基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化計(jì)量檢定技術(shù)研究①

陳雷 蘭維永 耿淑秋 尹文 李博 于強(qiáng)

摘 ? 要：隨著現(xiàn)代科技的加速發(fā)展，智能化技術(shù)越來越多地應(yīng)用到各行各業(yè)的生產(chǎn)和社會(huì)生活中，給人們的生活帶來了極大的便利，基于互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐漸得到推廣應(yīng)用，成為新時(shí)期引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的有效智能化技術(shù)之一。計(jì)量檢定在越來越多的行業(yè)中得到了應(yīng)用，借助物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)智能化技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于切實(shí)提升計(jì)量檢定工作質(zhì)量和效率具有重要意義。本文主要介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)智能化計(jì)量檢定技術(shù)和傳統(tǒng)計(jì)量技術(shù)的不同，分析智能化計(jì)量檢定技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以電力計(jì)量為例，分析基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化計(jì)量檢定技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，為未來智能化計(jì)量檢定技術(shù)發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) ?智能化 ?計(jì)量檢定技術(shù)

中圖分類號(hào)：F203 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（a）-0086-02

在電力測(cè)量中，相關(guān)電力企業(yè)需要對(duì)于用戶用電量進(jìn)行測(cè)量，在相應(yīng)的電路中安裝電量計(jì)量表，計(jì)量設(shè)備的準(zhǔn)確度對(duì)于計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性具有直接影響，所以在相應(yīng)電能計(jì)量表的使用前，都是需要送檢的，主要是對(duì)于電能表的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)估，以評(píng)價(jià)設(shè)備測(cè)量有效性與否。要想將電能表中的不確定度都包含其中，還需要對(duì)電能計(jì)量表裝置中的相關(guān)測(cè)量不確定度分量進(jìn)行計(jì)算，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在計(jì)量檢定中的應(yīng)用，對(duì)于切實(shí)提升計(jì)量檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要作用。

1 ?基于物聯(lián)網(wǎng)智能化計(jì)量檢定技術(shù)和傳統(tǒng)計(jì)量技術(shù)的不同

電力計(jì)量儀器儀表作為制造業(yè)的重要組成部分，也是電力企業(yè)進(jìn)行電能計(jì)量的重要設(shè)備，其有效性至關(guān)重要，主要通過有效檢定技術(shù)來檢定其有效性。這類設(shè)備是解決產(chǎn)品及制造過程中“不可見”質(zhì)量問題的關(guān)鍵。隨著第四次產(chǎn)業(yè)革命的到來，新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了快速發(fā)展，特別是整合5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用項(xiàng)目正在加速推進(jìn)，不可避免地，儀器儀表行業(yè)也受到了這方面的影響。智慧計(jì)量溯源存證管理系統(tǒng)是新一代的互聯(lián)網(wǎng)智慧計(jì)量溯源存證管理系統(tǒng)，它綜合運(yùn)用了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及區(qū)塊鏈技術(shù)，而項(xiàng)目的突破口就在于區(qū)塊鏈電子秤等計(jì)量器具。智慧計(jì)量的4個(gè)基本環(huán)節(jié)是測(cè)量設(shè)備智能化、測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸智能化、測(cè)量數(shù)據(jù)分析智能化、測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用智能化，這4個(gè)環(huán)節(jié)形成了數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用的整個(gè)鏈條，而智能儀器儀表是數(shù)據(jù)獲取中的重要一環(huán)。

和傳統(tǒng)的計(jì)量器具比較，智能電子溯源秤里安裝的芯片不會(huì)輕易被篡改，加上通過加裝封緘，大大減少了私自改裝的風(fēng)險(xiǎn)，從而保證了計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)溯源系統(tǒng)的發(fā)展也方便計(jì)量器具在全壽命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)使用、存證管理方案，定期對(duì)電子溯源秤進(jìn)行強(qiáng)制檢定，確保計(jì)量準(zhǔn)確。目前，這類電能計(jì)量設(shè)備已經(jīng)在很多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用，為創(chuàng)新電力市場(chǎng)電能計(jì)量模式、完善量傳溯源體系、建立公平有序競爭環(huán)境方面打開新局面。

2 ?基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化計(jì)量檢定技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1 自動(dòng)拆線技術(shù)

電能表檢定一般是需要在100A大電流前提下實(shí)現(xiàn)10對(duì)強(qiáng)弱電端子和檢定裝置的可靠連接，并且保持不發(fā)熱、不位移。這也是電能表和檢定裝置之間實(shí)現(xiàn)有效連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)量檢定的主要依據(jù)。在人工檢定中，接線一般是人工手動(dòng)完成的，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且具體的接線效率也比較低。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)接拆線，這樣相關(guān)的接線就能夠真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在理論分析計(jì)算和大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的前提下，研制自校準(zhǔn)多曲面接線，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的自動(dòng)化接拆線技術(shù)應(yīng)用。

2.2 自動(dòng)加封技術(shù)

在電能表檢定合格的情況下，還需要施加封印，避免在沒有授權(quán)的情況下出現(xiàn)非法開啟，這也是為了保證電能表的計(jì)量準(zhǔn)確性和使用安全性。在原有的電能表殼和表身的連接中主要是通過螺絲緊固來實(shí)現(xiàn)的，且相應(yīng)的表殼和螺釘都是開設(shè)有孔隙的，一般孔徑為0.5mm，加封中需要將鉛封線穿過通孔，再穿入鉛封，再使用專用封印鉗夾夾緊鉛封，這樣就能有效實(shí)現(xiàn)放破壞和防盜目標(biāo)了。不過這種封印方法有一定的強(qiáng)度要求，來回穿繞的操作也比較復(fù)雜，自動(dòng)化封裝很難實(shí)現(xiàn)，且最終的封裝線是外露的，很難實(shí)現(xiàn)有效的防偽設(shè)計(jì)。而借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)加封自動(dòng)化設(shè)計(jì)，提升封印防盜防偽能力，還能夠促進(jìn)自動(dòng)化封裝水平提升。通過嵌入式新型設(shè)計(jì)以及騎縫二維碼設(shè)計(jì)，加上自動(dòng)加封裝置應(yīng)用，能夠幫助整個(gè)裝置的自動(dòng)封裝水平顯著提升。

2.3 多功能移載定位技術(shù)

在自動(dòng)化檢定過程中，需要保證電能表從表箱移至工裝板上實(shí)施定位，并按照順序進(jìn)行相應(yīng)檢定工作的檢定，全部工作完成后還需要將電能表從工裝板位置移回到表箱內(nèi)，考慮到紙質(zhì)表箱容易變形的缺陷，加上電能表自身液晶面特點(diǎn)，一般的機(jī)械夾具定位比較困難，還可能造成電能表外表面出現(xiàn)損傷，還要考慮到電能表和表箱的上下料，所以，要想改變傳統(tǒng)的移載定位模式，研制出一種海綿吸盤式夾具。

在電能表的設(shè)計(jì)中，采用海綿吸盤設(shè)計(jì)模式，這樣吸盤的吸附力能夠獲得顯著提升，海綿能夠?qū)崿F(xiàn)柔性接觸，不會(huì)對(duì)于表箱和電能表產(chǎn)生損傷，整個(gè)吸盤的面積是電能表的1.2倍，能夠適應(yīng)20%的偏差，且在內(nèi)部設(shè)置有壓縮彈簧，抓力比較可靠。在吸盤內(nèi)還設(shè)計(jì)有消音器，工作中產(chǎn)生噪音比較小，這種移載裝置設(shè)計(jì)對(duì)于提升裝置智能化水平具有顯著作用。

2.4 節(jié)拍測(cè)算仿真技術(shù)

要想保證多個(gè)檢定單元的均衡協(xié)調(diào)運(yùn)作效率，保證相應(yīng)裝置以及設(shè)備動(dòng)作節(jié)拍實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)節(jié)拍測(cè)算經(jīng)驗(yàn)公式研發(fā)出一種智能化檢定節(jié)拍小臺(tái)，借助仿真技術(shù)來設(shè)計(jì)相關(guān)子系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝和設(shè)備，對(duì)于相應(yīng)的操作過程以及動(dòng)態(tài)特點(diǎn)進(jìn)行仿真，對(duì)于相應(yīng)的流程設(shè)計(jì)隔離性以及作業(yè)動(dòng)作的必要性進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和調(diào)試，通過對(duì)于相關(guān)功能模塊的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，針對(duì)相關(guān)操作中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬，能夠便于發(fā)現(xiàn)問題，以便及時(shí)進(jìn)行解決，這對(duì)于提升設(shè)備的可靠性具有顯著作用。在完成仿真測(cè)算后，能夠?qū)τ谙到y(tǒng)的擁擠處理方案進(jìn)行完善，做好系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。

以上的相關(guān)智能化技術(shù)應(yīng)用都是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)開發(fā)和設(shè)計(jì)，將這些技術(shù)應(yīng)用到計(jì)量檢定裝置中，對(duì)于切實(shí)提升計(jì)量檢定工作效率，促進(jìn)整體計(jì)量檢定效益提升具有重要意義。

3 ?結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，強(qiáng)化智能計(jì)量檢定技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于提升計(jì)量檢定的工作效率和質(zhì)量具有不可替代的作用，傳統(tǒng)的計(jì)量檢定工作中存在較多的問題，容易導(dǎo)致計(jì)量檢定工作效率降低，可靠性降低，且成本較高，而借助基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化計(jì)量檢定技術(shù)應(yīng)用，能夠有效解決這些問題。對(duì)此，相關(guān)行業(yè)要加快深化電能計(jì)量檢定技術(shù)研究，加大電能計(jì)量自動(dòng)化管理系統(tǒng)研發(fā)力度，研發(fā)基于“互聯(lián)網(wǎng)+智能電能計(jì)量監(jiān)控”的智能化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)計(jì)量設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化管理、大數(shù)據(jù)分析等， 以高精度電能定位技術(shù)領(lǐng)跑者為己任，促進(jìn)計(jì)量檢定工作模式轉(zhuǎn)變，提升計(jì)量檢定工作效率和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳歡軍，魯然，陳伊娜，等.2018全國重點(diǎn)能源資源計(jì)量服務(wù)示范項(xiàng)目之五 電能表智能化計(jì)量檢定技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用[J].中國計(jì)量，2019（7）：39-43.

[2] 張鎖，張毅哲，郭名芳.加油站計(jì)量監(jiān)管與公共服務(wù)信息化應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)——以《河南省加油站計(jì)量監(jiān)管與公共服務(wù)信息融合平臺(tái)》為例[J].中國信息化，2019（5）：83-87.

[3] 首位摘得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)的女性技術(shù)工人——黃金娟[J].工會(huì)信息，2018（5）：23.

[4] 嚴(yán)海東，王冠鈞.提升能力促進(jìn)步 創(chuàng)新舉措謀發(fā)展——無錫市計(jì)量檢定測(cè)試中心電學(xué)與信息計(jì)量檢測(cè)部借力“互聯(lián)網(wǎng)+計(jì)量”能力提升紀(jì)實(shí)[J].中國計(jì)量，2016（8）：52-53.

[5] 周宗瓊.數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在企業(yè)計(jì)量檢定/校準(zhǔn)中的應(yīng)用[J].中國計(jì)量，2003（6）：58-59.