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3 討論
3·1 基于探測器的相對測溫靈敏度的考慮
待測溫度每變化1 K時,號電平的變化量(本文即P1或P2的變化量)稱為系統的溫度靈敏度S[8,9]。即
不失一般性,同時也為簡單起見,以反射鏡不起作用時的情況(P1)為例進行討論。此時探測器輸出的電號的強度V(T)可寫成[8,9]
由式(12)作出的Sr~λT曲線如圖3所示。由圖3可以導出,在λT=2 898μm·K附近,系統正好工作在Sr~λT曲線的峰值區域。這就是說,對PIN硅光電二極管而言,只要待測溫度不高于T≈2 898/1·1=2 634 K,探測器的輸出號就處于靈敏區域。亦即,只要被測溫度有小的變動,就能引起Sr較大的變化。顯見,采用PIN硅光電二極管作光接收器件,肯定能滿足測溫范圍的高溫段對測溫靈敏度的要求。
3·2 基于探測器的溫度分辨率的考慮
據式(1),在極窄的波段內,當待測溫度改變ΔT時,容易導出系統接收到的輻射能的變化時,才能引起探測器的響應。式中,VS/VN為噪比,在推算系統的溫度分辨率時,取VS/VN=1;Δf為后續的選頻放大器的帶寬。將式(6)、式(13)、式(14)及式(15)代入式(16)中,并考慮極限情況,可以導出
上式中的ΔT即為探頭的溫度分辨率。
下面進行定量分析。對于實際的測量環境,取大氣的衰減系數τ0=0·85,光學系統對光的總透過率τλ=0·50,調制盤的調制系數η=0·80、PIN光電二極管的探測率D*=5·0×1012cm·Hz1/2·W-1、靈敏元面積A=5 mm×5 mm[10],選頻放大器的帶寬Δf=10Hz,光學系統的焦距f′=15 cm,通光口徑D=10 cm。為分析上的方便,同時也不失一般性,取ελ=0·50、Δλ=20 nm代入計算。在不同的待測溫度下,由式(17)作出的探測器的溫度分辨率隨波長的變化曲線,如圖4所示。
由圖4顯見:(1)探測器的溫度分辨率隨系統工作波長的增加而變高。例如,對于T=773 K而言,λ=0·60μm時,系統的溫度分辨力ΔT=1·662 K,顯然不符合要求。但當λ=0·80μm時,ΔT=0·004 K,顯然符合要求;(2)當待測溫度足夠高時,例如待測溫度T=923 K,λ≥0·70μm的波長都能滿足要求。
3·3 基于抑制光路中選擇性吸收氣體吸收影響的考慮
電流變送器是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過儀表管送到變送器的波紋管兩側，以波紋管兩側的差壓帶動機械放大裝置用指針指示水位的一種遠方儀表。當然還有把電氣模擬量變換成數字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說明傳感器和變送器的區別。
而兩線制電流輸出型電流變送器以其具有極高的抗干擾能力得到了廣泛應用。電壓輸出型變送器抗干擾能力極差，線路損耗的破壞，談不上精度有多高，有時輸出的直流電壓上還疊加有交流成分。
電流變送器是電力監控系統的重要元件，其作用是將交流電流轉換成直流電壓或直流電流。同時，它還承擔強電系統和弱電系統（比如，計算機系統）的隔離作用，以 保護計算機采集系統輸入不被高壓的交流電壓所擊穿。
另外，通過電流變送器的轉換，與輸入的交流電流成比例的直流電流或直流電壓，更便于遠距離傳輸，使遠處的 監控裝置或監控儀表，能方便的接收**的電流號。
由于電流是反映電力系統負載大小的*重要的指標，所以，電流變送器是電力監控系統中，采用*多的自動化電力儀表。
工作原理：
首先將變送器或儀表的號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原號，同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的號、電源、地之間獨立。
功能：
一：保護下級的控制回路。
二：消弱環境噪聲對測試電路的影響。
三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設備的干擾；同時對下級設備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。 DIN系列導軌結構，易于安裝，可有效的隔離：輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾。
號隔離器的主要類型有哪些？
隔離器： 工業生產中為增加儀表負載能力并保證連接同一號的儀表之間互不干擾，提高電氣性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓號，的送給二次儀表或plcdcs使用。
配電器： 工業現場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等一次儀表提供24V配電電源，同時又要對輸入的電流號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。
受加工、裝配工藝的影響，電動閥門普遍存在手動關嚴后電動打不開的現象，如通過上下限位開關的動作位置把電動閥門的行程調整小一些，則出現電動閥門關不嚴或者閥門開不展的不理想狀態;把電動閥門的行程調整大一些，則引起過力矩開關保護動作;如果將過力矩開關的動作值調整的大一些，則出現撞壞減速傳動機構或者撞壞閥門，甚至將電機燒毀的事故。為了解決這一問題，通常，電動門調試時手動將電動閥門搖到底，再往開方向搖一圈，定電動門的下限位開關位置，然后將電動閥門開到全開位置定上限開關位置，這樣電動閥門就不會出現手動關嚴后電動打不開的現象，才能使電動門開、關操作自如，但無形中就引起了電動門內漏。即使電動閥門調整的比較理想，由于限位開關的動作位置是相對固定的，閥門控制的介質在運行中對閥門的不斷沖刷、磨損，也會造成閥門關閉不嚴而引起的內漏現象。
2.4選型錯誤造成閥門的空化腐蝕引起電動閥門的內漏
空化與壓差有關，當閥門的實際壓差△P大于產生空化的臨界壓差△Pc、并在出口壓力P2≥Pv時，就產生空化，空化過程中氣泡破裂時釋放出巨大的能量，對閥座、閥芯等節流元件產生巨大的破壞作用，一般的閥門在空化條件下多運行三個月甚至更短時間，即閥門遭受到嚴重的空化腐蝕，致使閥座泄漏量高可達額定流量的30%以上，這是無法彌補的，因此，不同用途的電動門都有不同的具體技術要求，要按照系統工藝流程來合理選擇電動閥門至關重要。
2.5介質的沖刷、電動閥門老化引起的內漏
電動閥門調整好后經過一定時間的運行，由于閥門的氣蝕和介質的沖刷、閥芯與閥座產生磨損、內部部件老化等原因，則會出現電動閥門行程偏大、電動閥門關不嚴的現象，造成電動閥門泄漏量變大，隨著時間的推移，電動閥門內漏現象會越來越嚴重。
3 應有高科技解決電動閥門關不嚴、內漏問題
目前，隨著電力工業的高速發展，200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高參數機組相繼投入運行，在電網中發揮了主力機組的作用。在廠網分開，獨立經營的情況下，減少非計劃停機次數，提高機組等效可用系數，節能降耗，減人增效，改善機組運行環境，提高經濟效益，確保主、輔設備在佳狀態下運行，是各個發電公司所追求的目標。
在火力發電廠中電動閥門設備隨小，但與機組的、穩定、經濟運行密切相關，電動閥門的長期內漏不僅造成大量能源的浪費，而且直接影響機組的經濟效益，如用于汽機本體電動閥門疏水時，由于電動閥門的內漏可能造成凝汽器真空降低，當凝汽器真空低于設計要求時，將直接影響機組的經濟性和性，據計算，300 MW機組真空每下降1kPa，煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上，因此，研究更加行之有效的可靠方法，來、推遲、解決新建機組和改造以投產機組原有電動閥門的內漏問題，是發電廠用戶和電動閥門生產廠家都非常關注的課題。
針對電動閥門關不嚴、內漏的難題，我們與辛集市申科自動化儀表有限公司合作，共同開發電動閥門控制裝置，在構思和設計時充分體現了超前意識，充分考慮到安裝、改造、調試、維護等管理的實施，秉承裝置簡單實用，標準化程度高、模塊化、模擬力矩、互換性好，安裝、調試方便，免維護的設計思想，成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制裝置，通過電廠試驗，徹底解決了電動閥門關不嚴、內漏的難題。該控制裝置具有如下特點：
（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
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