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低功耗是電子產(chǎn)品設計永無止境的追求，伴隨技術的發(fā)展，目前隔離器和柵的功耗與過去相比，已經(jīng)減小許多，性能和技術指標也得到提高。
產(chǎn)品的功耗是各個功能單元功耗的總和，只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和壽命。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構成，其中單元是無源的限壓限流網(wǎng)絡，技術上進行低功耗改進的可能性非常小。主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術
輸出模塊可以根據(jù)負載的大小動態(tài)調整輸出模塊的輸出功率，從而減少自身的發(fā)熱。傳統(tǒng)的負載設計是根據(jù)額定負載的大小設計輸出功率，當輸出負載非常小時，多余的負載功率就耗散在儀表內(nèi)部，從而時儀表自身發(fā)熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆，那么輸出驅動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在50歐姆的環(huán)境下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率轉換為儀表自身的發(fā)熱。如果時多路輸出將產(chǎn)生更多的熱量，而降低輸出模塊的額定功率在實際應用中又難以應付市場的復雜狀況。
自適應負載技術很好的解決了這個矛盾，此技術的原理圖示如下：
下表是對比的測試數(shù)據(jù):
測試條件：電源24DC；負載變化 50歐姆～750歐姆
輸出模塊類型 標準輸出模塊自適應負載輸出模塊
模塊的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW
模塊的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW
模塊的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW
模塊的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW
從上表可以看到：自適應負載技術使得模塊的耗散功率是恒定在一個很低的水平，不會受到負載變化的影響。
負荷檢測可以根據(jù)負載的大小調整輸出功率，極大的減少了輸出模塊的發(fā)熱，用戶在定貨時無須說明負載大小，極大的方便了用戶的使用和緩解了庫存壓力。
2、 隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產(chǎn)品技術指標的重要單元。
目前隔離技術主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調制耦合，反饋調制耦合等多種形式，具體采用什么形式要根據(jù)產(chǎn)品的技術指標而定。 總的來講可以大致分為開關量號采用光隔離，模擬量號采用磁隔離的方式。從技術復雜程度來看，磁隔離比光隔離處理技術復雜，采用磁隔離技術， 設計者可以根據(jù)技術指標采用合適的設計方案，隔離的線性、精度可以根據(jù)產(chǎn)品要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術指標， 設計人員可以調整的方式很少，也不可能超過廠家提供的技術指標。由于功耗大，光電隔離也不能實現(xiàn)無源隔離。北京國電中自電氣有限公司采用電流互感模式、電流互感反饋模式、 電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補償模式等多種磁隔離方式。根據(jù)產(chǎn)品的特點選擇不同的磁隔離模式。
上述隔離模式中，電流互感功率補償模式是功耗低的模式，目前在新一代的無源隔離柵中使用，在保證技術指標的同時，降低了隔離單元的功耗。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎，決定產(chǎn)品的性能。目前流行的電源拓撲形式雖然非常多，也很成熟。但我們在隔離器和柵的電源設計中進行了技術創(chuàng)新，目前采用的參數(shù)式開關穩(wěn)壓電源設計獲得了的發(fā)明專利。根據(jù)隔離器和柵的特點，參數(shù)式開關穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源了效率，降低了電源的復雜程度。從工藝和成本上得到改進，減少了產(chǎn)品的故障率。
三、無源隔離器和柵
傳統(tǒng)的隔離器和柵均為有源，需要外接24V直流電源。而無源隔離器和柵不需要外接24V直流電源，接線數(shù)量減少了三分之一，降低了安裝和維護難度。因此，無源隔離器和柵的應用越來越廣泛，特別是在DCS和PLC系統(tǒng)的接口應用中，普遍采用無源隔離器和柵的設計模式
無源隔離器和柵的示意圖：
無源隔離器和柵是指無須外接24V直流電源，其工作所需要的能量來源于表示號的4 ~ 20mA電流。因此，無源隔離器和柵的功耗必須非常小，是一種功耗的設計應用。更低的功耗和更高的輸入、輸出線性是衡量無源隔離器和柵的關鍵指標。
山東濟南溫州盾開電氣有限公司總經(jīng)理率全體員工衷心感謝社會各界的關心、支持與厚愛，竭誠歡迎廣大海內(nèi)外朋友前來參觀，光臨指導，惠顧洽談，共謀發(fā)展大計，同創(chuàng)美好明天。
按3·1節(jié)要求,系統(tǒng)的工作波長越短,則測量的上限溫度就越高;而按3·2節(jié)要求,系統(tǒng)的工作波長越長,則測量較低的高溫時其溫度分辨率就越高,因此二者之間必然有一個折衷。一般情況下,進入光路中的粉塵、水蒸汽以及其它一些選擇性吸收氣體如二氧化碳等,都會成為外界干擾而影響到儀器的測溫精度。圖5給出了在0·6~3·0μm內(nèi)海平面300 m長度的路徑上大氣的透射光譜曲線[11]。結合圖5,考慮到前面得出的結論和PIN硅光電二極管的小可探測光功率及后面關于測溫精度的分析與討論,本文取系統(tǒng)的工作波長λ1=0·8μm。
順便提及,λ1=0·8μm既符合本儀器的測溫下限T=600 K處的PIN硅光電二極管的小可探測光功率要求,又滿足采用16位A/D轉換器件時的二次儀表測溫靈敏度的要求。進一步的研究還表明,它還能使發(fā)射率的測量精度達到優(yōu)。
3·4 基于系統(tǒng)抗反射輻射能力的考慮與波長帶寬的優(yōu)化選擇
探測器接收到的來自待測目標方向的紅外輻射,由待測表面自身的輻射和待測表面對周圍環(huán)境輻射的反射這兩部分組成。為討論上的方便,將待測表面的溫度記為T0。其輻射出射度可寫成
使用前面給出的參數(shù)值,利用式(1)及式(21),在T0=900 K、Ts=800 K的情況下作出的測溫不確定度隨波長帶寬的變化曲線,如圖6所示。
由圖6顯見,當Δλ≤20 nm時,Ts=800 K的背景輻射對測溫精度幾乎不產(chǎn)生什么影響(由背景輻射帶來的測溫不確定度僅為0·01%)。但當Δλ>20nm時,影響漸增。研究還表明,在更高溫度的背景輻射下,產(chǎn)生可觀測影響的波長帶寬的起點值變小,且隨著波長帶寬的增加,這種影響變得更明顯。結合本節(jié)的分析結果和探測器件的小可探測光功率要求,本文選擇Δλ=20 nm作為系統(tǒng)的波長帶寬。
3·5 測量精度
ελ的標準差極大地影響系統(tǒng)的測溫標準差。由誤差傳遞公式[10],容易導出ελ的標準差
顯見,波長越短,系統(tǒng)的測溫標準差就越小,這是本儀器采用近紅外波長作為工作波長的重要原因之一。使用3·2節(jié)中給出的技術參數(shù),以45#鋼作為測量對象,并取γ1=0·75、β=0·60。在測量距離約1 m的情況下,所得P1、P2的相對測量不確定度的典型值為|ΔP1/P1|≈|ΔP2/P2|≈0·5%。由式(19)、式(20)容易算出σελ≈1·7×10-2;對900 K的待測表面而言,計算可得σT≈1·19 K;σTT≈1·32%,這是比較的。
4 結 論
本文在研究探頭的溫度分辨率和儀器的相對溫度靈敏度的基礎上,結合光路中選擇性吸收氣體吸收影響的抑制以及考慮探測器的小可探測光功率,研究了儀器工作波長與波長帶寬的選取。得出實際測溫系統(tǒng)的波長及波長帶寬分別為λ1=0·8μm、Δλ=20 nm時,系統(tǒng)的測溫精度優(yōu)于0·3%,其測溫靈敏度也滿足實際需要,實驗結果見表1。
直流號隔離器 [1] 首先將變送器或儀表的號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原號，同時對隔離后號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的號、電源、地之間獨立。
中文名 直流號隔離器 外文名 Dc signal isolator 類 別 隔離器 功 能 號、電源、地之間獨立 中介設備 光感或磁感器 領 域 工程技術 學 科 電力工程
1 概述
我們大家都知道在火力發(fā)電廠中自動化基礎的終執(zhí)行單元—電動閥門，在機組的自動控制系統(tǒng)中，不論是數(shù)量上還是重要性上都占據(jù)舉足輕重的地位，具不完全統(tǒng)計一臺300MW機組中有幾百臺電動閥門，這些電動閥門工作特性的好壞，對系統(tǒng)的控制質量和經(jīng)濟運行影響甚大，據(jù)調查，約有相當數(shù)量現(xiàn)場運行的電動閥門存在著不同程度的卡澀和內(nèi)漏(即漏汽、漏水、漏油、漏風、漏灰、漏粉、)現(xiàn)象。這不僅直接影響機組自動化的提高，而且還造成了大量被控介質不必要的流失，增加了單位能耗，直接影響機組的經(jīng)濟效益，嚴重時甚至影響到機組的出力。選擇高質量的電動閥門和改造現(xiàn)有的電動閥門是至關重要的，否則，再完美的控制思路、控制策略也難以達到預想的控制效果。
2 電動閥門內(nèi)漏現(xiàn)象產(chǎn)生的原因
在火力發(fā)電機組中從發(fā)電的工藝流程來看電動閥門應用多是水、汽系統(tǒng)，而選擇這些電動閥門看似即簡單又復雜，簡單的是過程介質非常簡單，只有水和蒸汽兩種,而水、汽又受燃料煤質和機組負荷的影響，復雜的是水和蒸汽的溫度和壓力波動范圍大，這就給電動閥門的工作環(huán)境帶來了如蒸汽的閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕等一系列問題，造成電動閥門的泄漏(內(nèi)漏、外漏)，內(nèi)漏、外漏的原因很多，但產(chǎn)生電動閥門內(nèi)漏的主要原因有以下幾個方面：
2.1電動門制造質量引起的內(nèi)漏
閥門制造廠家在生產(chǎn)過程中對閥門材質、加工工藝、裝配工藝等控制不嚴，致使密封面研磨不合格、對麻點、沙眼等缺陷的產(chǎn)品沒有徹底剔除，造成了電動閥門內(nèi)漏。
2.2電動閥門控制部分影響閥門的內(nèi)漏
電動閥門的傳統(tǒng)控制方式是通過閥門限位開關、過力矩開關等機械的控制方式，由于這些控制元件受環(huán)境溫度、壓力、濕度的影響，造成閥門定位失準，彈簧疲勞、熱膨脹系數(shù)不均勻等客觀因素，造成電動閥門的內(nèi)漏。
2.3電動閥門調試問題引起的內(nèi)漏
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