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緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇在線監(jiān)測技術，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
題，生態(tài)環(huán)境的破壞和環(huán)境污染問題越來越突出，人們生活環(huán)境的質(zhì)量也在不斷惡化，在這種情況下環(huán)境在線監(jiān)測技術應運而生，也逐漸成為了科學家們非常重視的課題。本文對我國的在線監(jiān)測技術做了較詳細的分析，并對當前環(huán)境問題的特點，探討了在線監(jiān)測技術的發(fā)展趨勢。
關鍵詞：環(huán)境監(jiān)測 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
近年來，環(huán)境與資源約束瓶頸加大，環(huán)境污染呈加劇蔓延趨勢，新污染物質(zhì)和持久性有機污染物的危害逐步顯現(xiàn)，生態(tài)與環(huán)境問題變得更加復雜，環(huán)境風險更加巨大，環(huán)境問題引起了國家的高度重視。而環(huán)境自動在線監(jiān)測技術的出現(xiàn)也為良好的保護環(huán)境的目標，提供了有力的保證，這項技術在全國各地區(qū)普遍推廣的同時，也在應用過程中出現(xiàn)了一些問題，值得每位熱愛環(huán)保的同仁去思考解決這些問題。
1 我國在線監(jiān)測技術現(xiàn)狀
我國的環(huán)境自動監(jiān)測技術發(fā)展十分迅速，覆蓋區(qū)域也十分廣闊。自從 20世紀80年代初我國開始實行環(huán)境自動監(jiān)測技術后，其它類型的環(huán)境自動監(jiān)測技術也在我國陸續(xù)推廣應用。此技術的發(fā)展一方面大大地推動了城市空氣質(zhì)量提高進程，另一方面也促進了其他環(huán)境自動監(jiān)測技術的發(fā)展。目前地下水自動監(jiān)測技術、噪聲控制自動監(jiān)測技術、水污染自動監(jiān)測技術等各種環(huán)境自動監(jiān)測技術已經(jīng)在全國各地發(fā)展起來，并且發(fā)展勢頭相當猛烈，對治理環(huán)境污染起到了不可磨滅的作用。
科技發(fā)達化、信息技術化，成為推進我國環(huán)境自動監(jiān)測技術水平全面提高的催化劑。環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)包括自動采樣系統(tǒng)、自動監(jiān)測儀表、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、中心站數(shù)據(jù)收集與處理系統(tǒng)四大部分。隨著我國環(huán)境自動監(jiān)測技術的進步、儀表智能化發(fā)展及網(wǎng)絡技術和地理信息系統(tǒng)技術發(fā)展， 新建的環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)已趨于日益完善的狀態(tài)。
我國的自動監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)范化問題日益突出。國家環(huán)保總局已著手組織編制了新的空氣自動監(jiān)測技術規(guī)范、污染源在線監(jiān)測技術規(guī)范、水質(zhì)自動監(jiān)測技術規(guī)范等規(guī)范性文件，卻明顯落后于環(huán)境自動監(jiān)測應用的發(fā)展要求。國內(nèi)儀器種類雖多，但是由于各地區(qū)差異太大，而導致對同一監(jiān)測指標因方法不同而造成數(shù)據(jù)不同等問題相當嚴重。很多技術人員對儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性也表示懷疑，如果繼續(xù)這樣下去就可能造成安全隱患，對環(huán)境保護構成威脅。
系統(tǒng)方案不嚴密：大氣環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)是一項較大規(guī)模的建設性工程項目，由于在經(jīng)驗和技術上的不足，較多的系統(tǒng)方案粗糙，不嚴密而匆匆上馬，致使系統(tǒng)漏洞百出，給擴充和改造帶來了極大的不便。我國環(huán)境自動監(jiān)測技術系統(tǒng)發(fā)展還存在著一定的盲目性，比如有些地區(qū)盲目的在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地級以上城市應用此技術，效率低，質(zhì)量差；缺乏對此技術應用的理性思考。
2 我國在線監(jiān)測技術發(fā)展趨勢
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境付出了很大的代價。我國在水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的起步建設比國外要遲一些，現(xiàn)在正處在探索階段，1988 年天津設立了我國第一個水質(zhì)連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的測試點。結(jié)合國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測工作發(fā)展的歷史、規(guī)律及特點，我國環(huán)境監(jiān)測發(fā)展趨勢有如下特點：
2.1 在環(huán)境污染物的監(jiān)測中，將以有機污染物的監(jiān)測為主。我國經(jīng)濟發(fā)展過程中出現(xiàn)越來越多的環(huán)境污染問題，近年來國家已充分重視和加強對環(huán)境污染的治理。但現(xiàn)在仍舊有很多企業(yè)隨意偷排污水和排污不達標，造成環(huán)境污染嚴重，這都是環(huán)保意識單薄及諸多利益的驅(qū)使造成的，因此必須建立一個高效的、先進的、適用的檢測方法和監(jiān)控手段。加強環(huán)境監(jiān)測力度，建立污水在線監(jiān)測系統(tǒng)，提高水質(zhì)監(jiān)測能力，勢在必行。
2.2 從監(jiān)控介質(zhì)上，將對水、懸浮物、沉積物、大氣、生物界面整個體系的有毒有害的“三致”物質(zhì)作全面監(jiān)控。基于多種有毒污染物如多環(huán)芳烴類、多氯聯(lián)苯類、某些重金屬等在環(huán)境介質(zhì)中能積累、遷移、轉(zhuǎn)化的事實，要保障環(huán)境安全，不能局限在只對水質(zhì)加以監(jiān)測、保護，還要考慮與水體相關的環(huán)境介質(zhì)（水/懸浮物/沉積物/大氣/生物界面）的綜合作用。
2.3 采用GPRS無線監(jiān)測系統(tǒng)對環(huán)境進行監(jiān)測，加強環(huán)境參數(shù)的及時、準確、快捷。由于環(huán)境管理工作的實際需要，對于一些污染事故的現(xiàn)場和污染物排放源的監(jiān)測，往往亟需回答的不是某種污染物濃度值，而是“是什么（類）污染物”，這就要求發(fā)展能在現(xiàn)場定性或快速定量的分析技術， 可以利用基于GPRS網(wǎng)絡環(huán)檢測系統(tǒng)同樣的原理，可以實現(xiàn)更多的應用。采用GPRS構建水質(zhì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能很好地滿足水質(zhì)信息采集監(jiān)測的需求。同時該系統(tǒng)運行費用低，系統(tǒng)容易擴展，留有數(shù)據(jù)接口，通過配置或改變不同的傳感器，系統(tǒng)也適用于大氣和噪音監(jiān)測，與有線MODEM、無線數(shù)傳電臺數(shù)據(jù)傳輸相比，該系統(tǒng)在技術上更具先進性。
參考文獻：
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[6]吳美玲.基于GPRS的污水處理遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計[D].武漢：武漢理工大學，2006.
[7]葛愛欣.基于GPRS技術的污水水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計.太原：太原理工大學，2012.
關鍵詞：在線監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；技術
Abstract: with the rapid development of economy in our country, the ecological environment destruction and pollution of the environment problem increasingly prominent, the quality of people's living environment has been deteriorating, on-line monitoring technology arises at the historic moment, in this case the environment also gradually become a hot issue in become a scholar. This article mainly tells the story of environmental monitoring on-line monitoring technology now, mainly there are air and water environment online monitoring technology.
Key words: online monitoring; Environmental monitoring; technology
中圖分類號：X8文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
引言
近年來，環(huán)境與資源約束瓶頸加大，環(huán)境污染呈加劇蔓延趨勢，新污染物質(zhì)和持久性有機污染物的危害逐步顯現(xiàn)，生態(tài)與環(huán)境問題變得更加復雜，環(huán)境風險更加巨大，環(huán)境問題引起了國家的高度重視。而環(huán)境自動在線監(jiān)測技術的出現(xiàn)也為良好的保護環(huán)境的目標，提供了有力的保證，這項技術在全國各地區(qū)普遍推廣的同時，也在應用過程中出現(xiàn)了一些問題，值得每位熱愛環(huán)保的同仁去思考解決這些問題。下面介紹幾種在環(huán)境監(jiān)測中的在線監(jiān)測技術，以供同行參考。
一、 污水COD在線監(jiān)測的分類及工作原理
污水COD的在線監(jiān)測方法按采用氧化劑的不同可分為：重鉻酸鉀法(CODCr)、高錳酸鉀指數(shù)法、臭氧法、羥基自由基法等。根據(jù)工作原理的不同，可分為化學法、電化學法、光譜法和生物法四類。化學法基于外加氧化劑K，Cr20，KMnO。或O，與水中有機物發(fā)生化學反應；電化學法是利用電解產(chǎn)生Fe2+與剩余C r“反應(庫侖滴定)或電生羥基自由基直接氧化水有機物；光譜總體上講，COD在線自動監(jiān)測儀的設計思路大體有兩種，一種是模擬傳統(tǒng)濕化學法的原理，將分析過程住線化，樣品必須先消解后測定，多數(shù)COD在線監(jiān)測儀設計遵循這一思路；另一種則徹底摒棄樣品消解，采用全新的原理進行測定，例如利用電解產(chǎn)物直接與有機物反應、利用生物快速降解有機物或直接測定有機物的紫外吸收光譜等。后一思路是對COD測定方法的突破。
目前我國廣泛使用的污水COD的在線監(jiān)測方法主要是分光光度法和電位滴定法，COD在線監(jiān)測儀的工作綜合運用了流動注射技術，電化學技術，現(xiàn)代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術、現(xiàn)代光機電技術，儀器一般包括進樣系統(tǒng)、反應系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分。光度分析法污水COD在線監(jiān)測儀的工作原理為：載流液(含重鉻酸鉀的稀硫酸)由恒流泵輸送至反應管道中，基本裝置流動注射分析是基于把一定體積的液體樣本通過閥切入到一個運動著的由適當液體組成的連續(xù)載流中，當注入閥將水樣切入反應管道中后。試樣帶被載流液推進并在推進過程中漸漸擴散，樣品和試劑混合。在強酸溶液中，以銀鹽作催化劑，定量的重鉻酸鉀氧化水樣中的還原性物質(zhì)，在一定的消解溫度下，加熱消解一定時間，六價鉻被水中還原性物質(zhì)定量還原為三價鉻，在一定波長下，用分光光度計測定三價鉻的吸光度，通過吸光度與水樣COD的線性關系進行定量分析測定。進樣系統(tǒng)由輸液泵、定量館、電磁閥、管路、接門等組成，完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應室清洗等功能。反應系統(tǒng)主要有加熱單元和反應室，完成水樣的消解和反應，監(jiān)測系統(tǒng)包括單片機(或工控機)、時序控制和數(shù)據(jù)處理軟件、鍵盤和顯示屏等，完成對在線分析全過程的控制、數(shù)據(jù)采集與處理、現(xiàn)實、儲存及打印輸出。
污水COD在線監(jiān)測儀電位滴定法的工作原理是在強酸溶液中，以銀鹽作催化劑，鉬氯酸、硫酸鋁鉀作助催化劑，經(jīng)恒溫密閉消解一定時間后，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。就其反應過程來看，氧化劑濃度、反應液的酸度。消解時間，消解溫度對測定結(jié)果影響較大。而消解時間、消解溫度、曲線的有效取值區(qū)間要視不同水質(zhì)、消解反應難易程度及污染物濃度正常變化范圍而具體確定，測試方法較光度分析法復雜，需要消耗較多的化學試劑。
二、pH值在線檢測系統(tǒng)
1.工作原理
系統(tǒng)核心部件是pH值信號采集裝置和信號處理控制裝置。系統(tǒng)根據(jù)pH檢測傳感器檢測到的pH值信號，將輸出檢測信號至中央處理單元，中央處理單元經(jīng)信號處理單元和運算單元后，實現(xiàn)儀表顯示實際pH值，并與設定的pH值進行比較，輸出控制信號，控制執(zhí)行機構，自動向槽中加減中和液，并采用循環(huán)泵對槽內(nèi)液體迅速循環(huán)，確保其均勻性，使織物達到所設定的pH值。
2.關鍵技術及創(chuàng)新點
(1)pH值在線檢測傳感器的研究和選用；
(2)對pH值算法的分析和研究；
(3)對pH值檢測信號處理技術的研究；
(4)溫度對pH值影響需進行溫度補償技術處理；
(5)對自動化控制儀表的開發(fā)：
(6)儀表采用單片機智能化設計，具有自動穩(wěn)零、數(shù)字顯示、超限報警、變送輸出、電流調(diào)節(jié)輸出或時間比例輸出、RS485通訊等功能系統(tǒng)測量精確、穩(wěn)定、運行可靠；
(7)對檢測和執(zhí)行機構的研究和開發(fā)；
三、水質(zhì)總磷總氮在線自動監(jiān)測技術
1.總氮分析方法
在線監(jiān)測方法：在水樣中加入K2S2O8溶液和NaOH溶液，在85℃下紫外線照射，水樣中含氮化合物被分解成NO3。被消解的水樣冷卻至一定溫度后，分取一部分試樣，加HCl調(diào)節(jié)至pH2~3，然后在220nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總氮濃度值。該方法的優(yōu)點是在常壓和低溫條件下進行氧化分解。在60℃以上水溶液中，過硫酸鉀可分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質(zhì)中可促使分解過程趨于完全。分解出的原子態(tài)氧在120～124℃條件下，可使水樣中含氮化合物的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。并且在此過程中有機物同時被氧化分解。可用紫外分光光度法于波長220nm和275nm處，分別測出吸光度A220及A275，兩者相減求出校正吸光度A。
2.總磷分析方法
在線監(jiān)測方法：采用紫外催化-過硫酸鉀氧化分光光度法為測定方法，其理論基礎是光催化氧化技術，當有機磷吸收紫外光后，原有的C-P鍵被破壞，形成易于測量的正磷酸鹽成分。在水樣中加入溶液和硫酸溶液，在95℃下紫外線照射，水樣中含磷化合物被分解。試樣冷卻后分取一部分，加入抗壞血酸和鉬酸銨溶液，顯色。然后在700nm波長處測量吸光度值，并計算出水中的總磷濃度值。該方法優(yōu)點是可以在常溫常壓下進行。在中性條件下用過硫酸鉀(或硝酸-高氯酸)使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍色的絡合物。該絡合物在700nm波長有較強吸收，通過測量吸光度值，計算出水中的總磷濃度。
四、 PTR-MS在線監(jiān)測大氣揮發(fā)性有機物
利用質(zhì)譜對VOCs進行測量前，必須把VOCs分子離子化。PTR-MS采用的是軟電離技術，即利用母體離子與VOCs反應，把VOCs分子轉(zhuǎn)換成離子。PTR-MS利用的母體離子是H3O+離子，之所以用H3O+是因為一方面，H2O的質(zhì)子親合勢為7.22eV，而大多數(shù)VOCs的質(zhì)子親合勢在7~9eV之間，因此H3O+分子可以和大多數(shù)的VOCs（除了CH4和C2H4等少數(shù)有機物）分子發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應；另一方面，空氣中主要成分 (N2、O2、CO2和AR等)的質(zhì)子親合勢都小于H2O的質(zhì)子親合勢,因此,它們不會與H3O+發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應。所以，在測量空氣中的痕量VOCs時 ,H3O是最合適的母體離子。
測量的一般過程為:離子源產(chǎn)生離子母體H3O+，進入充滿空氣的流動管，與空氣中的VOC發(fā)生離子-分子反應，將VOC離子化為唯一的（VOC)H+離子，產(chǎn)生的離子進入流動管末端的質(zhì)譜進行檢測。
為了消除水團簇離子的影響，PTR-MS采用在離子-分子反應區(qū)加可調(diào)電場的技術，當離子碰撞的動能超過水團簇離子中離子-分子之間的鍵能時，水團簇離子將不會形成，由此消除水的影響，使得質(zhì)譜圖像非常簡單，易于對有機物的識別。
五、基于紅外光譜和GPRS的大氣有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)
GPRS無線網(wǎng)絡技術和氣體濃度紅外檢測技術的運用基于紅外檢測技術、GPRS無線網(wǎng)絡和 ARM 技術，構建有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)的方案。通過對測試原理和方法的充分論證之后，設計了氣體濃度測試的紅外傳感器；開發(fā)了以32位處理器S3C44B0為核心，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、LED/LCD液晶顯示模塊、GPRS模塊以及鍵盤模塊在內(nèi)的ARM中央硬件處理平臺；完成了各電路模塊印刷電路板的制作和分步調(diào)試；在ARM集成開發(fā)環(huán)境 ADS1.2下完成了系統(tǒng)的啟動代碼和應用程序的編寫，和上位機監(jiān)控軟件的編寫；并結(jié)合硬件電路完成了整個系統(tǒng)的調(diào)試；最后在實驗室完成了測試系統(tǒng)的標定實驗。本系統(tǒng)的優(yōu)點在于利用了GPRS網(wǎng)覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速率高、永遠在線、費用低，無地域限制，節(jié)省巨額建網(wǎng)費等優(yōu)勢，解決了大氣污染的大范圍、實時、長期在線監(jiān)測問題；濃度測試中采用紅外光譜檢測技術設計出的傳感器與傳統(tǒng)的同類傳感器相比，具有響應速度快、能在惡劣環(huán)境下工作的優(yōu)點；系統(tǒng)采用了ARM嵌入式處理器，實時性好，可脫機運行，攜帶方便，除了用于大氣環(huán)境監(jiān)測，還可推廣到化工、電力、礦山等行業(yè)的危險氣體檢測。
結(jié)語
環(huán)境監(jiān)測通過對影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值測定,確定環(huán)境質(zhì)量或污染程度及其變化趨勢。隨著工業(yè)和科學技術的發(fā)展,監(jiān)測的內(nèi)容也不斷延伸,由對工業(yè)污染源的監(jiān)測逐步發(fā)展到對大環(huán)境的監(jiān)測,即監(jiān)測的對象不僅僅是影響環(huán)境質(zhì)量的污染因子,還擴展到對生物、生態(tài)變化的監(jiān)測。在線監(jiān)測、監(jiān)督監(jiān)測在摒棄過去理化監(jiān)測弊端的基礎上,充分發(fā)揮理化監(jiān)測快速準確的特點,增加理化監(jiān)測單位時間內(nèi)的監(jiān)測頻率或提高現(xiàn)場監(jiān)測能力,切實反映污染排放的全過程。
參考文獻
【關鍵詞】輸變電設備 在線監(jiān)測 智能電網(wǎng)
隨著能源短缺問題日益嚴峻、供電可靠性要求不斷提高，電網(wǎng)運營面臨巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)預防性試驗的局限性已經(jīng)愈演愈烈，智能化成為國際電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測技術已成為實現(xiàn)智能變電站建設的關鍵支撐技術，更是智能變電站建設的核心內(nèi)容。
1 我國在線監(jiān)測技術的研究近況
我國對智能電網(wǎng)的研究稍晚，但是發(fā)展較快，已經(jīng)在相關領域做了大量的研究，取得的多項研究成果達到了世界先進水平。國網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)的變電環(huán)節(jié)，提出實現(xiàn)高壓設備的智能化，在信息化接入方面提供完整地解決方案，并在高壓設備智能化方面進行了大量研究。狀態(tài)監(jiān)測技術是在狀態(tài)檢修對電網(wǎng)機器設備的狀態(tài)信息獲取、分析和評判的基礎上發(fā)展起來的，但是現(xiàn)階段由于缺乏統(tǒng)一平臺，各類監(jiān)測裝置各自為政，孤立運行，資源不能共享。同時在線監(jiān)測數(shù)據(jù)無法與其他重要狀態(tài)量有機結(jié)合，未能有效發(fā)揮其輔助診斷作用。
2 我司實施在線監(jiān)測技術的應用評估
我公司正努力實現(xiàn)我國電網(wǎng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的升級和跨越，在線監(jiān)測技術已趨于完善。下面隨機抽查了遼寧省公司2013年6月份變電設備在線監(jiān)測裝置質(zhì)量評估報告。
報告中，由鞍山供電公司運維的型號為ZF-3000的代家溝1#變壓器油色譜接入率達到93%以上（以抽查10例的平均值計算），準確率高達95%以上（以抽查10例的平均值計算）。由大連供電公司負責的型號為ZF-3000的萬寶#2變油色譜準確率達到82%，而北石洞#1變油色譜的準確率則是94%。
其中，由遼寧省電力有限公司檢修分公司負責維修的穆家變011PⅠA相油色譜接入率高達100%，準確率達到98%以上；采用微水的穆家變011PⅠB相微水接入率也高達100%，準確率95%以上。我們在看到在線監(jiān)測技術取得重大成果的同時，也要注意存在的一些問題。
序號 變電設備名稱 在線監(jiān)測裝置類型 裝置型號 缺陷內(nèi)容 處理情況 誤報信息
1 丹海110#全工況 導線溫度監(jiān)測，覆冰監(jiān)測，微氣象監(jiān)測，圖像監(jiān)測 XZ100503R13 溫濕度數(shù)據(jù)不準確，圖像不能上傳 準備更換溫濕度傳感器（SHT75）及連接線；更換圖像板（LM909板含圖像壓縮模塊）、 備英飛拓高速球機及連接線； 是
2 李工線8#全工況 導線溫度監(jiān)測，覆冰監(jiān)測，微氣象監(jiān)測，圖像監(jiān)測 XZ100503R25 無數(shù)據(jù) 準備更換主板（綜合采集板） 是
3 莊寶線#229全工況 導線溫度監(jiān)測，覆冰監(jiān)測，微氣象監(jiān)測，圖像監(jiān)測 XZ100503R08 溫濕度不準確，圖像不能上傳 準備更換溫濕度傳感器（SHT75）及連接線；更換超聲波兩要素氣象站（非V1.0版本）及連接線；更換圖像板（LM909板含圖像壓縮模塊）、備英飛拓高速球機及連接線； 是
4 董北線17#全工況 覆冰監(jiān)測，微氣象監(jiān)測，圖像監(jiān)測 XZ100503R27 溫濕度數(shù)據(jù)不準確，圖像不能上傳 準備更換溫濕度傳感器（SHT75）及連接線；更換超聲波兩要素氣象站（非V1.0版本）及連接線；更換圖像板（LM909板含圖像壓縮模塊）、備英飛拓高速球機及連接線； 是
表1 遼寧省公司06月輸變電設備在線監(jiān)測裝置質(zhì)量評估表
3 在線監(jiān)測技術及其應用中存在的問題
（1）規(guī)范在線監(jiān)測裝置的技術要求：目前，尚無電氣設備在線監(jiān)測技術相關的國家標準和行業(yè)標準，也沒有在線監(jiān)測裝置入網(wǎng)檢測標準。 由于無統(tǒng)一設計規(guī)范和技術標準，不同廠家生產(chǎn)的在線監(jiān)測裝置在通訊規(guī)約、現(xiàn)場總線、報警閾值、數(shù)據(jù)庫和專家診斷軟件等方面差異較大，難以統(tǒng)一規(guī)范地進行數(shù)據(jù)集中、遠程傳輸和分析。帶電檢測方面，目前的紫外成像檢測儀在敏感度、 可見光影像放大度等方面的性能已經(jīng)十分優(yōu)異，可以很好地為電暈定性定位，確定電暈有沒有在關鍵部分產(chǎn)生。 但對于那些已經(jīng)確認了的，發(fā)生在關鍵重要部件的電暈放電，是立即進行設備維修還是可以等待，目前仍沒有一個很好的導則。
（2）在線監(jiān)測裝置運行穩(wěn)定性有待提高：通過上表可以看出，雖然在線監(jiān)測裝置在電網(wǎng)內(nèi)應用越來越多，但由于很多裝置在技術上并不十分成熟，其運行穩(wěn)定性較差，功能也有待完善。 實際應用情況表明，一些早期的監(jiān)測裝置存在設計不合理、原理不準確等問題， 需要綜合考慮新工藝和新技術進行改進和完善，提高其穩(wěn)定性和準確性，確保傳感器等重要部件的自身質(zhì)量和現(xiàn)場測量中的可靠性，才能提高在線監(jiān)測的效果。
4 輸變電設備在線監(jiān)測技術未來發(fā)展趨勢
隨著計算機技術、電子技術、通信技術等現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，在線監(jiān)測技術在電力系統(tǒng)及輸變電設備在線監(jiān)測中的作用及重要性越來越突出，在線監(jiān)測技術的應用，在輸變電設備運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷中展示出較大優(yōu)越性，但其在應用中仍存在著一定問題，如缺乏狀態(tài)監(jiān)測技術要求及指標，故障診斷機制不夠完善，在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件及硬件在運行中穩(wěn)定性偏低，容易出現(xiàn)誤報、錯報等問題。相信隨著科學技術的進一步發(fā)展，輸變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)越發(fā)完善，其自動化、智能化水平不斷提高，在保障電力系統(tǒng)可靠安全運行中發(fā)揮更大作用。
5 結(jié)語
智能電網(wǎng)已成為未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢，輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)輸變電設備狀態(tài)運行檢修管理、提升輸變電專業(yè)生產(chǎn)運行管理精益化水平的重要手段。實現(xiàn)輸變電設備狀態(tài)運行管理具有積極而深遠的意義。
參考文獻：
【關鍵詞】變壓器；電力系統(tǒng)；在線監(jiān)測
變壓器是利用電磁感應原理來改變電力電壓的裝置，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展對能源需求的逐漸加劇，變壓器作為保證電力能夠安全輸送到用電客戶的重要設備，保證其平穩(wěn)運行受到相關領域的普遍關注。物聯(lián)網(wǎng)時代的到來給變壓器在線監(jiān)測帶來了很多新技術，這些技術在變壓器監(jiān)測領域的運用有效的保證了用電客戶的用電安全，滿足了我國社會和經(jīng)濟發(fā)展中對能源的需求。
一、變壓器在線監(jiān)測原理
1、局部放電監(jiān)測
由于變壓器的使用環(huán)境和設備原因，局部放電現(xiàn)象會給變壓器的絕緣帶來不同程度的影響，甚至會擊穿絕緣介質(zhì)從而導致設備故障甚至威脅人員安全。變壓器在運行中長期處于工作電壓的作用下，隨著電壓等級的提高，其絕緣體受到的電場強度也不同，由于變壓器各部件的絕緣層薄厚不同，因此很容易在絕緣薄弱處發(fā)生放電現(xiàn)象。由于變壓器是電磁感應設備，因此在變壓器放電過程中會產(chǎn)生一定的機械脈沖，在正常情況下這種脈沖波由于能量很小是不容易被人發(fā)現(xiàn)的，但通過壓電轉(zhuǎn)換器我們能將脈沖波轉(zhuǎn)換為電壓信號，從而實現(xiàn)對變壓器的局部放電監(jiān)測。
2、油中溶解氣體監(jiān)測
由于變壓器在電磁感應變壓過程中會產(chǎn)生熱量，為了保證設備的安全運行我們就必須對運行中的變壓器進行降溫。變壓器油正是起到了變壓器散熱冷卻的作用，不僅如此，變壓器油還能起到防止電暈和電弧放電現(xiàn)象的產(chǎn)生。變壓器油是石油的一種分餾產(chǎn)物，它的主要成分是烷烴，環(huán)烷族飽和烴，芳香族不飽和烴等化合物。當變壓器出現(xiàn)故障時，變壓器油會在熱和電的雙重作用下被分解，從而產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、甲烷和乙烯等氣體，我們通過利用氣象色譜技術分析變壓器油中這些氣體的類別和濃度變化就能夠判斷出變壓器的潛在安全隱患，從而實現(xiàn)變壓器在線監(jiān)測和故障分析的目的。
3、介質(zhì)損耗及泄露電流監(jiān)測
變壓器的介質(zhì)損耗主要包括磁滯損耗和渦流損耗兩個部分，當磁滯損耗現(xiàn)象發(fā)生時，由于鐵芯內(nèi)存在“磁滯回線”因此感應電動勢和磁化電流間的相位差就發(fā)生了變化，從而使變壓器損耗加大。渦流損耗通磁滯損耗相同，等效與在變壓器上并聯(lián)一個有功的電流成分，從而增大介質(zhì)的損耗量。現(xiàn)階段的介質(zhì)損耗檢測主要有直接測量相位角、諧波分析和相對介質(zhì)損耗這三種方法。泄露電流主要是由于變壓器鐵芯和夾件絕緣不良或者出現(xiàn)多點接地時發(fā)生的，泄露電流不但會影響變電器的散熱效果，還可能會導致繞組燒毀。當前普遍運用的變壓器電流監(jiān)測法有全電流和阻性電流兩種方法。
4、SF6氣體監(jiān)測
SF6是法國化學家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性氣體，由于其良好的電氣絕緣性能及優(yōu)越的滅弧性能被普遍應用于變壓器的絕緣中。一旦變壓器發(fā)生內(nèi)部故障會導致SF6氣體泄漏，我們通過對變壓器的SF6氣體監(jiān)測能夠及時發(fā)現(xiàn)變壓器是否發(fā)生故障，并及時對故障變壓器進行檢修和維護。
5、紅外線測溫監(jiān)測
無故障的變壓器在正常運行時其向外界散發(fā)的熱量是規(guī)律的，一旦變壓器出現(xiàn)了故障，會導致變壓器向外部散發(fā)熱量出現(xiàn)變化，我們通過利用紅外線技術監(jiān)測變壓器的溫度變化，就能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器的監(jiān)測。利用紅外線變壓器監(jiān)測，可以實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)上傳給遠程服務器，實現(xiàn)變壓器的遠程監(jiān)測。
二、變壓器在線監(jiān)測技術的運用
1、氣象色譜在線監(jiān)測技術的運用
隨著科技的發(fā)展，氣象色譜儀越來越便攜、高效和靈敏。我們在運用氣象色譜法進行變壓器在線監(jiān)測時，主要運用高分子膜來實現(xiàn)油氣分離，進而利用色譜儀測量出氣體的種類和濃度，并將測量結(jié)果上傳給服務器，實現(xiàn)變壓器的在線監(jiān)測。例如加拿大加創(chuàng)集團公司的C201-6在線色譜系統(tǒng)和重慶大學高電壓與電工新技術教育部重點實驗室研制的SPJC 在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)。C201-6在線色譜系統(tǒng)是采用具有氣體高度滲透特性的Teflon AF新型高分子聚合物來進行油氣分離，而重慶大學的SPJC在線色譜監(jiān)測系統(tǒng)則采用納米材料滲透膜來實現(xiàn)油氣分離。這種利用高分子膜油氣分離的辦法，能夠大大簡化傳統(tǒng)油氣分離方法的步驟和設備構成，從而在降低監(jiān)測設備成本的前提下實現(xiàn)變壓器的在線監(jiān)測。
由于變壓器中氣體是以多種氣體混合存在的，因此我們在進行氣體監(jiān)測時會根據(jù)需要及變壓器特點選擇單組份或多組分氣體的在線監(jiān)測方法。氫氣是變壓器出現(xiàn)故障時最容易產(chǎn)生的氣體，對單組份氣體監(jiān)測主要是監(jiān)測混合氣體中的氫氣，我們可以利用把柵極場效應管、催化燃燒型傳感器以及電化學氫氣傳感器實現(xiàn)對氫氣的在線監(jiān)測。而多組分氣體的在線監(jiān)測則經(jīng)常使用熱導式傳感器、氫焰離子化傳感器以及半導傳感器等。
2、紅外在線監(jiān)測技術的運用
紅外線是物體在釋放熱能過程中伴生的一種輻射波，波長范圍在0.76～100μm。紅外在線監(jiān)測技術通過利用紅外探測器將物體輻射信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而根據(jù)紅外線的功率強度判斷變壓器內(nèi)部的熱量分布情況。紅外線在線監(jiān)測系統(tǒng)更可以將紅外信號還原成熱像圖來模擬反映變壓器內(nèi)外結(jié)構中各部分的熱量特點，從而實現(xiàn)對變壓器工作溫度的在線監(jiān)控。
通過紅外技術和計算機網(wǎng)絡技術的綜合運用，變壓器紅外線監(jiān)測技術能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器工作的24h實時監(jiān)測。有著響應速度快、測量范圍寬和測量結(jié)果直觀形象的特點。作為可以實現(xiàn)遠程變壓器監(jiān)測的先進監(jiān)測技術手段，紅外線監(jiān)測法被廣泛應用于電力系統(tǒng)的設備監(jiān)測工作中，并保障了電力系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運營。
3、變壓器微水在線監(jiān)測技術
過去，變壓器油微水檢測通常采用對變壓器油采樣，在實驗室使用色譜分析法、卡爾?費休試劑法或庫侖法對樣品進行檢測。但這種方法卻沒有實時監(jiān)控的能力，只能采用“定期換油”的方式來預防事故的發(fā)生，造成了大量的人力、物力和財力的浪費。
目前，在線監(jiān)測正成為變壓器油中微水測量的發(fā)展趨勢。變壓器微水在線監(jiān)測技術主要有傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。傳感器多用的是電容傳感器，將傳感器接受到的信息傳送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)后，利用電磁諧振技術實現(xiàn)微水量的測量，最后通過數(shù)據(jù)處理設備進行數(shù)據(jù)分析。目前我國變壓器微水在線監(jiān)測系統(tǒng)還會運用到溫度傳感器，以測量干燥環(huán)境溫度補充溫度對紙板介電特性和物力特性的影響，從而消除在檢測時測量環(huán)境對為水量測量結(jié)果的誤差，更好的反映出絕緣紙板中的水分含量，以實現(xiàn)變壓器監(jiān)測的準確性。
4、變壓器油溫在線監(jiān)測技術
變壓器油溫過熱是影響變壓器運行穩(wěn)定性和使用壽命的重要因素，因此對變壓器進行運行中的油溫監(jiān)測對變壓器的故障檢測和排除十分有效。但由于變壓器內(nèi)部零件復雜，油溫測量麻煩，油溫監(jiān)測方法一直處于被忽視的位置。隨著科技的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)中的應用，變壓器的油溫監(jiān)測再一次被國際大電網(wǎng)會議提上了議程，并將其列為變壓器在線監(jiān)測的重點監(jiān)測手段進行推廣和研究。
在傳統(tǒng)的變壓器油溫檢測中，通常使用的是間接模擬測量的方法，隨著科技和計算機物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，現(xiàn)如今的變壓器油溫監(jiān)測系統(tǒng)則是由前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、轉(zhuǎn)接器部分、控制電力部分等硬件結(jié)合計算機模擬分析軟件實現(xiàn)的。雖然現(xiàn)行的變壓器油溫監(jiān)測系統(tǒng)不能為變壓器能否安全運營提供有效數(shù)據(jù)，但用戶卻可以通過變壓器油溫監(jiān)測系統(tǒng)的應用對運行中的變壓器運行情況做到心中有數(shù)，從而保證變壓器運營的效率和穩(wěn)定性。
參考文獻：
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關鍵詞 電氣設備；在線監(jiān)測；技術方法
中圖分類號TM92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）98-0162-02
0 引言
電氣設備的安全運行對電力電壓的等級的要求越來越高，所以電氣設備的在線監(jiān)測技術也就成為相關工作人員和研究人員的關注話題。電氣設備要定期檢查維修，并且以預防性試驗為基礎，定期檢修能夠監(jiān)測電氣設備的狀態(tài)，但是對于電氣設備內(nèi)部故障隱患就無法及時發(fā)現(xiàn)，狀態(tài)監(jiān)測是以在線監(jiān)測為主要方式的，根據(jù)實時監(jiān)測的電氣參數(shù)和標準參數(shù)進行對比來判斷電氣設備的狀態(tài)，并研究檢修維護的方法。在線監(jiān)測技術的檢修方法能夠及時反映出運行時電氣設備的工作狀態(tài)，更方便采取預防措施及在發(fā)生事故時采取有效的解決措施。
1 電氣設備在線監(jiān)測原理
電氣設備在線監(jiān)測技術原理，是在電氣設備正常運行時，通過對常規(guī)絕緣特征參數(shù)如電容量、電流、介質(zhì)損耗因數(shù)等進行測量，來反映電氣設備的運行是否存在問題。介質(zhì)損耗因數(shù)對高壓電氣設備影響很大，還能反映運行時設備的缺陷，靈敏度很高，而且操作比較簡單。介質(zhì)損耗因數(shù)的原理分為兩種，第一是硬件直接測量相位角，主要方法為過零相位比較法，第二是軟件對檢測信號變換后，對測量信號進行數(shù)字化處理，主要方法為諧波分析法。
過零相位比較法原理：獲得電流和電壓信號進行過零整形成為過零反轉(zhuǎn)的方波電流和電壓，用或門電路對電流電壓過零時間差方波寬度進行比較，并讀取方波寬度，最終根據(jù)電流電壓信號計算出介質(zhì)損耗因數(shù)。
諧波分析測試原理：電流互感器檢測設備末端引出電流信號，二次抽取電壓信號后經(jīng)過方法、濾波和程控放大后的信號，再經(jīng)過同步采樣最終得到離散數(shù)字信號，利用計算機對其快速的傅里葉變換后得到基波傅里葉系數(shù)，然后計算基波相位差，最終得到介質(zhì)損耗因數(shù)。
2 電氣設備在線檢測的主要技術方法
2.1 基于傳感器技術的電氣設備在線監(jiān)測
傳感器技術是實現(xiàn)電氣設備在線監(jiān)測的主要方法，傳感器技術能夠獲取到電氣設備較多的并且精準的狀態(tài)量數(shù)據(jù)參數(shù)。為了滿足電氣設備在線檢測的需求，傳感器技術也在不斷的研究和完善，例如光傳感器、溫度傳感器和氣體傳感器等，都能夠很精準的檢測電氣設備的狀態(tài)量，然后轉(zhuǎn)成對應的數(shù)字信號來傳輸。相關研究人員和學者提出了光傳感器技術，主要是為了解決對電氣設備絕緣子的鹽密進行檢測，但是目前這種技術還沒有被廣泛應用，但是光傳感器技術對于目前流行的等值鹽密方法是一種質(zhì)的飛躍。
2.2 基于紅外熱像技術的電氣設備在線監(jiān)測
所有物體本身都具備一定的溫度和能量，所以會放射出不同程度的紅外輻射，紅外探測儀對紅外輻射進行接收并處理，能夠呈現(xiàn)出物體對應的溫度值和熱場分布圖像，這樣就可以對電氣設備旋轉(zhuǎn)電機、鍋爐高溫管道進行不接觸方式的測試溫度和絕緣方式的診斷，紅外熱像檢測的發(fā)展前途十分廣闊，是一種新型的檢測方法，如今已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的焦點課題。紅外熱像檢測技術的特點進行分析：首先是操作安全性高，以為內(nèi)紅外檢測不用和設備直接接觸，因此操作很安全，這個特點對運轉(zhuǎn)設備和帶電設備架空線路有很重要的意義；第二是靈敏度高，紅外檢測技術的靈敏度很高，能夠?qū)υO備表面的溫度進行分辨，溫差在0.01℃～5℃，所以對于電氣設備細微的熱狀態(tài)的變化進行檢測和診斷；第三是診斷和檢測的效率高，紅外檢測技術對電氣設備的數(shù)據(jù)采集速率很高，平均一臺紅外熱像儀在每秒內(nèi)采集和儲存的溫度能夠達到百萬點，并且檢測速度很快；第四是可以利用計算機進行分析，現(xiàn)在的紅外檢測設備具有成熟的計算機圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)﹄姎庠O備的變化和狀態(tài)利用計算機進行在線監(jiān)測及分析處理，并且能夠建立電氣設備發(fā)熱情況的數(shù)據(jù)庫；第五，影響檢測結(jié)果的因素較多，電氣設備的種類很多，氣候的變化包括風力、氣溫等都會對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生影響，而且電力負荷的大小以及輻射源等也會對監(jiān)測結(jié)果有重要影響。
3 電氣設備在線監(jiān)測的實現(xiàn)
3.1 高壓斷路器在線監(jiān)測
電力系統(tǒng)中的高壓斷路器是十分重要的開關設備，不僅對電氣設備擔負這保護作用，也擔負著控制作用，開關設備的狀態(tài)情況對電力系統(tǒng)的運行有十分重要的影響。高壓斷路器的實時監(jiān)測和故障檢測，能夠?qū)υO備運行狀況、特性和變化情況進行掌握，這樣對電力系統(tǒng)的安全運行有重要作用。在線監(jiān)測一般包括對設備特性的監(jiān)測和觸頭等部位的監(jiān)測，主要內(nèi)容有氣體密度監(jiān)測、泄露電源監(jiān)測、累積開斷電流監(jiān)測、開斷次數(shù)監(jiān)測、斷路器紅外成像監(jiān)測、振動波形監(jiān)測、操作機構油壓監(jiān)測和分合閘線圈電流波形監(jiān)測等。
3.2 變壓器在線監(jiān)測
電力系統(tǒng)中變壓器是很重要并且昂貴的設備之一，也是導致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障最多的設備之一，發(fā)生故障會對電力系統(tǒng)和用戶帶來很大危害。變壓器在線監(jiān)測主要有兩種方法，一是變壓器局部放電在線監(jiān)測，容易受到電力系統(tǒng)中環(huán)境的影響而導致靈敏度不高；二是變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測，只能判斷是否有異常，對診斷故障類型的確定提供參考依據(jù)。
3.3 發(fā)電機在線監(jiān)測
發(fā)電機在線監(jiān)測是和常規(guī)離線絕緣測試方法不同，而是在發(fā)電機運行中對發(fā)電器絕緣進行連續(xù)測量。目前廣泛使用的方法是發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測，是在發(fā)電機內(nèi)部安裝傳感器，傳感器與便攜式局部測試儀連接，定期對局部放電監(jiān)測，也可以連接到固定的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)監(jiān)測；隨著分析技術和數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展，大型發(fā)電機組已經(jīng)開展轉(zhuǎn)子匝間短路在線監(jiān)測，開展轉(zhuǎn)子故障在線監(jiān)測綜合分析，這些手段的采取勢必對發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行提供了有效地保障手段。
4 電氣設備在線監(jiān)測技術發(fā)展建議
4.1 在線監(jiān)測是狀態(tài)檢修的必要條件
只有對電氣設備運行狀態(tài)進行準確、及時的掌握，然后與設備在系統(tǒng)中重要程度進行綜合分析，才能對設備的維修、檢修的正確時間進行確定，并對設備采取對應的維修措施。雖然在線監(jiān)測技術對于設備的狀態(tài)檢修效率較高，但是也不能完全依賴于在線監(jiān)測，同時還要對照一些設備的離線檢測方法，例如診斷性實驗和定期試驗項目等，要對目前經(jīng)常使用的方法進行充分利用，然后結(jié)合在線監(jiān)測手段，這樣才能達到對設備狀態(tài)的反映更加全面和真實，為電力系統(tǒng)提供精確的數(shù)據(jù)。
4.2 加強員工理論知識和技能水平培訓
在線檢測無論使用什么手段進行，都需要人來操縱，所以對于員工的理論知識和業(yè)務技能水平的提高十分必要，企業(yè)要對員工進行適當?shù)呐嘤枺ＷC工作人員掌握了一定的在線監(jiān)測電氣設備的基礎知識和相應的技能，不斷提高工作人員的決策能力，并對狀態(tài)量和狀態(tài)量進行深刻理解，從狀態(tài)量的變化和電氣設備狀態(tài)進行分析，才能更好的完成在線監(jiān)測的目的。在線監(jiān)測所提供的數(shù)據(jù)方面，一定要對其進行總結(jié)和綜合分析，找到其中的規(guī)律，分析在線檢測狀態(tài)量變化和電氣設備故障的關系，不能停留在所提供的表面參數(shù)和數(shù)據(jù)上。但是也不能過于依賴在線檢測所獲得的數(shù)據(jù)，因為很多因素可能會影響數(shù)據(jù)的準確性。如對介損的在線監(jiān)測過程中，其監(jiān)測的重復性和穩(wěn)定不是非常理想，誤差會較大；對于信號采集的過程也會出現(xiàn)傳感器失效的情況，外界因素或認為因素的干擾可能會導致信號畸變，最終使在線監(jiān)測系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)不夠準確。
4.3 推動在線監(jiān)測技術的發(fā)展
當前電氣設備的在線監(jiān)測技術已經(jīng)獲得了很大的成果，但也會存在一些問題，因此要對這些問題進行研究和探索，不斷在電氣設備的實際運行過程中對各種檢測技術方法進行分析。對于目前的在線監(jiān)測技術發(fā)展來看，不能對監(jiān)測要求過高，而是要保證在線監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾能力強，并且要通過在線監(jiān)測獲取到真實精確的數(shù)據(jù)，更好的反映電氣設備的運行狀態(tài)。
5 結(jié)論
電氣設備在線監(jiān)測技術的發(fā)展，是電氣設備狀態(tài)檢修的需要，更是智能電網(wǎng)發(fā)展的要求。檢測技術發(fā)展的必然過程都是從事故檢修、定期檢修到狀態(tài)檢修，而這也是電力行業(yè)發(fā)展的需要。因此在電氣設備在線檢測的開發(fā)應用中，要根據(jù)電氣設備的具體情況及數(shù)據(jù)進行分析，不斷提高在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確度。利用先進的在線監(jiān)測方法，才能提高對電氣設備狀態(tài)和變化的掌握能力，更好的保證電氣設備的安全穩(wěn)定運行。
參考文獻
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關鍵詞：變電檢修；變壓器；在線監(jiān)測；應用
1 監(jiān)測技術在電力系統(tǒng)應用的意義
變電設備是電力系統(tǒng)的組成要素，如果它出現(xiàn)問題，會威脅到整個電力系統(tǒng)，這就需要加強變電設備的檢修工作。而變電設備的在線監(jiān)測技術應用，能夠?qū)崟r監(jiān)測變電設備，監(jiān)測出其中的安全隱患，進而更好地促進變電設備的檢修工作。
近年來變電設備在線監(jiān)測技術的優(yōu)勢得到了廣泛證實，在線監(jiān)測產(chǎn)品的需求量也有了顯著提升。所以需要進一步加大監(jiān)測技術的應用和實施。文章將對其展開分析和探討。
2 變壓器在線監(jiān)測技術的具體應用
2.1 變壓器油色譜在線監(jiān)測
2.1.1 油氣分離技術
（1）薄膜脫氣法：主要應用的是擴散原理，應用一種聚合薄膜，膜的一側(cè)是變壓器油，另一側(cè)是氣室，進而利用膜兩側(cè)氣壓的不平衡性，油中的氣體擴散到氣室，從而將油氣分離。經(jīng)過一段時間，達到動態(tài)平衡，再經(jīng)過計算得到溶解在油中某一氣體的含量。這種方法最大的優(yōu)點就是操作具有一定的簡便性，但也有缺點，那就是要想達到動態(tài)平衡往往需要的時間比較長，脫氣緩慢。值得強調(diào)的是油中的雜質(zhì)和污垢會堵塞聚合薄膜，這就需要對薄膜進行定期更換，增加了成本。
（2）動態(tài)頂空脫氣法：通過采樣瓶內(nèi)攪拌子的不斷攪拌，使得氣體析出通過檢測裝置，然后氣體返回采樣瓶內(nèi)。如果相同時間間隔內(nèi)的測量值相同，就意味著脫氣完成。頂空脫氣技術在眾多方法中之所以被廣泛應用，主要是因為其油氣平衡時間不超過三十分鐘，脫氣效率高，重復性好，分析靈敏度高。
2.1.2 氣體檢測技術
（1）氣相色譜法：在高純氮氣作用下將分離后氣體樣本輸送到色譜柱中，各組分氣體停留的時間要受到分配系數(shù)的影響，分配系數(shù)大，停留的時間也比較長。將各組分的氣體放置于敏感度高的TCD檢測儀中，主要檢測的是氣體的濃度，然后轉(zhuǎn)換為相應的電信號輸入到計算機中。具有準確檢測氣體濃度的優(yōu)勢。而缺點是不易操作，時間周期長，所需要的技術含量比較高，適用范圍為定期檢測。
（2）光聲光譜法：溶解在油中的氣體在脫氣完成后進入光聲室，入射光經(jīng)過頻率調(diào)整后經(jīng)濾光片進行分光，每一個濾光片只允許某種特定氣體吸收波長的紅外線透過，然后各種特定氣體吸收波長的紅外線以調(diào)制頻率多次激發(fā)氣體，使氣體通過輻射或非輻射兩種方式回到基態(tài)。此過程中會造成局部溫度升高，從而促進密閉的光聲室產(chǎn)生機械波，進而被微音器檢測到，就可以將氣體組分濃度準確地判斷出。
此法的優(yōu)勢在于不用消耗氣體消耗品，可應用少量樣品檢測各組分氣體濃度，時間短，效率很高，重復性好。也正因為其具備眾多優(yōu)勢，受到了越來越多人的青睞。
2.2 變壓器局部放電在線監(jiān)測
（1）脈沖電流法：在變壓器套管接地、外殼接地、鐵芯接地以及繞組間發(fā)生高壓局部放電時測量脈沖電信號，測量出一些基本量來反映放電脈沖的個數(shù)、大小和相位等，靈敏度極高。但脈沖電流容易受到外界噪聲的干擾，這就需要對局部放電脈沖信號進行準確地提取，進而增加其抗干擾能力。此種方法的缺點是測量的脈沖頻率低，測量出的信息量不多。
（2）射頻檢測法：該方法主要是用羅氏線圈型傳感器從變壓器和發(fā)電機等被檢設備中性點提取信號。同時它在安裝上比較方便，不會受到系統(tǒng)運行方式的限制，這也是它為什么能夠廣泛地應用于發(fā)電機在線監(jiān)測中的根本原因。但不可否認其也具有一定的缺陷，那就是只能分辨出單一的信號，難以在三相變壓器的發(fā)生局部放電檢測中使用。
（3）超高頻檢測法：其工作原理是通過超高頻傳感器接收局部放電所產(chǎn)生的超高頻電磁波，來實現(xiàn)局部放電檢測。它的最大優(yōu)勢在于抗干擾能力強，具有良好的發(fā)展前景。
超高頻檢測法的檢測和定位主要是通過傳感器收到的超高頻電磁波來實現(xiàn)，其具有測量頻率高、頻帶寬、信息量大、抗干擾性強的優(yōu)勢。將其利用好能夠充分了解變壓器絕緣系統(tǒng)中局部放電特性。經(jīng)過多年的努力，超高頻檢測法取得成果是不小的，但變壓器在局部放電時所激發(fā)的高頻電磁波在變壓器中的傳播特性較為復雜，加上變壓器內(nèi)部的結(jié)構會對電磁波的傳播產(chǎn)生一定影響，變壓器的箱壁對于磁波也存在折反射，這樣的過程中超高頻傳感器接收的信號已經(jīng)不同于變壓器內(nèi)部的局放源發(fā)出的信號，所以還需要進一步加大研究的力度，使其更為深入。
變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)技術的應用還會涉及到很多方面，由于文章篇幅的限制，文章只分析以上幾種。
3 變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)應用中存在的問題
3.1 產(chǎn)品技術方面
在線監(jiān)測技術是科學技術發(fā)展的必然結(jié)果，在實際應用中需要有一定的條件，如傳感、通信技術沒有達到要求或沒有嚴格篩選裝置選用的器件，就很容易造成質(zhì)量或功能的缺陷；當電磁兼容性、穩(wěn)定性達不到要求時，有的裝置只能滿足室內(nèi)靈敏度測試，而現(xiàn)場的惡劣環(huán)境卻無法得到滿足，進而使供電安全存在一定的隱患。
3.2 技術開發(fā)與研究方面
要想將變電檢修工作做好不僅要積極引進先進的監(jiān)測技術，還要加大對于監(jiān)測技術的研發(fā)力度。僅就現(xiàn)階段的發(fā)展來看，在研發(fā)上還存在經(jīng)費不足的問題，很多研究課題缺少連續(xù)性。有的科研單位對于理論的研究比較關注，此方面的論文寫得很好，但往往都是紙上談兵，不符合實際情況，無法應用。有的生產(chǎn)商過分追求經(jīng)濟效益，監(jiān)測技術不成熟時就將其投入使用，這無疑為電力安全埋下了隱患。
3.3 設備管理制度方面
現(xiàn)階段，我國還沒有建立較為完善的在線監(jiān)測裝置管理體系，因為其會涉及很多部門，很容易造成職責分配不明確，責任落實不到位、系統(tǒng)維護不暢的情況。在維護中，很多工作人員不具備優(yōu)良的專業(yè)素質(zhì)，維護的效果也就大打折扣。
4 結(jié)束語
通過文章的分析使我們充分了解到變壓器在線監(jiān)測技術應用有很多，每種監(jiān)測技術都有自己的優(yōu)缺點，這就需要工作人員具體問題具體分析，通過分析和評估，來達到具體應用，使其得到最佳的應用，這也是保證電力系統(tǒng)安全運行的有效途徑。而相應的工作人員也應進一步提高自身的專業(yè)技能，對于在線監(jiān)測技術要進行更為深入的分析和研究，使其得到更為深入、更為廣泛的應用。
參考文獻
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[關鍵詞]紫外法；水資源；在線監(jiān)測
中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0319-01
紫外吸光度是一項評價污染程度的綜合指標，許多國家都將其納入水質(zhì)監(jiān)測的評價標準中，能夠?qū)λ|(zhì)中化學需氧量以及硝酸鹽氮等參數(shù)進行快速分析，對于水質(zhì)污染具有一定的預警作用。該方法具有操作簡單、不添加化學試劑、無需預先處理、不會對樣本造成二次污染的優(yōu)勢，并且檢測速度快，能夠適用于各種水體的在線監(jiān)測工作中。
一、水質(zhì)在線監(jiān)測的重要性
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展越來越快，環(huán)境污染問題越來越突出，生態(tài)平衡破壞、物種多樣性下降都使我國自然環(huán)境造成了嚴重的影響，為人類生存以及可持續(xù)發(fā)展帶來了消極作用，如何實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展與自然環(huán)境之間的和諧發(fā)展成為了我國目前迫切需要解決的重要問題[1]。水資源雖然屬于可再生資源，但其能夠直接利用的水資源非常少，陸地上的淡水資源總量只占地球上水體總量的2.53%，而且大部分是主要分布在南北兩極地區(qū)的固體冰川，難以直接利用[2]。我國是一個人口大國，這也就意味著我國人均水資源占有量水平較低，并且我國存在地域差異，水資源分布不均勻。
水質(zhì)污染一般指水體中的物理物質(zhì)或化學物質(zhì)超過了水質(zhì)標準，工業(yè)廢水、生活廢水以及排放垃圾是造成水質(zhì)污染的主要物質(zhì)。水質(zhì)污染同時可能進一步惡化土壤污染、生物污染，部分地域性疾病以及公害病就是由于飲用水源污染所導致的。據(jù)相關統(tǒng)計學調(diào)查指出，截止到2013年止，我國平均日排廢水量>1.5億噸，其中有70%以上的廢水未經(jīng)過處理就直接排入江河湖泊中，對環(huán)境造成了極其惡劣的影響[3]。雖然水體具有一定的凈化能力，但是由于排放量超過其所能負荷的廢水量，就會造成水體污染，所以，在線水質(zhì)監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實意義，能夠有效為水質(zhì)監(jiān)測提供水源的檢測數(shù)據(jù)，判斷水源是否符合水質(zhì)標準，為進行水資源防控提供科學依據(jù)。
水質(zhì)監(jiān)測的主要任務是檢測與分析水源的質(zhì)量情況以及變化規(guī)律，為政府開發(fā)利用、防治管理提供具體依據(jù)[4]。對排放污水工廠的排水口附近的水質(zhì)進行連續(xù)監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)進行儲存，以便實現(xiàn)隨時抽檢，才能夠保障數(shù)據(jù)有良好的時效性以及科學性，為防治水污染以及加強各級部門的監(jiān)督、管理以及決策提供參數(shù)支持。
二、紫外法水質(zhì)在線監(jiān)測技術
文章主要針對投入式紫外光譜法水質(zhì)多參數(shù)檢測儀進行解釋與分析，其主要應用的是物理光學監(jiān)測方法，能夠?qū)λw污染物含量進行檢測，減去了采集樣本、專人操作等步驟，直接投入檢測水體中，能夠?qū)崿F(xiàn)快捷、無需添加試劑的在線監(jiān)測，一次檢測能夠測量水體的化學需氧量、硝酸鹽氮等多項參數(shù)，能夠迅速、準確的反饋檢測結(jié)果，具有靈活性及靈敏度高、效率快、時效性高等優(yōu)勢，能夠應用于水體參數(shù)實施長期監(jiān)控中，特別在遇到緊急事件中，能夠起到預防并且有效防止的效果[5]。
其主要應用的是分子對光的選擇性吸收原理。自然界中的物質(zhì)都是由分子與原子構成的，人們通過觀察、分析與總結(jié)物質(zhì)的光譜，從假定原子或分子結(jié)構模型中借由波動力學以及量子力學等計算，能夠?qū)M成物質(zhì)的原子或分子結(jié)構進行準確推斷，紫外光譜法就是利用這種原理進行水質(zhì)監(jiān)測。物質(zhì)中的原子與分子的運動形式存在多樣化，其主要以輻射或吸收的方式進行能量傳遞，并根據(jù)電磁輻射的規(guī)律，光譜可分為原子光譜和分子光譜。原子光譜主要是利用原子外層電子能級的變化進行檢測的，分子光譜雖然可能夠經(jīng)由能級躍遷實現(xiàn)檢測，但其除了電子相對原子核的運動外，同時還存在原子之間的相對振動以及分子圍繞其質(zhì)量中心的轉(zhuǎn)動，因此，分子光譜中包括了三種光譜，分別是分子中電子能級、分子振動能級以及分子轉(zhuǎn)動能級。一切物質(zhì)都會對光進行不同波長以及程度的吸收，主要取決于物質(zhì)分子的能級，并且物質(zhì)內(nèi)部能級也是不同的，各種物質(zhì)對光線選擇性吸收能夠直接反映其內(nèi)部構造，因此，能夠作為紫外線水質(zhì)監(jiān)測原理。
朗伯-比爾定律主要是揭示了吸收光強與吸光物質(zhì)濃度以及液層厚度之間的相關性，其同時也是吸光光度法的基礎理論，紫外吸收法主要是通過選定一定波長的紫外光照射檢測水體，觀察其吸光度，從而得出其中物質(zhì)含量的檢測方法。當一束平行單色光穿過均勻、非散射的稀溶液中，依據(jù)光的傳播性特征，其有一部分被溶液吸收，一部分會穿過溶液，還有一部分會被器皿表面反射。從理論角度分析，吸光度與溶液濃度呈正相關性，當溶液濃度不變時，吸收峰波長位置以及各吸收峰的相對高度比例關系都不會出現(xiàn)變化，但濃度的變化改變時，吸收峰的絕對高度會隨濃度的變化呈正相關變化。可以理解為，相同物質(zhì)的吸收光譜曲線呈一致性，而特定波長的吸光度能夠作為判斷水體污染濃度的相關參數(shù)。
根據(jù)朗伯-比爾定律，在理想環(huán)境中吸光度與溶液濃度之間的線性關系應該為一天通過原點的直線，但是在實際生活中往往由于各種因素的影響容易發(fā)生偏離而導致出現(xiàn)了誤差，因此，在實際監(jiān)測過程中需要盡可能滿足朗伯-比爾定律成立的條件：①入射光需要為單色、平行且垂直，光色越純，監(jiān)測結(jié)果越準確。②吸光物質(zhì)必須為均勻、非散射物質(zhì)，當溶液濃度過大時，吸光離子之間的距離縮小，從而導致臨近粒子的電荷分布受到影響，從而影響到其吸光能力，導致檢測結(jié)果受到影響。③吸光質(zhì)點之間的締合、離解、光化反應等都會引起待檢測樣本的變化，并且導致吸收光譜受到一定影響而促使吸收曲線的變化。④避免膠體、乳狀液以及懸浮液等物質(zhì)對光傳播的散射損失，從而導致與水質(zhì)監(jiān)測不相關的熒光反應或光化反應。⑤光程的照射需要保持相同方向。⑥儀器的噪音會導致檢測結(jié)果受到一定的影響，導致出現(xiàn)偏差。
結(jié)束語
文章主要分析了水質(zhì)在線監(jiān)測技術的重要性，然后介紹了紫外法水質(zhì)在線監(jiān)測技術的應用原理，旨在提高我國水質(zhì)監(jiān)測工作技術水平，有助于我國水資源保護工作的開展。
參考文獻
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[關鍵詞]鋼繩芯輸送帶；在線探傷監(jiān)測技術及應用
中圖分類號：TD76；TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）35-0003-01
1、前言
隨著使用年限的增加，皮帶及接頭出現(xiàn)不同程度的磨損、老化，針對這一情況以前多采用人工探傷的辦法進行檢測。人工探傷也就是用目測的辦法，直接觀察皮帶外形，看是否有鼓泡等異常變化，在皮帶接頭處刻上記號并用鋼尺測量，判斷損傷處有無變化，皮帶接頭是否伸長，對皮帶的壞損進行檢測。這是一種最原始的檢測辦法，機電維修人員雖然可以看到皮帶表面發(fā)生的變化，卻不能探究鋼繩芯皮帶內(nèi)部的變化情況。而皮帶發(fā)生撕裂斷帶事故，通常源于鋼繩芯皮帶內(nèi)部發(fā)生了變化，如鋼繩芯接頭產(chǎn)生抽頭、發(fā)生銹蝕或者存在硫化工藝問題等情況。表面不發(fā)生變化而內(nèi)部發(fā)生問題的情況，目測的方法難以發(fā)現(xiàn)。在皮帶距離較長時，這種辦法測量周期長，誤差率較高，不能有效的保證皮帶運輸系統(tǒng)安全運行。
為此，采用在線探傷監(jiān)測技術， 強化對鋼繩芯帶式輸送機的檢修，對于皮帶運輸系統(tǒng)安全、高效生產(chǎn)有著重要的意義。
2、在線探傷監(jiān)測技術
該技術應用X射線及相關處理軟件，能夠?qū)︿摻z繩芯輸送帶進行非接觸式、在線、實時檢測。可實現(xiàn)在不停機、帶載、空載狀態(tài)下的檢測，不僅能夠檢測輸送帶中鋼絲繩芯街頭的抽動、位移，以及斷繩、疲勞、銹蝕等可能導致斷帶事故的安全隱患，而且可以將發(fā)生問題的部位準確定位。使用技術可以有效的降低鋼繩芯輸送帶的使用和維護成本，提高煤礦的生產(chǎn)效率。
技術參數(shù)：
1、檢測方式：在線實時檢測；
2、檢測帶速：1～10m/s；
3、接頭位移檢測準確率（非彈性變化）：≥99%；
4、內(nèi)部斷股檢測準確率：≥99%；
5、鋼絲繩芯疲勞、銹蝕檢測準確率：≥99%；
6、縱向定位誤差距離：≤10mm；
2.1 設備組成
應用該技術的監(jiān)測裝置的組成設備為：X射線發(fā)射箱、X射線接收箱、控制箱和計算機箱，實現(xiàn)以下功能：
1、傳感器部分，完成對鋼絲繩芯輸送帶接頭或斷頭信號的拾取；
2、信號傳輸部分，完成傳感器信號到計算機的傳輸；
3、計算機檢測部分，實現(xiàn)對輸入信號的采集、分析、處理、輸出， 并得到相應的結(jié)果。
2.2 工作原理
應用該在線探傷監(jiān)測技術的監(jiān)測裝置的檢測是基于X射線具有穿透性的原理，本產(chǎn)品發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出X射線后穿透鋼繩芯輸送帶，被放置在輸送帶另外一側(cè)的接受系統(tǒng)接受，接受系統(tǒng)的最高檢測精度可達到0.4mm。通過內(nèi)部的信號采集、轉(zhuǎn)換、處理后，實時還原成鋼繩芯的圖片并將此圖片反饋給遠距離的終端顯示。
該監(jiān)測裝置使用了X射線，主要運用了其具有穿透作用的特性。穿透作用是指X射線通過物質(zhì)時不被吸收的能力。X射線能穿透一般可見光所不能透過的物質(zhì)。可見光因其波長較長，光子具有的能量很小，當射到物體上時，一部分被反射，大部分為物質(zhì)所吸收，不能透過物體；而X射線則因其波長短，能量大，照在物質(zhì)上時，僅一部分被物質(zhì)所吸收，大部分經(jīng)由原子間隙而透過，表現(xiàn)出很強的穿透能力。X射線的穿透力與物質(zhì)密度有關，密度大的物質(zhì)，對X射線的吸收多，透過少；密度小者，吸收少，透過多。
當X射線透視鋼繩芯皮帶時，因皮帶中的鋼繩的密度比包裹覆蓋鋼繩的橡膠物質(zhì)的密度大，根據(jù)X射線的透視作用，透過鋼繩的X射線被吸收的多，透過其他橡膠物質(zhì)的X射線被吸收的少。所以，當接收箱接收了穿透了鋼繩芯皮帶的X射線后，顯示在采集板上信號就是吸收較多的部位是鋼繩，吸收較少的部位是橡膠物質(zhì)。采集板將此信號傳輸給計算機箱，顯示在計算機箱的液晶觸控顯示屏上的圖像較暗部分就是鋼繩，較亮部分就是橡膠物質(zhì)。
接通各組成部分電源，發(fā)射箱運行軟件，可以使發(fā)射箱開啟或者關閉X光束；接收箱接通電源工作后，可以接收穿透了鋼繩芯皮帶的X光束并通過光纖盒轉(zhuǎn)變成光信號再通過單模光纜傳輸給計算機箱；運行軟件，將接收箱傳輸給計算機箱的光信號通過光纖盒轉(zhuǎn)變成圖像顯示在液晶觸控顯示屏上。根據(jù)圖像，可以對鋼繩芯皮帶進行實時監(jiān)控。
圖1為正常情況下的鋼繩芯皮帶的截圖，圖中的黑暗部分為鋼繩，較亮部分為橡膠物質(zhì)。
當鋼繩芯皮帶內(nèi)部有部分鋼繩斷裂后，在圖像上顯示的也相應為斷裂區(qū)域，如圖2。
圖2中，用黑色細線框選中的區(qū)域為斷繩的地方，框內(nèi)已用文字寫明，斷繩的地方有兩處。
2.3 在線探傷檢測技術的應用
在皮帶運轉(zhuǎn)期間對皮帶進行掃描，同時進行錄像，掃描完成后通過錄像對皮帶進行分析。分為兩種：一是檢查硫化接頭；二是掃描整個皮帶的硬傷。
（1）硫化接頭的檢查可以通過對在皮帶接頭上進行的編號進行準確定位。鋼繩接頭處出現(xiàn)白色，表示接頭拉伸抽空。在接頭處出現(xiàn)多股抽空白色顯示，應立即予以重視和報告，通知當班司機控制煤量。并安排人員進行現(xiàn)場查看，情況嚴重時，應立即進行硫化處理，以避免斷帶事故發(fā)生。
（2）整條皮帶進行檢查可以通過報警文件進行查看。通過設置報警斷繩的根數(shù)下限，可發(fā)現(xiàn)斷、拉傷、銹蝕等現(xiàn)象及具體斷繩根數(shù)。在一帖或者連續(xù)幾帖報警，查看圖片發(fā)現(xiàn)斷裂根數(shù)很多，應給予預見，并檢查及修補。
3、在線探傷監(jiān)測裝置的使用效果
經(jīng)過三年多來的使用運行表明，皮帶在線探傷監(jiān)測技術的應用具有非常好的使用效果，具體體現(xiàn)在以下三個方面：
一是，在線探傷監(jiān)測裝置能夠?qū)ζ鄮О踩[患實施早期診斷，通過及時對早期鋼芯故障進行維修，從而保證了皮帶的安全狀況，延長其使用壽命。
二是，降低了生產(chǎn)期間因皮帶損傷處理出現(xiàn)的停機，有效的保證了主運輸系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)連續(xù)性，避免了重負荷啟動對系統(tǒng)的損傷；
三是，減少專門用于皮帶檢測的設備空轉(zhuǎn)能耗，節(jié)能降耗效果顯著。
4、使用經(jīng)驗
根據(jù)我們?nèi)陙淼氖褂媒?jīng)驗，該在線探傷監(jiān)測裝置在使用過程應注意以下事項：
（1）在接頭出現(xiàn)鋼繩多股斷裂及抽空現(xiàn)象時，應使用監(jiān)測裝置單獨檢查此處，并安排專人仔細檢查該接頭，其實際的損傷情況可能比監(jiān)測的接頭截圖圖片嚴重。
（2）在監(jiān)測結(jié)束后，應及時關掉檢測裝置，減少其發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的X射線對人體的損傷，并及時將設備從皮帶下推出。
（3）在監(jiān)測過程中，應避免人為停機現(xiàn)象，從而減少設備連續(xù)多次運行的過程，接頭邏輯編號必須和實際膠帶接頭編號保持一致。
5、結(jié)論
礦井皮帶在線探傷監(jiān)測技術對于礦井運輸系統(tǒng)管理有著極其重要的作用，解決了皮帶運輸系統(tǒng)難維護的局面，促進了煤礦設備的自動化監(jiān)測監(jiān)控水平，減少了人工勞動強度，從根本上保證膠帶機的安全運行，對于礦井的安全生產(chǎn)有著功不可沒的作用。所以說，礦井主皮帶在線探傷監(jiān)測技術從根本上保證了礦井主運輸?shù)陌踩a(chǎn)。
參考文獻
