邱娜 于小龍

摘 要：隨著我國在機械動能產(chǎn)業(yè)方面投入的加大，我國的自動化檢測技術得到了長足的發(fā)展，特別是在自動化測量技術與儀器研發(fā)方面取得了巨大的進展。而以光電技術為主要核心的自動化測量工作更是實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。大力擴展光電技術在自動化測量中的應用程度，能夠有效提高質(zhì)量，提升工作效率，確保了企業(yè)在低成本下實現(xiàn)了較高的經(jīng)濟效益。文章從光電技術的應用原理出發(fā)，通過對光電技術的自動化測量檢測的實際應用狀況進行分析，以探討其對于自動化檢測的價值所在。

關鍵詞：光電技術；自動化測量；測量檢測

中圖分類號：TN29 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0167-02

Abstract： With the increase of investment in mechanical kinetic energy industry in our country， the automatic detection technology in our country has made great progress， especially in the research and development of automatic measurement technology and instruments. And the photoelectric technology as the main core of the automatic measurement work is to achieve a qualitative leap. Vigorously expanding the application of optoelectronic technology in automatic measurement can effectively reduce high quality， improve work efficiency， and ensure that enterprises achieve high economic benefits at low cost. Based on the application principle of optoelectronic technology， this paper analyzes the application of photoelectric technology in automatic measurement and detection， in order to explore its value for automatic detection.

Keywords： optoelectronic technology； automatic measurement； measurement and detection

引言

經(jīng)濟全球化的巨大趨勢下，我國工業(yè)若要實現(xiàn)生產(chǎn)力的提升，僅僅依靠人工勞動遠遠不夠。因而要大力推廣自動化技術，不斷提升自動化的生產(chǎn)水平，在不斷的研發(fā)與應用中為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造更多有利的條件，促進企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟效益。實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，首要工作是要完成自動化的測量以及檢測工作。減短測量所需時間，實現(xiàn)現(xiàn)代自動化技術的全面發(fā)展。

1 光電技術在自動化測量中的應用原理

自動化檢測過程中，為了對于生產(chǎn)產(chǎn)品進行測量與檢測，需要結合光電技術。由于工件之間的生產(chǎn)存在差異性，因此自動化檢測的工作原理與檢測機制不同。通過對于其組成結構進行分類，可將自動化檢測的過程分為三個環(huán)節(jié)，分別為檢測、傳送以及顯示。下面對于上述的三個環(huán)節(jié)進行一一描述，檢測環(huán)節(jié)即通過自動化測量儀器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集以及整理，進一步將數(shù)據(jù)準確化，使得檢測結果更加精確。傳送環(huán)節(jié)即將收集處理后的檢測數(shù)據(jù)放大處理，進一步發(fā)現(xiàn)一些需要放大觀察才能發(fā)現(xiàn)的細節(jié)問題。顯示環(huán)節(jié)即自動化測量儀器的數(shù)據(jù)記錄。無論是怎樣的自動化測量過程，基本都需要經(jīng)過這三個環(huán)節(jié)[1]。因而可以說這是自動化測量的共同點，這個共同點表現(xiàn)為顯示環(huán)節(jié)的刻度、位移等數(shù)據(jù)通過信號的多次轉(zhuǎn)換與運算，最終以一種理想方式展現(xiàn)在需求者面前，需求者最終能夠得到預期的數(shù)據(jù)，用于其他計算以及處理工作。整個過程中，需要用到的工具包括了各種類型的測量儀器。具體過程為光信號與電信號的轉(zhuǎn)換，其中需要借助信號調(diào)節(jié)器以及光電傳輸系統(tǒng)。依照我國目前的自動化檢測技術，雖然進步巨大，但與發(fā)達國家相比，還有很長的路要走。

2 光電技術在自動化測量檢測中的應用

自動化檢測中，需要研制能夠代替人工測量的自動化儀器，其對于制造工藝與精度有著很高的要求。通過現(xiàn)有的技術基礎，實現(xiàn)自動化的測量相對容易，若能夠?qū)CD器件當作人眼仿真技術，就能夠在一定程度上促進電測量自動化的發(fā)展。

2.1 系統(tǒng)軟件控制系統(tǒng)

一般情況下，可將系統(tǒng)軟件控制分為兩個獨立的部分進行分析。一部分為將VC語言作為軟件的平臺。通過與數(shù)據(jù)庫進行連接，可以構成完整的計算機控制系統(tǒng)，其控制方式也較為特殊，需要設置數(shù)個測試點應對自動化測量儀器的指針指示的周期位置，方便對不同的測量參數(shù)作出反應。將測試點設置完成后，計算機發(fā)送信號到測試點，準備階段結束。當自動化測量儀器指針經(jīng)過對應的測試點時，計算機受到刺激重新發(fā)送信號，然后數(shù)值讀取。同時對于測量所得的數(shù)據(jù)進行結果存儲，按照對應的方式對測試點進行測量，直到數(shù)據(jù)的收集完畢。系統(tǒng)軟件另外一部分為數(shù)字轉(zhuǎn)換圖像的處理，其原理為對計算機儲存的指針信號以及測試點信號進行數(shù)據(jù)的處理，然后通過其內(nèi)置的濾波器處理其不需要的部分，通過后續(xù)轉(zhuǎn)換生成圖像[2]。這里除去的部分主要為噪聲信號，若不去除噪聲信號將會對結果有著較為嚴重的影響，增加誤差。另外，為了使測量的結果更加精密，常常將最小二乘法加入到計算的步驟中，通過這項措施，精度大約能夠提升五部左右。

2.2 光電成像系統(tǒng)與高分辨率CCD

通過對于物理光學成像原理的進一步深入研究，發(fā)現(xiàn)可以運用此原理將儀表指針以及對應的指針刻度通過一定的技術處理在CCD上實現(xiàn)重現(xiàn)。進而通過其他儀器處理，實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換過程。而具體的過程，是將轉(zhuǎn)換信息通過CCD的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)完成的，以此實現(xiàn)傳輸與儲存的工作，方便日后工作數(shù)據(jù)的成像過程。在通常情況下，系統(tǒng)同軸的照明是通過亮度的自動調(diào)節(jié)實現(xiàn)的，信息收集需要借助十六位的模塊信息收集器完成。通過運用這種方式，能夠有限減少誤差，同時為生產(chǎn)者節(jié)省測量的時間成本。

2.3 三相交流標準源

三相交流標準源的作用是為自動化檢測提供穩(wěn)定持續(xù)的標準電壓，其對于自動化測量檢測進程是不可缺少的基礎。通過分析發(fā)現(xiàn)，三相交流標準源是高度化的數(shù)字控制技術，其對于電流、功率以及頻率的控制是通過計算機軟件的自動化操控來實現(xiàn)的，其組成構建為數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及波形存儲器。在調(diào)幅方面，其運用的是脈沖移像技術，調(diào)相方面運用的是鎖相環(huán)技術。矢量采樣技術作為一種較為復雜的采樣技術，其通過信息的全面收集來實現(xiàn)采樣的目的，采樣信息包含了增幅信息以及波形信息等其他信息，其特點為控制較為精準，近年來由于對于自動化檢測的要求越來越高，因而矢量采用技術的適用范圍大大增加，逐漸成為了自動化檢測的焦點技術。

3 光電技術應用于自動化測量的分析

3.1 光電自動化檢測技術在機械設備中的應用

機械設備運轉(zhuǎn)的過程中，會產(chǎn)生大量的摩擦熱。一段時間后，將會導致機械運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障的幾率增大。而且容易出現(xiàn)機械設備之間的過度摩擦。過度摩擦產(chǎn)生的主要原因是因為機械本身運轉(zhuǎn)對于齒輪或者線圈等部件的磨損導致的接觸不良。機械設備間的摩擦增大，導致設備的運轉(zhuǎn)溫度直線上升[3]。若沒有及時地采取措施控制溫度，將會導致機械設備的生產(chǎn)速率降低，程度嚴重時將導致機械設備的損壞。因此為了機器的過熱運行，保護機械設備的正常運轉(zhuǎn)，需要對其進行光電自動化檢測。檢測的對象為實際運轉(zhuǎn)下機械設備的溫度，通過自動化控制將溫度維持在正常的水平。

3.2 光電自動化檢測技術在防火隔熱中的應用

光電自動化技術在防火隔熱領域有著積極的作用，鍋爐設備工作時由于其生產(chǎn)條件要求，其外部的材質(zhì)需要符合防火隔熱的相關要求。在一般情況下，鍋爐除了對于自身的建造材料有一定的要求以外，對于外部的隔熱層也有一定的要求。若相關安全措施沒有到位，不但影響整體的生產(chǎn)效率，還會影響生產(chǎn)人員的生命財產(chǎn)安全，因而需要對于鍋爐定期進行光電自動化檢測。保證鍋爐的外部隔熱層以及隔溫層能夠起到預期的作用，降低鍋爐作業(yè)生產(chǎn)中潛在的隱患。

3.3 光電自動化技術在生活中的應用

光電自動化不僅能夠保障工業(yè)生產(chǎn)時儀器設備的安全性，同時其也是人們生活中常見的一種技術，只不過對其有真正了解的人少之又少。光電自動化技術常常被應用到家用電器身上。例如手機錄音機的聲音轉(zhuǎn)換功能用到了對應的電容傳感器；自動感應燈則為光敏電阻；數(shù)碼相機內(nèi)的自動聚焦功能以及遙控接收器的紅外檢測的功能等。因此可以看出，光電技術自動化檢測不僅與工業(yè)生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，同時也與人們的日常生活密切相關。光電技術自動化檢測一定程度上構成了現(xiàn)代科技社會，是社會發(fā)展的技術支持，因此應當?shù)玫饺藗儗ζ鋺玫闹匾暋?/p>

4 光電技術在自動化檢測中所存在的問題及對策

4.1 傳輸過程中的問題

數(shù)據(jù)傳輸是光電技術自動化檢測的一個重要環(huán)節(jié)，其對機械設備的自動化運轉(zhuǎn)起到了關鍵的作用。若數(shù)據(jù)的傳輸有遺漏或者錯誤，將導致故障的出現(xiàn)。盡管光電技術自動化檢測相較于以往數(shù)據(jù)傳輸?shù)玫搅税踩砸约八俣葌鬏斏系纳?，但是在實際的檢測過程中發(fā)現(xiàn)其易受發(fā)射電路以及接收電路的影響[4]。因而為了很好地解決傳輸?shù)膯栴}，需要借助先進的光學以及電學技術來改進接收電路和發(fā)射電路，因而從根本上解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，保證光信號與電信號轉(zhuǎn)換的正常進行。

4.2 發(fā)射電路中的供電問題

自動化測量的過程有時包含了許多光電信號的轉(zhuǎn)換，因而對于進行自動化檢測的發(fā)射電路有了更高的要求，其中由于電壓不穩(wěn)定導致的不精確結果導致了資源的浪費。目前我國發(fā)射電路中的發(fā)射點主要運作方式包含了以下幾種：第一種為通過高壓母線解決供電問題，第二種為低壓電供電，第三種為高壓電池供電。其中高壓母線是解決供電問題的最優(yōu)方案，因而發(fā)射電路的供電應根據(jù)實際情況從這三種供電方式中選擇合適的方式來保持電壓的穩(wěn)定。

4.3 檢測結果的誤差較高

雖然光電技術自動化檢測的優(yōu)勢較為顯著，但從實踐結果進行分析可以發(fā)現(xiàn)檢測結果存在誤差。仍無法避免一些因為外部因素的帶來的誤差，在檢測的過程中，要盡最大努力保證檢測結果的準確性。降低誤差的有效措施包括有：第一，檢測工作人員熟悉不同檢測方法的誤差原因。第二，在進行檢測時，可以將多種檢測技術融合進行綜合運用。第三，提升檢測儀器的精準度，從檢測源頭上控制精準度。第四，對于被檢測對象要進行實際情況的調(diào)查，根據(jù)實際情況選擇合適的光電技術檢測方法。

5 結束語

綜上所述，在科學信息技術日新月異的今天，自動化檢測技術的體系發(fā)展越來越成熟，但光電技術在自動化檢測中的應用仍存在著一定的局限性，應當通過反復的實驗提升其精準度，為我國實現(xiàn)自動化全面發(fā)展打好基礎。

參考文獻：

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[3]基于小波變換的壓縮感知理論對水質(zhì)檢測紫外-可見光譜數(shù)據(jù)的去噪研究[J].光譜學與光譜分析，2018（3）：844-850.

[4]李天旭，邢礫云，姬嗣乘，等.光電檢測電路在石油產(chǎn)品運動粘度自動測定中的應用研究[J].科學技術創(chuàng)新，2017（31）：83-84.