浅谈无线水位监测装置在小型水电站中的应用

2017年23期

Technology Innovation and Application

应用科技

浅谈无线水位监测装置在小型水电站中的应用

黄凯忞

(福建闽兴水电有限公司，福建南平353000)

摘要：南平市兰溪二级水电站位于南平市延平区赤门乡赤门村，地处偏远山区，现场运行人员偏少，对于水库水位的监测无法做到实时

准确。为了能更好地了解库区水位，合理利用水能，同时能在不增加工作人员的条件下，兰溪二级水电站迫切需要提高电站设备的自动化程 度，通过远程监控的方式来检测水库水位。

关键词：水位检测；小型水电站；无线传输

中图分类号：TV742 文献标志码：A

文章编号:2095-2945(2017)23-0145-02

表11电站概况

南平市兰溪二级电站位于南平市延平区赤门乡赤门村，

设备名称数量序号备注

位处兰溪流域，装机容量10kW( 3*630kW)，设计年平均发

1112V/80W太阳能电源

电量420万kWh，2002年2月投产发电，大坝为桨砌石双曲

DC12V，33AH，连续阴天待

拱坝，库容9万m3,隧道长1.9km。从大坝至电站厂房没有良 21蓄电池

机时间10天左右好的有线通讯网络，库区水位需要电站员工按时前往大坝观

31电源控制器太阳能板、电池控制模块测水尺才能获悉，无法实时有效的获取水库水位数据，给防汛

412V，5W电源稳压模块和水库调度带来了不便，造成机组发电负荷分配的不合理。

2情况分析可接入2路4: 20mA电流

水位信号

由于坝区至电站没有有线通讯网络，要装设水位监控装 51信号、1.2米玻璃钢全向天

发射器

置就必须解决通讯问题。由于电站地处偏远，架设通讯线路难 线（传输模式433MHz信号）度大，同时线路架设的造价较高，对于小型水电站来说并不是 量程：0-5米，工作电源： 投入式液

61经济可行的有效办法，因此选择无线传输水位数据的方式最 DC12V，4-20mA 两线制位变送器

为可行。无线传输水位数据可通过微波通信、GPRS、G信号

断路器、防雷器、防雨不锈

传输等。由于GPRS、G等信号传输方式需要通过通信运营商 71机箱及配件

钢机箱、接线座等

购买数据服务，会产生数据传输的费用，同时由于电站地处偏 远，各大通信运营商的通信网络信号差，增设基站或者升级基 SMA插座上旋紧，然后把发射天线安装在控制箱与太阳能板

的中部位置，与太阳能板保持有一定距离。站的费用也较高，因此并不适合电站的运营情况。

(4)液位监测信号为1路或2路4〜20mA电流信号，可同 微波通信是使用波长在1毫米至1米之间的电磁波进行

的通信。该波长段电磁波所对应的频率范围是300MHz 时接人两路两线制液位传感器信号。(0.3GHz)〜300GHz。是直接使用微波作为介质进行的通信，不 需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微 波传送。利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远 的距离，其中433MHz无线通信方式是我们国家的免申请段 发射接收频率，可直接使用，且所需设备少，比较适合在小型 水电站中使用。但由于433MHz的信号抗干扰能力较弱，较适 合在山区使用，由于兰溪二级水电站的大坝和厂房处于山区， 且大坝到厂房并无高山阻挡，实际直线距离约1.9公里，可以 使用此种信号传输方式。

3设备安装

3.1在坝区需安装以下设备(见表1)

由于兰溪二级水电站坝区没有办法提供电源，因此需要 通过使用太阳能电池对坝区设备进行供电，同时为了考虑阴 雨天气，需要依靠蓄电池来作为电源，通过电源控制器和电源 稳压模块作为太阳能电池和蓄电池之间的调节控制装置。考 虑设备长期放置室外，现场选择了不锈钢箱体并加装防雨罩， 对箱体上孔洞都进行封堵。

⑴水位发射装置由太阳能板、蓄电池、电源控制箱、信号 发射模块及天线组成，把发射装置安装在山上水池附近。

(2) 太阳能板的固定采用灯杆方式，太阳能板朝正南方

图1坝区设备安装示意图

向，把电源控制箱固定在灯杆的中部。

(下转147页)(3) 把全向天线的SMA接头连接在机箱内部的控制器

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科技创新与应用

应用科技

Technology Innovation and Application

2017年23期

扫描电子显微镜X射线能量色散谱仪在

宝玉石鉴定中的运用

杨

军

、李映华2,赵素鹏2

(1.云南省丽江市质量技术监督综合检测中心，云南丽江674100;.云南省珠宝玉石质量监督检验研究院丽江质检中心，云南丽江674100)

摘要：此次研究重点了解宝玉石样品的X射线能量色散谱仪的无标样定量的分析数据和相关的标准数据，明确在使用该种仪器的时 候，是否潜在着未知的问题，且分析和采取合理的措施加以解决。

关键词：电子显微镜;X射线；能量色散谱仪；宝玉石鉴定

中图分类号:P575.2 文献标志码：A 文章编号院2095-2945 (2017)23-0146-02

本次的研究主要是明确了电子扫描显微镜X射线的能 量色散谱仪在宝石样品实际鉴定的时候展现出的具体用途， 全面的了解其具体的原理和方法。通过对宝玉石的检测和分 析，了解了此项检测技术的应用价值，发现该项技术对检测宝 玉石的无损程度具有极大帮助。

1仪器与条件

测试的仪器本身就是选用了美国公司生产的电子显微 镜，同时也配置了 X射线的能量色散谱仪，并且将相应的能 量色散谱仪设置为相关的定量和定性的分析界面，由此选择 了经过相关技术修正之后的无标样定量分析。测试的相关条 件应该控制在低真空的状态下进行，同时还应该关注电压的 控制，主要维持于二十千伏，放大之后的倍率必须是一百到三 百。被检测的样品不需要经过任何预处理的过程，同时还应该 直接将其放置在相关的样品室中，这样可以及时的选择出较 为平坦的抛光部位。

扫描的电子显微镜就是在电子束射样品的基础上及时的 对成像作出分析，如果样品并没有及时的完成导电，则电子束 会逐渐的在表面实现电荷的累积过程，这便影响到观察之后 的图像。如果扫描的电子显微镜仍然是处于一种低真空的状 态之下，则样品的工作状态还是处于一百多帕的大气压环境 下，这就是向着高真空状态下的样品室进行不断通气量的过 程。在低真空环境的影响下，样品室中的气体会受到电子束的 影响，逐渐的形成了电离的状态，正离子会逐步的趋向于样品 的表面，从而实现了中和的过程，这样就会让被测区域中的图 像避免了受到一切的干扰。为此，被测的宝石样品还是无需导 电，这样便能保证进行无损检测与分析。

2结果与分析

通过合理的选用水晶校准X射线能量色散谱仪中的0 元素谱线的相关强度，相关的校准谱如图1。由此可以判断， 面对同样的测试条件，其中的翡翠等样品的检测过程都体现 出了无标样的定量分析。依照具体的情况判断，了解了翡翠的 主要物质就是硬玉，其中涵盖了角闪石和钠长石，硬玉的化学 成分便是NaAl-Si2〇6,其中当然也存在着多种多样的元素，岫 玉的矿物名又叫做蛇纹岩，最主要的矿物便是蛇纹石，常有矿 物是透闪石；合成红宝石的化学成分为Al2〇3,含有Cr等元 素，这是其中一种重要的化学成分；合成水晶的化学成分为 Si02。经过适当的分辨分析的具体结果，可以明确了水晶及合 成红宝石中存在着无碳峰情况，由此印证了仪器对于样品的 影响，其中并不存在着碳污染的问题。但是具体的非单晶样品 仍然存在着不少的附加碳峰，因为其表面上拥有着不同的裂 缝，可以发现空气中的吸附碳逐步的显现。因此在被测验的宝

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玉石材料中，碳酸钙和相关的碳水化合物都会对定量分析的

结果造成深刻影响。

图1水晶样品的校准谱与定量分析数据

从表1的数据中分析，该项仪器中的0元素谱线具体的 强度是在经过了相关的校验之后，以此让被检测的相关样品 的具体定量分析值可以更积极的对应着相关的标准值。因为 合成的宝玉石样品吻合性较好，最为关键的因素是其属于一 种单晶，因此化学成分相对适宜。翡翠和相关的宝玉石样品吻 合度呈现出良好的趋势，但是在软玉的相关样品中，还是存在 着较高的0量，最主要的原因是青海昆仑软玉的标准化学分 子式体现出极大的差异性。合成水晶的样品原子百分比差异 十分显著，最主要的原因是工艺相对低劣的合成水晶制品会 被一部分商贩搬至市场。

3与其他无损分析仪器的对比

X射线荧光分析仪可以通过定性与定量的方式，及时的 分析出相关的Na元素，只不过无法及时的分析出其中的0 元素。通过分析此次文中提及的样品标准分子式，发现这种仪 器始终存在着相关软件，主要是用于判断有氧化物，但是实际 测得的11号以上元素还需要接受定性与定量分析，让每一个 元素都可以配置成正常价态的氧化物，按照归一化的处理方 式，取得良好的氧化物定量结果。若是分析相关样品中存在着 的阴离子，如OH和F等，便难以及时的将其更好的得出相关 正确值。经过科学的运用这种分析仪器，可以定量分析出存在 的未知的氧化物，从而及时的达到最优的测验效果。

X射线粉末衍射仪标准数据库中的物相结构数据重点是源自于粉末的压片，若是直接从块状结构的宝石结构中获取 相关联的数据，则可能出现一系列的误差，另外，其中的部分 宝玉石样品还是拥有着多相结构及同素异构体，往往会让衍 射谱图的识别过程和计算机物相的自动检测过程面临较大的

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