一氧化碳检测报警器智能化检定探索之路
在信息化高速发展的今天, 将信息化的技术应用于报警器的检定成为一条可行之路, 但如何做、怎样做才能真正实现准确、安全、便捷地覆盖报警器检定全过程的智能化, 山东省计量科学研究院就此课题进行了探索, 通过近两年的努力, 完成了智能检定装置与移动检定App相结合的一氧化碳报警器智能检定平台的设计与实现。平台中的智能检定装置运用图形识别、自动配气等技术完成实验室内一氧化碳报警器的检定工作, 检定员仅需将报警器放置在指定位置, 然后点击启动按钮, 装置即可自动完成检定工作, 生成证书及原始记录。移动检定App运用UWP (Universal Windows Platform, 即Windows通用应用平台) 技术, 可安装在智能手机、平板等移动设备, 检定员通过App完成现场检定数据的采集及处理, 实时生成被检定报警器的检定结果, 确保使用单位第一时间即可了解该报警器的准确度指标, 使不合格报警器能够第一时间被发现, 保障安全生产。
一、智能化之前的检定模式及存在的问题
1. 原检定模式
智能化之前, 一氧化碳检测报警器的检定过程全部为人工操作。报警器的检定分为送检和出检两种情况, 分别在实验室内和报警器安装现场完成。
2. 存在的问题
上述两种模式在检定过程中, 均需要频繁更换标准气体, 等待设备稳定, 记录每次数据, 检定一台报警器大约需要 (70~80) min, 耗时长、效率低。检定过程中由于需要检定员全程操作, 难免由于人为原因造成失误, 同时检定员还存在受到一氧化碳气体侵袭的可能。数据处理由于需要后期录入计算机完成, 所以无法实时给出检定结果, 并且数据处理部分存在相同信息多次录入的情况, 降低了检定效率。
二、智能化设想
通过对原有检定模式中存在问题进行分析, 我们设想通过智能化、信息化的手段进行解决。
针对实验室内检测, 我们设想在一个密闭空间内, 在智能化系统的控制下, 自动完成标准气体的输入和报警器的示值采集记录, 由计算机依据采集数据自动完成处理工作, 生成证书和记录。全过程检定员仅需将报警器放置在固定位置, 点击启动即可。此模式可提高检定效率, 减少人为参与所造成的失误, 并且可以从重复的日常检定工作中解放检定员, 使其有时间投入到科研工作中。
针对现场检测, 由于现场情况多变, 无法设计出满足各种情况的智能检定装置。但根据现场检定的特点, 客户要求现场检定, 都是因为该报警器涉及安全生产的需要, 不能拆除送至实验室内检定。由于其重要性, 客户一般需要第一时间知道该被检报警器的性能指标。针对该特点, 我们设想设计一款移动检定App, 检定员在检定现场通过智能手机或平板采集检定结果, App依据JJG915-2008《一氧化碳检测报警器检定规程》进行处理, 实时给出检定结果, 满足客户现场检定对时效性的要求, 数据通过Wi Fi或4G移动网络传送回数据处理服务器, 自动生成证书和记录, 即出检人员尚未回到单位, 证书报告就已生成完毕。
三、智能化设计
一氧化碳报警器智能化检定的探索, 其重要的理论依据就是JJG915-2008。智能化、信息化仅是手段, 如何运用这些手段完整地实现JJG915-2008要求的检定过程才是我们最终的目标。
探索初期, 我们对JJG915-2008进行了详细分析, 运行面向对象的思想, 使用UML (统一建模语言) 在技术层面上对检定过程进行了流程化, 绘制其用例图、静态图、行为图、交互图, 同时结合我们多年的工作经验, 将如何保障检定过程的安全、提高检定效率等方式、方法融入其中, 形成最初的设计方案。后邀请专家对方案进行论证和探讨, 最终形成的方案在满足JJG915-2008各项检定要求的基础上, 实现了检定全过程智能化, 减少人为参与, 避免人工操作可能产生的失误, 确保其检定过程的准确、科学、安全、高效, 满足报警器检定对准确性、时效性的要求。系统结构如图1所示。
四、智能化实现
一氧化碳检测报警器智能检定平台由智能检定装置和移动检定App两大主要模块组成 (见图1) , 分别应对实验室内检测和现场检测两种情况。
1. 智能检定装置由5个部分组成, 分为密闭检定仓、图像采集及识别模块、自动配气装置、无线控制装置、数据处理系统
密闭检定仓用于放置被检定报警器, 内置排风设备。检定员将被检报警器放置于检定仓内, 直至检定完成, 一氧化碳气体通过特殊通道全部排出, 检定仓一直处于密闭状态, 防止检定员受到一氧化碳气体的侵袭。
图1 系统结构图
自动配气系统利用99.99%高纯氮气和已知浓度的样气配制出检定所需的标准气体, 标准气体的准确度符合GB15322.1-2003《可燃气体探测器第1部分:测量范围为0~100%LEL的点型可燃气体探测器》对可燃气体报警器的要求。
图像采集及识别模块通过使用图像传感器CCD对报警器LCD/LED显示屏显示示值进行图形采集, 通过对图像进行去噪、平滑、增强等操作进行图像的识别, 完成检定数据的自动采集。
数据处理系统完成送检器具委托信息管理, 调取检定记录数据, 依据JJG915-2008进行运算, 并对检定结果进行判定, 生成检定证书。
无线控制装置通过中继器与检定数据自动采集及处理系统协调工作, 可在检定过程中近距离无线控制检定数据自动采集及处理系统, 完成报警器的检定工作。
2. 移动检定App由4个模块组成, 分别为检定委托信息管理模块、检定数据处理模块、数据传输模块、XML数据管理模块
智能手机、平板现在成为人手必备的通信、办公、娱乐设备, 快捷4G网络也为远程数据的传输提供了载体。现阶段, 智能设备操作系统主要被ios、Android、Window10所占据, 其中ios应用在苹果手机和平板上, Android系统应用广泛, Window10作为后起之秀在跨平台方面有着良好的表现。我们选择Window10的UWP作为开发平台, 在该平台上开发的App, 既可应用在手机、平板上, 也可应用在实验室内的移动或固定在安装有Windows10系统的智能检定装置或工作台上。良好的跨平台性, 极大地节省了我们的开发和维护成本, 我们可以将移动检定App部署在手机、平板以及嵌入到智能检定设备中, 一次编写、一套业务逻辑、统一的用户界面、一个安装包, 应用于任何安装有Windows10系统的硬件平台上。
