一、走進(jìn)“化工自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)
1956年大學(xué)畢業(yè)后，我被統(tǒng)一分配到浙江大學(xué)化工系任教。該年暑假，浙江大學(xué)按教育部要求開(kāi)始籌建“化學(xué)生產(chǎn)的操縱及檢測(cè)儀器”專(zhuān)業(yè)，由王仁東、王驥程負(fù)責(zé)籌建工作，林新民、王靜熙和我參加。這是我國(guó)在化工領(lǐng)域內(nèi)設(shè)置的第一個(gè)儀表及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)。
1957年初，王驥程和我到北京參加由中科院、清華大學(xué)、東北工學(xué)院聯(lián)合舉辦的面向全國(guó)的自動(dòng)化進(jìn)修班學(xué)習(xí)，這是為我國(guó)培養(yǎng)出第一批從事自動(dòng)化技術(shù)高級(jí)人才的進(jìn)修班。同年9月，顧鐘文、趙寶珍、沈平、陳鴻堔、林克貞加入了專(zhuān)業(yè)籌建組。1958年初，以周春暉、王驥程為領(lǐng)導(dǎo)的專(zhuān)業(yè)更名為“化工自動(dòng)化”。我作為化工自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)首批教師之一，分工從事儀表領(lǐng)域的教學(xué)工作。就這樣，作為一名普通的儀表教師，在近50年的教學(xué)生涯中，見(jiàn)證了我國(guó)儀表和自動(dòng)化技術(shù)高速發(fā)展的歷程。
上世紀(jì) 50 年代后期，在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生還未進(jìn)入到學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程的階段時(shí)，我被安排對(duì)化工系的化燃、化機(jī)以及隨后的硅酸鹽(阿爾巴尼亞留學(xué)生班)等專(zhuān)業(yè)講授《化工儀表及自動(dòng)化》課程。主要內(nèi)容就是介紹壓力、溫度、液位、流量四大參數(shù)的測(cè)量?jī)x表，自動(dòng)化系統(tǒng)的基本知識(shí)以及自力式、雙位式、04型調(diào)節(jié)器的作用原理。當(dāng)時(shí)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課就是用活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)彈簧管壓力表，將買(mǎi)來(lái)的熱電偶產(chǎn)品作“標(biāo)準(zhǔn)”，用手動(dòng)電位差計(jì)校驗(yàn)學(xué)生自己焊接的熱電偶；還有用U形管水銀差壓計(jì)校驗(yàn)孔板流量計(jì)等。由于ЭПП-09型電子電位差計(jì)、04型氣動(dòng)調(diào)節(jié)器等設(shè)備的數(shù)量太少，只能對(duì)學(xué)生作示范實(shí)驗(yàn)。至今記憶猶新的是，當(dāng)時(shí)每個(gè)專(zhuān)業(yè)150人的大班學(xué)生，分成10人一組，我像一臺(tái)留聲機(jī)似的一遍遍講解。
為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室條件的不足，擴(kuò)大學(xué)生的儀表知識(shí)面，安排了三次工廠實(shí)習(xí)，即認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)實(shí)習(xí)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)主要安排在儀表廠，并到有關(guān)應(yīng)用廠參觀。我曾帶各屆學(xué)生去和平熱工儀表廠、上海自動(dòng)化儀表一廠、上海調(diào)節(jié)器廠、大華儀表廠、光華儀表廠、上海自動(dòng)化儀表九廠、南京氣體分析儀廠、上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所、上海煉油廠、南京化肥廠、金山石化廠、衢州化工廠、寧波煉油廠等實(shí)習(xí)和參觀。廠方領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員和工人師傅們對(duì)我們熱情支持、耐心教導(dǎo)，使我深深體會(huì)到工業(yè)界在培養(yǎng)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)人才過(guò)程中作出了不可缺少的重要貢獻(xiàn)。
學(xué)校是鐵打的營(yíng)盤(pán)流水的兵，儀表類(lèi)型品種繁多且更新?lián)Q代速度極快，作為一名教師，從50年代后期開(kāi)始帶學(xué)生實(shí)習(xí)到后來(lái)在上海自動(dòng)化儀表一廠實(shí)習(xí)QDZ型氣動(dòng)調(diào)節(jié)器系列，在上海調(diào)節(jié)器廠實(shí)習(xí)DDZ型電動(dòng)調(diào)節(jié)器系列以及在上海煉油廠實(shí)習(xí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，均是一個(gè)十分艱苦的跟蹤學(xué)習(xí)過(guò)程。
二、國(guó)內(nèi)第一本統(tǒng)編儀表教材
60年代初，由天津大學(xué)牽頭，浙江大學(xué)、華東化工學(xué)院、上海機(jī)械學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、北京化工學(xué)院、華南化工學(xué)院、成都工學(xué)院、華中工學(xué)院等10所高校聯(lián)合編寫(xiě)了國(guó)內(nèi)第一本統(tǒng)編儀表教材《熱工測(cè)量?jī)x表》，于1961年8月由中國(guó)工業(yè)出版社出版(圖1)。我校周春暉、王驥程兩位先生參加了這次教材會(huì)議并編寫(xiě)了緒論和誤差理論中的有關(guān)部分。我負(fù)責(zé)編寫(xiě)其中第四篇“液位測(cè)量”。該教材除四大參數(shù)測(cè)量外，還增加了許多較新的儀表以及氣體分析儀等。在“自動(dòng)調(diào)節(jié)器”章節(jié)中增加了小型04，АУС系列，ЦКТЕ等電動(dòng)調(diào)節(jié)器，反映了我國(guó)自動(dòng)化儀表當(dāng)時(shí)的發(fā)展?fàn)顩r以及國(guó)際新型儀表的發(fā)展趨勢(shì)。
圖1 國(guó)內(nèi)第一本統(tǒng)編儀表教材《熱工測(cè)量?jī)x表》
這本教材出版后，給了我100元的稿酬，這是我參加工作后拿到的第一筆稿酬，相當(dāng)于我當(dāng)時(shí)約兩個(gè)月工資。我覺(jué)得數(shù)字大了點(diǎn)，按當(dāng)時(shí)的思想水平，認(rèn)為這是名利中的“利”，早晚是個(gè)麻煩，還是盡早處理為好。后在報(bào)紙上看到有關(guān)越南大使館對(duì)捐獻(xiàn)“援越抗美資金”的人表示感謝的有關(guān)報(bào)道，我就把這100元寄到了越南大使館，并收到了他們的感謝回執(zhí)(圖2)。
圖2 越南大使館的感謝回執(zhí)
三、編寫(xiě)《化工測(cè)量及調(diào)節(jié)儀表》叢書(shū)
1972年4月在石油化學(xué)工業(yè)部召開(kāi)的自控建設(shè)會(huì)議上，決定由蘭化設(shè)計(jì)院自控中心站組織編寫(xiě)《化工測(cè)量及調(diào)節(jié)儀表》叢書(shū)。會(huì)后，自控中心站組織了以上?；W(xué)院牽頭，浙江大學(xué)、天津大學(xué)、華東石油學(xué)院、北京化工學(xué)院、蘭化自動(dòng)化研究所、上海自動(dòng)化儀表一廠、河北化工學(xué)院、上海機(jī)械學(xué)院等參加的編寫(xiě)組編寫(xiě)該叢書(shū)(圖3)。
圖3 《化工測(cè)量及調(diào)節(jié)儀表》編寫(xiě)組成員
編寫(xiě)組集中在在上?；W(xué)院內(nèi)，叢書(shū)共分《化工測(cè)量?jī)x表》《氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表》《電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表》《氣體分析器和物質(zhì)性質(zhì)測(cè)量?jī)x表》四部(圖4)。我校湯雪英同志參加了《電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表》的編寫(xiě)，我主編《氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表》。參加《氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表》編寫(xiě)的還有華東石油學(xué)院羅萬(wàn)象、北京化工學(xué)院翁維勤、上海化工學(xué)院陳彥萼、上海自動(dòng)化儀表一廠徐三星等。之前，曾到上海、重慶、西安、開(kāi)封、廣東肇慶等地的儀表廠和研究所進(jìn)行調(diào)研，得到了各單位的大力支持和幫助。該書(shū)由上海人民出版社于1975年出版，并于1979年由上?？萍汲霭嫔缰赜?。該叢書(shū)對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)人員及高校教學(xué)人員起到了很好的參考作用。
圖4 四部《化工測(cè)量及調(diào)節(jié)儀表》叢書(shū)
四、對(duì)逝去同仁的懷念
70年代間，除了常規(guī)的教學(xué)工作外，我和一些專(zhuān)業(yè)同仁有過(guò)或長(zhǎng)或短的接觸和共事。特別是那些在上世紀(jì)末和本世紀(jì)初英年早逝的同志，他們?cè)?0年“化自”成長(zhǎng)的風(fēng)風(fēng)雨雨里，給我留下了不可磨滅的記憶。
1972年在編寫(xiě)《化工測(cè)量及調(diào)節(jié)儀表》叢書(shū)過(guò)程中，湯雪英和我同在上海，同處一間宿舍，她常以上海本地人自居，對(duì)我多方照顧。她的熱情、善良，給我留下了深刻的記憶。
1973年，曹潤(rùn)生、周澤魁和我在上海第四漂染廠實(shí)習(xí)期間，在“熱定型機(jī)自動(dòng)化”項(xiàng)目工作中，曹潤(rùn)生在實(shí)習(xí)結(jié)束后仍長(zhǎng)期堅(jiān)持工作，直到《這樣，每年節(jié)省煤氣費(fèi)七萬(wàn)元！》的論文發(fā)表在《化工自動(dòng)化及儀表》期刊(1982年6月)上，令我感動(dòng)。
1975年，趙鵬程和我參加化工部基建組組織的“13套大化肥引進(jìn)項(xiàng)目”《美國(guó)V-系列電動(dòng)儀表》的資料編譯工作。我們編寫(xiě)《美國(guó)V-系列電動(dòng)儀表》第一分冊(cè)，后作為化工部引進(jìn)裝置短訓(xùn)班教材使用。趙鵬程那強(qiáng)實(shí)的電學(xué)知識(shí)在滄州編譯工作中給了我很多的幫助。
1976年，陳國(guó)平、王驥程和我參加了上海金山石化一廠從日本引進(jìn)的項(xiàng)目“乙烯裝置”對(duì)自動(dòng)化儀表的開(kāi)車(chē)和試生產(chǎn)進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察、分析討論后，寫(xiě)出了總結(jié)報(bào)告。實(shí)際上這對(duì)我們也是一次學(xué)習(xí)過(guò)程，陳國(guó)平在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)中不放過(guò)流程裝置上每個(gè)細(xì)節(jié)的做法給了我很多啟發(fā)。
1978年，顧鐘文、鮑伯良和我參加了化工部引進(jìn)裝置短訓(xùn)班的籌備工作。我們到安慶、合肥、成都、重慶、瀘州等地對(duì)那些參與有代表性的引進(jìn)裝置的工廠、設(shè)計(jì)院、研究所進(jìn)行調(diào)研，寫(xiě)出了《調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與運(yùn)行》作為化工部引進(jìn)裝置短訓(xùn)班教材使用。在調(diào)研過(guò)程中，顧鐘文不計(jì)勞累，堅(jiān)韌克服困難的作風(fēng)，令我感動(dòng)并留下了深刻的記憶。
1964年，陳婉珍從留校任教到她去研究生院工作前，在儀表教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)各環(huán)節(jié)中都和我合作過(guò)，她的直率、誠(chéng)懇和往往是忠言逆耳的意見(jiàn)給了我很多幫助。
林新民和我雖然都是化自專(zhuān)業(yè)的首批教師，但在共事的近50年中，我始終都把他作為前輩的老教師來(lái)尊重。林先生治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，對(duì)待事物不卑不亢的態(tài)度都給我留下了深刻的記憶。在教研室行政工作中，我從他那里學(xué)到很多方法。在儀表教學(xué)中，他善于將一幅非常復(fù)雜的電子儀表線路圖，高度提純?yōu)橐粡埡?jiǎn)明易懂的線路圖，充分體現(xiàn)了深入淺出的手法，教學(xué)效果顯著提高。
周春暉先生是化自專(zhuān)業(yè)的領(lǐng)頭人，雖然他主要從事自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域的工作，但對(duì)儀表組的教學(xué)和科研也是十分關(guān)心的。他曾經(jīng)就儀表品類(lèi)繁多、儀表教材像開(kāi)中藥鋪等現(xiàn)象，提出如何提取共性進(jìn)行儀表教學(xué)的改革，為此找我談過(guò)很多次，對(duì)儀表科研的每項(xiàng)微小進(jìn)展也總是給于關(guān)心和支持，給我留下了深刻的記憶。
周春暉先生、林新民先生、顧鐘文先生，還有湯雪英、曹潤(rùn)生、陳婉珍、陳國(guó)平以及趙鵬程等各位已經(jīng)離開(kāi)我們多年，但他們留給我的那些平凡的感動(dòng)和記憶將伴隨我一生。
五、轉(zhuǎn)向“多相流檢測(cè)”的研究
80年代初，我的主要工作是研究生教學(xué)。改革開(kāi)放后科研工作逐步得到加強(qiáng)，為了尋找非儀表制造類(lèi)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的儀表研究目標(biāo)，經(jīng)大量文獻(xiàn)資料的查閱和去工廠現(xiàn)場(chǎng)的多次調(diào)研，確定了以“多相流檢測(cè)”作為研究生的課題研究方向，并選擇了復(fù)雜的工業(yè)多相流背景，采用各種先進(jìn)的軟測(cè)量技術(shù)進(jìn)行探索研究。
作為“檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置”學(xué)科的碩士點(diǎn)，1982年我們開(kāi)始招收碩士研究生，張宏建為首屆第一名碩士研究生。為了拓展多相流檢測(cè)研究領(lǐng)域的工作，1986年我與化工系陳甘棠教授一起，聯(lián)合國(guó)內(nèi)各有關(guān)高校和科研院所(包括東南大學(xué)、上海機(jī)機(jī)械學(xué)院、天津大學(xué)、清華大學(xué)、中科院力學(xué)所、冶金部自動(dòng)化院等)的專(zhuān)家學(xué)者創(chuàng)立了“多相流測(cè)試專(zhuān)業(yè)委員會(huì)”，選舉陳甘棠任專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員，我任副主任委員兼秘書(shū)長(zhǎng)，并于當(dāng)年在浙江大學(xué)召開(kāi)了“全國(guó)第一屆多相流檢測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議”(圖5)。
圖5 1986年全國(guó)第一屆多相流檢測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議
目前該委員會(huì)在國(guó)內(nèi)外已具有相當(dāng)知名度，已成功召開(kāi)了七屆國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議和七屆國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，其中由張宏建、黃志堯負(fù)責(zé)組織的、在浙大召開(kāi)的第四屆多相流國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議(圖6)，對(duì)多相流檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。
圖6 參加第四屆多相流國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的代表
為了給研究生多相流檢測(cè)課題籌集研究經(jīng)費(fèi)，我們向各有關(guān)部門(mén)提出了多次申請(qǐng)，得到了多個(gè)部門(mén)特別是國(guó)家自然科學(xué)基金委的大力關(guān)懷和支持。二十多年來(lái)獲準(zhǔn)并由我牽頭的項(xiàng)目計(jì)有：國(guó)家自然科學(xué)基金5項(xiàng)；重大基金子課題1項(xiàng)；國(guó)家機(jī)械委儀表局1項(xiàng)；國(guó)家教委博士點(diǎn)基金1項(xiàng)；浙江省科委1項(xiàng)；浙江省自然科學(xué)基金2項(xiàng)。
早期我和陸水鈞、慎大剛合作對(duì)“飽和水蒸氣兩相流量的溫圧補(bǔ)償”提出了軟測(cè)量模型；和王泳濤合作指導(dǎo)研究生進(jìn)行“三相脈沖電導(dǎo)空隙率計(jì)”的探索研制；和黃禎地合作指導(dǎo)研究生對(duì)“流化床內(nèi)顆粒大小的模糊檢測(cè)”進(jìn)行了研究。后轉(zhuǎn)入油田油氣水三相流的實(shí)時(shí)測(cè)量分相計(jì)量研究。我和周澤魁、胡赤鷹與蒼南儀表廠、勝利油田計(jì)量站聯(lián)合在勝利油田丼口上進(jìn)行試驗(yàn)研究，經(jīng)近兩年的時(shí)間研制出基于PVT法的智能化多相流量計(jì)，于1987年取得了中國(guó)專(zhuān)利局的實(shí)用新型專(zhuān)利和浙江省科委科技進(jìn)步四等獎(jiǎng)(該項(xiàng)成果因油田丼口三相流的復(fù)雜性未能得到推廣應(yīng)用)。
我們?cè)凇皻庖簝上嗔鲄?shù)測(cè)量方法及儀表的研究”項(xiàng)目的支持下繼續(xù)軟測(cè)量方法的研究，于1990年通過(guò)了國(guó)家自然科學(xué)基金委組織的鑒定并于1993年獲得了國(guó)家教委科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。1991年聯(lián)合國(guó)教科文組織在菲律濱馬尼拉召開(kāi)亞太地區(qū)的“Low cost automation”(低造價(jià)自動(dòng)化學(xué)術(shù)研討會(huì))大會(huì)上，我作為被邀請(qǐng)的中華人民共和國(guó)惟一代表，作了“Two phase flowratemeasurement in oil field by using intelligent flowmeter”(用智能化流量計(jì)測(cè)量油田的兩相流量)的報(bào)告，獲得了UNESCO(聯(lián)合國(guó)教科文組織)科技貢獻(xiàn)獎(jiǎng)(圖7)。
圖7 聯(lián)合國(guó)教科文組織頒布的科技貢獻(xiàn)獎(jiǎng)
1997年8月，“控制科學(xué)與工程學(xué)系”成立，孫優(yōu)賢任系主任，張宏建任系副主任。在孫優(yōu)賢院士領(lǐng)導(dǎo)下，褚健教授將全系儀表力量進(jìn)行整合，“檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置”學(xué)科于1998年獲準(zhǔn)博士學(xué)位授予權(quán)，建立了博士點(diǎn)。黃志堯?yàn)槭讓玫谝幻┦俊?001年在教育部高等學(xué)校重點(diǎn)學(xué)科評(píng)審中，本學(xué)科名列“檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置”學(xué)科第一名，被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科。
90年代后期，我與黃志堯、王保良、冀海峰組成的課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“油、氣、水混輸中的多組份多相流理論及測(cè)試技術(shù)研究”的支持下與大慶測(cè)井研究所、大慶石油設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合，分別在該兩單位建立了兩套油、氣、水三相流測(cè)試裝置(圖8、圖9)，為油田現(xiàn)場(chǎng)提供了重要測(cè)試手段。在測(cè)試裝置上，我們采用了層析成像技術(shù)、小波技術(shù)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊技術(shù)、蟻群技術(shù)、信息融合技術(shù)等，對(duì)多個(gè)方向的軟測(cè)量進(jìn)行探索研究。歷屆研究生(包括已培養(yǎng)的16名博士和15名碩士)在有關(guān)國(guó)際和國(guó)內(nèi)刊物上發(fā)表了百篇以上的論文，獲得授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利16項(xiàng)。
①李海青等編著的《兩相流參數(shù)檢測(cè)及應(yīng)用》，浙江大學(xué)出版社，1991年出版(本書(shū)為國(guó)內(nèi)第一本從檢測(cè)和儀表角度撰寫(xiě)的關(guān)于“多相流檢測(cè)”方面的專(zhuān)著)；
②李海青、喬賀堂主編的《多相流檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展》，石油工業(yè)出版社1996年出版；
③李海青等編著的《智能檢測(cè)儀表與裝置》，化學(xué)工業(yè)出版社1998年出版；
④李海青、黃志堯等編著的《特種檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》，浙江大學(xué)出版社2000年出版(該書(shū)為國(guó)家“九五”重點(diǎn)圖書(shū)，現(xiàn)代控制工程叢書(shū))；
⑤李海青、黃志堯等編著的《軟測(cè)量技術(shù)原理及應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社2000年出版。
復(fù)雜工業(yè)多相流參數(shù)測(cè)試領(lǐng)域的研究尚處于初步階段，任重而道遠(yuǎn)，還有待今后的大力發(fā)展。
作為一名在自動(dòng)化儀表專(zhuān)業(yè)崗位上堅(jiān)持了50年的教師，我最深刻的體會(huì)就是：儀表品種繁多，更新?lián)Q代速度極快，我像上了一趟奔馳的高速列車(chē)，為了不被淘汰扔下列車(chē)，為了能繼續(xù)在講臺(tái)上任教，一生都滿頭大汗地在跑步跟蹤，直至退休。
