實(shí)驗(yàn)室為何要安裝UPS電源負(fù)載3C20KS?

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備重要有:精密儀器UPS電源氣相色譜-質(zhì)譜儀、氣相色譜-質(zhì)譜儀原子吸收光譜儀、等離子體發(fā)射光譜儀、等離子體質(zhì)譜

儀等實(shí)驗(yàn)儀器UPS電源。

分析實(shí)驗(yàn)室UPS電源3C20KS配置標(biāo)準(zhǔn)與要求以及日常維護(hù)要點(diǎn)：

    關(guān)鍵詞:UPS電源,分析實(shí)驗(yàn)室,質(zhì)譜儀,色譜儀,液相色譜儀,配置方案,維護(hù)#秋日生活創(chuàng)作季#

    摘要:對(duì)分析實(shí)驗(yàn)室儀器配置Uninterruptible Power System(UPS)電源的必要性進(jìn)行了分析與探討，介紹了如何合理配置UPS電源的方法，對(duì)UPS電源的使用與維護(hù)給出了建議。

儀器儀表UPS電源精密儀器設(shè)備20KVA/18KW產(chǎn)品的六大評(píng)判原則

    氣象探測(cè)數(shù)據(jù)中心雷達(dá)站配套UPS電源

加入WTO后我國(guó)與世界各國(guó)的貿(mào)易日益密切，同時(shí)也促進(jìn)了國(guó)內(nèi)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的迅猛發(fā)展，一大批自動(dòng)化智能化儀器進(jìn)入了各級(jí)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu).如何有效發(fā)揮這些儀器效能，更可以地為企業(yè)、社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，仍是各級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)值得探索與總結(jié)的一個(gè)問(wèn)題.充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)儀器設(shè)備的效能，涉及諸多方面,穩(wěn)定可靠的電源配置是基礎(chǔ).本文僅就分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室Uninterruptible Power System(UPS)電源配置與使用維護(hù)作一探討與建議.

1 配置儀器儀表UPS電源的必要性

    一個(gè)典型的分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室可能配置有:液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC/MS)、液相色譜儀(LC)、離子色譜儀(IC)、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC/MS)、氣相色譜儀(GC)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP/MS)電感耦合等離子體光譜儀(ICP/AES)、紅外光譜儀(FTIR)原子吸收光譜儀(AAS)、原子熒光光譜儀(AFS)以及其它若干小型儀器和設(shè)備.對(duì)于這種規(guī)模的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō),有計(jì)劃的停電或是限電不是大問(wèn)題，但突發(fā)性的停電就不能不予以考慮，輕微的可能僅僅是造成檢測(cè)數(shù)據(jù)的丟失，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致儀器故障，造成損失.但是為分析實(shí)驗(yàn)室精密儀器配置UPS系統(tǒng)一直存在爭(zhēng)議,有必要結(jié)合各類儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析突發(fā)供電中斷對(duì)儀器可能造成的傷害以及配置相當(dāng)容量的UPS電源的重要性.

1.1質(zhì)譜類儀器UPS電源

    真空系統(tǒng)是質(zhì)譜儀器的重要組成部分，其真空度一般在10-~10-Pa.質(zhì)譜儀器必須要在良可以的真空條件下才能正常工作，為保證這一較高的真空條件一般都采用由機(jī)械泵和高真空泵(分子渦輪泵或擴(kuò)散泵)組成的兩級(jí)真空系統(tǒng)，這一結(jié)構(gòu)決定了高真空泵系統(tǒng)價(jià)格昂貴，如常遇突發(fā)停電，不僅對(duì)儀器的電子系統(tǒng)造成沖擊，系統(tǒng)在高真空狀況下突然停機(jī),也會(huì)對(duì)真空部分的機(jī)械系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊，使其停卡在非正常位置，造成下一次的啟動(dòng)困難，也容易損毀其控制電路板.如配置有足夠容量的UPS電源系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)人員將有足夠的時(shí)間泄放真空壓力，完成系統(tǒng)的正常停機(jī)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的保存工作，不致對(duì)儀器造成損害.

1.2液相類儀器UPS電源

    高效液相色譜的高壓系統(tǒng)一般都是高壓柱塞泵構(gòu)成,高壓系統(tǒng)是否正常直接影響分析檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性.突發(fā)的供電中斷，同樣會(huì)對(duì)儀器的電子系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)造成沖擊，使高壓柱塞泵在非正常位置掉電卡停,儀器在下次開(kāi)機(jī)時(shí)復(fù)位困難，嚴(yán)重者可能造成儀器損壞.另外，液相色譜類儀器在測(cè)試完成后對(duì)高壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)非常重要，這不僅影響儀器壽命而且也影響儀器的檢測(cè)靈敏度和可靠性.一般要求實(shí)驗(yàn)完成后用緩沖液將整個(gè)系統(tǒng)管路沖洗干凈，防止鹽沉積，避免下次使用啟動(dòng)泵時(shí)造成柱塞桿的干磨而損壞柱塞桿，久之易造成漏液導(dǎo)致高壓達(dá)不到要求.若管路阻塞也將造成壓力過(guò)高而損壞儀器.同時(shí),非正常的停電使檢測(cè)人員也沒(méi)有時(shí)間按標(biāo)準(zhǔn)流程清洗用后的色譜柱，很容易造成色譜柱的阻塞，柱效下降甚至報(bào)廢，造成經(jīng)濟(jì)上的損失.

1.3 光譜類儀器UPS電源

    絕大部分的中高端光譜分析儀都帶有自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)，非正常的停電停機(jī)容易造成進(jìn)樣系統(tǒng)的機(jī)械裝置不能歸位，甚至卡死，造成儀器不能正常使用.同時(shí)也不能完成諸如霧化系統(tǒng)、蠕動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)的清洗等,也易造成這些系統(tǒng)的堵塞或是腐蝕，嚴(yán)重影響儀器的使用壽命.

1.4智能化工作站與微機(jī)控制系統(tǒng)

現(xiàn)代大中型分析儀器都配置了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理工作站.非正常的供電中斷使得控制系統(tǒng)的電路接口受到嚴(yán)重沖擊，容易造成接口電路板的損壞，另一方面使得大量分析數(shù)據(jù)來(lái)不及保存而丟失.部分儀器廠商沒(méi)有主動(dòng)為大中型精密分析儀器配置UPS電源，有的甚至不推薦使用，可能是基于如下2點(diǎn)原因:

    一是分析儀器對(duì)供電電源配置要求高，本身基本為感性負(fù)載或弱感性負(fù)載，工作電流比較大,啟停時(shí)電流變化更大，對(duì)UPS電源的沖擊很大，加之UPS電源帶感性負(fù)載時(shí)效率較低，容量匹配不可以很容易損壞UPS電源.

    二是要配備一套符合要求的UPS電源價(jià)格較貴,有的用戶較難接受.UPS電源的使用維護(hù)也比較嚴(yán)格，不正確的使用和維護(hù)保養(yǎng)會(huì)造成UPS電源故障頻發(fā)，直接影響UPS電源的工作質(zhì)量,弄不可以還會(huì)損壞儀器本身。

但為高價(jià)值的儀器配置低價(jià)值的保護(hù)性設(shè)備，在可以的端情況下甚至以損壞低價(jià)值的設(shè)備來(lái)?yè)Q取高價(jià)值儀器的安全是值得的,也是應(yīng)該的.通過(guò)上述儀器的各自使用特點(diǎn)分析可以看出，分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室有必要為分析儀器配置相當(dāng)容量的后備電源，在市電中斷的情況下，讓檢測(cè)人員有足夠的時(shí)間保存分析數(shù)據(jù)，完成必要的系統(tǒng)清洗和維護(hù)，按正常流程關(guān)閉儀器.

儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS精密儀器是一種先進(jìn)的在線式正弦波不間斷供電系統(tǒng)，可以為您的精密設(shè)備提供可靠、可以的的交流電源。其適用范圍很廣，可以用在電腦設(shè)備、通信系統(tǒng)以及工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備上，同時(shí)還可提供豐富的選配件功能，滿足不同需求。它的雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)，不同于后備式UPS。當(dāng)市電正常時(shí)，它會(huì)對(duì)市電進(jìn)行調(diào)整、濾波，為您的設(shè)備提供更加可以的的電源；當(dāng)市電異?；蛑袛鄷r(shí)，它會(huì)無(wú)時(shí)間中斷地從備用電池為您的設(shè)備提供可以的的后備電源；在過(guò)載或逆變失敗情況下，UPS 會(huì)轉(zhuǎn)換到旁路狀態(tài)，由市電供電；若過(guò)載情況消除，UPS 會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)回到逆變器供電狀態(tài)。

本手冊(cè)適用于儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS系列產(chǎn)品，包括：

    3C10KS：三相輸入單相輸出，可外接電池的長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型。

    3C15KS：三相輸入單相輸出，可外接電池的長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型。

    3C20KS：三相輸入單相輸出，可外接電池的長(zhǎng)延時(shí)機(jī)型。

儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS符號(hào)說(shuō)明-1-

儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS前視圖3C10KS 3C15KS/3C20KS

儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS后視圖3C10KS 3C15KS/3C20KS

常見(jiàn)儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS的基本原理與分類簡(jiǎn)介

    市售UPS電源常見(jiàn)的有兩大類型:后備式UPS和在線式的UPS.

儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS在線式UPS電源

    在線式UPS電源的基本工作原理是當(dāng)市電正常時(shí)由電源內(nèi)的整流器將交流電變?yōu)橹绷麟姽┙o逆變器,再由逆變器將直流電變?yōu)榻涣麟姾蠊┙o負(fù)載.市電中斷后由蓄電池為逆變器供電，將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姙樨?fù)載供電.由上述可知在線式UPS電源其逆變器一直處于工作狀態(tài)，而后備式UPS電源其逆變器處于間歇式工作狀態(tài).后備式UPS電源在市電中斷時(shí)存在較明顯的切換時(shí)間(毫秒級(jí))，而在線式UPS電源由于負(fù)載始終由逆變器供電，市電中斷時(shí)對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)沒(méi)有明顯的切換時(shí)間，全時(shí)段都會(huì)提供穩(wěn)定的交流輸出，具有明顯的穩(wěn)壓功能.后備式UPS電源只有在市電中斷，或市電電壓低于或是高于其內(nèi)部設(shè)定值逆變器才開(kāi)始工作，其穩(wěn)壓性能明顯弱于在線式UPS電源.精密分析儀器對(duì)電源配置高度敏感，如要為其配置UPS電源，建議選用在線式UPS電源.

儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS選擇與配置儀器儀表UPS電源

    實(shí)驗(yàn)室配置UPS電源，涉及類型、容量、品牌以及負(fù)載的功耗和使用特性等方面的因素.確定UPS電源之前，需了解UPS電源使用場(chǎng)地和供電狀態(tài).一般UPS電源對(duì)市電輸入的要求是:輸入電壓380V±10%或220V±10%，頻率50±0.5Hz，分析實(shí)驗(yàn)室一般選用輸入220V的UPS電源.如供電狀況常低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)另選寬電壓輸入的UPS電源，也可以在UPS電源前端加置穩(wěn)壓電源或者電壓調(diào)節(jié)裝置.當(dāng)前我國(guó)絕大部分地區(qū)都被大電網(wǎng)覆蓋，輸人電壓的品質(zhì)都能滿足要求.由前述知道，分析實(shí)驗(yàn)室需選擇在線式UPS電源，但由于絕大部分分析儀器對(duì)交流供電的頻率敏感，所以還需注意選擇輸出是50Hz正弦波而不是方波的UPS電源.二者的差異在于逆變器的調(diào)制脈沖不同，前者采用三角波調(diào)制而后者采用矩形脈沖調(diào)制，購(gòu)買時(shí)需注意.品牌選擇上盡量選擇市場(chǎng)占有率高、口碑可以以及完善售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、具有行業(yè)資質(zhì)的企業(yè)產(chǎn)品.根據(jù)工作需要合理配置電源容量是關(guān)鍵.很多分析儀器都是感性或弱感性負(fù)載，比如機(jī)械泵、電磁線圈、射頻發(fā)生器等這類部件，工作時(shí)的動(dòng)態(tài)電流比較大，負(fù)載起停時(shí)對(duì)UPS電源內(nèi)部的逆變器沖擊也較大，所以為這類儀器配置UPS電源時(shí)應(yīng)考慮多留一些富余容量.為確保電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,純電阻性負(fù)載或弱感性負(fù)載通常按UPS電源標(biāo)稱容量的60%~80%來(lái)估算.過(guò)度輕載也不科學(xué)，造成資源的浪費(fèi).質(zhì)譜類、光譜類以及色譜類等明顯是感性負(fù)載的，其配置容量可以按UPS電源標(biāo)稱容量的30%~50%來(lái)估算，避免啟停時(shí)過(guò)載而損壞逆變器.UPS電源標(biāo)稱容量決定帶負(fù)載的能力，而后備電池(組)容量決定市電中斷后能提供合格電源持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的能力.市售UPS電源的后備電池(組)多數(shù)仍采用免維護(hù)的鉛酸蓄電池.表征蓄電池性能的參數(shù)很多，但需我們了解的重要有4個(gè)指標(biāo):

    (1)工作電壓.蓄電池放電曲線上的平臺(tái)電壓.

    (2)蓄電池容量.常用安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)表示

    (3)工作溫區(qū).蓄電池正常放電的溫度范圍.

    (4)循環(huán)壽命.蓄電池正常工作的充放電次數(shù).

    電池供電時(shí)間重要受負(fù)載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素影響.UPS蓄電池(組)后備時(shí)間的計(jì)算方法重要有恒功率法和大放電電流法，但這2種方法因用戶缺乏必要技術(shù)數(shù)據(jù)信息不便計(jì)算.但仍可采用式(1)和式(2)的簡(jiǎn)單算法來(lái)粗略確定后備時(shí)間以及所需電池(組)容量.

C=PT/U (1)其中，C為電池組容量Ah或mAh;P為負(fù)載功率W或VA;U為蓄電池組電壓V;T為時(shí)間s.用此方法估算出的容量是按純電阻負(fù)載來(lái)計(jì)算的，實(shí)際上感性負(fù)載應(yīng)在此基礎(chǔ)上增加30%~50%的容量較為合適.

T=CU/P (2)其中，C為電池組容量Ah或mAh;P為負(fù)載功率W或VA;U為蓄電池組電壓V;T為時(shí)間s.用此法估算出的是純電阻性負(fù)載延時(shí)時(shí)間，感性負(fù)載可按這個(gè)值的50%~70%估算.

儀器儀表UPS電源應(yīng)安放在溫度和濕度適中的環(huán)境中.分析儀器對(duì)環(huán)境設(shè)施的要求比較嚴(yán)格，完全能滿足UPS電源對(duì)環(huán)境的要求，在房間面積容許的的情況下可以考慮將UPS電源與儀器同處一室，便于實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)供電的異常及時(shí)操作處理.對(duì)于配置了較大后備電池機(jī)柜的UPS電源，可以將后備電池機(jī)柜安放在房間角落，并注意通風(fēng)與散熱條件，避免陽(yáng)光直射.

4 儀器儀表UPS電源的使用與維護(hù)：

    儀器儀表UPS電源應(yīng)工作在通風(fēng)良可以、溫濕度適宜的環(huán)境，避免陽(yáng)光直射.對(duì)于分析實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)還應(yīng)遠(yuǎn)離####室、消化間等以避免揮發(fā)性、腐蝕性化學(xué)物質(zhì)損害.UPS電源自身還應(yīng)安裝可靠的防雷和安全接地線.建議分析實(shí)驗(yàn)室選用在線式UPS電源，其自身具有不錯(cuò)的穩(wěn)壓功能，可不必配置額外的交流凈化穩(wěn)壓電源，有利于成本控制和減少故障機(jī)率。

分析實(shí)驗(yàn)室配置UPS電源目的是為高價(jià)值的精密儀器提供穩(wěn)定可靠的電力電源，電源自身的穩(wěn)定可靠非常重要，UPS電源穩(wěn)定可靠與日常正確的使用操作和維護(hù)保養(yǎng)密不可分.在日常使用中應(yīng)當(dāng)避免帶負(fù)載(負(fù)載處于開(kāi)機(jī)狀態(tài))打開(kāi)UPS電源.

不要在UPS電源未穩(wěn)定輸出就啟動(dòng)儀器，一方面開(kāi)機(jī)產(chǎn)生的沖擊電流易使電源內(nèi)逆變器過(guò)載而損壞。另一方面儀器也不能正常啟動(dòng).正確的操作應(yīng)首先開(kāi)啟UPS開(kāi)關(guān)，待UPS電源穩(wěn)定工作(一般有正常工作指示燈)后再按儀器的正常開(kāi)機(jī)順序逐個(gè)打開(kāi)儀器開(kāi)關(guān).分析測(cè)試結(jié)束后須按開(kāi)機(jī)順序的逆過(guò)程操作關(guān)閉相關(guān)儀器設(shè)備.

UPS電源作為儀器分析的后備電源，目的是在市電中斷后讓實(shí)驗(yàn)人員有足夠的時(shí)間處理實(shí)驗(yàn)操作的后續(xù)工作，避免高價(jià)值的精密儀器受到?jīng)_擊損壞，及時(shí)保存實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù).但應(yīng)####避免在市電中斷后再利用UPS電池(組)供電開(kāi)機(jī)，以避免電池(組)因過(guò)度放電而損壞.當(dāng)市電發(fā)生異常由UPS電池(組)逆變供電時(shí)，應(yīng)及時(shí)完成分析測(cè)試數(shù)據(jù)的保存，按正常操作流程及時(shí)關(guān)閉儀器,待市電恢復(fù)正常后再行開(kāi)機(jī)使用.

后備電池(組)是UPS電源日常維護(hù)的重要對(duì)象.儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS蓄電池的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性決定了UPS電池(組)單元存在自放電現(xiàn)象，如長(zhǎng)期放置不用會(huì)導(dǎo)致電池(組)的損壞.因此UPS電源如較長(zhǎng)時(shí)間不使用需定期開(kāi)機(jī)對(duì)電池(組)進(jìn)行充電.市電供電長(zhǎng)期正常，使UPS電源電池(組)長(zhǎng)期處于只充電不放電的，也應(yīng)隔2~3個(gè)月人為斷開(kāi)市電，帶上相對(duì)較輕的負(fù)載,讓電池(組)適度放電確保其活性、時(shí)常檢視后備電池(組)，如發(fā)現(xiàn)電池單元鼓漲、變形、漏液甚至破裂應(yīng)立即更換相應(yīng)電池單元.

注意查看正負(fù)可以的柱和接線頭卡連接得是否可靠，如有松動(dòng)應(yīng)及時(shí)擰緊或焊牢,以免造成接線柱處跳火，造成UPS電源本身和負(fù)載損壞.發(fā)現(xiàn)接線柱處有銅綠或是腐蝕結(jié)晶,表明接線柱和壓線頭卡已被氧化或腐蝕，應(yīng)及時(shí)清潔處理,必要時(shí)予以更換，以免造成局部接觸電阻過(guò)大,造成系統(tǒng)故障.同時(shí)可在接線柱處涂抹凡士林等保護(hù)劑可有效抑制接線柱處的腐蝕和氧化.蓄電池都有一定的使用壽命,應(yīng)請(qǐng)專業(yè)人士定期更換后備電池(組)更(替)換時(shí)須使用同廠家同型號(hào)同容量的儀器儀表UPS電源負(fù)載3C20KS電池單元，禁止不同規(guī)格型號(hào)的電池混用,確保后備電池(組)的一致性，可有效避免不同規(guī)格型號(hào)電池單元之間的互充電，造成電池(組)的內(nèi)耗增加，影響蓄電池的使用壽命，使UPS電源后備時(shí)間大大低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)間，發(fā)揮不了應(yīng)有的作用.