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关键词: 光纤传感器; 粉尘质量浓度; 双光路探测; 光透射法
中图分类号: X 859 文献标志码: A doi: 10.3969/j.issn.1005-5630.2017.02.002
文章编号: 1005-5630(2017)02-0008-04
引 言
能源是人类未来发展的重中之重,在新型能源探索、发现的同时,作为传统能源的煤炭仍是未来很长一段时间人类不可缺少的主要能源。在无防尘措施的矿井下[1],炮采工作区域的粉尘质量浓度可到达300~500 mg/m3,机采工作区域粉尘质量浓度可达1 000~3 000 mg/m3,综采工作区域粉尘质量浓度可达4 000~8 000 mg/m3。如此恶劣的粉尘环境,给井下工人带来呼吸疾病高发的同时更伴随着爆炸的危险,现有的煤矿井下粉尘测量装置仍存在精度低、可靠性差、响应速度慢等缺点,而光纤传感技术的诞生与发展无疑可对这些不足进行改善[2]。光纤本身具有不带电、体积小、质量轻、易弯曲、抗电磁干扰、抗辐射等优点,适合应用于易燃、易爆、空间受限及强电磁干扰等恶劣环境,并且具有高效率传输光信息能力,所以在井下最适宜以光纤作为传输光的媒介[3-4]。
1 光透射法测量原理
1.1 透射法原理
朗伯比尔定律[5]即消光法是利用单色光源通过粉尘后的消光比得到粉尘的质量浓度。设定被测粉尘颗粒为理想的球形颗粒,探测光波长为λ,经滤波准直后的平行光光强为I0,光平行入射到厚度为L的待测粉尘区后,在颗粒的吸收及散射作用下,接收的透射光强发生衰减,空间颗粒群的透射光强I满足
由式(8)可知,当波长、粉尘颗粒特征等条件确定的情况下,如只考虑光源辐射不稳定带来的影响,则C检、C参、MV参均为定值。通过式(8)可去除光源不稳定性误差项σI0,并能准确地反映出检测区粉尘质量浓度MV检与lnU参U检为线性关系。
2 系统的整体设计
检测系统采用双通道结构[7],相比于单通道测量,双通道系统不仅能完全消除入射光辐射的起伏影响,而且可在一定程度上消除杂光引起的不稳定性。采用光纤传感器进行整体设计,能够很好地达到高精度测量和实时检测的目的,并且光纤传感器具有安全、成本低、结构简单、在井下易于形成通信网络的优点,为矿井粉尘检测装置的安装带来了极大的便利。本系统整体结构如图1所示。
为保证光在光纤传输中损耗最小,通过3 dB耦合器把光源发出的光分成相同l率的两束光:一束作为测量光进入井下的粉尘腔,光通过微粒的吸收及散射后被光接收器接收,再通过光纤传送到光电探测器;另一束光作为参考光进入与粉尘腔同位置的无粉尘腔中,再通过光接收器接收,传送到光电探测器。将两信号输入到差分放大器进行差分放大,通过A/D转换器存入单片机中。这样经过双光路的设置及信号处理采用比值法,就能消除杂光和光辐射不稳定性对测量造成的影响。
检测系统需选择在传输过程中损耗小的光波,便于在探测区得到较强的光信号,使测试系统更容易接收信号及获得好的处理效果。1 550 nm波段在远距光纤传输中较1 310 nm波段有更小的损耗及噪声[8],根据实际要求我们选择1 550 nm半导体激光器作为本系统的光源,根据本系统探测需求及各器件性能匹配,选用日本滨松公司生产的IAE系列G893120型号雪崩光电二极管(APD)作为系统的光电转换器件。G893120是一款适用于距离测量、空间光传输和低光量探测的铟镓砷APD,它除了具有大感光面积之外,还具有高速响应特性。所转换输出的电信号经差分放大、滤波等处理输送到AD9221进行模拟量采集,并传送给STM32L152VBT6型单片机进行数据处理及显示。
3 实验及数据分析
3.1 实验方法
采用一个体积为1 m3封闭箱,箱内通入已知质量的粉尘并用吹风机将粉尘吹均匀以模拟井下粉尘环境。把两检测腔放在粉尘箱中,其中检测腔为半槽型以达到与环境粉尘质量浓度同步测量的目的,参考腔为密封结构,确保粉尘无法进入腔体,避免给实验引入误差。本系统采用双光路比较测量方法,选定光源波长λ=1 550 nm,中粒径d50=40 μm,煤尘颗粒密度ρ=7.9 g/cm3,粉尘腔厚L=50 cm,分别向1 m3的箱中通入0 g、5 g、10 g、15 g、20 g、30 g、40 g、50 g煤尘,对每种质量浓度的粉尘环境重复测量5次得到粉尘质量浓度对应的电压参数ln(U参/U检),如表1所示。
3.2 实验数据分析
利用MATLAB对表1中的平均值进行绘制及曲线拟合,得到如图2所示曲线。
从实验结果可得:
(1) 根据拟合出的线性公式可得出本系统测量数据呈线性分布;
(2) 测量的5组数据呈现出相同的变化趋势,说明系统的重复性好;
(3) 实验结果与计算机数据相吻合说明实验数据为正确值,系统及方案可行。
4 结 论
实验结果可知,本文设计的测量系统能实现粉尘质量浓度的实时检测。由于系统运用光纤及双光路方法测量消除了杂光的影响,节约了成本,提高了井下测量的安全系数,但是仍有一些地方需要改进,在信号处理以及井下复杂条件探测方面还需提高设计标准。
参考文献:
[1] 黄成玉,张全柱,邓永红.煤矿综合防尘技术研究[J].资源节约与环保,2011(1):6367.
[2] 唐娟.粉尘浓度在线监测技术的现状及发展趋势[J].矿业安全与环保,2009,36(5):6971.
[3] 戴峻.光纤传感器在煤矿安全监控系统中的应用[J].煤矿安全,2010,41(8):7780.
[4] 葛晓静,聂帅华.光纤传感器的原理及应用[J].电脑与电信,2011(7):6870.
[5] 刘,张志伟,郑刚,等.颗粒尺寸在线测量的光透消光法[J].光学仪器,1998,20(1):37.
[6] 朱嘉宁,陈抱雪,隋国荣,等.光全散射法颗粒粒径分布测量的改进研究[J].光学仪器,2010,32(3):2327.
通知认为,自农业部印发《农业机械质量投诉监督管理办法》(农机发[2008]1号)以来,各级农机化主管部门扎实开展农机产品质量、作业质量、维修质量和售后服务质量的投诉监督管理工作,为维护农机所有者、使用者和生产者的合法权益发挥了重要作用。但是,部分地区仍存在农机质量投诉监督机构不健全、监管责任不明确、投诉渠道不畅通和信息报送不及时等问题,不利于我国农机化质量水平的全面提高。为进一步加强农机质量投诉监督管理,促进我国农业机械化又好又快发展,农业部就农业机械质量投诉监督管理工作提出五方面要求。
通知要求,充分认识农机质量投诉监督的重要意义。农机质量投诉监督是农机化质量工作的重要组成部分,是法律法规赋予农机化主管部门的重要职责。近年来,随着我国农机化进程加快,农机品种数量大幅增长,运用领域不断拓展,农民对农机产品的适用性、安全性、可靠性和售后服务等要求越来越高,对提高农机投诉监管工作的时效性、有效性越来越迫切。进一步加强农机质量投诉监督,有利于掌握农机产品质量信息,有利于维护农民群众的合法权益,有利于促进农机企业提高产品质量和售后服务水平,是新形势下推进农机化科学发展的重要举措。各级农机化主管部门要增强责任感和紧迫感,强化责任意识,树立服务观念,改进工作方法,想群众所想,急群众所急,认真受理、及时处理农机质量投诉,努力提高农机质量投诉监督工作水平。
通知希望,全面加强农机质量投诉监督体系建设。各县级以上农机化主管部门要认真落实《农业机械质量投诉监督管理办法》要求,明确承担农机质量投诉监督职责的处室(科、股)或单位,建立农机质量投诉工作制度,健全部、省、市、县四级农机质量投诉监督网络。要向农机质量投诉监督机构充实相应专业资质的工作人员,配置电话机、传真机、上网计算机等办公设备,保障必要的工作经费。有条件的地区应设立农机质量投诉受理窗口或场所,开通农机质量投诉网络平台或热线电话,不断拓展投诉渠道。各地要在农机经销场所或通过网络、报刊、广播、电视等新闻媒体,向社会公布农机质量投诉监督机构的名称、通讯地址、联系电话、传真、电子邮件等信息,方便农机用户投诉。农业部农业机械试验鉴定总站作为农业部的农机质量投诉受理机构,要主动加强对各地农机质量投诉机构的业务联系,在中国农业机械化信息网开设专栏,公开各地农机质量投诉监督机构信息。
通知要求,要进一步明确农机质量投诉受理处理的工作原则。农机质量投诉监督机构要遵循“属地管理、就近处理、首问负责、无偿服务”的原则开展工作。对于“三包”服务期限之内的农机质量投诉,一般由销售该农机的当地投诉监督机构负责处理。对于跨行政区域或越级投诉的一般案件,实行首问负责制。受理单位可按照就地就近处理原则,转由当地投诉监督机构处理,但仍负有本案件的督办和答复责任。当地投诉监督机构应及时向受理单位反馈处理结果。农机质量投诉的受理和调解实行无偿服务,不得以受理或调解的名义,向投诉方或被投诉方收取任何费用。各投诉监督机构要对电话、信件等投诉材料做好登记,认真审查,按要求及时受理和处理,做到事事有解答、件件有回声。对于双方争议较大的投诉,投诉监督机构要加大协调力度,本着实事求是、依法依规的原则,提出具体处理意见,积极促成投诉方与被投诉方达成解决方案。
农业现代化在于农业机械化,自2006年实施农业机械购置补贴政策以来,国家的惠农政策极大地调动了农民购机、用机的积极性。主要机具的保有量、关键环节机械化水平、耕种收综合机械化水平、农机经营收入等显著提高。现代化的农业机械为提高农业劳动生产率、建设新农村、提高农民收入方面作出了重要贡献。但农机质量问题、售后服务问题、农机作业安全问题也越来越突出,农机市场监督管理滞后,农机市场监管科作为新型部门,必须理顺监督职能,肩负起规范农机市场秩序、打击违法经营活动的职责,为农机化发展保驾护航。为全面履行《中华人民共和国农业机械化促进法》、《农业机械安全监督管理条例》及《自治区农业机械管理条例》充分发挥农机部门的法定职责,切实加大农机市场监管工作力度,规范农机市场经济秩序,确保农机购置补贴政策实施好、落实好,依法维护广大农牧民和农机企业的合法权益,下面就农机市场进行监督检查工作谈几点见解。
一、加强农机经销市场的监督和管理工作
1.要重点检查农机经销企业主体资格情况,即检查农机营销企业的《农机经营服务技术合格证》,从业人员取得农机行业特有工种职业资格证书情况是否符合要求;是否按照《自治区农机购置补贴产品经销网络管理规定》在相关农机部门备案及其实际经营条件是否符合已取得的相应等级资质要求等。
2.检查农机营销企业经营行为,即企业销售产品是否取得《自治区农业机械推广许可证》;是否按照要求明码标价、建立健全销售台账、签订并实际履行农机购置补贴产品购销合同;销售的补贴产品价格是否高于同地区同产品市场价;农机产品性能是否存在虚假宣传;是否将未上补贴目录的产品冒充上补贴目录产品进行销售(贴牌销售);供货配置是否符合补贴产品目录要求;销售的补贴产品是否符合相应的授权备案要求等。
3.检查验收农机经销企业售后服务网络、服务能力和售后服务质量情况等。
4.检查农机经销企业投诉处理机构建设及其投诉案件处理情况等。
5.加强检查农机经销企业年审工作。
6.检查经销企业与农机管理部门签订农机经销管理责任状,制定问责制度等。
二、进一步加强对农机维修市场的监督和管理
1.重点检查农机维修网点主体资格,即农机维修网点的《农业机械维修技术合格证》,实际维修条件及其取得相应等级资质、从业人员的特有工种即农机行业职业资格证书及其是否符合维修网点等级资质要求等;维修网点的农业机械配件质量、检测设备、技术人员水平、维修标准和检查验收制度是否达到等级标准等等。
健全农机修理管理制度与提高农机修理技术水平是发展农机维修业的前提与基础。加强对农机维修服务行业的管理是农机管理部门的一项重要工作。任何时候、任何地方都不能掉以轻心,必须要强化管理。首先,让农机维修管理有法可依,尽快完善农机维修行业管理法规。多年来,农机维修行业主管部门在农机维修管理工作中发挥了重要的作用。但随着社会主义市场经济的快速发展,行政手段管理的权威性和管理力度已日显无力。因此,在认真总结维修行业管理经验基础上,在不断补充完善现有的行政规章制度的同时,还应该要加速农机维修行业管理法规建设的步伐。尤其是重大的政策问题,更迫切地需要用法律的形式加以明确化,以便使农机维修行业管理工作有法可依,尽快实现法制管理,以促进农机维修业管理水平的进一步提高。其次,要加强农机维修技术管理与监督以及对有关人员的技能培训,提高维修质量。
严格审验网点
搞好农机修理技术培训及其管理工作,设立相对固定的培训基地,实行规范统一的培训考核制度与资格认证制度,保证培训质量。开展农机维修市场专项整治活动,强化农机维修配件质量的监督管理,严禁假冒伪劣产品上市。四是建设一支专业化的农机维修质量监督队伍。各级农机维修行业管理人员,都要通过统一的培训考核,持证上岗,各司其职,各尽其责。
提供及时、优质、诚信、高效服务是农机维修工作的关键
一是要加强相关部门间的联系与配合,提高农机维修行业的综合服务质量。管理部门制定全国统一的行业技术标准和维修结算标准,使各维修单位有章可循,既能保证维修服务质量,又维护了农民的合法权益。二是要加强日常检查监督工作,农忙季节对农机维修网点进行巡回检查,发现问题及时整改,并协调好农机维修中的投诉问题。三是要适时开展承诺服务并实现承诺,向社会公开承诺自己的义务和责任。服务到村、到户、到田间地头。同时,应加强宣传,咨询、服务方面的工作。设立农机维修求助电话,实行24h报修服务制,做好报修记录。四是要总结工作经验,增强创新意识和开拓精神。总结经验,找出规律性,为下次维修工作奠定基础。创新是生命之源、动力之源,农机维修服务者要在服务方式、维修技术等方面上创新。信息是资源、是财富,农机维修服务者要重视信息、搜集信息、研究信息、利用信息,从而合理地组织维修服务,更好地完善农机修理服务。
关键词:农业机械 作业质量 措施
1.加强农机督管理
农机作业质量是体现农机监督管理水平的重要参照物,农机作业质量,对农业增产、农民增效及农民使用农业机械的积极性有着重要影响。加强和保障农机作业质量,应根据农艺的要求及客观条件和作业对象的变化,制定与之相应的农机作业流程和农机作业质量规范标准。加强以农机作业质量为基准的地方标准体系建设,是现今各级农机管理监督部门的重要任务,建立严格的监督检查制度,加大执法力度,确保农机作业质量标准在农机作业中得到全面的实施和执行。
2.提高农机具驾驶员的素质
农机作业质量受驾驶操作人员的水平能力的影响。加强农机具驾驶员的操作水平和业务素质的主要方法有三种:一是要多对农机具的驾驶员进行严格的实际作业能力训练、专业知识的学习和巩固培训,要求驾驶操作人员不仅有较高的驾驶操作技能,也有一定的专业知识。要坚持高标准,严要求。第二,是组建农机专业合作社,多下农村进行对农机操作技术和学习农机操作经验的培训,提高机手自身的技术能力的培训。
2.完善农机化服务体系
2.1建立完善的制度。首先要建立健全的农机服务组织制度,政府要在政策和经费予以大力支持。其次是建立完善的农机服务人员培养制度。不仅是专门的服务人员要进行培训进修,对农机用户和其他服务人员也要开短期的培训进修班,让农机知识普及化。再次是建立健全的经销商管理监督制度。经销商不仅销售农机,也要服务农机,农机卖到哪里就要服务到哪里。要坚决打击坑农害农的不法商贩。最后,建立健全的农机服务组织和农机管理干部的考核制度。加强农机服务人员和管理的人员的服务意识与自身素质我国农业机械化作业质量安全是一个长期而又艰巨的任务,随着我国经济体制改革的进一步深化,国民经济的发展以及对农业投资的增加,我国农业机械化的发展将会呈现出良好的局面,我国农业机械作业质量安全将得到有力保障。
2.2大力宣传中央的各种惠农政策。在农民选机购机过程中,政府要利用自身的资源和信息优势,引导农民抱团作业,成立专门的合作组织选机构机。这样,不仅农民在经济上得到实惠,也大大降低了购买假冒伪劣产品的风险。
2.3建立完善的体系。首先是建立一套由农机企业到经销商、售后服务机构和农机使用者之间四者互动的,信息交流通畅的“绿色通道”。做到让农民购机时目的明确,企业生产时实用性强,经销商进货出货时数量准确,维修者第一时间能进行修理。其次,农机主管部门也要为各种合作服务组织穿针引线,搭建好相互之间的沟通桥梁,有利于农机的本地外地作业,在农忙时更好的调配农机。最后,加强农机化基层服务体系的建设。基层服务体系是直接服务于农民的机构,也是于农民交流最多的机构。因此,基层服务体系的机构设置、人员业务能力的培养和服务设备的配套是非常重要的。尤其是服务人员的素质,要多培训多进修,增强他们的业务能力,提高他们的服务意识。
3.保持农机具的技术状态