采样单元（通用7篇）
采样单元 篇1
摘要：介绍了A/D转换器CS5451A的性能，用CS5451A与TMS320F2812组成了集谐波分析、动态无功补偿及配变实时监测功能一体化的低压配变监控单元。CS5451A用来测量低压配变三相电压和三相电流，引入现场可编程门阵列(FPGA)实时采集处理电压信号的周期，按照64点等间隔采样需要自动分频供给CS5451A准确的工作时钟，在工频45～55 Hz范围内实现跟踪频率采样，调用基2快速傅里叶变换(FFT)汇编语言程序进行计算，算出1～31次电压、电流的谐波分量，再利用DSP的数据处理能力完成进一步的计算、分析和处理。
关键词：CS5451A,现场可编程门阵列,数字信号处理器,快速傅里叶变换
选择性价比较高的A/D转换器CS5451A和TMS320F2812作为核心器件设计的低压配变监控单元,以低压网中的配电变压器为监测对象,及时了解设备运行参数,为线损分析、负荷预测、电压合格率、配电规划等提供科学依据[1,2,3]。
1 16位A/D转换器CS5451A简介
CS5451A是为三相电表专门设计的工业级Δ-∑A/D转换器,如图1所示。CS5451A在一个芯片上集成了6个Δ-∑A/D转换器、滤波器和一个与微控制器或DSP(Digital Signal Processing)相联接的串行接口。CS5451A模块功能是把输入的6通道电压、电流信号转化成数字信号输出。片上包括一个参考电压源,芯片复位后初始化完成,功能完全设置。
1.1 模拟输入
CS5451的模拟输入是双极性电压输入:3个电压通道输入UIN1,～UIN3和3个电流通道输入IIN1～IIN3。如图2所示,UA、UB、UC、UN是被测三相四线电压输入端,IA、IB、IC为被测电流输入,通过电阻网络将被测电压转换为差分信号,通过3个电流互感器TAA1、TAB1、TAC1,将电流转换为差分信号,CS5451对电流通道可适应±40mV或±800 mV输入,对电压通道可适应±800 mV输入。通过输入增益控制GAIN为电流通道设定输入增益,高电平时输入增益为1倍,低电平时输入增益为20倍。如果该脚没有连接,它的默认电平为低(内部对地有200KΩ的下拉电阻)。
1.2 系统初始化
CS5451刚加电必须给RESET脚施加复位信号。给RESET脚施加最小50 ns宽的低电平脉冲,硬件复位就能完成初始化。
1.3 电源和参考电压
CS5451的电源具有较低的电源消耗和较强的抗干扰能力,VD和VA+一般取为3 V,允许使用简单电荷泵生成VA-o负电源的使用缓解了模拟输入电平漂移。充电驱动CPD(Charge Pump Drive)信号是输出信号,充电驱动信号的频率是与时钟XIN同步的,平均频率是1 MHz。VA-的电平片内反馈,CPD的信号输出被控制使得VA-的电平在VA+的-2/3附近,大约为-2 V。
CS5451的UREFIN和AGND之间必须加+1.2 V的高稳定度电压。转换器内置一个1.2 V参考电压源(温度漂移系数为5×10-5/℃)由UREFOUT输出,将UREFOUT连接到UREFlN即可使用。如果需要更高的精度或稳定度,可使用外部参考电压源。
1.4 数据输出速率选择
当数据输出速率选择OWRS(Output Word Rate Select)被设为高,串行时钟输出SCLK (Serial Clock Output)的频率为fXIN/4,在串行数据输出SDO(Se rial Port Output)脚的数据输出速率高,频率为fXIN/1 024(Hz)。当fXIN=3.276 8 MHz,SCLK的频率为819.2kHz,SDO数据频率为3 200 Hz,相当于每周期采样64个点。
当OWRS被设为低,SCLK的频率fXIN/8,在SDO脚的数据输出速率低,频率为fXIN/2 048(Hz)。当fXIN=3.276 8 MHz,SCLK的频率为409.6 kHz,SDO数据频率为1 600 Hz,相当于每周期采样32个点。
如果该脚没有连接,OWRS的默认电平为低(内部对地有200 kΩ的下拉电阻)。
1.5 串行口
CS5451是通过主方式串行数据口与目标处理器通信的。串行口使能信号SE(Serial port Enable)控制SCLK、SDO和输出数据开始的标记信号FSO(Frame Signal Output)输出,只要SE的输入保持高电平,这3个输出信号将被驱动;否则呈高阻态。
如图3所示,FSO是数据从SDO脚输出的帧起始信号,是一个持续一个SCLK周期的高电平脉冲,可作为DSP的中断信号。SCLK是串行时钟输出口,SCLK的速率由fXIN和OWRS电平联合决定。SDO串行数据输出口,数据速率由OWRS决定,FSO下降沿后的96个SCLK期间,SCLK信号有效,SDO发送有效数据。6通道的16位型数据顺序输出,最高位MSB在先。三相电压和电流数据按先电压通道后电流通道即V1、I1、V2、I2、V3、I3固定顺序送出。直到下一采样周期,SCLK信号将保持低电平。
2个FSO的时间间隔就是采样点间隔,相当于256个SCLK脉冲,当OWRS被设为高时,等价于1 024个fXIN外时钟脉冲;当OWRS被设为低时,等价于2 048个fXIN外时钟脉冲。
2 低压配变监控单元
以低压网中的配电变压器为监测对象,选择性价比较高的A/D转换器CS5451A和TMS320F2812作为核心器件设计低压配变监控单元,模拟输入电路确定后,A/D转换数据会如图3所示不间断地主动发出,DSP在FSO的指引下,把每个采样点的数据记录,按64点分批处理。系统中选用32.768 MHz的晶振,DSP内部锁相环PLL (Phase Locked Loop)编程为×4,即4倍频为131.072 MHz。
2.1 跟踪频率采样
16位A/D转换器CS5451A是一个固定时序的A/D转换器件,当OWRS被设为高时,每个采样点需要占用1 024个时钟脉冲完成采样、转换和输出任务,按每周期采样64点计算,fXIN=64×1024×freq,当工频freq=50 Hz时,CS5451A的工作时钟fXIN=3 276800Hz。见图4,要实现CS5451A工作时钟fXIN随工频freq正比例变化,设可变分频器分频值为DIV,当系统中晶体时钟源为32.768 MHz=32 768 000 Hz,经过DIV分频,表示为fXIN=32 768 000/DIV,则64×1 024×freq=32 768 000/DIV,DIV=500/freq。
工频在45～55 Hz范围时,可变分频器的分频值500/freq在9～11变化,如果按整数9、10、11分频值分频,对应的工频周期分别是18、20、22 ms,无法适应工频的变化。如果将分辨率提高到1/16,分频值变化范围是144/16～178/16,FPGA实施分频时,用硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)编程,在分子的值对应的脉冲数范围均匀输出16个脉冲。分子的值(144～178)由测周期模块提供。
与此相对应,DSP的同步串行SPI口速率需同步调整,鉴于DSP的SPI口波特率SPIBRR(SPI Baud Rate Register)只能设定整数,可变范围定为144～178个/位。见图4,当工频变化时,对应变化的周期可以用32.768 MHz的时钟数表达为T,T/4 096变化,fXIN与DSP的SPIBRR常数同时修改,16位A/D转换器CS5451A每个周期提供64点数据,实现了跟踪频率采样[4,5,6,7]。
2.2 基2 FFT计算
跟踪频率采样得到6通道64点16位数据,满足基2FFT计算条件。
TMS320F2812指令系统特别适合FFT计算,为了FFT计算输出X(K)为自然顺序,在运算之前先对序列x(n)进行倒序,有专用汇编指令处理倒序。倒序的规律就是把顺序数的二进制位倒置,即可得到倒序值。将顺序采样数据按倒序位置存放,64个顺序数的倒序值为:0,32,16,48,8,40,24,56,4,36,20,52,12,44,28,60,2,34,18,50,10,42,26,58,6,38,22,54,14,46,30,62,1,33,17,49,9,41,25,57,5,37,21,53,13,45,29,61,3,35,19,51,11,43,27,59,7,39,23,55,15,47,31,63。
倒序完成后就是用五重循环程序完成160个蝶形运算,实现FFT变换。同一级中,每个蝶形的2个输入数据只对本蝶形有用,输出数据可以立即存入原输入数据所占用的存储单元,这种原址计算方法可节省大量的存储单元。根据CS5451A输入条件,电压和电流共6个通道,每个通道的64点数据经过FFT计算后得出1～31次谐波分量的复数形式。
运用DSP计算FFT的优势,采用汇编语言FFT程序计算,每个电信号需要时间小于80μs,系统运行效率很高[8,9]。
2.3 电量计算
高精度的16位A/D转换后的同步电压与电流信号进行FFt计算可得电压、电流n次谐波分量的U(n)和I(n)复数形式。
设电压n次谐波分量U(n)的实部ReU(n),虚部ImU(n),电流n次谐波分量I(n)的实部ReI(n),虚部ImI(n)。I(n)的共轭复数I(n)*=ReI(n)-jImI(n),单相电压、电流有效值U、I,视在功率S(n),有功、无功功率P、Q的计算公式如下:
低压配变监控单元对配变高压进线、低压出线、低压配电柜等需要测量的各种电压、电流进行采样后,经过DSP计算出相电压、相电流、零序电流、零序电压、线电压、有功和无功功率,还有频率、功率因数等数值,累计有功和无功功率得到有功、无功电量。这样的配变状态信息当地存储记录,有通信条件时直接上传到信息中心,供后台计算机进行数据的分析处理[10,11]。
2.4 统计功能
低压配变监控单元能够统计每天和每月电压最大值和最小值及出现的时间,统计每天有功、无功需量(需量周期和滑差时间分别为15 min和1 min)的最大值及发生时间,统计每天电压超上限、越下限时间,统计每天电压合格率,统计每天三相电压、电流不平衡率,统计装置每天停电的时间。
2.5 存储功能
低压配变监控单元所配备的大容量存储器,可以对那些用户需要存储的数据进行存储。存储装置所用的各种参数,存储3个月的相电流、相电压、零序电流、零序电压、线电压、有功和无功功率、频率、功率因数、环境温度等数值的整点值,存储3个月的各种日统计量和月统计量,存储128条最新的遥信变位记录,存储128条最新的装置停电和恢复供电的时间,存储256条最新的三相电压越限和回归情况。
2.6 通信功能
低压配变监控单元中的实时测量数据和各种统计数据及历史数据,后台计算机可以通过标准的RS-232/RS-485通信接口与其相连来获取,以便后台计算机分析处理。通信支持Modbus等多种通信协议,通信速率可在线修改为600、1200、2400、9600、19200 bit/s。串口数据结构为1位起始位、8位数据位、奇校验、1位停止位。这种方式具有数据采集效率高、传输误码率低、操作简单、成本低廉等优点。
2.7 遥控功能
在低压配电网中,尤其对公用配变区,由于负荷的分散性和用电的不定期性等因素,其三相电流及无功功率很难分配得完全平衡,低压配变监控单元根据配变运行的三相无功电流及三相电压,通过DSP计算无功功率,从而遥控电容器的投入或切除,实现动态无功补偿。
2.8 数据综合处理功能
低压配变监控单元还配备有配套的后台管理软件,可以帮助用电管理中心的工作人员对采集到的数据进行分析和处理。管理软件的主要功能包括报表分析(日报表、月报表、年报表);采集记录数据的统计;电压、电流等参数曲线的绘制;无功补偿的电容器投切状态分析等。通过后台管理软件对数据的统计与计算,工作人员可以根据软件分析结果,及时调整配电网的运行状态,保证电网的安全运行。
3 结语
用CS5451A的早期产品CS5451BS在TMS320-LF2407的控制下成功地完成每个周期32点的跟踪频率采样后,采用TMS320F2812和CS5451A相结合,实现了低压配电网的实时监测,不仅可完成配变多功能电能表的抄表远传工作,还可为三相负荷不平衡、无功补偿、最优配变负荷率控制等电网最佳运行状态调节提供依据。
水质采样时间与采样频率 篇2
a)饮用水源地。全年采样不少于12次,采样时间根据具体情况选定;b)河流。较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次,采样时间为丰水期、枯水期和平水期,每期采样两次。流经城市或工业区,污染较重的河流、游览水域,全年采样不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定;c)排污渠。全年采样不少于3次;d)底泥。每年在枯水期采样1次;e)背景断面。每年采样一次。在污染可能较重的季节进行;f)潮汐河流。全年按丰、枯、平三期,每期采样2 d,分别在大潮期和小潮期进行,每次应当在当天涨潮、退潮时采样,并分别加以测定。涨潮水样应当在各断面涨平时采样,退潮时也应当在各断面退平时采样,若无条件,小潮期可不采样;g)湖泊、水库。设有专门监测站的湖、库,每月采样不少于1次,全年不少于12次,其它湖、库每年采样2次,枯、丰水期各1次。
摘要：<正>a)饮用水源地。全年采样不少于12次,采样时间根据具体情况选定;b)河流。较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次,采样时间为丰水期、枯水期和平水期,每期采样两次。流经城市或工业区,污染较重的河流、游览水域,全年采样不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定;c)排污渠。全年采样不少
采样单元 篇3
1 采样机概述
1.1 5E-CY H门式长螺旋钻头采样装置性能
2013年, 针对国内煤炭市场变化, 江苏徐塘发电有限责任公司更换了两台门式火车入厂煤采制样机, 主要用于对火车车厢内煤样采制, 采制样可自动完成采样点选取、采样和卸样的全部工作。
1.2 5E-CY矿H门式长螺旋钻头采样装置使用效果
采样装置总体使用性能基本满足电厂使用要求, 请相关质检机构对采样机进行鉴定。
1.2.1 质检机构鉴定结果
1.2.1.1 按照GB/T 19494.3-2004进行试验, 所采用的采样方案 (采样单元:560t;子样数:16) 对灰分 (Ad) 为14%的煤的采样精密度优于预期要求, 采样精密度的波动范围为0.31%-0.77%。
1.2.1.2 如取灰分 (Ad) 最大允许偏倚为0.60%, 则该采样系统可接受为 (灰分) 无偏倚系统。
1.2.1.3 如取全水分 (Mt) 的最大允许偏倚为0.5%, 采样系统可接受为 (全水分) 无实质性偏倚系统。
2 机采装置对于标称粒度较大矿点采样结果分析
2.1 以来煤标称粒度最大的Y矿煤种数据进行分析
针对此矿点来煤, 对标称粒度进行测定。测定方案:在煤场对单独堆放的Y矿煤, 用装载机每次随机取煤约0.6吨, 用筛进行过筛。根据实验, 其标称粒度为150mm。
2.2 2014年Y矿来煤有机采煤样共42批次, 机采样热值全年加权平均比人采上样高36大卡, 比人采下样高67大卡
从来煤数据可以看出:
2.2.1 机采与人工上样、人工下样之间存在较大偏差, 上样与下样之间也存在较大偏差。
2.2.2 偏差变化随机, 无规律性。
2.2.3 分析造成Y矿来煤偏差较大原因, 主要由于Y矿来煤中存在粒度较大煤块、矸石块, 且Y矿来煤估计其标称粒度超过入厂机采装置适应粒度 (110mm) , 机采装置采此种煤精密度、偏倚均会增大。
2.2.4 机采与人工上样偏差分布
由上图可以看出, 对于大粒度来煤, 机采样与人工样偏差大部分位于200大卡偏差范围内, 少部分点位于200大卡范围外, 说明公司采样的工作条件所能达到的精密度不适应如此粒度来煤。
对比2014年全年数据, Y矿来煤热值在4600-4800之间, 均属正常值。对于Y矿等标称粒度较大煤质, 相对于单次采样, 可能会产生机采样与人工样偏离较大现象, 但在多批次、一段时间内来煤, 其加权平均偏差在合格范围内。
3 采样装置对于易堵塞机采的来煤采样结果分析
以J矿来煤和H矿煤为例进行分析。对于这两种煤, 机采装置在采样过程中破碎机堵塞现象都比较严重, 现场工作人员的记录显示, 几乎每一个采样点都会发生破碎机堵塞现象, 说明公司机采装置对这两种煤的破碎能力不足。
分析结果如下:J矿2014及2015年初, 有机采样来煤9批。加权偏差为:机采样高于人工上样208大卡、高于人工下样195大卡, 人工上样与下样偏差13大卡。计算H矿来煤10次, 机采样高于人工上样176大卡、高于人工下样133大卡, 人工上样与下样偏差43大卡。
为验证机采装置破碎H矿、J矿来煤的能力, 燃运部采用延长机采装置破碎机运行时间、减小采样深度等办法进行验证, 发现两种办法均可以有效减轻破碎机堵塞程度。延长制样时间后, 破碎时间延长, 严重影响翻车速度, 减少接卸能力。减少采样深度的办法所采煤样代表性不强, 尤其是对于掺配混装煤, 往往车厢上下层热值差别较大, 采样深度不足肯定会造成热值偏高。
分析热值偏高的技术原因, 应该是这种煤质中, 易破碎的部分属于热值偏高成分, 会先进入到缩分皮带上, 难破碎的低热值成分在整个采样流程结束时仍留在破碎机中, 缩分器往往采到的煤样热值偏高, 同时也成为机采装置频繁堵塞的主要原因。
4 结语
由于徐塘公司煤源结构复杂, 每月来煤矿点都在20个左右, 且来煤多以掺混煤为主。机采装置对于部分煤质的适应能力存在不足, 对于这些煤种, 公司应在积极应用机采装置的基础上, 加强人工采样, 以人采结果对机采结果进行校核。
摘要：由于徐塘发电有限公司的燃料来煤情况异常复杂、煤种较多, 机采装置针对部分煤质采样偏差大, 对采样偏差的原因系统分析, 明确结算应采用的方式。
关键词：热值偏差,来煤粒度,结算方式
参考文献
[1]GBT 18666-2002商品媒质量抽查和验收方法.
水质监测采样位置 篇4
地面水质监测采样位置:a) 在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上, 监测断面的布设应有代表性, 即能较真实、全面地反映水质及污染物的空间分布和变化规律;根据监测目的和监测项目, 并考虑人力、物力等因素确定监测断面和采样点;b) 有大量废水排入河流的主要居民区、工业区上游和下游;较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处, 入海河流的河口处;受潮汐影响的河段和严重水土流失区;湖泊、水库、河口的主要入口和出口;国际河流出入国境线的出入口处;c) 饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区;d) 断面位置应避开死水区及回水区, 尽量选择河段顺直、河床稳定、水流平稳、无急流浅滩处;e) 应尽可能与水文测量断面重合;并要求交通方便, 有明显岸边标志。
射频采样技术的应用 篇5
随着通讯技术的发展网络通讯质量和网络覆盖率已经成为各大运营商运营竞争的主要指标, 目前基站的RRU单元射频部分有两种发展方向, 一种是主要用于微站的高集成SOC芯片, 单芯片使用零中频技术集成了发射链路、接收链路和DPD反馈链路, 主要解决市场对于微站的小型化低功耗的要求, 目前此产品已经逐步改进优化进一步推广于宏基站场景。
另外一种是应用宏基站的射频采样芯片, 主要解决系统不断提高的带宽要求, 此产品目前已经逐步在市场应用推广。在超宽带、模拟数字化、小型化、5G系统等基站演进中, 射频采样技术可能成为一种方向性方案。
早期的通讯基站中的RRU产品支持的是单一的通讯频段, 不同的通讯制式配置单载波, 且载波之间的间隔在通讯协议中也进行了明确的规定。
随着通讯用户数的剧增以及数据业务的支持要求, 不同制式的混模多载波应用成为设计的必要关注点, 为了在不增加基站设备数量的条件下支持更多的用户, 考虑通过拓宽基站输出的带宽以增加每通道输出的信号的载波数从而实现用户支持率的扩充。本文所述射频采样技术支持了RRU产品射频部分的宽带实现, 可以支持多制式、多频段的宽带应用。
二、射频采样技术简介
射频采样技术在基站系统主要应用于发射链路和接收链路。
下面主要介绍射频采样技术在基站系统的发射链路的应用, 主要完成数字基带信号到通讯模拟射频信号的一次变频功能。
如图1所示, 对比传统DAC+IQMOD+DVGA的链路结构, 射频采样采用RFDAC+DVGA的链路结构, 此应用从链路结构、器件数量、系统性能等各方面都有提升。
采样时钟的选取对于射频采样的应用也很关键, 首先需要保证采样镜频信号远离主信号以便降低对信号选择滤波器的抑制要求, 其次需要规避时钟的多次谐波和射频信号的混频信号, 以便防止其采样折叠后进入射频通道所在奈奈奎斯特区域成为干扰信号, 影响射频输出杂散指标, 对于无法避免的落入的干扰信号需要查看器件指标保证其大小满足协议关于输出的杂散要求。
不同公司的射频采样产品, 时钟在芯片中的设计差异导致实际的干扰信号的成分和大小存在差异, 因此选用芯片时需要针对性的进行设计选取。
目前的发射射频采样芯片有单通道和双通道两种, 单通道的器件支持相同通讯频段下不同制式的混模应用, 也支持不同通讯频段下不同制式的混模应用, 不同的频段的信号的总带宽最大为器件支持的信号带宽;对于双通道的芯片应用可以实现带宽扩充功能, 即射频采样芯片两个通道的数字部分处理两组不同的基带信号, 在芯片内部进行合路之后再变频输出, 这样的实现方式完成了相同数据速率下, 最终输出的射频信号带宽是单通道输出射频信号带宽的两倍。
射频采样技术在接收链路的应用较发射链路的应用较晚一些。对接收链路而言, 射频采样方案需要的链路增益较传统的方案要求降低, 因此链路的器件数量减少, 架构简单;链路中少了混频器从而没有镜频干扰、半中频干扰等杂散, 可以节省链路滤波器的设计;特别对于GSM的800KHz的阻塞指标对时钟的相噪高要求较高, 目前可以满足此性能的器件很少。
射频采样技术在DPD接收链路的应用可以借鉴接收链路的应用经验, 差异在于DPD链路对对信号带宽的要求和发射链路一样, 因此时钟选择、带宽计算等借鉴发射链路的设计标准。
三、射频采样芯片在发射链路中的应用
本文介绍芯片MAX5870在基站发射链路的应用, MAX5870是一颗单通道射频采样器件, 数字接口采用LVDS接口, 需要外部提供采样时钟 (后续的的产品均考虑将时钟模块集成在芯片中, 提供参考时钟即可) , 最大采样时钟6GHz, 可以支持主要移动通讯频段, 最大支持带宽600MHz, 芯片的关键性能介绍如下所示:
1.满量程输出:-3~0d Bm
2.DAC Resolution:14bit
3.信号带宽:600MHz
4.采样时钟:6GHz
5.IMD3:75d Bc
6.输出底噪:-158d Bm/Hz
MAX5870在发射链路应用框图参考图1所示, 时钟选择5GHz, 接口速率选择614.4MHz, 基带输出的2.1GHz的LTE信号和1.8GHz的GSM混模信号经过MAX5870处理后经过DVGA进行增益放大后再经PA放大后从天线口发出, 基带信号和MAX5870的接口采用LVDS接口 (下一代产品将改为JESD204B接口) , 射频单板在MAX5870后测试关键的链路性能如下所示:
1.输出功率:-19d Bm@1GHz
2.带内杂散:-102d Bm/100KHz
3.输出底噪:-157d Bm/Hz
按照上述指标, 系统级联后在48d Bm额定输出功率下, 杂散辐射满足指标要求, DPD训练下的混模输出满足系统参数要求。
下面针对上述发射射频采样芯片在发射链路的应用进行分析总结。
1、优点:
(1) 使用数字变频完成I/Q信号的调制处理, 采样镜频信号距离主信号较远, 降低了滤波器对带外干扰抑制的难度;
(2) 因为节省了模拟调制器, 所以不需要进行DAC和调制器之间的匹配电路的设计, 简化了模拟链路;也不需要本振模拟信号参与变频从而无需处理本振泄露以及本振和中频的多次混频杂散, 射频通讯频段对应的带内频谱干净;
(3) 射频信号支持较宽的信号带宽, 因此输出的信号可以支持同频的混摸输出, 也支持异频的混模输出, 随着射频采样芯片支持的射频采样频率的不断提升, 能够支持的异频频段的带宽随之不断提升。
2、缺点:
(1) 时钟设计集成在射频采样芯片中, 因此时钟的多次谐波以及其和射频信号的混频产物泄露需要进行频率规划;对于频段较高的通讯频段, 当采样时钟不够高时镜频信号做为带外信号泄露较大, 滤波器的抑制要求需要根据其是否会落入其他通讯频段影响共站应用进行选择性处理;
(2) 目前的可应用芯片的输出功率偏低, 对于单载波应用底噪指标满足要求, 对于多载波多模式的大带宽应用, 底噪指标临界甚至超标。
(3) 目前芯片的应用还处于研发验证阶段, 随着器件的应用推广其功能逐步完善, 性能逐步提升, 成本也将随着芯片的应用数量增加得到优化。
目前各芯片厂家都着力于研究和推出适用于基站系统的射频采样器件, 且芯片在功能上进一步集成热传感器、增益控制、时钟外供等辅助功能, 为设计者带来了方便。
四、结论
本文介绍了射频采样技术在基站RRU射频系统中的应用, 主要适用于多模、多制式、多频段、大带宽的应用场景。目前基站RRU产品中射频采样技术已经在发射链路应用, 且射频芯片的功能随着应用的推广在进一步完善和丰富;适用于接收通路和DPD处理硬件链路的射频采样芯片也已经设计使用, 芯片的功能和性能也会随着应用的深入而优化。随着这三个模块的射频技术的成熟应用, 工艺水平和集成技术的发展, 高集成的射频采样收发单芯片将成为可能, 那么射频链路的小型化和大带宽应用将同时解决。
摘要：本文基于通讯市场对通讯基站产品通讯质量和网络覆盖的要求, 介绍了射频采样技术在基站系统的应用, 通过基带信号到射频信号一次变频技术提高产品的带宽应用的同时支持了多制式、多频段的应用, 提高了基站发射载波数。随着通讯业务量的不断扩充, 射频采样将成为后续基站产品的优选方案。
燃料的采样与制样 篇6
1 基本概念
1.1 有关采样的术语和定义
采样是指按规定方法从大批煤中采取具有代表性试样的过程。
煤样是指为确定某些特性而从煤中采取的具有代表性的一部分煤。
批/批量是指需要进行整体性测定的一个独立燃料量数。
采样单元是从一批煤中采取一个总样的量。
总样是从一个采样单元取出的全部子样合成的煤样。
子样是从一个采样部位按规定采集的一份样品, 即采样器具操作一次或截取一次煤流全断面所采集的一份样品。
初级子样是在采样第1阶段、于任何破碎和缩分前采取的子样。
分样是由均匀分布于整个采样单元的若干初级子样组成的煤样。
总体的不均匀度是燃料的不均匀程度, 一般用煤质特性指标的标准方差作为量度。
精密度是用规定的测量方法, 在受控的条件下, 对某一物理或化学组分重复测定多次所获得的测定值之间的接近程度。
随机采样指采取子样时, 对采样的部位或时间均不施加任何人为的因素, 使任何部位的煤都有机会采出。通常用于不均匀性较大的物料或对被检验的对象情况不太了解的情况。
系统采样指按相同的时间、空间或质量间隔采取子样, 但第一个子样在第一间隔内随机采取, 其余的子样按选定的间隔采取。通常使用时应事先对煤质的波动情况及变化规律有所了解。
人工采样是指人工用采样的工具采取煤样。
机械采样是指用符合采样原则的机械器具采取煤样。
1.2 有关制样的术语和定义
制样是使试样达到分析或实验状态的过程。
试样缩分是将试样分成有代表性部分的制样过程。
试样破碎是指用破碎或研磨的方法减小试样粒度的制样过程。
2 采样的原理
采样的原理是以概率论为核心的数理统计。采样的核心问题是怎样采取具有代表性的最少数目的子样。采制样目的是为了获得一个能代表整批被采样煤的试验煤样。
采样和制样的基本过程:首先从分布于整批煤的许多点收集相当数量的一份煤, 即初级子样, 然后将各初级子样直接合并或缩分后合并成一个总样, 最后将此总样经过一系列制样程序制成所要求数目和类型的试验煤样。采样的基本要求是被采样批煤的所有颗粒都有可能进入采样设备, 每一个颗粒都有相等的概率被采入试样中。
3 煤炭机械化采样
煤炭机械化采样是指利用专门设计的符合采样原则的机械设备来采取煤样, 主要依据为GB/T19494.1—2004《煤炭机械化采样第1部分:采样方法》。
采样程序的设计是为满足不同采样的目的而编制的采样工作流程, 一般要求是应能包括采样工作的各个环节, 满足精密度的要求, 简单可行。
3.1 采样对象和试样类型的确定
采样方案设计的第一步是确定欲采煤的来源、品种、产地、批量、标称最大粒度和品量历史状况。根据采样的目的或商业目的决定试样的类型是一般分析试验煤样、水分煤样、粒度分析煤样还是其他专用煤样。根据采样目的和试样类型决定测定的品质参数, 包括灰分、水分、粒度组成或其他物理化学特性参数。
3.2 确定采样方式
按采样单元的取舍划分, 煤炭采样可分为连续采样和间断采样;按子样分布方式划分, 可分为系统采样和随机采样。按子样间隔的物理量划分, 可分为时间基采样和质量基采样。
3.3 确定采样精密度
确定采样精密度取决于采样的目的和所采取试样的类型, 商品煤机械化采样的精密度可由合同双方共同商定。在实际的采样工作中, 无论要求的精密度是多少, 采样方案确定后都要进行精密度核验。
3.4 划分采样单元
在进行机械化采样时, 应规定一个基本采样单元的煤量, 以便在初级子样方差测定和例行采样中划分采样单元。GB/T19494.1-2004根据我国的实际情况规定:大批量的煤以5000t为一基本采样单元;小批量的煤, 以1000t为一基本采样单元。
3.5 其他
确定采样单元子样数。
确定初级子样最小质量:根据机械采样器的尺寸、煤的流量等因素计算。
确定总样最小质量:根据各试验用的单个总样质量和粒度来确定综合总样的最小质量。
4 煤样的制备方法
4.1 制样基本条件
制样应在专门的制样室中进行。制样室地板需用水泥地面, 地面上铺上厚度约6mm以上的钢板用以煤样的空气干燥以及方便堆掺和缩分等操作, 储存煤样的房间不应有热源, 储存容器应密闭。制样室应配备齐全制样时所需的各种破碎机械设备和缩分器具及制样辅助工具。
4.2 煤样制备
破碎:增加试样颗粒, 减小缩分误差。
筛分:把未破碎到规定粒度的颗粒分离出来再破碎, 使煤样全部达到要求的粒度。
混合:将煤样各部分互相掺和, 使煤样尽可能均匀。
缩分:是煤样粒度不变而质量减少的工序。保证煤样具有代表性的前提下减轻下步工序的工作负荷和减少煤样质量, 获得足够量的化验用试样。
空气干燥:除去煤样中的水分, 使之顺利通过破碎机和缩分机等制样设备。
5 结束语
要做好采样工作, 既要具有科学依据的商品煤采取方法, 又要懂得采样理论。即使采样正确, 也要按照一定的方法进行处理, 否则, 最后的煤质分析结果也是不可靠的。虽然通常采样误差是大于制样误差, 但若制样操作不得当, 制样误差并不亚于采样误差。
摘要：在检查商品煤质量中, 采制样是非常关键的一环。
关键词：采样,制样
参考文献
[1]汪红梅, 张敬生.电厂燃料[M].中国电力出版社, 2011.
中美粉尘采样方法对比研究 篇7
关键词：粉尘采样,职业接触限值,采样方法
1 背景分析
粉尘采样是了解作业场所粉尘浓度和作业工人接尘水平的重要依据, 也是粉尘治理和评价的关键因素。粉尘采样是一项技术性比较强工作, 其所采集的粉尘样品必须准确、真实可靠, 具有代表性[1]。
文章将会分别介绍中美两国粉尘采样方法并对比二者之间的异同, 探索我国与美国在粉尘采样方面的差距, 为提高我国采样技术水平提供借鉴。
2 中美粉尘采样设备对比
2.1 粉尘采样器
理想的粉尘采样器仅采集那些可沉积在呼吸道某个部位的粉尘, 而实际上采集的是可进入呼吸道某部位的粉尘, 是否沉积和呼出不能区分。粉尘采样器按照采尘粒径范围分类为总粉尘采样器和呼吸性粉尘采样器。
总粉尘采样器不加区分地采集进入呼吸区的所有粉尘, 我国标准将总粉尘采样器按采样夹类型分为两类, 一类是粉尘采样夹, 上面安装40mm和75mm的滤膜, 常用于定点采样, 另一类是小型塑料采样夹, 常用于个体采样。采样流量规定为 (5~30) L/min、 (30~80) L/min和80L/min以上[2]。美国NIOSH将总粉尘采样器流量定为1~2L/min。目前, 在总粉尘采样器方面, 美国常用闭口式、开口式滤膜盒, 选用37mm PVC滤膜, 个体采样器约2L/min。
粉尘采样器按照其预分离器不同主要分为三类:旋风式、淘析式、冲击式。在美国, 旋风式采样器是主流, 如尼龙旋风采样器、HD旋风采样器、AI旋风采样器[3], 很多采样标准都是以这三种采样器为例。而在我国, 没有对呼吸性粉尘采样器的种类进行限制, 粉尘采样器技术标准中只是要求采样器的采样效能应符合“BMRC”采样曲线, 同时GBZ/T192.2-2007《工作场所空气中粉尘测定第2部分:呼吸性粉尘浓度》中, 也并没有对预分离器的种类做出要求。
2.2 分析天平感量
我国标准规定:总粉尘采样滤膜增重≥1mg时, 用感量为0.1mg的分析天平, 否则用感量为0.01的分析天平;呼吸性粉尘采样都采用0.01mg的分析天平。而美国NIOSH一律要求使用感量为0.001mg的分析天平。我国标准要求较低, 易于推广实行, 但据我国学者采样测定表明。感量为0.1mg的天平不再适用, 0.01mg是一个基本要求, 而且随着我国工厂作业环境的改善, 工作场合的粉尘浓度也得到了一定程度的下降。我们在一些工作环境良好的场合采样时, 采集的粉尘样品, 经常会因为感量过高达不到规定的要求而造成失败。
2.3 滤膜增重 (δm)
对于滤膜增重, 我国标准规定:采集总粉尘时, 直径≤37mm的滤膜时, δm不得超过5mg;直径为40mm的滤膜时, δm不得超过10mg;直径为75mm时, δm不限。采集呼吸性粉尘时, δm的范围为0.1mg~5mg, 滤膜采集粉尘的最大容量, 应根据滤膜的有效采集面积来调整。美国NIOSH规定滤膜增重不得小于0.1mg, 不得超过2mg。总粉尘和呼吸性粉尘均是如此。
3 采样策略对比
3.1 采样对象选择
个体采样时, 由于成本限制, 不可能对接触有害因素的所有职工进行采样。中美的采样标准都规定要对选取最大风险劳动者作为采样检测对象, 如果最大风险劳动者不能确定, 那就对一批劳动者进行随机抽样。至于采样对象数量的确定, 对比美国NIOSH标准与GBZ159-2004, 可发现美国采样对象要求的数量明显高于我国。例如:当工作岗位劳动者有8名时, 我国要求的采样对象为6个, 美国要求7个;当工作岗位劳动者有15个时, 我国要求8个, 美国要求12个。
3.2 采样方法
我国粉尘采样标准规定总粉尘和呼吸性粉尘采样均按照GBZ159-2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》执行, 此规范根据有害物质职业接触限值的不同来区分采样方法: (1) 职业接触限值为最高容许浓度的采样, 这种采样时选取空气中有害物质最高的地点在有害物质浓度最高的时段采用定点的、短时间采样方法进行采样, 采样时间一般不会超过15min。 (2) 职业接触限值为短时间接触容许浓度的采样, 它与最高容许浓度采样大致相同, 不同的是它的采样时间为15min, 采样不足15min时可进行多次采样。 (3) 职业接触限值为时间加权平均容许浓度的采样, 根据有害物质浓度的存在情况、采样器的操作性能等, 这种采样可选择的采样方法很多, 有个体采样或定点采样, 长时间采样或短时间采样, 选择时尽量以长时间采样、个体采样为主。
美国NIOSH发行的《Occupational Exposure Sampling Strategy Manual》, 对职业接触采样方法做出了详细的规范, 在这部手册中, 将职业环境样品采集技术分为三种基本类型:个体采样、呼吸区采样、区域采样 (定点采样) 。通常进行采样时, 只用个体采样和呼吸区采样, 很少使用定点采样。根据职业接触限值将采样方法分为两种类型, 职业接触限值为TWA的采样方法策略和职业接触限值为阈限值上限的采样方法, 前者对应我国时间加权容许浓度的采样。其中, 8小时连续多样品采样测量是最佳选择, 因为连续两个完整周期样品提供足够的准确度和精确度;其次, 应当选择满期单样品测量;部分周期连续采样测量是下一个选择, 这种方法确定在于无法估测没有采样时段的接触浓度, 所以在手册中不是很提倡这样方法。抽样采样是最不建议选择的方法, 如选择抽样采样, 那必须要有足够和持续的样本收集时间。而职业接触限值为阈限值上限的采样方法与前者大致相同, 区别在于上限标准采样采取非随机的方式、保证在最大浓度区域采样, 而且与TWA相比时间更短, 一般为15min。
4 总结及借鉴
通过上述对中美两国粉尘采样的对比研究, 总结一下我国当前粉尘采样所存在的问题和可以向美国借鉴的经验:
(1) 我国呼吸性粉尘的职业接触限值要比美国的标准低, 呼吸性粉尘是导致尘肺的主要病因, 我国需要对其要求提高标准。
(2) 个体采样执行困难:定点采样的时段和采样点的选择比较困难, 且采样现场中粉尘浓度会随着时间变化而波动。而与之相比, 个体采样并不受以上变化的影响, 同时也没有采样距离等人为因素的影响。我国标准GBZ 159-2004中也对个体采样方法进行了详细的描述。但是我国在实际的粉尘采样当中, 绝大多数仍然采用定点采样, 而且采样时间不足。这主要是由于采样设备的限制和技术人员水平参差不同所造成的。目前我国的个体采样器还不能满足长时间连续采样的要求, 所以我国应加紧在这方面采样设备的研制。
(3) 采集呼吸性粉尘时, BMRC曲线重点考虑进入肺泡引起尘肺病的那部分粉尘, 这符合我国国情, 但是ACGIH曲线更加符合上呼吸道沉积机理。在注意肺泡区粉尘所引起的尘肺病的同时, 还反映了进入气管、支气管对人体的危害。ISO对着两种曲线特性的采样器都认可, 所以我国没有必要只认可BMRC曲线, 可以两者都认可。
参考文献
[1]时延申, 候传之, 韩增毅, 等.粉尘采样过程应注意的问题[J].职业与健康, 2009, 25:477-479.
[2]AQ4217-2012.粉尘采样器技术条件[Z].