陳秀成1， 曹瑞鈺2， 沈洪2， 葉劍偉2， 鄒琍2?
( 1.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海200092；2.同濟(jì)大學(xué)環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，上海200092)

　　摘　要：結(jié)合實(shí)例對(duì)自行開發(fā)的曝氣設(shè)備充氧性能測(cè)試軟件進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　關(guān)鍵詞： 曝氣設(shè)備；充氧性能；測(cè)試系統(tǒng)
　　中圖分類號(hào)：TU992.4
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)05-0089-02

1 測(cè)試系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的曝氣設(shè)備充氧性能測(cè)試通常是由一個(gè)記錄人員每隔一定時(shí)間(一般為30s)記錄一次溶氧數(shù)據(jù)，直到溶氧飽和為止，試驗(yàn)結(jié)束后再對(duì)所有記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這樣，整個(gè)測(cè)試過程都是人工操作，當(dāng)測(cè)試次數(shù)多時(shí)不僅工作量大，而且數(shù)據(jù)記錄及處理難免會(huì)有誤差，因此如果用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)以及計(jì)算整理到報(bào)告成文，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試過程的自動(dòng)化，將不僅能大大減小工作量、提高測(cè)試精度，而且在大型測(cè)試時(shí)還能及時(shí)根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整測(cè)試方案。筆者結(jié)合多次參與曝氣設(shè)備測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)，利用VB程序設(shè)計(jì)語言，開發(fā)出了曝氣設(shè)備充氧性能測(cè)試軟件。
　　軟件內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面，一是數(shù)據(jù)通訊，二是數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)通訊利用計(jì)算機(jī)上的RS—232串行通訊端口，用VB自帶的MSComm控件實(shí)現(xiàn)與溶氧儀的實(shí)時(shí)通訊。數(shù)據(jù)處理則采用數(shù)值算法，在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)即對(duì)接收到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，直接形成最后的測(cè)試報(bào)告。整個(gè)軟件的流程圖及主要界面大致如圖1所示。

2 　應(yīng)用實(shí)例

　　軟件自2001年6月初完成以后，在同濟(jì)大學(xué)環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)檢中心多次使用和在安徽國禎集團(tuán)大型倒傘型曝氣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況表明，該軟件性能穩(wěn)定、計(jì)算結(jié)果可靠。該軟件對(duì)上海船研所1240m³試驗(yàn)池的<VITOX>純氧射流曝氣系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，該套設(shè)備是將在蘇州河上運(yùn)行的第一條純氧曝氣船上的曝氣系統(tǒng)，測(cè)試場(chǎng)地及測(cè)點(diǎn)的布置見圖2。?

　　由圖2可見，整個(gè)測(cè)試池內(nèi)共布3個(gè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)試開始時(shí)，首先將溶氧儀和計(jì)算機(jī)通過信號(hào)線連接妥當(dāng)，運(yùn)行程序進(jìn)入程序界面，然后進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定界面。該界面中有三個(gè)參數(shù)需要設(shè)定，首先是選擇通訊端口，然后是輸入數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔，最后再輸入溶氧記錄存放位置和文件名。以上3個(gè)選項(xiàng)的默認(rèn)值分別為COM1、5s和C:記錄1，當(dāng)然這些數(shù)值可以根據(jù)需要任意更改。設(shè)定好后，計(jì)算機(jī)將會(huì)按照設(shè)定好的時(shí)間間隔與溶氧儀進(jìn)行通訊，而接收到的溶氧數(shù)據(jù)記錄將會(huì)全部被存放于相應(yīng)位置的文件中。
　　參數(shù)設(shè)定好后，點(diǎn)擊確定返回主界面，再點(diǎn)擊開始按鈕即開始測(cè)試，通訊的主界面如圖3所示。

　　界面中4個(gè)文本框分別顯示時(shí)間、水溫、溶氧值(Ct)和溶氧飽和度(Ct/Cs)的實(shí)時(shí)變化數(shù)據(jù)。從圖3可以看出，時(shí)間間隔有時(shí)不是設(shè)定的5s，而是6s，這主要是由于計(jì)算機(jī)和溶氧儀進(jìn)行通訊時(shí)儀器的響應(yīng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)延滯。
　　充氧達(dá)到飽和后，按停止鍵中斷通訊，再按數(shù)據(jù)處理鍵進(jìn)入計(jì)算參數(shù)輸入窗體。在該窗體中首先選擇曝氣器類型，再按照要求輸入相應(yīng)的參數(shù)，輸入完畢后點(diǎn)擊確定按鈕即顯示出測(cè)試的最后結(jié)果。這里有一點(diǎn)需要說明的是，該軟件中所指的微孔曝氣器適用于所有的供氣式曝氣設(shè)備，因此試驗(yàn)中選擇微孔曝氣器，并輸入相應(yīng)參數(shù)后即可得到測(cè)試結(jié)果。
　　最后，測(cè)試結(jié)果還需要保存下來以便存檔，因此再點(diǎn)擊生成報(bào)告按鈕，在彈出的對(duì)話框內(nèi)輸入報(bào)告存放位置后，測(cè)試報(bào)告即在相應(yīng)位置生成。測(cè)試報(bào)告包括了測(cè)試開始時(shí)間、總歷時(shí)、平均水溫、溶氧濃度的最高值和設(shè)備的各充氧性能指標(biāo)等數(shù)據(jù)。到此為止，整個(gè)測(cè)試過程全部完成。測(cè)試結(jié)果體現(xiàn)為兩個(gè)文件，一個(gè)是測(cè)試數(shù)據(jù)記錄，另一個(gè)則是測(cè)試結(jié)果報(bào)告。

3 與傳統(tǒng)測(cè)試方法的比較

　　與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，該自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)體現(xiàn)了3個(gè)方面的優(yōu)越性。
　　① 精度更高。首先在數(shù)據(jù)的采集上，測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)由電腦自動(dòng)采集，而且數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔可以任意設(shè)定，通常將采集時(shí)間間隔設(shè)定為5s或者更小時(shí)段。這樣，同樣的測(cè)試時(shí)間，采集的數(shù)據(jù)量將是傳統(tǒng)測(cè)試方法的6倍或6倍以上，如此多的數(shù)據(jù)將能更真實(shí)地反映曝氣充氧的全過程。此外，電腦自動(dòng)采集數(shù)據(jù)還避免了人工記錄時(shí)不可避免的讀數(shù)誤差。
　　② 測(cè)試的靈活性大大提高。傳統(tǒng)測(cè)試中，尤其是大型測(cè)試時(shí)通常是在現(xiàn)場(chǎng)將所有工況測(cè)試 完成以后再將數(shù)據(jù)帶回室內(nèi)進(jìn)行計(jì)算處理，這樣如試驗(yàn)中存在什么問題，還要再回到現(xiàn)場(chǎng)重測(cè)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工有時(shí)甚至是不可能的。而使用該測(cè)試系統(tǒng)后，測(cè)試結(jié)束后馬上就能知道測(cè)試結(jié)果，因此可以在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)測(cè)試結(jié)果及時(shí)調(diào)整測(cè)試方案，從而避免了不必要的麻煩，使測(cè)試的靈活性大大提高。
　　③ 大大減小了測(cè)試的工作量，縮短了測(cè)試周期，提高了效率。測(cè)試系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集和處理都由電腦來自動(dòng)完成，與傳統(tǒng)的測(cè)試方法相比，尤其是大型測(cè)試時(shí)所減少的工作量是可想而知的。以前面介紹的船研所測(cè)試為例，該次測(cè)試中共進(jìn)行了3種工況的測(cè)試，每種工況三個(gè)測(cè)點(diǎn)，但在一天多的時(shí)間內(nèi)即完成了全部的測(cè)試和數(shù)據(jù)的處理，這在以往的傳統(tǒng)測(cè)試方法中是無論如何都辦不到的。由此可見，應(yīng)用該測(cè)試系統(tǒng)后對(duì)效率的提高是很明顯的。

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　　收稿日期：2001-10-10