序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇高低溫環(huán)境檢測范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關(guān)鍵詞】乳化炸藥；穩(wěn)定性；檢測；質(zhì)量控制

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(xiàng)性能。

1 乳化炸藥穩(wěn)定性檢測方法

1.1 試驗(yàn)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(shí)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(yàn)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(yàn)中，采用高低溫循環(huán)試驗(yàn)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(jià)。通過實(shí)驗(yàn)，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(yàn)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(yàn)步驟

（1）將乳化炸藥放置在50%的高溫條件下8個(gè)小時(shí)，然后變換環(huán)境，將其放在-40℃溫度條件下，保存16個(gè)小時(shí)，為一個(gè)循環(huán)周期，在高低溫循環(huán)轉(zhuǎn)換的條件下，每3個(gè)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(shí)驗(yàn)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(xiàng)因素就是水相析晶點(diǎn)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(diǎn)，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(shí)，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(diǎn)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(diǎn)決定了乳化炸藥的防水特性，油相形成了整個(gè)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(gè)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(diǎn)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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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?；瘜W(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(yàn)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(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，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(bào)，2001（4）.

[3]李冰，胡坤倫，羅寧等.復(fù)合乳化劑對提高乳化炸藥穩(wěn)定性的初步研究[J].火工品，2007（3）.

篇(2)

關(guān)鍵詞：復(fù)合金屬導(dǎo)體；隱式接頭焊接；防腐耐油；彈簧式；發(fā)熱軟電纜

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(shí)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(diǎn)，同時(shí)具備柔軟、防腐、耐油、耐高低溫等多項(xiàng)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(jì)

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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)導(dǎo)體直徑為6.5±0.3mm，同時(shí)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(diǎn)。

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?！禛B/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(yàn)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(yàn)，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(shí)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(yàn)設(shè)計(jì)

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(yàn)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(diǎn)：

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(diǎn)，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(shí)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(yùn)行中，發(fā)熱部分與冷引線部份的接觸點(diǎn)會因?yàn)榻佑|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(shí)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(yàn)中心檢測，各項(xiàng)性能符合或超過國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)定，同時(shí)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(shí)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(shí)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(fèi)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(shí)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].

[2]王衛(wèi)東.高溫加熱電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].河南機(jī)電高等專科學(xué)校校報(bào)，2011，19（01）：7-9.

篇(3)

【關(guān)鍵詞】光纖；溫度傳感器；電力系統(tǒng)；應(yīng)用現(xiàn)狀

一、前言

作為一種實(shí)際運(yùn)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(shí)際運(yùn)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(yùn)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(yùn)用高分子溫敏材料覆蓋在我們的光纖外面，但是這個(gè)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(gè)函數(shù)關(guān)系。它最基本的本質(zhì)就是運(yùn)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(yùn)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?，它的工作原理是基于我們的光纖光調(diào)制效應(yīng)，它是利用的外界因素改變時(shí)，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(shí)驗(yàn)研究，最終研制出了此項(xiàng)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(diǎn)，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(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)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(lì)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(shí)間常數(shù)為熒光壽命或熒光余暉時(shí)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(shí)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(shí)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(gè)區(qū)域充分實(shí)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(shí)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(shí)有效的監(jiān)測，從而能夠?qū)Υ嬖诠收系碾娎|在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)以及維修，從而第一時(shí)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(yùn)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(jià)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(diǎn)，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(shí)際出發(fā)，制定最為優(yōu)化的運(yùn)用方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳繼宣，龔華平，張?jiān)谛?光纖傳感器的工程應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].光通信技術(shù).2010（10）：88-89.

篇(4)

關(guān)鍵詞：PLC KDF2 控制

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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(dú)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(shí)根據(jù)實(shí)際溫度及設(shè)定的溫度給出是否允許開機(jī)的信號，實(shí)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(gè)烙鐵加熱到設(shè)定溫度。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，輸出開機(jī)允許信號高電平給KDF2，此時(shí)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(shí)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(shí)低溫烙鐵檢測到位。若是PLC同時(shí)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(shí)間延時(shí)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

該KDF2熱熔膠改冷膠控制系統(tǒng)充分利用了PLC內(nèi)部的資源，控制器件較少，同時(shí)借用了現(xiàn)有的成熟的PROTOS70烙鐵，機(jī)臺改動小，具有較高的靈活性與通用性，操作方便，維護(hù)簡單。其中的控制系統(tǒng)獨(dú)立于原機(jī)的控制系統(tǒng)，消除了關(guān)聯(lián)控制的隱患，提高了設(shè)備的可靠性。目前該種改造方案已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)煙廠的該種機(jī)型，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

篇(5)

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集，波形發(fā)生器，DMA，工業(yè)控制

 

0 引言

某發(fā)射機(jī)構(gòu)作為導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的重要發(fā)射控制部件，其性能的好壞直接影響武器系統(tǒng)的總體戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。因此發(fā)射機(jī)構(gòu)在研制過程中和投入生產(chǎn)后需進(jìn)行嚴(yán)格的測試，進(jìn)行常溫測試、高低溫測試和交付試驗(yàn)等，檢測發(fā)射機(jī)構(gòu)在常溫及高低溫狀態(tài)下的性能。論文寫作。通過測試，暴露出發(fā)射機(jī)構(gòu)各分組件、部件、分部件及有關(guān)元器件的制造缺陷，可及早將這些問題予以排除，提高發(fā)射機(jī)構(gòu)工作的可靠性，以完成產(chǎn)品的調(diào)試生產(chǎn)、質(zhì)量控制、驗(yàn)收交付等任務(wù)。

1 問題的提出

發(fā)射機(jī)構(gòu)測試系統(tǒng)是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)要求研發(fā)的，原有測試軟件是用C語言在DOS下開發(fā)的，界面簡單，操作復(fù)雜。隨著計(jì)算機(jī)硬件的升級，WindowsXP已經(jīng)成為主流的操作系統(tǒng)，研制在Windowsxp新的測試軟件是非常必要的。

2 策劃

2.1硬件設(shè)計(jì)

本測試系統(tǒng)主要由工藝發(fā)射機(jī)構(gòu)產(chǎn)品、信號處理電路、數(shù)據(jù)采集板卡、工控機(jī)以及軟件平臺等組成。發(fā)射機(jī)構(gòu)的一些數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)采集板卡測得；各項(xiàng)狀態(tài)則通過信號處理電路進(jìn)行調(diào)理后，引入工控機(jī)；軟件系統(tǒng)根據(jù)測試要求輸出控制信號，經(jīng)過處理電路后來實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的控制。工控機(jī)內(nèi)裝有研華公司的PCI-1710卡和PCI-1721用來控制產(chǎn)品狀態(tài)和讀取測試數(shù)據(jù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 發(fā)射機(jī)構(gòu)測試系統(tǒng)硬件框架

2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

發(fā)射機(jī)構(gòu)測試系統(tǒng)的軟件采用NI公司的LabWindows/CVI進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。該軟件是面向計(jì)算機(jī)測控領(lǐng)域虛擬儀器軟件開放平臺，是以ANSI C為核心的交互式虛擬儀器開發(fā)環(huán)境，將功能強(qiáng)大的C語言和測控技術(shù)有機(jī)結(jié)合，具有靈活編程方法和豐富的函數(shù)庫，為開發(fā)人員建立檢測系統(tǒng)、自動測試環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)等提供了理想的軟件開發(fā)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器及網(wǎng)絡(luò)化儀器的快速途徑。

為了提高測試模型組合的靈活性和通用性，采用模塊化設(shè)計(jì)的原則，將測試系統(tǒng)分為數(shù)個(gè)模塊。本測試系統(tǒng)軟件功能的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)狀態(tài)控制模塊可進(jìn)行測試系統(tǒng)自檢狀態(tài)和測試狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；

狀態(tài)監(jiān)控模塊可監(jiān)控發(fā)射機(jī)構(gòu)的供電、開鎖，切除等狀態(tài)并顯示到面板的指示燈；

發(fā)射機(jī)構(gòu)狀態(tài)控制模塊可通過測控電路控制發(fā)射機(jī)構(gòu)各種測試狀態(tài)；

板卡控制模塊可對PCI－1710和PCI－1721板卡進(jìn)行控制和測試數(shù)據(jù)的采樣；

功能測試模塊可對發(fā)射機(jī)構(gòu)的各個(gè)測試項(xiàng)目進(jìn)行測試并記錄測試結(jié)果；

數(shù)據(jù)記錄模塊可將測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL電子表格并可打印輸出；

3 實(shí)施方案

3.1 硬件設(shè)計(jì)方案：在測試系統(tǒng)中，除了要處理模擬量輸入、輸出信號外，還要處理開關(guān)量和脈沖量信息，以便及時(shí)反映開關(guān)量狀態(tài)并執(zhí)行監(jiān)視、控制的功能。硬件中采用光電隔離技術(shù)，使用光電隔離不僅可以使計(jì)算機(jī)的控制輸出通道與被控負(fù)載之間在電氣上完全隔離而達(dá)到良好的抗電磁干擾技術(shù)指標(biāo)，也使這些控制指令具備足夠的功率驅(qū)動能力，進(jìn)而可靠實(shí)現(xiàn)驅(qū)動繼電器等部件的目的。

3.2 測控軟件設(shè)計(jì)方案：測試軟件主界面主要完成的功能是實(shí)現(xiàn)測控系統(tǒng)的功能選擇和系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)管理，測試系統(tǒng)主界面如圖3所示：

圖3 測試系統(tǒng)軟件主界面

從圖中可以看出，用戶界面是一個(gè)有機(jī)的界面系統(tǒng)。主要包括：

A. 測試信息區(qū)域，用于輸入和顯示本次測試的產(chǎn)品編號、操作者、檢驗(yàn)員等信息。

B. 測試項(xiàng)目區(qū)域，配合快捷按鍵可測試中的各項(xiàng)參數(shù)，便于測試人員在測試過程中更加直觀地觀察測試過程。

C. 測試狀態(tài)指示區(qū)域，用來指示發(fā)射機(jī)構(gòu)的各個(gè)測試狀態(tài)。

D. 測試過程消息區(qū)域，用來指示測試過程現(xiàn)在進(jìn)行到那個(gè)步驟，并給出該測試步驟的狀態(tài)信息。

E. 測試電壓監(jiān)視區(qū)域，主要在測試過程監(jiān)測發(fā)射機(jī)構(gòu)供電電壓。

F. 測試信號波形指示區(qū)，在測試過程中顯示測試信號的波形。

G.自動測試按鈕，按下該按鈕，可實(shí)現(xiàn)自動測試的功能。論文寫作。

3.3 軟件測試流程圖如圖4所示：

3.4 關(guān)鍵技術(shù):

3.4.1信息信號和制導(dǎo)指令信號的模擬輸出技術(shù)：

在本測試系統(tǒng)中，需要模擬導(dǎo)彈產(chǎn)生的信息信號和制導(dǎo)指令信號。測試軟件采用DMA技術(shù)利用PCI－1721板卡產(chǎn)生各路波形信號。主要函數(shù)定義如下：

void SetMultiToOneBuffer(USHORTusEnabledChannel, int count)；

voidSetRealBuffer(float far *lpBuf, long num, LPSWAVE lpWave)；

voidUserThread()；

voidadInterruptEvent()；

voidadBufChangeEvent()；

voidadOverrunEvent()；

voidadTerminateEvent()；

voidMyFreeBuffer()；

int Inf_Out(intnum,long rate,float Magnitude0,float Magnitude1,float Magnitude2,floatMagnitude3)；

通過上述函數(shù)將需要產(chǎn)生的波形先存入緩沖區(qū)，在啟動PCI－1721的DMA數(shù)據(jù)傳送的功能啟動線程，即可產(chǎn)生需要的各種信號波形。

3.4.2 測試系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品的各項(xiàng)狀態(tài)。

由于使用Timer定時(shí)器時(shí)所發(fā)送的定時(shí)消息受到消息隊(duì)列和系統(tǒng)時(shí)鐘頻率等因素的影響，不能使得定時(shí)消息得到及時(shí)的響應(yīng)和處理。同時(shí)，測試流程中需要進(jìn)行一定的延時(shí)等待，因此，不能使用Timer定時(shí)器。在此，使用異步定時(shí)器控件來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的問題。異步定時(shí)器通過加載驅(qū)動位于toolbox中的 asynctmr.fp來實(shí)現(xiàn)調(diào)用。與定時(shí)器控件相比，異步定時(shí)器控件由于使用獨(dú)立線程，與程序主線程無關(guān)，能夠提供可靠的定時(shí)精度，不會受到主載荷的影響。異步定時(shí)器的建立、刪除和設(shè)置，分別通過調(diào)用函數(shù) NewAsyncTimer()、DiscardAsyncTimer()和SetAsyncTimerAttribute()來實(shí)現(xiàn)。定時(shí)響應(yīng)函數(shù)的聲明為：IntCVICALLBACK MyTimerCallback (int reserved, int theTimerId, int event, void*callbackData,int eventData1,int eventData2);

在測試系統(tǒng)軟件啟動以后，建立一個(gè)定時(shí)器；然后設(shè)置定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間和響應(yīng)函數(shù)；在軟件退出時(shí)，刪除定時(shí)器；在定時(shí)響應(yīng)函數(shù)中，調(diào)用板卡控制模塊提供的讀取數(shù)據(jù)函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測的功能。論文寫作。

2.效果和結(jié)論：

測試軟件現(xiàn)已經(jīng)過調(diào)試和嚴(yán)格的測試，運(yùn)行良好，測試結(jié)果可靠，操作界面友好，使用方便，測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試過程簡潔優(yōu)化，大大提高自動化檢測水平。該測試系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)過檢驗(yàn)驗(yàn)收，達(dá)到交付的狀態(tài)，完全滿足了發(fā)射機(jī)構(gòu)自動測試的需要。

參考文獻(xiàn)

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[2]孫曉云，郭立煒，孫會琴．基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005．

[3]張毅剛，喬立巖等．虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境LabWindows/CVI6.0編程指南[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[4]周磊，滕克難，施建禮．基于LabWindows/CVI高精度定時(shí)[J].電子測量技術(shù)，2004，4：29-30．

[5]郭雅蔭，楊世鳳，王建新．LabWindows/CVI與PCI數(shù)據(jù)采集卡通訊技術(shù)研究[J]．電子測量技術(shù)，2007，30(5)：78-80．

篇(6)

關(guān)鍵詞：國產(chǎn)器件；P1750；應(yīng)用驗(yàn)證

中圖分類號：TP332 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0268-01

PACE1750A系列CPU是一款基于美軍標(biāo)MIL-STD-1750的16位通用處理器，采用CMOS/SOS工藝，在30MHz主頻下可達(dá)到3.0MIPS運(yùn)算能力[1]?；?750系列的CPU已應(yīng)用在FY-1、FY-3等衛(wèi)星中，包括姿軌控計(jì)算機(jī)和數(shù)管計(jì)算機(jī)[2]。十余顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行情況表明，基于1750體系結(jié)構(gòu)的星載計(jì)算機(jī)具有產(chǎn)品穩(wěn)定性好，可靠性高的特點(diǎn)。

目前在軌衛(wèi)星使用的1750系列CPU多為進(jìn)口芯片，主要包括P1750系列、BX1750系列和31750系列。上述三類芯片不但器件引腳、封裝形式、時(shí)序關(guān)系不同，其配套的MMU芯片也不盡相同。使用進(jìn)口CPU芯片存在諸多不利因素：一方面由于國外對這些芯片的禁運(yùn)，目前已經(jīng)無法采購；其次進(jìn)口芯片更換導(dǎo)致各型號產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)變化，產(chǎn)品化設(shè)計(jì)難度大；第三，芯片更換造成的技術(shù)狀態(tài)變化還需要進(jìn)行復(fù)雜的驗(yàn)證試驗(yàn)。

國產(chǎn)P1750套片全面兼容進(jìn)口P1750、P1753、P1754芯片。國產(chǎn)套片的考核驗(yàn)證包括地面驗(yàn)證和在軌驗(yàn)證兩部分，主要內(nèi)容包括套片時(shí)序設(shè)計(jì)、抗輻照性能、工程樣機(jī)考核試驗(yàn)、在軌考核應(yīng)用等。

1 國產(chǎn)P1750套片的地面驗(yàn)證

1.1 兼容性級抗輻射能力驗(yàn)證

在一些成熟產(chǎn)品中系統(tǒng)軟件是針對進(jìn)口31750芯片編寫的。相對于31750系列芯片，國產(chǎn)P1750套片增加了許多外設(shè)功能，主要包括等待周期配置、定時(shí)器配置、EDAC使能等。采用國產(chǎn)P1750套片，若EDAC、看門狗、定時(shí)器功能都采用外部硬件FPGA實(shí)現(xiàn)，可以不對相應(yīng)的寄存器進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)對原有31750系統(tǒng)軟件的兼容。同時(shí)對國產(chǎn)P1750套片的輻照試驗(yàn)表明，其抗總劑量指標(biāo)大于100K rad（Si），抗單粒翻轉(zhuǎn)LET閾值為67MeV?cm2/mg[4]，均滿足衛(wèi)星在軌使用要求。

1.2 國產(chǎn)P1750套片星載計(jì)算機(jī)軟件考核

CPU芯片的考核除硬件時(shí)序外，必須通過軟件驗(yàn)證才能充分驗(yàn)證其功能、性能。星載軟件固化在抗輻射PROM和EEPROM內(nèi)，軟件運(yùn)行時(shí)需訪問到CPU的所有資源，包括寄存器、內(nèi)存、IO空間、中斷等，軟件考核內(nèi)容及方法如下：1）內(nèi)部寄存器：程序?qū)PU所有內(nèi)部寄存器內(nèi)容讀出，通過總線作為遙測信息下傳，對CPU狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)判斷；2）中斷處理：系統(tǒng)設(shè)計(jì)循環(huán)發(fā)出的外部中斷信號，如果CPU能夠正常進(jìn)行中斷處理則給出正確標(biāo)志，如果處理異常則標(biāo)志出錯(cuò)位置；3）內(nèi)存檢測：程序運(yùn)行過程中對內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行循環(huán)檢測，將檢測結(jié)果和出錯(cuò)信息作為遙測信息下傳；4）運(yùn)算：搭載計(jì)算機(jī)可以運(yùn)行一些計(jì)算程序，將運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行下傳，地面可以判斷結(jié)果是否正確。

1.3 國產(chǎn)P1750套片星載計(jì)算機(jī)地面驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)在軌應(yīng)用需求，對驗(yàn)證樣機(jī)進(jìn)行高低溫環(huán)境下性能穩(wěn)定性摸底試驗(yàn)。試驗(yàn)程序運(yùn)行于20MHz主頻，包括了三個(gè)方面的內(nèi)容：1）基本存儲器及IO資源的操作和訪問；2）頁面寄存器的操作和訪問；3）實(shí)現(xiàn)1750指令計(jì)集全覆蓋，重點(diǎn)對進(jìn)口31750套片易出錯(cuò)的復(fù)雜運(yùn)算指令進(jìn)行了考核。復(fù)雜指令和特殊數(shù)據(jù)的考核內(nèi)容包括雙精度整數(shù)加法、擴(kuò)展精度浮點(diǎn)加法、擴(kuò)展精度浮點(diǎn)減法、浮點(diǎn)加法、32位定點(diǎn)轉(zhuǎn)48位浮點(diǎn)、擴(kuò)展精度浮點(diǎn)乘法、擴(kuò)展精度浮點(diǎn)除法、48位浮點(diǎn)轉(zhuǎn)32位定點(diǎn)等。

試驗(yàn)期間，在高低溫環(huán)境下進(jìn)行了電壓拉偏測試，每0.3V一個(gè)步進(jìn)，每個(gè)步進(jìn)電壓下運(yùn)行5分鐘。拉偏試驗(yàn)表明在3.2V～6.8V供電條件下國產(chǎn)套片運(yùn)行良好，程序運(yùn)算結(jié)果正確。

2 國產(chǎn)P1750套片的在軌驗(yàn)證

使用國產(chǎn)P1750套片的驗(yàn)證機(jī)作為某衛(wèi)星的搭載設(shè)備隨整星發(fā)射入軌，衛(wèi)星運(yùn)行正常后驗(yàn)證機(jī)開機(jī)進(jìn)行在軌考核。驗(yàn)證機(jī)運(yùn)行的軟件包括CPU管理、姿態(tài)計(jì)算和數(shù)據(jù)管理等模塊，具體驗(yàn)證內(nèi)容如表1。

上述驗(yàn)證內(nèi)容中，由于異常機(jī)制在軌無法有效模擬，其驗(yàn)證主要在地面測試中進(jìn)行。通過人為設(shè)計(jì)數(shù)組越界、浮點(diǎn)越界、除零運(yùn)算、非法特權(quán)指令等語段，以白盒的方法測試異常能否正確觸發(fā)，再根據(jù)異常處理函數(shù)中捕獲的異常類型、異常地址、寄存器數(shù)據(jù)等判斷異常時(shí)的現(xiàn)場信息是否正確。

1）運(yùn)算能力

驗(yàn)證樣機(jī)軟件中設(shè)計(jì)了軌道遞推模塊，它跟姿軌控計(jì)算機(jī)的對應(yīng)模塊同步工作，并接收姿軌控計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比對，以檢驗(yàn)國產(chǎn)套片的浮點(diǎn)運(yùn)算是否正確。在軌比對結(jié)果表明國產(chǎn)套片運(yùn)算能力滿足任務(wù)要求。

2）中斷響應(yīng)

為了考核國產(chǎn)P1750套片中斷機(jī)制是否正常，計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)了外部定時(shí)中斷，中斷周期為512ms，發(fā)生中斷時(shí)由軟件維護(hù)中斷發(fā)生的總計(jì)數(shù)，并在768秒的遙測幀周期中將該計(jì)數(shù)值組幀到打包遙測下傳給地面分析。根據(jù)遙測幀周期和中斷周期，在一個(gè)遙測周期內(nèi)可以產(chǎn)生768/0.512 = 1500次中斷，因此兩個(gè)遙測幀之間的計(jì)數(shù)差應(yīng)該是1500。從打包遙測可以判斷計(jì)數(shù)差為1500次，中斷響應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3）系統(tǒng)寄存器

軟件工作正常時(shí)每秒備份28個(gè)國產(chǎn)P1750套片的寄存器數(shù)據(jù)，并檢查1750故障寄存器、1753配置寄存器1、1753配置寄存器2和1754配置寄存器等4個(gè)重要的系統(tǒng)寄存器設(shè)置是否正確，將檢查結(jié)果形成遙測信息。軟件發(fā)生異常時(shí)，將備份的28個(gè)寄存器數(shù)據(jù)以打包遙測方式傳回地面分析。根據(jù)打包遙測判斷，在軌驗(yàn)證期間套片的系統(tǒng)寄存器均未發(fā)生錯(cuò)誤。

3 結(jié)束語

經(jīng)過地面及在軌應(yīng)用驗(yàn)證，國產(chǎn)P1750系列芯片在電氣、功能、性能等方面與進(jìn)口1750處理器一致，在各項(xiàng)環(huán)境模擬和輻射條件下驗(yàn)證合格，滿足衛(wèi)星、飛船等后續(xù)宇航型號的工程應(yīng)用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] P1750A/SOS SINGLE CHIP，20MHz to 30MHz，CMOS/SOS SPACE PROCESSOR. PYRAMID SEMICONDUCTOR CORPORATION[J]. Document # MICRO-6 REV B， 2005.

篇(7)

關(guān)鍵詞：氣動技術(shù)；氣動行業(yè)；創(chuàng)新；發(fā)展

引言

氣動技術(shù)是基于十七世紀(jì)帕斯卡研究的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展的一項(xiàng)新興的傳動技術(shù)，在當(dāng)今，氣動技術(shù)的發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的主要指標(biāo)。氣動技術(shù)乃是以壓縮空氣為工作載體實(shí)現(xiàn)驅(qū)動與控制機(jī)械設(shè)備的綜合自動化驅(qū)動與控制技術(shù)，已在工業(yè)自動化的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛地應(yīng)用。為了順應(yīng)加快節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略部署，創(chuàng)造性的研究與發(fā)展氣動技術(shù)顯得尤為重要。下面分析我國的氣動技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，思索與分析我國氣動行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，并希望通過本文與氣動行業(yè)的同仁們一道思索氣動技術(shù)的未來發(fā)展。

1.我國的氣動技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1我國當(dāng)前氣動技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

我國于1965年首部液壓專業(yè)之國家標(biāo)準(zhǔn)（GB786―65《液壓系統(tǒng)圖形符號》），之后兩年成立了液壓氣動標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)國家委員會，具體負(fù)責(zé)液壓氣動行業(yè)的規(guī)范化工作。伴隨我國氣動技術(shù)的高速發(fā)展與寬泛應(yīng)用，目前已經(jīng)產(chǎn)生單獨(dú)針對氣動技術(shù)并逐步與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌的標(biāo)準(zhǔn)體系。當(dāng)前，氣動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)48項(xiàng)，其中行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)22項(xiàng)，國家標(biāo)準(zhǔn)26項(xiàng)，相同于國際標(biāo)準(zhǔn)的4項(xiàng)，接近于國際標(biāo)準(zhǔn)的4項(xiàng)，使大部分產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、加工以及質(zhì)量把關(guān)等關(guān)頭做到了有章可循。

1.2我國當(dāng)前氣動技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

氣動技術(shù)已在工業(yè)自動化的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中得到廣泛地應(yīng)用，如：奶制品生產(chǎn)、糧食加工、食品包裝、醫(yī)藥行業(yè)、煙草生產(chǎn)、化妝品制造、制鞋、印刷業(yè)、印染業(yè)、紡織業(yè)、玻璃與塑料制品、木材加工、家電工業(yè)、電子、機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金與采礦、石化與化工、太陽能制造業(yè)等領(lǐng)域，在高新科技領(lǐng)域，氣動技術(shù)也同樣占據(jù)著舉足輕重的地位，如在航天科技與核工業(yè)中的應(yīng)用。

1.3我國當(dāng)期氣動產(chǎn)品的品種

當(dāng)前我國生產(chǎn)的氣動產(chǎn)品品種幾乎相同，基本都是處理氣源的三聯(lián)件，包括空氣過濾器、減壓閥與油霧器，氣缸，電磁閥，接頭，氣管等，型號與尺寸完全相同，均面向低端市場，市場競爭相當(dāng)激烈。僅有部分技術(shù)領(lǐng)先的廠家能夠制造低功耗電磁閥、耐高低溫氣缸以及無桿氣缸。

1.4我國當(dāng)前氣動產(chǎn)品質(zhì)量水平

當(dāng)前普及的氣動產(chǎn)品性能與之前有較大提高，性能與外觀尚可，但穩(wěn)定性與耐用性以及靈敏度等性能與外國先進(jìn)產(chǎn)品仍有一定差距。究其原因，制造水平低、研發(fā)能力弱、產(chǎn)品檢驗(yàn)無章可循是影響質(zhì)量水平的根本原因，如：氣缸筒體的型材、端蓋的壓鑄、密封、毛刺等配套件質(zhì)量未得到有效解決；研發(fā)工作主要依賴復(fù)制外來樣品，不考究產(chǎn)品的參數(shù)指標(biāo)；檢驗(yàn)?zāi)M環(huán)境與實(shí)際工作狀況有太大差距。

1.5我國當(dāng)前氣動產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新情況

至于我國的氣動產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新產(chǎn)品面世實(shí)屬罕見。倘若硬要說國內(nèi)哪個(gè)技術(shù)先進(jìn)、實(shí)力豐碩的廠家對氣動產(chǎn)品進(jìn)行了創(chuàng)新、研發(fā)，那么，也是主要側(cè)重于對原氣動產(chǎn)品的改進(jìn)，如對電磁閥質(zhì)量的提高、氣缸對高低溫狀態(tài)適應(yīng)能力的提升。對待環(huán)保氣動產(chǎn)品、閥島產(chǎn)品、模塊化、電驅(qū)化等產(chǎn)品的研究工作不求甚解。

2.我國氣動技術(shù)的創(chuàng)新思索

氣動技術(shù)在工業(yè)自動化與高新技術(shù)領(lǐng)域找到了自身的位置，這充分展示了氣動技術(shù)進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展的能力。其技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)從產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、傳感控制、造型等方面入手。

2.1材料創(chuàng)新

氣動產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)思路是小型化與高性能，材料應(yīng)選用耐磨、耐溫、耐腐蝕、抗震性能好的新型材料。如今新型的金屬復(fù)合材料、金屬化合物、高分子材料、稀土材料、智能納米材料均在研發(fā)當(dāng)中，氣動行業(yè)將會迎來新風(fēng)貌。

2.2結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

對當(dāng)前氣動產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和完善，在此基礎(chǔ)上依照市場需求研發(fā)新的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)氣動產(chǎn)品的新陳代謝，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新是指導(dǎo)氣動技術(shù)思路的有效手段。

2.3傳感控制創(chuàng)新

通過對微處理器的應(yīng)用使得模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)控制等成為了現(xiàn)實(shí)。研發(fā)具備狀況檢測、故障診斷、自適應(yīng)功能的智能控制系統(tǒng)，是保障氣動系統(tǒng)性能與質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，那么，研發(fā)性能與敏感度高的傳感元件對氣動產(chǎn)品的創(chuàng)新尤為重要。

2.4造型創(chuàng)新

氣動產(chǎn)品的造型若能盡善盡美，將給勞動者帶來心曠神怡的感受。兼顧設(shè)備接口相互吻合，以及方便日后維修與保養(yǎng)，應(yīng)盡量保證人機(jī)界面友好。

3.我國氣動技術(shù)的未來發(fā)展

3.1小型化、節(jié)能化發(fā)展

氣動產(chǎn)品應(yīng)適應(yīng)使用空間的需求，其尺寸與外觀應(yīng)盡量減小。如市場中普及的CJ1型針筆型氣缸，缸徑僅有2.5-15mm。低功耗的氣動產(chǎn)品能夠節(jié)約能源，并且可以與微電子技術(shù)更好的融合，功耗≤0.5W的電磁閥將研發(fā)及量產(chǎn)，能夠通過計(jì)算機(jī)控制。

3.2多功能與集成化發(fā)展

為滿足用戶對氣動產(chǎn)品的需求，產(chǎn)品的多功能化與集成化發(fā)展那是大勢所趨。研發(fā)各具導(dǎo)向與連接機(jī)構(gòu)的擺動缸與氣缸以適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，研發(fā)卓殊的高低轉(zhuǎn)速執(zhí)行件。計(jì)算機(jī)、IC、微電子技術(shù)的融合發(fā)展使氣動產(chǎn)品有了寬闊的發(fā)展前景，在氣動執(zhí)行元件與氣控閥上裝配電子裝置，如信號放大、調(diào)制、解碼等，能夠?qū)崿F(xiàn)電子元件與控制閥、執(zhí)行元件的功能集成化。

3.3網(wǎng)絡(luò)化與智能化發(fā)展

如今，信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，過程控制與監(jiān)視技術(shù)風(fēng)起云涌，那么，氣動產(chǎn)品通過過程總線和LAN技術(shù)采集集成制造信息和集成制造過程，通過可編程模塊實(shí)現(xiàn)邏輯思索與判斷推理，網(wǎng)絡(luò)化與智能化均已經(jīng)成為氣動產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。智能閥島與氣動機(jī)器人是其標(biāo)志性產(chǎn)品。

3.4節(jié)能減排與可持續(xù)化發(fā)展

經(jīng)濟(jì)發(fā)展給生態(tài)環(huán)境與能源狀況帶來了巨大的考驗(yàn)，環(huán)保與節(jié)能成為衡量一個(gè)行業(yè)可可持續(xù)發(fā)展的主要指標(biāo)。氣動系統(tǒng)包括氣源系統(tǒng)與用氣系統(tǒng)，氣動系統(tǒng)的效率低，能量損耗大，通過研發(fā)空氣用數(shù)字流量開關(guān)、節(jié)能型電磁閥、回收冷卻液型過濾器等產(chǎn)品，降低各氣動系統(tǒng)的能量消耗是當(dāng)前的發(fā)展趨勢。

4.結(jié)語

氣動技術(shù)是一項(xiàng)多學(xué)科融合發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，已在工業(yè)自動化的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中被廣泛地應(yīng)用。為了順應(yīng)加快節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略部署，為了讓工業(yè)自動化的各個(gè)領(lǐng)域通過氣動技術(shù)提高生產(chǎn)效率，降低成產(chǎn)能耗，讓我們氣動行業(yè)的同仁們一道思索氣動技術(shù)的未來發(fā)展，為氣動行業(yè)的發(fā)展而努力奮斗。

參考文獻(xiàn)：

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