前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的光電檢測技術(shù)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
光電檢測技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)[1]。它主要利用電子技術(shù)對光學(xué)信號進(jìn)行檢測,并進(jìn)一步傳遞、儲存、控制、計算和顯示[2]。光電檢測技術(shù)從原理上講可以檢測一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過光學(xué)系統(tǒng)把待檢測的非電量信息變換成為便于接受的光學(xué)信息,然后用光電探測器件將光學(xué)信息量變換成電量,并進(jìn)一步經(jīng)過電路放大、處理,以達(dá)到電信號輸出的目的[3]。然后采用電子學(xué)、信息論、計算機(jī)及物理學(xué)等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律,以便于進(jìn)行相應(yīng)的電路改進(jìn),更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點(diǎn)與相關(guān)性,從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號檢測的目的是從強(qiáng)噪聲中提取有用信號,同時提高檢測系統(tǒng)輸出信號的信噪比。
1 光電檢測電路的基本構(gòu)成
光電探測器所接收到的信號一般都非常微弱,而且光探測器輸出的信號往往被深埋在噪聲之中,因此,要對這樣的微弱信號進(jìn)行處理,一般都要先進(jìn)行預(yù)處理,以將大部分噪聲濾除掉,并將微弱信號放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣,就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測信號。其光電檢測模塊的組成框圖如圖1所示。
2 光電二極管的工作模式與等效模型
2.1 光電二極管的工作模式
光電二極管一般有兩種模式工作:零偏置工作和反偏置工作,圖2所示是光電二極管的兩種模式的偏置電路。圖中,在光伏模式時,光電二極管可非常精確的線性工作;而在光導(dǎo)模式時,光電二極管可實(shí)現(xiàn)較高的切換速度,但要犧牲一定的線性。事實(shí)上,在反偏置條件下,即使無光照,仍有一個很小的電流(叫做暗電流或無照電流1。而在零偏置時則沒有暗電流,這時二極管的噪聲基本上是分路電阻的熱噪聲;在反偏置時,由于導(dǎo)電產(chǎn)生的散粒噪聲成為附加的噪聲源。因此,在設(shè)計光電二極管電路的過程中,通常是針對光伏或光導(dǎo)兩種模式之一進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計,而不是對兩種模式都進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計[4]。
一般來說,在光電精密測量中,被測信號都比較微弱,因此,暗電流的影響一般都非常明顯。本設(shè)計由于所討論的待檢測信號也是十分微弱的信號,所以,盡量避免噪聲干擾是首要任務(wù),所以,設(shè)計時采用光伏模式。
2.2 光電二極管的等效電路模型
工作于光伏方式下的光電二極管的工作模型如圖3所示,它包含一個被輻射光激發(fā)的電流源、一個理想的二極管、結(jié)電容和寄生串聯(lián)及并聯(lián)電阻。圖中,IL為二極管的漏電流;ISC為二極管的電流;RPD為寄生電阻;CPD為光電二極管的寄生電容;ePD為噪聲源;Rs為串聯(lián)電阻。
由于工作于該光伏方式下的光電二極管上沒有壓降,故為零偏置。在這種方式中,影響電路性能的關(guān)鍵寄生元件為CPD和RPD,它們將影響光檢測電路的頻率穩(wěn)定性和噪聲性能。CPD是由光電二極管的P型和N型材料間的耗盡層寬度產(chǎn)生的。耗盡層越窄,結(jié)電容的值越大。相反,較寬的耗盡層(如PIN光電二極管)會表現(xiàn)出較寬的頻譜響應(yīng)。硅二極管結(jié)電容的數(shù)值范圍大約在20或25pF到幾千pF以上。而光電二極管的寄生電阻RPD(也稱作"分流"電阻或"暗"電阻),則與光電二極管的偏置有關(guān)。
與光伏電壓方式相反,光導(dǎo)方式中的光電二極管則有一個反向偏置電壓加至光傳感元件的兩端。當(dāng)此電壓加至光檢測器件時,耗盡層的寬度會增加,從而大幅度地減小寄生電容CPD的值。寄生電容值的減小有利于高速工作,然而,線性度和失調(diào)誤差尚未最優(yōu)化。這個問題的折衷設(shè)計將增加二極管的漏電流IL和線性誤差。
3 電路設(shè)計
3.1 主放大器設(shè)計
眾多需要檢瀏的微弱光信號通常都是通過各種傳感器來進(jìn)行非電量的轉(zhuǎn)換,從而使檢測對象轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?電流或電壓)。由于所測對象本身為微弱量,同時受各種不同傳感器靈敏度的限制,因而所得到的電量自然是小信號,一般不能直接用于采樣處理。本設(shè)計中的光電二極管前置放大電路主要起到電流轉(zhuǎn)電壓的作用,但后續(xù)電路一般為A/D轉(zhuǎn)換電路,所需電壓幅值一般為2 V。然而,即使是這樣,而輸出的電壓信號一般還需要繼續(xù)放大幾百倍,因此還需應(yīng)用主放大電路。其典型放大電路如圖4所示。
該主放大器的放大倍數(shù)為A=l+R2/R3,其中R2為反饋電阻。為了后續(xù)電路的正常工作,設(shè)計時需要設(shè)定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的輸出電壓。即有
3.2濾波器設(shè)計
為使電路設(shè)計簡潔并具有良好的信噪比,設(shè)計時還需要用帶通濾波器對信號進(jìn)行處理。為保證測量的精確性,本設(shè)計在前置放大電路之后加人二階帶通濾波電路,以除去有用信號頻帶以外的噪聲,包括環(huán)境噪聲及由前置放大器引人的噪聲。這里采用的有源帶通濾波器可選通某一頻段內(nèi)的信號,而抑制該頻段以外的信號。該濾波器的幅頻特性如圖5所示。圖5中,f1、f2分別為上下限截止頻率,f0為中心頻率,其頻帶寬度為:
B=f2-f1=f0/Q
式中,Q為品質(zhì)因數(shù),Q值越大,則隨著頻率的變化,增益衰減越快。這是因?yàn)橹行念l率一定時,Q值越大,所通過的頻帶越窄,濾波器的選擇性好。
本設(shè)計選用了去處放大器來進(jìn)行設(shè)計。
圖6所示的二階帶通濾波器是一種二階壓控電壓源(VCVS)帶通濾波器,其濾波電路采用有源濾波器完成,并由二階壓控電壓源(VCVS)低通濾波器和二階壓控電壓源高通濾波器串接組成帶通濾波器。
對于第一部分,即低通濾波器,系統(tǒng)要求的低通截止頻率為fc,其傳遞函數(shù)為:
第二部分為高通濾波器,系統(tǒng)要求的高通截止頻率為fc,其傳遞函數(shù)如下:
4 完整的檢測電路設(shè)計
關(guān)鍵詞:廣播電視監(jiān)測技術(shù);問題;優(yōu)化策略
廣播電視監(jiān)測技術(shù)的推廣應(yīng)用給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大便利,但也面臨著一系列技術(shù)問題,必須有專門的系統(tǒng)或技術(shù)監(jiān)測可能存在的故障,達(dá)到提前預(yù)防和事后處理的目的,從而保障整個系統(tǒng)或節(jié)目能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。由于目前廣播電視傳輸系統(tǒng)種類繁多,一旦出現(xiàn)故障,在排查過程中需要利用檢測技術(shù)才能提升排查效率。
1廣播電視監(jiān)測技術(shù)概述
隨著社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,廣播電視監(jiān)測臺在方便人們生產(chǎn)生活、確保廣播電視質(zhì)量等方面的作用愈加突出,這不僅與技術(shù)人員的努力付出具有密切關(guān)系,也是國家科技發(fā)展的重要體現(xiàn)。通常廣播電視監(jiān)測技術(shù)是在廣播電視使用原理的基礎(chǔ)上,監(jiān)測射頻控制的安全程度,通過一定的方式了解射頻監(jiān)測中的質(zhì)量情況與具體工作。首先,方向的測量。測向是廣播電視監(jiān)測技術(shù)中的重要思路和手段。通過測向能夠分析信號干擾段,從而得出是哪些儀器對信號產(chǎn)生干擾,以便做出檢修決策。其次,電場強(qiáng)度測量。廣播電視節(jié)目信號接收的優(yōu)劣往往取決于電場的強(qiáng)弱。在日常工作中,經(jīng)常出現(xiàn)因電場強(qiáng)度不夠?qū)е滦盘柦邮詹环€(wěn)等狀況,因此,做好電場強(qiáng)度測量,能了解某一范圍內(nèi)或某一地區(qū)內(nèi)的電場情況,對干擾場強(qiáng)、發(fā)射機(jī)覆蓋區(qū)域、接收地點(diǎn)信號的場強(qiáng)、地面電導(dǎo)系數(shù)、大氣噪聲、人為噪聲、電波傳播現(xiàn)象等進(jìn)行測量。最后,頻率的測量。了解射頻的一種重要方式就是測量頻率,這樣不僅可以掌握廣播電視節(jié)目播放信號的實(shí)際情況,還能對節(jié)目播出質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確反映,達(dá)到無線電廣播有效監(jiān)測的目的。
2廣播電視監(jiān)測技術(shù)中的問題分析
我國廣播電視監(jiān)測技術(shù)歷經(jīng)了較長發(fā)展時期,對廣播電視業(yè)務(wù)的普及和推廣具有積極作用,但目前我國的廣播電視監(jiān)測技術(shù)還存在一些問題,具體表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)。
2.1監(jiān)測技術(shù)的管理不足
上級部門對監(jiān)測技術(shù)部門的重視和管理將直接關(guān)系到該部門的發(fā)展,如監(jiān)測技術(shù)部門在廣播電視監(jiān)測工作中忽視監(jiān)測技術(shù),對現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)沒有及時更新升級,導(dǎo)致該技術(shù)長期處于零發(fā)展?fàn)顟B(tài),制約技術(shù)效果的發(fā)揮,不能很好地滿足廣播電視傳輸系統(tǒng)的要求[2]。此外,由于某些地區(qū)廣播電視監(jiān)測技術(shù)長期的管理缺失,對監(jiān)測技術(shù)的管理沒有進(jìn)行明確規(guī)定,不能準(zhǔn)確、及時處理故障和實(shí)施維修工作,這些都在很大程度上制約著廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。
2.2業(yè)務(wù)與設(shè)備的問題
廣播電視監(jiān)測工作離不開監(jiān)測設(shè)備,而我國大部分都去由于預(yù)算有限,許多監(jiān)測設(shè)備更新?lián)Q代嚴(yán)重脫節(jié),基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備較滯后,需要進(jìn)行改良和升級,這些都不利于廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。另外,我國設(shè)備較簡陋,涉及的監(jiān)測范圍相對有限,與現(xiàn)代化監(jiān)測發(fā)展的需求不相符,從而影響廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。受制于現(xiàn)有體制,廣播電視監(jiān)測技術(shù)依然停留于傳統(tǒng)水準(zhǔn),所以要積極打破現(xiàn)有體制,構(gòu)建科學(xué)系統(tǒng)的管理體制,加快廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展步伐。
2.3尚未形成網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測系統(tǒng)
現(xiàn)代化社會的進(jìn)步為各個領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造了良好條件,同時也提出了更高要求,只有加強(qiáng)地區(qū)業(yè)務(wù)或相關(guān)業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系,利用聯(lián)動式發(fā)展,才能為社會發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。廣播電視業(yè)務(wù)的發(fā)展亦是如此,然而,在實(shí)際中只注重廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展,而對各區(qū)域監(jiān)測系統(tǒng)間聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)加以忽視,特別是相鄰地區(qū)間監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展,無法達(dá)到有效溝通,更遑論監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)。除此之外,我國在廣播電視監(jiān)測技術(shù)發(fā)展過程中,各領(lǐng)域各自為戰(zhàn),融合目標(biāo)不明確,向心力不足,嚴(yán)重制約了廣播電視檢測技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。
3廣播電視監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)化策略
3.1加強(qiáng)監(jiān)測技術(shù)的管理
要想適當(dāng)優(yōu)化我國廣播電視的監(jiān)測技術(shù),必須做好監(jiān)測技術(shù)的管理工作,通過綜合、有效、全面的管理來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),具體要做到以下幾點(diǎn)。增強(qiáng)管理部門的管理權(quán)限,對其權(quán)限范圍進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)大,這是因?yàn)楣芾聿块T的權(quán)限一旦受限,則會阻礙廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。所以,政府部門應(yīng)適當(dāng)放權(quán)給管理部門,使其對監(jiān)測技術(shù)部門進(jìn)行專業(yè)化、全方位、有效的管理,促進(jìn)管理權(quán)限的提升,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展。專門成立資金組織來管理和服務(wù)廣播電視監(jiān)測技術(shù),如該技術(shù)的日常檢修和測評、研發(fā)與升級等一系列工作。明確管理部門的職能,要求各個地區(qū)設(shè)立廣播電視監(jiān)測技術(shù)的管理部門,對下屬部門進(jìn)行有效管理,明確各自的職責(zé),實(shí)現(xiàn)對接管理,全面推動技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。
3.2優(yōu)化監(jiān)測設(shè)備與技術(shù)
廣播電視監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)化屬于一項(xiàng)相對復(fù)雜的工作,業(yè)務(wù)范圍的擴(kuò)大和技術(shù)使用的適用范圍都需借助相應(yīng)方式,及時監(jiān)測不同頻段可能存在的干擾,有效處理所發(fā)現(xiàn)的問題,促進(jìn)信息傳輸質(zhì)量提升,更好地分析和監(jiān)測不同頻段信號間造成的影響,保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。另外,通過更新廣播電視監(jiān)測技術(shù),構(gòu)建切實(shí)可行的技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng),升級現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù),加強(qiáng)監(jiān)測技術(shù)之間的配合,形成有效的聯(lián)動機(jī)制,以此滿足廣播電視快速化發(fā)展的媒體傳播需求。當(dāng)然,實(shí)時升級和更新廣播電視監(jiān)測技術(shù)時,應(yīng)積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù),進(jìn)一步促進(jìn)廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。
3.3做好監(jiān)測技術(shù)的維護(hù)工作
對于廣播電視監(jiān)測技術(shù)來說,其具有一定的復(fù)雜性,一定程度上增加了維護(hù)難度。面對這一狀況,要求我們在維護(hù)過程中,加強(qiáng)對廣播電視檢測技術(shù)的學(xué)習(xí)和了解,同時對控制和監(jiān)測相關(guān)儀器設(shè)備進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和了解,如控播機(jī)、上載機(jī)、監(jiān)控儀等,有效避免設(shè)備儀器發(fā)生故障。同時,要仔細(xì)學(xué)習(xí)廣播電視監(jiān)測技術(shù)的相關(guān)注意事項(xiàng),積累經(jīng)驗(yàn),積極開設(shè)交流平臺傳授經(jīng)驗(yàn),調(diào)動工作人員的積極性,提高工作效率。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,廣播電視監(jiān)測技術(shù)的維護(hù)應(yīng)與時俱進(jìn),緊跟時展步伐,保障監(jiān)測技術(shù)質(zhì)量。
3.4加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)
要想實(shí)現(xiàn)廣播電視監(jiān)測技術(shù)的良性發(fā)展,廣播電視監(jiān)測部門必須緊跟廣播電視和時代的發(fā)展步伐,加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn),促進(jìn)其專業(yè)性提升。現(xiàn)階段,廣播電視監(jiān)測部門中的部分技術(shù)人員對廣播電視的實(shí)際情況不能進(jìn)行全面了解,無法很好地適應(yīng)監(jiān)測技術(shù)工作,所以要加強(qiáng)專業(yè)知識和專業(yè)技能的培訓(xùn),使技術(shù)人員熟悉掌握先進(jìn)科學(xué)的監(jiān)測技術(shù),實(shí)現(xiàn)廣播電視事業(yè)的良性發(fā)展。
4結(jié)語
廣播電視監(jiān)測技術(shù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,其發(fā)展經(jīng)歷了較長的時間,取得了良好成效,然而,在實(shí)際發(fā)展過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn),如監(jiān)測技術(shù)的管理問題、業(yè)務(wù)與設(shè)備的問題、尚未形成網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測系統(tǒng)等,導(dǎo)致廣播電視監(jiān)測技術(shù)的作用無法有效發(fā)揮,影響廣播電視事業(yè)的發(fā)展。針對這些問題,相關(guān)部門應(yīng)立足實(shí)際,加強(qiáng)監(jiān)測技術(shù)管理,優(yōu)化監(jiān)測設(shè)備與技術(shù),做好監(jiān)測技術(shù)的維護(hù)工作,強(qiáng)化技術(shù)人員的培訓(xùn),從而使廣播電視監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍,進(jìn)一步推動廣播電視監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]高晨光.廣播電視監(jiān)測技術(shù)中存在的問題及優(yōu)化策略[J].新聞研究導(dǎo)刊,2015(13):320,329.
[2]王春雨.廣播電視監(jiān)測技術(shù)的問題與建議[J].通訊世界,2015(24):38.
關(guān)鍵詞:音視頻數(shù)據(jù)傳輸 流媒體技術(shù)監(jiān)測系統(tǒng)
中圖分類號:TN948文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)03(A)-0000-00
1前言
如何實(shí)現(xiàn)在有限的回傳寬帶內(nèi),經(jīng)濟(jì)、高效地回傳包括音視頻數(shù)據(jù)在內(nèi)的各種監(jiān)測數(shù)據(jù),是監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過程中必須要解決的關(guān)鍵問題。
2廣播電視監(jiān)測網(wǎng)及流媒體簡介監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)的組成
監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在省級SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)上,采用兩層星狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):一級節(jié)點(diǎn)為監(jiān)測中心數(shù)據(jù)處理中心;二級節(jié)點(diǎn)為無人遙控監(jiān)測點(diǎn),作為會監(jiān)測點(diǎn)主要作用是聚合本省轄市的監(jiān)測業(yè)務(wù)量,向省局監(jiān)測中心傳輸。
2.1 流媒體技術(shù)特點(diǎn)
流媒體(Streaming Media)指采用流式傳輸方式在網(wǎng)絡(luò)播放的媒體格式,在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時順序地傳輸和播放音視頻等多媒體內(nèi)容的連續(xù)時基數(shù)據(jù)流,流媒體技術(shù)包括流媒體數(shù)據(jù)采集、音視頻編解碼、存儲、傳輸、播放等領(lǐng)域。流是相對于傳統(tǒng)的下載-回放(Download-Playback)方式而言的一種媒體格式,它能從網(wǎng)絡(luò)上獲取音頻和視頻等連續(xù)的多媒體流;流式傳輸則把多媒體信息通過服務(wù)器向用戶實(shí)時地提供,其優(yōu)點(diǎn)一方面大大地縮短了啟動延時,同時也降低了對緩存容量的需求,另一方面,又可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸。
2.2 流式傳輸?shù)姆绞?/p>
實(shí)現(xiàn)流式傳輸有兩種方法:順序流式傳輸(progressive streaming)和實(shí)時流式傳輸(Realtime streaming)。
2.2.1順序流式傳輸(progressive streaming)
順序流式傳輸,指順序下載,在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體,在給定時刻,用戶只能觀看已下載的那部分,而不能跳到還未下載的前頭部分,順序流式傳輸在傳輸期間不能根據(jù)用戶連接的速度進(jìn)行調(diào)整。順序流式傳輸比較適合高質(zhì)量的短片段,不適合長片段和有隨機(jī)訪問要求的視頻,它也不支持現(xiàn)場廣播,嚴(yán)格說來,它是一種點(diǎn)播技術(shù)。
2.2.2實(shí)時流式傳輸(Realtime streaming)
實(shí)時流式傳輸總是實(shí)時傳送,特別適合現(xiàn)場事件,也支持隨機(jī)訪問,用戶可快進(jìn)或后退以觀看前面或后面的內(nèi)容。實(shí)時流式傳輸必須配匹連接帶寬,這意味著在以調(diào)制解調(diào)器速度連接時圖象質(zhì)量較差。
在監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)中,實(shí)時音視頻數(shù)據(jù)的傳輸采用實(shí)時流式傳輸方式,自動錄像文件的回傳采用了順序流式傳輸方式。
3 流媒體技術(shù)在監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)音視頻數(shù)據(jù)傳輸中的解決方法
監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)中,音視頻數(shù)據(jù)傳輸量大,實(shí)時性強(qiáng),對數(shù)據(jù)安全性、可靠性、一致性、同步性要求高,監(jiān)測前端與省監(jiān)測分中心之間僅為2M帶寬的連接,而每路實(shí)時視頻流媒體傳輸占用帶寬為1~1.5M,如何滿足多個用戶同時向一個監(jiān)測前端請求流媒體視頻的需求,系統(tǒng)采用流媒體技術(shù)、流媒體無縫拼接技術(shù),以及支持應(yīng)用層多播協(xié)議的媒體網(wǎng)關(guān)解決了上述問題。
3.1流媒體技術(shù)
監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)的流媒體解決方案包括:視音頻信號的解調(diào)與采集、壓縮與存儲、傳輸與播放。
3.1.1音視頻數(shù)據(jù)的解調(diào)與采集
在監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)中,前端監(jiān)測設(shè)備放置于各電視播出運(yùn)營機(jī)構(gòu)的播出前端,播出前端給出的射頻信號經(jīng)過調(diào)整后,進(jìn)入監(jiān)測前端中的解調(diào)設(shè)備進(jìn)行解調(diào)。
3.1.2音視頻數(shù)據(jù)的壓縮與存儲
采集設(shè)備采集后的信號是未壓縮格式的,需要進(jìn)行壓縮后才能夠存儲、傳輸。監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)采用MPEG4格式將流媒體文件存儲在前端監(jiān)測主機(jī)。在錄制過程中保證存儲數(shù)據(jù)不丟失,錄像節(jié)目連續(xù),通過錄像文件的自動刪除程序,兩天以上的節(jié)目可以自動刪除,從而保證錄制的連續(xù)性。
3.1.3音視頻數(shù)據(jù)的傳輸與播放
監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)中,實(shí)時音視頻的傳輸采用直播方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前端監(jiān)測設(shè)備接收到省監(jiān)測中心發(fā)來的調(diào)度命令時,會立即啟動視頻采集、壓縮和直播服務(wù),并送直播流到監(jiān)測中心。音、視頻直播流輸出帶寬范圍為350Kbps到1Mbps??蛻舳耸褂梦④?MediaPlayer通用播放器播放流媒體。
3.2流媒體無縫拼接技術(shù)
采用傳統(tǒng)的共享方式觀看錄像,安全性差、各文件拼接時不能避免接縫、不能準(zhǔn)確定位錄像查詢時間。在監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)中對錄像文件采用順序流方式,通過監(jiān)測設(shè)備中的流媒體點(diǎn)播程序?qū)Χ鄠€錄像文件的查詢操作虛擬為對一個大錄像文件的操作,采用HTTP傳輸協(xié)議,將數(shù)據(jù)傳回,保證了數(shù)據(jù)的安全性、可以準(zhǔn)確定位錄像查詢時間,保證各文件間無接縫。為了支持錄像文件的流媒體傳輸,在Web Server上開發(fā)了錄像點(diǎn)播Filter程序,在后臺實(shí)現(xiàn)了各個錄像文件之間的剪切和拼接。
4結(jié)語
流媒體技術(shù)的應(yīng)用將為網(wǎng)絡(luò)信息交流帶來革命性的變化,對人們的工作和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。流媒體技術(shù)在電視監(jiān)測中的應(yīng)用中取得了很好的效果,具有便于網(wǎng)絡(luò)傳輸、查詢、存儲和節(jié)省存儲空間的特點(diǎn),特別是應(yīng)用層多播技術(shù)和多媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備的應(yīng)用,在監(jiān)測網(wǎng)的多用戶實(shí)時監(jiān)測過程中發(fā)揮了巨大作用。廣播電視監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)是流媒體技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的一個成功范例。隨著流媒體技術(shù)的日新月異和硬件產(chǎn)品的不斷研發(fā),在數(shù)字電視、移動電視等其他領(lǐng)域,如何利用流媒體技術(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測和監(jiān)管是值得我們探討的課題。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:短波廣播;電離層;軟件分析
中圖分類號:TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
短波廣播(SW)是指載波頻率在2.3―26.1兆赫茲頻段(HF)的廣播。短波廣播是一種遠(yuǎn)程收聽遠(yuǎn)距離的廣播,可以直接聽到世界各地的廣播訊息。經(jīng)過多年的發(fā)展,世界各地的短波廣播層出不窮,下文將對短波廣播的原理和電離層傳輸很軟件分析進(jìn)行介紹。
一、 短波廣播簡介
短波廣播是利用短波波段播送的廣播。由于穿透力強(qiáng),不易干擾,因而國際廣播通常都位于短波波段。具有高度戰(zhàn)略價值,至今仍被專家們普遍認(rèn)為是大規(guī)模全球傳送的唯一最有效途徑,且安全、便宜、快捷。短波廣播的應(yīng)用,起源于第二次世界大戰(zhàn)期間,由美國小羅斯??偨y(tǒng)任內(nèi)創(chuàng)辦的美國之音,在冷戰(zhàn)期間促使蘇聯(lián)解體。當(dāng)短波電臺發(fā)射時,既有向天上發(fā)射的天波,也有沿地平面?zhèn)鞑サ牡夭?。由于地波沿地平面?zhèn)鞑r易受地面障礙的影響,因此強(qiáng)度衰減很快,通常地波只能傳送到離發(fā)射臺較近的區(qū)域。
二、短波通過電離層進(jìn)行傳播
1 短波傳播可使用的頻率范圍
短波通過電離層進(jìn)行傳輸是指依靠電離層對電波的反射,但是并不是不全部的短波都能被反射,不同頻率的短波需要不同電子密度分布的電離層進(jìn)行反射,我們將某一特定電子密度分布的電離層所能反射的電磁波的最大頻率稱為最高可用頻率,最高可用頻率不是固定不變的,其會根據(jù)收發(fā)間距離的減小而變低。我們通常將在同一地點(diǎn)進(jìn)行收、發(fā)作業(yè)時,短波能夠被反射回來的最低頻率稱為電離層臨界頻率。當(dāng)短波的收、發(fā)間距離一定時,使用較低的頻率發(fā)射短波時,在接收點(diǎn)會收到有一定時延差的高、低角波;這一高低角波時延會隨著電磁波頻率的升高逐漸減小到零,高低角波重合;當(dāng)頻率再升高,則接收點(diǎn)落入跳距以內(nèi),完全收不到發(fā)射信號。我們在選用電磁波的頻率時應(yīng)當(dāng)引起足夠的注意,確定好可用電磁波的最大最小頻率范圍。電磁波在被電離層反射的過程中并不是無損反射的,其能量還是具有一定的損耗的,吸收大小通常與頻率平方成反比。當(dāng)電磁波的頻率較低,則信號電平因吸收增大而降低。
2傳輸模式
短波的傳輸可以分為地面波、天波和直接波三種傳播方式,其中通過天波傳是指經(jīng)過地面上空40~800km高度含有大量自由電子、離子的電離層的反射或折射后返回地面的電波傳輸方式。天波可以使用多種途徑完成從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的傳輸。短波天波是利用電離層能夠反射電磁波信號特性進(jìn)行傳播的,但是電離層并不是之某一固定的層級,其是分布在距地面50 公里到2 000 公里這一廣泛的距離,我們根據(jù)電離層中所含有的電子濃度不同。將電離層劃分為3層,分別是D層、E層和F層,其中D層在最底層,F(xiàn)層是最外層。在白天電子較為活躍時又可以將F層細(xì)分為F1層和F2層。短波通信主要是通過F2層來起作用的。在整個電離層中我們主要利用E層及F2層的反射完成短波的傳遞。當(dāng)短波通信的發(fā)射和接收機(jī)的位置確定后,選用不同的層進(jìn)行反射的最少跳數(shù)可以計算出來。當(dāng)需要建立起一條短波通信時,需要認(rèn)真選擇通信頻率,在給定距離和方向的路徑上,根據(jù)時間、地點(diǎn)的不同在一定的時間里只有一個有限的頻帶能夠使用,我們通常在使用短波通信時,需要提前準(zhǔn)備好幾種頻率以便可以在需要時進(jìn)行切換來供長時間通信時的頻帶切換,這些頻率都是在考慮了影響天波傳播的主要因素太陽黑子后確定下來的。
3短波廣播的頻率、覆蓋范圍和天線仰角三者之間的的關(guān)系
短波廣播的頻率、覆蓋范圍和天線仰角三者之間是相互關(guān)聯(lián)的:
(1)在我們將天線仰角固定時,增大電磁波的頻率,短波在電離層進(jìn)行反射的距離不斷升高,可接受的范圍不斷的增大,當(dāng)達(dá)到臨界值時,其覆蓋面積達(dá)到最大值,當(dāng)超過最大頻率時,短波就會超出電離層,無法進(jìn)行反射。
(2)當(dāng)頻率向MUF 升高,電磁波可能會使用F層來進(jìn)行反射,在這種情況下需要將天線的仰角抬高從而使短波能夠完成一定路徑的傳播。
(3) 當(dāng)對短波的傳輸頻率進(jìn)行固定時,天線的仰角越低,短波所能傳輸?shù)木嚯x就越遠(yuǎn),與之相反的是,天線發(fā)射的仰角越高,短波傳輸?shù)穆窂皆蕉蹋瓷涠滩ǖ碾婋x層位置也越高。
4短波信號的衰減
會引起衰減的因素眾多,例如發(fā)射天線的信號集中度不夠,信號有很大一部分散射掉了,從而使很多相位幅度都不同的傳輸模式。如果在接收的過程中,有多條信號相互干擾,將會對接收質(zhì)量造成很大的影響。當(dāng)短波傳輸時處于不同的時間段時,會由于電離層的不同而造成MUF 發(fā)生上下波動。
5 短波信號的噪聲
噪聲根據(jù)噪聲源的不同分為系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)外部,內(nèi)部噪聲由于產(chǎn)生的影響不大,一般都將其忽略,外部的噪聲多來自于自然界(大氣層和銀河系)或者是人類發(fā)出的信號造成的干擾,而雷暴由于會產(chǎn)生很高的電壓和導(dǎo)致電離層不穩(wěn)定從而對短波的影響很大。而來自于太空中的離子風(fēng)暴對短波的影響也很大,離子風(fēng)暴的沖擊對電離層的影響對短波傳輸造成影響。人類發(fā)明的電氣產(chǎn)品也在不斷的向外輻射著電磁信號,這些信號也和對短波的傳輸造成影響,這些噪聲往往是垂直極化的,因此我們可以使用選擇水平極化的天線來降低人為噪聲對天線傳輸?shù)挠绊憽?/p>
三、太陽風(fēng)暴對短波傳輸?shù)挠绊?/p>
大型太陽風(fēng)暴會產(chǎn)生大量的射線,這些射線會造成電離層的D層電離增強(qiáng),D層對短波的吸收加大,這樣就會對電離層的反射造成影響,嚴(yán)重的甚至可以阻塞整個短波頻段。在發(fā)生太陽風(fēng)暴對電離層的影響時一般只在白天對電路造成影響,持續(xù)時間一般從幾分鐘到幾小時不等,這些時間是可以根據(jù)爆發(fā)的時間來進(jìn)行估算的,衰落的量級與太陽爆發(fā)的強(qiáng)度有關(guān),同時與太陽位置相對于電波穿越D 層的位置也有關(guān)系。當(dāng)發(fā)生以上這種情況時,高頻受到的影響要遠(yuǎn)低于低頻電磁波。
1極帽吸收
當(dāng)太陽風(fēng)暴發(fā)生時,一般會輻射處大量的高能射線,這種高能射線中的高能質(zhì)子會被地球自身的磁場偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向兩極,在兩極會導(dǎo)致電離層的D層發(fā)生電離加強(qiáng),從而會對短波造成很強(qiáng)的吸收,在太陽爆發(fā)后約10 分鐘,極帽吸收就可能發(fā)生,時間長的可持續(xù)10 天。
2電離層騷擾
太陽的劇烈活動會對地球的磁場造成一定的影響,因?yàn)殡婋x層和地球磁場是相互關(guān)聯(lián)的,一方受到影響必然會影響到另一方,這種被稱為電離層的騷擾,當(dāng)發(fā)生電離層騷擾時,有時會導(dǎo)致電子密度的增加,從而會導(dǎo)致能夠傳輸相較于平時更高頻率的短波,而有時又會產(chǎn)生相反的影響,只適合于低頻率短波的傳輸,這種電離層騷擾將會影響幾天,在不同的維度所收到的影響不一,通常來說在高緯度地區(qū)所受到的騷擾較大,與太陽風(fēng)暴引起的現(xiàn)象相反的是,低頻信號較高頻信號能夠更好的在電離層騷擾時進(jìn)行傳輸信號。
3對短波傳輸有很大影響的幾個數(shù)據(jù)
短波傳輸發(fā)展至今,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出了一些公式,能夠計算出短波傳輸中的數(shù)據(jù),但是這些公式的應(yīng)用需要依賴于一些重要的參數(shù),下面將就這些數(shù)據(jù)進(jìn)行列舉:
(1)太陽黑子數(shù)
太陽活動引起的電磁信號的輻射將直接影響到電離層的結(jié)構(gòu),太陽活動主要是通過使用太陽黑子進(jìn)行評估和說明的,太陽黑子數(shù)目是指太陽表面可見黑子和黑子組的數(shù)目。通過測量來自太陽在10.7cm(2800MHz)的射線來計算太陽黑子的數(shù)目。
(2)長路徑與短路徑
短波電路預(yù)測一般有兩種電路類型:短路徑和長路徑。
(3)大圓圖與大圓距離
大圓圖是以發(fā)射點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),正北方為0°,大圓距離為徑長繪制出的極坐標(biāo)形式的地圖,圓距離就是地圖中發(fā)射點(diǎn)到達(dá)接收點(diǎn)的直線距離。
(4)天線方向
天線的方向必須對應(yīng)用正確的方位。
四、短波電路預(yù)測
當(dāng)知道以上數(shù)據(jù)以后就可以通過軟件來計算短波傳輸路徑的預(yù)測,通過軟件的計算可以得出點(diǎn)對點(diǎn)電路計算可以對覆蓋區(qū)域內(nèi)的接收點(diǎn)提供詳細(xì)的計算值,而點(diǎn)對面模式一般可繪出基本電路可靠度、場強(qiáng)和功率等數(shù)據(jù)的等值曲線圖,可以供用戶綜合考慮。所算出的數(shù)值通常是用于估算在某一月份和時間短波的頻率性能和短波所能覆蓋的區(qū)域,這個數(shù)值是一個估算值,無法精確到某一天,但是也有一些軟件能夠?qū)Υ_定的日期進(jìn)行精確地預(yù)估,這一軟件中通常對影響電離層的數(shù)據(jù)進(jìn)行了全盤考慮。
軟件預(yù)測值是否準(zhǔn)確不但取決于軟件的算法同時還要依靠
(1)對于系統(tǒng)模擬發(fā)射系統(tǒng)的參數(shù)的使用情況;
(2)電離層和地磁條件的實(shí)際狀況是否與所估算的值相符;
(3)使用的天線場型圖是否符合實(shí)際;
(4)信噪比是否達(dá)標(biāo)等。如果軟件算法合理,系統(tǒng)模擬發(fā)射系統(tǒng)的參數(shù)準(zhǔn)確、電離層等條件達(dá)標(biāo)的情況下,計算軟件能夠很好的完成對于短波傳輸?shù)挠嬎恪?/p>
結(jié)語
本文通過對短波傳輸?shù)脑硪约坝绊懚滩▊鬏數(shù)囊蛩剡M(jìn)行了介紹,并指出了通過一些軟件可以精確預(yù)測短波傳輸?shù)穆窂降取?/p>
參考文獻(xiàn)
[1]樊熙熙,黃同,樊延虎.短波SSB數(shù)字傳輸終端管理軟件設(shè)計[J].延安大學(xué)學(xué)報.2006.
關(guān)鍵詞 光伏發(fā)電系統(tǒng);并網(wǎng)技術(shù);低電壓穿越;檢測
中圖分類號:TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)15-0052-02
1 并網(wǎng)光伏電站低電壓穿越的意義及要求
1.1 并網(wǎng)光伏電站低電壓穿越的意義
隨著光伏技術(shù)的飛躍發(fā)展,光伏電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中的滲透率越來越大,占有的供電份額也越來越多。而我們知道,光伏發(fā)電系統(tǒng)的跳閘恢復(fù)過程需要一定的時間,這種情況下,如果其不具備低電壓穿越能力,那么一旦電網(wǎng)發(fā)生故障并恢復(fù)之后,很容易出現(xiàn)高額的功率缺額現(xiàn)象,不僅會導(dǎo)致相鄰光伏發(fā)電系統(tǒng)跳閘,還會引發(fā)更大面積的斷電,嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行?;诖?,我們必須保證并網(wǎng)光伏電站具有一定的低電壓穿越能力。
我國一直很關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)的研究,早在2010年底就已經(jīng)研發(fā)出了一套具備實(shí)際意義的檢測平臺,然而,實(shí)踐表明,要實(shí)現(xiàn)光伏電站的低電壓穿越還有很長的路要走,國際國內(nèi)的相關(guān)研究都做得不夠,目前大部分低電壓穿越研究都是基于風(fēng)力發(fā)電站的,而光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電原理和應(yīng)用方案都很大區(qū)別,因而相關(guān)經(jīng)驗(yàn)僅可借鑒。
1.2 并網(wǎng)光伏電站低電壓穿越的要求
該技術(shù)首先就要求在并網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)電壓波動的問題時,光伏電站不出現(xiàn)脫網(wǎng)的情況。以國內(nèi)為例,相關(guān)企標(biāo)明確指出,并網(wǎng)光伏電站,尤其是大中型電站,必須能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓穿越,具體而言,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障,導(dǎo)致并網(wǎng)點(diǎn)考核電壓降低時,當(dāng)最終值在正常運(yùn)行電壓的1/5以上時,光伏電站必須保證不脫網(wǎng)。
低電壓穿越的實(shí)現(xiàn),一般需要借助逆變器。早在2008年,國外就已經(jīng)詳細(xì)計算出了電壓降低量與光伏電站的無功電流之間的關(guān)系,一般而言當(dāng)電壓下降至正常電壓的0.9倍后,每增加1%的跌落量,光伏電站就需要在20 ms內(nèi),額外提供2%以上的無功電流。
2 低電壓穿越能力的仿真檢測
2.1 平臺搭建與穿越能力控制策略
本平臺的核心是光伏逆變器,具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為三相六橋并網(wǎng)典型結(jié)構(gòu),能合理將光伏直流電轉(zhuǎn)變?nèi)嘟涣麟姟?/p>
在此平臺下,逆變器的輸出是保證并網(wǎng)光伏電站低電壓穿越的關(guān)鍵,過電流會使逆變器跳開,甚至?xí)p壞逆變器,導(dǎo)致光伏電站脫網(wǎng),要保證系統(tǒng)的低電壓穿越能力,其核心就是控制內(nèi)環(huán)有功電流。這是因?yàn)?,光伏電站和風(fēng)力電站不同,缺少轉(zhuǎn)動部分,故障產(chǎn)生之后,直流側(cè)電壓值的變化也就不會太大,因此,輸出電流就成了低電壓穿越能力的主要制約因素,而無功電流難以有效控制,最直接的方案,就是通過控制有功電流給定值,來控制有功電流,進(jìn)而控制輸出電流。
假設(shè)故障時間t為0.5 s,短路阻抗Zk=0.025 Ω,故障解除時間t'=0.8 s,通過分析可以得到光伏逆變器的輸出電流、輸入與輸出端相應(yīng)參數(shù),具體如圖1所示。
該圖表明,故障期間,并網(wǎng)點(diǎn)交流側(cè)電壓瞬間下降了80%,但是在控制策略的保證下,光伏電站不僅沒有脫網(wǎng),還有效控制了交流側(cè)的輸出電流,保護(hù)了光伏逆變器。同時,由于輸出功率的變化,一定程度上增加了直流側(cè)的電壓、減少了直流側(cè)的電流。這就證明,該方案的低電壓穿越能力充足,能夠有效保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。
不僅如此,在實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的同時,本方案還有效保證了無功功率的輸出,可以向電網(wǎng)輸出約0.1pu無功功率,以此可以減少并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落量,計算表明,該額外的無功功率,能使并網(wǎng)點(diǎn)的電壓落差從0.8倍減少至0.65倍。圖一同時還表明,電網(wǎng)故障期間,無功電流有一個明顯的增大,但被很好地控制在了0.46pu以下,與式(1)的分析一致,而有功電流則被限制在一定的范圍中,僅在故障出現(xiàn)和故障結(jié)束時,出現(xiàn)了一個跳動,其余時間基本不變。
3 結(jié)束語
并網(wǎng)光伏電站的低電壓穿越能力一直是影響其廣泛應(yīng)用的重要因素,其意義重大,然而對其的研究一直不徹底。本文通過光伏逆變器,采取控制有功電流的方式,適當(dāng)增大其無功電流的控制措施,實(shí)現(xiàn)了大型并網(wǎng)光伏電站的低電壓穿越,并通過仿真分析,重點(diǎn)檢驗(yàn)了在電力系統(tǒng)出現(xiàn)三相接地短路時,該方案的低電壓穿越能力能不能達(dá)到要求。理論表明,該方案運(yùn)行良好,值得我們應(yīng)用。當(dāng)然,這并不表示對并網(wǎng)光伏電站低電壓穿越技術(shù)的研究就達(dá)到了理想程度,我們還需要深入去探索,找到更合理的方案。
參考文獻(xiàn)
[1]雷一,趙爭鳴.大容量光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)與并網(wǎng)影響綜述[J].電力電子,2010(3).
[2]王利平,楊德洲,張軍.大型光伏發(fā)電系統(tǒng)控制原理與并網(wǎng)特性研究[J].電力電子技術(shù),2010(6).
[關(guān)鍵詞]動態(tài)測角誤差、可編程動態(tài)靶標(biāo)、光電經(jīng)緯儀
中圖分類號:TH761.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)03-0354-01
1、概述
檢測光電經(jīng)緯儀跟蹤性能、動態(tài)精度和測角精度等技術(shù)指標(biāo)的方法分為外場和室內(nèi)兩種檢測方法。外場檢測是將經(jīng)緯儀運(yùn)到靶場,在靶場測控網(wǎng)跟蹤飛機(jī)、拍星等。獲得飛行軌跡參數(shù),同時用靶場的其它高精度設(shè)備進(jìn)行跟蹤測量統(tǒng)一目標(biāo),并以此為真值,與光電經(jīng)緯儀獲得的參數(shù)在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行對比,從而標(biāo)定出其跟蹤精度和動態(tài)測角精度??梢?,外場檢測方法受到時間、場地、天氣、運(yùn)輸?shù)纫蛩氐南拗?,要消耗大量人力、物力,且?shí)驗(yàn)周期長,組織協(xié)調(diào)困難,而且校飛目標(biāo)很難達(dá)到設(shè)備設(shè)計的指標(biāo)速度和加速度檢測要求,所以外場檢測方法有很多局限性和弊端。另外用靶場其它測量設(shè)備進(jìn)行對比測量還存在多種誤差源,很難給出高精度的真值,使得被檢測光電經(jīng)緯儀無法與其進(jìn)行精度對比。
室內(nèi)檢測方法是指在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用精度動態(tài)靶標(biāo)模擬空間運(yùn)動目標(biāo)及其運(yùn)動規(guī)律,對光電經(jīng)緯儀跟蹤性能和測角精度進(jìn)行檢測??梢娛覂?nèi)檢測方法可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)及時發(fā)現(xiàn)和解決光電經(jīng)緯儀存在的技術(shù)問題,保證外場檢測和應(yīng)用中不會出現(xiàn)技術(shù)問題。如今,對光電經(jīng)緯儀的總體性能,尤其是對其跟蹤精度和測角精度指標(biāo)的要求越來越高,所以用于檢測光電經(jīng)緯儀精度的動態(tài)測角誤差精度也受到了高度的重視。
2、光電經(jīng)緯儀發(fā)展情況簡述
因?yàn)榻?jīng)緯儀的研究情況、技術(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)能力是一個國家在光學(xué)儀器領(lǐng)域和靶場光測設(shè)備領(lǐng)域中水平高低的重要衡量標(biāo)準(zhǔn),所以存在相關(guān)技術(shù)封鎖,尤其是有關(guān)檢測方法的相關(guān)資料極少透露。
隨著科技進(jìn)步和靶場建設(shè)的需要,20世紀(jì)80年代研制的電影經(jīng)緯儀開始加裝可見光電視和紅外電視系統(tǒng),經(jīng)緯儀從單一的對飛行目標(biāo)跟蹤、彈道測量,到現(xiàn)在對靶場各類飛行目標(biāo)的目標(biāo)特性、姿態(tài)、攔截、子母彈炸點(diǎn)解爆、子彈散落特性等性能的測量。近幾年以來,由于可見光電視、紅外電視圖像可實(shí)時傳輸、實(shí)時提取目標(biāo)脫靶量等優(yōu)點(diǎn),逐漸取代電影膠片成為光電經(jīng)緯儀主光學(xué)系統(tǒng)的成像器件。
中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所從1958年開始研制我國第一臺150光學(xué)跟蹤測量設(shè)備,到160、179、331、260、662等電影經(jīng)緯儀以來,在電影經(jīng)緯儀的研制生產(chǎn)中逐步建立了自己的靜、動態(tài)檢測方法。電影經(jīng)緯儀檢測架如圖1.
隨著科技進(jìn)步和靶場建設(shè)的需要,20世紀(jì)80年代研制的電影經(jīng)緯儀開始加裝可見光電視和紅外電視系統(tǒng),到現(xiàn)在電視、紅外已完全取代電影膠片作為圖像測量和記錄系統(tǒng),經(jīng)緯儀從單一的對飛行目標(biāo)跟蹤、初始段和載入段彈道測量,到現(xiàn)在對靶場各類飛行目標(biāo)的目標(biāo)特性、姿態(tài)、攔截、子母彈炸點(diǎn)解爆、子彈散落特性等性能的有效裝置―旋轉(zhuǎn)靶標(biāo),解決了光電經(jīng)緯儀動態(tài)跟蹤和捕獲性能的室內(nèi)檢測問題,已經(jīng)在同行和軍方使用部門得到推廣應(yīng)用。利用該靶標(biāo)已經(jīng)檢測了多種型號的光電經(jīng)緯儀,直到現(xiàn)在還在檢測跟蹤性能方面繼續(xù)發(fā)揮其作用。
3、電視、紅外動態(tài)測角誤差檢測
隨著攝影膠片被可視光電傳感器件所取代,而用傳統(tǒng)攝影動態(tài)誤差檢測方法,由于膠片與可視光電傳感器件的曝光特性的不同,無法滿足光電經(jīng)緯儀在工作速度和工作加速度的條件下動態(tài)測角誤差的檢測。隨著可編程動態(tài)靶標(biāo)的研制成功可實(shí)現(xiàn)對電視、紅外動態(tài)測角總誤差的檢測,可編程動態(tài)靶標(biāo)與光電經(jīng)緯儀空間關(guān)系圖2。
用高精度測角儀標(biāo)定出可編程動態(tài)靶標(biāo)錐角b、半錐角a,根據(jù)球面三角定理,可編程動態(tài)靶標(biāo)相對于光電經(jīng)緯儀的方位角A、俯仰角E都隨θ角的變化按公式改變:可得方位角A、俯仰角E值。
由此可得可編程動態(tài)靶標(biāo)理論方位角A、俯仰角E值為:
可編程動態(tài)靶標(biāo)和光電經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)采樣同步,在相同的數(shù)據(jù)采樣時刻能提供一個準(zhǔn)確的空間角度值,可以為光電經(jīng)緯儀提供理論真值。光電經(jīng)緯儀電視、紅外測量系統(tǒng)在以工作速度或工作加速度自動跟蹤可編程動態(tài)靶標(biāo)目標(biāo)狀態(tài)下,調(diào)整靶標(biāo)轉(zhuǎn)速滿足電視、紅外測量系統(tǒng)在65°高角時工作角速度和工作角加速度的要求。由計算機(jī)記錄可編程動態(tài)靶標(biāo)的絕對時間Ti、編碼器角度值,并依據(jù)公式(3)、(4)計算出可編程動態(tài)靶標(biāo)相對光電經(jīng)緯儀在T時刻的方位角Ai和高低角Ei位置信息;電視、紅外測量系統(tǒng)對測量的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)記錄(絕對時間Ti、方位編碼器A、高低編碼器E、方位脫靶量ΔAi、高低脫靶量ΔEi),選取在65°高角時的一個正弦的測量周期,計算出電視、紅外測量系統(tǒng)的測量合成脫靶量ΔAi′、ΔEi′:
同理可對記錄的電視、紅外視頻圖像進(jìn)行視頻判讀,得到視頻伴讀的方位脫靶量ΔAi、高低脫靶量ΔEi,計算出電視、紅外測量系統(tǒng)事后動態(tài)測角誤差。
4、結(jié)束語
以上是在GD-280、GJ1208等光電經(jīng)緯儀電視、紅外動態(tài)精度檢測實(shí)際應(yīng)用效果良好,通過編程控制靶標(biāo)轉(zhuǎn)動,可以實(shí)現(xiàn)對主光學(xué)系統(tǒng)和不加分光器偏離經(jīng)緯儀3軸旋轉(zhuǎn)中心的電視、紅外動態(tài)測角誤差的檢測。開展關(guān)鍵檢測技術(shù)研究,用于光電經(jīng)緯儀可見電視、紅外電視室內(nèi)動態(tài)測角誤差檢測,通過對動態(tài)測量誤差室內(nèi)性能評價,可作為準(zhǔn)確的設(shè)計與研制適合靶場試驗(yàn)要求的光電經(jīng)緯儀提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為光電經(jīng)緯儀靶場彈道測量工作的可靠性做出較真實(shí)的評估。
參考文獻(xiàn):
[1] 何照才、胡保安. 光學(xué)測量系統(tǒng). 北京:國防工業(yè)出版社,2002.
關(guān)鍵詞:光纖在線監(jiān)測;隧道;效益
1 概述
鋼鐵工業(yè)是在上個世紀(jì)二十年代隨著鐵礦的開采和煉制等工業(yè)的發(fā)展而形成的一項(xiàng)工業(yè),在現(xiàn)在的生活中隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,鋼鐵工業(yè)系統(tǒng)對國家的經(jīng)濟(jì)和人民群眾的日常生活中的地位就顯得更加的重要。在鋼鐵工業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行維護(hù)工作中,電氣設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性是首要考慮的問題[1]。
這些年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及供電用電部門使用要求的提高,鋼鐵行業(yè)系統(tǒng)向高電壓、大規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息化方面的發(fā)展,傳統(tǒng)檢修維護(hù)方法己不太適用于當(dāng)今迅速發(fā)展的大型鋼鐵企業(yè),其主要原因在于:(1)某些重要裝置設(shè)備的檢修和維護(hù)工作需要停電操作,而很多情況下為了能夠使生產(chǎn)生活安全平穩(wěn)可靠的連續(xù)運(yùn)行,重要電氣設(shè)備退出運(yùn)行狀態(tài)非常困難;(2)停電后檢查電氣設(shè)備時,設(shè)備試驗(yàn)檢查狀態(tài)往往與電氣設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行時狀態(tài)不一致,如設(shè)備運(yùn)行電流、振動值、溫度等物理量,都會在一定程度上影響對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷;(3)受到檢修S護(hù)周期的影響,有一些并不是連續(xù)運(yùn)行的電氣設(shè)備的檢修維護(hù)工作主要由我維修人員憑經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行判斷,由于業(yè)務(wù)能力和經(jīng)驗(yàn)上的差別,檢修維護(hù)時間選擇無法做到準(zhǔn)確可靠,使得相鄰兩次檢修期間發(fā)生的電氣設(shè)備問題沒有很好的解決方法[2]。
鋼鐵企業(yè)電氣設(shè)備涵蓋廣泛,包括各種變壓器、高低壓開關(guān)設(shè)備、高低壓發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、高低壓電容器、電抗器、UPS不間斷電源、高低壓變頻器、電流電壓互感器和高低壓電力電纜等。由于這些電氣設(shè)備經(jīng)常處于大電壓、大電流和強(qiáng)磁場工作環(huán)境中,在實(shí)際監(jiān)控中要求狀態(tài)監(jiān)測儀器與監(jiān)控對象之間進(jìn)行適當(dāng)隔離,在某些場合傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)手段往往會受到一定限制[3],而先進(jìn)光纖傳感技術(shù)能夠廣泛適應(yīng)于高電壓環(huán)境、抗電磁干擾、耐腐蝕和實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線監(jiān)測電氣設(shè)備特征物理量(如電流電壓波動、設(shè)備溫度和應(yīng)變等)的系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)概述
分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)是針對研發(fā)的基于分布式光纖傳感技術(shù)的新型溫度監(jiān)測及火災(zāi)報警系統(tǒng),通過實(shí)時檢測測溫光纜中反射光信號隨溫度的變化情況,實(shí)現(xiàn)分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)電纜夾層、電纜隧道、電纜橋架、高壓電氣設(shè)備內(nèi)部多個測點(diǎn)的溫度在線監(jiān)測和火災(zāi)報警。
測溫光纜具有體積小、重量輕、無源檢測、防電磁干擾、阻燃防爆、易于遠(yuǎn)程監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn),采用測溫光纜的火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)具備以下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):(1)將測點(diǎn)的溫度變化轉(zhuǎn)換成測溫光纜中拉曼散射光信號的變化,通過對兩個拉曼散射光信號的差分檢測,從本質(zhì)上消除了系統(tǒng)光功率波動、傳輸鏈路損耗變化對測量精度的影響。(2)測溫光纜的每一點(diǎn)都是溫度傳感器,真正實(shí)現(xiàn)了分布式溫度測量,整個測溫范圍無盲區(qū)。(3)測量精度高,響應(yīng)時間短。測溫精度可達(dá)±1℃,對5Km測溫光纜的檢測時間不超過5秒。(4)傳感器不受環(huán)境濕度、應(yīng)力應(yīng)變的影響,測量結(jié)果具有良好的重復(fù)性,長期穩(wěn)定性好。
分布式光纖在線溫度漸監(jiān)測主機(jī)通過以太網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行通信,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控;通過RS232/RS485接口與報警控制器相連,實(shí)現(xiàn)分區(qū)過溫報警;通過多級可配置報警溫度設(shè)置,實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警與報警。另外,系統(tǒng)的調(diào)試、區(qū)域設(shè)置、報警參數(shù)設(shè)置等操作均可在測溫主機(jī)或遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)上完成,操作、維護(hù)方便。
3 工作原理
分布式光纖在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)基于分布式光纖傳感技術(shù),利用光纖中拉曼散射光信號對溫度的敏感特性,實(shí)現(xiàn)對溫度變化的精確測量。
分布式光纖溫度傳感是將整條傳輸光纖作為傳感器,光纖(光纜)上的每一點(diǎn)都兼具“傳”和“感”的功能。在分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)中,一束較強(qiáng)的脈沖激光信號在光纖(光纜)中傳輸時,光纖中的每一點(diǎn)都會對激光信號產(chǎn)生極其微弱的散射,散射光信號的特性與該點(diǎn)所處位置的溫度有關(guān),通過檢測每一點(diǎn)散射光信號的光學(xué)特性,獲得改點(diǎn)的溫度信息,進(jìn)而得到整條光纖(光纜)上的溫度分布。
根據(jù)所檢測的反射光信號的不同,分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)可分為瑞利(Rayleigh)散射系統(tǒng)、拉曼(Raman)散射系統(tǒng)和布里淵(Brillouin)散射系統(tǒng)。激光脈沖信號在光纖中傳輸時,由于激光與光纖材料的相互作用,會產(chǎn)生三種不同的散射光:瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射,其中瑞利散射光對溫度變化較不敏感,拉曼散射光對溫度變化較為敏感,布里淵散射光對溫度和應(yīng)變都敏感,因此拉曼散射和布里淵散射都可以用來測量溫度。另一方面,由于布里淵散射和瑞利散射在頻譜上靠的非常近,很難通過濾波器分開,同時布里淵散射受應(yīng)力、應(yīng)變的影響也較大,因此應(yīng)用最多的還是采用拉曼散射實(shí)現(xiàn)溫度傳感。
4 系統(tǒng)組成
光纖光柵隧道火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)主要由以下五部分組成:
測溫光纜;測溫主機(jī);監(jiān)控軟件;火災(zāi)報警控制器(可選);光纖通信模塊(可選)。
5 系統(tǒng)軟件功能
系統(tǒng)軟件包括13個主要功能:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)備份、用戶管理、報警輸出、分區(qū)設(shè)置、日志記錄、曲線圖保存、短信報警、歷史溫度查詢,顯示火災(zāi)蔓延方向。
6 運(yùn)行管理
6.1 安全事項(xiàng)
使用光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)時,為了人身安全以及減少火災(zāi)、觸電或人員傷害的危險起見,請遵守以下安全規(guī)則:(1)仔細(xì)閱讀并理解光纖傳感器全部說明,按照說明書操作相應(yīng)儀器;(2)請勿將眼睛直接對準(zhǔn)機(jī)箱光纖出口處;(3)請使用接地良好的插座供電;(4)請將儀器放在通風(fēng)處,請勿在儀器的通風(fēng)口堆放物品,以免散熱不良造成機(jī)器過熱,損壞儀器;(5)為了防止觸電或火災(zāi),請勿將儀器暴露在雨水中;(6)應(yīng)使儀器避開灰塵、高溫和振動;(7)請勿將儀器直接暴露在陽光照射下;(8)勿在儀器上放置重物;(9)勿用濕手觸摸插頭;(10)如果要搬運(yùn)儀器,務(wù)必小心輕放,請勿受壓,避免潮濕,避免劇烈振動。
6.2 儀器維護(hù)
產(chǎn)品屬于貴重精密光學(xué)儀器,請妥善使用。請勿用手指或其它物品直接接觸光纖接頭端面。平時要注意儀器的維護(hù),主要包括以下幾個方面:(1)光纖頭的清潔。清潔光纖頭時要謹(jǐn)慎小心,采用無水酒精浸泡的棉花球或光纖端面專用清潔器,輕輕擦拭APC光纖接頭上的灰塵,注意要沿一個方向,不可來回擦拭,以免損壞光纖端面,且每次光纖頭和酒精棉(或?qū)S们鍧嵠鳎┑慕佑|位置都不能相同,以免二次污染。(2)外殼清洗。儀器運(yùn)行一段時間后需要外殼清洗,清洗時請拔下本機(jī)的電源插頭。不要使用液體或者噴霧清潔器。使用濕布進(jìn)行清潔。(3)儀器供電采用220V交流供電,切勿亂動機(jī)柜內(nèi)部走線,以防漏電造成的傷害。
7 結(jié)束語
光纖在線監(jiān)測技術(shù)大大減少了人工成本,電纜維護(hù)避免事故,起到了不可估量的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]黃雅羅,黃樹紅.發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修[M].北京:中國電力出版社,2000.
關(guān)鍵詞:電容型設(shè)備,tanδ,DSP;在線監(jiān)測;鎖相倍頻;光纖通信
1 引言
變電站中的變壓器、電容性設(shè)備、避雷器、斷路器等高壓電氣設(shè)備長期運(yùn)行中受到電場、導(dǎo)體發(fā)熱、機(jī)械力、化學(xué)腐蝕、溫度、濕度等因素的影響,不可避免地將逐漸劣化、老化,并導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行性能變壞,出現(xiàn)缺陷。如果任其繼續(xù)發(fā)展,不采取適當(dāng)?shù)男迯?fù)措施,可能引發(fā)電力設(shè)備的故障,造成巨大損失。電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)在設(shè)備運(yùn)行情況下連續(xù)提取設(shè)備的各種狀態(tài)信息參數(shù),根據(jù)各種故障征兆,運(yùn)用智能技術(shù)對其健康情況進(jìn)行實(shí)時評判,依據(jù)診斷結(jié)果制定檢修方案和策略,從而既減少了停電試驗(yàn)和維修的盲目性,又能持續(xù)真實(shí)地反映設(shè)備在運(yùn)行電壓下的性能和健康水平,能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的缺陷,降低設(shè)備事故率。
2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理
本監(jiān)測系統(tǒng)分為三層。第1層由相應(yīng)的傳感器和信號調(diào)理模塊構(gòu)成,主要完成測量采集變電站內(nèi)電容型設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù),包括溫濕度、泄露電流I、PT電壓信號,CT電流信號,采集模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,經(jīng)DSP處理計算,通過光纖通信與第2層(變電站通信管理系統(tǒng))通訊。第2層包括前端通信控制單元、數(shù)據(jù)服務(wù)器、Web服務(wù)器,前端通信控制單元通過光纖接收并處理來自現(xiàn)場信號采集單元的在線監(jiān)測信息,并將監(jiān)測信息送給數(shù)據(jù)服務(wù)器;數(shù)據(jù)服務(wù)器完成在線分析計算功能;Web服務(wù)器為第3層的監(jiān)控提供服務(wù)。第3層的IE用戶,通過 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)可實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控。監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
系統(tǒng)應(yīng)用光纖通信技術(shù)和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了分層分布式結(jié)構(gòu)的在線監(jiān)測,擴(kuò)展非常靈活,抗干擾能力強(qiáng)。用戶只需要安裝瀏覽器軟件就可以對系統(tǒng)進(jìn)行訪問,從而方便地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程監(jiān)測,具有良好的可擴(kuò)展性及靈活性。另外,在現(xiàn)場采集處理模塊可在現(xiàn)場完成模擬信號的計算處理,有效地避免了信號因遠(yuǎn)距離傳輸而導(dǎo)致信號失真。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要集中在現(xiàn)場信號采集單元的設(shè)計,并有效地完成分布式數(shù)據(jù)的采集和傳輸。
3.1 現(xiàn)場信號采集單元
系統(tǒng)監(jiān)測的內(nèi)容包括電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗角正切tanδ、泄露電流I、電容量。該系統(tǒng)是數(shù)字信號處理DSP和高精度A/D為核心的數(shù)字式一體化現(xiàn)場信號采集單元,該單元集信號調(diào)理、高速采樣、CPU控制、傅里葉頻譜分析、數(shù)據(jù)存儲及光纖通信為一體,可就地計算出介質(zhì)損耗角正切tanδ、等值電容、泄露電流等各項(xiàng)參數(shù),如圖2中虛線部分所示。該系統(tǒng)可以對分布在同一變電站內(nèi)不同位置的所有電容型設(shè)備進(jìn)行檢測,且監(jiān)測周期可以任意設(shè)置。
3.2 泄露電流的測量
由于信號微弱,傳感器必須有較高的精度同時也要具有較強(qiáng)的抗干擾能力,而目前采用的穿心式電流互感器方式還存在許多問題。本系統(tǒng)采用了電容分壓的方式來提取泄露電流,通過選擇合適的分壓電容,使測量的信號在40V左右,有效地提高了信號的信噪比。為防止電容故障導(dǎo)致末屏開路,保證信號提取的安全性,應(yīng)配置合理的保護(hù)方式。
3.3 保護(hù)回路的設(shè)計
在高壓電容型設(shè)備末屏回路中串入分壓測量電容進(jìn)行介質(zhì)損耗在線監(jiān)測時,為防止末屏開路和抑制高壓系統(tǒng)產(chǎn)生的過電壓侵入到二次測量系統(tǒng),在提取信號時需添加保護(hù)單元。本系統(tǒng)采用氣體放電管和金屬壓敏電阻組成的混合保護(hù)單元,如圖4所示。壓敏電阻R1的作用是改善器件的反應(yīng)時間,使保護(hù)單元更靈敏,安全性更高。
3.4 鎖相倍頻電路的設(shè)計
電網(wǎng)系統(tǒng)頻率的波動是不確定的,使得電容型設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)很難滿足整周期采樣,由此產(chǎn)生的頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)會嚴(yán)重影響測量結(jié)果。為減小系統(tǒng)頻率變化對測量的影響,本系統(tǒng)采用鎖相頻率跟蹤和同步采樣技術(shù),保證測量精度的準(zhǔn)確性,使得信號頻率與采樣頻率同步,減少泄漏誤差。
采用同步技術(shù)進(jìn)行交流采樣時,提高采樣精度的一個方法是增加一個周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)N,另一個是提高A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。但在同時滿足以上兩個方法的前提下,真正影響測量精度的是測量周期能否均勻的進(jìn)行N等分,可以利用鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出信號動態(tài)跟蹤輸入信號頻率,使采樣周期與信號周期同步。本系統(tǒng)中采用專用鎖相環(huán)芯片CD4046和計數(shù)器CD4060配合來實(shí)現(xiàn)工頻信號精確鎖相倍頻,分頻比為1/64。在工頻信號恰好為50 Hz的情況下,該電路的鎖相倍頻頻率為50×64=3200 Hz,相當(dāng)于一個工頻周期內(nèi)有64個采樣脈沖,頻率跟蹤鎖相電路接線圖如圖5所示。
由圖5可看出,工頻方波信號由AIN輸入,經(jīng)過倍頻的方波信號由VCOUT輸出去觸發(fā)A/D芯片ADS8364。
3.5 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計
本監(jiān)測系統(tǒng)采用美國TI公司推出的專為高速同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計的6通道16位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS8364,它具有高速、高分辨率、低功耗、多通道同步采集等功能,片上帶2.5V基準(zhǔn)電壓源,可用作ADS8364的參考電壓。具體的數(shù)據(jù)采集模塊接口電路如圖6所示。
圖6中的PTout為模擬信號的輸入,其電壓范圍為-5V~+5V,經(jīng)過差分電路輸入到ADS8364的模擬輸入通道A0。ADS8364的BYTE和ADD引腳都接地,因此選擇16位數(shù)據(jù)輸出方式,并且對每個通道轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取通過地址線A2、A1、A0來選擇。ADS8364的片選信號由TMS320LF2407的地址線A15、A14、A13和I/O空間選通,因此ADS8364芯片地址所占用的是TMS320LF2407的I/O空間的低32K地址空間,與程序的調(diào)試和運(yùn)行地址無關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)ADS8364六個通道的同步采樣,ADS8364的A、B、C三組啟動控制信號HOLDA、HOLDB、HOLDC由TMS320LF2407的同一I/O引腳控制,這樣只要TMS320LF2407使該引腳有效就可以同時啟動ADS8364的六個通道,從而實(shí)現(xiàn)六通道的同步采樣。
3.6 通信接口模塊設(shè)計
光纖通信是一種高速率數(shù)據(jù)通信網(wǎng),具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)、配置靈活、擴(kuò)展方便等特點(diǎn)。
變電站內(nèi)存在電磁干擾、地環(huán)干擾、雷擊、化學(xué)腐蝕等外界因素,影響了整個通信系統(tǒng)的可靠性和精確度。為解決此問題,本系統(tǒng)采用光纖通信,它通信容量大、抗電磁干擾、不怕雷擊、抗化學(xué)腐蝕,解決了通信距離與通訊率的矛盾,并從根本上解決了電磁干擾、地環(huán)干擾以及雷擊和電浪涌的難題,大大提高了數(shù)據(jù)通信的可靠性、安全性和保密性。
第1層和第2層之間采用光纖通信方式,連接方式采用國內(nèi)通用的ST接頭,核心部件選用Agilent公司的光收發(fā)模塊,通信光纜選用鎧裝,每個環(huán)節(jié)都能保證系統(tǒng)光纖通信的穩(wěn)定性和可靠性。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件主要任務(wù)是處理和保存數(shù)據(jù)信息,通過光纖,系統(tǒng)軟件發(fā)出指令驅(qū)動硬件進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,采集結(jié)束后數(shù)據(jù)又通過光纖送入計算機(jī)內(nèi)的存儲器供軟件分析。根據(jù)系統(tǒng)的功能與設(shè)計要求,軟件框架分為監(jiān)測系統(tǒng)、圖形系統(tǒng)和信息查詢系統(tǒng),在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟件框架如圖7所示。
通過圖形系統(tǒng)設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)的圖形界面,構(gòu)建系統(tǒng)模型與設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫,并初始化有關(guān)參數(shù);監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備信息采集、分析與計算數(shù)據(jù),并將結(jié)果返回設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫,同時將相應(yīng)設(shè)備狀態(tài)在監(jiān)測畫面上顯示;信息查詢系統(tǒng)主要完成信息,可將數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)或撥號方式傳送到上級監(jiān)測中心。
將系統(tǒng)軟件分解成若干模塊是根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)模與功能實(shí)現(xiàn)的,各個模塊在功能上相互獨(dú)立,只保留幾個接口進(jìn)行通訊。設(shè)計時,盡可能減少各模塊接口,減少模塊間的直接數(shù)據(jù)聯(lián)系,以增強(qiáng)模塊的獨(dú)立性,使維護(hù)升級更簡單。
5 結(jié)束語
本文設(shè)計的分布式電容型設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),采集智能模塊將數(shù)據(jù)參數(shù)就地處理計算后通過光纖把數(shù)字量傳輸?shù)娇刂茖樱鉀Q了集中式結(jié)構(gòu)中模擬信號長距離傳輸問題,并有效地解決了電磁干擾、地環(huán)干擾、雷電、化學(xué)腐蝕影響數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)膯栴},實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測參數(shù)的現(xiàn)場測量、數(shù)字化傳輸、數(shù)據(jù)大容量傳輸。采用分壓法采集信號,解決了傳統(tǒng)傳感器采集信號法因受溫濕度影響導(dǎo)致檢測結(jié)果誤差大的問題。采用鎖相頻率跟蹤和同步采樣技術(shù),保證測量精度的準(zhǔn)確性,使信號頻率與采樣頻率同步,減少泄漏誤差。試驗(yàn)表明該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,能長期、有效地監(jiān)測變電站內(nèi)電容型設(shè)備的有關(guān)參數(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]王昌長,李福琦,高勝友.電力設(shè)備的在線監(jiān)測與故障診斷[M].清華大學(xué)出版,2011.
[2]談克雄,李福祺,張會平等.提高電容型設(shè)備介損監(jiān)測裝置性能的意見[J].高電壓技術(shù),2002,28(11):21-23.
[3]王楠.電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測與故障診斷的研究[D].華北電力大學(xué),2004.
關(guān)鍵詞:廣府方言 詞匯 教學(xué)策略
中圖分類號:G633.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-6097(2013)07-0026-03
基金項(xiàng)目:本文為佛山市順德區(qū)教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“廣府方言區(qū)高中生規(guī)范使用漢語言文字問題與策略研究”(編號:SD2011002)的階段性成果
作者簡介:姜勇軍(1976―),湖南邵陽人,本科學(xué)歷,中學(xué)高級教師,廣東佛山市順德區(qū)第一中學(xué)語文教師,佛山市優(yōu)秀教師,順德區(qū)骨干教師。研究方向:高中語文教育行動案例研究。
一、廣府方言詞匯特點(diǎn)簡述
廣府方言主要分布在廣州、佛山、南海、番禺、順德等縣市以及香港、澳門等地,總計約2000萬廣府片人口使用廣府方言。
(一)單音節(jié)詞匯居多
單音節(jié)詞匯多,正是語言經(jīng)濟(jì)性的體現(xiàn),符合廣府經(jīng)濟(jì)社會的特點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)社會的特點(diǎn)決定了廣府方言不需要太多的形容與修飾,語言簡潔明快,符合語言交際“簡明、準(zhǔn)確”的特點(diǎn)。如:裙(裙子)、褲(褲子)、耳(耳朵)、靚(漂亮)、乜(什么)、(桌子)、仔(兒子)、憎(憎恨)、監(jiān)(監(jiān)牢)等。
(二)保留較多古義用法
在詞匯方面,廣府方言保留較多古詞古義,措辭古雅。在北方方言中,有些古詞已被廢棄不用或很少用,如粵語中的粘()、差人(警員)、箸(筷子)、渠(他)、飲茶(喝茶)、出糧(發(fā)工資)、行(走)、睇(看)、食(吃)、老母(媽媽)、企(站)等,不勝枚舉。廣府方言中的很多詞匯都可以直接在古漢語的典籍中找到來源,如晏晝(下午),“宴”古義為“晚”,如“大官丞日宴不來”(《漢書?東方朔傳》);例如語氣助詞“忌”(現(xiàn)常常被寫作“”),見《詩經(jīng)?國風(fēng)?鄭風(fēng)?大叔于田》“叔善射忌,又良御忌”。又如在語法方面,修飾成分后置、在人名前加“阿”表示親昵,這些都是古漢語特征的遺留。
廣府方言詞匯中的古義保留也存在詞義擴(kuò)大和縮小現(xiàn)象。如“走”, 現(xiàn)代漢語普通話中的“走”,是“行走”的意思, 從古代漢語傳承下來的“跑”義只出現(xiàn)在固定詞語里, 如“走馬觀花”。廣府方言仍然保持古代漢語“走”的各類義項(xiàng),粵方言中還有“走難(逃難)、走快點(diǎn)(快點(diǎn)兒跑)、走走碟碟(四處奔波)、走來走去(跑來跑去)、走珠筆(光滑流暢的簽字筆)、走地雞(農(nóng)家放養(yǎng)的柴雞)”等詞匯,“走”的詞義范圍比現(xiàn)代漢語詞義有擴(kuò)大。
(三)語序不同
同是雙音節(jié)詞,廣府方言詞匯習(xí)慣將形容詞放在所修飾的中心詞后面,相對漢語普通話而言形成所謂的倒裝構(gòu)詞結(jié)構(gòu),如:公雞――雞公、母牛――牛母、干菜――菜干等。
(四)外來語的影響
語言不是一成不變的,由于嶺南文化善于吸收和補(bǔ)充新內(nèi)容,具有新形式的開放性,多文化特色的兼容性和與時俱進(jìn)的創(chuàng)新性,而且廣東受外來文化影響較深,廣府方言在形成和發(fā)展過程中吸收了不少外來語或者以其譯音作為新詞。
比如:波士(老板)、香口膠(口香糖)、巴士(公共汽車)、朱古力(巧克力)、雪糕(冰淇淋)、的士(出租車)、士多(綜合商店)、波鞋(運(yùn)動鞋)、埋單、搞掂、八卦、有型、走光、生猛整蠱做怪(裝神弄鬼)等。這些外來語豐富了粵語,進(jìn)而隨著粵語的輻射,大大豐富了普通話的詞匯。
(五)特殊詞語表示時態(tài)
廣府方言有不少特殊詞語表示時態(tài),順德話也有不少表示時態(tài)的關(guān)鍵詞。如“緊”表示動作正在進(jìn)行,比如“我吃緊飯”;“住”表示動作在持續(xù),如“我吃住飯”;“”表示動作完成,如“我吃飯”;“開”表示動作繼續(xù),如“我吃開飯”。這些都與有時態(tài)的外語十分相近,仔細(xì)琢磨,十分有趣。
(六)廣府方言詞匯的輻射影響――語言“北
伐”
粵方言是時尚的代表,代表一定的文化、經(jīng)濟(jì)、潮流的方向?;浄窖缘奶攸c(diǎn),與強(qiáng)勢經(jīng)濟(jì)一起影響到北方方言,甚至影響到中央媒體,激活了北方一些原本消失,但仍保留在粵語之中的詞匯。
如“企穩(wěn)”,“企”等于“站”,“高企”即是指價位持續(xù)停留在較高的位置不落,且有再升高的可能,中性詞。此詞常用于金融業(yè)、股票業(yè)、物價類,如“油價高企”“CPI高企”“失業(yè)率高企”“房價高企”等。1996年《現(xiàn)漢漢語詞典》雖然收入了“巴士、的士、生猛、炒魷魚”等粵語詞匯,但總的來說增收的粵語詞匯并不多。2008年的第五版《現(xiàn)代漢語詞典》,收入的粵語詞匯顯著增多,僅房地產(chǎn)方面就有“按揭、樓宇、樓盤、樓花、置業(yè)、物業(yè)、寫字樓、爛尾(樓)”等??梢哉f,這是粵語“滲透”的結(jié)果。
在普通話南下同化地方音的同時,粵語也在北上,影響北方地區(qū),足可見粵語的頑強(qiáng)生命力。究其原因有三:一是粵語的兩大中心城市廣州和香港本為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),其文化產(chǎn)物如歌曲、戲劇等具有擴(kuò)張性;二是粵語地區(qū)的本地居民堅持使用自己的方言而且代代相傳;三是粵語與普通話的差別足夠大,普通話發(fā)音難以輕易影響到粵語的發(fā)音。
二、廣府方言詞匯特點(diǎn)對寫作表達(dá)的影響
(一)正向影響:語言簡潔,經(jīng)濟(jì)
從粵曲《寶玉訪香鬟》(根據(jù)葉紹德原曲改編)中的賈寶玉【花間蝶】可以大略看出廣府方言的這一特點(diǎn)。
訪香鬟;日午人困心意煩,為謁娘親當(dāng)此信步行,金釧榻前倦態(tài)難展惺忪眼,人未慣,我只恨無力蔭花慰解哪玉顏,空自平添悵嘆。
寶玉【口白】金釧姐。
金釧【口白】啊,二爺,你呀。
寶玉【口白】金釧姐,睇你懶展星眸人慵,不若小憩園中暫偷閑好嘛。
金釧【口白】唉,都唔好二爺。夫人處,我、我我返上去!
唱詞中大量使用單音節(jié)詞語,保留了古漢語的特點(diǎn),語言簡潔、明快,別具韻味。
(二)負(fù)向影響:詞匯不夠豐富,表達(dá)方式單一
學(xué)生長期受到廣府方言的影響,思維存在定勢,表達(dá)思想時總是想到用單音節(jié)詞語,從文學(xué)性角度來說,語言不夠細(xì)膩,缺乏豐富多樣性,不利于語言表達(dá),不利于高考作文得高分。
三、詞匯教學(xué)策略研究
(一)培養(yǎng)學(xué)生主動豐富詞匯的意識
講清道理與原理,告訴學(xué)生,只有積累語言、豐富詞匯,才有多樣表達(dá)的選擇。而高考作文語言“有文采,有意蘊(yùn)”是發(fā)展等級分的給分點(diǎn),作文到了最后往往比的就是語言。
(二)學(xué)生自主開展詞匯對比研究
寒假期間全校學(xué)生自主開展“漫游語文世界”研究性學(xué)習(xí)活動。不少學(xué)生對廣府方言和普通話進(jìn)行比較研究,他們從詞義的義項(xiàng)角度比較方言和普通話之間的詞匯差異,在方言和普通話詞義的對比中理性審視方言的不規(guī)范之處。
學(xué)生研究作品展示:《順德方言與普通話差異研究》
1.名詞方面
2.動詞方面
3.副詞方面
4.介詞方面
5.嘆詞方面
(三)建構(gòu)誦讀材料,分層積累詞匯
建構(gòu)誦讀材料,主要是選取文學(xué)作品中有定論的,匯編從文學(xué)角度“很妙”的作品供學(xué)生誦讀鑒賞,如余光中《聽聽那冷雨》,賈平凹《丑石》,朱自清《槳聲燈影里的秦淮河》等作品,采用多朗讀、多活動的方式引導(dǎo)學(xué)生多角度自主學(xué)習(xí)。
對于美文,除了多讀以外還要多動手,邊讀、邊抄、邊記憶,最后老師與學(xué)生一起鑒賞、探究。如朱自清《荷塘月色》,我們重點(diǎn)鑒賞第1段到第5段的疊音節(jié)詞語。從表達(dá)效果上看, 它們可分為3 類:加重語氣的,減輕語氣的,增添喜愛色彩的。通過小組討論,可以得出參考答案: 加重語氣的――日日、迷迷糊糊、蓊蓊郁郁、曲曲折折、層層、縷縷、密密、靜靜、遠(yuǎn)遠(yuǎn)近近、高高低低、重重、隱隱約約;減輕語氣的――悄悄、淡淡、薄薄、彎彎、陰陰;增添喜愛色彩的――田田、亭亭、靜靜、薄薄、彎彎、曲曲折折。
(四)以“勾連法”進(jìn)行詞匯教學(xué)
針對學(xué)生閱讀量、詞匯量和寫作量不夠的困難, 除了統(tǒng)計“經(jīng)典閱讀量” 和進(jìn)行“名作仿寫”以外,“勾連法”詞匯教學(xué)能幫助學(xué)生掌握與所學(xué)詞相關(guān)的多個詞語的意義和用法。不孤立講詞義,大量解釋詞語不同的意義,再講在不同的語境里應(yīng)用的方法和形式,使學(xué)生靈活地記住詞語實(shí)際應(yīng)用的形式。
“勾連法”還可以講清詞匯源流,如“莫、漠、幕、墓、暮”等同音的詞語,在語言起源上有一定的關(guān)聯(lián)性,都具備了“不要、結(jié)束”的否定意味,本源上是一個“家族”。再如:“渠()”是廣府方言中常見的代詞“他”,在古文中有其源流?!犊兹笘|南飛》中“渠會永無緣”的“渠”解釋為“他”;朱熹的《觀書有感》中“問渠哪得清如許,為有源頭活水來”亦如是。而“靚”字在廣府方言中更是用得最頻繁,它有兩個讀音,一個讀1iang,表示漂亮;一個讀jing,表示女子打扮?!逗鬂h書》中有一段描寫王昭君的文字就用了“靚”字:“昭君豐容靚飾,光明漢宮”,就是說王昭君裝飾艷麗,光彩奪人;唐詩人宋之問在吟詠西施時也用了“一朝還舊都,靚妝尋若耶”的詩句。這些詞都說明了粵語的古漢語源流。
詞匯教學(xué)始終是課堂教學(xué)的重點(diǎn)。采用經(jīng)典篇目閱讀吟誦法,課堂教學(xué)采用詞匯“勾連法”,以一個詞為基點(diǎn),探究詞語孳生的多向性,以“詞語套”的方式建構(gòu)語族,浸潤熏陶,拓展視野,長期建構(gòu),定能使學(xué)生語言素材更豐富。積累了語言素材,再輔以名篇名作仿寫法,將可全方位訓(xùn)練學(xué)生充分積累運(yùn)用語言素材。
參考文獻(xiàn):
[1]陳勝洪.廣東順德方言錄[M].廣州:花城出版社,2006.