监测仪器范文1
关键词 地震；监测；观测；仪器；迟报
中图分类号P315 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）86-0085-02
自然地震：是地球内部对某一点发生释放冲击的能量，传播到地表面，已经超出了正常情况下地球自转运动在地表面所产生的微振动加速度值的范围。
地震预测：是指在具备有高精度地震测试仪器的前提下，自然地震的预测不再是依靠人的估计和推测，完全是依靠科学测试仪器，测试测量出在正常的情况下地球运动对各监测点所产生的微振动加速度的范围（即：微振动震谱），给出地震发生的阈值（即：预警值），只有具备了这样功能的测试仪器，才能实现对地震的预测。
地震预报：目前应该分为两种预报过程。1）根据各监测点对测试仪器制定出地震发生的阈值为标准，对超出地震发生的阈值信号进行了正确的判断，称为仪器的功能预报；2）根据各监测点预测出的结果，由主管职能部门把地震发生的前兆信息给千家万户，称为职能预报。
由于自然地震的发生是没有规律性的，随机性非常大，在没有高精度监测仪器的前提下，预报的标准根本就无法确定，而且每次地震震级的大小事先是无法预测的，只是靠人的估计和推测对地震进行预报，显然这种预报的说法是没有根据的，可信度也是无法保障的，反而起到了误导的作用，因为不知道以谁的估计和推测为准，所以地震知识百问百答中的“地震预报三要素”和“地震预报按时间尺度的划分”说法是没有科学依据的。
做好地震的预报工作，首先应该对地震的知识和地震的波形有一定的了解和认识，自然地震的发生，与该地方的地质构造及土质情况有关，与震源的深度及振动量的大小有关，与自然地震测试仪器地震计的摆放位置及实际的地震震源中心的距离有关，而且每一次地震发生的地点、时间、震动的波长及震幅都是不一样的，这么多的不确定因素在内，地震的预报完全是依靠地震的测试仪器，而绝非是靠人的估计和推测能做得到的。对于地震测试仪器来说，首先应该有预测地震发生的能力，能测试出微振动震谱，根据微振动震谱制定出预警阈值，这样能起到对自然地震的预报作用。至于地震震级的大小应该是无法同时预报的，因为地震波是看不见摸不着的，只能是在地震发生过后测试仪器才能测试测量出地震的震级的大小。从地震预报的意义上来说：只有准确地预测预报出有地震的发生，地震的预报对防震减灾工作才有真正的现实意义。对于地震的发生具体能提前多少时间预测预警预报，取决于地震测试仪器的精确度和各监测网络布局的分析指挥系统。每一次自然地震的发生，其震动冲击波传播到地表面总是有个传播的时间过程，绝不会一下子就天塌地陷，一般高频冲击波传播的速度比较快，这个传播的过程就给地震的监测工作带来了预测预警预报的机会。
例如一些动物：鼠类、蛇类、蛙类对自然地震发生的前兆都是有反应，这就说明它们感觉器官对地震波的敏感程度，比目前自然地震监测仪器的传感器精度还要高。到目前为止自然地震监测领域采用的地震监测仪器对地震的发生总是迟报，对提前预测预警预报一直无法实现，其主要原因是该领域的地震“观测仪器”和“强震仪器”在设计思路和计量检测的标准上存在问题：目前整个行业领域内的地震传感器都是按低频正弦波频率来进行检测标定的，地震的“强震仪器”最高频响范围为15Hz，地震的“观测仪器”有效频响范围为50Hz，这种频响范围的监测仪器在该领域都称得上是超宽频的测试仪器了。实际上这种频响范围的测试仪器在电子测试仪器中应该属于超低频测试仪器，其传感测试的精确度为10%都很难达得到。设计的测试仪器是要对自然地震波进行测试，首先应该清楚地认识到地震波传播到地表面的波形不是正弦波频率，实际上地震波传播到地表面是一种不规则的冲击脉冲波，冲击脉冲波所含有的高频偕波成分非常丰富，脉冲波是以脉冲的宽度、时间周期来定义的，地震波应该是以冲击脉冲的波长时间来定义，不应是以频率为单位来定义的，地震震级的大小应该是根据震动的加速度震幅和震动的波长时间来确定，所以用低频正弦波频率的传感器作为地震监测观测的传感使用，是不恰当的，也是不正确的。 采用低频正弦波频率的传感器作为地震监测观测的传感使用，其测试的结果，可根据中国地震局提供的一组三种监测仪器记录下来的地震波形图来进行分析和解读：
从上述的波形图可见，三种地震的波形最前段的直线部分，表明此时传感器无输出，输出值为零（即：停机状态），这是因为当强烈地震发生时传感器的敏感器件受到地震波的冲击所导致停机现象，（此现象完全可以通过计量测试手段直接来进行求证）。中段部分反映的波形是高频自激振荡波形，是传感器受到强烈地震波的冲击过后而产生的高频自激振荡波形，绝不是真实的地震波形。从振荡的波形图来看，目前行业领域范围内的地震计最高有效传感频响范围仅有50Hz，其测试的波形却超出了测试仪器本身的频响范围，已经违背了测试仪器的测试计量规则。有关行业领域内地震计的技术指标：“参考文献”《几种地震计的种类、工作原理及技术指标》。通过对地震波形图的分析解读，说明了自然地震的前兆完全可以利用测试仪器来实现预测预报的工作，只是因为该行业领域的地震测试仪器的精度太低、测试的频响范围太窄，此类测试仪器到目前为止应该是从未获得过真实的地震波形图，这是不能预测预报的根本原因。
当务之急，要使地震测试仪器真正发挥出防震减灾的作用：就必须要提高地震传感器的精确度和频响范围，这两项技术指标是考核衡量测试仪器质量的重要标准；必须要提高测试仪器的计量检测标准，制定使用周期，定期送检，完善计量标准传递制度，确保测试仪器使用的可靠性；地震测试仪器必须要具备能测试测量出微振动震谱的功效，依据微振动的震谱设定地震预测的阈值，充分利用网络通讯等技术手段，才能实现随时随地有测试、测量和预测、预警、预报的作用，这样才能达到预期的最佳效果。
参考文献
[1]地震知识百问百答：（二）.中国地震局，2008-05-01.
[2]地震常见问题解答.中国地震局，2012-04-26.
监测仪器范文2
关键词 环境监测；环境监测分析仪器；发展现状
中图分类号 TH70 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0226-01
如今，人们生活中的环境污染越来越严重，由于生态破坏的问题，甚至已经影响到经济的正常发展，这不得不让人意识到环境保护工作的重要性。在我国，环境保护也是一项迫在眉睫的工作。环境监测分析仪器作为获取环境信息的核心设备，是人们对环境科学进行管理的重要手段。尽管随着科学技术的不断进步，环境监测分析仪器依旧是在监测过程中的主要助力，始终保持着其重要地位，不管是发达国家还是发展中国家都非常重视。所以，在具有经济基础的前提下，政府对环境监测分析仪器的研发过程，都在各个方面给予最大的支持。
1 环境监测分析仪器定义和特征
1.1 环境监测分析仪器的定义
监测空气和水中的噪声与污染物质的仪器仪表就是环境监测分析仪器，根据环境监测分析仪器用途和性能上区分，可以将其分为四种类型：①在线自动监测仪器，主要应用于自动监视估测环境的质量问题，以及污染源的排污量是否符合指标；②实验室大中型通用分析仪器，通常都是在相对精密的实验室中应用，主要面向监测和研究实验；③应急监测仪器，日常的监测过程中无需使用，只是在出现突发的意外环境污染事故时应用，应变能力较强，具有方便易携、检测迅速的特点；④专用环境监测仪器，相对其他监测仪器，其更加具有专业性，包含有各种物理污染监测仪器、大气监测仪器以及水监测仪器等。
1.2 环境监测分析仪器的特征
由于监测的对象具有不同的特点和性能，环境监测分析仪器也要根据对象的特殊性，具备不一样的特征。但是，环境质量的监测分析仪器则侧重于质量的数值和变化，以环境质量监测分析仪器为基础，引申总结出此类监测仪器具有的共同特点：①针对测量对象中的测定因子具有较显著的选择能力；②监测过程中运作具有稳定性；③具有合理是适宜的测定量值范畴；④具有较高的灵活性以及监测准确性。
与环境质量监测略有差异的是污染源监测仪器，因为其主要是监测污染源中污染浓度量值。由于这类监测仪器的对象受时间影响而变化较大，所以监测分析仪器的主要特点有：①针对测量对象中的测定因子具有较显著的选择能力；②监测过程中运作具有稳定性；③具有较强的抗干扰性；④对监测的范围有较强的适应能力；⑤对污染物有较强的敏感度，同时具有适合的准确度，适应排放标准和监测需求。
2 环境监测分析仪器的发展现状
迄今为止，环境监测分析仪器在我国已有二十多年的生产历史，主要的生产厂家有一百四十多家，每年不包含监控系统在内的产值高达四点八亿元。我国能够达到国家要求的监测仪器主要有污水流量计、烟尘采样器、总悬浮微粒采样器、烟气采样器等，能够基本满足市场需求。虽然我国目前的环境监测分析仪器发展势头大好，在一定程度上也取得了值得骄傲的成绩，但是，与发达国家相比仍然有进步的空间。因为我国的专用监测仪器、高质量的分析仪器以及自动监测系统在市场中，并没有占据很多的份额，甚至很多时候仍旧是依靠从国外引进。从整体上来看，我国的环境监测分析仪器发展形势良好，但是在技术水平、管理模式、经营方式、经济规模等方面还有很多不足之处，并不能完全满足市场环境发展的需求。导致国内与国外呈现明显差距的原因，主要体现在。
2.1 宏观影响力不足
我国地域经济存在明显的差异，不同的部门、行业、地区具有各自的运作模式和制度体系，经济聚集力薄弱，严重影响了生产力发展，宏观调控能力不足，无法促进生产力的进步和产业技术的提高。
2.2 产品生产没有得到足够重视
虽然国家主张对环境质量进行控制，但是对环境监测分析仪器在政策上的支持还是不足，导致对环境质量的监测信息得不到保证。
2.3 生产水平有限
由于制造工艺的技术水平限制，环境监测分析仪器所需要的元件得不到质量保障，导致仪器的稳定性相对较弱，对监测数据的计算评估也缺陷。
2.4 科研力量实力不足
环境监测分析仪器的研发需要更多的技术和人才资源，我国人才流失的现象，严重制约了研究开发技术的实力。
2.5 匮乏对研发的资金支持
环境监测分析仪器在许多技术上属于高新精密型，需要更多的资金的投入，才能支持技术的更新和替换，根据有关资料统计，其他发达国家每年的总产值中，对产业科研开发的投资就达到百分之十，而我国只有不到百分之一。
3 环境监测分析仪器发展趋势
想要改变我国环境监测分析仪器的发展现状，必须有针对性地采取应对措施，可以从以下几个方面开始着手。
3.1 追求高要求高起点
由于目前我国的技术已经落后于发达国家，所以不妨引进西方优秀的环境监测分析仪器，研究学习西方先进的技术，取其精华去其糟粕，以国外成熟的技术水平为起点，研发属于自己的技术和仪器。
3.2 重视虚拟仪器技术的研发
我国在实验室大中型通用分析仪器和物理污染监测仪器方面技术相对薄弱，随着网络技术的更新，更应该重视虚拟仪器技术的研发。
3.3 生产与研发共同发展
目前我国的环境监测仪器研究开发技术不够成熟，而且采取的是生产与研发分开进行的模式，由于资金投入不平衡，容易导致这样的现象，研发人员有技术和能力却没有实践资金；生产企业有资金和市场却缺少生产技术。所以应该促使生产和研发共同发展，相互作用。
3.4 统一规划，合理分工
从科学发展观角度看，应该对我国的环境监测分析仪器研发达成共识，进行统一实际的规划，并且按照计划去实行合理分工合作，在宏观调控下促使研发技术和生产工艺的统一，避免恶性竞争制约发展。
4 结束语
近几年，虽然全球都受到经济危机的威胁，却是环境监测分析仪器更新换代的高峰时期，各项监测技术水平在不断提高。根据相关数据显示，我国政府对引进或是购买先进仪器装备的投资，高达近两亿元人民币。所以，许多专家学者对我国环境监测事业还是都报以积极态度的，同时，国家也重视对污染环境行为的惩治，这能直接有效地制约污染事故的发生，为环境监测分析仪器的发展打造出一片光明的前景。根据全球经济发展的趋势，环境监测行业势必会走向自动化、信息化、系统化、多功能以及智能化，而我国在环境监测分析仪器的研发与生产方面也应该紧跟着发展的方向。虽然我国较发达国家，在技术以及资金投入等问题上，仍然有许多不足之处。但是，我国的环境监测分析仪器也有自己的优势，相信通过了解自身缺陷，以国外先进技术为起点，结合时展的需求和趋向，我们自己一定可以使研发技术越来越成熟，让生产出来的环境监测分析仪器在国际市场上占据越来越多的份额。
参考文献
[1]李虹杰,马建武,范新峰.大气环境监测仪器研究进展[J].科技创业月刊,2009,02:127-128.
[2]卢祁.我国环保事业对环境监测仪器需求旺盛——访中国工程魏复盛院士[J].中国仪器仪表,2009,01:193-194.
[3]刘建国,刘文清,魏庆农.我国的环境监测仪器产业善及监测高技术创新的研究[J].光电子技术与信息,2009,02:166-168.
监测仪器范文3
采购与安装调试监测站应根据能力建设与发展的需要和环境监测站标准化建设的要求，制定仪器设备配备计划，由仪器使用科室（人员）提出仪器设备的购置申请，确定选型初步方案，上报仪器管理科室（总工办）进行市场调研并形成调研报告后，由技术负责人审定、站长审批后，确定仪器设备选型，选择合格的设备供货商，并按照设备采购程序进行采购。仪器设备到货后，仪器管理科室人员组织仪器使用人员、仪器保管人员、供货商技术人员进行开箱清点、并由供货商对仪器进行安装调试，同时对仪器使用人员进行现场操作演示和就使用过程中的注意事项等内容进行培训。完成安装调试之后，要对仪器反复进行试运行实验，确保仪器设备的各项性能指标正常并填写详细的验收报告，经验收小组、站长（技术负责人）确认验收合格后，仪器设备才能正式投入使用。仪器验收合格后，总工办根据实验分工的要求，拟定仪器主要负责人，提交分管副站长审核，并提交站长确认，做好仪器验收后的移交工作。
2仪器设备的量值溯源
2.1仪器设备的检定校准
仪器管理科室根据国家有关计量检定部门对计量器具检定/校准管理的规定，制定本站仪器设备的年度检定/校准计划，并负责与相关的计量检定机构（如省、市计量所）联系，采用集中送检和来单位检定的方法进行，以此来保证监测仪器设备的准确性和量值可溯源性。年度检定/校准计划应包含以下内容：仪器设备名称、管理编号、型号、生产厂家、检定/校准日期、下次送检日期、检定/校准单位、检定周期等。仪器设备经安装调试验收后或维修后在投入使用前都要进行检定/校准，而对辅助设备（如冷藏箱、纯水机）等非强制检定仪器设备，应编写自检校准程序并按程序步骤随时校准，仪器设备责任人应积极配合做好仪器设备的检定/校准，认真规范填写仪器设备内部校准记录表，以确保仪器设备校准状态的可信度。在无法溯源到国家计量基准的情况下，即仪器设备既无法送检也不能自校准时，可通过参加实验室比对或能力验证来证明检测结果的准确有效，也可采用不同仪器比对的方法来确认仪器能否满足监测要求。所有通过计量检定或校准的仪器设备在获取检定/校准证书后，仪器设备管理负责人应对检定/校准的结果（技术参数）进行确认，看是否满足检测相应标准或规范，是否满足环境监测工作使用要求，并根据确认结果，按状态贴上三色管理标识，即：a)合格标志（绿色），经计量检定或校准、验证合格，确认其符合使用要求的；b)准用标志（黄色），仪器设备某些功能丧失，但检测所需要的功能正常，且检定校准合格的；c)停用标志（红色），仪器设备经检定校准不合格或仪器设备目前状态不能使用，但经检定校准或修复后可以使用的。
2.2仪器设备的期间核查
仪器管理科室根据仪器设备的性能状况、使用频率、使用的环境条件等要求制定仪器设备年度期间核查计划，仪器使用人依据实验室制定的设备期间核查作业指导书，按年度计划要求进行期间核查，并把核查的内容结果填写到期间核查记录表上，仪器管理科室及技术负责人要对期间核查记录的内容结果进行分析、评价、确认，确保达到期间核查的目的。仪器设备期间核查的主要对象有以下几种：a)大型或使用频率较高的仪器设备；b)仪器设备易发生故障时期或排除故障后，不需进行校准时；c)经常搬运、携带到采样现场进行检测/校准的仪器设备；d)外部的环境条件无法满足仪器设备的使用条件，可能导致了仪器设备的性能指标发生改变等。仪器设备使用人员主要依据仪器设备使用说明书、期间核查作业指导书、仪器设备检定规程等对仪器设备进行灵敏度、准确度、精确度的核查，以确定仪器设备的性能指标是否发生变化，确保监测数据的真实有效。
3仪器设备的使用与维护
仪器设备管理部门应加强对仪器设备使用人员的学习交流与培训，强化他们的责任意识和质量意识，使仪器设备使用人员通过实践操作和工作交流，深入了解掌握仪器设备的结构、原理、性能指标，不仅要会使用也要懂得维护。所有仪器设备特别是精密、贵重，对使用环境条件要求高的仪器设备（如ICP等离子发射光谱仪），使用者必须认真填写仪器设备使用登记表（如仪器设备的工作时间、内容、工作的环境条件、运行情况等）并定期对仪器设备进行必要的维护、保养。
4仪器设备的档案管理
环境监测仪器设备档案的管理是实验室计量认证重要组成部分。为了提高仪器设备的综合利用率，保证监测结果的准确、可靠，环境监测站就要做到规范、科学管理仪器设备档案。环境监测站的仪器设备档案包括电子档案和技术档案等。仪器设备技术档案实行一机一档管理，档案材料应包括仪器设备申请采购到设备报废/报停过程的所有材料（如仪器设备采购申请表、相关采购合同资料、验收报告、检定/校准证书、作业指导书、日常使用记录等）。环境监测实验室仪器设备的电子档案即通过计算机建立仪器管理动态信息库，及进行仪器日常报修维修、报（送）检和编制采购计划等工作的数据库，实行专人系统管理，为仪器设备的日常管理提供高效实用的途径。（本文来自于《能源与节能》杂志。《能源与节能》杂志简介详见。）
5结语
监测仪器范文4
Abstract： Through analyzing the mercury in flue gas online monitoring technology of cold vapor atomic absorption spectrometry， the article designs mercury in flue gas online monitoring instruments based on cold vapor atomic absorption spectrometry， including sampling units， test unit， control unit， and display unit. The instrument test data on the drift of zero point， span drift is ideal， realizing the real-time， secure， and stable monitoring of mercury in flue gas.
关键词： 冷原子吸收光谱法；在线监测；监测技术
Key words： cold vapor atomic absorption spectrometry；online monitoring；monitoring technology
中图分类号：X82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）35-0032-02
0 引言
伴随着工业的发展，汞的用途越来越广，生产量急剧增加，从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。主要包括：施用含汞农药和含汞污泥肥料；汞矿的开采、冶炼；含汞废水灌溉；城市垃圾、废物焚烧等等。人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。据第一财经日报综合报道，专家介绍，汞被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。
1 烟气中汞在线监测仪器原理
烟气做采样泵的作用下经过气路切换单元（除湿、除尘和除硫），通过隔膜泵将汞蒸气输送到检测池中，汞蒸气在254nm下有强烈吸收，汞蒸气的浓度与吸收强度成正比，原理是朗伯-比尔定律
I=I0e-KCL
式中：I为吸收后的光强度；I0是物质浓度为零（即不存在吸收物质）时的光强度；C为物质浓度；L为比色皿（采样槽）的长度；K为吸收常数。对于一个特定的采样槽，其长度L不变；对于特定的测量波长以及特定的被测物，吸收常数K基本不变，因此通过测量吸收前后的可见光的强度，便可以测量出烟气中汞的浓度。
2 烟气中汞在线监测仪器设计
2.1 仪器结构框图 仪器结构框图如图1所示。
图1所示，监测仪器由三个单元组成，分别为气路切换单元、检测单元和显示单元，气路切换单元主要完成烟气和零气的切换处理，并针对不同的通道进行不同的预处理，其中烟气通道进行除尘和超滤处理，以减少对汞检测的影响。检测单元由光源、检测池和光电探测器组成，主要完成汞蒸气的吸收光信号检测，显示单元由数据计算、数据显示和数据输出组成，主要完成对检测到信号进行处理，经过运算得到吸光度，然后代入内置工作曲线进行计算得到汞浓度，最后将浓度结果通过RS485或4-20mA输出。
2.2 气路切换单元设计
2.2.1 切换器 切换器由三通切换阀和驱动器组成，当进行正常测试时，切换器切换到烟气通道，烟气经由除尘器和超滤器进入检测单元，当仪器需要进行零点校准时，切换器切换到零气通道，零气经由零气通道直接进入检测单元。切换阀采用低压24V控制模式，当三通电磁阀有电时，切换阀打开，失电时，切换阀关闭；当控制电源故障失电时，切换阀关闭。驱动器用于驱动三通电磁阀，能通过接收TTL控制信号是否产生24V电压。
2.2.2 除尘器 除尘器采用不锈钢材料制成的圆柱形多孔滤芯，烟气通过入口进入滤芯，烟气中的灰尘在滤芯上被拦截下来，烟气得到净化，当滤芯被附着的灰尘累积到一定程度后，启动反清洗装置，高压空气通过反清洗入口对滤芯进行高压反清洗，附着在滤芯表面的灰尘被脱落，达到滤芯自动清洁的目的。
2.2.3 超滤器 采用欧洲优质过滤材料和不锈钢骨架，具有过滤效率高、耐腐蚀、强度高、气流阻力低、使用寿命长等特点。滤芯最外层采用抗油、耐酸类化学腐蚀的疏水性泡沫套筒，防止了聚结液体重新进入气流，确保了高效率除有机干扰物，以减少有机物对汞检测造成的影响。
2.3 检测单元设计
2.3.1 光源 监测仪采用低压汞灯作为光源，汞灯是指汞蒸气压力为1.3～13Pa（0.01～0.1mmHg），主要发射波长在紫外区的253.7nm（0.01mmHg），相当能量为471.0kJ/mol（112.5kcal/mol），占灯的总能量的70%的汞蒸气弧光灯。25℃时，该灯的主射线为253.7和184.9nm。低压汞灯光强低，光固化速度慢，但发热量小，不需冷却就可使用。由于汞灯发出的光时发散的，使用的时候需要使用透镜将光聚焦，提高汞灯穿过检测池的能量。
2.3.2 检测池 在光谱吸收式气体检测系统中，气室的有效吸收光程是决定系统检测灵敏度的关键参数之一，本仪器采用怀特型气室的方法进行设计。本长光程气室内壁以及气室反射镜片均要求较高的反射率，以避免多次反射后造成的光强损失，气室内壁及反射镜片采用高反射率的金作为镀层，使光强反射率达到95%以上。气室的入射及出射窗口要求对于目标波长的光具有较高的透射率，根据波长的不同窗口使用的材料也会有所不同，光透射率达到92%以上。光路长度与测量精度有关，对于低浓度气体测量，光路达到8米以上。气室具有较强的耐腐蚀性，对于腐蚀性气体（如HCL、HF等）具有良好的耐腐蚀性，尤其是样气的出入口部分，镀层起到足够的保护作用。
2.3.3 光电探测器 光电探测器的工作原理是基于光电效应，热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高，从而改变了它的电学性能，它区别于光子探测器的最大特点是对光辐射的波长无选择性。在光电探测器的前端设置了253.7nm的滤光片，可以将其他波长的光拦截。
2.3.4 信号放大与AD转化 这部分主要是将光电探测器探测到的光信号进行放大，使其达到AD转化前的信号强度要求，AD转化电路完成信号的数字化。
2.3.5 数据采集处理 数据采集处理部分主要是完成光电探测器后端的信号进行采集并处理，使其采集到的信号更加有代表性。数据处理采用算术平均滤波法，提高其有用信号的比重，消除变化信号中的尖脉冲干扰值。
2.3.6 检测单元系统结构 检测单元系统结构如图2所示。光源由低压汞灯构成，在检测池的光路入口和出口分别设置了聚焦透镜，光源发出的光透过聚焦透镜进入检测池，穿过聚焦透镜，进入光电探测器。
2.4 显示单元
2.4.1 显示单元结构 显示单元以嵌入式低功耗CPU为核心（ARM CPU，主频400MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏工控机，设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率1024×1024），内置128M FLASH，24VDC供电，采用wince6.0操作系统，工控机的系统结构图见图3。
2.4.2 数值运算 仪器具有校准功能，能根据不同浓度的汞标气记录吸光强度值，然后采用乘二法进行线性拟合，得到线性方程，并将线性方程系数保存在仪器存储器中，然后将数据显示在显示屏上，并将数据保存到工控机内部存储器中。仪器设置了4-20mA模拟输出和RS485数字输出功能，可以提供外部仪器或数采仪进行数据采集。
3 性能测试
为了研究研制的在线监测技术定量分析过程中存在的系统误差和偶然误差，本文设计了专门的零点漂移、量程漂移和跨度漂移实验，本仪器的测量量程为0-100μg/m3。零点漂移是让监测仪每隔1h测试零气，连续监测24h，计算相对于监测仪的最小读数，仪器指示值在一定时间内的变化；量程漂移是让监测仪每隔2h测试80μg/m3汞标气，连续监测24h，计算相对于自动分析仪的测定量程，仪器指示值在一定范围内的变化大小；跨度漂移是让监测仪每隔1天测试50μg/m3汞标气，连续监测1周，计算相对于自动分析仪的测定量程，仪器指示值在一定范围内的变化大小。
表1是性能测试结果，可以看到，零点漂移值为1.37%，量程漂移值为0.067%，跨度漂移值为0.05%，性能指标比较理想。
4 结论
通过设计气路切换单元、检测单元和显示单元，成功研制了烟气汞在线监测仪器，能应用于烟气中汞的在线实时监测，具有实时、快速、安全和可靠等特点，具备了良好的市场推广前景。
参考文献：
[1]李冬梅.燃煤锅炉烟气汞污染控制技术浅析[J].环境保护与循环经济，2011.
监测仪器范文5
Described the use of potassium dichromate digestion-photometry to experiment. By electric heating thermostat-digestion, concentration using Spectrophotometric method for the colorimetric determination of chromium ion, to calculate COD value
关键词：在线监测重铬酸钾法COD 在线监测仪
Abstract: This paper introduced the use of potassium dichromate digestion photometric method. Through the electric heating thermostat digestion with spectrophotometry, colorimetric determination of chromium ion concentration, and thus calculate the COD value.
Key words : on-line monitoring of potassium dichromate method COD on-line monitoring instrument
中图分类号： X859 文献标识码：A文章编号：
1 方法原理
利用COD在线监测仪, 采用国标重铬酸钾法,通过恒温器消解进行快速催化氧化―还原反应。使水体中的氧化物被氧化,氯离子用硫酸汞掩蔽，六价铬离子被还原成为三价铬离子。自动监测系统通过分光比色来测定铬离子的浓度, 计算出化学需氧量COD值。
2 主要仪器与试剂
2. 1仪器
LFCOD-2002 型COD 在线监测仪(力合科技（湖南）股份有限公司);COD 在线监测仪系统由采样系统、加液计量系统、控制系统、测试系统、数据存储和显示系统等部分组成。
2. 2 试剂
优级纯试剂和GB8682-86规定的二级以上纯水；硫酸银（Ag2SO4），分析纯；硫酸汞(HgSO4)，分析纯；硫酸亚铁铵（FeSO4•(NH4)2SO4•6H2O）分析纯；硫酸(H2SO4)，ρ=1.84g/mL，优级纯；掩蔽剂：硫酸-硫酸汞溶液 （剧毒和腐蚀性）。
2.实验部分
高氯低COD在线分析仪采用高温高压密闭消解的技术，以汞盐作为掩蔽剂与Cl-配位的方法测定现场水样的CODcr值，对于高氯废水，相应的需要增加混合液中HgSO4的浓度来达到掩蔽更多Cl-的效果，加入的催化剂Ag2SO4和H2SO4都是含有硫酸根，它们之间的浓度会影响硫酸汞的溶解度，即影响硫酸汞的对氯离子的掩蔽作用，因此，在进行在线监测高氯COD时，必须对加入掩蔽剂、酸度进行优化，以便达到最大程度的掩蔽氯离子，而满足COD的准确测定。
由于HgSO4的溶解受H2SO4的影响非常大，因此，我们需要从多方面来探索并验证适合高氯废水的测定条件。
2.1溶解条件实验
2.1.1 H2SO4浓度对HgSO4溶解的影响
实际应用中测定水样的CODcr值时，混合液中硫酸的浓度必须在一定的值以上，才能保证大部分有机物的氧化效率，但硫酸浓度越大，HgSO4的溶解越难，析出的HgSO4会堵塞仪器管路，影响仪器的正常运行，故需要探索不同硫酸浓度下HgSO4的溶解情况.
2.1.2 综合考虑 HgSO4、H2SO4、Ag+、Cl-浓度对溶解情况的影响（正交试验）
COD在线监测时加入掩蔽剂、消解液和助溶剂，而掩蔽剂由硫酸和硫酸汞配制而成，助溶剂主要由硫酸和硫酸银配制而成。为考察HgSO4、H2SO4、Ag+、Cl-混合后的溶解情况，及各个因素对溶解情况影响的大小，设计正交试验。
虽然Ag2SO4只是作为催化剂，但Ag+的存在会与HgSO4掩蔽不了的Cl-发生反应生成AgCl沉淀,，试验中将H2SO4和Ag2SO4放在一起（在500ml 98％的浓硫酸中加入5g Ag2SO4配制成1％的Ag2SO4-H2SO4溶液）作为一个影响因素考虑，HgSO4和Cl-各作为一个影响因素：HgSO4（A），Cl-（B），Ag2SO4-H2SO4（C，只考虑H2SO4的浓度对试验的影响，Ag2SO4只是作为催化剂），选取的水平如表2（各浓度均为各因素在混合后的浓度），同时设计正交试验表L16(43)（表3），混合后先用超声波振荡5min，再观察结果，完全溶解的记作0，浑浊的记作1，微量浑浊的记作0.5（见表3）。
表2 三因素四水平
表3 试验结果及直观分析
从表3中可知，极差值R最大的是Ag2SO4-H2SO4，说明该物质加入量的不同，对测定影响最大。
虽然HgSO4浓度越低，溶解情况越好，但是HgSO4、、AgCl沉淀、Cl-这三者之间的溶解在理论上必定存在一个相对平衡的范围。
从表3中选出结果较好的1号、2号、3号、6号、8号、11号、12号、16号试验的HgSO4、Cl-、H2SO4的浓度再进行实验，结果单独列入表4中。
表4 正交试验结果较好的试验组
综合表4的情况，同时为保证消解效率当我们在做高氯低CODcr仪器实验时，一般选择硫酸汞的量3％-5％，硫酸浓度28％-30％，在这个范围内，增大硫酸汞的浓度，则必须相应的降低硫酸的浓度。
3仪器开发及检测结果
3. 1 比色法电加热在线监测仪的使用情况
综合考虑2.1.1及2.1.2中的试验条件，通过将实验数据统一整理，更直观的体现了比色法电加热在线监测仪器和电极法在线监测仪器的优缺点。详细的数据如表5所示。
表5 比色法和电极法测试不同高氯标样结果
3. 结论及讨论
3.1 硫酸汞的溶解与硫酸的浓度、氯离子的浓度密切相关。经过2.1.1及2.1.2中的试验分析，达到硫酸汞能溶解、同时AgCl不形成平衡范围为：硫酸汞浓度3%-5%，硫酸浓度为28%-30%，在此范围内，当硫酸汞的浓度增大时，相应的应降低硫酸的浓度，可掩蔽15000mg/L的Cl-。同时，正交试验极差分析表明：对溶解情况影响最大的是H2SO4的浓度，HgSO4及Cl-的浓度的影响次之。
3.2 开发出的比色法及电极法在线监测仪均能测定15000mg/L氯离子浓度的标样，结果都比较好。其中比色法稳定可靠，无需经常校准，且时间较短。但对于某些色度及浊度较高，经过高温密闭消解仍无法将色度褪去且在470nm处有明显吸收的水样，用电极法较比色法好。（如图5所示）
3.3 由于预处理标准法测试高氯废水的COD时要用到昂贵的银盐，测量成本高，在线监测法相对标准法及预处理法有省时、省电、省水、省试剂、二次污染小、准确度和精密度更高等优点。
3.4目前环境监测已由实验室分析为主，向自动化、智能化、网络化为主的监测方向发展，我们可以参考标准方法，但不能绑定标准方法。在线监测做为一种主导趋势，必将为我国的环保事业做出更大的贡献。
监测仪器范文6
关键词：ARM；LPC2210；嵌入式系统；脑血氧监测仪
引言
氧是人体新陈代谢的重要物质，脑组织新陈代谢率高，耗氧量占全身总量的20％左右。在心脑血管疾病及脑外伤病人的临床抢救与治疗中，如果缺乏对脑组织供氧的监护手段，就有可能造成脑组织神经功能的丧失或损害。因此，提供一种连续监测大脑供氧状况的临床设备，对提高心脑血管和脑外伤等多种疾病的诊断和治疗具有重大意义。在健康监护和临床诊断中，对脑组织血氧参数的监测是不可缺少的。
本文即应用ARM微处理器开发了一种带有网络通信功能的嵌入式脑组织血氧参数监测设备。
系统硬件设计
整个硬件系统由脑血氧检测探头脉冲驱动电路、滤波放大电路、LPC2210系统及接口电路组成。由LPC2210产生PWM脉宽调制信号，经探头脉冲驱动电路放大，用于驱动探头的光源发光，并产生周期性的光信号。探头中的光电传感器采集含有脑组织血氧信息的光信号，经光电转换产生电信号。滤波放大电路将得到的电信号进行低通滤波和信号放大。LPC2210对放大后的信号进行A/D转换，并进行数字处理，同时通过接口电路扩展键盘、LCM图形液晶显示、RS232串口和以太网接口，用于整个系统的控制、显示、与上位机(PC机)的通讯以及网络通信。其系统框图。
LPC2210系统及接口电路
LPC2210是飞利浦公司基于一个16/32位ARM7内核的微控制器。它具有极低的功耗，16KB片内SRAM，多个32位定时器、8路10位ADC、PWM输出以及多达9个外部中断，特别适合用于工业控制、医疗系统等。
系统电源电路如图2所示。220V市电输入后经过B1单相桥式整流，再由三端稳压器件U1和U2稳压，分别产生+5V和-5V电压，给探头集成电路和集成运放LM324供电。由于LPC2210微控制器要使用两组电源，I/O供电电源为3.3V，内核及片内外设供电电源为1.8V，因此在+5V后面再使用低压差电源芯片稳压输出3.3V和1.8V电压，低压差电源芯片U11、U12采用了SPXl117M3-1.8和SPXll17M3-3.3，其特点为输出电流大，输出电压精度高。
本系统的复位电路使用了SP708S，由于在进行JTAG调试时，nRST和nTRST可由JTAG仿真器控制复位，因此使用了三态缓冲门74HCl25进行驱动，如图3所示。系统时钟电路采用了外部11.0592MHz晶振，使串口波特率更精确，同时能够支持LPC2210片内PLL功能，用1M电阻R45并接到晶振两端，使系统容易起振。JTAG接口电路采用了ARM公司提出的标准20脚JTAG仿真调试接口，其信号的定义与LPC2210的连接电路。根据LPC2210的应用手册说明，在RTCk引脚接一个4.7K的下拉电阻，使系统复位后，LPC22lO内部的JTAG接口使能，这样就可以直接进行JTAG仿真调试了。本系统扩展了4MbSRAMfIS 6IL25616AL)和16MbFLASH(SST39VFl60)。为了方便程序调试和固化，使用了BankO和Bankl的地址空间，可以通过跳线将LPC2210的CS0和Cs1分别分配给SRAM或者FLASH。程序调试时，分配SRAM为BankO地址；最终代码固化到FLASH时，分配FLASH为BankO地址。
由于系统是3.3V系统，所以使用了SP3232E进行RS232电平转换。SP3232E是3V工作电源的RS232转换芯片，接收端和发送端分别接到LPC2210的PO.0-TxDO和PO.1_RxDO口。本系统具有16个按键，用于菜单选择，输入病人的信息等功能。系统使用了I2C接口的键盘驱动芯片ZLG7290，ZLG7290是一款功能强大的键盘驱动芯片，最多可支持64个键盘。
本系统采用点阵图形液晶模块接口电路，可以直接与T6963C液晶驱动模块连接使用。系统采用8位总线方式，液晶模块没有地址总线，显示地址和显示数据地址均通过DB0-DB7实现。模块的工作电压是5V，而LPC2210的I/O电压为3.3V，所以在总线上串接470的保护电阻。让图形液晶模块的C/D与A1连接，使用A1控制模块处理数据命令，并且可以利用LPC2210的16位总线方式操作图形液晶模块(高8位数据被忽略)。模块片选信号CE由LPC2210的A22和外部存储器Bank3片选CS3相“或”后得到，当A22和nCS3同时为O时，模块被选中。LCM接口电路。
本系统设计了以RTL8019A5芯片为核心的以太网接口电路，其电路原理图如图5所示。由于LPC2210是开放式总线，所以电路设计为16位总线方式对RTL8019AS进行访问，数据总线DO－D15与芯片SDO-SD15连接。由于RTL8019AS的工作电压是5V，而LPC2210的I/O电压为3.3V，所以在总线上串接470Ω的保护电阻。RTL8019AS工作在跳线模式，基地址为0x300H，所以电路上SA6、SA7、SAl0-SAl9均接地，SA9接电源。SA8与地址总线A22相连，SA5与LPC2210的外部存储器Bank3片选CS3相连，当SA8为1，SA5为0时，选中RTL8019AS。其它引脚的连接方法可参考RTL8019AS的应用手册。
探头脉冲驱动电路
脑血氧探头部分的前置放大电路需要系统提供+5V和-5V电源，同时灯泡需要提供电压大约为9V、周期为4s、占空比为1/3的脉冲方波，以实现760nm和850nm两个光源轮流发光和检测到响应的背景噪声。脉冲方波可以由LPC2210的PWM实现，可是其输出电压为3.3V，不足以驱动探头灯泡发光，因此采用了开关模式电压转换器MAXl848，它产生最高至13V的输出电压，足以驱动小灯泡。通过灯泡的正向电流与加在CTRL引脚的电压成正比，将LPC2210的PO.9和P0.8定义成PWM状态，通过软件使其产生上述的脉冲方波，接在CTRL上。当加载在CTRL上的电压小于lOOmV时，MAXl848会进入关断模式，这样可以实现PWM调光功能。探头与系统电路之间采用了标准的9针接口，方便组装和拆卸。放大电路如图6所示。
滤波放大电路
脑电数据采集系统一般处于含有大量电器设备的环境，通过脑电检测装置导联线及人体自身的分布电容，电磁干扰尤其是50Hz工频干扰极易引入人体。低通滤波是一种常用除工频干扰的方法，这种处理方法使电路得到简化，滤波后的截止频率约为33Hz。集成运算放大器LM324将滤波后的信号进行放大，通过LPC2210的P0.27和P0.28进行A/D转换得到数字信号，如图6所示。再根据Lambert-Beer定律，利用软件进行相关运算，得到脑组织的血氧参数，通过显示屏输出，实现双探头检测双侧脑组织局部血氧参数的功能。
系统软件
系统软件应用ADSl_2集成开发环境编写和调试，它是ARM公司推出的ARM核微处理器集成开发工具。在μC/OS-II操作系统上，应用C语言编写源程序，使用ADSl.2中的CodeWarrior IDE进行操作系统移植、软件的编译、连接生成二进制代码。通过AXD调试器和JTAG进行调试，最后固化到系统的FLASH上。
结语
本文介绍了嵌入式脑血氧监护仪的系统电路设计，用于实现双路双侧脑组织血氧的参数监测，可通过串口通讯的方式将监测参数和病人的信息传输到PC机进行储存和管理，也可使用以太网接口将信息发送至远程终端便于进行远程监控和诊断。在家庭、野外或者战场监护中有比较广泛的实用前景。
参考文献
