基于Access的低温阀门深冷试验数据库系统

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发布时间：2022/9/24

基于Access建立了针对低温阀门深冷试验的数据库系统，分析了关系型数据库的优点。根据试验数据的分类，分别建立试验列表、阀门清单、测量参数和试验消耗4个表并建立其关系。根据需要建立了利于人机交互的窗体，为阀门企业的数字化管理提供了便利条件。

1.概述
低温阀门深冷试验中需要处理的数据不仅包含温度、压力和泄漏率等多个参数，还包含试验阀门的参数、试验所依据的标准等。随着低温阀门的发展需要，数据量越来越庞大，将试验数据进行系统化处理以便检索和后期维护，已成为企业的迫切需求。基于可视化操作的Access软件，作为一种关系型数据库，成为满足当前需求的重要选择。

2.低温阀门深冷试验

低温阀门的使用温度低于-29℃，在空气分离、液化天然气和乙烯工业等领域应用广泛。作为低温流体控制元件，低温阀门对低温系统和工业工程的运行质量至关重要，因此在技术开发和生产阶段，必须对其在低温下的密封性能进行试验测试。
在低温阀门深冷试验中，采用低温冷媒将阀门冷却，常用的冷媒有干冰和液氮。为获得一系列中间温度，还可采用液氮冷却酒精，但该方法仅限于获得不低于-110℃的低温，且操作复杂，容易造成资源浪费。目前最新采用的液氮喷淋技术，可轻易获取-29~-196 ℃的稳定温度，且自动化程度高，可节约液氮资源，极大地降低了试验成本。
低温阀门深冷试验常用的试验介质有氮气、氦气以及二者的混合气体。氮气仅用于温度不低于-110℃的阀门试验，氦气则可用于更低温度的试验。由于氦气价格昂贵，对其进行回收利用已成为普遍共识。
低温阀门深冷试验主要依据的试验标准包括GB/T 24925、BS 6364、MESC SPE 77/200等。其中BS 6364作为国外规范，被业内广泛采用，而MESC SPE 77/200作为壳牌公司的企业标准，升版频率高，实用性和可操作性更强。

2.1 试验系统

低温阀门深冷试验系统包含低温组件、高压组件和测控组件，其试验系统如图1所示。低温组件用于将试验阀门降温至预设的试验温度，高压组件用于实现增压、氦气回收、残留气体泄放等功能，测控组件则用于对试验系统进行远程控制，同时对试验所需参数进行测量和处理。

2.2 试验数据
试验数据包括每次试验需要记录和处理的所有数据。
（1）阀门参数
阀门编号、阀门型号、阀门种类、密封类型、公称通径、公称压力。
（2）测量参数
环境温度、冷媒温度、阀体温度、阀内温度、阀
杆温度、填料温度、阀盖温度、试验压力、平均漏率。
（3）试验消耗
液氮价格、氦气价格、人工成本、液氮消耗、氦气消耗、工时消耗。
（4）所依据的试验标准。

3.基于Access的数据库系统
作为Microsoft Office的重要组件，Access成本低廉，开发门槛低，易于维护，成为小型数据库开发的重要选择。与SQL Server和Oracle等大型数据库相比，Access更适应阀门行业对数据处理的需求。
3.1 关系型数据库的优势
关系型数据库将数据进行分类存储，分别建立不同的关系表，具有明显优势。
（1）数据结构化，减少数据冗余度，节省硬盘存储空间。
（2）各关系表之间实现数据共享，避免了重复存储，可以实现数据的一致性。
（3）减小数据规模，提高读写效率。
（4）不同关系表之间的数据独立性高，便于扩充。
（5）根据数据进行分类，意义明确，易于理解与维护。
3.2 建表
根据试验数据的分类，可分别建立试验列表、阀门清单、测量参数和试验消耗4个表。
（1）试验列表
处理试验的基本数据，包含试验编号（主键）、阀门编号和试验标准等字段。
（2）阀门清单
处理试验阀门的参数数据，包含阀门编号（主键）、阀门型号、阀门种类、密封类型、公称通径、公称压力等字段。
（3）测量参数
处理试验中测量到的温度、压力和泄漏率等关键参数，包含试验编号（主键）、环境温度、冷媒温度、阀体温度、阀内温度、阀杆温度、填料温度、阀盖温度、试验压力、平均漏率等字段。
（4）试验消耗
处理试验消耗和成本数据，包含试验编号（主键）、液氮价格、氦气价格、人工成本、液氮消耗、氦气消耗、工时消耗等字段。
其中，试验列表、测量参数和试验消耗都以试验编号为主键，数据类型为自动编号的长整形，新值自动递增，避免重复，确保了主键的唯一性。删除记录后，其对应的主键值将不再采用，与之类似，阀门清单以阀门编号为主键。
3.3 关系
关系型数据库在不同的表之间建立关系，将建立的表重新组合，利用公共字段建立表关系，可以构建完整的数据库系统，还可以防止出现孤立记录。建立的表关系如图2所示，数据库系统的关系及其配置如表1所示。

阀门清单表和试验列表的关系类型为一对多，对于阀门清单的一条记录，即单台阀门，可以进行多次试验，因此可能对应试验列表的多条记录。关系选项“级联删除相关字段”不生效，因此在删除试验记录时，对应阀门清单中的记录不会被删除。试验列表与测试参数、试验列表与试验消耗都是一对一的关系类型，而且关系选项“级联删除相关字段”生效，在删除试验记录时，对应测试参数和试验消耗的记录也会被删除。
3.4 窗体
合理设计的窗体可以优化人机交互效率，避免误操作，便捷的窗体设计和维护也是Access的优势之一。本数据库系统建立以选项卡为基础的窗体主界面，包含阀门仓库、试验数据和成本估算3个分页。
（1）阀门仓库
以阀门清单包含的字段为交互对象，阀门仓库窗体如图3所示。
（2）试验数据
以试验列表和测试参数包含的字段为交互对象，对试验结果进行自动判断，显示单次试验包含的记录信息，试验数据窗体如图4所示。
（3）成本估算
以试验消耗包含的字段为交互对象，自动计算出单次试验的预计成本，成本估算窗体如图5所示。
以上窗体均包含上条记录、下条记录、首条记录、末条记录、查找记录、添加记录和删除记录等功能按钮。

3.5 成本估算
与常温阀门相比，低温阀门在深冷环境下的密封性能试验成本较高、耗时较长，若不考虑试验设备的一次性建设投入和设备损耗，低温阀门深冷试验成本主要包括液氮和氦气的采购成本以及试验人员的人工成本。对每次试验的成本进行记录和估算，不仅符合现代企业精细化管理的要求，而且有利于进行成本控制，提高产品竞争力。
3.5 成本估算
与常温阀门相比，低温阀门在深冷环境下的密封性能试验成本较高、耗时较长，若不考虑试验设备的一次性建设投入和设备损耗，低温阀门深冷试验成本主要包括液氮和氦气的采购成本以及试验人员的人工成本。对每次试验的成本进行记录和估算，不仅符合现代企业精细化管理的要求，而且有利于进行成本控制，提高产品竞争力。

4.结语

随着低温阀门的研究和生产需要，其深冷试验的数据库系统越来越重要。基于Access设计的关系型数据库，成本低廉，便于维护，友好的人机交互窗体大大降低了操作门槛，有助于阀门企业进行数字化管理，提升产品竞争力。