淺析光電信息技術在特種設備上的應用

摘要：隨著經濟地不斷發展，特種設備的使用也越來越普及，尤其是在一些危化品生產企業、醫療設備制造企業、醫院、冷凍食品制造企業，更為常見。與此同時，特種設備使用的事故也屢見不鮮，這里雖然不乏人為的因素（不合法的使用），但更多的是設備本身缺陷（如缺乏相關的安全配套設施，或者安全裝置的不可靠），因此高靈敏度、低成本、高精度的光電信息技術備受特種設備制造廠商的青睞。本文將從安全性能、節能的角度展開，重點介紹光電信息技術在特種設備上的運用。

關鍵詞：光電信息 特種設備 節能

1 概述

光電信息技術是由光學、光電子、微電子、超聲波、紅外線遙感等技術結合而成的多學科綜合技術，涉及光信息的輻射、傳輸、探測以及光電信息的轉換、存儲、處理與顯示等眾多的內容。光電信息技術廣泛應用于國民經濟和國防建設的各行各業。近年來，隨著光電信息技術產業的迅速發展，對人們的生產生活提供了更多的便捷，尤其是在特種設備上，更好地提高了其安全性能，包括節能與可操作性。

所謂的特種設備指的是涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器（含氣瓶，下同）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施。其中鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道為承壓類特種設備；電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施為機電類特種設備。特種設備已經在推動經濟的發展中起著不可或缺的作用，但是其也存在一定危險性：

例：2013年6月3日清晨，吉林寶源豐禽業公司發生火災，本次事故系廠房氨氣爆炸引發火災。從德惠市米沙子鎮寶源豐禽業有限公司火災現場救援指揮部獲悉，截至6月10日，共造成121人遇難，76人受傷，直接經濟損失1.8億。

因此特種設備的安全使用已經不止是影響到個人的生命財產健康，更加影響到企業的生存和國民經濟的健康發展，本文將從光電信息技術的角度論述其在特種設備上的優勢。

2 鍋爐上的雙色液位計的運用

例：2003年10月23日，長沙市星沙開發區某廠發生一起重大鍋爐事故，該廠一臺江蘇無錫鍋爐廠2001年1月生產編號為01015， 直編號為L-02的SHL20-2.45/400-AⅡ雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐因缺水干燒造成大面積水冷壁管、對流管、過熱器管燒壞，直接經濟損失達60余萬，因停產等造成的間接損失更是無法估量。

上例的事故最主要的原因則是因為該鍋爐水位表面不清晰，水位表閥門無法開啟，水位自動控制系統、水位系統失靈，是導致事故發生的重要原因。水位計失靈將會導致司爐工無法了解鍋筒內水位變化，在運行中就會發生缺水或滿水事故。比如電接點水位計往往存在以下的缺陷：①電接點水位計是分段顯示，沒有精度可言；②損壞率高，由于電極在水中腐蝕或結垢，一般在半年左右就必須更換。③存在假水位和誤報警的現象，鍋爐中的水經常處于翻滾狀態，水汽混合物對電接點水位計形成誤顯示和誤報警現象。④密封點多，導線多，維護工作量大。雙色水位計。相比較之下，鍋爐雙色液位計，選用優質不銹鋼及進口電子元件制造，顯示部位采用高亮度LED雙色發光管，組成柱狀顯示屏，通過LED光柱的紅綠變化來檢測所測液位的高低；顯示亮度高，可視距離遠，標尺清晰，顯示角度大，產品更具系列化，智能化。全過程測量防雨防雷，防腐防爆，可耐高溫、高壓，高密封、防泄露、無盲區，顯示醒目，讀數直觀，且測量范圍磊，適用于各種塔、罐、槽球形容器及鍋爐等設備的介質液位測量。

3 自動扶梯上的紅外遙感技術的運用

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隨著近年來房地產行業的高速發展，自動扶梯的使用頻率越來越高，如何采用高效節能的電梯控制技術成為了各商家及用戶十分關注的話題。在此紅外線傳感技術發揮其優勢。上圖中，當人走過裝在電梯首尾處時，觸動首尾兩端的紅外線傳感開關，使電梯的變頻器加速到高速頻率，電梯在高速運轉時，變頻器內置計時器開始計時，如果在設定內的時間段內再無乘客通過電梯，計時將結束，變頻器自動切換到低速頻率，低速運行。如果在計時器計時期間，有乘客重新觸發紅外線傳感器開關，計時器將重新計時。對電梯的上行和下行，外圍控制采用開關互鎖，從而確保扶梯系統能夠正常工作。為消耗扶梯下行或者制動過程中產生的多余能量，還需要在變頻器上加裝制動電阻。

通過紅外線遙感的控制能夠保證電梯在無人乘坐的情況下保持低速運行或者靜止狀態，從而降低能耗，減少扶梯運行過程中的磨損。

4 電梯安全光幕的紅外技術及其內LED燈的運用

電梯安全光幕是一種利用光線感應原理而制成的電梯門安全保護裝置，適用于所有電梯，保護進出電梯乘客的安全。電梯光幕是由安裝在電梯轎門兩側的紅外發射器和接收器和專用柔性電纜三大部分組成。出于環保和節能需要，越來越多的電梯已經省卻了電源盒。光幕發射端內有若干個紅外發射管，在MCU的控制下，發射接收管依此打開，自上而下連續掃描轎門區域，形成一個密集的紅外線保護光幕。當其中任何一束光線被阻擋時，控制系統立即輸出開門信號，轎門即停止關閉并反轉開啟，直至乘客或阻擋物離開警戒區域后電梯門方可正常關閉，從而達到安全保護目的，這樣可避免電梯夾人事故的發生。

LED發光二極管是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能。發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。

使用LED發光二極管更新電梯轎廂常規使用的白熾燈、日光燈等照明燈具，可節約照明用量90%左右，燈具壽命是常規燈具的30～50倍。LED燈具功率一般僅為1W，無熱量，而且能實現各種外形設計和光學效果，美觀大方。

5 結語

除此之外還有很多裝置也采用了光電信息技術，如光電平層開關，紅外線遙感操控器等等，這里就不一一例舉。

相信隨著科學技術水平地不斷發展進步，光電信息技術方面將會有更大突破，會有更多的技術與生產相結合，制造出更多安全性能高、操作使用方便、節能低廉的特種設備，從而更好地服務于群眾，服務于社會主義現代化事業建設。

參考文獻：

[1]楊永才，馬軍山.光電信息技術[M].出版時間：2009年04月.

[2]曾耀傳，陳瑋.自動扶梯節能改造方案的探討[J].質量技術監督研究，2011年06期.

[3]魯迪.《紅外系統和變頻器在自動扶梯中的應用》來源于互聯網.