XIAOZHONGMING

【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。