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2 儀器結構與測溫原理
2·1 測量原理
如圖1所示,反射鏡與探測器對稱地置于待測表面法線的兩側。當反射鏡不起作用時,探測器接收到的輻射能P1為
式中:D為光瞳口徑,f′為光學接收系統的焦距,τ0為大氣的傳播系數,A為探測器的靈敏元面積,η為調制盤的調制系數,ελ為溫度為T的待測目標在波長λ處的發射率,Lλ為溫度為T的黑體在波長λ處的輻射出射度,τλ為光學系統對波長為λ的光的總透過率。
當反射鏡起作用時,反射鏡將紅外輻射反射回待測區域的單色輻射能為
并結合式(1)或式(2),即可求出待測表面的溫度。式(6)中,h為Planck常數,k為Boltzmann常數,c為光速。
2·2 儀器結構
該儀器主要由光學接收系統、號放大與處理系統及顯示系統三部分組成。工作時,接收鏡頭接收到的光號(P1、P2),經窄帶干涉濾光片濾光后,再經由PIN硅光電二極管構成的光電轉換系統轉換成電號。該號經前置放大、選頻放大、脈寬壓縮、模-數轉換后送入8031單片機系統進行數據處理,計算出待測表面的發射率及溫度。
電路中所需的各種觸發與同步號,均由同步光電系統產生:透過調制盤上鑲嵌的同步濾光片的光號,先經光電轉換系統轉變成電號,再經整形放大后送入8031單片機,適當延時后分別去觸發、同步各個需要觸發和同步的號。
調制盤的結構簡圖見圖2。其中1、2、4號窗口貼的是波長為0·80μm的窄帶干涉濾光片(帶寬20nm)。3號窗口貼的是波長為1·00μm的濾光片,帶寬約0·1μm(無嚴格要求)。5、6號窗口貼的是波長為1·00μm的濾光片(帶寬也無嚴格要求)。調制盤的轉速為1 200 r/min。
調制盤的具體調制情況如下:(1)當待測表面的光輻射透過3號窗口到達反射鏡、并由反射鏡反射后再次穿過3號濾光片回到待測區域時,1號窗口正對探測器。對于這種情況,反射鏡不起作用。這是因為透過3號濾光片后又回到待測區域的光的中心波長為1·00μm,帶寬約0·1μm。而1號窗口只能通過中心波長為0·80μm、帶寬僅20 nm的光,因此探測器接收到的僅是“直射”能(P1);此時,由5號窗口透過的光輻射形成觸發、同步號;(2)當待測表面的光輻射透過4號窗口到達反射鏡、并由反射鏡反射后再次穿過4號窗口回到待測區域時,2號窗口正對探測器。對于這種情況,反射鏡起作用。探測器接收到的是“直射”能與“反射”能之和(P2);此時,由6號窗口透過的光輻射形成觸發、同步號;(3)當待測表面的光輻射透過1號窗口到達反射鏡時,3號窗口正對探測器。情況與(1)類似,不同的只是探測器接收到的是波長為1·00μm的光輻射。后續電路雖對該號進行放大處理,但因模-數轉換電路沒有觸發號和同步號,因此不對其進行模-數轉換;(4)當待測表面的光輻射透過2號窗口到達反射鏡時,4號窗口正對探測器。情況與(3)類似,不同的只是探測器接收到的是波長為0·80μm的光輻射。后續電路雖對該號進行放大處理,但同樣因模-數轉換電路沒有觸發號和同步號,故不對其進行模-數轉換。
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（1）地環流干擾
在工業生產過程中實現監視和控制需要用到各種 自動化 儀表、控制系統和執行機構，他們之間的號傳輸既有弱到毫伏級、毫安級的小號；又有幾十伏，數千伏、數百安培的大號；既有低頻直流號，也有高頻脈沖號等等，構成系統后往往發現在儀表和設備之間傳輸相互干擾，造成系統不穩定甚至誤操作，出現這種情況除了每個儀器、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響，還有一個十分重要的原因就是各種儀器設備根據要求和目的都需要接地,例如為了，機殼需要接大地；為了使電路正常工作，系統需要有公共參考點；為了抑制干擾加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地，但是由于儀表和設備之間的參考點之間存在電勢差（也就是各設備的共地點不同）因而形成“地環流”、“接地環流”問題是在系統處理號過程中必須解決的問題。
（2）自然干擾
雷電是一種主要的自然干擾源，雷電產生的干擾可以傳輸到數千公里以外的地方。雷電干擾的時域波形是疊加在一串隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產生的，在一天中不斷變化。太陽噪音則隨著太陽活動情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會對通訊產生干擾，而雷電能量尖蜂脈沖可以對很多設備造成損壞，應該加以避免或降低損壞程度，減少損失。
（3）人為干擾
電磁干擾產生的根本原因是導體中有電壓或電流的變化，即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導體產生電磁波輻射。一方面，人們可以利用這一特點實現特定功能，例如，無限通、雷達或其他功能，另一方面，電子設備在工作時，由于導體中的dv/dt或di/dt會產生伴隨電磁輻射。無論主觀上出于什么目的，客觀上對電磁環境造成了污染。還有工廠企業在生產過程中會經常有一些大型的設備（電機、 變頻器 ）頻繁開關，他們也會造成一些容性、感性的干擾，也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場合，肯定會有電磁干擾存在。數字脈沖電路就是一種典型的干擾源，隨著電子技術的廣泛應用,電磁污染情況會越來越嚴重.
優越性
在各個過程環路中使用號隔離器辦法可以用DCS或 PLC 等隔離卡件或者現場帶的隔離的變送器（部分設備可以做到），也可以用號隔離器來實現。比較起來，用號隔離器有以下優點：
·絕大部分情況，采用號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜
·號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優越
·號隔離器應用靈活，而且它還有號轉換和號分配及接口轉換等功能，使用起來更加方便
·號隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨立、構成系統的配置、日常維護更加方便。
操作原則
經典案例可以說明號隔離的重要性：某大型公司的生產線調試中。控制系統的號輸入板有八個通道，八個通道共用一個A/D轉換器，經過變換后，由光電耦合元件實現與主機電路的隔離。但它的八個通道輸入之間并沒有隔離，八個通道輸入號每個單獨接入控制系統均正常，接入多于兩個外部號時，控制系統顯示數字亂跳，故障無法排除。
又如某鍋爐控制系統檢測鍋爐各點溫度，使用K分度熱電偶作為傳感器，同上述相似，僅檢測一點均正常，但是向控制系統接入兩點以上熱電偶時，控制系統顯示的溫度明顯錯誤。
原因如下：兩個現場儀表(A,B)向控制系統傳送號以及控制系統向兩臺現場儀表發出號。假定傳送的均為1～5VDC號。理想情況，控制系統及兩個現場儀表“地”電位完全相等，傳送過程中又沒有其他干擾，從控制系統輸入來看，接收的號正確。但實際上現場儀表不可能做到地電位完全相等，通常存在“地”電位差，若A儀表“地”與控制系統"地"同電位，B儀表比它們的“地”電位高0.1V，A儀表傳送給控制系統的號為1～5VDC，而B儀表傳送給控制系統的號則為1.1～5.1VDC，這樣控制系統的誤差就產生了。同時A、B儀表的“地”線在控制系統處匯合聯接。將0.1V電壓加在控制系統的地線上，有可能損壞控制系統的局部器件，同時在控制系統上顯示錯誤數據。由此引起了上述現場調試中出現的問題，這兩種情況在接入隔離器后均完全正常。
隔離器之所以能起到這個作用，就是它具有使輸入/輸出/電源在電氣上完全隔離的功能，即在輸入/輸出/電源之間沒有公共的“地”。輸入號無論是否受到接“地”的干擾，經隔離處理后的輸出號“地”與現場儀表“地”完全隔離沒關系。正是由于這個原因，實現了輸入到控制系統輸入板的多個現場儀表號之間隔離，了這些號之間“地”的聯系。
由于隔離器的工作電源是為隔離器的輸入、輸出兩部份同時供電，要保證隔離器輸入/輸出號隔離，也必須確保隔離器的工作電源在電氣上與這兩個部分完全隔離。這種輸入/輸出/電源之間相互隔離的隔離器常稱為三隔離或全隔離隔離器。 這種供電方式，在供電電源功率許可的情況下無論隔離器數量多少，均可使用一臺電源供電，不會產生相互干擾。若隔離器的工作電源沒有與隔離器的輸入/輸出部分隔離，嚴格地說隔離器的輸入/輸出號也沒有被隔離，因為隔離器的輸入/輸出號“地”可以通過工作電源連接到一起。
以上敘述了號輸入的隔離情況，同樣在控制系統向現場儀表傳輸號時也存在類似的問題。采用三隔離隔離器就可以解決這樣的問題。
隔離方式
3.1該控制裝置有效的解決了目前各類電動閥門存在的關不嚴以及手動關嚴后電動又打不開，電動閥門限位開關、過力矩保護開關不易調整，以及電動閥門調整好后經過一段時間運行，又出現的關或開位置不理想的問題，有效地解決了電動閥門的內漏問題。
3.2 該控制裝置實現了型化、模塊化、免維護的設計思想，使得現場安裝調試非常簡單，既可以安裝在電動閥門的配電盤、抽屜柜中，也可以安裝在電動頭的內部，通過手持式的編程器可以直觀地對電動閥門進行參數設置，電動閥門調試好后不需要任何維護。這不僅適用于電動閥門制造企業升級換代產品，而且也適用于對已投運電廠的電動閥門進行技術改造。
3.3該控制裝置具有完善的各種保護功能，當電機發生短路、過載、過力矩、過熱、過電流、電機空轉等均有完善的保護，不會出現電動閥門電機燒毀的事故，同時各種故障均有記錄。
3.4該控制裝置徹底擺脫了傳統的被動控制方式，采用先進的智能化技術來模擬過力矩保護和限位保護，取消了需要進行復雜調整的機械式力矩開關、限位開關。
3.5 該控制裝置具有自學習功能，只要經過現場調試確定，模塊內部的處理器就自動建立了一套適用于該電動門的數學模型，處理器根據電動閥門中電機電流的變化，分析和判斷閥門以及電機的工作運行狀態，并將這些狀態息與建立的數學模型進行比較分析和運算，自動地進行修正，確保電動閥門開、關的準確定位。
4 控制裝置的構成及控制原理
ZDW-05B型控制裝置主要由定位器模塊MK、電流傳感器U1 、U2和電源開關K1這三部分組成，控制原理如圖一所示。
DCS- K、DCS-G分別是DCS控制系統或其他控制系統發送來的開和關的指令接點，電流傳感器U1 、U2將采集到的電機電流參數號輸入到模塊內部的處理器中，當電機正常工作時，模塊內部常閉接點(第5、6號接線端子)閉合，當閥門完全關閉或開展到位時，以及閥門出現嚴重卡塞現象、電動機斷相(任意相斷電)、電機單向運轉時間超過設定值等故障時，模塊MK能夠檢測并加以識別，模塊內部的常閉接點斷開，切斷交流接觸器CQK或CQG線圈的控制回路，交流接觸器觸點釋放，電機斷電停止運轉;如交流接觸器發生觸點粘連現象，電機會繼續運轉，模塊檢測到此故障后，將在切斷交流接觸器CQK或CQG線圈的控制回路后的0～255秒(默認值為2秒)可調時間范圍內啟動模塊內部的常開觸點(第3、4號接線端子，保護接點)閉合，使控制電機的電源開關K1斷開，徹底切斷電機的供電電源。
5 ZDW-05B型智能定位器控制裝置在實際改造中的應用
ZDW- 05B型智能定位器控制裝置實現了型化、模塊化、免維護的設計思想，對原有電廠電動閥門的改造非常容易，只是將ZDW-05B型智能定位器模塊(81×53×106毫米)安裝在電動閥門的配電盤、抽屜柜中或者安裝在電動頭內部，使用與之配套的手持式編程器，經過簡單的調試即可使用。
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