水利技术监督 ２０１２年第ｉ期 牛福义 （辽宁省水文水资源勘测局，辽宁沈阳１１０００３） 【摘要】针对水文测量仪器的不断开发和引进，分析了水文行业测量仪器现状、测试计量技术应用与国外同 类技术存在的差距；认清存在的问题和未来发展趋势；从基础研究做起，追踪发展动向，加大科研 投入，建设一个科学、完整的水文计量体系。 【关键词】水文仪器；测试；计量技术 ［ＤＯＩ编码】１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－１３０５．２０１２．Ｏ１．００２ 【中图分类号】Ｘ８５【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００８－１３０５（２０１２）０１－０００６－０３ 随着我国经济社会的发展，对水文信息不断提 进还不协调。加强测试计量技术研究，是当前水文 出新要求，水文观测项目和内容不断增加，对观测 科学现代化发展中重要的基础性技术支撑。 手段和方法及水文监测技术的研发和应用提出了 越来越高的要求。 １ 测试计量现状与新特点 当今在水文行业随着科学技术的不断进步和 我国水文行业的测试计量工作基础比较薄弱， 发展，新型测量仪器不断出现，如ＡＤＣＰ流速仪、 在过去的２０多年，由于水文行业的各种仪器产品 超声波流速仪、光学流速仪、超声波水位计、光学 不属于国家的计量器具范畴，因此相关产品的研 流速仪、流量积算仪等等。与传统水文测量仪器相 制、生产、检测中的品质控制与评价，主要依靠各 比，现代测量仪器设备的测量精度有了质的变化， 种水文仪器的产品技术标准，还没有自己行业的产 借助计算机及微电脑芯片，其功能得到了极大的拓 品检定规程。 展，自动化程度显著提高。 水文计量虽然起步，但受国家总体科学技术发 测试、计量科学在国民经济建设、国防建设、 展趋势的影响，计量管理工作一直未受到足够的重 科学研究以及社会生活中都起着极其重要的作用， 视，没能形成统一的计量管理。目前仅在水质计量 是社会经济和科学活动的技术基础和基本手段，是 管理、流速仪检定水槽管理等有限的几个方面开展 特殊的社会生产力。测试、计量是人们从客观事物 过一些技术工作。 中提取所需信息，借以认识客观事物并掌握其客观 纵观其它行业，与水文江河流速测量相近的风 规律的一种科学方法。测试计量技术是应用科学， 速风向观测中，气象行业早就建设有“低速风洞” 推动着测试计量和仪器研究的进步与发展。 等气象行业最高计量标准及检定装置；而对于“海 近年来由于在水文领域监测、遥测传感器等各 潮流速”观测，海洋行业也建有“海流（计）检定 方面的测量仪器设备中，新型的测量仪器相继产 水槽”等海洋行业最高计量标准及检定装置。同样 生，引进的测量仪器设备也越来越多样化。目前， 在水文测验中与江、河、湖、库水位测量相近的海 水文测试计量基础设备、技术比较薄弱，没有形成 完善的测试计量工作体系，与快速发展的制造、引 作者简介：牛福义（１９５３年一），男，高级工程师。 ・６・ 水利技术监督 ２０１２年第１期 洋潮位观测，海洋行业建有“潮位（验潮仪）检定 流速仪检定系统有了质的变化。面板控件的软件化 台”等海洋行业最高计量标准的检定装置。 取代了大部分的硬件部件，功能软件的优越提高了 由于历史原因，水文行业一直处于相当滞后状 系统的灵活性和扩展性，也为今后的综合仪器检测 态，阻碍了水文领域对相关高新技术产品的应用， 提供了拓展空间。因此研究水文行业测量仪器现 严重制约着水文行业的发展。当今，水文监测仪器 状，针对测试计量技术出现的新问题、新特点，以 制造技术快速进步引发了许多测试计量问题；推动 发展、超前的眼光，结合未来测试计量科学与技术 着测试计量仪器设备的研发；促使测量技术中的新 的发展趋势，研究新的测量方法与技术，充分利用 技术、新装置不断应用和建造。与传统测试计量技 以计算机为核心的开发平台，开发多功能综合测试 术相比，现代测试计量技术具有了新的特点。 计量系统技术，将为水文高科技仪器的应用与发展 １．１测试量值信息复杂化多元化 提供有力的技术支持。 当前，测试计量产品趋于复杂化、多元化的趋 势，往往需要对整个设备或系统进行测试计量。传 ２存在的问题与差距 统的测试量值信息比较单一，现代测试量值信息则 水文仪器的不断引进与应用，加上国内高新技 复杂的多，往往包含多种不同的被测量值信息。如 术产品的不断出现，使得测试计量技术和仪器设备 声学多普勒流速剖面仪（简称ＡＤＣＰ），是一种利用 的作用与地位更加重要。纵观国内水文行业，测试 声学多普勒原理测量水流速剖面的仪器，他本身自 计量技术和仪器设备与国外相比差距很大，除历史 成系统，ＡＤＣＰ仪器内有罗盘（倾斜仪）、温度盐度 的原因外，还包括下列因素。 传感器、压力传感器、ＤＧＰＳ接口、换能器等部件， （１）在水文行业，新的测试计量技术及仪器 多种功能相互作用。 设备，与国内其他行业相比差距较大。现有的测试 如何解决各种被测量值，开发多元化测量信息 计量技术和仪器设备中，基本是借助外来技术，很 融合后的目标信息将形成新的研究目标。 少有自己的技术含量。这也反映出了我们的理论基 １．２从静态测试到动态测试 础和行业积累，与发达国家和国内其他行业在技术 现代水文仪器制造已于传统制造具有不同的 上的差距。对科技创新重视不够，在某种程度上影 设计理念。测试计量已不是最终产品质量评定的手 响了测试计量技术的研发能力，当然也存在着对测 段；更重要的是为产品的设计和制造服务；以及为 试计量技术的作用和重要性认识不足，自主创新能 最终过程提供完备的过程参数和指标；使产品的设 力较差，研究测试计量力度和投入资金不够等因 计制造过程和检测手段充分结合；形成一体的控制 素，导致当前研究缺乏积极性和前瞻意识。 环境。 （２）测试计量技术是面向行业应用的科学， 因此，要做到测试计量技术从传统的非现场产 推动着科技发展的主要动力是来源于应用的需求， 品测试进入到现场，参与到制造过程，进行各个环 理论研究要针对行业应用中的测试计量问题。因历 节追踪，实现现场动态控制测试才是测试计量的最 史原因造成水文行业测试计量技术与其他行业的 终目标。 差距。测试计量从业人员少，行业测试计量理论比 １．３以计算机为核心的开发平台广泛应用 较薄弱，高技术人才流失严重，阻碍了行业内科学 日益发展的计算机软、硬件技术，正与水文测 技术的发展。 量仪器、测试计量技术密切结合。利用计算机作为 （３）高端先进仪器设备是建立在高科技技术 测试计量系统装置的硬件平台，利用计算机具有的 含量基础上的，有较高的利润回报。因此对于后续 超强运算能力和显示、存储、文件管理及软件开发 开发研究有充足的资金作为支持，形成良性循环。 的功能。融合原有的专业化功能设备，使面板控件 而国内状况却与之相反，高附加值仪器设备寥寥无 软件化，其功能将得到显著提高，与计算机的智能 几，行业内大多引进国外产品，只是消化吸收进行 资源密切融合将变成一个全新的智能化系统。 应用。很少有自己的高科技含量产品，即便有，也 计算机技术的发展，影响着水文测量仪器的研 是建立在原材料和人力成本优势基础上，必然利润 究与制造，新的测试计量问题也随之出现，研究内 微薄。因而形成后续研发资金投入短缺，造成恶性 容不断更新，相比原来测试计量技术，增加了新的 循环，严重制约着仪器设备及测试计量技术的进一 科技含量和技术。现在计算机的广泛应用，已经使 步发展。 ・７・ 水利技术监督 ２０１２年第１期 ３契机与发展 “十二五”期间，在各行各业加快转变经济发 展方式的背景下，承载着实现从“中国制造”到 合；借助新技术装置特有性能，降低测试计量对机 械制造水平的依赖；开发软件模型处理及解算方 法；利用检定设备及装置自身的功能，建立无需精 密机械结构的高精度新型的综合功能测试系统；从 而有效提高测试计量精度和综合仪器的检测能力。 随着“十二五”计划逐步实施，加大了对水文 领域的投入，水文行业迎来新的发展契机。吸取历 史经验教训，以科学发展观为指导，积极践行可持 续发展水文测试计量工作思路；以行业需求为动 力，以提高水文测试计量工作能力为重点，充分利 用现有的高新技术，高起点起步，深入研究水文仪 器与测试计量技术；加快研究成果转化，逐步形成 良性循环的运行机制；加大步伐，改变水文领域测 试计量技术的滞后状况；为引领水文仪器的应用与 “中国创造”跨越战略使命。未来ｌ０年，高端技 术产品制造业将迎来黄金增长期，具有技术密集、 附加值高、成长空间大等突出特点，成为国民经济 重要的支柱产业，是一个国家的战略性产业崛起的 标志；是一国制造业的基础和核心竞争力所在。 当前，水文仪器制造技术的快速发展，研究提 高测试计量技术显得尤为重要。基准标准技术是测 试计量技术水平的最高表现形式，是引导和促进水 文仪器应用与发展的技术基础，基准标准技术滞后 严重制约着水文领域的应用与发展。新的测试计量 问题的出现，需要有新型检测装置或系统创新的研 究。改进现有的检测装置或系统，从而获得更多更 强的检测功能和能力，以适应发展的需求。 水文领域仪器设备应用与测试计量问题和差距 是客观的存在的，但应看到，现今，全球同步发展 的计算机技术，信息技术和仪器设备制造的高新技 术市场的开放和融合，以及国内制造技术的不断提 发展提供有力技术保障。 ４结语 针对当前水文领域水文仪器的应用和测试计 量技术，在未来的发展中，紧密联系水文仪器监测 技术应用与发展，注重测试计量技术的基础研究， 加大科研投入力度，相信在水文领域水文仪器设备 与测试计量技术将获得快速发展，为国民经济建设 与发展发挥更大的作用。 参考文献 ［１］中国计量测试学会．计量测试在国民经济中的作用［Ｍ］．北京 计量出版社，１９９４ 高，为水文行业仪器设备及测试计量技术崛起提供 了有利契机。 利用计算机信息处理技术提供的同步平台，充 分发挥其数据处理优势；基于大规模数据处理的仪 器测量原理和算法，以计算机资源补偿机械系统性 能；以数据处理成本降低机械硬件系统成本；利用 计算机巨大的系统资源，与现有检定系统设备相融 ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ 珠江水利科学研究院中心试验室通过国家计量认证复查现场评审 ２０１１年１２月２７￣２９日，由朱耀泉等６位国家级计量认证评审员及１位技术专家组成的国家计量认证 现场评审组，对珠江水利委员会珠江水利科学研究院中心试验室进行了国家计量认证复查评审工作。 评审组认为中心试验室具有明确的法律地位，属法人授权形式，有合格的授权及任命文件，中心试验 室的组织机构健全。中心试验室编制的管理体系文件，能满足中心试验室的管理要求，有保证检测工作的 公正性措施，能独立承担第三方公正性检测。经考核，推荐的ｌ４位授权签字人基本符合要求；配备检测 仪器均按规定进行了检定／校准，实施了标志管理，设备配置和已收集的技术标准可满足申请参数检测的 要求。２４位检测人员的理论考试成绩优良，６０个参数的现场操作考核检测结果合理，并满足规范要求。 评审组确认中心试验室申请的按《水工（常规）模型试验规程》ＳＬ１５５—１９９５、《混凝土试验规程》 ＳＬ３５２－２００６等１８６个方法标准，开展河工、水工模型试验、混凝土及原材料、土的物理力学性能、土工合 成材料、岩石物理力学性能、地基及桩基工程、工程测量、工程监测、金属结构、水力机械、电气设备等 ２３类共３３０个检测参数向社会提供公正数据的能力，同意中心试验室通过计量认证复查现场评审，报国家 认证认可监督管理委员会审批。 ・８・ 摘编白：中国水利国际合作与科技网（ｈｔｔｐ：／／ｗ ．ＣＷＳ．ｎｅｔ．ｏｎ／）