【关键词】BS-800全自动生化分析仪 ；EP10-T2文件 ；精密度；携带污染率
【中图分类号】R446 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2012）12-0016-02
BS-800全自动生化分析仪是深圳迈瑞公司自行研制推出的一款大型全自动生化分析系统，该仪器于2012年1月在我院投入运行，至今运行良好，现按照美国临床实验室标准化委员会（NCCLS）EP10-T2方法学原理，对BS-800全自动生化分析仪的精密度、携带污染率的性能评价做出评价。现报道如下：
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1仪器及试剂：仪器：深圳BS-800全自动生化分析仪。试剂：由四川新成公司和迈瑞公司提供（电解质稀释液由迈瑞公司提供）。
1.1.2校准品：四川新成公司提供，复合生化校准品（批号：0412052）；电解质模块血清测试用定标液（批号：015512008）由迈瑞公司提供。
1.1.3质控品：四川新成公司提供，液体质控品（批号：0812061）。
1.1.4 实验室精密度测定用低值标本为患者混合血清A，分装成约300ul/支，冷冻保存，临用前30分钟复溶，复溶后的标本不再保存，重复使用。精密度测试用的高值标本用四川新成的液体质控品B代替。携带污染率的测试标本均来至患者混合血清：C代表高浓度标本；
D代表低浓度标本。
1.2方法
1.2.1 评价前准备：对仪器进行常规维护以保证仪器处于良好状态。
1.2.1.1 校准：按BS-800全自动生化分析仪的校准要求，用四川新成试剂和迈瑞公司提供的电解质模块血清测试用定标液对仪器进行校准。
1.2.1.2 质控分析：每日进行一个中水平的质控测定，并按X±2SD，X±3SD规则进行判断和处理。
1.2.2 评价项目
1.2.2.1 精密度评价
1.2.2.1.1 批内精密度评价：使用患者低值混合血清A与新成的液体质控品B，按要求室温复溶30分钟后，混匀，重复测定20次，，分别计算ALT、Urea、GLU、Cr的均值（X）、SD和CV值。
1.2.2.1.2 总精密度评价：使用患者低值混合血清A与新成的液体质控品B，按要求室温复溶30分钟后，混匀，重复测定20d，，分别计算ALT、Urea、GLU、Cr的均值（X）、SD和CV值。仪器已经使用两个月，对其日常操作、维护和保养已经熟悉，并进行了常规的室内质控品的测定。在评价期间，每天取2份浓度不同的待测实验室标本A、B，分别做双份平行测定，连续测定20天.检验数据按照美国临床实验室标准化委员会（NCCLS）EP10-T2文件要求，总精密度标准差（S总）及其变异系数，分别和厂商提供的变异系数相比较。
1.2.2.2携带污染率实验
用ICSH制定的程序：将高浓度的样本C连续测定3次（H1、H2、 H3）后 ，进行3次低浓度的样本D的测定（L1、 L2、 L3），通过下列公式计算：
携带污染率%=【（L1-L3）/（H3-L3）】×100%
2 结果
2.1 室内质控：评价期间，结果均在控，各个项目均未发生失控情况。
2.2 精密度：BS-800全自动生化分析仪批内、总精密度测定结果，均符合厂家要求，见表1和表2。该仪器批内CV均在 2 %左右，总CV值5 %，经X2检验均可接受，符合临床要求。
2.3 携带污染率测定结果（表3）
由交叉污染结果可以看出，BS-800全自动生化分析仪的交叉污染率很低（仪器厂家要求≤0.1%）。
3 讨论
BS-800全自动生化分析仪具有高精密度、低污染率、高效率、样本用量小等诸多优点，本文就其高精密度和低污染率进行临床观察评价，根据NCLLS 文件推荐的精密度评价方法[1]，对BS800生化分析仪进行实验评价，本次评价选取3个浓度水平血清作为分析材料，检测结果涵盖了正常和病例范围，5项分析参数的批内和总CV值均符合厂家要求，达到评价目的。S批内反映的是分析仪批内精密度，而S总则是权衡了日间及批内等误差因素，反映了仪器总的精密度，将本实验室的 S批内和S总与新成公司的试剂盒提供的数据进行比较，实验结果说明该仪器具有较好的分析精密度，而精密度是临床检验方法评价仪器性能的重要指标之一。
通过携带污染率实验可以看出，BS-800全自动生化分析仪的交叉污染率为0.04-0.07%，接近于零，交叉污染率很低；说明该仪器对样本针和比色杯的冲洗较彻底，而且该仪器的软件编程设置有避免检测项目间的交叉污染这一特殊程序，避免了某些项目间测试时的相互污染；反应杯的清洗采用8阶段清洗程序，清洗水进行预加温；试剂针和样本针清洗采用“倒瀑布”清洗方式。这些都是检测项目结果准确稳定的有力保证。
综上述，BS800生化分析仪的精密度高、携带污染率低，符合临床实验室要求。
参考文献：
[1] National Committeefor Clinical Laboratory Standards.Evaluation of precision performance of clinical chemistry device second edition，tentative guideline[J]，NCCLS，EP5T2，1992.
关键词：电气仪表 安装 调试
中图分类号：TM93 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)10(c)-0110-01
电器仪表的安装以及调试是电气施工中的一项重要组成部分。由于这项工作的施工非常复杂，并且施工过程中的任何一个环节稍有偏差就会对整个电力设备的运转产生负面影响。因此，在电气安装以及调试工作过程中必须严格遵守施工规范与标准。笔者结合多年工作经验，探讨了电气仪表安装与调试的工作要点。
1 安装电气仪表之前的准备工作
电气仪表的安装工作主要包括仪表、管线、附属设备以及电缆等部件的安装，按照设计标准以及出厂技术文件的要求构成系统或者回路，并完成检测、显示以及调节等工作过程。因此，电气仪表的安装工作内容主要包括仪表与仪表之间、与各种管道、与控制室之间以及控制室之间的连接内容。所以，在安装仪表前，必须要对所有仪表安装设计图中的分项逐一进行认真分析，主要包括设计说明书、电气仪表设备明细表与汇总表、电气仪表加工组件明细表、仪表布置图等。
2 电气仪表的安装步骤
2.1 仪表监控室的仪表盘以及现场一次电的安装
首先应制作钢槽作为仪表盘的基础，而目前大部分的仪表盘在生产过程中就配置了相应的基础钢槽架，因此可以节省钢槽的制作，这样能够使得工程施工过程更加便利。其次，安装操作台以及仪表盘，在安装之前应对预埋件以及土建预留孔的准确位置与具体数量加以核实，并仔细核实管路进出控制室的具体方式与准确位置。
2.2 工艺管道与设备的安装
在完成仪表控制室的仪表以及各项设备的安装工作之后，接下来就是工艺管道与设备以及其他非标准件的安装工作。安装之前必须对安装数量与准确位置进行核实，并严格按照施工设计标准进行，以防止非标准件在安装过程中出现问题。
2.3 检验安装用仪表
该过程需要在施工之前进行，其主要目标是确保安装使用的仪表完好无损，从而确保施工质量以及正常使用，同时，该过程也能够对系统所用仪表实施全面检查。
2.4 现场使用的保护箱以及仪表配线的安装
完成现场使用的仪表安装工作之后，就需要进行仪表保护设施的安装，以免在后续施工过程中其他部门对仪表设施产生的破坏。此外，还应当安装对应的仪表设施的固定装置比如固定支架。包括两个步骤：首先，安装配线的人员同时要安装相应仪表的气动管以及配线；其次，安装仪表保护设施，以确保安装配线以及其他管路过程中更加便捷。
2.5 现场的安装工程的第一次检验
在现场的安装工作结束之后，必须及时清理现场，并对仪表设施以及工艺管路等开展第一次检验，包括时试压与吹扫。
2.6 对电气仪表工程系统进行调试与校验
当现场安装以及第一次检验结束之后，施工调试人员必须将控制系统与现场系统加以连接，对系统实施三查四定工作。并对施工工程实施检验与试运行工作，同时进行调试以及对整个系统进行校验。此时安装工作就基本结束，但在日后的运行过程中，还应当不定期对整个系统的运行状况进行检验，以确保系统的平稳运行。
2.7 电气仪表安装应当遵守的原则
为了确保整个系统的平稳运行，在施工安装中应当遵守如下几点原则。
第一，在安装仪表时，应确保安装过程中的平衡牢固，确保安装现场不出现强烈震动以及比较大的磁场干扰现象，严格控制好气温的变化，不能波动太大，以免对仪表产生影响，安装中也在防止腐蚀性的气体，防止破坏仪表。
第二，在安装管道内部的仪表之前，应将管道内部清理干净，并测试管道压力以前进行安装。
第三，变送器与压力测试表的安装高度必须相同，此外，要根据流件的安装方向，以确保流体可以从节流件的上部流到下部的断面。禁止将仪表盘以及仪表柜安装在湿度大、腐蚀性强并且灰尘太多的地方。
3 电气仪表调试方案
完成电气仪表设备的现场组装后,应当由电气工程师组织有关人员将控制系统与现场系统进行连接，实施“三查四定”工作,并在试运行期间对电气仪表控制系统进行调试与校验，以便对系统进行完善。
3.1 安装、调试自动化仪表的注意事项
(1)在测试信号过程中，尽量减少强电磁场对电气仪表产生的干扰，测试信号地点必须远离高压输电线路、变频器等高磁场以及动力电缆等设施。
(2)在安装电气仪表期间，应防止接线箱的接线端子出现松动，从而导致接收信号失真的问题。
(3)选择最理想的现场位置以保证检测信号的准确、真实性，尽量降低调试误差。
3.2 电气仪表调试程序与内容
完成电气仪表设备安装工作之后，根据规范对仪表设备实施首次调试来对安装质量进行检验。首先，对安装的所有设备实施通电检查；其次，对设备实施空载以及带负荷条件下的调整试验工作；最后，在设备处于正常、过载情况下进行检查，以检验设备能不能正常运行。安装项目的负责人在组织安装调试以前，应提前编制好电气仪表调试方案。技术人员应当认真研究图纸会审纪要的内容，学习相关规范与安装要求，保证仪表调试工作的质量，从而确保仪表的正常运行。
4 结论
总而言之，电气仪表设备施工安装期间所涉及的协作单位比较多、设备配件的数量与种也类非常多，在对电气仪表的施工安装质量进行控制与管理工作的难度非常大。因此，要求在实施电气仪表施工安装以及调试工作期间，电气工程师必须严格遵守相关工程规范以及规章制度要求，提前编制好施工安装以及调试方案，按照设计图纸要求进行准确接线，及时采取科学有效的维护措施，保证电器仪表设备安装工程的质量。
参考文献
[1] 张晓东.电气仪表安装及维护[M].海口：海南工业机械出版社,2004,3.
关键词：频谱仪 频率综合器
中图分类号：TN622 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0080-02
1、频率综合器设计调试中的常用仪器
频率综合器的常规测试指标主要有：工作频率、输出幅度、杂散抑制、谐波抑制、频率建立时间、相位噪声抑制等。在调试过程中，还需要对控制时序、电路工作电压、滤波器、功率分配器、混频器、隔离器等进行测试。
在频率综合器的调试中，常常应用的仪器包括示波器、频谱仪、网络分析仪、信号源分析仪等。其中，进行时域测试的仪器有示波器、实时频谱仪、信号源分析仪、频率时间间隔测试仪、调制域分析仪等。进行频域测试的仪器有频谱仪、信号源分析仪、频率时间间隔测试仪以及网络分析仪等。示波器测试的信号频率往往不高，并且频率升高后，对测试环境的要求很高，测试精度会大大降低。实时频谱仪可对信号的频谱、相位噪声、时频特性和调制样式等进行分析测试，由于设备的更新换代、价格等原因现在普及率还不高。信号源分析仪是近几年出现的新仪器，与实时频谱仪的功能类似，但在信号的瞬变分析和对信号的相噪分析上具有更大的优势，目前其价位还居高不下，各单位的拥有量也就不会太大。频率时间间隔测试仪，是一种过渡产品，在过去对信号作时频分析时它是首选设备，但目前其功能已包含在实时频谱仪和信号源分析仪中，现已逐步退出历史舞台。
2、仪器的交叉用途
目前，频率综合器的调试和测试，常规用仪器还是示波器和频谱仪，示波器对频率综合器的控制时序和频率建立时间进行测试，频谱仪对频率综合器信号的频率、功率、杂散抑制、组合频率、隔离度和相位噪声等技术指标进行测试。在这些测试项目上，示波器、频谱仪虽没有专业仪器测试精确，象控制时序的测试不如逻辑分析仪、频率建立时间不如频率时间间隔测试仪、信号分析仪和相位噪声的测试不如信号分析仪、噪声分析仪，隔离度、放大器的增益等指标测试不如网络分析仪等等，但从成本控制、操作和携带便捷性上来讲，示波器和频谱仪还是拥有足够优势。
3、频谱仪的特殊用途
在频率综合器的调试中，示波器和频谱仪是两种最为常用的仪器，时域调试过程中，常用示波器，比如，控制时序的测试、低频信号的幅度、频率和波形测试等等。还有一个地方用到示波器来测试，那就是PLL（锁相环）型频率综合器的频率建立时间测试。通常，频率建立时间是通过周期性控制两个不同工作频点，测试锁相环中VCO（压控振荡器）控制电压的变化来进行测试。对于一个稳定的频率，必然有一个稳定的电压相对应这一特性，通过用示波器测出VCO控制电压的变化，测试电压由一种稳态到另一稳态的时间，即为PLL频率综合器的频率建立时间（如图1所示）。
但对于非PLL型的一些频率综合器的频率建立时间，目前常常只能通过信号源分析仪、实时频谱仪、调制域分析仪和频率时间间隔测试仪等来测得。
众所周知，频谱仪在SPAN设置为零时，可作为一种时域测试仪来使用，通过日常工作中的摸索，以下是一些使用心得。
首先，当频谱仪的SPAN设置为零时，它可以测试调幅、调频和脉冲调制等信号[1][2]，如图2所示：
可以对调频和调幅信号进行解调等。在综合器的调试中，同样可以灵活应用频谱仪的这一特性，大大提高频率综合器的调试效率，节约设备能源及经费。
3.1 频率建立时间的测量
在宽带频率综合器的调试中，频率建立时间是其中一项指标，对此指标，我们可利用频谱仪SPAN为零时的特性进行测试，具体设置（以Angilent E4440PSA为例）如下：
将频谱仪的Span设置为0Hz， Res BW设置为500kHz以上，Center Frequence设置为综合器跳频频点之一，Sweep time设置为跳频设置的一个周期以上的时间（初始设置可以设置到十个周期以上），通过外部控制频率综合器频点进行周期性变化，在频谱仪上就会观测到一个类似示波器上观测到的方波性质的图案，如图3所示：
图3为一万跳（即出现一次高频率为一跳，一次低频率也为一跳）时的其中一个频率的测试结果（由于仅观测一个频点，因而测得信号周期为100.1μs）。这个图形的含义是，当信号出现在设置的频谱仪的设置频率时，信号的幅度就会显现在显示屏上，频率稳定了，幅度也就稳定了，即“高电平”表示的就是信号的存在时间。通过调整扫描时间，获得合适的观察效果，用Marker的“Normal”“Delta”两键来测得高电平的存在时间及“方波”的周期，就可以得到信号的建立时间。
当然，在不同的观测条件下，误差总会或多或少存在，如何得到更精确的结果，需要在工程实践中摸索和熟悉。
3.2 扫频信号的跳速、驻留时间的测试
对于工作在扫频模式下的频率综合器，我们可以利用上述方式进行信号的扫速和驻留时间进行测试，进而对信号占空比进行测试。测试方式基本同上，测试如图4、图5所示：
图中结果表明，这是一个扫频周期约为100μs即跳速为一万跳的信号，信号的驻留时间约为6μs。
3.3 突发事件的测量
对于综合器稳定性或控制的稳定性，即偶发事件观测：通过对增大Sweep time最好是几十秒，来进行观测，同样可以得到较为理想的结果。如图6所示：
图6中当出现“凹陷”时，就意味着在此频点上出现了频率漏掉的问题，出现了这个现象，不是控制问题，就是频率综合器自身的稳定性出现问题。如果周期性的出现（周期性控制），意味着控制出现问题的可能性较大。利用观测到的结果，还可以对控制的合理性进行检验，甚至可以对控制提出更为合理的建议。
4、结语
本文总结了普通频谱仪的几种特殊用途，为广大工程人员提供了新的测试手段。
参考文献
常处于附属地位。如何快速高效的完成自动化仪表的安装,除了针对其特点采用正确的施工方法和施工工艺外,最重要的就是能够及时的配合其他专业施工。
1.自动化仪表安装工程特点及主要施工方法
1.1 自动化仪表安装工程特点:工程分施工准备阶段、施工阶段、整套试运调试阶段三个层次进行实施。受土建工程和工艺安装的制约因素很大,本专业自身可利用的自主性安装调试工期短,整体工程条件迫使仪表安装工程开工晚,完工早。形成交叉施工项目多,相对工期短的不利局面,加上调试时间,矛盾显得尤为突出。
1.2 主要施工方法:针对仪表工程特点的突出矛盾,为解决矛盾,争取相对长的施工工期,压缩施工高峰的过度集中,尽力减少交叉作业,按照施工顺序要加大施工准备阶段力度。施工阶段应按照工艺专业安装总进度工期规定,紧密与其他专业配合,按照施工顺序采用流水作业法,能提前做好的工作绝不拖后。因其他专业原因或设备、主材供应等原因造成仪表工期延误时,为赶工期可采用增加作业班人数,实行平行作业法。
2.各施工阶段仪表专业与其他专业的配合
2.1施工准备阶段仪表专业与其他专业的配合:
(1)主厂房控制室、电子设备间、动力配电间等的设备布置坐标尺寸、电缆孔洞尺寸预埋铁杆的标高与安装设备是否相符,是否满足土建设计要求和仪表实际需要。
(2)主厂房电缆夹层,电缆桥(支)架通道预埋铁件坐标、尺寸、标高是否与安装图相符,是否符合土建设计要求和仪表实际需要。
(3)土建施工各层粗地坪前,仪表应及时做好排污管、电缆保护管的敷设。盘、箱底座及仪表架的安装工作。
(4)配合锅炉专业设备验收人员,一同清点核查锅炉厂、辅机厂配供的仪表取源装置及敏感元件,仪表盘、箱、柜,测量仪表及控制仪表,辅助装置等的型号、规格、数量及其完好性与装箱单是否相符,与施工图核对是否一致,能否满足设计功能要求,并作出核查记录。分门别类交仓库保管。
(5)配合汽机专业设备验收人员,一同清点核查汽轮机厂、发电机厂、辅机及附属设备厂配供的热控取源装置及敏感元件,热控盘、箱、柜,测量仪表、控制仪表、辅助装置等的型号、规格、数量及其完好性与装箱单是否相符,与施工图核对是否一致,能否满足设计功能要求,并作出核查记录。分门别类交仓库保管。
2.2 施工阶段仪表专业与其他专业的配合
(1)分散控制系统设备安装前,土建工程应使主厂房控制室、电子设备间屋面防水处理完毕,不漏水。地面、吊顶、墙面装饰、照明、消防、空调、门窗安装完,附件、门锁齐全。交付仪表安装使用。
(2)锅炉水压试验前,仪表安装应完成与水压试验有关的本体、管路各测点压力取源部件,测温插座和元件、火焰监视装置预留管、水位、汽水分析取源部件的安装。汽包、过热器管等处金属壁温焊接部件的安装。
(3)锅炉受热面保温前,仪表应完成烟道各阶段压力取源部件、测温元件插座、烟气分析取样装置预埋管件安装。
(4)锅炉整体风压试验前,仪表应完成各风压表管路做完严密性试验,可投用。与风压试验有关的风门、挡板各执行机构应安装调整完。
(5)汽机凝结器、高低加热器灌水进行真空系统严密性试验前,插入式测温元件安装完,压力、水位取源阀门至仪表阀门间的导管安装完,一起参加严密性试验,并做完记录。
(6)汽轮机本体安装时,仪表应完成轴向位移、相对膨胀、轴振动、推力瓦轴瓦测量元件以及电磁阀、位置开关等电气元件的安装。
(7)汽轮机油系统管路酸洗前,仪表应焊好温度和压力取源插座。油管路循环前,仪表应安装好测温元件,压力取源阀门。
(8)热力设备各辅助系统在其压力试验前,仪表应完成测温元件安装;压力、液位、分析、流量取源部件和连接导管至仪表的安装一起参加压力试验,做好记录。
2.3调试阶段仪表专业与其他专业的配合
(1)单机分部试运前,配合锅炉专业,仪表应完成汽水系统、排污系统、烟灰系统、给煤系统、除渣系统、油点火系统的电动阀门、电动执行机构、气动执行机构所连接的风门、挡板和调节门的通电调整传动试验。
(2)单机分部试运前,配合汽机专业,仪表应完成汽水系统、凝结水系统、真空系统、循环水系统、抽汽系统、疏水系统、油系统、顶轴油系统、除氧给水系统、减温减压系统的电动阀门、电动执行机构、气动执行机构所连接的调节阀门、电磁阀门的通电调整传动试验。
(3)锅炉首次点火吹管前,配合DCS厂家,仪表完成DCS系统基本功能测试、I/O点测试,各回路系统调试、报警联锁系统试验。
(4)配合锅炉首次点火会同锅炉调试人员、运行人员,仪表投入DCS系统各回路压力、温度、液位、流量、工艺位号、保护装置、火焰监视等仪表,电动阀门、执行机构连接的风门、挡板、调节阀、电磁阀、等控制装置。并及时消除发现的仪表缺陷。
(5)配合锅炉、汽机专业吹洗管道后,与锅炉、汽机专业及时安装好所属系统的节流件。
(6)空负荷试运,配合汽机调试人员运行人员,仪表投入DCS系统各回路压力、温度、液位、流量、振动、转速、保护装置等仪表,电动阀门、电动调节阀、气动调节阀等控制装置。并及时消除发现的仪表缺陷。
(7)满负荷试运,配合锅炉、汽机专业调试人员、运行人员,仪表逐项投入各系统的自动调节回路,及时调整组态参数,达到运行调节范围数据要求。
关键词：中考；物理实验；仪器；
中图分类号：G622.479 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）25-158-01
随着新课标对学生创新能力和综合探究能力的要求越来越高，中考物理实验题的重要性越来越凸显出来。综观近几年来全国各地的中考物理试卷，实验题均占有重要的比例，分值不断攀升，如北京市、昆明市2011年、2012年实验题分值为34分，占了总分（100分）的三分之一强。而经调查显示，大部分学生普遍认为难以把握实验题的解题思路和规律，复习备考时产生畏难情绪而无从下手；很多教师在指导复习时，也还停留在就题论题的水平上，对实验题类型和出题方式模糊不清，不能做到有的放矢。由于两方面的原因，导致中考实验题得分率整体较低，成为中考物理复习备考的一大难点。
因此，本文在对近年来中考物理试题深入研究的基础上，将中考物理实验题归纳总结为十一种类型，结合经典试题进行解析，并对学生能力的考察进行点评，以期对中考复习备考及日常教学有所帮助。
一、仪器仪表读数类
“读数类”实验题主要是要求学生学会对常用的仪器、仪表会正确读数。如刻度尺、温度计、测力计、天平、电流表、电压表、电阻箱、电能表、量筒、量杯等物理学中最基本的测量仪器、仪表，培养学生认真细致的习惯。
例1、（2012年重庆中考）我们在学习和生活中，经常使用下面的实验仪器：
（l）图甲中测得物体的长度是_____cm。
（2）图乙中烧杯和盐水的总质量是____g。
（3）图丙中家用寒暑表的示数是____℃。
（4）图丁中电能表的读数是____kW・h。
解析：
例1：（l）2.20cm；（2）63g；（3）25℃；（4）624.5 kW・h。
二、仪器仪表使用类
“使用类”实验是以掌握仪器、仪表的使用方法及应用 为目的一类实验。主要考察是否能熟练使用各种仪器仪表的操作能力，如天平、量筒、测力计、电流表、电压表、温度计、压强计、滑动变阻器等的使用，要求学生熟悉这些仪器，并掌握仪器的结构、性能、量程、简单原理、使用方法、注意事项、如何排除故障、调试、保管等。
三、测量类实验题
“测量类”实验题是为测量一些具体准确数据为目的的实验，通常以某一原理或规律、公式为依据，通过测量相关物理量，通过计算得出结果。在中考试题中经常出现的考题为：①伏安法测电阻；②伏安法测量功率；③测量液体、固体密度实验等；④托里拆利实验等。
四、常规探究类实验题
常规探究类实验题即为课本上已经学习的探究实验，是课本实验的翻版，要求学生熟悉课本，对课本探究实验不但亲身经历，而且达到理解程度。如：伏安法测电阻、功率实验、伽利略、牛顿第一定律实验，欧姆定律实验，测定液体，固体密度等。
五、创新拓展类实验题
“创新拓展类”实验题是将课本的实验包含的科学方法、实验原理迁移、拓展到新的实验背景中或将实验仪器或方法进行延伸拓展，重在考查学生的创新思维能力和实际问题的处理能力。这一类题对学生的要求比较高，也是大部分初中学生感到最为困难、得分率最低的一类题目，甚至是中考试卷拉开分数差距的主要题型。在日常教学或复习中注意加强学生实验能力的培养和提升，注意科学方法如控制变量法、比较法、转换法、等效替代法等的训练；注意创新思维在日常实验中的训练，克服定势思维的影响，加强创新题型的训练，并总结规律。
六、力学设计类实验题
“设计类”实验题是根据实验题的目的、要求，设计一可行的实验方案，也可根据已给出的方案，完成实验的各个要素。设计类实验也是考生在考试中感觉难度较大的一类试题，得分率偏低。实验主要考查学生灵活应用知识的能力及实验迁移能力。解决这一类问题的主要方法是弄清整个题目的题意，搞懂原理。而在此过程中充分利用已有经验或已学物理原理，寻找规律或能够迁移的原理，创设新的情景，用题目所给已知的条件做出题目。
七、电路设计、连接类实验题
“电路设计、连接类”实验题是全国各省市中考题中出现频率较高的一类题目，云南省各州市几乎年年中考均出现这 一类题型，这一类题目难度适中，要求考生熟练掌握伏安法测电阻、伏安法测功率、欧姆定律、焦耳定律等实验的电路及实物连接图，并弄清各元件的规格、量程、使用方法、使用注意事项，以及电路图的画法，实物图的连接方法。
关键词：水质；间隔流动注射仪；总氰；氰化物
氰化物属于剧毒物质，能够引起人体组织的缺氧窒息，对人体危害较大。地表水中氰化物来源较广，主要来源于电镀、焦化、造气、选矿、洗印、石油化工、有机玻璃制造、农药等工业废水。因此，氰化物的测定是环境监测的一个重要项目。氰化物按照络合的程度，在水中可分为简单氰化物和络合氰化物。易释放氰化物包括全部简单氰化物（多为碱金属和碱土金属的氰化物，铵的氰化物）和锌氰络合物，较易蒸馏。总氰化物包括全部简单氰化物和锌氰络合物、铁氰络合物、镍氰络合物和铜氰络合物等，不包括钴氰络合物。我国目前在环境领域检测总氰化物（以下简称总氰）和简单氰化物（以下简称氰化物）的标准为《水质氰化物的测定容量法和分光光度法》（HJ 484-2009）[1] 。
流动注射法（FIA）相比常规的化学分析具有速度快、精度高和节省人工的特点。由于仪器厂商对于不同样品常常提供一个通用的检测方法，使得对于特定样品的检测方法还有优化的余地[2] 。在总氰的自动分析方法中，常常使用紫外辐射替代手工方法中的加强酸蒸馏，因紫外辐射可加速含氰络合物中的氰根和金属阳离子的离解[3] 。在本文中，我们尝试了关闭仪器的紫外模块，并通过添加锌盐以减弱铁氰化物的离解作用，从而实现在同一台仪器上对水中总氰和氰化物的检测。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
本实验采用荷兰Skalar公司的San+ + 型间隔流动注射仪（SFA），总氰化物模板，方法号Catnr-004w/r 。
蒸馏溶液：柠檬酸（C6H8O7•H2O）50g，氢氧化钠12g，蒸馏水1L。
0.1%氯化锌溶液：氯化锌（ZnCl2•2H2O）1g，蒸馏水1L。
0.1%硝酸锌溶液：硝酸锌{Zn（NO3)2•2H2O} 1g，蒸馏水1L。
0.1%硫酸锌溶液：硫酸锌（ZnSO4•2H2O）1g，蒸馏水1L。
缓冲溶液（pH=5.2）：氢氧化钠2.3g，邻苯二甲酸氢钾20.5g，Brij35（30%）1ml，蒸馏水1000ml。
氯氨-T溶液：氯氨T（C7H7ClNNaO2S•3H2O）2.0g，蒸馏水1L。
显色剂：氢氧化钠7.0g，1，3- 二甲基巴比妥酸16.8g，异烟酸13.6g，蒸馏水1000ml。
1mol/L氢氧化钠溶液。
0.1mol/L氢氧化钠溶液。
取样器冲洗液：0.1% 氢氧化钠溶液。
本实验所有试剂均为国药集团所产优级纯或分析纯。实验用水均来自MILLI-Q超纯水系统。
1.2 总氰测定原理
在pH=3.8的环境下，液体样品经过紫外消解，进入在线蒸馏模块，释放出氢氰酸，随后氢氰酸与通入的氯氨-T反应转化成单氯化氰，单氯化氰再与异烟酸及1，3- 二甲基巴比妥酸反应形成红色物质。在600nm处测定吸光度。流程结构示意图见图1。
1.3 氰化物测定原理
在pH=3.8的环境下， 液体样品进入模块后， 通过在线蒸馏， 氰化物的氰根转化为氢氰酸，形成氢氰酸后的反应流程同总氰。
1.4 测定参数
进样时间100s， 冲洗时间100s， 取样针进气体时间1s。配制的标液浓度分别为0、10、20、50、100μg/L和200μg/L。校正方式为采用100μg/L的信号进行漂移校正。
1.5 测定步骤
打开主机电源和数据传输器电源，打开在线紫外消解器（如测定氰化物则不开）、蒸馏器、冷凝水和加热器电源，设置蒸馏温度125℃，加热温度37℃，将蠕动泵泵盖卡入工作位置，将所有试剂泵管放入蒸馏水中冲洗管路30min，激活分析项目，待基线稳定后，将试剂泵管放入相应试剂瓶，编辑仪器分析方法，再次等待基线稳定即可开始分析。仪器给出实验结束的信号后，将试剂泵管接入蒸馏水，关闭加热器电源，30min后关闭仪器剩余部分的电源。
1.6 实验内容
在关闭紫外灯开关的情况下，在对样品进行蒸馏之前，我们分别加入氯化锌、硝酸锌及硫酸锌取代了蒸馏水，以找到适合本模块的锌盐，完成氰化物的检测。然后，按照各自的条件，分别完成对总氰和氰化物的检出限、精密度、准确度和加标回收率的测定。
2 结果与讨论
2.1 易释放氰化物反应条件的探讨
仪器附带的标准方法中并没有提供该模块适宜采用的含锌化合物的种类，因此在本文中，我们对不同锌离子的化合物对仪器的性能影响进行了研究。在关闭紫外消解装置的情况下，我们分别使用0.1%氯化锌、0.1%硝酸锌和0.1%硫酸锌代替蒸馏水进行易释放氰化物的检测。在初期各物质的出峰情况相当一致，但各自使用二周后，不同含锌化合物的出峰情况有了明显的区别。见图2。氯化锌和硝酸锌的信号出现了明显的拖尾，而硫酸锌的出峰情况则最好。分析原因，我们认为就溶解度而言，氯化锌> 硝酸锌> 硫酸锌，而仪器所采用的蒸馏器内部结构为立式螺旋石英管，因此在长期的使用中，立式结构的蒸馏器中会残留一部分溶解度大的含锌化合物，影响后续的测定。而溶解度小的含锌化合物在使用完毕后的冲洗过程中，更容易被蒸馏水交换出蒸馏器。因此，这说明了对于本模块，在测定氰化物时使用硫酸锌为宜。
2.2 仪器方法检出限、精密度和天然水样加标的对比
方法检出限采用公式MDL=St（n- 1, 0.99）进行测试，其中，以蒸馏水连续测定21次，t（20，0.99）=2.528（显著水平为0.01，自由度为20时的统计 t 值），S 为标准偏差, 相关性为7次测定所用曲线 r 的平均值, 准确度的测定采用样品测定7次的结果和约定真值的相对标准偏差得到。总氰采用国家环保部标准样品研究所提供的标样202242，氰化物使用的标液为购自美国ULTRA公司的U-QCI-756自由氰化物样品; 精密度采用100μg/L的标准溶液测定10 次的相对标准偏差得到，结果见表1。
2.3 不同类型水样加标实验
取地表水、中水、水源水和地下水各一份，每份分别平行测量6次。加标方法为取6ml水样, 加入6ml 0.2mg/L的标液。同时与文献[1]方法进行对比测定, 结果见表2、表3。由表2、表3 可看出，2种方法在实际应用中，数值相当接近，间隔流动注射仪的加标回收率高于手工方法。
3 结语
由实验可知，通过更换实验试剂和关闭紫外装置，在同一台间隔流动注射仪上对氰化物和总氰进行检测是可行的。针对San+ +间隔流动注射仪立式蒸馏器的结构，在长期的使用中，检测氰化物时应以硫酸锌为宜。通过调试后，该机型在测量总氰和氰化物时，其检出限、精密度、准确度和加标回收率都能满足水质检测的需要，实现了一机多用，为实验室节约了经费和人力资源。
参考文献:
[ 1] HJ 484-2009，水质氰化物的测定容量法和分光光度法[S] .
[ 2] 施新峰, 袁斌伟，赵东，等。优化LACHAT流动注射仪在线氰方法分析时间的探讨[ J]。干旱环境监测，2007，21(4) : 246%249.
关键词：平整度 路面 测试车
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）003-012-02
1 绪论
预计截止到2012年年底，全国公路网通车总里程将突破410万公里。在里程的增加的同时也更加注重道路的施工质量和服务水平，以满足人们对生活发展的需要。平整度是连续地或间断地利用测试仪器测量道路表面的凹凸变化情况，即不平整度的指标。在提倡提升服务水平的今天，平整度作为服务水平评价的一项重要指标，受到公路管理部门重视。路面是分层施工形成的，不同结构层的材料和施工过程存在差异，因此各结构层表现出不同的性能。路面各结构层平整状况就同路表面的平整度构成联系，随着通车后荷载作用，不同结构层平整效果将最终反映到路表面上。在运营道路上，路面平整度将会直接影响车辆行驶阻力和附加振动作用情况。平整度差会造成行车费用增加和颠簸降低车辆使用寿命，进而对驾驶速度和行车的安全造成影响，更不能达到乘客舒适要求，同时，振动产生使施加到路面冲击力大大增加，加剧路面损坏。而且，平整度差会导致排水不畅，混凝土受水浸泡时间延长会加速路面破坏。因此，检测与评定平整度指标是一个非常重要的工作。
2 平整度检测概况
应用于平整度测试设备，根据检测原理分为两类：（1）断面类，工作原理是测定路面表面凹凸情况的。包括的方式3m直尺、连续式平整度仪、手推式平整度检测仪和激光路面平整度测试仪；（2）响应类，工作原理是根据路面引起车辆振动严重与否测定颠簸情况，是司机和乘客直接感受的舒适情况作为平整度指标，目前常用车载式颠簸累积仪、纵断面分析仪和路面平整度数据采集系统测定车等测量。
3 断面类仪器及应用
3.1 3m直尺测定法
本方法是设备最简单测试最容易的测试平整度方法，分等距离连续测量及单尺测量最大间隙两种。前者可用于工程施工质量检查验收，应用中需计算出标准差来表示平整程度；后者常用于工程施工质量控制和检查验收，量测时要同时计算出各测段的合格率。在我国曾普遍使用3m直尺测定法，缺点在于测试进度较慢、精度不高和测试技术人员工作量大，随着先进的测试设备出现，应用量正在逐渐减少。现主要在路面的施工质量、简单评价使用质量和测定施工中压实成型的路基、路面各层表面的平整度中应用。
3.2 连续式平整度仪法
在国内，由于连续式平整度仪具有优良特性得到了普遍应用。连续式平整度仪又称8轮仪，按照检测原理，属于机电型断面类检测仪器。由行走系统和测量系统组成。行走系统有8个轮，分前后轮，各4个，轮子连接结构呈M型，使在行走较快时具有较好的车体平稳性。测量系统包括测轮系、位移传感器、距离传感器和数据处理系统。连续式平整度仪结构如图1所示。
1.脚轮；2.拉簧；3.离合器；4.测量架；5.牵引架；6.前架；7.记录计；8.测定轮；9.纵梁；10.后架；11.软轴
图1 连续式平整度仪结构
规范规定对连续式平整度仪测试范围要求，不适用于已有较多坑槽和破损严重的路面上。连续式平整度仪在T0932―2008中规定，在检测时，可用人力或机动车牵引。在测试范围较小时使用人力牵引，测试过程要保持速度均匀；在测量范围较大时使用机动车牵引，测试速度宜适中（5km/h），最大值应小于12km/h，且应速度恒定。在测量过程中，有自动计算打印功能，并可以按固定间距采集的位移值来计算区间平整度标准差 （mm）等。在应用也存在一些缺陷，包括不同的厂家设备测试结果离散性大、应用测试路面限制、测试效率低、设备笨重不便和测定精度较低且再现性差等。
3.3 手推式（步行式）平整度检测仪
目前在我国路面平整度检测仪的应用中，大多先进的技术主要应用于高等级的公路上，而城市中道路的平整度检测技术仍停留在三米直尺或八轮仪检测的技术上。事实上自动化手推式（步行式）完全可应用于城市道路的路面平整度检测，其主要原因是其体积小，自动化程度高，搬运方便，操作灵活，启动和停止方便，不受其它交通的影响。主要在竣工验收和采集平整度数据上应用。
3.4 激光路面平整度测试仪
激光平整度测试仪是当今国内使用的一种先进平整度测试设备，也被称为激光路面断面测试仪。这种设备是将激光传感器、加速度计、陀螺仪和数据采集和处理系统安装在车辆上，在车辆行驶中直接获取路面信息，通过数据处理得出测试结果又叫激光平整度测试车。激光平整度测试车是非接触式平整度测试设备，克服了一些缺点，如3m直尺测试进度较慢、精度不高和测试技术人员工作量大；连续式平整度仪的测试效率低、设备笨重不便和测定精度较低且再现性差等。
激光平整度测试车是利用发射装置发出激光到形状变化的路面所行走光程不同来测定路面平整度。最初要进行仪器标定，过程可以通过配套软件来完成。经标定好的测试车，在启动系统处理器后，可以输入其他所需参数，然后可以进行测试。在测试车行驶过程中，间隔固定距离自动采集一次数据并传输到数据分析系统处理，结果可显示或打印成平整度指数IRI等。
测试全过程均由程序自动控制，行车速度高，对高速公路大面积快速质量检测评定具有实际意义。
4 响应类―车载式颠簸累积仪法
载有车载式颠簸累积仪的车辆在路面上通行时，对仪器测量车的后轴与车厢之间距离变化，测量单向位移累积值VBI作为平整度表示方法。组成包括：传感器、安装底板、数据处理器和微型打印机。行车速度和机械系统的震动特性影响位移累积值，所以车载式颠簸累积仪检测结果与两因素有关。因此日常必须对车辆做好保养；检测时要严格控制车速并按规定进行标定，以确保检测结果的稳定性。使用车载式颠簸累积仪获得的VBI和连续式平整仪获得 值是不同的。国际公认的是IRI，其他的指数对路面平整度进行评定时，需要同IRI建立关系。如现在使用的VBI和 就可以通过标定建立关系后对平整度进行评价。
本方法适于测定路面的平整度，确定路面的施工质量和为道路管理部门评价道路运行期的行车舒适性。但不适用于路面损毁严重的平整度测定。
5 结语
随着公路的建设和后期养护项目的增多，对公路的行车安全和服务质量的要求不断提高，沿用的和新型平整度测试方法能够很好的满足不同阶段的需要。在使用时要结合实际情况，合理选择，在达到测试要求的同时具有省时和经济的效果。
参考文献：
随着现代科技进步,自动化得到了越来越广泛的应用,自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。为了保证生产过程安全、可靠的运行,要随时对生产过程中使用的仪表进行维护和校准。传统的将生产过程中使用的仪表拿回实验室进行校准的方法已不能满足生产的要求,取而代之的是在现场直接对仪表进行校准。
影响设备精度的一大重要因素就是工作温度,因此,系统的冷却和散热就显得尤为的重要,良好的冷却效果不仅能够保证机箱和其中模块的稳定工作,更能提升相应板卡和电源的平均故障时间间隔(MTBF)参数。一些专业的测量总线标准,如PXI总线,在冷却和散热方面进行了严格的规范,包括对机箱中散热气流方向的定义、以槽为单位进行散热等确保系统在正常的工作温度下完成测量任务。
自动化检测仪表是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成:①传感器,利用各种信号检测被测模拟量;②变送器,将传感器所测量的模拟信号转变为4～20mA的电流信号,并送到可编程序控制器(PLC)中;③显示器,将测量结果直观地显示出来,提供结果。这三个部分有机地结合在一起,缺少其中的任何一部分,则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点,在工业生产中得到了广泛的应用,而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口,更是自动化控制系统中重要的部分,被称为自动化控制系统的眼睛。
校准的一般步骤是:预热仪器(包括被校仪器以及标准源);设置仪器的状态,进行测量记录数据;数据结果判定并给出结论;自动形成校准证书和原始记录。
自动化校准系统的具体实现过程首先,标准源和数字多用表按照要求开机预热,连接硬件设备(GPIB卡、488电缆等),硬件连接完成后,启动计算机,搜寻整个测试系统的物理地址分配情况,根据搜索到的各个仪器地址,在校准软件运行时,设置正确的地址配置。①初始化设置模块。双击相应的自动化校准程序图标,系统启动,进入测试系统主界面,主界面的风格以简捷实用为主,左侧是各功能按钮。首先进入的是初始化设置模块。初始化模块要设置被测试设备的校准项目,设置被校仪器和标准源的GPIB地址,选择是否是首次测试,此功能的目的是为了保存测量的数据,防止意外发生使测量数据丢失,需要重新进行测试。选择中英文语言,选择校准、检定,选择被测试设备的名称。初始化设置就完成了。②数据采集动态显示模块。该模块的主要功能包括:初始化仪器、设置仪器的状态、测量数值、数据位数控制、动态显示数据、数据结果判定、数据保存等。自动化数据采集过程是完全模拟人工测量过程进行测量的。仪器的初始化配置以及量程、显示位数、精度、采样数率、采样时间、测量值、功能选择等模块从NI网站上下载,程序员也可以根据仪器编程说明书提供的SCPI语言命令编写相应的模块。本模块中的数据显示位数、数据量程、上下限等都是根据测试计量对仪器的要求而自动生成的,数据结果判定也是自动完成的。程序把那些不合格的数据用红色的字体显示,使计量员在测量结束后容易发现这些数据不合格。数据采集动态显示模块的前面板。③证书和原始记录生成模块。自动生成证书和原始记录,给计量员的工作带来极大的便利,而且消除了人为操作易产生的出错,解放了劳动力。计量员只需在证书生成模块的前面板输入相关的仪器信息和校准信息,校准项目,选择相应的证书摸板,程序即可自动生成相应的校准证书和原始记录。证书模块的前面板。
1自动化检测仪表在污水处理中的应用
随着科学技术的发展,自动化检测技术也得到了很大的发展,自动化检测仪表在污水处理中也得到广泛的应用,使污水处理厂不仅节约了大量的人力、物力,更重要的是可以及时对工艺进行调整。
南宁市琅东污水处理厂工程1993年底立项,1997年11月27日正式开工建设;1999年9月28日通水试运行,2000年2月满负荷正常运转。南宁市琅东污水处理厂,一期工程设计一级污水处理能力24万m3/d,二级污水处理能力10万m3/d。设计服务范围30.5km2,规划服务人口34.3万人。经过琅东污水处理厂净化后的清洁水,一部分直接排入竹排冲,一部分用于南湖回灌水,以改善南湖的水污染问题。南宁市琅东污水处理厂全套引进国外最先进的水处理工艺设备,采用二级生物处理工艺的传统活性污泥法,并针对南宁市污水水质污染物浓度低的特点,在其核心部分--曝气的工艺中采用OOC工艺。该工艺具有能耗低、运行费用少、出水水质好、管理简便、运行稳定等优点。从厂外污水干管收集到琅东污水处理厂的污水,首先进行预处理。在进水泵房经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台大型污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在曝气沉砂池去除污水中的砂粒和油类;然后进入计量槽,计量污水处理量。预处理后的污水在初沉池进行一级处理,去除约30%的有机物;初沉池出水进入二级处理,先在生物处理工艺的核心部分--曝气池,进行生物降解有机物;曝气池的混合液输送到二沉池进行沉淀,泥水分离。上层澄清液作为净化后的清洁排放水;沉淀下来的污泥一部分回流曝气池后再生利用,一部分作为剩余污泥回流到初沉池。初沉池的污泥用泵输送到污泥浓缩池,通过污泥处理系统进一步浓缩,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼。
1.1超声波液位计、液位差计、流量计
1.1.1格栅运行控制。粗格栅、细格栅各安装了1台超声波液位差计,通过格栅前后的液位差来反映格栅阻塞程度,并传输到PLC控制器,进行分析计算。当液位差超过预设的数值,控制格栅运行,清除垃圾,保障正常过水,且合理的减少了设备磨损。
1.1.2提升泵运行控制。为实现进水提升泵的自动控制,在进水泵井处安装了2台超声波液位计,用以测量泵井的水位,实时传输到PLC控制器及上位机,进行系统分析。根据测量值对应控制程序,自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行状态,减少设备疲劳;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。
1.1.3流量及处理量实时监测。对于污水处理厂的运行管理,水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量,对工艺控制及提高污水厂抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。传统的水量测量采用堰板或文丘里流量槽等,都存在着不能实时监测、实时显示的缺点。琅东污水处理厂计量槽采用超声波流量计结合文丘里槽,能在现场和上位机实时显示流量及累计处理量,达到了准确计量处理水量,以及为运行管理提供实时流量的目的。
1.2溶解氧计、氧化还原电位计、污泥浓度计
1.2.1曝气池溶解氧控制。南宁市琅东污水处理厂采用的是传统活性污泥法的OOC改良工艺在4个圆型曝气池内圈好氧区,分别安装了测量范围是0.05～10mg/L的溶解氧计,实时监控溶解氧浓度,传输到PLC及上位机。当实测浓度小于设定浓度时,自动控制系统启动鼓风机,给曝气池充氧;相反地,当氧气充足时,就会停止运行鼓风机。通过溶解氧计控制鼓风机可以精确地根据好氧菌群对溶解氧的需求控制鼓风机的启动和停止,在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗,保护了设备,增强了好氧菌群的分解能力。
1.2.2曝气池好氧段与缺氧段的控制。在每个曝气池的外圈的好氧区与缺氧区的临界面都安装了测量范围是-500～500mV的氧化还原电位计,通过测量的氧化还原电位可以控制鼓风机的高速运行,给外圈供氧,形成强好氧曝气阶段和缺氧阶段的交替,进而提高处理工艺中除磷脱氮的能力。如果没有安装氧化还原电位计。那么鼓风机的运行只能通过时间控制,这样一来就会明显降低除磷脱氮的效果。
1.2.3曝气池污泥浓度控制。曝气池的污泥浓度是一个重要工艺参数。在传统的污水处理厂,污泥浓度依靠实验室使用旧的试验方法进行监测,在数据提供的及时性和精确性上,存在很大的缺陷。难以及时进行回流污泥和剩余污泥量的工艺调整,就造成时间上和准确度上的误差。南宁市琅东污水处理厂在每个曝气池上都安装了一个测量范围是为0.5～10g/L在线污泥浓度测量计,很好地解决了这个问题。安装污泥浓度计可以随时根据精确测量的污泥浓度,适时地调整曝气池的工艺,同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。
1.3电磁流量计、气体流量计:
在回流污泥管道和剩余污泥管道中南宁市琅东污水处理厂安装了5台测量范围是0～1200m3/h的电磁流量计测量回流污泥和剩余污泥的流量。安装流量计后,值班人员可以根据显示的流量是否正确,从而判断回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常,解决了潜水泵无法简单判断工作是否正常的难题,而且电磁流量计还具有安装方便,维护简单的特点。
鼓风机与曝气池间的空气管道上直接安装的4台测量范围0～4000m3/h(标准状况)的气体流量计。气体流量计的安装可以使值班人员随时了解鼓风机向曝气池提供气体的量。
1.4经验
1.4.1保持自动化检测仪表传感器的清洁。定期专人清洗探头,保证数据采集准确性。因为仪表在污水环境中工作,所以仪表的清洁工作就显得尤为重要,特别是直接与污水接触的溶解氧计、氧化还原电位计及污泥浓度测量计等分析仪表,为了保证仪表的正常工作,我们定期由专人清洗,每7天就全面清洗1次仪表,清洗时要求使用柔软的材料,以免损坏仪表。
1.4.2定期校正各种仪表。仪表在长期运行过程中难免会产生测量误差,这就需要定期校正,以保证仪表测量的准确性,对分析仪表我们制订了每两月定期校正1次;而且要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目,并与现场仪表监测结果比较,如果偏差太大,那么应适时对仪表进行校正,确保准确。
1.4.3保证仪表供电电压的稳定性,延长仪表的使用寿命。瞬间的高电压冲击往往使仪表很容易烧坏。南宁市琅东污水处理厂运行过程中,就发生了多次因供电电压不稳定,而使超声波液位差计和超声波液位计的变送器损坏,从而影响了自控系统的正常工作的情况。南宁市琅东污水处理厂正进行技术改造避免供电电压不稳定对仪表造成的损坏,降低运行成本,提高经济效益。
2自动化检测仪表在压力表校准方面的应用
特大型冶金制造企业各工序都是连续性衔接作业,往往造成许多现场压力仪表虽到检定周期,却由于不能停产也就不能从作业。压力仪表的工作原理是弹簧管在压力或真空作用下产生弹性变形引起管端位移,其位移通过机械传动机构进行放大后再传递给指示装置,可在刻有法定计量单位的分度盘上读出指针所指示的被测压力值或真空量值。
2.1在线校准预期
(1)目的:实施在线校准适应生产流程计量需求,降低外送检费用。
(2)校准仪表范围:本企业现场在用压力仪表。
(3)校准范围:0~100MPa
(4)校准对比准确度:1.5%~1.6%
(5)预期目标:实现在线压力仪表的受控、有效。
(6)校准方案种类:a.理想型校准比对;b.实用型校准比对。
2.2材料准备
(1)专用管道打孔器
(2)符合现场压力仪表准确度及量程的数块相应受控有效标准表。
(3)校准比对记录。
2.3在线校准比对方案
A.实用型对压力仪表的校准比对
(1)在同一管道上:在距拟被校准的现场压力仪表的适当范围内,用专用管道打孔器引出导压管路,在导压管路中间安置一截止阀(截止阀处于关闭状态),截止阀后的接口处安装压力变送器与拟被校准仪表同规格的受控有效标准压力表。
(2)缓慢开启截止阀至全开,待管道内流体介质充分进入标准表内数分钟后,分别读取两块表的指示值。
(3)填写校准比对记录。
B.理想型对压力仪表的校准比对
自制一台流动简易“压力校验台”。
(1)在流体介质管道上,关闭在用(即拟被校准)的现场压力仪表的“截止阀1”(该截止阀处于关闭状态)。
(2)在截止阀后适当延长导压管路。
(3)在延长导压管路上安装一只三通。
(4)三通的直管口的接口处安装在用的指示为零的压力仪表。
(5)三通的丁字管口的接口处新安装“截止阀2”(该截止阀也处于关闭状态)。
(6)在“截止阀2”后接压力“专用校验管”至简易流动“压力校验台”上预置的“专用校验管接口”。
(7)“压力校验台”上还预置有受控、有效的相应型号规格的标准压力表。
(8)检查无遗漏后,逐一缓慢开启截止阀1、截止阀2至全开;数分钟后,分别读取两块表的指示值。
(9)填写校准比对记录。
2.4经验:
认真做好巡回检查工作仪表工一般都有自己所辖仪表的巡检范围,根据所辖仪表分布情况,选定最佳巡检路线,每天至少巡检两次。巡回检查时,要关闭气源,并松开过滤器减压阀接头。拆卸环室孔板时,注意孔板方向,一是检查以前是否有装反,二是为了再安装时正确。由于直管段的要求,工艺管道支架可能少,要防止工艺管道一端下沉,给安装孔板环室带来困难。拆卸的仪表其位号要放在明显处,安装时对号入座,防止同类仪表由于量程不同安装混淆,造成仪表故障;带有联锁的仪表,切换置手动然后再拆卸;仪表一次开车成功或开车顺利,说明仪表检修质量高,开车准备工作做得好。反之,仪表工就会在工艺开车过程中手忙脚乱,有的难以应付,甚至直接影响工艺生产。
3建议
3.1发展趋势
(1)结构日趋简洁,从当前发展最快的3种流量仪表(电磁、超声、科氏)来看,机械结构都十分简洁,管道内既无转动件,又无节流件。
(2)功能力求完善,随着微电子、计算机、通信技术的飞速发展,流量仪表的功能日益完善、多样,不少机械部分难以解决的问题,依靠电子软件则迎刃而解,如Krohne的智能电磁流量计,不少超声流量计不仅可测流量,还可测流体密度、组分、热能等等。
(3)安装日益简便,工业自动化程度越高,用户越欢迎采用安装维护简便的产品,这也是插入式,外夹式仪表日益畅销的原因。
3.2国产化刻不容缓:
据了解,我国近年来进口仪器仪表约130亿美元,出口约30亿美元(多为低附加值的电工仪表、家用水表、气表),国内大型工程选用国外仪表占2/3,而其价格为国产5~10倍,我国大型流量仪表企业主要依靠国外技术,缺乏拥有自主知识产权意识,创新乏力;自动化仪表国产化刻不容缓!
3.3品种多,选用要实事求是:
流量仪表品种、类型较多,正确选用并非易事,建议:
(1)不要轻信厂商宣传,厂商为利所图,往往对仪表的技术指标夸大其词,选用时要理性分析这些参数的依据,有无检验证明。
(2)按需选取,勿追求高指标,如不是用于商务计量,贸易核算,准确度要求可以降低,如工控系统的某些场合,检测、监控仪表的重复性、可靠性好就可以了。
(3)全面考虑经济指标,仪表的经济性并非限于一次购买费用,还要考虑安装维修(停产损失),是否节能(长期运行费)等因素。
4自动化测试系统的设计挑战
测试管理人员和工程师们为了保证交付到客户手中的产品质量和可靠性,在各种应用领域(从设计验证,经终端产品测试,到设备维修诊断)都采用自动化测试系统。他们使用自动测试系统执行简单的“通过”或“失败”测试,或者通过它执行一整套的产品特性测试。由于设计周期后期产品瑕疵检测的成本呈上升趋势,自动化测试系统迅速地成为产品开发流程中一个重要的部分。这篇“设计下一代自动化测试”的文章描述了一些迫使工程团队减少测试成本和时间的挑战。这篇文章还深刻地洞察了测试管理人员和工程师们如何通过建立模块化软件定义型测试系统来克服这些挑战。这种测试系统在减少总体成本的同时,显著地增加了测试系统的吞吐量和灵活性。
如今的测试工程师们面临着一系列新的压力。他们所面临的产品设计比前几代更为复杂;为了保持竞争力并满足客户要求,开发周期要求越来越短;产品测试成本越来越高,而预算越来越少。
4.1不断提高的设计复杂性:如今,测试测量的最明显趋势是器件复杂性不断增加。例如,消费电子、通信和半导体工业持续要求将数字图象/视频、高保真音频、无线通信和因特网互联性集成到一个单独产品中。甚至在汽车中都集成了复杂的汽车娱乐和信息系统、安全和早期预警系统,以及车身和发动机上的控制电子装备。测试系统的设计不仅需要足够灵活地支持对不同产品模型进行广泛的测试,还需要能够进行升级以提供新测试功能所需的更多测试点。
4.2更短的产品开发周期:
关键词 自动测试系统；PXI总线；VXI总线
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0045-03
国外军用ATS（自动测试系统）先后经历了专用化、模块化和通用化3个发展阶段，技术趋于成熟。近年来，美军又针对ATS通用化过程中出现的开发维护费用昂贵、商业化水平低、军种间互操作性差等问题，提出了下一代自动测试系统（NxTest ATS）的研制思想，进一步规范了军用ATS的研制的发展方向。
我军ATS经过从仿制到自行研发的过程，通过不断引入国外先进的测试理念和软件开发环境，自动测试系统技术亦有极大发展。目前多个兵种都在研究测试系统的通用性问题，采用通用自动测试系统的技术正在成为军用测试领域的热点。通用测试平台综合化程度更高，仪器设备数量众多，如何减少系统体积、重量及成本是一个急需解决的重要问题。
20世纪90年代初期，工业界推出VXI总线模块化仪器，便得到美军的大力支持，被各军兵种采用。经过几十年发展，以其开放的系统环境，模块化设计，紧凑的机械结构，良好的电磁兼容性及可靠性等优点满足了工业及军用领域对测试测量的需求，至今是组建军用ATS的首选。目前我国军用ATS大多采用VXI加GPIB或LXI台式仪器的混合总线形式。
PXI结合PCI的电气总线特性与CPCI的坚固性、模块化及机械封装等特征，将台式PC的性能价格比优势与PCI总线面向仪器领域的扩展完美的结合起来。PXI相比VXI具有成本低、体积与重量小、速度快等优势。本文提出以PXI模块仪器取代VXI模块仪器和部分台式仪器的思路，减小ATS体积、重量及成本。
1 ATS基本架构
ATS能对被测设备自动进行测量、故障诊断、数据处理、存储，并以适当方式显示或输出结果。ATS一般由两大部分组成：一是通用测试平台，二是测试程序集（TPS）。如图1所示。
通用测试平台包括硬件平台和软件平台两部分。硬件平台一般由测试控制计算机、仪器资源和接口装置等组成。软件平台一般由操作系统、资源配置与管理软件、信号处理软件、测试程序生成软件、数据库及数据库管理软件、系统管理软件等组成。
TPS由可更换接口适配器、测试电缆和测试程序（TP）组成。一套自动测试系统通常配置数个或数十个TPS，可通过增加TPS进行扩展升级，实现更多被测设备的测试。
在测试控制计算机运行测试程序（TP），通过总线控制模块化仪器、通用台式仪器和专用测试设备，输出激励信号并测量被测设备响应，判断其功能、性能是否正常。利用通用接口适配器、射频适配器、可更换接口适配器及测试电缆，实现测试系统与被测设备的电气互连。
2 PXI发展与现状
2.1 国外情况
从1997年NI提出PXI概念，到1998年PXI作为工业标准正式推向市场，时至今日已有68家PXI系统联盟（PXISA）成员开发并推出了数千余种模块，PXI作为一种开放的技术标准经历了一个由市场培育到广泛应用的快速发展过程。从2000年到2004年，PXI产品的年均累计增长指数（CAGR）为37%，NI更以平均每周推出一个PXI新模块的速度发展。
PXI总线技术发展至今已较为成熟，以NI、Agilent、Aeroflex、Pickering和GE等公司为首的国际仪器和测试设备及模块制造商针对各种的应用需求开发出了涵盖数据采集、总线通信、仪器控制、无线通信和微波测试等各种应用领域的一系列的PXI模块化产品（仅美国NI公司目前的PXI产品种类高达400余种，衍生产品更多达上千种），高端产品逐步向PXI-E总线过渡，以提供更高的总线带宽和通信速率。
随着无线通信的广泛应用，针对2G（GSM和CDMA）/3G（CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA）/4G（LTE、WiMax）、蓝牙、WI-FI等测试和空间频谱信号监测等测试应用需求，NI、Agilent和Aeroflex等公司推出了多种类型的PXI矢量信号发生器和矢量信号分析仪，代表产品主要有NI公司的NI5673和NI5663，Agilent公司的N9381A和N9392A，Aeroflex公司的3050系列矢量信号发生器等，这些产品都充分运用了软件无线电技术，并采用了通用的I/Q数字基带设计。
这些模块工作频率主要集中民用测试最集中的3GHz和6GHz频段，均具有较强的矢量信号分析处理能力，并针对各种通信协议测试需求开发了配套的测试软件包，以选件的形式销售。在相同硬件模块的基础上，用户选用和加载不同的测试软件包可以完成对应通信体制的协议符合性测试和信号特征参数测量，体现了良好的升级扩展性。
这些模块中，综合性能最优异的是Agilent公司的N9392A型矢量信号分析仪。该模块采用PXI-E总线，由衰减/预选器、下变频器、频综和中频数字化仪等5个子模块组成，在8槽宽度下实现了26.5GHz的频率覆盖范围，信号分析带宽高达100MHz，同时该模块可直接兼容Agilent 89600矢量信号分析软件，可以完成70多种信号标准和调制类型的测试，可完成EVM、CCDF、星座图、频谱模板、眼图、相位轨迹图的分析和测试。
据调研，过去几年中我国从多个领域大量进口了NI公司的PXI射频模块，主要包含3GHz和6GHz频段的矢量信号发生器和分析仪模块，并广泛应用到通信、科研、频谱监测和军事维保测试等多个领域。其中，在军用测试和空间电磁频谱监测领域主要使用的是其3GHz频段的PXI矢量信号发生器和分析仪（型号分别为：NI PXI-5670和NI PXI-5660）；后来随着军用保障装备国产化要求的日益加强，2010年后推出的6GHz频段产品多数应用到了民用无线通信测试等领域，但随着WI-FI应用前景的看好和生产量的急剧增大，产线测试需求缺口较大，对6GHz频段PXI矢量信号发生器和分析仪模块的进口量呈大幅上升趋势，目前NI和Aeroflex公司成为PXI模块级需求的主要供货商。
2.2 国内情况
国内PXI总线产品研发大多遵循两种发展思路，一种是根据国内的特殊应用需求（比如较高的环境适应性）而研制的专用PXI模块，这类产品大多应用于军事装备的维护和维修测试中，以促进保障装备的国产化进程建设，为我军现代化装备提供从现场级到基地级的综合化保障。第二种发展模式是仿效NI等国外知名公司的发展思路，在分析其产品系列和类型划分的基础上，设定相类似的功用和性能参数，以指导PXI通用产品的研制。目前各公司均推出了各种类型的通用产品，随着产品型号和系列的日趋完善，国内产品以更高的性价比和更快捷、周到的服务与国外产品展开竞争，在工业生产、民用航空和科研测试等领域逐步替代国外同类型产品，并呈现出较好的市场发展前景。
经过10余年的发展，国内PXI产品研制技术已取得较大成绩，以中电41所、天奥测控、航天测控和华瑞达等单位为主要代表的PXI测试测控设备制造商陆续推出了各种类型的PXI系列化产品，包含数据采集、矩正开关、串口通信、数字多用表、数字示波器、射频开关、射频信号源和频谱分析仪等模块。其中，以无线通信和射频测试为主要应用背景的PXI射频/微波模块（信号源和分析仪等）近年来发展较快。各单位相继推出了自主研制的各型射频模块，详见表1。
表1 国内主要厂商PXI射频模块统计表
模块类型 产品名称 工作频段 生产厂商 总线类型
射频信号源 SC58481 250kHz～3GHz 天奥测控 PXI
SC58482 250kHz～6GHz 天奥测控 PXI
频谱分析仪 AV6952 250kHz～3GHz 中电41所 PXI
SC58560 250kHz～3GHz 天奥测控 PXI
SC58562 250kHz～6GHz 天奥测控 PXI
表1中所列PXI射频模块涵盖应用量较大的3GHz和6GHz频段，在工作频率和主要射频参数指标等方面与国外产品基本一致；存在本质区别的是：国外主流产品大多采用了矢量信号技术，不仅能产生和分析各种信号带宽和调制率的数字信号，完成矢量信号的各种分析和测试；而且在信号带宽和时延得到保证的前提下，所采用的通用IQ基带处理架构，理论上可以实现任意制式信号的激励产生和接收分析，将极大提高产品的适应性和通用性，有利于用户针对特殊体制（如：为提高通信安全性而自主开发的通信体制）信号的测试和二次开发。而国内现有的PXI射频测试模块没有采用矢量信号分析架构设计，仅具有针对模拟信号的调制和分析能力，在应用面上和灵活性上存在较大局限。
天奥测控研制的矢量信号发生器和分析仪模块参照国外Agilent和NI等公司产品的组成原理和指标体系，以我军装备保障的实用化需求为背景，提升模块在环境适应性等战术指标上的性能，设计通用的IQ基带电路，开发具有通用数字调制和分析能力的矢量信号发生器和矢量信号分析仪模块，完成模块的自主设计和国产化研制，并为研制其它通用测试保障设备奠定基础。
3 PXI平台的优点
十六年的开发历程证明，PXI充分适应了市场应用的趋势，目前主要集中在测量、数据采集、过程控制与工厂自动化等方面，应用遍及军工、汽车测试、半导体测试、功能性测试、航空设备测试等诸多领域。
就应用而言，PXI产品的类型应有尽有，如模拟I/O、边界扫描、总线接口和通信、载波产品、机箱、控制器、数字I/O、数字信号处理、功能测试和诊断、图像采集、仪器、运动控制、原型板卡、收发器互连设备、交换、定时I/O等，不胜枚举。这些已经基本上覆盖了传统仪器领域的产品。
PXI平台具有以下优点：
1）体积小、重量轻；
2）成本低；
3）速度快，总线带宽达132Mb/s（VME为40Mb/s）；
4）基于PC技术，易于兼容其他总线仪器，如VXI/VME、GPIB、LAN、串口等；
5）开放式工业标准，超过70家厂商支持；
6）超过1500种产品可供选择。
PXI平台与其他仪器平台主要指标、参数对比如表2所示。
4 PXI在ATS中的应用
某通信系统ATS以PXI零槽控制器（计算机）为中心，配有必要的通用/专用激励测试模块、标准仪器、专用设备。它针对不同的被测对象UUT，配置接口适配器，在测试软件控制下完成各种检测维护任务。
ATS主要组成为：
1）PXI平台：机箱、零槽控制器、模块化仪器；
2）一体化键盘显示器；
3）台式仪器（矢量网络分析仪）；
4）程控电源；
5）电源控制箱；
6）通信综合激励器；
7）专用激励器；
8）接口适配器组件；
9）射频适配器。
系统原理如图2所示。
图2 ATS原理框图
ATS由交流220V 供电，利用电源控制箱监视并控制电源输出。PXI零槽控制器作为测试计算机，控制PXI模块化仪器、标准台式仪器、综合激励器、专用激励器和被测设备，完成自动测试。通过以太网控制的仪器设备有矢量网络分析仪、多路直流电源和大功率直流电源；RS232/485串口控制的设备有通信综合激励器、AIS激励器、音频接口激励器、短波激励器和卫通激励器；峰值/平均功率计通过USB总线控制。为保证平台的可扩展能力，配置两台PXI机箱，分别安装低频模块仪器和射频模块仪器。两台PXI机箱通过以太网和LAN控制器实现级联。
PXI模块化仪器主要用于通用低频信号的产生与测量，包括电压、电流、电阻的测量；离散量开关信号的产生；TTL数字信号的输入与输出；实现RS422、RS232、RS485串口通信和1553B总线通信；低频信号的频率、周期和脉宽等参数测量；低频周期信号的产生。
系统配置两块PXI射频模块仪器，RF信号源模块和RF信号分析模块。射频模块仪器用于输出被测设备所需标准射频信号，并测量被测设备输出射频信号的频率、功率、频谱和调制参数等指标。
大功率电源、多路程控电源为被测设备提供交流、直流电源。
通信综合激励器提供通信系统各设备专用激励信号，包括超短波抗干扰电台激励信号、敌我识别询问/应答信号、罗盘天线仿真信号和塔康激励信号等。通信综合激励器还具备音频信号信噪比测试功能，可用于电台灵敏度指标测试。
专用设备包括AIS激励器、音频接口激励器、短波激励器和卫通激励器，用于产生完成测试所需的非标信号。
ATS的仪器资源通过射频适配器和接口适配器进行分配。射频适配器内安装射频开关、耦合器、衰减器和延迟线等器件，由数字I/O控制完成通道切换、信号调理。接口适配器主要完成低频仪器资源的分配，以及相应信号的调理。
因大量采用模块化仪器，本系统配置的台式仪器只有一台矢量网络分析仪，用于驻波比和插入损耗等测试。
按照VXI模块化仪器加GPIB台式仪器的方式，搭建的通信系统ATS体积大约占8个军用组装箱。采用PXI模块化的设计思路，特别是采用国产PXI模块代替台式仪器和PXI零槽控制器代替工控机等措施，整个ATS仅占用4个军用组装箱，如图3所示，极大的减小了系统的体积、重量和成本。
图3 ATS结构外形图
5 结束语
采用PXI平台取代VXI平台，利用PXI模块化仪器代替进口台式仪器，减小了ATS体积、重量，提高国产化率，降低了采用国外仪器维修不便的风险，降低采购、使用和维护成本。同时能适应标准化、模块化、系列化、通用化的要求，满足我军用飞机维修保障测试需要。
参考文献
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