時間:2023-05-30 10:43:26
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇在線監測儀,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
檢測水質儀表與檢測生產物理參數儀表為污水處理廠在線監測儀表的兩大類型,其中檢測水質儀表包括氨氮、濁度、COD和PH等,而檢測生產物理參數儀表則包括溫度、流量、壓力和液位等。筆者現針對檢測水質儀表展開研究,并對其配置進行全面分析。
1.1氨氮監測儀表
氨氮監測儀表主要在進出口氨氮值測量中得到廣泛應用,而實際運用氨氮監測儀表時,要求進出口儀表間必須分別配置一臺由美國哈希(HACH)公司生產的AmtaxTMCompact氨氮在線分析儀,通過分光光度計測量法來確保測量數據的準確性、真實性和有效性,為今后儀表的養護和維修工作提供有利條件。
1.2濁度監測儀表
濁度監測儀表主要在CAST池污水渾濁度的測量中得到有效應用。運用由美國哈希(HACH)公司生產的SOLITAXsc濁度或污泥濃度或懸浮物分析儀對CAST池污水渾濁度進行檢測,可以取得準確度高和精密度高的測量數值,有利于出水質量的充分了解和掌握,為今后儀表的養護和維修工作提供強有力參考依據。
1.3COD監測儀表
COD監測儀表主要在進出口COD值測量中得到普及使用,而COD監測儀表在實際運用過程中,要求進出口儀表間一定要分別配置一臺由美國哈希(HACH)公司生產的COD在線監測儀表,通過重鉻酸鉀測量法,有效降低測量數據存在的偏差率,提高其準確性、真實性和有效性。但該儀表在使用過程中也存在著許多不足之處,例如無法立即修復、藥劑費用多、配件到貨時間長和維修配件貴等,這不僅會增加污水維修廠的投資金額,還會降低污水處理廠的投資效益。
1.4pH監測儀表
pH監測儀表主要在污水酸堿值測量中得到普遍運用。一般情況下,污水處理廠大多會將pH監測儀表應用于進水出水和各工藝環節中,通過電極法實現測量數據準確性的提高,以此為污水處理廠的日常生產活動提供強有力參考依據。
2、在線監測儀表在污水處理廠中的應用
為了使處理模式能夠安全穩定運行,降低故障發生率,污水處理廠通常會采取有效性措施,讓操作人員可以充分了解和掌握部分核心參數,并根據這些參數數值對廠內設備和工藝進行適當調整,這樣有利于出水質量差的綜合處理。由于在線檢測水質改變的結果與在線檢測參數的結果相互協調一致,所以污水處理廠只是針對這一情況提供相應的數據信息,以確保整個運行狀態的安全性與穩定性。按照有關規定的要求,合理控制和運行污水處理廠的處理模式,如果水質發生改變,那么實驗就無法立即做采樣分析工作,直到水質參數檢測結果出來前,水質才會發生新的變化,因而運行變化和水質改變不得相互協調一致,只有這樣才能確保測量結果與出水水質要求相符。污水處理廠應用在線監測儀表對污水進行實時檢測,可以有效完成各項前饋控制工作,這主要是因為在線監測儀表的實際測量時間能夠維持在半個小時左右,如果污水處理廠在實際運行過程中出現異常狀況,那么該儀表的相應系統就會立即向污水處理廠的核心控制體系發出警報,而操作人員則會根據檢查結果對參數數據進行適當調整,這樣除了可以保證總體出水質量外,還可以防止能耗與費用出現不必要的浪費情況。除此之外,在線監測儀表的應用還可以大量削減污水處理廠的管理人員和監測分析人員,利用裁員方式提高經濟效益和社會效益,降低有關單位的廢水處理投資金額。
3、結語
【關鍵詞】在線監測 維護 質量控制 準確性
一、概述
隨著國家環保政策日益嚴格和監察、監管力度的大力提上,要求所有國控、省控等企業必須按照要求使用水質在線監測儀器,此外在線監測儀器在很多生產過程中都得到大量使用。如何保證水質在線監測儀器實現長周期運行,保證數據的有效性,越來越成為環境監測行業比較關注的問題。水質在線監測儀器的維護與質量控制工作是決定監測數據準確性、精密性、代表性、完整性和可比性的關鍵所在。影響在線監測數據的因素是多方面的,實際工作中有針對性地展開細致工作,強化在線監測儀器的維護與管理、室內外質量控制及校正等方面措施非常必要。
二、加強在線監測儀器的維護
(一)在線儀器需要定期校驗
做好在線監測儀器的定期校驗,根據儀器的校準周期,以及被檢測水體的水質狀況來確定。如果水質情況復雜、在線儀器工作環境嚴苛,則儀器的校準周期就應該相應縮短。在線監測儀器每月校準一次基本能夠滿足要求,一般不能超過儀器說明書規定的期限。儀器如果長時間停機后重新啟動、更換電極、泵管等或更換不同批號的試劑等情況,則必須進行儀器的校準實驗。
(二)確保在線儀器多點線性檢驗
在工作期間,針對在線儀器的多點線性檢驗非常必要。在儀器線性范圍內均勻選擇4-6個濃度的標準溶液進行測試,如果發現標準曲線的斜率和相關系數發生顯著的變化,在確保非人為因素的前提下,應對監測儀器的性能進行檢查。對在線監測儀器多點線性檢驗一般每半年進行一次即可,以保證儀器運行狀態良好。
(三)注重在線儀器的定期清洗
定期清洗維護可減少偏差,使誤差有效地控制在范圍之內。一般來說,在線監測儀器本身具備自清洗功能,如果實際水質較差,含有較多的懸浮物質,時間長了,各管路、反應池、傳感器、電極和蠕動泵管等處會出現沉積物,會導致靈敏性變差,或影響樣品、試液注入到反應池中的體積,使檢測分析儀器測定的結果產生偏差。對管路以及傳感器、蠕動泵管等進行清洗或更換,保證監測數據的可靠性,延長儀器的使用壽命。
三、嚴抓室內、外質量控制管理
(一)試液
在線監測儀器所需的試液需要定期檢查、更換,試液的質量受多種因素的影響,比如試液的濃度、穩定性、儲存期、容器的密閉性、環境狀況等,如發現有沉淀、變色等現象,應及時更換重配。在環境溫度較高的季節,試劑的分解速度會加快,就應相應地縮短試液的更換周期。對于穩定性較差或濃度較低的試液應分次少量配制,特殊的試液還應采取特殊的儲存方法,如氧化或還原性試液可采用棕色瓶儲存以避免陽光直射。
(二)標液或質控樣
在線監測儀器一般每周應進行一次質控樣檢查。標液或質控樣在水環境監測中主要用于精密度的管理,可選擇儀器線性范圍內上、下限濃度的10%積90%以及中間附近濃度值的質控樣來進行檢查。在線監測儀器基線發生漂移,則必須對儀器重新進行校準。
(三)比較實驗
在線監測儀器必須定期進行比較實驗,比較實驗應采用國家規定的標準監測分析方法進行實驗室分析,并與在線監測儀器的測定結果比對。原則上,對比試驗應與在線儀器采用相同的實驗條件。
(四)空白實驗檢驗
對空白實驗值既要控制其大小,也要控制其分散程度。通過對空白實驗值的控制,可以相對消除純溶劑中雜質、試劑中的雜質、分析過程中環境帶來的沾污等。通常一批試劑進行一次空白實驗即可。
四、進行綜合分析與控制管理
(一)數據的審核判定
在線監測數據的審核是最有效的質量控制手段,也是整個質量保證體系中最后一關。應按照實驗室常規數據處理的要求進行檢驗和處理。如出現異常數據,應從人為因素、試劑、整個儀器各個單元狀況等環節逐個進行檢查,找到問題的癥結,加以分析解決。
(二)監測數據可比性分析
通過與歷史數據的比對,也可以發現數據的異常與否。一般水質狀況相對穩定,監測參數測定值的波動范圍不大,通過與歷史同期監測數據或最近一段時期監測數據的對比,如果監測數據變化比較明顯,就應對其進行論證,必要時進行人工采樣比對,判斷數據的真偽,決定是否加以剔除。如果數據的變化是由污染事故所致,應及時上報并增加監測頻次。
(三)監測參數間的關系分析
環境參數的監測數據往往存在某種關系,為審核單個已實行質量控制措施的監測數據正確與否提供了依據。如當溶解氧降低時,電導率、化學需氧量和高錳酸鹽指數會隨之升高;化學需氧量的監測結果應大于高錳酸鹽指數的監測值;一般溶解氧高的水體硝酸鹽氮濃度高于氨氮濃度,反之氨氮濃度高于硝酸鹽氮濃度等。
【關鍵詞】避雷器在線監測儀;校驗測試裝置;漏電電流;動作次數
引言
現在傳統的避雷器放電計數器校驗儀只能對避雷器在線監測儀的動作次數進行檢測校驗,工作現場無法檢測其電流精度,電網系統內曾多次發生因避雷器內部受潮、絕緣降低引起的爆炸事件。因此,非常有必要對避雷器在線監測儀的工作狀況進行檢測,保證監測儀指示動作次數和泄漏電流正確,準確地反映避雷器的運行狀況,保障人員的安全與設備的健康。目前,對避雷器在線監測儀的檢測和校驗,只能通過常規的避雷器放電計數器對動作次數進行檢測,對于監測儀的電流精度,工作現場則是一直無法開展檢測校驗,試驗通常是在離線情況下進行的,即首先將在線監測儀從接地回路中拆離開來 然后對獨立的在線監測儀進行試驗判斷它的性能是否良好,這樣的試驗需要將監測儀從正在運行的避雷器接地回路中拆離開,不僅工作需要考慮一定的安全因素,并且需要耗費相當的檢修力量。
本文根據脈沖電流和工頻電流產生原理,通過自行組裝元器件,研制一種避雷器在線監測儀性能實地校驗裝置,該裝置簡單、輕便和實用,能在現場迅速對避雷器在線監測儀的電流精度做出校準和動作次數做出檢驗,實現了在線監測儀的現場校驗試驗,并且可及時準確地更換已經損壞的監測儀,避免錯誤地更換了本身正常的價值較高的監測儀,節約了生產成本,且提高操作人員的安全性。
1.避雷器在線監測儀校驗裝置的研制
1.1 校驗測試裝置原理
該裝置包含兩個功能模塊,一是脈沖電流輸出模塊,能夠輸出≥100A(8 / 20μs)的沖擊電流,利用輸出的沖擊電流測試動作次數。二是標準工頻電流產生模塊,能夠輸出 1mA-5mA(最大值,負載小于500Ω)±3%的交流電流,并安裝有高精度電流表頭且可調節輸出電流幅度,利用輸出的數值現場實地校驗避雷器在線監測儀通過泄漏電流的變化。為了實現上述功能,需要使用高精度電流表并聯在在線監測儀接避雷器端與接地端,測量從監測儀分流下來的泄漏電流。為了能夠最大程度在在線情況下準確測量出避雷器的泄漏電流,并聯的高精度電流表內阻必須遠小于監測儀的內阻,通過比較高精度電流表測量的電流值與在線監測儀本身反映的電流值是否相近,從而判斷出避雷器在線監測儀本身的好壞。避雷器在線監測儀校驗測試裝置原理圖如圖1所示。
圖1 在線校驗測試裝置原理圖
此裝置由變壓器、整流濾波電路、調節和顯示、功能切換開關以及供電模塊五部分組成。變壓器輸入220V,輸出500V;整流電路為橋式整流電路,使輸出電壓波動小且提高了變壓器的效率;濾波為鐵殼封裝的大容量濾波電容,使輸出的直流更加平滑;調節電位器選用美國進口伯恩斯大功率多圈精密電位器,精度高且線性好;顯示部分采用高精度四位半液晶表頭,顯示清晰且精度高。脈沖電流模塊原理圖如圖2所示。
圖2 脈沖電流產生模塊原理圖
圖2中供電電壓經變壓器后輸出電壓U2=500V,進過三相整流橋后UL的值為:
(1)
設置開關管的導通角,由公式(1)可得:UL=585V,RL=5.58則可以得到輸出峰值為100A的脈沖電流。
標準工頻電流模塊原理圖如圖3所示。
圖3 標準工頻電流模塊原理圖
如圖3所示供電電壓經過變壓和整流橋電路后輸出的電壓由公式(1)可得Ud=585V。經過逆變電路后的輸出交流電壓為:
(2)
開關管的開關頻率為20kHz,則由公式(2)可知,逆變電路的輸出電壓為:
U0=500V (3)
(4)
功能轉換通過漏電電流檢測開關和放電計數開關實現,閉合其中一個開關實現相對應的功能,需注意的是同時只能閉合一個開關或者兩者均斷開。電位器實現脈沖電流大小調節的功能。變壓器次級側所接開關為供電電源開關。
1.2 并聯高精度電流表頭的選用
為了實現現場實地的對避雷器在線監測儀漏電電流的檢測,可以將高精度電流表頭并聯在在線監測儀的接避雷器端和接地端,從而測量從監測儀分流出來的漏電電流。高精度電流表頭的選擇首先要求是表頭內阻遠遠小于在線監測儀的內阻,其次要求具有較高的測量精度。綜上考慮,本文選擇YJ-500A(0.1)型號的液晶高精度電流表頭。
2.避雷器在線監測儀校驗裝置檢測
由于密封不良,動作計數器在運行中可能進入潮氣或水分,使內部元件銹蝕,導致計數器不能正常動作[4],所以《電力設備預防性試驗規程(DLIT596-1996)》規定,每年應檢查1次。現場檢查計數器動作的方法有直流法、交流法和標準沖擊電流法。其中以標準沖擊電流法最為可靠。標準沖擊電流法的原理為,將沖擊電流發生器發生的8/20μs、100A的沖擊電流波作用于動作計數器,若計數器動作正常,則說明儀器良好,否則應解體檢修。例如2013年我局曾用此法總共對27只計數器進行檢測,其中有3只不動作,解體發現內部元件受潮、損壞。根據《電力設備預防性試驗規程(DLIT596-1996)》規定,在每年雷雨季前以及必要檢修時間時對漏電電流和放電計數器進行檢測,檢測要求為:
(1)測量直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流:U1mA實測值與初始值或制造廠規定值比較,變化不應大于±5%;0.75U1mA下的泄漏電流不應大于50μA。
(2)連續測試3~5次,每次應正常動作,每次測試時間的間隔不少于30s,測試后計錄器應調到零[5]。檢測裝置面板示意圖如圖4所示。
圖4 檢測裝置面板示意圖
檢測步驟:
(1)將檢測裝置輸入端與避雷器監測儀兩端相連(連結線要盡量短)。放電次數檢測時,紅色端接上端,黑色端接地,并按下動作次數檢測按鈕(綠色按鈕);泄漏電流檢測時(1mA-5mA),紅色端接上端,黑色端接地,并按下泄漏電流檢測按鈕(黃色按鈕)且斷開動作計數按鈕,通過電流調節旋鈕調整輸出電流大小。
(2)將電源線接好后,檢查檢測裝置接線是否正確,確認無誤后即可開始試驗。
(3)合上電源開關(紅色開關),待電壓穩定(600V左右)后,即可開始校驗。
(4)按下測量鍵,輸出電壓立即下降,此時可觀察避雷器監測儀的動作情況或泄漏電流值。
(5)如需多次試驗,可待輸出電壓達到穩定值時,再按測量鍵,觀察避雷器監測儀的動作情況或電流值。
(6)檢驗完畢后,立即關掉電源,待輸出電壓完全回零時,才能拆除接線。
(7)如按檢驗鍵,輸出電壓沒有下降,應關掉電源,待電壓指示回零后,檢查是否回路有斷點,或者是避雷器監測儀不適合技術指標中規定的型號。
注意事項:
(1)拆除接線時,若輸出電壓沒有回零,操作人員不能碰測試線非絕緣部分,以免造成人身事故。
(2)被試品不允許帶電進行測試。
3.檢測效果及分析
根據GB11032-2000交流無間隙金屬氧化物避雷器的檢修標準,本文研制的避雷器在線監測方法校驗測試裝置的測試結果:
(1)漏電電流檢測結果:110kV電壓等級現場檢測儀并聯高精度電流表頭所測電流值與避雷器在線監測儀所測電流值基本一致;220kV電壓等級兩種測量電流有較大誤差;500kV電壓等級時兩測量電流誤差與220kV相比進一步增大。
(2)在110kV、220kV、500kV三種電壓等級場地中在模擬雷擊試驗,避雷器監測儀均能正確動作反應過電壓次數。
(3)由實地校驗結果(1)和(2)可知,現場電壓等級對于漏電電流的現場檢測有較大的影響而避雷器監測儀的現場檢測在不同現場電壓等級下均能正確反應過電壓次數。
4.結論
本文所研制的高電流精度的避雷器在線監測儀校驗測試裝置與傳統校驗裝置相比較有如下的創新:
(1)線性功放模塊的高穩定和高可靠性設計;
(2)輸出電流波形標準,電流參數穩定準確,達到國家相關標準;
(3)現場實地簡便地對避雷器監測儀的動作次數作出檢驗和電流精度作出校準,對避雷器的運行質量及時給出可靠的數據,防止事故的發生。
(4)及時準確地判斷避雷器監測儀的性能,避免錯誤地更換,節約生產成本。
綜上所述,本裝置能簡便有效地對避雷器在線監測儀的工作狀況進行檢測,保證避雷器監測儀指示動作次數和泄漏電流正確,準確地反映避雷器的運行狀況,保障人員的安全與設備的健康。
參考文獻
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關鍵詞:氨氮在線監測儀;驗收;現狀;建議
中圖分類號:X832文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)05020803
1引言
2011年,國家“十二五發展規劃”中將氨氮增加為“十二五”減排約束性指標之一,要求在“十二五”期間內,總量比2010年排放量削減10%。目前,在線監測系統開始應用于各重點污染源企業監測,氨氮成為在線監測系統的重要監測指標。
重點污染源企業安裝氨氮水質自動在線監測儀在環境監測中發揮著重要作用,可以連續、及時、準確地對廢水水質及其變化狀況進行監測和遠程監控,具有水質異常變化預警和監測項目超標及時報警功能,為環保部門的管理提供依據。
2佛山市安裝的氨氮在線分析儀的驗收狀況
在繼CODcr在線監測儀驗收之后,對相對不成熟的氨氮在線監測儀進行驗收,對于企業,在線儀器運營商和監測站都是一個考驗。從一開始的多數驗收不合格發展到少數驗收不合格,是一個探索的過程。氨氮在線儀的監測方法主要有光度法和電極法。2012年,佛山市環境監測站一共接到了60幾個氨氮在線分析儀的委托任務,主要有美國哈希公司的AmtaxTM Compact型氨氮分析儀以及德國E+H公司的CA71AM型氨氮分析儀兩種,都是采用光度法,本文以佛山市氨氮在線分析儀驗收監測為例,就驗收中遇到的和應注意的問題進行總結,以供同行參考。
美國哈希公司的AmtaxTM Compact型氨氮分析儀通過氣、液轉換技術,將銨鹽轉化為氨氣,并將其逐出,以測定樣品中氨氮的含量。具體過程是:廢水被導入一個樣品池,并且與定量的氫氧化鈉混合。這樣,樣品中所有的銨鹽轉換成為氣態氨,并且擴散到一個裝有定量指示劑的測量比色池中。氨氣再被溶解,改變指示劑的顏色。內置比色計測量溶液顏色的改變,從而得到NH3-N濃度,并顯示在LCD液晶屏上。測量范圍(mg/L):0.2~12;2~120;20~1200。
德國E+H公司的CA71AM型(AM-A、AM-B、AM-C)系列氨氮在線自動監測儀,依據ISO 11732標準的靛酚藍銨測定法,異氰酸二氯化鈉和水楊酸鈉形成與銨結合的藍色染料。分別測定樣品對660nm(AM A+B)波長和565nm(AM C)波長的吸收量,吸收強度與樣品含有銨濃度成比例,從而得到NH3-N濃度。測量范圍(mg/L):0.02~5(AM-A),0.2~15(AM-B),02~100(AM-C)。
3水質在線監測儀的驗收程序
在企業安裝完氨氮在線自動監測儀,調試完并試用(3個月)后,企業向監測站提交委托申請,由監測站對氨氮在線自動監測儀進行驗收。驗收分質控樣考核和實際水樣比對試驗兩部分。
3.1質控樣品考核
采用國家認可的質控樣,分別用兩種濃度的質控樣進行考核,一種接近實際廢水濃度的樣品,另一種超過相應排放標準濃度的樣品,每種樣品至少測定2 次,質控樣測定的相對誤差不超過標準值的±10%。
3.2實際水樣對比試驗
采集實際廢水樣品,以水污染源在線監測儀器與國標方法進行實際水樣比對試驗,比對試驗過程中保證水污染源在線監測儀器與國家標準方法測量結果組成一個數據對,至少獲得6組測定數據,計算實際水樣比對試驗相對誤差。對實驗數據進行分析,根據HJ/T354-2007中水污染源在線監測儀器實際水樣比對試驗驗收指標,80%以上氨氮分析儀儀器與手工測量值的相對誤差應不超過±15%。
4氮氮在線分析儀驗收監測的現狀與建議
4.1氮氮在線分析儀的原理與實驗室現在所用國標方法的原理不一致
儀器的檢出限為0.2mg/L,而實驗室的檢出限為0.025mg/L。氮氮在線分析儀的原理主要是氨氣逐出比色法與靛酚藍銨測定法,而實驗室用的主要是納氏試劑分光光度法,方法原理不同,比對結果必定存在差異。
建議:在可以控制的條件下,實驗室盡量使用與在線儀器原理一致的分析方法。如與CA71AM型氮氮在線分析儀進行驗收比對,實驗室內用水楊酸分光光度法。
4.2氨氮在線分析儀監測時的干擾
干擾因素主要為產生濁度和色度的物質,使用時間長了以后,反應池、泵管等處會出現沉積物,影響樣品和試劑注入到反應池中的體積,使檢測分析儀器測定的結果產生偏差。使用的試劑的濃度、穩定性在放置一定時間后有一定變化,影響測定。因為模塊選擇的不合適,會導致驗收結果不合格。
建議:運營人員應按照《水污染源在線運行考核規范》的要求,規范操作,精心做好日常維護工作,保證在線監測設備的正常運行。企業應根據自身排水的特點,選擇合適的氨氮在線監測設備。
4.3比對驗收的技術規范驗收標準不合理
《水污染源在線監測系統驗收技術規范》(HJ/T 354-2007)中要求所有濃度的實際水樣比對試驗相對誤差均為不超過±15%。對于低濃度的水樣,按此標準來驗收難以符合規范要求。如去年安裝驗收的氮氮在線分析儀,以污水處理廠的居多,由于處理后的氨氮濃度不高,甚至低于儀器的檢出限0.2mg/L,而實驗室使用的方法檢出限比較低,對于處理后的廢水一般都可以檢出但卻也是低于0.2mg/L,根據標準無法判斷合格與否。
建議:參照COD在線驗收指標方式,建議按樣品濃度范圍0~0.2mg/L(如果實驗室監測數值也小于0.2mg/L)、0.2~2mg/L、2~8mg/L、大于8mg/L分成幾個驗收指標。
4.4無法采購到高嘗試的氨氮標樣
根據驗收標準,需要用超過相應排放標準濃度的質控樣品給企業監測,而國家標準樣品研究所卻沒有高濃度的標樣,為了驗收按照標準的要求順利進行,只能用幾支標樣濃縮配制質控樣,去到現場,由于儀器測量范圍的限制,儀器使用者需要根據濃度來做適當的稀釋,這樣的過程增加了質控樣濃度的誤差。
建議:隨著全國范圍內的氨氮在線監測儀驗收工作不斷增加,需要跟國家標準樣品研究所溝通,以便購置到適合濃度的標樣,以減少驗收時由于標樣濃度不合適而導致的誤差。
4.5采樣過程操作會影響結果
很多時候氨氮在線分析儀驗收不合格是因為實際水樣比對不合格,這更加需要我們嚴格控制采樣過程,以保證比對實驗的樣品采集在同一時間、同一地點、同一層面,采集到相同的樣品。
建議:在實際水樣的采集過程中,為盡可能保證水樣相同,通常用一個現場潤洗后的1L的采樣瓶,采滿后再根據情況加固定劑。(因為樣品采集后需要運輸回實驗室分析,采樣過程中需加固定劑硫酸,讓pH值小于2;像CA71AM型氮氮在線分析儀加酸會對樣品分析有影響,因為是現場立即測試,就在沒加固定劑前分樣給企業;像AmtaxTM Compact型氨氮分析儀,酸度對其分析樣品沒有影響則加固定劑后再分樣給企業。)因為酸度對實驗室分析也有影響,現場調pH值時需要十分小心,使用(1+3)硫酸逐滴加入,用0.5-5pH值精密試紙測試pH值,使pH值小于2且盡量接近2。
5結語
氨氮在線自動監測儀雖然已在我國水質自動監測系統中得到廣泛應用,但不可否認其在使用與發展方面仍存在許多問題。相信隨著其國家方法標準的出臺、儀器廠商的進一步規范、儀器功能的逐步增強、質量控制手段的逐漸增多,氨氮在線自動監測儀將被更好地應用于環境監測,而比對驗收工作也會相對順利地進行。
參考文獻:
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手拿煙塵測試儀,順著扶梯爬上煙囪頂端的一個平臺,把測試儀伸到煙道里采集廢氣樣本,這是四川崇州市環保局環境監測技術人員采集廢氣排放企業的污染物必須要做的步驟。這樣的檢測每年都會重復很多次,檢測員們常常笑稱自己是“手持煙槍守護藍天”的人。
近年來,崇州市經濟得到了持續快速發展,可喜的是,水、氣、聲等環境質量至今仍然保持優良水平。這是因為,崇州這片大地的碧水藍天,有一雙雙金睛火眼守護著,那就是市環境監測站的全體工作人員,他們每一位都是保護環境的“哨兵”。截至8月底,各項監測工作有序推進,共出具檢測報告306份,獲得監測數據3.6萬余個。
當好環境保護“耳目”線上線下無縫監測
在采訪過程中,不停有企業的負責人前往環境監測站辦公室領取監測報告,“我們對重點企業的廢水排放都是每個季度會進行一次監督性監測和在線監測儀比對監測工作的。”該站站長方君介紹,監測站對企業,特別是重點污染源企業進行了在線監測。該站的技術分析人員會配制在線監測儀的比對樣本,與在線監測儀監測結果進行比對,這樣就不會出現企業作假的情況。”方君說,一臺監測儀配制3組高、中、低濃度的密碼樣。除了監督性監測和在線比對監測,技術人員還會不定期對企業排放的廢水進行抽測,并出具檢測報告匯報領導。
該站按照四川省、成都市環境監測工作要求,結合總量減排工作,開展全市2家國控、6家省控和10家市控重點污染源以及23個鄉鎮污水處理廠、12家紙廠、7家制革廠等重點企業一季度一次的監督性監測和在線監測儀比對監測工作。同時,開展重金屬污染源及重金屬重點區域專項監測。每季度對該市涉重金屬的7家國、省控制革企業和4家鉛酸蓄電池企業開展鉻或鉛重金屬監督性監測;按照成都市環境監測工作實施方案要求,對該市省控重金屬防控單元區域的地表水、地下水、環境空氣、土壤等實施半年1次的專項監測,積極開展重點污染源監督性監測,為污染防治和總量減排提供科學依據。
據了解,2012年以來,為了更好地進行環境監測,當好環境保護的“耳目”,該站新添置了環境監測儀器52臺(套),開展PM2.5、有機污染因子等項目監測。全站現有環境空氣質量自動監測儀、電感耦合等離子發射光譜儀、微波消解儀、原子熒光光度計各類環境監測儀器設備60余種近200臺(套),基本能滿足該市環境管理和監測工作要求,環境監測條件得到極大改善。
當好空氣“哨兵”24小時監測空氣質量
“按照《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)評價,二季度,崇州市城區環境空氣質量4天優,44天良,35天輕度污染,7天中度污染,1天重度污染,空氣質量達標天數比例52.7%。環比,達標天數比例較上季度增加19.4個百分點。”這是9月1日公布在環保局網頁上的空氣質量情況,“崇州空氣質量怎么樣,市民可以在市環保局門戶網站上進行查詢”。方君說,除了該市24小時連續對空氣質量進行監測外,成都市環保局還通過整理、匯總子站電腦記錄的二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5濃度等監測數據生成報表,公布當天的監測情況。崇州市環保局網站會及時根據成都環保局的監測數據公布該市空氣質量指數。
自從成立空氣質量監測子站后,該站工作人員可以像了解天氣變化一樣知道當天的空氣質量。每天上午10點,該站相關工作人員都會審核前一日的監測數據,然后通過國網和省網平臺報送實時數據,開展PM2.5監測。從去年開始,該站就實施空氣質量新標準,全面貫徹執行《環境空氣質量標準》(GB3095-2012)的新標準,按照《四川省環境保護廳2013年四川省空氣自動監測省控網絡建設實施方案》要求,全面開展了PM2.5自動監測工作。
[關鍵詞] 配變 故障 在線檢測
0 引言
配電變壓器是電網供電的重要設備,也是導致配電網故障頻發的設備之一,因而如何提高配變運行的可靠性,這對安全供電至關重要。在配變運行中運用在線監測手段,能及時了解掌握配變運行狀況,通過狀態監測能對相關參數、信息進行采集和分析,便于發現早期潛在故障以及故障發展趨勢,以便及時采取措施進行排除,避免惡性事故的發生。
1 配變故障產生的原因及特點
配變由于制造材料、裝配工藝和運行維護等方面原因,使其內部絕緣存在的缺陷不斷惡化,抗短路能力下降。運行中又受到電應力、熱量和氧氣的作用,使變壓器油和有機絕緣材料逐漸老化,并在一定條件的沖擊下產生裂解并生成少量低分子氣體。若是配變內部又產生過熱或局部放電時,會加快氣體生成的速率,裂解生成的氣體會形成氣泡不斷溶解到變壓器油中,運用在線監測手段即能對生成氣體的組分、含量和能量的大小進行分析,從中發現配變內部存在的潛在性故障。
配變內部故障是因熱擊穿和電擊穿所致,熱擊穿的發展速度較為緩慢,在短時間內不會釀成事故。而局部放電,尤其是匝、層間的局部放電會加速絕緣的老化,若有電壓的沖擊必將造成絕緣性能的降低,使之從局部放電迅速發展成電弧放電,從而導致絕緣的擊穿。
眾所周知,任何事物都有一個產生、發展的過程,即是從量變到質變的發展過程。配變內部故障就是從電暈爬電火花放電電弧放電的過程而形成的,其發展速度取決于故障所處的部位和故障能量的大小。從諸多配變事故產生資料顯示,其事故的形成都有一個較為緩慢的發展過程。若能在事故形成的過程中,運用響應快速的在線監測手段對故障的產生氣體進行檢測,即可了解掌握配變內部早期潛在故障及故障發展趨勢,為配變維護檢修提供信息,以便及時準確進行排除,確保配變安全穩定運行。
2 配變故障產生氣體的特征
配變內部的絕緣油、紙、布、漆和木材等絕緣材料都是碳氫化合物或碳水化合物,其材料的分子結構中碳氫鍵(C―H)最多,其絕緣材料受熱擊穿或電擊穿時,最容易分解斷裂而產生氣體,配變發生故障時產生的特征氣體有:H2、CH4、C2H6、C2H6、C2H2、CO、CO2,等,從不同故障類型所產生氣體組分來看,不論何種故障產生的氣體中大多均有氫氣,因而配變內氫氣含量的明顯增加,即是配變發生故障的標志。同時由于氫氣在變壓器油中的低溶解性和高擴散性,使其在低濃度時即能被檢測出來,從而提供早期潛伏性故障的預警。所以選用氫氣作為檢測對象,是運用在線監測手段診斷早期潛伏故障的最佳方法。
據有關資料可知:配變內部發生的故障有80%以上為絕緣老化所致,而水分則是造成絕緣性能下降的首要原因,所以變壓器油中含有水分必將對絕緣性能造成危害,當變壓器油中水分含量增加到一定值后,其絕緣性能必將明顯惡化,甚至發生絕緣擊穿而導致事故的發生,運用在線監測手段還能檢測出變器油中的水分,根據測出油中水分的含量,不僅能了解變壓器油的絕緣強度降低程度,而且還能對配變整體絕緣狀況進行評估,為配變實施狀態檢修提供信息,便于及時進行故障排除,避免惡性事故的發生。
3 配變故障的在線檢測
配變在線檢測項目分為油中氣體(水分)和絕緣兩大類。絕緣檢測項目有介質損耗、泄漏電流和局部放電,而介損和泄漏電流的檢測,只能反映配變絕緣的總體狀況,卻難以發現局部放電的缺陷。隨著傳感技術、微機技術和油氣分離技術的迅速發展,使之更加便捷地檢測出各種潛在故障,從而使在線檢測功能更完善。
運用在線監測儀進行檢測,很大程度上是進行油中氣體(水分)的檢測,通過對油中溶解氫氣的測量及產生速率的測定,則是檢測早期潛在故障及局部放電的最佳方法。另外,通過對油中水分含量的準確測定,則是判斷絕緣強度降低程度的最佳途徑,從而可以對配變整體絕緣狀況進行評估。
在線監測儀采用獨特氣體分離技術和尖端的IC技術,可更加便捷快速地對產生氣體和油中水分含量的測定,此外,在線監測采用先進的熱導傳感器,能在響應速度較快情況下,對故障產生的氫氣含量進行測定。以此可及時掌握變壓器油絕緣強度降低的程度,以便對配變早期潛在故障及故障發展趨勢有更深度了解,從而能及時進行排除,避免惡性事故的發生。
從配變故障產生氣體的檢測實踐表明,在各種故障產生的特征氣體中有氫氣,而運用在線監測儀即能快速準確地檢測局部放電初期產生的氫氣,根據測出的氫氣含量可判定配變早期的局部放電故障,然而配變內部缺陷在運行中引發的局部放電,其發展速度是很快的,而在線監測儀即能滿足這種快速產氣測量的要求。一般能在故障產氣后15s內測出并報警,以便運行人員及時進行排除,避免惡性事故的發生。
在線監測儀具有系統簡單,安裝使用方便,運行維護量少等優點,能給用戶測量故障氣體帶來方便及降低成本。另外,隨著設備狀態檢修制度的推行,必將在故障的在線檢測中發揮更好作用。
4 結束語
關鍵詞:中壓開關柜 在線監測 無線測溫
中圖分類號:TP273.5 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)09(b)-0091-02
中壓開關柜是鋼包爐中壓系統中的重要設備,用于向爐子變壓器供電,柜內主要由真空斷路器小車、過電壓保護裝置,隔離車、連接母排等設備組成。在長期運行過程中,因設備制造、灰塵污染、觸點氧化、振動沖擊等原因,造成小車的動、靜觸頭和母排連接等部位的接觸電阻增大,在運行時不斷發熱,溫度不斷上升,給設備安全運行埋下了隱患,如果不及時發現,會導致起火、短路或接地,最終導致事故發生。
目前對電氣設備電氣接點的溫度監測手段多采用手持式紅外線測溫儀定期進行,而中壓開關柜屬封閉式結構,柜內存在35kV高壓,要監測柜內發熱點位置的溫度必須打開后蓋板,破壞安全性能,危及值班人員人身安全,而且對于關鍵部分小車動、靜觸頭的接觸位置無法測量,因此不能實現安全準確地測溫,造成柜內設備缺乏跟蹤監測手段,不能及時發現柜內設備的發熱點,設備的安全可靠性得不到有效保證。本文介紹一種采用無線技術的中壓柜實時測溫系統的原理、組成及應用以及在鋼包爐中壓柜的應用。
1 目前常用在線測溫方法和特點
目前國內使用較為普遍的在線測溫方法有以下幾點。
1.1 紅外測溫法
紅外測溫系統由紅外溫度傳感器、數據采集器和計算機后臺管理系統組成。在高壓配電裝置測溫點附近安裝紅外溫度傳感器,紅外溫度傳感器接收被測量設備的熱紅外信號,轉換成溫度信號后上傳至數據采集器,數據采集器可顯示、報警和輸出控制信號,并通訊上傳到計算機后臺管理系統,由計算機后臺管理系統對數據進行處理、統計、分析和保存。
1.2 光纖測溫法
光纖溫度監測系統是由光纖溫度傳感器、傳輸光纖、溫度監測儀和計算機管理系統組成。在高壓配電裝置測溫點上安裝光纖傳感器,光纖傳感器將被測量溫度轉換成光信號,通過光纖將信號傳送到溫度監測儀,溫度監測儀將光波信號解調成溫度信號,通過以太網口向計算機管理系統傳送,由計算機管理系統實施數據處理、故障診斷、報警及控制。
以上兩種測溫方式雖然都有其優勢,但是缺點也較為明顯,實際使用效果并不理想。比如,紅外測溫系統對電氣設備的溫度采用非接觸式測量,但是探頭必須與被測物體保持一定的安全距離,并需要正對被測物體的表面,應用范圍受到開關柜體結構的限制,并且現場安裝需布線,后期維護清理不方便。光纖測溫的主要問題是光纖表面受環境灰塵的污染,將導致光纖沿面放電,影響使用的安全性以及在日常清灰維護中光纖極易折斷,并且柜內仍需布置多根光纖,安裝維護均不方便。
2 無線測溫系統原理及組成
2.1 系統原理
基于無線測溫技術的高壓開關柜溫度監測系統首先通過無線溫度傳感器感測設備表面溫度,然后通過無線射頻技術將溫度信號傳輸至無線溫度接收模塊,接收模塊完成數據采集后通過信號電纜傳輸數據到無線溫度監測儀,再通過CAN網絡將無線溫度監測儀互聯起來并連接至中心監測計算機來實現無線測溫。
2.2 系統組成
測溫系統由1臺計算機,1臺打印機,1個CAN協議轉換器,5臺現場溫度監測儀, 5臺無線溫度接收模塊,27個無線溫度采集和發射模塊組成,見圖1。
系統各部分詳細說明如下。
(1)現場數據采集。
現場數據采集主要由無線溫度采集發射模塊和相應的安裝附件組成。無線溫度采集發射模塊用于測量帶電物體表面的溫度,如中壓開關柜內的觸頭和母線連接處的運行溫度,然后通過2.4G無線網絡將溫度信號發送到無線溫度接收模塊。
(2)現場溫度監測。
現場溫度監測主要由無線溫度監測儀和無線溫度接收模塊組成。每個無線溫度監測儀相連一個無線溫度接收模塊,接收模塊相當于一個無線接入點,可同時接入9只無線溫度傳感器。無線溫度監測儀一般安裝在高壓開關柜柜體外,具有現場查詢、參數設置和報警等功能。無線溫度監測儀采用LCD顯示器顯示現場監測溫度,并通過隔離CAN工業總線接口與遠程監控系統相連,將溫度數據上傳至遠程監測終端。
(3)后臺測溫監控計算機。
后臺測溫監控計算機安裝在主控制室內,接收現場監控單元上傳的數據,安裝在監控系統計算機上的溫度實時在線監測管理分析軟件,能夠實現電子地圖模擬功能、溫度實時顯示、歷史數據記錄和對比分析、異常溫升報警、運行狀態全程記錄以及報表打印等功能。可以有效地幫助運行人員監測和分析對比高壓設備監測點的溫度變化情況,及時預測出故障發生的部位,從而保證高壓設備的安全運行。
2.3 系統主要技術指標
測溫范圍:-25℃~125℃;
測量精度:+0.5℃;
溫度收發模塊短時耐受溫度:≤150℃; 長期耐受溫度:≤90℃;
溫度采集模塊與接收模塊傳輸距離:≤100m(無線傳輸);
溫度采集頻率:每20~180s測量/發射1次;
無線測溫采集模塊供電能力:電池設計壽命在常溫下≥10年,高溫下≥3年;
現場溫度監測儀通訊方式:CAN;
現場溫度監測儀測溫通道:12個;
現場溫度監測儀報警輸出口:繼電器無源輸出(2路常開);
現場溫度監測儀報警歷史事件記錄:一共可存儲24條報警記錄。
2.4 系統特點
(1)實現防止設備溫升過高產生故障的早期預測。當檢測到異常溫升時,系統能提供報警并準確定位發熱位置,指導檢修工作。
(2)通過電子地圖溫度巡檢直觀顯示小車動靜觸頭、母排、電纜頭溫度的具置及名稱,實時連續的溫度監測。
(3)提供強大的數據統計、處理和查詢功能。后臺數據庫可長期保存歷史數據,作為運行經驗的積累和事故分析的依據。
(4)系統可靠性高,無線射頻傳感技術不受振動以及外界灰塵的影響,有效地保證了數據無線傳輸的可靠性,測溫精度高。
(5)系統安裝方便,無線溫度傳感器體積小、沒有接線,使用電力專用耐高溫自粘扎帶可以很方便地安裝在開關觸頭、電纜接頭等安裝空間狹小的被測點上。
3 效益分析
(1)南鋼鋼包爐中壓柜因為小車動、靜觸頭發熱造成的事故已發生兩起,嚴重影響冶煉的正常進行,使用在線溫度狀態檢測可以幫助維護人員動態掌握設備溫度變化趨勢,及時發現和消除設備過熱隱患,減少事故停電損失。
(2)在線測溫可避免人工設備點檢帶來的人身安全隱患,提升供電設備故障診斷檢測技術水平,對實現安全本質上也有重大意義。
4 結語
基于無線技術的電力系統溫升安全在線監測系統,對中壓開關柜、電力電纜、母排、變壓器等重要電氣設備的溫升故障進行實時在線監測,有效的預防了供電事故的發生,同時也為設備管理、維護部門開展預防性維修提供了準確的依據。該系統自2011年在南鋼投運以來設備運行穩定,使用效果良好。這一技術的應用將成為未來國內冶金行業檢測電氣觸頭溫升故障的一大發展趨勢。
參考文獻
關鍵詞:電能質量;電測試驗;安全隱患;二次屏柜作業;繼電保護;變電站 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM76 文章編號:1009-2374(2016)35-0085-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.041
電測試驗現場工作大致可分為電能質量、電壓監測以及主變油溫表,其中電能質量和電壓監測屬于二次保護,安裝在主控室二次屏柜內。以江門供電局為例,全地區150多個變電站全部覆蓋了電壓監測儀,監測主變以及部分重要專線;接近2/3的變電站覆蓋了電能質量在線監測裝置。電壓監測儀,顧名思義,是一種對電壓進行在線監測的儀器,能夠有效記錄一定時間內電壓的波動情況,集合格率、合格時間、超下限率、超下限時間、超上限率、超上限時間、運行時間、最大值、最大值時間、最小值、最小值時間以及平均值等統計功能于一體的監測儀器;電能質量描述的內容是通過公用電網供給用戶端的交流電能的品質。理想狀態的公用電網應以恒定的頻率、正弦波形和標準電壓對用戶供電。在三相交流系統中,還要求各相電壓和電流的幅值應大小相等、相位對稱且互差120°。但由于系統中發電機、變壓器、輸電線路和各種用電設備的非線性或不對稱性以及運行操作、外來干擾和各種故障等原因,這種理想狀態并不存在,因此在電網運行、電力設備和供用電環節中出現了各種問題,從而產生了電能質量的概念。目前大多數專家認為,電能質量的定義應理解為:導致用戶電力設備不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差,造成用電設備故障或誤動作的任何電力問題都是電能質量問題。而電能質量在線監測裝置就是一種能在線對上述電能質量問題進行實時監測的裝置。
因此,江門局電測二次屏柜作業工作主要分為電能質量在線監測裝置定檢、電能質量在線監測裝置網絡調試、電能質量測試、電壓監測儀定檢。其中,電能質量在線監測裝置定檢以及電壓監測儀定檢工作必須使設備與電網完全隔離,才能對設備進行加量操作,需要對屏柜內端子排進行操作。
上述工作任務由于需要對電網進行操作,不管是對電網安全還是人員安全都會產生一定的作業安全風險,提前對這些安全風險進行分析討論,并針對這些風險采取必要的安全措施,可以在一定程度上避免安全事故的發生,認真貫徹“一切事故都可以預防”的安全理念。
1 作業安全風險概述
1.1 由主觀因素產生的風險
按照危害類別可以分為行為危害和能源危害兩類:
1.1.1 變電站進行電能質量在線監測裝置定檢工作的作業安全風險。屬于行為危害的有由于量程選擇不當或操作不當而導致設備損壞、由于接線不當或導線斷股而導致CT二次回路開路或PT二次回路短路;屬于能源危害的有由于觸碰到帶電端子排或測試導線等帶電運行設備而導致觸電。如圖1所示:
1.1.2 變電站進行電能質量在線監測裝置網絡調試工作的作業安全風險。只有能源危害:由于觸碰到帶電端子排而導致觸電。
1.1.3 變電站進行電能質量測試工作的作業安全風險。屬于行為危害的有:由于接線不當而導致CT二次回路開路或PT二次回路短路;屬于能源危害:由于觸碰到帶電端子排而導致觸電。
1.1.4 變電站進行電壓監測儀定檢工作的作業安全風險。由于電壓監測儀屬于新增設備,所以變電站保護屏內并沒有專屬的接線端子,按照目前江門地區變電站的普遍做法是從主變測控屏端子排上AC相或AB相引出導線接入電壓監測儀以監測主變電壓變化情況,因而變電站進行電壓監測儀定檢工作的主要風險在于在拆除電壓監測儀接入導線并用絕緣膠布隔離操作時,由于操作不當而導致接入導線短路或接地,引起PT二次回路短路或接地,同時觸碰兩根導線而導致觸電。
1.2 由客觀因素產生的風險
變電站主控室環境對作業產生的安全風險。環境影響主要分為作業空間狹小以及燈光不足兩種。主控室屏柜與屏柜之間的通道不足1米,在有設備的情況下無法滿足兩人以上同時觀看作業過程;主控室僅天花板安裝有照明設備,99%以上的屏柜內沒有安裝照明設備,并不能完全照亮屏柜內的每個角落,如圖2所示:
2 處置措施
第一,防止CT二次回路開路的措施是專人監護,短接CT二次繞組時,必須使用專用短接片或短接線進行正確短接,短路應妥善可靠,嚴禁用導線纏繞。嚴禁在CT二次繞組與短路端子之間的回路和導線上進行任何工作。工作必須認真、謹慎,不得將回路的永久接地點斷開。
第二,防止PT二次回路短路的措施是專人監護,在PT二次回路上工作時,站在絕緣墊上并使用絕緣工具和絕緣手套;拆除的PT二次線,用絕緣膠布密封外露的導體部分。
第三,針對觸電的安全措施有:(1)設專人監護并呼唱;(2)穿工作服、戴安全帽、穿絕緣鞋;(3)接線前檢查所有測試導線,用絕緣膠布密封外露的導體部分。操作前加強溝通與協調,詳細了解現場是否有其他工作以及明確各方的工作內容。
第四,針對環境因素的安全措施,設計一套基于物聯網的視頻監控系統的輔助裝置。
3 視頻監控系統
視頻監控系統分為兩個部分,分別是頭戴式監控設備,如圖3所示,是由遠射燈模塊、IP攝像機模塊和供電模塊組成。該設備將用于近程監控條件,即作業人員帶上該監控設備進行工作時,工作負責人可以通過平板電腦觀看實時操作過程,有效避免由于操作不當引起的安全風險。此外,該監控設備還可以把工作人員看到的數據傳輸到監控臺上,這樣便可以集中處理各維護信號,也避免了工作人員疏漏的情況。
另一部分是固定式監控設備,如圖4所示,該監控設備可以對遠程的電氣設備進行實時監控,由于部分遠距離變電站的電能質量測試工作需要長時間測試,需要工作人員不定時前往變電站查看,造成人力資源的浪費,通過利用了IP攝像機遠程監控的優勢來彌補這一不足,使得工作人員可以在遠端隨時查看測試設備的工作狀況。固定式監控設備由IP攝像機、伸縮槍(遠程控制觸碰帶斷電保護的觸摸屏)、開關電源、隨身WiFi四部分組成。
該輔助巡視裝置主要是由圖像采集發送端和圖像顯示控制端兩模塊組合的無線傳輸系統,圖像采集發送端與圖像顯示控制端采用單片機控制、攝像頭采集、液晶顯示、穩壓電源、無線模塊收發、步進電機擺動、按鍵觸屏操作以及SD卡。圖像采集發送端和圖像顯示控制端在STM32單片機核心控制下相互通訊,圖像采集發送端把圖像采集發送到圖像顯示控制端顯示,可根據采集需求在圖像顯示控制端按鍵及觸屏操作選擇攝像頭采集的模式及采集的方位,進而實現功能滿足應用的需求。
4 結語
“一切事故都可以預防”是南方電網公司的安全生產理念。本文對電測專業現場作業的安全風險以及相應的、有效的措施進行梳理,并簡單介紹了江門供電局電測試驗班最新采用的輔助設備,確保電測試驗二次屏柜作業的安全、有序進行。通過照明燈與攝像頭的配合,既彌補了光線不足這一因素對作業造成的不安全因素,同時也通過影像記錄形式記錄整個作業過程,不僅可以在現場實時監控,隨時發現操作過程中的錯誤并及時制止,而且還可以當作案例在事后進行討論,增強工作人員安全意識,提高技能水平。另外,通過攝像頭也可以記錄一些優秀的、規范的操作案例,在新入崗或轉崗人員的培訓中起到直觀的視頻教學作用。
參考文獻
第二條*市環保局負責全市范圍內在線監測系統的規劃和組織實施,制定有關管理規定和驗收技術要求,并負責在線監測系統正式聯網運行前的驗收及運行后的監督管理。
第三條在線監測系統屬于排污單位的污染防治設施,排污單位不得擅自拆除、閑置、更換、改動污染物在線監測儀及其信息接入、傳輸設備。需要拆除、閑置、維修、更換污染物在線監測儀的,排污單位應當事先報經市環保局批準。
第四條排污單位負責自籌本單位在線監測系統安裝建設費用。且必須按照《監測站房與儀器設備安裝技術要求》(HJ/T353-2007)提供自動監控設備正常運行所需的房屋、水、電、氣等條件。
第五條凡是被列入安裝計劃的排污單位必須按照國家、省、市環保局規定的有關標準、技術要求,對排污口進行規范化整治,在規定的時間內完成在線監測系統的安裝任務。
第六條在線監測系統正式運行前,排污單位應向*市環保局申請驗收,并提交驗收測試報告。新建、擴建、改建項目需在在線監測系統驗收合格后,方可進行建設項目竣工環境保護驗收。
第七條安裝范圍。凡被列入國家重點污染源(國控)和省重點污染源(省控)和市級重點污染源(市重點)的單位,必須按照國家、省、市安裝在線監控設備的時限要求,按時安裝完畢,并與市環保局指揮中心聯網,在市環保局驗收合格后,完成此項工作。
第八條排污單位優先選擇使用經市環保局認可的符合國家標準的在線監測監控設備。
第九條安裝自動監控設備的排污單位,必須符合國家污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準(HJ/T212-2007)的要求,對數據的采集、上傳進行處理,并負責數據傳輸接口與監控網絡端口的對接,保證與市環保局指揮中心聯網運行。
第十條污染源自動監控設備安裝調試后,排污單位應當立即將該設備與市環保局指揮中心遠程監控數據管理平網,并試運行30日。在試運行期滿后的30日內,應當向市環保局申請驗收。
第十一條市環保局成立專家驗收組,按照《水污染源在線監測系統驗收技術規范》(HJ/T354-2007)和《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范》(HJ/T355-2007)的要求對水污染源在線監測設備進行驗收,大氣監測設備的驗收參照執行。
第十二條污染源自動監控設備申請驗收之日,由市指揮中心技術人員重新設定系統密碼;同時排污單位將在線監測儀器房鑰匙全部交給市在線監測辦公室,并納入第三方運營管理。
第十三條排污單位申請自動監控設備及配套設施驗收,應當提供以下資料:
(一)自動監控設備驗收申請報告、驗收申請表、項目總結、設備驗收對比測試報告;
(二)設備試運行30日的自動監測匯總打印數據,自動監控設備調試、校準、檢測等技術資料;
(三)自動監控設備運行管理制度;
(四)符合驗收技術規定和要求的其他有關資料;
(五)委托社會化運營管理單位管理自動監控設備的合同。
第十四條經驗收(校驗)合格后的自動監控設備的監測數據,作為環境管理和排污收費的依據之一。
第十五條環境監察部門定期或不定期對自動監控設備進行現場檢查,并組織環境監測機構對自動監控設備進行對比監測校驗。正常生產條件下對比監測校驗每年不得少于二次。
第十六條市、縣兩級環境監察部門應當加強對排污單位安裝的污染源在線監控設備的監督檢查,并將其納入對排污單位的日常檢查內容之中。
第十七條污染源排放自動監控設備需停運、拆除、部件更換、重新運行,應當在7日前報經市環保局監察支隊批準同意。監察支隊自接到報告之日起7日內予以批復;逾期不批復的,視為同意。因不可抗力和突發性原因致使自動監控設備停止運行或導致不能正常運行時,排污單位應當在24小時內報告市環保局環境監察支隊,并書面報告停運原因和設備情況。
第十八條污染源自動監控設備停運或閑置后重新啟動,須按照有關技術規定由環境監測機構重新進行校驗。自動監控設備檢修、部件更換后,須進行人工標定。
第十九條排污單位必須將污染源自動監控設備的運營管理委托給依法取得運營管理資質證書的社會化運營單位維護管理,費用由排污單位承擔。
第二十條排污單位與社會化運營管理單位應當簽訂運營管理合同,明確各自的權利和義務,保障自動監控設備正常運行。
【關鍵詞】集中工業園區;工業有機廢氣;在線監控預警系統;應用
嚴重灰霾與光化學煙霧等大氣污染嚴重影響群眾健康,因規劃與發展形成集中工業區的工業廢氣,有二氧化硫。顆粒物與揮發有機物(VOCs)等,對環境與群眾有直接或者間接影響。國家環保十二五規劃明確加強揮發有機污染(VOCs)與有毒氣體控制,開展該有機污染與廢氣監測,提升污染監測能力。此背景下,對集中工業區安全監測與建立預警系統,更好開展對揮發有機物等的監測與監管。
1 在線監控和預警系統內涵及建設必要性
在線監控和預警系統,是以在線分析儀為核心,以移動通訊為媒介,用傳感技術、自動控制、計算機應用及相關分析軟件與通訊網組成綜合性在線監測和預警系統。利用檢測技術、網絡技術與自動控制對排污企業進行全程監控、及時預防與處理污染的管理系統。
工業園存在問題與廢氣排放,工業園環境問題有:(1)居民離工業園很近,園區有小范圍居民集中,廢氣污染突出。(2)氣體源頭監管有難度,接到舉報到人員到現場,氣味已經消散,確認污染源難。(3)廢氣處理沒有監控,處理流程與排放不能有效監管。(4)廢氣超標或嚴重擾民,不能接到預警,處理滯后。急需建設廢氣安全預警系統,對企業煙囪與廢氣排放實時監控,對集中工業區廢氣監測預警。
2 在線監控和預警系統在建設中主要問題
(1)系統安裝缺乏認識,無法保證其正常運行。工業園中很多企業對在線監控和預警系統重要性認識不夠,安裝驗收完后,不重視運營管理,陷入儀器設備無法正常運轉,集成商沒有資金無力接手,環保部門看不到,政府大量投入的監測數據狀況。
(2)監測儀器缺少統一標準,導致在線監測儀不能規范化運行。工業園中現有監測設備廠家眾多,一次性投資費用為進口設備50%,儀器測量法缺乏統一標準,監測數據偏差與運行穩定性等方面落后進口設備。由于監控設備存在質量問題,有些企業管理不到位,出現故障沒有及時處理,導致聯網不穩定,系統無法長期的正常運行。
(3)自動監控設備機型多,和國家網絡連接困難多。連網軟件廠家服務不配套,阻礙在線監測儀規范運行。有的開發時間不一樣,缺乏統一采集系統,使數據傳輸網與管理軟件不兼容,數據聯網無期,使數據不能兼容,阻礙數據聯網進度。
(4)缺乏對檢測系統管理機制,無法保證數據準確。缺乏運營商的管理機制,社會上很多沒有運營資質的環保企業進入監測市場,用低廉價格承接監測業務進行轉包。技術力量與利潤不能支撐維護與后期運營,無法提供讓網企業與環保部門滿意的服務,擾亂市場價格,使安裝與維護質量沒有保證。
3 某市工業園在線監控和預警系統概述
(1)首先由監測系統采集現場濃度數據,廢氣治理監控系統采集企業與工況數據,通過數據傳輸儀與網絡通訊把數據傳到廢氣監測與預警平臺。預警平臺分析數據,數據異常則發送到環境監察與企業人員電腦終端。企業根據信息自行處理,通過平臺客戶端把處理上報。如遇重大污染事故由環保部門按應急預案妥善處理。
對工業園重點企業廢氣處理監控系統對企業處理效果全過程監控,有效約束超標排放,及時調整工況與處理工藝,源頭監控廢氣達標排放,提升廢氣治理能力。
(2)廢氣監控布點對監控系統很重要,鑒于園區有居住區,周邊也有集聚區,為準確與客觀把握廢氣對居民影響,除在重點排放口與廠界設點外,對公共區也設點。
(3)監測因子,主要因子是TVOC與硫化氫。
(4)廢氣在線預警平臺。該平臺實時監控,涵蓋數據收集、處理與應急管理平臺。綜合該平臺區域內廢氣各類靜態與動態數據的監控、數據與報表管理、參數與任務管理等功能。針對不同廢氣污染,提供應急預案,數據異常或者事故發生,提醒與指導采取措施與執法部門對事故應急處理。
監測儀器設定對被監測廢氣毒性、排放標準與精度。一旦超過報警值,便向終端發送報警信息。預警平臺設置應急預案,根據設置的觸發條件,觸發各類處理方案。例如,針對輕微廢氣污染,設置一級黃色預警,向相關監測人員發送警報信息,可有企業根據具體情況,自行進行處理,然后將處理結果上報上級有關單位,進行記錄即可,對于污染造成的損失和處理措施,也要進行統計記錄,為類似事件的處理積累經驗。對于較為嚴重的污染,設置二級橙色預警,同樣向相關人員發送警報信息,然后根據污染的嚴重程度,安排相應的技術人員和監察人員到現場進行處理,判斷是否需要對相應的設備進行檢修,同時隨時跟進處理進度,待處理完成后,對整個事件的處理過程進行記錄和整理,并上報處理結果。對于十分嚴重的污染,要設置三級紅色預警,組織應急指揮小組,在第一時間啟動應急預案,上報相關部門,制定針對性的處理措施,盡一切可能,將污染造成的影響和損失降到最低。另外,在線預警平臺如果出現故障,也會出現報警的情況,這時,應該組織專業維護人員趕赴現場,進行維修工作,并對解決情況進行上報。
4 針對在線監控預警系統的建設意見
從目前的實際情況分析,集中工業園區工業有機廢氣的污染控制受到了企業和相關環境管理部門的重視,在線監控預警系統也得到了廣泛的普及和應用,而要想確保其作用的充分發揮,還需要采取一定的對策和措施。
(1)確保在線在線監控與預警系統的合法性
對重點污染源進行在線監控,是強化環境保護,貫徹落實科學發展觀的客觀要求,同時也是落實主要污染物總量減排措施的重要依據。國家對于一些污染嚴重的工業企業,都制動了相應的節能減排目標,規定如果企業在一定時間內,沒有完成這些目標,出現超標、超總量排污的情況,將會對企業實施限產減排或關停處理。而自動在線監控設施取得的數據信息,將作為標準判斷企業是否完成相應任務的唯一核定標準。因此,確保系統的合法性是十分必要的。
(2)建立運維和長效監測機制
對于廢氣安全監測預警系統而言,定期監測機制是十分重要的組成部分,通過對監測設備的定期巡查和校準、對比等,有效確保設備運行的可靠性和穩定性,進而保證監測數據的準確性和有效性,確保系統可以長期穩定的運行。
5 結語
總而言之,在集中工業園區建設工業有機廢氣的在線監控預警系統,對工業生產中的有機廢氣進行實時在線監控,在廢氣超標排放時,可以向相關企業和環保監察人員發送警報信息,通知其進行及時處理,從而減少了廢氣對于周邊環境的污染,保障了工業園區的環境安全,有助于實現社會的可持續發展。
【參考文獻】
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摘要:環境監測是人們認識環境、評價環境、掌握環境質量的重要手段,是環境治理的前提和依據。城市環境治理包括城市大氣污染治理、城市水污染治理、城市固體廢物污染治理和城市噪聲污染治理四類。不同類型的污染具有不同的特點,其危害也不同,對此應采取不同的治理途徑。本文就針對城市的環境污染特點,分析城市環境監測和治理技術在控制環境污染方面的內容。
關鍵詞:城市環境;環境污染;污染治理;環境
環境監測是運用各種分析、測試手段,對影響環境質量的因素值進行測定,取得反映環境質量或環境污染程度的各項數據的過程。其目的是運用監測數據來表示環境質量受損程度,進而來探討污染的起因和變化趨勢,結合環境治理技術從而更快速、準確地控制和解決環境的核心問題。
一、環境監測和治理技術的發展現狀
1.環境監測技術的發展現狀
我國的環境監測已初具規模體系基本完善,特別是十一五以來到三級站環境監測站(縣級站)的能力建設,無論是環境監測能力、監測管理或是物質基礎等方面,都有了質的飛躍。就技術方面而言,也取得了較大的發展。首先,環境監測技術已發展有生物監測、物理監測、遙感、衛星監測等多種監測技術的監測體系。其次,環境監測儀器的生產也達到了一定的水平。
我國的環境監測儀器的生產技術與水平也日益提高,如油份測定儀、電磁波監測儀器等。我國重點開發的儀器主要有空氣和廢氣監測儀器、污染源和環境水質監測儀器與便攜式現場應急監測儀器等。此外,我國的環境監測也逐漸向自動連續性的監測系統發展,提高了環境監測的效率。
2.環境治理技術的發展現狀
針對于各種不同的污染指標,到目前已經發明產生了相對應的治理新技術、工藝及儀器。清潔的大氣環保技術;固體廢物處理技術;水凈化技術等近年都取得了長足的發展。對于大氣治理,各種除塵技術,脫硫、脫氮技術等以及工業廢氣的凈化都取得一定效果;對于污水處理和凈化技術也在不斷地完善和發展;對于固體廢物處理,廢物的減量化明顯且回收率高。近年來,我國的環境污染治理技術有了較大的發展,人們從僅注意少數幾種污染物的單項治理發展到用先進的設備和投術進行綜合治理,用物理化學及生物化學方法治理環境污染已取得較明顯的效果。
二、城市環境污染的監測
1.環境監測對象
城市環境污染監測主要圍繞水質環境監測、大氣污染監測、噪音污染監測、生物指標監測。就城市監測技術手段而言主要圍繞在實驗室通用分析儀器、專用環境監測儀器和便攜式現場應急監測儀器等。
2.環境監測技術及應用
環境監測技術在不同的使用條件下有不同的技術方法。
在實驗室通用分析儀器中,主要使用一些原子吸收光譜法、紫外一可見分光光度計、紅外吸收光譜法、ICP等離子體發射光譜儀等。
在專用環境檢測時所使用的儀器主要有空氣和廢氣監測儀器、污染源和環境水質在線監測儀器。常用的COD測定儀在測定方法上有滴定法、庫侖法、分光光度法等,這些方法均有各自的特點,可以滿足不同的需求。氰化物測定儀中,國外已有可以測定不同形態氰化物的儀器。測油儀中,主要以紅外法為主,其準確性、可靠性較好。
便攜式現場應急監測儀器:體積小、重量輕、分析速度快、操作簡便。國外環境常規污染物如CO、NO、COD等的便攜式儀器早已成熟,便攜式氣相色譜(GC)作為現場分析儀器也已使用多年。這些都是應急監測中不可缺少的工具。隨著國家十二五規劃對環境保護的加強,能力建設投入的加大,監測應用技術和手段必將上一個新的臺階。
自動在線監測系統主要有空氣和廢氣自動監測系統、水質自動監測系統、噪聲自動監測儀器、3S技術等。其簡便及其長效的監測平臺也必將在我國十二五發展規劃發展中有更大的空間發展及應用。3.我國城市環境監測技術存在的問題
我國城市環境監測技術目前尚存在不足之處:首先,監測系統整體能力不強,自動在線監測儀器產品技術含量偏低,無法與國外產品進行競爭。其次,監測技術配套性差,可測項目不多;太精儀器、自動監測系統大多依靠進口。第三,總體技術水平低,缺乏自己的核心技術。最后,在監測分析技術上,一些污染物缺乏一些標準的分析方法,一些監測技術尚不規范,應進一步提高應用監測分析技術。
三、城市環境污染的治理
城市環境污染治理主要包括大氣污染物治理、廢水治理、噪音污染治理以及固體廢棄物治理等。
1.城市環境治理技術及應用
大氣污染物治理技術主要有顆粒污染物治理技術和氣態污染物治理技術。顆粒污染物治理技術包括機械除塵裝置、過濾除塵裝置、靜電除塵裝置。氣態污染物治理技術包括吸收法、吸附法、催化法、燃燒法、冷凝法、生物法、膜分離法等。
廢水處理技術可分為物理法、化學法、物理化學法和生物處理法,生物技術逐漸運用到污水處理上來了,且得到了很好的處理效果。這些方法運用于廢水處理的三大類別:分離處理、轉化處理和稀釋處理。
噪音污染治理包括吸聲降噪、隔聲降噪、消聲降噪、減振降噪。
固體廢棄物治理是通過一定的技術處理和分離手段,來改變廢棄物的結構和特性,已達到減量化、資源化和無害化的目的、主要的處理技術包括壓實、粉碎、分選、脫水干燥、化學處理、生物轉化處理和固化處理。
2.我國城市環境治理技術存在的問題
我國城市環境治理技術存在的問題主要有:中小城市的環境治理的設備的落后,環境污染處理效率、質量低;關鍵治理設備還得需要進口,國內沒有相關的設備支持;綜合治理的能力較薄弱;我國制定的污染指標比較寬松;污泥沒有真正達到無害化,沒有最終處置的途徑;新興技術(像生物治理技術)的發展比較緩慢;對于廢棄物治理的回收再利用率低。這些問題都在技術上限制了實踐過程中環境治理的實施與發展。
四、我國城市環境污染監測及治理技術的發展方向
1.城市環境污染監測技術的發展方向
城市環境污染監測技術發展方向應落著在以下幾個方面:大力推廣實驗室管理系統(LIMS),并加以廣泛應用;創建和完善具有中國特色的環境監測技術體系,組建完善國家級環境監測網絡;加強對突發污染事故預警監測系統的研究。另外,在環境污染物的分析項目上,以監測有機污染物為主;在監測分析的精度上,向痕量乃至超痕量分析的方向發展。其次,連續廣泛使用自動化和現場快速分析技術,監測分析儀器趨于小型化和復合化,操作簡便化。
2.城市環境污染治理技術發展方向
城市環境污染治理技術發展方向應落著在以下幾個方面:水環境治理與水生態系統修復技術;采用先進的工藝技術和設備減少煙氣污染排放;加大綜合治理設備的發展;加大對特殊材料的研發;對新興技術的研究,像生物治理方面的研究,也是一個重要的方向。
五、結語
我國在環境監測方面還處于發展階段,很多測試儀器、測試系統及數據分析儀器還處于不斷發展和完善階段,要大力推進環境測試技術的發展,鼓勵測試儀器及系統的研發,并在制度和管理上完善我國環境測試技術的落實和基本普及。對于城市環境的治理技術,也要大力發展配套設備的研制和完善,發展新興污染處理技術和處理方法,同時將治理放在污染之前,做好預防,防患未然。(作者單位:仁壽縣環境監測站)
參考文獻:
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【關鍵詞】ARM;DSP;軸系;監測
1.引言
現代船舶推進軸系日趨復雜,其產生的扭轉、縱向及橫向振動會對軸系本身造成危害,嚴重的甚至造成軸段斷裂與船毀人亡。因此預防軸系故障的產生尤為重要,但傳統的定時檢修與事后維修方法已不能滿足要求,需采用特定的監測方法。因此本文開發船舶軸系監測裝置,為其安全運行提供保障。該監測裝置能在線對軸系扭應力、扭轉振動、回旋振動與縱向振動進行實時監測與報警,同時還監測軸系轉速,實時功率與扭矩,以判斷軸系工作狀態。
2.組成與測量原理
軸系監測儀為模塊化設計,可根據用戶要求進行配置,由扭轉、回旋、縱向振動監測模塊、軸功率監測模塊與機旁監測終端等組成,見圖1。
(1)扭轉振動:扭轉振動采用應力直接測量法。利用粘貼在軸上的電阻應變計,測得旋轉軸表面扭應力的大小,扭應力隨時間的動態變化就反應了軸系的扭振。選用德國KMT公司的MT32型350Ω全橋應變片,具有溫度自補償功能(圖2左)。同時設計機械裝置,保證應變計粘貼得與軸線方向一致(圖2中)。在對應變計涂層防護后,設計硬質非金屬材料卡環保護罩封裝應變計與無線編碼模塊,并牢牢固定在軸上隨軸旋轉;感應拾取模塊緊靠其安裝而不接觸(圖2右)。
由于旋轉軸上接觸式信號的傳輸不穩定,工作壽命短,不適合長期在線監測,所以摒棄了滑環與電刷的接觸式傳輸方式,采用脈沖編碼調制(PCM)方式無線傳輸扭振信號,發射主頻為433.3~434.5MHz,采用數字信號,信噪比高不易受干擾;并且軸上信號編碼與發射模塊均采用低功耗設計,可靠感應方式供電,能長期穩定地工作,從而解決了旋轉軸上模塊的供電問題。
所以完整的扭振傳感器由應變計、無線數字編碼模塊、天線、無線接收模塊與解碼模塊組成,并得到圖3中的扭矩信號輸入至監測儀。
(2)回旋與縱向振動:回旋與縱向振動均采用接觸式測量法。利用安裝在軸上的ICP加速度傳感器獲取回旋振動與縱向位移信號,也采用PCM無線發射。該模塊由一對互相垂直的ICP加速度傳感器(回旋振動)/一只ICP加速度傳感器(縱向振動)、ICP調理模塊、無線數字編碼模塊、天線、無線接收模塊與解碼模塊組成(其無線發射部分與扭振測量模塊共用),得到兩路回旋與一路縱向振動信號輸入至監測儀,見圖1。
(3)軸功率:軸功率監測需扭矩與轉速信號計算后求得。扭矩信號的測取同上,轉速信號是由軸系飛輪上的磁電式轉速傳感器測取的,計算得到軸功率信號輸入至監測儀,見圖1。
3.機旁監測終端硬件設計
機旁監測終端是監測儀的核心,它處理多路傳感器信號,同時實現顯示、報警、存儲等功能,有連接LCD、以太網、SD卡及CAN總線預留等要求,并考慮到工作環境及穩定性的要求,需采用一款具有上述各種接口并能用于工業環境的ARM處理器。同時,機旁監測終端需處理大量計算,對數字信號處理能力也有較高要求,最好選用快速的DSP處理器。綜合上述因素,并考慮到系統今后的擴展性,決定采用ARM+DSP雙處理器架構來設計。
ARM選用NXP公司ARM7內核、32位精簡指令集的LPC2378處理器。該處理器片上集成512KB FLASH和58KB SRAM存儲器,有總線外擴接口、UART、USB、10/100M以太網接口、SD卡接口、以及兩路CAN總線接口等,單一3.3V供電方便與其它3.3V器件的供電相匹配[1]。DSP選用TI公司C5000內核的TMS320VC5409A處理器,該DSP包含32K片內高速SRAM,有總線外擴接口,便于擴展片外SRAM和FLASH存儲器,以實現應用系統[2]。
DSP在系統中作為協處理器,需與ARM主處理器交換數據。DSP的HPI接口可用以與主處理器接口和交換數據[2]。其總體架構如圖4所示。
(1)前端信號調理:根據前端傳感器與調理器的工作屬性,調理后的各路信號屬性應如表1所示。
信號調理電路主要由運放組成,實現信號的濾波、縮放、零位偏置、及提高輸入阻抗等功能。為提高精度,運放選用高性能的集成儀表放大器,相關電阻采用0.1%精度的精密電阻。信號隔離采用安捷倫公司的反饋型線性光耦HCNR200,完成信號的1:1隔離放大。
(2)A/D轉換器:ADC采用16位Σ-Δ型ADS1174芯片,以實現高精度采樣。機旁監測終端設計4個ADC,每個ADC集成4路采樣通道,可實現16路模擬量的同步采集。ADC的輸出為標準SPI接口,可與DSP的Mcbsp口無縫連接,實現ADC轉換數據的讀取以及ADC的配置與控制。ADC芯片有高速和節電模式,高速模式下每通道最高52kHz同步采樣率。
(3)人機接口:采用帶字符層與點陣層的雙層LCD實現字符顯示與繪圖功能。LCD連接到LPC2378的外部總線,并采用LPC2378的Intel接口時序。另設計4*4矩陣式鍵盤,共占用ARM 8個GPIO口,用于界面操作。
(4)以太網控制器:通過LPC2378片上的10/100M以太網控制器,外部再連接物理層芯片DM9161A、以太網變壓器HR601680與RJ-45接口即可實現以太網接口。LPC2378利用其片上UART實現RS-232接口,以通過上位機設置以太網參數及調試系統。
4.可靠性設計與測試結果
(1)可靠性設計:電磁兼容按參考文獻[3]的要求設計。連接導線均采用低噪聲屏蔽電纜,盡可能降低信號在傳輸過程中所受的干擾;所有導線接頭均采用LEMO結構,插拔自鎖,能在高振動強沖擊環境下使用。系統整體單點接地,模擬與數字地分開,再通過磁珠連接,防止數字部分的對模擬部分的高頻噪聲干擾。
系統電源總接入口采用隔離電源模塊,輸入電源首先通過磁珠以阻止高頻干擾,內部電源變換使用線性電源芯片,降低電源的紋波干擾。外部傳感器信號接入處均采用光耦隔離。
電路布線采用多層板,并鋪設獨立的電源層與地層,以降低阻抗、提高抗擾能力。布線遵循元件布置與走線規則,以提升整個電路板的電磁兼容性。高頻DSP系統設計有看門狗電路,在系統死機時自動復位。最后,整個系統安裝到金屬屏蔽盒內,從系統的角度實現電磁兼容。
(2)測試結果:限于篇幅,并且由于功率測量需用到扭矩與轉速傳感器信號,因此可以功率測試為例。軸系試驗臺架的輸出軸后安裝有測功機,將監測儀輸出的功率值與測功機的測量值進行比較(表2),試驗結果表明:測試誤差達到工程要求,監測儀設計成功。
5.結束語
目前,該監測儀已用于船舶軸系的監測。由于ARM處理器能運行操作系統,便于管理復雜的程序任務,外設功能豐富,易于設計出智能化監測裝置;而DSP處理器具有快速采樣與計算能力,所以兩者優勢互補,完成設計目標。此外,該ARM+DSP方案也可以作為硬件設計的一個通用方案。而具有無線遙測與感應發電功能的新型傳感器的應用則大大提高了監測儀的先進性與可靠性。
參考文獻
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