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    发表于 2017-12-7 16:14:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
    摘要】仪器仪表的技术含量高,拓宽了仪器仪表的系统功能。仪器仪表设计与应用中,较容易受到外界因素的影响,干预了仪器仪表的稳定性,进而降低了仪器仪表的使用水平。可靠性是仪器仪表重点关注的性能,以此来保障仪器仪表的准确运行。因此,本文以仪器仪表为研究对象,分析可靠性的策略。


         【关键词】仪器仪表;可靠性;策略




         仪器仪表的可靠性关系到其在工业生产中的控制能力,提高仪器仪表的可靠性,才能提升其在生产中的控制水平。仪器仪表设计中,不仅要落实可靠性的设计,还要制定防干扰的策略,确保仪器仪表的设计效益。仪器仪表是工业生产控制的主要部件,提出可靠性的设计策略,规避仪器仪表应用中的干扰风险,推进仪器仪表的应用与发展。


         1 仪器仪表可靠性设计的重要性


         仪器仪表技术代表现代工业生产的控制水平,工业企业在生产系统的控制方面采用仪器仪表,必须达到规范的可靠性,体现仪器仪表可靠性设计的重要性。


         仪器仪表基本是由元件、线路组成的,其达到可靠性后能够提升生产系统的控制效率,保障工业生产达到规定的标准。可靠性是工业企业选择仪器仪表的主要标准,不同类型的仪器仪表均具有可靠性的特性,可靠性能越高,仪器仪表的功能越强。目前,工业生产系统的效率较高,对仪器仪表的可靠性提出新的要求,促使仪器仪表可靠性设计朝向个性化的方向发展,用于满足工业生产系统的多项功能,所以可靠性成为仪器仪表设计的重要指标,直接决定了仪器仪表在工业生产中的应用效率,仪器仪表更新的速度非常快,主要是依靠可靠性稳定应用在工业生产系统内,提供优质的控制途径。仪器仪表设计已经将可靠性作为一项评价特性,重点提升仪器仪表的可靠性,体现设计策略的重要价值,进而提升仪器仪表在工业生产中的使用水平。


         2 仪器仪表可靠性设计的策略


         仪器仪表可靠性设计的过程中,以 LJ6010 标准源为例,分析可靠性设计的策略,如下:


         2.1 可靠性依据


         仪表仪器是工业生产中的重要部件,决定了工业生产系统的控制水平。仪器仪表在可靠性分析上,需要以两项内容为主,第一是保障仪器仪表内部组成元件的性能,促使其达到可靠性的标准。第二优化仪器仪表的结构设计,在保障仪器仪表准确应用的基础上实现可靠性。仪器仪表在朝向可靠性方向发展的过程中,逐渐简化了内部的系统结构,但是仪器仪表的控制性能仍旧保持规范状态。


         仪器仪表可靠性的依据,是根据其在工业生产中的应用提出的,用于控制仪器仪表可靠性设计的整个过程,尤其是仪器仪表内部元件、部件的安装设计,有利于排除不稳定因素的影响,保障仪器仪表在工业生产中的可靠性。分析仪器仪表可靠性的依据,如:(1)仪器仪表需要以工业生产的需求为主,设计可靠性的功能,达到工业生产的根本标准;(2)获取不利数值,根据仪器仪表的可靠性设计,计算出偏离可靠性的数据,以此来做为一项设计标准,优化仪器仪表的设计数据;(3)注重仪器仪表的系统配合,按照仪器仪表在工业生产中的具体功能,完善仪器仪器之间的配合关系。


         2.2 设计策略


         仪器仪表的设计,需要在相关模型的基础上完成可靠性设计,按照 LJ6010 的模块要求,分析仪器仪表的设计策略。


         首先,仪器仪表可靠性设计中,各项组成元件均具有自身的特点和标准,需要利用数学计算的方法,规范仪器仪表可靠性设计的标准。仪器仪表内各项元件需遵循以失效率为主的预计方式,其计算公式为:


    0


         式中,λGs=元件模块的失效率, 单位 10-6/h、λGi=仪器仪表内第 i个元件在整个系统内的通用失效率,单位 10-6/h、πQi=仪器仪表内第 i个元件在整个系统内的通用系数、Ni=i 类元件的组成数量、n=仪器仪表内元件的数量。 由公式确定出仪器仪表所需元件的性质,同时根据公式计算数据,比对 GJB/Z299B-217F,得出单项元件的可靠性,即可大致设计出仪器仪表的可靠性。


         第二,采取应力法对仪器仪表的可靠性进行预计分析,不仅能规范仪器仪表在系统内的应用过程,还能保障各项元件的准确度。应力法在可靠性设计中的应用,还要结合仪器仪表的应用环境,注重考虑仪器仪表所处系统的实际状态,预计公式为:


               λp=λb(πE×πR×πA×πS2×πC)


         式中,λp=应力法失效率、λb=故障率、πE=环境系数、πR=电流因子;πA=应力因子、πS2=电压因子、πC=配置因子。 此类数据有助于降低仪器仪表使用中的故障次数,维持稳定的特性。


         第三,根据仪器仪表可靠性设计中的计算公式,调整可靠性设计的系统模块,与此同时比对可靠性设计的指标,评价仪器仪表设计是否符合指标要求[2]。仪器仪表可靠性设计并没有达到成熟的状态,所以在最终设计模块内,检查仪器仪表可靠性在工业生产中的设计效益,综合考虑仪器仪表的不同需求,改进未达标的设计模块,促使仪器仪表达到最稳定的设计标准。


         3 仪器仪表的防干扰设计


         仪器仪表的可靠性分析策略中,最容易出现干扰问题,结合仪器仪表的运行方式,分析防干扰设计,如下:


         3.1 扭绞信号线设计


         仪器仪表信号线占据的空间较大,按照信号线的走向采取扭绞设计,尽量缩小信号线的面积,促使信号线与干扰源保持等距的状态,由此平均相邻导线的电容,防止信号线扭绞时产生串模干扰,同时控制仪器仪表运行时的电磁干扰,确保仪器仪表在工业系统内能够保持可靠性。


         3.2 屏蔽干扰设计


         仪器仪表的可靠性运行中,不仅存在电磁干扰,也存在静电干扰。


         为防止静电干扰的危害,仪器仪表设计中需采取屏蔽措施,以金属网屏蔽为主,分析屏蔽干扰的具体设计。金属网包裹在信号线的外部,而金属网的外部利用绝缘层隔断,切断仪器仪表静电干扰的途径,还能抑制电磁干扰。仪器仪表的屏蔽干扰设计中,应该注重接地措施的应用,确保屏蔽干扰设计达到最稳定的状态。


         3.3 滤波防干扰设计


         滤波设计在仪器仪表可靠性分析中,有助于提高仪器仪表防干扰的能力。仪器仪表在工业运行的过程内,容易出现缓慢变化的信号流,防止信号流的干扰,需要在仪器仪表的系统中加装滤波装置。滤波装置安装在输入系统部分,防护仪器仪表的干扰。


         仪器仪表可靠性分析中,防干扰是一项不可缺少的设计内容,其在仪器仪表内具有很高的实践性, 既可以排除仪器仪表运行中的干扰,也能消除环境中潜在的干扰,为仪器仪表的可靠性运行提供条件。


         4 结束语


         仪器仪表的可靠性有利于提升其在工业生产中的运行能力,做好可靠性及防干扰设计,体现仪器仪表在可靠性方面的优势,促使其更加适应工业生产的需求。可靠性逐渐成为仪器仪表的评价指标,仪器仪表需要达到可靠性的标准,才可在工业生产中发挥重要的价值,全面控制工业生产的系统,提高工业生产的效益和效率,体现仪器仪表可靠性的优势。




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