标准传递方法（精选7篇）
标准传递方法 篇1
1 引 言
在控制器的设计方法中, 除了常规的频域法、根轨迹法和状态反馈极点配置法以外, 还有一种标准函数设计法。只要用过这种设计方法, 就不难发现:一旦选定具有最优性能的标准传递函数, 再推导出含有已知的受控过程模型参数和待求的控制器参数的闭环系统传递函数, 那么, 控制器参数就可通过简单的代数运算算出。既不需要复杂的最优化算法, 也不需要大量的整定试验。正是因为这种方法的独特思路和设计的简捷性, 近三十年来吸引了不少学者去扩展研究, 并且取得了不少成果[2,3,4,5,6,7,8,9,10]。在应用标准函数设计法时, 常用的闭环系统标准传递函数主要有两种:ITAE标准传递函数和Butterworth标准传递函数。我国的学者在应用这两种标准传递函数中发现了一些不足, 并且已经做了一些完善工作[13,14,15,16,17,18]。此外, 从前人的研究工作阐述中, 还可看出标准函数设计法本身的理论研究也很有必要。许多基本的设计概念应当明确提出。针对不同的控制系统结构, 应用标准传递函数来设计控制器, 理应有更细致和更科学的处理方法。只有把设计理论做完善了, 才能为设计者提供有力的指导。以下的论述正是为了这一目的而展开的。
2 控制器的标准传递函数设计基本概念
常见的系统标准传递函数有ITAE标准传递函数和Butterworth标准传递函数。
ITAE标准传递函数是使系统ITAE指标最小的闭环系统传递函数。根据文献, Ⅰ型系统的ITAE标准传递函数如式 (1) 所示, 其1～8阶的函数的各系数值如表1所示;Ⅱ型系统的ITAE标准传递函数如式 (2) 所示, 其2～6阶的函数的各系数值如表2所示。
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Butterworth标准传递函数是通过把系统极点均匀地配置在根平面中以原点为中心、以ωn为半径的左半平面圆周上形成的。根据文献, Ⅰ型系统的Butterworth标准传递函数也如式 (1) 所示, 但其1～6阶的函数的各系数值如表3所示。
控制器的标准传递函数涉及的基本主要有以下几点:
选定控制系统的结构, 如串联校正型、反馈校正型或状态反馈型。
推导闭环系统的传递函数。假设被控过程的传递函数是已知的, 则所导出的系统传递函数中包含了未知的控制器的传递函数。
依据期望性能指标和已推得的系统阶数, 选定标准传递函数, 如6阶的Ⅰ型ITAE标准传递函数。这意味着期望的系统具有阶跃输入稳态无差特性、超调量在5%和ωnts=7.8。
根据期望的调整时间ts可导出期望的系统自然振荡频率ωn, 从而可得到所需的标准传递函数系数αi (据表1、表2或表3) 。选取ωn时, 理应顾及控制量的约束条件。在追求快速性能时, 自然会加大控制量的变化幅度。一旦其幅值超出实际允许限值, 快速性就提不高了, 而且可能引发不期望的非线性或不稳定的动态特性。
为使所导出的闭环系统的传递函数等于期望的标准传递函数, 必须使两者函数在构成上完全相等, 从而可通过令各同类项系数相等, 联立推导出控制器函数的各个参数。对于n阶标准传递函数, 可提供n个独立的系数对等代数方程, 可解出n个待定系数。若待定系数个数大于n, 则无解。若待定系数个数小于n, 则没有唯一解, 有多组解, 且可能含有不稳定解。
在实际设计过程中, 这个系数对等的推导过程是比较复杂的设计过程。如果控制器的结构先定, 如选定PID控制器, 则可能出现导出函数与期望函数结构上不对等的情况。这时的推导工作难以为继。如果勉强推导, 那么导出的参数可能出现负值而使系统发散。如果控制器的结构后定, 则可能出现对等推导出的控制器无法实现的情况。具体细节详见下几节的论述。
Ⅰ型标准传递函数对应于阶跃输入稳态无差的系统。Ⅱ型标准传递函数对应于斜坡输入稳态无差的系统。最常用的还是Ⅰ型标准传递函数。
常用的Ⅰ型标准传递函数是一个无零点的动态系统, 那么用标准传递函数设计出的控制系统也应是无零点的系统。但是, 如果控制器含有零点, 或者是被控过程含有零点, 那么闭环系统就可能含有零点, 这时用标准传递函数设计应考虑以下提出的约束条件。
3 串联校正型控制器的标准传递函数设计
在控制系统中, 串联校正型控制器是最常见的。图1所示的是典型的串联校正型控制系统。其中, Gc (s) 是控制器传递函数, Go (s) 是被控过程传递函数, R是系统的设定值输入, Y是系统输出。容易推出系统总的传递函数如式 (3) 所示。如果将该系统中各传递函数用分式表示 (见式 (4) ～式 (6) ) , 那么容易导出在闭环系统为无零点的限定条件下对控制器和被控过程的约束条件。
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根据式 (4) ～式 (6) , 式 (3) 可重写为式 (7) 。显然, 若采用无零点的标准传递函数, 那么对控制器和被控过程有式 (8) 所示的约束条件。即, 控制器和被控过程传递函数乘积的分子多项式的阶数为0 (deg[]表示求多项式的阶数运算) 。换句话说, 若要闭环无零点, 则要求控制器无零点和被控过程无零点, 或是两者的乘积无零点。这个约束条件显然对标准函数设计法的应用推广不利。例如, 常见的PID控制器就有两个零点, 所以, 不加额外处理就不便用标准函数设计法了。
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deg[Nc (s) No (s) ]=deg[Nw (s) ]=0 (8)
若先不确定控制器的结构, 而在选定标准传递函数以后, 倒推出控制器, 会怎样呢?根据式 (3) , 可得到如式 (9) 所示的控制器的直接设计公式。根据式 (4) ～式 (6) 的分式定义, 还可把式 (9) 表示成式 (10) 。既然控制器的传递函数就是根据已定的标准函数推出来的, 自然满足前述的约束条件, 但是有可能产生控制器的不可实现问题。例如, 当所设的无零点标准传递函数的阶数比被控过程传递函数的分母多项式阶数与分子多项式的阶数之差值还小时, 据式 (9) 或式 (10) 导出的控制器传递函数的分子多项式的阶数就可能高于分母多项式阶数, 那么控制器的实现就面临高阶微分环节的实现困难。若为保证控制器的物理可实现性, 设所设计的控制器最多只含有一阶微分环节, 那么在选择标准传递函数的阶数时, 应考虑式 (11) 所示的约束条件。
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deg[Dw (s) ]-deg[Nw (s) ]≥deg[Do (s) ]-deg[No (s) ]-1 (11)
4 反馈校正控制器标准传递函数设计
在控制系统中, 还有图2所示的反馈校正型控制系统。可推出系统总的传递函数如式 (12) 所示。利用式 (4) ～式 (6) 的分式函数定义, 可导出系统总的传递函数的分式函数表达式 (式 (13) ) 。进而得到在闭环系统为无零点的限定条件下对控制器和被控过程的约束条件, 式 (14) 。有趣的是, 对反馈校正型控制器的约束则是要求控制器无极点。而从其物理可实现性考虑, 一个无极点的控制器, 最多能实现2阶微分。可见这种设计方法的可用性很有限。
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deg[Dc (s) No (s) ]=deg[Nw (s) ]=0 (14)
若是先不确定控制器的结构, 而是在选定标准传递函数以后, 倒推出控制器。类似上节的推导可得如式 (15) 所示的控制器的直接设计公式, 或写成式 (16) 。若为保证控制器的物理可实现性, 设所设计的控制器最多只含有一阶微分环节, 那么在选择标准传递函数的阶数时, 应考虑式 (17) 所示的约束条件。显然, 这个条件比串联校正型控制器设计时要苛刻的多。
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deg[Dw (s) No (s) -Do (s) Nw (s) ]-deg[Nw (s) No (s) ]≤1 (17)
5 状态反馈控制器的标准传递函数设计
若是考虑图3所示的单输入单输出 (SISO) 的状态反馈控制系统, 则总的控制系统的传递函数可表示成式 (18) 。式中{A, B, C}来自被控过程传递函数Go (s) (式 (19) ) 的能控标准形状态方程 (式 (19) 、式 (20) ) 。式中的向量F, 代表了状态反馈控制器, 通常用极点配置法设计。进一步的分析可以证明, 若被控过程是一个无零点的过程, 状态反馈控制器的接入不改变无零点的特性, 容易保证无零点标准传递函数特性的实现。状态反馈控制器可以看成是一个无零点控制器。所以只要被控过程无零点就可确保无零点标准传递函数特性的圆满实现。此外, 状态反馈控制器的无零点特性完全避开了前述的物理可实现性问题。由此看来, 标准传递函数设计法用在状态反馈控制器设计上特别合适。
Gz (s) =C[sI- (A-BF) ]-1BE (18)
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6 大惯性和大时滞被控过程的无零点模型
在过程控制系统设计中, 被控过程常被考虑为两类:有自平衡过程和无自平衡过程。而这两类过程常被模型化为式 (22) 和式 (23) 所示的模型。对于惯性时间常数T很大的过程, 被称为大惯性过程。对于纯时滞时间常数τ很大的过程, 被称为大时滞过程。这两种过程都是公认的难控过程, 一般采用常规的PID控制难有好的效果。由于纯时滞环节e-τs是非线性的, 不便进行设计和分析, 所以常对它进行如式 (24) 所示的线性化处理。这样一来, 过程控制系统中的典型被控过程可统一采用式 (25) 所示的模型。
不难发现, 式 (25) 所示模型代表的是无零点的高阶动态系统, 特别适合采用标准传递函数法进行状态反馈控制设计。
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7 控制系统的不期望零点补偿设计
虽然, 式 (25) 能代表一大类被控过程, 但是总有含零点的被控过程存在。若还想用标准传递函数法进行控制器的设计, 则需要另想办法。
对于图1所示的典型的串联校正型控制系统, 若被控过程有零点因式 (deg[No (s) ]≠0) , 则可让串联校正控制器含有相同的极点因式 (见式 (26) ) 与之对消, 然后串联校正控制器的其余部分可按标准传递函数法进行设计。采用如式 (9) 所示的控制器直接设计公式, 既可对消过程零点, 还可对消过程极点, 是更有效的设计方法。
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对于状态反馈控制系统, 可先对被控过程进行零点补偿, 然后把补偿器Gb (s) 与被控过程Go (s) 一起看成新的被控过程G′o (s) , 见式 (27) , 再应用标准传递函数法设计状态反馈控制器。不过, 还需用状态观测器提取被控过程G′o (s) 的状态变量。因为从被控过程Go (s) 中提取的状态变量不能反映补偿后的过程了。
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还有一种设计思路是, 先无视过程零点的存在, 就按无零点系统用标准传递函数法进行设计, 然后根据控制效果再加补偿器。若按无零点系统设计有零点系统的误差影响不大, 则不再修正。若其影响不容忽视则可在系统中加入补偿环节, 通过试验确定补偿环节的参数。不过, 无视过程零点的存在, 也冒着系统可能不稳定的风险。
8 举例验证
试考虑管式检定炉的温度控制问题。假设采用串联校正型控制系统方案。已知被控过程管式检定炉的数学模型如式 (28) 所示。这是一个有零点的被控过程。
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(1) 控制器采用PID结构。
若采用PID控制器, 则控制器的结构如式 (29) 所示。可导出实际闭环传递函数形如式 (30) 。与形如式 (1) 的4阶Ⅰ型期望闭环传递函数相比, 实际的比期望的多三个零点, 无法对等。若按无视已有零点的处理思路, 只对分母多项式进行推导, 则可发现所求的控制器参数为负值。这说明系统稳定性已失去保障, 故放弃采用PID控制器结构进行设计的方案。
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(2) 控制器按直接设计公式求取。
若采用3阶Ⅰ型ITAE期望闭环传递函数, 并取ωn=1, 则有式 (31) 所示的期望闭环传递函数。根据式 (9) , 可推得控制器传递函数, 见式 (32) 。
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利用MATLAB中的Simulink平台, 可搭建如图4所示的仿真试验系统。
将以上的利用直接设计公式和标准传递函数法设计的控制器置入试验系统, 并与常规PID控制系统和所选用的3阶Ⅰ型ITAE标准传递函数同时进行阶跃响应试验, 就获得了如图5所示的阶跃响应曲线。其中, 实线是标准传递函数响应, 虚线是PID控制响应, 点线是所设计的控制器的控制响应。显然, 所设计的控制器的控制响应与标准传递函数响应完全重合, 也就是达到了设计目标, 超调量小, 调整时间短, 远比PID控制响应要优越。
9 结 论
综上所述, 应用标准传递函数来设计控制器理论方法可归纳为以下几点:①控制系统的结构可考虑串联校正型、反馈校正型或状态反馈型, 其中状态反馈型最易发挥标准传递函数设计优势;②针对Ⅰ型标准传递函数无零点的特点, 可分别导出串联校正型、反馈校正型和状态反馈型控制器设计约束条件:串联校正型设计时要求控制器串接被控过程后无零点, 反馈校正型设计要求控制器无极点而被控过程无零点, 状态反馈型设计只要求被控过程无零点;③常见的被控过程多数可模型化为无零点的高阶动态系统, 所以特别适合用标准传递函数来设计状态反馈型控制器;④对于有零点的被控过程, 对串联校正型可采用控制器直接设计公式, 对状态反馈型可先用补偿法处理后再设计状态反馈型控制器。
标准传递方法 篇2
紫外光度法就是检测紫外线波长为253.7 mm时臭氧的最大吸收值特性, 以此来测量臭氧体积分数的方法。这种方法属于非破坏性检测物理方法, 在具有一定强度紫外光的情况下, 分解臭氧速率的常数是不变的。由此可见, 该方法适用于PID臭氧自动控制发生系统中。臭氧自动监测仪的基本原理是, 利用恒定的速度将样品空气——红素送到设备气路系统中, 一部分是样品, 一部分是具有选择性的臭氧涤除器变为零的空气。在电磁阀控制的作用下, 交替输入零空气和样品空气至光吸收室, 利用波长为253.7 mm的紫外光照射它。在此过程中, 要严格遵守朗伯-比尔定律, 并使用透光度计算臭氧的体积分数, 即:
2 臭氧量值溯源
臭氧检测设备与其他常规检测设备的标准不同。在设备校准和标准溯源的过程中, 并没有使用钢瓶气, 而在传递的过程中, 需要使用标准臭氧发生器。一般情况下, 国际上遵循的是美国的国家标准、臭氧技术研究实验室仪器校准和传递臭氧标准。目前, 全世界有30 多个臭氧实验基地。2002 年和2003 年, 我国台湾和香港分别建立了臭氧实验室;2008 年和2011 年, 大陆也建立了臭氧实验室。
3 臭氧标准传递方法
臭氧标准传递方法有间接传递法和直接传递法2 种, 直接传递方法适用于内置安装紫外光度计的臭氧发生器工作标准动态校准仪上, 例如API401、TE49ips、ESA6103、ECOTECH9811等。在实际工作中, 可以将这些仪器当作工作标准, 也可以将其看作是传递标准。如果内部只有臭氧发生器的工作标准动态校准仪, 则适合使用间接传递法, 例如API700、TE 146i、ESA9100 等。但是, 只能将这些仪器作为工作标准。四川省德阳市城区的4 个空气自动监测点位均使用的是TE49ips, 所以, 选择使用直接传递法。
4 传递仪器设备
使用直接传递法时, 需要使用初级或传递标准臭氧校准仪、零气发生器、若干输气管道和工作标准多点动态校准仪。在此, 零气发生器需要拥有Purifier装置、活性炭和反应器, 需要适当去除污染物和湿气, 例如一氧化碳、二氧化硫、臭氧和二氧化碳等。但是, 在此过程中要注意的是, 要每隔6 个月更换1 次Purifier装置、活性炭。因为臭氧分子不是十分稳定, 它被吸收后非常容易被分解, 会在一定程度上影响输出浓度, 所以, 需要利用清洁性好的化学惰性聚四氟乙烯接头处理气路管道, 避免出现吸附臭氧的问题。此外, 还要处理好管道的问题。一般情况下, 要应用1.0×10-6的臭氧钝化管道1 h, 避免管道在吸附臭氧时受到干扰。
与直接传递法相比, 间接传递法只需要将内置臭氧的发生器作为工作标准多点动态仪, 不需要安置光度计, 所以, 需要多准备1 台比对用的臭氧监测仪。
5 气路连接
在气路连接的过程中, 采用直接传递方法需要适当改变标注校准仪, 在光度计前端直接输出标准臭氧校准仪;采用间接传递方法需要分别使用初级或传递标准臭氧校准仪、零气发生器和输出、对比臭氧检测仪。
6 标准传递方法
6.1 直接传递方法
采用直接传递方法时, 需要先启动并稳定仪器, 然后使单点检查工作标准臭氧校准仪和标准传递臭氧校准仪光度计的跨度数和光度计零基本一致。此时, 要适当更改传递标准——臭氧发生器中设置的臭氧的体积分数, 然后合理测量臭氧体积分数为80%, 60%, 40%, 20%, 10%和0%时的相应值, 并记录设备读数, 半天重复1 次, 连续3 次, 然后记录读数, 绘制合理的校准曲线, 检查截距、斜率是否符合标准, 以保证传递工作能够顺利进行。
6.2 间接传递方法
采用间接传递方法时, 需要先启动并稳定仪器, 使用单点检测抽样标准检测仪和传递标准校准仪, 保证设备的跨度数和光度计零基本一致。标准传递臭氧校准仪是通过多点线性校准作对比的臭氧检测设备, 校准工作需要半天1 次, 连续3 次, 以确保检测仪器具备良好的线性性能。另外, 要合理调整工作标准——臭氧发生器运行中设置的臭氧值, 并将其输送到对比设备中, 检测满量程时测得臭氧体积分数为80%, 60%, 40%, 20%, 10%和0%的相应值, 记录设备发生器中的对应臭氧值, 例如百分比等。同时, 要合理设置臭氧发生设备中的百分比, 多点检测, 每半天检测1 次, 连续3 次, 合理记录相关数据信息。在这种检测方式中, 可以将检测发生器中臭氧的百分比看作标准浓度, 并绘制相应的检测臭氧多点校准曲线, 仔细检测截距、斜率等, 以保证传递工作能够顺利进行。
6.3 传递的结果和讨论
我站使用1 台比对合格的Tanabyta 724 作为传递标准, 1台DASIBI 5208 动态校准仪作为被传递的工作标准。
在此过程中, 合理调整DASIBI 5208 臭氧发生器运行中设置的臭氧值, 分别给出满量程时臭氧体积分数为80%, 60%, 40%, 20%, 10%和0%的相应值, 并记录Tanabyta 724 设备的读数。测量结果如表1 所示。
由相关读数可知, 该设备的相关系数为0.999, 其斜率为1.003, 截距为-1.200.
试验结果表明, DASIBI 5208 动态校准仪的相关系数、斜率、截距在有效范围内, 可以作为工作标准。
7 结束语
环境监测的核心工作就是要保证监测数据的准确性、精密性、代表性、可比性和完整性, 反映环境质量的真实性。在监测臭氧的过程中, 臭氧标准校准和臭氧测量值溯源是保证臭氧监测质量的基础和前提。目前, 校准设备主要有2 种, 它们的区别就是看其是否有光度计——有光度计的校准仪器可被当作传递标准在日常工作中使用, 也可被当作工作标准。这样做, 能稳定输出臭氧, 保证其不受压力、环境和温度等因素的影响, 同时, 这种方法比较简单, 具有较长的重新标定时间。因此, 在实际工作中, 适合使用带有光度计的设备。
参考文献
[1]鲍雷, 刘萍, 翟崇治, 等.紫外光度法臭氧自动监测仪及其标准传递方法[J].中国环境监测, 2015, 31 (1) :128-133.
[2]李影, 杨慧中.一种水质总氮总磷在线自动监测仪的优化设计[J].工业水处理, 2013, 33 (5) :77-81.
标准传递方法 篇3
多缸柴油机先后配套大中型拖拉机、运输车辆、工程机械和汽车等领域, 改革开放以来, 由于国家对“三农”问题的高度关注, 投入不断加大, 多缸柴油机百花齐放, 有效满足了农村建设对机械化的需求增加, 农业机械化水平大幅提高, 为农业发展和繁荣农村经济做出了杰出贡献。近年来, 随着能源紧张和环保要求的提高, 我国柴油机能源利用效率和排放问题开始受到社会关注。据报道, 我国的货车油耗比国外先进水平高30%左右, 内河船舶油耗比国外先进水平高20%以上, 农业机械柴油机单位功率的耗油量比国外平均高30%左右。柴油机排放的氮氧化合物 (NO) 、颗粒物 (PM) 造成空气质量恶化, 阴霾天气现象增多, 使人呼吸道过敏、心肺发病率增加, 甚至致癌。柴油机行业正面临降低有害排放和优化燃油经济性的重大挑战。喷油泵俗称柴油机的“心脏”是按柴油机负荷情况, 精确计量燃油并适时将其喷入燃烧室的装置。喷油泵总成的调试精度, 尤其是其循环供油的数量和均匀性直接影响柴油机的动力性、经济性、稳定性及尾气排放。喷油泵试验台是喷油泵调试的关键设备, 它的准确性对柴油机能源利用率和排放有重要影响, 标准油量传递技术是一项提高喷油泵试验台准确性的重要技术。
1 标准油量传递的概念
喷油泵试验台用于喷油泵制造、喷油泵维修企业及科研教学单位调整试验喷油泵。喷油泵内装有柱塞、出油阀等精密偶件, 使用一段时间以后发生磨损, 出现误差, 造成喷油泵调修数值失真, 进而影响柴油机燃烧经济性和废气排放。为此, 喷油泵生产企业一般以1个月为一个检测周期, 个别性能指标7天为1个检测周期进行检验, 确保出厂喷油泵的调试质量, 保证柴油机燃油经济性高、动力性好、排放低。一般喷油泵在柴油机上运转一定时间后 (1000 h左右) , 就需要重新调修一次, 因此就产生了喷油泵调修企业, 他们使用的喷油泵试验台也需要定期标定, 标准油量传递是以在用喷油泵试验台检验校准为主要内容, 将喷油泵制造企业对喷油泵总成调整的各项技术指标, 通过标准系统 (标准泵、标准喷油器等) 逐级传递给基层喷油泵维修企业并用于维修生产的技术。标准油量的传递类似于测量工具的长度传递。测量工具的长度传递是由国家 (国际) 标准的长度基准, 标准油量传递则是将保存标准油量系统 (标准试验台、标准喷油泵、标准喷油器) 的企业 (目前国内各喷油泵生产企业都建有标准间, 传递溯源是德国BOSCH) 给出二级标准系统, 对基层喷油泵调修点的在用喷油泵试验台进行标定, 结合浮动油量调试工艺进行修正。
2 开展标准油量传递的必要性
据报道, 2007年中国多缸柴油机产量超过4800万台, 也即意味着每年有近5000万台多缸喷油泵投入使用, 这些喷油泵运行1000 h左右, 由于零部件磨损供油量、供油特性就会出现误差, 使柴油机油耗增加, 排出的废气增多, 严重时就会像一条“黑龙”一样, 冒着浓浓的黑烟。有的黑烟现象不严重, 表现为动力下降, 消耗同样多的燃油, 动力明显不足;发动机无法达到最高转速;启动困难等, 都需要对喷油泵进行重新调试。因此, 喷油泵试验台作为使用频率很高的设备, 它的准确度对节能减排有重要影响。河北省现有700多个喷油泵维修企业, 每年调修喷油泵十多万台次, 由于喷油泵维修企业所处的工作环境在防尘、噪音、温控等方面相对生产企业较差, 所用的喷油泵试验台磨损周期较生产企业会更短, 误差也更大。喷油泵试验台由于国家没有确定其检验要求, 大多数喷油泵维修企业的业主是初、高中文化水平, 知识水平有限, 对设备、计量知识了解较少, 大部分修理工只知道使用, 不知道校准, 造成喷油泵维修行业试验台精确度普遍较差, 许多喷油泵维修点调修的喷油泵费油、没劲, 就是由于试验台的误差造成的。但是这种误差没有检测设备不能从试验台的仪表、量杯直接观察到, 只能最后通过柴油机的故障表现出来, 而此时人们首先想到的原因可能是维修人员的技术水平、维修配件的质量等其他因素, 有的维修工人经过多次返工之后对自家的喷油泵试验台准确性产生怀疑, 但苦于没有检测设备。河北省农机修造服务总站自1992年起开展调研和标准油量传递, 最初使用BH2B90Y3PB标准喷油泵和PF55ST42型标准喷油器对在用的喷油泵试验台进行检验, 60%以上的喷油泵试验台转1000次的油量偏差值误差达到10 m L以上, 有的相差30 m L以上, 试验台各喷油器油量不均匀率、喷油量重复性偏差也较大, 对喷油泵维修质量影响很大。经过多年坚持推广标准油量传递技术, 全省喷油泵试验台合格率由原来的不足60%上升为95%。增强了喷油泵调修工的设备维修保养意识和设备计量知识, 提高了喷油泵调修质量, 保证了柴油机修理质量, 全省每年可节约柴油20万t以上, 约合人民币14亿元, 取得了显著的经济和社会效益。
3 影响标准油量传递工作开展的几个因素
3.1 部分被检测单位不愿缴纳检测费用
喷油泵试验台是重型设备, 开展标准油量传递需要带标准泵等设备到维修点逐个进行校验, 人员差旅、仪器设备折旧、检测耗材等需要一定的费用, 由于喷油泵试验台的误差损失是由拖拉机、联合收割机、工程机械的所有人承担的燃料费, 校泵点不直接承担, 所以对试验台校准表现不迫切, 有些仅凭自己主观臆断试验台有没有误差, 不愿承担检测费用, 部分维修人员即使了解标准油量传递的重要性, 一旦需要缴纳检测费用也有抵触情绪, 影响工作开展。
3.2 工作环境差、效率低
喷油泵维修点90%开设在县、乡国道边拖拉机、重型卡车方便停靠的地方, 每个省都有几百家, 数量多, 分布范围广, 规模都不大, 检测校准人员需要深入基层甚至农村逐个点奔波, 有时奔波几十里、上百里却碰到当地停电、电压不稳;或维修点工作人员躲避、不在等情况, 无法检测, 影响工作进度。
3.3 检测收费标准低, 费用大, 缺乏后期技术研究, 设备更新后劲不足
由于开展标准油量传递服务对象是个体维修点, 有的甚至只调修农业机械配套的喷油泵, 属于农机维修点, 所以收费标准较低, 但是深入乡村开车检测, 费用却很高, 结果入不敷出, 技术研究费用更无从谈起。
4 政策建议
4.1 将标准油量传递工作纳入节能减排财政支持项目, 安排资金, 予以补贴, 以便免费为环保重点地区用户提供检验服务, 促进节能减排
标准油量传递是一项效果明显、量大面广的节能减排技术措施, 位列2009年农业部农机化司推广的十项农机维修节能减排技术之首, 但由于涉及到对个体维修业收费, 此项工作开展困难, 甚至被迫暂停。其后果是修后的喷油泵性能指标严重失真, 造成柴油机工作不正常、能源浪费、污染环境。为切实减少柴油机尾气排放, 保护环境, 提高空气质量, 希望社会各界对此项工作予以重视, 有关部门对此项工作予以重视, 并给予资金补助, 以便免费为环保重点地区用户提供检验服务, 促进节能减排。
4.2 建立国家级、省级标准室, 推进标准油量传递工作
目前, 喷油泵试验台校准用的标准设备, 即标准泵、标准喷油器等由生产企业自行确定 (据了解大多采用德国BOSCH, 或日本DENSO生产的) , 生产企业标准未统一, 维修业更无处寻找, 不利于标准油量传递技术推广。早在2001年无锡威孚集团有限公司, 为保证其维修服务站的售后服务质量, 曾在全国部分省份建立了售后技术服务中心, 配备了基准系统, 定期对一定区域内的售后服务站进行定期喷油泵试验台校验。但是此项服务只限于威孚三包服务站, 覆盖面很小。同时, 这些技术服务中心大多本身就是颇具规模的喷油泵调修企业, 以自家的维修业务为主。由于标准泵、标准喷油器对喷油泵试验台的特殊重要地位, 所以建立统一、精确的国家级喷油泵试验台标准间、标准传递系统是非常必要的, 进而由国家级标准系统传递到省级, 由省级标准系统直接传递到维修点或省传递市再传递到维修点, 推进标准油量传递这一节能减排技术真正得到推广应用。
摘要：标准油量传递是2009年农业部农业机械化管理司推广的《农机维修节能减排十项技术》之一, 位列首位, 多年来, 河北省农机修造服务总站坚持在全省范围内推广标准油量传递技术, 节能减排成效显著。但由于喷油泵维修点多处在基层乡、镇, 且喷油泵试验台是重型设备, 需要检测人员到基层维修站检验, 因此, 此项技术推广存在工作环境差、人员费用高等问题, 影响推广普及, 希望通过本文, 提高社会各界对此项技术的认识, 积极争取财政等各方面支持, 采取有效措施, 使这一实效性强、涉及面广的节能减排技术能够长久、更大范围地推广应用。
关键词：标准油量传递,喷油泵试验台,柴油机,经济性,排放
参考文献
标准传递方法 篇4
1 推广喷油泵标准油量传递与调试技术的必要性
喷油泵标准油量传递技术是将喷油泵制造企业调整喷油泵的标准油量通过标准系统逐级传递给基层喷油泵维修企业用于喷油泵调试的一项技术。喷油泵调试技术是指在规定的条件下, 按正确的维修工艺、调试方法对喷油泵和喷油器进行维修、调试, 使之达到应有的功能。喷油泵标准油量传递与调试技术的推广应用不仅关系到柴油机技术状态的完好, 而且直接影响农机使用的可靠性、作业效率, 燃油的节约、生态环境的保护。推广喷油泵标准油量传递与调试技术, 对确保柴油机处于完好技术状态, 促进农机节能减排, 加快绿色、低碳农业机械化发展具有十分重要的作用。
1.1 有利于促进农机节能减排
近几年来, 由于国家实施了农机购置补贴政策, 广大农民购机积极性高涨, 大中型拖拉机、联合收割机、插秧机等高性能农机具大幅度增加。2011年, 全省新增大中型拖拉机1.08万多台, 其中75马力以上达到70%, 保有量达11万多台;稻麦联合收割机保有量达到9.7万台, 其中高性能联合收割机近3万台;全省农机总保有量达到250多万台 (套) , 其中大中型拖拉机、稻麦联合收割机的动力为柴油机, 年消耗柴油250万t。随着农机具保有量的增加, 农业机械的能耗和污染物排放也在增加, 2007年江苏省农机排气污染源普查结果显示, 江苏省在用的拖拉机、联合收割机、插秧机等五大类农业机械一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、颗粒物的总排放量为30多万t。
喷油泵的技术状态直接影响柴油机的功率、油耗和废气排放。通常情况下拖拉机、联合收割机使用一段时间后, 其功率会降低, 燃油消耗和污染物排放会增加。根据江苏省抽样调查显示, 在用拖拉机、联合收割机等农机的功率损失平均约为5%;小型拖拉机的油耗率平均高出标定值13%, 大、中型拖拉机平均高出标定值6%~10%;四种排气污染物的排放总值平均会增加20%~30%。经喷油泵标准油量传递与调试后, 可有效降低油耗5%~10%, 恢复动力3%左右, 降低排气污染物15%左右。
依此测算, 在全省推广喷油泵标准油量传递与调试技术后, 可以节约农机用油量约12.5万t, 恢复农机动力近23万k W, 减少排气污染物排放4.5万t。由此可见, 推广喷油泵标准油量传递与调试技术, 可有效推进农机节能减排。
1.2 有利于提高喷油泵维修质量和水平
喷油泵是柴油发动机的心脏, 它控制着发动机在各种工况下的转速、供给燃油的数量和质量。每台柴油机的喷油泵使用一定时间后, 必须到农机维修站 (中心) 的喷油泵试验台上进行调试, 使其供油量达到标准值。经标准油量传递调试的喷油泵能够保证柴油机处于良好的工作状态, 有助于延长柴油机的使用寿命, 降低噪音, 减少废气排放。通过对全省近40家专业合作社500多台柴油机喷油泵的调修周期进行抽样调查发现:一是农机手缺乏调校喷油泵的主动性。一般只要机具能工作, 农机手就不会主动定时进行喷油泵的保养维护, 通常要等到机具出现不能启动、动力不足、冒黑烟、工作不稳定等状况时, 才去调校喷油泵。二是喷油泵调校频率不高。调查表明, 喷油泵调校频率较高的拖拉机为1年1次, 低的为2~3年1次, 一些合资品牌的半喂入联合收割机甚至4年中也没有调校过喷油泵。三是实施喷油泵调校的机具比例不高。调查显示, 拖拉机喷油泵年度调校比例最高在70%左右, 联合收割机喷油泵年度调校比例低至20%, 最低的不到10%。四是喷油泵调校质量难以保证。目前在用的喷油泵试验台存在设备旧、性能差、缺少标准油量基准等问题, 导致喷油泵调试后供油量达不到标准值。通过推广标准油量传递与调试技术, 基层喷油泵维修点定期接受省级基准站的喷油泵标准油量传递, 确保其校验的喷油泵其喷油量与标准油量一致, 提高了农机喷油泵维修质量和水平。
1.3 有利于推动农机维修行业管理
近几年, 农业部农机化司十分重视对农机维修行业的管理, 颁布了《农机维修管理规定》, 将维修管理执法内容写入《农机安全监管条例》, 制定了多个农机修理质量标准, 规范农机维修行业的发展。但目前农机管理部门对农机维修网点的技术资质、配件价格、维修质量等缺乏有效的监管。开展喷油泵标准油量传递和调试技术推广工作, 有利于基层农机维修管理人员以此工作为抓手, 加强对农机维修网点技术资质审核和维修质量的监督管理, 加大对农机维修节能减排技术的推广力度, 规范农机维修业务, 推动农机维修行业管理。
2 推广喷油泵标准油量传递与调试技术的可行性
2.1 符合国家节能减排政策
近几年国家对节能减排工作越来越重视, 制定并出台了一系列的政策措施。2007年国家环保总局和国家质监总局联合发布了《非道路移动用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》, 提出2009年10月1日起, 农业机械用柴油机排气污染物的排放限值要达到国Ⅱ排放标准。喷油泵标准油量传递与调试技术推广作为实现农机节能减排的有效手段, 符合国家农机节能减排的发展战略, 利国利民, 应大力推广应用。
2.2 有成熟的技术支撑
喷油泵标准油量传递技术主要包括标准油量传递方法和调试工艺、在用喷油泵试验台的校验方法、试验台用标准喷油泵和标准喷油器等标准元件的校验方法以及喷油泵调修行业标准油量传递网络。喷油泵调试技术主要包括喷油泵各缸的供油开始位置的确定, 供油量的检验与调整, 喷油泵总成密封性的检验, 调速器特性, 喷油泵附属件的检验与调整, 以及调试的工作环境、技术条件和设备配置的要求。喷油泵标准油量传递与调试技术作为柴油机维修的主要技术, 从1990年起在河北、新疆等地推广, 取得显著效果, 已经非常成熟, 足以支持推广应用。
2.3 具备较好的推广条件
一是有一支比较健全的农机维修管理服务队伍。目前, 全省各市、县基本都设有从事农机维修管理的机构和人员, 为该技术的推广应用提供了人员支持。二是有可利用的社会资源。无锡威孚科技股份有限公司在南京建立了喷油泵标准油量传递基准站, 愿意为全省农机维修网点的标准油量传递工作提供技术支持和服务。三是有省农机三项工程立项示范。为加快农机维修节能减排先进技术推广应用, 2011年省财政厅、省农机局专门立项推广、示范喷油泵标准油量传递与调试技术。因此, 喷油泵标准油量传递与调试技术推广应用的人员、技术等条件已经具备, 只要加强示范、引导, 就可以进行推广应用。
3 推广喷油泵标准油量传递与调试技术的措施
3.1 建立喷油泵标准油量传递基准
由于目前江苏省从事农机喷油泵调试的企业大多是普通的农机维修站 (点) , 无法直接从喷油泵制造企业获取相关的标准油量基准, 因此建议采取合作的方式, 利用无锡威孚高科技集团公司南京基准站 (南京伟业燃油喷射技术有限公司) 现有人才、技术和设备资源, 依托省农机三项工程, 加大资金投入, 进一步完善喷油泵标准试验台和环境条件。根据全省大中型拖拉机、联合收割机的功率情况购置多套能满足喷油泵标准油量传递要求的基准系统, 建立起标准化的省级标准油量传递基准站, 定期接受无锡威孚公司的标准油量传递, 确保其校验的喷油泵的喷油量与标准油量一致, 实现标准化传递, 以此作为传递的桥梁, 形成喷油泵制造企业、省级标准油量传递基准站、基层农机维修站 (点) 的三级传递喷油泵标准油量传递系统。
3.2 接受喷油泵标准油量传递技术服务
在全省范围内选择基础条件较好、有喷油泵调试设备的农机维修站 (点) , 主动接受省级基准站的标准油量传递和技术服务。在省级基准站的指导下购置、使用经过标定的标准喷油器总成等系统配置, 并由省基准站技术人员协助对在用喷油泵试验台进行校验, 确认合格后定期接受省级基准站的标准油量传递和技术服务。正常情况下基层传递点每一年或每调试400台次喷油泵, 需要对试验台环境条件和技术状态进行校验;每半年或每调试200台次喷油泵, 需使用标准泵对试验台用喷油器进行标定。
3.3 开展喷油泵标准油量传递与调试工作
通过省农机三项工程项目的实施, 进一步完善标准油量传递技术工艺路线, 总结制定《标准油量传递调试车间环境标准及设备配置标准》、《标准油量传递调试工艺流程及操作规范》, 指导基层喷油泵维修点在接受省级基准站标准油量传递的前提下, 严格按照技术规范积极开展大中型拖拉机、联合收割机等农业机械的喷油泵标准油量传递与调试工作, 保证经维修过的喷油泵达到出厂时的技术指标要求。建立喷油泵标准油量传递与调试台账和管理制度, 详细记录用户档案资料, 并实行三个月质量保证期。
3.4 加大宣传推广力度
标准传递方法 篇5
《轻工标准与质量》是目前国内唯一以轻工业标准化工作定位的专业期刊。本刊以中国轻工业联合会的工作为宣传的重点, 以中国轻工业联合会、国家商务部产业损害调查局、中国轻工业信息中心、轻工各行业协会和轻工标准化机构为依托, 为读者提供权威、及时、有效的信息服务。
本刊内容包括轻工标准化和行业经济运行质量两大版块, 开辟有特别报道、专家视点、品牌建设、国内外标准动态、国标与行标、WTO事务、行业信息等栏目, 向读者提供行业标准化、行业经济运行、行业品牌建设等方面的政策法规、行业管理、工作动态信息, 跟踪行业的热点、难点问题, 进行专家解析点评, 开展工作研讨和交流。
特别报道、专家视点、品牌建设和WTO事务是本刊四个特色栏目。栏目内容均由编辑部专门策划、组织, 力求内容独有、观点鲜明, 突出对行业的借鉴和指导作用。
“特别报道”围绕行业阶段工作重点或热点话题, 全方位、多角度地进行跟踪、挖掘, 融汇各方观点, 力求全面、真实。
“专家视点”从行业角度对行业经济运行质量、热点难点问题进行研讨解析, 提出对策或政策建议。
“品牌建设”介绍行业、企业品牌培育的先进理念、典型经验, 宣传行业品牌培育计划措施, 开展多层面的交流。
“WTO事务”介绍有关专业知识、典型贸易摩擦案例, 应对方法和成功经验, WTO成员国贸易措施和国内外市场动态。
光纤时间传递方法及误差分析 篇6
随着原子钟技术的发展,原子频标的稳定度和精度日益提升。现代原子喷泉钟的秒稳指标好于10-14,而天稳指标可以达到10-16。新型光钟的出现,更将秒稳指标提高到10-15,其在1 h平均时间下的稳定度更是达到了10-17。高稳定度频标的出现也对时间传递技术提出了更高的要求。只有通过与之相匹配的高精度、高稳定度的时间传递技术才能将高性能的原子钟或光钟互相连接,形成钟组,从而产生拥有更高长期稳定度的时间尺度。
当下一般采用双向卫星时频传递技术(TWSTFT)来进行远距离、高精度的时间频率传递。将一天的数据进行平均后,通过双向卫星传递的频率稳定度能够达到10-15量级,而其传递的时间精度优于1ns[1]。为了对高性能原子钟或光钟标进行比对,需要更高稳定度和精度的时间频率传递方法。因此光纤时间频率传递近来获得了越来越多的关注。
光纤是一种低损耗的传输介质,其每公里耗衰一般为0.2d Bm,而光纤传输模块的灵敏度约为-30 dBm,因此非常适合信号远距离的传播。利用光纤进行时间频率传递具有很大的灵活性。在进行远距离时间传递时(百千米以上),可以利用现有的光纤数字同步网(SDH)[2],在不影响正常通信的情况下,通过在数据包中加入时间信息,或者利用数据包的报头(Header)作为同步信号来进行时间信号的传递。如果传输距离较短(小于10 km),则可以铺设专用的光纤连接本地钟与远程钟,直接用时间、频率信号对光波进行幅度调制并通过光纤传递。
1光纤时间单向传递方法
光纤时间单向传递法的示意图如图 1所示。本地钟ClockA的1 pps时间信号经编码后发送至光纤发送模块。编码后的时间信号在发送模块中进行电-光转换,通过幅度调制将编码后的时间信号调制到光波上,并通过光纤传输至远端。远端的光纤接收模块对接收到的光信号进行解调、解码,恢复出时间信号后与本地钟ClockB的时间信号进行比对。比对的结果可以直接用作远端钟与本地钟的同步,也可以与ClockB的时间信号一起发送给终端用户,由终端用户自行进行补偿。
在单向时间传递的方案中,光波在光纤中传输所引起的时延可以通过光学时域反射器(OTDR)测量获得。然而光纤时间单向传递最大的问题在于光纤的时延会随着环境温度的波动、光纤所受张力的改变等因素而变化。所以光纤时间单向传递只适用于短距离的时间传递。当传递距离增大,光纤所处的环境温度变化对光纤传输时延的影响也随之增加:环境温度的变化会改变光纤的折射系数,进而改变光束在光纤中的传播速度。温度升高或降低也会得光纤在轴向长度上伸展或收缩,从而改变光束传播的距离。光纤时延变化Δτ与温度变化ΔT的关系可以表示为:
undefined。 (1)
式中,c为真空中的光速;ng为光纤的折射系数;undefined为光纤的热膨胀系数。对于长度6 km的光纤在环境温度变化范围为20 k的条件下,其时延的变化范围大致为800 ps/km[3,4]。当传递距离加大后,为保证时间传递精度,有必要定时测量光纤的时延,或者基于光纤温度模型对光纤时延进行补偿。
2光纤时间双向传递方法
在光纤单向时间传递中,光纤时延变化量是影响时间传递精度的关键因素。而通过采用双向传递的方法,可以很大程度上减小时延变化量的影响,从而获得更高的时间传递精度。在采用光纤时间双向传递法时,时间信号可以在相邻铺设的2根光纤中双向传输,或者以不同的波长在同一根光纤中进行双向传输(波分复用)。无论以哪种方式进行时间双向传递,在信号的往、返路径上光纤都经历着同样环境温度变化。所以可以认为由于环境参数变化造成的往、返路径时延变化也是相同的。通过双向传递使得大部分往返路径时延变化量能够互相抵消,从而减小传输信号时延的波动,提高时间传递精度。然而在采用双纤双向传递时,需要考虑到两路光纤在加工过程中由于加工条件不可能完全相同,使得两根光纤的传输性能也不同。从而产生时延差,影响精度。
在实际应用中光纤时间双向传递法可采取2种不同的传递方式:环路时延法(Round Trip)和时间双向比对法。
2.1环路时延法
环路时延法的示意图如图2所示。本地时钟ClockA的时间信号经过调制及电光转换后通过光纤发送器以波长λ1在光纤上传输。 远端接收器对接受的信号进行光电转换后通过发送器以波长λ2的光波回传至本地。本地接收器对其解调及解码后通过时间计数器(TIC)测量其与本地时钟ClockA的时间间隔,进而计算出环路时延。在环路时延的基础上计算出单向传输时延,并将时延值通过数据通信信道传送至远程的相位补偿装置,对远程复现的时间进行相位补偿,从而保持远程时间与本地时间一致。
2.1.1 误差分析
在图 2的环路时延法方案中通过比对本地时间ClockA与经过传输环路延迟的时间Clock′A,来估算光纤回路的单向时延。 其中经过环路时延的时间信号Clock′A为:
undefined
式中,Si,i=A,B为发送时延;Ri,i=A,B为接收时延;undefined、undefined分别表示从A到B及从B至A的光纤传输时延。环路延迟τloop 可由下列公式计算得到:
undefined
可以认为光纤单向时延τ′AB为环路时延的一半:
undefined。 (4)
而实际的单向时延为:
undefined。 (5)
从而可以得到环路时延法的误差为:
undefined。 (6)
如果光纤发送和接收器都安置在温度受控的环境中,且认为发送器接收器时延的个体差异小到可以忽略,那么误差主要由时间信号在光纤回路中往、返传播的时延差组成:
undefined。 (7)
由于光纤存在色散和偏振模色散(PMD),不同波长的光束在同一根光纤上以不同方向传播时,其时延并不一致:undefined。其中偏振模色散由光纤的双折射现象引起。当基模光束进入光纤时会分化为2个振动方向互相垂直的极化模。通常这2个极化模在光纤中的传播速率并不一致,如果光纤较长,光纤所处的温度、电磁场和应力等外部环境变量的波动都会引起PMD的变化。PMD的值与光束传播方向相关,所以时间双向传递并不能有效抑制PMD,所幸PMD的理论值通常很小。对于新搭建的时间传递应用,可以通过严格挑选PMD值低的光纤从而将最终的PMD控制在数皮秒至数十皮秒量级。对于较早铺设的光纤,其PMD值可能要比理论值大数十倍至数百倍。如果需要在这些光纤上进行时间传递,则需要考虑PMD的影响。可以考虑采用极化干扰器(Polarization Scrambler)以数千赫兹的频率改变进入光纤光束的极化模,从而减小由PMD引起的中长期的时延差波动。
光纤的色散是引起往返路径时延差的关键因素。光纤色散现象的产生是由于不同波长的光束在同一根光纤中具有不同的传播速度。在某一特定温度下,色散引起的时延差可以通过OTDR来测定。但是光纤的色散特性会随着光纤所处环境温度的变化而变化。光纤色散曲线的示意图如图3所示。
λ0为光纤零色散点所对应的波长;S0为零色散点邻近区域色散曲线的斜率。对于ZDF光纤(零色散光纤),λ0约为1 310 nm,而对于DSF光纤(色散偏移光纤), λ0约为1 550 nm。图中由λ=λ1,λ=λ2,D=0以及色散曲线所包围的阴影部分面积即为单位长度上(1 km)由色散所引起的时延差,其值可由下式计算得出:
undefined。 (8)
式中,L为光纤长度。 当环境温度发生变化时,可以认为色散曲线将沿水平方向发生平移,使得λ0也随温度发生变化。由温度变化所引起的色散时延变化量可以表示为:
undefined。 (9)
根据上式,可对由温度引起的色散时延变化进行估算。S0的典型值为0.07 ps/nm2/km,dλ0/dT的值约为0.03 nm/℃[5],埋设于地下的光纤其环境温度变化可达20 K[6]。如果采用1 310 nm/1 550 nm波分复用,λ1-λ2=240 nm,对于 50 km长的光纤来说由色散导致的时延变化量Δτdiff=504 ps。如果光纤架设于地表,那么必须考虑更大范围的温度变化。当温度变化范围高至40 K时,时延变化量Δτdiff约为1 ns。
2.1.2 改进方案
为了提高光纤时间传输的精度,可以采用2种方法来减小时延变化量对环境温度的敏感度[5,7,8]。
方法一,直接测量往返时延误差:
undefined
在环路时延法中测量往返时延差的方案如图4所示。
采用如图 4中的设置,在环路时延法的基础上,增加一套光纤收发设备,每隔一段时间将时间信号同时以波长λ1、λ2发送至远程端,在远程端经解调解码后分别产生2个定时信号,并通过时间间隔计数器对定时信号的间隔,也就是undefined进行测量。计算出时延误差后对本地时间信号相位进行补偿。
方法二,采用波长间隔更小的波分复用传输设备。
由时延变化量公式为:
undefined。 (11)
可以看出,时延变化量与波长间隔(λ1-λ2)成正比例关系。如果采用稀疏波分复用将波长间隔减小至20 nm,Δτdiff相应减小近10倍。而如果采用密集波分复用,波长间隔更可减小至2 nm,Δτdiff可相应减小近100倍。对于长度为50 km的光纤,温度变化40 K所造成的时延变化量约为10 ps。这个量级的时延变化量已经足以满足现有时间传递应用的要求了。
2.2双向比对法
在双向比对法中(如图 5所示),由2台分别位于A(本地)和B(远程)的钟通过光纤同时向对方传递时间信号来进行时间比对。在A和B处各配置一台时间间隔计数器。 由ClockA产生的定时信号作为时间间隔计数器TICA的开门信号。而ClockB产生的定时信号在编码、调制后以波长为λ2的光束通过光纤传输至A,其在A处恢复出来的定时信号作为TICA的关门信号。而TICB测量ClockB的定时信号与在B处复现的ClockA的定时信号之间的时间间隔。
考虑到收发器的和光纤传输的延迟,TICA的读数可以表示为:
undefined。 (12)
同样,B处计数器的读数TICB可表示为:
undefined。 (13)
式中,Clocki,i=A,B表示钟面读数;Si,i=A,B为发送时延;Ri,i=A,B为接收时延;undefined、undefined分别表示从A到B及从B至A的光纤传输时延。获得TIC读数后,通过数据通信互换两地的测量结果,从而可以在A处或B处计算得到钟差ClockA-ClockB:
undefined
式中,undefined的值可通过标定获取,考虑到接收器和发送器都处于温度受控的实验室环境中,所以可以忽略其因温度变化产生的波动。而对于时延差undefined的分析与环路法一致:在某一特定温度下的时延差可以通过标定获得,并且可以通过采用稀疏波分复用和密集波分复用来减小光束波长间隔λ1-λ2,从而减小因温度变化而引起的时延差波动。
3结束语
对于距离短、精度要求不苛刻的光纤时间传递应用来说,单向传递法提供了一个既满足性能要求,且结构相对简单、成本较低的解决方案。而在传递距离长、传递精度要求高的应用当中,双向时间传递方法则更为适用。双向时间传递有2种不同的结构:环路时延法与双向比对法。环路时延法适用于需要将本地钟时间精确地传递到异地的场合,远端不要求配有原子钟。如果需要在2台位于不同地点的原子钟之间进行时间比对或时间同步,则需要采用双向比对法。在光纤时间双向传递的应用中,往返路径时延差undefined的波动是影响时间传递稳定度的重要因素。光纤的色散特性会随环境温度变化而变化,从而引起双向传递的时延差的波动。当光纤长度大于数十千米时,就有必要采取措施减小时延差波动对温度的敏感性。在环路时延法中,可以采用间歇测量undefined的方法来估计时延差。而通过采用疏波分复用或密波分复用技术可以减小往返路径上传输光波的波长间距,从根本上减小因温度变化而导致的时延差波动。
参考文献
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主流媒体传递正能量的方法与途径 篇7
1.实现重大主题报道的改进,提升主流媒体的舆论引领水平
关于重要主题新闻的报道是社会热点最直观的表现,对于主流媒体而言更是宣扬,引领舆论最根本的途径,同时还是主流媒体社会功能的发挥与表达。经过长时间的累积与沉淀,媒体对于重大主题的报道慢慢的演化出一个框架结构,千篇一律,每一篇报道的形式都具有极大的相同性,从而失去对受众的吸引力,最终导致其宣传作用无法充分体现。要想有效转变这一情况,就必须针对重大主体新闻的报道问题做出进一步的改进与调整,突破固定框架的限制, 从实际出发,将报道本身切实的与社会生活相衔接,拉进与受众之间的距离, 吸引受众更多的关注。这是主流媒体未来重要发展方向,同时也是媒体提升自身竞争优势的关键途径。
2.做好重大典型宣传,增强主流媒体的社会感召力
从现在的情况来看,中国属于社会转型的特殊阶段,经济体系及社会文明的建设都尚未完全完善,这一时期的社会发展存在太多的不确定性因素,各种负面因素潜藏在社会中间。即存在丑恶、低俗、腐败的负面因素,同时也存在温暖、爱心、高雅等正面因素,这些因素相互融合交错,就是现代社会的缩影。这对于主流媒体提出了更高的要求,怎样在当今的社会中,有效剔除负面因素,将正面积极的因素加以充分发挥宣传,将正能量传递给社会群众,引领正确社会舆论的生成,成为主流媒体所需要重点应对的现实性任务。比如说,我们十分熟悉的节目《感动中国》。这一节目就是对社会美化事物的宣扬与强调。这一节目素材全部来自于我们身边的真实事件,切实的贴合社会实际,将美好和谐社会的理念充分体现在节目制作中,将社会美好的一面提炼出来,展现在社会受众面前,从而引领一种正确的、积极向上的社会舆论,是对正能量的有效传递。
3.实现对“负面新闻”的正面引导,传递社会正能量
坚持以正面宣传为主,是我国新闻媒体的内在规定和职责要求。媒体是社会舆论的放大器,如果一味追求吸引人气,提高点击率,过分渲染负面的新闻事件,必然会无限放大负面新闻的负作用,给人们带来负面的影响,也必然会造成人们对社会主流价值的误判,容易造成以偏概全的错误认知,从而激发迷惘、愤怒、不公的不良社会情绪。主流媒体要坚持负面新闻正面处理,要善于从正面角度采写,从正面的角度进行包装,传递社会正能量。比如说,“焦点访谈”这个栏目,每天都会接到数千条的信息,并且大部分都是反面的,如何从这些信息中加以筛选,选择最后所报道的事件,其实是有着十分严格的要求的。事实证明,很多原本看似积重难返的问题在被他们曝光之后得到了解决。这无疑是使负面新闻产生正面效应的榜样。
强化对网络舆论的掌控引导,传播社会正能量,凝聚社会共识
近年来,一系列负面新闻充斥着网络,导致社会低俗问题愈发凸显。在这一情况下,假如主流媒体不对此进行正确指引的话,就很容易导致消极的社会影响。因此,作为主流媒体必须要着手于社会群众实际关注情况,摆明自身的舆论方向,帮助受众明确事情所隐藏的真像,消除错误认识,从而让群众接受更多来自媒体的正能量,最终实现引领群众的效果。
1.主动发声,营造网上正面舆论强势
在自媒体时代,人人都可以成为舆论的制造者和传播者,网络的自发舆论传播迅速,而网络发出的另类声音给和谐社会带来不和谐的声音。主流媒体必须强化对网络舆论的掌控引导,对重要事项主流媒体要正面发布、正面造势,形成强大的良好网络舆论场,不给有害信息预留生存及蔓延的时空。打个比方说,我国所发生的两次重大地震灾害中,汶川地震期间信息发布及时、充分、全面,反响强烈、积极、正面,形成了全国乃至国际支援灾区的氛围;反观唐山地震,却不谈灾情、伤亡与举措,以致谣言泛滥,成为美国大学新闻教学“迟到新闻”的负面案例。
2.通过多个途径发出声音,将正能量传递给社会受众
当前科学技术水平的提升,让计算机网络得到了进一步的普及与推广, 互联网已经渗透到我们生活中的各个领域,这给人们思维形式的养成也是十分重要的影响因素。作为主流媒体,必须要认清这一形式,充分发挥网络技术优势,借助互联网络,实现宣传途径的有效扩展,通过多个平台将自己的声音传递给大众,比如说我们较为熟悉的论坛、微博、主页等,这都是社会舆论引导的重要手段。借助自身公信力优势, 倡导引领正确的价值观念及舆论方向, 消除负面消极言论给大众造成的影响与迷惑用,最终实现正能量的有效传递。
结束语