在线检测论文范文

时间:2023-02-26 13:48:10

在线检测论文

在线检测论文范文第1篇

机器视觉检测系统不仅仅是视觉,它与机械结构、运动控制、硬件系统和软件系统紧密联系,不可分割。稳定的机械结构定位、快速精确的送料系统、可靠的硬件系统和友好灵活的软件系统都是一个成功的视觉检测系统设计所必须考虑的因素。

1.1系统原理

本系统根据机器视觉检测技术原理来进行设计和选型。由机器视觉系统原理的论述,我们可知系统原理是对从真实世界采集到图像信息使用一系列的软件算法进行处理分析,提取我们所需要的特征信息和计算结果,计算机将根据我们所设定的标准对结果进行判定,再根据检测结果反馈对控制执行机构进行操作的控制过程。

1.2检测项目与要求

目前,机器视觉在电子接插件整个制造流程中都有一定的应用,只是根据工艺特点和要求的不同,其所扮演的角色各有不同。冲压是接插件金属端子的制造区,作为接插件的主要构成部分,金属端子的形状、尺寸影响着后续的工艺及成品的质量。因此,在冲压工程中必须对金属端子的关键尺寸和表面缺陷等外观质量进行在线检测,以保证金属端子的品质,减少不良品的数量,并且对检测数据进行统计分析,以便及时发现生产中的问题,进行维护保养。对冲压后的接插件进行视觉检测是减少损失的关键环节。接插件的外观质量缺陷通常具有复杂性和多样性的特点,目前接插件的外观质量还没有统一的标准。本文根据某大型接插件生产厂商提供的缺陷情况,归纳得出所检测接插件的外观质量缺陷主要是影响其功用的引脚缺陷、鱼眼缺陷和表面缺陷。1)引脚尺寸在冲压过程中,由于长时间工作后模具出现磨损,或者金属料带出现偏斜、拱起,会使冲压后的接插件出现引脚偏细或偏粗。2)引脚间距由于金属料带与冲压模具之间的水平相对运动存在移位、阻滞等现象,同时金属料带在传送过程中与料槽存在碰撞或摩擦,容易使冲压后的接插件出现引脚歪斜扭曲,这种缺陷在引脚较长的接插件中很容易出现。3)鱼眼缺陷冲压过程中,由于模具与金属料带的垂直运动距离不足,导致鱼眼没有或者没有被压穿。4)表面缺陷接插件与料槽间存在碰撞和摩擦现象,会使接插件表面产生细长状的划痕,冲压过程中,料带上的金属跳屑容易引起接插件表面压伤,压伤比划痕粗,一般呈不规则凹陷状。冲压模具与金属料带的垂直相对运动存在移位、阻滞,易引起毛刺、飞边缺陷,飞边比毛刺要粗一些。

1.3系统组成及其工作流程

根据机器视觉检测系统的原理和本系统的功能要求,可知本系统主要由料带传送部分、图像采集部分、图像处理部分、单片机控制部分组成。机器视觉检测系统的主要工作流程是:首先,计算机接收来自相机或图像采集卡的图像信息;然后根据检测系统的功能要求,对获取的图像进行相应的分析处理,完成检测任务;最后输出检测结果。

2核心图像处理模块

2.1定位孔检测

由于受到各种机械和电子干扰或迟滞的影响,在视觉系统每次所采集的图像上,待测物体的位置都会有变化,因此在进行产品质量检测之前,系统必须首先在视野范围内确定目标被测物的位置,并且所采用的算法能够自适应被测物体在图像中的位置变动。接插件的冲压工艺为:冲定位孔分离冲外形宽边弯曲Z形弯曲,定位孔是接插件冲压中必不可少的重要部分,并且重复定位精度高,接插件其它部分的位置都是以定位孔为参考基准的,因此本系统选用接插件图像上的定位孔作为待检接插件位置信息的基准,并以此实现其它检测模块的定位。一般情况下,本检测系统的滑槽限位夹具机构加上高精度的伺服运动控制能够保证被测接插件在图像中的位置变化不会太大,这提高了系统利用定位孔实现目标图像位置信息获取的稳定性。倘若出现个别被测接插件的定位孔无法获取,不能确定目标图像的位置信息,通常可以认为检测系统的传动系统出现了严重的问题或者是冲压机床出现了生产故障。

2.2鱼眼检测

鱼眼检测需要完成对接插件产品中鱼眼大小和数量的检测,对鱼眼的尺寸参数精度要求不高,因此本系统采用快速的Blob分析算法完成对鱼眼的质量检测。鱼眼检测的具体流程是:首先通过系统所获取的定位孔位置信息和接插件产品参数确定鱼眼ROI的位置,然后在鱼眼ROI内进行图像二值化,再进行Blob分析获取鱼眼的面积、长轴和短轴等参数,最后根据系统设置的容许值进行结果判断。

2.3引脚检测

引脚是接插件产品的关键部分,需要完成对其尺寸的测量。本系统采用边缘检测算法实现对引脚长度、宽度、倾斜度以及引脚间距的测量。引脚检测的具体流程为:首先通过系统所获取的定位孔位置信息和接插件产品参数确定引脚ROI的位置,然后在引脚ROI内进行边缘检测获取引脚的尺寸参数,最后根据系统设置的容许值进行结果判断。

2.4表面缺陷检测

表面缺陷检测部分的核心是在接插件的目标表面图像中寻找存在的缺陷,并定位和判断。接插件产品的表面缺陷主要是划痕和压伤,需要检测的部分涉及整个表面,待检面积较大,同时产品的形状复杂,这就要求表面缺陷检测算法必须注重时间性能。表面缺陷检测算法多种多样,其经典算法有图像差影法、缺陷图像的特征提取与选择和形态学处理等。为了适应接插件的高速在线检测,本系统根据接插件产品自身特点,将形态学和差影法相结合,对传统的差影算法进行了改进,以提高系统的稳定性。表面缺陷检测的具体流程是:首先确定表面检测ROI设置标准模板,然后采用改进的差影算法进行表面缺陷定位,再采用Blob分析确定表面缺陷的参数获取,最后根据系统设置的容许值进行结果判断。

3实验结果及分析

3.1系统运行速度结果及分析

通过多线程技术,并且采用多核计算机,本机器视觉检测系统实现了四幅图像采集和处理的并行操作,因此系统的运行时间取决于四个检测部分最慢的一个。理论图像采集传输时间是由图像大小和采用的图像传输方式以及硬件决定(硬件引起的差异一般很小)。本系统的图像大小为656×492(8位像素深度),采用IEEE1394b火线传输协议(理论支持100MB/s数据传输);本系统采用的相机数据传输速度可以达到62.5MB/s,所以理论图像传输时间为656×492/62.5=5.2ms;又由于一张1394卡插的是两个相机,相当于两个相机共用一条总线,时间要乘以2,即是10.4ms,再加上少量的曝光时间,所以理论上一个相机的图像采集传输时间是大于10.4ms的。图像处理时间没有一个理论的计算,因为程序部分较为复杂,所以采用实际运行测量来估算。

3.2系统检测精度及分析

系统的检测精度主要是针对引脚的长度、宽度及间距而言的,影响因素有相机的像素当量和图像的处理算法。相机像素为656×492,图像视野大小为30.8mm×23mm(不同的相机由于相机高度和焦距调整的细微差距可能存在较小的波动)。此个测试相机通过标定计算,像素当量为0.047mm。本系统采用的算法中,定位孔的检测基于边缘检测是亚像素精度算法,鱼眼检测算法和表面缺陷算法基于BLOB分析是像素精度,尺寸检测算法基于边缘检测是亚像素精度,所以整个系统的图像算法精度是控制在正负一个像素当量的范围之内的。

4结论

根据接插件生产厂商所提出的产品外观质量检测要求,综合机器视觉检测系统的原理和特点,本文成功地将机器视觉检测技术应用到接插件外观质量检测领域,研究并开发了基于机器视觉的接插件外观质量检测系统,实现了对接插件各种冲压缺陷(包括尺寸参数和表面缺陷)的在线检测,并且达到了厂家测量误差小于±0.05mm、检测周期小于200ms的检测要求,提高了接插件检测的自动化程度。检测系统软件以VisualC++6.0为开发平台,基于第三方图像处理软件开发包进行二次开发,采用面向对象的设计方法和多线程编程技术,降低了系统的开发难度,系统的可读性、可操作性、可扩展性和可维护性较好,同时系统的界面友好,操作简单,符合现场操作人员的使用习惯。

在线检测论文范文第2篇

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在线检测论文范文第3篇

论文摘要:文章论述了国内外变压器在线监测的基础研究领域近期的 发展 现状,介绍了变压器在线监测涉及的基本概念,以及两种基本的检测方法、局部放电法和变压器油色谱分析法,讨论了这两种方法的机理及性质,同时论述了局部放电模式识别的过程、所采用的各种方法的优缺点,以及变压器油色谱分析法的现状及发展状况。

随着国民 经济 的发展,电力事业迅速增长,装机容量和电网规模日益增大,人们对电力系统中设备的运行可靠性的要求不断提高,在 现代 电力设备的运行和维护中,电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列,而且是导致电力系统事故最多的设备之一,它的故障可能对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此国内外一直把电力变压器在线检测与诊断技术作为重要的科研攻关项目,现今大多数运用的技术有局部放电法,和变压器油色?分析法等。

一、变压器在线监测研究现状

(一)变压器局部放电(pd)在线监测

1.原理:变压器故障的主要原因是绝缘损坏,在故障前有局部放电产生,且伴随下列信号:电流脉冲,电波、超声波,c2h2,c2h4,c2h6,ch4,h2,co等气体,光信号,超高频电磁波。对上述五种信号进行测量,可以确定变压器内部局部放电的严重程度。因此五种信号的监测都有人研究。在这些检测方法中,电流脉冲法是最灵敏的。但是变电站现场电信号的干扰也是比较大的,因此采用常规的电流脉冲法,很难进行测量。超声波法及油中气体分析法现场干扰较少,但超声波法灵敏度低,对于那些深藏在绝缘内部的放电往往检测不到。同时超声波信号的传播时延大多是用电流脉冲信号触发计时器来获得。在现场使用时,局部放电产生的脉冲电流信号,往往淹没于高的干扰脉冲之中而无法分辨,难以触发计时器工作,从而导致监测系统作出错误的判断。

2.方法:(1)差动平衡法:比较进入测量系统的两个信号,一个来自中性点传感器,另一个来自变压器铁芯接地传感器。当变压器内部产生局部放电信号,它在变压器中性点及铁芯接地传感器上,产生两个方向相反的电流脉冲。而当变压器外部存在干扰信号时,他在这两个传感器上产生的电流脉冲方向相同,适当选择频率,对这两个电信号进行比较,就可以对电晕干扰加以抑制。(2)超声波检测法:利用超声波传感器,在变压器外壳上检测局部放电产生的声信号。一方面当变压器内部发生局部放电时,所产生的电流脉冲信号就被检测到,另一方面分布在油箱壁上的几个超声波传感器也会检测到声波信号。但它要比电脉冲延迟某个时间,根据这个延迟时间,就能确定传感器和放电发生点之间的距离,从而确定放电点的位置。(3)电气定位法:利用超声波传播的方向和时间以及放电脉冲在绕组中的传输过程来确定放电位置的定位方法。

(二)变压器油中溶解气体(dga)在线监测

用油中溶解气体气相色谱分析判断变压器内部故障:

1.原理:油浸电力变压器中主要绝缘材料是变压器油和绝缘油纸。这两种材料在放电和热作用下,会分解产生各种气体。而变压器内部故障都伴随着局部过热和局部放电的现象,使油或纸或油和纸分解产生c2h2,c2h4,c2h6,ch4,h2,co和co2等气体。当故障不太严重,产气量较少时,所产生的气体大部分溶解于绝缘油中。此外,发热和放电的严重程度不同,所产生的气体种类、油中溶解气体的浓度、各种气体的比例关系也不相同。因此,对油中溶解的气体进行气相色谱分析便可发现变压器内部的发热和放电性故障。

2.方法及其发展

(1)一般采用常规气相色谱仪进行变压器油率溶解气体的定期检侧,即试验人员到变电站抽取部分脱出气体注入气相色谱仪的进样口,用气相色谱仪检测,输出结果,最后将结果与标准进行比较判断。

(2)为了克服常规油色谱分析法的繁琐而复杂的作业程序,人们研制出了油中气体自动分析装置,即将常规色谱分析仪的脱气和气体浓度检测两部分置于变压器安装现场,在技术上实现自动化分析,显然,这种油色谱自动化分析装置的功能与常规色谱分析法相仿,结构上未发生根本变革,仅是作业程序上实现了自动,从技术 经济 上限制了它的推广应用前景。

(3)人们不得不研究在原理结构上有所变革创新的在线监测装置。在变压器油中溶解气体在线监测装置的研究中,人们首先想到的是在油气分离上作变革,为此采用由仅使气体分子通过的高分子透气膜组成油气分离单元,从而不仅大大简化了油中气体自动分析装置的结构,而且实现了在线监测。

(4)气体检测单元上作出变革,不用复杂的色谱仪,而用气敏传感器对分离气体检测。由于气敏传感器的敏感度与所添加的贵重金属有关,工艺上还很难做到一种气敏传感器对多种气体都具有相同的敏感度,因此,人们最先研究成功的在线监测装置是监测变压器油中的氢气量。由于不论变压器内部故障种类如何,氢气是故障产生气体的主要成份之一,在线监测油中的氢气量就能判断变压器有无异常,然后通过常规色谱分析法来进一步判断故障种类和程度,因此,虽然这种只能判定有无异常而不能诊断故障种类的在线监测装置功能有限,但因其比常规色谱法进了一步而得到了广泛应用。

二、变压器在线监测研究 发展 趋势及研究方向

1.仪器上:发展了光学器件如分红气体分析器,红外气体分析器的特点是能测量多种气体含量。测量范围宽,灵敏度高精度高,响应快,选择性良好可靠性高,寿命长,可以实现连续分析和自动控制。红外气体分析器的工作原理基于吸光度定律(i.amhert-beer定律),从物理特征上可以划分为不分光型、分光型、傅立叶红外(ftir,fourier transform infrared)型以及基于微机电系统(mems micro-electro-mechanical system)技术的微型红外气体分析器。分光型红外气体分析器是利用分光系统从光源发出的连续红外谱中分出单色光,使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的。不分光型红外气体分析器(ndir)指光源发出的连续红外谱全部通过固定厚度的含有被测混合气体的气体层。由于被测气体的含量不同,吸收固定红外线的能量就不同。

2.理论工具上:模糊理论,人工神经 网络 ,专家系统及灰色理论在dga的分析中都有应用。

三、结语

变压器作为发变电系统中重要设备,安装在线监测系统的必要性已渐渐成为电力行业的共识,电力变压器的工作效率代表了电力部门的财政收益,变压器的在线监测提高了运行的可靠性,延缓了维护费用的投入,延长了检修周期和变压器寿命,由此带来的经济效益是非常可观的。电力设备的在线监测技术是今后的发展方向,具有广阔的前景。

参考 文献

[1]徐杰.浅谈电力变压器故障的在线监测 .技术与市场(上半月)[j].technology and market,2006,(6).

[2]游荣文.变压器早期故障在线监测[d]. 全国大中型水电厂技术协作网第二届年会全国大中型水电厂技术协作网第二届年会 论文 集,2005.

[3]吴广宁,高波,等.变压器局部放电在线监测系统的试验研究[d]. 第十届全国工程电介质会议第十届全国工程电介质学术会论文集,2005.

在线检测论文范文第4篇

关键词:化学需氧量;环境监测;综述

化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892-89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914-89)。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr)适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。

1标准法的改进

1.1消解方法的改进

为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。

1.1.1替代催化剂的研究重铬酸钾法所用的催化剂Ag2SO4价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流时间仍较长。Ce(SO4)2与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4-Ce(SO4)2复合催化剂代替Ag2SO4[1],测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。

1.1.2微波消解法如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4和Ag2SO4测定COD的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。

与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[3]。专著[4]对此作了较全面的总结。

1.1.3声化学消解法尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[5]。钟爱国[6]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量,COD测定范围150mg·L-1~2000mg·L-1,标准偏差≤615%,加标回收率96%~120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min时,低频(20kHz)、适当高的声强(80W·cm-2)有利于水样的完全消化。

1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基(·OH),从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出纳米ZnO和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2Cr2O7氧化剂、纳米TiO2光催化剂测定COD[8]。通过光催化还原K2Cr2O7生成的Cr3+浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。

1.2测定方法的改进

1.2.1分光光度法分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质,Cr6+还原为Cr3+,英语论文利用分光光度计测定Cr6+或Cr3+来实现COD值测定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。

1.2.2电化学分析法

(1)库仑法库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定,根据消耗的电量求得剩余K2Cr2O7量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L~1000mg/L;测量时间30min~60min,测量误差≤±5%FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。

(2)电解法此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[9,10]。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[11]。仪器测量范围从1mg/L~10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min~6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。

(3)其他电化学分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD值的方法。Belius2tiu[13]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势,对水样中COD值进行测定。赵亚乾[14]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。

Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[16]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解体系中过量的Cr6+,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[17]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。

.2.3化学发光法根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3+浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下,Luminol-H2O2-Cr3+体系产生很强的化学发光的原理,文献[18,19]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。

1.2.4紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长),直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳(TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。

2自动在线分析技术

流动分析(FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[21]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。

Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱-流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6+保留在阴离子交换树脂上,Cr6+经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。

尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[23]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%~11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX-PEM-WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。

Yoon-Chang[24]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[25]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应,KMnO4还原为Mn2+并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-

4通过微型柱废弃。吸附在微型

柱上的Mn2+被洗脱出来使用H2O2发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。

基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输

参考文献:

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[6]钟爱国.声化学消解测定环境水样中的化学需氧量[J].理化检验-化学分册,2001,37(9):412-413.

在线检测论文范文第5篇

论文摘要:介绍了一种在玻璃基板上切割v型槽并对v型槽纤芯距进行高精度测量的光纤偏振光干涉仪,该系统包括光源、偏振器、偏振控制器、波片、自聚焦透镜和探测器组成,并对这种光纤传感器原理进行分析。其理论上其测量精度可达到0.01nm,很好地解决了实际生产中高精度的非接触在线检测,并满足了光通信行业对v型槽纤芯距的实际要求。

引言

在光通信纤维阵列用玻璃基板上刻高精度v型槽(通用型槽间距即纤芯距为127±0.5um和250±0.5um)的关键技术被日韩等少数国家垄断,国内使用的光纤阵列用v型槽基板均需要依靠进口,价格昂贵,严重制约了我国光纤到户(ftth)工程的进程。而光通信纤维阵列用v型槽基板是光纤到户工程中必不可少的光器件,主要用于对光纤精确定位生产各种衔接光纤干线与家用光纤之间的信号传输的光器件。

日本在光通信纤维阵列用v型槽基板的加工设备开发上起步较早,也具有较为成熟的技术方案。目前,日本等国家生产光通信纤维阵列用v型基板全部采用高精度的专用切割机,而此类设备日本等发达国家对我国实施禁运,国内部分 企业 与机构也曾尝试对此方面进行研究,皆因为技术难度较高,而最终以失败告终,因此在国内尚属于空白。

在先进的生产制造过程中,非接触的在线检测发挥着越来越重要的作用。在线检测的对象在被测过程中是不断变化着的,因此对检测传感器不仅要求其精度高、稳定可靠、有良好的动态性能、能对快速信号实时响应监控,而且一般要非接触式测量,并便于安装。

本文提出一种新型的光纤偏振光干涉仪,它将偏振光干涉技术和光纤传感技术相结合,能对玻璃基板v型槽的纤芯距进行高精度的在线检测的非接触测量。

1、实验原理设计

该线偏振光 的偏振方向与x轴夹角为 。

(1)

被测物 位移 变化一个波长 则合成光 的偏振方向转动了 角。因此,通过检测出偏振方向角 ,即可得到位移 。所以,可将干涉仪的位移测量精度,由一般检测干涉条纹的位相细分转变为检测偏振光的偏振方向角的角度细分;而检测角度细分要比检测位相细分精度高,从而可得到较高的测量精度。

由式(1) 可得位移 的变化量 。如 ,当角度检测精度 时,则可测得位移精度 ;而当 时,则 ,因此光纤偏振光干涉仪可以具有很高的灵敏度和精度。

2、 测量实例及结果

本项目结合光学精密测量技术实现通用切割机主轴的精确定位,通过设计稳定的工作平台,选用硬度合适的刀具,选择最佳的切削参数,完成v形槽的亚微米超精密机械加工,尽可能减少由于机械方面引起的切割误差。

实际切割原理如图2所示,在实际中,算机通过控制偏振角度 的值来控制刀移动的位置来实行对玻璃基板上对v槽纤芯距的切割。实际切割的产品如图3所示。该图是8通道纤芯距为250um的v型槽的放大图。

如图4是 计算 机显示屏显示的控制情况。从图可以看出,该系统可以很好地监控实际加工情况。

3、 结论

本项目开发出具有独立知识产权的基于迈克尔逊干涉仪实时测量监控系统。该系统已经用于玻璃基板v型槽加工的实时检测中,有效地保证的光通信用玻璃基板v型槽的精度要求,并在国内率先批量生产出高良率的光纤通信用玻璃基板v型槽,有利于推动我国光纤到户工程。

参考 文献

[1]胡永明. 全保偏光纤迈克尔逊干涉仪[j]。 中国 激光,1997 ,24 (10) :892 - 894

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在线检测论文范文第6篇

【关键词】低压配电 配电线路 导线截面 节能 降损

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

我们知道,电力网在输送电能的过程中,电能损耗是十分惊人的,在这巨大的电能损耗中低压(380V/220V)配电网占有相当大的比重。主要原因是低压配电网电压低、电流大,特别是负荷功率因数低,更加大了电能损失。若能有效降低低压配电网的线路损耗,对于提高整个电网的经济运行将具有重大意义。在进行输电线路设计时,选择导线截面的传统方法是:按导线机械强度、允许电压降和导线长期允许安全载流量等因素而定。但从节约能源的原则出发,应将“电能损耗大小”作为配电线路选择导线截面的依据之一。即在经济合理的原则下,适当增大导线截面积以减少输电线路电能损耗,从而达到在不增加发电能力的情况下而增加供电能力的目的。

二.低压配电线路导线截面选择

工程设计时,离不开电气设计,而电气设计直接关系到人民的生命财产安全、环境保护和其他公众利益,成功的导线截面设计,应当是安全、合理、经济和可行的。而导线截面设计则是电气工程设计的重要组成部分之一。由国家建设部颁发的《工程建设标准强制性条文》对电气方面要求就更加严格。因此,我们在低压配电线路导线截面设计中,不仅要使导线截面有足够的安全储备,而且要限制导线截面过大造成的经济浪费,来保证电气设备的安全运行。低压线路导线导线截面设计,一般应根据以下几方面的要求来选择:

1.选择导线截面,首先满足发热条件这一要求,即导线通过的电流,不得超过其允许的最大安全电流。通常,当负荷电流通过导线时,由于导线具有电阻,导线发热,温度升高。当裸导线的发热温度过高时,导线接头处的氧化加剧,接触电阻增大;如果发热温度进一步升高,可能发生断线事故。当绝缘导线( 包括电缆) 的温度过高时,绝缘老化和损坏,甚至引起火灾。因此,导线应能够承受长期负荷电流所引起温升。各类导线都规定了长期允许温度和短时最高温度,从而决定了导线允许长期通过的电流和短路时的热稳定电流。选择导线截面时,应考虑计算的负荷电流不超过导线的长期载流量,导线的额定电流可以从工具书中查到。

2.为保证导线具有必要的机械强度,要求导线的截面不得太小。因为导线截面越小,其机械强度越低。低压线路的导线要经受拉力,电缆要经受拖曳。所以,规程对不同等级的线路和不同材料的导线,分别规定了最小允许截面。按机械强度选择导线的允许最小截面,可参考表一。

3.选择导线截面,还应考虑线路上的电压降和电能损耗。电压损失导线的电压降必须限制在一定范围以内。按规定,电力线路在正常情况下的电压波动不得超过正负百分之五临时供电线路可降低到百分之八。当线路有分支负荷时,如果给出负截的电功率P和送电距离L,允许的电压损失为ε,则配电导线的截面( 线路功率因数改为I) 可按下式计算

式中P为负载电功率,千瓦;

L为送电线路的距离,米;

ε为允许的相对电压损失,=;

C为系数,视导线材料,送电电压而定( 表二)

Kn为需要系数,视负载用电情况而定,其值可从一般电工手册和参考书中查到。

表二公式中的系数C值

例:距配电变压器400米处有1台电动机,功率为10千瓦,采用380伏三相四线制线路供电,电动机效率为η=0.80,COSΨ=0.85,Kn=1,要求, ε=5%应选择多少截面的铜导线?

解(1) 按导线的机械强度考虑,导线架空敷设铜绝缘导线的截面不得小于4平方毫米

(2 ) 按允许电流考虑,求出电动机工作电流( 计算电流)

从电工手册查得S=2.5平方毫米的橡皮绝缘铜线明敷时的允许电流为28 安培,可满足要求Ij=Ie

(3 ) 按允许电压降考虑,首先计算电动机自电源取得电功率

若选用铜线则C=77,Kn=1,求出导线截面为

为满足以上三个条件,可选用S=16平方毫米的BX型橡皮绝缘铜线

选择导线截面,一般来说,应考虑以上三个因素。但在具体情况下,往往有所侧重,针对哪一因素是主要的,起决定作用的,就侧重考虑该因素。根据实践经验,低压动力线路的负荷电流较大,一般先按发热条件选择导线截面,然后验算其机械强度和电压降。低压照明线路对电压的要求较高,所以先按允许电压降来选择导线截面,然后验算其发热条件和机械强度。在三相四线制供电系统中,零线的允许截流量不应小于线路中的最大单相负荷和三相最大不平衡电流,并且还应满足接零保护的要求。在单相线路中,由于零线和相线都通过相同的电流,因此,零线截面应与相线截面相同。例如,对于长距离输电线路,主要考虑电压降,导线截面根据限定的电压降来确定;对于较短的配电线路,可不计算线路压降,主要考虑允许电流来选择导线截面;对于负荷较小的架空线路,一般只根据机械强度来确定导线截面。这样,选择导线截面的工作就可大大简化

三.结束语

虽然我国低压供配电系统设计中依然存在着一些问题和缺陷,但是,随着我国经济实力和科学技术实力的进一步增强,将会为我国的低压配电节能的发展奠定更为坚实的发展基础,为了保证用户电器的正常运转,提高我国低压配电节能能力,可以实施独立的供配电系统,同时,要进一步完善各种应急措施,比如设置应急的电源,如此,可以在发生一些突发事件时候,保证企业的供配电能够正常进行,对企业的财产形成更强有力的保证。在进行企业的供配电设计时候,要充分考虑到企业建筑供电要求高,供电负荷复杂的特点,要在综合考虑整个企业生产设备和功能的基础上,采取有效的设计工艺,严格设计流程,在企业相关各个部门共同的配合下,加强双方的沟通,保证供配电设计能够充分满足企业各方面的需求,同时,要在实践中,不断促进整个企业供配电系统的优化。

参考文献:

[1]刘平甘 陈洪波 刘凡紫外检测技术在电力系统中的应用及其展望 [会议论文],2009 - 中国电机工程学会高电压专业委员会2009年学术年会

[2]吴栩 冯鹏英 高压电气设备的在线检测技术 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年8期

[3]张川 刘乃涛 贺福敏 李林 李成龙 高压电力设备的在线绝缘检测技术 [会议论文],2011 - 中国石油和化工自动化第十届年会

[4]曾晓晖 聂端 基于绝缘在线检测技术的状态维修 [期刊论文] 《中国农村水电及电气化》 -2005年9期

[5]陈伟球 赵吴鹏 尹忠东 周浩 张瑜 在线检测技术可行性分析 低压配电网无功负序不平衡现象的节能降损解决方案 [期刊论文] 《电网与清洁能源》 -2009年7期

[6]文江林基于光纤荧光的电力设备温度检测系统的研究 [学位论文], 2005 - 沈阳工业大学:检测技术及自动化装置

[7]曾晓晖 基于绝缘在线检测技术的状态维修 [会议论文],2004 - 重庆市电机工程学会2004年学术会议

在线检测论文范文第7篇

〔关键词〕科技论文在线交流预印本开放存取

〔分类号〕G250

A Study on the Barriers in the Implementing Process of Online Information Exchanges of Science and Technology Papers

Liu Jie

Center for Studies of Information Resources, Wuhan University, Wuhan430072

〔Abstract〕Based on analyzing the significances and reasons of online information exchanges of science and technology papers, this paper systematically analyzes the barriers in implementing processes of information resources online exchanges from the views of traditional cultural ideas, traditional scientific evaluation and stimulating mechanism, legal right and technique aspect, and with particular emphasis on the attitudes and actions of different subjects, various researchers and scientific institutions, magazine publishers, so as to provide the work direction for the healthy and sustainable development of the science and technology papers online exchanges.

〔Keywords〕science and technology paperonline information exchangepreprintopen access

信息技术和互联网技术的迅猛发展促进了全球信息的高效传播与使用,为科学交流提供了新的交流途径及手段,并对学术交流体系产生了重大影响,推动着传统的学术交流体系的深刻变革,即传统的基于纸质印刷资源的学术交流模式正在向基于网络环境的学术资源在线交流模式转变。科技论文作为科学交流的最基本单元,它的流通自由是学术研究和学术创新的生命线,于是,一种新的基于网络环境的科技论文在线交流模式呼之欲出。我们不难想象,未来的科学研究将不再是埋头于二维的文本纸张,而是身处于可游弋的三维信息世界。国内外科技论文在线运行实践和相关研究均充分证明,科技论文在线交流能否取得预期效益的关键是信息资源的开发和利用。所以,研究科技论文在线交流的资源推动问题具有重大的理论与实践意义,本文希望通过这方面的研究,以指导我国科技论文在线交流的运行实践,从而促进其健康可持续的发展。

1科技论文在线交流资源推动的原因及意义

1.1推进我国科学研究信息化进程的需要

信息资源作为生产要素、无形资产和社会财富,对经济社会发展的作用日益突出,已成为全球化形势下国际竞争的焦点。国家信息化领导小组第四次会议审议通过的《关于加强信息资源开发利用工作的若干意见》认为,信息资源开发利用是我国信息化建设的核心和取得实效的关键,其开发利用程度是衡量国家信息化水平的一个重要标志,直接关系到国民经济社会信息化的全局。科学研究的信息化作为国家信息化建设的重要内容,也必须大力加强科研信息资源的开发和利用,实现科研信息资源在整个科学界的充分共享。

1.2顺应科学交流开放存取发展趋势的需要

学术信息的流通是学术研究和学术创新的生命线,但随着学术出版商业化的愈演愈烈,基于订阅的传统学术期刊出版模式对科研信息的流通自由造成了巨大的学术交流障碍。为此,基于互联网环境的科学交流开放存取运动出现并得到快速的发展。开放存取(Open Access,简称OA)是国际学术界、出版界、图书情报界为了推动科研成果通过互联网自由传播而采取的运动。目的是促进科学及人文信息的广泛交流,促进利用互联网进行科学交流与出版,提升科学研究的公共利用程度、保障科学信息的长期保存,提高科学研究的效率[1]。

为尽快顺应互联网上科学交流的开放存取趋势,我国相关机构正积极地探索与努力。如中国科学院及国家自然科学基金委《关于自然科学与人文科学资源的开放使用的柏林宣言》的签署;国内一些OA仓储的出现,如中国科技论文在线、中国预印本服务系统、奇迹文库、arXiv中国镜像等。相关会议的召开,如中国科学院主持的“科学信息开放存取政策与战略国际研讨会”。此外我国已经全面启动“国家科技基础条件平台建设”项目,网络信息资源建设是其中的重点之一。由此可见,实现科学信息资源的开放共享,已经成为世界性的潮流,并已引起我国政府的高度重视。

1.3实现科技论文在线交流预期效益的关键

理想的信息交流系统应是基于网络的、成本效益好、传播更及时、同时并不损及同行评审、能够保护学者和研究机构利益的系统。科技论文在线交流要实现其预期效益,关键在于信息资源的开发利用。因为其本身是不会产生信息资源的,它必须通过转载、链接、联合建设、取得授权等方式采集大量的信息资源。否则,科技论文在线将变成无源之水,无本之木。如果说信息基础设施建设只是为科技论文在线交流铺平了“道路”的话,信息资源的开发利用或推动则为科技论文在线交流提供了源源不断的“货物”。

2科技论文在线交流资源推动存在的问题和障碍

我国的科技论文资源丰富,但是数量庞大的科技论文绝大多数掌握在作者、有关部门(包括大学科研管理机构)、学会团体、学术会议主办者等手中,无法为公众所获取和利用。从目前科技论文在线的总体运行实践来看,其收录的信息资源量还比较少,资源类型较单一,学科覆盖面狭窄,产生的社会效益不明显。具体来说,目前科技论文在线主要收录的是预印本资源,而Internet上的预印本服务器数量虽然增长较快,但规模较大的预印本数据库还比较少。除arXiv的文献量较大,文献增长速度较快,在专业领域中影响比较大以外,其他的预印本服务器遇到的最大困难就是文献量少,影响力有限。预印本的文献来源于专业人员通过上传文献投稿到服务器,不需要经过审核。预印本服务器上文献量的多少是由上传稿件的多少决定的,专业人员既然从数据库中获取有用信息,也有义务上传自己的研究信息。信息的上传与下载是相辅相成的,没有信息的上传也就没有信息的下载,可以说如何鼓励科研人员存档是目前科技论文在线发展的关键。所以要加强科技论文在线交流的资源推动,就必须对制约我国科技论文在线资源推动的因素或者障碍进行客观全面地分析和评估,而这也是采取相应资源推动对策的前提和基础。

通过跟踪国外科学交流开放存取的发展动态,并结合国情,立足我国科研学术交流的大环境来分析国内科技论文在线交流的运行实践,笔者总结出以下制约我国科技论文在线资源推动的因素或障碍。

2.1传统观念和文化上的障碍

从某种程度上说,科学交流的开放存取不是一个技术问题,而是一个观念和文化问题,其对传统科学交流观念与体制的冲击是剧烈的。比如在除物理、计算机和经济学等学科的其他学科领域内,还没有形成一种预印本文化,这些领域的科研人员没有兴趣或者不知道开放存取的重要意义。所以要加强科技论文在线的资源推动,必须克服来自传统科研交流观念和体制的障碍。传统观念是资源由单位或个人所有,甚至与单位及个人的利益纠缠在一起。大家都希望获得共享的信息资源,但缺乏主动提供信息资源的积极性。科研机构相互封锁而造成的科学数据“壁垒”已给我国的科研事业带来难以估量的损失,资源浪费极大。

2.1.1从科研人员的态度看科研人员作为科学交流和科研创新的主体,他们对科研信息的需求是科技论文在线产生的根本动因。所以调查分析科研人员对科学交流开放存取的态度,对实现科技论文在线交流的资源推动有重要意义。

国外科研人员的态度,RoMEO项目[2]:该项目完成于2003年7月,是FAIR项目中专门处理权利问题的特殊项目,即解决在OA仓储建设和运行过程中所遇到的有关法律问题。 RoMEO对机构仓储运行过程中涉及到的科研人员、期刊出版商、OAI数据提供者和服务提供者做了大量的调研工作,形成了相应的研究报告。比如它对来自全世界57个国家不同学科领域的524名科研人员进行了调查分析,调查结果显示,60%的科研人员认为他们在将其稿件提交给OA仓储后仍享有版权,并很乐意被他人显示、打印、保存、摘引、存取,前提是不侵犯其作品完整性和署名权。这说明科研人员乐意将其成果与其他人员交流,从而提高其知名度和学术地位。因为科研人员从事科研的一个基本条件就是获取和阅读大量的期刊论文,了解同行的研究情况与学科的发展动态,所以在科学界推行开放存取有其生存及发展的土壤。

在中国,开放存取还是新生事物,目前也只有中国科技论文在线、中国预印本服务系统、奇迹文库等几个OA仓储,影响力都较小,尚缺乏相应政策支持,国内学者亦大多持观望态度。根据初景利教授在“科学信息开放存取政策与战略国际研讨会”上做的“中国科研工作者对开放存取的态度”的报告[3]可以看出:通过对中国科学院16个研究所223名科研人员的调查,只有8%的科研人员了解开放存取,有48%的科研人员略知一二,43%的科研人员从未听说过。不过,有59.2%的答复者愿意在开放存取期刊上发表文章,其中工程领域的科研人员兴趣最高,占76.6%。愿意将预印本或发表过的文章存放在OA仓储中的分别占30.9%和76.6%。调查表明,中国科研工作者越来越了解开放存取,多数科研工作者对开放存取抱有积极而热情的态度。但同时科研人员也表示了相应的顾虑:38.1%的科研人员认为如果先在互联网上公开预印本,将没有正规期刊愿意接受投稿,也将违反与出版商签订的版权转让协议;30.9%的认为将会导致抄袭现象;21.1%的认为可能会被用于商业目的;12.1%的认为可能会损害文章的完整性;25.6%的从未考虑过将自己的文章公布在互联网上。由此看出,在我国要推动科学交流的开放存取还有很多工作要做。

2.1.2不同学科有不同的学术交流政策长期以来,由于不同学科领域已经形成和发展了各自的交流方式,因此在学术交流模式转向科技论文在线交流的过程中,不同学科之间存在着明显的差异。在数学、物理、化学等领域里,预印本已经成为研究人员新成果的主要方式;20世纪90年代初,预印本服务器在高能理论物理领域出现后,一年之内就成为该领域信息的标准程序。可以说,这些学科领域已经形成使用预印本进行科学交流的习惯,但是在其他学科领域却没有形成,所以在这些领域进行资源推动存在障碍。

2.1.3科学协会的不同态度科学协会是应科学信息交流的需要而产生的,在科学交流过程中起着重要作用。科学协会本身就是重要的科技期刊出版者,它们在对待“在OA仓储里张贴文献”的问题上,不同的学科团体之间也存在很大差异,这可从它们各自的出版政策上反映出来。比如美国心理学协会(APA)1996年针对因特网上科学信息的交流制订了以下政策:作者不能将任何阶段的稿件在因特网上张贴;主编将网上论文作为已不再受理;而且在论文出版后,出版者拥有版权;并不允许作者将APA已经出版的论文再在因特网上全文发表。美国化学协会也有类似的政策:在任何媒介上发表的著作和论文,本刊将不再考虑发表。而美国计算机协会(ACM)则正好相反,同意作者提交论文要求发表时可以同时将其论文在网络公共服务器上张贴;粒子物理学协会也持相似的政策。由此可见,不同的科学协会有不同的出版政策,这也是进行资源推动的障碍之一。

2.1.4 期刊杂志社、出版社的态度 由于科技论文在线在其建设和运行中会涉及到一系列和出版商之间的利益关系,所以必须弄清楚期刊出版商对科学交流开放存取的态度以及相应出版政策,否则科技论文在线的运行会有极大的版权侵权风险。为此,RoMEO项目对期刊出版商的版权授权合同和条款进行了细致调查与周密分析。调查结果显示:90%的出版商要求版权,6%的要求独占性权利,4%的要求非独占性许可权利;75%的作者在投稿前被要求声明他们的作品没有被发表过。此外,RoMEO还就期刊出版商对自存档运动的态度做了调查分析,具体情况如表1所示: 从表1中可以看出,只有22%的期刊支持作者将预印本预先张贴在机构或学科仓储,69%的期刊只支持作者将后印本即文章在期刊发表后的一段时间才能将其张贴在机构或学科仓储。而在对103位出版商的调查中,60%的出版商仅支持后印本的张贴,支持预印本的仅占6%,而且规定了严格的许可条件,而另外34%的出版商不支持任何一种形式的张贴。由此可见,要实现科技论文在线的资源推动,来自传统期刊杂志社、出版社的障碍可能是最大的,主要还是个利益冲突的问题。所以说科技论文在线如何妥善处理好其与在先权利人(作者、期刊杂志、出版社、网络)的版权关系是避免版权侵权的关键,寻找真正的权利人,处理好授权问题是科技论文在线运行的成本投入和必由之路。

2.2传统科研评价和激励机制的障碍

科研人员发表成果(尤其是在学术期刊上发表专业论文)的目的不是为了取得经济报酬,而是希望在尽可能大的范围内传播研究成果,取得同行的认可和提高自己的学术地位。所以科学共同体对科学成果的同行评价在科学研究活动中发挥着重要作用,也是科学交流系统运行的基本保证。在科学交流系统中,科学自身已形成一套相对独立的评价与检测科研成果质量的系统。从成果评价方式来看,传统的成果确认方式主要是在专业学术刊物上,这是成果能被公认的最有效形式,也是学者不能忽视的一种学术声誉。只要学术期刊还被评审委员会视为惟一正当有效的园地,它就将继续被大多数学者看作是更好的选择。当然从著作权的法律状态看,著作权是自动获得的,无须经过出版社审核,但习惯上成果被确认一般以在学术期刊上发表为依据。就目前形势而言,谁的论文能够发表,是由出版社及相关的评审小圈子来决定的。而对电子版知识产权的确认有待形成统一的标准,学术机构是否能够自动承认网上发表的论文可以作为教师资格、业务评定、申请基金以及其他各种学术评估的有效依据还有待研究,而这也是有些学者不愿将自己的最新研究成果通过OA仓储公布的主要原因[4]。所以,如何建立一套基于网络学术交流系统的科研成果评价和激励机制事关科技论文在线发展的前景,是当前应该首要解决的问题。

2.3法律障碍:版权风险、授权标准和机制

国内外网络资源建设实践、司法判例和相关研究均充分证明,知识产权问题已经成为科技论文在线健康发展的瓶颈。科技论文在线交流能否取得预期效益的关键是信息资源的开发和利用。而其本身是不会产生信息资源的,它必须通过转载、链接、联合建设、取得授权等方式采集大量的信息资源,所以在信息资源建设上会存在很多版权问题和风险。此外,随着版权保护水平的提高,在对采集的信息资源进行开发利用,提供网络传输,开展信息服务的时候,会受到极大的法律限制和版权风险。

具体来说,开放存取模式只限于作者愿意免费提供使用的作品,它充分尊重作者的个人意愿。如布达佩斯开放存取倡议(简称BOAI)明确指出:它提供的免费信息不包括作者未授权的作品,而只限于作者同意免费使用的作品;并不提倡突破现有的版权法,而只是在现有版权法的体系下最大程度地实施开放存取[5]。所以说对于作者享有版权,自己或者授权他人将其论文上载至OA仓储是不存在版权风险的。但一旦上载的作品没有经过授权或许可,通过科技论文在线进行传播会存在很大的版权风险。前面已经详细分析了不同学科、科研人员、科学协会、期刊杂志出版商对开放存取的态度和政策,所以这就导致科技论文在线进行资源采集时会面临复杂的版权问题和风险,比如要分析:科技论文在线收集的不同信息资源类型的版权状态与归属以寻找真正的版权人?不同信息资源类型的使用授权机制和付酬机制?对这些不同信息资源类型的开发利用可能会存在哪些版权风险,等等。可以说版权问题伴随科技论文在线资源推动过程的始终,因为在资源推动的背后是一种版权利益的动态流转和使用,涉及到复杂的版权法律关系与利益关系,若不能妥善解决科技论文在线与相关版权人之间的法律关系,科技论文在线就无法健康可持续地发展。

2.4技术障碍:资源采集的标准规范有待建立、统一

科技论文在线交流的资源推动有赖于相关资源采集、、共享、检索技术和标准规范的建立与完善。而从目前情况来看,大量的技术标准、专利、科研成果、图书期刊、学位论文、科技情报等科技文献资源,分布在不同的高等院校、科研院所、情报机构和政府部门,由于缺少有效的平台和统一的标准规范对上述资源进行汇总与共享,缺少权威的平台、窗口对外信息和提供服务,使得科研人员无法快速有效对这些文献资源进行检索、引用与开发,导致创新效率低下。虽然国际上也出现了一些技术支持系统和技术标准:如麻省理工学院(MIT)开发的DSpace系统,实现了大学科研期刊的分享与存档管理,用一种分布式的方法让任何获得授权的机构都能够分享到海量的科研论文资源;一项开放期刊和档案的技术标准Open Archive Initiative(OAI),也在全球协作下逐步成熟,支持标准化的全球科研资源的交换和检索[5]。但是,这些技术工具、标准和规范是否符合我国国情,是否值得大力推广还有待研究。

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刘杰

在线检测论文范文第8篇

[KH*3/4D][H]关键词 [HS]呼气; 挥发性有机物; 实时监测; 质子转移反应质谱; 在线质谱

[HT][HK]

[FQ(42,X,DY-W][CD15] 20110829收稿; 20111022接受

本文系中国科学院知识创新工程重要方向项目(No.KGCX2YW917)、国家863计划(No.2007AA06Z420)、国家自然科学基金(Nos.20577049, 21107112)、安徽省自然科学基金(No.11040606Q60)、中国科学院仪器研制(No.Y2005015)及安徽省优秀青年科技基金(No. 06045098)资助

* Email:ychu@aiofm.省略

[HT]

1 引 言

人的呼出气体中含有大量挥发性有机物(Volatile organic compounds, VOCs),这些VOCs与人体健康状况及代谢过程相关。如呼气中的丙酮与糖尿病相关,乙醇和丙醇等与尿毒症相关;异戊二烯、丙酮和甲醇等可能与肺癌相关\[1,2\]。近年来,研究人呼出气体的VOCs与疾病的关联,发展呼气疾病辅助诊疗技术越来越受到重视\[3\]。而目前常用的呼气VOCs检测方法是单点采样后,利用色谱或色谱质谱离线分析,这种方法费时费力,不能满足实时在线检测的需求\[4\]。此外,现有分析方法的采样或浓缩过程还可能对结果产生干扰\[5\]。质子转移反应质谱(PTRMS)\[6~8\]因其响应时间短、探测高、绝对浓度测量等优点,在呼气中指定VOCs实时在线监测方面尤为出色,在呼气VOCs痕量检测方面有着广阔的研究前景\[9,10\],但由于呼气成分全谱分析难以在一次呼气时间内完成,目前仍需采样袋采集多次呼气,以满足长时间的全谱分析。

本研究根据呼气成分全谱分析的特殊要求,对自主研制的大气成分在线检测PTRMS的进样系统进行了改造,建立了呼气VOCs在线检测装置,介绍了装置对呼气中指定成分的实时监测和呼气成分的全谱图分析方法,研究了呼气检测的响应时间、重复性和灵敏度等。2 实验部分

2.1 原理

呼气VOCs检测装置是在PTRMS的研究基础上建立的\[11~16\],详细的原理及内部结构见文献\[11,16\]。装置主要由离子源、漂移管和质谱探测系统构成。离子源中H2O放电产生初始反应离子H3O+,H3O+作为质子供体进入漂移管,与呼出气体中的质子亲和势大于H2O的VOCs发生如式(1)的质子转移反应:

H3O++VOCsVOCsH++H2O(1)

待测VOCs由此被质子化后形成VOCsH+,与反应离子H3O+共同在漂移管电场作用下迁移至质谱探测系统,从而得到离子强度和质荷比信息。根据离子强度和反应的相关参数,还可以计算出VOCs浓度,不需要定标。

2.2 呼气进样系统

对指定几种呼气成分实时监测,以及对呼气成分全谱分析是呼气研究中常用方法。前者要求进样速度快,而后者则需要进样速度慢或有大量样气(如采样袋采样)。根据呼气研究的这些特殊要求,对PTRMS原有的进样系统进行了改造。图1为呼气进样系统示意图,采样泵(Pump 1)和真空泵(Pump 2)两级抽气方法控制进样速度。对呼气中指定成分实时监测时,质量流量控制器(Mass flow controller, MFC)控制流量一般为400 mL/min,以提高响应速度;对呼气成分进行全谱分析时,先保持MFC流量为400 mL/min,压力控制器旁路关闭。当管路内充满呼出气体后,快速关闭MFC旁路,降低进样速度,从而实现直接呼气即可全谱分析,避免采样袋采样的复杂程序和潜在干扰。

呼气处采用三通排空,从而避免直接向进样管路吹气而引起管内气压的不稳。管路均由4 mm内径的PFA管连接,且伴热约70 ℃,避免呼气中痕量成分粘附和水蒸汽凝结。

实验中选用典型的呼气成分丙酮((CH3)2CO, MW=58)作为研究对象,在质谱的多离子扫描模式下对呼气VOCs检测装置的重复性和响应时间等进行测试。给出的呼气中丙酮浓度均已扣除环境空气的背景浓度。为了减少质谱本身的响应时间,准确测试装置响应速度,实验中呼气成分实时监测所设定的离子扫描驻留时间均为100 ms;呼气成分全谱分析时所设定的离子扫描驻留时间均为1 s。

图1 呼气进样系统示意图

Fig.1 Schematic diagram of breath sampling system[HT][)]

分 析 化 学第40卷

第5期沈成银等: 呼气中痕量挥发性有机物的质子转移反应质谱在线检测研究

3 结果与讨论

3.1 呼气成分实时监测

图2a给出了同一人7次呼气中的丙酮浓度监测结果。7次呼气的峰值浓度分别为6.19×10-7, 5.91×10-7, 5.71×10-7, 5.80×10-7, 5.71×10-7, 5.69×10-7和5.34×10-7(V/V),呈微弱的下降趋势,这可能是由于连续深呼气导致肺泡内代谢产物气体浓度下降\[17\]。即便忽略肺泡内丙酮浓度下降趋势,7次测量的相对标准偏差也仅为4.4%。可见呼气VOCs检测装置具有较好的重复性。由浓度与信号强度的关系可知,装置对呼气中丙酮的探测灵敏度为每10-9(V/V)浓度的信号强度为14.6 counts/s。

为考察装置的响应时间,将图2a中的第5次呼气监测结果(虚框内)放大得到图2b。由图2b可见,丙酮浓度在呼气1 s后开始升高,约2.5 s后达到浓度平台;继续保持呼气则浓度缓慢升高(89~94.5 s),停止呼气1 s后,丙酮浓度开始迅速下降。由此可见,呼气VOCs检测装置的最快响应时间可达1 s。每次呼气中,丙酮浓度刚开始迅速升高是由于口腔及气管内气体进入漂移管被测到。之后的缓慢升高(如89~94.5 s)的原因是代谢产物气体浓度较高的肺泡气体慢慢被呼出。这与Miekisch等\[18\]监测呼气中CO2的浓度变化结果相似。

3.2 呼气成分全谱分析

为了实现直接对呼气进行全谱分析,实验中关闭了压力控制器旁路,通过MFC的开和关从而达到快速抽取并保存样气的目的,保存在进样管内的样气则在漂移管负压作用下慢慢被吸入。而持续呼气过程中何时关闭MFC直接影响抽取样气的浓度。图3给出了关闭MFC的时间点(0, 3, 4, 5, 7, 9和11 s)对测得丙酮浓度的影响,其中时间零点为开始呼气点。结果显示,呼气4 s后关闭MFC,测得呼气浓度即可达到浓度平台。根据普通人的持续呼气能力及实际检测的可靠性要求,一般在开始呼气后5~7 s关闭MFC,之后开始全谱扫描分析。

图2 同一人7次呼气中的丙酮浓度监测结果(a),(b)图为(a)图中第5次呼气结果的放大图

Fig.2 Concentration of acetone in one′s seven breaths, (b) shows the detailed result of the fifth breath in (a)[HT][)]

图3 开始呼气到MFC关闭的时间间隔与测得丙酮浓度的关系

Fig.3 Concentration of acetone in breath as a function of time between breath and mass flow controller (MFC) turn off[HT][)]

为了考察抽取的样气量是否满足长时间的全谱图分析,并了解此条件下成分监测的时间响应,打开MFC并呼气4次,第5次呼气7 s后关闭MFC,监测的丙酮浓度变化如图4所示。前4次呼气检测丙酮浓度基本相当,但峰形较差,且所需的时间约为160 s ,而图2中相同时间内则测了7次呼气,且峰形较好。由图4还可见,关闭MFC后,所抽取的样气量可以维持约365 s,之后缓慢下降。全谱分析时,典型的离子扫描驻留时间设为1 s,扫描范围为m/z 20~150, 扫描步长Δm=1,则365 s内可完成两次全谱扫描。按照此方法扫描的呼气全谱如图5所示。可见呼气成分非常复杂,其中m/z 30,37和55处离子分别为NO+, (H2O)2H+和(H2O)3H+,主要是仪器和空气背景的贡献;m/z 37和55处离子信号一部分来源于呼气中的水蒸汽。测得呼气中VOCs的产物离子主要有m/z =45,59和61等,根据质子转移反应原理推测可能是乙醛、丙酮和丙醇,呼气中更多的痕量VOCs及其与新陈代谢的关系有待进一步研究。

[(6*2][H”] 图4 压力控制器旁路关闭情况下呼气丙酮浓度监测结果

Fig.4 Concentration of acetone in one′s five breaths with pressure controller turned off

1~4. MFC开; 5. 开始呼气7 s后MFC关。MFC is on for breath 1-4, and MFC is off at the 7th s of breath 5.[HT][)]

[(6*2][H”] 图5 呼气VOCs全谱扫描结果(m/z 20~150)

Fig.5 Mass spectrum of volatile organic compounds (VOCs) in breath (m/z 20-150)

[HT][)]

结果表明,通过对自主研制的PTRMS改造后,成功建立了可在线检测呼气VOCs的PTRMS装置。装置既可实时监测呼气中指定成分浓度变化,也可对呼气成分进行快速全谱分析,避免了采样袋采样和浓缩的复杂程序和潜在干扰。该装置最快响应时间可达1s,对呼气中丙酮的探测灵敏度为每10-9(V/V)浓度的信号强度为14.6 counts/s; 多次呼气测量重复性好,有望广泛应用于呼气疾病诊断研究。

References

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13 EN ChengYin, LI JianQuan, WANG HongZhi, WANG YuJie, WANG HongMei, HUANG ChaoQun, LI Hu, LIU Sheng, CHU YanNan. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(2): 263~267

沈成银, 李建权, 王宏志, 王玉杰, 王鸿梅, 黄超群, 李 虎, 刘 升, 储焰南. 高等学校化学学报, 2012, 33(2): 263~267

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16 Wang Y J, Han H Y, Shen C Y, Li J Q, Wang H M, Chu Y N. J. Pharm. Biomed. Anal., 2009, 50: 252~256

17 Herbig J, Titzmann T, Beauchamp J, Kohl I, Hansel A. J. Breath Res., 2008, 2(3): 037008

18 Miekisch W, Kischkel S, Sawacki A, Liebau T, Mieth M, Schubert J K. J. Breath Res., 2008, 2(2): 026007

Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry for Online

Detection of Trace Volatile Organic Compounds in Breath

EN ChengYin1,2, LI JianQuan1,2, WANG HongZhi2, ZHI ZhongHua1,2, WANG HongMei1,2,

HUANG ChaoQun1,2, LIU Sheng1, JIANG HaiHe1,2, CHU YanNan*1,2

1(Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China)

2(Center of Medical Physics and Technology, Hefei institutes of Physical Science,

Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China)

Abstract Based on the independently developed proton transfer reaction mass spectrometry (PTRMS), a new tester of volatile organic compounds (VOCs) in breath was built. The bypass flow rate in the breath sampling inlet is controlled by mass flow controller (MFC) in this breath tester. Not only can it monitor the concentration of the concerned VOCs in real time when the MFC is opening, but detect the VOCs with full mass scan when the MFC is closed. This avoids the potential effect from the sample bag and preconcentration. The breath gas of the first author was used as the sample gas to test the performance of breath tester. The result shows that the best response time of breath tester is 1 s, and the sensitivity for acetone in breath is 14.6 counts/s per 10-9(V/V). Its repeatability is also good. The breath tester holds a potential of a wide studies in the auxiliary medical diagnosis with breath.

Keywords Breath; Volatile organic compounds; Realtime monitor; Proton transfer reaction mass spectrometry; Online mass spectrometry

(Received 29 August 2011; accepted 22 October 2011)

2012年全国有机质谱学术会议

(第一轮通知)

由中国分析测试协会主办,清华大学分析中心承办的2012年全国有机质谱学术会议,将于2012年10月11~16日在云南省西双版纳召开。会议设有大会报告、专题报告、质谱公司技术新发展和应用报告、优秀论文评选。热诚邀请广大学者、相关单位代表及相关仪器厂商参会。

本届学术会论文将在《分析实验室》增刊刊登,有意参会代表请在网上在线投稿、注册。有关会议注册、投稿要求、论文格式等,请登录会议网址查阅: www.省略/

一、会议主题和征文内容

(1)有机质谱在生命科学、生物技术中的应用;(2)有机质谱在药物分析研究中的应用;(3)有机质谱在环境分析研究中的应用;(4)有机质谱在食品安全分析研究中的应用;(5)有机质谱在石油化工分析研究中的应用;(6)有机质谱在疾病预防控制中的应用;(7)有机质谱在法庭科学中的应用;(8)有机质谱基础与新技术研究。

二、来稿要求:

凡未在刊物上发表和未在学术会议上宣读过的反映近期有机质谱基础研究,新技术、 新方法的发展,以及在各个领域的分析应用论文或综述均可投稿。论文请务必提供稿件联系人电话、通讯地址和Email,并于2012年6月30日前在线投稿(网址: www.省略/)

三、联系人:

梁建华,电话:010-62771139,Email: jhliang@mail.tsinghua.省略

张炜奋,电话:010-62792607,Email: zhangweifen@mail.tsinghua.省略

张 颖,电话:010-59202133,Email: zhangy.省略

在线检测论文范文第9篇

关键词:港口 大型设备 监测技术

1.引言

近年来,港口大型设备事故时有发生,靠传统检测很难及时、全面发现故障发生的预兆及发展趋势。而起重机械事故通常具有不确定性和不可预见性,其造成的结果却是极其严重的。目前,我国大部分港口普遍缺乏一套行之有效地实时监测和评估港口大型设备的技术和方法。若不能及时、准确地获取港口大型设备真实的状态信息,则会给设备运行留下安全隐患。随着经济的飞速发展、货运量的大幅增加,确保港口机械设备的技术性能状态经常处于良好状态,实现实时监测,避免突发性故障的发生是亟待解决的问题。

2.港口大型设备检测存在的问题

通过调研分析,当前港口大型设备在安全管理上主要有以下几个问题。

(1)部分港口缺乏先进的检测手段、方法及设备,对港口大型设备的维护主要以日常检测为主,不能实时、准确地反映设备的实际状况。

(2)各港口的检测人员检测技术水平不一,对关键的失效模式并不能进行准确地判别,检测和诊断则缺乏较强的针对性。

(3)港口现场作业繁忙、环境恶劣,不停机检测和检测数据的传输存在很大的困难。且设备运行状况相关数据大量流失,对设备的健康状况诊断数据匮乏。

(4)港口大型设备缺乏有效的在线实时监测设备、系统及安全评估系统。

以上问题已成为港口大型设备安全、可靠运行的潜在隐患。因此,迫切需要一种能及时发现危险源的实时监测技术来解决这些难题,及早发现缺陷并判断缺陷是否具有危险性,以使能及时维修处理,避免起重机事故的产生。

3.港口大型设备安全监测技术研究

目前,针对港口大型设备检测的常规办法主要有目测、射线检测、磁粉探伤检测和超声波检测等方法。以上检测方法具有很大的局限性。首先,结构表面去漆,不仅耗时长,且对于不规则的构件表面检测比较困难,对人的操作技术水平要求较高,但效率较低。第二,射线检测对人的身体有害,检测时必须有很严格的保护措施。第三,起重设备检测属于高空作业,存在一定的难度,且检测的范围有一定的局限。第四,目测等方法很容易引入主观误差。基于以上原因,一般性检测手段对于港口重大设备的缺陷诊断,误判、漏判很难避免,且不能实时准确反映在役设备的真实状况,对于设备运行将留下安全隐患。

随着科技和工业的发展,国外较早地开展了起重设备的在线监测与诊断研究,将成果应用到实际,并取得显著的经济效益。近年来,国内对于港口起重设备在线监测技术的研究也向多方面进行了拓展。

3. 1港口大型设备安全监测技术

3.1.1基于电阻应变技术的无线应力在线监测系统

电阻应变技术是通过电阻丝应变与电阻变化的对应关系来获得被测件在贴有应变计处的结构应变值,从而实现对结构的检测。该方法技术成熟,成本较低,不会对待测构件造成损伤。当前国内学者开展了无线应力在线监测系统的研究。无线应力在线监测系统是借助遥测技术获取结构受力部位的应力信息,并实时传输到监测设备,以达到实时了解起重机结构受力状态的一种起重机实时监测系统。此技术中应力的采集多采用电阻应变技术。电阻应变片其耐蚀性、耐湿性、耐久性差,环境适应性差,难以实现在线监测系统对起重机长期监测的目的。此外,该在线监测系统在干扰因素过多,传输距离较大的情况下,无法保证数据能够安全无误传输。

3.1.2声发射技术

声发射技术,它是以瞬态应力波的形式迅速释放其内部积累的应变能的过程,可准确捕捉活动裂纹的位置。声发射技术用仪器探测、记录、分析声发射信号,并利用声发射信号对声发射源的状态做出正确判断。声发射技术具有动态、实时、整体和连续等特点,对结构的形状、尺寸不敏感,可以对大型结构进行大面积的检测。它能够在线检测、监测活性缺陷。对于受力情况复杂的起重机金属结构,它比超声波、磁粉检测效果更好、更真实,同时也可以减少检验中不必要的停机。声发射技术可以弥补常规无损检测方法的不足,实现结构状态的整体监测,为有效地安全监测提供准确的依据。

声发射技术不能提供被测件的静态缺陷。在实际中,由于大型起重机械工作环境比较恶劣,噪声非常大,而声发射信号却非常微弱,声发射信号则很容易被噪声湮没,实际测得的声发射信号将含有较多电气、机械噪声,在实际的工程应用中声发射监测效果并不太理想。

3.1.3光纤光栅传感技术

光纤传感技术是一种以光波为载体,光纤为媒质,感知和测量被测量信号的新型传感技术。光纤光栅传感技术的优点是抗干扰性强,不受电磁、噪声影响;灵敏度、可靠性高;能串接复用,可实现分布式监测;耐久性好,动态响应快,信息传输远,信号长距离传输不需要专门的调节,可满足长期健康监测的要求。但传感器、检测仪等设备成本相对较高,且光纤传感器对温度同样敏感,在实际应用中需要采取相应的温度补偿措施。光纤光栅传感技术目前多用于桥梁结构安全监测。

3.1.4数字图形图像处理技术

数字图形图像处理技术是通过将采集到的图像信息转化为数字信息,并利用计算机进行除噪、增强、复原、分割、提取等处理的方法与技术。基于数字图像处理技术的监测方法是一种新型的非接触式监测方法。基于数字图形图像处理技术的监测系统与光纤传感技术等监测技术相比,成本较低。它是一种实时的、高精度的、远距离的、能进行结构静动态位移监测的监测方法。该方法不伤及被测物,不干扰被测物自然状态,且可瞬时获取被测物体大量物理信息和几何信息。基于数字图像处理技术的监测方法对于拍摄环境要求较高。基于数字图像处理技术的监测方法现多用于桥梁、坡道等相对简单的结构。起重设备工作环境复杂,利用照相机技术在无线网络传输速度低的情况下不易满足起重设备监测的需求。利用数字摄影测量技术进行自动实时监测将是今后钢结构安全监测的发展趋势。

3.2港口大型设备监测管理

对监测得到的数据进行详细的分析,若分析得到异常数据,应对用户及时发出警告并寻找产生异常的原因,通过检修维护,排除异常,以达到消除事故隐患的目的,实现安全监控与起重机正常作业同时进行。使用监测系统还可以积累大量史数据,当起重机出现故障,可以为维修人员查找故障提供依据,在故障发生之前做出预报,减少事故发生的概率和损失,提高起重机的安全性和可靠性。

4.结束语

本文充分比较了各种港口大型设备安全监测技术的应用特点及技术特性,为港口企业和相关科研单位提供参考。开展港口大型设备安全监测技术研究,开发起重设备安全在线监测系统,对于港口相关部门及时掌握港口在役设备的运行状况,防止起重事故的发生具有重要的意义。

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在线检测论文范文第10篇

关键词:原油含水率 检测 原油计量

对于原油来说在开采,脱水,计量,集输以及销售的过程中,原油产量以及原油的含水率是最为重要的指标。在油田生产中,检验原油含水率一直采用传统定时取样进行蒸馏化验的人工分析方法,这种方法不能够对测量原油含水率及时的反应出来。因此对于怎样能够提高检测原油含水率的效率,是但一直困扰油田工作检测人员的问题。此外在原油计量工作中应用翻斗流量计是较为常见的,其精度为3级而且能够对油水混合物的重量进行测量。面对这种现状,本组主要针对一个联合站中沉降罐,运用液位变压器和差压变压器进行检测,并通过计算机实时进行处理。通过深入探讨检测沉降罐中原油含水率以及原油计量得到良好的效果,从而进一步实现了沉降罐中原油含水率精确检测以及原油精确计量。

一、原油含水率的检测方法

对于原油含水率进行测量的方法包括,离线测量以及在线测量。

1.离线测量

进行离线测量主要是通过离线分析法进行的,主要分离出原油中的水分,再通过体积比形式表示出来。还能够再利用油水密度值,得出重量含水率。此种方法能够针对油水分离手段的不同选择相应的方法,方法主要包括:蒸馏法,离心法,点脱法以及卡尔-费休法。其中卡尔-费休法主要是在滴定卡尔-费休溶液时,使得水与卡尔费休溶液反应,从而对水分进行测定。通过原油含水分析能够可分析含水率为0.02%~0.2%原油,具有操作简单,误差小,原油乳化程度较小干扰测量结果,精度较高,具有广泛应用前景的特点。但是其不具有实时性,不能够及时对变化的数值进行反映,成为离线方法最大的缺陷。同时离线方法测量的缺点还包括:(1)测量结果会受到取样方式的影响。(2)处理的不够彻底的。(3)操作较为繁琐,效率较低,其中原油的乳化还会对分离效果造成一定的影响。(4)含水率不断改变的过程中,很难只能够依据取样的方式进行检验

2.在线测量

对原油含水率进行在线测量主要,控制原油中水分脱出,在运用一套微机化系统进行分析测量。在传感器的作用下实时采收样本。在线分析测量还包括直接或间接测量。在直接测量中,依据水和油的种种物理性质和化学性质的不同,应用相应的测量原理进行测量。现主要有电容法,短波法,密度法以及中子水分测试法等。运用在线测量的方法测量原油含水率的主要缺点是很难保障进行长期稳定测量。同时其缺点还包括:(1)采油期间,油水的比例在不断变化,整个流程中的一次表不能够及时标定。(2)仪器会使得测量结果中参数修正不修。(3)由于原油成分较多,会在一次表上附着,易发生死油的情况。(4)由于微机处理系统中仪表精度教高,常常会在现场应用油田检测的仪表,很难达到这种精度。(5)位置较为固定,难以对其他层面含水率进行测定。

二、测量原理

沉降罐自动检测系统的具体情况如图所示,检测作业的实现是通过油管在垂直运动中,传感器进行移动检测。传感器中发射体和接收体都能够在原油为介质基础上,原油含水率不断变化时,会吸收到能量不同的短波。在一个具体的采样中,传感器会自动返回上升,到达油水乳化带的同时就会以95%的含水率作为界限,分辨出油水界面的具置。同时传感器可等间隔的对是油罐中油层含水率等参数进行检测。

针对储罐油量动态计量方法的研究中,在联合站脱水工艺过程中,沉降罐油量呈现动态变化。主要是由于(1)沉降罐中油水界面变化不一。(2)原油的含水率使得油层高度不一。(3)油层温度不断改变,使得原油密度随着变化。其中输入液量含水率是能够影响油水界面的主导原因,同时温度和密度也有重要关系。温度上升则密度下降,温度下降则密度增加。

三、系统设计和误差分析

沉降罐中油水密度的自动检测和原油动态计量装置如下:

在图中选择使用电动的差压变送器,沉筒式液位电动变送器以及电动温度变送器。这些变送器将压力,高度和电动温度都转化为4~20mA的信号,并实时反映到计算机中,得出油水密度,含水量以及原油的重量。原油重量时要按照联合站脱水防水形式进行处理。含水量在正常标准时,将原油输送到用户处。通过以上两种状况可知,这种系统能够实时了解对油量计量作业。通常状况下,沉降罐内的含水原油的液位应尽量保持在10m左右。并选择量程为10m的的沉筒式液位变送器。

四、结语

对于装置中部件均为防爆型安全有效的。在敞口容器内游离的气体较少,并具有一定的含水率测定在0~100%,其误差为±0.5%。这种装置经过多年应用,在下层联合站中测定沉降罐油水的参数以及原油的计量。这种装置应用差压和液位变送器对油水混合物密度进行测定。其中包括油田集输过程中对混合液密度的测定,含水量以及含油量的测定,这种方式具有一定的推广价值。

参考文献

[1] 魏大农;戴长林;欧阳华;;动态储层参数评价与应用[A];湖北省石油学会第十一次优秀学术论文评选会论文集[C];2004年.

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