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TECHNICAL ARTICLESUV 法 COD 在線監測儀器常部署于戶外復雜環境(如高溫、低溫、高濕度、強震動),環境適應性設計是確保儀器長期穩定運行的關鍵,核心設計要點如下:
溫濕度適應設計
寬溫工作范圍:
低溫適應:采用 - 40℃耐寒元器件(如鋰電池、電容),在儀器內部設置加熱模塊(功率 50-100W),當環境溫度<5℃時自動啟動,確保光學系統和電子元件工作溫度≥10℃;采樣管路包裹伴熱帶(溫度控制在 5-10℃),防止冬季結冰堵塞。
高溫適應:外殼采用鋁合金材質(散熱性能好),內部設置軸流風扇(風量 50m3/h)強制散熱,將內部溫度控制在<45℃(電子元件最高耐受溫度通常為 60℃);光源和檢測器遠離加熱模塊,避免局部高溫。
高濕度防護:
外殼防護等級達 IP65(防塵、防噴水),關鍵接口(如電纜格蘭頭)采用雙密封圈設計,防止雨水滲入。
內部放置干燥劑(如硅膠),并安裝濕度傳感器(測量范圍 0-95% RH),當濕度>80% 時啟動除濕風扇(將外部干燥空氣過濾后引入),確保內部濕度<70%,避免電路短路和光學元件起霧。
抗震動與抗沖擊設計
機械結構加固:
儀器主機通過防震支架(如橡膠減震墊,阻尼系數 0.3)安裝,支架與地面固定,減少地面震動(如車輛經過)對內部光學系統的影響。
光學元件(光源、流通池、檢測器)通過金屬夾具剛性固定,夾具與主機外殼之間加裝彈性緩沖墊,確保在振幅<0.5mm、頻率 10-150Hz 的震動環境中,光學元件相對位移<0.01mm。
抗沖擊性能:外殼采用加強筋設計,能承受 10g 加速度(11ms 半正弦波)的沖擊(如運輸過程中的碰撞),內部線路采用航空插頭連接,避免沖擊導致接線松動。
防電磁干擾設計
電磁屏蔽:
儀器外殼采用導電材料(鋁合金),并可靠接地,形成法拉第籠,屏蔽外部電磁干擾(如高壓輸電線路、對講機的電磁輻射)。
內部電路采用屏蔽盒(如銅制)隔離敏感模塊(如檢測器信號放大電路),屏蔽盒接地,防止內部模塊間的電磁干擾。
電路抗干擾:
電源輸入端加裝 EMI 濾波器(抑制傳導干擾),信號線采用屏蔽雙絞線(如 RS485 線),并單端接地,減少電磁耦合干擾。
軟件采用數字濾波算法(如滑動平均、中位值濾波),消除電磁干擾導致的測量值波動。
環境適應性驗證
高低溫試驗:在恒溫箱中進行 - 30℃~50℃的溫度循環試驗(每個溫度點保持 2 小時),儀器應能正常工作,測量誤差≤±5%。
震動試驗:在震動臺上按 10-150Hz 掃頻震動 2 小時,試驗后儀器性能參數(如重復性、零點漂移)應符合 HJ/T 191-2005 要求。
電磁兼容試驗:通過 GB/T 17626 系列標準測試(如靜電放電抗擾度、射頻電磁場輻射抗擾度),儀器不應出現故障或數據異常。