50年来,我一直跑步在自动化仪表教学路上

2022/8/13 17:42:45 人评论 次浏览 分类:文化长廊  文章地址://www.e-cumulus.com/community/4387.html

李海青:女,1934年生,山东莘县人。1956年毕业于大连工学院化工机械专业,同年分配至浙江大学化工系任教。1957年~1958年在清华大学自动化班进修,后一直从事化工自动化、检测技术与自动化装置领域的教学与科研工作。1983年、1988年先后晋升为副教授、教授,1993年为博士生导师。1992年起享受政府特殊津贴。先后任化工仪表教研室主任、研究生院工学学科督导组组长;兼任中国计量测试学会多相流测试专业委员会副主任兼秘书长、中国仪器仪表学会节能技术委员会理事、中国化工计量管理协会技术委员会名誉主任、浙江省仪器仪表学会副理事长,《炼油化工自动化》《化工自动化及仪表》《电子测量与仪器学报》编委。

自动化仪表

一、走进“化工自动化”专业

1956年大学毕业后,我被统一分配到浙江大学化工系任教。该年暑假,浙江大学按教育部要求开始筹建“化学生产的操纵及检测仪器”专业,由王仁东、王骥程负责筹建工作,林新民、王静熙和我参加。这是我国在化工领域内设置的第一个仪表及自动化专业。
1957年初,王骥程和我到北京参加由中科院、清华大学、东北工学院联合举办的面向全国的自动化进修班学习,这是为我国培养出第一批从事自动化技术高级人才的进修班。同年9月,顾钟文、赵宝珍、沈平、陈鸿堔、林克贞加入了专业筹建组。1958年初,以周春晖、王骥程为领导的专业更名为“化工自动化”。我作为化工自动化专业首批教师之一,分工从事仪表领域的教学工作。就这样,作为一名普通的仪表教师,在近50年的教学生涯中,见证了我国仪表和自动化技术高速发展的历程。

上世纪 50 年代后期,在自动化专业学生还未进入到学习专业课程的阶段时,我被安排对化工系的化燃、化机以及随后的硅酸盐(阿尔巴尼亚留学生班)等专业讲授《化工仪表及自动化》课程。主要内容就是介绍压力、温度、液位、流量四大参数的测量仪表,自动化系统的基本知识以及自力式、双位式、04型调节器的作用原理。当时开设的实验课就是用活塞式压力计校验弹簧管压力表,将买来的热电偶产品作“标准”,用手动电位差计校验学生自己焊接的热电偶;还有用U形管水银差压计校验孔板流量计等。由于ЭПП-09型电子电位差计、04型气动调节器等设备的数量太少,只能对学生作示范实验。至今记忆犹新的是,当时每个专业150人的大班学生,分成10人一组,我像一台留声机似的一遍遍讲解。


为了弥补实验室条件的不足,扩大学生的仪表知识面,安排了三次工厂实习,即认识实习、生产实习和结合毕业设计的毕业实习。认识实习主要安排在仪表厂,并到有关应用厂参观。我曾带各届学生去和平热工仪表厂、上海自动化仪表一厂、上海调节器厂、大华仪表厂、光华仪表厂、上海自动化仪表九厂、南京气体分析仪厂、上海工业自动化仪表研究所、上海炼油厂、南京化肥厂、金山石化厂、衢州化工厂、宁波炼油厂等实习和参观。厂方领导、技术人员和工人师傅们对我们热情支持、耐心教导,使我深深体会到工业界在培养我国自动化技术人才过程中作出了不可缺少的重要贡献。


学校是铁打的营盘流水的兵,仪表类型品种繁多且更新换代速度极快,作为一名教师,从50年代后期开始带学生实习到后来在上海自动化仪表一厂实习QDZ型气动调节器系列,在上海调节器厂实习DDZ型电动调节器系列以及在上海炼油厂实习计算机控制系统,均是一个十分艰苦的跟踪学习过程。


二、国内第一本统编仪表教材

60年代初,由天津大学牵头,浙江大学、华东化工学院、上海机械学院、哈尔滨工业大学、清华大学、北京化工学院、华南化工学院、成都工学院、华中工学院等10所高校联合编写了国内第一本统编仪表教材《热工测量仪表》,于1961年8月由中国工业出版社出版(图1)。我校周春晖、王骥程两位先生参加了这次教材会议并编写了绪论和误差理论中的有关部分。我负责编写其中第四篇“液位测量”。该教材除四大参数测量外,还增加了许多较新的仪表以及气体分析仪等。在“自动调节器”章节中增加了小型04,АУС系列,ЦКТЕ等电动调节器,反映了我国自动化仪表当时的发展状况以及国际新型仪表的发展趋势。

国内第一本统编仪表教材《热工测量仪表》
图1 国内第一本统编仪表教材《热工测量仪表》


这本教材出版后,给了我100元的稿酬,这是我参加工作后拿到的第一笔稿酬,相当于我当时约两个月工资。我觉得数字大了点,按当时的思想水平,认为这是名利中的“利”,早晚是个麻烦,还是尽早处理为好。后在报纸上看到有关越南大使馆对捐献“援越抗美资金”的人表示感谢的有关报道,我就把这100元寄到了越南大使馆,并收到了他们的感谢回执(图2)。

越南大使馆的感谢回执
图2 越南大使馆的感谢回执


三、编写《化工测量及调节仪表》丛书

1972年4月在石油化学工业部召开的自控建设会议上,决定由兰化设计院自控中心站组织编写《化工测量及调节仪表》丛书。会后,自控中心站组织了以上海化工学院牵头,浙江大学、天津大学、华东石油学院、北京化工学院、兰化自动化研究所、上海自动化仪表一厂、河北化工学院、上海机械学院等参加的编写组编写该丛书(图3)。

《化工测量及调节仪表》编写组成员
图3 《化工测量及调节仪表》编写组成员


编写组集中在在上海化工学院内,丛书共分《化工测量仪表》《气动调节仪表》《电动调节仪表》《气体分析器和物质性质测量仪表》四部(图4)。我校汤雪英同志参加了《电动调节仪表》的编写,我主编《气动调节仪表》。参加《气动调节仪表》编写的还有华东石油学院罗万象、北京化工学院翁维勤、上海化工学院陈彦萼、上海自动化仪表一厂徐三星等。之前,曾到上海、重庆、西安、开封、广东肇庆等地的仪表厂和研究所进行调研,得到了各单位的大力支持和帮助。该书由上海人民出版社于1975年出版,并于1979年由上海科技出版社重印。该丛书对自动化领域的技术人员及高校教学人员起到了很好的参考作用。

四部《化工测量及调节仪表》丛书
图4 四部《化工测量及调节仪表》丛书


四、对逝去同仁的怀念

70年代间,除了常规的教学工作外,我和一些专业同仁有过或长或短的接触和共事。特别是那些在上世纪末和本世纪初英年早逝的同志,他们在50年“化自”成长的风风雨雨里,给我留下了不可磨灭的记忆。

1972年在编写《化工测量及调节仪表》丛书过程中,汤雪英和我同在上海,同处一间宿舍,她常以上海本地人自居,对我多方照顾。她的热情、善良,给我留下了深刻的记忆。


1973年,曹润生、周泽魁和我在上海第四漂染厂实习期间,在“热定型机自动化”项目工作中,曹润生在实习结束后仍长期坚持工作,直到《这样,每年节省煤气费七万元!》的论文发表在《化工自动化及仪表》期刊(1982年6月)上,令我感动。


1975年,赵鹏程和我参加化工部基建组组织的“13套大化肥引进项目”《美国V-系列电动仪表》的资料编译工作。我们编写《美国V-系列电动仪表》第一分册,后作为化工部引进装置短训班教材使用。赵鹏程那强实的电学知识在沧州编译工作中给了我很多的帮助。


1976年,陈国平、王骥程和我参加了上海金山石化一厂从日本引进的项目“乙烯装置”对自动化仪表的开车和试生产进行总结。通过现场观察、分析讨论后,写出了总结报告。实际上这对我们也是一次学习过程,陈国平在现场观测中不放过流程装置上每个细节的做法给了我很多启发。


1978年,顾钟文、鲍伯良和我参加了化工部引进装置短训班的筹备工作。我们到安庆、合肥、成都、重庆、泸州等地对那些参与有代表性的引进装置的工厂、设计院、研究所进行调研,写出了《调节系统的分析、设计与运行》作为化工部引进装置短训班教材使用。在调研过程中,顾钟文不计劳累,坚韧克服困难的作风,令我感动并留下了深刻的记忆。


1964年,陈婉珍从留校任教到她去研究生院工作前,在仪表教学、实验、实习各环节中都和我合作过,她的直率、诚恳和往往是忠言逆耳的意见给了我很多帮助。


林新民和我虽然都是化自专业的首批教师,但在共事的近50年中,我始终都把他作为前辈的老教师来尊重。林先生治学严谨的作风,对待事物不卑不亢的态度都给我留下了深刻的记忆。在教研室行政工作中,我从他那里学到很多方法。在仪表教学中,他善于将一幅非常复杂的电子仪表线路图,高度提纯为一张简明易懂的线路图,充分体现了深入浅出的手法,教学效果显著提高。


周春晖先生是化自专业的领头人,虽然他主要从事自动化系统领域的工作,但对仪表组的教学和科研也是十分关心的。他曾经就仪表品类繁多、仪表教材像开中药铺等现象,提出如何提取共性进行仪表教学的改革,为此找我谈过很多次,对仪表科研的每项微小进展也总是给于关心和支持,给我留下了深刻的记忆。


周春晖先生、林新民先生、顾钟文先生,还有汤雪英、曹润生、陈婉珍、陈国平以及赵鹏程等各位已经离开我们多年,但他们留给我的那些平凡的感动和记忆将伴随我一生。


五、转向“多相流检测”的研究

80年代初,我的主要工作是研究生教学。改革开放后科研工作逐步得到加强,为了寻找非仪表制造类自动化专业的仪表研究目标,经大量文献资料的查阅和去工厂现场的多次调研,确定了以“多相流检测”作为研究生的课题研究方向,并选择了复杂的工业多相流背景,采用各种先进的软测量技术进行探索研究。

作为“检测技术与自动化装置”学科的硕士点,1982年我们开始招收硕士研究生,张宏建为首届第一名硕士研究生。为了拓展多相流检测研究领域的工作,1986年我与化工系陈甘棠教授一起,联合国内各有关高校和科研院所(包括东南大学、上海机机械学院、天津大学、清华大学、中科院力学所、冶金部自动化院等)的专家学者创立了“多相流测试专业委员会”,选举陈甘棠任专业委员会主任委员,我任副主任委员兼秘书长,并于当年在浙江大学召开了“全国第一届多相流检测技术学术会议”(图5)。


图5 1986年全国第一届多相流检测技术学术会议


目前该委员会在国内外已具有相当知名度,已成功召开了七屆国内学术会议和七屆国际学术会议,其中由张宏建、黄志尧负责组织的、在浙大召开的第四届多相流国际学术会议(图6),对多相流检测技术的发展起到了重要的促进作用。

参加第四届多相流国际学术会议的代表
图6 参加第四届多相流国际学术会议的代表


为了给研究生多相流检测课题筹集研究经费,我们向各有关部门提出了多次申请,得到了多个部门特别是国家自然科学基金委的大力关怀和支持。二十多年来获准并由我牵头的项目计有:
国家自然科学基金5项;重大基金子课题1项;国家机械委仪表局1项;国家教委博士点基金1项;浙江省科委1项;浙江省自然科学基金2项。

早期我和陆水钧、慎大刚合作对“饱和水蒸气两相流量的温圧补偿”提出了软测量模型;和王泳涛合作指导研究生进行“三相脉冲电导空隙率计”的探索研制;和黄祯地合作指导研究生对“流化床内颗粒大小的模糊检测”进行了研究。后转入油田油气水三相流的实时测量分相计量研究。我和周泽魁、胡赤鹰与苍南仪表厂、胜利油田计量站联合在胜利油田丼口上进行试验研究,经近两年的时间研制出基于PVT法的智能化多相流量计,于1987年取得了中国专利局的实用新型专利和浙江省科委科技进步四等奖(该项成果因油田丼口三相流的复杂性未能得到推广应用)。


我们在“气液两相流参数测量方法及仪表的研究”项目的支持下继续软测量方法的研究,于1990年通过了国家自然科学基金委组织的鉴定并于1993年获得了国家教委科技进步三等奖。1991年联合国教科文组织在菲律滨马尼拉召开亚太地区的“Low cost automation”(低造价自动化学术研讨会)大会上,我作为被邀请的中华人民共和国惟一代表,作了“Two phase flowratemeasurement in oil field by using intelligent flowmeter”(用智能化流量计测量油田的两相流量)的报告,获得了UNESCO(联合国教科文组织)科技贡献奖(图7)。

联合国教科文组织颁布的科技贡献奖
图7 联合国教科文组织颁布的科技贡献奖


1997年8月,“控制科学与工程学系”成立,孙优贤任系主任,张宏建任系副主任。在孙优贤院士领导下,褚健教授将全系仪表力量进行整合,“检测技术与自动化装置”学科于1998年获准博士学位授予权,建立了博士点。黄志尧为首届第一名博士。2001年在教育部高等学校重点学科评审中,本学科名列“检测技术与自动化装置”学科第一名,被评为国家重点学科。


90年代后期,我与黄志尧、王保良、冀海峰组成的课题组在国家自然科学基金重大项目“油、气、水混输中的多组份多相流理论及测试技术研究”的支持下与大庆测井研究所、大庆石油设计研究院联合,分别在该两单位建立了两套油、气、水三相流测试装置(图8、图9),为油田现场提供了重要测试手段。在测试装置上,我们采用了层析成像技术、小波技术、神经元网络技术、模糊技术、蚁群技术、信息融合技术等,对多个方向的软测量进行探索研究。历届研究生(包括已培养的16名博士和15名硕士)在有关国际和国内刊物上发表了百篇以上的论文,获得授权发明专利16项。


①李海青等编著的《两相流参数检测及应用》,浙江大学出版社,1991年出版(本书为国内第一本从检测和仪表角度撰写的关于“多相流检测”方面的专著);

②李海青、乔贺堂主编的《多相流检测技术进展》,石油工业出版社1996年出版;
③李海青等编著的《智能检测仪表与装置》,化学工业出版社1998年出版;
④李海青、黄志尧等编著的《特种检测技术及应用》,浙江大学出版社2000年出版(该书为国家“九五”重点图书,现代控制工程丛书);
⑤李海青、黄志尧等编著的《软测量技术原理及应用》,化学工业出版社2000年出版。

复杂工业多相流参数测试领域的研究尚处于初步阶段,任重而道远,还有待今后的大力发展。


作为一名在自动化仪表专业岗位上坚持了50年的教师,我最深刻的体会就是:仪表品种繁多,更新换代速度极快,我像上了一趟奔驰的高速列车,为了不被淘汰扔下列车,为了能继续在讲台上任教,一生都满头大汗地在跑步跟踪,直至退休。

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