智能流量管理系统论文（精选11篇）
智能流量管理系统论文 篇1
0引言
工业生产的迅速发展带来了工业污染源的日益增加、水环境污染日益严重。为了有效地对水环境进行保护, 不但要监测污染物, 而且要监测污水排放总量。目前, 国内外较多采用的电磁式流量计、超声波式流量计等技术, 在一定程度上对污水流量的监测起到了较大的作用, 但是由于受使用条件等方面的限制, 使它们的使用范围受到了很大局限。污水排放需在下水道出口处监测, 安装空间狭小、泥沙污物多、供电难、维护难, 现有的监测技术都难以适应其安装和运行, 特别是在荒郊野外、无人看护的情况下, 仪器设备更难以保证正常运行。所以, 研制一种计量准确、安装方便、操作简单、便于管理且运行费用低的污水计量系统, 已成为现阶段环保方面的一项重要工作。
1流量计量系统概述
该系统主要利用课题小组自主研发的槽体智能流量计采集污水流量数据, 并利用中继式无线射频传输技术 (Radio Frequency) 通过自主研发的板式流量智能传感器内嵌入的通信模块与上位机进行通信[1]。系统网络层次示意图见图1。
槽体智能流量计作为系统的下机位是采集明渠污水流量的终端装置, 将自主研发的板式流量智能传感器安装在巴歇尔槽侧壁上, 并通过单片机将数据信号采回, 然后利用无线发送模块传递给上位机[2]。上位机则利用无线接收模块实现了与各槽体智能流量计的全部通信功能, 并实现污水流量的采集、记录、存储、打印等功能。
2监测软件总体设计
本系统监测软件采用Windows风格的左侧菜单栏, 它提供了方便的快捷键列表以及信息面板。整个系统是集散型的, 许多特定功能单独做成模块, 各部分均能独立工作, 如果需要对单个功能修改, 只需在相应文件中对相关模块作修改即可。
根据系统的设计要求, 监测软件分为4个模块:通信模块、数据处理模块、数据管理模块和系统界面模块, 见图2。
为了建立友好的显示与操作界面, 方便对数据的修正、统计、查询和绘图, 在进行软件设计时除了将数据和统计结果储存在数据库外, 还利用多窗体形式分别显示各种操作、统计数据和曲线图形[3], 其系统软件工作流程见图3。
3系统通信程序设计
上位机使用VB6.0应用软件, 利用其内部的MSComm控件来实现串口通信, 一般都可分为4个步骤:初始化通信端口;设定通信协议;串行通信的读写操作;关闭通信端口[4]。
3.1 串行通信协议
RS-232采用串口异步通信, 1位起始位, 15位数据位, 1位停止位。单片机每次发送17个字节数据后暂停, 等待PC机发送“召唤”命令进行下一次发送。其传输规程见表1。
3.2 上位机 (PC) 通信程序设计
系统通信程序主要完成定时向下位机发送“召唤”命令[5], 接收返回的污水流量数据帧, 按照通信协议判断各位数据位, 实现明渠液位、瞬时流量、累计流量数据的实时监测和显示。同时还可通过发送控制命令, 使下位机累计流量清零。
PC机串口只要接收到1个字符数据就触发OnComm事件, 并开始读取数据以及存入字符串变量, 直到接收到字符“f”, 再对字符串变量进行校验。如果字符“w”和“f”之间的字节长度为15, 则表示接收的数据正确并将其解析为液位、瞬时流量、累计流量数据 (液位:0.000m, 瞬时流量:00.000m3/h, 累计流量:000.000m3) , 同时在界面上显示并存入历史数据库;如果字节长度不是15, 则表示接收的数据不正确, 就将定义的错误变量mErr加1, 直到mErr≥3, 即连续3次以上出现错误数据才置零, 同时也不在界面上显示和存入历史数据库。之后将解析出的液位数据作上限、下限判断, 如果液位数据没有超过限制则将错误变量mErr清零;否则将显示报警信息。其通信流程图见图4。
4 数据库应用程序设计
4.1 数据库的创建与访问
本系统在SQL Server 2000数据库中直接新建数据库WUSHUI, 并建立多个存储过程, 通过软件程序调用存储过程进而将监测到的数据存入相应的数据库表中。系统采用ADO接口与数据库连接, 并建立独立的模块, 使用ADO数据对象进行数据访问, 其步骤为:初始化COM库, 引入ADO库文件;创建Connection对象, 并连接数据库;利用建立好的连接, 通过利用RecordSet对象取得结果记录集进行查询、处理;使用完毕后关闭连接、释放对象。数据库的数据显示及内容查询关键程序段如下:
4.2 数据分析及处理
采集到的数据通过串行口传输到上位机之后, 需要对数据进行处理, 本文主要对数据进行智能处理和数据计算。
4.2.1 智能处理数据
上位机连续3次接收到的数据为“0”或发生移位、缺失、误码时, 才在界面上显示流量数据为“0”或显示报警信息。也可以在接收到数据后加1判断, 将新接收到的数据与前一次数据作比较。如果差距太大, 则舍掉仍然显示前一次数据或稍加修改显示出来。
4.2.2 数据计算
由于下位机发送过来的数据不包含报警信息, 则需通过软件编程来实现上限、下限报警及预报警处理。可以通过将采集的数据解析后得到的液位信息作个上限、下限比较来实现报警, 还可通过公式计算污水排放量的收费价格。
5结束语
本文主要介绍了明渠污水智能流量计量系统监测软件的整体结构、主要功能和主要程序的设计。并通过运行调试, 有效解决了槽体智能流量计的数据发送和接收、实时曲线绘制以及历史数据的打印输出, 基本满足了系统对数据采集、处理的要求。实践证明, 本设计不仅工作稳定还能降低安装费用, 并及时了解现场仪表工作状态, 预测报警, 提高了系统性能价格比。
摘要：介绍了一种分布式的明渠污水流量实时监测系统, 分析了监测系统的原理、过程, 应用VB编程技术、无线通信和串口通信技术设计了系统监测软件的总体结构和主要控制功能;实现了远程监测、流量的自动采集和处理、监测数据的显示和数据库存储、实时曲线的绘制、历史数据查询及报表打印等功能。
关键词：监测软件,串口通信,数据库
参考文献
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[6]蔡敏, 刘海英, 汪杰.数据库开发工程案例[M].北京:人民邮电出版社, 2007.
智能流量管理系统论文 篇2
摘 要：随着市场经营的不断发展，企业面临的各种挑战和风险越来越大，改善现金流量，增强抗风险能力已十分迫切，拟从现金流量的概念、现金管理的目标、必要性、现金管理的方法几个方面谈点粗浅的想法。
关键词：现金流量；目标；预测；供应商；存货
引言
现金是现代企业财务管理的核心内容。现金流对于企业，犹如血液和氧气。失去了立命之本，再精妙的管理方案也只会付之东流。企业的生存和发展，必须强化和依赖于有效的现金流量管理，实现管理跨越式的发展，才能真正提高企业的核心竞争力。
一、现金流量及现金流量管理的概念
现金流量指企业在某一特定时期内由一定的经济活动所产生的现金及现金等价物流入及流出情况的总称，主要可分为经营现金流量、投资现金流量、筹资现金流量三大部分。
现金流量管理是指以现金流量作为管理的重心并兼顾收益, 围绕企业经营活动、投资活动和筹资活动而构筑的管理体系, 是对当前或未来一定时期内的现金流动在数量和时间安排方面所做的预测与计划、执行与控制、信息传递与报告以及分析与评价。
二、现金流量管理的目标
现金流量管理的基本目标是要确保企业有进行正常经营及发展所需要的资金, 同时加强现金的流动性, 提高其营运效率, 使得企业在稳定发展中壮大实力, 扩大规模。企业现金流量管理的具体目标如下:（1）积极筹集企业营运所需要的充足的现金流量。这是企业现金流量管理的最基本的目标。（2）加强现金流量的营运管理, 提高资金的运用效率。（3）创造企业价值。
三、现金流量管理的必要性
现金流量有如企业的血液，企业如果缺乏现金，没有偿债能力，最终就会倒闭。因此， 加强现金流量的管理对企业尤为必要。
1.现金流量是进行价值评估的重要指标。企业价值是对企业整体盈利能力的综合评价，现金流量作为收付实现制核算得出的结果，不受财务政策调整的影响，是对企业经营状况的如实反映。因此，利用现金流量进行企业价值评估，可以保证评估结果的性和真实性，进而有效避免由于对企业价值判断不准而带来的利润超分配以及给投资者带来的投资风险。
2.现金流量是进行企业财务风险判断的主要依据。企业面临的诸多财务风险，归根结底都是由于企业现金流量在循环过程中出现的各种各样的问题而引发的。因此，通过对企业在经营或投资过程中现金流量周转情况的分析，可以对企业债务风险、营运资金周转风险以及企业的流动性风险进行有效的预警。企业面临的主要财务风险大都可以通过改善企业的现金流量状况而予以化解。
四、如何加强现金流量管理
1.做好现金流量的预测和分析。现金流量的预算管理是整个现金流管理的起点和基础，搞好现金流的预算管理为搞好现金流管理奠定了基础。首先，要搞好现金流入预算。抓现金流入量就是要开源，不断扩大销售渠道，提高市场占有率，千方百计提高销售收入，并尽快收回应收账款，不断降低应收账款占销售收入的比重。现金流入预算是现金流量预算的重要内容，营业收入是现金流入的重点。因此，现金流入预算要以营业收入为重点，在编制营业收入预算时，要根据生产部门预测的`商品资源量，与销售部门进行信息沟通和市场分析，在综合考虑国内外市场各种变动的基础上，测算营业收入，从而编制出合理的现金流入预算。其次，要编制好现金流出预算。抓现金流出量就是要节流，要千方百计节约开支，不断降低成本费用支出。比如储备存货不但会增大进货成本、储存成本和缺货成本，而且会由于占用大量储备资金而造成资金短缺，使流动资金失衡。所以在日常的企业管理中，应努力将存货与销售成本的比重保持在一个合理的水平上，并力求使这个比重降低。现金流出预算必须严格控制资金支出，要注意资金支出的细化管理。要以测算的现金流入量为基础，合理调度资金，保证企业生产、建设、投资等资金的合理需求，提高资金使用效益。最后，要严格执行预算。对预算特别是支出预算进行总量集中控制，统一调配资金，严格预算管理。对于预算外支出，要严格审批，对金额较大的支出，应实行集体决策。建立全面完善的年度现金流量预算体系、完善的月度、季度滚动现金流量预算。同时应加强现金流量分析，建立科学的分析体系。
2.加强对存货的管理。（1）在采购环节，企业销售部门争取到销售定单的同时,采购部门也要向供货商下达采购订单，为了确保企业能够及时的采购到高质量的符合企业需求的原材料，企业应加强以下几个方面的管理：1）缩短供应商送货周期、降低库存水平，相应的降低库存资金占用率，通过招标方式进行采购，选择优秀供应商，规范采购行为，降低采购风险。在加强与原有供应商合作的同时，拓展开发新的供应商，以确保存货的供应。2）整合采购需求，向供应商进行联合采购，以获得较低的采购价格。3）某种产品停产之前，有效的利用、处理库存，降低存货报废损失。（2）在生产环节，加强对产成品和在产品的控制和管理。在企业生产经营活动中，产成品和在产品是存货的重要组成部分，随着企业的在产品和产成品增多，相应的，其占用的资金也会随之增多，因此，为了减少资金的占用，在供应链管理的模式下，企业应该尽量缩短在产成品和在产品的停留期、保管期、运输期。
3.建立与供应商的合作伙伴关系，确定合理付款周期。建立供应商档案，根据供应商评估及采购计划制定采购分配比例考虑到每一个供应商的实际情况，合理确定付款周期，而不是一味延长付款周期，影响与供应商建立长期战略合作关系。尽可能减少企业资金的占用，但同时又不能损害企业自身的信誉。
智能流量管理系统论文 篇3
关键词：智能流量压力温度控制器 平衡流量计 高性能
0 引言
智能流量压力温度控制器是把传统流量计进行了改进和升级，是将平衡流量计和智能传感器集成一体的流量计，是对传统流量测量技术的一场革命。
1 概述
智能流量压力温度控制器是由沈阳北星仪表制造有限公司研发的最新型流量计。它由温度传感器、压力传感器、流量传感器、压力调节阀及显示器组成。
2 结构组成
2.1 在控制其中，流量测量部分采用世界最先进的流量计，即平衡流量计。由于平衡流量计有多个函数孔径，能够最大限度的将流场平整流成理想流体，因此，淋漓尽致的发挥了压差式流量计的优势。几乎所有的流体测量都可以采用平衡流量计，因此，它是一场技术革命。
2.2 控制器中温度测量部分采用灵敏的PT1000铂电阻温度传感器。分辨率可以达到±0.5度。
2.3 压力测量部分采用德国进口的陶瓷压力传感器，精度可以达到0.5%级。
2.4 压力调节阀部分可以不通过测量管路上其他的调节阀进行调节，控制器本身的压力调节阀可以有效的对流量、压力进行调节从而满足用户需要。
2.5 显示器部分可以显示瞬时流量、累计流量、温度、压力。并且可以输出瞬时流量4-20mA电流信号，并由4-20mA电流信号为本仪表供电。如图所示：
3 独特的性能优势
3.1 线性度高、重复性好 由于采用了平衡流量计，由于对称多孔的结构特点能够平衡流场，不仅降低了涡流和振动，更提高了流场的稳定性。相比孔板，线性度提高了5-10倍，重复率提高了54%，从综合性能看属于高档流量计行列。
线性度在5：1量程比时可达±0.3%；
线性度在7：1量程比时可达±0.5%；
线性度在10：1量程比时可达±1.0%；
3.2 前后直管段要求低，节省材料费用 由于只能流量压力温度控制器比孔板恢复压力快两倍，因此大大缩短了对前后直管段的要求。一般要求前后直管段前3D后1D，最小可小于0.5D，从而省去了大量的直管段，直管道的节省直接的节省了很多费用，在钢材日益涨价的今天，为用户节省了大量的投资。
3.3 减少永久压力损失，降低功耗 流量计作为一个测量元件，本身也是一个耗能元件。由于独特的多孔对称设计减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而降低了动能的损失。在同样测量工况下，与孔板相比减少了2.5倍的永久压力损失，因此，降低了运行成本。其作为一种万能型仪表，值得大量推广。
3.4 耐脏污，不易堵 由于减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而保证了脏污能够顺利通过孔而减少了堵塞流量计的机会。
3.5 流量测量范围宽 智能流量压力温度控制器突破了传统节流装置的局限，常规测量的量程比能做到10：1，选择合适的参数可以做更高的量程比。
3.6 长期稳定性好 由于减小了紊流剪切力，从而降低了介质与节流件的直接摩擦，再加上β值处于长期不变的状态，使得整个仪表长期保持了稳定状态。
3.7 可测复杂工况介质 由于其特殊的结构设计，使其具有特殊的性能，它可以进行气液两相、各种混合气体、各种低温气体、多相水流、震动水流和双向流（因为智能流量压力温度控制器的节流件左右完全对称）。
3.8 可同时测量、显示温度、压力、流量 由于控制器由温度传感器、压力传感器、差压传感器组成，所以它具有其他流量计没有的特性功能。多功能的优点使其在应用中更方便、更精确。
3.9 工作电源的多样性 智能流量压力温度控制器经过本公司技术人员多年的研制，使其具有两种供电方式即24V供电和3.6V锂电池供电，同时也可以输出4-20mA信号。
3.10 实流校验，线性修正 智能流量压力控制器是在流量检定装置上经过实流校准的，并且仪表中具有线性修正功能，这样流量计的精度就大大提高了，远远超过了其它流量计。
4 发展趋势
现代社会对智能型仪表的需求量越来越大。随之对智能型仪表的要求也越来越高，可简化流程的检测系统，减少仪表数量和连接管线，降低泄露故障，降低费用。在智能型仪表迅速发展的今天，智能型一体化仪表将占有不可缺少的地位。
综上所述：采用智能流量压力温度控制器来优化流量仪表配置，将有效提高过程控制系统精度；降低永久压损节约运行能耗；减少安装直管段节约一次投资；统一流量计配置，便于管理，给项目带来综合经济效益和显著節能减排效果。
参考文献：
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量满管流体流量，2006.
[3]孙淮清，王建中.流量测量节流设备设计手册[M].北京：化学工业出版社，2006.
智能流量管理系统论文 篇4
在日常生活中, 常常会有获取某些场所人流量和人群密度的需求。例如, 学校的公共浴室、图书馆、教学楼的人口数量与人口密度直接关系到同学们校园生活的幸福程度与舒适程度。因此, 利用IAP15F2K61S2单片机优秀的可拓展特性以及超声波传感器精确测距的优良特性, 开发了一款小型智能人流量监测系统。
2设计原理
⑴超声波测距。由于超声波指向性强, 能量消耗缓慢, 在介质中传播的距离较远, 因而超声波经常用于距离的测量, 如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。[1]利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制, 并且在测量精度方面能达到工业实用的要求, 因此在物联网设备开发上得到了广泛的应用。测距公式表示为:L=C×T。式中L为测量的距离长度;C为超声波在空气中的传播速度;T为测量距离传播的时间差 (T为发射到接收时间数值的一半) 。
⑵IAP15F2K61S2单片机特性。IAP15F2K61S2单片机是一款不需外部晶振, 不需外部复位的单片机, 一个芯片就是一个仿真器。可彻底省去外部昂贵的晶振与外部复位电路。配合STC15单片机专用开发板, 可以方便的引出各个引脚, 连接各类外接设备与传感器。具有强大的拓展特性。
⑶Zigbee无线传输技术。Zig Bee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。[2]因此, 选用Zigbee技术作为本系统独立监测节点与计算机进行数据通信的通信协议。通过无线连接计算机, 本系统可以借助计算机的运算能力完成高级数据分析及其他高级功能。
3设计方案
⑴系统整体架构。本系统基本架构实物组件包含IAP15F2K61S2、超声波传感器HC-SR04、12864液晶屏、Zigbee模块、锂电池。本系统的设计充分利用了IAP15F2K61S2的可拓展性。组成一个既可以独立运行, 又可以连接计算机的一个使用场景灵活、低成本、可延展性高的人流量监测系统。
⑵人流量监测算法设计。考虑到单片机的性能局限性与准确性的平衡。本系统使用了基于矩形滤波、三角滤波的滤波算法, 解决了超声波传感器偶然出现的数值跳变问题带来的流量判定错误。
进行滤波之后获得了较为平整的数据列表, 但考虑到单片机系统片内存储空间的局限性以及系统单独使用时的可用性, 因此在数据处理时舍弃了大量中间重复数据, 并进行均值滤波, 将数据采样频率适当降低至满足单片机运算性能的水平而又不影响计算精度的频率 (由1k Hz降低至10Hz) 。流量判断算法处于循环运行状态, 此时的采样频率可以满足单片机同时完成流量判断与计算、显示设备刷新、通过串口的无线通信三方面的稳定工作要求。通过滤波与降低数据采样频率之后, 方可进入流量判断算法。流量判断算法置于初始化函数后的系统循环代码中。通过判定最新10个数 (即为从超声波传感器读取的遮挡物距离数值) 的变化趋势, 进而得出此时系统状态为有人进入、有人出门亦或是静止无变化状态。流量判断算法详述如下: (下列论述基于系统安装与门框内, 与铅垂线呈45°, 门框高度1950mm。系统静止初始值为1950*tan (45°) =2757mm。所有数值均允许±5%实验误差。实验示意图如图2)
有人出门:读取数据数组data[0]-data[9]。若呈上升趋势、数值最小值小于阀值 (阀值设定为700mm, 即遮挡物最大高度大于1.3m) 且出现从最小值跳变回初始值时, 判定为有人出门。执行室内人数减一操作。若连接了计算机, 则同时发送相应命令到串口, 使用计算机上位机程序记录事件时间并进行进一步操作。
有人进入:读取数据数组data[0]-data[9]。若出现由初始值至最小值 (小于阀值的某个数值) 的跳变, 且此后数值呈现上升趋势, 直至回到初始值时, 判定为有人进入房间。执行室内人数加一操作。若连接了计算机, 则同时发送相应命令到串口, 使用计算机上位机程序记录事件时间并进行进一步操作。
⑶上位机程序设计。本系统的上位机采用Microsoft Visual Studio 2010作为开发环境。
上位机程序不仅可以同步显示独立系统液晶屏上显示的人数实时数据。同时可以显示带有具体时间的人流量日志。人流量日志导出到Excel等软件中可以进行高级数据分析, 诸如绘制人流量曲线图, 以便生产经营管理者们调整经营策略, 优化服务质量。
参考文献
[1]张敏, 寇为刚.基于超声波的自动测距系统设计[J].自动化技术与应用.2011, (4) :106-110.
空中交通流量管理技术研究 篇5
【关键词】交通管理；空域分析；流量管理
【中图分类号】D035.37 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0032-01
一、研究背景
随着民航事业的发展和社会经济的需要，目前全国范围内新建机场不断增多，航空器的数量日益庞大，这使得本来就受了很多限制的空域资源变得尤为紧凑。目前很多空中交通管制部门都在对所辖区的流量及空域进行评估和研究，但收效甚微。当研究出先进的动态排序算法并建立统一空中交通管理系统实现信息共享经过一定流程后，加快空中航空器的运行效率以及提升对空域资源的充分合理利用。如下图所示为空域资源分配技术流程图。
二、对空域的科学管理技术
目前，对我国现行空域所进行的评估，主要是包括两方面的内容：一方面，空域安全性评估，在选取合适合理的的安全目标等级的基础上对空域安全性进行评估；另一方面，空域容量评估，即在假设可能发生的各种条件下，对空域容量值进行评估。
（一）空域安全性评估技术
直至目前空域安全性评估技术的研究来看，空域安全性评估的主要工作就在于研究航空器在空中碰撞的危险程度。具体而言，对空域中航空器在单位时间内的危险碰撞次数，通过对碰撞的量化处理，寻找出合理的安全目标等级，从而用以衡量空域的安全性。
国际民航组织经过长期以来的实践经验，以及多年来利用科学的数学模型运算评估空域状况，建立在如此的理论及实践的基础上，国际民航组织确定评估空域安全的重要方法是REICH模型。我国建立空域安全性评估也可采用此法。REICH模型依据各种情况的不同，将航空器的碰撞危险率分成三类：纵向碰撞危险率、侧向碰撞危险率和垂直碰撞危险率，而对于总碰撞危险率等于以上三类碰撞危险率加总和。求得总碰撞危险率即便能够计算单位时间内的碰撞危险次数，对比碰撞危险次数和安全目标等级，即可评定空域安全性。
（二）空域容量评估技术
通常，在研究空域容量评估时都会运用模型进行分析，常用的包括评估模型数学模型和仿真模型。对于数学模型来说，时空分析法将空域分成若干个空域单元，针对这些空域单元建立数学模型，用以评估这些空域单元的最大容量，整合数据并评估出空域的总体容量。近些年来，数学模型常常用于评估机场和跑道等简单的容量评估。对于仿真模型来说，常用的仿真模型包括分析仿真模型、蒙特卡洛仿真模型、连续仿真模型以及离散事件仿真模型，这些模型的运用分别针对特定的评估内容，如空域单元的实际容量、延误程度、冲突情况等，具有一定的针对性的进行评估。
三、空中交通流量管理技术的策略研究
疏导是空中交通流量管理技术的关键之处。空中领域是一定的，但是单位时间内航空器的数量是可以通过人为梳理的，因此，提高空中交通流量管理技术，必须建立在疏导空中交通流量的基础之上。目前研究所得的合适的疏导空中交通流量途径主要有两方面。第一，对一定区域内的空中交通活动从数量上进行约束控制，从而降低空中交通中的航空器的密度，提高空中交通的安全性，降低发生空中交通危险事故的几率。第二，统筹建立全面性的合理性的空中交通活动计划，如下图所示，采用排队理论优化空中交通活动顺序，实现空域资源的优化配置，尽量降低个体空中交通活动对发挥群体空中交通活动效用的不良影响，保障空中交通的顺畅，尽量避免出现空中交通阻塞，提高整个空中交通资源的使用效率。
（一）空中交通流量的前期控制
根据空中交通流量分布规律和空中交通活动计划，评价空中交通活动个体对群体的影响，预先采取调整飞行时刻、改变航线和巡航高度等流量管理措施。
（二）实施前的流量控制
定期对空中交通活动的密度进行统计分析，对个人交通活动以及群体的交通活动进行预测，并为日后交通活动的计划做安排计划，合理协调空中交通活动的进行。
（三）实施中的流量控制
在空中交通活动过程中，根据空中交通密度实况，和对空中交通密度变化情况的短期预测，评价相关空中交通活动个体对群体运行的影响，必要时也可临时调整相关空中交通活动计划，对部分空中交通活动采取适当的空中或地面延误措施。
四、空中交通流量管理技术趋势及方向
（一）不断优化群体空中交通活动
传统空中交通流量管理的技术手段和政策都侧重于对空中交通活动的限制。但随着技术的发展，在拓展空中交通活动空间、改进空中交通管理技术的基础上，空中交通流量管理将实现从限制空中交通活动向优化空中交通活动的群体、提高其安全性以及经济效用。
（二）建立空中交通流量管理的新型协商机制
现有空中交通流量管理技术是空中交通管理者单方面的任务，今后随着CNS/ATM系统的普遍应用，空中交通管理者的职能将会产生相应的变化，空中交通经营者和空中交通活动个体将有能力和有必要介入空中交通流量管理工作，利用空中交通流量管理的协商机制，充分发挥自由飞行技术的效能。
（三）加强与空中交通经营者的合作
智能流量管理系统论文 篇6
流速流量测量工作是水文环保等部门的一份重要工作, 随着信息和网络化技术的迅速发展, 对数据测量的准确度和时效性, 仪表功耗, 通信, 数据存储, 数据管理等方面提出了新的要求。旋浆式流速仪是通过一种旋浆传感器提供脉冲信号的一种测量流速的方式, 主要用于明渠的测量, 是国家标准《河流流量测量规范》推荐的测量方法之一。为满足新要求, 通过采集旋浆式流速仪的相关信号得到流速, 采用部分面积法计算流量, 设计了高性能低功耗智能流速流量仪系统。仪表能够在流速测量完毕后自动进行流量的计算和相关数据的保存, 实现无纸记录功能, 能对多组测量结果在仪表内保存, 将数据上传计算机, 实现了数据的长期保存, 方便数据管理。
1流速、流量测量原理
测流的基本原理是通过采集流速仪信息后计算得到测点流速, 测点流速可用式 (1) 计算得出。
式中:水利螺距K和每信号转数n是流速仪固有的两个参数;阻力系数C是流速仪检定部门在对给定的流速仪检定后给出的校正量;T是单次测量的实际延时;A是在实际测量过程中流速仪发出的信号脉冲数。
在实际的河流流量测量中, 测点流速一般不等于截面平均流速, 河道的截面积也不是规则的矩形或梯形, 用一个测点的流速取代整个河道截面的平均流速直接计算时误差很大。通过部分平均流速与部分面积相乘, 可得部分流量[1]。总流量可用式 (2) 计算得出。
式中:Vi为部分平均流速;fi为部分面积;qi为部分流量;Q为截面总流量。
在部分平均流速一定的条件下, 部分流量的准确度取决于部分面积的准确度, 为提高部分面积的准确度, 将部分面积作进一步划分, 采用在两测速垂线点间加设若干条测深度不测速度的垂线, 如图1所示, 在垂线平均流速Vm2与Vm3间加设测深垂线H3, H4, 由定积分原理知道, 加设的测线数越多部分面积就越准确, 得到的部分流量就越准确, 从而截面流量的就越准确。
2系统硬件的设计
系统主要由3大部分组成:仪表, 上位机以及数据库EXCEL表部分组成。仪表部分主要由信号采集电路, 按键电路, 汉字显示等电路组成。其中信号采集电路是该系统的一个关键电路, 负责信号的采集、抗干扰处理和AD转换。该信号采集电路, 在盐碱含量较高的水质中, 也能有效克服克服对于水电阻变化而引起的电信号的变化, 能有效地降低干扰信号带来的影响, 扩大了该仪表的使用场合, 具体说明参见文献[2] 。重点对以下几部分相关介绍。硬件结构如图2所示。
2.1USB接口电路
方便采集数据的存储管理和通信方便, 设计了USB接口电路, 如图3所示。采用 Cygnal公司的CP2101, 它是UART-USB桥接芯片, 该芯片将UART串口信号转为USB信号送计算机, 计算机安装芯片厂商提供的驱动程序, 直接安装以后, 扩展出一个虚拟串口与仪表通信。CP2101与单片机接口是标准电平, 与计算机的端口连接的是USB标准电平, 因此, 无论与3 V还是5 V供电的单片机连接都不需要电平转换。
2.2电源变换电路
流速流量仪在野外环境使用, 由于受巡回检测环境条件的限制, 只能选用电池供电, 因此降低仪表的功耗, 延长电池使用时间成为仪表研制中的重要问题。选择MAX757电源转换芯片, 组成电路如图4所示。MAX757是DC-DC电源转换芯片, 该芯片具有自身功耗小、转换效率高、输出功率大、输出电压稳定等特点。它能将2～6 V的输入电压转换为输出2.7～5.5 V的可调电压, 保证仪表的供电电压为5 V左右。应用表明电源转换效果良好, 提高了电池的使用率, 延长了仪表的工作时间。
3系统软件设计
软件设计设计部分主要分为仪表部分软件设计和上位机系统软件设计, 仪表软件流程图如图5所示。
下位机软件部分主要有信号处理模块, 计算模块, 无纸记录模块, 数据保存与浏览模块等组成, 通过主程序的调用来实现各模块功能。主要对以下几个重点部分做简要介绍。
3.1信号采集模块设计
测量中, 流速较高时采集脉冲信号数, 流速较低时测量信号周期, 从而使在各种流速下流速测量精度均得到保证。采用查询方法对脉冲计数, 在读取信号下降沿和上升沿时采取了软件去抖动的措施。当第一个脉冲下降沿到来时启动定时器T0开始计时, 测出单个脉冲的周期, 这一周期用来确定采样周期, 也作为脉冲周期用于周期流速计算。每次测量开始时比较实测时间和设定测量时间, 若设定的测量时间没到就继续测量, 否则结束测量。
3.2部分面积法的流量计算模块的设计
测量前需要设置测速总数Nv, 依此得到部分面积的个数, 再设置部分面积上需要加设的只测深不测速的垂线个数n1…ni, 由Nv和ni可以得到总的垂线数和相应的间距数, 最后设置各垂线深h0…hi和间距d0…di的值, 为此编程时需要设置三个状态变量, 来确保正确取值, 之后便可以进行流速的测量。等到Nv个流速测量完毕之后, 自动进行总流量计算。以上所有参数可以在测量前设置好, 也可以根据实际情况边测量边设置。
3.3无纸记录模块
该模块实现的功能是对多组测量结果的保存和浏览, 一组测量结果对明渠而言, 是指完成一次河道截面流量测量中所需要设置的参数 (仪表参数K、T、C、N, 测量参数Nv、两测速点间的测线数n1…ni、测线深h0…hi、d0…di) 和原始数据 (测量时间, 信号个数n, 若干流速值, 一个流量值) , 多组测量结果保存所需要的空间很大, 次序不能错, 必须设计合理的编程方法, 合理的规划内存空间。仪表测量过程中产生的部分数据先暂存在单片机的数据RAM存储器里, 考虑到数据RAM存储器只有1KB的空间, 而一组测量结果记录所需要的存储空间就需2KB多, 所以在测量中产生的部分数据以数据添加的方式写入FLASH中特定地址空间里, 一组测量工作完成后, 将该空间的数据整体移入FLASHL内其他地址空间, 数据移入该空间的过程同时也是对该空间原有数据的擦除的过程。60KB FLASHL空间中有30多KB的连续空间被分割为不同地址的空间。30 多KB的存储空间足够满足一次或多次野外工作的数据存储, 所以不需要额外扩展存储器。
3.4通信模块
通信部分主要指数据格式转换和串口通信。数据在单片机FLASH中的存储格式以BCD码和浮点数方式存储, 数据以ASCII码格式送单片机发送缓冲区, 通过USB总线依次将数据发送到计算机中。传送过程中数据是以一组测量结果为单位上传, 依次传送, 这样便于上位机数据处理, 方便编程。
3.5上位机系统
在上位机中编写人机交互界面、数据库以及EXCEL数据表生成程序。通过人机交互界面将数据添加到数据库或选择添加到EXCEL报表, 自动生成“测深测速记载及流量计算法报表”, 从而实现测量数据的存储和管理功能。
4仪表验证与结论
某水文水资源勘测局分别在不同水文站对该智能流速流量仪进行现场比测实验, 比测试验结果如下。
(1) 24份流量测验中最大相对误差4.1%, 最小相对误差-0.25%, 系统误差1.41%, 流量计算仪所测流量与常规法所测流量相关系数为0.999。具体分析见:比测试验手工记录流量与流速流量仪流量相关图6 (a) 。
(2) 36份测点流速测验中最大相对误差3.2%, 最小相对误差0, 系统误差1.2%, 流量计算仪所测测点流速与手工所测测点流速相关系数为0.999。具体分析见:测点流速比测试验手工记录测点流速与流速流量仪测点流速相关图如6 (b) 。
从比测试验结果看, 该仪表所测流速和流量精度满足国家河流流量测验规范要求。
5结语
高性能低功耗智能流速流量仪系统, 成本低, 体积小、重量轻, 功耗低、便于随身携带, 稳定性高、抗干扰能力强, 提高了数据测量精度, 同时满足在盐碱度高的水质中的测量要求。采用USB总线通信提高了数据传输的准确度和速度, 可保存多组数据, 并生成相关报表, 无纸记录, 大大增加了实测流量使用的时效性, 提高了数据管理质量。
参考文献
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智能流量管理系统论文 篇7
一、系统结构及功能
系统由流速检测装置、水深检测装置、缆车驱动装置、信号处理设备、网络设备、供电设备和测控软件组成。系统结构如图1所示:
系统特点及功能简介:
1、在自动方式下,按照用户设定的测点数量和测量时间自动完成河道断面实时流量数据的测量,将该数据在软件界面上显示,实时累计之后的河道实时的过流总量,并存储相应数据,供用户进行历史数据查询和生成统计报表以及打印。
2、在手动方式下,由人工操作相应按钮控制缆车进行河道断面实时流量数据的测量,并实现其他与自动方式下相同的功能。
3、缆车保护舱具有防止破坏的报警功能,同时在缆车进行流量测量的过程中有声光形式的报警设施对现场周围的工作人员进行提醒和警示。
4、系统通信使用光纤信道,在此信道发生故障时将自动切换到无线GPRS信道通信,保证系统数据的连续性。
5、系统电源留有太阳能供电的接口,可为系统不间断工作提供保证。
6、系统安全性能高,自检、自诊断功能能及早发现设备故障,避免发生事故,局部故障不造成错误输出,并能自动报警。
二、系统硬件组成
1、流速检测装置
流速检测装置由两部分组成:插入电磁式流速传感器和电磁流量转换器。
利用电磁线圈在垂直于水流方向的平面上产生一个磁场,当水流穿过该磁场时做切割磁力线运动,从而产生感应电流,水的流速越高则该感应电流越大,如果水是静止的则无感应电流,通过信号转换电路将传感器采集到的感应电流进行放大、处理后变成可被信号处理设备读取的标准信号。图2
v———液体的平均流速(m/s)
B———磁场的磁通密度(T)
D———导管的内径(m)
2、水深检测装置
水深检测装置的核心部件为拉力传感器。拉力传感器一端接钢缆,一端接流速检测装置以及重锤,当钢缆向水面放时,拉力传感器承受流速检测装置以及重锤的重量,一旦重锤接触到水面,水面会对其产生一定的浮力,此时拉力传感器所承受的重量会有一定的减少,通过放钢缆电机上装的编码器记录下此时的读数,当重锤接触到河床时,拉力传感器承受的力将为直接降为零,用此时编码器的读数减去编码器上一个记录值便是此测点的实际水深数据。
3、缆车驱动装置
缆车驱动装置由四组直流电机组成。其中两组用来控制缆车保护舱舱门的开启与关闭;一组用来控制缆车水平方向的移动;一组用来控制缆车钢缆向下的收放。
保护舱舱门开启与关闭的行程依靠分别安装的开启和关闭限位开关加以直接控制,以防止电机轴联构件的损坏。
水平缆车的移动由两端的限位开关加以保护,中间位置由用户通过软件进行设定。
垂直方向收放钢缆的电机轴上装有旋转编码器,用以实时检测钢缆收放的长度,同时也供水深数据的检测用。
4、信号处理设备
信号处理设备为可编程序控制器(PLC),对检测数据的采集由其模拟量输入模块实现,对电机的动作控制则由I/O输出点加中间继电器实现。
系统采用两套施奈德的TWIDO系列PLC,一套为主站,一套为从站,之间通过RS485总线实现数据传输。主站PLC安装于缆车保护箱内,从站PLC安装于缆车内部,随同缆车一起运动。
5、网络设备
系统数据传输是通过无线GPRS与远程用户端计算机直接实现数据互传。
GPRS业务在远程突发性数据实时传输中有不可比拟的优势,特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔非频繁的大数据量的传输。GPRS最大的特点就是“永远在线”。GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源,只需按数据通信量付费,而无需对整个链路占用期间付费。实际上,GPRS用户可能连接的时间长达数小时,却只需支付相对低廉的连接费用,可使用户的使用费用大大降低。
6、供电设备
系统供电以市电为主,留有太阳能供电接口。太阳能供电设备主要由太阳能电池板和电源智能控制器等组成,具有稳定高效的光电转换效率。(图3)
7、系统安全性设计
系统的安全性设计主要从以下三方面:
(1)接地系统:系统保持接地装置和接零装置可靠而良好的运行,对于保障人身安全和设备安全有十分重要的意义。
(2)防雷系统:防雷系统包括室外设备防雷和室内设备防雷两部分。
(3)抗干扰措施:采用输入信号匹配技术、光电或电磁隔离、硬件滤波、软件数字滤波等技术手段保证信号的平稳与畅通。
三、系统软件设计
1、开发平台
电磁式位移传感自然河道智能测流系统是比较典型的工业控制系统,根据目前工业控制行业的发展状况来看,用组态软件作为工业控制系统上层软件系统的开发平台,已经成为工控行业的发展趋势。本系统选用市场占有率比较高的Wonderware公司的In Touch组态软件作为系统的上层软件系统的开发平台。Wonderware公司的In Touch组态软件具有功能强大、开发简化的特点,并具有良好的兼容性和可扩展性,被广泛应用于世界各国的180000多个设施,涵盖了几乎所有的行业,同时,在国内比较大型的工业控制系统中也不乏大量的成功案例,例如昆明卷烟厂生产二部MES系统、浙江天然气管线监控系统、以及黄河下游引黄涵闸远程监控系统等。其主要特点如下:
(1)提供一个开放的、灵活的框架满足各类管理系统的要求;
(2)降低工程开发成本和维护费用,延长自动化系统的工作寿命;
(3)32位I/O服务器其Suite Link协议提供了高度可靠的、易用的、经过性能优化的数据通信能力,还提供与其它OPC客户机和服务器连接的能力;
(4)它符合FDA 21 CFR第11部分的要求,把Microsoft Windows安全模型扩展到物理设备层上,提供专门符合工厂要求的安全属性;
(5)它可以更有效地管理制造信息管理系统,同时减少工程工作。
2、运行平台
本系统将在Wonderware公司的In Touch组态软件基础上,进行二次开发,从而形成一个适合于插入电磁式位移传感自然河道智能测流需求的运行平台。此运行平台的主要功能包括为各个内部、外部系统以及底层硬件设施提供I/O服务,实现所有监控数据的统一管理,为系统数据的存储提供解决方案,使整个系统的配置实现集中、统一管理,为系统提供安全策略管理,以及进行系统维护等。该运行平台具有以下优势:
(1)统一控制和集中管理,任一级的设备故障不会影响其他系统的正常使用;
(2)有较强的分布式监控和报警能力;
(3)实现远程维护,减少系统的运行成本,大大缩短系统的开发周期;
(4)有利于系统扩展、集成和保护投资。
五、结束语
该系统的研制成功使黄河两岸具备了高科技含量的水利自动化测控设备,取代了以往的人工操作,在确保黄河自然河道测流的精确度和安全性需求的同时,大大提高了水利工作者的工作效率和精细程度。对黄河流域的流量测量工作产生产生重要影响,可以大大提高黄河水资源供需双方结算管理的工作效率和管理水平。
参考文献
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智能流量管理系统论文 篇8
传感技术在当今科学领域及实际应用中占有非常重要的地位,各种传感技术早已广泛应用于各个学科领域.其中,FBG(fiber Bragg grating.光纤布拉格光栅)传感技术作为一种新型的传感技术,正受到越来越多的关注[1].FBG传感技术是指:以光纤为载体,在光纤内部的局部区域写入光栅,利用该区域光栅反射或透射布拉格波长光谱的相关特性来实现对被测结构的应力应变与温度量值的绝对测量[2].其主要优点包括:(1)能抗电磁干扰,抗腐蚀,可用于开放结构中;(2)使用寿命长;(3)可实现远距离的监测与传输,信号损失极小;(4)在检测中具有优异的变形匹配特性,其动态范围大(可以达到103微应变),线形度好.使其广泛应用于应变、温度、压力、超声波、冲击力、加速度和强磁场等物理量的测量中[3].
针对工程应用中的实际需要和现有技术的不足,提出一种智能车流量检测系统.而在实际实验中发现传统传感器都存在弊端,例如感应线圈易受到冰冻、盐碱或繁忙交通的影响,寿命一般为2年,之后要破坏路面,重新铺设;超声波传感器容易受环境的影响,当风速6级以上时,反射波产生漂移而无法正常检测;探头下方通过的人或物也会产生反射波,造成误检;红外传感器工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作.所以尝试将FBG传感技术应用于该系统,使得传统的电类传感器对恶劣环境敏感的问题得到了解决,并具有结构简单、稳定可靠、识别准确、响应速度快、后期维修成本低廉等优点.
1 设计原理及系统框图
FBG光纤光栅传感器采用了波长调制,因此克服了传统的光强型和干涉型光纤传感器测量精度受光纤弯曲和连接损耗影响相位测量模糊等缺陷.光纤光栅传感器的原理如图1 所示.
利用光纤材料的光敏性通过紫外光侧面或相位掩模的方法在光纤纤芯上刻写一段光栅,当光源发出的连续宽带光通过传输光纤时,在光栅处有选择地反射回一个窄带光,其余宽带光继续透射过去在下一个具有不同中心波长的光纤光栅处进行反射.多个光纤光栅阵列形成光纤光栅传感网络,由耦合模理论可知,只有满足布拉格条件如式(1)的光波才能被FBG反射:λB=2neffΛ (1)
式中,λB为FBG 反射光波中心波长;neff为纤芯的有效折射率;Λ为光栅周期.从式(1)中可以看出当纤芯的有效折射率neff 或者光栅周期Λ改变时,中心反射波长也会相应的改变,而FBG 的neff或者Λ会受到外界的温度或者压力等因素变化的影响而改变,也就是说光纤光栅反射光波中心波长的变化反映了外界被测信号的变化情况.光纤光栅的中心波长与温度和应变的关系为
式中,αf为光纤的热膨胀系数,
可见温度、应变的变化都能引起光纤光栅Bragg 波长的变化.如果两者同时作用仅利用式(2)的波长变化量不能够实现对温度应变的正确区分,而且噪声具有统计随机性,将造成较大误差.故实验采用位于同一环境温度的双光栅FBG1和FBG2,其中光栅FBG1为窄带的,用来检测路面车辆的有无,光栅FBG2为宽带光栅用来作为参考和判决器件,作为消除温度影响的滤波器,以解决光纤光栅的温度应变交叉敏感的问题.光栅FBG1的波长比光栅FBG2的波长短,ASE宽带光源发出的光信号通过环形器连接依次经过FBG1和FBG2,当FBG1上没有车辆作用时,FBG1和FBG2的光谱相互错开,在接收端检测光强最低.当FBG1上有车辆通过时,光谱中心波长向长波长漂移,造成与FBG2的重叠,接收端检测到的光强最强,FBG2起判决作用[4].根据检测到的光强大小,通过光电转换和电路处理,最终实时显示有无车辆通过,并可以累计某段时间内车辆流量大小 (系统结构如图2所示) .
2 实验及数据
2.1 实验装置
2.1.1 光源
通常光源部分是光电仪器中的关键部分,它的作用是产生带有某种特性的光信号,而光源光信号的特性是决定选用何种光电传感器的主要依据,光源的选择要依据介质的类型和光谱特性,正确选用光源是光电仪器满足使用要求的基本保证.
在选择光源时主要考虑光源的光谱能量分布特性.采用非相干光源照明,光源的光谱分布应与接收器的光谱响应相匹配.主要目的是为提高检测信号的信噪比.若接收器的响应峰值波长与光源的波长匹配得很好,则在其他波长上出现的“噪声”引起的响应很小.在光纤光栅传感中,由于传感量是对波长编码,光源必须有较宽的带宽和较强的输出功率和稳定性.
此方案采用EDFA(掺铒光纤放大器)-ASE光源.由于其在1 530～1 570 nm波长范围内的输出较为平坦,且均大于10 mW,所以方案使用此波段的光输出.除此之外,它还具有噪声系数小、输出功率稳定、环境稳定性好等特点.
2.1.2 光栅
在实验中,光纤光栅的选取至关重要,FBG1上无受力时,窄带光栅FBG1与宽带光栅FBG2波长无重合;FBG1上有受力时,窄带光栅FBG1频谱右移与宽带光栅FBG2波长重合;窄带光栅频谱不易离宽带光栅频谱太远,否则,FBG1会由于受力过大而折断;也不易离太近,否则光栅对受力太敏感,导致车辆判断出错,因此选择如表1所示参数的光栅.FBG1、FBG2光谱见图3、图4所示.
2.2 光路实现
光纤光栅用于采集车辆信息,图5为光路的实现方法,光栅FBG1用来检测车辆的通过情况,光栅FBG2用来作为参考光栅,光源发出的光信号通过光环行器C1、C2连接依次经过两光栅,即宽带光源的光经过FBG1滤波后的光输入到FBG2,再经过FBG2滤波后输入到光探测器中,光探测器接收到的是FBG1和FBG2的重叠积分值;当光栅FBG1上无车轮作用时,两光栅光谱相分离,无重叠部分,输出光源最低;当光栅FBG1上有车轮作用时,FBG1在应力作用下,波长向长波长移动,而光栅FBG2的光谱没有变化,两光栅的光谱重叠,接收端检测到的光强变强[5].
2.3 测量结果及分析
实验装置示意图如图2所示.ASE是宽带光源,光从FBG1发出,无压力时,两光栅光谱如图6所示,2个光栅中心波长相互错开,反射无重叠,接收端探测到光谱如图7所示.当有压力时,窄带光栅FBG1的短波长向长波长漂移,当FBG1反射谱进入FBG2反射谱的波长范围时,如图8,接收端检测到的光谱如图9,光栅FBG2起判决作用.
根据检测到的光强大小,通过光电转换和放大电路,变成习惯并方便处理的电压信号,再应用单片机对采样的信号进行处理,可以看到当光纤光栅感测到压力时,其中心波长向长波方向发生了明显的漂移.在实验中,将采样频率设置为l kHz,连接光电转换及模数变换后,每隔一段时间给FBG1的探头施加一次压力信号.当传感器感测到压力信号时,输
出高电压信号;没有压力作用时是低电平.再与后面的数据处理电路进行连接,经过不同车型数次过车实验证明:该交通流量见识系统识别准确率达100%.
3 结 束 语
根据目前传感技术现状,以及在智能车流量检测系统实验中遇到的问题,提出了一种符合实际需要的光纤光栅传感系统.系统通过2个光纤光栅传感器按照一定的串接方式组合,解决了FBG温度及应变传感测量中的交叉敏感问题,并利用中心反射波长受应力变化灵敏度高的特性,构建了一种新型传感系统.与后面的数据处理电路进行连接,经过不同车型数次过车实验证明:该交通流量见识系统识别准确率达100%.该系统能有效解决了传统的电类传感器对恶劣环境敏感的问题,具有结构简单、成本低廉、识别准确、抗潮湿、抗粉尘和抗电磁干扰等优点.
摘要：探讨了光纤布拉格光栅(FBG)传感技术在公路交通流量检测监视系统中的应用和FBG应力传感中温度交叉敏感的问题.首先从理论上分析了光纤光栅传感器的结构和原理,然后通过实验研究并搭建实验系统,经反复测试最终取得了理想的实验结果.利用不同车型的数次过车实验,证明该识别系统识别准确率达100%,且该系统不怕潮湿、粉尘、抗电磁干扰,有望替代现有的电类产品,在工程实践中获得广泛应用.
关键词：光纤布拉格光栅,传感器,波长漂移
参考文献
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智能电磁流量计技术探析 篇9
关键词：电磁流量计,抗干扰性,信号处理
电磁流量计是以法拉第电磁感应定律为原理测量导电流体体积流量的速度式流量计, 自从电磁流量计进入市场, 其性能就在不断完善, 这是市场需求下的科技推动, 如今电磁流量计已经成为一项技术成熟且得到广泛应用的新一代流量仪表。下文对电磁流量计的三个方面展开分析, 以求将更新的科技引进到智能电磁流量计的应用中, 满足市场对流量监测的高精度要求。
1 励磁系统
在电磁流量计中, 其抗干扰性和零点稳定性都取决于励磁方式, 而且励磁系统还是传感器工作磁场的产生单元。励磁技术的发展目前经历了以下几个阶段。直流励磁技术能使励磁磁场维持恒定状态, 其利用直流电源或者永磁体给电磁流量传感器励磁绕组供电, 直流电压信号就是这种流量计感应的流量信号。这种方法简单可靠, 对工频的抗干扰能力强, 而且可以忽略其流体中的自感现象。但是这种方式也存在问题, 其会产生固定正负极性, 会使被测介质发生电解从而减弱流量信号电势, 并发生电极极化电势漂移影响信号处理工作。工频正弦波励磁的供电利用了50Hz工频正弦波电源, 其能够消除极化现象, 减少了传感器内阻并大大降低了电极电化学电势的影响, 从而使信号的放大处理更加容易, 但工频正弦波励磁的缺点是其会产生电磁感应干扰和噪声。低频矩形波励磁是目前电磁流量计中应用最广泛的方法, 其无干扰和噪音, 基本不会产生极化效应, 信号方法处理较为便利。低频三值矩形波励磁利用了励磁波形, 波形周期为工频周期的固定倍数, 波形变化规律为正-零-负-零-正。这一方法提高了零点稳定性, 而且其变化规律能够有效消除极化电势。双频矩形波励磁方法的零点稳定性是非常优良的, 但会发生电极的接触电势突然变化现象, 从而发生干扰和噪音。
动态励磁技术是在三值矩形波励磁的基础上, 根据现场流体状态自动调整励磁频率, 以提高测量稳定性。目前工业现场管路复杂, 阀门、弯头、分支管、变径管等对流体流态影响较大, 且工业现场直管路相对较短, 不足以消除以上组件对流体的扰动, 在此环境下工作的电磁流量计往往稳定性差, 需要手动设置阻尼系数以提高测量稳定性。但阻尼会带来流量测量跟踪速度慢的缺点, 无法及时反应流量的变化。动态励磁技术则很好的解决了阻尼的缺点, 当流体波动大时, 自动增大励磁周期, 提高测量稳定性的同时又具有快速响应的特点。个别复杂环境则需同时借助动态励磁技术及阻尼设置来提高液体测量的稳定性。
2 信号处理系统
电磁流量计信号处理系统的工作原理为:前置放大电路对接收的流量信号进行处理, 抑制噪声和干扰的同时放大收到的微弱流量信号, 整形电路将差动的双端流量信号变换为单端的流量信号, A/D转换电路将流量信号变为数字量, 数字量进入单片机进行数字运算后, 得到流速值和流量值。
电磁流量计测量液体的电导率一般≥50μS/cm, 自来水的电导率约为500μS/cm, 以此为基础搭建的信号处理系统往往无法测量软化水 (电导率低于50μS/cm, 纯水的电导率约为10μS/cm) 或其他低电导率液体的流量。而专为低电导率液体测量设计的电磁流量计 (测量液体的电导率≥5μS/cm) 在测量高电导率液体时, 因为电路自身原因而带来很大的测量误差。智能信号处理系统的引进则很好的解决了上述问题, 通过检测液体的电导率, 根据电导率自动选择滤波电容、电阻、电路放大倍数, 满足不同电导率液体流量测量, 提高测量精度。
3 误差修正技术
电磁流量计的误差修正方法为零点校正及基本误差修正相结合的线性修正方法。用公式表示为V=k E-V0, 其中V表示液体实际流速, k为基本误差修正系数, E为实测流速转换的数字量, V0为零点偏移量。在此误差修正的基础上, 根据流量计传感器特性进一步引入流量分段修正方法, 根据JJG1033-2007《电磁流量计》计量检定规程, 将流量检定点分为Qmax (流量测量上限) 、Qmin (流量测量下限) 、0.1Qmax、0.25Qmax、0.5Qmax和0.75Qmax。根据以上测量点将流量计进行分段线性修正以满足测量精度要求。
传统电磁流量计的流速测量范围为0.3m/s~10m/s, 在某些现场中, 实际管道内流体的流速往往低于0.3m/s的流速测量下限。在这种低流速环境下, 用以上修正方法将很难满足流量测量精度要求, 而依据电磁流量计传感器特性拟定修正曲线, 采用曲线公式方法进行低流速误差修正, 则能更好的满足测量精度要求。
4 结束语
智能电磁流量计在以上三种技术的共同作用下, 性能得到进一步提升, 能够满足更苛刻的现场环境测量。
参考文献
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浅析加强企业现金流量管理 篇10
关键词:企业现金流量;企业现金管理
在市场经济条件下,企业的现金流转情况在很大程度上影响着企业的生存和发展。现金是一种稀缺资源,在企业经营过程中,从现金的投入到整个生产过程以及销售的实现直至现金的回收,在这一系列环节中现金流量的充足性及其有效性最终将影响到企业的生存和发展。企业现金充裕,就可以及时购入必要的材料物资和固定资产、及时支付工资、偿还债务、支付股利和利息等;反之,轻则影响企业的正常生产经营,重则危及企业的生存。现金流量是企业的血液,缺乏血液,机体会病变甚至死亡。纵观企业的发展史,我们不难看出,虽然那些经营失败的企业有着这样或那样的失败原因,但它们最终都会表现为由于缺乏足够的现金而陷入财务危机,以至最后不得不退出市场的舞台。企业的破产就是以企业法人不能清偿到期债务,并且资产不足以清偿全部债务或者明显缺乏清偿能力为破产条件的,而人们往往以为是以企业资不抵债为破产条件的。由此可见,现金流量是至关重要的,现金流量信息已经成为财务管理与企业战略的一个重要方面,受到企业管理人员的重视。
一、当前企业现金流量管理存在的问题
(一)现金预算管理流于形式
预算管理可以优化企业的资源配置,全方位的调动企业各个层面员工的积极性,是促使企业效益最大化的坚实的基础。然而,很多企业的现金预算缺乏企业战略的正确指导,仅仅对单个项目现金流量进行预算,没有把现金预算与其他预算综合起来,更没有把项目的现金预算与企业的综合现金预算结合起来,影响了企业经济效益的提高。
(二)现金流量管理未受到高度重视,资金散乱及使用效率低下
大多数企业随着规模的不断扩大,资金集中管理的需要和内部资金分散的现实矛盾越来越成为企业管理中十分突出的问题:
1.企业内部单位多头开户、账户众多,造成资金分散,运转速度迟缓,资金管理严重失控
2.投资决策没有经过科学民主的决策,盲目搞多元化战略,造成投资失误多,损失严重,现金更加匮乏
3.资金沉淀过多,应收款和库存量过大周转缓慢、企业盈利能力下降
4.现金流量的管理与控制的重要性认识不足,致使有些企业虽然从会计报表上看盈利的,但由于资金的流动性极差,负债率高,现金匮乏,造成企业濒临倒闭
(三)监控不力,缺乏事前、事中的严格监督
目前,大部分企业尽管设置了一些监督职能和监督岗位,也制定了许多监督制度和规定,但因各种原因难以及时有效的发挥作用。相当一部分企业在重大投资等问题上没有形成有效的决策约束机制,即个人说了算和控制脱节。还有的企业资金入不敷出,靠借款来维持生产经营,财务风险日益加大
二、加强现金流管理的对策
(一)树立企业理财新理念,做好基础管理工作
企业管理以财务管理为中心,财务管理以资金管理为中心,资金管理以效益管理为中心,这一理念应成为管理者的共识。而讲求资金的使用效益,就是现金流管理的基本目标,企业应尽可能增加一定时期内经营活动的现金净流量,以较少的现金流出量取得较多的现金流入。具体环节上,要做好银行日记帐和现金日记帐的日清月结,做好企业与银行的对帐工作及往来帐的清理工作。加强与银行等金融单位的联系和协作,利用商业信用形式进行融资,还要注意非商品交易产生的信用方式的运用。加强货款回收工作,对应收帐款应有专人管理,确保没有“坏帐”或尽可能最小,确保自有资金来源。管好活资金,提高资金使用效益,随时了解企业现金流量、库存、销售、应收帐款等。科学安排资金、有效运用资本、降低资金成本、提高使用效率是现金流量管理的基础管理工作。
(二)从现金收支两方面入手,提高现金净流量,建立现金流量考核指标体系
1.强化物资管理,缩短存货周转期。企业应坚持小库存、优库存、快周转的原则,强化定额管理,使物资储备既能满足生产需求,又能缩短存货周转期,节约存货资金占用,提高资金经济效益。
2.加强应收账款的管理工作。企业应当考虑如何既利用应收账款吸引顾客,又缩短收款时间,在这两者间找到适当的平衡点。
3.利用商业信用、短期贷款、银行承兑汇票等多种方式调剂现金余缺,盘活现金流。企业购货时,可在对方给定的信用期限内,在不影响信誉的前提下,尽量推迟支付的时间,可采用现金支付与银行承兑汇票结合的方式,同时可考虑充分利用商业信用和短期贷款解决现金的不足。
4.在一定时期内对现金流量管理至少能做到及时偿还到期债务,在较长期限内对现金流量的管理应能实现企业现金流量充足性和有效性目标。具体可以通过一些财务分析指标,如:流动性指标、获利性指标、财务弹性指标和收益质量指标来分析现金流量是否正常。
(三)建立企业资金结算中心,加强资金调控
企业资金结算中心是根据企业财务管理和控制的需要,在企业内部建立的资金管理单位,为企业及各内部单位办理资金融通和结算,以降低资金成本、提高资金使用效益。企业应取消各基层单位、各部门的银行账户,统一由成立的资金结算中心统收统支,进而盘活存量资金,用好增量资金,减少沉淀资金,提高资金的使用效益。通过加强资金集中管理与调控,企业可以从总体上把握资金的状况,为公司的重大决策提供依据。实行资金统一调控后,可调剂出一部分资金作为内部信贷资金,以减少银行贷款、节约财务费用。
综上所述,现金流量管理对企业的发展具有重要的现实意义,优良的现金流量管理对企业的筹资、投资等经济活动具有很大的现实指导作用。企业要想在当前的市场条件下把握先机,必须将现金流量管理作为财务管理的核心,努力完善现金流量管理机制,发挥现有资金的最大效益。
参考文献:
[1]王伟.浅谈现金流量管理问题及对策[M].中国集体经济,2009,(7).
[2]韩铭馥.经营性现金流量管理问题的探讨[M].太原城市职业技术学院学报,2009,(3).
[3]刘凤娥.现金流管理存在的问题及解决办法[N].首都建设报,2008,(12).
[4]刘素梅.对企业流动资金管理的思考[J].财会研究,2008,(10).
智能流量管理系统论文 篇11
关键词：智能流量压力温度控制器,平衡流量计,高性能
0 引言
智能流量压力温度控制器是把传统流量计进行了改进和升级, 是将平衡流量计和智能传感器集成一体的流量计, 是对传统流量测量技术的一场革命。
1 概述
智能流量压力温度控制器是由沈阳北星仪表制造有限公司研发的最新型流量计。它由温度传感器、压力传感器、流量传感器、压力调节阀及显示器组成。
2 结构组成
2.1在控制其中, 流量测量部分采用世界最先进的流量计, 即平衡流量计。由于平衡流量计有多个函数孔径, 能够最大限度的将流场平整流成理想流体, 因此, 淋漓尽致的发挥了压差式流量计的优势。几乎所有的流体测量都可以采用平衡流量计, 因此, 它是一场技术革命。
2.2控制器中温度测量部分采用灵敏的PT1000铂电阻温度传感器。分辨率可以达到±0.5度。
2.3压力测量部分采用德国进口的陶瓷压力传感器, 精度可以达到0.5%级。
2.4压力调节阀部分可以不通过测量管路上其他的调节阀进行调节, 控制器本身的压力调节阀可以有效的对流量、压力进行调节从而满足用户需要。
2.5显示器部分可以显示瞬时流量、累计流量、温度压力。并且可以输出瞬时流量4-20m A电流信号, 并由4-20m A电流信号为本仪表供电。如图所示:
3 独特的性能优势
3.1 线性度高、重复性好
由于采用了平衡流量计, 由于对称多孔的结构特点能够平衡流场, 不仅降低了涡流和振动, 更提高了流场的稳定性。相比孔板, 线性度提高了5-10倍, 重复率提高了54%, 从综合性能看属于高档流量计行列。
线性度在5:1量程比时可达±0.3%;
线性度在7:1量程比时可达±0.5%;
线性度在10:1量程比时可达±1.0%;
3.2 前后直管段要求低, 节省材料费用
由于只能流量压力温度控制器比孔板恢复压力快两倍, 因此大大缩短了对前后直管段的要求。一般要求前后直管段前3D后1D, 最小可小于0.5D, 从而省去了大量的直管段, 直管道的节省直接的节省了很多费用, 在钢材日益涨价的今天, 为用户节省了大量的投资。
3.3 减少永久压力损失, 降低功耗
流量计作为一个测量元件, 本身也是一个耗能元件。由于独特的多孔对称设计减少了紊流剪切力和涡流的形成, 从而降低了动能的损失。在同样测量工况下, 与孔板相比减少了2.5倍的永久压力损失, 因此, 降低了运行成本。其作为一种万能型仪表, 值得大量推广。
3.4 耐脏污, 不易堵
由于减少了紊流剪切力和涡流的形成, 从而保证了脏污能够顺利通过孔而减少了堵塞流量计的机会。
3.5 流量测量范围宽
智能流量压力温度控制器突破了传统节流装置的局限, 常规测量的量程比能做到10:1, 选择合适的参数可以做更高的量程比。
3.6 长期稳定性好
由于减小了紊流剪切力, 从而降低了介质与节流件的直接摩擦, 再加上β值处于长期不变的状态, 使得整个仪表长期保持了稳定状态。
3.7 可测复杂工况介质
由于其特殊的结构设计, 使其具有特殊的性能, 它可以进行气液两相、各种混合气体、各种低温气体、多相水流、震动水流和双向流 (因为智能流量压力温度控制器的节流件左右完全对称) 。
3.8 可同时测量、显示温度、压力、流量
由于控制器由温度传感器、压力传感器、差压传感器组成, 所以它具有其他流量计没有的特性功能。多功能的优点使其在应用中更方便、更精确。
3.9 工作电源的多样性
智能流量压力温度控制器经过本公司技术人员多年的研制, 使其具有两种供电方式即24V供电和3.6V锂电池供电, 同时也可以输出4-20m A信号。
3.1 0 实流校验, 线性修正
智能流量压力控制器是在流量检定装置上经过实流校准的, 并且仪表中具有线性修正功能, 这样流量计的精度就大大提高了, 远远超过了其它流量计。
4 发展趋势
现代社会对智能型仪表的需求量越来越大。随之对智能型仪表的要求也越来越高, 可简化流程的检测系统, 减少仪表数量和连接管线, 降低泄露故障, 降低费用。在智能型仪表迅速发展的今天, 智能型一体化仪表将占有不可缺少的地位。
综上所述:采用智能流量压力温度控制器来优化流量仪表配置, 将有效提高过程控制系统精度;降低永久压损节约运行能耗;减少安装直管段节约一次投资;统一流量计配置, 便于管理, 给项目带来综合经济效益和显著节能减排效果。
参考文献
[1]于杰, 俞旭波.多孔平衡节流装置设计选用[J].石油化工自动化, 2009, 45 (1) :20-22.
[2]GB/T 2624-2006.用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量, 2006.
[3]孙淮清, 王建中.流量测量节流设备设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2006.
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