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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。
響應時間是指產品的輸入量發生變化到產品的輸出量正確的將變化量反映的輸出上的時間。響應時間越短,就能夠越真實的正確反映出輸入量的變化,有效的監視和控制生產過程。在選擇隔離器時響應時間要求越短越好。我
綜上所述,工業過程控制系統選擇隔離器的原則就是:產品應是輸入-輸出-電源三隔離的;隔離方式應是電磁隔離的;應該按照所用地點的儀表接口對應的選出所需要的隔離器;選擇隔離器時應選用:高精度、低功耗、低溫漂、低紋波、快速響應和小型化的隔離器。
電流變送器按照輸入電流性質分為兩大類一是直流電流變送器二是交流電流變送器。
電流變送器特點;
1、準確度高(典型:0.2% *好0.05%)。
2、整個量程范圍都有極高的線性度。
3、集成化程度高,結構簡單,優良的溫度特性和長期工作穩定性,使變送器免于定期校驗。
直流電流變送器將被測號變換成一電壓,經HCNR200/201線性光耦直接變換成一個與被測號成極好線性關系并且完全隔離的電壓,再經恒壓(流)至輸出。具有原理非常簡單,線路設計精煉,可靠性高,安裝方便等優點。除了以上產品外,公司同時還供應有多功能網絡儀表、單相導軌表等產品,我們公司具備有*實戰的技術,專業的運營團隊,為您創造以用戶體驗為前提的服務,服務的至善至美是我們永無止境的追求。因為以民為本,所以值得賴;因為專業專職,所以值得選擇.以上息僅供參考,詳情請致電相關工作人員為您解答。
一年一度的“12˙12”又到了,你想好要怎么買買買了么?今年是“12˙12”的第七個年頭了,氣氛依然這么火爆。面對“12˙12”的七年之癢,商家們為商品創造了更高的價值,氣氛比往年來得更早、更猛烈。說到商業價值就不得不想到我們儀表行業了,儀表行業一直是中國制造中的重要部分,但發展一直處于中低水平,儀表行業該如何為儀表產品創造更高的商業價值? 據數據顯示,2015年第三季度,儀器儀表行業的主營業務收入6634億元,同比增幅7.32%,比第二季度回落0.9個百分點,去年同期回落1.4個百分點。從數據來看2015年7、8、9三個月是逐步走低,儀器儀表緣何會逐步回落發展?現在中國的儀表市場大部分被外資品牌占領市場份額,使我國儀表產品難以走向優異市場,沒有找到儀表產業真正的商品價值,導致儀表行業的發展逐步回落。 大發展的環境下,儀表企業一直處于傳統的發展模式,沒有及時調整發展思路,使儀表行業一直處于危機當中,沒有找到好的商機,導致儀表行業難以向更好的方向邁進。現時下行業發展是一個互相聯合、互相影響的狀態,儀表行業不能只局限于自己的圈子中,要打開大門與“鄰居”對接、合作,為儀表尋找更好的商機、更高的價值。簡單來說,儀表行業要實現“跨界”的發展理念,跨行業、跨領域主動尋找商機。 機器人、互聯網、大數據都是時代發展的產物,表面上看來與儀表行業并沒有太大聯系,但實際上在很多環節都需要用到行業的產品與技術,比如傳感器、自動進樣技術等。就如以前,誰能想到衣服、食品、生活用品與互聯網“勾搭”上?現在只要在家動動手指,你想要的產品就送到你家里了。商家們就利用了互聯網的大平臺,為商品實現更高的商業價值。大環境為你提供一個平臺,需要自己去把握機遇,儀表行業要擴大思維,改變傳統思想,更好的商機就在你腳下。如中控、和利時等在自動化控制系統(DCS)、吳忠儀表在控制閥、杭州聚光在環境檢測等方面的獲得驕人成績,都緣于打開大門,不局限于自身行業發展。 其實各個行業、領域都潛在著儀表的商機,儀表行業需要跨過行業界線,會有不一樣的發展機遇。農機、輕紡、印刷機械等行業會有不同的需求,而儀表就是其中的一個,儀表企業需要針對其中一個甚至幾個深耕,成功了就會打造出自身獨特的競爭優勢。傳感器一直以來都認為是只有在制造業中才用得到的產品,但現在陸陸續續出現了運動傳感器、耐洗壓力傳感器、假肢電子傳感器等產品,這就是商家打破行業界線,尋找到新商機,為傳感器找到更高的價值。 在發展的路上,儀表行業不要只顧著往前走,要是適時看看身邊的環境,善于發現,尋找好的發展機遇,為儀表產品尋找更高的價值點。
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智能號配電器輸入單通道或雙通道二線制電流號,變送輸出隔離的單路或雙路電流 或電壓號,號輸入、號輸出、電源三者之間互相隔離,可有效解決現場存在的各類號干擾,并根據現場要求,進行號處理轉換和分配,在現場與各類顯示控制儀表及DCS、PLC等系統配套使用,在環保、電力、冶金、裝備制造、石化等行業的重大工程中有著廣泛應用。
中文名 智能號隔離器 1 配電器輸入單通道 2 變送輸出隔離的單路或雙路電流 3 環保、電力、冶金
隔離器是一種采用線性光耦隔離原理,將輸入號進行轉換輸出。輸入,輸出和工作電源三者相互隔離,特別適合與需要電隔離的設備儀表配用。隔離器又名號隔離器,是工業控制系統中重要組成部分。
號隔離器 安裝方式 導軌安裝 測量精度 0.2% 工作溫度 0~50攝氏度 原 理 線性光耦隔離
作用原理
系統產生干擾的原因
在工業生產過程中實現和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統和執行機構,它們之間的號傳輸既有弱到毫伏級、安級的小號,又有幾十伏,甚至數千伏、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號傳輸互相干擾,造成系統不穩定甚至誤操作。出現這種情況除了每個儀表、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外,還有一個十分重要的因素就是由于儀表和設備之間的號參考點之間存在電勢差,因而形成“接地環路”造成號傳輸過程中失真。因此,要保證系統穩定和可靠的運行,“接地環路”問題是在系統號處理過程中必須解決的問題。
解決“接地環路”的方法
根據理論和實踐分析,有三種解決方案:
種方案:所有現場設備不接地,使所有過程環路只有一個接地點,不能形成回路,這種方法看似簡單,但在實際應用中往往很難實現,因為某些設備要求必須接地才能保證測量精度或確保人身,某些設備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點。
第二種方案:使兩接地點的電勢相同,但由于接地點的電阻受地質條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方案其實在實際中無法完全做到。
第三種方案:在各個過程環路中使用號隔離方法,斷開過程環路,同時又不影響過程號的正常傳輸,從而徹底解決接地環路問題。
抗干擾
1、供電系統的抗干擾設計 對傳感器、儀器儀表正常工作危害嚴重的是電網尖峰脈沖干擾,產生尖峰干擾的用電設備有:電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮流器的充氣照明燈等。尖峰干擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑制。
干擾控制器
(1)用硬件線路抑制尖峰干擾的影響。常用辦法主要有三種:
(2)①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器,將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上,從而減弱其破壞性;
(3)②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器,利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖;
(4)③在儀器交流電源的輸入端并聯壓敏電阻,利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓,從而削弱干擾的影響。
(2)利用軟件方法抑制尖峰干擾。對于周期性干擾,可以采用編程進行時間濾波,也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣,從而有效地干擾。
(3)采用硬、軟件結合的看門狗(watchdog)技術抑制尖峰脈沖的影響。軟件:在定時器定時到之前,CPU訪問一次定時器,讓定時器重新開始計時,正常程序運行,該定時器不會產生溢出脈沖,watchdog也就不會起作用。一旦尖峰干擾出現了“飛程序”,則CPU就不會在定時到之前訪問定時器,因而定時號就會出現,從而引起系統復位中斷,保證智能儀器回到正常程序上來。
(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 首先干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑,這三要素缺少一個,電磁兼容問題都不會存在。因此要從這三要素入手。找出方便的解決辦法,一般干擾源和敏感源是沒辦法解決的,通常是從耦合路徑想辦法,也是常用的辦法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理地環流為常見也為麻煩,下面以此為探討話題。
(1)種方法:所有現場設備不接地,使所有過程環路只有一個接地點,不能形成回路,這種方法看似簡單。但實際應用中往往很難實現,因為某些設備要求必須接地才能保證測量精度或人身,某些設備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點。
(2)第二種方法:使兩接地點的電勢相同(如圖1所示,使V1=V2),但由于接地的電阻受地質條件及氣候變化等眾多因素的影響,這種方法其實在實際中也無法完全能做到。
(3)第三種方法:在各個過程環節中使用號隔離器,斷開過程環路,同時 又不影 響過程號的正常傳輸,從而徹底解決地環路的問題 在各個過程環路中使用號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶隔離的變送器(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 隔離器價格參差不齊,該怎么選擇呢?
隔離器位于二個系統通道之間,所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能,同時要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環路供電型等)適應前后端通道接口模式,此外尚有精度、功耗、噪音、絕緣強度、總線通訊等許多重要參數涉及產品性能,例如:噪音與精度有關、功耗能量與可靠性有關,這些需要使用者慎選。總之,適用、可靠、產品性價比是選擇隔離器的主要原則。
標準系列導軌結構,易于安裝,可有效的隔離;輸入、輸出和電磁閥及大地之間的電位,能克服變頻器噪聲級各種高低頻脈動干擾。
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