1国外智能化仪器的现状及发展趋势
智能化仪器是70年代提出的新概念。自美国BOONTON公司于1973年开发出第一台内装4位微处理器的电容电桥智能仪器以来,各种智能仪器大量涌现。如:美国FINNIGAN公司生产的MAT331高分辨质谱仪,是用专家系统技术来确定被分析样品的化学结构的,系统内包含了3万张质谱图。
FINNIGAN公司的9610智能色谱仪中的程序控温部件采用INTER8008微处理器芯片和相应接口软件实现,大大提高了仪器的可靠性和分辨率。此外,德国霍尼威尔公司生产的MAGNEW300C型在线智能统量计,操作人员不必亲自到现场就能调节仪表的测量范围、零点、阻尼和复位等,两地间的通讯借助便携式人机对话,或借助带标准接口的个人计算机来实现。分析表明,国外智能化仪器、仪表发展的主要特点如下:
1.1高度智能化,多功能和综合应用的智能仪器日益普遍。
1.2.使用的微处理器容量从8位增加到16位,有的还达到32位,不仅功能多,而且测试速度和精确性均有大幅度提高。
1.3智能仪器、仪表拥有通信功能,能遥控诊断信息。
1.4单片微机采用专用LSI,混IC成VLSI,使仪器智能程度越来越高。
1.5按国际上制定的串行总线的规约,将由两三台智能仪器组成一个类似自动测试系统的复杂智能化仪器。
1.6国外智能化仪器有的具有专家系统和推断、分析、决策、优化控制功能。
1.7国外智能仪器的改进和更新换代频繁,一种仪器的生命力长则3a5a,短则不足1a.
1.8智能化仪器在国外发展的另一特点就是个人仪器的出现。
2国内智能化仪器的现状及发展趋势
随着计算机技术、微处理器技术在我国的发展和普及,推动了我国智能化仪器、仪表的发展。我国智能化仪器的发展,首先是对现行的传统仪器、仪表在添加微处理器后进行改造,使之实现了智能化。其产品有:智能电压表、智能电力监控仪、智能气象数据测量仪、智能流量记录仪、智能化数字压力仪、智能化pH值过程控制仪、智能化热电偶自动检定仪、智能化节能仪表和智能化医用仪器等。目前,我国智能仪器、仪表的发展特点如下:2.1目前我国智能化仪器、仪表的发展还只是把微处理器及微型计算机与普通仪器初步结合起来,但已显示出极大的生命力和优越性,开发潜力很大。
2.2在不断推出的智能化仪器、仪表中,以工业在线自动化控制仪器、仪表为主,其它方面的经济型智能化仪器还较少。
2.3.国内智能化仪器中使用的微机容量基本上是8位,而且多数是单片微机的智能仪器。
2.4在我国,智能化仪器、仪表所占比重在10以下,普及应用率较低,而且开发侧重面在硬件,软件方面开发较少。
2.5目前,研制生产的厂家多、品种多,但产量少,更新换代慢。
3智能化仪器、仪表商品化问题
在国内智能化仪器、仪表激烈竞争与发展,并受到了国外智能化仪器、仪表冲击的同时,我认为要使智能化仪器、仪表商品化,应做到以下几点:
3.1解决智能化仪器、仪表的技术和功能相对稳定的问题,建立人机信息交换的最佳交界面。
3.2解决智能化仪器、仪表的研制和配套技术,使其基本上立足于国内的问题。建立智能化仪器仪表标准化、通用化和系列化的最佳组合。
3.3解决智能化仪器、仪表对模拟技术的继承问题,建立智能仪器仪表和模拟仪器仪表的兼容系统。
3.4在智能仪器、仪表的价格问题上,要以廉取胜。
4智能化仪器、仪表开发前景的估判,评价与方向
智能化仪器、仪表在国际市场上开发速度快,市场十分广阔,如国外的测量控制仪器、仪表,光学分析仪器、仪表等,平均每年以20的速度增长,而微处理器和微型计算机在仪器中的应用则以每年35的速度递增。国内市场也是如此,虽然,它的发展在我国起步较晚,但发展极为迅速,其开发潜力巨大,市场极其广阔,已成为国内仪器、仪表行业今后发展的主导产品,因此,我们要认准这个发展的方向。通过大量的资料调查分析结果表明,我国智能化仪器、仪表目前开发研制的侧重点是工业在线过程控制仪表,这也是国内智能化仪器竞争和发展的主流。然而在当今智能化仪器、仪表种类繁多和微处理器技术革新几乎渗透到了每个行业的情况下,它的开发就应根据市场信息的需求,面向那些覆盖面较大,应用较广的领域。如在建筑工程科学测量方面的智能化仪器,它可对土壤地基的承受力、变形下沉等数据进行自动测量和处理。
又如,我国农用仪器研制能力十分薄弱,有许多农用智能化仪器亟待开发,象粮食干湿度测试仪,农药残留分析仪,土壤质量、酸碱度测试仪,棉花纤维长度测定仪,饲料成分分析仪,种子呼吸仪,肉类鲜度测定仪等。另外,智能化仪器在医疗、机械测量、汽车和视听设备等方面也有广泛的开发性。
5结语
以上对智能化仪器、仪表的技术革新及市场发展方向做了详细的探讨和分析,然而,智能仪器的发展与近代科学技术的进步密切相关,尤其是日新月异的微电子技术对智能仪器有着巨大的影响,从而使智能仪器总的趋势朝着以下几个方面发展:
5.1作为仪器的心脏部分的传感器正在受着微电子技术的影响,并不断变迁,从而使传感器正在朝着小型、固态、多功能、集成化方向发展。
5.2随着微处理器CPU芯片价格的大幅度下跌,在1台仪器中使用单片CPU的观念正在打破,多个CPU协调工作,可使仪器、仪表具有更加优异的性能,这对发展大型、高速、精密的智能测量仪器尤为重要。
5.3由计算机技术和通信技术相结合而发展的计算机网络也将渗透到智能仪器中,通过通信线路可将那些设备费用昂贵、利用率低的大型精密仪器与多个用户联接,由多用户共享用此类仪器设备,从而产生巨大的经济效益,同时也将测量结果送至上一级的标准中心,以进行测量数据对比。
5.4发展专家系统技术,使仪器具有更高级的智能。
总之,测量控制技术、计算机技术和通信技术已构成信息技术的3大支柱,它们彼此渗透,相互推动,发展神速,从而使智能仪器向着小型、轻量、多功能、快速、高精度、高性能、价廉、操作使用方便和全自动等方向发展。