仪器可靠性范文（精选7篇）
仪器可靠性 第1篇
1 石油测井仪器可靠性概述
在当今应用领域条件下的实践情况表明, 可靠性理论包活系统的可靠性研究和故障率和平均故障间隔时间还有相关平均寿命等等[3]。这些指标反映的内容主要分为三个层次, 一个层次表现在产品的可靠性, 另一个层次表现在产品的层次性。与此同时, 稳定性是产品发展过程中重要的评价指标, 注重稳定性建设, 也需要更大程度上的技术提升。同时, 这些理论具体到某一个产品, 选用哪个具体的可靠性指标, 要根据具体的产品特性做具体的分析。在目前的研究领域, 产品的可靠性理论主要更加注重产品的可靠性, 却很少重视产品的维修性和相关的有效性[4]。
2 石油测井仪器的可靠性模型
2.1 石油测井仪器的相关特点和特征
在石油测井仪生产发展过程中, 会受到各种类型的机械作用和相关电磁作用影响。在日常生活中机器运行发生中所带来的震动, 和日常活动所带来的冲击作用。除此之外, 各种来自周围环境的电磁干扰也是造成这些仪器破坏的重要影响因素。具体来讲, 这些因素的存在都对石油测井仪器的可靠性运行产生威胁。具体来讲, 石油测井仪器的特点可以分为以下几个方面:
(1) 产品检测品种多并且数量少。
(2) 产品的生产操作复杂。
(3) 使用环境恶劣, 包括高温、高压和强震动环境下。
(4) 多次重复使用。
(5) 维修困难, 现场无法维修。
2.2 在可靠性研究过程中的基本假设和设想
在研究过程中, 以下的设想是逐步适用的:
(1) 在系统发展过程中一般只有两种形态:正常的和不正常的。
(2) 各个单元是不可修复的, 就是单元一旦发生故障在整个任务期间就必须保持不变。
(3) 各个单元之间的数据统计是相互独立的[5]。不能相互沟通, 也不能互相影响。
(4) 外界环境的影响, 在外界环境的影响下, 有积极性的引导和消极性的引导。
2.3 有关石油测井仪器的可靠性模型探讨
石油测井仪器一般来讲由主体、软件和硬件以及相关外部环境等四个具体的系统组成。也就是说, 根据检测产品之间相互的作用和相互的关联, 在检测过程中一般能够实际应用的产品包活四个方面:主体人员、影响程序运行的软件和硬件, 以及相关的外部环境。在这种构成中, 四种要素相互串联, 相互影响, 也出现层层递进的关系, 在系统检测过程中, 能够更加方便更加可靠的提供相关数据, 真正制定符合实际情况的可靠性检测模型, 真正实现精确化工程工作。
2.4 石油测井仪器的可靠性指标相关指标
在石油测井仪器的运用过程中一般不允许进行相关爆发力强大的实验。在具体的实验过程中, 一般都采用小规模的实验冲击进行演示, 这种试验方式也更加契合当代实验研究方法过程中生产数量少, 品种少的特征。这就使得实验的局限性更加突出。在相应的文献中认为各个系统中的可靠度是随着时间的延长呈现出明显的递减的函数关系。这也就提示相关工作人员以及专家们, 在进行实际的应用过程中应该将误差控制在合理的领域之中。进而通过最小的误差方式进行可靠性研究[6]。
2.5 石油测井仪器可靠性快速评价方法
加工制造业的快速发展, 为石油测井仪器可靠性的快速发展提供了条件。根据调查显示, 石油测井仪器的评价方法可以分为如下步骤:
2.6 石油测井仪器的可靠性指标建设需要注意的问题
(1) 整个可靠性评价阶段应该分阶段进行, 在设计阶段要更加注重对相关部件的整理。
(2) 生产阶段应该注重依靠设计阶段进行的产品设计, 对产品的剖面图进行多角度分析。
(3) 随着实验条件的改善和相关技术的变化, 在当前的技术环境下, 有希望开展双重工作条件和三层工作条件等综合工作条件剖面实验, 进一步缩短研发周期, 加快研究科学成果的速度, 提高科学成果转化为生产力的效率。
(4) 在石油测井仪的工作过程中, 可以根据仪器参数随时间的变化规律, 构建数据库, 和相关的知识网络, 建立参数变化和时间之间的数学模型, 并对仪器的可靠性进行预计[7]。
(5) 产品的投入生产阶段应该更加完善相关的监督机制, 更加有效地实现产品和设计角度的同等性, 体现产品的可操作性, 真正制造出符合产品实际情况的具体方法策略, 在实际运用中掌握方法, 也在技术进步中实现产品的更新换代。
3 结语
石油测井仪器的系统的可靠性指标一般应用在检测井口过程中。但根据这种工作状况, 如何进行检测还需要更加深入的探讨。为此, 相关的研究人员为了获取这一指标的途径, 其实质还是需要环境领域专家进行相关实验。最近几年, 可靠性模型和实验在技术的实践领域正在逐步展开, 可靠性指标技术更加需要研究人员更加深一步的进行探讨, 在石油测井仪器的快速评价过程中还需要更加深入的研究[8]。
摘要：随着近年来技术和科学的发展使得相关石油测井技术变得越来越复杂, 相关软件的成分也不断提高, 这就意味着在技术进行过程中必须进行新的调整, 本文在分析常用的可靠性指标和应用现状基础上, 对相关可靠性理论和石油测井仪的特点进行分析, 提出了石油测井仪的可靠性模型[1]。
关键词：石油测井仪器,可靠性指标,理论分析
参考文献
[1]师义民, 彭琥, 石油测井仪器可靠性实验研究[J]浙江大学学报, 2009 (09) :16-19
[2]路相宜, 863计划攻关前沿测井技术[J]中国石油石化, 2009 (16) :09-13
[3]陈琴仙, 李春松, 石油测井仪器环境可靠性试验研究[J]声学与电子工程, 2009 (03) :13-19
[4]俞国军, 陆浩, 浅谈石油测井仪器可靠性设计及稳定性评价方法[J]机电信息, 2012 (21) :09-12
[5]汉泽西, 郭正虹, 李彪, 石油测试仪器的可靠性研究[J]石油工业技术监督, 2010 (07) :09-11
石油测井仪器可靠性指标分析 第2篇
参考相关的理论依据, 我们可以得出, 常见可靠性指标基本有一下几项数据构成, 即系统可靠度、出现故障率、出现故障周期、单位维修时间以及稳态有效度等。其中, 出现故障率直接体现着生产产品的技术性能, 即产品的质量;单位维修时间简介表达着产品的维修性质;稳态有效性所代表的即是着前两者的综合有效性。现阶段工程主要依据出现故障率、单位维修时间与稳态有效性着三方面数据进行常见可靠性指标的统计。落实到具体的某个产品的数据统计时, 还应根据以上诸多数据按照一些相关的统计公式进行一系列的具体计算。
2 石油测井奇异的可靠性模型
可靠性模型是对石油测井仪器各方面性质、数据的缩小体现。根据可靠性模型, 我们可以初步判断出石油测井仪器的一系列特点。因此, 可以说, 可靠性模型是进行石油测井仪器可靠性指标分析的基础项目。
2.1 石油测井仪器的特性
石油测井仪器在其自身的研发、生产以及后期的应用、维修等过程当中需要经受许多力学、电磁等物理作用。这些来自于外界的作用往往会对石油测井仪器产生许多的负面作用。对其正常的生产、运行起着一定程度上的威胁。而石油测井仪器本身有具有品种繁多、生产流程复杂、运作环境恶劣、使用现场无法维修等特点。这就给石油测井仪器的保养与维修带来了很大的难度。
2.2 可靠性研究的设想
在研究系统可靠性的过程当中, 主要会涉及到一下几方面问题:构成系统的各个组成部分或是正常的、或是存在故障的;处于同一人物阶段的某个组成部分一旦出现故障就不可修复;各个组成部分彼此之间是独立开来的。
2.3 石油测井仪器的可靠性模型
石油测井仪器是一种可修复的机电同体的机械系统, 能够被大致分为操作人、硬件设施、软件系统、运作环境等几个构成部分。因此, 作为其可靠性模型也应相应的具备这几个构成部分。
3 石油测井仪器的可靠性指标探析
新一代可靠性观念表示, 设备的可靠性主要涵盖其稳定性、统一性、可维修性与经济性。对此, 怎样才能将这些可靠性数据与实际石油测井仪器的各项可靠性指标相互结合起来呢?
3.1 稳定性
通过长久以来的实际经验, 我们不难发现, 石油测井仪器的稳定性基本上是由仪器所输出的各种参数在不同的外界物理环境下所测量出现的误差所满足的需求来反映出来的。误差是影响石油测井仪器的主要原因之一, 而影响误差的根本除了仪器本身外, 还是具体的测井方式和测井作业环境, 不同的测井方式, 可能会得到不一样的测试结果。所以在测井作业过程中, 我们应该尽量多角度测试, 然后取其平均值, 这种做法并不十分全面细致, 但却基本上能够反映并且校正出石油测井仪器的稳定性。
3.2 统一性
现阶段, 对于石油测井仪器而言, 统一性基本上就意味着“同一批次的各个石油测井仪器设备之间具备着一致的技术指标”。而这种统一性的程度, 则采用统一性误差来进行反映。不过, 需要引起注意的是, 这一规定指标并不具备普遍使用性, 因为这种类型的石油测井仪器有着一定程度上必然的差异性。而这种差异性只能通过各仪器设备相对独立的刻度图标去进行校对与改正。所以, 直接将统一性作为石油测井仪器还是存在着一定程度上的欠缺的。
3.3 可维修性
石油测井仪器沿用至今, 自然已经从一开始的可维修发展至易维修。那么, 这里所提到的可维修性则主要体现在其设计阶段上。从这一方面而言, 与其将可维修性作为可靠性的评价标准, 不如换成是可靠性设计才更加贴切。因为在石油测井作业过程中, 测井仪器一般都会井下作业, 井下作业环境复杂, 这就需要石油测井仪器应该拥有可维修性, 而且这种可维修, 可以由测井作业人员进行操作。所以要求石油测井仪器的设计结构的模块化与可简单化、易用化。
3.4 经济性
可靠性系统的经济性主要归结于在进行可靠性工作过程中所需要的经济支出和取得最终可靠性二者之间的关系, 和投入产出比具有同等的经济价值, 所以, 很明显, 这个比值是越小越好的。与此同时, 石油测井仪器实际应用较少, 生产批量小, 所以这个比值在实际上是很难做好的。也就是说, 石油测井仪器的可靠性慈宁宫经济性的方面而言是全无优势可言的。
4 可靠性指标的获取途径
考虑到石油测井仪器的诸多特征, 我们很难从简单的工程或者统计系统当中得出实际需要的可靠性指标。对此, 在实际操作过程中, 我们主要有两种解决办法:一种是对可靠性进行一系列的实验和计算;另一种是根据实际运作情况进行现场统计。
综上所述, 石油测井仪器可靠性指标的提出和运行等方面内容是晚于可靠性工作的实际操作的。这一问题显然是矛盾于现阶段石油测井仪器的发展趋势, 与此同时也与机械可靠性运作的进一步发展相悖。为缓解这一矛盾现象, 本文在讨论了石油测井仪器可靠性指分析的同时, 也提出了可靠性模型、各类可靠性指标参数等新型设想。当然, 只将上述诸多可靠性指标选入石油测井仪器生产技术指标当中是远远不够的。我们还有很多具体细微的任务需要完成。不过, 我们有理由期待, 随着相关工作的持续进行预不断进步, 建立起一套完备的石油测井仪器可靠性指标系统是指日可待的。石油测井仪器的可靠性工作必将去的新一轮的进步。
参考文献
[1]任晓荣.石油测井仪器的稳定性评价方法[J].电子产品可靠性与环境试验, 2003 (5) .
[2]任晓荣.石油测井仪器可靠性设计方法研究[J].电子产品可靠性与环境试验, 2002 (3) .
[3]刘西恩, 师奕兵, 张伟, 饶知.石油测井仪器远程升级方法研究[J].电子质量, 2010 (11) .
对石油测井仪器可靠性指标的思考 第3篇
1 常用可靠性指标及应用现状
在石油测井仪器可靠性检测体系当中, 石油测井仪器可靠性指标主要包括系统可靠度Rs、平均故障间隔时间M TBF或平均寿命MTFF、平均维修时间MTTR、稳态有效度As、失效率。从整体情况分析, 这些石油测井仪器可靠性指标主要反映了三个层次的内容产品可靠性、产品的维修性能和技术性能综合反映—产品的有效性、产品的维修性。
2 石油测井仪器可靠性模型
在石油测井仪器可靠性指标当中可靠性模型对石油测井仪器可靠性指标有着重要的作用。石油测井仪器可靠性模型是测井仪的缩小简化模型, 它能体现石油测井仪器的工作状态和相应的数据信息。在对石油测井仪器的可靠性模型分析当中可以得到测井仪器的特征数据。所以整个过程来说建立良好的测井仪器可靠性模型是对石油测井仪器进行可靠性分析的基础。
2.1 石油测井仪器的特点
石油测井仪器是一种电磁性仪器并且使用环境较为复杂的石油测井仪器, 所以石油测井仪器在其生产、试验、运输和维修的过程中经常会受到各种电测干扰。这种电磁干扰主要包括周围机械产生的电磁场的干扰和周围其它电磁场的影响。这些电磁场的存在将对石油测井仪器的可靠性产生很大的影响, 严重时将使仪器无法正常使用。所以从整体来看石油测井仪器主要有以下特点:生产工艺复杂、仪器种类较多、使用环境恶劣、现场无法修理、多次使用。
2.2 仪器可靠性分析的设想
在石油测井仪器可靠性分析当中要进行一定的基础假设, 只有具有了科学、可靠的基础性假设和设想才能使石油测井仪器的可靠性分析具有普遍的适用性。石油测井仪器可靠性分析当中包括以下几个方面的基础假设:
(1) 石油测井仪器的各个单元的统计是独立的。
(2) 在构成石油测井仪器的原件当中, 所有的原件只有两种状态—工作状态和故障状态。
(3) 在同一阶段的仪器部件发生故障时是不能被修复的。
2.3 石油测井仪器可靠性模型
石油测井仪器是一种精密的电磁性测井仪器, 其内部结构是相当复杂的。所以在进行石油测井仪器可靠性分析时要建立科学、可靠性模型。在现在石油测井可靠性分析当中应用较为广泛的可靠性模型有可靠性数学模型、维修性数学模型、有效性数学模型。这四种可靠性分析模型在石油测井仪器的可靠性分析当中有着重要的作用。不同的可靠性分析模型在石油测井仪器的可靠性分析当中有着不同的作用, 在不同仪器的分析当中要采用不同的可靠性模型。
3 石油测井仪器可靠性指标分析
在现在的石油测井仪器可靠性分析当中, 石油测井仪器的可靠性分析主要包括仪器的稳定性、统一性、可维修性、经济型。所以对这些可靠性模型指标进行恰当的分析有着重要的作用。
3.1 稳定性分析
从长期的石油测井仪器可靠性分析可以看出石油测井仪器的稳定性在很大程度上是由石油测井仪器在不同的环境下输出的数据来进行衡量的。在石油测井仪器的稳定性中误差是影响石油测井仪器稳定性的主要原因。石油测井仪器的误差除了仪器自身的因素外还有仪器的使用方法和使用环境造成的误差。所以在具体的测井过程当中要进行多角度的平均测试, 采用这种多角度的平均法可以校正石油测井仪器的误差。
3.2 统一性
在石油测井仪器的技术标准当中, 石油测井仪器的统一性是指同一批次的各个石油测井仪设备之间具备一致的技术指标。这种石油测井仪器的统一性的测定是通过石油测井仪器的统一性误差分析来确定的。但是从大量的实验结果来看由于各个石油测井仪器之间不可避免的存在着差异性, 所以这种统一规定的指标并不具备广泛的使用性。这种仪器之间的必然差异性是不能通过简单的方法来确定。所以在实地的测井仪器可靠性分析当中将这种统一性直接使用是不恰当的。
3.3 可维修性
石油测井仪器从开始使用至现在, 测井仪器从可维修正向着易维修的方向发展。所以石油测井仪器的可维修性主要体现在石油测井仪器的设计阶段。由于石油测井仪器的工作环境大部分是在井下, 所以石油测井仪器的可维修性要保证石油测井仪器的操作者能在井下对一定的故障进行相应的维修。
3.4 经济性
在石油测井仪器的可靠性系统当中, 石油测井仪器的经济性能是指仪器所需要的经济支出和取得的可靠性之间的关系。在可靠性程度相同的情况下, 仪器所需要的经济投入越小, 这种石油测井仪器的经济性越高。
4 结语
石油测井仪器可靠性指标的确定要根据仪器的具体特征和仪器的使用情况。只有使石油测井仪器可靠性指标与仪器的特征相适应才能提高仪器的可靠性。
参考文献
[1]刘西恩, 师奕兵, 张伟.石油测井仪器远程升级方法研究[J].电子质量, 2010, (11) :102-103
[2]陈琴仙, 李春松.石油测井仪器环境可靠性试验研究[J].声学与电子工程2009, (03) :45-46
仪器可靠性 第4篇
1. 稳定性
石油测井仪器运作的重要牵制因素就是误差, 但是误差出现的原因不仅仅由其自身造成, 实际运作中的测井运作环境以及各异的运作方式, 都是各异的测算效果出现的可能诱因。因此, 进行测井进程中, 工作人员要尽可能多的实施多层面的测量, 汇总均值, 尽管该方式不能保障完善, 不过综合而言可以对石油测井器械的稳定性能有所保障同时显现一种纠错的优势。
2. 统一性
当下, 统一性之于石油测井器械代表着相同批次的运作一起间受到统一的技术指导标准的约束。此类统一性需要运用统一性的差误进行相应的映衬。但是, 值得关注的是, 上述技术标准只是在一定范围内具有适用性, 所以上述种类的石油测井器械在相应程度存在着差别。但是运用相关的仪器器械相应独立的刻度图标可以将这样的差别实施纠错。因此, 在石油测井器械运作的中实施统一性在相应层面有着局限性。
3. 可维修性
测井器械在对石油进行勘测的进程中通常要实施井下运作, 要面对更为多样化的运作环境, 要求工作者能够掌控石油测井器械的维护及修理流程。因此, 需要在对石油测井器械的构造实施规划的时候, 力求彰显一种简易、便捷实用以及模块化的特色。
4. 经济性
可靠性体系的经济特性重点着眼于实施较为可靠的运作流程中要求支出的物质与最后的可靠特性之间的联系, 与最初的物质投注相比有着等同的经济存在价值, 因此, 上述比例力求最小化。并且, 在现实中的石油测井器械运用不多, 生产数额不大, 因此, 力求的比例在现实中不容易拿捏好;换句话说, 石油测井器械的这一性能在经济性的领域几乎不具备优势。
二、石油测井仪器稳定性评价方法
1. 常规方法介绍与局限性分析
研发和对石油测井器械进行生产时, 以达到对器械的稳定性实施评定的目的, 通常会实施下面的考证:电源拉偏和温度较高的稳定性以及长效性的稳定性。在时、空上, 以上的考证彼此之间独立运作。但是事实上, 以上的考证是将石油测井器械所具备的运用特性实施非动态的分割, 尽管有利于考证的实现, 不过并未对石油测井器械的根本运用特点实施精准的模仿。在现实中运作时, 器械会在众多应力的施加下运作, 通常的方式无法显现上述形式, 因此其稳定特征无法得以较好的影射。
2. 稳定性评价新方法分析
笔者汇总了相对稳定性的测评方案, 以达到对评定方式改进的目的, 详细内容见下文:
(1) 令在较高温度下进行考证的温度的最高点的恒定时间延长, 同时将整个过程中的温度测试的时间上的周期增长。因循勘测流程, 通常, 要对井段实施两次测评, 来证实重复的特点。这个环节, 器械所面对的温度相应会有变化, 不过均低于温度的最高值, 因此, 发挥温度的最高值实施这个环节中器械承受温度压力的操作实验比较稳妥。通过比较完备的考究, 能够将3h作为这一最高温度的恒定温度的时间数额;器械测井通常低于8h, 因此将8h定为这一考证中的时间周期具有典型性。
(2) 各个流程要进行电源拉偏测试、振动以及冲击测试。因循现实, 整个测井流程包含1h的温度升高阶段和常温阶段、3h的温度最高值后的温度恒定阶段和温度降低阶段, 在上述各流程中都要进行电源拉偏测试;具体实施测井的时候, 器械会遭受振动和冲击, 这种作用的大小与器械下井和上提的速度有千丝万缕的关系, 测试的时候, 假如器械保证非动态, 那么就无法显现上述情态, 因此各个流程均要施加振动及冲击测试。
3. 石油测井仪器稳定性评价分析
(1) 器械的稳定特征探究。上述论断对这一稳定特征的崭新方案进行了表述, 不过这种方式一定有专门化的测试器械施以保障。假如没有相应的前提, 能够选取按照一定步骤实施的方案, 第一, 实施电源拉偏双应力的测试和长效稳定特征的测试, 之后实施电源拉偏三应力的测试, 高温以及长效稳定性的测试, 唯有具备相应前提, 才可以实施四应力、长效稳定性、高温和振动测试。
(2) 双应力测试方式探究。将主要脉络定位长效稳定特性的测试, 实施电源拉偏双应力的测试和长效性的测试, 将1h作为试验的间隔时间, 每一次都要在电源拉偏的形式下对器械传导数的计数率实施测定。要在各异的供电电压下实施三个计算数额的测定, 各次进行测定的时间都是100S, 同时与登记的格式相吻合。并且还要测算出比较科学的误差的最高值, 运用图形处置的形式对双应力测试的数值进行科学的处置。
4. 平均稳定工作时间的确定
以上较为稳定的评定新方案将较高温度和长效稳定特征、电源拉偏以及器械承受振动的运作稳定性, 因此石油测井器械能够影射其稳定特点。对于科学界定的稳定运作的MWTURE这个时间概念, 可以因循稳定特性的新方式实施界定, 进而显现器械的稳定特点。在现实外在条件的制约下, 循环的频率不宜多, 2到3次均可。
结语
在策划稳定的石油测井器械时需要因循稳妥的指标, 文章针对其稳定特征的评定方式实施了探究, 同时探究了其稳定特征的评定新方式, 真正的模拟了石油测井器械的运作特点, 因此MWTURE可以最大限度的发挥其实效性。
参考文献
[1]王耀东.浅谈石油仪器可靠性设计[J].石油仪器, 1990 (3) .
[2]朱安达, 田丰永.电子仪骨架的抗振设计方法研究[J].测井技术, 2006, 20 (5) .
[3]任晓荣, 师义民, 彭琥.石油测井仪器可靠性指标探讨[J].电子产品可靠性与环境试验, 2002 (5) .
仪器可靠性 第5篇
1划分组块模块分析
社会经济发展促进经济体制的完善, 与此同时企业市场竞争变得更加激烈, 企业想要在这种形势下发展壮大, 就需要不断提高自身核心竞争力, 而缩短新品开放周期降低成本就是其中一种提高竞争力的有效手段。因此笔者将实际中某种产品作为例子, 展开整机可靠性综合试验的研究工作。为确保试验结果的准确性, 第三方提供取样机预处理部分。实际试验中预处理单元后面设置任务剖面以确保分析仪器主体可靠性的突出, 这里的整机并不是真的一个整体, 而是指的是设备分析单元及其通信部分, 本文中可靠性综合试验包括常见盈利参数综合、可靠性摸底及增长试验的综合。
1.1组成系统分析
光栅对经过样品池的光源发出的连续波长可见光按照波长线性展开以后, 不同波长的光会投影在微镜阵列的不同位置, 微镜阵列的控制可以通过CPU控制程序实现, 通过控制程序进行微镜阵列的编码变化, 然后将通过相应微镜反射的光全部集中在检测器上。检测器的作用就是放大处理采样信号, 再将经过处理的采样信号送至电路AD采集部分, 该部分对放大后的采集信号进行A/D转换后保存相关数据, 同时与上位机通信通过总线接口是吸纳, 上位机软件会对相应的数据进行处理分析, 最终得到最后的检测结果。
1.2试验剖面分析
在本次试验过程中为保证检测结果的准确性, 再去恶性试验剖面时遵循相关优先原则:实测环境-相似环境-标准推荐的参考环境条件, 整个检测过程中按照由低到高的产品各层次顺序进行, 为了将产品隐藏缺陷及产生原因彻底暴露出来因此本次试验检测中首先确定环境剖面。整个检测过程中严格按照试验要求进行:检测中既不造成新缺陷又不会对仪器使用寿命产生过多的影响。在这个前提下完成每一层次的试验方法, 确保每次试验的准确性。当然试验过程中会受到多种因素的影响, 为了将这种影响降到最低需要进行筛选试验, 目的是为了剔除产品早起故障, 确保后期可靠性综合试验的顺利进行。
2试验数据收集及整体性分析
因为在线分析仪器可以用于可靠性试验样品相对较少, 这是受到本身批量及更新问题的影响形成的。这次只有5台样机用于可靠性综合试验, 这种前提下为尽量提高试验真实性, 就需要全方位挖掘相关信息。
2.1相关数据的收集
这次试验样机并不是新产品, 而是在原产品基础上升级发展而来。这就给本次试验采集数据提供了一定的方便, 数据采集中可以收集老型号产品在近似使用环境下的相关数据, 特别是故障数据, 通过这些数据可以得到仪器可靠性的基本数据, 可以在试验设计中参考这些数据, 进而更好的优化理论模型, 起到增长可靠性设计目标的作用。整个检测过程中需要得到厂家的配合, 获得相关数据后并将其用在修正可靠性模型修正的过程中。
2.2整体性分析
在仪器产品的全生命周期内, 每个生命阶段都会产生一定的可靠性数据, 为确保预测的可靠性这个过程中我们利用了同类产品的过往数据, 给予新产品最为可靠的预测。这种预测可以方便对比及选择可靠性试验方案;在可靠性试验中得出的相关数据, 又可以在分析产品初始可靠性等中得到应用, 提供相关数据依据确保产品改进及定型工作的顺利进行。有计划有目的的收集产品个生命周期的数据, 可以及时发现其中存在的薄弱环节, 实现有目的有方向的优化设计工作, 最终实现提高产品可靠性的目的。
在线分析仪器本身有别于其他仪器设备, 本身具有着鲜明的特点, 因此其可靠性试验技术要求极高。实际中为确保可靠性试验数据准确性, 需要做好产品生命周期各个阶段的数据收集工作, 利用这些数据对增长模型进行修正, 同时提高实验数据的拟合优度, 确保产品生命周期可靠性工作的一致性, 提供相关依据给设计开发工作提供数据依据。做好在线分析仪器可靠性综合试验优化设计工作可以有效提高企业核心竞争力, 促进企业在激烈市场竞争中发展壮大, 进而促进国民经济快速发展。
参考文献
[1]刘泽华.参加“在线分析仪器论坛”会议的感想[J].现代科学仪器.2007 (06) :101.
[2]夏虹;卢祁.在线分析仪器为环境监测助力——专访中国工程院魏复盛院士[J].中国仪器仪表.2008 (01) :89.
[3]魏正森;魏东.在线分析技术在我国的应用及最新进展.节能、减排、安全、环保——第四届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会论文集.2011:67.
仪器可靠性 第6篇
目前, 市面上能够满足井下工作环境的存储器容量都非常有限, 单独使用无法实现数据的大容量存储。本文通过SPI总线将多个独立的小容量存储单元组成阵列结构, 实现了大容量数据存储。考虑到系统可靠性的因素, 并为保证数据的完整性, 在此基础上增加了冗余存储设计。同时采用数据压缩算法, 实现了高速数据实时存储。
1系统组成
如图1所示, 文中所设计的存储系统是相对独立的模块, 在随钻仪器中可以作为一个短节通过现场总线与中央控制系统相连, 存储所有井下数据。也可以整体嵌入到智能传感器主控电路中, 存储该传感器采集的数据, 尤其当该传感器数据需要独立高速实时存储时, 如电阻率采集、三轴振动采集等等。
该存储系统主要由4部分组成, 即阵列存储模块、冗余控制模块、外部通信接口、电源及时钟电路。其中阵列存储模块主要由若干个独立存储单元, 通过SPI总线级联在一起, 组成可扩展的大容量数据存储模块。冗余控制模块作为存储系统的核心主要负责进行冗余存储处理、数据压缩及地址计算等。外部通信接口的作用是当存储系统作为独立节点使用时提供现场总线接口, 与井下仪器中央控制器相连;当存储系统作为智能传感器的主控电路一部分时, 提供SPI或IIC内部总线接口。其所能达到的技术指标如下:
1存储容量:128MB, 且可扩展;
2最大数据压缩比:2.5:1;
3高速数据写入速度:1MB/s;
4最大工作环境温度:125℃;
5最低连续存储时间:120h;
2大容量数据存储单元
2.1阵列式存储结构
考虑到工作环境的特殊行, 满足要求的串行FLASH容量都很小, 本设计采用了汽车级串行闪存M25P64作为基本存储单元, 该存储单元的容量为8MB[1]。通过SPI总线将16个该存储单元级联在一起, 最终形成128MB的大容量存储模块。如图2所示, 以一组存储单元为例, 这16个存储单元分成两组, 每组8个存储单元, 全部通过选通控制芯片挂接到SPI总线上, 单片机的两个管脚G1, G2分别控制哪一组存储单元与SPI总线相连。单片机的三个片选信号SC1, SC2, SC3通过译码器芯片可以单独选通每组存储单元中的任意一个。这样通过这5个控制管脚, 能够在存储阵列中任意寻址。
2.2存储冗余设计
由于存储系统在井下工作的环境恶劣, 出现错误的概率很大。数据冗余存储是一种有效的容错措施, 能够有效避免上述问题发生时数据丢失的现象。有两种方法能够实现数据冗余存储, 即芯片冗余和存储空间冗余。本设计使用芯片冗余, 采用飞思卡尔MC9S08DZ60单片机作为冗余存储核心控制器[2]。该款单片机具有一个独立的SPI接口, 通过配置相应的寄存器可以非常方便的与其它具有SPI接口的芯片进行通信。但作为冗余存储控制器, 必须具有两个完全同步的SPI接口, 而使用单片机自带的SPI接口无法实现同步, 所以在本设计中不使用该SPI接口, 而是采用IO口模拟的方式实现了双SPI接口完全同步。如图3所示, 该冗余存储器结构与存储单元中的存储器结构完全相同, 都是由8片基本存储单元构成, 所有的控制信号也完全相同, 同时在数据存储时由IO端口模拟的SPI总线发送的串行数据也完全相同, 这样在两组传感器组中所存储的数据也完全相同, 实现了数据冗余存储的目的。
2.3电源监视模块
存储系统在井下工作时会受到很多因素的影响, 其中最大的影响因素就是电源, 尤其当使用涡轮发电机供电时, 泥浆压力及流量的变化常常导致电源电压的波动甚至掉电。数据在存储过程中如果遇到这些问题会直接导致数据的丢失, 或者存储指针的不连续, 所以电源监视模块对于存储系统的意义非常重要。
其控制核心是采用MC9S08DZ60的内部的低电压检测机制, 即系统的电源降至4个电压设定点 (2.74V、2.92V、4.3V、4.6V) 中的任意一个, 系统产生中断, 并置相应的标志位。只有当电压返回该设定点达200ms时, 才能将该标志位清零。经过测试, 该存储系统当电压低于2.53V时, 系统会停止工作, 所以将电压设定点设置在2.74V。当电源电压达到该设定点时会立即中断所有数据接收, 同时判断存储缓冲区, 如果缓冲区内有数据, 那么系统会首先判断该数据是否完整, 如果完整则立即将该组数据存储到FLASH中, 然后将存储模块状态标志立即存储到MC9S08DZ60的内部EEPROM中。这些工作完成之后, 系统进入停机状态, 等待电源恢复。如图4所示, 整体工作流程如下。
3数据压缩算法
当数据进行大容量实时存储时, 如实时存储随钻声波或者随钻振动传感器的数据, 往往会发生由于存储频率与采样频率不匹配而出现的关键数据丢失现象[3], 从而产生很大的误差。为了解决这一问题, 本设计在SPI总线基础上提供了一种高速数据存储接口, 能够接收同步数字采集模块的数据并直接存储。该数字存储接口主要通过对原始信号进行压缩实现的, 同时考虑到实时性的要求, 采用了压缩编码算法进行压缩, 可以保证压缩比维持在2.5∶1左右。
如图5 (左) 所示, 该图为模拟井下信号的原始波形, 其中包括几个明显的关键点。该信号经过采样点数为1024的同步数字采集电路后直接接入到存储系统的高速数据存储端口。存储系统对数据采用压缩编码进行压缩后存储, 之后对存储的信号进行还原, 得到信号的波形如图5 (右) 所示。还原后的信号失真很小, 关键点数据依然很明显, 满足井下数据处理的要求。
4结束语
本文所设计的井下存储系统采用阵列式冗余存储结构, 可靠性极高, 并具有丰富的通信接口, 可以方便的挂接或集成到井下随钻仪器中。同时内嵌了数字压缩算法, 实现了高速数据实时存储的功能。经实践证明, 该设计实用效果显著, 能够满足并保证井下随钻仪器的各类数据存储的要求。
参考文献
[1]Microchip Technology Inc.M25P80参考手册[Z].2011
[2]Freescale Semiconductor Inc.MC9208DZ60rev4.2008
仪器可靠性 第7篇
1 问题的提出
一方面,随着人们对健康需求的要求,各种先进的检验仪器设备不断出现。我院拥有全自动生化分析仪、全自动电泳分析仪、全自动酶联免疫分析仪、全自动荧光定量PCR分析仪、全自动血细胞分析仪、全自动血凝仪、全自动血培养仪、全自动细菌鉴定仪等多台现代化大型仪器设备,如何为这些不同的设备提供一种标准的通信接口,是LIS必须首先考虑和解决的问题。另一方面,随着信息化建设不断深入,医院对信息系统的依赖性愈来愈大,对业务连续性要求越来越高,对通信模块的要求也越来越高。怎样保证在电脑(软件或硬件)无法正常工作时,迅速启动应急措施,保证业务不中断,保持较高的稳定性和较好的连续性,是我们工作中必须重视的问题。
2 检验仪器数据通信系统设计
2.1 普通模式仪器的通信程序模式
普通模式仪器的通信程序模式即串口通信方式,仪器通过串口线和电脑连接,电脑连入院内网络。这种方式下的仪器通信程序安装在此电脑,仪器通信程序采用COM接口工作模式和仪器进行通信(图1)。
目前,绝大多数的LIS系统采用此种模式与仪器设备进行通信,仪器通过串口线与电脑直接连接,这种通信方式对电脑的依赖性较强。在实际应用中,电脑由于某种原因发生故障,是会经常碰到的。如电脑中了某种病毒(木马等)或安装了某个软件,导致电脑无法启动或与仪器通信程序冲突等。在这些故障中,硬件出故障的机率一般要小于软件,电脑硬件本身的稳定性已经非常可信。但无论是软件出问题或是硬件出问题,必然会引起业务的中断。因此,必须考虑更加可靠的通信方式。
2.2 串口服务器
串口服务器是为RS-232串口到TCP/IP网络之间完成数据转换的通讯接口转换器。提供RS-232终端串口与TCP/IP网络的数据双向透明传输,提供串口转网络功能及串口转网络解决方案。
串口服务器,一般内部集成IP、TCP、HTTP、UDP、DNS等协议。RS-232串口转换提供数据自动控制。提供数据双向透明传输,实现串口转网络功能可以让串口设备立即连接网络。
串口服务器的工作方式有:服务器方式、客户端方式。通讯模式有:虚拟串口模式、网络通讯模式(工业级串口服务器,一端连接串口,一端连接网口)。这种方式的优点在于仪器通过网线可与网上的任一台电脑连接通信,增加了连接的灵活性。通信程序安装在其中一台电脑上,当这台电脑出现硬件或软件故障时,与之通信的仪器仍不能正常工作,即存在单点故障。如何对这种通信模式进行优化,这是本文要解决的问题。
2.3 改进的仪器通信模式设计
我们将串口服务器引入检验科的网络中,就是要打破仪器与电脑的强耦合,即将仪器对某台电脑的强依赖性,转换到对网络、对串口服务器的依赖上(图2)。
采用此设计后,仪器通信程序采用SOCKET协议编写通讯程序,SOCKET协议通信适于处理各种复杂、灵活的通信需求,我院全院级的仪器通信解决方案,见图3。
在实际应用中,同一仪器的通信程序要在两台不同的电脑上进行安装,两套通信程序的仪器网络连接,仪器数据解析及LIS通信设置完全一致。
(1)工作模式。一台(A机)处于正常工作模式,配置为自动启动模式,当操作系统启动时,通信程序自动启动。另一台(B机)处于备用模式,设置为手动启动模式,当操作系统启动后,通过手动运行通信程序,仅当A机无法启动时,才进行手工启动。
(2)故障恢复。一旦A机因为某种故障无法正常运行时,手动启动B机上的通讯程序,因为仪器的串口线连接到串口服务器上,所以当A机发生故障时,并不影响仪器实验数据的传输,而当B机上的通信程序启动以后,会自动连接串口服务器,并把仪器数据上传至LIS。这样,工作人员仅需判断A机故障,并手工启动B机通信程序,业务则自动恢复。在B机运行期间,尽快联系IT支持,将A机进行恢复,当A机恢复以后,仍恢复到原始的工作模式,A机为正常工作模式,B机为备用模式。
3 新旧通信模式应用对比(表1)
4 结束语
我院自从采用了接口服务器的通信方式后,仪器设备信息的通信一直保持畅通状态。当然,仪器通信程序的安全及稳定运行,不仅仅是一套恢复程序就能完全解决的,还需要对仪器设备、计算机网络等进行管理,如定期检查设备状态、网络环境等。只有从多方面加强建设和管理,每一点都落实到位,才能保证业务的连续性,减少系统隐患。
参考文献
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