bào)告的審核審批（簽發(fā))，可以借助兩個(gè)不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換來(lái)實(shí)現(xiàn)。

“安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)”流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)工作流程圖

2.2 系統(tǒng)軟件

為了提高整個(gè)安全閥校驗(yàn)體系運(yùn)行的效率，系統(tǒng)集成了“管理端軟件”、“操作端軟件”與“報(bào)告審核審批軟件”。

1）管理端軟件

如圖3所示，管理端軟件具有“校驗(yàn)任務(wù)管理”、“文檔管理”、“校驗(yàn)歷史調(diào)閱”與“相關(guān)信息配置”四大類(lèi)功能。

圖3 管理端軟件的功能

該軟件可以安裝在校驗(yàn)站的任何一臺(tái)電腦上，其主界面見(jiàn)下圖4所示。

圖4 軟件主界面

待校驗(yàn)安全閥的參數(shù)錄入后，將獲得一個(gè)檢驗(yàn)編號(hào)（或報(bào)告編號(hào)），點(diǎn)擊“增加任務(wù)”后將形成一條待校驗(yàn)任務(wù)并列表顯示在界面的右方，借助“導(dǎo)入約檢”可以將安全閥使用單位輸入的待校驗(yàn)安全閥參數(shù)讀入。“派發(fā)任務(wù)”用于將待校驗(yàn)任務(wù)發(fā)送到“操作端軟件”進(jìn)行校驗(yàn)，并同時(shí)自動(dòng)生成校驗(yàn)委托（任務(wù)）單。校驗(yàn)結(jié)束的任務(wù)在“文檔管理”功能模塊中自動(dòng)生成校驗(yàn)原始記錄，并將報(bào)告送審。完成審核、審批（簽發(fā)）的校驗(yàn)報(bào)告能夠下載并打印。在“調(diào)閱歷史”功能模塊中，能查詢到所有已結(jié)束審批（簽發(fā)）的任務(wù)的相關(guān)參數(shù)及校驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。

2）操作端軟件

操作端軟件的功能配置如圖5所示。

圖5 操作端軟件界面

圖6所示為“操作端軟件”主界面，要進(jìn)行校驗(yàn)任務(wù)的主要參數(shù)將顯示在左面的校驗(yàn)測(cè)試界面上方?！般懪茀?shù)”用于生成校驗(yàn)合格證參數(shù)，“系統(tǒng)設(shè)置”則用于設(shè)置設(shè)備編號(hào)、型號(hào)、精密壓力表與（壓力傳感器）編號(hào)與量程等，這些參數(shù)也將自動(dòng)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)和校驗(yàn)原始記錄中,。

整定壓力的自動(dòng)測(cè)試原理為峰值識(shí)別法，即：將安全閥校驗(yàn)升壓過(guò)程中在安全閥開(kāi)啟瞬間的峰值壓力記錄下來(lái)，該壓力就是整定壓力。如果測(cè)得的整定壓力不在合格范圍之內(nèi)，點(diǎn)擊觸摸屏上的“調(diào)校”按鈕可以清空“整定壓力”欄中的測(cè)試結(jié)果，調(diào)整安全閥后重新進(jìn)行校驗(yàn)測(cè)試。復(fù)核得到的三次整定壓力及其平均值（圖6)，將自動(dòng)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，其數(shù)值將導(dǎo)入安全閥校驗(yàn)報(bào)告與原始記錄中。

圖6 操作端軟件主頁(yè)面

3）報(bào)告審核審批軟件

系統(tǒng)提供“報(bào)告審核審批軟件”，用于在線完成安全閥校驗(yàn)報(bào)告的審核與審批（簽發(fā))，其主界面見(jiàn)如圖7所示。

圖7 報(bào)告審核審批軟件主界面

點(diǎn)擊“瀏覽”，不僅可以預(yù)覽送審的校驗(yàn)報(bào)告，而且能夠?qū)?bào)告中出錯(cuò)的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)記，將其退回管理端進(jìn)行修改。審核審批（簽發(fā)）的報(bào)告，相關(guān)人員的電子簽名將簽署在審核與審批（簽發(fā)）欄中。

報(bào)告的審核審批也可以通過(guò)軟件對(duì)接的方法，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入檢驗(yàn)單位的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OA）中完成報(bào)告的審核與審批（簽發(fā))。

2.3 系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況

“安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)”自2009年起開(kāi)始投入使用。起初，用于對(duì)在用的老安全閥校驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行升級(jí)改造，隨后，配備該系統(tǒng)的新型安全閥校驗(yàn)臺(tái)也陸續(xù)投放市場(chǎng)。至2013年8月，已有近百臺(tái)（套）設(shè)備在江蘇、廣東、山東、遼寧、上海等省市的特檢機(jī)構(gòu)及企業(yè)投入使用。

系統(tǒng)的推廣使用，使得安全閥校驗(yàn)工作的技術(shù)水平邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，具體體現(xiàn)為：

1）提高了安全閥校驗(yàn)體系的運(yùn)行效率，使安全閥校驗(yàn)真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化與信息化。

由于將安全閥校驗(yàn)的數(shù)字化測(cè)試技術(shù)與校驗(yàn)委托單、校驗(yàn)原始記錄、校驗(yàn)報(bào)告、校驗(yàn)臺(tái)賬以及合格證銘牌的自動(dòng)生成整合形成為一個(gè)完整的工作體系，使安全閥校驗(yàn)的整體工作效率得到很大提高，且能基本杜絕工作的差錯(cuò)。

2）系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，適用性強(qiáng)。

大量用戶、長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際使用表明，系統(tǒng)的硬件與軟件性能穩(wěn)定可靠，操作使用便捷且人性化，對(duì)于文化程度不高、電腦操作使用不熟練的操作人員也能快速掌握操作方法。

對(duì)于不同檢測(cè)單位校驗(yàn)報(bào)告、校驗(yàn)原始記錄等文檔的格式與填寫(xiě)方法的差異，系統(tǒng)均能完全適應(yīng)，并滿足使用單位收費(fèi)計(jì)算、拆裝維修情況自動(dòng)記錄以及倉(cāng)儲(chǔ)管理等要求。

3）使安全閥校驗(yàn)測(cè)試精度得到提高，并使校驗(yàn)測(cè)試過(guò)程具有可追溯性。

在校驗(yàn)臺(tái)操作端，系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)校驗(yàn)臺(tái)完全靠操作人員從壓力表上讀取測(cè)試數(shù)據(jù)的落后狀況，采用了0.4級(jí)精密壓力表與壓力傳感器同步測(cè)壓，觸摸屏上既顯示實(shí)時(shí)壓力，又能將每次校驗(yàn)過(guò)程中安全閥的開(kāi)啟壓力自動(dòng)記錄下來(lái)，使得校驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的精度得以提高且真實(shí)可靠。

由于測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)管理端的“調(diào)閱歷史”模塊，能夠查詢到所有已完成校驗(yàn)安全閥的參數(shù)與測(cè)試數(shù)據(jù)，使校驗(yàn)測(cè)試過(guò)程具有可追溯性，完善了對(duì)安全閥校驗(yàn)工作的有效監(jiān)督管理。

3 總結(jié)

隨著“安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)”的大規(guī)模推廣應(yīng)用，也相應(yīng)的產(chǎn)生了一些新問(wèn)題。

首先，對(duì)安全閥的質(zhì)量提出了更高的要求。按照規(guī)范，要求安全閥連續(xù)三次起跳的整定壓力必須在合格范圍之內(nèi)，由于數(shù)字化測(cè)試技術(shù)提高了測(cè)試的精度， 校驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的不合格閥的比例相應(yīng)增加。因此，建議安全閥制造單位在產(chǎn)品檢驗(yàn)過(guò)程中也必須嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)，以免造成不必要的損失。

其次，建議安全閥校驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也需要進(jìn)行相應(yīng)的完善?，F(xiàn)有的規(guī)范要求安全閥校驗(yàn)臺(tái)需配備兩塊量程相同的精密壓力表同步進(jìn)行測(cè)壓，在配備了壓力傳感器同步測(cè)壓的情況下，該規(guī)定應(yīng)該取消。對(duì)于校驗(yàn)報(bào)告與原始記錄中，測(cè)試數(shù)據(jù)全部保留二位小數(shù)的規(guī)定，隨著壓力傳感器的應(yīng)用，筆者認(rèn)為也可以保留三位小數(shù)，對(duì)于開(kāi)啟壓力很低的安全閥很有必要。老設(shè)備由于全部采用精密壓力表進(jìn)行測(cè)壓，為了保證測(cè)試精度，要求對(duì)不同開(kāi)啟壓力的安全閥使用相應(yīng)量程的壓力表，因此，一個(gè)校驗(yàn)臺(tái)如果需要校驗(yàn)開(kāi)啟壓力在32MPa以內(nèi)安全閥，必須配備14個(gè)不同量程的精密壓力表。在使用了壓力傳感器測(cè)壓并自動(dòng)記錄整定的情況下，規(guī)范也應(yīng)該進(jìn)行必要的調(diào)整。

2013－09－06）