虚拟仪器技术在化工检测中的应用

金万福，许烈艳

（甘肃省化工研究院有限责任公司（甘肃创翼检测科技有限公司），甘肃兰州 730020）

随着我国科学技术的快速发展，虚拟仪器技术由于具备丰富的内涵，广泛应用在民用以及军事领域。当前虚拟仪器技术应用在化工检测中，也取得了很好的应用效果。需要全面分析化工检测工作情况，并根据具体情况，制定完善的应用方案，使检测工作更加灵活性以及充分发挥自身功能。

1 虚拟仪器具备的含义

在进行化工检测过程中，采用传统仪器不能实际负荷当前检测对仪器标准要求，随着我国信息化技术得到快速发展，计算机和测试技术的有效结合，产生虚拟仪器。随着科学技术的快速发展，虚拟仪器作为当前普遍测试系统的发展趋势，需要掌握软件仪器的核心技术思想。通过构建完善的计算机模块以及控制软件，不断优化界面虚拟仪器面板，用户通过自己实际需求合理定义虚拟仪器的相关性能，完成化工检测样品生成数据、数学采集、分析判断、样品显示以及打印等相关工作。

2 虚拟仪器的构成

2.1 设计硬件基本结构

在进行仪器测量过程中可以进行电信号的输出工作。应用计算机合理的构成过程，在进行控制系统以及采集数据系统时，被控对象参数和外部信号采集的参数常常是模拟量。然而，计算机通常只能进行处理和接受数字量，需要及时转为数字量，科学处理计算机接收工作。在控制住计算机主程序后，应送入到有关虚拟界面，生产数据信息内容，有利于之后在处理数据信息内容时提供了方便。在进行计算机处理过程中，很多被控的对象当中具体执行机构，无法直接对数字量信号信息内容进行接受，所以采用计算机软件合理进行加工以后，才可以转为模拟信号，有效地控制驱动执行机构，从而实现了控制目的[1]。

2.2 优化软件整体结构

在应用虚拟仪器技术过程中，功能软件作为非常重要的核心和基础，由开发环境、仪器驱动软件和测量驱动程序、数据信息管理工具以及高阶测试相关工具共同组成。用户在对集成式软件进行应用过程中，需要控制和测量生成功能和自由地定义软件系统。因此，虚拟仪器技术软件的整体结构，由VPP 软件系统所制定的I/O 有关规范总成以及接口软件标准（如图1所示）。

虚拟仪器技术结构图采用自下而上的方式，构成完整的层状结构，其中资源管理层作为最底层。用户可以自行定义应用程序开发层，作为可变层的虚拟仪器结构，从而实现虚拟仪器结构整体的灵活性以及扩展性，针对用户应用程序接口作为最顶层，虚拟仪器结构资源的程序应用可以得以实现。

图1 虚拟仪器技术结构图

3 虚拟仪器技术在化工检测中的具体应用

当前虚拟仪器系统具备了灵活性以及开放性，虚拟仪器系统将计算机技术进行同步发展，在进行检测应用过程中，能够帮助用户节省大量的开发时间，目前广泛应用在检测领域当中。虚拟仪器技术不断发展时，沿着驱动程序标准化、硬件模块即插即用以及编程平台图形化方向发展。采用模块化仪器作为虚拟仪器基础，构建完善且先进的化工检测技术，提高检测整体质量[2]。

3.1 加强测量的准确性

在开展化工检测过程中，合理应用虚拟仪器技术，可以根据机外和机内的基准自动开展自校工作、存储系统误差工作，在测量时需要针对测量结果扣除系统误差，提升化工检测测量整体精确度。工作人员在每次进行测试过程中，需要针对自校零点工作，输入接地以后，需要将漂移电压进行存储，扣除测量数据信息内容。反复处理和分析化工检测测量的相关数据信息内容，从而提高测量结果的精确性，避免出现误差现象。在进行物理量检测过程中，可以将制定函数和线性化关系内容进行转换。在进行化学反应实验时，根据化学仪器视角来看，对于实验整体精确性进行不断提升。当前应用普通仪器开展反应实验工作能够直接显示实验结果内容，然而在前面的反应条件以及处理过程并不是很清楚，可能直接影响化工检测整体的稳定性。合理应用虚拟仪器技术，能够对数据信息实验内容结果进行测量，工作人员能够清楚地了解反应条件以及处理过程。针对多相催化反应实验工作，根据开始直到结束的实验数据以及实验条件等，在进行测量时需要具备连续性，将实验数据信息的测量结果直接反映到PC机处理数据信息内容，能够对数据信息内容进行判断，是否具备可行性，有效地对控制参数进行调整。

3.2 在线、实时监测，加强灵活性

在进行化学反应过程中，需要科学处理分析虚拟仪器技术中反应系统当中动态信号以及相关信息内容，是监测状态及诊断故障最重要的基础工作内容。动态数据信号信息内容是合理运用测量传感器时获得压力、流量、温度、质量、液位等动态数据信息内容。对于虚拟仪器软件在进行控制时，需要对化学数据信息内容进行及时转换。合理运用设计软件，工作人员结合不同功能和用途以及实际情况，合理对界面以及仪器具备的功能进行设计，不断优化化学反应，构建完善的虚拟仪器技术。

如何采用短时间，降低能源成本，当前社会广泛关注怎样获取高效率产物。在生产过程中需要有效的控制质量，通常情况在开始反应时，应根据时间间隔做好取样、分离提纯以及预处理等相关工作。工作人员在获取样品以后，需要分析定量以及定性工作，根据得到的反应物和产物的浓度随着时间不断变化，可以获取最佳生产条件。采用该化工检测的方式周期时间相对长一些，如果反应的过程比较快，不能及时获取想要的数据信息内容，有可能延误工作人员调整相关操作工作，没有实现实时控制。针对有害、有毒化工生产环境背景，可能对工作人员的人身健康带来很大的伤害。针对这种情况，例如高压、高温的状态下，不能直接进行取样检测工作，采用在线测量工作，合理应用虚拟仪器系统，实现生成物和反应物浓度变化检测工作，实现实时控制化工生产工作[3]。

3.3 设计仿真系统

具体化工和虚拟仪器进行有效结合，合理运用虚拟仪器，优化仿真系统。合理应用模型开展研究实验过程，针对不同条件可以求解数学模型的整个过程，一般情况下，稳态模拟过程作为一系列非线性或者是线性方程的具体的求解过程。在进行化工实验过程中，实际实验设备组织实践教学时，当高温高压条件下存在失误操作情况，可能会出现恶性的事故现象。针对实验条件，由于设备密封性能比较差，很容易存在着有毒气体泄漏情况，导致出现污染环境和损坏健康等情况发生。然而，合理运用虚拟仪器技术，可以很好防止发生以上叙述的情况，合理运用人工智能和CAT 理论，可以使虚拟仪器技术有效的进行智能化判断，提高检测结果整体的准确性[4]。

4 结束语

综上所述，在开展化工检测过程中合理应用虚拟仪器技术，将开放式工程应用软件和模块化硬件组成构成，具备各种仪器功能以及成本相对低廉系统，确保硬设备可互换性以及软硬件紧密整合，满足实际测试系统相关需求。采用开放式测试平台，能够构建完整的共同系统。在化工检测时，合理应用虚拟仪器技术，结合PC 技术以及商业科学技术，促进测量工作以及自动化技术可以不断发展。能够实现远距离对仪器设备进行控制，不断提高科学技术水平，从而提升检测结果，使检测工作更加便捷。