概述
安全阀作为特种设备上的重要安全附件，相关规定标准要求使用单位应对其进行日常检查维护，每年至少开展1次定期校验，定期校验包括：校验所需相关资料的审核查验、安全附件校验和检验、设备的检验工作等。作为工业生产过程中极为重要的设备安全附件，安全阀在压力超过规定范围时会迅速打开阀门并释放压力。安全阀需要定期校验以确保其按照标准正常工作，从而保护设备和操作人员的安全。早期安全阀校验主要依靠人工操作，校验原始记录、测试数据等信息均由校验员完成校验工作后手工填写或录入，所有测试数据均无法实时进行自动记录，校验员易因一时疏忽或其他不确定因素而造成校验数据误差，无法保证检测获取数据的真实性和可靠性。随着行业内各项技术的发展，数字化技术逐步代替了原有的人工操作。采用数字校验技术进行安全阀校验可以在一定程度上提高安全阀校验的精确度，增加校验的可靠性，避免人为因素对校验结果造成的不确定性影响。
特种设备安全与国计民生息息相关，安全附件检验也是特种设备安全的重要技术保障之一，及时发现并解决存在的安全隐患可以有效保证特种设备的安全运行。随着行业内各项标准的规范以及相关信息类技术的发展，对于安全阀校验的要求也在逐年提高，传统的校验模式与逐年提高的校验标准所产生的矛盾日益突出并愈发明显。随着特种设备安全性要求的提高和各项法律法规体系的完善，安全阀校验量需求也在不断加大，传统的工作方式已无法满足逐年增加的业务量。运用现代化技术手段建立全面的，具有通用性、开放性、实用性、灵活性，以及可以实现安全阀信息录入、管理和查询等功能的安全阀数字校验系统已成为必然趋势。
系统结构和工作原理
安全阀校验系统由压力传感器、数据采集器、安全阀数字校验系统等相关软硬件共同构成。数据采集器负责采集整个校验过程中的动态压力值，并将此压力值通过RS232串行通讯实时传给计算机；管理软件根据传递的数值实时显示动态的数据曲线，并可自动确认开启压力；系统根据开启压力及相应的执行标准判断安全阀是否合格，并打印出所需各种校验报告。操作系统示意图如图1所示。
图1 系统示意图
系统使用环境
安全阀数字校验系统在使用过程中所涉及的信息如下：
（1）操作系统：Windows 7/Windows 10；
（2）数据库：SQL Server 2008 R2；
（3）电脑推荐分辨率：1440×900；
（4）硬件：压力传感器、压力变送器、触摸屏、数据采集器、报告打印机、气动打标机。
软件介绍
HA-D2型安全阀数字校验系统V2.0软件系统是一款具有强大网络管理功能的安全阀ERP系统软件，其界面友好、可操作性强，升级和可扩展的空间大，是目前具有国际先进水平的专业系统软件。由于该系统软件是基于Microsoft SQL Server的网络构架进行编写的，网络内所有用户想要访问或者登陆数据库必须在Microsoft SQL Server环境下进行，故计算机开机时必须自动启动Microsoft SQL Server的“服务管理器”。
HA-D2型安全阀数字校验系统V2.0系统从功能上分为安全阀数据管理和安全阀数据采集两部分，所有工作均是围绕安全阀数据管理和安全阀数据采集，并依据安全阀管理的实际情况进行工作。采用0.5%的高精度压力传感器实时测压，系统自动采集校验过程的压力值；在每次校验过程中，安全阀的开启压力进行自动记录并显示压力值，随后将此压力值实时传给计算机，保证数据的时效性和准确性。管理软件根据传递的数值实时显示动态的数据曲线，以此确认开启压力情况。整定压力校验时需要进行三次及以上，随时观察检验压力值的变化情况，并在调校合格后进行复核，根据开启压力确定安全阀是否合格，并打印出所需要的校验报告。
（1）局域网联网说明
该系统分为客户端操作系统和数据库系统两部分，操作人员可以通过局域网中任意一台安装有客户端操作系统的电脑对安装有数据库的电脑进行操作。图2为局域网系统，终端A、终端B、终端C分别为局域网中的三台电脑，将数据库与SQl Server 2008安装在终端B上，将客户终端系统安装在终端A和终端C中，终端B同样可以安装客户终端系统。操作人员在安装了客户终端系统的电脑中打开数据库连接管理器，在“1.选择或者输入服务器名称”中选择安装数据库的电脑名称，如数据库安装在终端B，操作人员选择终端B的名称，随后在“3.在服务器上选择数据库”中选择已经安装好的数据库名称。点击“测试连接”测试是否连接成功，随后点击“确定”就可以保持数据库连接。
图2 局域网系统
数据库连接成功后，该电脑可以同时访问终端B数据库中的数据，但客户终端系统不能同时访问同一条数据。每台终端电脑可以连接一台数据采集器，每台数据采集器可以连接一台安全阀校验台，如此多个校验台可以实现同时工作。数据库具体链接见图3。
图3 数据库链接
（2）数据库设计
为充分满足数据库的一致性，可将全部元素放置于单一文件中，系统的其他板块可通过网络存取各自所需的信息并将信息集中存储在服务器上，这样能够有效地在物理存储器上实现数据库的逻辑结构。数据库可借助Sql Server数据库管理器软件进行操作，涵盖使用单位、校验单位、人员维护、误差设置、制造单位、执行标准、安全阀基本信息等内容，包括记录校准数据的传感器校准表、记录每个安全阀信息的安全阀信息表以及记录每次校验数据的安全阀校验信息表。安全阀信息表和校验信息表为主从结构，每个安全阀可对应多次校验信息。系统校验时，可从数据库中调取安全阀信息，校验软件根据要求的整定压力值自动选取对应压力传感器通道，显示整定压力的合格范围。其中，安全阀校验信息包括所有安全阀的观察、测量、仪表读数和仪表校准记录等全部校验信息。修正部分和修正的数值被分别列入校验记录中随时待查，以作为后续相关数据分析的依据。
（3）通讯方式及通讯协议设计
软件和数据采集器互相传送数据，整个过程pc机作为主控端，采集器为受控端，采集器收到pc机的命令后执行相应的功能并将执行结果返回给pc机。
（4）软件基本功能
该软件是在Delphi环境下开发完成。系统包括“系统设置”、“单位管理”、“校验管理”、“报表管理”、“数据维护”五大功能模块，如图4所示。每个模块具体工作内容如下：
图4 系统结构设计流程图
【校验单位】记录校验单位名称、报告编号前缀、铅封标记、标准号等信息，输入访问网址、校验单位名称，点击保存后便可下载相应数据。
【人员维护】记录校验员、审核员的姓名和签名等信息，校验单位设置完成后，点击“更新”即可完成人员信息的更新。
【仪表管理】校验单位设置完成后，点击“更新”即可完成仪表信息的更新。
【制造单位】记录安全阀制造单位的名称等信息。
【误差设置】记录两种方式中不同压力范围下允许的误差上限/下限值，用于判断安全阀是否合格。
【执行标准】记录执行标准的名称和设定默认的执行标准。
【传感器标定】根据采集的零点电压和外加压力电压计算传感器的标定系数，并下传到采集卡中，以保证采集的数据更为准确。
【使用单位】记录安全阀使用单位的单位名称、联系人、电话、地址等信息。
【校验管理】记录每个安全阀的档案信息和每次的校验信息；从采集卡中实时采集数据并以曲线形式显示在界面上，可对曲线进行编辑；可自动或手动设定开启，自动计算出是否合格等校验结论。校验时，压力传感器可读取整定压力数据并实时显示，由校验人员判断显示数据的合理性。
【校验记录】校验管理员可以在此处增加规范的标准描述术语，便于校验人员选择；整定压力校验时需进行三次及以上，调校合格后复核，校验结果上传数据库。
【报告管理】系统提供9种报告形式：原始报告、曲线报告、标准报告、批量报告，以满足客户的不同需求；校验结束后生成安全阀校验报告，系统将报告自动传送至相应的负责人员。
【数据维护】校验数据可以通过此项功能导出或导入。
（5）技术特点
数字校验系统可实现网络化管理；可对大量安全阀信息进行有效管理；可通过压力传感器与校验台进行连接，直接自动采集安全阀校验相关数据，包括校验过程曲线、开启峰值、密封试验压力；可实现传感器自我动态标定，且操作简单、易懂；可与传统的压力表校验台进行连接；可打印校验委托单、原始校验记录、校验标准报告（国家规范要求）、曲线校验报告、批量校验报告；可实现校验报告电子签名。
（6）技术参数
传感器压力量程可根据用户需求添加；可记录3次安全阀开启峰值点，并实时记录安全阀的开启过程曲线，数据和曲线的实时显示将有助于对校验过程中检测压力值的校准和调整；可自动判断安全阀校验合格与否。
软件功能的实现
根据合作单位及客户的多次测试及实际使用情况，该软件可以实时采集校验过程中的压力值，准确得出开启压力，并打印出准确、规范的校验报告，提高了安全阀校验过程的可靠性、准确性、便捷性。由于使用单位、校验单位、人员维护、误差设置、制造单位、执行标准等基本信息界面有着较大的相似性，故需采用一个标准模板实现。
系统对安全阀开启压力测量结果的精确度完全取决于传感器的精度。本项功能提供两种压力传感器的校准方法，一种是在线校准，另一种是离线校准。在线校准是用户将压力传感器与数据采集系统、计算机连接，给压力传感器施加标准的压力，随后将标准压力值按计算机提示输入到相应位置后点击确定即可完成；离线校准是用户按照计算机提示将压力传感器校准证书上的数据输入到相应位置后点击确定即可完成。
软件实际应用效果
安全阀数字校验系统操作简单、通俗易懂，对于不熟练或专业性不强的工作人员也易掌握，可实现数字化校验和高效的数据管理。通过压力传感器与传统的压力表校验台进行连接，自动采集安全阀校验相关数据，包括：校验过程曲线、开启峰值、密封试验压力等，实现传感器自我动态标定，从而系统可以准确、高速地采集压力信号，判断开启拐点并自动计算出安全阀的整定压力值。定压力校验合格后将进行密封性能实验，实验合格后的结果将同步上传至对应的数据库并对安全阀数据信息进行有效管理和使用。
结语
为探索更加高效的数字化、信息化、智能化的校验方式，安全阀数字校验系统已逐步在行业内推广使用，并得到了行业内专业技术人员的广泛认可，解决了人工误差、数据上传不及时等诸多历史性问题，也为安全阀质量的提升起促进作用，对安全阀从生产制造到校验保养等一系列环节均提出了更高要求。安全阀的正确选用和校验质量的精准对于保障承压类特种设备的安全性起着较为重要的作用。安全阀数字校验系统的广泛使用将为安全阀校验积累大量的参考数据，为行业研究提供了实验数据，有助于安全阀校验技术的有效提升和高效发展。
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