时间：2023-05-30 10:43:26
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇在线监测仪，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
检测水质仪表与检测生产物理参数仪表为污水处理厂在线监测仪表的两大类型，其中检测水质仪表包括氨氮、浊度、COD和PH等，而检测生产物理参数仪表则包括温度、流量、压力和液位等。笔者现针对检测水质仪表展开研究，并对其配置进行全面分析。
1.1氨氮监测仪表
氨氮监测仪表主要在进出口氨氮值测量中得到广泛应用，而实际运用氨氮监测仪表时，要求进出口仪表间必须分别配置一台由美国哈希（HACH）公司生产的AmtaxTMCompact氨氮在线分析仪，通过分光光度计测量法来确保测量数据的准确性、真实性和有效性，为今后仪表的养护和维修工作提供有利条件。
1.2浊度监测仪表
浊度监测仪表主要在CAST池污水浑浊度的测量中得到有效应用。运用由美国哈希（HACH）公司生产的SOLITAXsc浊度或污泥浓度或悬浮物分析仪对CAST池污水浑浊度进行检测，可以取得准确度高和精密度高的测量数值，有利于出水质量的充分了解和掌握，为今后仪表的养护和维修工作提供强有力参考依据。
1.3COD监测仪表
COD监测仪表主要在进出口COD值测量中得到普及使用，而COD监测仪表在实际运用过程中，要求进出口仪表间一定要分别配置一台由美国哈希（HACH）公司生产的COD在线监测仪表，通过重铬酸钾测量法，有效降低测量数据存在的偏差率，提高其准确性、真实性和有效性。但该仪表在使用过程中也存在着许多不足之处，例如无法立即修复、药剂费用多、配件到货时间长和维修配件贵等，这不仅会增加污水维修厂的投资金额，还会降低污水处理厂的投资效益。
1.4pH监测仪表
pH监测仪表主要在污水酸碱值测量中得到普遍运用。一般情况下，污水处理厂大多会将pH监测仪表应用于进水出水和各工艺环节中，通过电极法实现测量数据准确性的提高，以此为污水处理厂的日常生产活动提供强有力参考依据。
2、在线监测仪表在污水处理厂中的应用
为了使处理模式能够安全稳定运行，降低故障发生率，污水处理厂通常会采取有效性措施，让操作人员可以充分了解和掌握部分核心参数，并根据这些参数数值对厂内设备和工艺进行适当调整，这样有利于出水质量差的综合处理。由于在线检测水质改变的结果与在线检测参数的结果相互协调一致，所以污水处理厂只是针对这一情况提供相应的数据信息，以确保整个运行状态的安全性与稳定性。按照有关规定的要求，合理控制和运行污水处理厂的处理模式，如果水质发生改变，那么实验就无法立即做采样分析工作，直到水质参数检测结果出来前，水质才会发生新的变化，因而运行变化和水质改变不得相互协调一致，只有这样才能确保测量结果与出水水质要求相符。污水处理厂应用在线监测仪表对污水进行实时检测，可以有效完成各项前馈控制工作，这主要是因为在线监测仪表的实际测量时间能够维持在半个小时左右，如果污水处理厂在实际运行过程中出现异常状况，那么该仪表的相应系统就会立即向污水处理厂的核心控制体系发出警报，而操作人员则会根据检查结果对参数数据进行适当调整，这样除了可以保证总体出水质量外，还可以防止能耗与费用出现不必要的浪费情况。除此之外，在线监测仪表的应用还可以大量削减污水处理厂的管理人员和监测分析人员，利用裁员方式提高经济效益和社会效益，降低有关单位的废水处理投资金额。
3、结语
【关键词】在线监测 维护 质量控制 准确性
一、概述
随着国家环保政策日益严格和监察、监管力度的大力提上，要求所有国控、省控等企业必须按照要求使用水质在线监测仪器，此外在线监测仪器在很多生产过程中都得到大量使用。如何保证水质在线监测仪器实现长周期运行，保证数据的有效性，越来越成为环境监测行业比较关注的问题。水质在线监测仪器的维护与质量控制工作是决定监测数据准确性、精密性、代表性、完整性和可比性的关键所在。影响在线监测数据的因素是多方面的，实际工作中有针对性地展开细致工作，强化在线监测仪器的维护与管理、室内外质量控制及校正等方面措施非常必要。
二、加强在线监测仪器的维护
（一）在线仪器需要定期校验
做好在线监测仪器的定期校验，根据仪器的校准周期，以及被检测水体的水质状况来确定。如果水质情况复杂、在线仪器工作环境严苛，则仪器的校准周期就应该相应缩短。在线监测仪器每月校准一次基本能够满足要求，一般不能超过仪器说明书规定的期限。仪器如果长时间停机后重新启动、更换电极、泵管等或更换不同批号的试剂等情况，则必须进行仪器的校准实验。
（二）确保在线仪器多点线性检验
在工作期间，针对在线仪器的多点线性检验非常必要。在仪器线性范围内均匀选择4-6个浓度的标准溶液进行测试，如果发现标准曲线的斜率和相关系数发生显著的变化，在确保非人为因素的前提下，应对监测仪器的性能进行检查。对在线监测仪器多点线性检验一般每半年进行一次即可，以保证仪器运行状态良好。
（三）注重在线仪器的定期清洗
定期清洗维护可减少偏差，使误差有效地控制在范围之内。一般来说，在线监测仪器本身具备自清洗功能，如果实际水质较差，含有较多的悬浮物质，时间长了，各管路、反应池、传感器、电极和蠕动泵管等处会出现沉积物，会导致灵敏性变差，或影响样品、试液注入到反应池中的体积，使检测分析仪器测定的结果产生偏差。对管路以及传感器、蠕动泵管等进行清洗或更换，保证监测数据的可靠性，延长仪器的使用寿命。
三、严抓室内、外质量控制管理
（一）试液
在线监测仪器所需的试液需要定期检查、更换，试液的质量受多种因素的影响，比如试液的浓度、稳定性、储存期、容器的密闭性、环境状况等，如发现有沉淀、变色等现象，应及时更换重配。在环境温度较高的季节，试剂的分解速度会加快，就应相应地缩短试液的更换周期。对于稳定性较差或浓度较低的试液应分次少量配制，特殊的试液还应采取特殊的储存方法，如氧化或还原性试液可采用棕色瓶储存以避免阳光直射。
（二）标液或质控样
在线监测仪器一般每周应进行一次质控样检查。标液或质控样在水环境监测中主要用于精密度的管理，可选择仪器线性范围内上、下限浓度的10%积90%以及中间附近浓度值的质控样来进行检查。在线监测仪器基线发生漂移，则必须对仪器重新进行校准。
（三）比较实验
在线监测仪器必须定期进行比较实验，比较实验应采用国家规定的标准监测分析方法进行实验室分析，并与在线监测仪器的测定结果比对。原则上，对比试验应与在线仪器采用相同的实验条件。
（四）空白实验检验
对空白实验值既要控制其大小，也要控制其分散程度。通过对空白实验值的控制，可以相对消除纯溶剂中杂质、试剂中的杂质、分析过程中环境带来的沾污等。通常一批试剂进行一次空白实验即可。
四、进行综合分析与控制管理
（一）数据的审核判定
在线监测数据的审核是最有效的质量控制手段，也是整个质量保证体系中最后一关。应按照实验室常规数据处理的要求进行检验和处理。如出现异常数据，应从人为因素、试剂、整个仪器各个单元状况等环节逐个进行检查，找到问题的症结，加以分析解决。
（二）监测数据可比性分析
通过与历史数据的比对，也可以发现数据的异常与否。一般水质状况相对稳定，监测参数测定值的波动范围不大，通过与历史同期监测数据或最近一段时期监测数据的对比，如果监测数据变化比较明显，就应对其进行论证，必要时进行人工采样比对，判断数据的真伪，决定是否加以剔除。如果数据的变化是由污染事故所致，应及时上报并增加监测频次。
（三）监测参数间的关系分析
环境参数的监测数据往往存在某种关系，为审核单个已实行质量控制措施的监测数据正确与否提供了依据。如当溶解氧降低时，电导率、化学需氧量和高锰酸盐指数会随之升高；化学需氧量的监测结果应大于高锰酸盐指数的监测值；一般溶解氧高的水体硝酸盐氮浓度高于氨氮浓度，反之氨氮浓度高于硝酸盐氮浓度等。
【关键词】避雷器在线监测仪;校验测试装置;漏电电流;动作次数
引言
现在传统的避雷器放电计数器校验仪只能对避雷器在线监测仪的动作次数进行检测校验，工作现场无法检测其电流精度，电网系统内曾多次发生因避雷器内部受潮、绝缘降低引起的爆炸事件。因此，非常有必要对避雷器在线监测仪的工作状况进行检测，保证监测仪指示动作次数和泄漏电流正确，准确地反映避雷器的运行状况，保障人员的安全与设备的健康。目前，对避雷器在线监测仪的检测和校验，只能通过常规的避雷器放电计数器对动作次数进行检测，对于监测仪的电流精度，工作现场则是一直无法开展检测校验，试验通常是在离线情况下进行的，即首先将在线监测仪从接地回路中拆离开来 然后对独立的在线监测仪进行试验判断它的性能是否良好，这样的试验需要将监测仪从正在运行的避雷器接地回路中拆离开，不仅工作需要考虑一定的安全因素，并且需要耗费相当的检修力量。
本文根据脉冲电流和工频电流产生原理，通过自行组装元器件，研制一种避雷器在线监测仪性能实地校验装置，该装置简单、轻便和实用，能在现场迅速对避雷器在线监测仪的电流精度做出校准和动作次数做出检验，实现了在线监测仪的现场校验试验，并且可及时准确地更换已经损坏的监测仪，避免错误地更换了本身正常的价值较高的监测仪，节约了生产成本，且提高操作人员的安全性。
1.避雷器在线监测仪校验装置的研制
1.1 校验测试装置原理
该装置包含两个功能模块，一是脉冲电流输出模块，能够输出≥100A（8 / 20μs）的冲击电流，利用输出的冲击电流测试动作次数。二是标准工频电流产生模块，能够输出 1mA-5mA（最大值，负载小于500Ω）±3%的交流电流，并安装有高精度电流表头且可调节输出电流幅度，利用输出的数值现场实地校验避雷器在线监测仪通过泄漏电流的变化。为了实现上述功能，需要使用高精度电流表并联在在线监测仪接避雷器端与接地端，测量从监测仪分流下来的泄漏电流。为了能够最大程度在在线情况下准确测量出避雷器的泄漏电流，并联的高精度电流表内阻必须远小于监测仪的内阻，通过比较高精度电流表测量的电流值与在线监测仪本身反映的电流值是否相近，从而判断出避雷器在线监测仪本身的好坏。避雷器在线监测仪校验测试装置原理图如图1所示。
图1 在线校验测试装置原理图
此装置由变压器、整流滤波电路、调节和显示、功能切换开关以及供电模块五部分组成。变压器输入220V，输出500V;整流电路为桥式整流电路，使输出电压波动小且提高了变压器的效率;滤波为铁壳封装的大容量滤波电容，使输出的直流更加平滑;调节电位器选用美国进口伯恩斯大功率多圈精密电位器，精度高且线性好;显示部分采用高精度四位半液晶表头，显示清晰且精度高。脉冲电流模块原理图如图2所示。
图2 脉冲电流产生模块原理图
图2中供电电压经变压器后输出电压U2=500V，进过三相整流桥后UL的值为：
（1）
设置开关管的导通角，由公式（1）可得：UL=585V，RL=5.58则可以得到输出峰值为100A的脉冲电流。
标准工频电流模块原理图如图3所示。
图3 标准工频电流模块原理图
如图3所示供电电压经过变压和整流桥电路后输出的电压由公式（1）可得Ud=585V。经过逆变电路后的输出交流电压为：
（2）
开关管的开关频率为20kHz，则由公式（2）可知，逆变电路的输出电压为：
U0=500V （3）
（4）
功能转换通过漏电电流检测开关和放电计数开关实现，闭合其中一个开关实现相对应的功能，需注意的是同时只能闭合一个开关或者两者均断开。电位器实现脉冲电流大小调节的功能。变压器次级侧所接开关为供电电源开关。
1.2 并联高精度电流表头的选用
为了实现现场实地的对避雷器在线监测仪漏电电流的检测，可以将高精度电流表头并联在在线监测仪的接避雷器端和接地端，从而测量从监测仪分流出来的漏电电流。高精度电流表头的选择首先要求是表头内阻远远小于在线监测仪的内阻，其次要求具有较高的测量精度。综上考虑，本文选择YJ-500A（0.1）型号的液晶高精度电流表头。
2.避雷器在线监测仪校验装置检测
由于密封不良，动作计数器在运行中可能进入潮气或水分，使内部元件锈蚀，导致计数器不能正常动作[4]，所以《电力设备预防性试验规程（DLIT596-1996）》规定，每年应检查1次。现场检查计数器动作的方法有直流法、交流法和标准冲击电流法。其中以标准冲击电流法最为可靠。标准冲击电流法的原理为，将冲击电流发生器发生的8/20μs、100A的冲击电流波作用于动作计数器，若计数器动作正常，则说明仪器良好，否则应解体检修。例如2013年我局曾用此法总共对27只计数器进行检测，其中有3只不动作，解体发现内部元件受潮、损坏。根据《电力设备预防性试验规程（DLIT596-1996）》规定，在每年雷雨季前以及必要检修时间时对漏电电流和放电计数器进行检测，检测要求为：
（1）测量直流1mA电压（U1mA）及0.75U1mA下的泄漏电流：U1mA实测值与初始值或制造厂规定值比较，变化不应大于±5%;0.75U1mA下的泄漏电流不应大于50μA。
（2）连续测试3～5次，每次应正常动作，每次测试时间的间隔不少于30s，测试后计录器应调到零[5]。检测装置面板示意图如图4所示。
图4 检测装置面板示意图
检测步骤：
（1）将检测装置输入端与避雷器监测仪两端相连（连结线要尽量短）。放电次数检测时，红色端接上端，黑色端接地，并按下动作次数检测按钮（绿色按钮）;泄漏电流检测时（1mA-5mA），红色端接上端，黑色端接地，并按下泄漏电流检测按钮（黄色按钮）且断开动作计数按钮，通过电流调节旋钮调整输出电流大小。
（2）将电源线接好后，检查检测装置接线是否正确，确认无误后即可开始试验。
（3）合上电源开关（红色开关），待电压稳定（600V左右）后，即可开始校验。
（4）按下测量键，输出电压立即下降，此时可观察避雷器监测仪的动作情况或泄漏电流值。
（5）如需多次试验，可待输出电压达到稳定值时，再按测量键，观察避雷器监测仪的动作情况或电流值。
（6）检验完毕后，立即关掉电源，待输出电压完全回零时，才能拆除接线。
（7）如按检验键，输出电压没有下降，应关掉电源，待电压指示回零后，检查是否回路有断点，或者是避雷器监测仪不适合技术指标中规定的型号。
注意事项：
（1）拆除接线时，若输出电压没有回零，操作人员不能碰测试线非绝缘部分，以免造成人身事故。
（2）被试品不允许带电进行测试。
3.检测效果及分析
根据GB11032-2000交流无间隙金属氧化物避雷器的检修标准，本文研制的避雷器在线监测方法校验测试装置的测试结果：
（1）漏电电流检测结果：110kV电压等级现场检测仪并联高精度电流表头所测电流值与避雷器在线监测仪所测电流值基本一致;220kV电压等级两种测量电流有较大误差;500kV电压等级时两测量电流误差与220kV相比进一步增大。
（2）在110kV、220kV、500kV三种电压等级场地中在模拟雷击试验，避雷器监测仪均能正确动作反应过电压次数。
（3）由实地校验结果（1）和（2）可知，现场电压等级对于漏电电流的现场检测有较大的影响而避雷器监测仪的现场检测在不同现场电压等级下均能正确反应过电压次数。
4.结论
本文所研制的高电流精度的避雷器在线监测仪校验测试装置与传统校验装置相比较有如下的创新：
（1）线性功放模块的高稳定和高可靠性设计;
（2）输出电流波形标准，电流参数稳定准确，达到国家相关标准;
（3）现场实地简便地对避雷器监测仪的动作次数作出检验和电流精度作出校准，对避雷器的运行质量及时给出可靠的数据，防止事故的发生。
（4）及时准确地判断避雷器监测仪的性能，避免错误地更换，节约生产成本。
综上所述，本装置能简便有效地对避雷器在线监测仪的工作状况进行检测，保证避雷器监测仪指示动作次数和泄漏电流正确，准确地反映避雷器的运行状况，保障人员的安全与设备的健康。
参考文献
[1]张振洪，臧殿红.氧化锌避雷器在线监测方法的研究[J].高压电器，2009，45（5）.
[2]陈中楣，吴英俊，刘帅.基于高精度电流表的避雷器在线监测仪校验装置的研制与应用[J].工业控制计机，2012，5：120-122.
关键词：氨氮在线监测仪；验收；现状；建议
中图分类号：X832文献标识码：A文章编号：16749944（2013）05020803
1引言
2011年，国家“十二五发展规划”中将氨氮增加为“十二五”减排约束性指标之一，要求在“十二五”期间内，总量比2010年排放量削减10%。目前，在线监测系统开始应用于各重点污染源企业监测，氨氮成为在线监测系统的重要监测指标。
重点污染源企业安装氨氮水质自动在线监测仪在环境监测中发挥着重要作用，可以连续、及时、准确地对废水水质及其变化状况进行监测和远程监控，具有水质异常变化预警和监测项目超标及时报警功能，为环保部门的管理提供依据。
2佛山市安装的氨氮在线分析仪的验收状况
在继CODcr在线监测仪验收之后，对相对不成熟的氨氮在线监测仪进行验收，对于企业，在线仪器运营商和监测站都是一个考验。从一开始的多数验收不合格发展到少数验收不合格，是一个探索的过程。氨氮在线仪的监测方法主要有光度法和电极法。2012年，佛山市环境监测站一共接到了60几个氨氮在线分析仪的委托任务，主要有美国哈希公司的AmtaxTM Compact型氨氮分析仪以及德国E+H公司的CA71AM型氨氮分析仪两种，都是采用光度法，本文以佛山市氨氮在线分析仪验收监测为例，就验收中遇到的和应注意的问题进行总结，以供同行参考。
美国哈希公司的AmtaxTM Compact型氨氮分析仪通过气、液转换技术，将铵盐转化为氨气，并将其逐出，以测定样品中氨氮的含量。具体过程是：废水被导入一个样品池，并且与定量的氢氧化钠混合。这样，样品中所有的铵盐转换成为气态氨，并且扩散到一个装有定量指示剂的测量比色池中。氨气再被溶解，改变指示剂的颜色。内置比色计测量溶液颜色的改变，从而得到NH3-N浓度，并显示在LCD液晶屏上。测量范围（mg/L）：0.2～12；2～120；20～1200。
德国E+H公司的CA71AM型（AM-A、AM-B、AM-C）系列氨氮在线自动监测仪，依据ISO 11732标准的靛酚蓝铵测定法，异氰酸二氯化钠和水杨酸钠形成与铵结合的蓝色染料。分别测定样品对660nm（AM A+B）波长和565nm（AM C）波长的吸收量，吸收强度与样品含有铵浓度成比例，从而得到NH3-N浓度。测量范围（mg/L）：0.02～5（AM-A），0.2～15（AM-B），02～100（AM-C）。
3水质在线监测仪的验收程序
在企业安装完氨氮在线自动监测仪，调试完并试用（3个月）后，企业向监测站提交委托申请，由监测站对氨氮在线自动监测仪进行验收。验收分质控样考核和实际水样比对试验两部分。
3.1质控样品考核
采用国家认可的质控样，分别用两种浓度的质控样进行考核，一种接近实际废水浓度的样品，另一种超过相应排放标准浓度的样品，每种样品至少测定2 次，质控样测定的相对误差不超过标准值的±10%。
3.2实际水样对比试验
采集实际废水样品，以水污染源在线监测仪器与国标方法进行实际水样比对试验，比对试验过程中保证水污染源在线监测仪器与国家标准方法测量结果组成一个数据对，至少获得6组测定数据，计算实际水样比对试验相对误差。对实验数据进行分析，根据HJ/T354-2007中水污染源在线监测仪器实际水样比对试验验收指标，80%以上氨氮分析仪仪器与手工测量值的相对误差应不超过±15%。
4氮氮在线分析仪验收监测的现状与建议
4.1氮氮在线分析仪的原理与实验室现在所用国标方法的原理不一致
仪器的检出限为0.2mg/L，而实验室的检出限为0.025mg/L。氮氮在线分析仪的原理主要是氨气逐出比色法与靛酚蓝铵测定法，而实验室用的主要是纳氏试剂分光光度法，方法原理不同，比对结果必定存在差异。
建议：在可以控制的条件下，实验室尽量使用与在线仪器原理一致的分析方法。如与CA71AM型氮氮在线分析仪进行验收比对，实验室内用水杨酸分光光度法。
4.2氨氮在线分析仪监测时的干扰
干扰因素主要为产生浊度和色度的物质，使用时间长了以后，反应池、泵管等处会出现沉积物，影响样品和试剂注入到反应池中的体积，使检测分析仪器测定的结果产生偏差。使用的试剂的浓度、稳定性在放置一定时间后有一定变化，影响测定。因为模块选择的不合适，会导致验收结果不合格。
建议：运营人员应按照《水污染源在线运行考核规范》的要求，规范操作，精心做好日常维护工作，保证在线监测设备的正常运行。企业应根据自身排水的特点，选择合适的氨氮在线监测设备。
4.3比对验收的技术规范验收标准不合理
《水污染源在线监测系统验收技术规范》（HJ/T 354-2007）中要求所有浓度的实际水样比对试验相对误差均为不超过±15%。对于低浓度的水样，按此标准来验收难以符合规范要求。如去年安装验收的氮氮在线分析仪，以污水处理厂的居多，由于处理后的氨氮浓度不高，甚至低于仪器的检出限0.2mg/L，而实验室使用的方法检出限比较低，对于处理后的废水一般都可以检出但却也是低于0.2mg/L，根据标准无法判断合格与否。
建议：参照COD在线验收指标方式，建议按样品浓度范围0～0.2mg/L（如果实验室监测数值也小于0.2mg/L）、0.2～2mg/L、2～8mg/L、大于8mg/L分成几个验收指标。
4.4无法采购到高尝试的氨氮标样
根据验收标准，需要用超过相应排放标准浓度的质控样品给企业监测，而国家标准样品研究所却没有高浓度的标样，为了验收按照标准的要求顺利进行，只能用几支标样浓缩配制质控样，去到现场，由于仪器测量范围的限制，仪器使用者需要根据浓度来做适当的稀释，这样的过程增加了质控样浓度的误差。
建议：随着全国范围内的氨氮在线监测仪验收工作不断增加，需要跟国家标准样品研究所沟通，以便购置到适合浓度的标样，以减少验收时由于标样浓度不合适而导致的误差。
4.5采样过程操作会影响结果
很多时候氨氮在线分析仪验收不合格是因为实际水样比对不合格，这更加需要我们严格控制采样过程，以保证比对实验的样品采集在同一时间、同一地点、同一层面，采集到相同的样品。
建议：在实际水样的采集过程中，为尽可能保证水样相同，通常用一个现场润洗后的1L的采样瓶，采满后再根据情况加固定剂。（因为样品采集后需要运输回实验室分析，采样过程中需加固定剂硫酸，让pH值小于2；像CA71AM型氮氮在线分析仪加酸会对样品分析有影响，因为是现场立即测试，就在没加固定剂前分样给企业；像AmtaxTM Compact型氨氮分析仪，酸度对其分析样品没有影响则加固定剂后再分样给企业。）因为酸度对实验室分析也有影响，现场调pH值时需要十分小心，使用（1+3）硫酸逐滴加入，用0.5-5pH值精密试纸测试pH值，使pH值小于2且尽量接近2。
5结语
氨氮在线自动监测仪虽然已在我国水质自动监测系统中得到广泛应用，但不可否认其在使用与发展方面仍存在许多问题。相信随着其国家方法标准的出台、仪器厂商的进一步规范、仪器功能的逐步增强、质量控制手段的逐渐增多，氨氮在线自动监测仪将被更好地应用于环境监测，而比对验收工作也会相对顺利地进行。
参考文献：
[1] 中华人民共和国环境保护部.水污染源在线监测系统验收技术规范HJ/T 354-2007[S].北京：中华人民共和国环境保护部，2007.
[2] 中华人民共和国环境保护部.水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法HJ 535-2009[S].北京：中华人民共和国环境保护部，2009.
手拿烟尘测试仪,顺着扶梯爬上烟囱顶端的一个平台,把测试仪伸到烟道里采集废气样本,这是四川崇州市环保局环境监测技术人员采集废气排放企业的污染物必须要做的步骤。这样的检测每年都会重复很多次,检测员们常常笑称自己是“手持烟枪守护蓝天”的人。
近年来,崇州市经济得到了持续快速发展,可喜的是,水、气、声等环境质量至今仍然保持优良水平。这是因为,崇州这片大地的碧水蓝天,有一双双金睛火眼守护着,那就是市环境监测站的全体工作人员,他们每一位都是保护环境的“哨兵”。截至8月底,各项监测工作有序推进,共出具检测报告306份,获得监测数据3.6万余个。
当好环境保护“耳目”线上线下无缝监测
在采访过程中,不停有企业的负责人前往环境监测站办公室领取监测报告,“我们对重点企业的废水排放都是每个季度会进行一次监督性监测和在线监测仪比对监测工作的。”该站站长方君介绍,监测站对企业,特别是重点污染源企业进行了在线监测。该站的技术分析人员会配制在线监测仪的比对样本,与在线监测仪监测结果进行比对,这样就不会出现企业作假的情况。”方君说,一台监测仪配制3组高、中、低浓度的密码样。除了监督性监测和在线比对监测,技术人员还会不定期对企业排放的废水进行抽测,并出具检测报告汇报领导。
该站按照四川省、成都市环境监测工作要求,结合总量减排工作,开展全市2家国控、6家省控和10家市控重点污染源以及23个乡镇污水处理厂、12家纸厂、7家制革厂等重点企业一季度一次的监督性监测和在线监测仪比对监测工作。同时,开展重金属污染源及重金属重点区域专项监测。每季度对该市涉重金属的7家国、省控制革企业和4家铅酸蓄电池企业开展铬或铅重金属监督性监测;按照成都市环境监测工作实施方案要求,对该市省控重金属防控单元区域的地表水、地下水、环境空气、土壤等实施半年1次的专项监测,积极开展重点污染源监督性监测,为污染防治和总量减排提供科学依据。
据了解,2012年以来,为了更好地进行环境监测,当好环境保护的“耳目”,该站新添置了环境监测仪器52台(套),开展PM2.5、有机污染因子等项目监测。全站现有环境空气质量自动监测仪、电感耦合等离子发射光谱仪、微波消解仪、原子荧光光度计各类环境监测仪器设备60余种近200台(套),基本能满足该市环境管理和监测工作要求,环境监测条件得到极大改善。
当好空气“哨兵”24小时监测空气质量
“按照《环境空气质量标准》(GB3095-2012)评价,二季度,崇州市城区环境空气质量4天优,44天良,35天轻度污染,7天中度污染,1天重度污染,空气质量达标天数比例52.7%。环比,达标天数比例较上季度增加19.4个百分点。”这是9月1日公布在环保局网页上的空气质量情况,“崇州空气质量怎么样,市民可以在市环保局门户网站上进行查询”。方君说,除了该市24小时连续对空气质量进行监测外,成都市环保局还通过整理、汇总子站电脑记录的二氧化硫、二氧化氮、PM10、PM2.5浓度等监测数据生成报表,公布当天的监测情况。崇州市环保局网站会及时根据成都环保局的监测数据公布该市空气质量指数。
自从成立空气质量监测子站后,该站工作人员可以像了解天气变化一样知道当天的空气质量。每天上午10点,该站相关工作人员都会审核前一日的监测数据,然后通过国网和省网平台报送实时数据,开展PM2.5监测。从去年开始,该站就实施空气质量新标准,全面贯彻执行《环境空气质量标准》(GB3095-2012)的新标准,按照《四川省环境保护厅2013年四川省空气自动监测省控网络建设实施方案》要求,全面开展了PM2.5自动监测工作。
[关键词] 配变 故障 在线检测
0 引言
配电变压器是电网供电的重要设备,也是导致配电网故障频发的设备之一,因而如何提高配变运行的可靠性,这对安全供电至关重要。在配变运行中运用在线监测手段,能及时了解掌握配变运行状况,通过状态监测能对相关参数、信息进行采集和分析,便于发现早期潜在故障以及故障发展趋势,以便及时采取措施进行排除,避免恶性事故的发生。
1 配变故障产生的原因及特点
配变由于制造材料、装配工艺和运行维护等方面原因,使其内部绝缘存在的缺陷不断恶化,抗短路能力下降。运行中又受到电应力、热量和氧气的作用,使变压器油和有机绝缘材料逐渐老化,并在一定条件的冲击下产生裂解并生成少量低分子气体。若是配变内部又产生过热或局部放电时,会加快气体生成的速率,裂解生成的气体会形成气泡不断溶解到变压器油中,运用在线监测手段即能对生成气体的组分、含量和能量的大小进行分析,从中发现配变内部存在的潜在性故障。
配变内部故障是因热击穿和电击穿所致,热击穿的发展速度较为缓慢,在短时间内不会酿成事故。而局部放电,尤其是匝、层间的局部放电会加速绝缘的老化,若有电压的冲击必将造成绝缘性能的降低,使之从局部放电迅速发展成电弧放电,从而导致绝缘的击穿。
众所周知,任何事物都有一个产生、发展的过程,即是从量变到质变的发展过程。配变内部故障就是从电晕爬电火花放电电弧放电的过程而形成的,其发展速度取决于故障所处的部位和故障能量的大小。从诸多配变事故产生资料显示,其事故的形成都有一个较为缓慢的发展过程。若能在事故形成的过程中,运用响应快速的在线监测手段对故障的产生气体进行检测,即可了解掌握配变内部早期潜在故障及故障发展趋势,为配变维护检修提供信息,以便及时准确进行排除,确保配变安全稳定运行。
2 配变故障产生气体的特征
配变内部的绝缘油、纸、布、漆和木材等绝缘材料都是碳氢化合物或碳水化合物,其材料的分子结构中碳氢键(C―H)最多,其绝缘材料受热击穿或电击穿时,最容易分解断裂而产生气体,配变发生故障时产生的特征气体有:H2、CH4、C2H6、C2H6、C2H2、CO、CO2,等,从不同故障类型所产生气体组分来看,不论何种故障产生的气体中大多均有氢气,因而配变内氢气含量的明显增加,即是配变发生故障的标志。同时由于氢气在变压器油中的低溶解性和高扩散性,使其在低浓度时即能被检测出来,从而提供早期潜伏性故障的预警。所以选用氢气作为检测对象,是运用在线监测手段诊断早期潜伏故障的最佳方法。
据有关资料可知:配变内部发生的故障有80%以上为绝缘老化所致,而水分则是造成绝缘性能下降的首要原因,所以变压器油中含有水分必将对绝缘性能造成危害,当变压器油中水分含量增加到一定值后,其绝缘性能必将明显恶化,甚至发生绝缘击穿而导致事故的发生,运用在线监测手段还能检测出变器油中的水分,根据测出油中水分的含量,不仅能了解变压器油的绝缘强度降低程度,而且还能对配变整体绝缘状况进行评估,为配变实施状态检修提供信息,便于及时进行故障排除,避免恶性事故的发生。
3 配变故障的在线检测
配变在线检测项目分为油中气体(水分)和绝缘两大类。绝缘检测项目有介质损耗、泄漏电流和局部放电,而介损和泄漏电流的检测,只能反映配变绝缘的总体状况,却难以发现局部放电的缺陷。随着传感技术、微机技术和油气分离技术的迅速发展,使之更加便捷地检测出各种潜在故障,从而使在线检测功能更完善。
运用在线监测仪进行检测,很大程度上是进行油中气体(水分)的检测,通过对油中溶解氢气的测量及产生速率的测定,则是检测早期潜在故障及局部放电的最佳方法。另外,通过对油中水分含量的准确测定,则是判断绝缘强度降低程度的最佳途径,从而可以对配变整体绝缘状况进行评估。
在线监测仪采用独特气体分离技术和尖端的IC技术,可更加便捷快速地对产生气体和油中水分含量的测定,此外,在线监测采用先进的热导传感器,能在响应速度较快情况下,对故障产生的氢气含量进行测定。以此可及时掌握变压器油绝缘强度降低的程度,以便对配变早期潜在故障及故障发展趋势有更深度了解,从而能及时进行排除,避免恶性事故的发生。
从配变故障产生气体的检测实践表明,在各种故障产生的特征气体中有氢气,而运用在线监测仪即能快速准确地检测局部放电初期产生的氢气,根据测出的氢气含量可判定配变早期的局部放电故障,然而配变内部缺陷在运行中引发的局部放电,其发展速度是很快的,而在线监测仪即能满足这种快速产气测量的要求。一般能在故障产气后15s内测出并报警,以便运行人员及时进行排除,避免恶性事故的发生。
在线监测仪具有系统简单,安装使用方便,运行维护量少等优点,能给用户测量故障气体带来方便及降低成本。另外,随着设备状态检修制度的推行,必将在故障的在线检测中发挥更好作用。
4 结束语
关键词：中压开关柜 在线监测 无线测温
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0091-02
中压开关柜是钢包炉中压系统中的重要设备，用于向炉子变压器供电，柜内主要由真空断路器小车、过电压保护装置，隔离车、连接母排等设备组成。在长期运行过程中，因设备制造、灰尘污染、触点氧化、振动冲击等原因，造成小车的动、静触头和母排连接等部位的接触电阻增大，在运行时不断发热，温度不断上升，给设备安全运行埋下了隐患，如果不及时发现，会导致起火、短路或接地，最终导致事故发生。
目前对电气设备电气接点的温度监测手段多采用手持式红外线测温仪定期进行，而中压开关柜属封闭式结构，柜内存在35kV高压，要监测柜内发热点位置的温度必须打开后盖板，破坏安全性能，危及值班人员人身安全，而且对于关键部分小车动、静触头的接触位置无法测量，因此不能实现安全准确地测温，造成柜内设备缺乏跟踪监测手段，不能及时发现柜内设备的发热点，设备的安全可靠性得不到有效保证。本文介绍一种采用无线技术的中压柜实时测温系统的原理、组成及应用以及在钢包炉中压柜的应用。
1 目前常用在线测温方法和特点
目前国内使用较为普遍的在线测温方法有以下几点。
1.1 红外测温法
红外测温系统由红外温度传感器、数据采集器和计算机后台管理系统组成。在高压配电装置测温点附近安装红外温度传感器，红外温度传感器接收被测量设备的热红外信号，转换成温度信号后上传至数据采集器，数据采集器可显示、报警和输出控制信号，并通讯上传到计算机后台管理系统，由计算机后台管理系统对数据进行处理、统计、分析和保存。
1.2 光纤测温法
光纤温度监测系统是由光纤温度传感器、传输光纤、温度监测仪和计算机管理系统组成。在高压配电装置测温点上安装光纤传感器，光纤传感器将被测量温度转换成光信号，通过光纤将信号传送到温度监测仪，温度监测仪将光波信号解调成温度信号，通过以太网口向计算机管理系统传送，由计算机管理系统实施数据处理、故障诊断、报警及控制。
以上两种测温方式虽然都有其优势，但是缺点也较为明显，实际使用效果并不理想。比如，红外测温系统对电气设备的温度采用非接触式测量，但是探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面，应用范围受到开关柜体结构的限制，并且现场安装需布线，后期维护清理不方便。光纤测温的主要问题是光纤表面受环境灰尘的污染，将导致光纤沿面放电，影响使用的安全性以及在日常清灰维护中光纤极易折断，并且柜内仍需布置多根光纤，安装维护均不方便。
2 无线测温系统原理及组成
2.1 系统原理
基于无线测温技术的高压开关柜温度监测系统首先通过无线温度传感器感测设备表面温度，然后通过无线射频技术将温度信号传输至无线温度接收模块，接收模块完成数据采集后通过信号电缆传输数据到无线温度监测仪，再通过CAN网络将无线温度监测仪互联起来并连接至中心监测计算机来实现无线测温。
2.2 系统组成
测温系统由1台计算机，1台打印机，1个CAN协议转换器，5台现场温度监测仪， 5台无线温度接收模块，27个无线温度采集和发射模块组成，见图1。
系统各部分详细说明如下。
（1）现场数据采集。
现场数据采集主要由无线温度采集发射模块和相应的安装附件组成。无线温度采集发射模块用于测量带电物体表面的温度，如中压开关柜内的触头和母线连接处的运行温度，然后通过2.4G无线网络将温度信号发送到无线温度接收模块。
（2）现场温度监测。
现场温度监测主要由无线温度监测仪和无线温度接收模块组成。每个无线温度监测仪相连一个无线温度接收模块，接收模块相当于一个无线接入点，可同时接入9只无线温度传感器。无线温度监测仪一般安装在高压开关柜柜体外，具有现场查询、参数设置和报警等功能。无线温度监测仪采用LCD显示器显示现场监测温度，并通过隔离CAN工业总线接口与远程监控系统相连，将温度数据上传至远程监测终端。
（3）后台测温监控计算机。
后台测温监控计算机安装在主控制室内，接收现场监控单元上传的数据，安装在监控系统计算机上的温度实时在线监测管理分析软件，能够实现电子地图模拟功能、温度实时显示、历史数据记录和对比分析、异常温升报警、运行状态全程记录以及报表打印等功能。可以有效地帮助运行人员监测和分析对比高压设备监测点的温度变化情况，及时预测出故障发生的部位，从而保证高压设备的安全运行。
2.3 系统主要技术指标
测温范围：-25℃～125℃；
测量精度：+0.5℃；
温度收发模块短时耐受温度：≤150℃； 长期耐受温度：≤90℃；
温度采集模块与接收模块传输距离：≤100m（无线传输）；
温度采集频率：每20～180s测量/发射1次；
无线测温采集模块供电能力：电池设计寿命在常温下≥10年，高温下≥3年；
现场温度监测仪通讯方式：CAN；
现场温度监测仪测温通道：12个；
现场温度监测仪报警输出口：继电器无源输出（2路常开）；
现场温度监测仪报警历史事件记录：一共可存储24条报警记录。
2.4 系统特点
（1）实现防止设备温升过高产生故障的早期预测。当检测到异常温升时，系统能提供报警并准确定位发热位置，指导检修工作。
（2）通过电子地图温度巡检直观显示小车动静触头、母排、电缆头温度的具置及名称，实时连续的温度监测。
（3）提供强大的数据统计、处理和查询功能。后台数据库可长期保存历史数据，作为运行经验的积累和事故分析的依据。
（4）系统可靠性高，无线射频传感技术不受振动以及外界灰尘的影响，有效地保证了数据无线传输的可靠性，测温精度高。
（5）系统安装方便，无线温度传感器体积小、没有接线，使用电力专用耐高温自粘扎带可以很方便地安装在开关触头、电缆接头等安装空间狭小的被测点上。
3 效益分析
（1）南钢钢包炉中压柜因为小车动、静触头发热造成的事故已发生两起，严重影响冶炼的正常进行，使用在线温度状态检测可以帮助维护人员动态掌握设备温度变化趋势，及时发现和消除设备过热隐患，减少事故停电损失。
（2）在线测温可避免人工设备点检带来的人身安全隐患，提升供电设备故障诊断检测技术水平，对实现安全本质上也有重大意义。
4 结语
基于无线技术的电力系统温升安全在线监测系统，对中压开关柜、电力电缆、母排、变压器等重要电气设备的温升故障进行实时在线监测，有效的预防了供电事故的发生，同时也为设备管理、维护部门开展预防性维修提供了准确的依据。该系统自2011年在南钢投运以来设备运行稳定，使用效果良好。这一技术的应用将成为未来国内冶金行业检测电气触头温升故障的一大发展趋势。
参考文献
关键词：电能质量；电测试验；安全隐患；二次屏柜作业；继电保护；变电站 文献标识码：A
中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）35-0085-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.041
电测试验现场工作大致可分为电能质量、电压监测以及主变油温表，其中电能质量和电压监测属于二次保护，安装在主控室二次屏柜内。以江门供电局为例，全地区150多个变电站全部覆盖了电压监测仪，监测主变以及部分重要专线；接近2/3的变电站覆盖了电能质量在线监测装置。电压监测仪，顾名思义，是一种对电压进行在线监测的仪器，能够有效记录一定时间内电压的波动情况，集合格率、合格时间、超下限率、超下限时间、超上限率、超上限时间、运行时间、最大值、最大值时间、最小值、最小值时间以及平均值等统计功能于一体的监测仪器；电能质量描述的内容是通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。在三相交流系统中，还要求各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。但由于系统中发电机、变压器、输电线路和各种用电设备的非线性或不对称性以及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想状态并不存在，因此在电网运行、电力设备和供用电环节中出现了各种问题，从而产生了电能质量的概念。目前大多数专家认为，电能质量的定义应理解为：导致用户电力设备不能正常工作的电压、电流或频率偏差，造成用电设备故障或误动作的任何电力问题都是电能质量问题。而电能质量在线监测装置就是一种能在线对上述电能质量问题进行实时监测的装置。
因此，江门局电测二次屏柜作业工作主要分为电能质量在线监测装置定检、电能质量在线监测装置网络调试、电能质量测试、电压监测仪定检。其中，电能质量在线监测装置定检以及电压监测仪定检工作必须使设备与电网完全隔离，才能对设备进行加量操作，需要对屏柜内端子排进行操作。
上述工作任务由于需要对电网进行操作，不管是对电网安全还是人员安全都会产生一定的作业安全风险，提前对这些安全风险进行分析讨论，并针对这些风险采取必要的安全措施，可以在一定程度上避免安全事故的发生，认真贯彻“一切事故都可以预防”的安全理念。
1 作业安全风险概述
1.1 由主观因素产生的风险
按照危害类别可以分为行为危害和能源危害两类：
1.1.1 变电站进行电能质量在线监测装置定检工作的作业安全风险。属于行为危害的有由于量程选择不当或操作不当而导致设备损坏、由于接线不当或导线断股而导致CT二次回路开路或PT二次回路短路；属于能源危害的有由于触碰到带电端子排或测试导线等带电运行设备而导致触电。如图1所示：
1.1.2 变电站进行电能质量在线监测装置网络调试工作的作业安全风险。只有能源危害：由于触碰到带电端子排而导致触电。
1.1.3 变电站进行电能质量测试工作的作业安全风险。属于行为危害的有：由于接线不当而导致CT二次回路开路或PT二次回路短路；属于能源危害：由于触碰到带电端子排而导致触电。
1.1.4 变电站进行电压监测仪定检工作的作业安全风险。由于电压监测仪属于新增设备，所以变电站保护屏内并没有专属的接线端子，按照目前江门地区变电站的普遍做法是从主变测控屏端子排上AC相或AB相引出导线接入电压监测仪以监测主变电压变化情况，因而变电站进行电压监测仪定检工作的主要风险在于在拆除电压监测仪接入导线并用绝缘胶布隔离操作时，由于操作不当而导致接入导线短路或接地，引起PT二次回路短路或接地，同时触碰两根导线而导致触电。
1.2 由客观因素产生的风险
变电站主控室环境对作业产生的安全风险。环境影响主要分为作业空间狭小以及灯光不足两种。主控室屏柜与屏柜之间的通道不足1米，在有设备的情况下无法满足两人以上同时观看作业过程；主控室仅天花板安装有照明设备，99%以上的屏柜内没有安装照明设备，并不能完全照亮屏柜内的每个角落，如图2所示：
2 处置措施
第一，防止CT二次回路开路的措施是专人监护，短接CT二次绕组时，必须使用专用短接片或短接线进行正确短接，短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕。严禁在CT二次绕组与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作。工作必须认真、谨慎，不得将回路的永久接地点断开。
第二，防止PT二次回路短路的措施是专人监护，在PT二次回路上工作时，站在绝缘垫上并使用绝缘工具和绝缘手套；拆除的PT二次线，用绝缘胶布密封外露的导体部分。
第三，针对触电的安全措施有：（1）设专人监护并呼唱；（2）穿工作服、戴安全帽、穿绝缘鞋；（3）接线前检查所有测试导线，用绝缘胶布密封外露的导体部分。操作前加强沟通与协调，详细了解现场是否有其他工作以及明确各方的工作内容。
第四，针对环境因素的安全措施，设计一套基于物联网的视频监控系统的辅助装置。
3 视频监控系统
视频监控系统分为两个部分，分别是头戴式监控设备，如图3所示，是由远射灯模块、IP摄像机模块和供电模块组成。该设备将用于近程监控条件，即作业人员带上该监控设备进行工作时，工作负责人可以通过平板电脑观看实时操作过程，有效避免由于操作不当引起的安全风险。此外，该监控设备还可以把工作人员看到的数据传输到监控台上，这样便可以集中处理各维护信号，也避免了工作人员疏漏的情况。
另一部分是固定式监控设备，如图4所示，该监控设备可以对远程的电气设备进行实时监控，由于部分远距离变电站的电能质量测试工作需要长时间测试，需要工作人员不定时前往变电站查看，造成人力资源的浪费，通过利用了IP摄像机远程监控的优势来弥补这一不足，使得工作人员可以在远端随时查看测试设备的工作状况。固定式监控设备由IP摄像机、伸缩枪（远程控制触碰带断电保护的触摸屏）、开关电源、随身WiFi四部分组成。
该辅助巡视装置主要是由图像采集发送端和图像显示控制端两模块组合的无线传输系统，图像采集发送端与图像显示控制端采用单片机控制、摄像头采集、液晶显示、稳压电源、无线模块收发、步进电机摆动、按键触屏操作以及SD卡。图像采集发送端和图像显示控制端在STM32单片机核心控制下相互通讯，图像采集发送端把图像采集发送到图像显示控制端显示，可根据采集需求在图像显示控制端按键及触屏操作选择摄像头采集的模式及采集的方位，进而实现功能满足应用的需求。
4 结语
“一切事故都可以预防”是南方电网公司的安全生产理念。本文对电测专业现场作业的安全风险以及相应的、有效的措施进行梳理，并简单介绍了江门供电局电测试验班最新采用的辅助设备，确保电测试验二次屏柜作业的安全、有序进行。通过照明灯与摄像头的配合，既弥补了光线不足这一因素对作业造成的不安全因素，同时也通过影像记录形式记录整个作业过程，不仅可以在现场实时监控，随时发现操作过程中的错误并及时制止，而且还可以当作案例在事后进行讨论，增强工作人员安全意识，提高技能水平。另外，通过摄像头也可以记录一些优秀的、规范的操作案例，在新入岗或转岗人员的培训中起到直观的视频教学作用。
参考文献
第二条*市环保局负责全市范围内在线监测系统的规划和组织实施，制定有关管理规定和验收技术要求，并负责在线监测系统正式联网运行前的验收及运行后的监督管理。
第三条在线监测系统属于排污单位的污染防治设施，排污单位不得擅自拆除、闲置、更换、改动污染物在线监测仪及其信息接入、传输设备。需要拆除、闲置、维修、更换污染物在线监测仪的，排污单位应当事先报经市环保局批准。
第四条排污单位负责自筹本单位在线监测系统安装建设费用。且必须按照《监测站房与仪器设备安装技术要求》(HJ/T353-2007)提供自动监控设备正常运行所需的房屋、水、电、气等条件。
第五条凡是被列入安装计划的排污单位必须按照国家、省、市环保局规定的有关标准、技术要求，对排污口进行规范化整治，在规定的时间内完成在线监测系统的安装任务。
第六条在线监测系统正式运行前，排污单位应向*市环保局申请验收，并提交验收测试报告。新建、扩建、改建项目需在在线监测系统验收合格后，方可进行建设项目竣工环境保护验收。
第七条安装范围。凡被列入国家重点污染源(国控)和省重点污染源(省控)和市级重点污染源(市重点)的单位，必须按照国家、省、市安装在线监控设备的时限要求，按时安装完毕，并与市环保局指挥中心联网，在市环保局验收合格后，完成此项工作。
第八条排污单位优先选择使用经市环保局认可的符合国家标准的在线监测监控设备。
第九条安装自动监控设备的排污单位，必须符合国家污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准(HJ/T212-2007)的要求，对数据的采集、上传进行处理，并负责数据传输接口与监控网络端口的对接，保证与市环保局指挥中心联网运行。
第十条污染源自动监控设备安装调试后，排污单位应当立即将该设备与市环保局指挥中心远程监控数据管理平网，并试运行30日。在试运行期满后的30日内，应当向市环保局申请验收。
第十一条市环保局成立专家验收组，按照《水污染源在线监测系统验收技术规范》(HJ/T354-2007)和《水污染源在线监测系统运行与考核技术规范》(HJ/T355-2007)的要求对水污染源在线监测设备进行验收，大气监测设备的验收参照执行。
第十二条污染源自动监控设备申请验收之日，由市指挥中心技术人员重新设定系统密码；同时排污单位将在线监测仪器房钥匙全部交给市在线监测办公室，并纳入第三方运营管理。
第十三条排污单位申请自动监控设备及配套设施验收，应当提供以下资料：
（一）自动监控设备验收申请报告、验收申请表、项目总结、设备验收对比测试报告；
（二）设备试运行30日的自动监测汇总打印数据，自动监控设备调试、校准、检测等技术资料；
（三）自动监控设备运行管理制度；
（四）符合验收技术规定和要求的其他有关资料；
（五）委托社会化运营管理单位管理自动监控设备的合同。
第十四条经验收（校验）合格后的自动监控设备的监测数据，作为环境管理和排污收费的依据之一。
第十五条环境监察部门定期或不定期对自动监控设备进行现场检查，并组织环境监测机构对自动监控设备进行对比监测校验。正常生产条件下对比监测校验每年不得少于二次。
第十六条市、县两级环境监察部门应当加强对排污单位安装的污染源在线监控设备的监督检查，并将其纳入对排污单位的日常检查内容之中。
第十七条污染源排放自动监控设备需停运、拆除、部件更换、重新运行，应当在7日前报经市环保局监察支队批准同意。监察支队自接到报告之日起7日内予以批复；逾期不批复的，视为同意。因不可抗力和突发性原因致使自动监控设备停止运行或导致不能正常运行时，排污单位应当在24小时内报告市环保局环境监察支队，并书面报告停运原因和设备情况。
第十八条污染源自动监控设备停运或闲置后重新启动，须按照有关技术规定由环境监测机构重新进行校验。自动监控设备检修、部件更换后，须进行人工标定。
第十九条排污单位必须将污染源自动监控设备的运营管理委托给依法取得运营管理资质证书的社会化运营单位维护管理，费用由排污单位承担。
第二十条排污单位与社会化运营管理单位应当签订运营管理合同，明确各自的权利和义务，保障自动监控设备正常运行。
【关键词】集中工业园区；工业有机废气；在线监控预警系统；应用
严重灰霾与光化学烟雾等大气污染严重影响群众健康，因规划与发展形成集中工业区的工业废气，有二氧化硫。颗粒物与挥发有机物（VOCs）等，对环境与群众有直接或者间接影响。国家环保十二五规划明确加强挥发有机污染（VOCs）与有毒气体控制，开展该有机污染与废气监测，提升污染监测能力。此背景下，对集中工业区安全监测与建立预警系统，更好开展对挥发有机物等的监测与监管。
1 在线监控和预警系统内涵及建设必要性
在线监控和预警系统，是以在线分析仪为核心，以移动通讯为媒介，用传感技术、自动控制、计算机应用及相关分析软件与通讯网组成综合性在线监测和预警系统。利用检测技术、网络技术与自动控制对排污企业进行全程监控、及时预防与处理污染的管理系统。
工业园存在问题与废气排放，工业园环境问题有：（1）居民离工业园很近，园区有小范围居民集中，废气污染突出。（2）气体源头监管有难度，接到举报到人员到现场，气味已经消散，确认污染源难。（3）废气处理没有监控，处理流程与排放不能有效监管。（4）废气超标或严重扰民，不能接到预警，处理滞后。急需建设废气安全预警系统，对企业烟囱与废气排放实时监控，对集中工业区废气监测预警。
2 在线监控和预警系统在建设中主要问题
（1）系统安装缺乏认识，无法保证其正常运行。工业园中很多企业对在线监控和预警系统重要性认识不够，安装验收完后，不重视运营管理，陷入仪器设备无法正常运转，集成商没有资金无力接手，环保部门看不到，政府大量投入的监测数据状况。
（2）监测仪器缺少统一标准，导致在线监测仪不能规范化运行。工业园中现有监测设备厂家众多，一次性投资费用为进口设备50%，仪器测量法缺乏统一标准，监测数据偏差与运行稳定性等方面落后进口设备。由于监控设备存在质量问题，有些企业管理不到位，出现故障没有及时处理，导致联网不稳定，系统无法长期的正常运行。
（3）自动监控设备机型多，和国家网络连接困难多。连网软件厂家服务不配套，阻碍在线监测仪规范运行。有的开发时间不一样，缺乏统一采集系统，使数据传输网与管理软件不兼容，数据联网无期，使数据不能兼容，阻碍数据联网进度。
（4）缺乏对检测系统管理机制，无法保证数据准确。缺乏运营商的管理机制，社会上很多没有运营资质的环保企业进入监测市场，用低廉价格承接监测业务进行转包。技术力量与利润不能支撑维护与后期运营，无法提供让网企业与环保部门满意的服务，扰乱市场价格，使安装与维护质量没有保证。
3 某市工业园在线监控和预警系统概述
（1）首先由监测系统采集现场浓度数据，废气治理监控系统采集企业与工况数据，通过数据传输仪与网络通讯把数据传到废气监测与预警平台。预警平台分析数据，数据异常则发送到环境监察与企业人员电脑终端。企业根据信息自行处理，通过平台客户端把处理上报。如遇重大污染事故由环保部门按应急预案妥善处理。
对工业园重点企业废气处理监控系统对企业处理效果全过程监控，有效约束超标排放，及时调整工况与处理工艺，源头监控废气达标排放，提升废气治理能力。
（2）废气监控布点对监控系统很重要，鉴于园区有居住区，周边也有集聚区，为准确与客观把握废气对居民影响，除在重点排放口与厂界设点外，对公共区也设点。
（3）监测因子，主要因子是TVOC与硫化氢。
（4）废气在线预警平台。该平台实时监控，涵盖数据收集、处理与应急管理平台。综合该平台区域内废气各类静态与动态数据的监控、数据与报表管理、参数与任务管理等功能。针对不同废气污染，提供应急预案，数据异常或者事故发生，提醒与指导采取措施与执法部门对事故应急处理。
监测仪器设定对被监测废气毒性、排放标准与精度。一旦超过报警值，便向终端发送报警信息。预警平台设置应急预案，根据设置的触发条件，触发各类处理方案。例如，针对轻微废气污染，设置一级黄色预警，向相关监测人员发送警报信息，可有企业根据具体情况，自行进行处理，然后将处理结果上报上级有关单位，进行记录即可，对于污染造成的损失和处理措施，也要进行统计记录，为类似事件的处理积累经验。对于较为严重的污染，设置二级橙色预警，同样向相关人员发送警报信息，然后根据污染的严重程度，安排相应的技术人员和监察人员到现场进行处理，判断是否需要对相应的设备进行检修，同时随时跟进处理进度，待处理完成后，对整个事件的处理过程进行记录和整理，并上报处理结果。对于十分严重的污染，要设置三级红色预警，组织应急指挥小组，在第一时间启动应急预案，上报相关部门，制定针对性的处理措施，尽一切可能，将污染造成的影响和损失降到最低。另外，在线预警平台如果出现故障，也会出现报警的情况，这时，应该组织专业维护人员赶赴现场，进行维修工作，并对解决情况进行上报。
4 针对在线监控预警系统的建设意见
从目前的实际情况分析，集中工业园区工业有机废气的污染控制受到了企业和相关环境管理部门的重视，在线监控预警系统也得到了广泛的普及和应用，而要想确保其作用的充分发挥，还需要采取一定的对策和措施。
（1）确保在线在线监控与预警系统的合法性
对重点污染源进行在线监控，是强化环境保护，贯彻落实科学发展观的客观要求，同时也是落实主要污染物总量减排措施的重要依据。国家对于一些污染严重的工业企业，都制动了相应的节能减排目标，规定如果企业在一定时间内，没有完成这些目标，出现超标、超总量排污的情况，将会对企业实施限产减排或关停处理。而自动在线监控设施取得的数据信息，将作为标准判断企业是否完成相应任务的唯一核定标准。因此，确保系统的合法性是十分必要的。
（2）建立运维和长效监测机制
对于废气安全监测预警系统而言，定期监测机制是十分重要的组成部分，通过对监测设备的定期巡查和校准、对比等，有效确保设备运行的可靠性和稳定性，进而保证监测数据的准确性和有效性，确保系统可以长期稳定的运行。
5 结语
总而言之，在集中工业园区建设工业有机废气的在线监控预警系统，对工业生产中的有机废气进行实时在线监控，在废气超标排放时，可以向相关企业和环保监察人员发送警报信息，通知其进行及时处理，从而减少了废气对于周边环境的污染，保障了工业园区的环境安全，有助于实现社会的可持续发展。
【参考文献】
[1]金琴芳.对集中工业区废气安全监测预警系统的研建[J].污染防治技术，2013，26（4）：13-15.
摘要：环境监测是人们认识环境、评价环境、掌握环境质量的重要手段，是环境治理的前提和依据。城市环境治理包括城市大气污染治理、城市水污染治理、城市固体废物污染治理和城市噪声污染治理四类。不同类型的污染具有不同的特点,其危害也不同，对此应采取不同的治理途径。本文就针对城市的环境污染特点，分析城市环境监测和治理技术在控制环境污染方面的内容。
关键词：城市环境；环境污染；污染治理；环境
环境监测是运用各种分析、测试手段，对影响环境质量的因素值进行测定，取得反映环境质量或环境污染程度的各项数据的过程。其目的是运用监测数据来表示环境质量受损程度，进而来探讨污染的起因和变化趋势，结合环境治理技术从而更快速、准确地控制和解决环境的核心问题。
一、环境监测和治理技术的发展现状
1.环境监测技术的发展现状
我国的环境监测已初具规模体系基本完善，特别是十一五以来到三级站环境监测站（县级站）的能力建设，无论是环境监测能力、监测管理或是物质基础等方面，都有了质的飞跃。就技术方面而言，也取得了较大的发展。首先，环境监测技术已发展有生物监测、物理监测、遥感、卫星监测等多种监测技术的监测体系。其次，环境监测仪器的生产也达到了一定的水平。
我国的环境监测仪器的生产技术与水平也日益提高，如油份测定仪、电磁波监测仪器等。我国重点开发的仪器主要有空气和废气监测仪器、污染源和环境水质监测仪器与便携式现场应急监测仪器等。此外，我国的环境监测也逐渐向自动连续性的监测系统发展，提高了环境监测的效率。
2.环境治理技术的发展现状
针对于各种不同的污染指标，到目前已经发明产生了相对应的治理新技术、工艺及仪器。清洁的大气环保技术；固体废物处理技术；水净化技术等近年都取得了长足的发展。对于大气治理，各种除尘技术，脱硫、脱氮技术等以及工业废气的净化都取得一定效果；对于污水处理和净化技术也在不断地完善和发展；对于固体废物处理，废物的减量化明显且回收率高。近年来,我国的环境污染治理技术有了较大的发展,人们从仅注意少数几种污染物的单项治理发展到用先进的设备和投术进行综合治理,用物理化学及生物化学方法治理环境污染已取得较明显的效果。
二、城市环境污染的监测
1.环境监测对象
城市环境污染监测主要围绕水质环境监测、大气污染监测、噪音污染监测、生物指标监测。就城市监测技术手段而言主要围绕在实验室通用分析仪器、专用环境监测仪器和便携式现场应急监测仪器等。
2.环境监测技术及应用
环境监测技术在不同的使用条件下有不同的技术方法。
在实验室通用分析仪器中，主要使用一些原子吸收光谱法、紫外一可见分光光度计、红外吸收光谱法、ICP等离子体发射光谱仪等。
在专用环境检测时所使用的仪器主要有空气和废气监测仪器、污染源和环境水质在线监测仪器。常用的COD测定仪在测定方法上有滴定法、库仑法、分光光度法等，这些方法均有各自的特点，可以满足不同的需求。氰化物测定仪中，国外已有可以测定不同形态氰化物的仪器。测油仪中，主要以红外法为主，其准确性、可靠性较好。
便携式现场应急监测仪器：体积小、重量轻、分析速度快、操作简便。国外环境常规污染物如CO、NO、COD等的便携式仪器早已成熟，便携式气相色谱(GC)作为现场分析仪器也已使用多年。这些都是应急监测中不可缺少的工具。随着国家十二五规划对环境保护的加强，能力建设投入的加大，监测应用技术和手段必将上一个新的台阶。
自动在线监测系统主要有空气和废气自动监测系统、水质自动监测系统、噪声自动监测仪器、3S技术等。其简便及其长效的监测平台也必将在我国十二五发展规划发展中有更大的空间发展及应用。3.我国城市环境监测技术存在的问题
我国城市环境监测技术目前尚存在不足之处：首先，监测系统整体能力不强，自动在线监测仪器产品技术含量偏低，无法与国外产品进行竞争。其次，监测技术配套性差，可测项目不多；太精仪器、自动监测系统大多依靠进口。第三，总体技术水平低，缺乏自己的核心技术。最后，在监测分析技术上，一些污染物缺乏一些标准的分析方法，一些监测技术尚不规范，应进一步提高应用监测分析技术。
三、城市环境污染的治理
城市环境污染治理主要包括大气污染物治理、废水治理、噪音污染治理以及固体废弃物治理等。
1.城市环境治理技术及应用
大气污染物治理技术主要有颗粒污染物治理技术和气态污染物治理技术。颗粒污染物治理技术包括机械除尘装置、过滤除尘装置、静电除尘装置。气态污染物治理技术包括吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法、生物法、膜分离法等。
废水处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和生物处理法，生物技术逐渐运用到污水处理上来了，且得到了很好的处理效果。这些方法运用于废水处理的三大类别：分离处理、转化处理和稀释处理。
噪音污染治理包括吸声降噪、隔声降噪、消声降噪、减振降噪。
固体废弃物治理是通过一定的技术处理和分离手段，来改变废弃物的结构和特性，已达到减量化、资源化和无害化的目的、主要的处理技术包括压实、粉碎、分选、脱水干燥、化学处理、生物转化处理和固化处理。
2.我国城市环境治理技术存在的问题
我国城市环境治理技术存在的问题主要有：中小城市的环境治理的设备的落后，环境污染处理效率、质量低；关键治理设备还得需要进口，国内没有相关的设备支持；综合治理的能力较薄弱；我国制定的污染指标比较宽松；污泥没有真正达到无害化，没有最终处置的途径；新兴技术（像生物治理技术）的发展比较缓慢；对于废弃物治理的回收再利用率低。这些问题都在技术上限制了实践过程中环境治理的实施与发展。
四、我国城市环境污染监测及治理技术的发展方向
1.城市环境污染监测技术的发展方向
城市环境污染监测技术发展方向应落着在以下几个方面：大力推广实验室管理系统（LIMS），并加以广泛应用；创建和完善具有中国特色的环境监测技术体系，组建完善国家级环境监测网络；加强对突发污染事故预警监测系统的研究。另外，在环境污染物的分析项目上，以监测有机污染物为主；在监测分析的精度上，向痕量乃至超痕量分析的方向发展。其次，连续广泛使用自动化和现场快速分析技术，监测分析仪器趋于小型化和复合化，操作简便化。
2.城市环境污染治理技术发展方向
城市环境污染治理技术发展方向应落着在以下几个方面：水环境治理与水生态系统修复技术；采用先进的工艺技术和设备减少烟气污染排放；加大综合治理设备的发展；加大对特殊材料的研发；对新兴技术的研究，像生物治理方面的研究，也是一个重要的方向。
五、结语
我国在环境监测方面还处于发展阶段，很多测试仪器、测试系统及数据分析仪器还处于不断发展和完善阶段，要大力推进环境测试技术的发展，鼓励测试仪器及系统的研发，并在制度和管理上完善我国环境测试技术的落实和基本普及。对于城市环境的治理技术，也要大力发展配套设备的研制和完善，发展新兴污染处理技术和处理方法，同时将治理放在污染之前，做好预防，防患未然。（作者单位：仁寿县环境监测站）
参考文献：
［1］李国刚，万本太．中国环境监测科技发展需求分析［ J ］ .中国环境监测，2007，9（2）．
［2］胡冠九，浅谈我国环境监测技术发展趋势［J］．环境科学与管理，2005；(5)：
【关键词】ARM；DSP；轴系；监测
1.引言
现代船舶推进轴系日趋复杂，其产生的扭转、纵向及横向振动会对轴系本身造成危害，严重的甚至造成轴段断裂与船毁人亡。因此预防轴系故障的产生尤为重要，但传统的定时检修与事后维修方法已不能满足要求，需采用特定的监测方法。因此本文开发船舶轴系监测装置，为其安全运行提供保障。该监测装置能在线对轴系扭应力、扭转振动、回旋振动与纵向振动进行实时监测与报警，同时还监测轴系转速，实时功率与扭矩，以判断轴系工作状态。
2.组成与测量原理
轴系监测仪为模块化设计，可根据用户要求进行配置，由扭转、回旋、纵向振动监测模块、轴功率监测模块与机旁监测终端等组成，见图1。
（1）扭转振动：扭转振动采用应力直接测量法。利用粘贴在轴上的电阻应变计，测得旋转轴表面扭应力的大小，扭应力随时间的动态变化就反应了轴系的扭振。选用德国KMT公司的MT32型350Ω全桥应变片，具有温度自补偿功能（图2左）。同时设计机械装置，保证应变计粘贴得与轴线方向一致（图2中）。在对应变计涂层防护后，设计硬质非金属材料卡环保护罩封装应变计与无线编码模块，并牢牢固定在轴上随轴旋转；感应拾取模块紧靠其安装而不接触（图2右）。
由于旋转轴上接触式信号的传输不稳定，工作寿命短，不适合长期在线监测，所以摒弃了滑环与电刷的接触式传输方式，采用脉冲编码调制（PCM）方式无线传输扭振信号，发射主频为433.3～434.5MHz，采用数字信号，信噪比高不易受干扰；并且轴上信号编码与发射模块均采用低功耗设计，可靠感应方式供电，能长期稳定地工作，从而解决了旋转轴上模块的供电问题。
所以完整的扭振传感器由应变计、无线数字编码模块、天线、无线接收模块与解码模块组成，并得到图3中的扭矩信号输入至监测仪。
（2）回旋与纵向振动：回旋与纵向振动均采用接触式测量法。利用安装在轴上的ICP加速度传感器获取回旋振动与纵向位移信号，也采用PCM无线发射。该模块由一对互相垂直的ICP加速度传感器（回旋振动）/一只ICP加速度传感器（纵向振动）、ICP调理模块、无线数字编码模块、天线、无线接收模块与解码模块组成（其无线发射部分与扭振测量模块共用），得到两路回旋与一路纵向振动信号输入至监测仪，见图1。
（3）轴功率：轴功率监测需扭矩与转速信号计算后求得。扭矩信号的测取同上，转速信号是由轴系飞轮上的磁电式转速传感器测取的，计算得到轴功率信号输入至监测仪，见图1。
3.机旁监测终端硬件设计
机旁监测终端是监测仪的核心，它处理多路传感器信号，同时实现显示、报警、存储等功能，有连接LCD、以太网、SD卡及CAN总线预留等要求，并考虑到工作环境及稳定性的要求，需采用一款具有上述各种接口并能用于工业环境的ARM处理器。同时，机旁监测终端需处理大量计算，对数字信号处理能力也有较高要求，最好选用快速的DSP处理器。综合上述因素，并考虑到系统今后的扩展性，决定采用ARM+DSP双处理器架构来设计。
ARM选用NXP公司ARM7内核、32位精简指令集的LPC2378处理器。该处理器片上集成512KB FLASH和58KB SRAM存储器，有总线外扩接口、UART、USB、10/100M以太网接口、SD卡接口、以及两路CAN总线接口等，单一3.3V供电方便与其它3.3V器件的供电相匹配[1]。DSP选用TI公司C5000内核的TMS320VC5409A处理器，该DSP包含32K片内高速SRAM，有总线外扩接口，便于扩展片外SRAM和FLASH存储器，以实现应用系统[2]。
DSP在系统中作为协处理器，需与ARM主处理器交换数据。DSP的HPI接口可用以与主处理器接口和交换数据[2]。其总体架构如图4所示。
（1）前端信号调理：根据前端传感器与调理器的工作属性，调理后的各路信号属性应如表1所示。
信号调理电路主要由运放组成，实现信号的滤波、缩放、零位偏置、及提高输入阻抗等功能。为提高精度，运放选用高性能的集成仪表放大器，相关电阻采用0.1%精度的精密电阻。信号隔离采用安捷伦公司的反馈型线性光耦HCNR200，完成信号的1：1隔离放大。
（2）A/D转换器：ADC采用16位Σ-Δ型ADS1174芯片，以实现高精度采样。机旁监测终端设计4个ADC，每个ADC集成4路采样通道，可实现16路模拟量的同步采集。ADC的输出为标准SPI接口，可与DSP的Mcbsp口无缝连接，实现ADC转换数据的读取以及ADC的配置与控制。ADC芯片有高速和节电模式，高速模式下每通道最高52kHz同步采样率。
（3）人机接口：采用带字符层与点阵层的双层LCD实现字符显示与绘图功能。LCD连接到LPC2378的外部总线，并采用LPC2378的Intel接口时序。另设计4*4矩阵式键盘，共占用ARM 8个GPIO口，用于界面操作。
（4）以太网控制器：通过LPC2378片上的10/100M以太网控制器，外部再连接物理层芯片DM9161A、以太网变压器HR601680与RJ-45接口即可实现以太网接口。LPC2378利用其片上UART实现RS-232接口，以通过上位机设置以太网参数及调试系统。
4.可靠性设计与测试结果
（1）可靠性设计：电磁兼容按参考文献[3]的要求设计。连接导线均采用低噪声屏蔽电缆，尽可能降低信号在传输过程中所受的干扰；所有导线接头均采用LEMO结构，插拔自锁，能在高振动强冲击环境下使用。系统整体单点接地，模拟与数字地分开，再通过磁珠连接，防止数字部分的对模拟部分的高频噪声干扰。
系统电源总接入口采用隔离电源模块，输入电源首先通过磁珠以阻止高频干扰，内部电源变换使用线性电源芯片，降低电源的纹波干扰。外部传感器信号接入处均采用光耦隔离。
电路布线采用多层板，并铺设独立的电源层与地层，以降低阻抗、提高抗扰能力。布线遵循元件布置与走线规则，以提升整个电路板的电磁兼容性。高频DSP系统设计有看门狗电路，在系统死机时自动复位。最后，整个系统安装到金属屏蔽盒内，从系统的角度实现电磁兼容。
（2）测试结果：限于篇幅，并且由于功率测量需用到扭矩与转速传感器信号，因此可以功率测试为例。轴系试验台架的输出轴后安装有测功机，将监测仪输出的功率值与测功机的测量值进行比较（表2），试验结果表明：测试误差达到工程要求，监测仪设计成功。
5.结束语
目前，该监测仪已用于船舶轴系的监测。由于ARM处理器能运行操作系统，便于管理复杂的程序任务，外设功能丰富，易于设计出智能化监测装置；而DSP处理器具有快速采样与计算能力，所以两者优势互补，完成设计目标。此外，该ARM+DSP方案也可以作为硬件设计的一个通用方案。而具有无线遥测与感应发电功能的新型传感器的应用则大大提高了监测仪的先进性与可靠性。
参考文献
[1]周立功.ARM微控制器基础与实战（第二版）[M].北京航空航天大学出版社，2005.
[2]戴明桢.TMS320C54x DSP结构、原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2001.
