[align=center][color=#990000][b]超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代[/b][/color][/align][align=center][color=#990000]Unwind Tension Controller for Dancer Input with Tension Indication—— Domestic Substitution of Montalvo Tension Controller[/color][/align][align=center][img=超高精度浮辊和张力双回路控制器：Montalvo张力控制器的国产替代,690,542]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092010572560_1350_3221506_3.jpg!w690x542.jpg[/img][/align][color=#990000]摘要：针对目前市场上张力控制器普遍存在的测控精度较差、功能单一、适用传感器类型少和PID参数无法自整定等问题，本文分析了国外浮辊和张力双通道控制器的技术特点。对标国外高端张力控制器产品，本文重点介绍了国产替代产品的性能，国产张力控制器同样具有浮辊和张力双回路控制功能，但由于每个通道都采用了24位AD、16位DA和双精度浮点运算，可以实现超高精度的张力控制，而所具有的PID自整定功能则使得操作更为快捷方便。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]张力控制器主要应用于冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上，是一种实现恒张力或者锥度张力控制的自动控制仪表，其作用主要是实现辊间的同步，收卷和放卷的均匀控制。一套典型的张力控制系统主要由张力控制器，张力读出器，张力检测器，制动器和离合器构成。根据环路可分为开环，闭环或自由环张力控制系统；根据对不同卷材的监测方式又可分为超声波式，浮辊式，跟踪臂式等。典型的张力控制器主要由AD，DA转换器和高性能微处理器等组成，张力控制器与张力传感器和电气比例阀组成典型的张力控制系统。在具体张力控制过程中，张力控制器是根据张力传感器和A/D模式转换器测量到的张力与设定的目标张力相比较后，经微处理器PID运算自动调整D/A输出从而改变电气比例阀的输出压力来实现卷料的张力调节，可广泛用于各种需对张力进行精密测控的场合，具有使用灵活和广泛的适用性。目前市场上有各种张力控制器，但在高精度张力控制过程中，普遍存在以下不足：（1）测量精度较低：普遍采用12位AD模数转换器，个别国外产品用了16位AD模数转换器，对于一些高精度的张力传感器输出显然无法准确测量，测量精度无法满足高精度控制要求。（2）输出精度较差：普遍采用12位DA数模转换器，个别国外产品用了14位DA数模转换器，对于一些高精度的张力控制显然无法实现。（3）浮点运算精度较差：目前市场上商品化张力控制器的PID运算基本都是采用单浮点方式进行，运算精度较差，从而使得输出百分比的最小调节量也只能为0.1%，根本无法进行电气比例阀输出压力的精细调节，进而无法实现超高精度的张力控制。（4）单通道控制：绝大多数张力控制器尽管可以实现如收放卷的扭矩控制，过程张力中的速度控制以及浮辊张力控制，但只能选择其中的一种控制模式。而个别国外的张力控制器产品，如Montalvo的Z4UI双回路控制器则能实现放卷扭矩和浮辊位置的同时控制。（5）传感器输入信号类型少：在各种张力控制中会采用到多种不同的传感器，如超声波探头，浮辊，电位器和激光等，这些不同传感器所输出的信号类型和量程有多种形式，但目前绝大多数张力控制器的输入型号类型非常有限。（6）PID参数无法自整定：在有些张力控制过程中，需要准确无超调的PID控制，快速且自动的选择合适PID则显着尤为重要，但目前很多张力控制器并没有这项PID参数自整定功能。针对上述目前张力控制器中普遍存在的问题，特别是为了实现超高精度张力控制以及相关控制器的国产替代，本文将对国外高端张力控制器技术特点进行分析，并对标国外产品介绍研发的新型浮辊和张力双回路超高精度控制器产品。[b][size=18px][color=#990000]二、Montalvo公司 Z4UI 双回路张力控制器技术特点分析[/color][/size][size=18px][color=#990000][/color][/size][/b]蒙特福Montalvo公司是国外著名的张力控制相关产品生产厂商，其最具特点的控制器产品是Z4UI浮辊和张力双回路控制器，我们将对标此张力控制器进行分析。蒙特福Z4UI浮辊和张力双回路控制系统结构如图1所示，控制器内置了张力指示器，能够同时检测浮辊电位计信号和张力检测器的张力信号，从而提供高精度的张力控制。它集合了浮辊吸收缓冲张力波动的功能和张力检测器精确、稳定的检测优势，通过渐进式“Progressive“ PID 控制电路调节放卷制动器的转矩输出，保持浮辊臂的位置不变来实现张力控制。模拟式张力表显示卷材的张力大小，操作员可直接监视张力稳定性，并根据张力表显示的实际卷材张力，来调节浮辊臂上的载荷从而保持理想张力。[align=center][color=#990000][img=01.Z4UI浮辊和张力双回路控制.jpg,690,275]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210092013010509_6406_3221506_3.jpg!w690x275.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图1 Z4UI双回路控制器在浮辊和张力控制系统中应用的结构示意图[/color][/align]由此可以看出，蒙特福Z4UI控制器是个典型的双回路闭环控制器。其中，一个回路是通过检测浮辊位置信号（DPS-1位置传感器或浮辊电位器）来控制第一个电气比例阀（I/P转换器）压力输出，由此来调整气缸位置将气压转换成扭矩输出达到张力调节。另一个回路通过检测卷径信号（接近开关或超声波探头）来控制第二个电气比例阀（I/P转换器）压力输出，由此来调整放卷位置达到张力调节。由此可见，蒙特福Z4UI双回路控制器是通过同时对两个变量的检测和控制来实现高精度的放卷调节。蒙特福Z4UI控制器的另外一个特点是采用RS-232与上位机（PLC或PC）进行通讯，采用控制软件进行所有操作，减少了人工界面操作的复杂程度。[b][size=18px][color=#990000]三、国产双回路超高精度张力控制器[/color][/size][/b]从上述蒙特福Z4UI双回路张力控制器技术特点可以看出，双回路张力控制器的核心技术内容就是一个非常典型的双通道PID控制器，张力的控制则是采用外置传感器实现电气比例阀的串级形式的PID控制，因此，双回路张力控制器的技术特征就是双通道的电气比例阀串级PID控制。基于此分析，结合我们在真空压力方面进行电气比例阀超高精度串级PID控制的成功经验，我们可以将通用型的VPC-2021系列PID调节器（单通道和双通道）应用于张力控制中，由此可完全实现蒙特福Z4UI双回路张力控制器的替代。VPC-2021-2系列双通道PID调节器是标准形式的工业用控制器，具有96×96mm、96×48mm和48×96mm三种规格，但其最大优点是具有超高精度检测和控制能力，其中具有24位AD模数转换、16位DA数模转换和双精度浮点运算能力，具备0.01%的最小输出百分比。用于张力控制的双通道超高精度PID控制器如图2所示，电气接线如图3所示，主要技术指标如下：[align=center][color=#990000][img=VPC 2021-2超高精度PID控制器,600,266]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101508335313_3719_3221506_3.jpg!w690x307.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 VPC 2021-2系列双通道张力控制器[/color][/align]（1）真彩色IPS TFT长寿命LED背光、全视角液晶显示。（2）独立双回路控制，每路控制输出刷新率50ms，双通道独立的输入和输出，双回路报警功能可以多功能应用，每通道都具备独立的PID控制功能，每个通道都可进行独立的手动和自动控制切换。（3）万能型信号检测能力，即每通道都具备47种输入信号形式，仅需通过设置极可完成信号类型和量程选择，由此可满足各种规格和形式的张力探测器的引入。除了能测量各种张力传感器、位置传感器给出的模拟电压、电流和电阻信号之外，还可以测量各种温度传感器和压力传感器等各种信号，传感器输出端直接接入控制器并在控制器上进行选择即可使用。（4）双通道独立控制输出，输出信号有线性电流、线性电压、继电器输出、固态继电器输出和可控硅输出五种形式，可用于直接驱动电气比例阀（或电子压力转换器）进行张力控制，也可以驱动各种阀门和加热器等执行机构进行真空度、压力和温度等参数的控制。（5）支持数字和模拟远程操作功能，支持标准MODBUS RTU 通讯协议。（6）采用自主改进型PID算法，支持对PV微分和无超调控制算法。5组PID存储和调用，10组输出限幅等实用功能。每个通道采用独立的PID参数，且可独立的进行PID参数自整定。（7）带传感器馈电供电功能（24V，50mA）。（8）支持一路过程变量变送功能，变送的过程变量可选PV测量值、SV设定值、控制输出值和偏差值，变送输出类型有4-20mA, 0-10mA, 0-20mA, 0-10V, 2-10V, 0-5V, 1-5V七种。（9）两组开关量光隔输入端，可以实现各种应用功能的灵活应用切换。（10）随机配备强大的控制软件，可通过软件进行控制参数设置、运行控制、过程曲线显示和存储，非常便于过程控制的调试。[align=center][img=,690,276]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210101726466183_8818_3221506_3.png!w690x276.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3 VPC 2021-2系列双通道控制器电气连接图[/color][/align]从上述国产控制器技术指标可以看出，国产VPC 2021-2系列双通道控制器的性能和功能要远优于蒙特福Z4UI控制器，并具有强大的拓展能力，完全可以实现对蒙特福Z4UI控制器的替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align][align=center][/align]
摘 要：介绍了AMC系列多回路智能监控单元在智能配电回路中的的应用，将众多配出回路的测量、计量、开关状态监测、控制和数字通讯等功能于一体，大大简化了系统的设计，降低了设备成本，简化了用户投资，方便了用户的使用和检修。具有功能强大、性价比高、方便用户使用、节约用户投资等优点关键字：AMC系列智能监控单元，简化系统，降低投资，性价比高0 引言 随着配电系统的发展，智能配电回路中各种仪表向集成化和网络化发展的方向是越来越清晰。目前单回路集成化的优势已经出现，但是对多个回路的集成还未产生。 本文将要介绍的是最新开发的AMC系列多回路智能监控单元在智能配电出线回路中的应用。该系列监控单元主要应用于多个配电出线回路的电参量的监测，它将回路中的母线电压、多个配出回路的电流、功率、电能和各个回路的开关状态集中测量、显示、并通讯输出，实现了对监控要求较简单的配电出线回路的集中测量和监视，一个AMC多回路监控单元就能实现上述多个回路的监测功能，大大方便了系统的接线、安装、调试；节约了用户的投资，降低了系统成本等优点，必将引领国内外智能配电领域的发展方向，成为智能配电中出线回路监控系统的发展主流。1 技术背景 在传统的智能配电出线回路中，要实现对回路中每个负载的各种电参量的全面监测，一般有以下2种组网方式（以三相为例）： 该方案在三相智能配电出线回路中是比较常见的一种方案。在对配电出线回路负载的监控中，用户一般需要监控各路负载的各种电参量，包括每路负载的电流、电压、功率、电能、开关状态等。因此在设计方案时，针对每种电参量，用户需要单独配置可以测量各种电参量的仪表，由图1可以看到，为了监控每路负载，用户必须为每路负载配置1个电流表、1个电压表、1个功率表、1个电能表、1个I/O模块。而且为了实现网络化管理，每个仪表还必须是能够进行通讯的。由图1 可以看出，用于监测每路三相负载的电测仪表达到5个。采用该方案的缺点是需要多个仪表才能监控每路负载的各种电参量，监控路数越多，使用仪表越多，用户安装、维修、管理很不方便。且投资较大。优点是单个仪表出故障不影响对配电回路的其他电参量的监控，测量的精度较高，实时性较强。 方案2：（图2） 该方案在三相智能配电出线回路中也是比较常见的一个方案。该方案较上面方案的先进之处在于，用于监控每个回路电参量的仪表由1个多功能的智能仪表代替了多个仪表，1个多功能仪表集测量电流、电压、功率、电能和开关量输入输出于一体，并可进行组网通讯。该方案的优点是每路负载只需配置1个仪表即可实现对该路负载的所有电参量的测量和控制，组网方便，用户投资较方案1少，安装、维护、管理较为方便，测量的精度较高，实时性较强。缺点是一旦仪表出线故障则无法对该负载继续监控。 以上2中方案在智能配电出线回路中是常用的，但是，以上2中方案的缺点是显而易见的，投资成本太大是一个主要的缺点。且接线、安装、调试等都不方便。2 AMC系列智能监控单元技术指标 AMC系列智能监控单元是针对出线回路中一般回路的监控要求，经过充分调研并结合实际需求开发的多回路智能配电监控装置。该监控单元分为单相和三相2大系列，其型号分类见表1。其技术指标见表2。外型及安装尺寸见图3，一般安装在配电柜内。3 AMC系列智能监控单元的设计简介 AMC系列多回路智能监控单元的原理设计上，采用多个电子切换开关+1个电能计量芯片+1个CPU来实现对多个回路的监测。其原理框图见图4。 核心器件CPU选用飞思卡尔公司的MC9S08AW32型单片机，它是第一款基于高度节能型S08核的器件，片上资源丰富，抗干扰能力突出。内含32K字节用户程序空间，片上集成2048字节RAM，支持BDM片上调试功能，片内集成看门狗电路。 电能计量芯片采用ADI公司的高精度三相电能测量芯片ADE7758，适用于各种三相电路（不论三线制或者四线制）中测量有功功率、复功率、视在功率。该IC内嵌了高精度的模数转换器和固定模式的数字处理信号处理器（DSP），具有数字积分、数字滤波和具有众多实用电能监测、计量功能，是新一代高性能全数字电能表的理想芯片。 电子开关采用双四选一的CD4052高速电子开关。在单片机的控制下，实现在不同电流信号之间的高速切换。 多路电流信号经电子开关进入电能芯片，结合母线电压即可由电能芯片测得多个回路的各种电参量。4 AMC系列智能监控单元的应用4.1 典型应用 图5为AMC系列三相多回路智能监控单元的典型应用图。在应用中，出线回路中的3个三相负载的所有电参量测量都由1个AMC三相多回路监控单元来实现。并带有Modbus通讯输出，供用户远程监测和控制。 图6为AMC系列单相多回路智能监控单元的典型应用图。在应用中，出线回路中的9个单相负载的所有电参量测量都由1个AMC单相多回路监控单元来实现。并带有Modbus通讯输出，供用户远程监测和控制。4.2 应用案例 图7是江苏某广电大厦0.4kV低压配电出线图。在该设计图中，每个单相负载的电流测量采用CL72-AI（测量单相电流）表来实现，每个三相负载的电流测量由CL72-AI3来实现（测量三相电流）。由图可以看出，该出线回路总共要使用12个仪表。 图8是采用AMC多回路监控单元后，针对图7系统所做的修改。由图8可以看出，1个AMC16-1E9代替了9个CL72-AI，1个AMC16-3E3代替了3个CL72-AI3，大大简化了系统，并可同时检测母线电压、每个出线回路的电能，并可利用通讯接口，实现广电大厦的内部电能计量、考核、管理。5 结语 AMC系列产品的功能强大，单个仪表能够测量多个回路负载的多种电参量。对比图7和图8两种设计方案，采用AMC系列多回路智能监控单元，能够大大简化系统的设计方案，与传统方案相比，降低用户的投资成本，方便了系统的接线、安装、调试、维护等优点。
AMC系列多回路监控单元在智能配电回路中的应用安科瑞 蔡昀羲摘 要：介绍了AMC系列多回路智能监控单元在智能配电回路中的的应用，将众多配出回路的测量、计量、开关状态监测、控制和数字通讯等功能于一体，大大简化了系统的设计，降低了设备成本，简化了用户投资，方便了用户的使用和检修。具有功能强大、性价比高、方便用户使用、节约用户投资等优点关键字：AMC系列智能监控单元，简化系统，降低投资，性价比高0 引言 随着配电系统的发展，智能配电回路中各种仪表向集成化和网络化发展的方向是越来越清晰。目前单回路集成化的优势已经出现，但是对多个回路的集成还未产生。 本文将要介绍的是最新开发的AMC系列多回路智能监控单元在智能配电出线回路中的应用。该系列监控单元主要应用于多个配电出线回路的电参量的监测，它将回路中的母线电压、多个配出回路的电流、功率、电能和各个回路的开关状态集中测量、显示、并通讯输出，实现了对监控要求较简单的配电出线回路的集中测量和监视，一个AMC多回路监控单元就能实现上述多个回路的监测功能，大大方便了系统的接线、安装、调试；节约了用户的投资，降低了系统成本等优点，必将引领国内外智能配电领域的发展方向，成为智能配电中出线回路监控系统的发展主流。1 技术背景 在传统的智能配电出线回路中，要实现对回路中每个负载的各种电参量的全面监测，一般有以下2种组网方式（以三相为例）： 方案1：（图1）http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/24/152038p9.jpg图 1 该方案在三相智能配电出线回路中是比较常见的一种方案。在对配电出线回路负载的监控中，用户一般需要监控各路负载的各种电参量，包括每路负载的电流、电压、功率、电能、开关状态等。因此在设计方案时，针对每种电参量，用户需要单独配置可以测量各种电参量的仪表，由图1可以看到，为了监控每路负载，用户必须为每路负载配置1个电流表、1个电压表、1个功率表、1个电能表、1个I/O模块。而且为了实现网络化管理，每个仪表还必须是能够进行通讯的。由图1 可以看出，用于监测每路三相负载的电测仪表达到5个。采用该方案的缺点是需要多个仪表才能监控每路负载的各种电参量，监控路数越多，使用仪表越多，用户安装、维修、管理很不方便。且投资较大。优点是单个仪表出故障不影响对配电回路的其他电参量的监控，测量的精度较高，实时性较强。 方案2：（图2）http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/24/152058jp.jpg图 2 该方案在三相智能配电出线回路中也是比较常见的一个方案。该方案较上面方案的先进之处在于，用于监控每个回路电参量的仪表由1个多功能的智能仪表代替了多个仪表，1个多功能仪表集测量电流、电压、功率、电能和开关量输入输出于一体，并可进行组网通讯。该方案的优点是每路负载只需配置1个仪表即可实现对该路负载的所有电参量的测量和控制，组网方便，用户投资较方案1少，安装、维护、管理较为方便，测量的精度较高，实时性较强。缺点是一旦仪表出线故障则无法对该负载继续监控。 以上2中方案在智能配电出线回路中是常用的，但是，以上2中方案的缺点是显而易见的，投资成本太大是一个主要的缺点。且接线、安装、调试等都不方便。2 AMC系列智能监控单元技术指标 AMC系列智能监控单元是针对出线回路中一般回路的监控要求，经过充分调研并结合实际需求开发的多回路智能配电监控装置。该监控单元分为单相和三相2大系列，其型号分类见表1。其技术指标见表2。外型及安装尺寸见图3，一般安装在配电柜内。表 1 产品型号及功能http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/161746lo.jpg表 2 技术指标http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/161757ca.jpghttp://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/161813uv.jpg图 33 AMC系列智能监控单元的设计简介 AMC系列多回路智能监控单元的原理设计上，采用多个电子切换开关+1个电能计量芯片+1个CPU来实现对多个回路的监测。其原理框图见图4。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/21/104235r4.jpg图 4 核心器件CPU选用飞思卡尔公司的MC9S08AW32型单片机，它是第一款基于高度节能型S08核的器件，片上资源丰富，抗干扰能力突出。内含32K字节用户程序空间，片上集成2048字节RAM，支持BDM片上调试功能，片内集成看门狗电路。 电能计量芯片采用ADI公司的高精度三相电能测量芯片ADE7758，适用于各种三相电路（不论三线制或者四线制）中测量有功功率、复功率、视在功率。该IC内嵌了高精度的模数转换器和固定模式的数字处理信号处理器（DSP），具有数字积分、数字滤波和具有众多实用电能监测、计量功能，是新一代高性能全数字电能表的理想芯片。 电子开关采用双四选一的CD4052高速电子开关。在单片机的控制下，实现在不同电流信号之间的高速切换。 多路电流信号经电子开关进入电能芯片，结合母线电压即可由电能芯片测得多个回路的各种电参量。4 AMC系列智能监控单元的应用4.1 典型应用 图5为AMC系列三相多回路智能监控单元的典型应用图。在应用中，出线回路中的3个三相负载的所有电参量测量都由1个AMC三相多回路监控单元来实现。并带有Modbus通讯输出，供用户远程监测和控制。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/24/152457rk.jpg图 5 图6为AMC系列单相多回路智能监控单元的典型应用图。在应用中，出线回路中的9个单相负载的所有电参量测量都由1个AMC单相多回路监控单元来实现。并带有Modbus通讯输出，供用户远程监测和控制。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/24/1525120s.jpg图 64.2 应用案例 图7是江苏某广电大厦0.4kV低压配电出线图。在该设计图中，每个单相负载的电流测量采用CL72-AI（测量单相电流）表来实现，每个三相负载的电流测量由CL72-AI3来实现（测量三相电流）。由图可以看出，该出线回路总共要使用12个仪表。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/161826ga.jpg图 7 图8是采用AMC多回路监控单元后，针对图7系统所做的修改。由图8可以看出，1个AMC16-1E9代替了9个CL72-AI，1个AMC16-3E3代替了3个CL72-AI3，大大简化了系统，并可同时检测母线电压、每个出线回路的电能，并可利用通讯接口，实现广电大厦的内部电能计量、考核、管理。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/25/161834h1.jpg图 85 结语 AMC系列产品的功能强大，单个仪表能够测量多个回路负载的多种电参量。对比图7和图8两种设计方案，采用AMC系列多回路智能监控单元，能够大大简化系统的设计方案，与传统方案相比，降低用户的投资成本，方便了系统的接线、安装、调试、维护等优点。
http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/07/201307040748_449288_1611705_3.jpg●南城四环路上 袁先生：我家住在四环路边上，前段时间，环保部门在四环路上安装了两套环保限行抓拍电子系统，这些闪光灯闪出来的光，不仅非常亮，而且闪的频率很高，让过往的司机眼睛受不了，不知能不能将亮度调低点。 记者走访：为加大对汽车屡冲环保限行区域的打击力度，东莞市环保局与东莞交警支队在全市范围内设置了23套环保抓拍电子系统，并于上个月25日正式投入使用。与一般的摄像头不同，这个系统均采用高清摄像头，每个卡点装置有多个LED闪光灯。有司机说，这套设备在一定程度上约束了司机的驾驶行为，但频繁工作的闪光灯，却带来不少麻烦。 市民袁先生就住在南城四环路边上。据他说，他家附近有两套这样的环保限行抓拍系统。“尤其是到了夜晚，闪光很刺眼。”袁先生说，每次眼睛触碰到闪光之后，眼前就会模糊一下，对行车非常不安全。多位司机在接受记者采访时，都表达了同样的感受。记者在东莞大道三元立交桥附近看到这样一套环保限行抓拍系统，系统上安装了四个LED闪光灯。在不到一分钟内，就闪了至少30下。 回应：据东莞市交警支队以及环保局的工作人员介绍，这些限行抓拍系统的主要功能体现在两方面。一方面是限行抓拍，另外一方面是协助公安部门打击道路交肇事逃逸、破获各种刑事治安案件。由于这些摄像头成像质量对环境亮度依赖性较强，特别是在夜晚时段，需采用补光灯进行补光，才能达到高清监控的效果。所以才在系统上安装了多个LED闪光灯。
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随着配电系统的发展，智能配电回路中各种仪表向集成化和网络化发展的方向是越来越清晰。目前单回路集成化的优势已经出现，但是对多个回路的集成还未产生。 本文将要介绍的是最新开发的AMC系列多回路智能监控单元在智能配电出线回路中的应用。该系列监控单元主要应用于多个配电出线回路的电参量的监测，它将回路中的母线电压、多个配出回路的电流、功率、电能和各个回路的开关状态集中测量、显示、并通讯输出，实现了对监控要求较简单的配电出线回路的集中测量和监视，一个AMC多回路监控单元就能实现上述多个回路的监测功能，大大方便了系统的接线、安装、调试；节约了用户的投资，降低了系统成本等优点，必将引领国内外智能配电领域的发展方向，成为智能配电中出线回路监控系统的发展主流。
[b]特种气体报警联动控制[/b]特种气体探测系统确认气体泄露时，应自动启动相应的事故排风装置，自动关闭相关部位的气体切断阀，并应能接受反馈信号。侦测到泄露时，应自动启动泄露泄露现场的声光报警装置，该声光报警应有别于火灾报警装置，并应自动启动应急广播系统。还应该关闭有关部位的电动防火门、防火卷帘门，自动释放门禁，可联动闭路电视监控系统，启动相应区域的摄像机并自动录像。泄露信号应传至安全显示屏，并用文字提示现场人员。以上所述，均属于特种气体报警联动控制。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909161545335134_8577_3989203_3.jpg!w690x690.jpg[/img][b]联动控制方案：[/b]泄漏侦测报警、欠压侦测报警、高温侦测报警、火焰侦测报警、烟雾侦测报警、地震侦测报警等报警信号均要远程发送到控制系统中心，控制系统中心根据所接收的信号，通过PLC或EDC程序判定要做出应对的动作，比如：启动现场的声光报警装置、开启控制中心的声光报警、开启消防广播、落下防火卷闸门、切断气瓶柜供气、关闭阀门箱供气、阀门盘的切断阀门、给相应的管理人员手机发送信息、发送信号给附近的消防管理站等等。
闪光法测量比热原理及有关讨论 当已知比热的参考样品接受了脉冲能量Q会有下面的关系式Q＝CR.MR.△TR （1）式中 CR为参考样品的比热MR为参考样品的质量△TR参考样品接受脉冲能量以后，产生的温度升高如果未知比热 的样品到相同的脉冲能量Q同样会有下面的关系式Q=C.M. △T （２）C：为未知比热样品的比热M：为未知比热样品的质量 ΔT：未知样品接受到脉冲能量以后，产生的温度升高根据（1）和（2），可以得到C＝CR.MR.△TR /M.△T （3）当参考样品与待测样品都是相同直径的圆形样品，厚度分别为lR和L时，（3）式，可以转化为:C＝CR.ρRLR.△TR （4）P.L.△T式中ρR 、ρ 分别是参考样品与待测样品时的密度。从上面的关系式（4）中可清楚看到闪光法测量比热是相同比较方法，影响到测量结果准确性的因素主要是：1、参考样品与待测样品的所接受的脉冲能量是否相近，不一致性是否在可接受的范围。2、参考样品与待测样品的温升测量的准确性。关于第1点，就是脉冲能量的重复性。照射在参考样品与待测样品的脉冲能量的任何不同都会直接对比热的测量结果带来误差，其大小是成正比的脉冲激光输出能量在相隔一段时间后，有显著的差别。这对于热扩散率的测量，没有意义的影响，但对比热的测量有很大的影响。脉冲激光能量由大量的独立的及互相依存的因素决定。①激光器电容存储能量存储在电容器组上，释放在闪光灯的能量大小主要取决于电容器充电时的电势。一旦充电完毕在触发之前会有一定的能量泄露。这个泄露的速率随一些非控制的条件，如空气的相对湿度等变化而变化因此在某一天内，释放到闪光灯的能量会与第二天的不同,尽管保持充电的水平不变。②闪光灯的效率 一旦触发，氙灯管把一部分的能量转化为光，其它的部分变为热、声、振动等的能量：在这些不同能量之间的比例随不同的触发而不同，特别是当快速重复的氙灯的温度、湿度、剩余电离等都是影响这个过程中的因素。除了占全部能量的百分之比发生变化，触发时的速度也会随这些环境因素而变化，这些变化使得在同一实验中的不同脉冲发射逐渐变化，从某一天到另一天有更大的变化。③激光能量闪光灯管的释放能量导致轴向放置的激光棒首先吸收光能，然后以同时的单色脉冲形式再次发射。确实会有一个部分的转化为热这个过程很大程度上与温度相关。当重复发射脉冲能量时，激光棒温度升高，脉宽及总能量都会发生变化。④介质的反射当需要非室温条件的测量时，通常需要把样品与其他环境隔离开来。置于样品与激光器之间的窗口会吸收一定的激光能量，也会有一定能量的反射。即使对于涂层玻璃（用来减少反射）在高温下有严重的问题。对于某一个表面，除了自身对能量的衰减外，损失10%＿15%能量是寻常的。如果使用反射镜及光学部件，会进一步使能量损失的问题复杂化。这些性质也是对温度与时间敏感的。从上所述，只有当在很短的时间内，即几分钟内，而几分钟内激光器的使用环境因素完全相同的条件下，对在同一温度下的参考样品和待测样品施加激光脉冲作用，其能量才能保持高的重复性。如果参考样品与待测样品中所接受的激光脉冲间隔经过几个小时，或者几天甚至1个月，也即为单样品激光测量系统的情况，其参考样品与待测样品所接受的脉冲能量的差别直接对比热的测量产生极大的误差的。二、关于样品的温升测量 对于量热测量，必须要确切了解温升的绝对量，任何在这点上的误差将直接按比例带入到比热的计算中，对于热扩散率测量的温升探测器，由于响应速度快而被选用，通常是以准差分的方式工作。对于热扩散率的测量，知道样品后表面的温升的绝对量值并不重要，只需要知道随时间的变化关系即可。有研究人员曾努力对温升传感器进行定标，但在一段时间里保持定标的有效性是非常困难的。激光导热后所用的温升红外探测器、比较典型的是ZnSb、锑化铟。它的测出信号是电压，与样品的辐射能量成正比，即 V∝L(λ,t)式中 V为探测器的电压信号L(λ,t)为在给定温度T及波长λ的辐射能量，可由普朗克公式给出L(λ,t)＝C1 1 λ5 exp (C2/λT)-1 式中C1 ＝2πhc2=3.74412×108W.μm4.m-2 C2=hc/k=1.439×104×μm.k h=普朗克常数 k=玻耳兹曼常数 c=真空中的光速从上式中可看到探测器信号输出与样品的温度不是完全的线性关系，只有当温升信号为2―3℃以内，探测器信号与温升的量值近似成线性关系，这是热扩散率、比热测量所要求的。因为当光学温度计最好的分辩率为0.1℃，所有在2―3℃的范围内确定绝对的温升量值是只有很大误差的。以上的内容是说明闪光法比热测量在使用红外探测器的条件可行途径是进行参考样品与待测样品温升的比较，而不是各自的绝对温升的测量。当参考样品与待测样品在同样的热环境下，也即具有同样的稳态温度的辐射背景下，受到脉冲能量照射引起的样品后表面辐射强度变化，经过处于相同的条件下的光学窗口、光学镜头、滤光系统（如需要）为探测器接受，再经过相同条件下的电子信号处理系统（相同的放大信数条件、相同的电源条件等）得到最后的用于计算比热的数值。而对于单样品的测量系统，以上各种环境因素因参考样品的定标与待测样品的测量间隔几天甚至更长的时间，都会发生变化，而对比热的测量带来较大的误差。三、脉冲能量作用后的样品热损的影响量热测量应该满足绝热的过程。虚假的热量增加或损失必须减少或消除。在闪光法的测量过程中，样品的温度高于环境的温度，因此在平衡过程 中通过辐射/传导丢失所存储的热量。尽管热扩散率测量是一个很快的过程，有人会认为在这样短的过程中很少，因而可以忽略，事实并非如此。如果真的如此，在热扩散的测量过程中，横向热流和样品的热损就没必要进行修正了，而对于测量的数据的修正，已广为接受并被要求的。另外当后表面的温升达到最大值时，前表面的温度会因辐射热损而也有可能低于后表面的温度。当设想两个不同的样品在两个不同的炉子（单样品的情况下）只有相同的热损情况时，必须要认真对热损与温度的依赖关系进行考察。显然，这种情形在多样品的系统中即参考样品与待测样品中并靠在一起处于同样的热环境得到巨大的改进。本文讨论的仅是在闪光法比热测量中必须克服几个显而易见的几个困难。结论:从前的讨论中，可以看出使用单样品激光导热仪测量比热充满着问题，会得到严重错误的比热结果。多样品系统即参考样品与待测样品并靠在一起即时切换显著地减少了这些问题的严重性，其所得到的比热测量精度与其它量热广泛（如DSC，下落量热计等）处于同样的范围，适用于高温下的操作。这是在热物性测量领域的巨大的进展，FL5000系统是在国际上为第一个予以实现。鉴于以上进行的讨论，美国安特公司仅为FLASHLINE系列产品激光导热仪多样品测量系统提供比热测量功能，因为单样品系统同其他厂商的样品系统一样存在不可接受的比热测量误差。
摘 要：介绍一个基于ADE7758和MC9S08AW32方案的智能监控单元的设计方法，详细说明了设计原理、硬件构成以及软件设计的方法，该装置能够实现最多3个三相回路（或9个单相回路）、18路开关量信号的监控；结合RS485总线技术及上位机软件，可实现数据及状态信息远传，满足低压配电智能化、网络化及集成化发展的需求。关键字：多回路，智能监控单元，RS485Abstract: A design of hardware and software platform for multiloop monitoring device based on ADE7758+MC9S08AW32, the design principle , hardware configuration and flow of softwave were described in detail . This device can implement monitor at most 3 loop of 3-phase 4-wire (or 9 single loop) , 18 on-off signal ; with RS485 and PC ,can achieve data and status messages send , meet the evolutive requirment of intelligentize , network and integration in low voltage power distribution.Key words: multiloop , aptitude monitoring device ,RS4850 引言 在配电系统领域，智能化和网络化是一个主流的发展方向，但是在实际使用中，若每一个配电回路都安装智能化的网络监测仪表，用户的硬件投资成本是非常大的，鉴于此，集成化又将是一个发展的方向，即将多个配电回路的电参量测量由一个智能仪表来实现。因此，一种设计先进、可靠性高、测量精度高的多回路智能监控单元的出现，能够在保证实现用户测量要求的同时，大大降低用户的硬件投资成本和使用成本。 本文介绍一种AMC系列多回路智能监控单元（见图1）的设计方法，最多实现3个三相回路（或9个单相回路）的电参量测量；结合RS485总线技术及上位机软件，可实现数据及状态信息远传，满足低压配电智能化、网络化及集成化的发展需求。1 AMC多回路监控单元技术特点 AMC多回路监控单元主要应用于多个配出回路的电参数的监测，它将回路中的母线电压、多个配出回路的电流、功率、电能和各个回路的开关状态集中测量、显示、并具有通讯输出，实现了对监控要求较简单的配电出线回路的集中测量和监视。一个AMC多回路监控单元就能完成实现上述多个回路的监测功能，大大方便了系统的接线、安装、调试；节约了用户的投资，降低了系统成本。具体型号及产品功能见表1。 表1 产品型号及功能 型号功能应用单相AMC16-1I99路单相I、ULN、RS485/Modbus9个单相回路的电参数监测、开关监测、并可实现通讯AMC16-1E99路单相I、ULN、kW、kWh 、RS485/ModbusAMC16-1E9/K9路单相I、ULN、kW、kWh、RS485/Modbus、18路DI、1路DO三相AMC16-3I33路三相I、U、RS485/Modbus3个三相回路的电参数监测、开关监测、并可实现通讯AMC16-3E33路三相I、U、kW、kWh、RS485/ModbusAMC16-3E3/K3路三相I、U、kW、kWh、RS485/Modbus、18路DI、1路DO2 系统结构 整体系统由中央处理单元、电源、交流采样运算、人机界面、开关量控制、通讯接口模块等构成，装置硬件结构如图2所示。2.1 中央处理单元专用电能芯片 中央处理器采用Freescale公司的高性能处理器MC9S08AW32。MC9S08AW32是Freescale公司一款基于S08内核的高度节能性处理器。是第一款认可用于汽车市场的微控制器。可应用在家电、汽车、工业控制等高度集成的高性能器件。具有业内最佳的EMC性能。 CPU总线频率最高可达20MHz，最高运行速率可达40MHz。丰富的片内资源： 32K Flash存储器，内部时钟发生器，带有8个可编程通道的定时器，10位、16通道ADC，双SCI口、丰富的I/O口、SPI、I2C等接口，极大地方便了硬件的扩展。并且支持BDM片上调试方式。2.2 电源 采用的电源模块为通用+5V开关电源模块。电路原理见图3。该电源模块输入电压为AC85V～265V或DC100V～350V，输入频率45Hz～60Hz，输出电压稳定、故障率小，输出纹波 1％，转换效率≥75％。具有过压、过流保护。该模块经实际现场使用，具有很高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。2.3 交流采样及运算 交流采样运算单元包括交流采样和专用电能芯片。 系统的母线电压经电压互感器、采样电路、滤波电路后，电压信号进入专用电能芯片的电压通道。 多路负载的各路电流经电流互感器、采样电路、滤波电路后，电流信号进入高速信号切换开关的输入通道。由高速信号切换开关的通断来控制各路负载的电流信号进入电能芯片的电流通道。 专用电能芯片采用美国ADI公司的高精确度三相电能测量芯片ADE7758。该芯片的测量精度高，功能强大。带有一个串行口，两路脉冲输出，集成了数字积分、参考基准电压源、温度敏感元件等，有可用于有功功率、复功率、视在功率、有效值的测量以及以数字方式校正系统误差(增益、相位和失调等)所必须的信号处理电路。该芯片适用于各种三相电路（不论三线制或者四线制）中测量有功功率、复功率、视在功率。2.4 人机界面 人机界面采用LED数码显示。系统采用2排四位LED数码管加1排6位数码管显示各个回路的电参量，其显示的数据含义由红色LED发光二极管指示。其默认显示方式为循环显示各个回路的电参量，用户也可根据实际需要进行设置。电参量的显示范围0～9999，并在编程状态下显示菜单及参数，见图4仪表界面。数码管显示采用动态扫描方式，其驱动电路使用一片74HC595加三极管构成。2.5 开关量控制模块 开关量控制模块由开关量输入和告警输出组成，电路原理见图5。开关量输入经光电耦合器连接到CPU。告警输出由GPIO口经光电耦合器连接到输出继电器。开关量输入共设有18路，分别监测3个三相回路的分闸、合闸状态。设有1路告警输出，其告警条件可任意设置，只要满足一个设定的条件就会输出告警信号。2.6 通讯接口模块 3 实现功能及原理 本设计的主要目的就是采用单个电能芯片来实现对多个回路负载的电流、电压、功率、电能等参数的测量。考虑到成本和性能的要求，本设计采用的方案是1个电能芯片加多个电子开关，来实现对3个三相回路的各种电参量的测量和监测。 该方案的实现方式为，将回路的母线电压接入电能芯片ADE7758的电压通道，多路负载的电流通过由电子开关在CPU的控制下进行顺序分时切换，使ADE7758能够分时按顺序对各路负载进行电参量的测量及运算，并将所测得的数据由CPU进行各种处理。 监控单元主机结构分为电源、主板和显示板3大板块。其中电源板主要是开关电源、通讯和开关量的元器件布置，主板主要是采样运算电路、CPU及
闪光法作为一种经典的材料热物理性能测试方法，是所有热物性测试方法中应用最为广泛的方法，它基本覆盖了所有金属和金属基复合材料、陶瓷和陶瓷基复合材料等刚性高密度材料的热物性参数的测试，闪光法测试设备也成为了材料性能测试评价最常配备的仪器设备。 闪光法可测试多种材料的热物理性能，并且可以测试宽泛温度区间内热物理性能参数随温度的变化过程。在闪光法测试过程中，一般都是单个样品进行升温来测试试样在整个温度范围内的物性参数曲线，然后将被测试样温度降到室温，再装配下一个试样进行测量。这种常规的测试过程往往使得采用闪光法每个工作日只能完成1或2个试样的测试，这就使得很多机构面临着测试任务量巨大时一台闪光法测试设备根本无法满足进度要求的困境，这同时也对闪光法的测试效率提出了更高要求。 为提高闪光法测试效率，多年来闪光法测试设备厂家一直在进行着这方面的努力，并推出了相应的多试样闪光法测试设备。本文将详细介绍国内外闪光法测试技术在多试样功能方面的发展历程，由此可以更多的了解多试样闪光法测试技术和设备的特点，为今后更高效的闪光法测试技术发展提供参考和借鉴。由于文章较长不便发帖，发过多次也没成功，甚至账号被封。故将此文搁置在仪器网资料库中，有兴趣的朋友可以在仪器网上看到文章，地址是：www.instrument.com.cn/netshow/SH103383/s523192.htm
1.极化回路：由辅助电极、研究电极和极化电源构成，它的作用是保证研究电极上发生我们所希望的极化，因此，此回路中有极化电流通过，其极化电流大小的控制和测量在此回路中进行。2.测量回路，由参比电极、研究电极和电位测量仪器构成，它的作用是测量或控制研究电极相对参比电极的电位。为了使电位测量与控制的精度高，下述几方面的问题是必须考虑的。首先：参比电极的电位必须稳定，而参比电极电位的稳定性除了它本身的性能外，严格地说不允许有电流通过参比电极，也就是说测量回路几乎没有电流通过（电流10-7A），其目的是使参比电极不致因电流过大而被极化，从而影响参比电极电位的稳定性。
[color=#990000]摘要：为大幅度提高现有CMP工艺设备中压力控制的稳定性，在现有电气比例阀这种单回路PID压力调节技术的基础上，本文提出了升级改造方案，即采用串级控制法（双回路PID控制，也称级联控制），通过在现有电气比例阀回路中增加更高精度的压力传感器和PID控制器，可以将研磨抛光压力的稳定性提高一个数量级，从1~2%的稳定性提升到0.1~0.2%。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000][b]一、问题的提出[/b][/color][/size]在半导体制造过程中，化学机械抛光（CMP）是在半导体晶片上产生光滑、平坦表面的关键工艺。CMP工艺中的压力控制是决定最终产品质量的关键因素。如果压力过高，会损坏半导体材料；如果压力太低，会导致表面不平整。CMP系统中需要配置专用的压力调节装置，以确保压力保持在安全范围内。通过将压力保持在安全范围内，压力调节装置有助于确保半导体晶片在CMP过程中不被损坏。目前的CMP系统中普遍采用电气比例阀作为压力调节器，其典型结构如图1所示。在CMP中采用比例阀来控制抛光过程中施加在晶圆上的压力。由于比例阀是电子控制和压力值的模拟信号输出，因此可以通过控制系统（如PLC）对其进行动态编程和压力监控，这意味可以根据被抛光的特定晶片准确改变施加的压力。此外，由于电气比例阀作为压力调节器是一个闭环控制，即使在下游压力发生变化期间，施加在抛光垫上的压力也会保持不变，由此实现压力的自动调节。[align=center][img=常规研磨机电气比例阀压力控制系统结构,600,280]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209150917534790_1434_3221506_3.png!w690x322.jpg[/img][/align][align=center]图1 常规CMP系统中电气比例阀压力控制装置结构示意图[/align]在一些CMP工艺的实际应用中，要求抛光压力具有很高的稳定性，图1所示的常规压力调节装置则无法满足使用要求，这主要体现在以下几方面的不足：（1）电气比例阀的整体控制精度明显不足，其整体精度（包含线性度、迟滞和重复性）往往在1~2%范围内。这种精度水平主要受集成在比例阀内的压力传感器、高速电磁阀和PID控制器性能和体积等因素制约，而且进一步提高的空间非常有限。（2）电气比例阀安装位置与气缸有一定的距离，由此造成比例阀所检测到的压力值并不是气缸的真实压力，而且比例阀处压力与气缸压力之间有一定的时间滞后。为解决上述存在的问题，进一步提高现有CMP工艺设备中压力控制的稳定性，在现有电气比例阀这种单回路PID压力调节技术的基础上，本文将提出升级改造方案，即采用串级控制法（双回路PID控制，也称级联控制），通过在电气比例阀回路中增加更高精度的压力传感器和PID控制器，可以将研磨抛光压力的稳定性提高一个数量级，从1~2%的稳定性提升到0.1~0.2%。[size=18px][color=#990000][b]二、CMP设备压力控制的串级PID控制方案[/b][/color][/size]在传统的CMP设备压力调节过程中，采用电气比例阀进行压力调节的稳定性完全受集成在比例阀内的压力传感器、高速电磁阀和PID控制器性能和体积等因素制约。为了提高压力控制的稳定性，并充分发挥电气比例阀的自身优势，我们采用了一种串级控制技术，即在作为第一回路的电气比例阀中增加第二控制回路，其中第二控制回路由更高精度的压力传感器和PID控制器构成。串级PID控制方案的整体结构如图2所示。[align=center][img=03.超高精密研磨机电气比例阀压力串级控制系统结构,600,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209150918245058_1534_3221506_3.png!w690x384.jpg[/img][/align][align=center]图2 串级控制法CMP系统压力控制装置结构示意图[/align]在图2所示的串级控制法压力调节装置中，安装了一个外置压力传感器用于直接监测气缸内的气压，压力传感器检测到的气缸压力信号传输给外置的PID控制器，外置PID控制器根据设定值或设定程序将控制信号传送给电气比例阀，比例阀根据此控制信号再经其内部PID控制器来调节高速电磁阀的动作，使得电气比例阀输出到气缸的气体气压与设定值始终保持一致。从上述串级控制过程可以看出，串级控制是一个双控制回路，是两个独立的PID控制回路，电气比例阀起到的是一个执行器的作用。串级控制法（也称级联控制法）是一种有效提升控制精度的传统方法，但在具体实施过程中，需要满足的条件是：[color=#990000]第二回路的传感器和PID控制器（这里是外置压力传感器和PID控制器）精度一般要比第一回路的传感器（这里是电气比例阀内置的压力传感器和PID控制器）要高。[/color]为了实现更高稳定性的CMP系统压力控制，我们推荐的实施方案是采用0.05%精度的外置压力传感器和超高精度PID控制器（技术指标为24位ADC、16位DAC和双浮点运算的0.01%最小输出百分比）。此实施方案我们已经进行过大量考核试验，压力稳定性可以轻松达到0.1%。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[color=#cc0000]摘要：本文针对液体和粉体形式的蓄热型相变材料，介绍了激光闪光法在蓄热相变材料热扩散系数测试中应用研究以及各种典型液体材料和相变材料的验证试验结果。根据研究文献和验证试验结果证明激光闪光法并不是一种测量液体和相变材料热物理性能比较合适的方法，影响因素众多，测试过程繁杂，并存在很多问题及不足，对于未知液体和相变材料的热性能测试很难保证相应的测量精度。[/color][color=#cc0000]关键词：闪光法、相变材料，液体、粉体、热扩散系数，导热系数，储能，蓄热[/color][color=#cc0000][/color][hr/][color=#ff0000][b]1. 引言[/b][/color] 相变材料在相变过程中吸收或者释放热量，利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存，可以解决能量供需在时间和空间上不匹配的矛盾，有效提高能源利用效率，达到节能减排目的。利用相变材料的这一特点将其应用到建筑材料中，吸收和储存白天进入室内的太阳辐射热避免室内温度过高，夜间释放这些热量，把室内温度控制在人体舒适温度范围内，可降低建筑采暖和致冷的能源消耗，实现建筑节能的同时提高居住环境舒适度。 建筑用相变材料多为潜热型蓄热方式，这种方式的主要优势是在较小温度区间内具有较高的蓄热密度，它可以用于建筑的加热和冷却，并可以与其它被动系统或主动系统配合使用。 如图1-1所示，在建筑中所使用的各种相变材料通常被描述为多种相变复合材料的基材，其主要目的是保持相变材料的形状稳定或对其进行包封，特别是相变材料是液态形式时。目前国内外常用的相变复合材料基材的样品尺寸一般从几个毫米到几个厘米直到所谓的大尺寸块状尺度，如已经被用于建筑结构中的微胶囊封装相变材料，各种非工艺陶瓷材料，水泥或石膏板等，所用的相变材料不仅微胶囊封装了石蜡，而且还包含了浸注石蜡等形式，从而形成各种形式的建筑用相变材料。[align=center] [img=1-01.液体和粉末颗粒状相变材料,690,338]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251521_01_3384_3.png!w690x338.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000][b]图1-1 液体状和粉末颗粒状相变材料[/b][/color][/align] 这些相变材料的热物理性能给出了这些材料和复合材料的蓄热能力，但测试评价热物理性能则并不容易，特别是对于这些液体形状和粉末颗粒形状的相变材料而言，在采用目前传统实验室仪器进行测量时要十分小心，否则很难获得准确的测量结果。 本文针对液体和粉体形式的蓄热型相变材料，主要介绍了激光闪光法在蓄热相变材料热扩散系数测量中的应用，以及各种典型液体材料和相变材料的测量结果，并介绍了闪光法测试相变材料中的注意事项和存在的问题及不足。[b][color=#ff0000]2. 问题的提出[/color][/b] 在激光闪光法中被测样品位于闪光灯和红外探测器之间，激光脉冲照射到样品的前表面，红外探测器测量样品背面的温升变化。通过数学模型来处理这个温升曲线从而测得被测样品的热扩散系数，将热扩散系数与样品材料的密度和比热容相乘得到相应的导热系数。 如图1-1所示液体状和粉末颗粒状蓄热相变材料，在微观尺度上由大量几十至几百微米尺度颗粒或胶囊构成，对于十几毫米的激光闪光法测样品品宏观热性能而言则是均匀的。由此，液体状和粉末颗粒状蓄热相变材料的导热系数测试就可以归结为液体和粉体材料的热性能测试。但由于液体和粉体蓄热相变材料的特殊性，在采用激光闪光法测试导热系数过程中会面临以下几个重要难题： （1）在激光闪光法测量液体和粉末颗粒状样品时，如液液和固液相变材料，被测样品在液液和固液相变过程中会发生明显的膨胀或收缩，如果不采取特殊措施，被测样品厚度将在测试过程中发生变化，会给测试结果带来巨大误差。 （2）液体和颗粒状蓄热相变材料一般的导热系数较低，大多小于1W/mK，这就要求激光闪光法测试时一是尽可能减小样品厚度，二是加大激光脉冲功率，但对于低熔点相变材料而言则是一个相互矛盾的难题。 （3）蓄热相变材料的相变温度一般较低，当激光脉冲照射在相变材料样品前表面时，很容易使得样品前表面温度升高1～5℃，从而使得样品的激光照射区域产生软化或相变，进而改变样品整体性能的均匀性给测试带来严重误差。 （4）许多蓄热相变材料都为透明或半透明材料，激光闪光法的测试过程很容易产生热传导之外的对流和辐射传热形式，就需要采用特殊手段进行规避和修正。 （5）激光闪光法测试热扩散系数的前提条件是认为被测样品在测试过程中保持材料形态不变，即在测试过程中不能产生相变，因此对于蓄热相变材料相变过程中的热扩散系数测试则是激光闪光法无法解决的难题。 以上难题就是为什么对于液体材料大多使用特殊方法来测量热扩散系数，这些特殊方法包括同轴圆柱法和平行板法等稳态方法，瞬态法则主要有热线法。然而，为了避免液体测量中由于辐射和对流带来的影响，必须在这些方法中实施一些特殊技术手段条件，文献给出了测量液体导热系数主要方法的综述。[b][color=#ff0000]3. 激光闪光法测试蓄热相变材料的改进[/color][/b][color=#ff0000]3.1. 激光闪光法测量液体热物理性能技术研究综述[/color] 尽管采用闪光法测试液体热物性存在上述困难，一些研究人员还是尝试了将闪光法应用于液体测量。理论上闪光法可以作为一种有效的测量液体热扩散系数方法，这是因为通过使用热脉冲加热水平安装样品的上表面可以大大降低对流换热的影响。 Schriempf是第一个开发特殊闪光法仪器致力于测量液体热扩散系数并成功应用到了液体水银，他用绝缘材料制成样品容器，液体表面覆盖透明石英板，就像闪光法基本方法一样测量液体样品背面的温度上升。然而他的方法不适应测量低导热液体，因为热量流经容器不可忽略，从而造成热流不再是一维热流。 Farooq等人提出了一个类似方法，基于一个外层钎焊到一环形中心间隔器的样品容器所构成的三层结构测试单元，采用这种样品容器测试水的热扩散系数。 Maeda等人还提出了一个特殊的测样品品单元，其中的液体夹持在顶部和底部铂坩埚内形成一个三层的三明治结构，并使用三层分析计算模型来进行曲线拟合，同时基于透明体假设来进行修正。 Nishi等人研究了高温下激光闪光法测量熔融金属热扩散系数的可能性，为了做到这一点他们开发了一个简单的样品单元，并在理论上估计了在熔融金属界面上的辐射和传导热损失影响，这使得可以分析测量不确定度。他们的结论是所开发的激光闪光法测量装置可以测量熔融镍的热扩散系数以及测量不确定度为±3%。 Coquard等人开发了一种有机玻璃空心圆筒构成的样品容器，在圆筒的顶部和底部由圆形铝板进行封闭，由此组成一种三明治结构样品进行闪光法测试，通过对背温测试曲线进行参数估计得到液体样品的热扩散系数。采用此方法对两种液体（水和乙醇）和一个糊状物质（聚丙烯酰胺凝胶）进行了测试，总的不确定度分析结果为小于5%。但从文献中看这种方法液体样品很厚将近有7mm，对于低导热液体样品测试会造成背温温升时间过长而带来一系列的误差因素。 总之，上述这些研究都是基于经典的闪光法，并假设通过特制样品单元或样品容器的热量传递仍然是一维热流，虽然这可能与实际情况不符。事实上，以上开发的测试设备是由几个具有可变热性能的部件组成，都会产生相应的边缘效应。这就是为什么使用他们的仪器测量液体样品时得不到准确液体热扩散系数的主要原因，就是因为热流不再是一维热流。 为了避免非一维热流情况，Tada等人提出了一种基于适当样品几何形状的方法，他们将液体夹在金属板和样品容器之间并测量前表面温度变化，从中获得液体的导热系数。他们的方法既不要求使用参考材料，也不需要测量样品厚度，因为液体样品层被视为半无限大厚，他们的方法成功测量了水和甲苯。Ohta等人使用一种几乎相同的方法来测量高温下高粘性液体的蓄热系数。然而，这些前表面闪光法都需要测量样品前表面温升并涉及到开发特殊测量设备，而这些恰恰很难实现。 根据上述文献报道和闪光法测试原理，要解决样品厚度变化和前表面物态变化对测量的影响无外乎以下几种途径： （1）在被测样品的测量区域内（脉冲激光照射区域和样品背面温度探测区域），设法保持被测样品厚度在温度变化过程中始终不变，而在被测样品的非测量区域（边缘位置处）留出样品膨胀空间。 （2）采用夹层结构形式讲被测样品夹持在中心位置，使得激光脉冲不直接作用在样品上，一方面避免激光直接穿过透明和半透明样品直达背温探测器形成干扰，二是固定样品厚度始终不变。 （3）根据相变材料导热系数和厚度来优化激光脉冲功率，尽可能在得到满意背面温升曲线的同时，使得样品前表面不产生融化现象。 （4）采用前表面测试技术，即激光照射被测样品前表面进行样品加热，同时在样品的前表面测量样品温度变化，而不是测量样品背面温度变化。 激光闪光法前表面测试技术是一种新出现的高速测试技术，特别适合高导热材料相变前后（熔融前后）的热扩散系数测量，因此这种方法目前主要用于金属熔融前后的高温热扩散系数测量，在较低导热系数的蓄热相变材料中还应用较少，所以本文将不对激光闪光法前表面测试技术进行介绍。[color=#ff0000]3.2. 特制样品容器用于激光闪光法液体测试[/color] 目前绝大多数激光闪光法测试都是采用前表面激光闪光加热和后表面测温方式，可以采用上述前两种途径制作特殊样品容器来进行液体和相变材料测试，文献报道了为激光闪光法液体测试配备的一种特制样品容器。 这种为液体、浆料和微细颗粒材料的热扩散系数测量开发的特制容器，如图3-1所示。该特制样品容器由一个坩埚、不锈钢环和封装盖组成，将被测样品（约50ul）装入坩埚并装上封装盖，被测样品就会充满封装盖与坩埚之间约0.5mm厚的间隙，这个间隙就是被测样品厚度。装填完毕样品后，需要在坩埚底部和封装盖顶部中心区域涂覆石墨以确保表面具有较高发射率，从而形成对脉冲加热光具有良好的热量吸收以及对非接触红外探测器具有较强的热辐射。 针对不同的测试温度范围，特制容器的材质分别为铝合金（适用于500℃以下）和铂铑合金（适用于1600℃以下）。这种结构的样品容器只适合样品水平放置的直立式激光闪光法测试设备，即样品容器和样品为水平放置，激光器和背温探测器位于样品的上部或下部，这种结构的样品容器并不适合样品直立形式的激光闪光法测试设备。[align=center] [img=3-01.激光闪光法液体和颗粒物试样容器,690,450]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251523_02_3384_3.png!w690x450.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图3-1 激光闪光法液体和粉体样品测试专用容器[/color][/b][/align] 需要注意的是，在采用图3-1所示特制容器进行样品热扩散系数测试时必须采用三层分析程序对背温检测信号进行处理，即坩埚底层、被测样品和封装盖中心层形成一个三层夹心结构的被测样品，需要已知坩埚和封装盖材料的热性能后再通过三层分析程序对背温测量信号进行计算处理才能得到被测样品的热扩散系数。如果要获得被测样品的导热系数，还需要采用其它方法测量被测样品的比热容和密度随温度的变化。[b][color=#ff0000]4. 特制样品容器的考核[/color][/b] 文献报道了采用图3-1所示特制容器对一系列液体、膏状物和相变材料进行了测试，以验证和考核特制样品容器和相关测试方法的有效性。以下内容仅为文献报道的测试内容和结果，其中有些内容并不完全代表相关材料测试过程中的真实情况，这里的介绍仅是作为激光闪光法液体热扩散系数测试考核内容的借鉴和参考，文献中很多关键技术细节和遇到的问题没有报道，本文后续篇幅将会展开进行说明。[color=#ff0000]4.1. 纯水的激光闪光法测量[/color] 在材料热分析和热性能测试技术中纯水常作为一种参考物质来检验测试方法的准确性，为了验证针对液体和粉体样品所做的特制样品容器和相应的测试程序，采用了三种不同尺寸的特制样品容器对纯水在25～50℃温度范围内进行了激光闪光法测试，在每个温度点下分别进行了5次重复性测量，测试结果如图4-1所示，测试中纯水的密度和比热容数据采用了文献值，测试结果与纯水热扩散系数和导热系数文献值进行了比较以观察测试结果的准确性和重复性。[align=center] [img=,690,461]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251532_01_3384_3.png!w690x461.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-1 采用三种不同尺寸液体样品容器测量纯水热扩散系数和导热系数的结果[/color][/b][/align] 图4-1中灰色区域为纯水导热系数文献值范围，采用特制样品容器所进行的测试结果显示纯水的导热系数测试结果落在灰色区域内，热扩散系数和导热系数随温度升高略有增加，导热系数测试结果与文献值相差一般小于±2%。[color=#ff0000]4.2. 乙二醇的激光闪光法测量[/color] 乙二醇也是常用考核热分析测试方法的参考材料之一，采用特制样品容器对乙二醇进行了测试，测试结果如图4-2所示。测试结果与文献值进行了比较，假设文献值的测量不确定度为3%，并以此测量不确定度在图中绘制误差线。为了计算方便，导热系数计算中采用了文献所提供的密度和比热容数据，从所测量的热扩散系数和计算得到的导热系数可以看出测量值与文献值之间的偏差既远小于激光闪光法测量不确定度（约5%），也小于文献值的测量不确定度。从乙二醇导热系数测试结果还可以看出随着温度的增加，乙二醇导热系数几乎呈线性缓慢增大，而热扩散系数则呈线性缓慢减小，这都表示了乙二醇热扩散系数和导热系数对温度的依赖性较弱。[align=center][img=,690,481]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251533_01_3384_3.png!w690x481.jpg[/img] [/align][align=center][b][color=#990000]图4-2 乙二醇热扩散系数和导热系数测试结果[/color][/b][/align][color=#ff0000]4.3. 硅脂的激光闪光法测量[/color] 硅脂是一种常用的膏状物，其导热性能是硅脂的一个重要指标。采用特制样品容器对硅脂进行了测量，测试温度范围为-40～100℃，硅脂的热扩散系数、比热容和导热系数测试结果如图4-3所示。[align=center] [img=,690,470]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251534_01_3384_3.png!w690x470.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-3 硅脂的热扩散系数、比热容和导热系数测试结果[/color][/b][/align] 硅脂通常用于真空应用和导热脂的制备，在后续的应用中一般将大量的无机粉添加到硅脂中。而在实际情况下，只有少量的无机材料添加到油脂中，这种添加剂的原因是其密度略高于硅脂的典型密度范围（0.8～1g/cm3），在24℃室温下的硅脂糊状物密度测量值为 1.136 g/cm3。测量结果显示随着温度的增加热扩散系数缓慢下降，而比热容则缓慢增大，由此使得硅脂的导热系数在整个温度范围内几乎呈线性增长。[color=#ff0000]4.4. 聚碳酸酯相变材料的激光闪光法测量[/color] 为了进一步验证特制样品容器的实用性，还对聚碳酸酯固液相变材料进行了激光闪光法测试，测试温度范围为室温～300℃。在室温下聚碳酸酯为非晶固体，在第一次加热超过玻璃化转变温度（200℃以上）后聚碳酸酯会变软并最终成为液体。根据这种特性，在采用特制样品容器制作测试样品时，要先将固体聚碳酸酯样品放入坩埚内并进行加热，当加热到200℃时将封装盖压在坩埚上，然后冷却特制样品容器至室温再开始激光闪光法测试，这样制作被测样品的目的是为了确保坩埚和封装盖与聚碳酸酯样品之间有良好的热接触和样品端面平行度。最终所制的聚碳酸酯样品厚度为0.55mm，直径为11mm。 采用特制样品容器制成聚碳酸酯样品后，激光闪光法的测试结果如图4-4所示。[align=center][img=,690,448]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251534_02_3384_3.png!w690x448.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-4 采用液体样品容器测量聚碳酸酯热扩散系数和导热系数的结果[/color][/b][/align] 从图中可以看出，热扩散系数在室温～130℃范围内呈近似线性的下降，在130～150℃范围内热扩散系数发生明显的大幅度降低，这是由于聚碳酸酯玻璃化转变过程所引起的反应，在玻璃化转变过程中激光闪光法只检测到热扩散系数随温度变化只发生了轻微的改变，对温度变化并未有多少依赖性。 采用差示扫描量热仪对聚碳酸酯样品进行了比热容测试，从图4-4所示的测试结果可以看出比热容随温度几乎呈线性增大，在玻璃化转变时比热值产生较高的典型跃迁，然后继续随温度变化呈线性增大。 在文献中并没有提到聚碳酸酯密度随温度变化的测量，只是将聚碳酸酯导热系数测试结果呈现在图4-4中，测试结果显示随着温度升高导热系数持续增大，并没有受到玻璃化转变过程的太大影响。[color=#ff0000]4.5. 聚丙烯的激光闪光法测试[/color] 图4-5显示了40～300℃范围内采用差示扫描量热仪测量聚丙烯样品的表观比热容（比热容与相变焓重叠）随温度变化曲线，在温度变化初期比热容随温度升高而持续增大，在120～210℃范围内熔化热与比热容重叠，在此温度范围内结晶材料发生融化，融化过程中所引起的焓值变化在77.5J/g处进行了评估。为了进行热扩散系数和导热系数分析，需要对测试曲线进行线性内插以去掉额外的焓值变化，图中用直线表示。[align=center] [img=,690,351]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251534_03_3384_3.png!w690x351.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-5 部分结晶聚丙烯表观比热容测试结果[/color][/b][/align] 图4-6显示了在室温～300℃范围内聚丙烯样品的热扩散系数、比热容（插值后）和导热系数测量结果，从图中可以看到，热扩散系数逐渐下降到120℃后随着温度的进一步升高而略微的增大。比热容则在整个温度区间内都呈现出增加趋势，但在固态过程中比热容随温度增加速度较高。随温度变化的导热系数近乎为直线，这是这类半晶质热塑性材料的典型特征，在融化过程中导热系数会呈现轻微的下降。[align=center] [img=,690,458]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_01_3384_3.png!w690x458.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-6 聚丙烯的热扩散系数、比热容和导热系数，样品厚度0.55mm，宽度11.00mm[/color][/b][/align][color=#ff0000]4.6. 石蜡混合物的激光闪光法测试[/color] 图4-7显示了-30～50℃温度范围内石蜡混合物的热扩散系数和比热容测试结果，这些测试是在铂铑合金坩埚制成的样品容器上进行。测试结果显示出在0～40℃为宽泛的融化区间，在表观比热容测试结果中可以看到熔融过程为重叠的吸热效应（实心直线），在该温度范围内进行插值所得到的熔融热不会对比热容产生影响。[align=center] [img=,690,462]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_02_3384_3.png!w690x462.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-7 石蜡混合物表观热扩散系数和表观比热容测试结果，样品厚度0.506mm，在35℃时的密度为0.757gcm-3[/color][/b][/align] 从图中可以看出，表观热扩散系数测试结果显示在-30～20℃范围内呈现出一个衰减过程，然后随温度逐渐增加，在温度达到35℃后表观热扩散系数趋于恒定。 然而，在实际测试中要考虑相变区域的测量，即考虑熔融过程中的测量，这点至关重要，这主要是用于分析激光闪光法测试结果的瞬态传热方程在相变区域不再有效。在熔化/凝固过程中，考虑到焓变化的影响, 它必须通过一个附加技术来进行扩展，这种熔化/凝固通常发生在闪光源的加热时刻和样品达到最高温度后的降温时刻。利用所开发的瞬态传热方程数值解法可以考虑这种效应，考虑到测试中的三层样品结构，这样的解决方案可能非常复杂。在这项工作中使用的另一种解决方案是在不同的闪光脉冲能量下进行测试，从而在样品内形成不同的温升，然后将结果外推到零脉冲能量，从而使热扩散系数的计算不受熔化/凝固的影响。 分别在0℃和25℃下采用不同闪光脉冲加热能量对石蜡混合物进行了测试，测试结果如图4-8所示。从图中可以明显看出表观热扩散系数与脉冲加热能量几乎呈线性关系，在热焓变化较大的熔化温度范围内（25℃），表观热扩散系数与脉冲能量的依赖性较大，而在热焓变化较小的熔化温度范围内（0℃），这种依赖性较弱。[align=center] [img=,690,455]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_03_3384_3.png!w690x455.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-8 在0～25℃范围内石蜡混合物表观热扩散系数随闪光加热能量的变化，同时显示了测试结果的线性逼近趋势[/color][/b][/align] 图4-8中还显示了使用一阶多项式对测试结果进行非线性回归的外推结果，从外推结果可以看出, 实测数据与这个线性逼近吻合在实测数据散度中，在所有的相变区域内都可以相似的逼近计算。 通过外推到零脉冲能量所得到的热扩散系数结果在图4-7中显示为修正的热扩散系数，由此可以看出，在对脉冲能量影响进行修正后，热扩散系数在熔化范围内随温度变化几乎呈线性下降。 利用修正后的热扩散系数和比热容（在熔化过程中不发生重叠焓变化）计算石蜡混合物导热系数中，同时考虑了熔化过程中的密度变化，由此得到图4-9所示的导热系数结果。可以看出导热系数在-30～35℃温度范围内逐渐降低，而在在相变过程中导热系数下降速率变缓，在全熔融区中导热系数得到接近恒定值。[align=center] [img=,690,480]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_04_3384_3.png!w690x480.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-9 在温度-30～50℃范围内的石蜡混合物导热系数计算结果[/color][/b][/align][b][color=#ff0000]5. 试验分析和验证[/color][/b] 采用文献报道的特制样品容器进行激光闪光法液体测试过程中，还存在很多影响因素并未有报道，以下对图3-1所示的用于液体的特制样品容器在激光闪光法测试过程中的影响因素进行分析。[color=#ff0000]5.1. 样品中空气隙的影响[/color] 为了评估测量不确定度，Coquard等人对可能导致测量误差的参数进行了分析，分析结论是样品厚度的正确测定和特制样品容器的严格灌装是关键参数，如果空气在样品所占比例为1.25%就意味的测量结果误差为15.4%， 因为这个空气层将成为热传导通道上的一个热障。[color=#ff0000]5.2. 金属样品容器的影响[/color] 图3-1所示的用于液体样品的特制样品容器材质是纯铝或铂铑合金（Pt90Rh10），其导热系数为237 W/mK 和38W/mK，与被测液体样品导热系数范围（0.15～0.6W/mK）相比这是一个非常高的导热系数值。然而特制样品容器在坩埚与封装盖之间提供了一个侧面空气间隙，这个侧面空气间隙的热阻足够大于比被测液体样品的热阻，由此使得特制样品容器上的热传递最小化。同样情形也发生在封装盖接触面上，虽然接触面并未压力加载，但接触热阻还是会远大于液体样品热阻，也就是说特制样品容器对测试结果的影响已经最小化了。但是毕竟样品容器是由高导热金属制成，瞬态激光热脉冲加热液体样品前首先加热的是三层结构样品的顶部金属表面，热量一方面会继续前行加热液体样品，同时热量还会沿着样品容器壁产生散热线性，由此造成加热液体样品上表面的热流分布并不均匀，这是一个重要测量误差源。 Delgado等人分别对空载的特制样品容器和装有水的特制样品容器进行了测试，两个测试结果的比较如图5-1所示，当样品容器空载时的背温信号响应会更长。在选择测试软件中时间范围进行计算时，重要的是数据采集时间应该很短以避免样品容器的贡献。由此可以得到一个重要的信息就是采用高导热金属材质样品容器时，数据采集时间尽可能越小越好，但对于导热系数普遍较低的液体和相变材料而言，背温变化十分缓慢，数据采集实际势必较长，这显然会造成样品容器散热的严重影响。[align=center][img=,690,514]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251536_01_3384_3.png!w690x514.jpg[/img][/align][b][/b][align=center][b][color=#990000]图5-1 激光闪光法测量空载和有水样品容器时的探测器信号[/color][/b][/align] 由此可以看出，样品容器的设计需要接触液体样品的两个上下表面导热系数越大越好，以保证激光脉冲热量能快速加热液体样品并使得液体样品背面温度变化有效的传递出去。另一方面需要样品容器侧壁材质的导热系数越小越好，这样可以避免热量向容器四周散热。总之，这是一个相互矛盾的命题，至于样品容器侧壁热损到底对测量结果有多大影响，可以采用有限元模拟分析进行准确评价。从这方面可以看出，就像激光闪光法不太适合刚性固体低导热材料测试一样，采用图3-1所示特制样品容器进行激光闪光法热扩散系数测试，并不一定适用于低导热特性的液体和相变材料。[color=#ff0000]5.3. 样品的准备[/color] 为了采用激光闪光法设备测量固体样品，一般首先要先建立真空，然后充入惰性气体氮气。然而，当这一程序应用到液体测试时，一旦达到蒸汽压，测试设备腔体内的真空和减压会导致样品中的水分蒸发，这可以通过真空前后的样品称重进行检查。因此，在对液体样品进行最终测试时，需要省略掉真空过程，而通过较长时间气体置换来建立氮气气氛环境。 样品制备时要在特制样品容器的外表面上均匀涂覆石墨以增加激光能量的吸收，并保证样品的所有部分都具有相同吸收量。由于激光照射是的样品前表面温度可以达到很高值，所以知道这个温度的上限非常重要，以避免被测样品出于相变阶段，样品为水的情况下必须避免蒸发。 另外，被测液体样品厚度的准确测量非常关键，为了保证样品完整填充入样品容器，需要从几何尺寸中计算出容器体积，并通过微量[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/9p][color=#3333ff][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/9p][color=#3333ff]移液器[/color][/url][/color][/url]来控制样品量。由此可见在激光闪光法液体热扩散系数测试中，对样品的制作和测试要十分的小心，试样过程十分精密。[color=#ff0000]5.4. 液体样品特制容器的进一步试验验证[/color] Delgado等人采用图3-1所示的液体样品特制样品容器，在激光闪光法设备上对三种液体（蒸馏水、正十六烷和甘油）进行了热扩散系数测试，测量结果如图5-2所示，图中所显示的测量值为五次激光脉冲测试热扩散系数和温度结果的平均值，图中还显示了与参考值相比的标准偏差。对于蒸馏水样品，最大测试误差为7.87%，测试正十六烷的最大误差为4.31%，测试甘油时的测试误差最大达到了15.38%，蒸馏水、正十六烷和甘油的参考值分别来自文献。由此可见，采用特制样品容器进行激光闪光法热扩散系数测试并没有达到文献所描述的准确度和重复性精度。[align=center] [img=,542,453]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251536_02_3384_3.png!w542x453.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图5-2 三种液体导热系数测试结果及与参考值的比较[/color][/b][/align] 根据测试设备软件所提供的三层测试模型计算得到样品的热扩散系数，图5-3显示了PCM微胶囊质量分数分别为14%、20%和30%时的相变材料浆料的导热系数数值。在20℃时所得到的测量结果被认为并不可靠，这是因为即使激光脉冲造成样品温度一个非常小的增加也会导致比热容的突然改变（相变区在20～24℃之间），这种方法规定比热容是恒定的，否则计算得到的测试结果可能是无效。因此，如果留意25～30℃范围的数据，就可以观察到，在温度升高时PCM浆料的导热系数应该稍有增加。[align=center] [img=,690,538]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251536_03_3384_3.png!w690x538.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图5-3 不同微胶囊质量分数14、20和30%时的导热系数测试结果[/color][/b][/align] 必须指出的是，PCM微胶囊质量分数的增加会导致导热系数降低，这种行为是预期的，这是因为石蜡的导热系数比水低。另外与温度为30℃的水相比，质量分数为14、20和30%的PCM微胶囊浆料分别都经历了24、32和39% 的还原。[color=#ff0000][b]6. 结论[/b][/color] 通过以上激光闪光法测试液体和相变材料热扩散系数和导热系数的研究文献报道，可以得出以下结论： （1）由于受到闪光法测量原理的限制，闪光法只能测量相变材料相变前后的热扩散系数，对相变过程中的热扩散系数根本无法测量，或测量结果完全不正确。 （2）尽管为闪光法液体热扩散系数测量开发了各种形式和材质的特制样品容器，但都有各自的局限性，有些适合低导热材料，有些适合于高导热材料，这对实际应用有很大限制并影响测量精度。 （3）对于液体和相变材料而言，闪光法测试过程中的样品制备要求十分精细、准确定量灌装和严格控制样品厚度，同时要避免样品中形成气泡等空气隙，否则会对测量结果带来严重影响。 （4）样品容器侧壁材质侧面热损的影响并未进行深入的研究，对于低导热液体和相变材料测试侧壁热损很可能是影响测量精度的重要因素之一。 （5）激光能量需要优化，或进行一系列不同激光能量下测试来进行外推，避免前表面温升引起样品前表面发生相变，使得闪光法测试相变材料十分的繁琐。 （6）在样品厚度固定不变的前提下，要结合激光脉冲能量来对脉冲时间进行优化，避免加热时间过长所带来的对流和辐射传热的影响。 （7）为了获得液体和相变材料的导热系数，除了用闪光法测试热扩散系数之外，还需要对比热容和密度随温度变化进行单独测量，整个测试过程复杂繁琐。 由此可见闪光法并不是一种测量液体和相变材料热物理性能比较合适的方法，影响因素众多，测试过程繁杂，并存在很多问题及不足，对于未知液体和相变材料的热性能测试很难保证相应的测量精度。[color=#ff0000][b]7. 参考文献[/b][/color]（1）B. Le Neindre, Mesure de la conductivité thermique des liquides et desgaz, in : Techniques de l’Ingénieur, Mesures et contrô le (Tech. ing., Mes. contrô le), vol. RC3, noR2920, 1996, pp. R2920.1-R2920.21（2）J.T. Schriempf, A laser flash technique for determining thermal diffusivity of liquid metals at elevated temperatures, Rev. Sci. Inst. 43 (1972) 781-786.（3）M.M. Farooq, W.H. Giedt, N. Araki, Thermal diffusivity of liquids determined by flash heating of a three-layered cell, J. Thermophys. 1 (1981) 39-54.（4）Y. Maeda, H. Sagara, R.P. Tye, M. Masuda, H. Ohta, Y. Waseda, A hightemperature system based on the laser flash method to measure the thermal diffusivity of melts, Int. J. Thermophys. 17 (1996) 253.（5）T. Nishi, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, Evaluation of the heat leakage in the thermal diffusivity measurement of molten metals by a laser flash method, Int. J. Thermophys. 24 (2003) 1735-1751.（6）Coquard, R., and B. Panel. "Adaptation of the FLASH method to the measurement of the thermal conductivity of liquids or pasty materials." International Journal of Thermal Sciences 48.4 (2009): 747-760.（7）Y. Tada, M. Harada, M. Tanigaki, E.Y. Eguchi, Laser flash method for measuring thermal conductivity of liquids—application to low thermal conductivity liquids, Rev. Sci. Inst. 49 (1978) 1305-1314.（8）H. Ohta, H. Shibata, A. Suzuki, Y. Waseda, Novel laser flash technique to measure thermal effusivity of highly viscous liquids at high temperature, Rev. Sci. Inst. 72 (2001) 1899-1903.（9）Blumm, Jürgen, and André Lindemann. "Characterization of the thermophysical properties of molten polymers and liquids using the flash technique." High Temp. High Press 35.36 (2003): 627.（10）Blumm, J., A. Lindemann, and S. Min. "Thermal characterization of liquids and pastes using the flash technique." Thermochimica acta 455.1 (2007): 26-29.（11）Delgado, Mónica, et al. "Experimental analysis of the influence of microcapsule mass fraction on the thermal and rheological behavior of a PCM slurry." Applied Thermal Engineering 63.1 (2014): 11-22.
[b]安科瑞 李可欣18706165067[/b]安科瑞高效能耗管理系统1 概述用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系，推广用户端智能用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。楼层电能管理系统和能耗管理系统正是针对以上课题而研发的用户端能源管理分析系统。能耗管理系统在电能管理系统的基础上增加了对水、气、煤、油、热(冷)量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。2 Acrel-3000电能远程集抄管理系统2.1 系统功能配电监测安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备友好的人机界面，能够以配电一次干线图的形式直观显示配电线路的分布情况，同时将实时采集的各回路的电参量信息，以及配电回路开关的分合闸状态，实时显示在系统界面中。[align=center][img]https://p6.itc.cn/images01/20230317/0dc8d1fb59944bbba4c1f111bdadef54.jpeg[/img][/align]电能报表安科瑞Acrel-3000电能管理系统以丰富的数据报表体现计量体系的完整性。系统具备各回路定时抄表汇计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可追溯，维护计量体系的正确性。[align=center][img]https://p5.itc.cn/images01/20230317/36a73e3b243f4b5d960cdb8bb826fe9e.jpeg[/img][/align]负荷曲线安科瑞Acrel-3000电能管理系统对配电系统总进线回路（或重要负荷的出线）设计了负荷趋势曲线。便于配电维护人员及时掌握用电需求与供电系统负荷占比，确保供电可靠性，为用户单位的用能权益提供保障。借助该功能，还可分析用能需量的增长趋势，适时调整需量申报，减少因需量偏差过大造成的多余缴费。[align=center][img]https://p7.itc.cn/images01/20230317/9cdc2fd648b744609b2cd818f4e2deb7.jpeg[/img][/align]电参量报表安科瑞Acrel-3000电能管理系统具有对实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到实时数据库。在监控画面中能够自定义需要查询的参数、查询的时间段或选择查询更新的记录数等，并通过报表方式显示出来。该功能方便用户进行事故追溯查询。[align=center][img]https://p3.itc.cn/images01/20230317/5958864467e2469b997393d4d045dd1d.jpeg[/img][/align]统计报表安科瑞Acrel-3000电能管理系统为用户提供了综合的电能和需量统计报表功能，包含不同馈线的峰平谷用电量统计与记录，从而为用电的合理管理提供了数据依据(需要选用带复费率和需量功能的电力仪表)。同时可对各回路进行日、月报表的统计，减少配电系统维护人员的电能统计的工作时间，提高工作效率。[align=center][img]https://p5.itc.cn/images01/20230317/57ebf16f05c04600b72cbec398d00195.jpeg[/img][/align]遥信实时报警安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备遥信报警配置功能，系统能够对配电回路断路器的分合闸动作进行实时监测并报警。系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面。[align=center][img]https://p5.itc.cn/images01/20230317/5f2ecc1a153a455782deec05ae943fdf.jpeg[/img][/align]遥测实时报警安科瑞Acrel-3000电能管理系统具备遥测报警配置功能，报警类型包括电压越限、电流越限、频率越限、功率因数越限、断路器分合闸。系统报警时能够进行信息语音提示，自动弹出报警画面。[align=center][img]https://p5.itc.cn/images01/20230317/5f2ecc1a153a455782deec05ae943fdf.jpeg[/img][/align]遥信、遥测历史报警查询安科瑞Acrel-3000电能管理系统能够对遥信、遥测报警数据进行存储，方便用户对系统报警事件进行追溯查询。[align=center][img]https://p0.itc.cn/images01/20230317/77a47fc0d3eb4e429e534987e02f39e2.jpeg[/img][/align]电能质量监测安科瑞Acrel-3000电能管理系统可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况 进行持续性的监测。例如配电系统维护人员可以通过谐波分析界面掌握配电系统的谐波含量，及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性，减少因谐波造成的供电事故的发生。[align=center][img]https://p9.itc.cn/images01/20230317/bebd7fbb4b8543a6b144f4481419e958.jpeg[/img][/align]用户权限管理安科瑞Acrel-3000电能管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行维护管理提供可靠的安全保障。[align=center][img]https://p7.itc.cn/images01/20230317/bb16aebfaa2d4b2b9cb3530604e45d3e.jpeg[/img][/align]通讯状态图安科瑞Acrel-3000电能管理系统可以实时显示接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构，可在线诊断系统网络通讯状态，发生网络故障时能自动在屏幕上显示故障单元和故障部位。从而方便系统维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，对出现异常的设备及时维护，保证系统的稳定运行。[align=center][img]https://p9.itc.cn/images01/20230317/988964f9659249c99336185eec407d52.jpeg[/img][/align]基于B/S的网络应用安科瑞Acrel-3000电能管理系统配置了强大的WEB页面发布功能，从而使得用户可以通过基于Windows平台的IE或其他主流浏览器，查看系统实时数据、监控画面、历史数据，浏览效果与在Acrel-3000服务器端看到的系统画面完全相同。[align=center][img]https://p5.itc.cn/images01/20230317/3a30bf2dc8c046a6b7609759a4ecf5db.jpeg[/img][/align]数据转发安科瑞Acrel-3000电能管理系统支持多种标准协议的数据转发，实现与第三方系统的数据共享。支持Modbus-RTU、Modbus/TCP、IEC104(南瑞)通讯协议的数据转发，能够支持工业OPC接口，通过OPC接口实现与其他系统（如BA系统）进行数据交互。[align=center][img]https://p9.itc.cn/images01/20230317/48c71d3dc25a4912b1abf6b587cc1138.jpeg[/img][/align]手机短信报警安科瑞Acrel-3000电能管理系统支持手机短信报警功能，系统遥信、遥测实时报警信息可以通过短信报警模块发送到的系统管理人员手机上，使得用户能够及时了解现场配电情况，消除可能发生的配电隐患。GPS系统时钟同步安科瑞Acrel-3000电能管理系统可集成配置GPS授时设备，对系统主机进行GPS同步授时，以保证整个系统有统一的时间基准，为电力系统故障分析提供可靠的时间保障。开放的系统扩展功能安科瑞Acrel-3000电能管理系统监控软件具备多种标准的接口和协议的接入，如支持485总线，多种不同的通讯协议如Modbus-RTU、Modbus/TCP、IEC103、IEC104等，同时具备后期对非标准规约协议的开发接入，使得所有智能设备都能无缝连接到后台系统中来。同时系统支持工业OPC接口与其他系统（如BA系统）进行数据共享。双机冗余功能安科瑞Acrel-3000电能管理系统具有配置双机冗余的功能。该功能提高了系统的安全性和容错性，保证了系统中即使某台监控主机出现异常也不会影响到整个Acrel-3000电能管理系统的正常运行。3.2 系统层次结构Acrel-3000电能管理系统通常采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层：现场设备层现场设备层主要是连接于网络中用于电参量采集测量的各类型的仪表等，也是构建该配电系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任，这些设备可为乙方各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块和电动机保护器等。网络通讯层网络通讯层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等；光电隔离保护装置主要是为保证上位机的正常工作，避免网络中不稳定信号对其造成的干扰或破坏；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异，需要进行转换方可进行数据交换。站控管理层站控管理层是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的上层部分，主要是由电能管理系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，用户只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。硬件推荐：安科瑞DTSD1352-C三相四线电子式电能表简单介绍：安科瑞DTSD1352-C三相四线电子式电能表安科瑞DTSD1352-C三相四线电子式电能表 选型报价厂家直销 安科瑞DTSD1352-C三相四线电子式电能表 导轨式安装电能计量装置采用DIN35mm导轨式安装结构、LCD显示，详情介绍：1、概述DDS/DDSD/DTSD系列电子式[url=http://www.acrelzj-sh.com/]电能表[/url]采用LCD显示，除DDS1352外均可进行时钟、费率时段等参数设置，并具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换，极大地方便了用电自动化管理。该系列电能表具有体积小巧、精度高、可靠性好、安装方便等优点。产品符合国家标准GB/T17215.321-2008和企业标准Q31/0114000129C035-2017《导轨式安装电能表企业标准》的要求。2、型号说明[align=center][img]http://net1.acrel.cn/qygk/common/upload/2020/07/29/171359n.jpg[/img][/align]注：DDSD1352只有-C和-F两种副功能可选。3、技术指标[align=center][img]http://net1.acrel.cn/qygk/common/upload/2020/07/29/1715025.jpg[/img][/align][align=center][img]http://net1.acrel.cn/qygk/common/upload/2020/07/29/17210b.jpg[/img][/align]4、产品功能[align=left]① DTSD1352：[/align][align=center][img]http://net1.acrel.cn/qygk/common/upload/2020/07/29/17217bc.jpg[/img][/align] ② DDS1352、DDSD1352：[align=center][img]http://net1.acrel.cn/qygk/common/upload/2020/07/29/17232a9.jpg[/img][/align]
[color=#cc0000] 摘要：针对目前国内在激光闪光法测量聚合物热物理性能参数中存在误差大的问题，本文将从标准测试方法、多种测试方法对比测试、参考材料和实际测试结果文献报道等几方面，介绍了激光闪光法在聚合物材料测试中的应用评价过程，介绍了测试聚合物材料过程中的注意事项。同时针对聚合物材料的导热系数测量，给出了最好采用稳态法防护热流计法的建议。[/color][color=#cc0000] 关键词：聚合物，导热系数，热扩散系数，激光闪光法，热流计法[/color][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000][img=激光闪光法 上海依阳实业有限公司,690,237]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812231046563980_9788_3384_3.png!w690x237.jpg[/img][/color][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/b] 导热系数和热扩散系数是聚合物类材料的重要热物理性能参数，相应的也存在多种测试方法。由于激光闪光法具有测试时间快、样品尺寸小、方向性强等特点，使得激光闪光法也常用于聚合物类材料的热扩散系数和导热系数测量。 但在采用激光闪光法测试聚合物材料过程中，由于对闪光法测量原理和测试能力的理解不足，以及对聚合物材料的特性了解不透彻，从而造成使用闪光法测试中经常会出现与其他方法测试结果不一致的现象。 本文将从标准测试方法、多种测试方法对比测试、参考材料和实际测试结果文献报道等几方面，介绍闪光法测试聚合物材料过程中的注意事项。[b][color=#cc0000]2. 聚合物热物性标准测试方法[/color][/b][color=#cc0000]2.1. 聚合物热物性标准测试方法[/color] 聚合物材料的导热系数一般在0.2~1 W/mK范围内。对于这种低导热系数材料的测试，成熟准确的测试方法是稳态法，如稳态防护热板法和稳态防护热流计法，相应的标准测试方法有A-S-T-M C177、C518、E1530、D5470等。随着技术的进步，这些稳态测试方法对样品的最小尺寸要求是直径25 mm，厚度范围1~25 mm，测试温度范围可以达到300℃以上，测试一个温度点下导热系数大约需要30分钟左右。 由于近十几年来瞬态测试技术的飞速发展，许多瞬态技术在聚合物材料的导热系数测试中得到了应用，如A-S-T-M E1461、D5930。为了规范聚合物材料瞬态测试方法，ISO专门针对塑料材料提出了多个瞬态测试标准方法ISO 22007。按照测试参数将ISO标准分为以下几类。[color=#cc0000]2.2. 聚合物热物性ISO瞬态测试方法分类[/color] （1）导热系数和热扩散系数 瞬态平面热源法（HOT DISK法） - ISO 22007-2 （2）热扩散系数 温度波分析法 - ISO 22007-3 激光闪光法 - ISO 22007-4[color=#cc0000]2.3. 激光闪光标准方法中对聚合物样品制备的规定[/color] 在ISO 22007中对多个瞬态测试方法进行了规定，本文重点介绍对激光闪光法应用中的规定。 对于绝大多数采用激光闪光法进行的聚合物热物性测试，基本都是采用商品化的激光闪光法测试仪器，测试过程中可调节的参数主要是激光加热功率和样品制备，而样品的制备往往是影响测量结果的重要环节。 在ISO 22007-4第6.1条中，对激光闪光法被测样品的形状和尺寸给出了原则性的大致规定，要求样品为薄片状，直径范围为5~20 mm。样品最小厚度需要根据激光脉冲宽度和样品材料热扩散系数进行确定，即激光脉冲宽度与t1/2时间之比小于0.01，给出的聚合物典型样品厚度范围为0.5~3 mm。同时为了保证一维热流，要求样品直径与厚度之比大于3:1，另外还要求薄片样品的厚度均匀性要优于1%。 在ISO 22007-4第6.3条中，要求被测样品对激光波长呈不透明。如果聚合物样品透明或半透明，则需在样品表面制作很薄的高导热涂层以避免激光光束进入样品，认为薄的高导热涂层对测量结果带来的影响忽略不计。 从上所述可以看出，ISO 22007-4激光闪光法对聚合物样品的制备只给出了指导性原则，允许的操作空间很大，由此带来了一系列的测试问题，特别是聚合物样品厚度的选择上，不同厚度样品的测试结果之间存在很大偏差。另外，对于聚合物复合材料激光闪光法是否还适用也是问题，这对聚合物复合材料热物性评价中测试方法的选择提出了要求。为此，在采用激光闪光法时还需要针对聚合物材料做进一步的研究和规定，以保证测量的准确性。[b][color=#cc0000]3. 聚合物热物性多种瞬态测试方法对比[/color][/b] 在采用瞬态方法对聚合物热物性进行测试过程中，由于受多种因素的影响，测试结果往往出现很大的不一致性。如2005年Wilson Nunes等人比较了使用激光闪光法和瞬态热线法获得的一系列聚合物的测量结果。对于PMMA，两种方法的热扩散系数测量值差异高达20%，导热系数值差异高达10%，也获得过导热系数高达两倍的显著差异。对于LDPE样品闪光法结果要低于热线法结果，而对于HIPS样品则闪光法结果较高，这说明了聚合物热性能准确测量的困难性。 为了规范各种瞬态法在聚合物热物性测试中的应用，提高各种瞬态法测量聚合物热物性的准确性和可靠性，在ISO 22007的起草阶段，就对各种瞬态法在聚合物中的应用进行了评价研究，2009年Martin Rides等人报道了两种聚甲基丙烯酸甲酯的导热系数和热扩散系数的测量比对，所使用的各种方法包括温度波分析法、激光闪光法、瞬态平面热源（热盘）法、瞬态热线法和稳态热流计法。在此对比测试基础上，ISO专门在ISO 22007中增加了一个标准方法，ISO/TR 22007-5“塑料 - 导热系数和热扩散系数的测定.第5部分：聚甲基丙烯酸甲酯样品的多个实验室测试结果”。将对比测试过程和结果制订为标准测试方法，这在标准测试方法中是非常罕见的，由此可见对瞬态法在聚合物热物性测试中的应用进行规范的重要性。 在ISO/TR 22007-5对比测试中，对两种聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料进行了多个实验室对比测试，一种是浇铸料板材形式，另一种是挤出型板材形式。各种测试方法和样品信息如表31所示。 [align=center][color=#cc0000]表3-1 各种瞬态测试方法和相应样品信息[/color][/align][align=center][img=各种瞬态测试方法和相应样品信息-上海依阳,690,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812230919358347_4102_3384_3.png!w690x375.jpg[/img][/align] 通过各个实验室之间的比对，尽管测试方法和样品制备之间存在明显差异，但各种方法得到的导热系数结果比较一致，其值约在±7%范围内，热扩散系数测量结果的一致性在±9%范围内，所达到的一致性水平证明了这些不同方法在聚合物热物性测试中的有效性。这些一致性保证需要注意以下几个方面的试验参数控制： （1）虽然所有参与者都提供了名义上相同的板材样品，但测试中使用的样品实际厚度必须调整到测试方法的规定，以便能够进行测量或确保分析中的假设是有效的。例如，对于激光闪光法，发现挤出型PMMA板的3mm厚度太大而不能进行可靠的测量，因此被测样品必须被加工的得更薄。温度波分析方法适用于厚度约为100um的薄膜或薄片，因此在测试之前必须将样品切割成该厚度。类似地，对于瞬态平面热源法，必须符合测试的厚度要求，这与热瞬态渗透到样品中的深度有关，对于较薄的2 mm厚样品，就需要通过将两个样品堆叠在一起以获得足够厚度以实现可靠测量。 （2）除了样品厚度问题之外，还存在方法上的进一步差异。对于PMMA的激光闪光法测量，由于样品是透明的，其表面必须在测试前用不透明材料处理，否则无法进行测量，而且不透明材料要尽可能薄且均匀，并不受测试过程中温度和激光照射的影响而产生脱落现象。目前一般的样品表面处理工艺是先在样品前后两个表面溅射金涂层以阻挡激光穿透透明样品和增加热接触效果，然后再在样品表面喷涂碳层以增大样品表面的发射率、提高吸收激光能量的能力和减少对激光的反射。 （3）采用激光闪光法测量的是热扩散系数，还需要采用其他方法测量比热容和密度。在ISO标准中，无一例外的都是采用差示扫描量热计（DSC）测量比热容，并未采用激光闪光法测量比热容。在DSC进行比热容测量时，要特别注意取样的代表性，这点在聚合物复合材料中尤为重要。 （4）在参与对比的测试方法中，只有瞬态平面热源法属于体积导热系数测试方法，体积导热系数是厚度方向和面内方向导热系数的函数，这使得瞬态平面热源法测量的导热系数和热扩散系数值通常略高于通过其他方法获得的值，尽管通过一些技术处理使得该差异在离散范围内，因此在对各向异性聚合物热物性测试中要十分小心测试方法的选择和取样的方向性。[b][color=#cc0000]4. 聚合物热物性参考材料[/color][/b] 为了考核和验证激光闪光法测试聚合物热物性的准确性以及试验参数选择的合理性，一般都会选择合适的参考材料进行测试检验。由于聚合物材料的导热系数范围为0.1~1 W/mK，可供选择的参考材料有杜邦公司出品的聚合物材料（纯聚酰亚胺Vespel-SP1）和康宁公司出品的高硼硅玻璃Pyrex 7740。其中，在25~300℃范围内，纯聚酰亚胺Vespel-SP1的导热系数范围为0.37~0.44 W/mK；在-50~300℃范围内，高硼硅玻璃Pyrex 7740的导热系数范围为0.95~1.5 W/mK。 2005年Jacobs和Stroe针对各向同性均质的纯聚酰亚胺Vespel-SP1（常温密度1434kg/m^3）分别采用顶杆法测量了热膨胀系数、采用激光闪光法测量测量了热扩散系数、采用DSC测量了比热容和采用稳态防护热流计法测量了导热系数。在激光闪光法测试中，样品尺寸为直径12.7mm，厚度2.032mm。在热流计法测试中，样品尺寸为直径50.8mm，厚度6.35mm。经过多次不同样品的测试，由激光闪光法、热膨胀系数测量和比热容测量计算获得导热系数值与热流计法直接测量得到的导热系数值，在整个25~300℃范围内相对偏差小于±3%。从这项工作中也可以看出，采用激光闪光法得到导热系数数值，需要进行大量的其他测试，远比热流计法直接测量复杂的多。 另外还可以从另一方面了解激光闪光法在聚合物测试中样品厚度的选择。在美国ANTER公司（现为美国TA公司）激光闪光法测试设备中，随机配备有参考材料纯聚酰亚胺Vespel-SP1，分别有三种规格，一种是直径12.7mm、厚度0.8mm；第二种是直径20mm、厚度1mm；第三种是直径30mm、厚度也是1mm，总之样品厚度都没有超过1mm。 高硼硅玻璃Pyrex 7740是一种透明玻璃，在使用激光闪光法验证测试过程中需要在透明玻璃表面溅射牢固的涂层，操作比较复杂，因此很少作为激光闪光法测试用参考材料，但多用于稳态法导热系数测试参考材料。1992年Yang等人采用稳态AC量热计法对Pyrex 7740在20~310K的低温环境下的热扩散系数和比热容进行了测量，样品直径为12.7mm，厚度1.06mm。采用稳态AC量热计法测量Pyrex 7740并不需要对样品表面溅射涂层，同时这种厚度的选择对激光闪光法有着参考价值。[color=#cc0000][b]5. 闪光法测试聚合物热物性文献报道[/b]5.1. 聚合物薄膜热物性[/color] 聚合物材料的最终产品形式很多时候往往是薄膜形式，这时闪光法样品小的优势得以发挥，可以直接对薄膜聚合物产品进行取样而无需加工，但薄膜样品会带来影响闪光法测量准确性的其他问题，如样品厚度太薄使得激光脉冲宽度引起的误差显得突出，样品透光需要进行表面溅射涂层，而涂层在薄膜上的沉积使得被测样品形成三层结构而需要考虑涂层的影响。 1995年Agari等人报道了采用激光闪光法对四种聚合物薄膜（厚度范围200~500um）的热扩散系数和比热容进行了测试，并研究了样品遮光石墨涂层以及样品厚度等其他因素对测量精度的影响。 2013年Chiguma1等人报道了采用激光闪光法和DSC法对环氧基纳米复合材料薄膜的热扩散系数和比热容进行的测量，样品尺寸为12.7mm×12.7mm×0.134mm，样品表面喷涂石墨层。测试结果显示，对于不同的纳米复合材料，其导热系数变化范围为881~1489W/mK的超高导热系数。对于如此高的导热系数，激光脉冲宽度和样品表面的石墨涂层已经会严重影响测量结果，但文中并未提到测试数据如何处理以及测量结果准确性的评判方法。[color=#cc0000]5.2. 聚合物复合材料热物性[/color] 在聚合物中添加高导热材料可以改进聚合物的导热性能，这类聚合物基复合材料的导热性能是材料性能表征的重要参数，但采用激光闪光法进行测试的文献报道并不多，多数的报道则是采用稳态法。 2006年Xu等人对单壁碳纳米管聚合物基复合材料的热行为进行了研究，采用激光闪光法测量热扩散系数，采用DSC测量比热容，采用TMA测量热膨胀系数，采用TG测量热重，最终计算得到导热系数。闪光法热扩散系数测量的样品尺寸为直径12.5mm，厚度为0.4~0.7mm。样品前后两表面先溅射金涂层，然后再在加热面喷涂碳层，测试温度范围为25~125℃。为了保证闪光法测量的准确性，出于对透光性的考虑，同时还对经过相同表面处理的厚度为0.5mm的Pyrex 7740参考材料进行了测量。最终测试结果表面，随着单壁碳纳米管体积含量0~49%的变化范围，室温下相应的导热系数变化范围为0.233~0.537W/mK。尽管单壁碳纳米管的导热系数标称可以达到2000W/mK，但添加了单壁碳纳米管的聚合物基复合材料的导热系数实际测量值远低于理论计算预测的导热系数范围0.2~335W/mK。 2012年Yamamoto等人在研究纤维增强聚合物复合材料层压板中，分别采用激光闪光法和稳态热流计法对层压板厚度方向上的导热系数进行了测量。采用激光闪光法分别测量了热扩散系数和比热容，计算得到厚度方向上的导热系数，其中样品尺寸为直径12.7mm厚度1mm，密度在1300~1500kg/m^3范围内，样品表面喷涂石墨层，并采用近似密度的参考材料纯聚酰亚胺Vespel-SP1进行测试验证。另外还采用热流计法对层压板两个方向（厚度方向和面内方向）上的导热系数进行了测量。测量结果显示层压板导热系数随着纤维含量的增加而增大，在纤维含量5%时，厚度方向导热系数为0.6~0.8W/mK，面内方向导热系数为0.9W/mK。两种测试方法的对比结果显示，稳态热流计法导热系数测量值始终要比激光闪光法导热系数测量值大0.1~0.2W/mK，这也是我们在聚合物热物性测试中经常遇到的现象，造成这种现象的原因是在激光闪光法测试和分析中假设了样品是各向同性和均质。 2016年Catherine等人采用激光闪光法对高导热聚合物复合材料的各向异性热物性进行了测试，样品尺寸为直径25.4mm厚度1mm左右，样品表面喷涂石墨层，测试温度范围为25~100℃，并分别采用参考材料纯聚酰亚胺Vespel-SP1（0.5W/mK导热系数）和不锈钢（16W/mK导热系数）进行测试验证。尽管文中提到了激光闪光法面内方向热扩散系数测试附件，但只给出了厚度方向上导热系数测量结果（0.5~9W/mK），并未给出面内方向导热系数测试结果，文中只提到聚合物复合材料具有明显的各向异性特征，同时也未提到比热容如何测量。[b][color=#cc0000]6. 稳态热流计法测量聚合物热物性[/color][/b] 采用稳态热流计法（A-S-T-ME1225、E1530、D5470等）可以直接对聚合物导热系数进行测量，如Jacobs和Stroe对纯聚酰亚胺Vespel-SP1在25~300℃范围的导热系数测试，样品尺寸为直径50.8mm，厚度6.35mm。从样品测试可以看出，这种尺寸的样品基本可以满足所有聚合物复合材料的代表性，而激光闪光法则因为样品小而缺少代表性。 在聚合物热物性测量方面，稳态法始终是一种常规测试方法且应用更加广泛。2004年Rudtsch和Hammerschmidt介绍了针对聚合物PMMA热物性进行的五个国家共十八个实验室之间的比对测试。PMMA常温密度为1185kg/m^3，测试温度范围为-70~+80℃，对应的导热系数范围为0.18~0.20W/mK，热扩散系数范围为0.14~0.11mm^2/s。导热系数对比测试方法分为稳态法和瞬态法两类，其中稳态法包括防护热板法和防护热流计法，瞬态法包括瞬态平面热源法、瞬态热带法和探针法，而恰恰没有激光闪光法。比热容测试采用的是差示扫描量热计（DSC），根据导热系数、比热容和密度测试结果计算得到热扩散系数。 上述对聚合物PMMA的对比测试中，PMMA的导热系数较低，在0.2W/mK以下。2011年David和Ronald报道了欧盟九家机构对导热系数为0.5W/mK左右的建筑石材类材料陶土砖（密度为1950kg/m^3）进行的比对测试。其中稳态法采用了防护热板法和热流计法，瞬态法采用了热带、热盘和热桥三种瞬态平面热源法。防护热板法样品尺寸为200mm×200mm×40mm和直径100mm厚度15mm两种，热流计法样品尺寸为直径50mm厚度10mm，此尺寸样品也可用于热带和热盘法测试，而热桥法样品尺寸为100×30×5。在此次对比测试中，测试温度只有10℃和23℃两个点，只对密度和导热系数进行测试对比。在此次比对测试中还是没有选择激光闪光法。 稳态法在聚合物热物性测试中应用的一个典型领域就是树脂基纤维编织类复合材料，这主要是因为稳态法样品尺寸要远比激光闪光法具有代表性，而且稳态法可以直接测量得到导热系数，简化了测量操作过程。2008年Sharp和Bogdanovich针对树脂基三向编织结构复合材料层压板厚度方向导热系数的测试评价，比较了激光闪光法和稳态热流计法，因激光闪光法样品太小无代表性，无法对编织结构的设计和优化提供准确表征，最终确定采用稳态热流计法进行厚度方向导热系数测量。[b][color=#cc0000]7. 参考文献[/color][/b] (1) Wilson Nunes, Paul Mummery, and Andrew Wallwork. "Thermal diffusivity of polymers by the laser flash technique." Polymer testing 24.5 (2005): 628-634. (2) MartinRides, et al. "Intercomparison of thermal conductivity and thermal diffusivity methods for plastics." Polymer Testing 28.5 (2009): 480-489.. (3) Jacobs-Fedore, R. A. Stroe, D. E. "Thermophysical properties of Vespel SP1". In Wang, Hsin Porter, Wallace D. Porter, Wally. Thermal Conductivity 27/Thermal Expansion 15. Knoxville, TN: DEStech Publications, Inc. 2005. pp. 231-238. ISBN 1-932078-34-7. (4) Tye RP, Salmon DR. “Thermal conductivity certified reference materials: Pyrex 7740 and polymethymethacrylate.”In: DinwiddieRB, Mannello R, editors. Thermal conductivity 26—thermalexpansion 14. Lancaster: DEStech Publications 2005. p. 437-51. (5) Yang, G., A. D. Migone, and K. W. Johnson. "Heat capacity and thermal diffusivity of a glass sample." Physical Review B 45.1 (1992): 157. (6) Agari, Y., A. Ueda, and S. Nagai. "Measurement of thermal diffusivity and specific heat capacity of polymers by laser flash method." Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 33.1 (1995): 33-42. (7) Chiguma, Jasper, et al. "Thermal diffusivity and thermal conductivity of epoxy-based nanocomposites by the laser flash and differential scanning calorimetry techniques." Open Journal of Composite Materials 3.03 (2013): 51. (8) Xu, Yunsheng, Gunawidjaja Ray, and Beckry Abdel-Magid. "Thermal behavior of single-walled carbon nanotube polymer-matrix composites." Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 37.1 (2006): 114-121. (9) Yamamoto, Namiko, Roberto Guzman de Villoria, and Brian L. Wardle. "Electrical and thermal property enhancement of fiber-reinforced polymer laminate composites through controlled implementation of multi-walled carbon nanotubes." Composites Science and Technology 72.16 (2012): 2009-2015. (10) Thibaud-Erkey, Catherine, and Abbas Alahyari. Final Report for Project titled High Thermal Conductivity Polymer Composites for Low-Cost Heat Exchangers. United Technologies reserach Center, East Hartford, CT (United States), 2016. (11) Rudtsch, S., and U. Hammerschmidt. "Intercomparison of measurements of the thermophysical properties of polymethyl methacrylate." International journal of thermophysics 25.5 (2004): 1475-1482. (12) Salmon, David R., and Ronald P. Tye. "An inter-comparison of a steady-state and transient methods for measuring the thermal conductivity of thin specimens of masonry materials." Journal of Building Physics 34.3 (2011): 247-261. (13) Sharp, Keith, et al. "High through-thickness thermal conductivity composites based on three-dimensional woven fiber architectures." AIAA journal 46.11 (2008): 2944-2954.[align=center][img=激光闪光法 聚合物 上海依阳实业有限公司,690,236]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/12/201812231049305161_9631_3384_3.jpg!w690x236.jpg[/img][/align][align=center][/align]
[align=center][font=宋体][font=宋体]案例[/font]——仪器控制权导致的报警[/font][/align][align=center][font=宋体]概述[/font][/align][font=宋体][font=宋体]色谱数据工作站和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]内部固件对[/font]GC[font=宋体]控制发生冲突导致的异常报警案例。[/font][/font][align=center][font=宋体]故障简介[/font][/align][font=宋体][font=宋体]某用户使用[/font]Shimadzu[font=宋体]的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url][/font][font=Calibri]GC-2030[/font][font=宋体]，用户反应在仪器运行过程中出现报警“检测器温度设定过低”。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]按照一般的原则来考虑，[/font]Shimadzu[font=宋体]的[/font][font=Calibri]GC2030[/font][font=宋体]内部固件有保护检测器的设置，设定分析方法时要求色谱柱温度必须低于检测器温度，尤其是程序升温过程中，色谱柱的终止温度必须低于检测器温度。[/font][/font][font=宋体]如果检测器温度设定值低于色谱柱温度或者色谱柱程序升温终止温度，系统就会在运行过程中报警。[/font][align=center][font=宋体]现场确认和处置[/font][/align][font=宋体][font=宋体]现场检查用户的色谱工作站[/font]Labsolution[font=宋体]中的方法参数，未见明显异常。启动进样进行故障重现，程序升温可以正常执行和结束，未出现用户描述的报警现象。并且多次进样实验，均未出现报警。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]最终发现，点击[/font]labsolution[font=宋体]工作站的“关闭[/font][font=Calibri]GC[/font][font=宋体]”按钮后，色谱系统开始降温时出现报警“检测器温度设定过低”。重现多次，确认报警仅在关机时会出现。[/font][/font][font=宋体]初步怀疑软件可能存在问题，重新安装工作站软件实验无效；更换电脑重新安装工作站无效，确认问题在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]的硬件。[/font][font=宋体][font=宋体]检查[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]硬件设置，发现问题[/font]——[font=Calibri]GC[/font][font=宋体]硬件的开机方法不正确，如下图所示：[/font][/font][align=center][img]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml16748\wps2.png[/img][font=Calibri] [img=,690,838]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/09/202009281556068420_5473_1604036_3.jpg!w690x838.jpg[/img][/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font]1 [font=宋体]文件加载界面[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]按[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]的主页键，检查[/font]“启动和关机顺序”，发现开机后[font=Calibri]GC[/font][font=宋体]硬件加载的方法文件为[/font][font=Calibri]file1[/font][font=宋体]，而不是[/font][font=Calibri]file0[/font][font=宋体]。[/font][/font][font=宋体]File1[font=宋体]文件中的参数默认检测器温度为[/font][font=Calibri]25[/font][font=宋体]度，刚刚启动关机时柱箱温度高于[/font][font=Calibri]25[/font][font=宋体]度，那么系统会报警温度设定过低。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]将[/font]“文件加载”项目值改成[font=Calibri]file0[/font][font=宋体]，再次开机实验，故障解除。[/font][/font][font=Calibri] [/font][font=Calibri] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]Labsolution[font=宋体]工作站联机时，控制权归于电脑，当启动关闭系统时，[/font][font=Calibri]GC[/font][font=宋体]的控制权回到了[/font][font=Calibri]GC[/font][font=宋体]的固件，两者参数发生矛盾，即产生报警。[/font][/font][font=Calibri] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=Calibri] [/font][font=Calibri] [/font][font=Calibri] [/font][font=Calibri] [/font][font=Calibri] [/font][align=center][font=Calibri] [/font][/align]
这些图片是来自Perkin Elmer和HAMAMATSU(浜松)的一些氙灯说明文档。一。闪光氙灯的结构[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052315_131453_1786353_3.gif[/img][/center][center]图1 HAMAMATSU的一些产品[/center][center][img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052320_131455_1786353_3.gif[/img][/center][center]图2闪光氙灯结构[/center][center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902071931_131742_1786353_3.gif[/img][/center][center]图3[/center]闪光氙灯的套件------也就是闪光氙灯的器件。[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052322_131456_1786353_3.gif[/img][/center][center]图4 闪光氙灯套件[/center]由三个器件组成，闪光氙灯(xenon flash lamp)，触发座（trigger socket）,电源（power supply），如图5，图6。[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052323_131457_1786353_3.gif[/img][/center][center]图5[/center][center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052324_131458_1786353_3.gif[/img][/center][center]图6[/center]二。闪光氙灯的特点1.瞬时高能量输出。2.高稳定性。3.长寿命，1.2x10的9次方 ,大概8000小时。4.发热小（less heat buildup ）,对样品造成的热破坏(heat damage)小，可以防止样品光解。5.不需要预热（warm-up）6.色温15000k。好像这个色温接近太阳光了。注：低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加。参考：http://baike.baidu.com/view/1086.htm7.点光源（1.5mm gap type）,gap type不知道什么意思，大概可以理解为弧长，高压短弧氙灯可能就指这个长度短。可以参看图7.注，图7中的arc size就是指图3中的cathode 和anode之间的距离，也就是这里的gap type。[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902071935_131746_1786353_3.gif[/img][/center][center]图7[/center]三。闪光氙灯的特点的详细说明1.瞬时高能量输出。[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052325_131460_1786353_3.gif[/img][/center][center]图8[/center]注意横坐标的单位是微秒。2。高稳定性。[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052325_131461_1786353_3.gif[/img][/center][center]图9[/center]从图9可以看出，随着工作时间的增长，稳定性是变差的，不过它这个可能是指连续工作，关一天是不是要重新算时间。3.长寿命[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052325_131462_1786353_3.gif[/img][/center][center]图10[/center]从图8可以看出，从2000小时到8000小时，灯辐射强度基本不变。HAMAMATSU给出的灯寿命是当氙灯的辐射强度降为初始值强度（0工作小时）的50%或者灯稳定度超过出厂指标时，就不能再使用了。在它的文档里说。1.4x10的9次方就是8000小时，测试条件是：放电电压：1000v放电电容：0.1uF,这个不太理解，涉及具体的电路设计问题。Repetion rate: 50Hz,大概就是闪烁的频率。那么，50Hz就是闪一次是0.02s,所以闪1.4x10的9次方，就是1.4x10的9次方 再乘0.02秒，算下来就是8000小时。（太晚了，差点没算出来。）1.4x10的9次方 x0.02 / 60/60 = 8000。4.光谱范围宽[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/02/200902052324_131459_1786353_3.gif[/img][/center][center]图11光谱分布图[/center]不过，这么看还是紫外区的能量强些，正合适分光。看着光谱图这么多的峰，是不是可以做波长校正用了？
下面介绍几种回路电阻测试仪的用途 1、回路电阻测试仪：接地电阻表 用途及适用范围：接地电阻适用直接测量各种接地装置的接地电阻值，亦可供一般低电阻的测量，四端钮(0～1～10～100Ω规格)还可以测量土壤电阻率.。 2、回路电阻测试仪：单钳回路电阻测试仪 单钳回路接地电阻测试仪性能及特点：独特单钳设计，可避免双钳式两探头之间相互干扰的误差不必打辅助地桩，直接钳住即可测量。 3、回路电阻测试仪：接地阻抗测试仪 钳式接地电阻计系列量测时，不必使用辅助接地棒，也不须中断待测设备之接地，只要钳夹住接地线或棒，就能量测出对地电阻达0.1Ω。也能作电流量测。 4、回路电阻测试仪：环路电阻测试仪 采用微处理器控制，具有高精度和高可靠性。测试时检查三个指示灯检查接线状态是否正确。直读短路保护电流和接地故障电流。测试电阻过热时会自动锁定。法兰球阀 5、回路电阻测试仪：型数字式接地电阻测试仪 该测试仪专门用来测量各类电器设备、避雷针等接地装置的接地电阻值。测试原理先进。 6、回路电阻测试仪：双钳口接地电阻测试仪 具有多种接地电阻测量方法：无辅助极/三极/四极/而极法-----适合多种测量环境；其测量范围为0.002Ω—300KΩ，可以满足多种要求。
老花眼合并闪光的验方做法：10克山药，10克枸杞子，10克桑葚子，10个红枣啊，把这四味药加水放在砂锅里头煎两次，每次煎20分钟，这头煎、二煎分早晚两次服用。作用：补肝肾、益气血，对老花眼合并闪光效果是很好的。
[color=#000099][b]摘要：目前的一次性生物反应器袋充气压力控制普遍只使用了电气比例阀或双阀压力控制器，此种充气控制方式中，压力安全监控无法自动反馈和响应、所控压力并不是真正的反应器袋压力，且充气速度较慢。本文针对现有技术存在的问题进行了改进，提出采用串级控制法，通过外置压力控制器和传感器，以比例阀作为执行机构组成双闭环控制回路，可大幅提高控制精度和充气速度，更重要的是可实现充气压力安全监控和报警自动处理。[/b][/color][align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][size=18px][color=#000099]一、问题的提出[/color][/size][/b]一次性生物反应器（Single Use Bioreactor）或用后可弃生物反应器(Disposable bioreactor）是使用一次性袋的生物反应器，代替由不锈钢或玻璃制成的培养容器，简称SUBs。与可重复使用的生物反应器相比，一次性生物反应器(SUBs)具有的重要优势是减少了工艺认证难度，无需清洁认证，缩短了停机时间和周转时间。在所有的一次性生物反应器使用过程中，都存在一个充气步骤，需要将反应器充气到指定压力。但一次性生物反应器生物反应器袋并不属于压力容器，过度加压会造成反应器袋的破裂、泄漏或其他故障。因此，一次性反应器袋的准确充气加压必须考虑到在生长期间引入、消耗和产生的气体，以及培养基、消泡剂和其它引入流体的影响。目前常用的SUB充气控制装置是采用电气比例阀，也有采用类似电气比例阀的双阀压力控制器，整个充气压力控制装置如图1所示。[align=center][img=一次性生物反应器典型充气压力控制系统结构示意图,690,246]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211011730388558_6420_3221506_3.jpg!w690x246.jpg[/img][/align][align=center][color=#000099]图1 一次性生物反应器袋典型充气压力控制系统结构示意图[/color][/align]在实际应用中，图1所示的充气压力控制系统存在以下两方面问题：（1）安全性问题：在图1充气压力控制系统中，双阀压力控制器或电气比例阀都内置有压力传感器，此传感器测量的是出压口处的压力，并不代表一次性生物反应器袋的内部压力。因为，出于安全性考虑，还需增加一个压力表来监控反应器袋的真实压力。因此，很多SUB制造商希望更准确的直接控制一次性生物反应器袋的内部压力，并同时具有报警功能。（2）准确性和滞后问题：由于压力控制器和电气比例阀远离反应器袋，所控压力与反应器袋希望的压力值有一定偏差，而且这种充气控压方式存在明显滞后现象，充气速度较慢。[b][size=18px][color=#000099]二、串级回路充气压力控制[/color][/size][/b]为了解决上述一次性生物反应器袋充气压力控制中存在的问题，本文提出一种更精确可靠且快速的充气压力控制方法，其核心技术是采用串级控制方法，即对图1所示的压力控制系统进行了改良，增加一个独立的压力控制器。新型充气压力控制系统如图2所示。[align=center][img=生物反应器袋新型串级双回路充气压力控制系统结构示意图,690,346]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211011731023461_8401_3221506_3.jpg!w690x346.jpg[/img][/align][align=center]图2 生物反应器袋新型串级双回路充气压力控制系统结构示意图[/align]图2所示的升级改良后的新型充气压力控制系统，主要有以下几方面的特点：（1）所采用经典的串级控制法，以电气比例阀作为独立的内部执行回路，再外接独立的压力控制器和压力传感器，结合电气比例阀组成外部控制回路，由此构成的串级控制结构形式，可充分发挥串级控制法能提高控制精度和加快充气速度的优势，有效提高压力控制精度和缩短充气时间，此特性对大容积一次性反应器袋的充气过程尤为具有优势。（2）外接的压力传感器直接安装在反应器袋上，更能准确监测反应器袋的内部压力。（3）外接的压力控制器具有超压报警功能和相应的开关控制信号输出。如果反应器袋内部压力超过设定警戒线后，可立刻报警并输出开关信号驱动安全阀放气。（4）压力控制器采用的是24位ADC和16位DAC，具有超高的压力测量和控制信号模拟量输出精度，另外通过双精度浮点运算，可实现最小0.01%的超高精度压力控制调节。（5）压力控制器可存储多个充气压力控制参数，便于不同容积大小的一次性生物反应器袋的充气压力控制而无需再进行设置和调整。（6）控制器可具有两通道形式，即一个压力控制器可同时控制两个电气比例阀实现两个一次性生物反应器袋的充气压力控制。（7）压力控制器带RS 485通讯，标准MODBUS协议，即可独立运行，也可与上位机通讯。（8）随机配的软件可方便采用计算机对压力控制器进行遥控，避免繁复的仪器按钮操作。[b][size=18px][color=#000099]三、总结[/color][/size][/b]综上所述，通过上述新型串级控制系统，可有效提高一次性生物反应器袋充气过程中压力控制的安全性、精度和速度，并具有操作便捷和可扩展的特点。同时此种串级双回路结构适用于各种形式和规格的电气转换器、电气比例阀和双阀压力控制器。[align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
来源：中国科学报作者：段 歆涔字体大小： http://img.dxycdn.com/cms/upload/userfiles/image/2014/01/02/263371581_small.jpg针对BRAIN项目的NIH拨款申请将于2014年3月到期。图片来源：Wikimedia Commons在近一年的会议商讨和公开辩论后，美国国立卫生研究院（NIH）日前宣布了分配《使用先进革新型神经技术的人脑研究（BRAIN）倡议》资金的方案，这笔1.1亿美元的拨款旨在启动新技术的研发，绘制出人脑庞大而复杂的神经回路。简而言之，BRAIN计划着眼于一些宏观的理念，诸如研究大脑的所有 细胞，尽管目前可供完成该目标的数据少之又少。根据9月科学顾问委员会的报告，NIH呼吁六个“高优先级”研究领域提出拨款申请。美国国家神经疾病和中风研究所主任Story Landis说，NIH承诺在未来三年里每年向这些领域投入4000万美元。“我们希望这项额外的资金能成为现实。但很显然，这取决于我们的预算有多 少。”资金汇聚的六大领域主要包括，对理解神经元如何共同产生大脑行为有基本作用的新技术和方法的测试与发展。例如，将不同类型的脑细胞进行分类，并弄清它们如何在特定的神经回路中发挥作用。NIH将焦点放在创新上，这意味着大多数资金申请人不需要为自己的建议书提供初始数据，这和以往的常规方法有很大不同。Landis说，以往的方式吓跑了很多科学家和评审员，新方式为真正有创新性的想法提供了更大的空间和希望。NIH还公布了所有针对BRAIN计划申请资金的要求，它们包括：针对大脑不同类型的细胞开创性的分类方法，目标是在大脑中创造一个囊括所有细胞的 “汇总”；发展遗传性和非遗传性工具分析更敏感、精确、细致的大脑回路；发展能记录和控制大脑中大量神经元的新技术；将现有记录和控制神经元的技术应用到 更大规模的层面；成立跨学科团队研究神经回路活动如何在特定的行为或神经系统中发挥作用；成立包括成像科学家、工程师、材料科学家、纳米技术专家和计算机 科学家在内的团队以研发针对人脑的新一代非侵入性成像技术。
[size=16px][color=#339999][b]摘要：针对现有技术在印刷或喷绘设备中油墨流量控制不准确，使得油墨粘稠度产生异常造成批量性质量方面的问题，本文提出了相应的串级控制解决方案，即通过双回路形式同时控制油墨的流量和压力。本解决方案不仅可以保证油墨最终流量的控制精度和避免出现质量问题，同时还采用了专门的PID串级控制器，代替传统的PLC控制器且无需再进行编程工作。[/b][/color][/size][align=center][size=16px] [img=高精度级联控制器在印刷和喷绘设备油墨流量控制中的应用,550,300]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305161500376435_5330_3221506_3.jpg!w690x377.jpg[/img][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px] 油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷或喷绘将图案、文字呈现在承印物上。油墨中的主要成分和辅助成分主要由连结料(树脂)、颜料、填料、助剂和溶剂等组成，它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。油墨具有一定的粘稠度，当油墨在管道内输送时，如果流量发生改变或发生其他意外情况，就会导致油墨的粘稠度发生改变，很容易造成批量性的不良品发生。由此可见，油墨流量的精密和稳定控制是印刷和喷绘设备中的核心技术之一。[/size][size=16px] 针对油墨流量精密控制需求，特别是根据客户的要求以及现有技术的不足，希望可以进行技术升级以预防因油路，气路，或者油墨粘度异常造成批量性的问题。为此，为了具体解决油墨流量控制不准确使得油墨粘稠度产生异常造成批量性质量问题，本文提出了相应的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 解决方案基于流量和压力串级控制原理，即对油墨流量和油墨压力同时进行调整，由此实现高精度的油墨流量控制。解决方案的结构如图1所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.油墨流量和压力精密控制系统结构示意图,690,312]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/05/202305161502292249_6607_3221506_3.jpg!w690x312.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 油墨流量串级控制系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 如图1所示，解决方案的油墨流量控制系统由压力控制和流量控制两个闭环控制回路构成，这两个控制回路详述如下：[/size][size=16px] （1）压力控制回路：压力控制回路由电气比例阀独立构成，其内部包括压力传感器、调节阀和控制器。压力控制回路的作用是对高压气源压力进行自动减压，并快速恒定控制在压力设定值上。压力控制回路作为串级控制（或双闭环控制）的辅助控制回路（内部闭环回路），主要用来控制加载在油墨桶上的压力，以便快速调节和控制油墨桶的油墨输出流量。[/size][size=16px] （2）流量控制回路：流量控制回路由流量计、串级控制器和压力控制回路构成。在控制过程中，串级控制器检测流量计输出信号并与设定值比较，然后驱动压力控制回路使油墨输出流量稳定在设定流量值上。流量控制回路作为串级控制（或双闭环控制）的主控制回路（外部闭环回路），主要用来检测油墨桶的输出流量并给压力控制回路输出控制设定值。[/size][size=16px] 通过上述两个控制回路的串联最终构成串级控制（级联控制或双闭环）回路，即流量控制回路的输出作为压力控制回路的输入，压力控制回路作为最终流量控制回路的执行机构。[/size][size=16px] 另外需要说明的是，图1只是给出了双闭环控制回路的结构示意图，在具体实施过程中还需根据流量控制精度、耐压范围和油墨喷嘴孔径等工艺参数进行相应的配套器件选择，在此方案中使用了超高精度的PID串级控制器，具有24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比，这样基本就可以满足绝大多数油墨流量控制精度的要求。[/size][size=16px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 本文所述的串级控制系统，通过PID串级控制器、电气比例阀、压力传感器和高精密流量计等元件，通过流量控制和压力控制的双闭环控制形式，实现了设定流量和实际流量自动精密控制。由此可预防因油路、气路或者油墨粘度异常造成批量性的不良发生。[/size][size=16px] 本解决方案的特色之一是采用专门的PID串级控制器来代替一般控制中所用的PLC控制装置，通过串级控制器的配套软件可方便进行流量控制，无需再对PLC控制装置进行编程的繁复操作。[/size][align=center][b][color=#339999][/color][/b][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
[color=#ff0000]摘要：对于高导热碳化硅（4H-SiC、6H-SiC）圆晶的导热系数测试，目前普遍都采用闪光法，但都存在测试结果偏低的现象。本文基于这种高导热碳化硅特性和闪光法，解释了这种测试误差较大的原因，并通过相关文献报道的测试数据展示了这种误差存在是必然结果，因此不建议采用闪光法测试这种高导热且透明的碳化硅圆晶。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#ff0000]一、问题的提出[/color][/size]高导热碳化硅圆晶，如4H-SiC和6H-SiC，其显著特征之一是具有类似纯铜的高导热系数，因此导热系数测试是评价这种材料的关键性能指标之一。对于高导热碳化硅这类固体材料导热系数的测试，目前国内外普遍采用闪光法进行测量，但测试结果普遍存在偏低现象。在文献[1]中，报道了对N型和V掺杂SI的两种4H-SiC的测试，测试方向为C轴，测试温度范围为室温~600℃，测试结果如图1所示。文献[1]中报道了室温下的导热系数测试结果分别为280和342W/mK，作者也明确注明了导热系数结果偏低。[align=center][img=4H-SiC、6H-SiC碳化硅热导率测试,600,438]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206061122337361_2989_3384_3.jpg!w690x504.jpg[/img][/align][align=center]图1 4H-SiC单晶不同温度下的热导率测试结果[1][/align]本文将针对这种高导热碳化硅闪光法测试中的较大偏差，从样品材料和测试方法两个方面进行分析，并解释这种测试误差较大的主要原因。[size=18px][color=#ff0000]二、测量误差分析[/color][/size]4H-SiC圆晶是一种透光率较高的晶片。为避免闪光法测试中脉冲光穿透被测样品无法有效加热样品以及红外探测器无法准确测量样品背面温升，需要对样品的前后表面进行处理，一般是喷涂热解石墨层或沉积金属层，以起到遮光和吸热作用。对于高导热材料的闪光法测量，测试误差的一个主要来源就是样品表面涂层。考核高导热系数闪光法测试的准确性，一般都会采用纯铜样品，并在样品表面进行处理。德国耐驰公司为考核自有品牌的闪光法测试设备，对不同涂层技术处理的0.975mm厚的纯铜样品进行了测试并在文献[2]中进行了报道。报道显示喷砂或镀金样品的结果比较合理， 而由于石墨层（约3~5μm厚）的额外热阻，石墨涂层铜样品测量结果会偏低约7%，如图2所示。[align=center][img=4H-SiC、6H-SiC碳化硅热导率测试,600,340]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206061123455453_5114_3384_3.png!w690x391.jpg[/img][/align][align=center]图2 纯铜表面状态对闪光法测试结果的影响[2][/align]图2结果是假设涂层热阻可忽略不计，但对于高导热薄片样品，样品自身的热阻很小，这时石墨涂层的热阻则会相比较大而无法忽略，自然会对高导热系数测试会带来严重影响。为更深入了解石墨涂层在闪光法高导热材料测试中的影响，文献[3]研究了不同石墨层厚度对测试结果的影响。通过气溶胶喷涂将石墨层沉积在1mm厚的纯铜样品上，暴露于激光闪光的一侧厚度约7μm，而面向红外探测器一侧则覆盖了不同厚度的石墨层，厚度范围为7~150μm，测试结果如图3所示。从图3结果可以看出，测试结果随着涂层厚度的增加基本呈线性减小。[align=center][img=4H-SiC、6H-SiC碳化硅热导率测试,600,418]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206061124009127_9019_3384_3.png!w690x481.jpg[/img][/align][align=center]图3 纯铜样品不同石墨涂层厚度测试结果[3][/align]闪光法中被测样品上的涂层厚度较难准确测量，为此文献[4]以涂层质量来表征涂层的厚度变化，并对0.38mm厚的三氧化二铝薄片样品进行了测试，测试结果如图4所示，测试结果同样证明了随着厚度的增加测试结果基本呈线性递减。[align=center][img=4H-SiC、6H-SiC碳化硅热导率测试,600,371]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206061124158962_7018_3384_3.png!w690x427.jpg[/img][/align][align=center]图4 涂覆不同厚度石墨涂层的氧化铝测试结果[4][/align][size=18px][color=#ff0000]三、结论[/color][/size]根据上述文献报道，对于高导热材料闪光法测试中石墨涂层的影响，可得出以下结论：（1）样品表面石墨涂层会降低闪光法测试结果，降低的幅度基本与厚度成线性关系，厚度越大降低的幅度越大。（2）对于高导热材料，石墨涂层对闪光法测试结果影响比较严重，导热系数越高，涂层的影响越严重。因此，在必须进行涂层处理的测试中，如透光材料和表面光滑热辐射系数较低材料，要采用尽可能薄的涂层，最好采用更薄和导热系数更高的金属涂层。（3）在透光且高导热的材料中，尽管可以采用更薄的石墨或金属涂层，但涂层太薄同样会带来透光效应，这就带来了涂层厚度和测量精度的矛盾。（4）对于高导热碳化硅（4H-SiC），采用闪光法测试是一种无奈之举，如必须要测试高温导热系数。在温度不高的条件下，闪光法并不适合准确测量4H-SiC的导热系数。参考文献[1] Wei R, Song S, Yang K, et al. Thermal conductivity of 4H-SiC single crystals[J]. Journal of Applied Physics, 2013, 113(5): 053503.[2] Lindemann A, Blumm J, Brunner M. Current limitations of commercial laser flash techniques for highly conducting materials and thin films[J]. High Temperatures--High Pressures, 2014, 43.[3] Stryczniewicz W, Panas A J. Numerical data processing from a laser flash experiment on thin graphite layer[J]. Computer Assisted Methods in Engineering and Science, 2017, 22(3): 279-287.[4] Hensel A, Lê T A, Sauermann A, et al. Thermal Diffusivity Investigations on Alumina Substrates using Laser Flash Analysis[C]//2018 41st International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE). IEEE, 2018: 1-6.[align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
本人小白一枚，最近被公司领导逼迫研究Hamamatsu的闪光氙灯。发现Osram等公司都有提供氙灯光亮度的参数，但是Hamamatsu的闪光氙灯却不提供光亮度参数。本人很是无奈啊，不知道各位高手是怎么获得或计算得到光亮度参数的？
GB/T 27405-2008 实验室质量控制规范 食品微生物检测5.2.1.2 实验室的建设应符合GB 19489 的规定，符合“无回路”原则。 这里符合“无回路”原则，是什么意思？
想用激光闪光光解测定水体中的卤素自由基，之前有同学测出来过，但是帮助测样的老师出国后失去联系，并且该仪器坏了，之后学院新买了激光闪光光解仪LP920，就再也测不出来，想问问各位，有人了解怎样测的吗？或是有人知道其他的检测方法吗？求指点
[color=#ff0000]摘要：本文主要针对各向同性、有限尺寸、高导热材料样品因闪光加热所引起的非一维传热过程，建立与实际测试更接近的传热模型，采用数值计算方法分析闪光法测试中的背温曲线测量误差，由此明确闪光光斑尺寸、样品截面积和样品厚度三者关系以及它们对测量误差的影响，从而指导试验参数和样品尺寸的正确选择，其中更侧重于样品厚度对测量误差的影响以及样品厚度的正确选择。[/color][color=#ff0000][/color][hr/][color=#ff0000]1. 引言[/color]对于高导热材料，如各种金属材料和高导热陶瓷材料，它们的热性能普遍采用闪光法进行测量，特别是热性能中的热扩散系数测试更是闪光法的最大优势，因为闪光法可以在短时间内使用最低样品材料消耗成本实现热扩散系数测量，而且闪光法也是目前热性能测试温度范围跨度最大的测试方法之一，测试温度范围可从低温-190℃至超高温3000℃，同时还可以在各种气氛和压力环境下进行测试。闪光法的基本原理是脉冲光照射被测样品前表面，样品前表面薄层上吸收脉冲光辐照能量，探测器同时记录热量传递到样品背面所引起的温度随时间的变化。实验结果表明该方法能得到热扩散系数和比热容，而导热系数可以通过下式计算得到：[align=center][img=,152,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142252_1093_3384_3.gif!w152x21.jpg[/img]...................（1）[/align][align=center][img=,126,19]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142255_4975_3384_3.gif!w126x19.jpg[/img]...........................（2）[/align][align=center][img=,108,16]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142256_909_3384_3.gif!w108x16.jpg[/img].................................（3）[/align]式中[i]α[/i] 表示热扩散系数，单位 [img=,40,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142301_1730_3384_3.gif!w40x21.jpg[/img]； [i]L[/i] 表示样品厚度，单位[i] m[/i]； [img=,24,11]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142302_3439_3384_3.gif!w24x11.jpg[/img] 表示样品背面温升达到最大值值所需时间的一半，单位 s； [i]c [/i]表示比热容，单位 [img=,81,19]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142302_8761_3384_3.gif!w81x19.jpg[/img]； [i]Q[/i] 表示样品所吸收的热流密度，单位 [img=,49,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142303_5442_3384_3.gif!w49x21.jpg[/img]； [img=,35,15]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142303_2575_3384_3.gif!w35x15.jpg[/img] 表示样品背面温升最大值，单位 [i]K[/i]； [i]λ[/i] 表示样品材料导热系数，单位 [img=,72,19]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142303_3076_3384_3.gif!w72x19.jpg[/img]； [i]ρ[/i] 代表样品密度，单位 [img=,49,21]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142304_2160_3384_3.gif!w49x21.jpg[/img]。对公式(1)～(3)的分析表明，闪光法测定热性能的误差主要取决于背温曲线中 [img=,35,15]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142304_9774_3384_3.gif!w35x15.jpg[/img] 和 [img=,24,11]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712142304_5572_3384_3.gif!w24x11.jpg[/img] 的准确度。然而, 到目前为止很少有文献报道准确评估材料热特性闪光法测试误差大小，这主要是因为大多数文献报道都是假设样品中的传热过程以及样品局部位置上的热流密度是一维形式，而实际测试中往往不是如此。本文主要针对各向同性、有限尺寸、高导热材料样品因闪光加热所引起的非一维传热过程，建立与实际测试更接近的测试模型，采用数值计算方法分析闪光法测试中的 和 测量误差，由此明确闪光光斑尺寸、样品截面积和样品厚度三者关系以及它们对测量误差的影响，从而指导试验参数和样品尺寸的正确选择。目前闪光法测试仪器基本都是商品化设备，闪光光斑尺寸和样品截面积尺寸基本都已固定，所以本文将侧重于研究各向同性高导热材料闪光法热扩散系数测量中厚度选择对测量误差的影响，以此来指导样品厚度的正确选择。[b][color=#ff0000]由于本文涉及大量公式，不便在帖子上进行编辑，全文内容已做为附件呈上，请多原谅。附件全文为适合手机浏览的PDF格式文件。[/color][color=#ff0000][/color][/b]
我单位纯化水循环回路，有时用户不用水，回路循环中发现电导率为：[color=black][font=新宋体]控制值[/font][/color][font=新宋体]≤[/font][font=新宋体]3 µ S/cm，实际会升高到[color=black][font=新宋体]控制值 [/font][/color][font=新宋体]6[/font][font=新宋体] µ S/cm，不知道何原因？ [/font][/font]
摘 要：介绍基于GPRS网络无线监控在智能箱式变电站系统监控中的解决方案，描述了系统结构及各其构成模块功能，对系统特点进行了分析。关键词：箱式变电站 GPRS 通讯服务器 监控系统0 概述 随着我国城市现代化建设的飞速发展，城市配电系统的不断改造更新，一种新型的智能箱式变电站应运而生，如图1所示，这种新型的箱式变电站将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，由于其具有集成化程度高、工厂预安装、节能、节地、安全、美观等特点，因此在城网建设与改造中得到广泛应用。 信息化、网络化和智能化的快速发展，要求箱变不仅要安全稳定运行，同时还要具有“四遥”(遥测、遥信、遥调、遥控)的智能化功能；达到故障区段快速准确定位、故障及时切除、负荷转带、网络重构等功能，从而保证快速恢复供电。 但是，智能箱式变电站一般安装在负荷密集的工矿企业、港口、机场、城市公共建筑、高速公路、地下设施和居民住宅小区等场所；要对智能箱式变电站进行远程监控、系统组网，由于其布线施工比较苦难，一般的现场总线组网方式就很难实现。 本文介绍的就是一种基于GPRS网络在智能箱式变电站监控系统的应用实例，该系统成功解决了对箱式变电站进行监控监控中存在的布线困难问题，实现了远程监测系统的通讯问题，比有线通讯方式有着无可比拟的优越性。目前该系统在山东淄博电力环网改造箱式变电站系统监控中得以成功的应用，系统运行稳定可靠，达到了预期的效果和设计要求。1 基于GPRS箱变远程监控系统内部设计 基于GPRS箱变远程监控系统采用三层网络结构，如图2所示，即现场层、通讯层、管理层。现场层主要由智能仪表组成主要完成箱变内部电量与非电量的数据采集；通讯层主要由智能通讯服务器、GPRS MODEM组成，主要实现现场数据的集中采集和通讯管理；管理层不设监控中心，主要由移动数据终端（用户手机、email邮箱等）组成，主要用于接收箱变内部运行数据；系统借助于移动的GPRS网络实现数据的远程采集和管理。 箱变内部智能元器件由进线多功能网络电力仪表、漏电报警装置、温湿度控制装置、馈线测量仪表、开关量I/O模块、风机故障检测装置、智能通讯服务器、无线GPRS MODEM等智能器件组成。 进线回路实现对低压进线侧的全电参量的测量：如检测进线回路的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等电参量；同时还可以实现对进线回路遥信量的检测，如：进线刀闸，断路器位置，断路器故障等；通过自身的继电器输出模块，完成远程合分断路器的功能。 馈线回路通过多回路监控单元实现对多条馈线回路点参量的集中采集，主要采集箱变内部馈线回路的电流参量和开关位置信息；直观的了解箱变内部各个馈线的运行负荷状态和开关位置。 漏电报警装置通过安装在各个回路的零序电流互感器分别采集各回路的漏电流，同时对超出安全警戒的漏电信息发出报警；提高各馈线回路用电安全指数。 温湿度控制器主要检测箱变内部的温湿度和变压器铁心温度；通过箱变内部的风机和加热器，调节箱变内部的温湿度指数；为箱变内部元器件提供稳定的工作环境；从而提高内部元器件的使用寿命和安全运行指数。 风机故障检测装置完成对风机制冷风机运行状态进行检测判断，提高整个系统安全运行环境的指数。 智能通讯服务器为一台嵌入式计算机，其具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统（内嵌uCLinux操作系统）及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。支持用户编程操作，通过用户设计应用程序，实现对箱变内部数据采集、运算处理、任务管理、发送信息存储和与无线GPRS MODEM的通讯等功能。 无线GPRS MODEM主要实现智能服务器与无限公网的数据传输；GPRS是GSM的一种新数据业务，它在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25 分组数据接入服务。GPRS (General Packet Radio Service)中文含义为通用分组无线服务，它是利用“包交换”（Packet-Switch）的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Date 封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为象Internet 这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。此外，在GSM phase 2+的标准里，GPRS 可以提供4种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护能力。GPRS技术的应用提高了系统的通讯组网灵活性、稳定性。2 基于GPRS箱变远程监控系统功能分析 系统功能根据箱变实际运行的智能要求和对整体运行成本的节约化进行设计；系统主要由运行故障报警和实时数据采集两大任务模块，如图3所示。 运行故障报警主要为箱变内部高压开关状态实时监控和变位报警；报警内容如图4所示，包括：故障报警产生日期时间，站号，回路名称，报警内容等信息；报警范围为高低压主断路器实时监测，故障报警，变位报警；馈线断路器状态实时监测及开关变位报警；各馈线回路的漏电报警；箱变内部温度异常报警；风机故障报警；及运行电压的缺相和不平衡报警等报警信息组成。该报警信息主要通过智能元器件对箱变数据进行实时采集、运算、通讯上传至由智能通讯服务器，再由通讯服务器进行运算、分析判断；最后利用GPRS modem把有效的报警信息通过GSM网络发送至指定用户手机；使用户及时响应故障报警，缩短故障恢复时间。同时考虑到GSM网络繁忙和用户手机是否在线等因素，支持报警信息多用户，多次间隔发送。保证信息及时传输至用户，增强系统运行的安全指数。 实时数据监测，主要完成对箱变内部的实时数据进行监测。邮件内容如图5，包括：子站ID号码，邮件发送日期时间，高低侧遥测：三相电压，三相电流，环境温度，变压器温度；低压进线侧遥测：三相相电压，三相线电压，三相电流，有功功率，无功功率，功率因数，频率，吸收有功电度，无功电度，负荷率，不平衡率；以及馈线回路的三相电流，漏电流等信息。通讯服务器负责数据采集、处理和邮件数据发送；由于邮件发送是采用定时发送机制，为了保证报警数据的实时性，因此对实时数据的采集也是定时完成的，即在需要发送邮件之前由通讯服务器负责数据的采集，处理，存储；然后编辑邮件进行定时邮件发送，最终完成实时数据的远程发送。3 基于GPRS箱变远程监控系统特性 经济性；由于监控站点相对分散，大大减少了线缆铺设的施工难度；只要有GPRS网络覆盖的场所即可完成对箱变子站的监控；不设监控主站，系统的实时数据采用定时发送；报警信息实时短消息发送，大大减少了利用GPRS网络产生的数据流量费用；减少系统运行的成本，降低系统的运行费用。 稳定性与可靠性；本系统是基于嵌入式计算机系统完成的，数据采集、报警发送、邮件发送都是有通讯服务器即嵌入式计算机完成；嵌入式计算机内嵌uCLinux操作系统，具有很强的稳定性与可靠性；避免系统因软件和硬件造成的系统故障，提高了系统运行的免维护性。 独立性；可以不依赖有固有的监控主站独立运行；每个子站都是一个独立运行的监控单元，单个子站的故障不会影响其它站点的正常使用；减少了因为监控主站单点故障造成的整个系统瘫痪的弊端。 实时性；系统所有的功能都是有嵌入式计算机负责完成，嵌入式计算机采用了具有实时性很高的uCLinux操作系统，同时借助于覆盖范围广，覆盖信号强，传输速度快的GPRS网络，极大提高了系统数据采集、运算处理和报警发送的实时性；极大的提高了报警系统实时性，缩短故障报警的响应时间。 易用性；系统通过内部配置文件完成对移动数据接收终端的配置，方便用户对移动数据接收终端信息的变更；主要完成完成的变更信息为：短信报警发送次数、发送时间间隔、接收SIM号码、发送邮箱地址、接收邮箱地址、发送邮件间隔、站地址等信息的变更；用户把变更后的配置文件通过FTP上传工具上传至通讯服务器即可完成对监控站点信息的变更；方便用户对监控站点信息修改和维护。4 结束语 目前在智能箱式变电站智能化监控系统的通信中，主要采用数传电台、GSM短消息、光纤接入等方式。数传电台的优势是除了每年的频点费以外，平时运行无需额外费用，缺点是受地形、气候的影响较大，造成系统的可靠性、实时性较差，无法主动上报；GSM短消息方式可以实现主动上报，缺点是按条收费，运行费用高，而且在节假日短消息中心服务器繁忙时延时相当长；光纤通信稳定可靠，但是施工成本投入太大、扩展性差、光纤及设备等的维护方面很不方便；而GPRS通信则避免了以上问题，组网灵活，数据传输速度快，提高数据采集的灵活性和稳定性。 实践证明，该系统不仅可以用于远程电力监控，在远程抄表电能管理方面也有很好的应用前景。
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