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监测仪范文1
目前，红外自动夜视监测仪已成为各保护区、科研院所、林业湿地等各类单位对生物多样性进行监测的必备仪器，是监测陆生脊椎动物，特别是监测兽类和地栖性鸟类多样性、种群动态和行为、以及各种动植物的重要技术手段。要利用红外自动夜视监测仪拍摄到动物们的宝贵照片和视频，必须学会科学使用。
选购权威品牌
最好选择经过很多大学科研单位检验的权威品牌。如“夜鹰”品牌之“Bestguarder” “SuperScouter” “ScoutGuard” “BolyGuard” 系列，都是自有40多项专利开发而成。
因放置监测仪的地点位处野外山林，环境恶劣，经常多雾雨大，冬季严寒且外出取一次不易，要求相机密封性能好，结实耐用。尽量装8节电池，以增强续航时间，SD卡容量至少应选择16G，保证有足够的存储空间。否则无存储空间会错失好多记录，造成记录分析方面数据中断。
一定要按照项目要求，认真设置设备外壳到相机的参数，避免低级错误。时间设置，一定要分开好早晨和晚间，仔细检查时间戳设置是否开启，为每个相机设置不同的位点编号。
位置选择有讲究
建议按样地公里网格法或重点动物或区域通道进行双向双机结合。
选择开阔区域时，应注意清除镜头前的杂物和小灌木、蒿草之类的遮挡物，镜头尽量不要对着易晃动矛草、树叶、竹林等，以免改变红外感温器对温度变化的感应并导致触发拍摄，致使电量耗尽，或SD卡绝大多数都是树叶飘动的无价值照片。
根据所拍摄的对象来确定安放的高度角度，尽可能绑大树上。没树安装，亦可将相机钉在岩石上。在空旷平地或草原沙漠，则需发挥创造性，搭建个小石头屋，离地一般是0.5米～2米高，具体高度根据动物大小确定，上坡略高，下坡略低，留出动物通道。
植物生长季尤其特别注意灌草的迅速生长。最佳是双向安放2个，有条件或记录珍稀保护动物，侧向也可增加1部～2部，确保一个相机阵360度无死角。保证动物离仪器3米～6米内最佳，野外布点时随手做1.5米长的树棍，一则利于丛林行走，同时布设时可用来丈量距离。如大型猫科动物活动轨迹特别大，安放位置的选择尤其重要。结合不同时间，如在东北监测虎豹应是春秋为宜，东北虎偏爱废弃的运材道、河谷，东北豹偏爱山岗、石粒子生境。
应根据动物留下的食痕、足迹、蹭迹、卧迹、粪便及具体生态环境等因素，尽量将监测仪放置在兽道、步道、水源地盐井、倒木、求偶地、岩石或地形突出部，或在动物取食、休息场所及动物活动的通道上。
在动物通道上放置时，相机的镜头尽量顺着通道方向放置，延长野生动物在仪器镜头前通过的时间，以增加对种群个体的鉴定，根据需要，可设2张～5张连拍不等，并在不同角度和位置再增加1部～2部相机。不同相机结合拍照与摄像功能。根据动物大小及行走速度选择拍照间隔时间，录像长度一般是10秒～30秒不等，拍照或录像会非常连贯。如是生物多样性动植物监测，建议进行样地公里网格化类，1千米×1千米网格或根据核心区、缓冲区的大小不同而改变，设置50套～60套仪器的位点。
放置仪器位置要隐蔽，避免阳光直射，在安放设备时应注意避免阳光照射到的影子投射到设备上。安装时要考虑到太阳早晨升起、中午、下午落山的阳光照射问题，尽可能避免仪器镜头对着太阳光照射面。
设备安全
设备丢失主要是安放地点如保护区与社区接壤边界，不同程度存在人为干扰。根据季节特征和野生动物活动规律，要安放在中低海拔、动物通道等区域。为防止丢失要加大巡查打击及普法宣传力度，并做好项目的保密及安放设备的隐蔽工作。
相机本身是迷彩色，可加锁以保护SD卡，机身后部可加锁链以防被盗，亦可购买仿生迷彩防水胶布，贴在仪器上，以便更吻合安放环境的伪装需要，如红土、岩石、枯树叶等各类色，降低丢失概率。
由于野外的不可见因素和不可抗因素较多（包括野生动物进行破坏、盗猎等），在收取和投放过程最好准备个装相机的汽泡袋，避免发生磕碰使设备外壳内的自动装置出现故障。
防水防潮及电池选用
监测仪范文2
Abstract： The automobile interior air quality attracts more and more attention of the drivers and passengers. The automobile interior environment monitoring instrument can be used to monitor the automobile interior environment， it can monitor PM2.5， temperature， humidity， formaldehyde， CO and other air quality parameters. The automobile interior environment monitoring instrument has import PM2.5 sensor， temperature sensor， humidity sensor， formaldehyde sensor， CO sensors and CO2 sensor. The single chip microcomputer and collecting system can real-timely monitor the current air quality inside the car， circularly shows that air quality index. When the pollution of automobile interior environment is serious， the product will prompt or voice alarm in time， it can activate protective measures when necessary to protect the life and health and safety of the people in the car.
关键词：PM2.5；环境监测；传感器
Key words： PM2.5；environmental monitoring；sensor
中图分类号：S625.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）01-0140-03
0 引言
随着人民生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐日益加快。但是汽车进入家庭给人们带来方便的同时，也带来了车内空气污染这个“无形杀手”，污染问题逐步显现。特别是随着我国工业规模的不断扩大，当前各大城市的PM2.5值高居不下，对车内环境也造成了严重污染[1]。车内空气质量问题逐渐成为媒体和广大车主关注的焦点，车内空气环境质量已经越来越引起车主的关注，人们的健康意识也随之不断增强。有鉴于此，本文设计了一种车载PM2.5监测仪，该监测仪主要用于车内PM2.5的监测，同时还可以监测车内温湿度、甲醛、CO等其他空气质量参数，能够实时监测车内当前空气质量状况。当车内空气污染严重，危害到人的生命安全时，产品将及时启动防护措施，保障车内人员的生命健康和安全。
1 车内环境监测仪的系统结构
车内环境监测仪以单片机为主控制器，单片机控制采样系统循环采集PM2.5传感器、温湿度传感器等几种传感器数据，通过运算测量各种空气质量参数，然后通过液晶屏显示所测各种参数，实现对车内环境进行实时监测。当车内空气污染严重时，报警模块可以进行语音播报，安全控制模块能够及时开启车窗，进行安全防护。该监测仪的系统结构图如图1所示。
2 车内环境监测仪的硬件设计
2.1 控制单片机
车内环境监测仪采用STC12LE5A60S2单片机，该单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍，价格便宜。内部集成MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速10位A/D转换（250K/s），针对电机控制，强干扰场合。单片机最小系统电路图如图2所示，包括单片机芯片、晶振电路、复位电路、电源几部分，满足单片机工作的基本要求。
本系统的电源分为+3.3V电源和+5V电源两部分。利用车载12V直流电源得到+12V电压，通过AMS1117-5.0转换成+5V电压，+5V电压通过AMS1117-3.3后转换成+3.3V电压。+3.3V电源和+5V电源可以分别为传感器、单片机供电，电源电路如图3所示。
2.2 液晶显示技术
车内环境监测仪采用TFT-2.8作为显示器件，能较好的实现人机接口界面。Thin Film Transistor（薄膜场效应晶体管），是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。目前在手机上TFT使用最为广泛，中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕，分65536色及26万色，1600万色三种，其显示效果非常出色。随着技术的进步，TFT不仅应用在手机上，许多智能仪表，工控人机界面也都在使用TFT取代之前的黑白屏。显示电路如图4所示。
2.3 环境监测技术
车内环境监测仪测量车内环境中的PM2.5、温湿度、甲醛、CO和CO2参数值。目前传感器技术发展迅速，传感器种类很多。本方案中为控制监测仪的体积与耗电，在传感器选择时要求传感器的体积小、功耗低、价格便宜。其中关键参数PM2.5的测量采用夏普粉尘传感器DN7C3JA001。
夏普PM2.5检测传感器DN7C3JA001首先通过滤网将PM2.5微粒和其他悬浮颗粒物分流，排除PM10等大颗粒的测量干扰，然后使用光传感器测量。目前普遍采用的仪器结构复杂，需要定期维护，并且价格不菲。但是DN7C3JA001模块将分流器和利用LED的高精度传感器结合并小型化，体积仅为53×40×51mm，可以实现免维护，大大降低了使用成本，适宜于安装在空气净化器等家用电器中使用。各参数测量电路如图5所示。
2.4 语音报警技术
车内环境监测仪中语音报警电路采用ISD1820语音录放芯片。该部分电路将ISD1820语音录放芯片的PLAYE引脚和单片机的P1.3引脚连接，用于控制语音播报。芯片上用于录音的REC引脚受按键控制，按下“录音”键便可录音，人们可以录下自己需要提醒的语音，录音结束后，再次按下“录音”键就已经成功录音了。语音报警电路如图6所示。
2.5 安全保护控制技术
车内环境监测仪具有车内环境监测安全保护启动功能。当车内环境污染严重，危害到人的生命安全时，监测仪在及时发出报警信号的同时，控制车窗开关，使车窗自动打开，保障车内人员的生命健康和安全。安全保护电路如图7所示。当单片机采样系统采集到车内某一环境参数或多个环境参数超出阈值，单片机将通过P1.2端口向电动车窗开关和空调风扇开关发送信号，打开车窗和空调风扇，使车内环境得以改善，保护人体健康。
3 车内环境监测仪的软件设计
车内环境监测仪的软件设计部分采用C语言进行编程[4]，主流程如图8所示。通电运行之后，首先进行系统初始化，然后从单片机端口读取各参数的测量值；单片机将读取的参数值传输给液晶屏显示出来，同时对测得的值进行比较，如果测量值大于标准值，则启动语音模块进行报警信息播报，并且启动安全保护电路，打开车窗，启动空调风扇，保护车内人员安全。
4 总结
本文设计的车内环境监测仪，包括传感器采样部分和单片机控制部分。传感器可以采用市场现有的各种相应参数传感器，如温度传感器可以采用Pt100铂电阻温度传感器，体积小，便于安装，可以实现温度
-35℃～100℃的测量；湿度传感器可以采用CHR02型高分子湿度传感器，稳定性好，精度高，测量范围在20%～90%RH；PM2.5测量传感器可以选用夏普公司的粉尘传感器DN7C3JA001，可以在10秒钟内快速测量出空气中PM2.5的浓度；汽车尾气含有一氧化碳，可能会进入车厢内，一氧化碳浓度可以采用电化学式一氧化碳传感器，检测范围在1～1000ppm。各种传感器输出的电压信号，经A/D采样，输入到以单片机为核心的主控制器。主控制器包括电源电路、晶振电路、复位电路、传感器采样电路、液晶显示电路、语音报警电路和安全保护控制电路。单片机分时循环采样，，并可以将各信号循环显示在液晶显示器上。当单片机系统采集到车内某一环境参数或多个环境参数超标时，能够通过语音报警，及时提醒车内人员注意，必要时，可以自动开启车窗、启动空调风扇，给车厢内送入新风，以保护车内人员健康和安全。
该系统各种传感器集中安装在同一壳体内，用户安装简便。传感器与主控制器之间使用电缆连接，未来可改进成信号无线传输。控制车窗开启功能需与汽车车窗电机的控制电路连接，该功能可以作为用户选用功能。车内环境监测仪，功耗小，安装简单，能够实现车内环境参数的监测与报警。
参考文献：
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监测仪范文3
通过传输方式的不同，可以将射孔分为电缆传输式射孔和油管传输式射孔，油管传输式射孔因为具有以下的优点，近年来被广泛应用于大庆油田。其特点为：
（1）可采用各有有枪身射孔器，以便实现高孔密、大孔径、深穿透、多相位射孔的需要，从而获得最佳的油气井产能；
（2）可以实现较高的负压值射孔，保护油气层，提高产能；
（3）一次下井可以同时射开较长的井段或多个层段的地层；
（4）可以进行电缆射孔难以实现的大斜度井、水平井、稠油井及复杂井的射孔作业；
（5）对于高压油气井射孔，安全可靠，可防止井喷；
（6）可以地层测试联作，缩短试油周期，准确录取地层资料。
由于引爆后是否全部顺利起爆，若是多级射孔（两级以上），是否可靠传爆，在判断上都有着一定的困难。通过在射孔枪串的尾部安装尾声弹和使用射孔监测仪就能够准确的判断射孔枪串是否全部起爆。
二、监测仪的工作原理及技术参数
它由两部分组成：井口监控装置和地面接收装置。带有磁性的监控仪可以固定在钻杆、电缆和油管上，最直接的监控井下震动，并利用无线宽带技术把数据实时地无线传输到地面接收装置，无线传输距离120米。接收装置可以实时发出声音，提示用户井下射孔是否发生，并直接把模拟信号转换成数字信号存储到U盘上，以便于后期回放分析。同时允许用户把电脑直接连接到接收装置上，而导出声波信号进行实时监控。
使用无线射孔监测仪，可在射孔任务中给用户创造更加安全的工作环境，并且因为其高灵敏度，可以记录几乎任何的井下震动，对用户的整个工作流程提供后期参考。技术参数：
三、监测仪在现场施工中的监测情况
为了验证射孔监测仪能否准确的监测井下射孔枪的起爆情况并且能否满足不同起爆方式的监测要求，在现场施工中，选择了三类油管输送式射孔的生产井进行监测：（1）新井单级，采用投棒起爆方式；（2）新井两级，采用环空加压起爆方式；（3）补孔井三级，第一级采用投棒起爆方式，后两级采用增压装置传递压力起爆方式。
1.单级起爆新井现场监测情况
该井采用投棒起爆方式引爆，射孔井段为841.5米-886.5米，射孔枪底部装有尾声弹。
通过图1可以说明监测仪监测到了该井现场施工时的投棒过程和射孔枪起爆的整个过程，通过波形图上端的时间轴可以说明：1分11秒85时，成功监测射孔起爆；1分12秒70时，成功监测尾声弹起爆。整个监测过程中通过音频输出的耳机可以监听到起爆器和尾声弹起爆的响声。
2.两级起爆新井现场监测情况
该井射孔井段为1092.6米-1210.7米，由于该井存在一个43.8米的夹层，所以采用环空加压分两级起爆的方式起爆射孔枪，枪串底部没有安装尾声弹。
图二为监测仪监测到的整个起爆过程的波形图，包括泵车打压的过程和两个起爆器起爆的过程，整个过程被完全记录了下来。
图三是图二放大后针对起爆器起爆过程的截图，从监测仪显示的波纹可以很清楚地辨认两级射孔间隔0.25秒，耳机传递的声音很清晰可以分辩。通过以上三口井现场射孔监测实例，可以说明射孔监测仪可以完整的监测到油管输送式射孔中的新井（单级、多级）、补孔井（单级、多级）的起爆过程。
监测仪范文4
doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2014.04.580文章编号：1004-7484（2014）-04-2262-01糖尿病严重影响患者的身心健康，在对患者进行积极治疗的同时，做好血糖监测的意义同样重要。近年来，血糖监测是糖尿病诊断和指导胰岛素治疗的主要依据，多次末梢血糖能很好的反映患者血糖的变化曲线，但是这样的方法会消耗大量的人力物力，增加患者的痛苦，所以检测血糖方法的准确性和频次一直都是临床上治疗糖尿病十分关注的问题[1]。动态血糖监测系统（CGMS）是近年来应用于临床能够连续监测血糖波动的系统工具，此系统在国内外已广泛应用[2]。为了确保使用动态血糖监测仪的糖尿病病人的效果，科学、规范地观察病人的使用情况，我科于2012年8月起，开始使用自行设计的动态血糖监测仪床边交接表，对使用动态血糖监测仪的糖尿病病人进行观察，经过临床使用，收到了满意的效果，现介绍如下。1表格设计
动态血糖监测仪床边交接表评估内容由两部分组成，第1部分为病人的基本信息、使用的动态血糖监测仪类型及型号，第2部分为病人使用动态血糖监测仪的观察内容，见表1。
表1动态血糖监测系统床边交班表
床号 姓名住院号动态血糖类型动态血糖型号交班内容交班时间1血糖
情况1电池
电量1运行
状态1穿刺点皮
肤情况1传感器或针
头是否脱落1备注1护士签名2应用方法
糖尿病患者的血糖监测是糖尿病治疗中的一项重要内容，近年来，动态血糖监测系统在糖尿病领域的应用日益受到关注。此种新型皮下埋入式动态血糖监测系统在国内已广泛临床应用，它为我们提供了一种可以连续监测患者血糖工具（每24小时能获得288个血糖值），能详细记录患者72h的血糖波动及曲线，较确切的了解糖尿病病人治疗中血糖波动状态，可以发现传统血糖监测方法不能监测到的高血糖事件及无感知的低血糖波动，更好的指导药物的调整。我们采用动态血糖监测系统对一组临床控制良好的糖尿病患者进行连续72h的血糖监测，旨在了解其血糖波动情况及动态血糖监测系统的优势。
2.1使用动态血糖监测仪前的应用护士用通俗易懂的语言向病人及家属讲解动态血糖监测仪的基本知识，消除其紧张心理，使病人以一种轻松、平和的心态配合治疗。操作前要检查动态血糖监测仪性能是否完好，电池电量是否充足，校对时间，并填写动态血糖监测仪床边交接表中的病人基本信息、使用的动态血糖监测仪类型及型号。
2.2使用动态血糖监测仪后的应用血糖监测仪安装好后，将动态血糖监测仪床边交接表挂在病人床尾，每班护士对使用动态血糖监测仪的患者认真执行床边交接班制度，班班交接，床边交班。交接内容包括：用动态血糖监测仪病人数，病人病情，动态血糖监测系统的型号，观察患者使用动态血糖监测仪后的血糖情况，电池电量、运行是否正常，注意观察局部皮肤情况，是否有出血，红肿、感染、过敏反应等情况，妥善固定动态血糖监测仪探头及管道，避免打折、牵拉、脱落，护士站备用探头、电池、敷贴，发生报警及时处理。若使用正常，护士只需在相应内容栏内划“√”；若有局部皮肤改变则根据实际情况记录，并在备注中记录动态血糖监测仪发生报警的原因及血糖情况，直至病人停用动态血糖监测仪。3优点
糖尿病是由于胰岛素绝对缺乏或胰岛素的生物效应降低引起的体内代谢失调和高血糖状态。是一种慢性终身性疾病，是继肿瘤之后的第三类非传染病，是严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。高血糖是糖尿病的标志，也是导致慢性并发症的主要原因，其不良作用主要通过慢性持续高血糖和血糖水平波动2种方式体现，目前认为，波动性高血糖相对于持续性高血糖更能增加糖尿病患者发生慢性并发症的危险性。我们观察的23例糖尿病患者，虽然按传统的清晨空腹血糖、早餐后2h血糖和HbA1C判断均属控制良好，但CGMS结果却显示有高血糖事件发生，表明这些患者的血糖控制并未完全达标，这也提示这些患者仍有进一步调整治疗方案以期更好地控制血糖的余地。应用CGMS动态监测糖尿病患者的血糖是近年新使用的一种血糖监测手段，其监测、显示的血糖结果和静脉血糖及指端毛细血管血糖结果之间有良好的相关性，是一种可靠、实用的方法。在此方法中对床边交接表的使用，加强了护士的责任心，护士能主动观察病人使用动态血糖监测仪的情况，及时给予护理干预，防止动态血糖监测仪机械故障。通过专科护士对动态血糖监测仪操作的掌握及临床密切观察等方面的安全管理及护理干预，能保证糖尿病病人使用动态血糖监测仪安全。参考文献
监测仪范文5
关键词：电力监控；交流采样；单片机
中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)14-3462-02
Development of Power Detector Based on SCM
HU Peng
(Department of Computer Technology and Application, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China)
Abstract: In this paper ,introduce a way to design the Power Detector based on the microcontroller AT89S52, this Detector can also figure out the effective number of phase voltage and electric current and power factor ,monitoring the run parameter of the electrical network anytime by adopting phase voltage and electric current of the electrical network. It was detailed to described the total construction principle of the system, hardware electric circuit and the design of the software of the system. The experiments show that the instrument possess such advantages as high accuracy, high reliability, being used easily and so on.
Key words: electric power monitor; AC adopting; single chip microcontroller
随着电网规模的日益扩大，系统运行方式的频繁变化，使得电力系统稳定性问题越来越突出，为了保证电力系统安全可靠地运行,提高系统的运行经济性，为了更好地了解电力系统运行状况,研制出具有电力参数测量、显示、数字通讯等功能的电力监测仪势在必行。本文设计的电力监测仪是将计算机技术、数据测量技术、数据通信技术及显示技术融为一体，通过对电网的交流电压、电流进行采样可实时监测电网的电压、电流、无功功率、有功功率及功率因数等参数，当电网出现过压过流时及时发出报警信号，供值班人员处理，该监测仪对用户和电力部门都具有重要的实际意义。
1 硬件设计
根据交流电压电流和的测量原理，电力监测仪由微处理器模块、电压电流采样模块、LED显示模块、键盘模块、RS485总线接口模块和过压过流报警模块等组成，其硬件结构原理图如图1所示。
1.1 主处理器
主处理器的选择要使片内资源能适合系统的需求，系统采用At89s52作主处理器，AT89S52是一种高性能、低功耗的 8位微控制器，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容，具有8K 的Flash 存储器。AT89S52具有以下标准功能：256字节RAM， 8k字节Flash， 32位I/O口线，2个数据指针看门狗定时器，三个16位定时器/计数器，全双工串行口，一个6向量2级中断结构，片内晶振及时钟电路。
1.2 E2PROM模块
E2PROM模块用来实时记录存储相关测量数据、故障记录及设置参数等，系统采用AT24C02作为E2PROM芯片，AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。
1.3 交流电流电压采集
A/D 转换是系统设计的第一个重要的环节，本设计需要对三相电压和三相电流进行采样，共需 6 个通道，采用1片A/D 转换芯片MAX125组成8通道同时采样、每通道采样率76KSPS、分辨率14位、输入范围±5V的模拟输入部分。来自电网的电流、电压经CT、PT变换成满足要求的模拟输入量，然后由A/D 转换芯片 MAX125，将模拟信号转换为数字信号。模拟输入通道实际可达到8个通道，只不过这8个通道不是完全同时采样的，而是4通道/4通道同时采样，在合理安排采样通道数的情况下，可以满足电力系统同相电压/电流同时采样的要求。
1.4 键盘模块
系统键盘是一个4*4的行列式键盘，总共定义了16个按键。键盘输入采用动态扫描中断工作方式，采用的是“键盘扫描”的方法，用户通过键盘可以对电力监测参数进行设置。
1.5 显示模块
系统使用LED数码显示器来显示采集到的电压电流功率等信息，LED显示器价格低廉、发光较强，机械性能好，在普通单片机系统中应用广泛，LED数码显示器通过动态扫描显示，它是把所有显示器的8个笔画段a~h的各同段名端互相并接在一起，并把它们接到字段输出口上，系统通过段码来控制显示的字形，使用位码来选择第几位显示器工作。
1.6 RS232通信
RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，系统采用MAX232实现PC机与单片机的通信，用于向单片机下载程序。
1.7 RS485通信
采用Maxim公司的一种RS－485芯片MAX485实现单片机与485通信设备之间的通信，MAX485采用半双工通讯方式，其中，MAX485的RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，RO和DI与单片机的RXD和TXD相连即可；/RE和DE端与单片机的一个管脚相连，通过控制/RE和DE即可控制MAX485的接收和发送即可。
2 软件设计
软件设计的主要任务是完成对交流信号，如:电压、电流的数据采集，以及有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等的计算，并根据键盘输入的显示项目，在 LED显示管相应地把结果显示出来，同时，通过RS232串行通信传送到上位机，一旦电流和电压超限时，立即发出报警声音并不断闪烁LED灯。在系统的软件设计中，整个系统的应用软件用C51编写，编程开发环境采用Keil uVison2，用结构化程序编程，可使各功能程序模块化，这些模块包括：主程序、电压电流采样程序、数据处理程序、定时器中断服务程序、键盘中断服务程序、LED显示程序、E2PROM读写程序和通信程序等。
在主程序里，首先对各种芯片进行初始化，设置各种寄存器; 完成初始化工作后，打开中断，之后就进入主程序循环等，在循环过程中，不断进行键盘扫描，得到键值，来确定在LED显示器上显示的菜单内容，软件流程图如图2所示。
电压电流采样程序的功能主要是对交流电压、电流进行采样、数字滤波、采样数据存储。采样中断到达后，首先关闭中断，然后读取 A/D 转换芯片MAX125的 转换值，并存储到内部数据缓冲，接着，判断是否已经对 6 路信号采样完成，若巳完成，则把这 6 个数据转存到外部数据存储区。系统在每个采集过程中，还进行报警处理，即将采样处理后的电流值和电压值与设定的超限保护值(越限值储存在 E2PROM)进行比较，超限时报警并采取保护动作。
2.1 交流电压电流采集
在电力监测仪设计中，最关键的环节是交流电流电压采集。交流输入包括A、B、C三相电压和电流。电流接入电流端子，一共6个电流端子，分别为IA入、IA出、IB入、IB出、IC入、IC出，分别接三相电流输入。电压接线端子一共7个端子，有3个是空端子，不允许连线，有效接线端子4个，分别为UA，UB，UC和UN；对于中性点不接地的系统，UA，UB，UC可以直接与电网的A相、B相、C相连接，UN可以浮空或者在需要绝缘监视的系统中直接接大地或者通过一个高阻值电阻接入大地，这样系统可以非常准确的计算3U0。
交流输入可以接成两表法，接线方式是电压A相接UA，C相接UC，B相接UN，电流输入仅接A相和C相。
输入的交流电压信号通过小型的PT（电压互感器），变换为交流0.5V的信号，经过滤波处理，滤除干扰信号，然后进行电平平移，使得原来的交流信号，叠加1/2的VREF，直接送到A/D转换，进行采样。
输入的电流信号，通过导线穿入小CT（电流互感器），CT的输出接一个精密电阻，变换成电压信号，经过滤波处理，滤除干扰信号，然后进行电平平移，使得原来的交流信号，叠加1/2的VREF，直接送到A/D转换，进行采样; 采样好的信号存入单片机的RAM中供软件处理。
在软件中，设置每个周期采样24个点，根据采样定理，可以计算出输入信号的16次谐波。对于6路输入信号，进行FFT变换，得出各次谐波的幅值和相角，并且计算零序电流和负序电流。计算的结果存入RAM中，供通信程序、保护程序等其他程序使用。
由于三表法测到的电压都是相电压，有时候需要计算线电压，可以按照如下公式进行计算：
3 试验结果
对设计的监测仪的电压、电流测量结果分别进行了试验验证，结果如表1所示，结果表明，该装置电量参数测量结果的准确性很高，满足要求。
4 结束语
对一种电力监测系统作初步和基本的研究，该监测具有可编程功能、自动化测量、数码管显示、电能累加、数字通讯等功能为一体的智能监测仪表。该监测仪集智能化、数字化、网络化于一身，自动完成数据采集程及数据分析处理，可广泛应用于电站、电厂、变电所等各电力系统的输配电路及机电设备。
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[5] 马宏忠.电机状态监测与故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社,2008.
监测仪范文6
凝汽器是火力发电厂的大型换热设备，其作用是将汽轮机做功后的低温蒸汽凝结为水，以提高热力循环的效率。图1为表面式凝汽器的结构示意图。
凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水管（换热管）进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水。在此工作过程中，由于冷却水质的不洁净，致使铜管内壁积聚了一些不利于传热的固态混合物（称之为污垢）。污垢的存在降低了换热面的传热能力，从而降低了汽轮机效率，因此必须对其进行清洗。如何定量地测定凝汽器的污脏程度，以便为凝汽器的合理清洗提供依据，是许多学者都在探讨的问题。归纳起来，已提出的方法大致有以下几种：
（1）通过测量污垢热阻来判断凝汽器污脏程度。
（2）通过测量凝汽器出口、入口水室之间的水流阻力来判断凝汽器污脏程度。
（3）通过计算传热系数来判断凝汽器污脏程度。
热阻法能较准确地测定凝汽器的污脏程度，但需在换热管上埋设铠装热以检测管壁温度，凝汽器换热管数量众多，在工程上较难实现；水流阻力可反映污垢的数量，但不能体现出污垢的导热性质，用该方法确定凝汽器污脏程度显示不够准确；传热系数体现了凝汽器的换热性能，但目前计算传热系数均采用传统的经验公式，而且未考虑蒸汽中不凝结气体（空气）对传热效果的影响，因而当凝汽器变工况运行时，存在较大误差。
传热端差是反映凝汽器热交换状况的重要性能指标，与传热系数相比，该参数容易测量，能够连续观察其变化而积累数据，因而本文选用它来体现凝汽器的污脏状态。但传热端差除了主要取决于换热面的污脏程度外，还与凝汽器的工况参数如蒸汽流量、冷却水量等密切相关，因此，如何从众多参数中分离出换热面污脏对端差的影响，成为准确测定凝汽器污脏程度的关键。
1 测量原理
传热端差定义为：
δt=ts-two （1）
式中，δt——凝汽器的传热端差
ts——凝汽器压力所对应的饱和蒸汽温度
two——冷却水出口温度
分析换热过程可知，当冷凝器的冷却面积一定时，δt可表示为：
δt=f(Dc,Dw,c,ε，twi) （2）
式中，Dc——蒸汽流量
Dw——冷却水流量
c——凝汽器的污脏系数
ε——蒸汽中不凝结气体（空气）的含量
twi——冷却水入口温度
设凝汽器被彻底清洗后，在某一给定的蒸汽流量Dc、冷却水流量Dw、冷却水入口温度twi、空气含量ε下测得的端差为δtd（δtd可看作清洁状态下该工况对应的端差），改变工况并运行一段时间后测得的端差为δtf，显然，δtd与δtf之间的差值Δδ既有因换热面污脏引起的，也有因工况参数变化而引起的，可表示为：
Δδ=Δδc+Δδg （3）
式中，Δδc——换热面污脏引起的端差变化，称之为污垢端差
Δδg——变工况引起的端差变化，称之为变工况端差定义污脏系数为：
c=(Δδc)/δtd=(Δδ-Δδg)/δtd (4)
由上式可看出，要确定c，需求出Δδg。由于Δδg=f(ΔDs,ΔDw,Δtwi，Δε)描述的是一非常复杂的传热过程，其精确数学模型很难获取，为此本文根据输入、输出测量数据，采用神经网络建立变工况端差模型，实现了凝汽器污脏程度的准确测量。
2 神经网络建模
变工况端差Δδg=f(ΔDs,ΔDw,Δtwi,Δε)可由三层前馈神经网络来逼近，如图2所示。
选择Sigmoid函数作为隐层神经元的激励函数：
式中，a=1.716
b=2/3
以凝汽器在清洁状态下不同工况的试验数据作为训练数据，采用BP算法训练神经网络。学习的目标函数为：
式中，n——样本个数
yi——模型输出
di——期望输出
神经网络的权值修正采用速梯度下降法。神经网络训练好后即可投入应用。根据由神经网络求得的变工况端差及（4）式，即可计算出污脏系数。
3 仪器结构
3.1 硬件设计
在线监测仪以DSP为核心，实时采集各有关参数，计算出污脏系数并作动态显示。其硬件结构如图3所示。
图中，tp为汽气混合物在测量处的温度；p为汽气混合物在测量温度处的压力。空气含量由如下方法求得：
在凝汽器抽气设备的出口处测量汽水混合物的压力，并同是测出汽水混合物的温度，测汽水混合物中的空气含量由下式得出：
ε=(p-ps)/(p-0.378ps) （7）
其中，ps——汽气混合物出口温度所对应的水蒸气饱和压力，可通过查表求得。
DSP选用TMS320F240，其结构为：（1）32位CPU；（2）554字的双口RAM，16K字的FLASH EEPROM；（3）两个10位的A/D转换器；（4）串行通讯接口。该芯片通过串行通讯接口可与控制室主机交换数据。
3.2 软件设计
软件设计采用模块化结构，主要包括：（1）数据采集、处理模块；（2）神经网络计算模块；（3）显示模块；（4）通信模块。
4 试验结果
4.1 神经网络模型的获取
现场试验在湘潭电厂N-3500-2型凝汽器上进行。
在保证凝汽器清洁的情况下，以Dc=135t/h、Dw=9400t/h、twi=15℃、ε=0.015%作为设定工况，获取凝汽器在不同工况下的试验数据来训练神经网络。表1为在凝汽器清洁时部分工况下神经网络的输出与实测数据的比较结果。从比较的结果可以看出，神经网络输出与实测端差基本一致，表明基于神经网络的建模方法能够获得具有较高精度的变工况端差模型。
表1 不同工况下的神经网络模型输出与实测数据的比较结果
蒸汽流量Dc(t/h)冷却水量Dw（t/h）入口水温tsi(℃)空气漏入量ε（%）实测端差
(℃)模型输出端差(℃)误差
(℃)135
81.6
54.1
188.5
108.2
108.2
81.6
161.39400
9400
9400
9400
12350
12350
6800
680015.0
10.2
5.5
20.8
22.2
17.4
7.8
13.30.015
0.015
0.015
0.054
0.033
0.075
0.015
0.0156.1
4.8
4.4
10.3
6.8
12.1
5.0
6.36.1
4.7
4.4
10.4
6.9
11.9
5.0
6.20
-0.1
0.1
0.1
-0.2
-0.14.2 污脏程度的在线监测
神经网络模型确定后，即可进行在线监测。为了验证该方法的准确性，在凝汽器的不同位置埋设了16只铠装热偶，以便与热阻法进行比较。试验分为两个部分：
（1）将凝汽器彻底清洗，测取清洗后24小时内的污脏系数变化。
（2）重新投运清洗装置，测取清洗时的污脏系数变化。
试验结果如表2、表3所示。其中，表2为停运清洗装置后，冷凝器的污脏系数变化情况；表3为重新投运清洗装置后，冷凝器的污脏系数变化情况。Dw=9400/h及ε=0.015%在试验过程中保持不变。清洁状态时，在设定工况下测得的端差为δtd=6.1℃。
表2 停运情况装置后冷凝器的污脏系数变化情况
距清洗后时间(h)蒸汽流量Dc(t/h)入口水温twi(℃）出口水温two(℃)蒸汽温度ts(℃)端差δtf(℃)污垢端差Δδ（℃）污脏系数
本文方法 热阻法0
2
4
6
8
10
12
14
16
20
24108.2
108.2
108.2
108.2
108.2
108.2
108.2
108.2
108.2
135.0
135.013.5
13.5
12.8
12.3
12.0
11.6
11.1
11.1
10.9
12.3
14.223.5
23.5
22.6
22.1
21.7
21.3
20.7
20.6
20.4
23.7
25.529.0
29.4
29.3
29.1
29.0
28.8
28.4
28.3
28.3
32.3
33.85.5
5.9
6.7
7.0
7.3
7.5
7.7
7.7
7.9
8.6
8.30.00
0.48
1.02
1.44
1.52
1.71
1.78
1.84
1.93
1.99
2.150.00
0.079
0.167
0.236
0.25
0.28
0.291
0.302
0.316
0.326
0.3520.000
0.063
0.164
0.225
0.265
0.282
0.288
0.318
0.327
0.339
0.341表3 重瓣投运清洗装置后凝汽器的污脏系数变化情况
清洗时间（h）蒸汽流量
Dc(t/h)入口水温twi(℃)出口水温two(℃)蒸汽温度ts（℃）端差δtf(℃)污垢端差Δδc（℃）污脏系数
本文方法 热阻法0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5135.0
135.0
135.0
135.0
135.0
135.0
135.0
135.014.2
14.3
14.2
14.1
14.0
14.0
13.8
13.725.5
25.8
25.9
25.9
25.8
25.8
25.6
25.533.8
33.3
32.9
32.5
32.2
32.2
32.0
32.08.3
7.5
7.0
6.6
6.4
6.4
6.4
6.52.15
1.22
0.71
0.29
0.11
0.06
0.03
0.030.352
0.2
0.20.116
0.047
0.018
0.01
0.005
0.0050.341
0.223
0.116
0.053
0.027
0.005
0.004
