在线检测（共12篇）
在线检测 篇1
一、技术背景
网络从最初的仅仅为了军事服务, 到如今几乎与每个人都息息相关;从发展之初单纯的共用打印机的需求, 到现在无处不在的电子商务;从上世纪80年代初的10M以太网标准的制定, 到当前的万兆铜缆以太网标准的出台, 今天的网络, 其规模和应用都异常庞大与复杂, 许多大型纵向网、园区网、局域网, 都包含着数以万计的信息点, 其中除了传统的数据业务, 语音与视频的应用正成为下一个热点。
当前的网络已经发展成为“以应用为中心”的信息基础平台, 网络管理能力的要求已经上升到了业务层次, 传统的网络设备的智能已经不能有效支持网络管理需求的发展。比如, 网络调试期间最消耗人力与物力的线缆故障定位工作, 网络运行期间对不同用户灵活的服务策略部署、访问权限控制、以及网络日志审计和病毒控制能力等方面的管理工作, 由于受网络设备功能本身的限制, 目前都还属于费时、费力, 有时甚至是不可能的任务, 迫切需要网络设备具备支撑“以应用为中心”的智能网络运营维护的能力。
二、在线测试技术原理
2.1 VCT
2.1.1 VCT原理
VCT功能一般嵌入在PHY芯片中, VCT技术远程和无干扰地诊断cable plant上的质量和属性, 能够探测和识别潜在的电缆问题, 如电缆断开或在电缆中的任何阻抗不匹配, 并准确地报告在1米之内的故障距离。VCT也将探测对交换、对极性颠倒和过多的对偏差。潜在的电缆故障包括: (1) 开路:在双绞线末端的接头之间缺少连续性。 (2) 短路:2个或更多的导线一起短路。 (3) 交叉对:双绞线在末端未正确连接。例如, 在一个末端对3连到接头4和5, 在另一个末端连到接头7和8。 (4) 反转对:在双绞线中的2个导线以相反的极性连接。例如, 一个在对3的导线在一边连到接头1, 在另一边连到接头2, 而第2个导线连到接头2和接头1中间。 (5) 不正确的终止:电缆终止不等于100欧姆。因为典型的5类阻抗 (Cat 5) 电缆为100欧姆, 在每个末端的电缆终止也必须为100欧姆, 以防止波形反射和潜在的数据误差。
VCT技术使用时域反射法 (TDR) 诊断cable plant。与雷达相似, 通过向导线发送一个脉冲信号并检查脉冲的反射的方法, TDR分析导线。当传输的脉冲达到电缆末端时或电缆的故障点时, 部分或全部脉冲能量被反射回发送地。VCT算法测量信号在电缆中传输、达到故障点及返回所需的时间。通过以太网PHY中的内部寄存器, 把测量到的时间转换成距离并使之可用。
2.1.2 VCT故障定位
(1) 传输线中的阻抗。当两个金属导线紧密地连在一起时, 它们形成一个电缆阻抗。一个正确终止线是一条其阻抗等于源阻抗及负载阻抗的线或电缆。对于一个极佳的终止线, 其反射波形阻抗为零;负载吸收所有源波形的能量。当电缆在远程末端连接断开 (或开路) 时, 负载阻抗为无穷大且反射波形等于源波形。以下方程进一步定义此动态特性, 计算反射系数pL:
其中, ZL为负载阻抗, Z0为电缆阻抗, 而5类电缆的阻抗为100欧姆。图1显示以下负载条件的反射系数。
所示的数据中可以得到一些观察结果: (1) 当负载阻抗大于电缆阻抗时, 反射系数结果为正;相反, 当负载阻抗小于电缆阻抗时, 出现负反射系数 (即反射脉冲数在零以下) 。Marvell VCT技术使用此信息帮助确定负载阻抗。
当负载阻抗为300欧姆时, 反射系数为0.5, 这意味着反射波形数是源波形的一半。VCT技术使用反射波形的极性和数量来准确计算和报告负载阻抗。
当负载阻抗为100欧姆时, 反射系数为0, 这意味着负载吸收100%的源波形能量, 且无反射波形。在没有反射波形情况下, VCT算法分辨出无电缆故障存在。
(2) 计算距离。传播速度 (VOP) 是同真空光速相关的信号速度 (每秒186 400英里) 。数字1.0代表光速;所有其它信号都较慢。VOP为0.71的电缆传输71%光速的信号。5类双绞线具有0.71的VOP, 其转化4.7纳秒/米的传播延迟。使用TDR技术测量反射波形的传播延迟, 及了解计算出的5类电缆的VOP, 使计算到电缆故障点的电缆长度或距离变得相对简单。
2.2 环回测试
有时需要诊断以太网端口的数据收发情况正常与否, 此时采用端口环回方式比较简单有效, 环回测试提供两个方向的环回功能, 线路环回用于向对端环回, 即将对等发送的MAC帧原样返回, 对端通过检测接收到的数据是否与发送的数据一致来判断线路中是否存在误码情况;内环用于向自己端口环回, 即将自身发往端口的数据送回本端口的接收端, 通过检查自己的接收端情况来检测自身的发送与接收是否正常。
在线检测 篇2
一、设备型号、名称、供货数量 1.名 称：COD在线自动监测仪
2.供货数量：1台（套）（含全部安装附件）
二、技术参数
1、测量范围：0～100mg/L、100～1500mg/L；
2、示值误差（邻苯二甲酸氢钾试验）：±5%；
3、重复性：＜3%；
4、示值稳定性：±5%；
5、消解时间：自动、3、5、10、20、30、40、60、80、100或120分钟可选；
6、测量间隔时间：连续测量、1～24小时间隔测量、触发启动测量（实现定点分析、和定时分析）；
7、校准功能：具有自动和手动两种方法进行零点和量程校准；
8、低维护量：每月仅需1小时的维护时间；
9、自动清洗功能：测量开始、结束进行两次自动清洗前处理装置、采样管路、仪器管路、阀门等部件；
10、化学反应单元配备安全防护面板，减少操作人员威胁；
11、输出：模拟信号0/4～20mA（分别对应零点和满量程之间的线性输出，可与各种标准数据采集器兼容）；
12、自动功能：药剂泄漏自动监测，故障自诊断，自动清洗，自动校正，外部信号触发（间隔分析）、自动报警；
13、数字通信 RS485 Modbus；
14、接点信号：2点干触点继电器输出，用于采样水泵控制；
15、数据输出及显示：打印输出、液晶显示（大屏幕图形）、中文界面（既可显示整个分析过程的工艺流程，又可直观地显示测量结果、报表、曲线。
16、数据存储：仪器配置有大容量电子硬盘，可存储仪器运行十年的测量资料；
17、安装环境：分析间内安装；
18、保护措施：带有安全防护面板；
19、试剂输送：计量活塞泵；
20、材质：316不锈钢(包括采样水线、排液线、水箱等)；
21、水箱结构：顶部有可拆卸的盖，用锁固定，分析后的废液单独溢流；
22、电气接口：1/2NPT；
23、服务端口：RS232；
24、环境温度：-5℃～+40℃；
25、电源：220VAC±10%/50-60Hz；
26、远程控制功能：仪器具有与PC或数据采集仪的双向通讯及反控功能，可通过软件系统对仪器进行控制并且可通过互联网对仪器或数据采集仪软件进行远程升级或远程受时；
27.打印功能：提供打印输出端口，并配打印机可进行数据打印；
38、尺寸：＜700mm×900mm×400mm（宽×高×深）。
三、技术要求
1、采用重铬酸钾法高温消解，用光度法测量样品吸光度，通过吸光度与水样COD值的线性关系进行分析测定，符合国标GB11914-89；
2、采样水入口加电磁阀，延时控制，以利于水泵运行后形成足够的真空，吸取采样水；
3、活塞泵取样技术、系统中不包括任何蠕动泵，减少故障；采用抗腐蚀管路，延长仪器寿命；
4、具有温度自动控制系统，加热器的温度始终恒定；
5、产品应遵守的相关行业标准：GB11914-89水质化学需氧量的测定重铬酸盐法、HJ/T 354-2007水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）、HJ/T191-2005紫外（UV）吸收水质自动在线监测仪技术要求、IEC 60529电气外壳防护等级（IP代码）、GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范、GB50093-2002自动化仪表工程施工及验收规范、ZBY003仪器仪表包装技术条件；
6、必须有完善的质量保证体系，必须符合IS09001标准的要求；
7、乙方必须有甘肃省环保部门认定的资质，产品必须为甘肃省环保部门公布过认定的产品；
8、随机提供设备易损件明细，并配备所有安装附件，设备出厂时必须有整机及附机的产品合格证、生产许可证、各类检验报告及合格证、维护使用说明书（包括总装图、电气线接线图）、安装尺寸等图纸、原理图各三份，并提供电子版说明书及原理图一份（各类图纸为CAD电子版）；设备资料、随机配件等必须随设备一并到货；
9、产品铭牌及标志必须安装在设备醒目处，标志清楚，固定可靠；
10、随机提供设备总值5%的易损件，由甲乙双方签订技术时协议确定。
四、现场技术服务
乙方应向甲方现场派出有经验的、健康的、有资格的服务工程师，在现场对设备的安装、调试、试运行、投运、维修、培训进行指导。
1.乙方现场服务人员的职责：
1.1现场服务人员的任务为设备催交、货物的开箱检验、设备质量问题的处理、指导安装和调试、参加试运行和性能验收试验。
1.2在安装和调试前，技术服务人员向甲方技术交底，讲解和示范将要进行的程序和方法，对重要工序、施工情况进行确认，否则甲方不能进行下一道工序。经乙方确认和签证的工序如因乙方技术人员指导错误而发生问题，乙方负全部责任。
1.3乙方对其现场服务人员的一切行为负全部责任。
1.4乙方派出足够的人员并服务足够天数以保证安装、调试、培训等工作能够圆满实施。
2.技术支持
2.1售后为用户免费指导安装、免费调试和免费操作人员培训等工作，保证用户设备可正常使用。2.2设备安装调试及以后的使用期间，乙方应保证给以充分的技术支持，在使用期间如系统出现重大故障或其它甲方不能自己解决的技术问题，乙方应及时给予技术答疑，必要时应派技术人员赶赴现场，会同甲方有关技术人员对出现的问题进行分析处理。
3.售后服务内容
乙方对用户进行定期回访；在规定的保修期限内如出现质量问题，在接到用户要求服务的电话或传真后，不分原因，保证在两小时内给予有效答复。如需更换，维修货物或部件，在24小时内赶到设备现场，为用户解决问题。保修期后，乙方同样将对产品质量给予良好服务，如出现质量问题，及时派人到到现场协助用户解决，免费提供终身现场技术服务。
4.质量保证
4.1整套设备必须通过出厂试验方可出厂。
4.2 设备质保期为从使用之日起12个月。因使用不合格材料和不符合要求的加工工艺造成的设备质量问题，对甲方造成的一切损失全部由乙方承担，并进行无条件更换不合格件。
在线检测 篇3
关键词：
球面检测系统； 泰曼-格林原理； 在线性； 结构设计
中图分类号： TH 744.3 文献标识码： A
引 言
光干涉法由于具有很高的测量精度，经常应用在许多精密、超精密加工测量工作中[1，2]。光学零件作为一种精密加工的元件，其加工过程控制和最终的结果检验都依靠光学干涉法，即通过干涉的方法检验光学零件面形偏差。通常采用光学样板法或干涉仪测量，在垂直于一个圆形检验范围内的位置所观察到的干涉条纹（通称光圈）的数目、形状、变化和颜色来确定其面形偏差[3-5]。
目前国内外多种类型的干涉仪可以实现对球面光学工件面形的精确测量。这些干涉仪器从干涉图样信息获得被测球面面形的象散偏差及局部偏差，采用精密导轨根据球面球心和顶点之间的距离测量出光学工件的曲率半径，但这些仪器大都用于光学零件的最终检验，而且通常价格昂贵、体积庞大，并不适用于对加工过程的质量控制。在加工过程中的检验目前主要还是通过光学样板法来检验，这种方法每次只能检测一片，而且在检测的过程中光学样板通过加压直接接触被检镜片，容易对已加工好的球面造成二次伤害，效率低，不能适应现阶段大批量的生产现状。
现设计一种能现场应用、特别是对加工过程中的零件作在线检测的小型化、价格低廉的面形检测系统，实现在线快速无损检验球面镜片的面形质量，提高生产效率，降低成本。
1 系统的基本原理
泰曼-格林干涉仪可以用来测量棱镜、玻璃平板的材料均匀性，同时也可以用来测量光学系统的综合质量[6]。由于泰曼型的干涉仪属于双光路干涉可以获得等厚干涉，对于被测件的反射率要求较低，容易获得对比度较好的干涉图样[7]，因此采用泰曼-格林原理来设计用于加工过程中产品质量控制的在线检测系统。
图1为该系统的测量原理图。激光束经扩束后，光束垂直射入一分光棱镜，反射光射入参考面，经反射后沿原路返回，形成参考波前；透射光射入被测面，经反射后沿原路返回，形成测试波前。参考波前与测试波前经分光棱镜汇合后形成干涉，在观察接收屏处可以观察到干涉条纹。
该干涉系统的特点在于用光学车间已有的光学样板或者经过检验合格的镜片、或者客户提供的样品来作为参考镜，采用不同的光学样片就可以对相应的光学镜片进行检测，不受“凹”、“凸”面的限制。光学样板作为光学元件生产的必需品很容易获得，如果没有样板也可以用经过检验合格的镜片、或者客户提供的样品，可以满足测量的需要。
2 系统结构的设计方案
对于这种新型的检测系统，其特点是可以用来对生产中的没有下盘的镜片进行检测，从而对加工过程起到指导作用，缩短加工时间提高生产率。系统采取的是分振幅型的干涉，通过对干涉场内条纹的数目、弯曲量来确定被检物体的面形偏差，由此确定该镜盘的生产是否达到进入下一道生产工艺的标准。考虑到观察的方便以及后续的处理，采用CCD将干涉图像采集传输到电脑进行计算和显示。由于用CCD对图像进行采集，拍照曝光时间可以很短，因此对振动和温度变化带来的影响并不是十分敏感。同时考虑到要更好的防震，干涉仪可以配合防震平台使用。
2.1 系统结构
球面在线检测系统的样机设计方案如图2所示，先将一个光学样板靠紧在圈口的上端面上，然后再将一个完全相同的光学样板（或者检测后充分相似）夹紧在仪器的右边。这时开启激光器，使其射出的平行光通过空间滤波器后入射到扩束镜，扩束镜端口装有可调光阑，通过调节光阑大小来获取适合检测口径的光束直径，来适应不同口径大小的镜片的检验，同时减少杂光对干涉光路的影响。扩束光束入射到分光棱镜后分成两束光，一束光沿着光轴X方向射向光学样板的基准面上，经反射后返回，形成参考波前；另一束光沿光轴Y方向射向圈口上的光学样板的基准面，经反射后返回，形成测试波前。参考波前与测试波前经分光棱镜汇合后产生干涉，在观察接收屏上可以观察到干涉条纹。
2.2 调试
通过多维调节装置（图2中未标）调节右边的光学样板的光轴与扩束镜的光束的中心轴线重合，并在中心轴线方向上移动使两束光束的光程大致相等，在观察接收屏上可以观察到干涉条纹。由于采用激光做光源，相干长度足够长，可在很大的深度范围内观察到清晰的干涉条纹。在中心轴线方向上调节光学样板观察干涉条纹，当干涉条纹数目最少时，此时的位置即为两块光学样板的基准面的顶点距离分光器的中心等间距的位置，固定光学样板的位置。观察接收屏沿光学样板的光轴中心线方向可以前后移动，以便得到合适大小的干涉图样。
2.3 测试
将圈口上的光学样板换成镜盘上的待测透镜，圈口上端面的三个定位钢球可以实现将放置其上的待测透镜的待测面所在球面的球心处于三个钢球组成的三角形的几何中心垂线上。该垂线与扩束镜的光束的中心轴线重合，并且待测透镜的待测面所在球面的球心也位于中心轴线位置，无需再次调节就可以得到干涉条纹。采集此时干涉条纹的图像并进行特征分析计算，就可以得到待测透镜的待测面的半径偏差、像散偏差、局部偏差等。光学样板的基准面的曲率半径可以由球径仪等仪器精确测量得到，由此可以计算得到待测透镜的待测面的曲率半径。
3 系统结构的实现
根据球面在线检测系统的设计方案，最重要的是要保证光路的正交对称性。考虑到实际的应用，样板尺寸小较易调节，因此对于该双光路系统采取固定其中被测件光路，调节样板光路来实现双光路的正交对称和等光程。
球面在线检测系统主要由支撑机构、固紧机构、光路调节机构和图像采集机构组成。
3.1 固紧机构的设计
分光棱镜作为整个正交光路的核心，其位置发生一点点相对改变，都会使得光路系统发生改变，要保证光路的稳定必须对棱镜进行合理的定位固紧。因此将棱镜和固紧机构作为独立的装配组件通过刚性定位弹性紧固，将其固紧在正交光路的中心并保持稳定。
设计方案考虑到结构的稳定和安装定位的方便采用直角分光棱镜，选取其底面为主定位面，右侧面为辅助定位面，用非工作面的前后两面分别加压条弹性夹紧，限制各个方向的自由度。考虑到安装方便，采用前后通透式的结构，安装时可以夹持非工作面将棱镜放入合适位置，而不碰触工作面；同时前后压板与分光棱镜之间添加弹性元件，通过调节压板上的螺钉来实现弹性固紧；顶部和左侧留出余量使得棱镜的位置在一定范围范围内可调，以保证位置精度的同时降低加工成本。三维定位精度依靠数控设备的加工精度保证。
3.2 光路调节机构的设计
系统采取的是正交双光路结构，这样可以方便得到等厚干涉。为了使光路调节简便、快捷，选择固定其中的检测光路，作为等光程调节过程中的“基准”。
光学镜片生产过程中主要是通过观察镜片与光学样板之间的产生的干涉条纹，来获取镜片的面形偏差，以判断镜片是否符合进入下一道工序的标准。这就对调节机构的精度提出了较高要求。
光学样板一般都是圆柱形物体，因此采用镜筒式的装夹结构对其进行固紧[8]，同时根据其形状特征采用了新型的等光程调节机构，如图3所示。
3.2.1等光程调节结构
考虑到样板的形状特征和设计要求，设计了一套螺纹微调节机构（见图3），来实现光路中等光程部分的调节。
实际生产过程中，光学加工车间一般根据设计者的要求来制作相应的样板，因此依照样板的极限尺寸设计了样板镜筒，并配合相应的隔圈、压圈来适应不同尺寸的样板。将样板镜筒装入有径向开槽的套筒中，样板镜筒通过导钉与套筒关联，沿槽拨动导钉，通过观察条纹的变化，可以找到一个接近等光程的位置实现粗调。
细调主要通过螺旋传动实现。螺旋传动不但传动平稳，而且传动精度高，结合样板的外形特点，比较适合用于微量调节。同时在样板镜筒外部设计的螺纹微调节机构，通过旋转与套筒同心的调节环，来实现样板镜筒的微量移动。样板镜筒的移动量L与调节环的转角α有以下关系：
4 结 论
基于泰曼-格林原理设计了一种适合生产过程中对产品进行在线检测的干涉仪，并对其结构进行了设计。该干涉仪结合光学车间的现有条件，用光学车间里现有的各种不同曲率半径的光学样板产生干涉的参考波前，与待测镜片产生的测试波前产生干涉，通过对干涉图像进行分析计算，可以测出球面镜片的面形偏差、局部偏差和曲率半径，并且可实现快速无损非接触在线检测。同时没有采用测量导轨，使仪器小型化。设计专用的调节机构，调节方便。通过实验证明该仪器不但较容易获取干涉图像，而且图像清晰、稳定。通过该干涉仪的应用，可以大大地提高生产效率，降低成本，适应镜片大量生产的需要。
参考文献：
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绝缘电阻在线检测研究 篇4
关键词：绝缘电阻,在线检测,测量,电路设计,信号
引言
随着电力电子器件的发展,伴随着大量的电力电子设备应用范围越来越广泛,衡量电力电子设备绝缘性能好坏的重要参数是它的绝缘电阻值的大小。在线检测大量电力电子设备的绝缘性的好坏不能采用常用的测量仪器,如数字多用表、兆欧表、绝缘多用表、耐压测试仪等。原因是采用常用的手段在测量时存在很大的弊端:1)一部分设备使用专用的测量仪器来测;2)测量时一些仪器操作很不方便,测量精度很低,主要用在非在线测量中。常用的兆欧表就是一种常用的绝缘电阻测量仪器,它是通过在高压条件下测量电阻来衡量绝缘退化状况的高电阻兆欧表。由于电力电子器件耐压的敏感度很强,在高压情况下很容易造成器件因高压而损坏。因此针对以上存在的问题,在原有的检测基础上进行新的功能改进,除了能在线进行绝缘电阻检测外,还能非在线
进行检测,测量速度快,系统稳定、可靠。
1 总体设计方案
绝缘电阻在线检测系统采用模拟电路与数字电路相结合,对电力电子设备在交流和直流两种情况都可以进行测量,要求在启动开机3 s～5 s后测量仪器处于稳定状态,该系统由电源转换电路、信号发生电路、测量电路、采样保持电路、信号转换电路、显示器电路以及报警电路构成,如图1所示。
测量电路是采用恒流电流供电原理,将被测绝缘电阻转换成相应的电流值,再通过转换电路将电流转换成与被测绝缘电阻值相等的电压值,从而得到所需测量的绝缘电阻参数。
采样保持电路在信号发生器产生脉冲信号控制下,根据实际被测对象的电压值进行快速采样与保持。分别去显示电路和报警电路,显示电路由A/D转换器、微处理器和显示器构成。A/D转换器可以接受0 V～10 V电压,通过A/D转换电路将采样值转换成数字信号送到微处理器进行滤波与计算后再送到显示器显示出所测量的绝缘电阻参数。如果被测参数低于预设标准参数值,则通过报警电路进行故障报警和低绝缘电阻预报警。
电源电路产生直流5 V和±12 V电压为整个设备提供工作电源。为了增大该仪器的适用范围,电源电路采用交、直流两用电源,既可使用交流供电,又可使用直流供电。直流供电采用逆变技术产生AC 220 V经过降压、整流、滤波形成所需工作电源;交流供电首先采用变压器隔离降压,再整流、滤波形成直流电源。
2 绝缘电阻测量电路设计
如图2所示,本电路由测试电路和I/U电路两部分组成,对不同量程采用了不同的恒流电流供电,其测试量程分为四档,测量满度值为0.1 K,1 K,10 K,100 K,1 000 K,2 M。量程转换通过开关S选择R3～R8来实现,用来改变恒流源的内阻。恒流源由-6 V电源提供电源,串上阻值远大于实际被测电阻Rx的R3～R8中的一个,具备了恒流源特性要求。三极管VT组成射极跟随器,目的在于用以扩大IC1输出电流,从而满足低电阻测量时输出大电流的需要。R12～R23,IC2构成I/U转换电路,将电流转换成与电阻值相等的电压值。
3 信号发生电路设计
如图3所示,该电路在IC3产生方波信号,经IC4-1比较放大后所产生的信号一路加在与门D1的一个输入端,另一路在经过由IC4-2够成的移项放大器进行移项放大加在与门D1的另一输入端。每当D1产生了一个高电平脉冲信号时开关管Q1导通,采样保持电路就进行一次信号采样保持。
4 结语
用该方案设计研制成的绝缘电阻在线检测装置在实验室进行了某大型电力电子设备系统绝缘电阻检测中,能够快速、准确地完成整个测量过程。证明了用此方案设计的绝缘电阻测量装置的实用性,所以该装置对现代化大型电力电子设备具有较强的使用潜力和较大的推广价值。
参考文献
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在线检测 篇5
生物量浓度实时在线检测方法的研究
微生物的存在会改变发酵液的电特性,发酵液在无线电频率范围内的电容率增量是测量频率和生物量浓度的函数.基于对发酵液电容率分布的研究,提出了测量生物量浓度的`新方法.用此方法不用取样就能对发酵液中的生物量进行实时在线测量,而且测得的是活的生物量浓度.制作的电极直接插入发酵器中并满足高温蒸气灭菌条件.此方法在生化制药、食品发酵、啤酒酿造、污水检测等工业领域里有很好的推广应用前景.
作 者：王贻俊 樊育 L.OLSSON J.NIELSEN WANG Yi-Jun FAN Yu L.OLSSON J.NIELSEN 作者单位：王贻俊,樊育,WANG Yi-Jun,FAN Yu(山东轻工业学院自动化系,济南,250100)L.OLSSON,J.NIELSEN,L.OLSSON,J.NIELSEN(Department of Biotechnology, Technical University of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark)
刊 名：生物化学与生物物理进展 ISTIC SCI PKU英文刊名：PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS 年，卷(期)： 27(4) 分类号：Q93-338 关键词：发酵液 生物量浓度 实时在线检测 电容率分布 高温灭菌在线检测 篇6
在实际凹印生产中，蹭脏、拖尾、线条等印刷缺陷一直困扰着一线操作人员。以往，印刷企业普遍采用肉眼辨别等形式，通过多道把关识别残次品。虽然效果令人满意，但效率低，耗费大量工时。因此，凹印生产中质量缺陷的检测一度成为影响企业整体产能的“短板”。
凹印的印刷原理决定了一些无法避免的印刷缺陷，而肉眼辨别又存在一定弊端，加之客户的抱怨和投诉，我公司不得不寻找切实可行的解决方案。经过市场调查，我公司最终选择了北京凌云光技术有限责任公司的全自动软包装缺陷检测系统。
凌云全自动软包装缺陷检测系统的最大优势是自动化程度高，能够自动辨别几大类常见缺陷，如线条、套色偏差、拖尾等，检测结果能在操作界面上显示出来，并辅以声光报警。该系统不仅能够减轻操作人员的劳动强度，将操作人员从简单、重复的工作中解放出来，还能降低用工门槛，即使是新员工，在接受简单培训之后，也能够通过软件辨识大部分印刷缺陷，并根据操作规程进行缺陷处理，更重要的是能提升品质，增加产能，对印刷企业具有积极意义。
我公司除了在印刷部配置凌云全自动软包装缺陷检测系统之外，在后道工序也配备了其他两种在线检测系统。经过一段时间的运行，笔者总结了一些在线检测系统的使用经验，供业内人士参考。
在线检测系统需要根据印刷企业的产品类型和特点，对软件和硬件进行适当的改装。那么，就需要在线检测系统供应商提供更加便捷的硬件改装、软件改动和升级等服务。在这方面，相比跨国服务费用高昂、语言存在差异、时效性不足而言，选择国产设备的便利性显而易见。
如何在提升产品生产效率的同时，将操作人员解放出来，需要根据企业自身情况，对在线检测系统的操作规程、操作习惯进行调整，从而让自动化设备替代操作人员的重复性劳动，让员工更加高效地利用时间。
在线检测系统的设计特点对其使用的场合会产生很大影响。目前，按照设计原理，市面上的在线检测系统可以分为产品前一张与后一张对照（不断变化的判定标准）和所有产品与同一张对照（固定的判定标准）两大类。后者更适合在印刷机上使用，尤其在判定色差、套印偏差等缺陷的场合，具有独到的优势。
在安装第一套在线检测系统之后，根据现场生产需求，我公司又陆续订购了数套。经过不断磨合以及软件的不断升级，在线检测系统在我公司印刷工序运行平稳，废品率低。对此，操作人员对我公司高层引进在线检测系统的决策非常认可。
激烈的市场竞争势必催生新一轮软包装行业技术革新的浪潮，如此背景下，只有不断提升质量、管理、技术和成本的优势，才能够保证公司的永续发展、业务的不断延伸。在线检测系统将作为提高企业竞争实力的手段，得到更多印刷企业的青睐。
制药包装颗粒缺损在线检测装置 篇7
包装颗粒缺损在线检测装置采用了“相机 +PC图像处理软件”(PCBASE)的检测模式。采用分步式模块设计,由光源成像部分、补药装置、人机界面等部件构成,采用网络相机,配置灵活,用户可以根据现场实际的要求,选择安装的工位,实现不同的检测目的。
主要特点:(1)标准配置2个CCD覆盖2个转盘检测,硬件系统为双核4线程工控机,配置的补药机构可实时在线补粒或剔除检测出缺损药粒;(2)补药通道防护盖为卡扣式,便于药品换牌时对补药口的调节;(3)检测图像数据可以保存1年以上(1T硬盘),缺陷状况及时间信息均可查且可进行质量追溯;(4)具有装置故障自诊功能(如光源、光纤)。
电气系统:(1)相机部分采用进口高分辨率、高速彩色相机;镜头选用日本进口产品;光源为高亮LED光源,性能稳定,衰减小,寿命长,可达10万h。(2)上位机采用进口品牌4线程工控机,资源丰富,速度快,稳定性好。(3)下位机采用高可靠性、高速AVR系列单片机(硬件配置可以根据用户具体要求进行调整)。
软件系统:采用机器视觉方法,对整个瓶装过程进行图像检测,软件识别采用先进的智能模糊匹配算法,速度快、准确度高;软件采用全中文界面,界面友好,操作简单;软件功能完善并可持续免费升级,且配有数据传输接口。
工作参数:(1)电源电压:主机工作:AC180~230 V;控制器工作:DC24 V;光源:DC24 V。(2)环境温度:0~40℃。(3)气源:由设备提供,大于0.5 MPa。(4)安装位置:电气柜安装在跑道下,补药装置安装在转盘后面。
南京大树智能科技股份有限公司
地址:南京江宁国家高新技术产业园乾德路9号
电话:02568716730传真:02552127993、68716769联系人:周寅手机:13805155745
制药包装颗粒缺损在线检测装置 篇8
包装颗粒缺损在线检测装置采用了“相机+PC图像处理软件” (PC-BASE) 的检测模式。采用分步式模块设计, 由光源成像部分、补药装置、人机界面等部件构成, 采用网络相机, 配置灵活, 用户可以根据现场实际的要求, 选择安装的工位, 实现不同的检测目的。
主要特点: (1) 标准配置两个CCD覆盖两个转盘检测, 硬件系统为双核四线程工控机, 配置的补药机构可实时在线补粒或剔除检测出的缺损药粒; (2) 补药通道防护盖为卡扣式, 便于药品换牌时对补药口的调节; (3) 检测图像数据可以保存1年以上 (1T硬盘) , 缺陷状况及时间信息均可查且可进行质量追溯; (4) 具有装置故障自诊功能 (如光源、光纤) 。
电气系统: (1) 相机部分采用进口高分辨率、高速彩色相机;镜头选用日本进口产品;光源为高亮LED光源, 性能稳定, 衰减小, 寿命长, 可达10万h。 (2) 上位机采用进口品牌四线程工控机, 资源丰富, 速度快, 稳定性好。 (3) 下位机采用高可靠性、高速AVR系列单片机 (硬件配置可以根据用户具体要求进行调整) 。
软件系统:采用机器视觉方法, 对整个瓶装过程进行图像检测, 软件识别采用先进的智能模糊匹配算法, 速度快、准确度高;软件采用全中文界面, 界面友好, 操作简单;软件功能完善并可持续免费升级, 且配有数据传输接口。
工作参数: (1) 电源电压:主机工作:AC180~230 V;控制器工作:DC24 V;光源:DC24 V。 (2) 环境温度:0~40℃。 (3) 气源:由设备提供, 大于0.5 MPa。 (4) 安装位置:电气柜安装在跑道下, 补药装置安装在转盘后面。
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制药包装颗粒缺损在线检测装置 篇9
包装颗粒缺损在线检测装置采用了“相机+PC图像处理软件” (PC-BASE) 的检测模式。采用分步式模块设计, 由光源成像部分、补药装置、人机界面等部件构成, 采用网络相机, 配置灵活, 用户可以根据现场实际的要求, 选择安装的工位, 实现不同的检测目的。
主要特点: (1) 标准配置2个CCD覆盖2个转盘检测, 硬件系统为双核4线程工控机, 配置的补药机构可实时在线补粒或剔除检测出的缺损药粒; (2) 补药通道防护盖为卡扣式, 便于药品换牌时对补药口的调节; (3) 检测图像数据可以保存1年以上 (1T硬盘) , 缺陷状况及时间信息均可查且可进行质量追溯; (4) 具有装置故障自诊功能 (如光源、光纤) 。
电气系统: (1) 相机部分采用进口高分辨率、高速彩色相机;镜头选用日本进口产品;光源为高亮LED光源, 性能稳定, 衰减小, 寿命长, 可达10万h。 (2) 上位机采用进口品牌4线程工控机, 资源丰富, 速度快, 稳定性好。 (3) 下位机采用高可靠性、高速AVR系列单片机 (硬件配置可以根据用户具体要求进行调整) 。
软件系统:采用机器视觉方法, 对整个瓶装过程进行图像检测, 软件识别采用先进的智能模糊匹配算法, 速度快、准确度高;软件采用全中文界面, 界面友好, 操作简单;软件功能完善并可持续免费升级, 且配有数据传输借口。工作参数: (1) 电源电压:主机工作:AC180~230 V;控制器工作:DC24 V;光源:DC24 V。 (2) 环境温度:0~40℃。 (3) 气源:由设备提供, 大于0.5 MPa。 (4) 安装位置:电气柜安装在跑道下, 补药装置安装在转盘后面。
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在线状态检测与故障诊断技术 篇10
从设备的设计、制造到安装、运行、维修等诸多环节, 如果其中的任何环节出现了偏差, 都有可能会导致设备性能的恶化或是引发故障。在设备运行过程中, 其内部往往会受到力热、摩擦等多种物理及化学作用, 使其性能出现变化, 从而引发设备故障, 带来巨大的损失, 所以对设备在线状态监测和故障诊断技术相关内容进行详细的、深入的分析研究具有十分重要的意义。
2 状态检测与故障诊断技术概述
①状态检测:在设备运行过程中, 对特定的特征信号进行检测、变换、记录与分析处理, 并显示记录情况, 这是设备故障诊断工作顺利开展的基础条件。②诊断分析:一般情况下, 诊断分析主要涉及信号分析处理与故障诊断两方面内容。其中, 信号分析处理是指对所获得的信息以一定的方式进行变换处理, 并且以不同的角度提取最直观的、最敏感、最有用的特征信息。故障诊断是在状态检测与信号分析处理基础上进行的一项工作, 主要是对故障性质、危险程度、产生的原因或者是发生的部位进行诊断, 然后以此为基础, 对设备性能与故障进一步发展情况进行相应的预测。③治理预防:治理预防主要是指对已经诊断出设备异常情况发生的原因、部位及危险程度进行相应的研究, 并且采取相关治理措施与预防的方法。
3 状态检测与故障诊断技术系统结构特点
3.1 离线检测与诊断系统
所谓离线检测与诊断, 即为对设备运行情况进行定期的检测与诊断, 一般先在实验室或者是计算机房中以计算机对数据采集器设置巡检路径组态, 之后再单独将数据采集器带至项目现场进行数据的采集与存储工作。当完成了数据的采集操作之后, 将数据采集器带回实验室与计算机联机, 然后将采集器中的数据上载至计算机中, 最后将其存入计算机数据库中进行集中的管理与相应的分析处理。离线检测与诊断系统较为简单, 一般由传感器、动态数据采集器与卫星计算机构成, 也可称其为T-C-PC机械故障巡检系统。其中, 微型计算机主要涉及检测、通讯、分析与诊断软件。此外, 对于动态数据采集器与微型计算机的连接, 主要采用RS-232C接口或其他专用接口进行, 以形成可分离的联机系统。
3.2 在线检测与诊断系统
在线检测与诊断系统即为在测点上永久性的安装传感器, 并且以处理设备与传输设备或者是Internet网络将传感器所采集到的信号直接传输至计算机或是专用分析与诊断仪器中, 能够实时显示所测设备的技术状态, 同时还能够对其进行相应的分析诊断的技术。此外, 其还能够将分析诊断结果接入设备电器控制部分, 在此过程中, 一旦发现故障或者是所测得的参数超过了报警范围, 计算机就会发出指令, 使得电器控制部分作出停机操作, 以此来对设备进行良好的保护。在线检测与诊断系统基本构成如图1所示。
4 在线设备状态检测与故障诊断技术
4.1 在线设备状态检测技术
4.1.1 在线检测技术
从目前的在线检测技术来看, GPS检测技术是一种新型的设备状态安全检测技术, 通过GPS检测技术可以对故障进行自动检测。GPS检测技术主要包括有监视控制系统和SCADA系统。GPS检测技术主要是根据电磁暂态的记录, 对故障进行合理的分析, 以此实现对的运行状态进行有效的监督控制。GPS检测技术与其他故障录波仪器相比, 在检测过程中不会出现数据沉冗问题, 因此在很大程度上提高了数据的有效性。同时, 将GPS检测技术与通信技术进行有效的融合, 可实现数据的同步传输, 进而确保检修质量和效率。在数据传输以后, 还能够自动产生检测记录, 为故障发生原因的分析提供参考依据。GPS检测技术的运用能够提高的可靠性, 保障电力系统的稳定运行。GPS检测技术同步方法是通过钳形传感器触发外同步, 获得同步信号。在软件方面, 可以通过四个特征对的放电情况进行有效的判断, 为故障判断提供了参考资料。
4.1.2 红外检测技术
热与有着十分紧密的联系, 一旦出现故障, 都会提高设备的温度, 导致设备发热, 从而容易损坏。红外检测技术是一种新型的在线检测技术之一, 具有较高的安全性, 检测效率好, 甚至可以检测出设备温度的些微变化, 以此确定故障的情况。红外检测技术是一种理想的在线检测技术, 将其运用在发热故障中的检测中, 可以充分发挥极大的作用。将红外检测技术运用于设备的状态监测, 可以检测出冷却装置控制键元件、各个部位接头的温度, 并且还能检测出变压器的潜伏性故障。
4.2 故障诊断技术
4.2.1 简易诊断法
简易诊断法是指采用便携式的简易诊断仪器, 例如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外点温仪对设备进行人工巡回监测, 其能够依据设定的标准或人的经验进行相应的分析, 以了解设备是否处于正常状态, 如果发现异常, 可通过对监测数据分析进一步了解其发展的趋势。由此可知, 简易诊断法可解决状态监测和一般的趋势预报问题。
4.2.2 精密诊断法
精密诊断法指对已产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手段 (包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等) 进行综合分析, 以期了解故障的类型、程度、部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。精密诊断法主要解决的问题是分析故障部位、程度、原因和较准确地确定发展趋势。
4.2.3 振动噪声测定法
机械设备在运动状态下 (包括正常和异常状态) 都会产生振动和噪声。通过相关研究可知, 振动和噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、程度、部位和原因等有着密切的联系。大多数设备是定速运转设备, 各零部件的运动规律决定了它的振动频率。由于是定速运转, 其振动频率即为该零件的特征频率, 观测特征频率的振动幅值变化, 可以了解该零部件的运动状态和劣化程度。因此利用这种信息进行故障诊断是比较有效的方法, 也是目前发展比较成熟的方法。尤其是振动法, 由于不受背景噪声干扰的影响, 使信号处理比较容易, 因此应用更加普遍。
4.2.4 无损检验
无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来的方法, 其是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机械零部件缺陷的方法。其使用的手段包括超声、红外、x射线、γ射线、声发射、掺透染色等。这一套方法目前已发展成一个独立的分支, 在检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。其局限性主要是其某些方法如超声、射线检测等不便于在动态下进行。
5 结语
综上所述, 相比于离线检测, 在线检测与诊断系统的成功相对较高, 但在设备运行过程中, 通过在线状态检测与故障诊断技术的合理应用, 能够对设备故障发生原因的分析与诊断等工作的顺利进行提供先进的技术支持, 从而及时解决设备运行过程中存在的问题, 提升企业的经济效益与社会效益。
摘要：通过在线状态检测与故障诊断技术的合理运用, 能够有效了解并掌握设备运行过程中的实际状态, 从而对设备的可靠性进行相应的评价与预测, 更好地识别设备故障原因与危险程度等情况, 预测发展趋势, 及时处理。此背景下, 本文首先分析了状态检测与故障诊断技术, 其次对状态检测与故障诊断技术系统结构特点进行了一定的研究, 最后探讨了在线设备状态检测与故障诊断技术的应用, 以供参考。
关键词：设备,在线状态检测,故障诊断技术
参考文献
[1]姚家松.高压电动机在线状态监测与故障诊断技术探讨[J].煤矿机电, 2012 (03) :52~55.
[2]邰世福.浅析在线监测及故障诊断技术在继电保护状态检修的运用[J].中国新技术新产品, 2010 (20) :17~18.
在线检测 篇11
套准检测和控制
用于套准检测和控制的系统有离线套准检测和开环控制系统、在线套准检测和开环控制系统及在线套准检测和闭环控制系统，用户可根据需要选择不同系统。无论是单张纸胶印机还是卷筒纸胶印机，三种套准检测和控制系统都可使用。
1.离线套准检测和开环控制系统
离线套准检测所用的手持套准标记阅读器（测量仪）内有两个高分辨率的CCD（电荷耦合器件），分别用来测量印张纵向和横向套准标记的位置，并计算出实际测量数据和标准样张套准数据之间的差值，操作人员根据差值超出规定套准允差范围数值的大小，对印版滚筒等相关部位进行调整。另外，也可以将手持套准标记阅读器的实际测量数据传送到印刷机控制台的套准控制系统，由印刷机控制台的套准控制系统根据差值超出规定套准允差范围数值的大小，对印版滚筒等相关部位发出调整指令并进行调整。
2.在线套准检测和开环控制系统
在印刷过程中，安装在印刷机上的在线套准检测和开环控制系统可自动检测样张纵向和横向套准标记的位置，并将检测数据显示在显示屏上。当检测数据与标准样张套准数据之间的差值超出规定套准允差范围时，检测系统会发出警示（如声音）。操作人员可根据实际情况进行适当调整。
3.在线套准检测和闭环控制系统
在印刷过程中，安装在印刷机上的在线套准检测和闭环控制系统可自动检测样张纵向和横向套准标记的位置，并将检测数据传送到套准控制系统，套准控制系统将实际检测数据和原设定的套准数据（要求）进行对照，计算两者的差值，当差值超出规定套准允差范围后，套准控制系统会自动根据超出允差范围数值的大小，计算出印版滚筒等相关部位的调整值，并发出调整指令，自动进行调整。
色彩检测和控制
色彩检测和控制的目的是找出印品实际印刷色彩与标准样张色彩之间的差异，通过调整供墨量，让印品真实地再现原稿色彩。目前，色彩检测有密度测量和色度测量两种方式；色彩检测和控制系统主要有开环和闭环两类。
1.色彩检测
（1）密度测量
密度测量是指采用密度仪（计）测量墨膜的密度。不同油墨墨膜厚度与密度之间存在着对应关系，图1是典型多色胶印油墨墨膜厚度与密度之间的对应关系。由此可知，密度变化可以直接反映各色油墨的墨膜厚度变化，也就是可以直接反映每个印刷机组各墨键的供墨量变化。所以印刷操作人员可以很方便地利用印品密度测量值和标准样张密度值之间的差异，直接计算出各墨键的供墨调整量，进而调整对应印刷机组的输墨系统，操作简单快捷。
密度测量值仅仅表达了颜色中红、绿、蓝光的受阻/吸收状况，对更复杂的颜色视觉特征则未考虑。在进行彩色密度测量时，对光源、滤色片、光电转换器件等的光谱响应并没有严格规定。因此，密度测量并不非常准确。
（2）色度测量
色度测量又分为色度计测量和分光光度计测量两种。
①色度计测量。色度计测量建立在色度学的基础上，直接利用色度计测量，经色度计内部转换后，得到颜色的三刺激值。色度计输出的电信号大小与颜色的三刺激值大小成正比。输出的电信号越大，三刺激值越大；反之，越小。
色度计测量更符合人眼的色彩视觉特性，能对颜色特征做出精确的测量与描述，并加以量化；利用色度计测量所得的三刺激值可以精确控制印刷过程。色度计测量可以直接检测印刷图像，是确保印品颜色和标准样张颜色一致的重要测量手段。
②分光光度计测量。分光光度计测量的是印张颜色表面可见光谱各波长光的反射率。让可见光谱各波长的光按照一定的步距（一般为5nm、10nm、20nm）照射于印张颜色表面，利用分光光度计逐点测量各波长光的反射率，获得被测颜色的分光光度曲线。根据分光光度计所测得的印张颜色表面光的反射率，采用相关软件可计算出颜色的三刺激值或密度值。
虽然色度测量比密度测量可以更有效地检测和控制印品质量，但印品测量值与标准样张数值的差异并不能直接反映每个印刷机组各墨键的供墨量变化。需要将印品测量值转换为印刷基本色的密度值，再经过计算得出各墨键的供墨调整量，进而调整对应印刷机组的输墨系统。
2.色彩检测和控制系统
（1）开环色彩检测和控制系统
目前，大部分印刷机都采用开环色彩检测和控制系统，其将检测和墨色调整分两步进行。根据胶印机的不同配置，开环色彩检测和控制分为以下三种方式。
①离线检测+人工调整。根据检测数据与标准样张色彩数据之间的差值超过允差范围数据的大小，计算出相关墨键的调整量，由操作人员手工调整相关墨键的供墨量。
②离线检测+机器自动调整。将实际检测数据输入到印刷机的墨色控制系统，由墨色控制系统自动将检测数据和预先已经输入的标准样张色彩数据进行比较并计算差值，根据差值超过允差范围数据的大小计算出相关墨键的调整量，而后发出调整指令，各相关墨键自动调整供墨量。
③在线自动检测+人工调整。将检测数据结果显示在显示屏上或人工记录下来，操作人员根据显示或记录的数据，计算出差值，根据差值超过允差范围数据的大小计算出相关墨键的调整量，进而调整相关墨键的供墨量。
（2）闭环色彩检测和控制系统
闭环色彩检测和控制系统运作流程如图2所示。印前数据形成的墨色预调值通过操纵台形成墨色调节指令，进行油墨预置。图像数据和生产信息通过闭环服务器形成色彩标准数据并输入闭环控制系统。在印刷过程中，利用扫描头对印张控制条或整个画面进行在线测量，测量数据输入闭环控制系统，由闭环控制系统将测量数据和标准数据进行比较并计算差值，将差值超出允差范围数据的大小自动转换成墨色校正值。闭环控制系统根据墨色校正值发出指令，相关部位自动调整供墨量，如调整墨键开度等，形成一个完整的由检测到调整的全自动闭环色彩检测和控制系统，保证印品色彩和标准样张色彩的一致性。
nlc202309082231
闭环色彩检测和控制系统不受人为因素和光线状况的影响，可以客观地判断和调整印品色彩，提高印品质量，减少废品率，减少调机时间，提高印刷效率。另外，闭环色彩检测和控制系统的检测数据可以随时显示在显示屏上，也可以存储。存储的数据可以作为用户的验收依据，还可以供印刷厂有关人员研究印刷机的使用情况，进而改进操作方法，提高印品质量。目前，高档、高速胶印机特别是高速卷筒纸胶印机的色彩检测和控制系统，较多采用闭环色彩检测和控制系统。
印刷图文检测和控制
除了对色彩和套准进行检测和控制之外，还需要对整个印刷图文的缺陷进行检测和控制，如版面检测，字迹检测，漏印、脏点、白斑检测和印刷纸张缺陷检测等。对于凹印机来说，还需要对刀丝问题进行检测和控制。
由于导致印刷图文缺陷的原因相当复杂，因此通常采用可视化检测系统检测印刷图文，可使操作人员快速发现和处理印刷中出现的各种印品质量问题。这种可视化检测系统主要依靠高精度的摄像设备对图文进行局部或全部检测。基于强大的计算机功能，该系统可以实时监控高速运转的印刷过程并及时处理数据。必要时，还可以自动调整或通知操作人员调整机器，处理存在问题。
有的可视化检测系统还可以记录并分析部分印刷图文或全部印刷图文的数据。以一幅彩色水果图为例，其显示和调整的过程如图3所示。图3中（a1）为原图像，（a2）为目标图像（印刷的实际图像），现在检测两图像中的同一个叶片（如图3（a1）、（a2）中红框所示），检测结果放大图分别如图3（b1）、（b2）所示。可以看出，目标图像中的叶片位置与原图像中的叶片位置相比产生了偏移，需要进行调整。首先调整叶片的垂直位置，将叶片向上调整，调整后的位置如图3（c）所示。然后调整叶片的水平位置，将叶片向左调整，调整后的位置如图3（d）所示。比较（d）、（b1）中叶片位置，直至两者的叶片位置数据相等为止。
印刷图文检测和控制系统可以设计成专门的检测和控制系统，也可以与套准、色彩检测和控制系统合并在一起，形成一个综合性的检测和控制系统。正确校准后的彩色监视器，按照要求对印品画面的某一部分或全部进行扫描，检测出印品和标准样张之间的色差和各种缺陷。检测数据直接传送至控制台，由控制台相关检测和控制系统进行处理。如果出现套准偏差，系统将计算出滚筒等相关部位的调整量，并发出调整指令进行调整；如果出现超出允差范围的色差，系统将计算出输墨系统某墨键的调整量，并发出调整指令进行调整；如果出现漏印、脏点、白斑和印刷纸张缺陷等图文问题，系统将发出显示、警报、插标和剔除等指令。
采用印品质量检测和控制系统能及时发现印品质量问题并调整相关装置，不仅可以保证高质量印品的稳定输出，降低废品率及相关损耗，而且可以缩短调机时间、提高机器有效利用率、减少过版纸数量，从而达到降低成本的效果。
油气管道在线检测技术研究综述 篇12
关键词：在线检测技术,定位技术,信息系统
1 前言
管道检测是为了保证管道安全可靠运行而发展起来的一门新技术, 随着中国油气管道的发展, 油气管道的在线检测业已成为研究的一个重点。检测的重要目的之一是能够真实地检测出管道存在的各种缺陷、几何变形及其准确的位置, 为管道的完整性管理和安全评价提供依据[1]。使用管道内检测技术有很多优点:一是可以有计划的对管道进行全面的内检测, 不仅能识别潜在的管道缺陷, 而且能分辨出缺陷的大小和类型, 以便早期维护;二是可以为管道的维修和管理提供科学依据, 变抢修为维修, 减少管道事故的危险;三是能够准确了解管道的承载状况, 合理调整管道的承压情况;四是对管道的运行历史提供数据记录, 为管道设计和运行提供可靠数据[2]。
为保障管道运行的安全, 管道内检测通常包括几何变形检测、金属损失检测和裂纹检测等方面。从技术趋势来看, 测径器仍是常用的管道几何变形检测工具, 它通常具有一定排列的机械抓手或是机械抓手辐射架, 这些抓手或者辐射架通过紧压管壁检测因形变引起的偏移量来检测管道的几何形状。金属损失的漏磁通检测技术是常见的金属损失检测技术。它可检测出腐蚀或擦伤造成的管道金属损失缺陷, 甚至能够测量到那些不足以威胁管道结构完整性的小缺陷 (硬斑点、毛刺、结疤、夹杂物和各种其他异常和缺陷) , 偶尔也可检测到裂纹缺陷、凹痕和起皱。漏磁技术应用相对较为简单, 对检测环境的要求不高, 具有很高的可信度, 而且可兼用于输油和输气管道。超声波方法是常用的裂纹检测方法, 经过管壁的超声波受到来自管壁的各种不同情况的影响。从而可以测量并描绘出管道的现有状况。超声波检测器的主要优点是能够提供对管壁的定量检测。其提供的内检测数据精度高和置信度高, 缺点是需要耦合剂。
漏磁检测技术已经有了很多年的历史, 但是至今仍然应用广泛, 并且不断发展[1,2,3,4,5]。近年来, 美国哥伦比亚输气公司结合现场经验及有关研究并已经证实了M F L数据的采集受到管内杂物的影响。影响有三种:损坏设备、速度偏差和检测器脱离管壁。设备损害, 脱离管壁和速度过高现象可以同时发生, 也可不互相影响, 对于漏磁数据和结果的分析产生很多影响。这些影响可能导致缺陷的几何形状的确定及位置估计错误, 也可能使设备失去对管道的腐蚀和管道特性的检测能力。为了确保良好的检查效果, 在检测之前进行清管作业是十分必要的。目前, 对非杂物如何影响M F L数据的研究仍处于初级阶段, 且还是研究的重点[1]。GE-PII公司通过使用一个内置的有压电发生器的充液轮与管壁紧密接触, 使所充液体与管壁有良好的耦合机制, 更好的传输和接收信号[6]。这项技术已应用于P I I公司开发的弹性波裂纹检测器上。英国B G公司采用以弹性切波为基础的裂纹检测仪在北美和美国的油气管道上成功地检测出了管道裂纹。P I I公司研发的Ultra Scan WM和Ultra Scan CD超声检测装置, 可对不同断面的内部腐蚀提供比漏磁检测更精确的测量。在该装置上, 布置了多达896个传感装置在聚氨酯传感器携带滑架上, 当检测器通过管道式, 持续向管壁内发射信号。这保证每个裂纹被多个传感器检测到, 使检测具有更高的可靠性。
2 最新的超声波检测技术
一种最新的超声波检测技术即电磁声波传感检测技术 (EMAT) 正在研发中, 该技术的最大优点就是可借助电子声波传感器, 使超声波能在一种弹性导电介质中得到激励, 而不需要机械接触或液体耦合。该技术利用电磁原理, 以新的传感器替代了超声波检测技术中传统的压电传感器。当电磁传感器在管壁上激发出超声波时, 波的传播采用以管壁内、外表面作为“波导”的方式进行, 当管壁是均匀的, 波沿管壁传播只会受到衰减作用, 当管壁上有异常出现时, 在异常边界处的声阻抗的突变产生渡的反射、折射和漫反射, 接收到的波形就会发生明显的改变。由于基于电磁声波传感器的超声波检测最重要的特征是不需要液体耦合剂来确保其工作性能, 因此该技术可应用于输气管道, 是替代漏磁通检测的有效方法。然而, 这种检测技术也同样存在着不足, 检测器需距被检物体表面1mm, 传递超声波能力相对较低。正是由于这个原因, 在许多情况下是通过电磁声来确定其动态范围, 且不能使用高频[7]。用三维图像直观显示管壁缺陷是当今国际管道内检测技术的发展趋势。用超声波技术实现直观显示管壁缺陷, 比较容易实现。用漏磁技术实现直观显示管壁缺陷则比较困难, 这是由漏磁检测技术原理决定的。漏磁检测器的发展方向主要在两个方面:一是提高检测器探头的质量并增加探头的数量, 这样就提高了采集数据的质量和数量, 从而为数据分析提供更全面、更准确的基础数据;二是提高数据分析的准确性和自动化水平, 使之能够形象直观地描绘出管道真实状况。其中最重要的是需要在漏磁与缺陷的对应关系数学模型的研究上不断做出努力[8]。此外, 管道内检测装置的定位技术也是研究的重点[9]。智能清管器的定位装置用于管道缺陷的定位, 定位方法基本采用与管内壁相接触的里程轮定位法, 由于里程轮在流体介质中会与管内壁发生随机打滑现象, 由此造成转数的计数误差:另外, 大口径长输管道均由钢板螺旋卷曲焊接形成, 清管器会沿着管内螺旋焊缝产生旋转, 旋转造成里程轮轴向力加大, 轮的转动阻力增加引起转动失常, 尤其在焊缝处影响最明显。通常采用里程轮方法进行距离定位产生的误差为管道定标长度的1%左右, 如果定标长度为2k m, 则定位误差为20m, 为管道的开挖维修带来很大的不便。研究表明:通过高分辨率加速度计 (电子惯性器件) 测量清管器沿管道轴向运动的加速度值, 利用计算机将加速度值对时间进行二次积分运算并进行适当的误差修正, 可以得到清管器行走的精确距离, 从而提高缺陷的定位精度;另外, 由于加速度计与管壁之间没有可动部件, 从而实现非接触式测量。[10]指出采用高分辨率加速度计测量智能清管器沿管道轴向运动的加速度值, 通过二次积分运算得到清管器行走的精确距离, 依据时标与距离的线性关系, 可以达到较高的缺陷定位精度。由于加速度计与管壁之间没有可动部件, 采用非接触式测量, 且不受清管器旋转的影响, 比里程轮定位精度高。在输气管道中, 由于润滑条件不好, 仍会产生较大的加速度值波动, 可以采用大幅度增加加速度信号采样频率和数据记录密度保证缺陷的定位精度。[10]中详细介绍了应用智能清管器 (Smart Pig) 测定管道在长度方向和半径方向的偏移量的方法。特别的, 文献中给出了将这个技术应用于BP Alaska Northstar原油管道的实例。文中介绍了这种智能实用清管器采用板载加速度计和角速度传感器测量管道位移的测量方法。
磁记忆检测技术是基于磁性特征的磁弹性效应[11,12,13]。由俄罗斯教授杜波夫于上世纪90年代后期率先提出的一种创新的金属诊断技术。并且已开发出了专门的检测仪器。磁记忆检测的基本原理是:记录在工作载荷作用下设备局部应力集中区产生的漏磁场。检测对象中的漏磁值反映导磁率的张量, 相当于有工作载荷作用形成的应力和变形的张量。金属磁记忆检测的方法是, 利用处于地球磁场中的铁磁性金属的磁性能在应力和变形集中区产生不可逆变化, 而在金属与空气边界出现磁导率跃变所产生的漏磁场。测试该漏磁场便可无损、快速、便捷、准确地确定铁磁性金属结构上的应力和变形集中区, 即设备上最危险的区段和部件, 进行强度和寿命的诊断。磁记忆检测的优点:磁记忆检测是以应力和变形集中区为标志的最危险区域的无损检测方法通过磁记忆检测可以早期诊断, 并较为准确地评价设备的安全性;对外露部分的检测无需停止工作, 能检测正在运行的设备;无需对被检测对象表面进行去除涂层、打磨等预处理, 降低了成本;与传统检测方法配合, 能提高检测效率和精度。不足:目前, 国内的磁记忆检测理论和实际应用方面与俄罗斯相比有一定差距, 对磁记忆信号与部件应力和变形集中区的对应关系没有定量表述, 没有形成比较成熟的技术标准。以前的射线检测主要采用双壁单影法, 其检测速度慢、成本高、成像质量一般。目前, 管线环焊缝检测采用了先进的检测工艺 (如爬行器等自动检测设备等) , 对于管道环焊缝射线检测, 一般分为X射线和射线检测。前者用于壁厚在26m m以下的管线环焊缝检测, 后者多用于大壁厚、架空管或X射线探伤机难以到达的部位。由于环焊缝缺陷一般以体积性缺陷为主, 如;夹渣、气孔等, 故利用射线穿过介质的能量衰减, 在胶片上记录缺陷是环焊缝无损检测的主要方法。由于X射线检测的清晰度、灵敏度均高于射线检测, 因此, 一般尽可能采用X射线检测[1]。
射线检测的主要局限在于裂纹探测和裂纹尺寸测量方面, 对裂纹探测, 特别是在厚焊缝中, 射线照相技术没有超声波技术可靠。另有CT技术, 即计算机辅助层析成像技术, 采用一面状射线束透过工件的一个层面, 检测器阵列在射线束处在同一平面, 通过机械驱动装置对工件表面形成一定的扫描透射, 采集射线束穿过该层面的图像, 实现对这一层面的检测。
3 实用意义
清管器与内检测技术相结合是一种常用的检测方法[14,15]。速度可控的智能清管器可以有效保证管道内检测的质量。[16]通过分析天然气管道清管器速度过快的问题, 强调了智能清管器速度控制的重要性。结合我国西气东输管道的实际, 设计出速度可控的清管器, 并对其工作过程进行了分析。该技术能够消除高压高流速条件下的清管工作的的安全隐患并解决低效问题, 保证清管作业的稳定和安全性。该设计对智能型清管器检测有着重要的实际意义。
随着新技术新工艺的不断出现, 管道内检测技术也日趋成熟和完善。管道内检测设备也已由原来的单纯漏磁腐蚀检测器发展到当今集成高清晰度、GPS和GIS技术于一体的高智能检测器[17]。G P S技术可以将所检测到的缺陷位置进行精确定位, 而G I S技术则是将检测技术与地理信息技术有效结合。使用户可以更为高效和简洁的进行管道管理。利用回转仪和加速度仪, 可以测量角度和线速度在X、Y、Z轴向上的变化, 数据经过处理就可以得到空间三维坐标, 依赖这个坐标系统就可以得到管道的坐标, 包括纬度, 经度和海拔高度, 对管道的纵断面进行精确的描述。所得到的信息可以用于:
(1) 确定管道的三维轨迹;
(2) 产生新的管道记录手册并对现有手册加以修正;
(3) 发现因局部地面运动、地震和土地塌陷引起的管道几何变形;
(4) 测量弯头;用户可以用更多的方式来浏览管道, 对管道的显示方式, 附加信息, 检测结果, 工程计划和卫星图像等连接到生产数据库。检测最终可以尽可能地发现存在于管道系统中的缺陷 (包括缺陷类型) , 确定缺陷的位置及其尺寸大小。根据测量结果可以评估出管道的潜在风险和剩余使用寿命。
4 结论