监测仪范文

导语：如何才能写好一篇监测仪，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：电力监测仪；物联网；智能化；移动终端；电力系统；电力设备 文献标识码：A

中图分类号：TM933 文章编号：1009-2374（2016）31-0027-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.014

电力和人们的生产生活息息相关，但是在电力传输和使用的过程中经常会出现参数的突变，导致电流波形的不稳定和电压的畸变。这种突变容易造成安全事故的发生，对于人们的生产和生活影响意义重大。目前的电力监测设备基本都是在供电所、变电站等电力供应厂商处，用来对电力系统维护和维修，但是大部分电力监测设备体积较大，而且功能结构单一，必须放置在使用现场，工作人员在现场时刻观察，记录参数，使用非常不便。近年来由于物联网技术的快速发展，硬件设备产生的数据可以通过物联网传输到计算机当中，这为智能电力监测仪的发展提供了新的思路。

1 电力参数的测量方式

目前的电力参数测量常用的方式有三种，分别是交流采样、直流采样、FFT采样。（1）交流采样是按一定的规律对被测交流电气信号的瞬时值进行采样，获得用数字量表示的离散时间采样值序列，并通过对采样值序列进行数值分析计算获取被测信号的信息；（2）直流采样即采集经过变送器整流后得直流量；（3）FFT采样是将离散的采样值经过离散傅立叶变换（DFT）转换到频域，求出基波和谐波分量，再求出有效值及功率，实际使用中可以采用快速傅立叶变换（FFT）以提高运算速度。测量数据通过RS232或RS485传输给仪器控制界面，控制界面可以采用工控机、嵌入式主板等来实现，通过对数据进行操作和处理，计算出电流有效值、电压有效值、谐波分量、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等相关参数。

2 物联网技术在智能电力监测仪的应用

基于传统电力监测仪的携带不便、功能结构单一的弊端，利用物联网技术是能够研究出智能化电力监测设备的。近年来物联网技术应用非常广泛，物联网是三网融合的关键，通过物联网可以将硬件设备采集到的数据传输给计算机网络，用户通过计算机网络能够了解到测试的数据和信息。系统在采集到数据以后，数据在传输给监测仪的同时利用Zig Bee无线传感器和网关将数据通过MQTT物联网传输协议输到互联网服务器中。网络包括了有线网络和网关、内部网络，必须建立各个网络节点。外部网络主要是指互联网，利用互联网可以将数据快速地传输给用户；内部网络主要是在智能电力监测仪的内部传感器，可以将数据通过无线模块（例如NRF2401芯片）传输给网络。数据在进入互联网以后，用户可以利用计算机访问系统（使用B/S模式），也可以利用智能手机访问系统（使用C/S模式），系统地提供数据支持和服务。这样用户就能够实时接收数据，也可以设置数据的报警界限，随时随地关注监测的结果。

3 基于物联网的智能电力监测仪的研究

3.1 系统开发模式设计

根据对智能电力监测仪的研究，采用B/S和C/S混合开发的模式是比较理想的，用户可以使用计算机登录互联网访问系统，也可以通过手机软件访问系统。B/S模式划分为四层，即客户层、页面层、业务层以及EIS层，各层在系统中承担着不同的任务。C/S模式划分为三层，即软件界面层、业务逻辑层、数据访问层。

3.2 系统硬件设计

系统的硬件应该包括采集部分、处理模块和无线发射模块，由于采集部分和处理模块设计非常成熟，但是需要使用的无线发射模块必须设计，选用的无线模块是NRF2401，这种无线发射模块传输速度快、效率高、距离远，在室内布置无线接收点以后就能够接收到产生的数据。同时硬件的无线传输关键是制定通信协议，只有良好的通信协议才能够完成数据的传输，系统共涉及四种电力参数，设定格式为。通过固定格式参数的发送，可以有效避免错误数据的产生，为防止误报，上位机实行三次连续侦听的机制，判读数据的准确性。硬件电路的设计框图如图1所示。

3.3 系统软件设计

系统软件主要有两个版本：一是在计算机中使用的程序（基于web访问）；二是基于Android系统使用的APP软件。PC机系统采用的是B/S访问模式，具有系统登录、实时数据显示、即时测量、报警界限设置、故障预警、历史数据查询六大功能。（1）系统登录。用户凭借用户名和密码登录系统。如果用户名和密码不正确，不能登录系统；（2）实时数据显示。系统能够实时接收网络传输的数据，并将数据传输给计算机；（3）即时测量功能。用户使用该功能能够即时对电力数据进行检测；（4）报警界限设置。用户可以设置报警的界限值；（5）故障报警。当电力设备出现故障、电力传输设备出现故障的时候系统会出现故障报警；（6）历史数据查询。数据能够存储在计算机当中，用户可以根据记录的日期查询监测的数据。基于Android的App软件采用的是C/S模式。具有三大功能：（1）实时监测。可以利用手机软件实时接收监测的数据，并查看这些数据；（2）故障报警。能够在出现异常的时候报警，提醒用户注意电力参数突变；（3）历史数据查询。数据存储在手机中，可以根据记录的日期查看监测的数据。

3.4 系统拓扑结构设计

网络的传输设计是比较复杂的，首先通过无线传输模块将数据传输给接收终端，然后利用Zig Bee技术在各个节点进行数据传输，Zig Bee技术属于近距离、复杂程度较小、低功耗的无线双向通信技术，能够在多个频段实现信息的传递和传输，具有多个支节点。数据传递以后最终通过网关发送到服务器当中，由于采用了混合的开发模式，用户根据模式的不同可以选择不同的数据访问模式。其中B/S模式基于WEB API访问，必须具有访问接口，利用接口来对数据进行访问。C/S模式的访问系统利用移动4G网络对数据库服务器进行访问，获取其中的数据。

4 智能电力监测仪的特点

智能电力监测仪的使用非常广泛，发展也很迅速，尤其是近年来由于移动通信技术的快速发展，带动了嵌入式设备的进一步更新。例如中电科技四十一所的手持式电力监测仪就属于其中的一种，可以移动操作，远距离数据传输。总体来说，智能电力监测仪具有以下特点：（1）使用便利、功能丰富。智能电力监测仪是一整套系统，由多个模块和子系统组成，通过这个系统可以实现无人值守的功能；（2）智能化程度高。未来三网融合已经成为大的趋势，电力监测、煤气监测、光照监测逐步融入到物联网当中；（3）可靠性高。系统出现故障就会提示用户注意，相比传统设备来说可靠性程度更高。

5 结语

本文对电力监测仪的采样模式进行了研究和分析，基于这个思路提出了基于物联网的电力监测仪的观点，并针对系统的硬件和软件部分进行了设计。智能化的电力监测仪不仅仅具有电力参数的监测功能，而且是一个完整的系统，可以将监测到的数据传输给用户，而本文提出的观点正是结合了这个理念，为电力监测仪的发展提供了探索。

参考文献

[1] 朱少民.软件测试方法和技术[M].北京：清华大学 出版社，2005.

[2] Meng-Shiuan Pan，Ping-Lin Liu.Low latency scheduling for convergecast in ZigBee tree-based wireless sensor networks[J].Journal of Network and Computer Applications，2014，321.

[3] 俊峰.基于B/S模式的分布式数据库服务器系统模型 [J].计算机工程应用，2013，5（5）.

[4] Wissam Razouk，Garth V.Crosby，Abderrahim Sekkaki. New Security Approach for ZigBee Weaknesses[J]. Procedia Computer Science，2014，37.

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[关键词]开放光程监测仪 点式监测仪 环境空气质量 评价 对比

中图分类号：X851 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0212-02

1 背景

根据《环境空气质量自动监测技术规范》（HJ/T 193-2005），我国环境空气自动监测系统对环境空气（二氧化硫、二氧化氮、臭氧）监测采用两种监测仪器，分别为差分吸收光谱法（DOAS法）的开放光程监测仪器和点式监测仪器（二氧化硫--紫外荧光法、二氧化氮―化学发光法、臭氧--紫外光度法）。

目前福州市城市评价点五四北路、紫阳、师大、杨桥西路和快安均采用开放光程监测仪（瑞典OPSIS长光程差分光谱仪）监测并环境空气中的SO2、NO2和O3，对照点鼓山采用点式设备（美国赛默飞世尔自动监测仪）监测与环境空气质量。为比较研究两种监测仪器对监测结果产生的差异，2012年在紫阳监测点安装了美国赛默飞世尔自动监测仪，同步监测SO2、NO2和O3。

2 研究方案

2.1 监测仪器

（1）点式监测仪器：美国热电公司 Thermo 43i SO2气体分析仪，Thermo 42i NOx气体分析仪，Model 49i臭氧分析仪；

（2）开放光程监测仪：瑞典OPSIS AR500空气质量自动监测系统；

（3）校准设备：美国热电公司的146i 动态气体校准仪和111零气发生器；瑞典OPSIS的CB100 气体校准池和OC500臭氧校准仪。

2.2 评价依据

按照国家对环境空气质量的新要求，根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定》（HJ633-2012）和《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ663-2013）的评价准则，对两种监测仪器的同步监测结果进行了分析比较。

2.3 数据来源

选取福州市环境监测站紫阳监测点2013年全年的环境空气质量自动监测原始数据，并按照环境监测技术规范剔除无效数据。由于一年的数据量很大，为了便于分析，取各监测参数的日均值来评价比较。参考《环境空气质量评价技术规范（试行）》，O3在环境空气质量日评价时，计入评价的是O3的日最大8小时平均值。

2.4 质量控制和保证

严格执行环境空气质量自动监测技术规范，每周对AR500进行预防性维护，点式仪器每周定期进行零漂和跨漂的校准，用于校准的标准钢瓶气为由国家环境保护部标准样品研究所提供。

3 监测结果分析

3.1 监测结果的比较

比较2013年紫阳监测子站的SO2、NO2日均监测浓度值和O3的日最大8小时平均值随时间的变化曲线，曲线图如图1、图2和图3.

比较2013年紫阳监测子站的SO2、NO2日均监测浓度值和O3的日最大8小时平均值随时间的频率分布如图4、图5和图6.

统计分析结果如表1所示：

3.2 分析讨论

（1）采用点式监测仪测量的SO2监测值在最大值、平均值和最大频率出现浓度上都比采用开放光程监测仪器的SO2监测值要小，两种监测仪器监测值的相对偏差范围和相对平均偏差都较大，相关系数0.458，查表得知，相关系数临界值为r0.05（300）=0.113，这表明两种监测仪器具有一定的可比性。

（2）采用开放光程监测仪器的NO2监测值数据较为集中，年平均值比点式监测仪测量的NO2监测值略大，点式监测仪的NO2监测值分布范围较广。两种监测仪器监测值的相对平均偏差较小为10.22%，相关系数0.806，查表得知，相关系数临界值为r0.05（200）=0.138，这表明两种仪器具有很好的线性相关关系。

（3）采用开放光程监测仪器测量的O3日最大8小时平均值数据分布较为集中，年平均值比点式监测仪的O3日最大8小时平均值略小，点式监测仪器的O3日最大8小时平均值分布范围较为松散。两种监测仪器O3日最大8小时平均值的相对平均偏差较小为13.65%，相关系数0.814，这表明两种仪器具有很好的线性相关关系。

（4）通过t检验对成对双样本均值统计分析：三组数据的t检验值分别为： 1.33202E-27、0.007767、7.5957E-06。查表t0.05（∞）双尾临界为1.95996，三个项目统计值均小于临界值，说明开放光程监测仪器与点式监测仪测量结果无差异，即两种测量仪监测值不存在系统测量偏差，表明两测量仪器具有一致性。

4 两种监测仪器监测结果对空气质量评价的影响

4.1 空气质量评价结果比较

根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定》（HJ633-2012），计算两种监测仪测量值的AQI指数，并统计两种监测仪测量值对空气质量指数AQI的级别分布的影响，分布图如图7、8所示，两种监测仪测量值对空气质量指数AQI统计结果列于表2。

根据《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ663-2013），计算两种监测仪的监测结果对福州空气质量综合指数的影响并列表如表3。

4.2 分析讨论

（1）由上述图表可以看出，2013年紫阳监测子站采用两种监测仪器测量后计算的该站点AQI最大值没有变化，采用开放光程监测仪后计算的AQI年均值比点式监测仪的AQI年均值略大。采用开放光程监测仪后该站点空气质量评价的优良率为94.23%，轻度污染占5.77%，点式监测仪的优良率为93.27%，轻度污染占6.73%，优良率下降0.96个百分点。由此可见，这两种监测仪器测量值对空气质量指数的影响不大。

（2）两种监测仪的AQI指数计算结果差别很小，相对平均偏差为5.04%。相关系数为0.92，说明两种监测仪器测量结果对空气质量结果具有很好的线性相关性，可比性很强。

（3）采用开放光程监测仪的SO2和NO2空气质量分指数比采用点式测量仪的SO2和NO2空气质量分指数高，O3空气质量分指数比点式测量仪的O3空气质量分指数低，导致两种监测仪的空气质量综合指数变化不大。

5 结论

采用点式监测仪设备的监测结果与开放光程设备监测结果具有较好的相关性，统计结果表明两种监测仪器不存在系统偏差，监测结果可靠。采用点式监测仪监测的空气质量日报优良率比开放光程监测仪会有所下降，空气质量综合指数变化很小。由此可见，两种监测仪完全可以兼容，选用任意一种监测仪都不会对整体空气质量评价产生较大影响。

参考文献：

[1] 国家环境保护总局.环境空气质量自动监测技术规范（HJ/T 193-2005） [S].北京：中国环境科学出版社，2005.

[2] 国家环境保护部.环境空气质量指数（AQI）技术规定（HJ633-2012）. 北京：中国环境科学出版社，2012-02-29.

[3] 国家环境保护部.环境空气质量评价技术规范（试行）（HJ663-2013）. 北京：中国环境科学出版社，2013-09-22.

[4] 庄马展，吴宇光，杨青.差分光谱仪与传统点式仪器测定环境空气质量对比研究[J].环境保护.2000年5月：25-27.

[5] 张展毅，李丰果，杨冠玲，李仪芳，曾凡进，曾立民.大气颗粒物浓度自动监测仪器的研制及性能比对测试[J].北京大学学报（自然科学版），第42卷，第6期，2006年11月.

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总之，这三类仪器的产品化水平，基本上体现了一个国家的海洋监测技术能力，是国家海洋监测能力的标志性产品；且声学多普勒海流剖面测量仪和投弃式温深测量仪能打破发达国家对我相关技术的封锁。

1 项目的定位

1）围绕产品化是将“技术”从科研院所的科学家手中转移到企业、变成“市场化产品”这个公益性技术转移主线，在已有工程样机的基础上，为其产品化提供必要的技术研发支持；

2）重点解决传感器国产化率和精度，提高仪器的可靠性和长期稳定性，建立、完善生产工艺流程和质量控制流程、建立产品生产专用的测试、检验设备和仿真环境；

3）企业参与整个产品可靠性和稳定性设计改进、工艺流程体系建立和工艺固化，使得项目成果可直接转为企业生产能力，实现相应定型样机的产品化；

4）为我国后续的海洋监测技术产业化打下基础。

2 海洋监测仪器产品化项目成本控制思路

通过海洋监测仪器产品化项目的成本测算我们可以看出，该项目必需要在其准备阶段，实施阶段以及验收阶段的三个阶段上进行全员、全过程的成本控制。

该项目成本管理的关键，是实现成本的全过程控制。海洋监测仪器产品化项目的成本管理的目的，是及时地就导致项目成本变化的每一个地方，从单一的、独立的各项费用的逐个对象控制，转变到海洋监测仪器产品化项目成本的准备阶段的预测控制、实施阶段的控制调整控制和验收阶段的总结控制。海洋监测仪器产品化项目的成本管理，不再只是包括研制及生产成本，还有项目预测成本、项目计划成本、项目质量成本和作业安全成本等，将成本控制管理关联的项目每一领域与过程，这一重要的海洋监测仪器产品化项目的成本控制的转变才真正地促进了海洋监测仪器产业化的发展，有利于项目实施企业的长期发展。

3 海洋监测仪器产品化项目成本的控制方法

海洋监测仪器产品化项目成本控制的主要方法包括五大方面，具体为：

1）按海洋监测仪器产品化计划进行成本预算，减少费用支出

进行海洋监测仪器产品化项目成本管理的成本控制过程中，必须按照在海洋监测仪器产品化项目准备阶段制定好的项目施工作业计划来进行预算，减少费用支出。这是成本控制就行之有效的控制方法。合理有效地去安排科研及生产人员的工作，尽量对某些需求人员较多的部分，进行新材料、新工艺的使用，减少相关人员的投入比例。加强管理原材料的使用，一定执行在工程项目准备阶段制定的相关计划和数量，进行投入。

对于海洋监测仪器产品化项目中的占经费比例较大设备的进行严格的控制，一般来说，在能够寻找到可替代的国产设备或能试制设备的情况下，不购买进口设备。能够改造和租赁的，也不购买新设备。

2）使用海洋监测仪器产品化项目的台帐，进行过程的控制

在整个海洋监测仪器产品化项目的总投资中，它的材料费用所占的成分比较巨大，相比于人员所劳务费用所占成分，它是其所占成分的六倍之多，加强管理材料的购置和使用，坚决按照利用海洋监测仪器产品化项目费用的台帐进行管理。

3）利用海洋监测仪器产品化项目成本、进度的关联性，实施分步的成本控制

在海洋监测仪器产品化项目的部分工程成本的分步控制，使用横道图，绘出一条项目实施准备阶段的方案计划线，以及一条项目实施过程中的实际发生成本费用线，以协助我们掌控分工程的进度、对工程费用的点线跳动进行观察、研究，并找到成本控制的途径。

4）使用海洋监测仪器产品化项目的审核进行成本控制

在项目成本管理的成本控制过程中，及时、正确地使用审核，进行成本控制，可以保证海洋监测仪器产品化项目过程中成本控制的严谨性，有利于对项目进行更严格的成本控制。

5）实施成本控制标准化，杜绝海洋监测仪器产品化项目费用浪费现象

在海洋监测仪器产品化项目成本管理的成本控制过程中，广泛地使用成本控制标准化，杜绝浪费现象，更好地实施成本控制，有利于杜绝浪费现象。

4 海洋监测仪器产品化项目各阶段的成本控制

4.1 海洋监测仪器产品化项目准备阶段的成本控制

海洋监测仪器产品化项目的实施准备阶段，根据项目总经费为依据，制定出项目的目标成本。根据污项目的设计图纸、有关的技术资源，对项目的不同实施方法等进行探讨、分析，并使用先进的研制与生产理念，来制定出科学的，技术先进的，及经济合理的项目实施计划，编写出详细的、分步执行的项目成本计划，为之后的海洋监测仪器产品化项目成本控制，作好必要的准备，并编写出项目实施经费预算，对之做分解处理后，明确到每个分项目的相关方。

我们根据标书合同中的底价制定出，该海洋监测仪器产品化项目的目标成本为1 800万元人民币；且该项目复杂性、变化性较大，我们把把海洋监测仪器产品化项目分成了7个部分，做到将科研和生产分开；由于本项目是产品化项目，所以科研成果的转化和生产过程将是成本核算、控制的重点。

4.2 海洋监测仪器产品化项目实施阶段的成本控制

在海洋监测仪器产品化项目实施阶段的成本控制。对实施过程中测试化验加工费、材料费用以及人员相关费用使用量化计算，以便提供准确、清楚的数据，用于海洋监测仪器产品化项目的成本控制。对于项目生产部分下发的任务单、定量的领料单的计划资料、生产预算进行比较，并分析部分项目的成本差异、查找原因，使用行之有效的改良对策。做好海洋监测仪器产品化年度项目成本的原始费用收集、分类，准确地统计出年度成本，研究年度项目预算成本、项目实际成本的不同。对于差异比例较大的分项，要重点地研究、查找原因并加以改良。海洋监测仪器产品化的年度项目成本核算之后，对责任成本核算，也也就是再一次按照责任部门的不同，或责任方分类整理项目成本费用，并与计划的目标成本对比后及时用于海洋监测仪器产品化项目的实施阶段成本控制。

4.3 海洋监测仪器产品化项目验收阶段的成本控制

在海洋监测仪器产品化项目验收阶段的成本控制，要注意海洋监测仪器产品化项目验收工作，尽快完成项目结算，让项目能顺利完成验收。要使得该完工的项目尽快完成收尾工作，取得的海洋监测仪器产品化项目的经济利润。同样要做的有，在完成海洋监测仪器产品化结算之前，务必明确项目管理人员仔细地检查、对比。对于海洋监测仪器产品化项目延续的工作，要明确其责任人，从实际的工程角度着眼，制定海洋监测仪器产品化项目的后续维护方案。

5 海洋监测仪器产品化项目成本控制的效果

基于以上对于海洋监测仪器产品化项目准备阶段的成本控制，很好地加强了对项目实施期间的测试化验加工费、材料费，人员相关费等费用的合理使用。

海洋监测仪器产品化的年度成本核算之后，对责任成本核算，也就是再一次按照责任部门的不同，或责任方分类整理项目成本费用，并与计划的目标成本对比后及时用于海洋监测仪器产品化项目的施工作业的成本控制。通过这些控制的步骤的实施，项目实施期间对于项目资金的前期投入大大地减少，有利于增加项目内部资金的流动性。

通过上述我们对海洋监测仪器产品化项目的各项发生费用的成本预算控制计划与年底的项目各项财务核算结果基本持平，成本控制得当没有出现了严重的失衡现象，保证了整个海洋监测仪器产品化项目的顺利完成。

参考文献

[1]张文祥.市场经济环境下企业成本管理问题研究[J].财会通讯，2005.

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【关键词】 无线电台监测仪 设计 电磁安全

目前无线电频率已经发展成重要的信息传输载体，在应用上更为广泛，尤其是军用方面取得了突破性的发展。为实现无线电信息传输的进一步发展，需要做好无线电波的管理，避免出现大规模的电磁污染。而无线电台监测仪的存在主要目的则是解决此类问题，在面对各项技术不断应用的背景下，想要提高监测效果，就必须要在现有基础上，做好对无线电台监测仪的设计优化，提高其使用效率。

一、无线电台监测仪功能分析

利用无线电监测仪可以实现长时间对一种频率的监控，情况允许下也可以同时监控几种频率，并对其进行扫描，确定无用的信号发射频率，来确保无线电环境的安全性。通过无线电监测仪的应用，可以对特定的频率范围进行全面搜索，对其中存在的可以信息进行确定，此项功能多被应用到军事上，确保不会存在危害国家安全的无线电信息。

二、无线电监测仪设计分析

2.1硬件系统设计

1、A/D采样电路。（1）A/D转换器。模数转换器重要参数主要有位数、有效位数、输入宽带、最大采样频率以及信噪比等，并且ADC会对接收机动态范围产生明显的影响，进而会影响到接收机的灵敏度。例如可以选择用AD6640，其为单片式12位ADC，内含采样保持电路与基准源，采样频率甚至可以达到65MSPS。可以选择用单电源+5V来作为供电电源，或者是利用3.3V电源在输出数字部分供电。（2）模拟信号。AD6640模拟输入方式为差分输入，输入信号电压范围以2.4V为中心，抖动在±0.5V以内，但是因为差分输入两路信号相位相差180°，则输入信号的最大值为峰-峰值（Vp-p）2V。对于AD6640来说，其差分阻抗为0.9KΩ，设计时就需要将模拟信号功率确定为-3dBmW，可以对输入端驱动放大器进行简化。另外，基于AD6640输入阻抗高的特点，还需要在输入端设置一个20：1的变压器，同时为降低变压器比例系数，可以在输入端并联一个匹配电阻，对整个ADC性能进行完善[1]。2、数据存储电路。A/D采样处理的数据一般会存放在1片静态双端口RAM中，然后DSP会通过EMIFA口定期从其中读取数据后进行处理。这样在进行设计时，即可以采用高速异步静态RAM，这样数据的读取将由控制线来进行控制，改变了传统的时钟控制方式。3、CPLD电路。对于CPLD电路的设计，可以选择用CPLD芯片EPM7128AE，具有较高的性能，为基于EEPROM的可编程逻辑器件，并且其内部设置了JIAG边界扫描测试电路。另外，此芯片管脚逻辑延迟为5ns，并且设置了计数器装置，可以与PCI接口器件进行更高的配合度。且其本身具有多压接口特点，完全能够适应于不同的电压电源系统中。

2.2软件系统设计

1、FIR滤波器设计。按照冲激响应时域特性进行分析，可以将数字滤波器划分为无限冲激响应滤波器与有限冲激相应滤波器两种。而FIR滤波器结构相对简单，具有系数少、乘法操作少等特点，在实际应用上具有更高的效率，但是在设计时需要明确其所具有的极点特点，重点做好稳定性研究[2]。另外，其具有以前事件较长的记忆，如果设计不合理容易出现溢出、误差以及噪声等问题，设计时均需要做好分析。2、MATLAB仿真设计。（1）数字输入信号。对于模拟信号来说，采样后得到的仅仅是时间离散信号，并且幅度具有连续性特点，想要将其转化为需要的数字信号，还需要对其进行量化。设计时可以利用A/D转换器来将模拟信号转换为数字信号，一般字长为8位、12位、14位以及16位等，所对应的量化精度分别为1/256，1/4096，1/16387以及1/65536，量化位数越高则其精度也就越高，而量化噪声也就越低。（2）数字信号。数字下变频即利用A/D量化处理出的数字波乘以cosωt与sinωt，得到I通道与Q通道信号。系统设计时应根据要求来确定振动频率，控制好采样率，一般情况下严格按照振作数字下变频，会出现正弦、余弦表数据量过大的情况。因此，在实际设计与应用中，在对数字信号下变频内容进行分析时，还需要对本振进行调整，确保产生的中心频率偏差在最后FFT时能够修正。3、PIC接口电路。其主要来连接系统中不同功能元件，来形成一个可以编程与扩展的硬件平台，来提高数据流量。从实际情况来看，对于不同的软件其无线电互联结构之间性能存在较大的差异，流水线式软件无线电互连结构总体性能较低，只可用于特定通信体制。

结束语：无线电监测仪对保证无线电环境安全性具有重要作用，为提高其应用效率，需要针对其所具有的特点，做好硬件系统与软件系统的设计优化，选择合适的设计方法与应用构件，争取不断提高其最终应用效果。

参 考 文 献

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关键词：位移、水工建筑物、渗流、应力应变

中图分类号： TV61 文献标识码： A 文章编号：

1前言

长洲水利枢纽位于西江水系干流浔江下游河段广西梧州市上游12公里处，枢纽坝轴线横跨三江（内江、中江、外江）、两岛（长洲岛、泗化洲岛），是一座以发电为主，兼有航运、灌溉和养殖等综合利用效益的大型水利枢纽。长洲水利枢纽工程等级为Ⅰ等工程，根据《混凝土大坝安全监测技术规范》DL／T5178-2003和《土石坝安全监测技术规范》（SL60—94）的要求，结合本工程建筑物的结构特点，对本工程进行了水工建筑物的安全监测进行了设计，进行施工期和运行期的原型观测。本工程的主要观测项目有：外部变形观测、渗流观测、内部观测、环境量监测。观测内容包括：水平位移、垂直位移、扬压力、绕坝渗流、上下游水位观测、混凝土的应力应变观测等。观测范围：泄水闸、厂房、船闸、接头重力坝和土石坝。

2大坝表面变形监测

长州水利枢纽大坝表面变形观测项目主要有水平位移、垂直位移等。

水平位移：水平位移采用二维激光准直法观测（同时也可监测垂直位移），激光准直线端点用倒垂线和双金属标控制。船闸、外江观测廊道分别设置4条激光准直线，中江设置一条、内江设置1条，共6条激光准直线计98个测点。

垂直位移：在坝区布置了垂直位移监测网组成2个环水准线。另在三江坝顶各布置1条水准线路计107个测点，对大坝进行垂直位移观测，均采用精密水准法进行观测，按一等水准限差施测。

⑴垂直位移监测网

长洲水利枢纽施工期垂直位移观测实施的总方案为“先建网，后监测；先外江，次内江，后中江”。

从枢纽左岸至右岸共布置水准网工作基点8座，其中2座双金属标（水1、水6），5座钢管标（水3、水4、水5、水7、水8），根据工程实际布设2个水准环线，分别是：①枢纽主坝环线：从“长水基右铜（已知施工深层基岩双金属标）”开始，经过“水6”、“水5”、“水4”、“水3”、“水1”至“长水基右铜”，水准路线总长10.311Km；②右岸船闸水准网环线：从“水6”开始，经过“水7”、“水8”至“水6”，水准路线总长2.641Km。，从2009年6月18日开始施测。各水准环线均按一等水准测量规范要求施测。

⑵大坝垂直位移监测

在外江、中江、内江坝顶布置了垂直位移测点，各布设1条水准线路，计3条水准线路103个测点。

3渗流监测

大坝渗流监测项目主要有坝基扬压力、渗漏量，在帷幕后顺坝轴线方向不同部位布置有测压管及渗压计，另在代表性坝段沿断面上、下游方向布置测点，以监测坝基扬压力横向分布。渗流监测仪器布置如表3.1～3.3所示。

表3.1 内江渗流监测项目一览表

⑴埋设测压管106根，采用压力表或孔隙水压力计进行观测，两仪表可相互对比测，其中内江23根、中江38根、外江布设45根。

⑵埋设渗压计152支，其中内江48支、中江31支、外江布设73支，在相同部位如有测压管时，两监测成果也可相互验证。

4接缝监测

长州水利枢纽大坝接缝监测项目主要有：基岩变形、混凝土施工缝开合及混凝土坝与土石坝接合部开合等。监测仪器布置如表4.1～4.3所示。

⑴在坝踵处基岩埋设基岩变形计43支，仪器型号为“CF-20”，以监测坝踵处基岩的开合变形，其中内江11支、中江8支、外江布设24支。内江分布设在“内厂房”、“内泄水闸”处；中江分布设在“内泄水闸”处；外江分别布设在“外1-2#重力坝”、“外4-7#重力坝”、“外厂房”、“外泄水闸”处。

⑵在混凝土坝与土坝接合部处埋设25支大量程位移计，仪器型号“CF-200”，以监测混凝土坝与土坝接合部的开合变形，其中内江7支、中江8支、外江布设10支。内江布设在“内江左岸土石坝”处，中江布设在“左右岸土石坝”处，外江分别布设在“外1-2#重力坝”、“外江左岸泗化州土石坝”处。

⑶在混凝土坝施工缝处埋设63支测缝计，仪器型号“CF-12”，以监测混凝土坝施工缝的开合变形，其中内江32支、外江布设31支。内江仪器布设在“内厂房”处、外江仪器分别布设在“外厂房1-2#机”、“2#船闸下闸首”、“外泄水闸门机大梁”处。

表4.1内江接缝监测仪器一览表

5应力应变及温度监测

应力应变监测项目主要有土压力、钢筋应力、无应力、混凝土应变及温度。

⑴ 埋设土压力计11支，以监测混凝土坡脚受土体或回填料的压力，仪器分别布置在“外江1#重力坝”、“外船闸上闸首”、“下航”混凝土与土石体的结合处。

⑵埋设钢筋计104支，以监测钢筋混凝土的钢筋应力，其中内江37支、中江9支、外江布设67支。内江仪器分别布置在“内电站厂房”、“泄水闸”处；中江仪器布置在“内泄水闸”处，外江仪器分别布置在“外电站厂房”、“外船闸上闸首”、“泄水闸”“下航”处。

⑶埋设三向应变计57组，其中外江布设41组（120支）、内江16组（87支）、中江4组（12支）。相应部位还埋设了无应力（共78套），以测量混凝土自生体积的变化，即可测量由重力所产生的应力应变值。内江、中江泄水闸各埋设二向应变计2组。

⑷埋设温度计119支，其中内江38支、中江19支、外江布设62支，以监测施工期的混凝土温度变化值，并监测运行期的混凝土温度变化值。还在外江安装间、内江厂房及中江上游混凝土表面处沿铅直向布置了表面温度计，以监测库水温。

6 边坡位移

埋设13+7=20套多点位移计（44+7=51个锚头），仪器型号“BWC-4100”，以监测边坡岩体孔深内不同高程的的位移，其中内江布设2套，中江7套（每套1支仪器）、外江布设11套。内江仪器布设在内江左岸土石坝；中江仪器布设在中江左、右岸土石坝处；外江仪器分别布设在“船闸控制楼”、“下游引航道”处。

在外江下航高边坡处钻孔埋设了7套钻孔倾斜管，观测仪器型号“BWC-4100”，以监测边坡岩体孔深内不同高程的位移分布。

7 结论

长洲水利枢纽工程按规范要求布设了变形、渗流、应力应变等监测项目，到现在已经稳定运行了较长时间，有效地监控了建筑物的工作性态，为工程蓄水和竣工安全鉴定提供了非常有益的数据。

参考文献：

【1】王德厚,刘景僖,华锡生。三峡工程安全监测系统仪器布置优化研究【J】，长江科学院院报，2011，5：73-75.

【2】张松涛,陆辛；大化水电站扩建工程安全监测设计【J】，广西水利水电，2012，2：62-64.

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【关键词】含水率 射频 γ射线 含水分析仪

1 引言

中原油田目前主要采用注水采油工艺，采出原油的含水率普遍偏高，各采油队将混合液汇输到联合站经过分离处理，随后进行油、气、水的计量，以前对原油的计量主要有人工蒸馏化验法、振动密度计法等，但这些技术都有一定的局限性，可靠性差，尤其是这些方法都无法消除含气对含水率测量带来的影响，因而使原油计量始终处于一个低水平，给油田开发管理带来诸多不便。

中原油田文一联合站主要接收由采油一厂七个采油区管线输送和油罐车拉来的原油，这两种来油方式给原油计量外输带来了很大不便。用人工进行化验要求取样频繁工作量大，测出的含水率不是连续值，误差较大，无法准确计量。

2 在油田的应用

2.1 射线型原油含气、含水率自动监测仪的应用

在对七个采油区管线输送的来油，中原油田采油一厂文一联合站在集油岗的来油管线上安装了七台YSQF-I射线型型原油含水含气分析仪外加计数流量计，使各个采油区经过管线输送进站的原油产量计算得到了很好的解决。

这套系统的配置是：给每个采油区输送来的原油，在管线上配有台射线型含水仪，附加计数流量计，数据传到微机系统，系统将采集到的原始数据进行后台整理，并处理计算，对各采油区的油、气、含水率进行实时监测，以报表和趋势图的形式显示在微机大屏幕上，直观明白易于操作。

射线型含水仪的测量管道安装在原油分离器的进口，来油经过管道，每个放射源所发出的强度不太高的γ射线穿过油、水混合介质，通过探测器计数，然后进行分析计算总结，从而得到含水率，这样的结果准确客观。

这套系统的一次仪表包括测量管道、探测器和放射源组成。测量管道由耐腐蚀耐高温钢材制造，探测器是不接触原油的。采用闪烁γ探测器性能卓越，数据精确。施工期间对原有管线进行了改造，安置到分离器的上部使之产生合理的落差，保证来油均匀顺滑的经过测量管道，连续不间断的进行测量。

二次仪表有数字信号处理单元、模拟信号处理单元、计算机数据采集系统组成，在值班室里就可以直观的显示出连续的含水。必须对值班人员经过专门培训，使其掌握专业的操作技术，才能更好的运行这套系统。

经一段时间测试，并进行含水取样对比，包括正常生产取样对比和调节分离器液位改变出口含水率和含气率进行对比，从表的检测计量数据对比知，仪器检测原油平均含水率为2.0%，人工检测原油平均含水率为1.8%，二者含水率检测差值为0.2%；仪器检测累计日均产油量224t，人工检测累计日均产油量223t，平均日差1t，相对误差0.3%；仪器检测累计日均液量1768立方米，，流量计人工检测日均液量1764立方米，平均日差4立方米，相对误差为0.3%。三项计量数据平均误差在0.5%以下。仪表的长期运行稳定性和测量误差都能满足生产计量要求。

2.2 技术特点

原油含水含气分析仪技术先进。采用最先进的核物理技术、核电子学技术和计算机技术，是核机电一体化的高科技术产品，是一种非接触自动在线测量仪表采用了计算机技术，测量参数随时间的变化一目了然，测量精度高。

2.3 SH射频含水分析仪的应用

除了七个采油区管线来油外，还有个别不在传输系统上的油井经油罐车将原油拉到卸油台卸油，以前测定拉来的原油含水率使用人工取样，在油罐车放油的过程中，间隔一分钟取样一次，一共三次，由于原油的在罐车中油、水、气和含有其它杂质成分分层，这样取样无法准确的体现一车原油的含水率，人员站在卸油口取样，呼吸有毒有害气体，对身体健康造成危害。

SH射频含水分析仪由测量传感器，一次仪表，二次仪表，擦除控制器，HGC-1型锦研卸油站含水自动计量监测控制微机系统组成。

测量传感器就安装在卸油口，直接和卸下得原油接触。由于电磁波在通过介质时，或多或少的被介质吸收，不同的介质吸收电磁波能量是不同的，由于传感器发射的是短波频率，它有很强的穿透能力，可以获得精确的信号，得到准确的数据。微机监控采用菜单化管理，中文操作，实用、友好的实时监控界面；具有实时变化趋势曲线图和历史曲线查询功能，具有数据报表存贮、查询功能。

经过一段时间的测试，每天测试的平均含水率与人工测试的含水率很接近，误差小于0.1%，单车卸车计量，消除了原油交接中的人为因素，能实时监测油罐车的卸油状态，确保油品交接公平、公正、公开。彻底杜绝了某些拉油罐车的弄虚作假现象，减少了收油单位的经济损失。先进的自动化产品，减少了工人的劳动强度，保护了工人的身体健康，提高了生产运行效率。

3 结论

随着石油系统经济体制改革的深人发展，采油企业内部原油生产交接计量管理变得非常重要。文一、文三联合站担负着采油一厂七个采油区进站原油脱水及外输任务。射线型原油含气、含水率自动监测仪，SH射频含水分析仪，实现了原油含气、含水率在线全流量的测量，消除了由于含气对含水测量带来的误差，克服了人工测量而导致的含水测量代表性差的不足。仪表的精度不受原油的流态的影响。这一新的测量方式将为多相流的在线监测提供了新的方法。这项原油计量新技术在中原油田及兄弟油田得到了广泛推广应用。

参考文献

[1] 严晓靖.原油天然气分线自动计量与监测技术的开发与应用[J].内蒙古石油化工

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[关键词]农村地区；电压监测仪；电网建设；检验方法

中图分类号：TM933.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0087-01

随着农网改造的不断深入，用户对电力系统的要求相比较过去也有了很大程度的提高，当前这种大形势下人民不仅仅要求少停电甚至是不停电的，而且对电网的安全用电已经电能质量的要求也更高了。就目前而言，如何使电能质量能够满足用户需求已成为供电企业首要解决的问题。通过以往大量的实践结果表明，

电压质量高低不仅仅会直接决定用电设备的性能能否达标，也影响电力系统的使用年限是否长久。除此之外，如果电压过高会对电力没备的安全构成威胁，电

压过低则对于电网的安全稳定运行也是不利的，因为相关企业和工作人员需要合理的把握好这个度才行。

一、电压监测仪的具体应用

为了搞清楚这个问题，我们可以从以下几个方面进行分析：（1）合理选用电压监测仪。作为电压监测的重要手段之一，在过去很长一段时间里使用的是走字表底型的电压监测仪（主要用于记录电压时间），它是用电压比较器对来判

断电压是否达标（主要是看电压是否在合理的范围内），另外，有三排走字轮分别累计电压时间―超上限时间、总监测时间与超下限时间。检测出来之后由相关工作人员计算出电压合格率即可。自上个世纪八十年代我国开始使用了统计式电压监测仪，它是以数码管来显示电压的最值 超上下限率等数据。其中一个比较具有进步意义的地方在于用抄MODEM电话线远传替代了人工抄表与电脑抄表的方式。随着时代的进步与科技的发展，近些年来采用了GSM短信与GPRS 的抄表方式，这在很大程度上提高了管理水平和工作效率。而且随着时间的不断推移，具有现代化意义的电压监测已从过去模拟电路朝着到数字电路方向发展。当前的电压监测仪不但可以进行统计仪表是否合格的工具，与此同时已成具有多功能的实时监测与分析的仪表。事实已经充分证明，如果我们在电压监测仪上安装和使用GPRS之后取数起来会非常和方便快捷，这是因为如此，得到了各大电力企业的广泛应用；（2）电压监测仪的工作原理。就一般的说，GPRS电压监测仪主要由交流信号采样，压频转换，有效值运算放大器等共同组成。其中交流采样部分主要使用内部电路与交流高电压的有效隔离。具体地说，就是用坡莫合金的电压互感器实施物理隔离（无任何畸变地），交流有效值运算放大器通过前置的方式进行放大，然后用V-F变换成数字信号。根据当前我国对监测仪的标准规定，采样的电压应当是每秒一次，然后除以六十（一分钟为六十秒）作算术平均来进行基本样本，然后分别记录电压超标的累计时间和最大值与最小值发生的准确时间；（3）电压监测仪的正确安装。结合自身多年的实践经验，应当严格按照几大步骤进行。首先仔细检查仪表外观有无破损现象（包括侧面系数标签和仪表标识）。然后确认SIM卡已开通语音拨号与GPRS，如果没有开通要立即开通。确保已经开通之后，接下来就是将仪表面板打开，插上SIM卡，认真仔细的检查卡座锁紧与否。最后比对小面板内侧的接线图相应指示，以电压的实际值插好型号为S4的跳线。打开接线盖（仪表下方的），左下方的白色方框内是跳线夹。一般地说，插在左侧的是用于监测三百八十伏特、中间监测两百二十伏电压 ，右侧是用于监测一百一十伏电压。再用两根电源线分别接入与之对应的接线孔内，将螺母固定好。倘若在这个时候无法在断电的情况下接线，应用绝缘胶带将线头包好，以免在以后发生短路等安全事故。这些都做好之后，就可以拨号，如果一声振铃后马上关掉手机，此时网络指示灯应当长亮半秒，紧接着长闪一下（以后都会是双闪）。最后就是安装服务器的相应软件了，安装好以后测试成功就可以正常使用了。

二、电压检翻仪的周期性检测

就这一点而言，应当包括以下几个方面。

1、检查外观

首先，要保证电压监测仪的美观，表面不要有任何的污垢与不洁之处，字迹应清楚显示在人们的眼前，各显示器件应安装在正确的地方，如果发现有错误要及时予以纠正并且妥善处理。然后检查仪器名称、出厂编号、制造厂名、通用标志等。最后是要保证电压监测仪的外表面没有明显的涂层剥落和机械损伤现象发生。以及塑料件无变形和气泡现象发生。

2、测试基本安全值

具体地说，首先要测试绝缘电阻。用五百伏绝缘电阻测试仪来测量电压监测仪所有电气回路的绝缘电阻，应在电压施加后一至两分钟之间准确读取绝缘电阻值，其值一定要大于五兆欧。然后测试泄露电流。取检测电压为额定电压的百分之一百一，泄露电流一定不得大于3.5毫安。最后测试介电强度。将一千五百伏正弦交流电压加在电压监测仪的外壳与各电气回路之间，不间断的持续六十秒（也就是一分钟），值得注意的是，试验过程中不应有击穿或飞弧的情况发生。

3、检测灵敏度

众所周知，在检测统计误差的过程中。相比过去，对监测仪电压的上下限（在电压合格区域）的统计灵敏度提出了更高的要求。通常而言，统计灵敏度指的是当电压监测仪在被测电压比设定的电压最大还要大，或者是比最小还要小的直接反映。在不出现意外的情况下，电压监测仪的灵敏度K一定不得大于百分之零点五。

4、测试功率损耗

电压监测仪接到电压互感器的二次侧。通过它反映一次电压的相关参数。鉴于此，监测仪信号输入端的功耗必将会在很大程度上对互感器的负载特性构成直接性的影响。这样一来就会加大互感器二次回路的电压降，从而导致测量误差产生，就这一点而言，检测功耗这一环节必不可少。在正常使用条件下，监测仅自身的功率损耗应不会大于3V・A。

三、结束语

综上所述，随着时代的进步与科技的发展，电压监测仪由于具有方便、快捷而且实用的特点，已经得到各大电力企业的广泛应用。而且通过大量的实践结果表明，随着GPR S电压监测仪的普遍应用，在很大程度上提高了电压监测数据的真实性和完整性，与此同时还很好地减少了管理人员录入和统计相关数据的时间，为将来对合格率较差的监测点进行分析和整改提供了重要依据，大大有提高了供电电压的管理水平。从而保证了电网的安全运行，为大众的日常生活以及生产做出应有的贡献。

参考文献

[1]马玉林，李慧杰.基于PQDIF的集成电能质量监测系统的研究与应用[J].广西电力.2009，（03）.

[2]雷尔美，刘碧波.电压监测仪远程传输系统方案选择与应用[D].第四届全国电力系统无功/电压技术交流研讨会，2010.

[3]张倩.电压监测仪在电网运行中的应用[J].硅谷.2012，（01）.

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关键词：水库；水质监测；水质多参数监测仪；饮用水；监测结果 文献标识码：A

中图分类号：X522 文章编号：1009-2374（2016）10-0092-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.045

1 概述

某水库位于长江入海口，水域辽阔，部分区域水深较浅，流动性较差，夏季有藻类增殖的隐患；冬季受咸潮侵袭，对水库水质造成威胁。随着水库气象、水文、水动力等因素不断变化，水库水质参数在时间和空间的分布呈现出不规律的特征，仅依靠每天一次的实验室水质检测无法满足水库水质监管和安全供水的要求。因此，该水库配备了YSI 6600V2型水质多参数监测仪和Hydrolab DS5水质多参数监测仪进行水质在线监测，利用无线通信技术通过计算机实时了解水库水质变化情况，为水库调度运行提供依据。然而关于该类仪器的研究不多，尤其在实际使用中的适用性、准确性、稳定性等尚缺乏相关的资料和报道。本文依据我国水质相关标准，对YSI 6600V2型水质多参数监测仪和Hydrolab DS5水质多参数监测仪在叶绿素a、溶解氧、pH、电导率等方面的监测情况与实验室检测数据进行比对和分析，为该类仪器的实际使用提供思路和方法。

2 材料与方法

2.1 仪器

YSI 6600V2型水质多参数监测仪（以下简称6600多参数仪）、Hydrolab DS5水质多参数监测仪（以下简称DS5多参数仪）、溶解氧测试仪带水温功能（型号：HQ40d LDO）、pH测试仪（型号：senION MM340）、电导率测试仪（型号：senION EC5）、分光光度计（型号：DR2800）。

6600多参数仪已使用3年时间，DS5多参数仪已使用4年时间。DS5多参数仪通过数据线连接电脑，操作软件为OTT Hydras3LT，6600多参数仪通过数据线连接电脑，操作软件为Eco watch。两台多参数仪的构造、工作原理、操作方法、通讯方式大致相同。

2.2 方法

2014年7月6日、7月7日、7月8日、7月9日、7月10日，采集水库输水区水样，分别进行仪器测定和实验室测定，对测定结果进行对比。其中实验室测定的叶绿素a由分光光度法完成，溶解氧、pH、电导率指标由仪器完成。

3 结果与分析

3.1 叶绿素a

叶绿素a是藻类预警监测的重要指标之一，也是水库长期重点监测的水质指标之一。目前实验室测量叶绿素a主要采用分光光度法，通过90%丙酮提取水样中的叶绿素a，提取过程需要避光24小时，再通过分光光度计进行分析。6600多参数仪与DS5多参数仪采用荧光法测定水样中叶绿素a的含量。荧光法是利用水中藻类叶绿素a发出的荧光强度来反映叶绿素a的含量，从而进一步测量藻类叶绿素a的方法。荧光法已经由EPA（美国环境保护署）认证成为测量叶绿素a的标准方法。7月6～10日，由实验室、6600多参数仪、DS5多参数仪所测得的叶绿素a数据如图1所示：

图1 叶绿素a数据比较

由图1可知，6600多参数仪与DS5多参数仪在7月6日和7月7日所测得的叶绿素a数据与实验室数据完全一致，后三天数据的误差也仅在2μg/L以内。6600多参数仪与DS5多参数仪叶绿素a探头性能良好，能够满足水质监测的要求。

传统的分光度法其优势在于实验方法成熟、结果准确、过程严谨、操作规范、有相关行业标准等，但其缺点也十分明显：（1）费时，提取叶绿素a的过程需要24小时；（2）过滤、提取、储存、离心、分光光度计分析等步骤比较繁琐；（3）需要有经验的分析人员长期操作来保证数据的稳定性和一致性；（4）无法做到实时监测。

6600多参数仪与DS5多参数仪叶绿素a监测具有比较明显的优势：（1）无需采样，无需破坏细胞的内部结构，测量在水体中直接进行；（2）操作简便，携带方便，即时读数，适合水面移动监测以及在线连续监测；（3）无需试剂，不产生废液

其不足之处：（1）叶绿素a受环境影响很大，缺少稳定准确的标准溶液进行校准；（2）浊度、气泡、光线都会干扰荧光探头，影响监测结果；（3）可以反映叶绿素a变化趋势，但不能完全代替传统的分光光度法，多参数仪需要实验室数据作为校准依据；（4）叶绿素a传感器24小时连续监测的情况下，寿命只有1年左右的时间。

3.2 溶解氧

6600多参数仪配备的是荧光法溶解氧传感器。荧光法溶解氧测量是基于荧光猝熄原理。蓝光照射到荧光物质上使荧光物质激发并发出红光，由于氧分子可以带走能量（猝熄效应），所以激发的红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。通过测量激发红光与参比光的相位差，并与内部标定值对比，从而可计算出氧分子的浓度。

DS5多参数仪配备的是膜法溶解氧传感器。溶解氧传感部分由金电极（阴极）和银电极（阳极）及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6～0.8V的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，根据法拉第定律：流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系，从而计算出氧的浓度。7月6～10日，由实验室、6600多参数仪、DS5多参数仪所测得的溶解氧数据如图2所示：

图2 溶解氧数据比较

由图2可知，6600多参数仪与DS5多参数仪除了7月7日这组数据有较大差距外，其余4组数据与实验室基本拟合。7月6～10日6600多参数仪溶解氧平均值与实验室相对误差为3.6%，DS5多参数仪溶解氧平均值与实验室相对误差为2.4%。相对于传统的碘量法测定溶解氧，6600多参数仪荧光法溶解氧传感器和DS5多参数仪膜法溶解氧传感器有以下优点：（1）技术比较成熟，基本免维护；（2）无需采样，即时读数，适合水面移动监测以及在线监测；（3）没有流速或搅动的要求。DS5多参数仪膜法溶解氧传感器相对于6600多参数仪荧光法溶解氧传感器，需要额外定期为膜添加电解液，除了这一点外两款多参数仪在使用维护方面基本没有什么不同。

3.3 pH

6600多参数仪与DS5多参数仪测量pH的方法都是玻璃电极法，这是目前比较常用的测量pH的方法。

7月6～10日，由实验室、6600多参数仪、DS5多参数仪所测得的pH数据如图3所示：

图3 pH数据比较

从图3可以看出，6600多参数仪pH数据要明显高于实验室pH数据，绝对误差在0.2左右，DS5多参数仪pH数据要好于6600多参数仪，绝对误差在0.1以内。

3.4 电导率

6600多参数仪电导率测量原理是四电极流通式电导测量管法。电导率的测量过程中，电极间加上恒定振幅的电压信号，电极上流经一定的电流，电流大小取决于溶液中所含离子的数量，被测介质的电导率与运算放大器的输出电压成正比。四电极技术消除了极化电压对测量的影响。传感器材质为镍。DS5多参数仪电导率测量原理与6600多参数仪相同，传感器为石墨电极。7月6日6600多参数仪、DS5多参数仪与化验室监测电导率数据相对误差分别为1.4%和1.1%，7月7日相对误差分别为3.5%和0.7%，7月8日相对误差分别为2.8%和2.1%，7月9日相对误差分别为3.2%和0%，7月10日相对误差分别为3.5%和1.1%。两台多参数仪所监测的电导率数据基本与化验室一致。

3.5 实际使用情况

3.5.1 数据电缆。6600多参数仪配备了加固型电缆，监测深层水样时可直接拖拽电缆进行操作。DS5多参数仪这一点不如6600多参数仪，数据电缆不能拖拽，需再配备一根缆绳进行操作。

3.5.2 传输接口。6600多参数仪和DS5多参数仪都是利用RS-232型接口与电脑进行数据传输和操作的。野外监测的笔记本电脑一定要配备此型号接口。RS-232接口转换USB接口的转换器由于兼容性和稳定性的问题，经常发生无法识别接口的问题。两台多参数仪的传输接口在实际使用当中具有一定的局限性。

3.5.3 操作软件。DS5多参数仪的软件界面、按钮布置、可操作性都要比6600多参数仪更为优化，所有功能都为按钮点击即可进行操作，数据可直接生成为excel格式文档。而6600多参数仪的操作需要输入相应指令来完成，数据需要从软件内拷贝出来。

3.5.4 传感器维护。6600多参数仪和DS5多参数仪都需要定期维护，以该水库为例，多参数仪容易被贝壳类生物吸附，影响测量效果，需要每两周进行一次清洗。如果多参数仪传感器外层包裹一层铜皮粘纸，可以有效防止贝壳类生物产生的影响，延长清洗周期。

3.5.5 传感器更换。DS5多参数仪的传感器无法自行插拔更换，更换新传感器需要返厂进行驱动并做密封处理，而6600多参数仪可利用螺丝刀直接更换损耗的传感器，较DS5多参数仪方便。

4 结论与讨论

6600多参数仪与DS5多参数仪在水库使用了三四年之后依旧能够正常监测，反映水质变化趋势，该两款多参数仪在质量和性能上是稳定可靠的，能够满足水质在线监测的需要，同时也有不足之处有待改进。水质多参数仪无法代替实验室水质检测，必须以实验室水质数据为基础，定期进行校准和对比，这样才能保证监测数据的准确性。随着水质监测技术的提高，自动化程度越来越高，实时监测的水质多参数仪将有效地提高水库水质监测的工作效率，成为水质安全预警的重要环节，为水库生产运行及科学研究提供可靠依据。

参考文献

[1] 刘伟，王里奥，翟崇治，刘萍.Hydrolab DS5X水质多功能监测仪器的验收评价[J].安徽农业科学，2009，37（6）.

[2] 过伟，王晔，王洁尘.YSI 6600型水质多参数监测仪在太湖藻类监测中的应用[J].甘肃科技，2008，24（23）.

[3] 国家水利部.水质 叶绿素的测定 分光光度法（SL 88-2012）[S].北京：中国水利水电出版社，2012.

篇9

【关键词】GSM短信;电压监测仪;管理体系

前言：电压是保证电能质量的主要指标之一，对电网的稳定也有重要作用，所以提供稳定的电压是保证用户安全生产、延长设备使用寿命的前提条件。GSM短信电压监测仪是目前比较先进的电压监测手段，对提高电压监测管理的自动化水平有着重大作用。

一、GSM短信电压监测仪的定义和功能

GSM短信电压监测仪主要是以传统电压监测仪为基础，以现代GSM通信领域的短消息技术为手段，对节点电压实现数据传输和远程无线监测服务，主要技术核心为手机芯片技术和单片十六位微处理器技术，并且是一种可以综合运用于数据记录、电压监测、远程通信等服务的智能化电压监测仪表。GSM短信电压监测仪综合了大规模集成电路技术、单片机控制技术、高精度A/D变换技术、抗干扰技术，所以整个仪表具有很高的测量精度、很高的可靠性、比较齐全的功能服务、操作灵活简便的后台软件等。

GSM短信电压监测仪的主要功能包括：第一，GSM短信电压监测仪可以实时监测目标点的电压，并且可以统计电压超限率和电压合格率，然后采用GSM短信方式传递数据信息，保证管理员在远程可以实时监测[1];第二，GSM短信电压监测仪可以定期统计电压合格率，并且可以定期对这些数据信息进行显示、存储、传输;第三，GSM短信电压监测仪内装有可以显示的时钟，在年、月、日等计时上可以自动转换，并且在掉电的情况下可以持续运行5年以上;第四，GSM短信电压监测仪可以实现向管理系统和制定手机发送短信提醒，保证对电压的及时监测;第五，GSM短信电压监测仪相对于传统监测仪来讲还具有防水、防震、防雷等功能;第六，GSM短信电压监测仪可以保证在变电站电磁场强度范围内正常工作。

二、GSM短信电压监测仪管理体系的组成

GSM短信电压监测仪管理体系主要包括系统管理站、电压监测仪、GSM网络等[2]。

其中系统管理站由管理软件、计算机、GSM短信控制机组成，管理软件的作用在于对电压监测数据进行处理，主要包括采集、统计、分析、管理、打印等环节;计算机是系统管理站安装管理软件的主要载体，是整个管理站的主要硬件部分;GSM短信控制机主要功能在于对所有的电压监测仪下达指令和接受上级下达的电压监测数据，并且可以将这些数据传输给管理软件。

GSM网络主要由移动电信运营商提供，在其中也起到很大的桥梁作用，可以将系统管理站与电压监测仪相连接。电压监测仪的作用在于对监测点的电压进行处理，主要处理内容包括采集、显示、统计等，然后再通过GSM网络将这些数据信息传输给系统管理站。

三、GSM短信电压监测仪管理体系的应用

（一）GSM短信电压监测仪管理体系在应用中的优势

传统电压监测仪主要包括表底型、编码型电压监测仪，这种电压监测仪在运用中都会发生抄表方式比较落后的现象，往往会导致电压监测仪收集到的信息不准确、不及时，而GSM短信电压监测仪以其特有的优势可以避免这些缺陷。

相比较传统的电压监测仪，GSM短信电压监测仪不仅包括传统监测仪所具有的功能，而且还可以通过GSM短信实现数据传输功能，整个管理系统具有全面、及时的特点，不仅可以实现监测收集数据的及时上传、监测仪使用没有时间限制、可以对电压监测点有效管理等功能，而且还可以对电压监测点的地理信息实时管理、统计数据信息按照年月的规范操作等功能。GSM短信电压监测仪的管理系统可以与其他管理软件相连接，通过连接可以将收集的数据信息直接传给其他管理软件，这样就节省了其他管理软件统计这些数据信息的时间[3]。

（二）GSM短信电压监测仪管理体系在应用中的功能

2.1定时传输方式。相对于传统电压监测仪，GSM短信电压监测仪管理体系可以根据电压监测仪设置的具体站点信息，对数据信息上传时间进行选择，可以实现每日上传、每月上传、每年上传等，进一步提高上传的自主性，并且数据信息的上传还可以根据具体的需求对数据信息进行选择。

2.2监测仪通电发送信息。监测仪通电发送信息主要是为了针对电压监测仪失常、经常停电和电路故障的现象设置的，在使用GSM短信电压监测仪管理体系时，管理员可以对电压监测仪设置相应的停电报警号码，如果电压监测仪出现了失电又通电的现象，这样电压监测仪会发送一条提示信息，并根据管理员设置的具体报警号码，发送到管理系统上，这时就可以提醒管理员GSM短信电压监测仪管理体系已经开始运行。

2.3电压监测点的管理。电压监测点的管理就是将该监测点的信息汇成管理数据库，主要操作流程为：首先录入监测点的基础信息，然后对这些录入的监测点信息认真校对并生成该监测点的基础信息库，最后将基础信息库与地理信息库相融合，这样就形成了管理数据库。电压监测点的数据库结构以树形为主，并且每个监测点都是按照这种树形显示所在的变电站母线，这样可以实现对电压监测点清晰、有效地管理。

2.4监测点地理信息的管理。监测点地理信息的管理内容主要包括：地理信息主界面、变电站界面和监测点详细信息[4]。其中地理信息主界面主要显示安装电压监测点的变电站地理分布情况;变电站界面主要显示所有变电站出线用户安装的监测点的地理分布情况，主要包括母线号、监测点名称、调度号、路名、监测类别等;监测点详细信息主要显示一个月内的电压合格率和本年度的电压合格率，同时可以将这种电压合格率生产曲线图。

2.5电压合格率统计软件的接口。GSM短信电压监测仪管理体系可以实现数据信息的传输，从而实现其他管理系统对数据信息的共享，导出的数据信息可以为2个DBF文件，即一个为运行数据文件，另一个为基础数据文件，这样的数据导出可以极大地提高管理人员的工作效率、节省工作人员的时间，达到数据兼容的目的。

结论

通过以上分析可以看出，GSM短信电压监测仪管理体系主要由系统管理站、电压监测仪、GSM网络等组成，分析GSM短信电压监测仪管理体系在应用中的功能要从定时传输方式、监测仪通电发送信息、电压监测点的管理、监测点地理信息的管理、电压合格率统计软件的接口等方面入手，只有这样才能真正发挥GSM短信电压监测仪管理体系的作用。

参考文献

[1]孔，段峥辉.GSM短信电压监测仪管理系统的应用[J].福建电力与电工，2005，10（03）：69-70.

[2]孔，段峥辉.GSM短信电压监测仪的应用分析[J].电力设备，2005，08（12）：61-63.

篇10

关键词：开关柜；电力系统；监测

中图分类号：O441 文献标识码：A

1 典型案例

（1）2002年1月1日，齐鲁石化公司塑料厂5BS配电室高压开关柜60508开关发生闪爆，导致整个装置停车，造成了巨大的经济损失。

（2）2009年9月14日，某化肥厂在起动一台贫液沗时，发生一起高压开关柜爆炸，整个配电室停电事故，尿素系统被迫停车，严重影响生产。

（3）2005年7月4日和2006年9月13日，河南省淅川县电业局局所属荆关110KV变电站，发生两次铠装型手车开关柜上下隔离触头运行中，在负荷电流约占触头额定通流容量1/3的情况下，严重发热造成事故，被迫停电进行抢修。

2 存在问题与原因分析

（1）高压开关柜防止误入带电间隔这一功能使得开关柜的柜门的开闭与接地开关有闭锁关系，即只有合上接地开关后才能打开开关柜门。

（2）高压开关柜验电问题是一个多年来困扰电力安全生产的问题，目前推广的全封闭型”五防”开关柜的机械”五防”闭锁装置，无法满足安全规程”先验电、后挂接地线”的要求。因为在执行停电工作时，在合接地开关前必须验明设备已无电压。然而封闭式高压开关柜处于全封闭状态，按照正常的操作方法，无法用携带式高压验电器对设备进行验电，因此，就出现了强行解锁打开开关柜柜门的方式验电。

（3）目前开关柜上大量使用以氖灯作为显示元件的高压带电显示装置，经过长时间的运行使用，发现失明率高，氖泡出现大量损坏。为了弥补缺陷，在带电显示装置上装设了氖灯运行/关闭开关，平时该开关处于关闭状态，从而使得整个高压带电显示装置暂时退出运行。这种处理方式，失去了高压带电显示装置作为监视线路侧带电与否的作用。

（4）氖灯亮度低，特别是在明亮的环境里亮度受到冲刷，显示性较差。

（5）老式带有强制性电气闭锁的高压带电显示装置，闭锁原理过于简单，只是将A、B、C三相传感器输出的信号分别进行半波整流后直接复合在一起，去控制闭锁回路。这种方式在系统出现单相接地或缺相的异常情况时，因闭锁控制电压的飘移可以导致装置不能可靠闭锁而发生带电合接地开关的事故。

（6）目前安装的氖灯式高压带电显示装置大多采用塑料外壳并安装于高压设备间隔内，一旦在操作过程中开关柜内部短路放弧，高温电弧可能将装置的塑料外壳熔化，伤及运行或检修人员。

（7）自然通风散热效果差。设计制造时柜体结构未充分考虑合理有效的自然通风散热问题。在大负荷情况下，电器接头接触部分容易出现温升过高现象。

3 提升措施

为了解决这些问题和不足，我们必须要采取一些措施，能够保证高压开关柜正常工作。

（1）必须要开关柜的工作参数进行监测，这样能够显示开关柜是否在工作状态，以防工作人员触电现象。

工作参数：电流，电压，功率，相位，系统频率，电度，需量，三相电流与电压2-63次分次谐波、谐波总量，分相显示及统计电度量，三相电流、电压、功率最大值、最小值、不平衡度及发生时间。

（2）在柜内底部安装湿度及防凝露控制器。当传感器检测到柜内所处环境湿度超出设定值85%RH时，控制器自动接通加热器升温，提高柜内温度，破坏凝露形成的条件，降低环境湿度。当湿度降至预设定值时，控制器自动停止加热。

（3）显示断路器触头区域上下A、B、C六个触头运行温度、柜内温升和湿度信息。同时判别是否超出事先预设的温度门槛值，如温升超限，即发出报警触点信号，启动报警装置和通风装置。当传感器测得手车柜三相上下隔离触头导电体上温度大于600C时，装置自动接通顶部泄压孔外部平面抽风散热装置，进行通风散热。当测得触头温度低于550C时，排风散热装置自动停止工作。

（4）根据开关柜的工作环境温度自动核定开关柜及电缆的载流量，出现异常时发出告警信号。保证开关柜在不同季节、不同环境下均能安全运行。

（5）为保持高压室内清洁，变电站配备适当功率的吸尘器，定期进行地面除尘工作。

4 高压开关柜智能监测仪的工作原理

为了满足以上改进措施，我们公司研制了一套高压开关柜智能监测仪。他是专门针对高低压开关柜的特点而设计，不仅可以对开关柜的工作参数，工作环境和预留开关设备载留回路过热进行全方位地在线监测，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，识别存在的故障，为设备的状态维修提供依据。

当开关柜处于工作状态时，监测仪会通过电压互感器，电流互感器和温湿度传感器把电压信号，电流信号和温度信号等重要参数发送到装置的CPU，而CPU将会通过24位高速高精度A/D转换器把这些信号转换成数字信号，装在开关柜的监测仪就会把这些工作参数在面板上显示出来。

当传感器检测到柜内所处环境湿度超出设定值85%RH时，控制器自动接通加热器升温；当湿度降至预设定值时，控制器自动停止加热。

埋设在手车触头附近的热敏电阻将温度信号传送给信号处理模块，模块中的CPU将随热量变化的电阻信号转换成温度数字信号，连同本传感头的编号一起通过无线发射模块发送出去。装在开关柜前面板上部的监测仪，接收并解调这个信号，显示断路器触头区域上下A、B、C六个触头运行温度、柜内温升和湿度信息。同时判别是否超出事先预设的温度门槛值，如温升超限，即发出报警触点信号，启动报警装置和通风装置。

结语

本文主要阐述高压开关柜故障事件，高压开关柜存在的问题和原因分析，并对其所表现出的问题提出改进措施，最后对其实现的方法进行介绍。结果证明，高压开关柜智能监测仪参数测量精度高、功能强大、运行可靠、现场接线与操作非常方便，并且降低设备故障率，保证优质、稳定、连续、可靠地供电。