水环境在线监测

水环境在线监测（共12篇）

水环境在线监测 篇1

1 引言

在我国环境保护工作中, 大气在线监测技术具有关键性作用, 在污染源控制、环境管理与环境规划等方面也具备不可替代的作用。近年来, 随着现代社会经济与科学技术的进一步发展, 人们对大气环境质量的期望值越来越高, 对环境保护的要求也越来越严格, 加强大气在线监测技术分析与研究力度, 能够更好地满足我国环保工作发展的实际需求。

2 环境在线监测技术概述

所谓环境在线监测技术, 主要是指以在线自动分析仪器为基础开展的一种综合性的在线自动环境监测与环境预警体系, 通常采用现代自动测量技术、自动控制技术与计算机应用技术等主要技术措施, 来实现综合性环境在线监测目的。通过我国当前环境监测系统实际应用情况可以发现, 其在水质监测、空气质量监测以及环境噪声监测等方面都具有较为良好的应用价值, 主要是以水、大气以及噪声等环境污染指标在线监测为基础, 对环境中的目标污染物进行连续性的、实时的监测, 并通过现代化的通信网络传输技术追踪、监控污染源, 落实数据收集、管理与显示等一系列操作, 切实提高环境监测与保护效率。

通过环境在线监测技术的有效应用, 能够及时地监控到环境中目标污染物突变的异常现象, 并立即发出预警预报, 最大限度地避免污染物出现扩散, 最大可能地阻止污染事件升级, 强有力地保障人民群众的生命和健康安全。环境在线监测技术能够为环境信息网络建设提供可靠的技术支持, 从而在促进我国环境监测工作顺利开展的基础上, 从整体上推动我国生态环境保护工作的良好发展。

3 垃圾处理场及周边大气环境在线监测技术

3.1 垃圾处理场及周边大气环境情况

城市固体废弃物处理场 (简称:垃圾处理场) 是城市垃圾收集、处理的终端场地, 是垃圾无害化处理的关键。以长沙市城市固体废弃物处理场为例, 位于长沙市望城区桥驿镇黑麋峰山区一“Y”型山涧谷地, 其附近有很多村庄, 该场承担着长沙全市生活垃圾和污泥处置等任务, 采用改良型厌氧卫生填埋方式, 对填埋垃圾按单元分层作业;对垃圾填埋后产生的气体经导排系统收集后用于供热或发电;对垃圾渗透漏液经调节池集中收集后, 通过日处理达1500t的污水处理厂进行生物和化学处理, 达到国家二级排放标准后排放。随着长沙城区以及经济社会的不断发展, 固体废弃物不断增多, 该场已超负荷运行, 产生的恶臭、污水、噪声等对周边环境有较大程度的污染和影响。

当地环保部门委托专业机构对该场的恶臭气体进行了全成分检测分析, 根据检测结果确定该场主要特征污染因子为:臭气浓度、氨气、硫化氢、甲烷非甲烷总烃、PM2.5, 该5项因子即是该场的主要环境保护监测监控目标。

3.2 监测布点及监测工艺

根据国家最新颁布环境空气质量监测规范, 参照美国EPA及欧洲EU对区域环境空气质量的监测要求, 结合场地所在区域全年主导风向夏天为东南方向 (SE) 、冬天为西北偏西 (WNW) , 和对该场的实际调查情况, 可在场地中间及场界处建设4个环境空气自动监测子站, 全方位监控城市固体废弃物处理场及其周边的环境空气污染状况, 同时搭建数据信息平台, 形成对整个城市固体废弃物处理场区域的环境空气自动监测网络的系统建设。布点图见图1。

该场大气在线监测系统包括前端监控系统和信息化平台两大部分, 含:4个子站基建设施建设和4个子站站房系统建设以及4个子站监测数据系统建设和1套数据信息平台建设。仪器设备主要采用的监测分析方法为:硫化氢 (H2S) 在线分析仪采用紫外荧光法;氨气 (NH3) 分析仪采用激光直接吸收光谱技术;甲烷非甲烷总烃在线气相色谱分析仪采用在线式气相色谱法, 氢火焰离子化检测器 (FID) ;颗粒物分析仪 (PM2.5) 采用β射线法;恶臭分析仪采用仿生电子仪器, 信号采集、处理和识别;气象五参数监测仪采用传感器或超声波方法。

3.3 垃圾场大气在线监测系统建设意义

垃圾场大气在线监测系统建成后将成为长沙市政府对该场环境问题的“听诊器”, 是环境安全的“保护阀”, 将填补长沙市乃至湖南省垃圾处理场大气环境自动监测网络建设的历史空白, 大幅提升对垃圾处理场的环境监管能力水平, 实现动态长效的环境监测和监控, 杜绝处理场恶意偷排、漏排, 监督处理场完善生产工艺, 有效控制、减少垃圾处理场对周边环境的污染和影响, 实现污染预警, 向企业和公众提供有效的数据, 便于政府尤其是环保部门解决污染纠纷。

4 大气在线监测技术的应用

4.1 空气中重金属的在线监测

近年来, 随着社会的迅速发展, 化工产业与汽车产业获得了进一步发展, 导致空气中的重金属污染日益加剧, 但大多数重金属均具备较强的毒性, 并且还具备可累积性与不可降解性特征。当空气中的重金属元素通过呼吸系统进入人体之后, 会逐渐沉淀, 当经历一段时间之后, 必定会对人类身体健康造成严重的损害, 这就要求必须及时做好大气中重金属在线监测与污染治理工作。当前常用的大气重金属元素在线监测技术主要包括电化学分析技术、X射线荧光光谱分析技术以及原子荧光技术、原子吸收光谱技术等, 对于能够监测的重金属元素, 主要包含Hg、Ba、Ca、Ni、Se、Ti、Fe等。

4.2 空气中SO2的在线监测

就当前情况来看, 我国大气污染主要为燃煤型污染, 主要污染物为燃煤型污染, 主要污染物为SO2、烟尘等, 其中, SO2的污染最为严重, 其所带来的危害也相对较大, 是形成酸雨的主要因素, 这就要求做好空气中SO2的在线监测工作。传统的SO2监测方式主要为手工取样、全天候连续采样监测, 近年来, 随着科技的迅速发展, 仪器自动监测获得了十分广泛的应用, 是一种新型监测技术措施, 监测作业的及时性、全面性、准确性均获得了进一步提升, 可更加准确的反映空气中SO2的浓度及动态发展状况。

目前, 欧美许多国家均采用紫外荧光法、紫外吸收法等监测系统, 对空气中的SO2进行实时监测, 但由于我国空气中的烟尘含量较高, 湿度也相对较大, 国外的一些设备无法完全使用, 再加上设备比较昂贵, 无法广泛的使用。以定位电解法为基础的电化学气体传感器, 可对烟气中SO2的质量浓度进行良好的测量, 监测结构也较稳定、准确, 符合国家监测标准, 较适用于我国空气中SO2的在线监测。

4.3 空气中挥发性有机物 (VOCS) 的在线监测

对于空气中包含的VOCS, 其不仅仅是光化学污染物形成的基础物质, 还是空气细粒子中毒害有机物质的重要来源。通常情况下, VOCS的浓度较低, 但其具备较强的活性, 这就要求必须先做好其成本的监测与相应浓度的测量操作。目前, 基于VOCS的在线监测技术主要包括激光光谱技术、飞行时间质谱技术等。

5 结语

总而言之, 环境在线监测技术存在一定的多样性, 实际在线监测水平也有一定的差异, 少数在线监测系统运行也较不稳定, 极易出现故障问题, 从而无法满足环境在线监测工作发展的实际需求。针对此, 相关环境工作人员应当积极促进环境在线监测技术的完善, 切实提高在线监测技术在分析与处理数据的能力, 提升环境在线监测系统的稳定性、可靠性, 维护我国的生态环境的平衡发展。

摘要：通过大气在线监测技术, 能够准确的、全面的反映出大气环境目标污染物的浓度及其变化趋势, 从而实现全时段、全方位、动态监测大气要素的目的。此背景下, 本文首先分析了环境在线监测技术, 其次对垃圾处理场及周边大气环境在线监测技术进行了一定的阐述, 最后探讨了大气在线监测技术的应用, 以供参考。

关键词：大气,在线监测,技术,应用

参考文献

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[3]杨飞.环境在线监测技术的发展与展望[J].能源与节能, 2013 (11) :135~136.

水环境在线监测 篇2

氨氮在线监测系统的比对监测

摘要：按照国家相关标准,利用国家标准方法对安钢污水处理厂在线监测系统,氨氮监测数据进行对比分析,结果表明,该系统测定结果符合国家相关标准要求,并建立了两方法的回归方程,从而有效地提高了在线监测系统监测数据的准确性.作 者：冯云波 于洋 FENG Yun-bo YU Yang 作者单位：安阳钢铁股份有限公司,河南,安阳,455004期 刊：广州化工 Journal：GUANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：,38(4)分类号：X7关键词：氨氮 在线监测系统 回归方程

水环境在线监测 篇3

关键词：断路器 在线监测 分合闸机械特性

中图分类号：TH561 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0093-01

高压断路器是变电运行中起控制作用的重要电气设备，其运行状态直接影响到电力系统的正常运行。根据国际大电网会议高压断路器调查显示，因操作机构问题而导致断路器故障的比例占故障总数的43.5%，而其中主要故障是由于机械特性不良造成的[1]，例如拒分、拒合或误动作等。因此，对高压断路器实施状态监测，掌握其运行特性及变化趋势，对预防断路器故障，增强断路器工作的可靠性，成为电力行业发展中的一项重要研究课题。

某变电站3322间隔例行试验时发现断路器无法正常分合闸，事后分析为主传动杆销挡圈脱落导致该断路器一侧传动杆脱落。为了解决实际运行过程中断路器内部发生故障而无法预知的问题，在该变电站安装断路器在线监测装置，研究其对断路器分合闸特性曲线的监测，分析不同情况下特性曲线的变化，验证在线监测装置在断路器分合闸状态监测方面的有效性。

1 断路器在线监测装置分合闸监测试验研究

被试断路器分别在两种情况下进行模拟试验，一种情况是正常分合闸，另外一种情况要求断路器一侧拐臂和连扳脱落（只分合一侧断口情况）。试验时正常情况下的测试，采集分合闸动作数据各6次；模拟一侧拐臂和连扳脱落情况下采集分合闸动作数据各2次。测试曲线如图1、图2。

1.1 正常情况下分合闸试验

对LW25-363型断路器在正常情况下分别进行分合闸试验，测试断路器多次动作情况下分合闸曲线的重复性。从图1曲线2分闸曲线，图2曲线2合闸曲线的对比来看，多次动作的分合闸行程曲线一致性较好，说明在线监测装置对断路器多次分合闸操作情况下监测稳定性较高。

1.2 一侧断口脱落情况下分合闸试验

由于断路器一侧断口脱落情况下进行分合闸，断路器两边受力不平衡，为保证试验时设备安全可靠，在一侧断口脱落情况下分合闸试验分析仅进行两次，试验结果：从图1曲线1，图2曲线1两次分、合闸动作的对比行程曲线来看波形一致性较好，与正常情况下表现一致。

1.3 两种情况下试验对比

两种情况下分闸动作对比如图1，曲线2为正常情况下的行程，曲线1为一侧断口脱落情况下的行程，分析对比曲线，在断路器分闸启动阶段两种情况下分闸速度并没有太大的差异，后面的分闸速度开始增加，分析认为一侧断口脱落情况下由于内部阻力变小，操作机构在同样的作用力下，分闸速度明显增加。

图2为两种情况下的断路器合闸动作对比，曲线2为正常的行程，曲线1为一侧断口脱落情况下的行程，可以看出一侧断口脱落情况下断路器的合闸速度有明显增加，分析来看是由于内部阻力变小，而其它作用力不变，导致开始阶段加速度增加，速度变快。

2 试验结果

该文结合LW25-363型断路器操动结构特点，分析不同状态下断路器分合闸操作时动作特性曲线，测试结果表明，安装的在线监测装置具备断路器分合闸特性曲线监测功能，记录的断路器分合闸过程有良好的重复性和稳定性，且不同情况下特性曲线有明显差异，实际使用中可以有效辅助运行人员解决断路器运行中内部状态不明，无法预知故障的问题。

3 结论

（1）该文所采用的断路器在线检测装置通过位移传感器可以较直观的判断正常工作和一侧脱落缺陷时断路器分合闸的重复性、一致性、穩定性等方面的指标。

（2）将在线检测得到的结果与正常工况时的结果进行对比，应用断路器在线监测装置发现断路器连扳连接孔变形、轴销变形问题具有可行性。

（3）该试验可为断路器在线监测装置研究提供数据参考，对进一步提高断路器在线监测装置的判断能力有实际意义。

参考文献

水环境在线监测 篇4

关键词：空气质量,自动监测,在线质控技术,PM10

1 运用质控技术的必要性

随着工业化的推进, 空气污染越来越严重, 要改变这种状况, 就要做好日常的空气监测工作。环境空气自动化监测系统运用了各种高新技术。自动检测是指在测量和检验过程中, 完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成监测工作。自动检测可以提高自动化的水平和程度, 减少人为干扰因素和人为差错, 可以提高生产过程、设备的可靠性和运行效率。自动检测的任务有以下两方面: (1) 直接测量并显示被测参数的变化情况, 即通常所说的自动检测或自动测试; (2) 用作自动控制系统的前端系统, 可根据参数的变化情况做出相应的控制决策, 并实施自动控制。自动监测系统具有连续性、长期性、自动化运行的特点。

2 发展历程、注意事项和未来发展

2.1 发展历程

自20世纪50年代起, 一些国家开始建立地区性和全国性的大气采样网, 进行定时手工间歇采样或24 h累积采样器采样。随着工业的发展, 大气污染日益严重, 已建立的大气采样网从监测项目、时间分辨率和空间分辨率等方面已不能反映污染的短期变化与人群急性发病的关系。因此, 美国于1962年开始在全国6个主要城市建立大气污染连续自动监测系统, 对一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、总氧化剂、总烃等进行连续监测。从20世纪60年代末到70年代初, 日本、荷兰、德国、英国等相继建立起大气污染连续自动监测系统。

2.2 注意事项

2.2.1 做好监测子站巡检, 保证监测质量

随着环境空气质量自动监测系统的不断发展, 监测子站越来越多, 监测设备型号也越来越多, 监测人员需要掌握的技术也越来越多。要定期巡检各个监测子站, 检查仪器、设备等是否正常, 检查系统是否能正常工作, 检查供电站房的安全情况;要定期维护监测系统, 确保采样的管道无堵塞、无附着、无泄漏, 以保证各个监测子站的监测质量。

2.2.2 完善档案管理, 为决策提供依据

应详细记录环境空气自动监测系统的建立、运行、发展等过程, 比如子站所属区域位置的名称、代表的功能区类型、经纬度、海拔高度、采样高度、监测项目、子站周围的环境状况等;要跟踪记录仪器的使用过程, 比如标定记录、运行记录、维护记录、事故记录、实验记录和质控记录等;要定期整理、备份环境空气自动监测系统所对应的仪器运行时间记录, 保证原始数据的完整性和不可更改性, 并对资料进行分类整理归档, 保证每年所有的数据都要刻录光盘存档。

2.2.3 未来的发展方向

利用环境空气自动监测系统所提供的长期、连续的实时数据可判断区域内的污染现状、污染趋势, 评价污染控制措施的有效程度, 研究污染对人们健康和其他环境的危害, 并为制订空气质量标准、验证污染扩散模式、污染预报和设计污染源的预警戒控制系统等提供依据。随着环境问题的加剧, 利用环境空气自动化检测在线质控技术可使空气检测工作更加自动化、智能化和网络化, 形成具有我国特色的环境空气自动监测管理、技术体系。

3 具体运用

3.1 标准样品检查

首先向空气检测仪通入相应的有效标准气体进行测量, 在仪器的显示值稳定后, 记录气体的测量值。然后撤去标准气体, 通入零气清洗管道, 洗干净之后, 仪器显示值就会呈零状态。此时, 再向空气检测仪通入相应的有效标准气体进行测量, 重复上述过程, 记录测量总体均值, 并利用多次测量值计算该气体的相对标准偏差。

3.2 PM10采样流量检查

首先在有效期内的标准流量计上接上PM10监测仪的采样管, 在连接时要确保气路没有泄漏, 将监测仪器采样流量设置为16.67 L/rain。然后启动抽气泵开始采样, 等标准流量计显示值稳定后, 记录测量值。不断重复此过程, 记录测量总体均值, 并利用多次测量值计算相对误差, 评价仪器测量的准确性。

3.3 运行管理检查

运行管理检查主要是对系统的运行效率、运行记录等方面的检查。检查环境空气自动监测站的正常运行时间, 计算其运行效率, 检查空气自动监测站的巡检和维护、仪器的校准、标准传递等工作是否定期开展, 管理记录是否完整。

参考文献

[1]王亮.浅谈环境空气自动监测站质控方式[J].中国化工贸易, 2013 (10) :57.

在线监测管理制度 篇5

第一条 为加强公司污染源在线监测监控系统的建设、运行和维护的监督管理，发挥污染源在线监测监控系统在环境管理中的作用，保证污染源在线监测监控系统达到相关标准和规定要求，结合公司实际情况，特制订本制度。

第二条 自动监控系统需经政府环境保护部门验收合格后保证正常运行，其数据作为政府环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据。

第三条 公司在线监测设施包括废水在线监测设施、废气在线监测设施、数据采集传输设施和流量测量设施及相关平台、管路、伴热等设施。

第四条 在线监测设施所属单位为在线监测设施的主体责任单位，负责在线监测设施的运行、维护、保养、巡检、记录、卫生、药剂更换等具体工作，根据公司及主管部门的要求做好在线监测设施使用管理工作；

安全环保管理部为公司在线监测设施主管部门，负责对全公司在线监测设施进行总体监督管理，对责任单位进行技术指导、提出运行维护管理要求，就设备使用、问题处理及时同生厂商、第三方运行商等沟通，协调问题处理工作，并对责任单位在线设施使用、维护、管理情况提出考核意见。

公司其他单位、部门依据各自职责分工担负相应责任。

第五条 在线监测设备的日常管理

1、设备巡回检查

（1）在线监测主体责任单位要根据在线分析仪设备特点，制定在线分析仪设备日常运行检查和数据记录、故障记录等。

（2）各主体责任单位每天应安排专人负责设备的巡回检查，项目包括：在线监测室内室外的设备、仪器运转情况，工作状态是否正常；数据显示是否超标，是否正常；现场设备是否有明显的损坏；系统测量的管路是否有漏水、破损，是否堵塞；室内屋顶是否漏雨，门窗是否锁紧等。

（3）安全环保管理部主管人员负责每周不定期对各在线分析仪设备管理、运行情况进行检查，项目包括：设备周围及设备内部卫生；设备运行情况；数据上传情况；样品采样处理及数据是否超标情况；定期检查设备运行所需药剂和标准气体，及时更换；和第三方运营商沟通，做好在线监测设备的定期校核工作及记录如零点、量程的检查和校正；详细做好在线监测设备日常运行检查和记录台帐，包括日常定期维护、保养、消耗品更换、易损件更换、停电等检查及详细记录；在线监测设备因故障不能正常采集、传输数据时，应及时检修并上报公司调度室和公司环保部备案等情况。

（4）公司安全环保管理部每月应对在线监测运行、管理情况、制度执行情况进行检查。

2、在线监测设备故障处理

巡检人员发现在线监测设备出现问题时要及时进行处理并及时上报

安全环保管理部和调度室，需由厂家或运营商处理的由安全环保管理部同设备厂家或运营商进行沟通处理故障问题，并将处理意见和结果上报安全环保管理部备案。

3、安全管理

（1）各单位在线监测主管人员要按照公司、车间制定的设备巡回检查规定对设备进行定期检查，如生产厂商、第三方运营商及其他相关部门需要对设备检查、维护、保养时，需要本单位主管人员陪同。每次要做好工作记录，离开在线监测设备的同时，要锁好门窗。（2）在线监测设备房屋的钥匙要由各单位专人负责保管，不得转交他人。

（3）除公司维保单位，巡检人员外，外单位人员进入在线监测设备现场，操作设备，需要由主管单位或安全环保管理部管理人员陪同，必须经安全环保管理部同意，方能操作设备。

第六条 在线监测设施应具备监测、显示、记录、存储、查询、打印、上传等功能，应符合国家相关技术规定要求。

第七条 在线监测设施主体责任单位，应保证在线监测室内清洁和设备卫生，环境温度、相对湿度符合设备要求。

第八条 自动在线监测设施安装应符合环境保护规范要求的排污口位置，在线监测室内条件应满足相关标准要求。

第九条 公司相关单位应当按照有关规定对在线监测仪器进行定期校验，并做好在线监测监控系统的日常校验工作。

第十条 任何单位和个人都不得有随意闲置、拆除、破坏以及擅自改动自动监控系统参数和数据等行为。自动监控设备需要停用、拆除或者更换的，应当事先报经安全环保管理部批准同意。

第十一条 因检修、维护等原因需暂停运行在线监测设施的，应提前一天填写《排污/环保设施停运申报表》上报公司安全环保管理部，经同意后方可停运。设施发生故障需立即组织抢修的，主管单位应尽快向安全环保管理部办理环保设施停机报告手续。

第十二条 自动监控设备因故障不能正常采集、传输数据时，责任单位或相关单位应当采用人工监测方法取样监测，并由安全环保管理部或其指定部门及时向环境监察机构报告。

第十三条 公司相关单位应根据自动监测数据有效性审核管理规定的要求，定期按照相关报送审核材料。

第十四条 因管理不善造成在线监测设施损坏或随意拆除、破坏的，减当月体系建设考核分数5～10分；未按要求进行检查、未及时发现设施异常情况而造成较大影响的，减当月体系建设考核分数1～5分。

第十五条 在线监测设施停机未按要求进行执行报告制度的，罚相关责任单位200元/次

变压器故障在线监测研究 篇6

关键词：变压器；故障诊断；分析；在线监测技术

中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）04-0043-03

变压器作为电力系统的核心设备之一，其正常运行关系着整个电力系统运作的安全性、可靠性、优质性及经济性。然而，在变压器实际运行过程中，各种类型的故障和异常状况经常发生。这些故障和异常会给系统的安全运行带来严重影响。

1 常见变压器的故障

1.1 常见的故障种类

按照故障发生的部位，变压器的故障可分为内部故障和外部故障。

1） 变压器的内部故障主要有以下6种：①绕阻故障，包括断线、变形以及绝缘的击穿；②铁芯故障，包括接地、铁芯叠片之间的绝缘被破坏、绝缘被击穿；③内部的装配金具故障，包括部件的脱落及焊接不良等；④电压分接开关故障，包括电弧及开关接触不良等；⑤引线接地故障，包括断裂、引接线的对地故障等；⑥绝缘油老化。

2） 变压器的外部故障主要有以下3种：①油箱故障，包括密封线圈不好及焊接质量欠佳等；②附件故障，包括各种继电器的故障及绝缘套管等；③其他外部故障，如控制设备的故障等。

1.2 诊断方法

1） 油浸变压器外观检查。该方法包括：①漏油致使油面低落，甚至于看不见油面；②邮箱显著变形，一相没有电压或低压侧相电压不平衡超过20 V以上；③防爆管喷油等；

2） 机械类的检测装置。①瓦斯气体继电器：第一对触点用于故障报警，第二对触点用于判断故障的严重程度；②防爆装置：内部的压力增高且达到一定数值时，其内部压力就会向外部释放。

3） 电气类检测装置。该装置包括差动继电器和过电流继电器2种。

4） 使用仪器仪表进行故障检测。

5） 根据变压器中的气体进行识别。这些特征气体的类型有氢气、氮气、一氧化碳、乙烯及甲烷等。

2 变电器在线监测技术

2.1 在线监测技术的优势

电力系统关系到国计民生，一旦出现问题，国民经济的发展必然会受到影响。在电力系统中，变压器作为重要的设备之一，发挥着重要的作用。变压器如果发生故障，对电网安全运行具有严重影响。很长时间以来，对变压器的绝缘检测以定期预防性试验为主，预防性维修在变压器安全运行中发挥着重要作用。但其在检修过程中需要停电，会对供电的可靠性产生影响；定期检修过程中设备的更换，增加了检修的成本；试验性的检修条件和实际运行条件存在很大不同，试验结果的准确性与及时性也存在很大的缺陷；通常情况下，预防性检修电压比设备的额定电压低，对部分缺陷反应不灵敏。由此可见，常规检测方法已经很难适应现代化电力系统发展的需求。电力设备在线监测系统突破了传统收集变压器信息的不足，对变压器的运行状态实时进行监测，能够对数据进行自动化处理，对故障隐患可及早发现，保证了供电的可靠性和持续性。

2.2 在线监测技术的研究现状

变压器在线监测技术的核心是微处理器，通过程序软件将数据收集硬件、传感器、分析功能装置及通信系统结合在一起，对常规检测方法是一种弥补。通过对早期故障的先兆信息进行及时捕捉，降低故障的发生率。变压器故障在线监测可分为分布式和集中式2种：分布式采用专门的测试设备进行现场测量；集中式对被测设备进行定期的自动监测。目前变压器在线监测技术还处于发展阶段，其发展能够实现高压设备的数字化，进而进入低压设备的数字化形式，使其能够统一实现数字信息的采集和处理，即数字一体化。

2.3 变压器在线监测的内容

通常情况下，变压器故障主要是内部绝缘老化引起的，所以按照变压器的各种电气和机械特点，通过局部放电、振动分析、油中气体分析、恢复电压、极化波谱等方法，对变压器的运行状态进行监测。尽管变压器在线监测的目标与内容不相同，但是其原理是一致的。通过在变压器上安装各种传感器，实时对变压器的运行状态及参数、信号进行采集，经过数据处理后由专家系统进行分析，及时作出应对。变压器在线监测主要是根据参数随着时间的变化趋势进行判断，然后进行预测，其步骤通常包含：数据收集及存储→状态分析→故障分类→专家系统分析→判断故障位置→提出解决方案。

2.4 变压器在线监测方法

1） 脉冲电流法。该方法是国际上目前唯一标准的局部放电测量方法，频率极限1 MHz，按照椭圆示波图对放电的特性进行分析，包含电量大小、放电相位等。在放电高压回路中，对局部放电信号进行检测，测量到基本量，能够显示出局部放电脉冲的相位、大小及个数，测试的灵敏度非常高。但是该方法对频带窄、频率低、信息量少、抗干扰能力差的变压器进行监测时，具有一定的局限性。因此，这种方法在高压、超高压的强电磁环境下效果不是很好。由于变电站属于强电磁干扰环境，现场存在多种开关动作产生的电晕放电、局部放电等，对在线监测产生较大干扰。如果这些干扰信号进入测量系统，就会影响测量结果的准确性，严重的会导致测量无效，所以，在实际应用中，应该加强非电测法的使用。

2） 声测法。变压器在强电场下发生局部放电的同时，必然有一系列的现象。对超声波的监测一般采用超声传感器，灵敏的传感器技术能够有效的定位局部放电的部位，并能判断放电的强弱。此种方法受其他因素影响较小，定位的准确性很高，该方法的研究也很深入。不过相对而言，变压器本身的元件构成复杂，绝缘材质多样化，声波在不同介质中的传播速度不一样，严重影响了超声传感器的准确度。此外，变压器内部强电磁场也在一定程度上对传感器造成干扰，消弱了其灵敏度，使监测难度上大大增加。不过，随着声电元件技术的发展，该种方法日趋完善，对于局部放电的监测还是一种有效的手段。

3） 光测法。在出现局部放电的时候，会存在发光现象，通过对光波的监测、分析研究从而定位局部放电的位置和强弱是有效手段之一。理论上，局放产生的光波波长是不同的，并且在一定范围之内。研究证实，波长一般在500～700 mm之间。把光信号转换成电信号，对电信号加以识别便可以挖掘局部放电的发生特性。不过，光测量法需要的装置复杂成本高，况且灵敏度方面还不够好，在实际现场的应用还很少。

4） 化学监测法。根据变压器在放电过程中产生的不同生成物，如通过各种油中溶气、绝缘损坏情况及设备发热情况的监测，对变压器的故障类型与特点进行判断。

5） 超高频监测法。该方法是目前国内运行状况相对比较好的变压器在线监测方法。近些年，在局部放电监测中，超高频监测方法取得了成功应用，其特点是抗干扰能力强。在超高频监测法的应用中，对局部放电产生的超高频电磁波信号能够有效地进行监测，且不受干扰信号的影响，其工作原理如图1所示。

3 结语

在电力系统中，变压器是重要的设备之一。变压器状态是否良好，对电网安全有直接的影响。无论在日常预防性试验中还是故障后的检查试验中，都要综合各种试验结果进行分析，及时采取措施进行处理，以防止故障进一步扩大化，从而有效地提高电网运行的安全性。

参考文献

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[6] 路光辉，姬波，李赫.变压器故障诊断的可视化模型[J].计算机工程与设计，2013（5）：1 841-1 845.

Abstract： In the power system， transformer is one of the important equipments. Transformer condition hasa direct influence on the safety of the grid. Fault analysis and online monitoring of the transformer is the main means for monitoring transformer conditions. According to the online monitoring of transformer and related parameters， signal analysis， we can identify fault locations and the development trend of the problem， take timely measures for treatment， prevent the further expansion of the fault， and effectively improve the security of grid operation. This paper describes the common fault types of transformer， the advantages， research status， research content and methods of transformer online detection in order to provide reference for relevant personnel.

水环境在线监测 篇7

关键词：LabVIEW,水环境监测,LabSQL,Access数据库,甲基红

水环境监测是测定水体中污染物的种类、浓度和变化趋势,评价水质状况的过程。笔者针对水环境监测的经常性、连续性及及时性等需求,结合虚拟仪器开发平台LabVIEW,设计出一种水环境三参数(COD、总磷和总氮)虚拟在线监测系统。该系统测量现场终端由5B-6(C)型三参数测定仪、虚拟酸度计和现场便携式笔记本电脑组成,通过数据采集卡和USB转串行通信将采集到的数据上传至便携式PC。与此同时,将野外测量终端实时采集的数据通过CDPD无线通信网络实现远程通信,建立现场数据的实时监测和分析系统。同时,通过Microsoft Access数据库,进行科学的数据存储和管理[1,2]。

1 系统硬件构成系统总体框架如图1所示。

系统硬件主要由5B-6(C)型三参数测定仪、E-201-C型复合pH电极、TMP36温度传感器、信号调理电路、USB/RS232 Converter、USB6008数据采集卡和现场便携式笔记本电脑组成。三参数测定仪通过RS232/USB协议转换器将测量的COD、总磷和氨氮数据输入便携式PC机;复合pH电极通过由OP07集成运放构成的高输入阻抗两级信号调理电路,将微小电势信号放大后,由USB6008数据采集卡输入便携式PC机,再经软件数字滤波,得到pH测量值。便携式PC机在LabVIEW构建的监测系统平台上自动完成数据采集、处理、分析及传送等任务[3]。

2 系统软件构成

本系统基于LabVIEW软件开发平台实现对

水环境三参数的实时监测和数据管理功能。该系统程序设计主要包括实时监测和数据库管理查询两大模块。其中实时监测包括COD、总磷、氨氮、pH值和温度的监测和数据分析;数据库管理主要包括数据存储、查询、修改及提取分析等功能。

2.1 三参数测定模块[4,5]

三参数测定主页前面板如图2所示。图中3个指标(COD、总磷、氨氮)测量按钮分别对应3个子VI,点击按钮,即可弹出对应测量窗口,并进行相关功能操作。

根据5B-6(C)型三参数测定仪串行口发送数据协议,调用LabVIEW中的VISA 节点,分别实现串口的初始化、串口读、数据存储及关闭等功能。进行串口通信前,须先配置VISA Configure Serial Port节点的各个端口参数,如端口选择、数据比特、停止位和波特率设置。测量的数据采集到PC机时,可存储至数据库。

总磷与氨氮测定模块与COD在串口初始化、数据存储程序部分类似,在串口读部分,运用了不同的转译ASCII码的方法。基本的方法是将ASCII码转换成十进制代码,并使用搜索一位数组控件,将十进制代码组成一位数组中的有效部分(测量数据)读取,并转码成十进制字符串形式,显示在前面板的字符串显示控件上。

2.2 酸度测定模块[6]

酸度计的程序设计主要包括数据采集、电极系数校正和温度补偿3个模块,分为pH测定和电位测定两个档位。程序核心主要是数据采集部分,利用DAQmx驱动,使PC与USB6008数据采集卡通信,通过程序框图函数选板下测量I/O中的DAQmx创建通道、DAQmx定时、DAQmx读取及DAQmx清除任务等控件,并设定通道、定时及采样模式等一系列参数,组成数据采集程序。由于pH电极采集的电位信号频率较低,将滤波器选为低通并设定低截止频率。经实验调试,确定采样频率为9 000Hz,阶数为3,低截止频率为0.02Hz。

电极系数校正部分是酸度计程序设计的关键[7],由于复合pH电极除了在测量线性范围较普通玻璃电极要小之外,在阻抗、斜率及响应时间等方面都具有优势。尤其在斜率方面,复合pH电极由于斜率高(接近100%),在很多情况下都可以一点定位而保持相当高的精度,所以在设计电极系数校正时采用了一点标定法,而没有采用两点逼近法进行斜率的校正,这样也大大减少了操作步骤。

与此同时,采用实时的温度补偿和温度监控,更加保证了测量的准确性。温度补偿和监控的外部传感器使用美国AD公司生产的TMP36温度传感器。它无需信号调理,可直接由采集卡采集,并由简单比例系数换算成开尔文温度进行计算,简化了程序编译的复杂度。

2.3 数据分析模块

本系统利用LabVIEW函数选板中的线性拟合、广义多项式拟合和指数拟合3种常用拟合控件,构成多类型回归拟合分析模块。它可以将测量得到的离散值进行线性或非线性回归运算,得出拟合曲线、拟合方程、拟合值及均方差等数据分析必要结果。

2.4 数据库存储与历史查询模块

LabVIEW可以通过基于ADO技术的LabSQL数据访问包,以调用子VI的方式进行数据库访问。ADO通过与ODBC(Open Database Connectivity,开放数据互连)连接可以访问任何支持ODBC的数据库,本系统采用Microsoft Access数据库来进行数据管理、存储和查询。

首先是建立Access数据源,在Access中建立一个名为MyDB.mdb的数据库,同时在配置DSN时将数据源命名为DSN_Wastewater monitoring,之后就可以在LabVIEW中进行调用LabSQL的函数功能。历史数据查询模块同样利用LabSQL的ADO Connection Create.vi和ADO Connection Open.vi创建数据库连接,通过SQL Execute.vi执行SQL语句“SELECT*FROM 数据库名 WHERE 选择条件”将所需数据抽取出来,在前面板的表格控件中显示数据,并且进行格式转换,输出数据趋势的曲线图标。

3 实验部分

3.1 实验原理[8]

由于5B-6(C)型三参数测定仪的测定原理基于分光光度法。本实验以生物偶氮染料甲基红模拟废水为处理对象,利用臭氧强氧化性进行甲基红脱色实验,并且利用水环境在线监测系统对甲基红模拟废水的pH值、温度值、COD进行监测,按照控制变量法,控制pH值、温度值,同时测定降解过程中废水的COD值。

3.2 实验方法

100mg/L甲基红模拟废水的配制:称取0.1g甲基红,加入3.70mL浓度为0.1mol/L氢氧化钠,用水浴加热溶解,冷却后,分别调节废水的pH值为5、7和9,即酸性、中性和碱性3组废水样品。

利用臭氧发生器分别向3组样品中持续通入臭氧60min,并每隔10min取一次废水样品,进行COD测定,利用水环境在线监测系统自动绘制测定曲线,并保存数据结果至Access数据库DSN_Wastewater monitoring,每组废水样品分别进行3组平行实验。

3.3 实验结果

将测定的pH、温度、COD结果存储至数据库DSN_Wastewater monitoring,可将其以Excel表格导出,或以表单形式打印。表1所列为3组废水样品的测定结果。

图3所示为Access数据库DSN_Wastewater monitoring中调出COD测定数据自动生成的化学需养量-时间曲线。通过该系统的历史数据查询模块输出数据趋势图表,可以分析得出:在碱性条件下,甲基红的降解情况要好于酸性及中性条件下。利用历史数据查询功能,还可以将COD、氨氮和总磷在同一趋势图中进行比较,以方便进行全面分析。

4 结论

4.1

基于LabVIEW的虚拟水环境三参数在线监测系统,操作简便,人机界面友好,而且实现了测试数据的自动实时采集、显示和储存,自动完成测试数据的分析处理,并实时获得结果,避免了繁琐的人工计算过程,提高了测试结果的精度,大大地缩短了测试时间。

4.2

利用CDPD无线通信网络以实现远程通信送至实验室上位机,实现对现场数据的实时监测和分析,并建立Microsoft Access数据库,进行科学的数据存储和管理。

4.3

通过对甲基红模拟废水COD及pH值等指标的实验测定验证,该系统运行良好,测定分析数据准确,基本达到水环境监测应用目的。

4.4

依照此类虚拟仪器系统设计原理,联合各种电化学传感器和水质分析仪器,即可构成水环境全指标监测系统,应用于各类水环境的监测任务,为水环境监测提供更加良好的工作平台。

参考文献

[1]付家才.LabVIEW工程实践技术[M].北京:化学工业出版社,2010.

[2]陈锡辉.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2007.

[3]王定贤,陈涛,杨欢,等.基于LabVIEW的计算机与智能仪器串口通信[J].兰州工业高等专科学校学报,2011,20(3):20～23.

[4]方建安,夏权.电化学分析仪器[M].南京:东南大学出版社,2001.

[5]曾亚光,高新金,陈忠平,等.基于LabVIEW的远程水质检测[J].大学物理实验,2009,22(2):83～86.

[6]孟虎,李将渊,汤永怀,等.基于LabVIEW8.0的pH电位滴定虚拟仪器[J].分析科学学报,2009,25(6):705～708.

[7]王焱,范莹.基于LabVIEW的远程水源监测系统设计[J].煤矿机电,2011,(2):31～33.

水环境在线监测 篇8

1 电缆隧道实现在线监测技术的整体思路

隧道内的实时环境状况主要包括有害气体含量、积水水位和视频监控等, 这些状态量直接或间接关系到电力电缆运行水平、辅助设施安全性、可靠性和现场运行人员安全的各类信息。

2 电缆隧道在线监测技术的具体实施方案

2.1 隧道有毒有害气体实时监测

电缆隧道内有时会产生由于内部绝缘材料老化产生的有害气体、不良沉积物变质挥发气体产生或外界有害气体侵入并聚集的现象, 空气内含氧量的异常、有害气体 (包括易燃易爆气体、有毒气体和腐蚀性气体) 在隧道内的聚集不但会直接影响电缆设备的安全, 提高隧道火灾的风险程度, 更会威胁到进入隧道进行巡视维护工作人员的生命安全。因此电缆隧道内应安装气体探测器以监测隧道内有害气体的含量及空气的品质。

2.2 隧道积水水位实时监测

长期运行的电缆隧道会因结构渗漏、地下水倒灌和接口封堵不利等多种原因引起隧道内积水, 积水的产生不但会增加隧道内空气的湿度, 腐蚀隧道内的电气设备, 更会加快电缆绝缘的老化速度。

本项目中积水水位的监测采用光纤光栅传感技术, 与传统电学类传感器相比, 光纤光栅传感器在产品寿命、可靠性、工程实施难度、系统布线复杂程度等方面都拥有巨大优势。

光纤光栅是利用光纤材料自然的光敏特性沿纤芯轴向形成的一种折射率周期性分布的结构。

这种特殊的结构周期性分布能改变某一特定波长的光的传输路径, 使光的传播方向发生改变, 相当于在光纤中形成一定带宽的滤波器或反射镜, 其中反射光的波长由纤芯折射率和光栅周期决定。若纤芯折射率或光栅周期受外界压力的影响发生改变, 就会导致光纤光栅的反射波长变化。

这即为光纤光栅压力传感的理论依据。

当光纤光栅液位传感器投入到被测液体中某一深度时, 传感器迎液面受到的压力公式为:

其中P传感器迎液面所受压力, ρ为被测液体密度, g是重力加速度, Po为液面上大气压, H是变送器投入液体的深度。

通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔, 再将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连, 以抵消传感器背面的Po, 使传感器测得压力为ρg.H。因此通过测取压力P, 可以换算得到液位深度。

3.3 隧道视频系统

隧道视频监控系统由前端的红外一体化夜视监控摄像机、视频光端机、站端视频服务器组成, 对重点区域进行实时图像监控。

(1) 系统通过中央计算机工作站一方面供管理人员对各监视点实施监视, 另一方面对控制视频信号进行数字化编辑、存储、显示。

(2) 通过软件设置的监控模式、来自其他系统的联动信息或管理员通过控制操作台发出指令, 启动视频系统切换, 将相应的摄像机摄取的图像切换至详情监视器进行观察并数字化存储。所有摄像机的图像均叠加编号、日期与时间等信息, 并通过网络视频录像机 (NVR) 予以记录存储, 以便一段时间的备案及检索。

(3) 系统具有自动切换、循环和定点显示图像等功能。

(4) 隧道入侵防范和环境监测是视频监控系统中的一项重要功能, 本系统在隧道重要位置实时收集各类隧道运行信息, 并作为隧道运营维护的重要参考依据。

电缆隧道视频监控子系统主要由产一体式红外摄像机、网络视频录像机 (NVR) 、操作键盘、高清监视器等组成。

一体式红外摄像机主要参数有:

a.彩色黑白自适应。

b.自动红外光线补偿。

c.具备阻燃外壳。

d.适应本工程不同的安装环境。

e.防水性能达到IP66。

f.工作温度:-10℃~+50℃。

4 隧道条件保障

隧道条件保障主要包括电缆隧道井盖状态监测系统和周界异物入侵监测系统。该系统同时与隧道内视频设备联动, 当发生非法入侵时, 在报警提示的同时, 自动联动弹出对应关联的视频画面。

光纤光栅井盖状态传感器利用光纤光栅波长随应力变化原理, 通过波长解调仪表分析由到位开关变化引起的光纤光栅应力改变。

井盖状态报警监测系统, 包括光纤光栅井盖状态传感器、波长信号解调仪表、监控端。

其中光纤光栅井盖状态传感器安装在监测现场, 通过光缆串联并传输到位于监控室的解调仪表, 光纤光栅解调仪表将井盖状态和对应的传感器信息传给上位机。光纤光栅解调仪表单通道可支持10个传感器串联。由于系统检测的是波长量, 不受光强的影响, 所以可以实现监测现场和监控室20km无中继的传输。同时传感器采用全密闭封装, 满足IP66防护等级要求。

此外, 系统的隧道条件保障功能还体现在和隧道内各种控制设备的联动, 如风机、抽水泵等。当上述监测系统探测到隧道内气体或水位超过一定阈值时, 将会联动各种控制设备进行排风或排水, 使隧道内部环境满足安全要求。

5 总结

以电缆网设备数据及空间信息作为支撑, 将一个个电缆网监控信息孤岛连接在一起, 将多种电缆网运行状态监控系统功能整合应用, 建设一个安全可靠、实时动态、深度融合, 实现电缆隧道的集中监测与控制, 为电缆网高可靠性、高质量的供电提供保障, 满足电网生产运行管理和指挥决策的智能运营, 稳步推进专业精益化管理工作, 最终实现以下目标:

(1) 打破信息孤岛, 实现电缆隧道环境监测系统集中、标准的接入和控制。

(2) 实现日常生产工作的指挥、调度, 全面提高发展的质量和效率。

(3) 优化业务流程, 实现依据设备状态及生产承载能力统筹安排生产任务。

(4) 实现电缆网安全风险的全过程管控。

(5) 改善电缆隧道监测及运维仍处在被动管理模式的局面, 实现电缆网的主设备及运行环境的在线监测。

(6) 实现电缆专业各项安全生产指标的分析评估。

(7) 实现对电缆隧道环境状况的科学评估及分析。

水环境在线监测 篇9

关键词：城市,区域环境噪声,在线监测

城市噪声在线监测系统主要是利用现在先进的网络和通信技术, 对预先设置在一些区域的环境内的检测子系统上的数据进行统计和汇集, 然后把这些数据进行各个时段不同的检测统计, 计算出相应的概率和相关数据的分析, 这些检测都是通过中央控制系统的专业的控制模块来进行统计分析的。

一、城市区域环境噪声在线监测系统的概述

以往的噪声检测都是环保部门安排专门的环保人员在现场手拿着声级计进行现场的定点监测。因为城市内的各个区域的监测点非常多, 这就需要耗费大量的人力去进行定点检测, 这种检测的方法无法完成大量的检测任务, 所以就要寻求一种新的方法来代替, 噪声在线监测系统也就应运而生了。

环境噪声在线监测系统的主要运作模式就是对噪声进行实时的监控, 是通过中心控制室的电脑来实现对于监测点的控制。相对于以往的检测模式来说, 这种方式就省去了大量的人力和物力资源。除了对于各个区域点的噪声控制, 噪声的在线监测系统还可以对于一些重大的噪声事件进行实时的在线检测, 比如说一些工厂需要进行对一些设备进行噪声检测, 因为需要在各个时间对设备进行不断地检测, 才能确保检测结果的准确性, 所以说用人工方法是不符合实际的, 所以在线监测系统就是最好的解决方法。

噪声的在线检测系统具有智能化、自动化和数字化以及多功能的特点。适用于环境噪声的自动检测、机场、交通等噪声的自动检测以及噪声事件的自动检测及数据报告还有对于监测数据的采集传输和储存等等。噪声的在线监测系统对于噪声污染源的在线监测也非常适用。

噪声在线监测系统的组成部分一般是由控制计算机、数据传输网络、定点检测设备以及与之相配套的一些系统管理软件。它的一般操作流程是首先对监测点进行定点监测单元的设定, 并且采量出相关的数据进行汇总计算, 然后通过传输网络把相关的数据输送到中心控制室, 中心控制室的电脑再进行对于数据的分析和管理。数据传输的过程可以通过多种方式来完成, 可以用无线电台的传输方式以及MODEM网络传输、还可以用RS-485等多种方式进行传输。

一、噪声在线监测系统的工作原理

噪声的在线检测系统的组成如图所示, 噪声在线监测系统的组成部分一般是由控制计算机、数据传输网络、定点检测设备以及与之相配套的一些系统管理软件。它的一般操作流程是首先对监测点进行定点监测单元的设定, 并且采量出相关的数据进行汇总计算, 然后通过传输网络把相关的数据输送到中心控制室, 中心控制室的电脑再进行对于数据的分析和管理。下面对于它的各个组成部分进行简单的介绍。

(一) 、噪声在线监测系统的监测单元

噪声的在线监测单元是噪声监测系统的核心单元, 所有数据的监测统计都由这个单元来单独完成。检测单元的功能有很多, 在实际测量的时候要根据情况来进行数据的测量, 在这里简单的运用AWA6270的监测单元为例进行简单的介绍:这种测量仪器的特点就是高智能和袖珍, 它的功能综合了积分声级计、频谱分析仪、噪声统计分析仪、数字式的记录仪、数据采集器以及噪声剂量计等很多仪器的检测功能, 它的检测功能以及技术水平位居国内前列, 这种检测单元的使用能够使检测出的数据更具可靠和准确性。而且它的功能也是非常全面的, 对于不同的测量场合都适用。它的原理构图如下所示:

(二) 、噪声在线监测系统的户外传声单元

传声器的功能就是把检测到的信号转化为电信号, 它是一种声音与电的能量交换器, 主要有三个种类:电压式传声器、电动式传声器以及电容式传声器。电压式的传声器的特点就是结构比较简单, 价格也比较便宜, 对于频率的响应也是比较平直的, 但是由于它的工作受环境温度的影响比较大, 稳定性不强的特点所以不适合进行户外的操作。电动式的传声器的特点就是其本身在操作的时候噪声较小, 数据输出时的阻抗也比较低, 不用安装阻抗变换器就可以直接连接衰减和放大器, 但是它的缺点就是体积比较大, 对于频率的响应也不平直, 比较容易受到磁场的干扰。所以在测量交通系统的噪声时, 这种传声器就不适合。电容传声器就以其较高的稳定性、较宽的频度范围、比较平直的频率响应以及较小的灵敏度的特点, 非常适用于噪声的在线监测系统。

(三) 、噪声在线监测系统的网络传输设备

噪声在线监测的传输设备的使用主要就是通过监测的场合来进行分类的, 根据实践表明, 通常用到的主要有两种, 一种是通过无线电波来进行传输, 主要是通过在监测单元的内部放置无线电台来实现的, 目前上海市就主要运用这种方式来进行数据输送的。还有一种就是南昌市所使用的运用MODEM市话网络进行数据传播, 是通过在定点监测单元的内部放置电话机和MODEM来实现的。

(四) 、电源供给系统以及噪声监测系统的操作性能

噪声监测系统的电源供给主要是市电供给, 接入200V的交流电通过稳压器到12V, 为了防止停电的发生还介入了小型的UPS来进行供电, 确保噪声测量的准确不间断。因为噪声的监测系统主要是在户外进行工作的, 所以一定要具备防雨、防风以及防止鸟停的机械性能, 对于这一点采用了防水机箱的使用以及在结构的前半部分采用防水结构, 所以这种结构的采用使监测系统在户外的也能进行正常的工作。

结语:

噪声的在线监测系统很好地实现了对于噪声的监控, 对于人们的生活不受到过多的噪声干扰起到了非常重要的作用, 同时在技术上也要不断的创新, 使用更加先进的设备更准确的对噪声进行测量, 为居民的生活创造更好地环境。

参考文献

[1]金晖.噪声在线监测系统[J].仪器仪表学报, 2009 (2)

[2]高广春.噪声在线监测检测系统软件的设计[J].计算技术与自动化, 2010 (5)

水环境在线监测 篇10

大型煤炭企业覆盖整个煤田,包括多个矿井,每个矿井都有污染物产生,如矿井疏干水和生产用锅炉产生的废气。为了对污染物排放实施集中统一管理,提高大型矿区的环境质量,有必要建设环境在线监测系统,以实现随时随地网络在线查看污染数据,根据监测数据进行污染物达标排放管理,为生活在矿区的人们营造一个良好的生活环境。

环境在线监测系统是利用现代监测技术、信息网络技术和自动控制技术对排污单位实行全程监督控制的管理系统。该系统将排放污水、废气的企业内部各矿井纳入统一的监控网络,实现在线监测仪器测得数据的实时在线传输和浏览,对各排污口的污染物排放情况实时在线监测、预警,达到达标排放的目的[1,2]。开滦集团建设的环境在线监测系统于2008年投入使用,以下主要介绍该系统的设计与应用情况。

1 系统结构与工作原理

环境在线监测系统包括自动采样系统、自动监测仪表、数据采集与传输系统、中心站数据收集与处理系统如图所示

1.1 自动采样系统

自动采样系统是环境在线监测系统的基础环节,包括污水监测自动采样系统和废气监测自动采样系统。

污水监测自动采样系统主要完成对水样品的采集任务,配有水质预处理系统。水质预处理系统由机箱、除砂器、微滤器、清洗、自动控制几个部分组成,可对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等作出相应解决方案,能够自动连续地与整个系统同步工作,向污水监测自动采样系统提供可靠的、有效的水样,满足在线监测仪表的水质要求[3,4]。从水泵到监测室的输水管道应该越短越好,以免水质特别是测定溶解氧的水质在输送过程中发生变化。管道要避光安装,以防藻类的生长和聚集;管道还应保温,防止冬天冻冰堵塞输水管路。保温方式有3种:深埋、用保温材料缠绕和加电热保温层。取样时先打开外接水泵,使排污口实时排放的污水在管路中循环,然后启动采样泵采样。

废气监测自动采样系统的作用是取出烟道中的气体并输送到预处理单元。这期间不能发生尘埃堵塞现象和形成酸雨。采用电加热直接抽取法的采样器由以下几个部分组成:

(1)采样头:采样点设计在烟囱高度的1/3处,使用隔膜泵采样,不锈钢管伸进烟道1 m处左右位置,样气通过不锈钢管进入采样器。

(2)碳化硅陶瓷过滤器:过滤精度为5～10μm,烟道中的绝大部分尘埃被挡在过滤器之外。

(3)电加热管:为防止采样单元结水而设计,电加热温度控制在180℃左右。

(4)法兰对接:采样单元法兰与工艺管口法兰相对接,完成采样单元安装任务。

(5)金属固定支架外壳:采样单元各部件有机地连接在一起,达到防雨防尘的目的。

1.2 自动监测仪表

自动监测仪表有污水COD(化学需氧量)在线监测仪和锅炉烟气在线监测仪。

污水COD在线监测仪是综合运用流动注射技术、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、现代光机电技术的全智能化仪器,用于在线自动监测污水的化学需氧量,需氧量的多少反映水体受还原性物质污染的程度水中还原性物质主要消耗人类必需的氧,包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。随着自动化技术的发展,污水COD在线监测仪将水质监测实验方法与先进的计算机技术结合,可实现在线实时监测,具有连续及时反映水质的动态变化、预测预报水质的发展趋势和加快处理应急事件的优势。污水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4个部分。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;反应系统主要由加热单元或(和)反应室组成,完成水样的消解和反应;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;控制系统控制整个仪器的自动运行、接收和发送数据。污水COD在线监测仪可实现全过程的无人值守操作、自动发送监测数据、自诊断药剂问题等功能,其工作流程:

锅炉烟气在线监测仪又称锅炉烟气在线监测系统(CEMS)[5],用来监测锅炉排出的烟气中的污染物,检定出烟气中含有的二氧化硫和氮氧化物等危害环境的污染物。锅炉烟气在线监测仪监测的数值实时反映污染物的多少,通过设置二氧化硫排放的上限值使其排放控制在环境许可的范围内。如果超出这个限制,该监测仪立即报警,告知操作人员尽快查找原因,改变生产工艺。

1.3 数据采集与传输系统

数据采集与传输系统负责采集监测数据并通过通信网络传给监控中心。污水COD在线监测仪配备有RS232接口,锅炉烟气在线自动监测仪配备有RS485接口,这些接口通过转换与网络相联。采集器实时采集监测数据,同时将数据按照UDP(用户数据报文协议)格式封装成UDP数据包,然后按照IP协议格式加上报头和报尾封装成IP数据报。数据采集与传输系统采用光纤传输方式,提高了传输速率。

1.4 中心站数据收集与处理系统

环境在线监测系统平台由应用软件和数据传输网络2个部分组成。其中应用软件包括操作系统、数据库、环境监测中心站软件3个部分。环境监测中心站软件包括数据监测数据分析和报表处理系统维护管理、报文管理等部分,分为现场采集级、监控级和管理级3层。现场数据采集控制终端通过数据采集接口将接收和采集的数据存入数据库;监控级通过访问数据库获得数据信息,并且根据调度信息对数据进行显示,主要有实时监视显示、历史运行状态显示、数据列表显示、报警监视等;管理级可对现场设备进行远程控制,对所需要的数据进行查询、检索,对数据进行有效分析、统计,生成为管理服务的相应报表并产生决策支持数据。环境监测中心站软件结构如图2所示。

2 系统功能

2.1 授权浏览、操作

环境在线监测系统以不同的授权方式允许各级领导和管理人员浏览、操作,具体授权分类:各排污单位领导和管理人员可浏览、操作本单位在线监测监控设备信息,各专业化公司领导和管理人员可浏览、操作本公司范围内在线监测监控设备信息,集团公司领导和节能环保办公室相关人员可浏览、操作集团公司范围内全部在线监测监控设备信息。例如,各专业化公司下属的环境监测点的环保管理人员打开环境在线监测系统平台网页,在输入用户名和密码后进入自己管辖的监测点状态信息网页画面,从而进行数据浏览和数据导出等操作。环境在线监测系统的主画面如图3所示。

2.2 预警、报警功能

环境在线监测系统的预警、报警功能包括对监测数据的分级预警、超限报警、按政府部门对污染物排放标准要求或企业内控指标修订(调整)预(报)警限值。预(报)警信息采用手机信息、终端浏览界面显示等方式通知各级领导和管理人员。先由管理员设定预(报)警限值和预(报)警信息级别,每一个监测数据都设定一个限值,然后根据这个报警限值的倍数确定报警级别,再根据报警级别选择短信息的发送去向。

通过每天实时浏览环境在线监测系统界面,管理员可通过企业内部电话将掉线或报警内容及时通知监测点所在单位环保主管人员要求尽快解决存在的问题;监测数据正常后,再通知现场人员并问清原因和解决过程,防止类似问题发生;对电话联系多次不起作用的单位,到排污口现场查看监测仪的实际情况,达到解决问题、维护运行的目的。

2.3 数据生成

环境在线监测系统对各排污口在线监测数据进行自动分类、统计、图表生成,对超出不同级别警戒线和标准线的数据、点、线以不同的醒目颜色闪烁显示。

2.4 其它相关技术

2.4.1 自动检测网络通信

当打开环境在线监测系统的监测界面时,上面有全部监测点的实时动态显示信息,其中深色代表监测点传输数据正常显示浅灰色代表数据传输不正常,这样的监测点处于掉线状态。掉线的原因有网络不通和监测仪没有传输数据2种,此时需点击当前掉线树,打开当前掉线页面,将当前掉线页面的信息导入表格(XLS),用掉线地址检测程序检测网络。掉线地址检测程序流程如图4所示。

2.4.2 自动生成掉线统计报表

自动生成掉线统计报表方法:导入当前掉线和掉线历史数据,设定要统计的时间段起始值,掉线历史数据直接使用页面显示的掉线时间;用当前时间减去当前掉线开始时间得到掉线时间,把相同监测点的掉线时间相加得出设定的时间段的总掉线时间;如果当前掉线开始时间比设定要统计的时间段的起始值还早,证明统计的时间段内全部掉线,计算出的时间段作为掉线时间,最后导出到表格。

3 结语

开滦集团在没有安装环境在线监测系统时,只能从例行的环境监测中获得排污数据,污染物监测每3个月进行1次,在这3个月的监测周期内,排污单位不能随时掌握生产与排污指标的关系,不能实时了解排放数据;安装了环境在线监测系统后,企业可以用监测仪进行全天的污染物排放指标监测,可随时了解生产与排污指标的关系,依据排放数据调整生产工艺,做到在排污许可情况下的最大产品效益,同时,节省了现场管理人员的工作时间,提高了工作效率。

摘要：以开滦集团建设的环境在线监测系统为例,详细介绍了该系统的结构、工作原理及功能。实际应用表明,该系统可对各排污口的污染物排放情况进行实时在线监测、预警,提高了大型矿区的环境质量。

关键词：煤炭企业,环境监测,在线监测,污染物

参考文献

[1]罗杰,颜宇春,罗澍,等.GSM网络在环境在线监测系统中的应用探讨[J].环境研究与监测,2010(1):39-40,49.

[2]李成武,周勇,张伟民,等.利用环境监测系统建立瓦斯突出声发射集中监测系统的方法[J].煤矿安全,1999(9):13-14.

[3]何建辉,陈戈微.水质环境在线监测系统在工业生产中的应用[J].化工进展,2005(3):102-104.

[4]李文根,单奇.基于GPRS的环境在线监测系统[J].四川环境,2008(5):32-34,42.

电能质量与在线监测方法研究 篇11

关键词:电能质量 在线监测 数据采集

中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0001-02

Abstract:In modern society, power quality issues have drawn great attention to people, currently exists in the grid power quality online monitoring, analysis method of power quality on-line monitoring and indicators, describes the composition and working principle of on-line monitoring system.

Key Words:power quality；on-line monitoring；data

现代社会中,电能是一种最为广泛使用的能源,其应用程度是一个国家发展水平的主要标志之一。随着科学技术和国民经济的发展,人们对电能质量的要求越来越高。电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益,提高电能质量有巨大的经济效益,因此,建立和实施电能质量的在线监测和分析是提高电能质量的一个重要技术手段。

随着我国电力事业的不斷发展,电力系统容量不断扩大,电网规模逐年增大,系统中各种大容量变流、调速电器设备使用数量增多,这些设备的非线性和冲击性的特性,会引起电能质量下降,造成电能污染,产生的大量谐波会增加电动机的损耗,造成电动机出力不均匀,会影响电动机的使用寿命,同时也给生产企业带来极大的电能浪费。久而久之,会影响正常的工业生产和电网运行,并直接造成巨大的经济损失。因此,电能质量问题逐渐引起社会的重视和关注。针对这些问题,我国先后制定和颁布了五个有关电能质量的国家标准,从根本上加强了对电能质量问题的监督和管理。在实际中,要求时刻监测电能质量,确保电能质量合格,就要在第一时间对电能质量进行在线监测并判断电能质量好坏,一旦不合格,要立即采取措施改善电能质量。电能质量的在线监测技术就是在这个基础上发展起来的。

1 电能质量指标

电能质量是指公用电网输送到用户受电端的交流电能质量,也就是用户所关心的电能的好坏。电能质量不合格的,会影响用户的用电。衡量电能质量的主要指标有:供电频率允许偏差；供电电压允许偏差；供电电压允许波动和闪变；供电三相电压允许不平衡度；电网谐波允许指标。各项电能质量指标都有国家标准规定的运行范围,一旦电能质量不合格,就要采取措施改善电能质量。

2 电能质量的监测分析方法

2.1 电压偏差

电气设备的各项运行指标和性能,很大程度上取决于电压,所以设备在工作中要求电压必须稳定,频繁的电压波动会影响设备的使用寿命,影响程度视偏差的大小、持续的时间和电气设备的状况而异,电压偏差按下式(2-1)计算:

(2-1)

2.2 频率偏差

电力系统频率和电压偏差是电能质量传统的两大基本指标。电力系统正常运行时,应在标准频率下运行,但实际情况是,电力系统的负荷总是在不断的变化,而发电机的出力及其调节系统追随负荷变化又有一定的惯性,导致发电机的原始动力不能和负荷变化同步进行,致使系统频率总是不稳定,存在一定的变化,这就导致出现电力系统的频率偏差。频率变化的大小及持续时间依赖于负荷的特性以及发电控制系统对负荷的反应能力。运行中频率偏差对电力系统及其设备的危害程度取决于偏差的大小和持续时间,频率偏差超过±0.2Hz可能危及系统的安全稳定及设备的安全,甚至引起系统崩溃。根据实际测量的系统频率,由下面公式(2-2)求出频率偏差:

频率偏差(Hz) (2-2)

2.3 电压波动与闪变

电压波动是指一系列电压变动或连续的电压偏差。电压闪变则可理解为快速的电压波动,电压波动和闪变可能对某些照明负荷的工作受到影响,可以引起人的视觉疲劳,也能使得一些用电设备不能正常工作。电压波动与闪变可以通过测量的电压幅值波形记录下来。通常电压波动的定量描述采用在1min内记录下各个周期波形的有效值,然后进行比较,取其中最大的和最小的之差,再乘以2就是电压波动的次数。电压波动值为电压有效值的两个极值和之差,常以其标称电压(额定电压)的百分数表示其相对百分值,即

(2-3)

闪变的测量采用有关的平方检测法和设计规范,对调幅波进行检测和设计数字化测量软件。

2.4 三相电压不平衡度

在理想的三相交流电力系统中,三相电压应该具有相同的数值,且按A、B、C三相顺序互成120°角度,这样的系统叫做三相平衡(或对称)系统。然而实际电力系统中由于存在种种不平衡因素,并不是完全平衡的。不平衡度允许值指的是在电力系统正常运行的最小方式下负荷所引起的电压不平衡度为最大的生产(运行)周期中的实测值。对电力三相不平衡度的分析可以通过对称分量法进行,在分解出正序和负序分量之后,三相不平衡度就可以求出。

2.5 电网谐波

谐波是电力系统中频率是基频整数倍的正弦电压或电流。谐波产生的根本原因是由于电力系统中有大量的非线性负荷,这些负荷在工作时存在非线性特征,即所加的电压与产生的电流成非线性关系而造成的波形畸变。谐波测量首先是依据采集到的数据,求出各次谐波的幅值和相角,然后计算各次谐波含有率、总谐波畸变率,对电力系统谐波的分析方法通常采用频域分析法,利用傅立叶算法进行分析计算。

3 电能质量在线监测系统

电能质量的在线监测主要是要实现实时地监视系统的电压变化,记录和保存电能质量发生变化时各相电压的幅值、频率、电压波动、三相不平衡度,还要记录在故障前后的波形及各种参数,并具有分析、报警和历史查询等功能。同时采用先进的技术手段,对多种电能质量的指标进行综合的监测。目前,研究电能质量在线监测系统越来越成为热门,国内很多仪器制造公司和科研院所研制出多种有关电能质量的在线监测仪器或装置,足见现代社会对电能质量的要求越来越高。这些仪器在一定程度上协助供电部门对电网和电力用户的电能质量进行监测分析。

电能质量在线监测系统的主要部分有数据采集终端、通讯网络、监测中心工作站三大部分组成。数据采集是整个电能质量在线监测系统的基础和关键环节,必须保证实时采集电网上的电能参数,因此,在电力系统的各个厂站,都有数据采集终端,每个厂站都有计算机进行数据采集、信号处理、收集及存储采集结果,各个厂站也可以实时地在线显示测量结果。各厂站收集到的采集结果也能通过通讯网络送到监测中心,监测中心的计算机对收集到的数据进行进一步的分析和处理,产生数据报表,并能作出判断,判断各个厂站电能质量是否合格,不合格的还可以提出建议,并发出控制命令,确保各个厂站电能质量符合要求,从而达到了对各个厂站的电能质量实时监控。

整个电能质量在线监测系统的应用软件包括各个厂站终端软件和监测中心工作站后台软件两部分。在各厂站数据采集终端,硬件设备具备以后,借助各个功能软件,来完成数据采集终端的各项任务。监测中心工作站后台软件主要是对各个厂站传送来的数据进行信息统计、分析和管理。

4 结语

随着电网规模的日益扩大,对供电系统的电能质量已经引起用户和供电部门的足够关注,因此对于电能质量在线监测的研究将会不断地深入下去,要进一步研究电能质量在线监测系统的功能结构、分析方法、提高通用性等,并能不断扩展在线监测系统的功能,使之能最大程度的服务于电力系统。

参考文献

[1]赵启胜,张锡庆,杨作新.电能质量在线监测技术的研究[J].东北电力技术,2003,12.

[2]邹一琴,张忠禄,刘连光.电能质量及其在线监测方法研究[J].中国科技信息,2007,23.

[3]李永臣,艾欣.基于虚拟仪器技术的电能质量在线监测系统[J].现代电力,2002,01.

[4]朱勤.云南电网电能质量在线监测系统方案.云南电力技术[J],2003,01.

[5]王海东,禹成七,王黎冬.电能质量在线监测系统的研究[J].华北电力大学学报,2004,07.

水环境在线监测 篇12

关键词：环境污染,环境污染源在线监测系统,3S技术

随着城市工业化的深入发展, 环境污染问题已经引起了广泛的关注。根据污染源分布零散、对污染情况无法实时掌握导致监督不到位、环境安全隐患无法及时发现等特点, 为确保目标责任能够有效落实, 就必须提高现有监测技术水平和装备水平, 构建实时的环境监测体系, 打造科学的环境监管平台, 努力促进环境监管模式的转变。

1 数据监测平台总体设计

1.1 数据监测平台总体架构

(1) 本系统充分利用信息技术的特点和优势提高信息获取和处理水平, 实现环保部门业务管理自动化, 提高工作效率, 科学整合环保业务资源, 实现系统互联、数据信息共享, 加强部门间沟通协作, 避免资源浪费。本系统采用三层架构的B/S结构:分别为负责数据存储和检索的数据访问层;根据用户的请求生成检索语句或更新数据库, 并把结果返回给表示层的业务层;用于用户接口的展示, 负责处理用户的输入和显示业务层的结果的表示层。

(2) 监测系统的三个核心模块。

本系统实现了对环境相关的监测信息的监控、采集、传输、管理和应用等全系列的功能, 范围涵盖了环境质量和污染源等内容, 对从现场采集到的废水、废气数据指标通过相应模块进行处理和分析, 使得监管部门能够实现实时进行检测与控制。我们将其划分为三个模块来构建:前台管理模块、后台管理模块和数据采集平台 (如图1) 。

具体描述如下。

(1) 前台管理模块:主要功能是数据查询和报表打印, 实时检测管辖区域的环境情况。该模块可以实现四项子功能:数据查询报表、数据统计分析、实时数据监控、基本信息查看。

(2) 后台管理模块:主要功能是设置平台各项参数, 涉及对数据库的查看、添加、删除、修改, 能够方便管理部门根据需求调整参数, 适应不同的需求。本模块分为六项子功能:用户管理、数据库管理、GIS管理、企业信息管理、污染源信息管理、应急决策管理。

(3) 数据采集平台:主要功能是通过建立网络连接, 接收不同数据监测站发送的数据和采集数据监测站的数据, 并对数据进行处理、保存、分析, 及数据传输的参数设置。该模块实现六个功能:数据监测、数据库设置、采样参数配置、监听设置、设备管理、控制命令。

1.2 数据监测平台工作原理

数据采集与通讯控制单元采用仪器设备协议栈统一管理不同厂家、不同型号的环境监测仪器, 实现仪器监测数据、故障信息、报警信息、状态信息的实时并行采集。同时, 协议栈实现了仪器接口的配置管理, 便于仪器动态添加或更换。稳定高效的数据通讯接入平台, 兼容Internet、CDMA、GPRS、ADSL等通讯网络, 可满足5000个站点同时在线。

采集到的监测数据传输到数据采集平台。在这个平台模块, 对数据进行整理, 进行量程转换, 将其更新到数据库中。同时进行监听设置、设备管理、控制命令等设置管理。控制功能强大的数据检索和快速的数据库更新为用户提供方便的检索服务。

综合应用平台, 包括前台管理模块和后台管理模块。具备地图管理、数据质控、查询检索、比对分析、报表生成、权限管理等功能。平台以图表结合的方式为用户提供查询结果和分析结果, 按照特定格式和要求在线生成各类上报文件。

智能决策支持系统提供应急资源数据、预案数据和案例数据等信息的查询与维护;提供事故发生现场视频监控;分析突发环境事件的影响范围、现场救援及人员疏散的最短路径等信息, 提供决策支持;提供突发环境事件的评估、备案功能, 制定事故善后处理措施。

2 结语

本系统是一种集环境监测、远程控制和污染报警处理为一体的综合管理系统, 充分利用无线通讯、计算机网络、3S (GIS地理信息系统、RS遥感系统、GPS全球定位系统) 。同时, 它也有利于功能的扩展、升级, 并对于开发下一步更合理的监测系统具有实际的研究价值。该系统方案适用于工矿企业及各级地方环保局, 可以为他们提供功能需求和一定的非功能需求, 并且具有标准化、高科技和规模易扩展等特点, 对环境保护, 智能控制具有实际意义。

参考文献

[1]林凯, 刘茂忠.基于GPRS实现的远程数据采集系统[J].仪器仪表用户, 2008, 6 (1) :48～51.