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传感器在现代化农业中的应用 传感器常见问题解决方法

时间:2020-08-19    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

摘要:传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成电量的装置或元件,它类似于人的五官能感知并检测各种非电量。当今在现代农业科学技术中,也开始广泛地使用各种传感器,进行各种参数的检测与控制,帮助人们去科学种田。下面介绍一些应用。
关键词:传感器 遥感技术 绿色电器 电磁辐射

  传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成电量的装置或元件,它类似于人的五官能感知并检测各种非电量。当今在现代农业科学技术中,也开始广泛地使用各种传感器,进行各种参数的检测与控制,帮助人们去科学种田。下面介绍一些应用。

(1)用于农产品的冷藏:

  现代化粮库采用了先进的"分布式粮仓微机测温系统",该系统以微机为核心,采用温度传感器可对上百个点进行温度监测(也可接湿度传感器进行湿度监测)。由于有了十分先进可靠的测温技术,仓容大幅度提高,并有效地减少了霉变现象。微机测温系统还可以根据检测的温度及湿度数据对通风装置进行自动控制。在粮食入库前,可采用水分量传感器测定粮食的水分(必要时要用干燥机干燥)。

  水果和蔬菜的保鲜工作目前用的较广的是低温冷藏法。先进的大型冷藏库利用温、湿度传感器,达到佳的保鲜条件。

(2)遥感技术在农业中的应用:

  所谓遥感就是远距离获得信息的一种技术,它是使用人造卫星或航天飞机等先进工具,采用各种传感器来观测地球表面,取得有关环境和资源的有用信息的科学技术。遥感技术是通过非接触、非破坏的方法,在很短的时间内遥感极其宽广的地域,对农业生产能起指导作用。在遥感技术中,主要使用从近紫外到红外以及微波作为信息载体,并相应地采用能检测这些信息的传感器,检测的信号经电子线路处理,后形成图像。

  在农林业、植物资源方面,遥感技术能测定农作物品种的分布区域、植物品种的分类,判断植物生长情况、受灾情况、土壤条件等。通过遥感所获得的信息,可以确定合适的种植和适度的施肥,估计收成,进而决定农业管理的工作方向。

(3)工厂式育苗及温室栽培:

  温室蔬菜栽培及花卉生产的玻璃温室(或塑料大棚)中采用喷灌机械,土壤消毒机,自动温度、湿度、二氧化碳控制装置等等,以实现自动化、省力化。这里采用了温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、二氧化碳传感器等分别进行检测。较为先进的还采用计算机控制,获得较好的控制效果。

(4)在降雨量测量中的应用:

  降雨量的大小对作物的生长有很大的关系。降雨量传感器是通过测定蒸发在传感器裸露面上的雨水所需要的电功率来测量降水率的,测量的范围为0.3~350mm/h。它能将降水率转换成电压信号输出,并且由记录仪做出记录。

(5)在农业机械中的应用:

  在农业机械试验过程中应用传感器可测定整机的各项性能参数以及零部件的结构强度等指标,为农机理论研究和产品设计、改进提供科学依据以及评定农机产品的制造质量等,如应用电阻应变式传感器测定犁体阻力可为犁体曲面设计提供依据,以减少作业过程中的阻力,从而减少功率消耗。又如在精密播种机的排种器上安装光电式传感器,通过监控仪表可随时监测排种过程,防止堵种,保证出苗率。

  随着农业现代化的高速发展,传感器技术的不断进步,在农业生产中将会得到越来越多的应用。

 

何谓"绿色电器"

  在"绿色消费"的口号下,市场上应运而生一批"绿色彩电"、"绿色冰箱"等"绿色产品"。那么,"绿色电器"有何标准,该如何辨别呢?据*部门介绍,国家颁布的*产品认证标志,绿色背景上绘有"青山绿水"图案。接受认证的企业,要由*、技术监督等11个部门进行监督、检查。"绿色电器"主要指有关指标控制在*标准范围内的电视、电冰箱、洗衣机等电器产品。比如"绿色彩电",要求74cm以上大屏幕彩电的照射率(X射线)不超过每小时0.07毫仑,在此范围内不会对人体造成伤害。另外,电视机的包装也不得使用*避用的材料。"绿色冰箱"、"绿色冰柜"要求其制冷系统不再消耗氟物质,应处在无氟状态。这样,在使用时,既不会时常出现漏氟带来的麻烦,又不会因氟泄漏而造成对大气层的污染。洗衣机的绿色标准是低噪音。根据规定,波轮式洗衣机的噪音要在50~60dB之内,滚筒式洗衣机要在60~65dB之内。

摘自《国内电力报》

 

逐行扫描DVD

  逐行扫描DVD的广告宣传和消费者实际观看的视觉效果并不一致,因而引起了消费者的因惑。事实上逐行扫描DVD播放机在技术上确实有所提高,但由于周边条件的配合不当,其优越性在国内家庭中几乎一点没有发挥出来。要清楚地了解DVD逐行扫描的技术要点和更好地发挥其作用就必须对图像压缩技术有基本的概念。

  DVD采用的是MPEG2图像编码方式,与VCD采用的MPEG1编码方式的流程一样,只是MPEG2在技术细节处理上更先进些。

  原始图像有两种方式取得:①摄像机,专业摄像机输出红(R)、绿(G)、蓝(B)3个色分量信号,这种信号都是以隔行扫描方式得到的。

  隔行扫描是电视格式制订时设计的。根据人类视觉研究发现,人眼接收24幅/s微微变化的固定图像看起来就有连续活动感,但仍有点闪烁。如果收看48幅/s,即使一半是相同的画面,图像也就自然连续了。电视场幅要与市电频率一致就可以消除图像的滚动感,所以PAL制送50幅,NTSC制送60幅。若送这么多幅图像,系统的扫描频率要求就高出一倍,同样频带内可以安排的电视台数量就要减少一样,电视机内的行频要求也会高出一倍。所以设计出了隔行扫描技术,把一幅完整的图像分成各由奇数行和偶数行组成的两个场。这样,既满足25幅完整的图像又能出现50次/s,满足连续且不闪烁的视觉要求。

  ②原始图像的第二种获取方式是用胶片直接转制设备,利用分色镜把每一张电影胶片分成RGB三幅原色图像,分别投到三片CCD感光板上转换成电信号。将一部电影的所有胶片都这样处理。早先的胶片转制设备是为了在电视上放电影节目或转制录像带而设计的,故也采用隔行扫描方式从CCD里取出视频信号,以便于以后的使用。现在为了把电影节目直接制作DVD或其它数字图像就采用逐行方式从CCD里取图像信号了。

  逐行方式是一行接一行取,上下行间的时间间隔短,画面内容即使有点变化也关系不大。而隔行扫描*行与第二行的时差是整整一场的时间,1/50s,比逐行扫描的行内间隔时间差了几百倍(PAL制为312.5倍),快速变动的图像就已经不一样了。另外,在奇数场和偶数场套出整幅画面时,也不可能上下前后套得十分精确,所以隔行扫描就会看出明显的扫描线及其它一些画面缺点。原图像信源是隔行的,后面不管用何种逐行技术,效果总不及原始逐行画面。而对隔行转逐行时的各种改善画质的数字处理技术,逐行信源根本就不需要。

  MPEG图像进行DCT变换时,原画面用逐行扫描的信号为好,隔行扫描也应该重装成逐行画面处理,压缩率才高。直接对隔行图像进行DCT变换,不利于压缩。而对已存储下的图像数据重装一下是很容易的。如前所述,隔行重装的结果总不及原始逐行好。

  所以,不管是逐行DVD碟片还是隔行DVD碟片都不是直接按一点点、一行行地把采得的数据直接存入。所谓碟片的逐行与隔行之分是指制作碟片时的原信号是直接从胶片逐行转制还是直接取隔行视频信号。

  早期的DVD只能对应隔行扫描的传统电视格式。只有近期出现的PDVD其中色差分量端口和15针D型插口才有输出逐行扫描格式图像的能力。PDVD必须配逐行扫描的显示设备才有作用。以电视机来说,有逐行扫描功能并有逐行扫描输入接口的机种大多还是出现在广告上,大商场都很少见,价位都在万元上下。如果没有后续的逐行扫描显示设备,用一般的电视,包括100Hz和号称逐行扫描电视但并不具备逐行分量接口的品种,都还只能看PDVD的隔行视频输出。就像买了SVCD而只能当普通VCD用一样。

摘自《电子#》

 

北京正负电子对撞机将获"新生"

  我国计划通过实施二期工程,投入4亿元以上资金,提高北京正负电子对撞机的性能,为进一步探索微观#的奥秘创造条件,从而继续保持我国在高能物理方面的国际比较好地位。从1999年起到2001年,我国已经投入9000万元用于北京正负电子对撞机的改进和未来发展的预先研究。二期工程的动工时间预计将是2002年年中,到2006年底,获得"新生"的北京正负电子对撞机将正式为广大用户提供服务。

  亮度是对撞机主要的性能之一,亮度越高,对撞机的工作将越高效。新生后的北京正负电子对撞机的亮度将是现在的100倍,也就是说,今后一年的工作相当于过去100年的工作。高能物理的深入研究需要大量的数据,亮度提高后,将使数据大量增加,为今后研究奠定基础,对撞机必将获得很多新的发现。

  据悉,北京正负电子对撞机工作的能量区域受到#各国的重视,美国康奈尔大学的同行甚至提出计划,将已有的一台加速器降到这一能量区域,而亮度将比我国目前的北京正负电子对撞机高10倍。而北京正负电子对撞机二期工程的实施,将确保我国在这一领域的比较好地位。

  "一机两用"的北京正负电子对撞机,主要用于探索微观#的高能物理研究,也可用于同步辐射应用。二期工程实施后,将为探索蛋白质结构、纳米结构提供强有力的手段。

摘自《科技日报》

 

电磁辐射并不可怕

  近日,国内消费者协会发布了关于防电磁辐射的警示,引起一些人的恐慌,一时无所适从,对此,电磁环境专家说:"电磁辐射无所不在、无时不在。我们既要重视电磁辐射,又不能对电磁辐射存在恐惧心理。日常生活中,人们应该以预防为主。"

  (1)什么是电磁辐射:

  电磁辐射以电磁波的形式发射能量。

  人们有目的地发射电磁波,是为人类服务,例如无线电遥控飞机、导航雷达;另外就是利用电能做工,产生电磁辐射,如微波炉、电热毯等。

  (2)电磁辐射的危害:

  超强度的电磁辐射对人体健康的影响与危害是客观存在的。多少强度的电磁辐射对人体造成危害,国家有规定标准。如果超标,电磁辐射能够引起神经衰弱症和反映在心血管系统的植物神经功能失调。如普遍感到头痛、头晕、周身不适、疲倦无力、失眠多梦、记忆力减退、口干舌燥;部分人员则发生嗜睡、发热多汗、心悸等症状;女性则会月经失调;电磁辐射还可引起眼睛和生殖系统的损伤,以及血细胞、淋巴细胞等出现异常。

  当然,超强电磁辐射对人体健康的影响还受到诸多因素制约:电磁场强度愈大,对人体的影响愈严重;频率(波长),在相同条件下,长波对人体的影响较弱,随着波长的缩短,对人体的影响加重;作用时间愈长,即受暴露的时间长,对人体的影响愈严重;辐射强度会随着与辐射源距离的加大而迅速递减,对人体影响随之减弱;年龄、性别、个体体质差异对电磁辐射的反应各不相同,女性、儿童的敏感性较强。

湿度传感器的分类及感湿特点

       湿度传感器,分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。

  国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比较优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。

  湿度传感器具有如下特点:

  1、精度和长期稳定性湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH,达不到这个水平很难作为计量器具使用,湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的,通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。

  2、湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。温漂非线性,这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿,或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的,湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果,非线性的温漂往往补偿不出较好的效果,只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。

  3、湿度传感器的供电金属氧化物陶瓷,高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时,会导致性能变化,甚至失效,所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。必须是交流电供电。

  4、互换性目前,湿度传感器普遍存在着互换性差的现象,同一型号的传感器不能互换,严重影响了使用效果,给维修、调试增加了困难,有些厂家在这方面作出了种种努力,(但互换性仍很差)取得了较好效果。

  5、湿度校正校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可,而湿度的标定标准较难实现,干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的,精度无法保证,因其要求环境条件非常严格,一般情况,(可以在湿度环境适合的条件下)在缺乏完善的检定设备时,通常用简单的饱和盐溶液检定法,并测量其温度。

美国BENTLY本特利电涡流传感器  
本特利内华达的电涡流传感器。用于大多数涡流机械的长期监测,它们测量实际的轴运动,这是反映机器受力的可靠指标。

3300 XL 8 mm 电涡流传感器系统:这种电涡流传感器系统提供大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil的输出。它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向(侧向)位移、转速和相位(Keyphasor )测量,并符合美国石油协会标准670第4版的要求。有多种螺纹尺寸、探头配置和安装附件可供选择。

3300 XL 11 mm 电涡流传感器系统:这种电涡流传感器系统专门用于当我们8 mm传感器的80 mil (2 mm)线性范围不能满足要求时的场合。 11 mm 电涡流传感器系统提供大180 mils (4 mm)的线性范围和100 mV/mil的输出,主要用于要求大线性范围的轴向(测向)位移、转速、差胀以及往复式压缩机活塞杆位置(下落)测量。有多种螺纹尺寸、探头配置和安装附件可供选择。

3300 5mm/8mm 电涡流传感器系统:这种电涡流传感器系统是我们的3300 XL 8 mm 系统的前一代产品,我们推荐在所有新的和备件应用中使用3300 XL 8 mm系统。 8 mm XL 探头、电缆和前置器和旧的 3300 系列产品具有互换性。当8 mm探头的端部直径和相应的螺纹尺寸不适用时,也可以使用5 mm探头。有多种螺纹尺寸、探头配置和安装附件可供选择。

3300 XL NSv 电涡流传感器系统:这种电涡流传感器系统具有5mm端部直径和60 mils (1.5 mm)的更短线性范围,适用于被测靶面区域小、侧视或沉孔间隙减小以及其它限制使用我们标准的 5 mm / 8 mm 电涡流传感器的情况。
3300 16 mm 高温电涡流传感器系统:这种电涡流传感器系统用于350℃ (662°F)的高温环境,如温度超过我们标准电涡流探头和电缆能够承受的极限的某些燃气和蒸汽轮机应用。高温传感器系统探头端部直径为16 mm,提供大160 mils (4 mm)的线性范围。
 
3300 REBAM 传感器系统:这种高增益的电涡流传感器系统用于测量滚动轴承外圈微英寸级的变形。与壳体安装的地震式传感器,如加速度计相比,它提供更直接的轴承状态测量,灵敏度和信噪比更高。系统具有两种线性范围可选: 16 mils (400 μm) 及 40 V/mm 输出,或8 mils (200 μm) 及 20 V/mm 输出。

3300 XL 25 mm 差胀传感器系统:差胀(DE) 为主要用于发电行业的大中型蒸汽透平提供转子与壳体之间的相对膨胀/收缩测量。这种传感器系统专门用于满足用户在恶劣的蒸汽和温度环境中对差胀进行测量的需要。它采用了我们所提供的差胀传感器系统中坚固耐用的技术,推荐用于所有新的和改造安装代替我们旧的 25 mm 一体化和7200 系列 35 mm 传感器系统。
3300 XL 50 mm 差胀传感器:这种大范围的传感器专门用于要求大范围28 mm (1.1 inches)的差胀测量。它是所有标准的电涡流传感器系统中线性范围大的一种。

PROXPAC 电涡流传感器系统组件,这套组件不需要单独的 Proximitor 防护箱和延伸电缆,降低了安装成本。这种设计采用了标准的31000系列防护箱组件,但在防护箱中安装了特殊的 3300系列前置器,允许3300系列 8 mm 或 5 mm 电涡流探头直接与前置器连接,不再需要延伸电缆。到监测器系统的现场连线可以直接连接到防护箱组件。注:这种系统不设计用于API 670 应用。
26530 复合探头传感器系统:这一系统将3300 XL 8 mm 电涡流探头和Velomitor 速度传感器包含到一个防护箱中,当连接到合适的监测器或故障诊断仪表时,可以提供轴相对振动、壳体振动以及轴振动测量。它主要用于壳体条件允许的大型蒸汽或燃气透平。 

美国Bently  26530 复合探头传感器系统
美国Bently  26530 将美国Bently 3300 XL 8 mm 电涡流探头和Velomitor 速度传感器包含到一个防护箱中, 当连接到合适的监测器或故障诊断仪表时,可以提供轴相对振动、 壳体振动以及轴振动测量。它主要用于壳体条件允许的大型蒸汽或燃气透平。

美国Bently  TK81 可调滤波器/振动计
美国Bently  TK81可调滤波器/振动计是低成本的、便携手持式仪表,用于基本的振动测量。 它能以非滤波(通频)和滤波模式显示振动。它接收位移、速度和加速度传感器的输入,但是不能为它们提供电源。 它的滤波功能对于诊断发生在各种类型的机器上的特殊频率的振动问题非常有效。美国Bently TK81由一个9伏晶体管电池供电。
本特利BENTLY内华达的电涡流传感器。用于大多数涡流机械的长期监测,它们测量实际的轴运动,这是反映机器受力的可靠指标。检测轴振/瓦振/胀差/摆度/偏心/轴向位移线/振动监测/保护系统,转速、轴振、瓦振、胀差、摆度、偏心、轴向位移等),机壳膨胀偏前置放大器、延伸电缆、监测器、框架、电源等;部分产品有现货.

本特利3500的内部组态设置
1.电源模块组态 3500/15
本特利3500监测系统可接受三种类型电源:交流电源,高压直流电源和低压直流电源。还可设置单电源和双电源运行模式。根据现场安装情况,选择单电源模式和高压交流电源。在电源模块组态里还可设置连接密码和组态密码。尽量不要设置,以免时间长了忘记密码。其它设置取默认的即可。
2.振动模块的组态 3500/42
本特利3500/42卡件可根据要求组态成轴振、瓦振、偏心、轴向位移、速度、加速度模块。3500/42卡件分四通道,1和2通道、3和4通道成对组态,可以先完成1通道,再复制到2和3、4通道,减少组态工作量。径向振动组态可选择有键相或无键相信号。当选择了有键相信号时,可选择lX(1倍频)幅值,IX的相位滞后角;2X(2倍频)幅值;2X的相位滞后角;非1X幅值;Smax(单峰大值)幅值。这些都是为机组事故分析时提供依据的;还可选择钳位值,即通道或传感器故障后,通道电压被钳制在设定的值上,默认值为零;记录仪的输出为振动通频幅值,输出设置为4-20 mA;继电器的延时可采用默认设置,即报警值延时3秒,危险值延时1秒;径向振动传感器的类型可选择为φ8 mm的涡流传感器;报警和危险继电器模式都选择为闭锁;探头安装方向为朝向探头,没有安全栅,报警倍增为1。
3.轴向位移和差胀的组态 3500/45
轴向位移和差胀使用3500/45卡件编程。3500/45卡件可完成轴向位移、差胀,斜面式差胀和补偿式差胀功能。3500/45卡件,1、2通道为轴向位移,3通道为高压差胀,4通道为低压差胀。轴向位移组态量程为-2 mm-+2 mm,探头零位安装间隙电压-9.75 V,传感器选择为7200型φ14 mm,两个通道均设置为远离为正。高、低压差胀量程组态为-2 mm-+10 mm-,根据安装要求选择好零位电压。高压差胀设置为朝向为正,低压差胀设置为远离为正。当探头安装完毕后,在DCS显示画面上看到不准确后,可打开零位调节画面,调节零位安装电压,但可调范围受到量程和通道OK范围的限制。
4.转速通道的组态 3500/50
转速通道选用3500/50卡件,为双通道卡件。转速量程设置为0-5000转/分,门槛电压设为自动,滞回电压为1VDC,信号极性为凹槽,每转的事件数60,即每转60个脉冲电压。同样可以设置记录仪的输出和报警继电器的输出。转速通道的组态主要注意:门槛电压值设为自动,此值是大多数输入信号的正峰值和负峰值的中间值,随输入信号的变化而变化。自动门槛值需要的小信号的幅值为1V峰峰值,小频率为0.0167HZ。如果门槛值设为手动,该值可在+9.9至-23.6之间进行调整,手动门槛值需要小信号的幅值为500 mV峰峰值。
5.通道报警和继电器的输出的组态 3500/32
每个通道提供两个值的报警点,可设置高于某一值报警或低于某一值报警,也可根据需要,设置报警有效或无效,对每个模拟量的通道进行报警点设置完成之后,就可以组态继电器的输出通道了口继电器输出采用3500/32卡件4通道的继电器模块。每个继电器的输出都可以利用与(AND)或(OR)运算器编程。每个继电器的报警驱动逻辑,都可以用来自框架中任何监测器通道的报警输入。例如:继电器1通道为振动大报警,可组态为6个振动报警或运算以后,从继电器1通道输出。这样,既节约了通道也减少了电厂热工人员的维护工作量,这是以前的3300系统做不到的。每个继电器可设置为常开或常闭。所有的组态都必须在软件下装后才起作用。




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