實驗室為何要安裝UPS電源負載3C20KS?

實驗室設備重要有: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

儀等實驗儀器UPS電源。

分析實驗室UPS電源3C20KS配置標準與要求以及日常維護要點：

    關鍵詞:UPS電源,分析實驗室,質(zhì)譜儀,色譜儀,液相色譜儀,配置方案,維護#秋日生活創(chuàng)作季#

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

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

    氣象探測數(shù)據(jù)中心雷達站配套UPS電源

加入WTO后我國與世界各國的貿(mào)易日益密切，同時也促進了國內(nèi)檢驗檢測機構的迅猛發(fā)展，一大批自動化智能化儀器進入了各級實驗檢測機構.如何有效發(fā)揮這些儀器效能，更可以地為企業(yè)、社會和國民經(jīng)濟服務，仍是各級檢測機構值得探索與總結(jié)的一個問題.充分發(fā)揮實驗檢測機構儀器設備的效能，涉及諸多方面,穩(wěn)定可靠的電源配置是基礎.本文僅就分析檢測實驗室Uninterruptible Power System(UPS)電源配置與使用維護作一探討與建議.

1 配置儀器儀表UPS電源的必要性

    一個典型的分析檢測實驗室可能配置有: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備.對于這種規(guī)模的檢測實驗室來說,有計劃的停電或是限電不是大問題，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數(shù)據(jù)的丟失，嚴重的可能會導致儀器故障，造成損失.但是為分析實驗室精密儀器配置UPS系統(tǒng)一直存在爭議,有必要結(jié)合各類儀器的結(jié)構特點，分析突發(fā)供電中斷對儀器可能造成的傷害以及配置相當容量的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械泵和高真空泵(分子渦輪泵或擴散泵)組成的兩級真空系統(tǒng)，這一結(jié)構決定了高真空泵系統(tǒng)價格昂貴，如常遇突發(fā)停電，不僅對儀器的電子系統(tǒng)造成沖擊，系統(tǒng)在高真空狀況下突然停機,也會對真空部分的機械系統(tǒng)造成嚴重沖擊，使其�？ㄔ诜钦�常位置，造成下一次的啟動困難，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)，實驗人員將有足夠的時間泄放真空壓力，完成系統(tǒng)的正常停機以及相關數(shù)據(jù)的保存工作，不致對儀器造成損害.

1.2液相類儀器UPS電源

    液相色譜的高壓系統(tǒng)一般都是高壓柱塞泵構成,高壓系統(tǒng)是否正常直接影響分析檢測結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性.突發(fā)的供電中斷，同樣會對儀器的電子系統(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,儀器在下次開機時復位困難，嚴重者可能造成儀器損壞.另外，液相色譜類儀器在測試完成后對高壓系統(tǒng)的維護保養(yǎng)非常重要，這不僅影響儀器壽命而且也影響儀器的檢測靈敏度和可靠性.一般要求實驗完成后用緩沖液將整個系統(tǒng)管路沖洗干凈，防止鹽沉積，避免下次使用啟動泵時造成柱塞桿的干磨而損壞柱塞桿，久之易造成漏液導致高壓達不到要求.若管路阻塞也將造成壓力過高而損壞儀器.同時,非正常的停電使檢測人員也沒有時間按標準流程清洗用后的色譜柱，很容易造成色譜柱的阻塞，柱效下降甚至報廢，造成經(jīng)濟上的損失.

1.3 光譜類儀器UPS電源

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

1.4智能化工作站與微機控制系統(tǒng)

現(xiàn)代大中型分析儀器都配置了計算機控制系統(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)來不及保存而丟失.部分儀器廠商沒有主動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點原因:

    一是分析儀器對供電電源配置要求高，本身基本為感性負載或弱感性負載，工作電流比較大,啟停時電流變化更大，對UPS電源的沖擊很大，加之UPS電源帶感性負載時效率較低，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電源價格較貴,有的用戶較難接受.UPS電源的使用維護也比較嚴格，不正確的使用和維護保養(yǎng)會造成UPS電源故障頻發(fā)，直接影響UPS電源的工作質(zhì)量,弄不可以還會損壞儀器本身。

但為高價值的儀器配置低價值的保護性設備，在可以的端情況下甚至以損壞低價值的設備來換取高價值儀器的安全是值得的,也是應該的.通過上述儀器的各自使用特點分析可以看出，分析檢測實驗室有必要為分析儀器配置相當容量的后備電源，在市電中斷的情況下，讓檢測人員有足夠的時間保存分析數(shù)據(jù)，完成必要的系統(tǒng)清洗和維護，按正常流程關閉儀器.

儀器儀表UPS電源負載3C20KS精密儀器是一種**的在線式正弦波不間斷供電系統(tǒng)，可以為您的精密設備提供可靠、可以的的交流電源。其適用范圍很廣，可以用在電腦設備、通信系統(tǒng)以及工業(yè)自動控制設備上，同時還可提供豐富的選配件功能，滿足不同需求。它的雙轉(zhuǎn)換在線式設計，不同于后備式UPS。當市電正常時，它會對市電進行調(diào)整、濾波，為您的設備提供更加可以的的電源；當市電異�；蛑袛鄷r，它會無時間中斷地從備用電池為您的設備提供可以的的后備電源；在過載或逆變失敗情況下，UPS 會轉(zhuǎn)換到旁路狀態(tài)，由市電供電；若過載情況消除，UPS 會自動轉(zhuǎn)回到逆變器供電狀態(tài)。

本手冊適用于儀器儀表UPS電源負載3C20KS系列產(chǎn)品，包括：

    3C10KS：三相輸入單相輸出，可外接電池的長延時機型。

    3C15KS：三相輸入單相輸出，可外接電池的長延時機型。

    3C20KS：三相輸入單相輸出，可外接電池的長延時機型。

儀器儀表UPS電源負載3C20KS符號說明-1-

儀器儀表UPS電源負載3C20KS前視圖3C10KS 3C15KS/3C20KS

儀器儀表UPS電源負載3C20KS后視圖3C10KS 3C15KS/3C20KS

常見儀器儀表UPS電源負載3C20KS的基本原理與分類簡介

    市售UPS電源常見的有兩大類型:后備式UPS和在線式的UPS.

儀器儀表UPS電源負載3C20KS在線式UPS電源

    在線式UPS電源的基本工作原理是當市電正常時由電源內(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)榻涣麟姙樨撦d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電源在市電中斷時存在較明顯的切換時間(毫秒級)，而在線式UPS電源由于負載始終由逆變器供電，市電中斷時對負載來說沒有明顯的切換時間，全時段都會提供穩(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)部設定值逆變器才開始工作，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電源負載3C20KS選擇與配置儀器儀表UPS電源

    實驗室配置UPS電源，涉及類型、容量、品牌以及負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電源使用場地和供電狀態(tài).一般UPS電源對市電輸入的要求是:輸入電壓380V±10%或220V±10%，頻率50±0.5Hz，分析實驗室一般選用輸入220V的UPS電源.如供電狀況常低于這個標準則應另選寬電壓輸入的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.當前我國絕大部分地區(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，分析實驗室需選擇在線式UPS電源，但由于絕大部分分析儀器對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，購買時需注意.品牌選擇上盡量選擇高、口碑可以以及完善售后服務網(wǎng)絡、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鍵.很多分析儀器都是感性或弱感性負載，比如機械泵、電磁線圈、射頻發(fā)生器等這類部件，工作時的動態(tài)電流比較大，負載起停時對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電源時應考慮多留一些富余容量.為確保電源的長期穩(wěn)定工作,純電阻性負載或弱感性負載通常按UPS電源標稱容量的60%~80%來估算.過度輕載也不科學，造成資源的浪費.質(zhì)譜類、光譜類以及色譜類等明顯是感性負載的，其配置容量可以按UPS電源標稱容量的30%~50%來估算，避免啟停時過載而損壞逆變器.UPS電源標稱容量決定帶負載的能力，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)時長的能力.市售UPS電源的后備電池(組)多數(shù)仍采用免維護的鉛酸蓄電池.表征蓄電池性能的參數(shù)很多，但需我們了解的重要有4個指標:

    (1)工作電壓.蓄電池放電曲線上的平臺電壓.

    (2)蓄電池容量.常用安時(Ah)或毫安時(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).

    電池供電時間重要受負載大小、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)后備時間的計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數(shù)據(jù)信息不便計算.但仍可采用式(1)和式(2)的簡單算法來粗略確定后備時間以及所需電池(組)容量.

C=PT/U (1)其中，C為電池組容量Ah或mAh;P為負載功率W或VA;U為蓄電池組電壓V;T為時間s.用此方法估算出的容量是按純電阻負載來計算的，實際上感性負載應在此基礎上增加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為負載功率W或VA;U為蓄電池組電壓V;T為時間s.用此法估算出的是純電阻性負載延時時間，感性負載可按這個值的50%~70%估算.

儀器儀表UPS電源應安放在溫度和濕度適中的環(huán)境中.分析儀器對環(huán)境設施的要求比較嚴格，完滿足UPS電源對環(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，便于實驗人員發(fā)現(xiàn)供電的異常及時操作處理.對于配置了較大后備電池機柜的UPS電源，可以將后備電池機柜安放在房間角落，并注意通風與散熱條件，避免陽光直射.

4 儀器儀表UPS電源的使用與維護：

    儀器儀表UPS電源應工作在通風良可以、溫濕度適宜的環(huán)境，避免陽光直射.對于分析實驗室來說還應遠離化學試劑室、消化間等以避免揮發(fā)性、腐蝕性化學物質(zhì)損害.UPS電源自身還應安裝可靠的防雷和安全接地線.建議分析實驗室選用在線式UPS電源，其自身具有不錯的穩(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率。

分析實驗室配置UPS電源目的是為高價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保養(yǎng)密不可分.在日常使用中應當避免帶負載(負載處于開機狀態(tài))打開UPS電源.

不要在UPS電源未穩(wěn)定輸出就啟動儀器，一方面開機產(chǎn)生的沖擊電流易使電源內(nèi)逆變器過載而損壞。另一方面儀器也不能正常啟動.正確的操作應首先開啟UPS開關，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機順序逐個打開儀器開關.分析測試結(jié)束后須按開機順序的逆過程操作關閉相關儀器設備.

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驗人員有足夠的時間處理實驗操作的后續(xù)工作，避免高價值的精密儀器受到?jīng)_擊損壞，及時保存實驗檢測數(shù)據(jù).但應避免在市電中斷后再利用UPS電池(組)供電開機，以避免電池(組)因過度放電而損壞.當市電發(fā)生異常由UPS電池(組)逆變供電時，應及時完成分析測試數(shù)據(jù)的保存，按正常操作流程及時關閉儀器,待市電恢復正常后再行開機使用.

后備電池(組)是UPS電源日常維護的重要對象.儀器儀表UPS電源負載3C20KS蓄電池的物理結(jié)構和化學特性決定了UPS電池(組)單元存在自放電現(xiàn)象，如長期放置不用會導致電池(組)的損壞.因此UPS電源如較長時間不使用需定期開機對電池(組)進行充電.市電供電長期正常，使UPS電源電池(組)長期處于只充電不放電的，也應隔2~3個月人為斷開市電，帶上相對較輕的負載,讓電池(組)適度放電確保其活性、時常檢視后備電池(組)，如發(fā)現(xiàn)電池單元鼓漲、變形、漏液甚至破裂應立即更換相應電池單元.

注意查看正負可以的柱和接線頭卡連接得是否可靠，如有松動應及時擰緊或焊牢,以免造成接線柱處跳火，造成UPS電源本身和負載損壞.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，應及時清潔處理,必要時予以更換，以免造成局部接觸電阻過大,造成系統(tǒng)故障.同時可在接線柱處涂抹凡士林等保護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,應請人士定期更換后備電池(組)更(替)換時須使用同廠家同型號同容量的儀器儀表UPS電源負載3C20KS電池單元，禁止不同規(guī)格型號的電池混用,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電源后備時間大大低于標準設計時間，發(fā)揮不了應有的作用.