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

　　摘　要：結(jié)合實例對自行開發(fā)的曝氣設(shè)備充氧性能測試軟件進行了詳細介紹。
　　關(guān)鍵詞： 曝氣設(shè)備；充氧性能；測試系統(tǒng)
　　中圖分類號：TU992.4
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)05-0089-02

1 測試系統(tǒng)

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

2 　應(yīng)用實例

　　軟件自2001年6月初完成以后，在同濟大學(xué)環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)檢中心多次使用和在安徽國禎集團大型倒傘型曝氣機現(xiàn)場的應(yīng)用情況表明，該軟件性能穩(wěn)定、計算結(jié)果可靠。該軟件對上海船研所1240m³試驗池的<VITOX>純氧射流曝氣系統(tǒng)進行了測試，該套設(shè)備是將在蘇州河上運行的第一條純氧曝氣船上的曝氣系統(tǒng)，測試場地及測點的布置見圖2。?

　　由圖2可見，整個測試池內(nèi)共布3個測點。測試開始時，首先將溶氧儀和計算機通過信號線連接妥當(dāng)，運行程序進入程序界面，然后進入?yún)?shù)設(shè)定界面。該界面中有三個參數(shù)需要設(shè)定，首先是選擇通訊端口，然后是輸入數(shù)據(jù)采集的時間間隔，最后再輸入溶氧記錄存放位置和文件名。以上3個選項的默認值分別為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，計算機將會按照設(shè)定好的時間間隔與溶氧儀進行通訊，而接收到的溶氧數(shù)據(jù)記錄將會全部被存放于相應(yīng)位置的文件中。
　　參數(shù)設(shè)定好后，點擊確定返回主界面，再點擊開始按鈕即開始測試，通訊的主界面如圖3所示。

　　界面中4個文本框分別顯示時間、水溫、溶氧值(Ct)和溶氧飽和度(Ct/Cs)的實時變化數(shù)據(jù)。從圖3可以看出，時間間隔有時不是設(shè)定的5s，而是6s，這主要是由于計算機和溶氧儀進行通訊時儀器的響應(yīng)有時會出現(xiàn)延滯。
　　充氧達到飽和后，按停止鍵中斷通訊，再按數(shù)據(jù)處理鍵進入計算參數(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)，輸入完畢后點擊確定按鈕即顯示出測試的最后結(jié)果。這里有一點需要說明的是，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，因此試驗中選擇微孔曝氣器，并輸入相應(yīng)參數(shù)后即可得到測試結(jié)果。
　　最后，測試結(jié)果還需要保存下來以便存檔，因此再點擊生成報告按鈕，在彈出的對話框內(nèi)輸入報告存放位置后，測試報告即在相應(yīng)位置生成。測試報告包括了測試開始時間、總歷時、平均水溫、溶氧濃度的最高值和設(shè)備的各充氧性能指標等數(shù)據(jù)。到此為止，整個測試過程全部完成。測試結(jié)果體現(xiàn)為兩個文件，一個是測試數(shù)據(jù)記錄，另一個則是測試結(jié)果報告。

3 與傳統(tǒng)測試方法的比較

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

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　　收稿日期：2001-10-10