高低溫環(huán)境檢測大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇高低溫環(huán)境檢測范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

我國民爆產(chǎn)業(yè)的不斷整改和進(jìn)一步發(fā)展，對乳化炸藥的生產(chǎn)工藝和安全生產(chǎn)質(zhì)量控制的管理也越來越嚴(yán)格，對提高乳化炸藥的穩(wěn)定性和爆破性能都產(chǎn)生了很大的作用。乳化炸藥的生產(chǎn)工藝中，要嚴(yán)格控制水相、油相的配置與控制，選擇合理的乳化劑，提高生產(chǎn)水平和安全性，不斷優(yōu)化乳化炸藥的各項性能。

1 乳化炸藥穩(wěn)定性檢測方法

1.1 試驗方法

乳化炸藥的穩(wěn)定性，是指乳化炸藥在常溫條件下，在一定的時段中，保證自身的物理狀態(tài)和爆炸性能不發(fā)生明顯變化的性能。自然儲存法通常是檢測乳化炸藥穩(wěn)定性最直觀的的方式，但是這種檢測方法的試驗周期較長且受自然環(huán)境條件的局限比較大，因此，科學(xué)的檢測研究通常是依靠顯微觀察法、電導(dǎo)率法、高低溫循環(huán)法及水溶法等方法，來進(jìn)行乳化炸藥的穩(wěn)定性檢測。

在此次檢測試驗中，采用高低溫循環(huán)試驗測試樣品的爆速值和硝酸銨析出量，對乳化炸藥的穩(wěn)定性做出評價。通過實驗，測量其爆速值和AN的析出量，然后對比自然儲存條件下的爆速值與高低溫循環(huán)試驗周期的爆速，分析其變化規(guī)律與內(nèi)在聯(lián)系，判定乳化炸藥樣品的穩(wěn)定性。

1.2 試驗步驟

（1）將乳化炸藥放置在50%的高溫條件下8個小時，然后變換環(huán)境，將其放在-40℃溫度條件下，保存16個小時，為一個循環(huán)周期，在高低溫循環(huán)轉(zhuǎn)換的條件下，每3個周期，對乳化炸藥樣品的爆速進(jìn)行一次測定。

（2）將乳化炸藥放在自然存儲條件下，每15天測定一次乳化炸藥樣品的爆速值，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。

（3）將乳化炸藥自然存儲條件下的爆速值與高低溫循環(huán)后的爆速值進(jìn)行對比觀察，來判定乳化炸藥的穩(wěn)定性。

1.3 檢測結(jié)果

實驗證明，隨著高低溫循環(huán)次數(shù)的增加，乳化炸藥的爆速值逐漸減小。

在經(jīng)過28次高低溫循環(huán)后，乳化炸藥發(fā)生了拒爆現(xiàn)象。這表明乳化炸藥在溫度的劇烈變化條件下，是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系，溫度的劇烈變化破壞了乳化炸藥的乳化膠體，最終導(dǎo)致結(jié)晶析出，乳化炸藥的爆炸性能大大降低。

2 乳化炸藥生產(chǎn)的安全質(zhì)量控制及其穩(wěn)定性

2.1 水相控制

水相的材料質(zhì)量、密度和溫度都是水相配置過程中應(yīng)嚴(yán)格控制的問題。水相氧化劑水溶液組要是為氧化還原反應(yīng)提供氧氣，與乳化炸藥穩(wěn)定性密切相關(guān)的一項因素就是水相析晶點的高低。按照標(biāo)準(zhǔn)比例，選用硝酸鈉和硝酸銨配置成復(fù)合氧化劑，可以顯著降低水相的析晶點，也能增大供氧量，這對提高乳化炸藥的穩(wěn)定性起到了很大的作用。同時，硝酸鈉還會減小水相表面的張力，也有利于提高穩(wěn)定性。

2.2 油相控制

油相材料的質(zhì)量和溫度是關(guān)鍵的控制因素，材料的粘度要保持適中，這樣可以保證乳化體系界面膜的強(qiáng)度，對敏化和裝藥都提供了有利條件。材料的熔點溫度所對應(yīng)的乳化基質(zhì)的粘度，對敏化溫度起著直接的影響作用。油相材料的防水性特點決定了乳化炸藥的防水特性，油相形成了整個乳化體系的連續(xù)相。油相作為可燃劑，均勻地分散在連續(xù)相中，水相與油相材料分子對接，就形成了強(qiáng)烈的爆轟反應(yīng)。

2.3 乳化劑選擇

添加乳化劑的主要作用就是降低油水界面的表面張力，提高整個體系的穩(wěn)定性。選用聚異丁二酰亞胺和斯盤-80的復(fù)合乳化劑，采用油相加入法，控制好溫度，乳化劑提高穩(wěn)定性的功能就能得到充分發(fā)揮。

3 如何提高乳化炸藥的穩(wěn)定性

3.1 嚴(yán)格控制水、油相溫度

在硝銨含量為65%～75%的水相溶液中，水相溫度最好要高于析晶點約15℃。水相溫度保持在96℃～100℃為宜，避免硝酸銨溶液在乳化初期就產(chǎn)生析晶。同時，降低了油相粘度，油膜包覆能力增強(qiáng)。有效地提高了乳化炸藥的穩(wěn)定性和儲存時長。

3.2 嚴(yán)格控制乳化溫度

乳化溫度一定要與水相溫度和油相溫度相適應(yīng)，這會對乳化炸藥的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要的影響。如果乳化溫度過高，乳化劑分子的吸附能力就會降低，高溫碳化分解也會使乳化效果大大降低。如果乳化溫度過低，會降低油相材料的流動性和分散性，影響乳化效果，甚至導(dǎo)致不乳化現(xiàn)象的發(fā)生。在實際生產(chǎn)中，控制乳化溫度一般是通過控制冷卻水的流量實現(xiàn)的，冷卻水的溫度要保持在25℃以下。

3.3 選用適當(dāng)?shù)拿艋绞?/p>

乳化炸藥爆轟感度的強(qiáng)化是通過敏化工藝來實現(xiàn)的，但是，敏化工藝會對乳化炸藥的穩(wěn)定性造成一些微小的影響，因此，選擇合理的敏化方式會保障乳化體系的穩(wěn)定性。敏化方式主要分為物理敏化和化學(xué)敏化。化學(xué)敏化的氣孔比較均勻，不會影響炸藥的穩(wěn)定性。物理敏化中的空心玻璃微球敏化效果比較好，炸藥爆炸性能和儲存穩(wěn)定性比較高。

4 結(jié)語

通過高低溫循環(huán)法和自然儲存法的試驗對乳化炸藥的爆速值進(jìn)行對比，得出乳化炸藥在劇烈的溫度變化環(huán)境下，乳化炸藥的乳化膠體被破壞，穩(wěn)定性比較差。通過對乳化炸藥生產(chǎn)的安全質(zhì)量控制分析，對影響乳化炸藥穩(wěn)定性的因素進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，其中幾個主要包括對水相的控制、油相的控制以及乳化劑的選擇，通過這些途徑，可以有效提高乳化炸藥的穩(wěn)定性和爆炸性能，也延長了乳化炸藥的保存期限。乳化炸藥的生產(chǎn)工藝也逐步實現(xiàn)了連續(xù)化和自動化控制，對質(zhì)量控制的要求也越來越高，因此，我們要不斷深入探索、研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡坤倫，楊仁樹，李冰，等.敏化溫度影響乳化炸藥穩(wěn)定性的實驗研究[J].煤炭學(xué)報，2008（9）.

[2]周貴忠，潘朝蓬，王綱，等.聚酰胺胺（PAMAM）樹形分子用作乳化炸藥的穩(wěn)定劑[J].火炸藥學(xué)報，2001（4）.

篇（2）

1材料試驗機(jī)的用途與作用

材料受載后表現(xiàn)出彈性、塑性、斷裂三個變型過程，并且在各個過程已有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）規(guī)定出相關(guān)性能的技術(shù)指標(biāo)，這些性能指標(biāo)的具體測定必須在試驗機(jī)上來完成。試驗機(jī)的功能和計量特性指標(biāo)是否滿足預(yù)期使用要求，是材料機(jī)械性能試驗的關(guān)鍵。材料試驗機(jī)不僅是研究材料機(jī)械性能理論的基本手段和依據(jù)，也是企業(yè)、事業(yè)單位目前生產(chǎn)檢驗的基本手段之一。

2中國材料試驗機(jī)的現(xiàn)狀

我國計量、質(zhì)檢檢測事業(yè)的歷史悠久，但試驗機(jī)制造行業(yè)在舊中國是空白，后，黨和政府十分重視計量檢測技術(shù)的發(fā)展，采取了許多重要措施來發(fā)展儀器儀表工業(yè)。經(jīng)過五十多年的努力，我國材料試驗機(jī)的制造，從無到有、從小到大，從單參數(shù)到多參數(shù)，從靜態(tài)到動態(tài)，逐步發(fā)展成初具規(guī)模，具有能生產(chǎn)靜負(fù)荷試驗機(jī)（如拉、壓萬能試驗機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)、松弛試驗機(jī)、持久強(qiáng)渡試驗機(jī)、蠕變試驗機(jī)、復(fù)合應(yīng)力試驗機(jī)等）和動負(fù)荷試驗機(jī)（如沖擊試驗機(jī)和疲勞試驗機(jī)等）的能力，有效地促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)的發(fā)展。二十世紀(jì)九十年代初，我國實行了市場經(jīng)濟(jì)，眾多民營企業(yè)應(yīng)運而生。試驗機(jī)制造行業(yè)也和其它行業(yè)一樣，民營企業(yè)登上了試驗機(jī)行業(yè)的舞臺。近幾年，隨著國內(nèi)試驗機(jī)民營企業(yè)的不斷做強(qiáng)做大，國有企業(yè)的改制，中國的試驗機(jī)行業(yè)由原來以國有企業(yè)為主逐步演變?yōu)橐悦駹I企業(yè)唱主角的時代。

1、機(jī)械方面：試驗機(jī)在我國經(jīng)歷半個世紀(jì)的發(fā)展，在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面沒有太大變化，只是有些小的改進(jìn)。從產(chǎn)品外觀來看，國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品相比差距較大。

國外產(chǎn)品無論從造型、表面處理等方面，進(jìn)口設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備很容易就能分辨出來。從觀感、手感、質(zhì)感等方面，制造工藝非常精良。國內(nèi)廠家生產(chǎn)的試驗機(jī)，都顯粗糙。所以國內(nèi)的廠家想在這方面趕上國外試驗機(jī)廠家，還需進(jìn)一步努力。

2、材料試驗機(jī)夾具方面

（1）材料試驗機(jī)的發(fā)展方向是由制樣檢測向制品（即成品、半成品）檢測方向發(fā)展，這就要求與之相適應(yīng)的夾具由原來用于標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗的夾具向用于成品檢測的夾具發(fā)展。

（2）夾具的使用向高效率、低勞動強(qiáng)度的方向發(fā)展。過去的夾具一般采用機(jī)械鎖緊，費時費力，勞動強(qiáng)度大，效率低。隨著工作環(huán)境的改善，及大批量試驗（生產(chǎn)流水線隨機(jī)抽檢的）需要，夾具的夾緊方式由原來的機(jī)械夾緊向氣壓夾緊、液壓夾緊等方向發(fā)展。

（3）全自動夾具：從試樣尺寸測量到裝夾，再到開始試驗，最后出測試報告一次完成。此類夾具僅適用于大批量的相同試樣或成品的測試和檢驗。

（4）高低溫環(huán)境試驗的增多，使用于高低溫的夾具種類增多。高低溫環(huán)境試驗的增多，給夾具的設(shè)計增加了難度。我們知道高溫拉伸試驗國家標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定：圓試樣用螺紋，板試樣上有孔。由于連接方式固定，所以夾具的設(shè)計較為簡單。但高低溫試驗卻不同，它一般是在高低溫箱中做試驗，它的試樣一般標(biāo)距短（一般為常溫試樣）。這樣一來夾具就必須裝在高低溫箱內(nèi)，高低溫試驗一般由于試驗機(jī)行程受限制（試驗機(jī)在裝標(biāo)準(zhǔn)夾具時行程），這就要求夾具體積小，又要滿足試驗力，又要耐高溫、低溫，一般比較難設(shè)計。

（5）連續(xù)試驗夾具增多。由于過去一般是制樣檢測，試樣的拉伸、壓縮是分開進(jìn)行的（即拉伸、壓縮是用不同的夾具進(jìn)行的），而現(xiàn)在成品檢測越來越多，試樣在同一次試驗中又要受拉伸，又要受壓縮，又要有高的效率，只能用同一種夾具既做拉伸又做壓縮。

（6）特殊行業(yè)用試驗夾具增多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新興的行業(yè)對試驗機(jī)夾具提出了新的要求，例如要求夾具結(jié)構(gòu)小、無磁性，耐腐蝕（在溶液中做試驗）等。

3、測控系統(tǒng)：試驗機(jī)的測控技術(shù)一直都落后于國外，近幾年經(jīng)過國內(nèi)試驗機(jī)行業(yè)各廠家不斷努力，取得了較大突破，控制器采用一系列的新技術(shù)，即DSP 平臺；基于神經(jīng)元自適應(yīng)PID 算法全數(shù)字、三閉環(huán)（力、變形、位移）控制系統(tǒng)；8 通道24 位A/D 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及USB1.1 通訊等。DCS-200 所用的DSP 平臺技術(shù)是世界上第三家采用此技術(shù)的試驗機(jī)廠家，也是世界上最早把USB 通訊技術(shù)運用到試驗機(jī)領(lǐng)域的生產(chǎn)企業(yè)。在DCS-200 成功推出后，國內(nèi)試驗機(jī)用戶紛紛放棄國外的控制器，同時也促進(jìn)國內(nèi)其它試驗機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對新控制器的積極研發(fā)，由此突破了試驗機(jī)控制的技術(shù)難關(guān)，推動了國內(nèi)試驗機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展。

在測控系統(tǒng)方面，我國采用的某些技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，但有些關(guān)鍵技術(shù)和部件制造還是受到一些因素的制約。如能采用世界頂級的HBM 等公司的力傳感器，則力值測量系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性將進(jìn)一步得到保證，其準(zhǔn)確度等級也將得到更大的提高。

4、軟件方面：現(xiàn)在國內(nèi)的試驗機(jī)廠家的試驗軟件，有自己開發(fā)，也有引進(jìn)國外公司的，有的功能簡單但操作方便，有的功能強(qiáng)大但操作略顯復(fù)雜。我國的試驗機(jī)從功能性、適用性等方面都緊隨國外試驗機(jī)行業(yè)，功能更強(qiáng)大、操作更人性化，獲得了國內(nèi)廣大用戶的一致好評，其中很多功能在其它廠家的試驗機(jī)上，都可以得到實現(xiàn)。軟件還需要在功能、操作性、穩(wěn)定性考核等方面下功夫，進(jìn)一步完善，特別要對軟件系統(tǒng)進(jìn)行評定或驗證。

5、試驗機(jī)配套器件：如試樣變形測量系統(tǒng)，國內(nèi)現(xiàn)采用最多用皮筋夾緊方式，夾持十分不便，但它的計量技術(shù)特性基本滿足使用要求。國內(nèi)還有幾個單位生產(chǎn)的引伸計其計量特性也基本相同。目前國際上，應(yīng)屬德國茲威克（ZWICK）公司的試驗機(jī)所配的全自動引伸計最為先進(jìn)，居世界領(lǐng)先地位。其特點是減小人為誤差、測量結(jié)果的不確定度，這是發(fā)展趨勢。還有試樣夾頭、高溫爐、環(huán)境箱等，就不一一細(xì)說了。總之，試驗機(jī)配套器件方面要趕上世界領(lǐng)先水平，還需要我國從事試驗機(jī)行業(yè)的人們付出更多的心力。

3中國材料試驗機(jī)行業(yè)的發(fā)展思路

由于試驗機(jī)夾具使用的特殊性，以及新材料的不斷出現(xiàn)，夾具的設(shè)計一直處在被動的局面。我們每天都會碰到新材料，需要設(shè)計新的夾具。我們只有總結(jié)過去的成功經(jīng)驗，來順應(yīng)新的發(fā)展趨勢。

對拉力試驗機(jī)夾具好壞的判定很難界定，由于夾具結(jié)構(gòu)的特殊性，對一種夾具，有時我們很難確定它到底更適合那種試樣，通常從以下三點來判斷：1、夾具是否使用方便、安全； 2、夾持是否可靠，不能有打滑現(xiàn)象；3、做試驗過程中，試樣斷點好。數(shù)據(jù)離散性小。（即試樣不斷鉗口、鉗口內(nèi)、平行段或標(biāo)距外）而有幾種類型的材料，有與本身的特性及適用的環(huán)境特殊，目前為止，解決的辦法并不多。

1、鋼絲、鋼絞線由于試樣硬度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對松散，在拉伸試驗過程中受力不均勻，夾持試樣的鉗口易磨損等原因，夾具一直未得到好的解決。過去是夾鋁箔來做，一次試驗就耗費四片鋁箔，浪費太大。現(xiàn)在采用了噴涂金剛砂的拉力試驗機(jī)夾具，打滑問題解決了，但斷口位置始終未能理想，10根試樣只能成功一半左右。

2、對于變形量大的材料由于變形過大，所以夾持困難，夾具的設(shè)計也是一個難點。

3、對于需要在高溫環(huán)境下做的試驗，夾具的要求也很高，既要耐高溫，又要不變形，體積要小，所以一般的試驗機(jī)廠家來說，也是很難搞定的事情

篇（3）

1資料與方法

1.1試樣來源 烏魯木齊市各餐飲場所送樣檢測151份。

1.2微生物衛(wèi)生指標(biāo) 依據(jù) GB2726-2005熟肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)法律匯編》，共檢測以下5項微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)、大腸菌群、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌。菌落總數(shù)測定依據(jù)GB 4789.2-2010檢測。大腸菌群測定依據(jù)GB/T 4789.3-2003檢測。沙門氏菌測定依據(jù)GB 4789.4-2010檢測。志賀氏菌測定依據(jù) GB 4789.5-2012檢測。金黃色葡萄球菌測定依據(jù)GB 4789.10-2010檢測。

1.3評價標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù) GB2726-2005熟肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)法律匯編》，醬鹵肉制品微生物指標(biāo)為菌落總數(shù)≤80000cfu/g，大腸菌群≤150MPN/100g，致病菌（沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌）不得檢出，其中一項不合格即為微生物指標(biāo)不合格。

1.4 統(tǒng)計分析 采用SPSS 21軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。用？字2檢驗，P

2結(jié)果

2.1各類醬鹵肉制品檢測結(jié)果 151份樣品中，不合格率為19.87%（30/151）。不合格項目中，菌落總數(shù)單項不合格3份，占10%，大腸菌群19份，占63.33%，菌落總數(shù)與大腸菌群雙重不合格8份，占26.67%，致病菌均未檢出。

2.2不同季節(jié)鹵制品檢測結(jié)果 高低溫季節(jié)菌落總數(shù)不合格率見表1，高低溫季節(jié)大腸菌群不合格率見表2。由表1可見，P>0.01，按a=0.01水平，故不認(rèn)為高低溫季節(jié)菌落總數(shù)不合格率有差別。由表2可見，P

3討論

從檢測結(jié)果統(tǒng)計分析中，可以看出，我市餐飲場所醬鹵肉制品衛(wèi)生情況存在一定問題，主要是菌落總數(shù)和大腸菌群超標(biāo)。大腸菌群不合格率在高溫季節(jié)和低溫季節(jié)差異顯著，高溫季節(jié)不合格率明顯大于低溫季節(jié)。菌落總數(shù)的多少在一定程度上標(biāo)志著食品衛(wèi)生質(zhì)量的優(yōu)劣。大腸菌群數(shù)的高低，表明了糞便污染的程度，也反映了對人體健康危害性的大小。醬鹵肉制品微生物易超標(biāo)，一方面是因為原料肉含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、水分等營養(yǎng)物質(zhì)，如溫度適宜微生物就會大量繁殖；另一方面是因為在生產(chǎn)經(jīng)營過程中外界微生物對肉制品的二次污染，如加工間的衛(wèi)生環(huán)境差、原料和散裝成品在運輸和儲藏中受到微生物的嚴(yán)重污染等。特別是在高溫季節(jié)，溫度較高，又是蚊蠅滋生的季節(jié)，如果醬鹵肉制品不注意防塵防蠅，在外界暴露時間較長，食品加工人員不注意個人衛(wèi)生，違規(guī)操作，極易造成大腸菌群超標(biāo)，產(chǎn)生對消費者的健康隱患。

篇（4）

中圖分類號：TM24 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

發(fā)熱電纜廣泛應(yīng)用在建筑、石化、石油等領(lǐng)域。尤其建筑采暖市場發(fā)展迅速，我國年需求將超過50億元人民幣。目前，普通發(fā)熱電纜生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，但普通的發(fā)熱電纜卻在某些特殊場合不能滿足使用要求，如油污等惡劣環(huán)境及防腐蝕、耐高低溫等場合。普通發(fā)熱電纜易腐蝕老化開裂，降低了電纜的使用壽命，影響正常生產(chǎn)生活活動，同時造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。新研制的防腐耐油發(fā)熱軟電纜具有安裝維護(hù)方便、節(jié)能環(huán)保、安全可靠、用途廣泛等特點，同時具備柔軟、防腐、耐油、耐高低溫等多項優(yōu)越性能。產(chǎn)品符合國家環(huán)保要求和發(fā)展方向，屬新型環(huán)保類電纜高新技術(shù)產(chǎn)品。

1 電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計

防腐耐油發(fā)熱軟電纜其結(jié)構(gòu)特征是：該電纜導(dǎo)體選用電阻率永久恒定的銅鎳合金和鎳鉻合金作為發(fā)熱體，發(fā)熱體是發(fā)熱電纜的核心，即使發(fā)熱電纜在惡劣的環(huán)境中工作（-60℃～180℃），也應(yīng)保證其有效的加熱功能。內(nèi)絕緣選用PTFE氟塑料，該種材料是有機(jī)物中電氣性能、機(jī)械性能、耐寒耐熱性能最佳塑料。該種PTFE絕緣材料的使用，能大大降低外絕緣交聯(lián)聚烯烴的表面溫度，使外絕緣層能夠保持在正常的溫度內(nèi)工作，確保外絕緣料性能不受影響。在冷熱線接頭處采用PTFE氟塑料擠包，且擠包長度向外延伸3～4cm。因存在冷熱接頭，其所處部位電阻通常要高于正常值，產(chǎn)生的熱量和溫度也高。采用在冷熱線接頭處PTFE氟塑料絕緣向外延伸方法，就是要保證此處有良好的電氣性能和機(jī)械性能。外絕緣層采用絕緣性能優(yōu)、耐熱性能好的交聯(lián)型聚烯烴材料，以滿足電纜的絕緣性能和耐高低性能。屏蔽采用雙層鋁塑復(fù)合帶縱包結(jié)構(gòu)，使屏蔽覆蓋率達(dá)100%，同時在鋁塑復(fù)合帶屏蔽層下增設(shè)鍍錫銅絲引流線，可有效將電磁場引入大地，實現(xiàn)良好的抗電磁干擾能力。護(hù)套采用耐熱180度的抗拉撕硅橡膠材料，可使電纜具有優(yōu)良的防腐、耐油特性，也可有效保護(hù)電纜線芯同時增加了電纜的散熱面積。

2 科學(xué)技術(shù)路線

2.1 發(fā)熱電纜導(dǎo)體選擇

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T20841―2007額定電壓300/500V生活設(shè)施加熱和防結(jié)冰用加熱電纜》規(guī)定：發(fā)熱電纜直徑不得小于6mm，因此本發(fā)熱電纜設(shè)計導(dǎo)體直徑為6.5±0.3mm，同時導(dǎo)體采用新型的復(fù)合金屬發(fā)熱材料，由多股合金材料絞合而成，其具有抗拉強(qiáng)度高（70N/mm2）、電阻率低、柔軟性好、接觸電阻低、可焊性好等優(yōu)點。

2.2 耐高溫指標(biāo)

原創(chuàng)性地將導(dǎo)熱功能引人高分子絕緣材料，將絕緣材料的導(dǎo)熱率提高了10倍，使高分子材料的熱老化溫度下降了近60℃，從而成倍地提高了發(fā)熱電纜的使用壽命、熱效率和升溫速率。《GB/T20841―2007額定電壓300/500V生活設(shè)施加熱和防結(jié)冰用加熱電纜》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：發(fā)熱電纜的導(dǎo)體線芯最高工作溫度為90℃，電纜護(hù)套最高工作溫度為65℃。而新研發(fā)的防腐耐油發(fā)熱軟電纜新產(chǎn)品導(dǎo)體采用合金導(dǎo)體，絕緣選用PTFE氟塑料和交聯(lián)聚烯烴材料，其線芯最高工作溫度可達(dá)150℃。護(hù)套采用硅橡膠材料，可使電纜耐環(huán)境溫度最高達(dá)180℃。電纜絕緣和護(hù)套材料的耐高溫指標(biāo)均超過國家標(biāo)準(zhǔn)，其目的是：保證發(fā)熱電纜可在高溫環(huán)境中長期使用而不發(fā)生故障。我公司作比對試驗發(fā)現(xiàn)：新型的防腐耐油發(fā)熱軟電纜可經(jīng)150℃工作溫度，180天不間斷加熱試驗，電纜仍完好無損；而普通發(fā)熱電纜在同等條件下，通電加熱23天后便出現(xiàn)故障停止加熱。

2.3 發(fā)熱電纜組成及工作原理

組成：分戶電表配電裝置溫控器發(fā)熱電纜向地面供暖。

工作原理：發(fā)熱電纜通電后產(chǎn)生熱量，其溫度一般可控制在50℃～60℃，熱量通過熱傳導(dǎo)方式向周圍的水泥、地磚傳熱，其傳導(dǎo)熱量約占電纜發(fā)熱量的70%；同時發(fā)熱電纜在通電后，還會產(chǎn)生7～10微米的遠(yuǎn)紅外向空間輻射，這部分熱量約占電纜發(fā)熱量的30%，因此電纜供暖效果良好利用率高，熱效率幾乎無損耗。

3 產(chǎn)品試驗設(shè)計

3.1 彎曲性能

防腐耐油發(fā)熱軟電纜采用彈簧式制造技術(shù)，有效地提高了電纜的柔軟度，從而避免由于地面高度落差而造成對電纜敷設(shè)及產(chǎn)品性能的影響。

3.2 耐溫和耐高頻性能

一般來說絕緣層的質(zhì)量好壞直接影響到發(fā)熱電纜的壽命，電纜絕緣材質(zhì)的改進(jìn)，提高了電纜的耐寒性、耐熱性能，使電纜可在-60℃～+180℃范圍內(nèi)正常工作；電纜的耐高頻性能：在50赫到1000赫廣闊的超高頻范圍內(nèi)，耐高頻性能幾乎不變，產(chǎn)品優(yōu)于市場上銷售的任何發(fā)熱電纜。

3.3 防腐耐油性能

護(hù)套材料采用具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐高低溫的硅橡膠材料，既能滿足電纜的耐高低溫性能，又能滿足其在惡劣環(huán)境中長期使用。在酸堿液類型（HCL、NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液）1mol（168h）的試驗條件下：抗張強(qiáng)度變化率小于±30%，為14%；斷裂伸長率≥100%，為180%。

4 試制中存在的問題及解決方案

在試制過程中我們遇到了一些技術(shù)上的關(guān)鍵性問題，針對問題我們逐一分析、研究與突破，主要有以下幾點：

4.1 原有外護(hù)套的存在散熱效果不好、易老化問題

我們根據(jù)新研制的產(chǎn)品特點，采用了目前橡膠中最好的硅橡膠材料，用它作為電纜的護(hù)套，它具有：良好的導(dǎo)熱、散熱、粘接性能；固化速度快，對金屬有良好的附著力且無腐蝕；長期使用不會脫落，不會產(chǎn)生接觸縫隙而降低散熱效果；卓越的耐高低性能、耐老化性能、電絕緣性能和優(yōu)異的防潮、防腐、耐油、耐電暈性能，可滿足電纜的使用要求。

4.2 發(fā)熱時電磁輻射問題

由于發(fā)熱電纜一般用于人員較為密集的場所，而電纜在通電發(fā)熱過程中，會產(chǎn)生電磁輻射（電磁輻射超過100微特斯拉對人身健康產(chǎn)生影響）。因此我們采用雙層鋁塑復(fù)合帶和鍍錫銅絲引流線屏蔽結(jié)構(gòu)，有效地將電磁場屏蔽在纜芯內(nèi)防止向周圍擴(kuò)散，且通過增設(shè)鍍錫銅絲引流線，可將電磁場引入大地，使電纜屏蔽層與大地形成等電位端，使電纜產(chǎn)生的電磁輻射不超過20微特斯拉，避免了電磁輻射對人身的傷害。

4.3 冷熱絲接頭問題

目前市場上發(fā)熱電纜大部分都采用冷接方法（冷、熱線用機(jī)械壓接的方式處理）。電纜在長期的運行中，發(fā)熱部分與冷引線部份的接觸點會因為接觸不良而形成較大電阻，在接頭部分產(chǎn)生高溫，最終在接頭處燒壞。冷接頭就像家里用的電爐一樣，電爐絲是很少被燒斷的，而電爐絲與電源的接頭就經(jīng)常出現(xiàn)問題。而本新型的防腐耐油發(fā)熱軟電纜，采用隱式接頭焊接方法（一種小直徑金屬絲對接方法），將發(fā)熱絲與冷引線熔為一體，可有效避免發(fā)熱絲因冷熱變換而引起的接觸不良現(xiàn)象，同時避免了冷熱絲間焊接不牢、分層現(xiàn)象，提高了發(fā)熱電纜的安全性和可靠性，從而延長了發(fā)熱電纜的使用壽命。

5 產(chǎn)品主要性能指標(biāo)

研制的防腐耐油發(fā)熱軟電纜，經(jīng)上海電纜研究所國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，各項性能符合或超過國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)定，同時滿足使用要求。電纜具備了優(yōu)良的電發(fā)熱性能和優(yōu)越的防腐耐油特性，其主要性能指標(biāo)如下：

A.電纜具有較強(qiáng)的耐彎曲性能，最小彎曲半徑可達(dá)4D。

B.電纜產(chǎn)品芯線為具有正電阻溫度系數(shù)的金屬合金絲組成，線性額定功率為20w/m，且產(chǎn)品絕緣電阻大于500MΩ?km。

C.電纜可在-60℃～+180℃溫度和惡劣的環(huán)境中長期工作，防腐耐油耐高低溫性能優(yōu)異。

D.電纜燃燒時發(fā)煙量少，不含有鹵素，不產(chǎn)生有毒有害氣體和腐蝕性氣體。

E.電纜不含有鉛等重金屬，不污染土壤，可以重復(fù)利用，再生性強(qiáng)。

結(jié)語

防腐耐油發(fā)熱軟電纜的使用場所廣泛，既可在普通場合作供暖使用，也可用于防腐、耐油、耐高低溫等特殊場合，同時也可作為石油、化工企業(yè)儲油設(shè)備防凍伴熱用。產(chǎn)品安裝簡單，維護(hù)費用低，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本產(chǎn)品采用零排放、無污染的綠色環(huán)保的供暖方式，有利于國家環(huán)保，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。產(chǎn)品已獲國家實用新型專利證書（專利號：ZL2012 20038198.9）。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T20841―2007，額定電壓300/500V生活設(shè)施加熱和防結(jié)冰用加熱電纜[S].

篇（5）

1.引言

近年來，我國無縫線路鋪設(shè)里程日益增加，與普通鋼軌相比，無縫鋼軌消除了列車運行時車輪對鋼軌軌頭造成的沖擊破壞，減小了列車的震動，增加了列車運行的平穩(wěn)性，提高了列車運行速度。無縫鋼軌長期暴露在野外使用，它不僅承受列車運行時作用于鋼軌的高強(qiáng)度應(yīng)力，而且會隨著外界環(huán)境溫度的變化產(chǎn)生熱變形[1]。由于無縫鋼軌受扣件和道床阻力等外力作用，使其不能自由伸縮，導(dǎo)致鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)部溫度應(yīng)力積累到一定數(shù)值時，無縫軌道發(fā)生脹軌甚至斷軌，危及行車安全[2]。針對高速鐵路中鋼軌溫度的測量設(shè)計出無線監(jiān)測節(jié)點，實時監(jiān)控鋼軌溫度，以保證無縫鋼軌冬天不被拉斷，夏天不致脹軌跑道，防止事故甚至災(zāi)難的發(fā)生。

Zigbee技術(shù)是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率的雙向無線通訊技術(shù)，主要用于近距離無線傳輸。由Zigbee模塊組成的節(jié)點體積小且能自動組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的自愈能力，布局十分方便。相比之下，傳統(tǒng)的多路溫度測量在一些長距離或者采集范圍較大的場合，存在著布線復(fù)雜，傳輸距離近，對測量環(huán)境要求高、可靠性差、應(yīng)用靈活性差等缺點，無法滿足實時測量無縫鋼軌的溫度。另外，大量較長的引線受鐵路現(xiàn)場電磁環(huán)境的干擾，不僅影響到數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和可靠性，而且也為列車的安全帶來了隱患。因此，運用無線Zigbee技術(shù)設(shè)計出的單總線多路溫度監(jiān)測節(jié)點，具有安裝方便，受測量環(huán)境影響小，傳輸距離遠(yuǎn)，組網(wǎng)靈活等優(yōu)點，在需要多點測量場合應(yīng)用價值比較高。

本文選用美國Dallas公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器和MSP430單片機(jī)組成的多路測溫節(jié)點，采用單總線方式，通過無線Zigbee模塊將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)實時顯示，真正實現(xiàn)了溫度的檢測與監(jiān)控，無需介質(zhì)互聯(lián)。

2.多路溫度節(jié)點硬件設(shè)計

2.1 節(jié)點硬件總體設(shè)計

無線監(jiān)測節(jié)點通過編程來讀取數(shù)字溫度傳感器DS18B20的溫度，在MSP430F149單片控制下與Zigbee無線發(fā)送模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，經(jīng)添加協(xié)議后，數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)通過溫度檢測軟件實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的顯示、存檔及遠(yuǎn)程控制。圖1所示為無線監(jiān)測節(jié)點硬件設(shè)計框圖。

2.2 溫度采集電路設(shè)計

監(jiān)測節(jié)點測量的溫度有鋼軌溫度、節(jié)點盒溫和節(jié)點溫度，采用單總線方式進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)傳輸。所測溫度范圍為-30℃～+70℃，測量精度為±1℃。實際應(yīng)用中是將溫度傳感器粘貼于鋼軌軌腰處、節(jié)點盒內(nèi)以及節(jié)點內(nèi)部，要求傳感器具有測溫范圍寬、體積小、精度高的特點。

測溫選用DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，其測量溫度范圍為-55℃～+125℃，-10℃～+85℃的精度為±0.5℃。DS18B20可以程序設(shè)定9～12位的分辨率，其設(shè)定值及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存[3]。每個DS18B20都有各自唯一片內(nèi)序列號，通過序列號來區(qū)別單總線上掛接的多個器件。雖然單總線上可以掛接多個DS18B20，但是超過8個時就需要考慮微處理器的總線驅(qū)動問題。如圖2所示DS18B20單總線接口部分電路，設(shè)計中多個溫度傳感器的信號線通過單總線與單片機(jī)I/O口P5.0連接，既保證了溫度數(shù)據(jù)的傳輸又能傳輸時鐘，同時節(jié)省了單片機(jī)I/O端口。DS18B20采用單總線方式與微控制器進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交互，因此應(yīng)嚴(yán)格按照其讀寫時序進(jìn)行編程，否則將無法讀取測溫結(jié)果[4]。測得溫度直接以單總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適用于鐵路沿線復(fù)雜環(huán)境的測量。

DS18B20具有兩種供電方式：寄生電源供電方式和外部電源供電方式。當(dāng)為寄生電源供電方式時，VDD引腳與GND引腳相連，通過數(shù)據(jù)線對其供電。當(dāng)為外部電源供電方式時，VDD接外部電源，GND接地。設(shè)計中采用外部供電方式。當(dāng)DS18B20處在存儲器操作和溫度A/D變換時，總線上必須有上拉電阻來保證在其有效時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，設(shè)計時電源線與信號線之間須加一個4.7K的上拉電阻[5]。

2.3 無線通信模塊設(shè)計

監(jiān)測節(jié)點與網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)通信都是通過通信模塊完成的，由于鐵路現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，過多的引線干擾會降低節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，也不利于現(xiàn)場的布置。因此，節(jié)點與網(wǎng)關(guān)之間數(shù)據(jù)傳輸采用無線通信方式。安裝在現(xiàn)場的多個監(jiān)測節(jié)點通過無線局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，要求所選用的無線通信模塊具有近距離通信，自組網(wǎng)能力強(qiáng)，低功耗等特點。

在當(dāng)前普遍使用的短距離無線通信技術(shù)中，Zigbee技術(shù)以其低速率、低功耗、低成本、低復(fù)雜度的突出優(yōu)點在無線傳感器領(lǐng)域獲得迅猛發(fā)展。Zigbee技術(shù)是一種雙向低速率無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，應(yīng)用于868MHz、915MHz和2.4GHz三個頻段上，其中在2.4GHz頻段上的最大數(shù)據(jù)傳輸速度為250kbps，適用于高吞吐量、低速率和短距離傳輸?shù)膱龊蟍6]。

設(shè)計中選用基于Zigbee技術(shù)的無線通信模塊。該模塊是ZigBee技術(shù)的首批認(rèn)證產(chǎn)品其設(shè)計滿足IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率2.4GHz，其基本性能參數(shù)如下[7]：發(fā)送功率63mW（+18dBm），接收靈敏度-102dBm，最大傳輸數(shù)據(jù)速率為250kbps，室內(nèi)傳輸距離100m、室外傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)到1600m；在3.3V供電模式下，發(fā)送數(shù)據(jù)時最大電流為45mA，接收數(shù)據(jù)時最大電流為50mA；組網(wǎng)性能方面采用DSSS（直接序列擴(kuò)頻）功能，實現(xiàn)點對點和點對多點組網(wǎng)。模塊射頻部分芯片全部內(nèi)部集成，共有20引腳，直插式，可設(shè)計安裝到一個插座上，因此模塊在裝上傳感節(jié)點時不需焊接。選用的ZigBee模塊滿足了鐵路沿線長距離布設(shè)組網(wǎng)的需要，圖3給出了通信模塊與微控器的接口電路圖。

Zigbee模塊與MCU通過串口DIN和DOUT進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，當(dāng)SRST為低電平信號，可實現(xiàn)MCU復(fù)位Zigbee模塊，同樣CRST可實現(xiàn)Zigbee模塊復(fù)位MCU。為了進(jìn)一步降低通信模塊功耗，在無數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下啟用模塊的休眠功能。模塊的PIN9是是休眠控制I/O口，PIN13用于指示當(dāng)前模塊休眠狀態(tài)。

2.4 微控制器選型

微控制器是監(jiān)測節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的控制核心，進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理模擬電路和數(shù)字電路。因此，它的性能直接關(guān)系到節(jié)點能否進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集以及與網(wǎng)關(guān)的無線傳輸。由于監(jiān)測節(jié)點安裝在鋼軌，依靠蓄電池供電，且要實現(xiàn)全天工作，因此能耗是微控制器選型的重點；為充分實現(xiàn)各控制模塊功能，需考慮微控制器的性能，外設(shè)資源以及所支持的開發(fā)工具。片上資源豐富的微控制器可以減少器件的數(shù)量，從某種程度上降低了成本[8]。

基于以上考慮選用美國德州儀器公司16位單片機(jī)MSP430F149作為下位機(jī)部分的控制芯片，其最顯著的特點就是在1.8V～3.6V、1MHz的條件下運行超低功耗模式耗電電流在0.1mA～400mA之間，RAM在等待模式下為0.7mA，節(jié)電模式下耗電為僅0.1mA。MSP430F149內(nèi)部擁有大容量的存儲空間，60KB+256字節(jié)FLASH和2KBRAM的存儲空間完全可以滿足程序及數(shù)據(jù)的需要[9]。另外，在環(huán)境溫度范圍為-40℃～+85℃下MSP430F149可正常運行，能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境。

3.溫度采集軟件設(shè)計

3.1 軟件設(shè)計總體框圖

軟件設(shè)計采用模塊化編程思想，分為外部接口模塊、處理函數(shù)模塊及存儲區(qū)模塊，各個功能模塊有各自較獨立的程序來控制完成相應(yīng)的能。外部接口模塊主要功能是完成對Zigbee模塊和DS18B20的初始化；處理函數(shù)模塊包括單片機(jī)系統(tǒng)初始化、Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送處理、Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理、設(shè)置采集參數(shù)。存儲區(qū)模塊是完成節(jié)點設(shè)置參數(shù)存儲和要發(fā)送到無線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行暫存。

首先節(jié)點上電以后，單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)初始化（初始化單片機(jī)時鐘、時鐘芯片、Flash芯片、串口、定時器），DS18B20初始化和XBee無線發(fā)送模塊的初始化；然后設(shè)置參數(shù)（實時采集或定時采集）開始進(jìn)行溫度的采集，將采集后的數(shù)據(jù)按照通訊協(xié)議添加幀頭、幀尾和校驗，放入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，然后通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)，完成節(jié)點與網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸。圖4給出了節(jié)點運行程序流程圖。

3.2 DS18B20溫度采集程序設(shè)計

DS18B20的操作步驟主要有以下幾步：先對DS18B20進(jìn)行初始化、搜索ROM，然后RAM操作，最后讀取溫度值。如下圖5所示DS18B20的溫度采集程序流程圖。

DS18B20溫度傳感器內(nèi)部有著各自唯一的64位序列號，這就方便了程序中采用二叉樹搜索算法，利用單總線上所有器件DS18B20的注冊碼構(gòu)成二叉樹的深度為64[10]。在搜索過程中根據(jù)兩次讀取的數(shù)據(jù)來判斷節(jié)點是左子結(jié)點、右子結(jié)點、還是葉子節(jié)點。在搜索程序遍歷二叉樹時，記錄下搜索到的葉子節(jié)點數(shù)和所走過的路徑，從而得到從器件的注冊碼和數(shù)量，完成對單總線上所有DS18B20的搜索。程序中對DS18B20進(jìn)行ROM操作時，采用二叉樹搜索算法遍歷單總線上所有溫度傳感器，然后等待數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)接收到實時采集或定時采集命令后開始采集溫度[11]。

4.實驗測試

4.1 實驗設(shè)備搭建

本實驗按照節(jié)點測量溫度設(shè)計要求，在高低溫箱環(huán)境中對節(jié)點進(jìn)行測試。實驗設(shè)備包括監(jiān)測節(jié)點、八路DS18B20傳感器、調(diào)試網(wǎng)關(guān)、節(jié)點電源、PC機(jī)和高低溫箱。實驗設(shè)備搭建如圖6所示。

4.2 實驗過程及監(jiān)測溫度顯示

本實驗選取-30℃、-15℃、0℃、15℃、30℃、45℃、60℃這7個測溫點進(jìn)行測試，具體實驗方法為：將安裝有八路DS18B20傳感器的監(jiān)測節(jié)點放在高低溫箱內(nèi)，通過編程設(shè)置實現(xiàn)高低溫箱內(nèi)溫度保持在-30℃、-15℃、0℃、15℃、30℃、45℃、60℃各2小時；設(shè)置節(jié)點定時采集溫度數(shù)據(jù)，采集間隔為1min，采集頻率設(shè)置為1Hz，采集時長為10S；通過上位機(jī)軟件實時監(jiān)測節(jié)點采集的溫度數(shù)據(jù)，如圖7所示溫度從15℃上升到30℃時監(jiān)測界面，顯示的溫度值為節(jié)點采集10個溫度數(shù)據(jù)的平均值；對上位機(jī)保存的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

4.3 實驗數(shù)據(jù)分析

以45℃測溫點為例，具體闡述溫度數(shù)據(jù)分析過程：設(shè)置高低溫箱保持在45℃并維持2小時，節(jié)點各通道分別采集并保存了約120個溫度數(shù)據(jù)，對采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，得出結(jié)果如表1所示。

對上位機(jī)保存的其他5個測溫點進(jìn)行同樣的數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論如下：

1）監(jiān)測節(jié)點測量溫度的重復(fù)精度達(dá)到了±0.5℃；

2）監(jiān)測節(jié)點在-30℃～+60℃運行正常，滿足鐵路環(huán)境下使用要求；

5.實際應(yīng)用

目前本監(jiān)測節(jié)點已進(jìn)入現(xiàn)場調(diào)試階段，現(xiàn)安裝于某城際鐵路段，主要用于采集鋼軌的溫度、節(jié)點溫度和節(jié)點盒溫。經(jīng)幾個月的現(xiàn)場測試結(jié)果表明，節(jié)點各部分功能穩(wěn)定，遠(yuǎn)程可控性良好，實現(xiàn)了現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)的實時、定時采集，并及時將數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程傳輸至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，供技術(shù)人員分析匯總，為研究鋼軌溫度力提供必要的數(shù)據(jù)支持。

6.結(jié)論

DS18B20的測溫傳感器具有測量速度快，精度高，高低溫報警等特點，由此構(gòu)成的單總線多路溫度采集無線監(jiān)測節(jié)點體積小、安裝方便、可靠性高，適用于戶外無人值守的惡劣監(jiān)測環(huán)境。另外，本文研究的無線監(jiān)測節(jié)點安裝在環(huán)境復(fù)雜多變的鋼軌上，對多點溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)存儲、顯示、報警等多項功能，確保線路運行正常。

參考文獻(xiàn)

[1]李雨瀟，張昆明，于淼.淺談無縫線路[J].科技資訊，2011 （18）：82.

[2]宋旭東.無縫線路脹軌跑道的原因及防脹[J].山西建筑，2011，37（23）：159-160.

[3]楊久河.基于DS18B20的多點式無線溫度測量儀的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：中國海洋大學(xué)，2010.

[4]任志華，李永紅.基于DS18B20的多路溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].電子測試，2012（7）：40-42.

[5]羅文廣，蘭紅莉，陸子杰.基于單總線的多點溫度測量技術(shù)[J].傳感器技術(shù)，2002，21（3）：47-50.

[6]高鍵.ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能耗研究[J].電子測試，2008，2（2）：1-4.

[7]Digi International.XBee/Xbee-PRO ZB RF Modules[DB/OL].http：///support/documentation/90000976_D.pdf.

[8]陳利虎，葉湘濱，胡罡.基于MSP430F149的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計[J].傳感器世界，2004，10：28-30.

[9]王曉銀，王彥瑜，蔣鋒.基于MSP430F149單片機(jī)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計[J].單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用，2006，22（7）：77-79.

[10]盛磊，葛照君.二叉樹算法在DS18B20地址搜索中的應(yīng)用[J].計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2010，19（2）：143-146.

[11]劉健華.二叉樹算法在單總線技術(shù)中的應(yīng)用[J].自動化儀表，2006，27（3）：63-64.

篇（6）

環(huán)境試驗設(shè)備的一般基礎(chǔ)指標(biāo)為濕度以及溫度，根據(jù)這兩項參數(shù)有多種類型的箱體，如恒溫恒濕型箱體、干燥箱以及老化箱等等。設(shè)備的校準(zhǔn)按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢測，通常依據(jù)JJF 1101-2003《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》和GB/ T 5170-《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備基本參數(shù)檢定方法》。實際上，這兩種規(guī)定測定的結(jié)果都是有誤差的，直接導(dǎo)致使用和評判上的混亂，無法得出準(zhǔn)確的評價。所以在實際檢測過程中，要依具體情況來判斷使用這兩種檢測辦法的哪一種。

1、環(huán)境試驗設(shè)備的校準(zhǔn)

1.1 檢定的相關(guān)問題

檢定有其要求和規(guī)程，而校準(zhǔn)也有其規(guī)范。檢定和校準(zhǔn)的對象處于相互補(bǔ)充的關(guān)系，對于檢定的對象要采取強(qiáng)制檢定范圍之內(nèi)的計量設(shè)備，而對于校準(zhǔn)對象來說，則應(yīng)當(dāng)使用法制計量范圍以外的計量工具。而所謂檢測的對象是制造中的計量器具，是根據(jù)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造的。

因為校準(zhǔn)只是為了得出誤差或者賦值，在校準(zhǔn)規(guī)范之中，未給定相關(guān)技術(shù)要求，只給定相關(guān)特性用作所在范圍內(nèi)的校準(zhǔn)。故而，校準(zhǔn)規(guī)范中的計量特性不應(yīng)當(dāng)作合格與否的依據(jù)。通常，檢定規(guī)范里技術(shù)指標(biāo)比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要低，但是校準(zhǔn)規(guī)范的計量特性一般決定于校準(zhǔn)手段。

受檢的設(shè)備是否合格的判定依據(jù)只能來自是設(shè)備用戶所要求的計量需求以及技術(shù)說明書里表明的指標(biāo)還有檢定規(guī)程里表述的技術(shù)要求。一般即使產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有其校準(zhǔn)方法，但若要使用必須重新進(jìn)行編改，不應(yīng)直接作為產(chǎn)品合格與否的依據(jù)。

而使用中計量器具進(jìn)行校準(zhǔn)之后，只能給出校準(zhǔn)報告。若產(chǎn)品用戶要求給出合格與否的判據(jù)，校準(zhǔn)者可以通過用戶產(chǎn)品使用中的依據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)分析出相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，從而給出判斷結(jié)果。

1.2 環(huán)境試驗設(shè)備校準(zhǔn)與檢測依據(jù)的分類

環(huán)境試驗設(shè)備包括了高低溫試驗箱、電熱鼓風(fēng)干燥箱、電熱恒溫培養(yǎng)箱等。國家頒布了相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)范，但是其中的各種指標(biāo)所根據(jù)的校準(zhǔn)規(guī)范未能完全包含所有環(huán)境試驗設(shè)備的相應(yīng)指標(biāo)，故而還需要參照其他國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以提高校準(zhǔn)或檢定的準(zhǔn)確性。因此在一般情況下，以唯一的校準(zhǔn)規(guī)范為準(zhǔn)，若出現(xiàn)兩者技術(shù)指標(biāo)有差異時，不能隨意依據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)來定，必須結(jié)合其他標(biāo)準(zhǔn)綜合考慮各種因素。一般而言，要通過科學(xué)合理的結(jié)合使用者的用法以及考慮校準(zhǔn)規(guī)范，還有設(shè)備說明書中的技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行校準(zhǔn)工作，且須在結(jié)果中做出相應(yīng)說明。

在現(xiàn)行工作中，主要有三種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：

1）校準(zhǔn)規(guī)范：JJF1101-2003《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》；

2）國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 10586-2006《濕熱試驗箱技術(shù)條件》、GB/T 10587-2006《鹽霧試驗箱技術(shù)條件》、GB/T 10589-2008《低溫試驗箱技術(shù)條件》、GB/T 10592-2008《高低溫試驗箱技術(shù)條件》、GB/T 11158-2008《高溫試驗箱技術(shù)條件》等。

3）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T 5520-1991《干燥箱技術(shù)條件》、YY 0027-90《電熱恒溫培養(yǎng)箱》等。

1.3 技術(shù)指標(biāo)之間的比較

溫度偏差、均勻度以及波動度是環(huán)境試驗設(shè)備溫度校準(zhǔn)和檢測中的三個主要的技術(shù)指標(biāo)。

（1）JJF 1101―2003《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》技術(shù)要求。

（2）國家標(biāo)準(zhǔn)“環(huán)境試驗設(shè)備技術(shù)條件”系列中的技術(shù)要求。

（3）由機(jī)械工業(yè)部的最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) JB/T 5520―2008《干燥箱技術(shù)條件》的技術(shù)要求。

對應(yīng)三個指標(biāo)中的任意一個，上面所提的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范都有著對應(yīng)不同的技術(shù)要求與計算辦法。現(xiàn)在，通常來說有兩種用于檢測校對的指標(biāo)書，也就是檢測報告（以受檢設(shè)備的技術(shù)文件與說明書指標(biāo)為依據(jù)））還有校準(zhǔn)證書（按照J(rèn)JF 1101―2003）。從技術(shù)上來說，每一個具體的標(biāo)準(zhǔn)都有與其搭配的箱體，不同的箱體有不同的屬性，根據(jù)箱體屬性選擇配套的標(biāo)準(zhǔn)來一一對應(yīng)檢查。不過在實際的操作過程中，要想一一對應(yīng)起來時有難度的。一些特殊條件下的器件并沒有確定的可參照的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，這樣就要自己擇取標(biāo)準(zhǔn)，所以對應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)就會有不同的檢測結(jié)果。

當(dāng)然，在實際的驗核過程中，對應(yīng)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不一樣的公式，自然得到的結(jié)論也不會相同。不過，在檢測箱體的溫度時，一臺箱體唯一對應(yīng)一種方式，倘若遵照J(rèn)JF 1101―2003方法進(jìn)行計算，得到的結(jié)果就不符合要求，而倘若遵照YY 0027―1990，結(jié)果也不符合。也就是說，企業(yè)在使用箱體時應(yīng)當(dāng)要求提供該箱體遵照GB/T 10592―2008的技術(shù)檢測報告，符合要求即可展開細(xì)菌培養(yǎng)實驗，而在閑置的時候亦可用來烘干燒杯。在現(xiàn)實運用當(dāng)中我們發(fā)現(xiàn)，單一的JJF 1101―2003標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到需求目標(biāo)，我們必須結(jié)合其他的國家以及行業(yè)規(guī)范提供的技術(shù)指標(biāo)說明來展開驗核，這樣才能得到更合理更具說服力的結(jié)論。

2、環(huán)境試驗設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)論使用辦法分析

2.1 一些術(shù)語的描述和定義

2.1.1溫度波動度

根據(jù)JJF 1101―2003里的定義，溫度波動度表示要進(jìn)行試驗的裝置其空間上的工作中心上的溫度值隨著時間變化的變化值。按照GB/ T 5170―1995則不是工作中心而是任一點。

在實踐檢測時，按照規(guī)范說明，在設(shè)備的工作空間設(shè)置數(shù)目超過9個的溫度傳感器來測量。

2.1.2 改良措施

在測量時應(yīng)當(dāng)取整個工作空間里的點，中心點通常不會有太大的波動。而且用戶在使用過程中也不是單單在其中心位置上操作，因此檢測的波動度應(yīng)該更加符合實際情況，提供更為合理有依據(jù)的結(jié)論，所以在測量時要對整個空間上的點都進(jìn)行檢測，找出整個空間里的最大溫度波動值，這樣用戶就能有一個更為全面的了解。

2.1.3處理相關(guān)數(shù)據(jù)以及得出結(jié)論

（1） 計算偏差溫度

按照J(rèn)JF 1101―2003 ，偏差溫度也就是設(shè)備上所表述的工作空間里的平均溫度大小同實際測量的工中心位置上的平均溫度大小之差。而GB/ T 5170―1995里的計算方法則不同，其提出了上下偏差的理念， 各自對應(yīng)著實際測量時工作空間里所有點中最大與最小溫度和標(biāo)稱溫度（通常就是設(shè)備屏幕上的溫度值。）之間的差值大小。

采取上下偏差的辦法能相對全面地體現(xiàn)出受檢裝置內(nèi)部的實際溫度分布。而把中心位置溫度當(dāng)做設(shè)備偏差稍顯說服力不足，并不能全面的反應(yīng)裝置的實際情況。

（2） 改進(jìn)建議

在實際檢測時，應(yīng)當(dāng)將上下偏差值作為必要的參考指標(biāo)，然后結(jié)合實際的檢測值來進(jìn)行比對調(diào)整。倘若上下偏差值都是大于0的，這表示設(shè)備的內(nèi)部實際溫度全都大于設(shè)備屏幕的表述溫度值，那么就要按照下偏差值的大小來對設(shè)備進(jìn)行修正；若上下偏差值大小都比0小，則設(shè)備的實際內(nèi)部溫度大小比設(shè)備屏幕表述的溫度值要小，那么就按照上偏差值的大小來進(jìn)行比對修正。若一個值比0大，一個比0小，那么還要結(jié)合實際經(jīng)驗與試驗來修正。

實際上，一般的日常校核都遵照J(rèn)JF 1101―2003，而進(jìn)行結(jié)果的分析時，如計算均勻度或者波動度等都遵照GB 5170―1995。

3、結(jié)束語

作為實際檢測溫度或者濕度等環(huán)境指數(shù)的設(shè)備，環(huán)境試驗裝備的運用非常普遍，因而，不準(zhǔn)確不合理的校核或者計算都不能給出有說服力合理的檢測結(jié)論，也會直接的對試驗結(jié)果產(chǎn)生重大的影響，特別對于農(nóng)業(yè)以及醫(yī)藥等對于裝備內(nèi)部的波動溫度值有著嚴(yán)格規(guī)定的領(lǐng)域，不準(zhǔn)確的結(jié)果會對產(chǎn)品的形象產(chǎn)生很大的負(fù)面效果。

篇（7）

一、前言

作為一種實際運用效果良好的傳感器，光纖溫度傳感器在近期得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步。研究其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，能夠更好地提升光纖溫度傳感器的實際運用效果，從而保證電力系統(tǒng)的可靠性。

二、概述

光纖溫度傳感器是一種我們經(jīng)常運用的可以進(jìn)行測量的測量儀器，它的應(yīng)用范圍可以說十分廣泛。光纖溫度傳感器就是運用高分子溫敏材料覆蓋在我們的光纖外面，但是這個高分子溫敏材料必須要與我們光纖的折射率有關(guān)。這種材料覆蓋在光纖外面后，就將我們的光從一根光纖輸入另一根光纖輸出，這種溫敏材料往往會受到溫度的影響，如果收到了不同的溫度其折射率也將會發(fā)生不同的變化，所以其輸出的光功率與我們的溫度存在著一個函數(shù)關(guān)系。它最基本的本質(zhì)就是運用我們光纖中傳輸光波的振幅、相位、波長等特征對外界的環(huán)境因素的敏感特性。光纖溫度傳感器原理主要有物性型光纖傳感器原理和結(jié)構(gòu)型光纖傳感器原理。其物性型光纖傳感器原理就是運用我們的光纖對當(dāng)前環(huán)境的感性變化進(jìn)行輸入，并且將我們輸入后的物理量等變?yōu)槲覀兊墓庑盘枺墓ぷ髟硎腔谖覀兊墓饫w光調(diào)制效應(yīng)，它是利用的外界因素改變時，其傳光的特性發(fā)生變化。因此，如果能測出通過光纖的光相位、光強(qiáng)變化，就可以知道被測物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型光纖傳感器。結(jié)構(gòu)型光纖傳感器是由光檢測元件與光纖傳輸回路及測量電路所組成的測量系統(tǒng)。其中光纖僅作為光的傳播媒質(zhì)，所以又稱為傳光型或非功能型光纖傳感器。

三、不同光纖溫度傳感器的原理和研究現(xiàn)狀

1.分布式光纖溫度傳感器

分布式光纖溫度傳感器，通常用在檢測空間溫度分布的系統(tǒng)，其原理最早于1981年提出，后隨著科學(xué)家的實驗研究，最終研制出了此項技術(shù)。這種傳感器原理發(fā)展是基于三種傳感器的研究，分別是瑞利散射、布里淵散射、喇曼散射。在瑞利散射和布里淵散射的研究已取得了很大的進(jìn)展，因此未來的傳感器研究熱點，將放在對基于喇曼散射的新分布式光纖傳感器的研究上。在我國也有很多大學(xué)展開了對分布式光纖溫度傳感器的研究。

2.光纖熒光溫度傳感器

當(dāng)前最熱門的研究，就是針對光纖熒光溫度傳感器，其是利用熒光的材料會發(fā)光的特性，來檢測發(fā)光區(qū)域的溫度。這種熒光的材料通常在受到紫外線或紅外線的刺激時，就會出現(xiàn)發(fā)光的情況，發(fā)射出的光參數(shù)和溫度是有著必然聯(lián)系的，因此可以通過檢測熒光強(qiáng)度來測試溫度。

四、電力系統(tǒng)中常用的幾種光纖溫度傳感器

1.熱輻射光纖高溫傳感器

它的原理是黑體輻射定律，物質(zhì)受熱時會發(fā)出一定的熱輻射，輻射量的大小取決于該物質(zhì)的溫度和材料的輻射系數(shù)。當(dāng)溫度為230℃時，理想黑體開始出現(xiàn)暗紅色輻射，亮度隨著溫度的增加而增強(qiáng)。光纖熱輻射高溫傳感器由高溫探頭，高低溫光纖耦合器，信號檢測和處理系統(tǒng)組成。當(dāng)它被放于被測溫度場中，黑體腔通過開口處向外輻射能量，輻射能量經(jīng)過高低溫光纖耦合器后，由低溫低損耗光纖傳輸?shù)叫盘枡z測系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。

2.半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器

這種傳感器的基本原理是利用有些半導(dǎo)體物質(zhì)（如GaAs）具有極陡的吸收光譜，波長與吸收端長的光可透過半導(dǎo)體，短的則被吸收。當(dāng)溫度升高時，本征吸收波長變大，透射率曲線向長波長方向移動，但形狀不變；反之，當(dāng)溫度降低時，本征吸收波長變小，透射率曲線保持形狀不變而向短波長方向移動。當(dāng)光源的光譜輻射強(qiáng)度不變時，GaAs總透射率就隨其溫度發(fā)生變化，溫度越高，總透射率越低。通過測量透過GaAs的光的強(qiáng)弱即可達(dá)到測溫的目的。通過研磨拋光將GaAs加工成很薄的薄片，其入射光和出射光用光纖耦合，這就是半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器的基本原理。

3.光纖熒光溫度傳感器

當(dāng)物體受到光或放射線照射時，其原子便處于受激狀態(tài)。當(dāng)原子回復(fù)至初始狀態(tài)時隨機(jī)發(fā)出熒光，且熒光的強(qiáng)度和輻射光的能量成正比，根據(jù)熒光的強(qiáng)度可以檢測溫度。而激勵撤消后，熒光余暉的持續(xù)性取決于熒光物質(zhì)特性、環(huán)境溫度等因素，這種受激發(fā)熒光通常是按指數(shù)方式衰減的，我們稱衰減的時間常數(shù)為熒光壽命或熒光余暉時間。我們發(fā)現(xiàn)，在不同的環(huán)境溫度下，熒光余暉衰減也不同。因此也通過測量熒光余暉壽命的長短，來檢測當(dāng)時的環(huán)境溫度。

五、光纖溫度傳感器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.利用法拉第效應(yīng)的光纖電流（磁場）傳感器

根據(jù)法拉第效應(yīng)，由電流所產(chǎn)生的磁場會引起在該磁場中的光纖（或法拉第晶體）中線偏振光的旋轉(zhuǎn)，監(jiān)測偏轉(zhuǎn)角的大小可以得到對應(yīng)的電流（磁場）數(shù)值。而利用法拉第效應(yīng)的光纖電流（磁場）傳感器，其使得信息在傳輸過程中，光從激光器發(fā)出的激光束經(jīng)起偏器變成線偏振光，再經(jīng)顯微物鏡聚焦耦合到單模光纖中。單模光纖繞在高壓載流導(dǎo)體（或套在等離子束流）上。經(jīng)信號處理系統(tǒng)處理，得到與被電流（磁場）有關(guān)的信號。相對于傳統(tǒng)的傳輸方式而言，光纖電流（磁場）傳感器其無疑大大提升了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性，并且借助于光纖技術(shù)本身的測量范圍大以及響應(yīng)速度快等優(yōu)勢，使得本身的使用效率以及監(jiān)測結(jié)果得到了顯著地提升。

2.光纖傳感器在我國電力系統(tǒng)光纜監(jiān)測中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)光纜種類繁多，加之我國地域廣闊，各地環(huán)境差異很大，不同的地貌因素以及天氣自然狀況對于光纜本身的要求也存在一定的差異性。并且部分高山地區(qū)或是雷電多發(fā)地區(qū)，其本身的強(qiáng)烈的電磁場無疑會感染到信息的傳輸以及傳感器本身對于電纜的監(jiān)測狀況。其雖然能夠取代傳統(tǒng)的人工監(jiān)測所帶來成本負(fù)擔(dān)，提升了傳統(tǒng)光纜監(jiān)測效率，但是其本身對于環(huán)境要求較高，特別是瑞利散射光基本不受溫度和應(yīng)力等外界條件的影響，由此也降低了在實際應(yīng)用的效果。

3.光纖傳感器在高壓電纜溫度和應(yīng)變測量中的應(yīng)用

在我國由于整體技術(shù)上不太成熟，僅僅是小范圍的使用，并沒有充分在全國各個區(qū)域充分實施與鋪開。聯(lián)系到我國南方地區(qū)所遭受到的雪災(zāi)來考慮，若能夠在當(dāng)時就應(yīng)用現(xiàn)有的分布式光纖傳感技術(shù)無疑能夠在如此惡劣的條件下，對于電纜系統(tǒng)進(jìn)行切實有效的監(jiān)測，從而能夠?qū)Υ嬖诠收系碾娎|在第一時間發(fā)現(xiàn)以及維修，從而第一時間避免了故障所帶來的后續(xù)危害性，更好的保證了整體電纜系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和有效性，由此可見光纖傳感器在電力系統(tǒng)將具有廣泛的應(yīng)用前景和應(yīng)用價值。

六、結(jié)束語

通過對光纖溫度傳感器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)狀的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，得益于光纖溫度傳感器的多重優(yōu)勢特點，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還是較為深刻的，有關(guān)人員應(yīng)該從電力系統(tǒng)的客觀實際出發(fā)，制定最為優(yōu)化的運用方案。

參考文獻(xiàn)

篇（8）

中圖分類號：TN918.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0036-02

信息科技的發(fā)展為人類帶來無限機(jī)遇的同時，隱患也隨之而來，且諸多企業(yè)的通信與信息機(jī)房共用，對固有的信息與通信設(shè)備，原有的普通柜子不能實時監(jiān)測柜內(nèi)狀況，亦不能監(jiān)控溫度。因此本次研究內(nèi)容包括以實現(xiàn)有軌平臺操作為目標(biāo)的柜內(nèi)視頻監(jiān)控、帶有自動微電子空調(diào)與新風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)柜內(nèi)空調(diào)停止運行時，自動啟動新風(fēng)系統(tǒng)、對柜內(nèi)電源進(jìn)行電壓、電流、負(fù)載等的智能控制、防止非法入侵的智能門禁控制等。

1 信息通信綜合智能柜的功能

通過智能軟件實現(xiàn)視頻監(jiān)控、環(huán)境溫濕度采集、報警信號接入、空調(diào)、門禁等電控設(shè)備，可以順利實現(xiàn)視頻、智能識別和監(jiān)視目標(biāo)的行為分析功能。

針對信息通信綜合智能柜，擬通過對柜內(nèi)的部分開關(guān)進(jìn)行改造，以滿足信息、通信自動化的要求，提高了供電可靠性；實現(xiàn)柜內(nèi)信息可視化實時監(jiān)測；并可進(jìn)行視頻功能實時視頻、監(jiān)控；配置門池報警功能實現(xiàn)有效防盜；柜內(nèi)小空調(diào)內(nèi)置環(huán)境監(jiān)測模塊柜體易維護(hù)、易操作；柜內(nèi)環(huán)境恒溫設(shè)計有效提高柜內(nèi)設(shè)備使用壽命。

2 信息通信綜合智能柜的優(yōu)勢

2.1 正確的故障判斷與信息采集

信息通信綜合智能柜對于故障判斷和信息的采集具有十分敏銳的優(yōu)勢，究其原因，在于其具備以下優(yōu)勢。

首先，信息通信綜合智能柜可通過系統(tǒng)平臺及柜內(nèi)開關(guān)控制，實現(xiàn)柜內(nèi)視頻監(jiān)控有軌平臺操作。相較于硬盤的錄像技術(shù)，該智能柜采用了視頻組態(tài)的新技術(shù)，各個通道的圖像能夠以控件的形式插入隨意的某個界面，這項技術(shù)對于大型的監(jiān)控系統(tǒng)來說，最終是以電子地圖的形式來加以呈現(xiàn)，能夠方便工作人員對柜內(nèi)的數(shù)據(jù)與圖像進(jìn)行集中管理。此外，新技術(shù)將閉路監(jiān)控與動力環(huán)境監(jiān)控合二為一，因此圖像和動力環(huán)境的聯(lián)動控制也能夠順利實現(xiàn)。

其次，信息通信綜合智能柜可通過在柜內(nèi)內(nèi)置環(huán)境檢測模塊來實現(xiàn)柜內(nèi)電源智能控制，有效檢測系統(tǒng)的短路故障，可采集柜內(nèi)的電壓、電流等變量、環(huán)境溫濕度、報警信號接入、空調(diào)、門禁柜內(nèi)環(huán)境信息等，實現(xiàn)故障自管理功能，包括電壓、電流、溫度、風(fēng)機(jī)、模塊、高低溫功能，同時檢測模塊將環(huán)境數(shù)據(jù)上傳至中心站，供監(jiān)控用，使工作人員的效率得以提高。

第三，信息通信綜合智能柜可通過軟、硬件的結(jié)合實現(xiàn)柜內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)柜內(nèi)空調(diào)出現(xiàn)故障時，柜內(nèi)自動啟動新風(fēng)系統(tǒng)，以保證柜內(nèi)設(shè)備正常運行，更進(jìn)一步保障了柜內(nèi)設(shè)備的正常運行，提高了柜內(nèi)的使用壽命。

第四，信息通信綜合智能柜可通過在屏柜內(nèi)置直流驅(qū)動精密半導(dǎo)體空調(diào)，實現(xiàn)柜內(nèi)自動微電子空調(diào)控制，自動實現(xiàn)柜內(nèi)的溫濕度調(diào)節(jié)和微電子空調(diào)控制，保證柜內(nèi)環(huán)境恒溫恒濕，減少了柜內(nèi)故障。

最后，信息通信綜合智能柜通過對柜門改造，實現(xiàn)柜門聯(lián)動門池報警功能，進(jìn)行有效防盜。

2.2 環(huán)境檢測模塊

屏柜內(nèi)置直流驅(qū)動精密半導(dǎo)體空調(diào)，可自動實現(xiàn)柜內(nèi)的溫濕度調(diào)節(jié)，保證柜內(nèi)環(huán)境恒溫恒濕。環(huán)境檢測模塊集成于半導(dǎo)體空調(diào)，實現(xiàn)了故障自管理功能，包括風(fēng)機(jī)、模塊、高低溫功能，同時檢測模塊將環(huán)境數(shù)據(jù)上傳至中心站，供監(jiān)控用。

信息通信綜合智能柜提供標(biāo)準(zhǔn)RS232和RS485接口，可直接連接串口設(shè)備；提供功能強(qiáng)大的中心管理軟件，方便設(shè)備管理；具有短信與撥號兩種工作模式，使用更加方便，靈活；系統(tǒng)配置和維護(hù)接口，支持串口軟件升級和遠(yuǎn)程維護(hù)；可擴(kuò)展視頻數(shù)據(jù)提供了簡便的檢測FTU通訊口和數(shù)據(jù)檢測環(huán)境數(shù)據(jù)。

3 信息通信綜合智能柜的供電配件

信息通信綜合智能柜采用質(zhì)量優(yōu)秀的電源配件，支撐上述諸多優(yōu)勢的長時間耗電，使其順利完成通信與信息功能。

3.1 充電式模塊電源

該電源具有體積小，轉(zhuǎn)換效率高，性能穩(wěn)定，原副邊隔離，隔離強(qiáng)度高的優(yōu)點。本產(chǎn)品電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，220V標(biāo)稱輸入，可在較寬輸入電壓范圍內(nèi)工作。另外，本產(chǎn)品具有智能充電功能，可對外接的24V電池充電，在交流斷電時電池可不間斷的對負(fù)載供電，顯示電源狀態(tài)，具有防止電池過放電的保護(hù)功能；也具備電池活化功能，手動或通過外部信號自動對電池進(jìn)行活化維護(hù)。

3.2 蓄電池

根據(jù)浙電生字[2012]20號文 浙江省電力公司配電自動化終端技術(shù)規(guī)范（試行）推薦，本項目選用蓄電池型號為日本湯淺電池 NP7-12，參考重量約2.55kg，使用壽命約為5年。耐過充電性好，25攝氏度，完全充電狀態(tài)的電池0.1CA充電48小時，容量維持率在95%以上。耐大電流性好，完全充電狀態(tài)的電池2CA放電5分鐘或10CA放電5秒鐘。機(jī)柜內(nèi)部外部可以實現(xiàn)完全密封，達(dá)到IP56以上，確保機(jī)柜內(nèi)部電子設(shè)備得到完好保護(hù)，具有故障自檢測自管理功能，低壓、過壓保護(hù)功能。通過PWM調(diào)制控制，內(nèi)部溫度可以達(dá)到±0.5℃控制精度。半導(dǎo)體制冷器不含運動部件，沒有壓縮機(jī)和制冷劑，環(huán)保、高效、COP效率（制熱能效比）可以達(dá)到0.8。

4 結(jié)語

綜上所述，在研究信息通信綜合智能柜的過程中，部門人員始終以提高通信運維的效率和水平為目標(biāo)，擬通過對柜內(nèi)的部分開關(guān)進(jìn)行改造，以滿足信息、通信自動化的要求，提高供電可靠性；實現(xiàn)柜內(nèi)信息可視化實時監(jiān)測，并可進(jìn)行視頻功能實時監(jiān)控；配置門池報警功能實現(xiàn)有效防操作，柜內(nèi)小空調(diào)內(nèi)置環(huán)境監(jiān)測模塊，柜內(nèi)環(huán)境恒溫設(shè)計有效提高柜內(nèi)設(shè)備使用壽命，雙網(wǎng)絡(luò)切換平臺功能的增設(shè)更是大大增加了其功能性。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭海，毛愛科.一種實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制的終端智能柜系統(tǒng)及通信方法[D].電氣自動化，2014，（6）：26-27.

篇（9）

中圖分類號： TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-04-0278-2

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化養(yǎng)雞對溫度控制要求也越來越高。而傳統(tǒng)的測溫電路，其精度比較低，電路也比較復(fù)雜，要求工人工作主動性比較高，智能性較差，同時需要進(jìn)行溫度的校準(zhǔn)、補(bǔ)償，并且體積較大，使用不方便，在很大程度上影響了現(xiàn)代化養(yǎng)雞現(xiàn)場溫度控制的實際需要。為滿足現(xiàn)代化養(yǎng)雞的需要，設(shè)計出數(shù)字溫度測量、保存、控制溫度系統(tǒng)已經(jīng)是很迫切的問題之一。

1 總體方案設(shè)計

溫度檢測系統(tǒng)有其共同的特點：環(huán)境復(fù)雜、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室較遠(yuǎn)等。若采用一般溫度傳感器采集信號，則需要設(shè)計信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機(jī)去處理。然而，由于雞舍環(huán)境比較復(fù)雜，各種因素會造成檢測系統(tǒng)較大的偏差；信號傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾影響，會使檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降。那么如何解決現(xiàn)代化養(yǎng)雞舍的這些問題，就成為了本系統(tǒng)設(shè)計的難點和重點。

1.1 方案選擇

設(shè)計方案一：利用DS18B20和單片機(jī)完成實時溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計。

DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字式溫度計芯片，它具有結(jié)構(gòu)簡單，不需外接元件，采用一根I/O數(shù)據(jù)線既可供電又可傳輸數(shù)據(jù)、并可由用戶設(shè)置溫度報警界限等特點，可廣泛用于食品庫、冷庫、糧庫等需要控制溫度的地方。但是在惡劣的環(huán)境下其受到的影響較大，出現(xiàn)檢測精度不高，容易受到干擾的毛病。

設(shè)計方案二：利用AD7416和單片機(jī)完成實時溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計。

在溫度測量系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測溫方法是將模擬信號遠(yuǎn)距離采樣后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測溫精度，就必須采取措施解決由長線傳輸，多點測量切換及放大電路零點漂移等造成的誤差補(bǔ)償問題。采用數(shù)字溫度芯片AD7416進(jìn)行溫度測量，輸出信號全數(shù)字化，便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多電路。切該芯片的物理化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，能用作工業(yè)測溫元件。AD7416的最大特點之一，就是采用了I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度測量芯片AD7416和AT89C51構(gòu)成的溫度測量裝置，直接輸出數(shù)字信號。這樣，測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單，輕松組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。

綜上所述，選擇設(shè)計方案二。

2 溫度控制器系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 AD7416的概述及應(yīng)用

AD7416是美國模擬器件公司(ADI)出品的單機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)集成電路，其內(nèi)部包括溫度傳感器和10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將感應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換為0.25℃，量化間隔的數(shù)字信號。用數(shù)字溫度傳感器AD7416設(shè)計各種控制系統(tǒng)，體積小、功耗低、編程簡單操作方便。芯片帶有自動比較、可編程控制輸出端OTI，另外，AD7416功耗低，可以編程控制工作與休眠狀態(tài)的切換，在低功耗系統(tǒng)設(shè)計中也有廣泛應(yīng)用。

該設(shè)計用到的溫堪檢測芯片為 AD7416。AD7416是美國模擬器件公司(ADI)出品的單機(jī)溫度監(jiān)控系統(tǒng)集成電路，其內(nèi)部包含有帶隙溫度傳感器和10位模數(shù)傳感器，具有8引腳SO-8和RM-8封裝形式。測溫分辨率可達(dá)0.25℃可以進(jìn)行高/低溫度門限的設(shè)置，具有l(wèi)2C總線接口等特點,是LM75的升級替代產(chǎn)品。

AD7416 可進(jìn)行該多級聯(lián)8片芯片，組成多回路溫度檢測系統(tǒng)。測量溫度范圍為-55℃～+125℃。現(xiàn)場溫度直接以數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。

2.2 AD7416接口應(yīng)用

系統(tǒng)中AD7416部分硬件原理圖如圖1所示，A2、A1、A0接低電平，在八位地址中，高四位為1001表示選中7416，次三位為A2、A1、A0表示的地址，最低位表示讀寫，所以應(yīng)用中AD7416 的寫地址為10010010B，讀地址為10010011B。本例中僅使用AD7416進(jìn)行測量溫度，OTI懸空，沒有利用。串行時鐘、數(shù)據(jù)總線對應(yīng)連接處理器的時鐘、數(shù)據(jù)總線端口。

2.3 主控電路設(shè)計

本系統(tǒng)選用STC89C51，可以代替AT89C51，功能更強(qiáng)，速度更快，壽命更長，價格更低。外型：40個引腳，雙列直插DIP-40。STC89C51可以完成ISP在線編程功能，而AT89C51則不能。STC推出的系列51單片機(jī)芯片是全面兼容其他51單片機(jī)的，而51單片機(jī)是主流大軍，每一個高等院校、普通學(xué)校、網(wǎng)站、業(yè)余單片機(jī)培訓(xùn)都是以51單片機(jī)為入門教材的，所以，教材最多，例子最多。STC89C51內(nèi)部有EEPROM，可以在程序中修改，斷電不丟失。還增加了兩級中斷優(yōu)先級，等等。

2.4 報警硬件電路設(shè)計

任何系統(tǒng)在設(shè)計時，都必須考慮到系統(tǒng)不能按照人們預(yù)期的模式工作時，怎樣才能提醒操作人員。通常情況下設(shè)計者會考慮使用蜂鳴器或者發(fā)光二極管，該設(shè)計采用發(fā)光二極管來提示操作人員，系統(tǒng)采集到的實時溫度已超出所設(shè)定的高低溫門限值系統(tǒng)報警電路圖。

當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，LED3被點亮，說明AD716采集到的實時溫度在高低門限值之間。

當(dāng)溫度采集芯片AD7416采集到的實時溫度超出程序所設(shè)定的高溫門限時，LEDI被點亮，蜂鳴器響起，提醒雞舍工作人員超出設(shè)定溫度，需要開啟風(fēng)機(jī)。

當(dāng)溫度采集芯片AD7416采集到的實時度超出程序所設(shè)的低門限值時，LED2被點亮，蜂鳴器響起，提醒雞舍工作人員超出設(shè)定溫度，需要給爐子加煤提高雞舍內(nèi)溫度。

3 溫度控制器系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

單片機(jī)的程序設(shè)計有其自身的特點.。在單片機(jī)系統(tǒng)中，硬件與軟件緊密結(jié)合，由于硬件電路的設(shè)計不具有通用性，所以必須根據(jù)具體的硬件電路來設(shè)計對應(yīng)的軟件，硬件設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到軟件設(shè)計的難易，軟件設(shè)計的優(yōu)劣又直接影響到硬件的發(fā)揮。在很多時候，軟件可以替代硬件的功能，當(dāng)然，需要付出額外占用CPU時間的代價。

軟件程序的設(shè)計是根據(jù)硬件電路圈的連接和各個元器件的功能進(jìn)行設(shè)計。編寫軟件時，可以根據(jù)各個程序的功能將軟件細(xì)分為各個功能模塊，再通過主程序的調(diào)用來實現(xiàn)整個軟件系統(tǒng)。該設(shè)計按整體功能可分成多個不同的模塊，有主程序、定時器中斷服務(wù)子程序、溫度采樣子程序、顯示子程序等模塊。然后將各個模塊裝配聯(lián)調(diào)，組成完整的軟件。

3.1 主程序部分

該軟件設(shè)計的主要思想是首先把溫度傳感器采集出來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后再將該數(shù)信號送往8位7段LED 進(jìn)行顯示。根據(jù)硬件電路圖的連接和各個元器件的功能進(jìn)行系統(tǒng)流程圖的設(shè)計，首先我們要解決的是系統(tǒng)主流程圖的設(shè)計，下面就對系統(tǒng)主程序進(jìn)行詳細(xì)介紹。系統(tǒng)主流程圖如圖1所示：

圖1

3.2 定時器設(shè)計

單片機(jī)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，如對定時器T0、數(shù)字溫度芯片AD741進(jìn)行初始化。初始化完成后，調(diào)用顯示子程序進(jìn)行顯示；調(diào)用鍵盤掃描子程序判斷是否有按鍵按下；判斷10秒定時標(biāo)志位是否置位，未置位則繼續(xù)顯示當(dāng)前溫度值；置位則調(diào)用溫度采樣子程序進(jìn)行溫段采集和數(shù)據(jù)處理，同時將10秒定時標(biāo)志位清零。

STC89S51芯片內(nèi)含有兩個可編程定時器/計數(shù)器，分別稱為定時器/計數(shù)器 0和定時器/計數(shù)器1。它們都是16位加法計數(shù)器結(jié)構(gòu)，分別由THo(地址8CH)和TLo (8AH)及THI(8DH)和TLI(8DH)兩個8位計數(shù)器組成。這四個計數(shù)器屬專業(yè)計數(shù)器之列。

定時功能是通過計數(shù)器的計數(shù)來實現(xiàn)的，定時器的計數(shù)脈沖來自單片機(jī)的內(nèi)部，即每個機(jī)器周期產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖，也就是每個機(jī)器周期定時器加1，而一個機(jī)器周期等于12個振蕩脈沖周期。所以，定時器的計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12。以l2MHz為例，計數(shù)頻率為lMHz, 即每微秒計數(shù)器加1。

程序如下：

void t0_int() interrupt 1 using 1

{ TH0 = def_th0;

TL0 = def_tl0;

t1ms_cnt1++;

dis_cnt++;

readdata_time++;

………………………….

3.3 用戶使用

根據(jù)雞舍溫度的環(huán)境需要，用戶可以通過控制器的按鍵對一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如采樣時間，高低溫報警溫度等。雞舍溫度控制器通過設(shè)置好的參數(shù)實現(xiàn)現(xiàn)場采集溫度，保存溫度實現(xiàn)了對雞舍溫度的監(jiān)測，控制。如圖2所示。

圖2

4 結(jié)束語

本課題研究的根本思想是硬件電路的搭建和軟件的編程思想，由理論來指導(dǎo)實踐.并從實踐中完善理論。本次設(shè)計以數(shù)字溫度芯片AD7416和單片機(jī)STC89C51構(gòu)成數(shù)字溫度測量系統(tǒng)，以數(shù)字溫度芯片的高集成化來簡化系統(tǒng)的復(fù)雜性；以單片機(jī)較強(qiáng)的處理問題的能力來優(yōu)化系統(tǒng)的快速性，從而使得其應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)大。

通過對系統(tǒng)的深入認(rèn)識后，可以知道溫度測量裝置性能的優(yōu)劣 要取決于采用的傳感器元件和處理電路的性能。過去多采用單片的溫度傳感器，例如Pt100、AD590，這些芯片不僅體積大，而且輸出的信號都是模擬信號，必須要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才可以被處理器識別。而且沒有數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)功能。這使得溫度測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。而AD7416智能數(shù)字溫度傳感器稱積小、數(shù)字化、精度高、接線簡單，可以在多種溫度測量場合代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溫度傳感器，因此采用數(shù)字溫度傳感器AD7416和處理芯片STC89S51具有良好的技術(shù)指標(biāo)，從而實現(xiàn)對雞舍溫度的采樣、處理及控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京：北蓯航空航天大學(xué)出版社,

2001.

[2] 羅四維.傳感器應(yīng)用電路詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社,

1993.

[3] 黃智偉.數(shù)字溫度傳感器的設(shè)計[J].傳感器技術(shù),2002,

21(9):31-33.

篇（10）

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0031-01

KDF2搭口膠原機(jī)采用熱溶膠，冷卻搭口。根據(jù)用戶及市場調(diào)研情況了解到，由于環(huán)境溫度、濕度等因素影響，生產(chǎn)的濾嘴棒如果長期存放，容易出現(xiàn)搭口暴口，粘接不牢等現(xiàn)象。另外就是在生產(chǎn)特殊濾棒時熱溶膠粘接不牢也會出現(xiàn)暴口現(xiàn)象。針對這種情況，結(jié)合卷煙機(jī)卷煙的搭口用膠情況，特開發(fā)了一種KDF2熱熔膠改冷膠（白乳膠）的電控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的靈活性與通用性，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以廣泛應(yīng)用于目前主流的KDF2濾嘴成型機(jī)（見圖1、圖2）。

1 系統(tǒng)機(jī)械部分的實現(xiàn)

（1）保留KDF2熱膠煙槍成型部分，改造冷卻壓條機(jī)構(gòu)。如圖1：將原冷卻壓條減短后改成低溫弧型烙鐵。同時安裝支架也減短，并延用原結(jié)構(gòu)形式，仍采用原叉架結(jié)構(gòu)，向右側(cè)平移一段距離安裝。同時保證原機(jī)直徑控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即保留濾嘴棒直徑控制功能。（2）增加第二烙鐵總成，其功能是對濾嘴棒封口膠進(jìn)行快速烘干定型。第二烙鐵采用PROTOS70卷煙機(jī)的結(jié)構(gòu)模式，安裝在成型煙熗的后段，并采用氣動自動升降控制。（3）去掉原機(jī)的熱膠箱、熱膠泵總成，及加熱控制功能，在此位置增加一套冷膠箱、冷膠泵總成。即YL22-149部分。傳動不變。（4）噴膠嘴組件采用KDF4的冷卻噴膠嘴組件，安裝在原機(jī)熱熔膠噴膠嘴位置。為卷包紙搭口供膠。（5）為保證搭口可靠，在供低系統(tǒng)供膠前增加一套膠前加熱裝置，對卷包紙進(jìn)行膠前預(yù)加熱。結(jié)構(gòu)采用PASSIM卷煙機(jī)水松紙膠前加熱機(jī)構(gòu)。便于更快的吸收膠中水分，易粘接牢靠。

2 系統(tǒng)電氣部分的實現(xiàn)

取消原熱溶膠加熱控制部分，及冷卻壓條的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，增加一套獨立的電控系統(tǒng)。改電控控制功能為：精確的控制第二烙鐵（高溫烙鐵），直徑控制烙鐵（低溫烙鐵）的溫度；控制膠前加熱器的溫度，同時根據(jù)實際溫度及設(shè)定的溫度給出是否允許開機(jī)的信號，實現(xiàn)烙鐵的動作控制。

系統(tǒng)由以下部分構(gòu)成：

（1）高溫烙鐵（功率600瓦帶PT100電阻）；（2）低溫烙鐵（功率600瓦帶PT100電阻）；（3）膠前烙鐵（功率2×220瓦帶PT100電阻）；（4）高溫烙鐵動作的執(zhí)行驅(qū)動器件（固態(tài)繼電器等）；（5）低溫烙鐵到位傳感器；（6）PLC控制系統(tǒng)（4路模擬量輸入、10路輸出、4路輸入）；（7）人機(jī)交互界面（設(shè)定烙鐵的溫度等參數(shù)）。

3 系統(tǒng)的工作原理

溫度控制工作過程：上電后，PLC根據(jù)人機(jī)交互界面設(shè)定的溫度，將各個烙鐵加熱到設(shè)定溫度。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，輸出開機(jī)允許信號高電平給KDF2，此時允許KDF2開機(jī)。若是溫度達(dá)不到設(shè)定溫度，則開機(jī)允許信號輸出低電平給KDF2，此時不允許開機(jī)。

高低溫烙鐵的控制工作過程：KDF2開機(jī)后，手動按下低溫烙鐵，此時低溫烙鐵檢測到位。若是PLC同時檢測到低溫烙鐵到位且煙條信號B4有信號，則根據(jù)設(shè)定的時間延時放下高溫烙鐵。工作中若是檢測不到低溫烙鐵到位且煙條有信號，則控制抬起高溫烙鐵。

4 結(jié)語

篇（11）

中圖分類號TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）83-0210-02

1 HALT技術(shù)介紹

HALT的工作原理是按照一定的規(guī)范程序?qū)Ξa(chǎn)品逐漸的施加應(yīng)力，直到產(chǎn)品應(yīng)力超過了其承受極限從而暴露出相應(yīng)的故障。HALT主要是運用故障物理學(xué)來作為一種激發(fā)出產(chǎn)品故障的模式，它是將產(chǎn)品在超過了其承受的應(yīng)力極限時失效作為主要的研究對象，從而找出它的缺陷來對產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的整改，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。另外在進(jìn)行HALT實驗時，還可以還可以對產(chǎn)品進(jìn)行測試，從而提高產(chǎn)品的測試性

2 HALT的原理特點

2.1 HALT技術(shù)原理

HALT技術(shù)主要原理是通過步進(jìn)（或叫階梯）增加應(yīng)力的方式來找出或者說確定所設(shè)計產(chǎn)品的“工作極限”和“破壞極限”，這里所說的應(yīng)力包括環(huán)境應(yīng)力（如高低溫、振動、溫度循環(huán)以及溫度和振動綜合）和工作應(yīng)力（如電源通斷、電壓拉偏、非正常負(fù)荷以及電壓和頻率邊際測試等）。

如上圖所示，產(chǎn)品的工作極限指的是在HALT加速試驗中，施加的環(huán)境應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了該產(chǎn)品能承受的最大應(yīng)力，從而使產(chǎn)品發(fā)生了故障，不能進(jìn)行正常的工作，但是一旦將實驗停止環(huán)境應(yīng)力恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)值以后，產(chǎn)品又能進(jìn)行正常工作的情況。而產(chǎn)品還有破壞極限，顧名思義，就是在環(huán)境應(yīng)力大大超過豈能承受的最大范圍時，產(chǎn)品遭到了破壞，停止工作，就算應(yīng)力恢復(fù)到正常值一樣不能工作，受到了徹底的破壞。

在HALT中對產(chǎn)品施加環(huán)境應(yīng)力時還可以通過溫度來進(jìn)行，它的工作原理主要是運用高熱應(yīng)力和熱疲勞輪流施加在產(chǎn)品上，使產(chǎn)品的物理性質(zhì)受到破壞。特別是在電子產(chǎn)品中，因為電子產(chǎn)品種類繁多，其制造的材料也都大不相同，所在產(chǎn)品在進(jìn)行HALT時承受了高低溫從不同方向襲來的熱應(yīng)力，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，從而暴露出產(chǎn)品的缺陷。

2.2 HALT技術(shù)特點

HALT是以逐漸遞增的形式來對產(chǎn)品施加環(huán)境應(yīng)力以及工作應(yīng)力的，并在在進(jìn)行試驗時要不斷對施加的的應(yīng)力進(jìn)行提高，從而使產(chǎn)品發(fā)生故障蠻好從故障中找出產(chǎn)品的缺陷。而HALT中對產(chǎn)品施加應(yīng)力后產(chǎn)品出現(xiàn)的失效情況是通過超過產(chǎn)品設(shè)計時的最大環(huán)境應(yīng)力承受度來激發(fā)出來的，并且這些是小的情況都是產(chǎn)品在實際的使用過程之中可能會出現(xiàn)的問題，如果不然，那么HALT試驗就沒有多大的意義。

3 HALT以及測試性驗證

HALT不僅試驗時間（或周期）短，而且暴露的故障也很全面，并且在進(jìn)行HALT試驗過程中產(chǎn)品可能會出現(xiàn)的失效故障在實際使用過程中也會可能會出現(xiàn)的類似情況，這是因為HALT的工作原理就是將產(chǎn)品的故障暴露在人們的眼前，并且對這些故障進(jìn)行相關(guān)的解決與改善。因而，HALT和測試性驗證是密不可分的。HALT現(xiàn)今適合于各種不同層級的帶有PCB控制板的電子產(chǎn)品中，一方面來說HALT試驗可以將產(chǎn)品的缺點有效地暴露，同時還能對產(chǎn)品內(nèi)部的的BIT系統(tǒng)（內(nèi)部自檢）的故障有效地暴露，從而從根本上對產(chǎn)品的可靠性以及相關(guān)的測試性進(jìn)行提高。那么這樣一來，在產(chǎn)品還處于設(shè)計階段時，HALT就可以將BIT設(shè)計中所存在的一些問題及時的發(fā)現(xiàn)，從而實現(xiàn)對設(shè)計工藝以及施工工藝的改進(jìn)。

3.1 HALT試驗的同時必須對相關(guān)功能進(jìn)行測試

當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)行HALT試驗時，就需要設(shè)定一個相對完善、健全的測試系統(tǒng)來作為整個試驗的技術(shù)支持。HALT試驗與普通的鑒定試驗有著極大的不同，所以當(dāng)其進(jìn)行實驗的過程中就必須進(jìn)行相應(yīng)的性能測試以及功能測試，，并且對實件的狀態(tài)進(jìn)行實時的檢測，這個過程是一個循序漸進(jìn)的過程，所以只有當(dāng)試驗室有效地進(jìn)行實時的監(jiān)控，才能對故障發(fā)生時的盈利水平及時準(zhǔn)確的獲取。

進(jìn)行實時的功能檢測一方面可以知道產(chǎn)品發(fā)生故障時的應(yīng)力水平，就可以對發(fā)生故障時具體的產(chǎn)品狀態(tài)進(jìn)行及時的掌握，其次再通過科學(xué)的分析，得到相關(guān)的改進(jìn)方案。另一方面來講，進(jìn)行實時的功能檢測還可以在試驗的時間上一定程度的所見。如果試驗結(jié)束以后才進(jìn)行相關(guān)的檢測，就很有可能出現(xiàn)整個HALT試驗結(jié)束了而試驗樣品還沒有發(fā)生故障，或是試驗還沒有結(jié)束，試驗樣品就因已經(jīng)發(fā)生故障而停止結(jié)束的情況。

但是，我們知道HALT方法并不能夠進(jìn)行提前的預(yù)知，因此，當(dāng)實際發(fā)生的故障數(shù)目無法被確定的時候。就可以通過等比例法對其進(jìn)行一定程度的壓縮，將HALT試驗中實際發(fā)生的故障數(shù)轉(zhuǎn)化成測試性驗證試驗方案中要求的故障數(shù)。

若是故障數(shù)目沒有要求的多，這是不能按等比列來擴(kuò)大故障數(shù)的，因為故障數(shù)太少就會帶來很大的波動性。

5 結(jié)論

在對電子產(chǎn)品進(jìn)行可靠性驗證相關(guān)測試過程中，對于硬件本身的故障所引發(fā)的問題，應(yīng)用HALT進(jìn)行試驗，無疑是最直接、最高效的試驗方法之一。

隨著科技的發(fā)展以及人們對HALT技術(shù)的不斷探索研究，HALT技術(shù)將會更加成熟、更加廣泛地應(yīng)用于電子產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計乃至定型試驗過程中，HALT試驗最終將極大地提高電子產(chǎn)品整體的可靠性水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王道震，邵家駿，王曉峰.基于HALT的測試性驗證方法研究[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，2010，28(1).

[2]史曉雯，徐劍峰，徐丹.HALT試驗技術(shù)綜述[J].環(huán)境技術(shù)，2011，34(3).