監測儀范文

導語：如何才能寫好一篇監測儀，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：電力監測儀；物聯網；智能化；移動終端；電力系統；電力設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM933 文章編號：1009-2374（2016）31-0027-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.014

電力和人們的生產生活息息相關，但是在電力傳輸和使用的過程中經常會出現參數的突變，導致電流波形的不穩定和電壓的畸變。這種突變容易造成安全事故的發生，對于人們的生產和生活影響意義重大。目前的電力監測設備基本都是在供電所、變電站等電力供應廠商處，用來對電力系統維護和維修，但是大部分電力監測設備體積較大，而且功能結構單一，必須放置在使用現場，工作人員在現場時刻觀察，記錄參數，使用非常不便。近年來由于物聯網技術的快速發展，硬件設備產生的數據可以通過物聯網傳輸到計算機當中，這為智能電力監測儀的發展提供了新的思路。

1 電力參數的測量方式

目前的電力參數測量常用的方式有三種，分別是交流采樣、直流采樣、FFT采樣。（1）交流采樣是按一定的規律對被測交流電氣信號的瞬時值進行采樣，獲得用數字量表示的離散時間采樣值序列，并通過對采樣值序列進行數值分析計算獲取被測信號的信息；（2）直流采樣即采集經過變送器整流后得直流量；（3）FFT采樣是將離散的采樣值經過離散傅立葉變換（DFT）轉換到頻域，求出基波和諧波分量，再求出有效值及功率，實際使用中可以采用快速傅立葉變換（FFT）以提高運算速度。測量數據通過RS232或RS485傳輸給儀器控制界面，控制界面可以采用工控機、嵌入式主板等來實現，通過對數據進行操作和處理，計算出電流有效值、電壓有效值、諧波分量、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數等相關參數。

2 物聯網技術在智能電力監測儀的應用

基于傳統電力監測儀的攜帶不便、功能結構單一的弊端，利用物聯網技術是能夠研究出智能化電力監測設備的。近年來物聯網技術應用非常廣泛，物聯網是三網融合的關鍵，通過物聯網可以將硬件設備采集到的數據傳輸給計算機網絡，用戶通過計算機網絡能夠了解到測試的數據和信息。系統在采集到數據以后，數據在傳輸給監測儀的同時利用Zig Bee無線傳感器和網關將數據通過MQTT物聯網傳輸協議輸到互聯網服務器中。網絡包括了有線網絡和網關、內部網絡，必須建立各個網絡節點。外部網絡主要是指互聯網，利用互聯網可以將數據快速地傳輸給用戶；內部網絡主要是在智能電力監測儀的內部傳感器，可以將數據通過無線模塊（例如NRF2401芯片）傳輸給網絡。數據在進入互聯網以后，用戶可以利用計算機訪問系統（使用B/S模式），也可以利用智能手機訪問系統（使用C/S模式），系統地提供數據支持和服務。這樣用戶就能夠實時接收數據，也可以設置數據的報警界限，隨時隨地關注監測的結果。

3 基于物聯網的智能電力監測儀的研究

3.1 系統開發模式設計

根據對智能電力監測儀的研究，采用B/S和C/S混合開發的模式是比較理想的，用戶可以使用計算機登錄互聯網訪問系統，也可以通過手機軟件訪問系統。B/S模式劃分為四層，即客戶層、頁面層、業務層以及EIS層，各層在系統中承擔著不同的任務。C/S模式劃分為三層，即軟件界面層、業務邏輯層、數據訪問層。

3.2 系統硬件設計

系統的硬件應該包括采集部分、處理模塊和無線發射模塊，由于采集部分和處理模塊設計非常成熟，但是需要使用的無線發射模塊必須設計，選用的無線模塊是NRF2401，這種無線發射模塊傳輸速度快、效率高、距離遠，在室內布置無線接收點以后就能夠接收到產生的數據。同時硬件的無線傳輸關鍵是制定通信協議，只有良好的通信協議才能夠完成數據的傳輸，系統共涉及四種電力參數，設定格式為。通過固定格式參數的發送，可以有效避免錯誤數據的產生，為防止誤報，上位機實行三次連續偵聽的機制，判讀數據的準確性。硬件電路的設計框圖如圖1所示。

3.3 系統軟件設計

系統軟件主要有兩個版本：一是在計算機中使用的程序（基于web訪問）；二是基于Android系統使用的APP軟件。PC機系統采用的是B/S訪問模式，具有系統登錄、實時數據顯示、即時測量、報警界限設置、故障預警、歷史數據查詢六大功能。（1）系統登錄。用戶憑借用戶名和密碼登錄系統。如果用戶名和密碼不正確，不能登錄系統；（2）實時數據顯示。系統能夠實時接收網絡傳輸的數據，并將數據傳輸給計算機；（3）即時測量功能。用戶使用該功能能夠即時對電力數據進行檢測；（4）報警界限設置。用戶可以設置報警的界限值；（5）故障報警。當電力設備出現故障、電力傳輸設備出現故障的時候系統會出現故障報警；（6）歷史數據查詢。數據能夠存儲在計算機當中，用戶可以根據記錄的日期查詢監測的數據。基于Android的App軟件采用的是C/S模式。具有三大功能：（1）實時監測。可以利用手機軟件實時接收監測的數據，并查看這些數據；（2）故障報警。能夠在出現異常的時候報警，提醒用戶注意電力參數突變；（3）歷史數據查詢。數據存儲在手機中，可以根據記錄的日期查看監測的數據。

3.4 系統拓撲結構設計

網絡的傳輸設計是比較復雜的，首先通過無線傳輸模塊將數據傳輸給接收終端，然后利用Zig Bee技術在各個節點進行數據傳輸，Zig Bee技術屬于近距離、復雜程度較小、低功耗的無線雙向通信技術，能夠在多個頻段實現信息的傳遞和傳輸，具有多個支節點。數據傳遞以后最終通過網關發送到服務器當中，由于采用了混合的開發模式，用戶根據模式的不同可以選擇不同的數據訪問模式。其中B/S模式基于WEB API訪問，必須具有訪問接口，利用接口來對數據進行訪問。C/S模式的訪問系統利用移動4G網絡對數據庫服務器進行訪問，獲取其中的數據。

4 智能電力監測儀的特點

智能電力監測儀的使用非常廣泛，發展也很迅速，尤其是近年來由于移動通信技術的快速發展，帶動了嵌入式設備的進一步更新。例如中電科技四十一所的手持式電力監測儀就屬于其中的一種，可以移動操作，遠距離數據傳輸。總體來說，智能電力監測儀具有以下特點：（1）使用便利、功能豐富。智能電力監測儀是一整套系統，由多個模塊和子系統組成，通過這個系統可以實現無人值守的功能；（2）智能化程度高。未來三網融合已經成為大的趨勢，電力監測、煤氣監測、光照監測逐步融入到物聯網當中；（3）可靠性高。系統出現故障就會提示用戶注意，相比傳統設備來說可靠性程度更高。

5 結語

本文對電力監測儀的采樣模式進行了研究和分析，基于這個思路提出了基于物聯網的電力監測儀的觀點，并針對系統的硬件和軟件部分進行了設計。智能化的電力監測儀不僅僅具有電力參數的監測功能，而且是一個完整的系統，可以將監測到的數據傳輸給用戶，而本文提出的觀點正是結合了這個理念，為電力監測儀的發展提供了探索。

參考文獻

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

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[關鍵詞]開放光程監測儀 點式監測儀 環境空氣質量 評價 對比

中圖分類號：X851 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0212-02

1 背景

根據《環境空氣質量自動監測技術規范》（HJ/T 193-2005），我國環境空氣自動監測系統對環境空氣（二氧化硫、二氧化氮、臭氧）監測采用兩種監測儀器，分別為差分吸收光譜法（DOAS法）的開放光程監測儀器和點式監測儀器（二氧化硫--紫外熒光法、二氧化氮―化學發光法、臭氧--紫外光度法）。

目前福州市城市評價點五四北路、紫陽、師大、楊橋西路和快安均采用開放光程監測儀（瑞典OPSIS長光程差分光譜儀）監測并環境空氣中的SO2、NO2和O3，對照點鼓山采用點式設備（美國賽默飛世爾自動監測儀）監測與環境空氣質量。為比較研究兩種監測儀器對監測結果產生的差異，2012年在紫陽監測點安裝了美國賽默飛世爾自動監測儀，同步監測SO2、NO2和O3。

2 研究方案

2.1 監測儀器

（1）點式監測儀器：美國熱電公司 Thermo 43i SO2氣體分析儀，Thermo 42i NOx氣體分析儀，Model 49i臭氧分析儀；

（2）開放光程監測儀：瑞典OPSIS AR500空氣質量自動監測系統；

（3）校準設備：美國熱電公司的146i 動態氣體校準儀和111零氣發生器；瑞典OPSIS的CB100 氣體校準池和OC500臭氧校準儀。

2.2 評價依據

按照國家對環境空氣質量的新要求，根據《環境空氣質量指數（AQI）技術規定》（HJ633-2012）和《環境空氣質量評價技術規范（試行）》（HJ663-2013）的評價準則，對兩種監測儀器的同步監測結果進行了分析比較。

2.3 數據來源

選取福州市環境監測站紫陽監測點2013年全年的環境空氣質量自動監測原始數據，并按照環境監測技術規范剔除無效數據。由于一年的數據量很大，為了便于分析，取各監測參數的日均值來評價比較。參考《環境空氣質量評價技術規范（試行）》，O3在環境空氣質量日評價時，計入評價的是O3的日最大8小時平均值。

2.4 質量控制和保證

嚴格執行環境空氣質量自動監測技術規范，每周對AR500進行預防性維護，點式儀器每周定期進行零漂和跨漂的校準，用于校準的標準鋼瓶氣為由國家環境保護部標準樣品研究所提供。

3 監測結果分析

3.1 監測結果的比較

比較2013年紫陽監測子站的SO2、NO2日均監測濃度值和O3的日最大8小時平均值隨時間的變化曲線，曲線圖如圖1、圖2和圖3.

比較2013年紫陽監測子站的SO2、NO2日均監測濃度值和O3的日最大8小時平均值隨時間的頻率分布如圖4、圖5和圖6.

統計分析結果如表1所示：

3.2 分析討論

（1）采用點式監測儀測量的SO2監測值在最大值、平均值和最大頻率出現濃度上都比采用開放光程監測儀器的SO2監測值要小，兩種監測儀器監測值的相對偏差范圍和相對平均偏差都較大，相關系數0.458，查表得知，相關系數臨界值為r0.05（300）=0.113，這表明兩種監測儀器具有一定的可比性。

（2）采用開放光程監測儀器的NO2監測值數據較為集中，年平均值比點式監測儀測量的NO2監測值略大，點式監測儀的NO2監測值分布范圍較廣。兩種監測儀器監測值的相對平均偏差較小為10.22%，相關系數0.806，查表得知，相關系數臨界值為r0.05（200）=0.138，這表明兩種儀器具有很好的線性相關關系。

（3）采用開放光程監測儀器測量的O3日最大8小時平均值數據分布較為集中，年平均值比點式監測儀的O3日最大8小時平均值略小，點式監測儀器的O3日最大8小時平均值分布范圍較為松散。兩種監測儀器O3日最大8小時平均值的相對平均偏差較小為13.65%，相關系數0.814，這表明兩種儀器具有很好的線性相關關系。

（4）通過t檢驗對成對雙樣本均值統計分析：三組數據的t檢驗值分別為： 1.33202E-27、0.007767、7.5957E-06。查表t0.05（∞）雙尾臨界為1.95996，三個項目統計值均小于臨界值，說明開放光程監測儀器與點式監測儀測量結果無差異，即兩種測量儀監測值不存在系統測量偏差，表明兩測量儀器具有一致性。

4 兩種監測儀器監測結果對空氣質量評價的影響

4.1 空氣質量評價結果比較

根據《環境空氣質量指數（AQI）技術規定》（HJ633-2012），計算兩種監測儀測量值的AQI指數，并統計兩種監測儀測量值對空氣質量指數AQI的級別分布的影響，分布圖如圖7、8所示，兩種監測儀測量值對空氣質量指數AQI統計結果列于表2。

根據《環境空氣質量評價技術規范（試行）》（HJ663-2013），計算兩種監測儀的監測結果對福州空氣質量綜合指數的影響并列表如表3。

4.2 分析討論

（1）由上述圖表可以看出，2013年紫陽監測子站采用兩種監測儀器測量后計算的該站點AQI最大值沒有變化，采用開放光程監測儀后計算的AQI年均值比點式監測儀的AQI年均值略大。采用開放光程監測儀后該站點空氣質量評價的優良率為94.23%，輕度污染占5.77%，點式監測儀的優良率為93.27%，輕度污染占6.73%，優良率下降0.96個百分點。由此可見，這兩種監測儀器測量值對空氣質量指數的影響不大。

（2）兩種監測儀的AQI指數計算結果差別很小，相對平均偏差為5.04%。相關系數為0.92，說明兩種監測儀器測量結果對空氣質量結果具有很好的線性相關性，可比性很強。

（3）采用開放光程監測儀的SO2和NO2空氣質量分指數比采用點式測量儀的SO2和NO2空氣質量分指數高，O3空氣質量分指數比點式測量儀的O3空氣質量分指數低，導致兩種監測儀的空氣質量綜合指數變化不大。

5 結論

采用點式監測儀設備的監測結果與開放光程設備監測結果具有較好的相關性，統計結果表明兩種監測儀器不存在系統偏差，監測結果可靠。采用點式監測儀監測的空氣質量日報優良率比開放光程監測儀會有所下降，空氣質量綜合指數變化很小。由此可見，兩種監測儀完全可以兼容，選用任意一種監測儀都不會對整體空氣質量評價產生較大影響。

參考文獻：

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總之，這三類儀器的產品化水平，基本上體現了一個國家的海洋監測技術能力，是國家海洋監測能力的標志性產品；且聲學多普勒海流剖面測量儀和投棄式溫深測量儀能打破發達國家對我相關技術的封鎖。

1 項目的定位

1）圍繞產品化是將“技術”從科研院所的科學家手中轉移到企業、變成“市場化產品”這個公益性技術轉移主線，在已有工程樣機的基礎上，為其產品化提供必要的技術研發支持；

2）重點解決傳感器國產化率和精度，提高儀器的可靠性和長期穩定性，建立、完善生產工藝流程和質量控制流程、建立產品生產專用的測試、檢驗設備和仿真環境；

3）企業參與整個產品可靠性和穩定性設計改進、工藝流程體系建立和工藝固化，使得項目成果可直接轉為企業生產能力，實現相應定型樣機的產品化；

4）為我國后續的海洋監測技術產業化打下基礎。

2 海洋監測儀器產品化項目成本控制思路

通過海洋監測儀器產品化項目的成本測算我們可以看出，該項目必需要在其準備階段，實施階段以及驗收階段的三個階段上進行全員、全過程的成本控制。

該項目成本管理的關鍵，是實現成本的全過程控制。海洋監測儀器產品化項目的成本管理的目的，是及時地就導致項目成本變化的每一個地方，從單一的、獨立的各項費用的逐個對象控制，轉變到海洋監測儀器產品化項目成本的準備階段的預測控制、實施階段的控制調整控制和驗收階段的總結控制。海洋監測儀器產品化項目的成本管理，不再只是包括研制及生產成本，還有項目預測成本、項目計劃成本、項目質量成本和作業安全成本等，將成本控制管理關聯的項目每一領域與過程，這一重要的海洋監測儀器產品化項目的成本控制的轉變才真正地促進了海洋監測儀器產業化的發展，有利于項目實施企業的長期發展。

3 海洋監測儀器產品化項目成本的控制方法

海洋監測儀器產品化項目成本控制的主要方法包括五大方面，具體為：

1）按海洋監測儀器產品化計劃進行成本預算，減少費用支出

進行海洋監測儀器產品化項目成本管理的成本控制過程中，必須按照在海洋監測儀器產品化項目準備階段制定好的項目施工作業計劃來進行預算，減少費用支出。這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產人員的工作，盡量對某些需求人員較多的部分，進行新材料、新工藝的使用，減少相關人員的投入比例。加強管理原材料的使用，一定執行在工程項目準備階段制定的相關計劃和數量，進行投入。

對于海洋監測儀器產品化項目中的占經費比例較大設備的進行嚴格的控制，一般來說，在能夠尋找到可替代的國產設備或能試制設備的情況下，不購買進口設備。能夠改造和租賃的，也不購買新設備。

2）使用海洋監測儀器產品化項目的臺帳，進行過程的控制

在整個海洋監測儀器產品化項目的總投資中，它的材料費用所占的成分比較巨大，相比于人員所勞務費用所占成分，它是其所占成分的六倍之多，加強管理材料的購置和使用，堅決按照利用海洋監測儀器產品化項目費用的臺帳進行管理。

3）利用海洋監測儀器產品化項目成本、進度的關聯性，實施分步的成本控制

在海洋監測儀器產品化項目的部分工程成本的分步控制，使用橫道圖，繪出一條項目實施準備階段的方案計劃線，以及一條項目實施過程中的實際發生成本費用線，以協助我們掌控分工程的進度、對工程費用的點線跳動進行觀察、研究，并找到成本控制的途徑。

4）使用海洋監測儀器產品化項目的審核進行成本控制

在項目成本管理的成本控制過程中，及時、正確地使用審核，進行成本控制，可以保證海洋監測儀器產品化項目過程中成本控制的嚴謹性，有利于對項目進行更嚴格的成本控制。

5）實施成本控制標準化，杜絕海洋監測儀器產品化項目費用浪費現象

在海洋監測儀器產品化項目成本管理的成本控制過程中，廣泛地使用成本控制標準化，杜絕浪費現象，更好地實施成本控制，有利于杜絕浪費現象。

4 海洋監測儀器產品化項目各階段的成本控制

4.1 海洋監測儀器產品化項目準備階段的成本控制

海洋監測儀器產品化項目的實施準備階段，根據項目總經費為依據，制定出項目的目標成本。根據污項目的設計圖紙、有關的技術資源，對項目的不同實施方法等進行探討、分析，并使用先進的研制與生產理念，來制定出科學的，技術先進的，及經濟合理的項目實施計劃，編寫出詳細的、分步執行的項目成本計劃，為之后的海洋監測儀器產品化項目成本控制，作好必要的準備，并編寫出項目實施經費預算，對之做分解處理后，明確到每個分項目的相關方。

我們根據標書合同中的底價制定出，該海洋監測儀器產品化項目的目標成本為1 800萬元人民幣；且該項目復雜性、變化性較大，我們把把海洋監測儀器產品化項目分成了7個部分，做到將科研和生產分開；由于本項目是產品化項目，所以科研成果的轉化和生產過程將是成本核算、控制的重點。

4.2 海洋監測儀器產品化項目實施階段的成本控制

在海洋監測儀器產品化項目實施階段的成本控制。對實施過程中測試化驗加工費、材料費用以及人員相關費用使用量化計算，以便提供準確、清楚的數據，用于海洋監測儀器產品化項目的成本控制。對于項目生產部分下發的任務單、定量的領料單的計劃資料、生產預算進行比較，并分析部分項目的成本差異、查找原因，使用行之有效的改良對策。做好海洋監測儀器產品化年度項目成本的原始費用收集、分類，準確地統計出年度成本，研究年度項目預算成本、項目實際成本的不同。對于差異比例較大的分項，要重點地研究、查找原因并加以改良。海洋監測儀器產品化的年度項目成本核算之后，對責任成本核算，也也就是再一次按照責任部門的不同，或責任方分類整理項目成本費用，并與計劃的目標成本對比后及時用于海洋監測儀器產品化項目的實施階段成本控制。

4.3 海洋監測儀器產品化項目驗收階段的成本控制

在海洋監測儀器產品化項目驗收階段的成本控制，要注意海洋監測儀器產品化項目驗收工作，盡快完成項目結算，讓項目能順利完成驗收。要使得該完工的項目盡快完成收尾工作，取得的海洋監測儀器產品化項目的經濟利潤。同樣要做的有，在完成海洋監測儀器產品化結算之前，務必明確項目管理人員仔細地檢查、對比。對于海洋監測儀器產品化項目延續的工作，要明確其責任人，從實際的工程角度著眼，制定海洋監測儀器產品化項目的后續維護方案。

5 海洋監測儀器產品化項目成本控制的效果

基于以上對于海洋監測儀器產品化項目準備階段的成本控制，很好地加強了對項目實施期間的測試化驗加工費、材料費，人員相關費等費用的合理使用。

海洋監測儀器產品化的年度成本核算之后，對責任成本核算，也就是再一次按照責任部門的不同，或責任方分類整理項目成本費用，并與計劃的目標成本對比后及時用于海洋監測儀器產品化項目的施工作業的成本控制。通過這些控制的步驟的實施，項目實施期間對于項目資金的前期投入大大地減少，有利于增加項目內部資金的流動性。

通過上述我們對海洋監測儀器產品化項目的各項發生費用的成本預算控制計劃與年底的項目各項財務核算結果基本持平，成本控制得當沒有出現了嚴重的失衡現象，保證了整個海洋監測儀器產品化項目的順利完成。

參考文獻

[1]張文祥.市場經濟環境下企業成本管理問題研究[J].財會通訊，2005.

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【關鍵詞】 無線電臺監測儀 設計 電磁安全

目前無線電頻率已經發展成重要的信息傳輸載體，在應用上更為廣泛，尤其是軍用方面取得了突破性的發展。為實現無線電信息傳輸的進一步發展，需要做好無線電波的管理，避免出現大規模的電磁污染。而無線電臺監測儀的存在主要目的則是解決此類問題，在面對各項技術不斷應用的背景下，想要提高監測效果，就必須要在現有基礎上，做好對無線電臺監測儀的設計優化，提高其使用效率。

一、無線電臺監測儀功能分析

利用無線電監測儀可以實現長時間對一種頻率的監控，情況允許下也可以同時監控幾種頻率，并對其進行掃描，確定無用的信號發射頻率，來確保無線電環境的安全性。通過無線電監測儀的應用，可以對特定的頻率范圍進行全面搜索，對其中存在的可以信息進行確定，此項功能多被應用到軍事上，確保不會存在危害國家安全的無線電信息。

二、無線電監測儀設計分析

2.1硬件系統設計

1、A/D采樣電路。（1）A/D轉換器。模數轉換器重要參數主要有位數、有效位數、輸入寬帶、最大采樣頻率以及信噪比等，并且ADC會對接收機動態范圍產生明顯的影響，進而會影響到接收機的靈敏度。例如可以選擇用AD6640，其為單片式12位ADC，內含采樣保持電路與基準源，采樣頻率甚至可以達到65MSPS。可以選擇用單電源+5V來作為供電電源，或者是利用3.3V電源在輸出數字部分供電。（2）模擬信號。AD6640模擬輸入方式為差分輸入，輸入信號電壓范圍以2.4V為中心，抖動在±0.5V以內，但是因為差分輸入兩路信號相位相差180°，則輸入信號的最大值為峰-峰值（Vp-p）2V。對于AD6640來說，其差分阻抗為0.9KΩ，設計時就需要將模擬信號功率確定為-3dBmW，可以對輸入端驅動放大器進行簡化。另外，基于AD6640輸入阻抗高的特點，還需要在輸入端設置一個20：1的變壓器，同時為降低變壓器比例系數，可以在輸入端并聯一個匹配電阻，對整個ADC性能進行完善[1]。2、數據存儲電路。A/D采樣處理的數據一般會存放在1片靜態雙端口RAM中，然后DSP會通過EMIFA口定期從其中讀取數據后進行處理。這樣在進行設計時，即可以采用高速異步靜態RAM，這樣數據的讀取將由控制線來進行控制，改變了傳統的時鐘控制方式。3、CPLD電路。對于CPLD電路的設計，可以選擇用CPLD芯片EPM7128AE，具有較高的性能，為基于EEPROM的可編程邏輯器件，并且其內部設置了JIAG邊界掃描測試電路。另外，此芯片管腳邏輯延遲為5ns，并且設置了計數器裝置，可以與PCI接口器件進行更高的配合度。且其本身具有多壓接口特點，完全能夠適應于不同的電壓電源系統中。

2.2軟件系統設計

1、FIR濾波器設計。按照沖激響應時域特性進行分析，可以將數字濾波器劃分為無限沖激響應濾波器與有限沖激相應濾波器兩種。而FIR濾波器結構相對簡單，具有系數少、乘法操作少等特點，在實際應用上具有更高的效率，但是在設計時需要明確其所具有的極點特點，重點做好穩定性研究[2]。另外，其具有以前事件較長的記憶，如果設計不合理容易出現溢出、誤差以及噪聲等問題，設計時均需要做好分析。2、MATLAB仿真設計。（1）數字輸入信號。對于模擬信號來說，采樣后得到的僅僅是時間離散信號，并且幅度具有連續性特點，想要將其轉化為需要的數字信號，還需要對其進行量化。設計時可以利用A/D轉換器來將模擬信號轉換為數字信號，一般字長為8位、12位、14位以及16位等，所對應的量化精度分別為1/256，1/4096，1/16387以及1/65536，量化位數越高則其精度也就越高，而量化噪聲也就越低。（2）數字信號。數字下變頻即利用A/D量化處理出的數字波乘以cosωt與sinωt，得到I通道與Q通道信號。系統設計時應根據要求來確定振動頻率，控制好采樣率，一般情況下嚴格按照振作數字下變頻，會出現正弦、余弦表數據量過大的情況。因此，在實際設計與應用中，在對數字信號下變頻內容進行分析時，還需要對本振進行調整，確保產生的中心頻率偏差在最后FFT時能夠修正。3、PIC接口電路。其主要來連接系統中不同功能元件，來形成一個可以編程與擴展的硬件平臺，來提高數據流量。從實際情況來看，對于不同的軟件其無線電互聯結構之間性能存在較大的差異，流水線式軟件無線電互連結構總體性能較低，只可用于特定通信體制。

結束語：無線電監測儀對保證無線電環境安全性具有重要作用，為提高其應用效率，需要針對其所具有的特點，做好硬件系統與軟件系統的設計優化，選擇合適的設計方法與應用構件，爭取不斷提高其最終應用效果。

參 考 文 獻

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關鍵詞：位移、水工建筑物、滲流、應力應變

中圖分類號： TV61 文獻標識碼： A 文章編號：

1前言

長洲水利樞紐位于西江水系干流潯江下游河段廣西梧州市上游12公里處，樞紐壩軸線橫跨三江（內江、中江、外江）、兩島（長洲島、泗化洲島），是一座以發電為主，兼有航運、灌溉和養殖等綜合利用效益的大型水利樞紐。長洲水利樞紐工程等級為Ⅰ等工程，根據《混凝土大壩安全監測技術規范》DL／T5178-2003和《土石壩安全監測技術規范》（SL60—94）的要求，結合本工程建筑物的結構特點，對本工程進行了水工建筑物的安全監測進行了設計，進行施工期和運行期的原型觀測。本工程的主要觀測項目有：外部變形觀測、滲流觀測、內部觀測、環境量監測。觀測內容包括：水平位移、垂直位移、揚壓力、繞壩滲流、上下游水位觀測、混凝土的應力應變觀測等。觀測范圍：泄水閘、廠房、船閘、接頭重力壩和土石壩。

2大壩表面變形監測

長州水利樞紐大壩表面變形觀測項目主要有水平位移、垂直位移等。

水平位移：水平位移采用二維激光準直法觀測（同時也可監測垂直位移），激光準直線端點用倒垂線和雙金屬標控制。船閘、外江觀測廊道分別設置4條激光準直線，中江設置一條、內江設置1條，共6條激光準直線計98個測點。

垂直位移：在壩區布置了垂直位移監測網組成2個環水準線。另在三江壩頂各布置1條水準線路計107個測點，對大壩進行垂直位移觀測，均采用精密水準法進行觀測，按一等水準限差施測。

⑴垂直位移監測網

長洲水利樞紐施工期垂直位移觀測實施的總方案為“先建網，后監測；先外江，次內江，后中江”。

從樞紐左岸至右岸共布置水準網工作基點8座，其中2座雙金屬標（水1、水6），5座鋼管標（水3、水4、水5、水7、水8），根據工程實際布設2個水準環線，分別是：①樞紐主壩環線：從“長水基右銅（已知施工深層基巖雙金屬標）”開始，經過“水6”、“水5”、“水4”、“水3”、“水1”至“長水基右銅”，水準路線總長10.311Km；②右岸船閘水準網環線：從“水6”開始，經過“水7”、“水8”至“水6”，水準路線總長2.641Km。，從2009年6月18日開始施測。各水準環線均按一等水準測量規范要求施測。

⑵大壩垂直位移監測

在外江、中江、內江壩頂布置了垂直位移測點，各布設1條水準線路，計3條水準線路103個測點。

3滲流監測

大壩滲流監測項目主要有壩基揚壓力、滲漏量，在帷幕后順壩軸線方向不同部位布置有測壓管及滲壓計，另在代表性壩段沿斷面上、下游方向布置測點，以監測壩基揚壓力橫向分布。滲流監測儀器布置如表3.1～3.3所示。

表3.1 內江滲流監測項目一覽表

⑴埋設測壓管106根，采用壓力表或孔隙水壓力計進行觀測，兩儀表可相互對比測，其中內江23根、中江38根、外江布設45根。

⑵埋設滲壓計152支，其中內江48支、中江31支、外江布設73支，在相同部位如有測壓管時，兩監測成果也可相互驗證。

4接縫監測

長州水利樞紐大壩接縫監測項目主要有：基巖變形、混凝土施工縫開合及混凝土壩與土石壩接合部開合等。監測儀器布置如表4.1～4.3所示。

⑴在壩踵處基巖埋設基巖變形計43支，儀器型號為“CF-20”，以監測壩踵處基巖的開合變形，其中內江11支、中江8支、外江布設24支。內江分布設在“內廠房”、“內泄水閘”處；中江分布設在“內泄水閘”處；外江分別布設在“外1-2#重力壩”、“外4-7#重力壩”、“外廠房”、“外泄水閘”處。

⑵在混凝土壩與土壩接合部處埋設25支大量程位移計，儀器型號“CF-200”，以監測混凝土壩與土壩接合部的開合變形，其中內江7支、中江8支、外江布設10支。內江布設在“內江左岸土石壩”處，中江布設在“左右岸土石壩”處，外江分別布設在“外1-2#重力壩”、“外江左岸泗化州土石壩”處。

⑶在混凝土壩施工縫處埋設63支測縫計，儀器型號“CF-12”，以監測混凝土壩施工縫的開合變形，其中內江32支、外江布設31支。內江儀器布設在“內廠房”處、外江儀器分別布設在“外廠房1-2#機”、“2#船閘下閘首”、“外泄水閘門機大梁”處。

表4.1內江接縫監測儀器一覽表

5應力應變及溫度監測

應力應變監測項目主要有土壓力、鋼筋應力、無應力、混凝土應變及溫度。

⑴ 埋設土壓力計11支，以監測混凝土坡腳受土體或回填料的壓力，儀器分別布置在“外江1#重力壩”、“外船閘上閘首”、“下航”混凝土與土石體的結合處。

⑵埋設鋼筋計104支，以監測鋼筋混凝土的鋼筋應力，其中內江37支、中江9支、外江布設67支。內江儀器分別布置在“內電站廠房”、“泄水閘”處；中江儀器布置在“內泄水閘”處，外江儀器分別布置在“外電站廠房”、“外船閘上閘首”、“泄水閘”“下航”處。

⑶埋設三向應變計57組，其中外江布設41組（120支）、內江16組（87支）、中江4組（12支）。相應部位還埋設了無應力（共78套），以測量混凝土自生體積的變化，即可測量由重力所產生的應力應變值。內江、中江泄水閘各埋設二向應變計2組。

⑷埋設溫度計119支，其中內江38支、中江19支、外江布設62支，以監測施工期的混凝土溫度變化值，并監測運行期的混凝土溫度變化值。還在外江安裝間、內江廠房及中江上游混凝土表面處沿鉛直向布置了表面溫度計，以監測庫水溫。

6 邊坡位移

埋設13+7=20套多點位移計（44+7=51個錨頭），儀器型號“BWC-4100”，以監測邊坡巖體孔深內不同高程的的位移，其中內江布設2套，中江7套（每套1支儀器）、外江布設11套。內江儀器布設在內江左岸土石壩；中江儀器布設在中江左、右岸土石壩處；外江儀器分別布設在“船閘控制樓”、“下游引航道”處。

在外江下航高邊坡處鉆孔埋設了7套鉆孔傾斜管，觀測儀器型號“BWC-4100”，以監測邊坡巖體孔深內不同高程的位移分布。

7 結論

長洲水利樞紐工程按規范要求布設了變形、滲流、應力應變等監測項目，到現在已經穩定運行了較長時間，有效地監控了建筑物的工作性態，為工程蓄水和竣工安全鑒定提供了非常有益的數據。

參考文獻：

【1】王德厚,劉景僖,華錫生。三峽工程安全監測系統儀器布置優化研究【J】，長江科學院院報，2011，5：73-75.

【2】張松濤,陸辛；大化水電站擴建工程安全監測設計【J】，廣西水利水電，2012，2：62-64.

篇6

【關鍵詞】含水率 射頻 γ射線 含水分析儀

1 引言

中原油田目前主要采用注水采油工藝，采出原油的含水率普遍偏高，各采油隊將混合液匯輸到聯合站經過分離處理，隨后進行油、氣、水的計量，以前對原油的計量主要有人工蒸餾化驗法、振動密度計法等，但這些技術都有一定的局限性，可靠性差，尤其是這些方法都無法消除含氣對含水率測量帶來的影響，因而使原油計量始終處于一個低水平，給油田開發管理帶來諸多不便。

中原油田文一聯合站主要接收由采油一廠七個采油區管線輸送和油罐車拉來的原油，這兩種來油方式給原油計量外輸帶來了很大不便。用人工進行化驗要求取樣頻繁工作量大，測出的含水率不是連續值，誤差較大，無法準確計量。

2 在油田的應用

2.1 射線型原油含氣、含水率自動監測儀的應用

在對七個采油區管線輸送的來油，中原油田采油一廠文一聯合站在集油崗的來油管線上安裝了七臺YSQF-I射線型型原油含水含氣分析儀外加計數流量計，使各個采油區經過管線輸送進站的原油產量計算得到了很好的解決。

這套系統的配置是：給每個采油區輸送來的原油，在管線上配有臺射線型含水儀，附加計數流量計，數據傳到微機系統，系統將采集到的原始數據進行后臺整理，并處理計算，對各采油區的油、氣、含水率進行實時監測，以報表和趨勢圖的形式顯示在微機大屏幕上，直觀明白易于操作。

射線型含水儀的測量管道安裝在原油分離器的進口，來油經過管道，每個放射源所發出的強度不太高的γ射線穿過油、水混合介質，通過探測器計數，然后進行分析計算總結，從而得到含水率，這樣的結果準確客觀。

這套系統的一次儀表包括測量管道、探測器和放射源組成。測量管道由耐腐蝕耐高溫鋼材制造，探測器是不接觸原油的。采用閃爍γ探測器性能卓越，數據精確。施工期間對原有管線進行了改造，安置到分離器的上部使之產生合理的落差，保證來油均勻順滑的經過測量管道，連續不間斷的進行測量。

二次儀表有數字信號處理單元、模擬信號處理單元、計算機數據采集系統組成，在值班室里就可以直觀的顯示出連續的含水。必須對值班人員經過專門培訓，使其掌握專業的操作技術，才能更好的運行這套系統。

經一段時間測試，并進行含水取樣對比，包括正常生產取樣對比和調節分離器液位改變出口含水率和含氣率進行對比，從表的檢測計量數據對比知，儀器檢測原油平均含水率為2.0%，人工檢測原油平均含水率為1.8%，二者含水率檢測差值為0.2%；儀器檢測累計日均產油量224t，人工檢測累計日均產油量223t，平均日差1t，相對誤差0.3%；儀器檢測累計日均液量1768立方米，，流量計人工檢測日均液量1764立方米，平均日差4立方米，相對誤差為0.3%。三項計量數據平均誤差在0.5%以下。儀表的長期運行穩定性和測量誤差都能滿足生產計量要求。

2.2 技術特點

原油含水含氣分析儀技術先進。采用最先進的核物理技術、核電子學技術和計算機技術，是核機電一體化的高科技術產品，是一種非接觸自動在線測量儀表采用了計算機技術，測量參數隨時間的變化一目了然，測量精度高。

2.3 SH射頻含水分析儀的應用

除了七個采油區管線來油外，還有個別不在傳輸系統上的油井經油罐車將原油拉到卸油臺卸油，以前測定拉來的原油含水率使用人工取樣，在油罐車放油的過程中，間隔一分鐘取樣一次，一共三次，由于原油的在罐車中油、水、氣和含有其它雜質成分分層，這樣取樣無法準確的體現一車原油的含水率，人員站在卸油口取樣，呼吸有毒有害氣體，對身體健康造成危害。

SH射頻含水分析儀由測量傳感器，一次儀表，二次儀表，擦除控制器，HGC-1型錦研卸油站含水自動計量監測控制微機系統組成。

測量傳感器就安裝在卸油口，直接和卸下得原油接觸。由于電磁波在通過介質時，或多或少的被介質吸收，不同的介質吸收電磁波能量是不同的，由于傳感器發射的是短波頻率，它有很強的穿透能力，可以獲得精確的信號，得到準確的數據。微機監控采用菜單化管理，中文操作，實用、友好的實時監控界面；具有實時變化趨勢曲線圖和歷史曲線查詢功能，具有數據報表存貯、查詢功能。

經過一段時間的測試，每天測試的平均含水率與人工測試的含水率很接近，誤差小于0.1%，單車卸車計量，消除了原油交接中的人為因素，能實時監測油罐車的卸油狀態，確保油品交接公平、公正、公開。徹底杜絕了某些拉油罐車的弄虛作假現象，減少了收油單位的經濟損失。先進的自動化產品，減少了工人的勞動強度，保護了工人的身體健康，提高了生產運行效率。

3 結論

隨著石油系統經濟體制改革的深人發展，采油企業內部原油生產交接計量管理變得非常重要。文一、文三聯合站擔負著采油一廠七個采油區進站原油脫水及外輸任務。射線型原油含氣、含水率自動監測儀，SH射頻含水分析儀，實現了原油含氣、含水率在線全流量的測量，消除了由于含氣對含水測量帶來的誤差，克服了人工測量而導致的含水測量代表性差的不足。儀表的精度不受原油的流態的影響。這一新的測量方式將為多相流的在線監測提供了新的方法。這項原油計量新技術在中原油田及兄弟油田得到了廣泛推廣應用。

參考文獻

[1] 嚴曉靖.原油天然氣分線自動計量與監測技術的開發與應用[J].內蒙古石油化工

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[關鍵詞]農村地區；電壓監測儀；電網建設；檢驗方法

中圖分類號：TM933.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）33-0087-01

隨著農網改造的不斷深入，用戶對電力系統的要求相比較過去也有了很大程度的提高，當前這種大形勢下人民不僅僅要求少停電甚至是不停電的，而且對電網的安全用電已經電能質量的要求也更高了。就目前而言，如何使電能質量能夠滿足用戶需求已成為供電企業首要解決的問題。通過以往大量的實踐結果表明，

電壓質量高低不僅僅會直接決定用電設備的性能能否達標，也影響電力系統的使用年限是否長久。除此之外，如果電壓過高會對電力沒備的安全構成威脅，電

壓過低則對于電網的安全穩定運行也是不利的，因為相關企業和工作人員需要合理的把握好這個度才行。

一、電壓監測儀的具體應用

為了搞清楚這個問題，我們可以從以下幾個方面進行分析：（1）合理選用電壓監測儀。作為電壓監測的重要手段之一，在過去很長一段時間里使用的是走字表底型的電壓監測儀（主要用于記錄電壓時間），它是用電壓比較器對來判

斷電壓是否達標（主要是看電壓是否在合理的范圍內），另外，有三排走字輪分別累計電壓時間―超上限時間、總監測時間與超下限時間。檢測出來之后由相關工作人員計算出電壓合格率即可。自上個世紀八十年代我國開始使用了統計式電壓監測儀，它是以數碼管來顯示電壓的最值 超上下限率等數據。其中一個比較具有進步意義的地方在于用抄MODEM電話線遠傳替代了人工抄表與電腦抄表的方式。隨著時代的進步與科技的發展，近些年來采用了GSM短信與GPRS 的抄表方式，這在很大程度上提高了管理水平和工作效率。而且隨著時間的不斷推移，具有現代化意義的電壓監測已從過去模擬電路朝著到數字電路方向發展。當前的電壓監測儀不但可以進行統計儀表是否合格的工具，與此同時已成具有多功能的實時監測與分析的儀表。事實已經充分證明，如果我們在電壓監測儀上安裝和使用GPRS之后取數起來會非常和方便快捷，這是因為如此，得到了各大電力企業的廣泛應用；（2）電壓監測儀的工作原理。就一般的說，GPRS電壓監測儀主要由交流信號采樣，壓頻轉換，有效值運算放大器等共同組成。其中交流采樣部分主要使用內部電路與交流高電壓的有效隔離。具體地說，就是用坡莫合金的電壓互感器實施物理隔離（無任何畸變地），交流有效值運算放大器通過前置的方式進行放大，然后用V-F變換成數字信號。根據當前我國對監測儀的標準規定，采樣的電壓應當是每秒一次，然后除以六十（一分鐘為六十秒）作算術平均來進行基本樣本，然后分別記錄電壓超標的累計時間和最大值與最小值發生的準確時間；（3）電壓監測儀的正確安裝。結合自身多年的實踐經驗，應當嚴格按照幾大步驟進行。首先仔細檢查儀表外觀有無破損現象（包括側面系數標簽和儀表標識）。然后確認SIM卡已開通語音撥號與GPRS，如果沒有開通要立即開通。確保已經開通之后，接下來就是將儀表面板打開，插上SIM卡，認真仔細的檢查卡座鎖緊與否。最后比對小面板內側的接線圖相應指示，以電壓的實際值插好型號為S4的跳線。打開接線蓋（儀表下方的），左下方的白色方框內是跳線夾。一般地說，插在左側的是用于監測三百八十伏特、中間監測兩百二十伏電壓 ，右側是用于監測一百一十伏電壓。再用兩根電源線分別接入與之對應的接線孔內，將螺母固定好。倘若在這個時候無法在斷電的情況下接線，應用絕緣膠帶將線頭包好，以免在以后發生短路等安全事故。這些都做好之后，就可以撥號，如果一聲振鈴后馬上關掉手機，此時網絡指示燈應當長亮半秒，緊接著長閃一下（以后都會是雙閃）。最后就是安裝服務器的相應軟件了，安裝好以后測試成功就可以正常使用了。

二、電壓檢翻儀的周期性檢測

就這一點而言，應當包括以下幾個方面。

1、檢查外觀

首先，要保證電壓監測儀的美觀，表面不要有任何的污垢與不潔之處，字跡應清楚顯示在人們的眼前，各顯示器件應安裝在正確的地方，如果發現有錯誤要及時予以糾正并且妥善處理。然后檢查儀器名稱、出廠編號、制造廠名、通用標志等。最后是要保證電壓監測儀的外表面沒有明顯的涂層剝落和機械損傷現象發生。以及塑料件無變形和氣泡現象發生。

2、測試基本安全值

具體地說，首先要測試絕緣電阻。用五百伏絕緣電阻測試儀來測量電壓監測儀所有電氣回路的絕緣電阻，應在電壓施加后一至兩分鐘之間準確讀取絕緣電阻值，其值一定要大于五兆歐。然后測試泄露電流。取檢測電壓為額定電壓的百分之一百一，泄露電流一定不得大于3.5毫安。最后測試介電強度。將一千五百伏正弦交流電壓加在電壓監測儀的外殼與各電氣回路之間，不間斷的持續六十秒（也就是一分鐘），值得注意的是，試驗過程中不應有擊穿或飛弧的情況發生。

3、檢測靈敏度

眾所周知，在檢測統計誤差的過程中。相比過去，對監測儀電壓的上下限（在電壓合格區域）的統計靈敏度提出了更高的要求。通常而言，統計靈敏度指的是當電壓監測儀在被測電壓比設定的電壓最大還要大，或者是比最小還要小的直接反映。在不出現意外的情況下，電壓監測儀的靈敏度K一定不得大于百分之零點五。

4、測試功率損耗

電壓監測儀接到電壓互感器的二次側。通過它反映一次電壓的相關參數。鑒于此，監測儀信號輸入端的功耗必將會在很大程度上對互感器的負載特性構成直接性的影響。這樣一來就會加大互感器二次回路的電壓降，從而導致測量誤差產生，就這一點而言，檢測功耗這一環節必不可少。在正常使用條件下，監測僅自身的功率損耗應不會大于3V?A。

三、結束語

綜上所述，隨著時代的進步與科技的發展，電壓監測儀由于具有方便、快捷而且實用的特點，已經得到各大電力企業的廣泛應用。而且通過大量的實踐結果表明，隨著GPR S電壓監測儀的普遍應用，在很大程度上提高了電壓監測數據的真實性和完整性，與此同時還很好地減少了管理人員錄入和統計相關數據的時間，為將來對合格率較差的監測點進行分析和整改提供了重要依據，大大有提高了供電電壓的管理水平。從而保證了電網的安全運行，為大眾的日常生活以及生產做出應有的貢獻。

參考文獻

[1]馬玉林，李慧杰.基于PQDIF的集成電能質量監測系統的研究與應用[J].廣西電力.2009，（03）.

[2]雷爾美，劉碧波.電壓監測儀遠程傳輸系統方案選擇與應用[D].第四屆全國電力系統無功/電壓技術交流研討會，2010.

[3]張倩.電壓監測儀在電網運行中的應用[J].硅谷.2012，（01）.

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關鍵詞：水庫；水質監測；水質多參數監測儀；飲用水；監測結果 文獻標識碼：A

中圖分類號：X522 文章編號：1009-2374（2016）10-0092-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.045

1 概述

某水庫位于長江入海口，水域遼闊，部分區域水深較淺，流動性較差，夏季有藻類增殖的隱患；冬季受咸潮侵襲，對水庫水質造成威脅。隨著水庫氣象、水文、水動力等因素不斷變化，水庫水質參數在時間和空間的分布呈現出不規律的特征，僅依靠每天一次的實驗室水質檢測無法滿足水庫水質監管和安全供水的要求。因此，該水庫配備了YSI 6600V2型水質多參數監測儀和Hydrolab DS5水質多參數監測儀進行水質在線監測，利用無線通信技術通過計算機實時了解水庫水質變化情況，為水庫調度運行提供依據。然而關于該類儀器的研究不多，尤其在實際使用中的適用性、準確性、穩定性等尚缺乏相關的資料和報道。本文依據我國水質相關標準，對YSI 6600V2型水質多參數監測儀和Hydrolab DS5水質多參數監測儀在葉綠素a、溶解氧、pH、電導率等方面的監測情況與實驗室檢測數據進行比對和分析，為該類儀器的實際使用提供思路和方法。

2 材料與方法

2.1 儀器

YSI 6600V2型水質多參數監測儀（以下簡稱6600多參數儀）、Hydrolab DS5水質多參數監測儀（以下簡稱DS5多參數儀）、溶解氧測試儀帶水溫功能（型號：HQ40d LDO）、pH測試儀（型號：senION MM340）、電導率測試儀（型號：senION EC5）、分光光度計（型號：DR2800）。

6600多參數儀已使用3年時間，DS5多參數儀已使用4年時間。DS5多參數儀通過數據線連接電腦，操作軟件為OTT Hydras3LT，6600多參數儀通過數據線連接電腦，操作軟件為Eco watch。兩臺多參數儀的構造、工作原理、操作方法、通訊方式大致相同。

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，采集水庫輸水區水樣，分別進行儀器測定和實驗室測定，對測定結果進行對比。其中實驗室測定的葉綠素a由分光光度法完成，溶解氧、pH、電導率指標由儀器完成。

3 結果與分析

3.1 葉綠素a

葉綠素a是藻類預警監測的重要指標之一，也是水庫長期重點監測的水質指標之一。目前實驗室測量葉綠素a主要采用分光光度法，通過90%丙酮提取水樣中的葉綠素a，提取過程需要避光24小時，再通過分光光度計進行分析。6600多參數儀與DS5多參數儀采用熒光法測定水樣中葉綠素a的含量。熒光法是利用水中藻類葉綠素a發出的熒光強度來反映葉綠素a的含量，從而進一步測量藻類葉綠素a的方法。熒光法已經由EPA（美國環境保護署）認證成為測量葉綠素a的標準方法。7月6～10日，由實驗室、6600多參數儀、DS5多參數儀所測得的葉綠素a數據如圖1所示：

圖1 葉綠素a數據比較

由圖1可知，6600多參數儀與DS5多參數儀在7月6日和7月7日所測得的葉綠素a數據與實驗室數據完全一致，后三天數據的誤差也僅在2μg/L以內。6600多參數儀與DS5多參數儀葉綠素a探頭性能良好，能夠滿足水質監測的要求。

傳統的分光度法其優勢在于實驗方法成熟、結果準確、過程嚴謹、操作規范、有相關行業標準等，但其缺點也十分明顯：（1）費時，提取葉綠素a的過程需要24小時；（2）過濾、提取、儲存、離心、分光光度計分析等步驟比較繁瑣；（3）需要有經驗的分析人員長期操作來保證數據的穩定性和一致性；（4）無法做到實時監測。

6600多參數儀與DS5多參數儀葉綠素a監測具有比較明顯的優勢：（1）無需采樣，無需破壞細胞的內部結構，測量在水體中直接進行；（2）操作簡便，攜帶方便，即時讀數，適合水面移動監測以及在線連續監測；（3）無需試劑，不產生廢液

其不足之處：（1）葉綠素a受環境影響很大，缺少穩定準確的標準溶液進行校準；（2）濁度、氣泡、光線都會干擾熒光探頭，影響監測結果；（3）可以反映葉綠素a變化趨勢，但不能完全代替傳統的分光光度法，多參數儀需要實驗室數據作為校準依據；（4）葉綠素a傳感器24小時連續監測的情況下，壽命只有1年左右的時間。

3.2 溶解氧

6600多參數儀配備的是熒光法溶解氧傳感器。熒光法溶解氧測量是基于熒光猝熄原理。藍光照射到熒光物質上使熒光物質激發并發出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝熄效應），所以激發的紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。通過測量激發紅光與參比光的相位差，并與內部標定值對比，從而可計算出氧分子的濃度。

DS5多參數儀配備的是膜法溶解氧傳感器。溶解氧傳感部分由金電極（陰極）和銀電極（陽極）及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構成測量回路。當給溶解氧分析儀電極加上0.6～0.8V的極化電壓時，氧通過膜擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產生電流，根據法拉第定律：流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關系，從而計算出氧的濃度。7月6～10日，由實驗室、6600多參數儀、DS5多參數儀所測得的溶解氧數據如圖2所示：

圖2 溶解氧數據比較

由圖2可知，6600多參數儀與DS5多參數儀除了7月7日這組數據有較大差距外，其余4組數據與實驗室基本擬合。7月6～10日6600多參數儀溶解氧平均值與實驗室相對誤差為3.6%，DS5多參數儀溶解氧平均值與實驗室相對誤差為2.4%。相對于傳統的碘量法測定溶解氧，6600多參數儀熒光法溶解氧傳感器和DS5多參數儀膜法溶解氧傳感器有以下優點：（1）技術比較成熟，基本免維護；（2）無需采樣，即時讀數，適合水面移動監測以及在線監測；（3）沒有流速或攪動的要求。DS5多參數儀膜法溶解氧傳感器相對于6600多參數儀熒光法溶解氧傳感器，需要額外定期為膜添加電解液，除了這一點外兩款多參數儀在使用維護方面基本沒有什么不同。

3.3 pH

6600多參數儀與DS5多參數儀測量pH的方法都是玻璃電極法，這是目前比較常用的測量pH的方法。

7月6～10日，由實驗室、6600多參數儀、DS5多參數儀所測得的pH數據如圖3所示：

圖3 pH數據比較

從圖3可以看出，6600多參數儀pH數據要明顯高于實驗室pH數據，絕對誤差在0.2左右，DS5多參數儀pH數據要好于6600多參數儀，絕對誤差在0.1以內。

3.4 電導率

6600多參數儀電導率測量原理是四電極流通式電導測量管法。電導率的測量過程中，電極間加上恒定振幅的電壓信號，電極上流經一定的電流，電流大小取決于溶液中所含離子的數量，被測介質的電導率與運算放大器的輸出電壓成正比。四電極技術消除了極化電壓對測量的影響。傳感器材質為鎳。DS5多參數儀電導率測量原理與6600多參數儀相同，傳感器為石墨電極。7月6日6600多參數儀、DS5多參數儀與化驗室監測電導率數據相對誤差分別為1.4%和1.1%，7月7日相對誤差分別為3.5%和0.7%，7月8日相對誤差分別為2.8%和2.1%，7月9日相對誤差分別為3.2%和0%，7月10日相對誤差分別為3.5%和1.1%。兩臺多參數儀所監測的電導率數據基本與化驗室一致。

3.5 實際使用情況

3.5.1 數據電纜。6600多參數儀配備了加固型電纜，監測深層水樣時可直接拖拽電纜進行操作。DS5多參數儀這一點不如6600多參數儀，數據電纜不能拖拽，需再配備一根纜繩進行操作。

3.5.2 傳輸接口。6600多參數儀和DS5多參數儀都是利用RS-232型接口與電腦進行數據傳輸和操作的。野外監測的筆記本電腦一定要配備此型號接口。RS-232接口轉換USB接口的轉換器由于兼容性和穩定性的問題，經常發生無法識別接口的問題。兩臺多參數儀的傳輸接口在實際使用當中具有一定的局限性。

3.5.3 操作軟件。DS5多參數儀的軟件界面、按鈕布置、可操作性都要比6600多參數儀更為優化，所有功能都為按鈕點擊即可進行操作，數據可直接生成為excel格式文檔。而6600多參數儀的操作需要輸入相應指令來完成，數據需要從軟件內拷貝出來。

3.5.4 傳感器維護。6600多參數儀和DS5多參數儀都需要定期維護，以該水庫為例，多參數儀容易被貝殼類生物吸附，影響測量效果，需要每兩周進行一次清洗。如果多參數儀傳感器外層包裹一層銅皮粘紙，可以有效防止貝殼類生物產生的影響，延長清洗周期。

3.5.5 傳感器更換。DS5多參數儀的傳感器無法自行插拔更換，更換新傳感器需要返廠進行驅動并做密封處理，而6600多參數儀可利用螺絲刀直接更換損耗的傳感器，較DS5多參數儀方便。

4 結論與討論

6600多參數儀與DS5多參數儀在水庫使用了三四年之后依舊能夠正常監測，反映水質變化趨勢，該兩款多參數儀在質量和性能上是穩定可靠的，能夠滿足水質在線監測的需要，同時也有不足之處有待改進。水質多參數儀無法代替實驗室水質檢測，必須以實驗室水質數據為基礎，定期進行校準和對比，這樣才能保證監測數據的準確性。隨著水質監測技術的提高，自動化程度越來越高，實時監測的水質多參數儀將有效地提高水庫水質監測的工作效率，成為水質安全預警的重要環節，為水庫生產運行及科學研究提供可靠依據。

參考文獻

[1] 劉偉，王里奧，翟崇治，劉萍.Hydrolab DS5X水質多功能監測儀器的驗收評價[J].安徽農業科學，2009，37（6）.

[2] 過偉，王曄，王潔塵.YSI 6600型水質多參數監測儀在太湖藻類監測中的應用[J].甘肅科技，2008，24（23）.

[3] 國家水利部.水質 葉綠素的測定 分光光度法（SL 88-2012）[S].北京：中國水利水電出版社，2012.

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【關鍵詞】GSM短信;電壓監測儀;管理體系

前言：電壓是保證電能質量的主要指標之一，對電網的穩定也有重要作用，所以提供穩定的電壓是保證用戶安全生產、延長設備使用壽命的前提條件。GSM短信電壓監測儀是目前比較先進的電壓監測手段，對提高電壓監測管理的自動化水平有著重大作用。

一、GSM短信電壓監測儀的定義和功能

GSM短信電壓監測儀主要是以傳統電壓監測儀為基礎，以現代GSM通信領域的短消息技術為手段，對節點電壓實現數據傳輸和遠程無線監測服務，主要技術核心為手機芯片技術和單片十六位微處理器技術，并且是一種可以綜合運用于數據記錄、電壓監測、遠程通信等服務的智能化電壓監測儀表。GSM短信電壓監測儀綜合了大規模集成電路技術、單片機控制技術、高精度A/D變換技術、抗干擾技術，所以整個儀表具有很高的測量精度、很高的可靠性、比較齊全的功能服務、操作靈活簡便的后臺軟件等。

GSM短信電壓監測儀的主要功能包括：第一，GSM短信電壓監測儀可以實時監測目標點的電壓，并且可以統計電壓超限率和電壓合格率，然后采用GSM短信方式傳遞數據信息，保證管理員在遠程可以實時監測[1];第二，GSM短信電壓監測儀可以定期統計電壓合格率，并且可以定期對這些數據信息進行顯示、存儲、傳輸;第三，GSM短信電壓監測儀內裝有可以顯示的時鐘，在年、月、日等計時上可以自動轉換，并且在掉電的情況下可以持續運行5年以上;第四，GSM短信電壓監測儀可以實現向管理系統和制定手機發送短信提醒，保證對電壓的及時監測;第五，GSM短信電壓監測儀相對于傳統監測儀來講還具有防水、防震、防雷等功能;第六，GSM短信電壓監測儀可以保證在變電站電磁場強度范圍內正常工作。

二、GSM短信電壓監測儀管理體系的組成

GSM短信電壓監測儀管理體系主要包括系統管理站、電壓監測儀、GSM網絡等[2]。

其中系統管理站由管理軟件、計算機、GSM短信控制機組成，管理軟件的作用在于對電壓監測數據進行處理，主要包括采集、統計、分析、管理、打印等環節;計算機是系統管理站安裝管理軟件的主要載體，是整個管理站的主要硬件部分;GSM短信控制機主要功能在于對所有的電壓監測儀下達指令和接受上級下達的電壓監測數據，并且可以將這些數據傳輸給管理軟件。

GSM網絡主要由移動電信運營商提供，在其中也起到很大的橋梁作用，可以將系統管理站與電壓監測儀相連接。電壓監測儀的作用在于對監測點的電壓進行處理，主要處理內容包括采集、顯示、統計等，然后再通過GSM網絡將這些數據信息傳輸給系統管理站。

三、GSM短信電壓監測儀管理體系的應用

（一）GSM短信電壓監測儀管理體系在應用中的優勢

傳統電壓監測儀主要包括表底型、編碼型電壓監測儀，這種電壓監測儀在運用中都會發生抄表方式比較落后的現象，往往會導致電壓監測儀收集到的信息不準確、不及時，而GSM短信電壓監測儀以其特有的優勢可以避免這些缺陷。

相比較傳統的電壓監測儀，GSM短信電壓監測儀不僅包括傳統監測儀所具有的功能，而且還可以通過GSM短信實現數據傳輸功能，整個管理系統具有全面、及時的特點，不僅可以實現監測收集數據的及時上傳、監測儀使用沒有時間限制、可以對電壓監測點有效管理等功能，而且還可以對電壓監測點的地理信息實時管理、統計數據信息按照年月的規范操作等功能。GSM短信電壓監測儀的管理系統可以與其他管理軟件相連接，通過連接可以將收集的數據信息直接傳給其他管理軟件，這樣就節省了其他管理軟件統計這些數據信息的時間[3]。

（二）GSM短信電壓監測儀管理體系在應用中的功能

2.1定時傳輸方式。相對于傳統電壓監測儀，GSM短信電壓監測儀管理體系可以根據電壓監測儀設置的具體站點信息，對數據信息上傳時間進行選擇，可以實現每日上傳、每月上傳、每年上傳等，進一步提高上傳的自主性，并且數據信息的上傳還可以根據具體的需求對數據信息進行選擇。

2.2監測儀通電發送信息。監測儀通電發送信息主要是為了針對電壓監測儀失常、經常停電和電路故障的現象設置的，在使用GSM短信電壓監測儀管理體系時，管理員可以對電壓監測儀設置相應的停電報警號碼，如果電壓監測儀出現了失電又通電的現象，這樣電壓監測儀會發送一條提示信息，并根據管理員設置的具體報警號碼，發送到管理系統上，這時就可以提醒管理員GSM短信電壓監測儀管理體系已經開始運行。

2.3電壓監測點的管理。電壓監測點的管理就是將該監測點的信息匯成管理數據庫，主要操作流程為：首先錄入監測點的基礎信息，然后對這些錄入的監測點信息認真校對并生成該監測點的基礎信息庫，最后將基礎信息庫與地理信息庫相融合，這樣就形成了管理數據庫。電壓監測點的數據庫結構以樹形為主，并且每個監測點都是按照這種樹形顯示所在的變電站母線，這樣可以實現對電壓監測點清晰、有效地管理。

2.4監測點地理信息的管理。監測點地理信息的管理內容主要包括：地理信息主界面、變電站界面和監測點詳細信息[4]。其中地理信息主界面主要顯示安裝電壓監測點的變電站地理分布情況;變電站界面主要顯示所有變電站出線用戶安裝的監測點的地理分布情況，主要包括母線號、監測點名稱、調度號、路名、監測類別等;監測點詳細信息主要顯示一個月內的電壓合格率和本年度的電壓合格率，同時可以將這種電壓合格率生產曲線圖。

2.5電壓合格率統計軟件的接口。GSM短信電壓監測儀管理體系可以實現數據信息的傳輸，從而實現其他管理系統對數據信息的共享，導出的數據信息可以為2個DBF文件，即一個為運行數據文件，另一個為基礎數據文件，這樣的數據導出可以極大地提高管理人員的工作效率、節省工作人員的時間，達到數據兼容的目的。

結論

通過以上分析可以看出，GSM短信電壓監測儀管理體系主要由系統管理站、電壓監測儀、GSM網絡等組成，分析GSM短信電壓監測儀管理體系在應用中的功能要從定時傳輸方式、監測儀通電發送信息、電壓監測點的管理、監測點地理信息的管理、電壓合格率統計軟件的接口等方面入手，只有這樣才能真正發揮GSM短信電壓監測儀管理體系的作用。

參考文獻

[1]孔，段崢輝.GSM短信電壓監測儀管理系統的應用[J].福建電力與電工，2005，10（03）：69-70.

[2]孔，段崢輝.GSM短信電壓監測儀的應用分析[J].電力設備，2005，08（12）：61-63.

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關鍵詞：開關柜；電力系統；監測

中圖分類號：O441 文獻標識碼：A

1 典型案例

（1）2002年1月1日，齊魯石化公司塑料廠5BS配電室高壓開關柜60508開關發生閃爆，導致整個裝置停車，造成了巨大的經濟損失。

（2）2009年9月14日，某化肥廠在起動一臺貧液沗時，發生一起高壓開關柜爆炸，整個配電室停電事故，尿素系統被迫停車，嚴重影響生產。

（3）2005年7月4日和2006年9月13日，河南省淅川縣電業局局所屬荊關110KV變電站，發生兩次鎧裝型手車開關柜上下隔離觸頭運行中，在負荷電流約占觸頭額定通流容量1/3的情況下，嚴重發熱造成事故，被迫停電進行搶修。

2 存在問題與原因分析

（1）高壓開關柜防止誤入帶電間隔這一功能使得開關柜的柜門的開閉與接地開關有閉鎖關系，即只有合上接地開關后才能打開開關柜門。

（2）高壓開關柜驗電問題是一個多年來困擾電力安全生產的問題，目前推廣的全封閉型”五防”開關柜的機械”五防”閉鎖裝置，無法滿足安全規程”先驗電、后掛接地線”的要求。因為在執行停電工作時，在合接地開關前必須驗明設備已無電壓。然而封閉式高壓開關柜處于全封閉狀態，按照正常的操作方法，無法用攜帶式高壓驗電器對設備進行驗電，因此，就出現了強行解鎖打開開關柜柜門的方式驗電。

（3）目前開關柜上大量使用以氖燈作為顯示元件的高壓帶電顯示裝置，經過長時間的運行使用，發現失明率高，氖泡出現大量損壞。為了彌補缺陷，在帶電顯示裝置上裝設了氖燈運行/關閉開關，平時該開關處于關閉狀態，從而使得整個高壓帶電顯示裝置暫時退出運行。這種處理方式，失去了高壓帶電顯示裝置作為監視線路側帶電與否的作用。

（4）氖燈亮度低，特別是在明亮的環境里亮度受到沖刷，顯示性較差。

（5）老式帶有強制性電氣閉鎖的高壓帶電顯示裝置，閉鎖原理過于簡單，只是將A、B、C三相傳感器輸出的信號分別進行半波整流后直接復合在一起，去控制閉鎖回路。這種方式在系統出現單相接地或缺相的異常情況時，因閉鎖控制電壓的飄移可以導致裝置不能可靠閉鎖而發生帶電合接地開關的事故。

（6）目前安裝的氖燈式高壓帶電顯示裝置大多采用塑料外殼并安裝于高壓設備間隔內，一旦在操作過程中開關柜內部短路放弧，高溫電弧可能將裝置的塑料外殼熔化，傷及運行或檢修人員。

（7）自然通風散熱效果差。設計制造時柜體結構未充分考慮合理有效的自然通風散熱問題。在大負荷情況下，電器接頭接觸部分容易出現溫升過高現象。

3 提升措施

為了解決這些問題和不足，我們必須要采取一些措施，能夠保證高壓開關柜正常工作。

（1）必須要開關柜的工作參數進行監測，這樣能夠顯示開關柜是否在工作狀態，以防工作人員觸電現象。

工作參數：電流，電壓，功率，相位，系統頻率，電度，需量，三相電流與電壓2-63次分次諧波、諧波總量，分相顯示及統計電度量，三相電流、電壓、功率最大值、最小值、不平衡度及發生時間。

（2）在柜內底部安裝濕度及防凝露控制器。當傳感器檢測到柜內所處環境濕度超出設定值85%RH時，控制器自動接通加熱器升溫，提高柜內溫度，破壞凝露形成的條件，降低環境濕度。當濕度降至預設定值時，控制器自動停止加熱。

（3）顯示斷路器觸頭區域上下A、B、C六個觸頭運行溫度、柜內溫升和濕度信息。同時判別是否超出事先預設的溫度門檻值，如溫升超限，即發出報警觸點信號，啟動報警裝置和通風裝置。當傳感器測得手車柜三相上下隔離觸頭導電體上溫度大于600C時，裝置自動接通頂部泄壓孔外部平面抽風散熱裝置，進行通風散熱。當測得觸頭溫度低于550C時，排風散熱裝置自動停止工作。

（4）根據開關柜的工作環境溫度自動核定開關柜及電纜的載流量，出現異常時發出告警信號。保證開關柜在不同季節、不同環境下均能安全運行。

（5）為保持高壓室內清潔，變電站配備適當功率的吸塵器，定期進行地面除塵工作。

4 高壓開關柜智能監測儀的工作原理

為了滿足以上改進措施，我們公司研制了一套高壓開關柜智能監測儀。他是專門針對高低壓開關柜的特點而設計，不僅可以對開關柜的工作參數，工作環境和預留開關設備載留回路過熱進行全方位地在線監測，而且還能分析各種重要參數的變化趨勢，識別存在的故障，為設備的狀態維修提供依據。

當開關柜處于工作狀態時，監測儀會通過電壓互感器，電流互感器和溫濕度傳感器把電壓信號，電流信號和溫度信號等重要參數發送到裝置的CPU，而CPU將會通過24位高速高精度A/D轉換器把這些信號轉換成數字信號，裝在開關柜的監測儀就會把這些工作參數在面板上顯示出來。

當傳感器檢測到柜內所處環境濕度超出設定值85%RH時，控制器自動接通加熱器升溫；當濕度降至預設定值時，控制器自動停止加熱。

埋設在手車觸頭附近的熱敏電阻將溫度信號傳送給信號處理模塊，模塊中的CPU將隨熱量變化的電阻信號轉換成溫度數字信號，連同本傳感頭的編號一起通過無線發射模塊發送出去。裝在開關柜前面板上部的監測儀，接收并解調這個信號，顯示斷路器觸頭區域上下A、B、C六個觸頭運行溫度、柜內溫升和濕度信息。同時判別是否超出事先預設的溫度門檻值，如溫升超限，即發出報警觸點信號，啟動報警裝置和通風裝置。

結語

本文主要闡述高壓開關柜故障事件，高壓開關柜存在的問題和原因分析，并對其所表現出的問題提出改進措施，最后對其實現的方法進行介紹。結果證明，高壓開關柜智能監測儀參數測量精度高、功能強大、運行可靠、現場接線與操作非常方便，并且降低設備故障率，保證優質、穩定、連續、可靠地供電。