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溫度漂移是由于隔離器工作時(shí)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致隔離器內(nèi)所使用的電子元器件性能指標(biāo)下降造成隔離器的輸出值發(fā)生變化。選擇隔離器時(shí)應(yīng)要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移，帕羅肯隔離器產(chǎn)品進(jìn)行了低功耗、功耗設(shè)計(jì)，使得隔離器工作時(shí)本身的發(fā)熱量很小甚至于不發(fā)熱，這樣就能防止因產(chǎn)品工作時(shí)發(fā)熱引起所使用元器件的性能指標(biāo)下降，防止造成溫度漂移。用戶在選用時(shí)應(yīng)該選用溫度漂移小的產(chǎn)品。
低功耗
功耗是指隔離器工作時(shí)所消耗的電能。它涉及到產(chǎn)品在工作時(shí)的發(fā)熱量，這個(gè)參數(shù)與隔離器的使用壽命、可靠性和隔離器的外形、安裝方式都有密切的關(guān)系。在選用隔離器時(shí)應(yīng)選擇功耗低的產(chǎn)品。隔離器的上采用了新技術(shù)是：輸出部分可以根據(jù)負(fù)載的大小動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率的自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)；隔離部分的電流互感功率補(bǔ)償技術(shù)；電源部分的參數(shù)式開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)。我們公司隔離器的功耗只有世界品牌產(chǎn)品功耗的一半以下。
若產(chǎn)品的功耗大，在產(chǎn)品工作時(shí)產(chǎn)生的熱量就大，造成產(chǎn)品殼體內(nèi)的溫度高。組成產(chǎn)品的電子元器件長(zhǎng)期的處于高溫環(huán)境下，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器參數(shù)蛻變﹑電阻阻值變化﹑電容漏電增大等。這些問(wèn)題將使產(chǎn)品性能下降，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品故障、失效。
沒(méi)有低功耗設(shè)計(jì)的保證，產(chǎn)品就不可能做到隔離器的超薄型、小型化、端子化。我們公司推出了國(guó)內(nèi)薄的低功耗MZ系列產(chǎn)品、功耗的MZ二線制系列產(chǎn)品和無(wú)源系列產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)的主流產(chǎn)品厚度一般都在20mm～30mm之間，國(guó)外產(chǎn)品的厚度為6.0mm。為了節(jié)約控制系統(tǒng)的控制柜、電源、接線端子、連接線和人工成本等工程費(fèi)用，用戶在選用時(shí)應(yīng)該選用低功耗的產(chǎn)品。
響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間是指產(chǎn)品的輸入量發(fā)生變化到產(chǎn)品的輸出量正確的將變化量反映的輸出上的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間越短，就能夠越真實(shí)的正確反映出輸入量的變化，有效的和控制生產(chǎn)過(guò)程。在選擇隔離器時(shí)響應(yīng)時(shí)間要求越短越好。用戶在選用時(shí)應(yīng)該選用響應(yīng)時(shí)間小的產(chǎn)品。
技術(shù)發(fā)展
隨著科技的發(fā)展，隔離端子的設(shè)計(jì)日趨小型化，而小型化的目的就是少占空間。當(dāng)然應(yīng)該允許用戶密集安裝，密集安裝則存在散熱問(wèn)題，那么必須降低內(nèi)部功耗。因此內(nèi)部功耗的數(shù)值在選用時(shí)也應(yīng)注意。
而針對(duì)變送器的隔離還有另一種方式，傳感器和變送器為一體而又必須放置在現(xiàn)場(chǎng)指定地點(diǎn)。一般把隔離端子安置在中央控制室機(jī)柜中，由機(jī)柜中的隔離端子為現(xiàn)場(chǎng)變送器配送電源，使用哪一種要根據(jù)PLC接口情況決定。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試也許會(huì)出現(xiàn)儀表和PLC接口不匹配，發(fā)送設(shè)備為四線制變送器輸出4～20mA，而接收端4～20mA的接口為二線回路供電方式，若直接連接將造成電源。
智能號(hào)隔離器
低功耗是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)永無(wú)止境的追求，伴隨技術(shù)的發(fā)展，目前隔離器和柵的功耗與過(guò)去相比，已經(jīng)減小許多，性能和技術(shù)指標(biāo)也得到提高。
產(chǎn)品的功耗是各個(gè)功能單元功耗的總和，只有降低各個(gè)功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和壽命。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構(gòu)成，其中單元是無(wú)源的限壓限流網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)上進(jìn)行低功耗改進(jìn)的可能性非常小。主要在輸入、輸出、電源、隔離四個(gè)單元進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。
1、 輸出單元模塊的自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)
輸出模塊可以根據(jù)負(fù)載的大小動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出模塊的輸出功率，從而減少自身的發(fā)熱。傳統(tǒng)的負(fù)載設(shè)計(jì)是根據(jù)額定負(fù)載的大小設(shè)計(jì)輸出功率，當(dāng)輸出負(fù)載非常小時(shí)，多余的負(fù)載功率就耗散在儀表內(nèi)部，從而時(shí)儀表自身發(fā)熱。假設(shè)一臺(tái)隔離器的輸出負(fù)載設(shè)計(jì)為750歐姆，那么輸出驅(qū)動(dòng)功率一般設(shè)計(jì)為0.5W。如果在實(shí)際應(yīng)用中此隔離器的負(fù)載使用在50歐姆的環(huán)境下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率轉(zhuǎn)換為儀表自身的發(fā)熱。如果時(shí)多路輸出將產(chǎn)生更多的熱量，而降低輸出模塊的額定功率在實(shí)際應(yīng)用中又難以應(yīng)付市場(chǎng)的復(fù)雜狀況。
自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)很好的解決了這個(gè)矛盾，此技術(shù)的原理圖示如下：
下表是對(duì)比的測(cè)試數(shù)據(jù):
測(cè)試條件：電源24DC；負(fù)載變化 50歐姆～750歐姆
輸出模塊類型 標(biāo)準(zhǔn)輸出模塊自適應(yīng)負(fù)載輸出模塊
模塊的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW
模塊的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW
模塊的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW
模塊的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW
從上表可以看到：自適應(yīng)負(fù)載技術(shù)使得模塊的耗散功率是恒定在一個(gè)很低的水平，不會(huì)受到負(fù)載變化的影響。
負(fù)荷檢測(cè)可以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整輸出功率，極大的減少了輸出模塊的發(fā)熱，用戶在定貨時(shí)無(wú)須說(shuō)明負(fù)載大小，極大的方便了用戶的使用和緩解了庫(kù)存壓力。
2、 隔離單元模塊的低功耗改進(jìn)
隔離單元是決定產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的重要單元。
目前隔離技術(shù)主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調(diào)制耦合，反饋調(diào)制耦合等多種形式，具體采用什么形式要根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)而定。 總的來(lái)講可以大致分為開關(guān)量號(hào)采用光隔離，模擬量號(hào)采用磁隔離的方式。從技術(shù)復(fù)雜程度來(lái)看，磁隔離比光隔離處理技術(shù)復(fù)雜，采用磁隔離技術(shù)， 設(shè)計(jì)者可以根據(jù)技術(shù)指標(biāo)采用合適的設(shè)計(jì)方案，隔離的線性、精度可以根據(jù)產(chǎn)品要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術(shù)指標(biāo)， 設(shè)計(jì)人員可以調(diào)整的方式很少，也不可能超過(guò)廠家提供的技術(shù)指標(biāo)。由于功耗大，光電隔離也不能實(shí)現(xiàn)無(wú)源隔離。北京國(guó)電中自電氣有限公司采用電流互感模式、電流互感反饋模式、 電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補(bǔ)償模式等多種磁隔離方式。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)選擇不同的磁隔離模式。
上述隔離模式中，電流互感功率補(bǔ)償模式是功耗低的模式，目前在新一代的無(wú)源隔離柵中使用，在保證技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，降低了隔離單元的功耗。
3、電源模塊
電源的技術(shù)指標(biāo)是基礎(chǔ)，決定產(chǎn)品的性能。目前流行的電源拓?fù)湫问诫m然非常多，也很成熟。但我們?cè)诟綦x器和柵的電源設(shè)計(jì)中進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，目前采用的參數(shù)式開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)獲得了的發(fā)明專利。根據(jù)隔離器和柵的特點(diǎn)，參數(shù)式開關(guān)穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源了效率，降低了電源的復(fù)雜程度。從工藝和成本上得到改進(jìn)，減少了產(chǎn)品的故障率。
三、無(wú)源隔離器和柵
傳統(tǒng)的隔離器和柵均為有源，需要外接24V直流電源。而無(wú)源隔離器和柵不需要外接24V直流電源，接線數(shù)量減少了三分之一，降低了安裝和維護(hù)難度。因此，無(wú)源隔離器和柵的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是在DCS和PLC系統(tǒng)的接口應(yīng)用中，普遍采用無(wú)源隔離器和柵的設(shè)計(jì)模式
無(wú)源隔離器和柵的示意圖：
無(wú)源隔離器和柵是指無(wú)須外接24V直流電源，其工作所需要的能量來(lái)源于表示號(hào)的4 ~ 20mA電流。因此，無(wú)源隔離器和柵的功耗必須非常小，是一種功耗的設(shè)計(jì)應(yīng)用。更低的功耗和更高的輸入、輸出線性是衡量無(wú)源隔離器和柵的關(guān)鍵指標(biāo)。
受加工、裝配工藝的影響，電動(dòng)閥門普遍存在手動(dòng)關(guān)嚴(yán)后電動(dòng)打不開的現(xiàn)象，如通過(guò)上下限位開關(guān)的動(dòng)作位置把電動(dòng)閥門的行程調(diào)整小一些，則出現(xiàn)電動(dòng)閥門關(guān)不嚴(yán)或者閥門開不展的不理想狀態(tài);把電動(dòng)閥門的行程調(diào)整大一些，則引起過(guò)力矩開關(guān)保護(hù)動(dòng)作;如果將過(guò)力矩開關(guān)的動(dòng)作值調(diào)整的大一些，則出現(xiàn)撞壞減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者撞壞閥門，甚至將電機(jī)燒毀的事故。為了解決這一問(wèn)題，通常，電動(dòng)門調(diào)試時(shí)手動(dòng)將電動(dòng)閥門搖到底，再往開方向搖一圈，定電動(dòng)門的下限位開關(guān)位置，然后將電動(dòng)閥門開到全開位置定上限開關(guān)位置，這樣電動(dòng)閥門就不會(huì)出現(xiàn)手動(dòng)關(guān)嚴(yán)后電動(dòng)打不開的現(xiàn)象，才能使電動(dòng)門開、關(guān)操作自如，但無(wú)形中就引起了電動(dòng)門內(nèi)漏。即使電動(dòng)閥門調(diào)整的比較理想，由于限位開關(guān)的動(dòng)作位置是相對(duì)固定的，閥門控制的介質(zhì)在運(yùn)行中對(duì)閥門的不斷沖刷、磨損，也會(huì)造成閥門關(guān)閉不嚴(yán)而引起的內(nèi)漏現(xiàn)象。
2.4選型錯(cuò)誤造成閥門的空化腐蝕引起電動(dòng)閥門的內(nèi)漏
空化與壓差有關(guān)，當(dāng)閥門的實(shí)際壓差△P大于產(chǎn)生空化的臨界壓差△Pc、并在出口壓力P2≥Pv時(shí)，就產(chǎn)生空化，空化過(guò)程中氣泡破裂時(shí)釋放出巨大的能量，對(duì)閥座、閥芯等節(jié)流元件產(chǎn)生巨大的破壞作用，一般的閥門在空化條件下多運(yùn)行三個(gè)月甚至更短時(shí)間，即閥門遭受到嚴(yán)重的空化腐蝕，致使閥座泄漏量高可達(dá)額定流量的30%以上，這是無(wú)法彌補(bǔ)的，因此，不同用途的電動(dòng)門都有不同的具體技術(shù)要求，要按照系統(tǒng)工藝流程來(lái)合理選擇電動(dòng)閥門至關(guān)重要。
2.5介質(zhì)的沖刷、電動(dòng)閥門老化引起的內(nèi)漏
電動(dòng)閥門調(diào)整好后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行，由于閥門的氣蝕和介質(zhì)的沖刷、閥芯與閥座產(chǎn)生磨損、內(nèi)部部件老化等原因，則會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)閥門行程偏大、電動(dòng)閥門關(guān)不嚴(yán)的現(xiàn)象，造成電動(dòng)閥門泄漏量變大，隨著時(shí)間的推移，電動(dòng)閥門內(nèi)漏現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。
3 應(yīng)有高科技解決電動(dòng)閥門關(guān)不嚴(yán)、內(nèi)漏問(wèn)題
目前，隨著電力工業(yè)的高速發(fā)展，200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高參數(shù)機(jī)組相繼投入運(yùn)行，在電網(wǎng)中發(fā)揮了主力機(jī)組的作用。在廠網(wǎng)分開，獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的情況下，減少非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)，提高機(jī)組等效可用系數(shù)，節(jié)能降耗，減人增效，改善機(jī)組運(yùn)行環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保主、輔設(shè)備在佳狀態(tài)下運(yùn)行，是各個(gè)發(fā)電公司所追求的目標(biāo)。
在火力發(fā)電廠中電動(dòng)閥門設(shè)備隨小，但與機(jī)組的、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)，電動(dòng)閥門的長(zhǎng)期內(nèi)漏不僅造成大量能源的浪費(fèi)，而且直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，如用于汽機(jī)本體電動(dòng)閥門疏水時(shí)，由于電動(dòng)閥門的內(nèi)漏可能造成凝汽器真空降低，當(dāng)凝汽器真空低于設(shè)計(jì)要求時(shí)，將直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和性，據(jù)計(jì)算，300 MW機(jī)組真空每下降1kPa，煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上，因此，研究更加行之有效的可靠方法，來(lái)、推遲、解決新建機(jī)組和改造以投產(chǎn)機(jī)組原有電動(dòng)閥門的內(nèi)漏問(wèn)題，是發(fā)電廠用戶和電動(dòng)閥門生產(chǎn)廠家都非常關(guān)注的課題。
針對(duì)電動(dòng)閥門關(guān)不嚴(yán)、內(nèi)漏的難題，我們與辛集市申科自動(dòng)化儀表有限公司合作，共同開發(fā)電動(dòng)閥門控制裝置，在構(gòu)思和設(shè)計(jì)時(shí)充分體現(xiàn)了超前意識(shí)，充分考慮到安裝、改造、調(diào)試、維護(hù)等管理的實(shí)施，秉承裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，標(biāo)準(zhǔn)化程度高、模塊化、模擬力矩、互換性好，安裝、調(diào)試方便，免維護(hù)的設(shè)計(jì)思想，成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制裝置，通過(guò)電廠試驗(yàn)，徹底解決了電動(dòng)閥門關(guān)不嚴(yán)、內(nèi)漏的難題。該控制裝置具有如下特點(diǎn)：
臨滄永德溫州盾開電氣有限公司成立于2006年，公司員工200于人，公司位于臨滄永德西南部，交通優(yōu)越，三條鐵路、四條高速公路、四條國(guó)道縱橫境內(nèi)，主營(yíng)： 電涌保護(hù)器,信號(hào)隔離器，我公司宗旨是以質(zhì)量求生存,以科技求發(fā)展,以顧客為上帝。
適宜在還原性或中性介質(zhì)中使用，其熱電勢(shì)比較大，靈敏度高，線性度非常好，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是測(cè)溫上限不高。
在進(jìn)行熱電偶的選型時(shí)，除要注意上述熱電偶的使用環(huán)境、測(cè)量范圍、測(cè)量精度、靈敏度和響應(yīng)速度之外，還要注意熱電偶保護(hù)套管的結(jié)構(gòu)、材料、耐壓強(qiáng)度及保護(hù)套管的插入深度等。對(duì)于精度要求較高，響應(yīng)速度和靈敏度要求較高的工藝測(cè)量點(diǎn)，必須選用較貴重的S型熱電偶;對(duì)于溫度較高，響應(yīng)速度和靈敏度要求不很高的工藝測(cè)量點(diǎn)，選用B型熱電偶：一般的工藝參數(shù)測(cè)量，我們選用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的K型或E型熱電偶。例如：我公司窯尾煙室和分解爐的溫度測(cè)量，我們多選用S型或K型熱電偶。因?yàn)檫@兩處為動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)，其溫度隨噴煤量的變化而變化，要準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)此兩處的溫度，則熱電偶必須有較高的靈敏度和熱響應(yīng)速度。我公司窯頭和三次風(fēng)管(入窯尾煙室處)的溫度測(cè)量多選用B型熱電偶;而一、二、三級(jí)預(yù)熱器出口處的溫度測(cè)量多選用K型熱電偶;旋風(fēng)分離器出口、烘干破碎機(jī)出口、窯尾電除塵器出入口的溫度測(cè)量多選用E型熱電偶。
2. 熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償
在生產(chǎn)實(shí)際中，由于熱電偶的工作端(測(cè)量端)與冷端(參比端)離得很近，而且冷端又暴露在工作環(huán)境之中，因而容易受到周圍工作環(huán)境溫度波動(dòng)的影響，所以冷端溫度難以保持恒定，造成測(cè)量不準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用是用專用補(bǔ)償導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸至溫度較低和比較穩(wěn)定的地方。
在使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)，要注意兩個(gè)問(wèn)題。其一，補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)要與熱電偶的型號(hào)相配。其二，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接端所處的溫度不超過(guò)100℃，否則補(bǔ)償導(dǎo)線所產(chǎn)生的金屬導(dǎo)體的溫差電勢(shì)不能忽略。
3. 熱電偶的安裝
(1)熱電偶的安裝應(yīng)盡可能保持垂直，以防止保護(hù)套管在高溫下產(chǎn)生變形，但在有流速的情況下，則必須迎著被測(cè)介質(zhì)的流向插入，以保證測(cè)溫元件與流體的充分接觸。
(2)熱電偶應(yīng)安裝在有保護(hù)層的管道內(nèi)，以防止熱量散失。
(3)熱電偶安裝在負(fù)壓管道中時(shí)，必須保證測(cè)量處的密封性，以防止外界冷空氣進(jìn)入，使讀數(shù)偏低。
(4)熱電偶的接線盒面蓋應(yīng)向上，入線口應(yīng)向下，以避免雨水或灰塵進(jìn)入接線盒，影響測(cè)量精度。
介紹了一種實(shí)用化實(shí)時(shí)測(cè)溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了PIN硅光電二極管作光接收器件,由光學(xué)接收系統(tǒng)、號(hào)放大與處理系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)三部分組成。從系統(tǒng)的相對(duì)測(cè)溫靈敏度及探測(cè)器的溫度分辨率與波長(zhǎng)間的關(guān)系出發(fā),結(jié)合大氣對(duì)紅外輻射的透射特性,確定了系統(tǒng)的工作波長(zhǎng);從系統(tǒng)的抗反射輻射能力出發(fā),并結(jié)合探測(cè)器的小可探測(cè)光功率要求,確定了系統(tǒng)的波長(zhǎng)帶寬。從輻射能P1、P2的測(cè)量不確定度出發(fā),討論了待測(cè)目標(biāo)的發(fā)射率及溫度的測(cè)量精度。結(jié)果表明,當(dāng)λ=0·80μm、Δλ=20 nm時(shí),在測(cè)溫范圍600~2 500℃內(nèi),系統(tǒng)的測(cè)溫不確定度
1 引 言
輻射測(cè)溫法分為主動(dòng)式輻射測(cè)溫法和被動(dòng)式輻射測(cè)溫法兩類[1,2]。在主動(dòng)式輻射測(cè)溫法中,由于使用了激光源或紅外源作為輔助測(cè)量光源[3~5],因而都能實(shí)時(shí)測(cè)出待測(cè)目標(biāo)的溫度,且都具有較高的精度。被動(dòng)式輻射測(cè)溫法又可分為單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)及多波長(zhǎng)輻射測(cè)溫法三種[6,7]。由于目前的單波長(zhǎng)或雙波長(zhǎng)輻射測(cè)溫法不能測(cè)出待測(cè)目標(biāo)的發(fā)射率,因而往往都有較大的測(cè)溫誤差。本文所述的測(cè)溫儀器采用了PIN硅光電二極管作光電轉(zhuǎn)換器件。由于使用了反射鏡與之配合,因而可以“被動(dòng)地”同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)射率及溫度的測(cè)量,且具有較高的測(cè)量精度。
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