一种新型烟标印刷缺陷在线检测系统

第一篇：一种新型烟标印刷缺陷在线检测系统

一种新型烟标印刷缺陷在线检测系统 概述

近年来，国内烟包印刷竞争日趋激烈，精美烟包产品不断涌现，烟包设计和印刷工艺越来越复杂，所用材料也越来越讲究，凹印、胶印、柔印、丝印、UV印刷、UV上光、全息烫印、镭射铝箔纸等技术纷纷上阵，多种印刷技术组合的烟盒随处可见。随着印刷工艺的复杂化和多样化，对成品检验的要求也越来越高。各道工序出现缺陷产品（如飞墨、刀丝、套印不正等）后，最终流入到最后检验工序，若全部由人工完成，工作量极大，且依靠人的视力检测很难保持持久和稳定，容易产生疲劳和漏检现象，流入到烟厂或用户手中，将造成质量事故。

根据印刷的重复性原理，印刷缺陷在线检测系统通过高速摄像头连续拍摄印刷图案，并将其与一个完好无缺的基准作比较，当二者差异超出了设定的范围时，检测系统即判定印刷缺陷产生，保存缺陷图案并声光报警，同时控制贴标机对有缺陷的纸张进行贴标。

最早用于印刷品质量检测的是将标准影像与被检测影像进行灰度对比的技术，现在普遍采用的技术是以RGB三原色为基础进行对比。从实际使用上来说，影响检测能力的因素如下。

1）印刷材质的问题

印刷材质除了常见的白卡纸、铜版纸外，还存在很大比例的转移纸（包括金银卡纸、镭射纸）；纸上除了印刷外，还有素面烫金、全息定位烫金等印后工艺，其强反射特性给普通照明条件下的检测带来难度；而且压凸图案由于低色差特性也给检测带来困难。

2）设备波动造成的纸张蛇形跑动问题

在印刷过程中，随着张力和速度的波动，纸张在前进过程中会产生蛇形跑动现象，表现在运动方向的不同程度的拉伸，以及宽度方向的不同程度的偏移，给图像的采集和比对造成困难。

3）检测精度的问题

基于摄像的检测系统其检测依据是图像的色彩信息，如果缺陷的尺寸或色差超出摄像的观测范围，这种缺陷理论上检测不出，或者称不可信检测，如何使检测精度与企业的质量标准达成一致，是检测设备商面临的主要问题。

4）检测后的处理问题

检测只是质量管理的手段，检测的目的是为了指导生产，及时杜绝连续废品的发生；同时也应当为成品出厂提供判断依据。目前在这方面国内外多数在线检测系统均未提出较好的方案。

5）在线检测设备的安装工位问题

条件允许的情况下，在线检测设备可以装在印刷机、烫金机、分切机等所有生产设备上，但对于多数企业而言，选装在最合适的工位上，既能降低成本，又能提高设备利用率。

6）检测数据与企业生产质量管理系统的结合问题

如何将检测数据信息通过网络在企业内部建立数据库，实现数据共享，进而为生产管理、质量控制提供正确的依据，是检测系统数据管理的主要内容。

这些关键问题对印刷企业对检测设备的选型极为重要。本文研究了一种对高速印品进行在线缺陷检测的机器视觉检测系统。通过独特的光学系统，检出较明显缺陷并做标记，提示下一道工序和用户；并且对连续缺陷提示机组人员及时处理，避免更大的损失；通过C/S网络化并行结构，对图像数据进行分布式处理和集中统计管理。系统描述

1）系统组成

印刷品质量在线检测系统采用多个彩色线阵摄像头对大幅面印刷品进行同步采集，图像数据通过FPGA/DSP采集卡进行辅助处理，由对应处理单元进行图像比较、缺陷提取和分类，缺陷数据通过高速以太网传送到服务器进行统计和管理，输出报警信号和缺陷位置信息，并通过光电编码器与生产线保持同步。

2）成像设计

检测系统的硬件核心器件是CCD相机，它将影响到系统的检测方式、检测能力以及后续图像处理的运算量和数据处理方式等。常用到的CCD相机按照成像方式来分有面阵和线阵两种类型。

面阵相机是对被摄物体一次曝光成像，然后将整幅图像送到图像处理器进行处理。面阵相机的缺陷是当版周长越大，拍摄所需的相机数量也越多，使用和维护不太方便。

线阵相机每次曝光只对被摄物体的一行进行数据采集，通过物体的连续运动，相机连续曝光，最后将多行数据组合到一起形成一整幅图像。线阵CCD相机由于其成像系统占用空间小，光源设计简单等原因，在表面检测中应用很广泛。

线阵CCD相机的线扫描操作与传统的扫描仪非常相似，相机中的传感器在运动物体通过它时每次扫描一行图像，然后通过一个图像采集卡将所有采集到的行合并成为一个完整的二维图像。

3）照明设计

印刷品摄像对照明系统的要求是:①亮度足够；②防止炫光进入摄像头；③无频闪；④光源波长分布均匀；⑤照射幅面大。

根据上述要求，有两种光源可以选用，白光LED光源和三基色荧光光源。白光LED光源与白炽钨丝灯泡及荧光灯相比，具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长等优点，但存在维护费用高的问题；稀土三基色直管荧光灯是一种高效、节能的新型光源，显色性好，是名副其实的日光型光源，已被广泛应用于电视摄像照明，虽然寿命不及LED光源，但价格低廉，维护方便，本系统选用此类光源。

光源结构设计采用4根荧光灯分别以高角度和低角度入射到辊筒表面，低角度光突出印刷品表面轮廓，高角度光补偿整体亮度。为防止镜面反射光射入镜头，对高角度光采用漫透射面过滤。

4）处理器结构

在印刷生产时，印品观测幅面较大650mm以上，印刷精度要求很高（0.1mm/pixel），单摄像头和单处理器无法完成庞大数据量的处理（100MBbyte/s以上），因此采用多摄像头结构，对不同区域进行同步并行处理，处理结果通过高速以太网传送至服务器进行数据管理和统计。系统要解决的关键问题是同步问题。

同步问题有两类，一是采集和处理的同步，二是缺陷数据传输的同步。采集和处理的同步通过脉冲编码器实现，各处理器由脉冲编码信号同时触发工作。同一版面的印品缺陷数据上传的同步通过脉冲编码器产生的固定时序来保证。系统特点

1）烫金和全息商标的检测技术

通过独特的镭射全息照明技术，能实现对烫金和全息商标特征的准确提取，而且可以同时检测印刷缺陷，如图3所示。

2）图像精确定位技术

自主研发出一种称为ONE的信号定位处理技术，能自动跟踪印刷纸张的蛇形串动，这种技术是检测系统稳定工作的基础。

3）分区域检测技术

不同区域可以设置不同的检测精度，还可以屏蔽某区域的检测。

4）检测精度的自动调整技术

根据印刷机的波动状态，能自动调整检测精度，以到达最优的检测效果。

5）缺陷趋势的预报技术

任意设定缺陷报警门限和贴标机动作门限，预报缺陷发生的趋势，及时标识重大缺陷。

6）高速图像处理技术

采用自主研发的多线程处理算法，在300m/min的印刷速度下长时间稳定工作。

7）历史数据的管理技术

可打印、统计、显示、查询历史缺陷数据；保存时间可根据需要达到任意年限。

8）多屏显示技术

除控制柜外，在关键工位处选装显示器，分别显示操作界面和缺陷数据和实时图像，方便操作员随时查看质量状况和系统运行状况。

9）友好的人机界面

操作员设置好参数后，能自动探测开机、停机、换卷和设备波动状态，从印刷开始到结束都无需人工干预，不同缺陷可以设置不同的报警声音以提醒操作员注意。使用效果

本研究采用两台横向分辨率为4K，纵向分辨率为15K的彩色线阵CCD摄像头对820mm宽的印刷版面进行检测，通过千兆以太网进行并行处理和分布式控制，通过客户机/服务器方式进行集中数据查询和管理。

1）算法效率

本系统中，图像处理部分全部采用MMX/SSE优化指令集编写，实现了单指令多数据的并行处理。当生产线的速度最大（300m/min）时，检测系统采集完整一版图像的周期为211ms，处理时间（128ms）已经足以满足实时性的要求，最大可以满足500m/min的印刷速度条件。

2）检测精度

本系统的检测精度取决于检测分辨率和检测等级。

CCD是离散采样器件，根据奈奎斯特采样定理，能检出最小缺陷尺寸在检测分辨率的2倍以上；例如使用上述相机观测410mm的幅面，印刷速度在200m/min时，横向像元分辨率为0.1mm，纵向分辨率为0.22mm，能检出稳定检出的最小缺陷为0.2mm×0.44mm；

检测等级是本系统一个重要的功能。由于印品的每个位置检测要求的严格程度不同，例如条码区最严格，而粘胶区或裁剪区最宽松，因此对所有区域采用相同等级是不现实的，会造成很多不必要的报警。因此区域等级的设置实际上对不同的区域采用不同的阈值，这些阈值在系统检测开始之前按照质量管理的要求预先设置。

3）检出缺陷类型

图4演示了4种典型的印刷缺陷和缺陷检出图例，实际图片均为彩色图片。印刷缺陷中，飞墨占了80%以上，而最连续发生的缺陷是刀丝类缺陷，此类缺陷由于尺寸小，痕迹轻微，有时肉眼都不易检出，在本例中，通过对邻域象素的分析检出了0.25mm宽的刀丝。小结

印品质量在线检测技术与系统一直为欧美和日本所垄断。本系统采用业界最先进的硬件设备（包括摄像头、采集卡和处理器）、具有自主知识产权的软件（登记号：2008SR12259）和发明专利（200410061396.7和200410061395.2），可以有效地对高速印刷生产线上印刷品中出现的刀丝、飞墨、串墨、漏白、脏版、换卷、墨点、套印偏差等印刷缺陷进行检测与报警，并在大理美登印务有限公司安装使用，运行稳定可靠。

另外，印刷缺陷在线检测技术并非万能，也存在技术瓶颈，例如纵向像元分辨率远大于套印系统检测精度，因此本系统对低于0.2mm的套印跑动不敏感，结合静止画面装置则能达到较好的检测效果。另外对低对比的色差不敏感，需配合色差计进行色彩抽查。

第二篇：烟标印刷质量机器视觉检测

烟标印刷质量机器视觉检测

在机器视觉检测中，每一种检测都有其特殊性，对应不同的检测对象与检测目的，需要不同的检测方法。本文结合烟标印刷质量机器视觉检测项目，介绍机器视觉检测的具体方法。

1概述

1.1烟标印刷的特点和烟标印刷质量检测的现状

烟标印刷是技术含量与质量要求最高的印刷之一。正是由于烟标印刷有着严格的质量标准，所以即使采用先进的进口印刷机械，产品也存在较多的次品。我国的烟标印刷企业目前一般采用人工在印中抽样及印后逐一目测的方法分拣次品。在烟标印刷企业常常出现这样一种现象：印刷车间，从国外进口的高档印刷机飞快的运转，几名工人轻松地注视着监控仪器；而在一旁的印刷质量检测区，几十上百的工人在紧张地对印好的成品作逐一检测。可见目前的检测方法效率低、成本高、工人劳动强度大，同时人工检测主观性强，容易造成检测标准的不统一。印刷企业通常还需要对次品进行统计，以便查找次品产生的原因，在采用人工检测时只能对次品进行抽样统计，要想实现全部次品的分类统计是很困难甚至是不可实现的。如果采用机器视觉检测，当前烟标印刷质量检测中存在的诸多问题便可迎刃而解。对烟标印刷质量机器视觉检测的有关理论问题进行研究，在此基础上研制出一套可以代替人的视觉对烟标印刷质量进行检测的系统，将大大提高烟标印刷企业的生产效率、生产质量以及经济效益。

1.2烟标印刷缺陷

烟标可能存在多种的印刷缺陷,如重影,烫金残缺,飞墨,墨色不均等,主要可归为以下几类:

1）套色缺陷。其表现为图案边缘出现重影，图案之间相对位置偏移，实质为印刷套色出现偏差。

2）烫金缺陷。其表现为烫金不全甚至没有或烫金位置偏移。

3）污迹。其表现为表面浮脏，或是有墨迹。

4）压凸缺陷。压凸部分与对应的文字或图案没有对准，或压凸的深度不符合要求。

以上几类缺陷有的有着具体的检测标准，如套色的偏差要求限制在0.2mm，而大多数 则是凭人的主观判断，如烫金污迹等。

（a）标准烟标图像

（b）有套色问题的烟标图像 图1 标准烟标图像和有套色问题烟标图像的对比

（a）标准演变图像

（b）有套色问题的烟标图像 图2.标准烟标图像和有套色问题烟标图像的对比（高分辨率、局部）

图1为标准烟标和有套色问题的烟标的对比图像，不过由于分辨率的原因,两幅图像的差别很难分辨。图2是局部对比图,由于分辨率的提高,差异已经可以容易的看到：问题烟标的字迹不清,有重影，部分边缘颜色错误。1.3机器视觉烟标印刷质量检测的难点

机器视觉烟标印刷质量检测有以下一些难点：

1、套色检测精度高

烟标印刷最大的特点就是精细,质量标准很高,套色的精度一般要求达到0.2mm所以在较低分辨率下很难显示出套色问题(如图1),这就需要提高分辨率。但随着分辨率的提高,图像尺寸也增加，图像处理的运算量也大大提高，给图像处理带来了一些困难。

2、污迹分布随机

由于污迹分布的随机性,烟标图像的每一部分都必须进行检测，使得检测的运算量很大，这在采用高分辨率图像后显得更为突出。

3、干扰因素多

烟标并不是一个平面的印刷品，其上还有压痕(为方便折叠而压的凹槽)、切口(这会使得烟标的某些部位上翘或下压)，这些不规则的压痕和切口会影响到烟标图案的相对位置，给检测带来困难。

4、各印刷缺陷互相干扰

如烫金图案的缺损，可能会被误判为污迹;当污迹恰好覆盖烫金图案时，污迹也可能被误判为烫金缺损。

2特征定位

烟标的印刷质量检测主要就是检测出套色,烫金,污迹等印刷缺陷,但是在进行这些缺陷检测之前需要作一些的工作，为这检测提供必要的信息。这些工作主要包括：特征定位和图像配准。

有关位置的印刷缺陷检测均需要位置信息，而通过特征定位则可以求得位置信息。特征定位的准确程度直接关系到后续检测的效果，所以特征定位是烟标印刷质量检测的关键步骤之一。

2.1特征的类型

图3为三种不同种类的烟标图像(图3中标注的英文字母对应图4中各烟标特征在整幅烟标图像中的位置)。由这些图像可以看出烟标具有大量的特征，这些特征主要分为以下几种类型：

1、水平边缘

位于两种不同颜色区域的水平连接处，如图4（a）

2、水平双边缘

表现为水平细线，如图4（b）

3、垂直边缘

位于两种不同颜色区域的垂直连接处，如图4(c)

图3 不同种类的烟标

图3中标注的英文字母对应图4中各烟标特征在整幅烟标图像中的位置。

图4 不同类型的特征

2.2烟标图像特征定位的搜索范围

烟标图像有三个重要的特点：一是图像旋转角很小（如图3（b））的旋转角仅为0.06度），所以在局部可以认为没有旋转；二是图像间比例尺差异很小(仅为千分之几)；三是图像间平移也很小。这三个特点决定了标准图像和目标图像的对应特征的位置（图像坐标）相差很小，这就意味着对目标图像特定特征的搜索可限制在一个较小的范围内，如果能求得目标图像对应标准图像的概略位置，则这个范围更小。

烟标图像同时还有另外一些特点，这些特点又使得特征的搜索范围必须变大。一是烟标上存在的大量压痕和切口，压痕和切口的细微差别就会使特征的位置发生变化；二是烟标的套色偏差，套色偏差会使特征的相对位置发生改变。

综合以上，影响目标图像的特征搜索范围的因素有：特征的概略位置精度，压痕切口偏差,标准图像套色偏差，目标图像套色偏差。特征的概略位置精度同采用的求法有关，本文下一节将对其进行讨论；压痕切口偏差为经验值，可统计得到；套色偏差可采用本文4节方法求得。

3图像配准

图像配准是印刷缺陷检测的基础，套色、烫金、污迹等检测只有在目标烟标图像同标准烟标图像配准的前提下才能进行。

烟标图像有很多特点，其中一个就是有大量特征存在。图像配准的算法很多，如基于边缘的配准算法，基于角点检测的配准算法等等，本文则主要针对烟标图像的特点提出了一种基于特征定位的图像配准方法。该方法的基本步骤为：首先进行特征定位，接着计算几何变换参数，最后重采样生成配准图像。3.1特征定位

特征定位的方法见第2节。特征选取应注意：

1、优先选取直角点。

2、水平边缘/沐平双边缘同垂直边缘/垂直双边缘应成对选取，即选一条水平边缘/水平双边缘就要选一条垂直边缴垂直双边缘，而且这两条边缘应尽量靠近。

3、多选取一些特征以作冗余校验，在选取文字/标志特征时更应如此。

4、避免选择彼此距离过近的特征。

3.2重采样

求得变换参数以后，标准图像上的所有点在待检测图像上的同名点的位置就可以求出来了。而这些位置的坐标值可能不是整数，所以不能直接得到这些位置上的点的灰度值，这就需要进行内插，也称为重采样。

4套色检测

4.1套色不准产生的原因

导致套色不准的原因主要有以下一些：

1、设备精度差引起的套色不准

印刷机上的滚筒齿轮、版台齿条、连杆轴承、递纸牙!凸轮以及联动前规和侧规运动的机件发生磨损松动时，易使印品套色失准。

2、机器调整不当引起的套色不准

在印刷过程中，若叼牙的叼纸量过小，叼不住纸边，压印时就容易产生滑移。递纸牙、叼牙开闭动作失调，叼纸牙的压力不足，输纸系统的某些部件失调，都会导致套色不准。此外，印刷压力过大，包衬盲目增厚，包衬松动也是造成印刷版面走样(版面拉大)，套色失准的原因。

3、纸张伸缩变形引起的套色不准

纸张含水量异常、纸边卷曲时,会出现套色不准现象。

4、操作不当引起的套色不准

印版底托不良，压力过大，油墨层薪稠度过大,纸张裁切不规范都会使得套色失准。4.2基于套色十字丝的印刷套色检测

烟标上都印有套色标志，而这些标志通常呈十字丝状，称为套色十字丝。套色印刷的每一种颜色都对应一个十字丝，在套色完全准确的情况下，各颜色的十字丝完全重合(如图5（a）)，而在套色不准的情况下，各色十字丝彼此不能完全重合(如图5（d）)，它们之间的偏差就是套色偏差。所以检测印刷套色偏差可以通过检测套色十字丝来完成。本文将这种检测方法称为基于套色十字丝的印刷套色检测。4.3二值图像处理

由于图像噪声的影响，分割后的二值图像还要进行进一步的处理。图像背景中的一些噪声点,也可能被划分成十字丝,反映在二值图像上就是,除图像中央十字丝本来所在的位置存在黑像素外,其他区域还零星分布着一些黑像素(设分割后的图像,目标为黑,背景为白,下文均如此)。为了去除这些零星黑像素,本文提出了一种孤立点剔除算法。

5烫金缺陷检测

烫金是指在一定的温度和压力下将电化铝箔烫印到承印物表面的工艺过程。电化铝烫印的图文呈现出强烈的金属光泽，色彩鲜艳夺目、永不褪色。尤其是金银电化铝，以其富丽堂皇、精致高雅的装演点缀了印刷品表面，增强了印品的艺术性,使产品具有高档的感觉。所以烫金工艺被广泛地应用于高档、精美的包装装横商标、挂历和书刊封面等印刷品上。烫金的主要材料是电化铝，它是以涤纶薄膜为片基，涂上醇溶性染色树脂层，经真空喷镀金属铝，再涂上胶粘层而制成。其工艺主要是利用热压转移的原理,在合压作用下,电化铝与烫印版、承印物接触，由于电热板的升温使烫印版具有一定的热量，电化铝受热使热熔性的染色树脂层和胶粘剂熔化，染色树脂层粘力减小，而特种热敏胶粘剂熔化后粘性增加，铝层与电化铝基膜剥离的同时转印到了承印物上，随着压力的卸除，胶粘剂迅速冷却固化，铝层牢固地附着在承印物上，完成烫印过程。烟标作为高档印刷品，也大量采用了烫金工艺。

在烫金的过程中有多种因素可能影响烫金的质量，其中最主要因素有烫金的温度、压力和速度。如果烫金温度过高，熔化过度，烫印图文周围的电化铝也熔化脱落而产生糊版，同时高温还会使电化铝染色树脂和铝层发生化学变化，烫印产品亮度降低或失去金属光泽；如

果烫金温度过低，熔化不充分，也会造成烫印不上或烫印不牢，印迹不牢固、易脱落，或者缺笔断划、印迹发花。即便烫金温度合适，如果压力不足，也无法使电化铝良好地转移到承印物上，就会产生印迹发虚、花版、掉色等问题；相反，如果压力过大，衬垫和承印物的压缩变形过大，印迹则会发粗，甚至粘连、糊版。烫金速度越快，烫印接触时间越短，热熔性的染色树脂层和胶粘剂就可能来不及充分熔化，从而导致印迹发虚甚至烫印不上；而如果烫印速度过慢,会使电化铝接触时间过长，虽然粘结比较牢固,但印迹会变粗。除了温度，压力，速度三大因素以外，其它如纸张,电解铝质量也都对烫金质量产生影响。这些因素使得烫金质量的控制比较困难,而烫金缺陷在所有印刷缺陷中的出现的几率也是比较高的,所以烫金质量的检测就显得尤为重要。

第三篇：污染源在线监测系统的适用性检测

污染源在线监测系统的适用性检测

滕恩江，杨凯

（中国环境监测 总站，北京 100012）

摘要：文章概述了国内污染源在线监测系统的安装现状、管理现状及检测依据；介绍了目前国内环境监测仪器的认证程序、基本要求及适用性检测的仪器类型。

关键词：在线监测；适用性检测；认证

我国的环境连续自动监测工作经历了十多年的发展，取得了比较显著的成就，尤其是2001年苏州全国环境监测工作会议以来，环境连续自动监测工作更是有了长足的进步。目前，已初步形成了具有我国特色的环境连续自动监测管理和技术体系，并已逐渐形成网络。但是，与新的形势要求相比，我国的污染源连续自动监测工作还存在较大差距，能力、水平和管理还不能满足新形势的需要。我国污染源在线监测系统现状

⑴安装现状

据不完全统计，截至2005年底，全国约安装COD在线自动监测系统3000套、烟气连续自动监测系统（CEMS）3000套。

已安装的COD连续自动监测系统，按测量原理可分为重铬酸钾氧化法和非重铬酸钾氧化法两大类。国外的在线监测系统多为非重铬酸钾氧化法，但其测量结果受水样性质等因素的影响较大，运行成本和故障率相对较低，响应时间一般低于10分钟。国产COD连续自动监测系统基本上均采用重铬酸钾氧化法，仪器结构较复杂，故障率或更换零部件的频率较高，运行成本上升也较高，响应时间较长。

国内已安装的烟尘烟气连续自动监测系统，其原理基本为不透光度法和散射法，二氧化硫连续自动监测系统分析原理有紫外荧光法、紫外吸收法、紫外差分吸收光谱法、非分散红外法和定电位电解法。目前，在用的连续自动监测系统数据传输的承载方式主要有无线传输和有线传输两种，有线传输主要通过调制解调器拨号、数据采集仪等传输，不能实现实时传输，并且传输链线路不稳定、响应时间较长；无线传输又有无线扩频、无线微波、GSM/SMS和GPRS等方式，可以实现实时数据传输，但存在网络盲点。

为了规范统一信息数据的传输，国家已颁布了《污染源在线自动监控〈监测〉系统数据传输标准》（HJ/T 211-2005）。但目前，各地仍以各自独立的传输协议和方式在运行，没有实现规范统一，因而监测数据不能实现共享。

⑵管理现状

在2001年苏州全国环境监测工作会议之前，各地基本上没有形成固定的管理方式或模式。在此会议之后，部分省市（如河北省、江苏省、北京市、上海市、杭州、济南市、大连市、太原市等）相继出台了有关在线监测的管理办法或技术规定，对加强连续自动监测系统的管理起到了积极的推动作用。

对确保连续自动监测系统数据的质量，目前有一些省市将连续自动监测系统的运营管理委托给第三方进行日常维护保养，还有一些省市则直接由环保局委托某一机构进行运营维护，这些运营方式都有别于传统的排污企业直接运营维护。

为加强管理，明确各有关部门的责任，规范污染源在线连续监测系统的安装、验收、比对校核、使用等，国家近几年陆续颁布了《排污费征收使用管理条例》、《污染源自动监控管理办法》、《污染源废水在线自动监测技术规范》和《污染源废气连续在线监测技术规范》。《水污染防治法〈修订草案〉》也已进入全国人大司法程序。检测依据及管理要求

⑴《水污染防治法〈修订草案〉》第二十条明确规定：向水体排放污染物的企业事业单位和个体工商户应当按照法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的规定设置排污口；设置入河排污口，还应当遵守国务院有关行政主管部门的规定。

重点排污单位应当安装水污染物排放自动监测设备，与环境保护主管部门的监控设备联网。具体办法由国务院环境保护主管部门规定。

⑵《排污费征收使用管理条例》中第十条明确规定：排污者使用国家规定强制检定的污染物排放自动监控仪器对污染物排放进行监测的，其监测数据作为核定污染物排放种类、数量的依据。

排污者安装的污染物排放自动监控仪器，应当依法定期进行校验。

⑶《污染源监测管理办法》中第十八条明确规定：国家、省、自治区、直辖市和市环境保护局重点控制的排放污染物单位应安装自动连续监测设备，所安装的监测设备必须经国家环境保护总局质量检测机构的考核认可。

⑷“关于加强自动环境监测仪器管理及认定工作的通知”中明确规定：为了确保环境管理工作科学公正，有效提高环境监测数据的准确度和可靠性，国家环境保护总局将加强对环境监测仪器的管理。为环境执法管理服务和向社会提供环境监测数据的自动环境监测仪器，必须符合国家环境保护总局制定的环境监测规范和环境监测仪器技术要求，经检测合格、通过认定并列入合格产品准入名录后，方可使用。

⑸《淮河和太湖流域排放重点水污染物许可证管理办法〈试行〉》中明确规定：排污单位必须按照国家环境保护总局和省级环境保护行政主管部门的规定设置规范的排污口，按照下列规定安装经国家环境保护总局认定的污染物排放自动监测设备或者仪器，并使其按规范要求正常运转。

被市（地）级以上环境保护行政主管部门列为重点污染源的排污单位或者处于环境敏感地区的重点排污单位，应当安装TOC、COD、PH等主要污染物在线自动监测仪、污水流量计、污染治理设施运行记录仪。

⑹“关于印发《环境监测技术路线》的通知”要求：废水排放量≥5000t/d的污染源，安装水质自动在线监测仪，连续自动监测，随时监控。电厂锅炉必须安装连续烟气测试装置，随时监控。监测项目为：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、黑度。

⑺《污染源自动监控管理办法》中明确规定：本办法适用于重点污染源自动监控系统的监督管理。重点污染源水污染物、大气污染物和噪声排放自动监控系统的建设、管理和运营维护，必须遵守本办法。

本办法所称自动监控系统，由自动监控设备和监控中心组成。自动监控设备是指在污染源现场安装的用于监控、监测污染物排放的仪器、流量（速）计、污染治理设施运行记录仪和数据采集传输仪等仪器、仪表，是污染防治设施的组成部分。监控中心是指环境保护部门通过通信传输线路与自动监控设备连接用于对重点污染源实施自动监控的计算机软件和设备等。

自动监控设备中的相关仪器应当选用经国家环境保护总局指定的环境监测仪器检测机构适用性检测合格和产品。

自动监控系统经环境保护部门检查合格并正常运行的，其数据作为环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据，并按照有关规定向社会公开。规划要求

《中华人民共和国国民经济和社会发展第干一个五年规划纲要》要求“十一五”期间主要污染物化学需氧量和二氧化硫排放总量减少10%，并明确规定主要污染物减排指标作为经济社会发展的约束性指标。

为实现“十一五”规划纲要的污染物减排目标，国家环境保护总局提出了加快污染物减排、监督和考核体系的建设，在国控重点污染源自动监控、污染源监督性监测、环境监察执法、基层环境统计等方面提高能力，并得到了财政部和发改委的大力支持。

国控重点污染源自动监控是指：在占全国主要污染物工业排放负荷65%以上的企业心脏城市污水处理厂均要实现在线自动监测和数据实时上传。属于上述范围的总共约有7000家企业，计划在2008年年底前完成。职责与分工

《污染源自动监控管理办法》明确规定了各部门的分工与责任： ⑴国家环境保护总局

负责指导全国重点污染源自动监控工作，制定有关工作制度和技术规范。

⑵地方环境保护局

地方环境保护部门根据国家环境保护总局的要求按照统筹规划、保证重点、兼顾一般、量力而行的原则，确定需要自动监控的重点污染源并制定工作计划。

⑶环境监察机构

参与制定工作计划，并组织实施；核实自动监控设备的选用、安装、使用是否符合要求；对自动监控系统的建设、运行和维护等进行监督检查；本行政区域内重点污染源自动监控系统联网监督管理；核定自动监控数据，并向同级环境保护部门和上级环境监察机构等连网报送；对不按照规定建立或者擅自拆除、闲置、关闭及不正常使用自动监控系统的排污单位提出依法处罚意见。

⑷环境监测机构

指导自动监控设备的选用、安装和使用；对自动监控设备进行定期比对监测，提出自动监控数据有效性的意见。

⑸环境信息机构

指导自动监控系统的软件开发；指导自动监控系统的联网，核实自动监控系统的联网是否符合国家环境保护总局制定的技术规范；协助环境监察机构对自动监控系统的联网运行进行维护管理。认证检测

5．1 认证检测程序和基本要求

⑴申请产品认证的企业向中国环境保护产业协会中环协（北京）认证中心（以下简称认证中心）提出认证申请。认证中心在受理认证申请后，根据相关标准对企业进行工厂（现场）检查、产品抽样、签发产品委托检验单等工作。

⑵申请环境监测仪器产品认证的企业向国家环境保护总局环境监测仪器质量监督检验中心（以下简称中心）提出适用性检测申请。

监测仪器认证检测申请和检测程序：

1）申请环境监测仪器认证的生产（代理）厂商可通过电话、传真、电邮或面谈等方式向质检中心提出仪器检测申请，由质检中心登记在案。

2）申请环境监测仪器认证检测的先决条件

境外生产和环境监测仪器，必须取得我国质量监督检验检疫部门颁发的型式认证证书，方可申报认证检测。

国内企业生产的环境监测仪器，必须取得我国质量监督检验检疫部门颁发的讲师器具生产许可证，方可申报认证检测。

3）环境监测仪器伪证检测的要求

申报认证检测的环境监测仪器，其技术条件应符合国家环境保护总局颁布的相关标准要求。

仪器生产（代理）厂商送至质检中心检测的仪器由认证中心抽样封存，并开具抽样证明；其仪器的型号、方法原理、系统配置及功能应相同。

4）送检厂商经认证中心抽样后送检，并瘵仪器抽样证明、主要零部件登记表、产品说明书、企业标准、计量器具生产许可证（复印件）及计量监督部门的型式检验报告（复印件）等相关资料提交质检中心。

5）质检中心审查相关资料后，电话或传真通知仪器生产（代理）厂商开始检测的时间，并填写委托检测单，签定检测合同。

6）检测开始之前，送检厂商必须依据技术服务合同将测试费用如数拨至中国环境监测总站。

7）仪器生产（代理）厂商将被抽检仪器运送到质检中心检测室，并派专人调试仪器，协商检测时间及检测方案；烟尘烟气在线自动监测系统（CEMS）在实际使用现场实施检测，在正式检测之前需专门对安装点位进行现场勘察，待满足相关标准要求后，方可开始认证检测。8）质检中心依据国家环境保护相关行业标准要求测试后出具检测报告。

5．2适用性检测的仪器类型

依据《环保产品检测机构管理办法》，中国一半保护产业协会公布了“国家环保总局环境监测仪器质量监督检验中心”等28家检测机构通过了可开展环保产品检测的资格审查。

质检中心已获资源共享质的检测项目共有21项，其中：水和废水在线监测仪器11项、气和废气监测仪器7项、其它仪器设备3项。

⑴水和废水在线监测仪器

化学需氧量（COD）水质在线自动监测仪；PH水质自动监测仪；电导率水质自动监测仪；浊度水质自动监测仪；溶解氧（DO）水质自动监测仪；高锰酸盐指数水质自动监测仪；氨氮水质自动监测仪；总氮水质自动监测仪；总磷水质自动监测仪；总有机碳（TOC）水质在线自动监测仪；紫外吸收水质在线监测仪。

⑵气和废气监测仪器

颗粒物、烟气（SO2、NOX）和烟气参数连续在线监测系统；总悬浮颗粒物采样器；24小时恒温、自动连续大气采样器；定电位电解法二氧化硫测定仪；烟气采样器；烟尘采样器；PM10采样器。

⑶其它仪器设备

降雨自动采样器；降雨自动监测仪；污染治理设施运行记录仪。

第四篇：统在线液压清洁度检测系统技术方案

概况

本方案配合液压管内壁清洗机进行清洁度检测使用。1.1 使用环境

a.电源：380V±15% 50Hz b.使用环境：厂房内 c.使用温度：0～40℃

d.介质：各种矿油型液压油、柴油机油(油液工作黏度范围20-60mm2/s)e.环保指标：设备运行应满足国家环保标准的要求，噪音不大于85分贝。满足消防要求，确保安全用电。引用文件

GB/T 3766-2001 《液压系统通用技术条件》 3 产品主要技术性能指标要求

a.整车外形尺寸约为：待定；

b.电机功率：1.5kW；转速：1460rpm； c.工作压力：<1MPa；流量：30L/min； 4 设计方案

4.1 产品主要工作原理

系统采用低压定流量，通过定量泵把液压油打入检测回路，通过清洁度检测仪对液压油箱内的液压油洁净度进行检测。4.1.1 液压原理

本系统中采用定量泵和安全溢流阀，泵的输出流量保持在30L/min。

液压泵输出的流量经过胶管进入到液压系统中；在液压回路中设置清洁度在线检测接口，从快速接头回到油箱。4.1.1.1 电磁溢流阀的设置

系统设置电磁溢流阀在泵起动时保证系统的卸荷状态，降低系统的功耗；在系统进行脉冲清洗的过程中作为安全阀对系统进行过压安全保护。4.1.1.2电气控制系统工作原理

本设备电气系统，包括电机启动控制、各种阀、控制和报警。主要组成概述 本系统采用台架式结构，整个液压系统集成安装在一个检测工作台上。主要包括液压系统、电气系统、液压控制系统、检测工作台等几部分。4.1.1.2 液压系统

液压系统主要包括：油箱、电机泵组、控制阀、压力表及快速接头、清洁度检测快速接口等辅件设备。

油箱使用液压管内壁清洗机的油箱，电机泵组设有底座，电机采用侧接线的方式，以便电气走线；泵与电机采用钟形罩连接，电机泵组与外部的连接都是弹性的（使用液压软管和减震器）。4个减震器采用对称于电机泵组公共重心两个平面的方式，纵横交叉排列。进一步降低整套设备的振动噪音。

在管路连接面板上设有测试接头，用于对油液进行清洁度检测。4.1.1.3 电气控制系统

电气控制柜上的操作面板设有按钮式操作元件，按钮式操作元件包括电源开关、电源指示灯、电机起动/停止按钮、蜂鸣器、蜂鸣器消音按钮。4.2 元件选型

为满足系统工作可靠，满足使用要求，在元件均选用上采用国内外优质液压件及电气元件。定量泵采用国内知名厂家齿轮泵，流量30L/min、压力最高可达到2MPa。液压阀采用国内最好产品，德国力士乐技术。电机：1.5kW/1460rpm,德州恒力。其他元件选用国内知名厂家产品。电器采用上海二工的按钮。清洁度检测仪采用英特诺曼公司CCS-2型清洁度检测仪！

加工制造

根据用户要求管路、油箱、机加工件选用不锈钢材料。4.2.1 零件的加工

a.焊接加工管路焊缝的可靠美观，管路焊缝在管路承压5MPa的情况下无渗漏。b.所有结构件中包含的孔类或拼装、组装的螺栓孔、吊装孔，均按图纸和工艺要求进行机加工并倒角、倒棱。

c.阀块钻孔后，用钢丝去除阀块孔道的切削屑及污物，用笔式旋转锉、小锉刀、刮刀等去除各交叉孔处毛刺。

4.2.2 液压系统总装

a.软管必须在安装前要用洁净的压缩空气吹净； b.接头体安装前要清洗干净，并用洁净压缩空气吹干。4.3 安全性

a.液压检测系统设有安全急停按钮，在异常情况下可紧急停机； b.系统具有过压保护和多种报警功能。5 标准化设计

本系统最大限度采用标准件、通用件，同时要严格贯彻SJ(Z)-004-02《产品设计室产品设计标准化要求》，确保设计产品的标准化水平和设计质量符合要求。

第五篇：新型前端检测装置在疫苗信息化系统中的应用

新型前端检测装置在疫苗信息化系统中的应用

摘 要：国内外的疫苗冷链的断链问题时有发生，究其原因有对其的重视程度不够，管理意识不强。但更重要的原因是疫苗冷链监测硬件的落后，设施简陋，缺乏疫苗冷链温度实时动态监测。本文从条码扫描与温度监测相结合出发，对冷链运输中疫苗的信息监测系统的新型前端装置作了详细介绍。

关键词：温度检测；条码扫描；前端装置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.121

疫苗冷链运输现状

目前疾控系统、血站、医院系统普遍采用了信息化管理系统，大大提高了血液、试剂、疫苗的安全性，建立了符合实施细则的操作规范，但冷链设备的温度监控系统却尚未得到足够的重视，曾经发生过的疫苗、血液质量问题触目惊心，如“山西高温暴漏疫苗事件”、“江苏狂犬病疫苗事件”，和 “山东疫苗事件”。疫苗事件大多出现是在二类疫苗的配送和供应上，但其主要原因是冷链设备各个环节的温度监控缺失，冷链温度检测手段相当滞后，手工测量，数据零散，实时性差。如测量疫苗的温度和条形码信息，需要分别检测和存取在二个子系统中。使其效率低，错误概率大。针对此问题，开发同时具有检测疫苗的温度和条形码的新型前端装置势在必行。系统前端检测装置的设计

2.1 条码扫描与温度检测相结合

在设计前端检测装置时要求在获取产品条码信息的同时，能检测产品的温度，具有显示和报警和实时通信功能。基于单片机多任务机制，在不增加扫描器的体积的条件下，将条码扫描与温度检测功能集成在一块的新型装置。在单片机控制、协调下，利用条码扫描器对产品信息进行扫描，获取产品名称、生产时间、厂家等信息；借助于温度传感器检测产品温度等信息。并且能实时地将上述信息显示、存储和报警。扫描产品条码信息和测量温度可同时进行，满足了不仅需要条码信息，还需要温度实时检测需求。此外，数据通信主要完成短消息收发、与单片机或PC机通信、软件流控制功能，具有多种通信功能，是对现有条码扫面器功能的增加，性能的拓展和完善。系统前端检测装置的原理框图如图1所示。它由以单片机为核心，具有温度检测电路、条码扫描器电路、显示电路、按键电路、晶振电路、通信电路、报警电路、电源电路和复位电路等。

2.2 主要模块介绍

具有温度检测功能的模块选用DS18B20；显示电路采用LCD1602显示屏；通信电路选用GSM模块；条码扫描器使用MDI5000模块；报警电路由蜂鸣器和发光二极管电路组成。条码扫描采用的嵌入式二维扫描引擎MDI5000。基于温度传感器DS18B20单总线接口的控制电路实现高精度、多点温度测量系统并通过LCD1602液晶屏直观监测数字化参数，然后通过西门子公司生产的TC35I模块将数据从GSM网络发送至手机或其它通信设备。整个系统采用单片机STC89C52进行控制，能够轻松得到远程温度数据，操作简便效率高[1]。

2.3 外接串口扩展

本设计可以外接条码扫描器，如图2所示，条码扫描器与PS/2输入串口相联，当条码扫描器以中断方式扫描产品条码后，条码输出的串行数据脉冲[2]，也即PS/2的引脚和时钟脉冲，也即PS/2的引脚经过非门CD40106，分别接到串行输入并行输出芯片74HC164的数据端A、B端及时钟输入CLK端，由Clock脉冲的下降沿控制74HC164的位移操作，条码输入设备每输出一个字符的扫描码，由CLK控制在74HC164的输出脚Q0D0位。这部分转换完成后，接口通知单片机STC89C52将转换完毕的并行扫描码读入。由于Q0Q7 脚上的扫描码，设计一片74LS245 将它们隔开，74LS245是八位双向3态缓冲电路，在74LS245的与DIR同时为低?平的时候，74LS245将B0?CB7上的数据传送至A0?CA7上，为使单片机准确地发出读数命令，接口电路要完成74HC164转换完一个扫描码之后通知单片机接收74HC164的Q0-Q7数据[1]。设计中采用对Clock脉冲的下降沿记数来实现。条码输入信息，也即PS/2的引脚，至74HC164的CLK脉冲同时又输入至单片机的RO脚。利用RO对CLK脉冲记数，由于条码扫描器输出数据中每9个负脉冲对应一帧扫描码，因此RO每记数9次向CPU发出中断请求，从而保证CPU准确地读取数据。疫苗智能信息化系统发展前景

以上新型检测前端装置通过初步测试和实验表明：成倍提高工效，大幅度减少出错误概率。它与疫苗信息化系统相配合可构成智能疫苗信息系统。

智能疫苗信息系统由智能检测前端和信息系统构成。新型检测前端装置实时采集疫苗温度和身份数据，具有移动式数据采集前端特征和 “黑匣子”功效。通过使用无线射频识别，对疫苗建立电子识别码，记录其种类、生产厂家、生产时间、使用要求、储藏、运输、销售等流通过程中的信息，便于监测中心的动态分析和信息化管理。数据终端采集的数据可通过无线通讯GPRS模块传输到Internet网络，然后将采集的数据汇集到监测数据中心集中存储和管理。建立疫苗的动态监测数据中心，包括产品数据库、使用数据库以及流通数据库。同时通过监测软件进行处理、分析、统计、查询，实现对监测信息动态展示和实时分析预警功能。系统可通过GPRS模块将疫苗存储温度信息发送到管理人员的手机终端，方便管理人员或领导随时了解疫苗存储情况。实时掌握各种生物制品的库存、有效期、去向和使用情况；当发现问题时，及时追溯问题根源，尽早采取解决办法；提高日常工作效率，降低出差错的概率。它具有便捷性、安全性、稳定性、快捷性等特点。

参考文献：

[1]李广第.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社出版发行，1994.[2]中国物品编码中心.条码技术与应用[M].清华大学出版社，2009.作者简介：高健哲（1996-），男，辽宁鞍山人，本科在读，研究方向：计算机控制。