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激光测量毕业论文

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激光测量毕业论文

我写的是《数控机床误差补偿关键技术及其应用》,这个题目的难度一般的。写论文主要还是看时间,当时我也没什么时间,还是寝室哥们给的莫文网,专业的就是快啊,还帮助了答辩,呵呵看下思路吧:研究和分析了激光测量仪在直线、平面对角线和空间体对角线进行数控机床误差测量时,激光测量仪所获得的测量值同机床空间定位误差值之间的关系,着重介绍了机床工作空间体对角线测量方法的优点与不足。对三个坐标轴方向的误差进行矢量分解,在现有的体对角线方法的基础上,提出了一种改进的分步体对角线测量方法,这种方法通过分步测量机床工作空间的四条体对角线可以快速获得分解后得到的9项位置误差。

测绘学毕业论文提纲范文

导语:测绘学是研究地理信息的获取、处理、描述和应用的一门科学。它运用系统的方法,集成各种手段来获取和管理空间数据,下面我们为测绘学专业的学生整理了测绘学毕业论文提纲范文,欢迎阅读。

课题名称:地面三维激光扫描测量技术研究

目录

郑重声明

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

引言

研究背景

研究意义

本文的研究内容

第二章地面三维激光扫描测量技术

地面三维激光扫描工作原理

地面三维激光扫描仪分类

地面三维激光扫描系统的集成

多传感器集成应用

传感器的定向

融合的数据处理

第三章 地面三维激光扫描系统的.误差分析

地面三维激光扫描系统的误差

误差对点云数据精度的影响分析

激光光束发散的影响

坐标系统转换的影响

测站的仪器架设和后视定向误差的影响

望远镜放大倍数的影响

第四章 扫描点云数据处理算法

点云实体的识别

点云的预处理

应用模糊聚类的方法识别实体目标

边缘信息检测

点云的匹配连接

ICP算法与Chen-Medioni算法

改进的匹配算法

实体表面模型的建立

规则结构实体的重建

复杂结构的实体重建

表面格网建立的算法描述

数据的存储与检索

传统数据库的数据索引

空间数据和点云数据的索引

Hash树结构

R树结构

第五章 地面三维激光扫描试验分析

“空中之舞”的扫描重建

建筑物结构线扫描提取

地形扫描示例

试验结论和建议

第六章 结束语

本文所作的工作

展望

参考文献

后记

确的工程测量对于工程建设来讲是不可忽视的部分,而受到内外因素的作用,工程测量会出现精度不足,这会制约工程测量的发展,并直接对工程建设造成影响。下面是我为大家整理的工程测量研究 毕业 论文 范文 ,供大家参考。

《 水利工程测量中全站仪误差分析 》

摘要:我国的经济发展在经历了高速阶段以后现在更是越加的发展平稳,这对于国内的一些基础建设提出了更加高的要求。所以对于我国的水利工程建设也是近些年以来重要的建设项目之一。所以其水利工程的质量也得到了较为广泛的重识,在这其中对于水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制也有了更加严格的要求,所以我们在下文中着重的对水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制进行具体的研究。

关键词:水利工程测量全站仪

1前言

全站仪在水利工程的测量中被广泛的使用,我们对水利工程的测量必须保证其精度,在这种情况下我们必须使用全站仪对其进行测量,这使得测量工作更加的便利,所以做好全站仪的误差分析与精度的控制工作就显得更加的重要,我们通过全站仪的测量来降低测量时的精度产生误差,使用改进的 方法 ,使得测量的结果准确性可以有效的得到保证。所以在下文中我们对水利工程中所使用的全站仪的测量误差与精度进行分析。

2全站仪在水利工程测量中的应用

我们在对水利工程进行测量的时候,全站仪在其中的应用比较广泛,由于其使用仪器种类多类型繁杂,如经纬仪与水准仪就是其中之一。但是就现在的综合情况分析,并且结合其仪器间的精确度与实用性而言,全站仪较其他几种仪器具有较为明显的精度优势。全站仪的便携性较好,而且其准确性与全面性较优,水利工程中对于测量的要求较高,而全站仪可以对其测量精度的要求进行满足,对于水利工程测量中所使用的一些基础的测量资料,全站仪都可以通过测量获得,而且其精度控制较高。特别是在水利工程前期的设计阶段,还有水利工程中期的施工阶段,后期的养护阶段与应用的管理时都需要对全站仪进行使用,还有一些需要提供高等级的平面布控网的大型的水利工程项目,也需要对全站仪进行使用。

3误差分析

分析全站仪的轴系误差

全站仪进行测量时所产生误差的原因在于:首先对于全站仪的镜头在我们进行测量使用之前并没有对其进行安装与校正,其望远镜内的十字丝产生了中心的偏移,这种情况的发生直接导致了全站仪的视准轴与水平轴不垂直;视准轴还会受到温度大气折光的影响,以上都是产生误差的原因。并且因其定位时发生的错误,由于有错误的定位存在于竖轴的横向误差补偿、横轴的误差补偿、视准轴的误差补偿中,造成轴系误差。

分析全站仪度盘误差

度盘误差产生的原因在于其垂直角,其因受到垂直角的影响,使得其垂直角越大那么其所产生的误差就越大。我们在对其进行观测的时候,我们观测的方向如果在盘的左边,那么视准轴就会位于标准视准轴的右侧或是左侧,这时度盘所产生的误差会因其测量值的大小而产生实际的变化。如果我们将其望远境进行转变圈的处理,那么观测方向当位于其右边时,那么视准轴就会位于其标准视轴的左侧或是其右侧,那以视准轴所产生的落差就与其两边的测量结果是相反的。以上两种情况下所产生的误差,其度盘的数值是相同的,但是其所标的符号是相反的,其数值也相同,这时我们就可以对其度盘两则的测量数值进行取平均值的处理。我们在保证其扫描盘进行转运的过程中,其照准部的方向是相同的,这样可以对其因转动所引起的水平方向中的度盘误差产生。如果其方向是垂直的,我们就通过对其进行光电扫描度盘与垂直轴的方向进行调整来进行,使得其半测回角中的误差减少或是其误差消失,这时其度盘所产生的误差减少。全站仪的常见的测距误差主要是加、乘数误差与其周期误差。

分析全站仪测距误差

全站仪的使用原理就是利用仪器发出的载波,通过测定出载波在测线两端点间往返传播的时间来测量距离进行确定。我们在确定测距的时候,由于精度会受到人自身视觉原因的影响,其全站仪的瞄准功能难以得到有效的使用。所以会造成一定的系统误差的产生,这就使得人的判断与其测量而出的结果产生了一定的差距与精度的不同。由于全站仪在使用时多是以相位式进行,所以测量时的误差与其测量所产生的距离会产生一定的比例关系。这时误差的产生会有诸多原因造成,如大气的折光、温度、湿度、气压等都会对全站仪的测量产生一定的误差,造成较大的影响。

4精度控制及注意事项

控制全站仪的轴系误差精度

水利工程中的测量数据因其会由全站仪的轴系误差的影响而产生变化,使得整个测量的结果产生一定的误差,所以我们对于全站仪所产生的误差必须加以控制。对全站仪的轴系误差的减小我们可以通过不同的观测方式进行,例如用半测回角度代替全测回角度,通过对全站仪的测角精度进行考虑其变化。全站仪在出厂时,其精度会有一定的标准,所以我们在测量使用时会对其观测的角度进行改变,这就造成了垂直轴方向与其水平轴方向产生一定的误差,或者造成扇形段弧形的轴系误差。

控制全站仪的度盘误差

水利工程的实际情况与其高程测量相结合,我们通过使用三角高程的测量方法对其全站仪的误差进行精度的控制,然后通过其三角高程对其所产生的误差进行计算,以其在地球所产生的曲率进行计算的基础,得其结果,然后根据工程中所产生的实例进行计算,然后根据其测量工作的实际。这样可以使得其进行外界作业时工作效率得到提升。

控制全站仪的测距误差

这种技术是专门针对观测环境和人眼的观测能力,分辨率所造成的限制,这可以使得精度的误差的精度可以得到有效的提高。如果我们想在将全站仪的测距误差变小,那么我们就可以对其进行多次测量,然后取其平均值将其进行结果的确定。

使用全站仪的注意事项

使用全站仪时要注意使全站仪尽量靠近两个测量点的中轴线,这是由于全站仪的安放位置会影响到高程测量的精度以及全站仪的轴系误差。由于全站仪的角度会对全站仪的度盘误差产生直接的影响,因此要对观测目标的垂直角大小的精确性予以保障。要将合适的测距位置选择出来,进行测距仪器的安放,将全站仪的测距误差降到最低。使用全站仪注意事项:(1)若长距离运输仪器,在使用前必须进行仪器检查及校正,可以直接按照全站仪使用 说明书 中的校正方法进行安装校正,再进行使用;(2)我们在使用全站仪进行三角高程控制测量时尽量架设在两个测量点等距离中间进行,这样可以抵消部分由于轴系误差产生的影响,以保证观测目标精度减小误差;(3)在使用全站仪测量时,自由架站位置选择尽量远离变电站、高压线、及信号塔等有电磁波发射的附近,特别是在埋标选点的时候也应该尽量避开这些地方,以免电磁干扰仪器载波使得测量距离产生误差较大;(4)使用全站仪进行高等控制测量时尽量选择天气条件良好,通视状况优良的天气进行,并且选择好观测时间,避开高温及两点温差较大等情况,通过干湿温度气压计进行测量并记录结果,以便数据处理的时候进行改正使用;(5)一般使用全站仪时,尽量避免仪器暴晒引起仪器平整度不好,应给仪器打伞,并带上遮阳罩,使用过程中要经常查看仪器是否平整,进行微调,如有必要从新进行定向设站,以保证其精度。

5结束语

根据我们对上面的研究我们得知,水利工程是我国基础建设中最为重要的基础,我们在水利工程测量过程中如何更好的提升其精度水平,与水利工程的使用具有重要的意义,所以我们必须在测量中严格的控制其技术,对其进行水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制方式进行选择,必须认真切实的对水利工程测量质量进行提升,才能有效的保障水利工程测量的质量。

参考文献

[1]刘勇,韦汉华.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].企业技术开发,2013(19):55-56.

[2]冯强国.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].北京农业,2015(24):133-134.

[3]潘永明.论水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].广东科技,2014(Z1):89-90.

[4]胡跃进.全站仪的误差分析及精度控制在水利工程测量中的研究[J].价值工程,2015(02):57-58.

《 建筑工程测量问题及对策 》

测量的过程众所周知,不言而喻,它不是一个阶段性的工作而是贯穿于整个建筑工程的始终。为了确保建筑的施工达到预定设计的目标,通常在实践中,我们会对具体的施工进行检测。这种检测既是一种检查也是一种核对。当建设项目完成以后还仍需进行测绘,以便为之后的建设和维护提供数据。测量工作可以说连接建筑工程图纸和实际施工的桥梁同时它也是非常重要的前期准备工作,对于之后建筑工程的品质有着非常重要的影响。也许有一种错误认识认为已经投入使用的项目就不用检测了,因为整个建筑工程都已经完成了。其实即使投产,也应该适时检测,这种检测更像是一种监测行为,这保证建筑过程的安全可靠,这是非常重要的。由此我们就可以知道测量工作贯穿于整个建筑工作当中。测量的有效性和效率都从很大程度上对测量的结果以及整个建筑工程的质量有非常重要的影响,因而,我们要提高认识,认识到测量的重要性,规划好测量工作。当前在测量工作中也出现了很多问题,只有将这些问题都解决了才能够保证测量的有效性。

1建筑工程测量中存在的问题

从业人员专业素养不高且人员缺乏

现在测量工作存在问题首当其冲的就是当前的从业人员素养不高,并且测量人员比较少。这从根本上造成了测量工作的一些问题。实践中有很多的建筑工程都出于成本及其其他方面的考虑,任用一些其他岗位的没有丝毫 经验 的来进行测量。由于这些人员本身不专业并且没有经过专业的培训,那么测量结果可想而知。另外,当前测量人员非常紧缺,专业性人才更是少之又少。这也在一定程度上增加了测量准确的难度。

测量设备陈旧且数量不足

现在很多的建筑公司没有具备相应的测量设备,大部分通过临时租赁来应付了事。而有的企业测量设备没有及时更新,非常的陈旧,这都对测量的准确性造成了隐患。如果不具备相应设备的企业设备有一些不足,那么就得寻找更加精密的设备,这影响了测量的进度。而设备陈旧的企业呢,由于没有及时的与时俱进,测量的速度和精确性都很值得商榷。因而我们应该从设备上解决这一问题,以免造成更多不必要的影响。

测量仪器操作与保养不当

测量工作的特点决定了其设备的是高精密仪器并且操作人都必须进行专业的培训,如果在测量的过程中操作人员不具备操作知识操作失误,哪怕只是一点小小的失误,测量出的结果也会大相径庭。有的精密仪器在使用完后要进行规范的保养和存放,否则会影响测量效果。但是在现实生活中,往往忽略了这一点,操作人员并未对仪器设备进行保养导致精密度受到影响。当然在使用过程中也必须注重保养事宜,确保测量数据的精确。

测量的质量控制被忽视

现阶段,大部分的工程竣工验收时都并未着重的对测量质量进行检测,从某种程度上来说忽略了这一点。这导致了建设企业对于建筑工程测量的质量控制也不太重视,从而当前的测量标准都经不起检验,大部分都没有达到测量标准和要求,严重的阻碍了建筑工程测量工作的进步。

2建筑工程测量问题的解决方法

强化对建筑施工测量工作的认识

测量工作可以说是一种客观性的工作,但是我们也不可否认,它也带有主观性。测量的方法和测量工具的选择这都是主观意识起了很大的作用。但是当前人们落后的主观思想阻碍了测量工作的进行。因而为了确保测量工作的顺利进行了,首先必须在思想上力求科学,正确的认识。我们要让相关工作者摒弃错误的思想观念,让人们意识到测量工作的重要性和重要的价值。只有这样,他们才会从根本上转变其思想,扭转当前测量的窘境。

加大测量仪器的资金投入及加强对仪器的保养

现阶段,技术在我们生活中带来了翻天覆地的变化,同时它也给测量工作带来了福音。技术的提高,对测量工作的精确度的提高起到了重要的作用。但是就像前文所述,很多公司处于成本的考虑设备仪器陈旧,因而公司应紧跟时代潮流,加大对测量设备仪器的投入。以适应仪器设备快速发展以及建筑工程测量准确性的要求。当然增加仪器投入的同时也应该加强对现有仪器的保养。例如在我们日常测量工作中为避免重测现象的发生就应该定期的对仪器进行校正。这看似比较麻烦,但是保证了测量的准确,并且避免了返工的行为,从某种程度上来说节省人力、物力、财力。取出仪器的时候我们应该坚持轻拿轻放的原则。仪器取出来我们安装的时候也应该注意,如果是安装在三脚架上面的仪器为避免摔坏应该拧紧螺丝。使用仪器应坚持平稳的原则,禁止对仪器进行粗暴对待,尤其是带有阻尼功能的仪器。

加强相关人员的培养与培训

随着现代化建设的步伐的加快,建筑工程的增多,对于测量专业人员的素养和数量需求也日益扩张。另外,随着测量技术的发展,各种新的设备和技术不断引进,这对我们测量人员的素养的要求更高,因而当前我们应加强对相关人员的培养和培训。这种培养和培训从企业方面来说应该提高企业对测量工作的认识,并且认识到培训的重要性。当然对于测量人员也应该提高自学的认识进行心得交流,增强自身的职业素养。对于整个社会来说应该加强对测量人员培训的投入,只有国家支持,企业和个人的响应,才能形成一个测量专业素养全面提高的局面。

3结语

我国建筑行业的快速发展,对建筑工程质量的要求毋庸置疑,这就需要我们不断的与时俱进,不断的改进当前的测量方式和测量技术因为测量工作对建筑的质量的影响是非常重大的。因此,我们应认识问题,然后分析问题,解决问题。通过这个解决问题的思路才能够寻求到科学的解决办法,推进整个测量工作的发展。

《 公路桥梁工程测量技术探析 》

武汉鹦鹉洲长江大桥位于武汉长江大桥上游公里,为武汉市的第八座长江大桥,全长公里,其中正桥全长公里,桥面宽38米。正桥布置双向8车道,设计行车速度为60公里/小时。武汉鹦鹉洲长江大桥为我国首座三塔四跨地锚式悬索桥,施工过程具有强烈的几何非线性,对风速、温度和制造误差等都非常敏感,应于猫道、主缆和加劲梁的施工前分别进行全桥贯通测量;同时,为控制主缆和索股线性,还必须监测跨径和索塔的变化。所以,为保证桥梁的高程与跨距一致,测量基准统一,桥梁工程对测量测绘技术要求很高,传统的测量测绘技术已不能满足要求,而现代化测量测绘技术的应用很好地弥补了不足,为武汉鹦鹉洲长江大桥的建设与实现提供了技术支持。

1规划设计阶段测量、测绘技术的应用

利用VRS系统绘制高精度的地形图

利用VRS系统,也就是虚幻参考站系统,只要完成采集碎部点的属性和坐标,就可绘出地形图。这样,一台GNSS接收机便可完成几台GNSS接收机的工作,不仅降低了测量成本,还提高了工作效率。而且,与常规的测图方法相比,VRS系统的可靠性、定位精度也得到了很大的提升。

桥梁勘测设计一体化系统的建立和运用

桥梁勘测设计一体化系统是在现代信息技术的条件下对桥梁勘测设计工作的一种创新:利用GPS技术获得无人机对公路桥梁航拍的航带内控制点三维坐标的空间信息,借助数字摄影测量系统完成地形图的绘制;用遥感技术收集桥梁沿线的水文地质等各种信息,并将之绘制到遥感图上,便可以快速地得到勘测结果,并且耗费低,节约了勘测成本;在CIS(地理信息系统)中传入遥感信息、地形等野外采集信息,桥梁工程的前期规划、方案设计、施工等工作便可得以进行,而诸如立项、评估、决策以及桥梁的工程勘测设计等一系列工作也有了有力的信息保障。

2施工阶段测量、测绘技术的应用

施工控制网的测量

桥梁平面控制网通常分两级布设,桥的轴线主要被首级控制网控制。根据公路桥梁所处的地形条件以及桥梁所跨越的河宽,首级GPS平面控制网的布设按照一级GPS控制网的技术指标进行。公路桥梁的首级控制网一般用GPS静态相对定位测量,再经过相应的处理获得平面定位成果,具有精度高,工效高,成本低等优点。由于在公路桥梁的勘察阶段,设计单位的控制点达不到施工过程中对施工放样的点的密度要求,加上不可避免的一些点位损坏等因素,需加密控制测量网。利用VRS动态测量可以在桥梁工程加密控制测量网中获得测点的三维坐标,这一方法已被中小型公路桥梁广泛应用在对施工平面控制网的测量中,并取得了良好的成效。

桥台、桥墩的施工测量

准确地测设公路桥梁桥台、桥墩的中心位置及它的纵横轴线是桥梁施工阶段最重要的工作之一,可采用直接丈量法,电磁波测距法或交会法。除测设纵横轴线,还要进行桥梁桥台、桥墩的定位,桥台、桥墩中心位置线的放样,大梁架设位置的放样,支座垫石的放样等工作。

架设的施工测量

主缆架设前要进行全桥贯通测量,以确定高程和各跨径都符合设计要求。全站仪坐标法可用来直接测量平面,全站仪三角高程法可用来测量高程,并配合水准仪钢尺复核。而近年新兴的机器人(锁定)功能被越来越到的用来控制公路桥梁架设的安装,并取得了良好的成效。

施工测量中的新兴技术

随着测量、测绘技术的发展与进步,一些更先进,更便捷的技术手段被运用于公路桥梁的施工测量中。VRS系统可对点线面及坡度线进行高效的精度放样,同时与全站仪相配合,更好的发挥各自的优势。超站仪可以在需要处通过PTK技术建立控制,而且用超站仪测量和放样可以减少全站仪的安置,不仅提高了效率,还提高了精度。由于超站仪可适用于各种类型的作业,省时,省力,又高效,这种技术已经被广泛应用于施工测量的整个领域。

3运营阶段测量、测绘技术的应用

系统在公路桥梁结构检测中的应用

质量监督部门为了加强对桥梁的质量管理,在公路桥梁施工过程中需要对桥梁的轴线、高程、柱位、支座偏位等进行检测,在传统方法中,监督部门常用全站仪等仪器进行测量,这种方式受控制点的因素影响很大。而随着GPS技术和网络信息化的发展,VRS技术已被广泛应用于桥梁施工的测量中。现在的VRS系统可在一个施工标段内设立一个固定的点,以此点作基准点,此标段内的所有公路桥梁结构都可通过移动站进行检测,从而大大提高了整体检测的精度。

桥梁工程的变形监测

由于桥梁工程的特殊性,在它的变形监测方面需要研究开发桥梁动态和静态的变形监测,对测量测绘的自动化技术及 措施 要求更高。VRS系统于传统的水准测量相比,不仅速度更快,周期更短,精度也更加均匀。VRS系统与数字水准测量结合使用,便可减少公路桥梁变形监测费用的三分之一,缩减时间的三分之一。而测量机器人在固定的测站上安装全自动化的站仪,与自动检测软件相配合,便可全自动地在计算机的控制下实施工作,不仅可采集、处理与输出变形点的三维数据,还可进行远程的在线监控管理,使公路桥梁工程的检测实现了自动化、智能化、网络化的完全自动化的最新最高境界。此外,三维激光扫描技术利用激光测距原理来获取所需目标数据,可以将被扫描对象的形态特征和整体结构准确地描述出来,并生成三维数据模型,定性、定量地分析公路桥梁,对桥梁运营管理中的变形作用进行更好地检测。

4结束语

测量测绘工作贯穿整个公路桥梁的工程,在桥梁建设中担当了非常重要的角色。随着测量与测绘技术的发展,以及新技术在公路桥梁工程中的运用,桥梁工程的作业方法和测量手段已经发生了革命性的变革。PTK系统、VRS系统以及全自动机器人功能等这些现代化的测量测绘技术将会成为未来公路桥梁工程测量发展的主流方向,它们为公路桥梁工程建设的现代化发展提供了强有力的技术支持,并且促使传统的公路桥梁工程测量迈向数字化,自动化,网络化和社会化,进入测量测绘信息化的新时代。

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激光检测毕业论文

毕业生最重要的是自己的毕业论文能否通过查重,因为这关系到能否顺利毕业。论文要交给导师进行检测。论文检测完成后,就可以通过查重报告清楚地知道论文的重复率是多少。一篇普通本科论文的重复率不到30%,可以交给导师。然而,许多学生仍然不知道如何检测他们的论文。下面简单介绍一下毕业论文查重的步骤。毕业论文检测步骤第一步:找专业的论文检测网站,目前有很多论文检测平台,但是一些小平台的算法都是不准确,没有办法准确的检测出论文的重复率。我们要寻找的是一个专业的论文查重平台。还建议学生可以使用paperfree论文查重系统。这个论文查重平台专业权威,论文查重结果也准确。毕业论文检测第二步:提交论文查重,将论文上传到paperfree论文查重系统进行查重。你可以在平台上注册一个账号上传论文,检测完成之后就可以知道论文的重复率了。在查重之前,要注意论文的格式是否正确,因为论文的格式会影响论文的重复率。毕业论文检测第三步:查重报告,打印您自己的查重报告是查重的最后一步。查重报告中会明确标注重复的部分,然后可以根据这个报告对论文的内容进行修改和调整。修改和调整后,论文需要再次进行检测,直到论文的重复率达到学校要求的标准,然后才能提交给导师。

激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势,下面是我整理了激光通信技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!

卫星激光通信技术

摘 要:激光通信设备具有通信速率高、体积小、重量轻和功耗低等优势,广泛应用在卫星与卫星之间的高速数据传输。文章介绍了卫星激光通信技术的特点及系统组成,详细分析了卫星激光通信的关键技术。最后结合国内外卫星激光通信技术的发展现状和水平,提出了我国大力发展卫星激光通信技术和应用系统的建议。

关键词:卫星激光通信;激光通信;数据传输

引言

目前卫星通信主要是微波通信,随着航天技术应用的逐步深入,微波通信中的频率资源已经显得越来越紧张,且经常性出现频率干扰问题,数据量越来越大,传统的微波通信已经不能满足未来航天通信的需求,因此急需开发新的通信手段来弥补未来通信的不足。

卫星与卫星之间的无线激光通信是一项崭新的卫星通信体制,相对于现有的卫通技术而言,具有以下技术特点和优势:(1)通信速率高,激光通信通信速率能达到10Gbps或者更高。(2)体积小、重量轻、功耗低。(3)不存在频率干扰问题,由于卫星与卫星之间采用点对点无线激光通信,因此基本上不存在干扰问题。(4)隐蔽通信和抗干扰能力更强。由于卫星激光通信具有极窄的束散角,不容易被侦察和被干扰。(5)作用距离更远,是未来深空高速数据传输的理想技术手段。深空探测从环月的几十万千米到几百万千米(甚至更远),对通信频段提出了更高的要求。

1 国内外卫星激光通信发展现状

国外发展现状分析

20世纪60年代,国际上就开始了空间光通信技术的研究,主要进展如下。

欧空局光通信

欧洲空间局(ESA)于1986年提出了SILEX计划,经过几十年的发展先后进行了低轨道卫星与同步轨道卫星之间、GEO与地面的激光通信实验(见图1)。低轨道终端搭载在法国地球观测卫星SPOT4上,高轨道终端OPALE搭载在ARTEMIS卫星上。两颗卫星间隔30000km,相对运动速度为7km/s。2001年11月,ESA完成了通过星间链路将图象从SPOT4经由ARTEMIS传送到地面站的实验,通信速率为50Mbit/s。

德国的TerraSAR-X激光通信终端TerraSAR-X计划搭载一个激光通信终端(LTC)通信速率为(24*255Mbps),可以用来进行星间激光通信(美国的低轨卫星)和星地激光通信,用于实时传输合成孔径雷达上的数据。2008年2月21日,TerraSAR-X卫星与NFIRE卫星成功进行了世界上首次星间相干激光链路实验,链路距离3700~4700km、链路持续时间50~650s、误码率优于10-9、通信数据率高达,该实验的成功标志着星间光通信技术的发展向前迈进了一大步。

日本空间光通信发展

日本从80年代中期就开始星间激光通信的研究工作。1995年6月,日本的ETS-VI卫星与美国的大气观测卫星实现了双向激光通信,在相距32000km的情况下通话8分钟。1995年7月,ETS-VI 卫星成功进行了星地光通信实验,传输距离37800km,传输速率。2004年,日本计划在日本实验太空舱(JEM)“Kibo”上进行光通信实验。实验在Kibo 和多个地面接收站之间进行,传输距离38,000km,下行速率。

另外更引人注目的星地激光通信是日本的LUCE计划, LUCE通信终端(见图2)负载于OICETS卫星上,LUCE装载卫星的顶端。2005年12月9日实现了LUCE 终端与Artemis卫星上的终端之间的激光通信。2006年3月,LUCE 终端与日本国家信息通信技术研究所(NICT) 光学地面站成功进行了双向激光通信试验,示意图见图2。2006年6月7日,LUCE 终端与德国宇航中心移动光学地面站OGS-OP之间实现激光通信试验,在国际上首次实现低轨卫星与光学地面站的激光通信,日本LUCE计划的成功推动了星间激光通信技术的发展。

美国空间光通信

美国于20世纪60年代中期就开始实施空间光通信方面的研究计划。美国近年来报道的大多是激光通信系统地面大气传输实验等方面的研究,但一直以来各研究机构也进行了大量的星间相干光通信体制的理论和实验研究。

2000年,搭载星载光通信终端LCT的卫星STRV-2成功发射,但是由于卫星的位置和姿态控制精度未在设计范围内,没能与地面站建立光通信链路。2003年,美国JPL开始建造光通信望远镜实验室(OCTL),该实验室主要包括一个1m口径的光通信望远镜,用于研究多种激光在空间传输的性能,可实现与低轨到地球同步轨道光通信终端的光通信。

美国转型通信卫星计划将在战时和和平时期为国防部创建更宽的带宽。美国防部已经在新墨西哥州进行了概念试验,成功的实验显示出太空与地面站、太空与飞机之间进行激光通信的可能性,随着结合激光通信的转型卫星计划的出现,美国防部将会在带宽方面获得巨大提升。目前卫星上操作的带宽是几年前的10倍,在配备有宽带间隙填充仪的先进极高频卫星发射后,带宽将扩大10倍,应用激光通信后,带宽将再次扩大10倍。

国内发展现状

我国在激光通信技术的研究从“七五”开始,已经有了近30年的时间,已经在空间激光通信领域取得了一定成果,主要集中在大专院校和部分厂所。这些研究主要是针对某一特定问题而展开的,从不同的角度研究激光通信。单机或者单项技术研究居多,系统层面以及工程应用层面的研究和试验不多,与国外的差距较大。

2 卫星激光通信组成

卫星间激光通信系统主要由发射分系统、接收分系统、光学分系统、捕获跟踪瞄准(简称ATP)分系统和信息处理分系统等组成。如图3所示。

天线分系统

天线分系统主要由望远镜,滤光片,天线方位俯仰转动平台,精跟踪和超前瞄准快速反射镜等设备组成;主要完成信标光和信号光的发射,信标光和信号光的接收和滤波等任务。 天线发射部分完成对发射激光的准直和扩束,使激光光束按照一定的发散角发射出去。天线接收部分主要完成对接收光学的滤波、光束汇聚至相应的探测器上。

发射分系统

发射分系统主要由激光器、调制器、功率放大器及驱动源等设备组成,主要完成信标光产生、信号光产生、数据相干调制和信号光功率放大任务。

在卫星间激光链路中,光源的设计非常重要,它直接影响到天线增益、探测器的灵敏度、通信距离等参量,本系统选用半导体激光器作为光源,并同时使用两只激光器,分别作为信标光源和信号光源。由不同的激光器产生的信号光和信标光分别经准直系统后,具有合适的发散角,然后通过合束器合成,最后经过收发光学天线发射出去。

信标激光器用作系统的ATP探测,为便于双方搜索,减小捕获时间,信标光源应有较大的光束发散角,此外,为保证接收端有足够强的光信号,对信标光激光器的发射功率要求相对较高。

信号激光器应有较好的光束质量和较高的调制频率响应,为得到较大的输出功率,选用半导体激光器+光纤放大器体制。

接收分系统

接收分系统主要由光电探测器、滤波电路和放大电路等设备组成,主要完成微弱光信号的探测和数据信号的解调等任务。

ATP分系统

ATP分系统主要由粗跟踪单元、精跟踪单元、中心控制器、超前瞄准机构以及相关光路组成。主要完成对方信标光的捕获、跟踪和瞄准任务。由于星间距离较远,为了满足作用距离,设计的信号光波束极窄。当收到对方信号时,目标已运动到接收波束之外。双方发射天线波束的超前瞄准功能将克服该现象,确保星地链路通信正常。

粗跟踪单元负责在大视场范围内搜索、捕获目标,并对目标进行粗跟踪,将目标导入精跟踪探测器的视场。精跟踪单元负责抑制平台带来的高频扰动,在小视场内对目标进行精确跟踪,确保系统视轴指向对方视场中心。中心控制器负责协调粗跟踪单元与精跟踪单元之间的工作及测量目标角位置、角速度及角加速度等信息。

信息处理分系统

信息处理分系统主要由A/D转换器、延迟锁定环、信道译码和处理、数据组帧和信道编码、对外接口等部分组成;主要完成位同步环锁定,信道编译码等任务。

3 卫星激光通信的关键技术分析

捕获、跟踪与瞄准技术

在星间激光通信中,ATP分系统的作用是实现对光束的快速捕获并稳定跟瞄。由于两个光通信终端相隔距离较远、时刻处于移动状态,为了确保通信成功,要求ATP分系统的跟瞄精度非常高,因此决定ATP分系统的设计和实现是星间激光通信系统中的一项非常关键且难度很大的工程技术。由于星间激光通信收发设备之间存在相对运动速度,以及存在着角速度和角加速度,与远程无线光通信所要求的极窄视场的捕获、跟踪与瞄准相矛盾。另外,移动平台的姿态调整,跟踪状态下引入的平台姿态变化和平台随机振动等均对窄视场的稳定跟瞄提出了严格的要求。系统信标光的发散角在mrad量级,而信号光的发散角一般在几十μrad量级,解决办法除了提高对对方激光信号的捕获、跟踪、瞄准设备性能以外,还必须从整体系统角度综合平衡各个功能单元的技战术指标。比如:(1)在接收机中使用稳定的激光器、高透射率的光学天线,以提高发射和接收性能。(2)提高ATP自身平台稳定性能和提高平台与设备转动装置的重量比值,以改善信号跟踪与空间瞄准精度。(3)提高信标光引导精度(如程序控制引导)、增加特殊的信标光设备和其他手段的实时引导手段(如微波),以减少目标的快速捕获时间。(4)采用提高相对位置测量精度、降低跟踪误差和复合精密跟踪装置。(5)采用粗精两级复合轴联用方式,以提高跟瞄性能。复合轴控制技术能较大地提高ATP跟瞄的性能。复合轴控制系统具体可分为以下几个部分:粗跟踪系统完成扫描、搜索、捕获目标的任务。粗跟踪传感器采用大视场的CCD,控制单元采用DSP作为核心控制器,实现控制算法和其他功能控制。绝对式编码器构成位置反馈和速度反馈,控制对象为力矩电机。精瞄准系统完成精跟踪的任务,精瞄准机构由精视场探测器(高帧频CCD),数据控制器、线性高压功率运放及两维压电陶瓷模块组成。

高功率光源和高速调制技术

激光通信的需求之一是超高速的数据传输,因此需要高码率的调制技术。在远距离的卫星和卫星通信过程中由于距离较远所以需要高功率的激光光源。在国内外大都采用极性相反的圆偏振光同时传送和波分复用技术增加通信容量,采用激光二极管阵列技术和使用掺铒光纤放大器(EDFA)技术来提高激光器的发射功率。EDFA的工作原理是在石英光纤的纤芯中掺入三价稀土金属铒元素,这种光纤在泵浦光的激励下形成粒子数反转分布,然后在信号光的作用下产生受激辐射,放出与信号光完全相同的光子形成光的放大,进而实现光功率的放大。

高灵敏度、高增益接收技术

星间激光通信系统中,光接收功率与光信号传播距离的平方成反比,因此到达远距离接收端的光能量是非常微弱的。而噪声干扰如日光、星光又相当强,对于大气层内的激光通信,还会受到大气及湍流的影响。为此,除了提高激光器的功率之外,还必须研制高灵敏度的微光探测器,对所接收的信号也要进行滤波处理。

目前探测器的研究方向主要是针对高灵敏度、高增益的雪崩光电二极管探测器(APD)。APD作为激光接收器件具有高灵敏度、可靠性能高等特点,广泛应用在无线光通信系统中,QAPD作为跟踪器件,具有精度高等特点,在空间激光交会雷达、空间光通信等领域得到了较多的应用。

由于光接收端机收到的信号是十分微弱的,又加之在高背景噪声的干扰情况下会导致接收端的信噪比(S/N)降低。为快速、精确地捕获目标和接收信号,通常采取两方面的措施:一是提高接收端机的灵敏度,使其达到μW-pW量级;二是对所接收的信号进行处理,如光信道上采用光窄带滤波器(干涉滤光片或原子滤光器等)以抑制背景杂散光的干扰,在电信道上采用微弱信号检测与处理技术。微光探测可以分为两种:相干探测和非相干探测。目前相干探测可以达到10-11w。非相干探测也可以达到10-8w的级别。 4 结束语

空间激光通信的发展趋势将向网络化、小型化、智能化方向发展,卫星激光通信的应用范围将进一步扩大,将建立GEO-GEO、GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面等多种形式的激光通信链路。小卫星星座的迅猛发展,使得人们对小卫星星座的星间光通信更加重视,利用小卫星间激光通信实现全球个人移动通信将是未来全球个人通信的发展趋势。

空间激光通信特点鲜明,优点很多,未来军民用前景广阔。但是,作为一种新兴通信模式,空间移动光通信在技术和应用上还有不少难点,需要攻克的关键技术还很多,有必要加强基础元器件和关键元器件的研发投入;有必要加强空间光通信各种应用的系统设计和试验验证工作;有必要加强光通信设备的卫星搭载试验。另外,鉴于国外空间光通信技术的成熟,有必要积极借鉴国外的研究成果。以期在不久的将来初步形成我国激光通信的卫星。

参考文献

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作者简介:杨海涛(1968-),男,汉族,河北省保定市,研究生。

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写完论文之后,不要急着按照学校的标准格式排版编辑,因为写作完成后提交给大学的论文不一定能被大学直接采用。所以大学不仅规定了毕业论文的格式规范,而且对论文查重率也有明确的标准。学校会对每个人提交上来的论文内容进行查重,只有学校重复率符合学校要求,那么毕业论文才是合格的。许多高校都使用知网查重系统,因此在撰写毕业论文时,特别是在论文的最后阶段,最好使用知网查重系统进行检测。当然一些高校没有与知网合作,所以我们要咨询导师,看学校使用什么论文查重系统,然后选择与学校相同的论文查重系统。对于论文初稿及修改阶段,小编推荐大家可以通过papertime论文查重系统进行检测,因为该系统性价比非常高,并且查重质量好,收费比较便宜,并且还有机会获得大量的免费查重字数。

激光无损检测毕业论文

超声波检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,这是我为大家整理的超声波检测技术论文,仅供参考!

关于超声波无损检测技术的应用研究

摘要:超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程,检测的结果真实可靠,可以体现出超声波无损检测技术的应用性,同时超声波无损检测技术在检测时,也存在一些缺点。

关键词:超声波无损检测;脉冲反射式技术;检测技术

中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)05-0029-02

超声波无损检测技术在检测的过程中,会使用到很多的技术,这些技术既满足了检测的需要,又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索,通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷,并实现了降低噪音的效果,满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中,要合理科学的利用技术手法,来提高检测结果的准确性。

1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能

超声波无损检测技术的发展趋势

在超声波无损检测技术应用的过程中,需要很多理论知识的支持,检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求,这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时,技术人员应用非接触方式的检测技术,运用激光超声来提高检测的效果,所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作,实现专业检测的目标,扩大超声波无损检测技术应用的范围,同时随着超声技术的应用,在检测的过程中,也会实现数字化检测的目标,利用超声信号来处理技术的应用,使检测技术可以实现统一使用的要求,同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性,有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求,利用现代化科学技术的发展,来规范超声波无损检测的检测行为,也具备了处理缺陷的功能,提高了检测的效率。

超声波无损检测技术系统的主要功能

目前,我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法,这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式,具有非常高的灵敏度,简化了技术人员检查缺陷的工作,完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性,可以适应超声波无损检测的要求,并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求,可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能,在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便,简化了技术人员的操作过程,并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能,使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷,有利于技术人员进行检修的工作,提高了检测工作的工作效率。

系统主要功能的技术指标

脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求,其中要满足功能使用的技术指标,从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏,实现半波或者射频的检波方式,检测的范围要在4000-5000毫米之间,只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计,如果不能满足技术的指标要求,那么在实际检测的过程中,会存在很大的风险,会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前,必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境,提高检测工作的安全性,保障检测工作可以顺利的进行。

2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示

超声波无损检测技术检测的主要应用方法

超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种,从检测的原理进行分析,超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法,按照检测探头来分类,检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法,按照检测试件的耦合类型来分类,检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作,并且提高了检测结果的准确性,完善了超声波无损检测技术的检测要求,所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法,通过方法的应用要提高检测工作的效率,降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展,人们对检测技术的应用也提出了更高的要求,检测工作的检测范围也越来越广,同时要求在对试件检测的过程中,不可以损坏试件的质量和性能,同时还要保准检测结果的准确性,所以技术人员要严格的按照检测标准,完成检测的工作,要对检测的方法进行改善,使其可以满足时代发展的要求。

缺陷的显示

在超声波无损检测技术检测的过程中,会出现不同类型的缺陷,主要分为A、B、C三种类型的显示,在工业检测的过程中,A类显示是应用最广泛的一种类型,在显示器上以脉冲的形式显示出来,对显示器上的长度和宽度进行标记,从而当超声波返回缺陷信号时,可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程,回波信号发出时会点亮提示灯,通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置,这种类型的显示比较直观,有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容,通过亮灯和暗灯来显示接收的结果,检测到缺陷时会出现亮灯,因此技术人员只需要观察灯的变化,就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中,技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容,从而制定出科学合理的改善方案,来降低缺陷出现的可能,提高超声波无损检测技术检测的效果。

缺陷的定位

对于脉冲反射式超声检测技术来说,显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置,这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位,从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波,经过计算,得出准确的缺陷产生的位置。

3 结语

科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高,同时也会促进技术的研发,超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展,才实现了检测的目标,在检测的过程中,可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求,提高了检测的质量和水平,应该得到社会各界的关注,扩大检测的范围。

参考文献

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作者简介:李新明(1992―),男,湖北人,大连理工大学学生。

长输管道超声波内检测技术现状

【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状,以供参考。

【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状

一、前言

长输管道是石油、天然气重要的运输手段,要保证管道的稳定运行,就要加强日常的检测和维护,及时发现问题,防止重大事故发生。

二、管道内检测主要技术及优势

管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式,该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据,包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷,再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像,为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。

超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器,传感器沿着平行于管壁的方向发射声波,声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后,垂直穿透管道壁,声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器,计算机计算声波发射及反射回传感器的时间,该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周,检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单,数据准确可靠,该方法可以精确测量管道的壁厚,不仅可以测量金属管线,对于非金属管线,如高密度聚乙烯管也能够有效测量,并且可测管道管径的尺寸范围较大,甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道,对于变径管道同样适用。

管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷,确定上述缺陷的准确位置,检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化,使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷,围绕着管道缺陷,管道壁的磁力线将会重新进行分布,部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去,这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场,检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中,通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点,通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据,可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测,对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。

三、长输管道建设工艺技术发展现状

1、管道焊接

管道焊接是管道建设的最重要的一个方面,现场焊接的效率高,安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来,管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程,分别是:手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。

(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法,得到了广泛的应用,突出的优点是高电流、焊接速度高,根焊接速度可达20到50厘米/分钟,焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。

(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接,由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式,因为在焊接送丝比较连续,就省了换焊条和其他辅助工作时间,同时熔敷率高、减少焊接接头,减少焊接电弧,电弧焊接缺陷、焊接合格率提高,

(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化,人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目,就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆,戈壁等地区比较适合。

2、非开挖穿越施工技术

遇到埋管道的建设,跨越河流,道路,铁路等障碍时,有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施,而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法,已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术,有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土,后来又派生出了土压力平衡方法,泥水平衡方法,通过顶管技术,可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土,以保证顶管的方向正确,和顶采用继电器,激光测距,头部方位校正方法顶推的施工工作,长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。

3、定向穿越技术

我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里,非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江,是世界上最长的穿越长度,被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科,多技术,根据于一体的系统工程,任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成,并可能导致整个项目的失败,造成了巨大的损失。而被广泛使用,由于定向钻井,通过建设,使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法,如泥浆马达,震荡的顶部,双管钻进的建设。广泛采用PLC控制,电液比例控制技术,负荷传感系统,具有特殊的结构设计软件的使用。

四、管道超声内检测技术现状

1、相控阵超声波检测器

美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测,目前已检测管道长度4700km,该检测器包括两种不同的检测模式:超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式,适用于管径610~660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法,采用探头组的形式来布置探头环,几个相邻并非常靠近(间距左右)的探头组成一个探头组,一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲,而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度,因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组,每个探头环提供一种检测模式,可根据不同的管道检测需求来确定探头环。

该检测器与其他内检测器相同,包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗,一方面负责清管以确保检测精度,另一方面起密封作用,使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成,每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测,检测准确率超过90%;最小检测腐蚀面积10×10mm ,检测精度大于90%。

2、弹性波管道检测器

安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播,主要用于检测管道的焊缝特征,尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器,用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号,进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km,相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。

五、结束语

综上所述,随着科技水平的快速发展和进步,超声波内检测技术也将更加完善,对于长输管道的检测也将更加准确,为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。

参考文献

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钢结构无损检测 摘要:通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述,归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。 关键词:建筑钢结构;无损检测 1 前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点,自上世纪 90 年代,特别是近年来得 到了迅猛发展,广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程,建筑钢结构发生了严重的质量事故, 如郑州中原博览中心网架曾发生了崩塌事故,所以建筑钢结构的安全性和可靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计,其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建 筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式:⑴模拟实验;⑵破坏性实验;⑶无损检测。模拟实验是按一 定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等,模拟在其运行环境中的工作状态,测试、评价建筑钢 结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价,但其成本高,周期长,工艺 复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精 确、直观、误差和争议性比较小等优点,但破坏性实验只适用于抽样,而不能对全部工件进行实验,所以 不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件进行 100%检测,且经济成本相对较低。 上世纪 50 年代初,无损检测技术通过前苏联进入我国。作为工艺过程控制和产品质量控制的手段,如今在 核电、航空、航天、船舶、电力、建筑钢结构等行业中得到广泛的应用,创造了巨大的经济效益和社会效 益。无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的、综合性技术。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和使用性能为前提,应用物理原理和化学现象,借助先进的设备器材,对各种原材料,零部 件和结构件进行有效的检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。无损检测经历了三个阶段,即无损探伤(Non-destructive Inspection,简称 NDI)、无损检测 (Non-destructive testing,简称 NDT)、无损评价(Non-destructive Evaluation,简称 NDE)、无损 探伤的含义是探测和发现缺陷。无损检测不仅仅要探测和发现缺陷,而且要发现缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。无损评价的含义则更广泛、更深刻, 它不仅要求发现缺陷,探测被检对象的结构、性质、状 态,还要求获得更全面、更准确的,综合的信息,从而评价被检对象的运行状态和使用寿命。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测(Magnetic Testing 简称 MT)、渗透检测(Penetrate Testing, 简称 PT)、涡流检测(Eddy current Testing 简称 ET)、声发射检测(Acoustic Emission Testing 简称 AET)、超声波检测(Ultrasonic Testing,简称 UT)、射线检测(Radiography Testing,简称 RT)。在 建筑钢结构行业中,按检测缺陷产生的时机,无损检测方法可以按下图分类。 2 检测方法的简述 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 渗透检测(PT) 原理 在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液,渗透液在毛细血管的作用下,经过一定时间 后,渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。经过去除被检对象表面多余的渗透液,干燥后,再在被检对 象表面施加吸附介质(显象剂)。同样在毛细血管的作用下,显象剂吸附缺陷中的渗透液,使渗透液回渗 到显象剂中,在一定的光照下,缺陷中的渗透液被显示。从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测,而且对被检对象的表面光洁度要求较高,涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有一定要求,成本相对较高。 优点 设备轻便、操作简单,检测灵敏度高,结果直观、准确。 涡流检测(ET) 原理 金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流,根据涡流的分布和大小可以检测出铁磁性材料和非铁磁性材料 的缺陷。 适用范围 适用于各种导电材料的表面和近表面的缺陷检测。 局限性 不适用不导电材料检测,对形状复杂的试件很难应用,比较适合钢管、钢板等形状规则的轧制型材的检测, 而且设备较贵;无法判定缺陷的性质。 优点 检测速度快,生产效率高,自动化程度高。 声发射检测(AET) 原理 材料或结构件受到内力或外力的作用产生形变或断裂时, 以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射, 也称为应力波发射。声发射检测是通过受力时材料内部释放的应力波判断被检对象内部结构损伤程度的一 种新兴动态无损检测技术。 适用对象 适用于被检对象的动态监测,如对大型桥梁、核电设备的实时动态监测。 局限性 无法监测静态缺陷、干扰检测的因素较多;设备复杂、价格较贵、检测技术不太成熟。 优点 可以远距离监控设备的运行情况和缺陷的扩展情况,对结构的安全性和可靠性评价提供依据。 超声波检测(UT) 原理 超声波是指频率大于 20 千兆赫兹的机械波。根据波动传播时介质的振动方向相对于波的传播方向不同,可 将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 超声波探伤仪激励探头产生的超声波在被检对象的介质中按一定速度传播,当遇到异面介质(如气孔、夹 渣)时,一部分超声波反射回来,经仪器处理后,放大进入示波屏,显示缺陷的回波。 适用对象 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测,特别适合厚度较大的工件。 局限性 检测结果可追溯性较差;定性困难,定量不精确,人为因素较多;对被检工件的材质规格,几何形状有一 定要求。 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高;仪器小、操作方便;能对缺陷进行精确定位;对面积型缺陷的检 出率较高(如裂纹、未熔合等) 射线检测(RT) 原理 射线是一种波长短、频率高的电磁波。 射线检测,常规使用×射线机或放射性同位素作为放射源产生射线,射线穿过被检对象,经过吸收和衰减, 由于被检试件中存在厚度差的原因,不同强度的射线到达记录介质(如射线胶片),射线胶片的不同部位 吸收了数量不等的光子,经过暗室处理后,底片上便出现了不同黑度的缺陷影象,从而判定缺陷的大小和 性质。 适用范围 适用较薄而不是较厚(如果工件的厚度超过 80mm 就要使用特殊设备进行检测,如加速器)的工件的内部体 积型缺陷的检测。 局限性 检测成本高、周期长,工作效率低;不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测;对面状的缺陷检出 率较低;对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定;影响人体健康。 优点 检测结果直观、定性定量准确;检测结果有记录,可以长期保存,可追溯性较强。 3 小结 综上所述,每种无损检测方法的原理和特点各不相同,且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业 中应根据结构的整体性能,检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素 合理选择无损检测方法。一般地,选择无损检测方法及合格等级,是设计人员依据相关规范而确定的。有 的工程,业主也有无损检测方法及合格等级的要求,这就需要供需双方相互协商了。 钢结构在加工制作及安装过程中无损检测方法的选择见表 1 被检对象 原材料检验 板材 锻件及棒材 管材 螺栓 焊接检验 坡口部位 清根部位 对接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 UT 检测方法 UT、MT(PT) UT(RT)、MT(PT) UT、MT(PT) UT、PT(MT) PT(MT) RT(UT)、MT(PT) UT(RT)、PT(MT) 被检对象所适用的无损检测方法见表 2 内部缺陷 表面缺陷和近表面 检测方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 发生中缺陷检 测 检测方法 RT 被检对象 试 件 分 类 锻件 铸件 压延件(管、板、型材) 焊逢 × ● × ● 分层 疏松 气孔 内部 缩孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分类 夹渣 裂纹 白点 表面裂纹 表面 缺陷 表面气孔 折叠 断口白点 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 注:●很适用;○适用;△有附加条件适用;×不适用;—不相关 参 1. 考 文 献 强天鹏 射线检测 [M] 云南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 张俊哲等 无损检测技术及其应用 [M] 科学出版社 王小雷 锅炉压力容器无损检测相关知识 [M] 李家伟等 无损检测 冉启芳 2001 1993 [M] 机械工业出版社 2002 无损检测方法的分类及其特征的介绍 [J] 无损检测 1999 2 钢网架结构超声波检测及其质量的分 [J] 无损检测 2001 6 磁粉检测(MT) 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 磁粉探伤的原理及概述 磁粉探伤的原理 磁粉探伤又称 MT 或者 MPT(Magnetic Particle Testing),适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤 的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时,使被测物收到磁力的作用,将 磁粉(磁性微型粉末)散布在其表面。然后,缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住,形成指 示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍,因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探伤方法 磁粉探伤检测的顺序分为前期处理、磁化、磁粉使用、观察,以及后期处理。 前期处理→磁化→磁粉使用→观察→后期处理 以下分别说明各个步骤的概要。 (1)前期处理 探探伤面如果有油脂、涂料、锈、或其他异物附着的情况下,不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上,而且还会出 现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑私图像的情况。因此在磁化之前,要采用物理或者化学处理,进行去 除污垢异物的步骤。 (2)磁化 将检测物适当磁化是非常重要的。通常,采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。另外为了适当磁 化,根据检测物的形状可以采用多种方法。日本工业规格(JIS G 0565-1992)中规定了以下 7 种磁化方法。 ①轴通电法……在检测物轴方向直接通过电流。 ②直角通电法……在检测物垂直于轴的方向直接通过电流。 ③Prod 法……在检测物局部安置 2 个电极(称为 Prod)通过电流。 ④电流贯通法……在检测物的孔穴中穿过的导电体中通过电流。 ⑤线圈法……在检测物中放入线圈,在线圈中通过电流。 ⑥极间法……把检测物或者要检测的部位放入电磁石或永磁石的磁极间。 ⑦磁力线贯通法……对通过检测物的孔穴的强磁性物体施加交流磁力线,使感应电流通过检测物。 (3)磁粉使用磁粉探伤的原理 ① 磁粉的种类 为了让磁粉吸附在伤痕部的磁极间形成检出图像,使用的磁粉必须容易被伤痕部的微弱磁场磁化,吸附在 磁极上,也就是说需要优秀的吸附性能。另外,要求形成的磁粉图像必须有很高的识别性。 一般,磁粉探伤中使用的磁粉有在可见光下使用的白色、黑色、红色等不同磁粉,以及利用荧光发光的荧 光磁粉。另外,根据磁粉使用的场合,有粉状的干性磁粉以及在水或油中分散使用的湿性磁粉。 ② 磁粉的使用时间 磁粉使用时间分为一边通过磁化电流一边使用磁粉的连续法,以及在切断磁化电流的状态即利用检测物的 残留磁力的残留法两种。 (4)观察 为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像,必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境 下观察,荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。 (5)后期处理 磁粉探伤结束,检测物有可能仍作为产品或是需要送往下一个加工步骤接受机械加工等。这时就需要进行 退磁、去除磁粉、防锈处理等后期处理。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 生产厂家: 生产厂家:济宁联永超声电子有限公司 仪器设备名称: 仪器设备名称:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪 Ⅲ 仪器概况:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪是具有多种磁化方式的磁粉探 伤仪设备。仪器采用可控硅作无触点开关,噪音小、寿命长、操作简 单、方便、适应性强、工作稳定。是最近推出新产品,它除具有便携 式机种的一切优点,还具有移动机种的某些长处,扩展了用途,简化 了操作,还具有退磁功能。 该设备有四种探头: 1、旋转探头: 型)能对各种焊缝、各种几何形状的曲面、平面、 (E 管道、锅炉、球罐等压力容器进行一次性全方位显示缺陷和伤痕。 2、电磁轭探头: 型)它配有活关节,可以对平面、曲面工件进行 (D 探伤。 3、马蹄探头: 型)它可以对各种角焊缝,大型工件的内外角进行 (A 局部探伤。 4、磁环: 型)它能满足所有能放入工件的周向裂纹的探伤,用它 (O 来检测工件的疲劳痕(疲劳裂痕均垂于轴向)及为方便,用它还可以 对工件进行远离法退磁。 总之,该仪器是多种探伤仪的给合体,功能与适用范围广,尤其应用 于不允许通电起弧破表面零件的探伤。 无损检测概论及新技术应用 无损检测概论及新技术应用 概论 摘要: 摘要:综述了无损检测的定义、方法、特点、要求等基本知识,以及无损检测在 现今社会中的应用实例,其中包括混凝土超声波无损检测技术、涡流无损检测技 术、渗透探伤技术。 关键词: 关键词:无损检测;混凝土缺陷;涡流检测;渗透探伤。 引言: 引言:随着现代工业的发展,对产品的质量和结构的安全性、使用的可靠性提出 了越来越高的要求,无损检测技术由于具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点, 所以其应用日益广泛。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上 反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。 1、 无损检测概论 、 无损检测 检测概论 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位 置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿 命等)的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法有射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和 液体渗透检测(PT) 四种。 其他无损检测方法: 涡流检测(ET)、 声发射检测 (AT) 、 (TIR) 泄漏试验 、 (LT) 交流场测量技术 、 (ACFMT) 漏磁检验 、 (MFL)、 热像/红外 远场测试检测方法(RFT)等。 基于以上方法,无损检测具有一下应用特点: 1>不损坏试件材质、结构 无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测, 所以实施无损检测后,产品的检查率可以达到 100%。但是,并不是所有需要测 试的项目和指标都能进行无损检测,无损检测技术也有自身的局限性。某些试验 只能采用破坏性试验, 因此, 在目前无损检测还不能代替破坏性检测。 也就是说, 对一个工件、材料、机器设备的评价,必须把无损检测的结果与破坏性试验的结 果互相对比和配合,才能作出准确的评定。 2>正确选用实施无损检测的时机 在无损检测时, 必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利 地完成检测预定目的,正确评价产品质量。 3>正确选用最适当的无损检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点,为提高检测结果可靠性,应根据设备 材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式,预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和取向,选择合适的无损检测方法。 4>综合应用各种无损检测方法 任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。应 尽可能多用几种检测方法,互相取长补短,以保障承压设备安全运行。此外在无 损检测的应用中,还应充分认识到,检测的目的不是片面追求过高要求的“高质 量”,而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下,着重考虑其经济性。只 有这样,无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。[1] 通过各种检测方法,最终对于无损检测的要求是:不仅要发现缺陷,探测试 件的结构、状态、性质,还要获取更全面、准确和综合的信息,辅以成象技术、 自动化技术、计算机数据分析和处理技术等,与材料力学、断裂力学等学科综合 应用,以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。 2、 无损检测在各领域的应用 、 无损检测基于以上优点,在现今社会受到广泛关注和应用,为实际生产工作减 少了废料成本,提供了极大的方便。其中超声波检测技术、涡流检测、渗透探伤 技术、霍尔效应无损探伤技术应用极为出色。 混凝土超声无损检测 混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一,它的质量直接关系到结构 的安全。多年来,结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法,制作 立方体试件,在规定的温度环境下,养护 28d 时按标准实验方法测得的试件抗压 强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往是 与结构物中的混凝土性能有一定差别。因此,直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术,已成为混凝土质量管理的重要手段。 所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测 试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量。 因该物理量与混凝土质量之间 有较好的相互关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量。[2] 混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某 频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波, 在材料或结构内部传播后再由超声 波换能器接收,通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参 数进行分析,以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波 检测可用于混凝土结构的测厚、探伤、混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强 度评定等方面. [3] 涡流无损检测 涡流检测的基本原理:将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测 的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感 应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流 的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈 的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用 一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化, 进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或 缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能 反映试件表面或近表面处的情况。[4] 应用:按试件的形状和检测目的的不同,可采用不同形式的线圈,通常有穿过 式、探头式和插入式线圈 3 种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材,它的内 径略大于被检物件, 使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过, 可发现裂纹、 夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金 属板、管或其他零件上,可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳 裂纹等。插入式线圈也称内部探头,放在管子或零件的孔内用来作内壁检测,可 用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度,探头式和插入式线 圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大 批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传 送的机械装置) 、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。[5] 优缺点:涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现 自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷, 检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 渗透探伤技术 液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透 剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经 去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作 用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光 源下 (紫外线光或白光) 缺陷处的渗透液痕迹被现实, 黄绿色荧光或鲜艳红色) , ( , 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。[6] 渗透检测适用于具有非吸收的光洁表面的金属、非金属,特别是无法采用磁 性检测的材料,例如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、奥氏体钢等的制品,可 检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料以及机械零件等的表面开口型缺陷。 渗透检测的优点是灵敏度较高(已能达到检测开口宽度达 的裂缝) ,检测 成本低,使用设备与材料简单,操作轻便简易,显示结果直观并可进一步作直观 验证(例如使用放大镜或显微镜观察) ,其结果也容易判断和解释,检测效率较 高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷,如果缺 陷中填塞有较多杂质时将影响其检出的灵敏度。[7] 3、 结语 、 随着现代科学技术的发展,激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损 检测领域,而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展,大大丰富了应用 方法,如射线照相就可细分为 X 射线、γ射线、中子射线、高能 X 射线、射线 实时照相、层析照相……等多种方法。 无损检测作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤,到无 损检测,再到无损评价,并且向自动无损评价、定量无损评价发展。相信在不远 的将来, 新生的纳米材料、 微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。 参考文献【1】李喜孟.无损检测.机械工业出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土无损检测手册.人民交通出版社.2003 】 【 3】 冯子蒙.超声波无损检测于评价的关键技术问题及其解决方案.煤矿机 】 械.2009(9) 【4】唐继强.无损检测实验.机械工业出版社.2011 】 【5】李丽茹.表面检测.机械工业出版社.2009 】 【6】国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会.机械工业 出版社.2004 【7】胡学知主编. 中国劳动社会保障出版社.2007 】

利用光学特性的无损检测技术 § 激光全息照相检测 激光全息照相检测是一种全息干涉计量法。物体内部的缺陷在受到外力作用时,例如抽真空(施加负压)、充气加压、加热、振动、弯曲等加载方式的作用下,与缺陷对应的物体表面将产生与周围不同的局部微小变形(位移),采用激光全息照相的方法,将发生变形前后两个光波的波阵面记录下来进行对比观察,从而可以判断并检出物体的内部缺陷。 激光全息照相是利用光的干涉现象,右图为激光全息照相光路系统示意图,由图中所示可见,激光发生器1(如氦-氖激光器、红宝石激光器、氩离子激光器等)发出的激光束一部分经棱镜2反射到反射镜4再经透镜5扩束投射到试件6的表面(加载),试件表面反射的光波投射到照相干板7上(物波),另一部分激光束通过棱镜2再经透镜3扩束投射到反射镜8,然后再反射投射到照相干板7上(参考波),这两束光波将会发生干涉(它们来自同一激光源,有固定的相位关系),干涉的结果是产生干涉条纹:在有的区域两个波的相位相同时,产生相长干涉,形成干涉条纹图像中的明亮条纹,当两个波的相位相反时则产生相消干涉,形成暗条纹,于是构成了明暗相间的干涉条纹图像。当试件内无缺陷时,加载后试件表面的变形是连续规则的,所产生的干涉条纹形状与明暗条纹间距的变化也是连续均匀的,与试件外形轮廓的变化相协调。如果试件内存在 激光全息照相光路系统示意图有缺陷,则加载后对应有内部缺陷的试件表面部位的变形比周围的变形大,则光程出现差异,对应有缺陷的局部区域将会出现有不连续突变的干涉条纹,亦即条纹形状与间距将发生畸变,从而可以根据干涉条纹图形判别试件内部的缺陷。 携带有试件表面微小变形(位移)信息的物波与参考波相干涉形成以干涉条纹的反差、形状和间距变化形式记录试件全部信息的图形,就是全息图。 前面提及的激光-超声全息照相检测就是以超声波为物波,激光束为参考波形成的一种全息图。 激光全息照相检测可用于检测蜂窝结构、叠层胶接结构、复合材料以及薄壁构件的裂纹、脱粘、未粘合等缺陷,其优点是对试件的加工精度要求不高,安装调试方便,能得到物体的三维图像,缺点是对不透光物体没有穿透能力,一般只能用于厚度小的薄材料,设备较昂贵,并且在检测时受机械振动、声振动(如环境噪声)以及环境光等的干扰大等等,因此需要在安静、清洁的暗室中进行检测。 § 激光电子散斑剪切技术 (本节内容摘自德国DANTEC ETTEMEYER的中国公司-北京安和灵捷科技有限公司的介绍资料) ESPI (Electronic Speckle Pattern Interferometry)也称为TV全息摄影术(TV Holography)或数字全息术(Digital Holography)。一束激光被透镜扩展并投射到被测量表面上,反射光与从激光器直接投射到摄像机的称为参考光束的结合,发生干涉,摄像机会记录一系列的斑点图像。通过图像比较可以显示出斑点结构中的变化并产生相关缘纹,它们起因于记录图像之间的表面位移与变形,智能软件自动分析这些缘纹并计算处定量的位移值。先进的ESPI系统利用若干个激光照射方向或摄像机,产生位移和变形的三维信息以及轮廓信息(3D-ESPI系统)。根据这些数据,可以获得应变、应力、振动模式以及更多的数值。 ESPI系统提供了变形、位移、应变和应力方面的信息,材料工业利用这种技术可以测量杨氏弹性模量、泊松比、裂纹生长、真实应变/真实应力作用,以及许多其他描述新材料所需要的材料参数。高速的测量系统还可以提交动态的材料数值,可用于碰撞试验与碰撞模拟。 汽车工业在许多方面采用ESPI:分析底盘的疲劳行为,传动系、发动机、齿轮箱、车轮以及许多其他部件,这对于汽车安全都是高应力和关键的部件。此外,噪声振动(NVH-Noise Vibration Harshness)问题也可以采用脉冲ESPI技术解决。一个脉冲激光器以可变的时间延迟发出两个激光脉冲,由1-3个高速ESPI摄像机记录图像,测量的结果显示运作的偏差,这是用于消除声源,使阻尼系统最优化,消除刹车时发出的尖锐噪音或者消除其颤动等。NVH的典型应用是减小噪音,ESPI也可以用于优化音质,例如关车门的碰撞试验。脉冲ESPI技术的其他优点还有可以分析冲击事件,例如显示瑞利波(Raleigh waves)在金属或地下的传播与反射。 除了汽车工业以外,所有的运输工业,例如铁路、海运、航空等等都可以利用这种具有全视场、三维、非接触测量能力的ESPI。 激光剪切测量技术(Laser shearography)也是一种散斑干涉测量技术,这是广泛应用于无损检测或无损检验的,但是其光学设置有了一些改进,参考波束被取代,物体图像是双重的,在摄像机中是侧向剪切与有层理的。产生的斑点图像显现出被测试或分析表面变形的梯度,可以通过现代的相位移技术与缘纹打开技术对这种信息进行自动分析。 由于激光剪切测量得到的是唯一的变形梯度,它不受刚性物体运动的影响,因此,这种技术典型地应用于生产线或维修中的缺陷识别。 EPSI和剪切(Shearography)技术是激光光学全场测量技术,它们是基于激光散斑效应,这是在用激光照射粗糙表面时发生的现象。 无损检测与无损检验都是剪切测量技术最广泛应用的领域。现代复合材料的生产过程中,许多不同的构件要粘接在一起,这些零件装配的过程往往需要手工操作,因此在生产线上一定阶段中实施无损检测对于产品的可靠性与质量控制是非常重要的,剪切测量技术为所有的无损检测应用提供了一个非常有用的工具。 航空工业利用剪切测量技术试验玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料(CFRP)的复合材料、光洁层面、泡沫塑料以及铝复合材料等。全自动检验系统已经安装用于ARIANE 5的检验,以及直升机旋转桨叶检验。对于维修检验,便携式的剪切测量检验系统已经利用真空加载或热加载用于探查缺陷。最近,剪切测量技术还被证实可用于协和式飞机零件的维修检验。Pratt & Whitney的喷气发动机耐磨密封也已经采用激光剪切测量系统利用振动激励进行检验。在汽车工业中的轮胎试验和表板检验也已是众所周知的应用了。 激光电子散斑剪切技术 ESPI (Electronic Speckle Pattern Interferometry)也称为TV全息摄影术(TV Holography)或数字全息术(Digital Holography)。一束激光被透镜扩展并投射到被测量表面上,反射光与从激光器直接投射到摄像机的称为参考光束的结合,发生干涉,摄像机会记录一系列的斑点图像。通过图像比较可以显示出斑点结构中的变化并产生相关缘纹,它们起因于记录图像之间的表面位移与变形,智能软件自动分析这些缘纹并计算处定量的位移值。先进的ESPI系统利用若干个激光照射方向或摄像机,产生位移和变形的三维信息以及轮廓信息(3D-ESPI系统)。根据这些数据,可以获得应变、应力、振动模式以及更多的数值。 ESPI系统提供了变形、位移、应变和应力方面的信息,材料工业利用这种技术可以测量杨氏弹性模量、泊松比、裂纹生长、真实应变/真实应力作用,以及许多其他描述新材料所需要的材料参数。高速的测量系统还可以提交动态的材料数值,可用于碰撞试验与碰撞模拟。 汽车工业在许多方面采用ESPI:分析底盘的疲劳行为,传动系、发动机、齿轮箱、车轮以及许多其他部件,这对于汽车安全都是高应力和关键的部件。此外,噪声振动(NVH-Noise Vibration Harshness)问题也可以采用脉冲ESPI技术解决。一个脉冲激光器以可变的时间延迟发出两个激光脉冲,由1-3个高速ESPI摄像机记录图像,测量的结果显示运作的偏差,这是用于消除声源,使阻尼系统最优化,消除刹车时发出的尖锐噪音或者消除其颤动等。NVH的典型应用是减小噪音,ESPI也可以用于优化音质,例如关车门的碰撞试验。脉冲ESPI技术的其他优点还有可以分析冲击事件,例如显示瑞利波(Raleigh waves)在金属或地下的传播与反射。 除了汽车工业以外,所有的运输工业,例如铁路、海运、航空等等都可以利用这种具有全视场、三维、非接触测量能力的ESPI。 激光剪切测量技术(Laser shearography)也是一种散斑干涉测量技术,这是广泛应用于无损检测或无损检验的,但是其光学设置有了一些改进,参考波束被取代,物体图像是双重的,在摄像机中是侧向剪切与有层理的。产生的斑点图像显现出被测试或分析表面变形的梯度,可以通过现代的相位移技术与缘纹打开技术对这种信息进行自动分析。 由于激光剪切测量得到的是唯一的变形梯度,它不受刚性物体运动的影响,因此,这种技术典型地应用于生产线或维修中的缺陷识别。 EPSI和剪切(Shearography)技术是激光光学全场测量技术,它们是基于激光散斑效应,这是在用激光照射粗糙表面时发生的现象。 无损检测与无损检验都是剪切测量技术最广泛应用的领域。现代复合材料的生产过程中,许多不同的构件要粘接在一起,这些零件装配的过程往往需要手工操作,因此在生产线上一定阶段中实施无损检测对于产品的可靠性与质量控制是非常重要的,剪切测量技术为所有的无损检测应用提供了一个非常有用的工具。 航空工业利用剪切测量技术试验玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料(CFRP)的复合材料、光洁层面、泡沫塑料以及铝复合材料等。全自动检验系统已经安装用于ARIANE 5的检验,以及直升机旋转桨叶检验。对于维修检验,便携式的剪切测量检验系统已经利用真空加载或热加载用于探查缺陷。最近,剪切测量技术还被证实可用于协和式飞机零件的维修检验。Pratt & Whitney的喷气发动机耐磨密封也已经采用激光剪切测量系统利用振动激励进行检验。在汽车工业中的轮胎试验和表板检验也已是众所周知的应用了。

光照强度测量系统毕业论文

植物生理学的内容在一定强度下光照强度增加,光合速率增加;但光照过强时,会产生光抑制,导致光合速率下降。

罗杰斯·霍恩斯比是棒球史上最杰出的击球手之一,但他有着“冷面王”的坏口碑。队友抱怨他不跟人交际,连看电影这种当时(20世纪20年代)最流行的活动都不肯赏光参加。霍恩斯比常常说坐在漆黑的电影院里盯着明亮的银幕会让他击不中球。,在这方面,你真的很难跟他顶嘴。毕竟,他有着非同寻常的视力,曾在3个赛季里都平均击中400个球以上。霍恩比斯的话或许有些道理,但直到最近科学家才开始接受这一点:“花太多时间宅在室内真的可能会导致近视。”为什么呢?难道“宅”与“小眼镜”必定是一对儿“亲兄弟”?要解答这个问题,我们得从儿童近视高发的主因说起……一、儿童近视高发,过度用眼是主因如果把人体看成一台仪器,那么最精妙的部件莫过于眼睛。人能轻松看清远近,皆是因为它有自己的“弹性”:❖ 富有弹性的悬韧带为了看清近处的物体,睫状肌收缩,悬韧带松弛,晶状体表面凸度逐渐增加,将物体的像聚焦到眼球后方的视网膜上;要看清楚远处的东西也是小事一桩,因为眼部睫状肌松弛,晶状体的形状也随之改变,能够将远处的影像聚焦到视网膜上。然而回头看看自己的孩子,你就会发现整整一个暑假,无论孩子是在玩手机,看电视还是打游戏等等都算是一种“近距离用眼”行为。❖ 长时间近距离用眼也有人疑惑说:我的孩子暑假哪怕没有整天看电视、玩电脑,怎么度数也深了?对此专家表示,宅在家里的孩子之所以成为近视的高发人群。原因很简单,即便孩子不看电视,不玩手机,只要宅在家里,孩子看到的范围都是有限的。近距离的长时间用眼,眼睛得不到休息,都会使眼睛的晶体、眼肌等功能等要不断进行调节,从而加深近视的发展。那么该如何预防这种情况发生呢?当然就是拒绝做“小宅男”“小宅女”啦!❖ 多跑跑玩玩不只是身体好二、户外活动之所以好,归根结底在户外的光照强度大21世纪初一些大规模的统计学研究发现:阅读时间跟近视发病率无关,也就是说不是你看的书越多,就越有可能近视。❖ 看书多就近视快?no!也有学者跟踪研究发现,孩子的户外运动时间跟近视发病率存在明显的关系,户外活动越多,近视越少。进一步的研究又排除了运动的作用。于是,科学家们把注意力锁定在了室内与室外的一个重要不同——“光照强度”你仔细想想:你觉得室内很暗吗?可能你并不觉得。但手机屏幕不说谎,室内看得好好的手机,到了室外为啥会自动调节地“眼前一暗”?还不是因为室外比室内亮太多了。❖ 室外的光照远比室内强得多,哪怕是树荫下其实,即使是在多云间阴的天气,中午室外的光照也有10000勒克斯左右。(勒克斯是光照强度的单位,你不必在意它是如何测量的,只需知道照明良好的教室和办公室的光照强度一般只有500勒克斯就好了。)是的,室内和室外的光照整整差20倍。专家谈到:“这主要是因为太阳光的光照强度比室内光照强度高数百倍,高强度光照一方面可使瞳孔缩小、景深加深,模糊减少,从而达到抑制近视的发生。另一方面是光照越强,多巴胺释放量越多,而多巴胺能抑制近视的发生发展。”因此有研究表明:每天2小时每天2小时、每周10小时以上的户外活动,可以让青少年的近视发生率降低10%以上。❖ 多去室外,眼睛明亮因此,小艾建议大家:不管是改变学校的建筑结构让教室更明亮,还是更多地给孩子户外活动的时间,想要短期内达到预防孩子近视的效果似乎都不太可能,真要想保护视力的话,不如让孩子们在这十几分钟里去操场透透光。

(1)探究光照强度对光合作用强度的影响规律 (3)①适量某作物新鲜叶片同样大小和数量的死叶片 ③依次同时给甲、乙两装置调节光照强度,如5 klx 10 klx,15 klx,20 klx等等,且照光相同时间,测量并记录不同光照下水柱移动距离 (4)密闭小室内气体体积变化的速度 (5) 光强 水柱移动距离 组别 5 klx 10 klx 15 klx 20 klx 25 klx 甲 乙 (6)

随着经济的发展,人们对美术的重视度不断提高。下文是我为大家整理的关于美术家居环境有关论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅谈现代家居室内环境绿色装饰的设计

摘 要:本文主要针对现代家居室内环境绿色装饰的设计展开了探讨,并对家居环境绿化的概念、作用、设计、存在问题、解决途径五个方面作了详细的阐述和系统的分析,以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词:家居环境;绿色装饰;设计

随着环保、节能和低碳经济的大力发展,人们对“绿色”的渴求已迅速渗透到各个领域,而与人们最为接近的家居室内装饰,也开始应用其绿色施工技术。但是在实际的过程中,仍然存在着问题需要引起我们的重视,并采取有效途径做好解决,以推动家居室内环境绿色装饰的发展。

1 家居绿化的作用

家居绿化是室内设计不可分割的一部分,也是一门设计艺术,主要利用室内观赏植物、盆景、插花等绿色生命材料,结合室内设计、园林设计手法,配合整个室内环境进行设计、装饰和布置,使室内外融为一体,体现动和静的结合,达到人与室内环境以及大自然的和谐统一,创造出充满自然气息,满足人们生理和心理需要的室内空间环境。它是在一种特殊环境中进行的一种艺术处理,受到室内平面、空间及多种结构格式与陈设物的限制,是一门综合性极强的装饰艺术。

改善室内生活环境质量

通过室内绿化,不仅能改变室内的呆板、单调,还对室内相对封闭的空间起着调节湿度、温度和清洁空气的作用,同时植物还有滞留尘埃、吸收生活废气、释放和补充对人体有益的氧气等作用,并有利于人们的身体健康。

改善室内空间结构

大小不同的空间可以通过植物的搭配、种植方式来体现不同的空间感,突现不同的主题。

在家庭装修中,绿化装饰对空间的构造也发挥一定作用。如根据人们生活活动需要运用攀援上格架的藤本植物可以成为分隔空间的绿色屏风;运用成排的植物可将室内空间分为不同区域,同时又将不同的空间有机地联系起来。充分运用植物本身的大小、高矮来调整空间的比例感,产生不同的视觉效果,充分提高室内有限空间的利用率。

柔化室内空间

植物以其五彩缤纷的色彩、千姿百态的自然姿态、生机勃勃的生命、柔软飘逸的神态,恰巧与刻板、金属、玻璃制品及僵硬的建筑形成强烈的对比。例如:大片的宽叶植物可以在墙角、沙发一角改变着家具设备的轮廓线,藤本植物,以其修长的枝条,由上而下垂吊在墙面、柜、厨、书架上,从而改变室内空间形态,乔木或灌木可以以其柔软的枝叶覆盖室内的大部分空间,植物对室内空间特有的这种柔化和生气是其他任何室内装饰、陈设所不能代替的。

陶冶情操

观赏植物可以使室内景色一新,充满生气。绿色植物的形、色、质、味,或其枝、花、果都显示出蓬勃向上、充满生机的力量,让人奋发向上,热爱生活,热爱自然。

2 家居环境绿化装饰设计

客厅

客厅是家人聚会和会客的地方,在人们的日常生活中使用是最为频繁,它供人们集聚放松、游戏、娱乐等等。客厅的装饰布置直接决定着整个居室的装饰效果,体现主人的品位和意境。

植物要根据客厅整个色调进行配置,当颜色较浅时,用颜色较深的观叶植物或较艳丽的花卉植物进行装点;反之,则要以淡雅的植物,以形成对比丰富的空间色彩。

餐厅

餐厅是家人团聚进餐的场所,也是朋友聚会的地方,应创造一些温馨的空间氛围,增加些许情调,使亲朋好友在享受美味的同时可以尽心顺畅愉快的交流。

在餐桌的中心放置一盆小型的植物,为了避免影响人们之间的交流,其高度应小于25cm,为了增进食欲,其花朵颜色以红黄暖色调为宜。如郁金香、喇叭水仙、唐菖蒲、仙客来等。餐桌周围应摆放中型植物,不易太多,以免阻碍交通,在没有隔断的餐厅可以选择大型的植物进行阻隔,形成一道自然的屏障,形成独立的就餐环境。

卧室

卧室是人们休息的主要处所,其私密性较强,需要创造一种轻松、宁静温馨的环境。卧室所摆放的植物的色彩应以淡雅、柔和为主,不易过大过多,气味不宜浓烈。植物选择应为含氧量低、无毒的、有益身体健康的植物,如兰花、水仙、栀子花放在室内,有利于人的睡眠。

小孩房间在植物选择上以色彩艳丽、明亮的植物为主,可选择一些外形奇异的植物来激发孩子的好奇心以及创造力,如蝴蝶兰、马蹄兰、猪笼草、吊兰、风信子等。

老人房间的植物绿化不应太多,以免影响日常生活,可选用绿萝、虎尾兰、八角金盘、龟背竹等容易养护的植物。

青年人房间应摆放百合、鹤望兰、玫瑰等色彩艳丽的观花、观叶植物创造出青春、浪漫的气氛。

书房

书房又称家庭工作室,是作为阅读、书写以及业余学习、研究、工作的空间。使人们结束一天工作之后再次回到办公环境的一个场所,因此,它在家庭环境中处于一种独特的地位。

书房的绿化应以优雅、安静、井然有序为原则,不宜摆放过多植物,在植物的选择上以素雅、清新的植物为主。如君子兰、文竹、吊兰、常春藤、水仙或者盆景等要营造一种飘逸、清爽、古色古香、超凡脱俗的感觉。

卫生间

卫生间是家庭成员进行个人卫生工作的重要场所,是具有便溺和清洗双重功能的特定环境,实用性强,利用率高,随着住房条件的改善,人们对卫生间的要求也越来越高,除满足实用功能外,还应进行绿化装饰。

卫生间的湿度和温度较高,对植物的生长不利,故必须选择一些净化空气、制造氧气又耐阴暗植物,如蕨类、羊齿类、抽叶藤、蓬莱蕉等。卫生间的面积通常较小,可以放一些小型的、可以悬挂在墙角上的植物,如吊兰、绿萝、虎皮兰以及水生植物等。

3 家居环境绿化设计存在的问题

对绿化植物的生态意识不强

多数人在室内布置植物不是因为植物的生态作用,而是为纯粹的装饰,例如有些自然采光,面积较大的空间,却用人造植物来营造自然宽松的气氛,结果使本该充满现代活力的环境显得粗俗造作,破坏了整个设计构思,与现代家居环境“以人为本,追求自然情趣”的设计宗旨背道而驰。

缺乏对植物环境效益的了解

多数人过于追求居住绿化植物的观赏价值,往往比较看重,外形是否漂亮,颜色是否鲜艳,而轻视对植物环境效益的了解。

4 家居环境绿化设计存在问题解决的途径

增强绿化植物的生态意识

随着居民居住条件的不断改善,人们对家居环境的绿化装饰也越来越重视。处于对居住环境的美化、身心健康的关注、环境意识的加强,室内植物成为生活的必需,在购买植物之前对植物本身是否喜光、是否耐干旱、是否耐阴等生态习性要有全面的了解。使植物发挥应有的作用,真正提高自己的居住品质,改善室内生态小环境,满足人们亲近自然的愿望。

使植物发挥最大环境效益

在进行居住环境植物选择时,要进行合理配置,正确选择符合环境功能的植物,是室内绿化环境产生最大限度的效益功能。作为购买者应该对所选植物的养护知识有充分的了解,才能使植物有一个适宜的生长环境,不会造成植物色彩暗淡、甚至死亡,影响了视觉效果。只有解决了这些问题,才能让我们有个更舒适宜人的生活环境。

5 结语

综上所述,本文就现代家居室内环境绿色装饰的设计进行了探讨,对设计中存在的问题作了系统的分析,并给出了一系列相应有效的解决途径,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

参考文献

[1]张玉明、高立军.浅析现代家居设计元素-室内绿化[J].中华民居.2012(03).

[2]张世华、刘伟鹏.浅谈室内空间绿化装饰植物景观配置[J].科技信息.2009(27).

简述家居环境的智能监控系统设计

摘 要:文章介绍了一种用于监控家居环境的智能系统,该系统以AT89C52单片机作为系统核心,用于检测家居环境中的相对湿度、温度和光照等级,该系统能根据环境状况进行智能调节,用以提高家居环境质量。

关键词:智能监控系统;家居环境;温度;湿度;光照

1 系统组成

该控制系统主要由多种模块构成,包括具有检验光照强度作用的模块、单片机模块、湿度检测以及温度检测模块、警报模块、键盘、显示模块、时间显示模块以及电源、执行模块。该系统的功能实现主要依赖于数据比较,通过传感器测量出的数据同设定数据之间的比较,继而对单片机发出指令,对继电器开关予以控制,从而启动和关闭设备,键盘用于进行设定值的输入,而显示设备则用以显示当前环境的状况以及显示时钟、日历。

2 硬件电路的设计

单片机应用系统中最小的系统、时钟电路以及温度测量电路和湿度测量电路共同组成了其数据采集系统。

最小系统概述

系统主要组成包括AT89C52单片机、显示模块、键盘、时钟以及复位模块。除显示模块以及键盘外的三种模块共同组成了该应用系统。键盘的连接采用了独立接口,判断键盘操作的主要原理是通过监测高低电平来判断是否有键闭合,若按下某一键,那么相应的数据线便会专为低电平,因此可以判定有操作,那么对操作数值进行读入,用于设置湿度范围以及温度范围。图形液晶显示是目前采用较为广泛的显示模块,主要用于对当前环境的相关数据显示,以及对日期和日历、时钟的显示。

温湿度测量电路及控制电路

作为测量温湿度电路,主要采用了先进的数字式温湿度传感器SHT15 对温湿度信号进行采集及处理,实现对环境温湿度的智能控制功能。SHT15 是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器,将湿度传感器、信号放大调理、A/D 转换、I2C 线接口全部集成于一个芯片上,具有全校准相对湿度及温值输出, I2C 总线数字输出接口,露点值计算输出功能,免围元件,湿度值输出分辨率为l4 位,温度值输出分辨率为12 位,可编程降至l2 位和8 位,CRC 数据传输校验功能,片装载的校准系数可保证100% 的互换性。SHT15 与单片机的接口电路为: GND 为接地端;DATA 为双向串行数据总线; SCK 为串行时钟输入端; VDD 为电源端,范围为2. 4 ~ 5. 5 V; NC 为空管脚.温湿度传感器将采集的温度、湿度转换为数字信号,这些数字信号与相应的给定的数值进行比较,单片机发出相应的控制信号控制加湿装置、去湿装置、加温装置、降温装置等执行设备的动作,实现对室内温度、湿度的控制。

2. 3 光照强度测量电路及控制电路

作为测量光照强度电路,主要采用光敏电阻。光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往很小。在黑暗的环境里,它的电阻值很高。当受到光照时,光敏电阻阻值下降。光照愈强,阻值越低。 入射光消失后,光敏电阻的阻值逐渐恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。当光照强度检测电路中,发光二极管LED1、LED2、LED3 均不发光时,表示光照强度暗; 发光二极管LED1 发光、LED2、LED3 均不发光时,表示光照强度弱; 发光二极管LED1、LED2 均发光、LED3 不发光时,表示光照强度中; 发光二极管LED1、LED2、LED3 均发光时,表示光照强度强。当阳光照到光敏电阻上,光照等级自动增强时,单片机发出相应的控制信号,控制电动机正转,将窗帘自动拉合; 当光照等级自动变弱时,单片机发出相应的控制信号,控制电动机反转,将窗帘自动拉开。

日历电路以及时钟电路

该系统中使用的日历电路以及时钟电路采用的是Dallas公司出产的时钟芯片,该DS1302芯片为串行实时芯片,具有时钟以及静态的RAM,通讯方式为串行通讯,能够同单片机实现方便的对接。该芯片作为涓流充电芯片,其功能的实现主要依赖于其内的实时日历时钟系统以及一个静态的RAM,其同单片机之间的时间通讯主要依赖于串行接口。其交流信息内容包括年、月、日、时、分、秒以及星期等,月天数以及闰年天数能够自动调整,而一天的时间可以通过AMPM的划分制定决定是十二小时制还是二十四小时制。该芯片同单片机之间的通讯只需要三个I/O线,即串行时钟SCLK数据线以及复位端口。

3 软件的设计

系统软件的设计描述主要包括以下内容:湿度处理、温度处理、主程序、光照处理以及键盘功能和显示、执行控制等。以下便对程序的整体思路进行详细的论述:主程序的运行过程主要为,对光照、湿度、温度进行测量,对光照、湿度、温度进行处理,通过键盘进行查询,最终由执行机构予以执行。当定时器时间达到预定时间后,系统会对现场予以保护,并显示数据,继而恢复现场,返回到主程序。主要用于实时显示湿度、温度、光照以及时钟,并对温度、光照、湿度等预期值进行上限以及下限的设定,通过良方数据的比较,若是实时的温度、湿度以及光照数值较之下限值较低,那么系统便控制加温设备进行加温、加湿设备进行加湿,并命令电动机翻转将窗帘拉开。若是实时数据较之于上限值较高,则系统会控制相关设备执行同上述动作相反的动作。并且若是实时环境相关数据超出预期范围,除了上述动作外,系统还会控制警报器发出警报信号,并亮起指示灯。

结语

本文介绍的控制系统在灵敏性上较高,且精度于稳定性相对比其他系统都具有极大的优势,按照该设计方式制作出的系统投入较低,且能够使用在多种环境中对其环境条件进行调节。

参考文献

[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2003.

[2]吴湘剑,王慧,蔡进科.家用小范围环境控制系统[J].现代电子技术, 2010(18):38-41.

[3]刘春起.室内温湿度监控系统设计[J].石家庄职业技术学院学报,2008(06):32-34.

飞秒激光毕业论文

不知道你要什么方向的,下了一篇引用数多的

近几年患上近视的人越来越多,随着技术的发展,不少人会选择做近视手术来治疗,我整理了关于近视手术的学术论文,欢迎阅读!

近视矫治手术的临床研究

【摘要】 目的 对本院及上海新视界眼科医院近视患者所做的手术进行统计分析,阐述近视矫治手术的发展现状及未来趋势。方法 通过对本院及上海新视界眼科医院所做的近视矫治手术的方法和类型进行总结、统计、分析,探讨未来近视矫治手术的新思路。结果 近视矫治手术经历了从准分子激光到飞秒激光与准分子激光相结合的过程、从角膜激光手术到晶体屈光手术的一个全新过程。结论 近视矫治手术的发展,从最初级的后巩膜加固发展到现在多种制瓣技术与个性化的激光切削技术相结合,从单纯的角膜激光矫治到可植入式晶体的全新治疗方式,使近视治疗技术进入了一个全新的个性化时代。

【关键词】 近视矫治手术; 临床; 研究

为阐述近视矫治手术的发展现状及未来趋势,对本院及上海新视界眼科医院所有近视患者所做矫治手术的方法、类型和病例数进行了总结、统计、分析。

1 资料与方法

一般资料 收集本院和上海新视界眼科医院从2004年至今所做的所有屈光手术患者,共50080例。

方法 对手术所做年代、手术方式、所占比例等方面进行回顾性分析。总结本院及上海新视界眼科医院屈光手术中心已做近视矫治手术的历年数据。

2 结果

结果以各种类型术式所占当年所做近视矫治手术的百分比表示。见表1。

由飞秒激光制作角膜瓣等个性化的角膜屈光手术以及可植入式后房型人工晶体的矫治近视的手术数量逐渐增多。传统的EK类手术逐渐减少,而用上皮刀制作上皮瓣的EPI类手术逐渐增加,超薄瓣的SBK手术也逐年增加,屈光手术向表面切削和更薄角膜瓣的方向发展。

3 讨论

近视矫治手术经历了几十年的发展,主要包括角膜屈光手术和晶体植入手术。从最初的对高度且进行性加重的近视,进行后巩膜加固开始,能够有效的缓解近视的发展,但不能完全矫正。角膜屈光手术最早是前苏联1979年开展的角膜板层放射状切开术(PK),其优点虽切口位于光学区外,比较安全,对低度数的近视效果比较可靠,但有术中角膜穿孔、术后视力波动、眩光、视力漂移、外伤性眼球破裂等并发症而被淘汰。散光性角膜切开术(AK),可以矫治散光。角膜基质环的植入术(ICRS),角膜镜片术和表面角膜镜片术来矫正近视,但预测性差和最佳矫正视力差而开展较少。1988年开始,准分子激光的出现开始了一个全新的治疗时代,也就是准分子激光角膜切削术(PRK),但也会因产生术后眼痛、上皮下浑浊、欠矫或过矫、眩光、屈光回退、干眼症、激素性高眼压、角膜上皮愈合延迟、偏心切削、中央岛并发症等原因,而渐被准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)手术所代替[1]。该方法始于1990年,用微型角膜刀在角膜上制作一个带蒂的角膜瓣,将瓣掀开后在暴露的基质层上进行准分子激光切削,可矫治近视、远视、散光,手术刺激性小、恢复快、预测性好,迅速在全国世界推广,成为目前屈光矫治手术中开展最多的一种。其主要特点是保留了完整的上皮层组织、前弹力层组织,术后疼痛刺激症状减轻,视力恢复快,几乎无HAZE形成,且可矫正屈光度数范围远大于PRK。但度数越高,预测性越差,并发症也越多,而且也会受角膜厚度及曲率的限制,其主要的并发症包括碎瓣、纽扣瓣、游离瓣、角膜上皮植入、DLK、角膜扩张症及感染性角膜炎、干眼等。

角膜扩张的危险因素主要是近视度数过高、角膜过薄、切削深度过深、保留的角膜基质床太薄以及术前未发现的圆锥角膜等。鉴于上述情况,出现了对角膜薄、度数偏高的,采用制作上皮瓣的方法,即酒精浸泡法准分子激光上皮下角膜磨镶术(LASEK)。该方法始于1999年,其优点在于避免了角膜瓣相关的并发症,保留了厚的基质床,术后出现角膜扩张的风险远低于LASIK,尤其适合于角膜薄不能行LASIK或从事容易导致眼外伤执业的屈光不正者,其缺点主要为易产生HAZE、刺激症状重、视力恢复慢等[2]。为了避免EK术中的一些缺陷,于2003年出现了微型角膜刀制瓣法准分子激光上皮下角膜镶术(epi-LASIK),其是采用微型角膜上皮刀技术取代乙醇制作角膜上皮瓣,而后进行准分子激光切削,其优点是避免的EK术中乙醇对角膜上皮的化学毒副作用,角膜上皮瓣活性更好,其缺点和EK相同,但程度更轻。近年来又有一种角膜瓣更薄的制瓣方式的角膜刀出现,也就是SBK,使用机械板层刀的方式制作出更薄的角膜瓣来完成激光角膜屈光手术。

那么,为了更好避免因角膜瓣的原因而产生的近视矫正术中的并发症,2002年lntralase公司制造的飞秒激光器用于屈光手术中,可在角膜基质内板层切开制作角膜瓣,大大提高了角膜瓣制作的安全性和精确性。其制作的角膜瓣厚薄均匀,预测性和精确度远高于微型角膜刀制瓣,而且瓣蒂的大小和位置可以根据需要来选择。如果角膜不合适做屈光矫正或本人不能接受角膜屈光手术,可以进行晶体屈光手术[3],有房角固定型、巩膜固定型、后房型。现在较推崇的是后房型,又称可植入式接触镜(ICL),是植入后房内固定于睫状体沟的方法,其优点是可折叠晶体由 mm的小切口植入,并植入晶体和自身的晶体之间有一定空隙,角膜内皮细胞丢失率低。青光眼的发生率低,一般不产生瞳孔变形[4]。

从本院数据统计来看,开始是以LASIK手术为主,只有少数不能接受LASIK的近视者,采用PRK的方法。但是从2004年起,已经开始做波差引导的个性化的LASIK手术,而且有上升的趋势,到2005年明显增加,而从2006年起,开始做酒精浸泡法的上皮瓣,对一些角膜瓣的患者也有了可以选择的余地,同时在2006年9月,引进了飞秒激光机,开创了治疗屈光不正的新纪元,短短4个月,接受该手术方式的占屈光矫治手术的。而在2007年的所有屈光手术里,用板层刀所做的IK类手术占所有手术眼的近。而飞秒激光制瓣占到。同时ICL手术所占比例也达到了。从08年到现在,IK类手术中,用板层刀也制作角膜瓣的比率从下降到现在。从数据来看,IK类手术是逐年下降,但在其中SBK手术所占比率从08年起逐年增加。EK类手术从下降到,而EPI类手术从上升到,说明用酒精制作上皮瓣的表面屈光手术逐渐被能更好保存角膜上皮活力的EPI类手术所替代。飞秒激光制作角膜瓣的手术由上升至,充分说明飞秒激光制瓣的优势和人们的认知程度在进一步提高,也更好的提示医生,在角膜屈光手术中,手术向安全更精确的方向发展。而ICL也从提高到,说明对于一些高度近视或角膜厚度和曲率受限的手术,也可以更安全更个性化的进行非常符合眼睛生理特点的矫治手术。

综上所述,近视矫正手术的发展不仅从数量、质量、受术者的要求和术者的心理承受能力都有很大的变化,科学而先进的方法逐步取代传统的方法,使近视矫治手术向更安全、更精确、更高精尖端、更个性化发展。近视治疗手术不仅是视力的矫正,方法由角膜到晶体进行,更主要是在术后有更好的视觉质量,并真正达到锦上添花的效果。

参 考 文 献

[1] 程振英,李镜海.准分子激光原位角膜磨镶术治疗准分子激光屈光性角膜切削术后屈光度数回退的效果分析[J].中华眼科杂志,2002,38(1):246-247.

[2] 戴锦晖,陈冲达,褚仁远,等.机械法准分子激光角膜上皮瓣下磨镶术矫治高度近视[J].中华眼科杂志,2005,41(2):211-215.

[3] 姚克,徐雯.晶状体眼前房型人工晶状体植入矫治高度近视的临床研究[J].中华眼科杂志,2003,39(2):339-342.

[4] 沈晔,顾扬顺.有晶体眼后房型人工晶体植入矫治高度近视[J].眼视光学杂志,1999,1(5):146-148.

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近日,南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队与美国布鲁克海文国家实验室Yimei Zhu教授团队等开展合作,基于自主开发的4D超快透射电镜,观测到了银膜上飞秒激光诱导表面等离激元的分布及动力学过程,为等离激元器件的设计和应用提供了指导。该研究于近日以“Nanoscale-Femtosecond Imaging of Evanescent Surface Plasmons on Silver Film by Photon-Induced Near-Field Electron Microscopy”为题,发表在国际重要学术期刊《Nano Letters》。 近年来,付学文教授研究团队与合作者在4D超快透射电镜中发展了基于自由电子-光子强相互作用的光子诱导近场电子显微镜(PINEM)技术,并提出了一种新型双色光子超快泵浦-探测方案,将四维超快电镜的时间分辨提升了一个数量级(达到50飞秒),在飞秒与纳米时空尺度揭示了单个Mott绝缘体VO2纳米线的绝缘体-金属相变动力学过程(Nat. Commun. 2020, 11, 5770)。在本工作中,研究团队进一步用PINEM成像技术研究了银膜上表面等离激元的分布及超快动力学过程。 表面等离激元是金属表面自由电子的集体共振振荡,可以将光限制在非常小的尺寸,实现在纳米尺度操纵光场。这些独特的优点使得表面等离激元在表面增强拉曼光谱、传感器、光伏器件和量子通信等领域具有广阔的应用前景。由于银纳米结构具有从可见光到近红外光范围内可调谐的表面等离激元共振特性,因此被认为是最重要的表面等离激元材料之一。银纳米结构表面等离激元的共振特性可以通过改变其形态、大小和其他参数来调节。为了更好地设计和使用等离激元器件,理解表面等离激元的产生、传播和衰减过程是至关重要的。然而,所有这些过程都发生在飞秒的时间尺度和纳米的空间尺度上。因此,以合适的时空分辨率直接表征和捕获不同银纳米结构的表面等离激元具有重要的意义。 研究团队利用配备了电子能量损失谱仪的4D超快透射电子显微镜,通过PINEM技术研究了银膜上飞秒激光(波长515 nm)诱导的表面等离激元。实验得到的电子与表面等离激元近场相互作用后的能谱呈现出典型的PINEM能谱特征:电子能谱零损失峰(ZLP)两侧出现一系列离散的峰,其间隔为入射光子能量的整数倍,意味着电子在与表面等离激元近场相互作用中吸收或放出了多个光子(图1a)。通过改变泵浦激光的能量密度并对电子能量谱中的PINEM部分积分, 他们发现PINEM强度首先随激光能量密度线性增长,在15mJ/cm2达到饱和(图1a、b)。在15mJ/cm2的入射激光能量密度下,通过改变激光的偏振研究了PINEM强度的偏振依赖性。发现与纳米线、纳米棒等结构的偏振依赖性不同,激光偏振方向的改变不会影响银膜上的PINEM强度(图1c)。 图1:a、不同入射激光能量密度下的电子能谱;b、相对PINEM强度与入射激光能量密度的关系;c、PINEM强度与入射激光偏振方向的关系。 通过只选择吸收光子能量的电子进行能量过滤成像,他们直接观测到了表面等离激元的空间分布,并通过改变入射激光的偏振方向揭示了激光偏振方向对表面等离激元分布的影响(图2a)。表面等离激元在产生后首先沿着激光的偏振方向传播,然后在垂直于偏振方向的晶界处发生散射,在能量过滤图像中表现为偏振依赖的条纹。通过改变激光脉冲和电子脉冲之间的时间延迟,他们跟踪了光激发表面等离激元随时间的演化,实现了在纳米飞秒尺度对表面等离激元的直接可视化(图2b)。 图2:a、t= ps(左)和t=0 ps(中、右)时的能量过滤图像,激光偏振方向如绿色箭头所示;b、不同时间延迟下的能量过滤图像,其中激光脉冲的偏振方向与a(中)的偏振方向相同。 棒状纳米结构的PINEM效应被广泛用于识别4D超快电镜中泵浦激光脉冲和探测电子脉冲的时空重叠。但是在这些实验中激光脉冲的偏振应该垂直于纳米结构的纵向轴,以最大限度地提高近场激发,这就使得这种方法在实际使用中受到一定限制。相比之下,银膜的PINEM信号不存在偏振依赖性,即入射飞秒激光的偏振可以是任意方向的,这使得银膜成为识别4D超快电镜时间零点的更好平台。此外,能量过滤PINEM图像上观察到的条纹也可能与光诱导周期表面结构(LIPSS)的机理有关,而LIPSS的形成过程是一个复杂的非平衡过程,其物理机制尚不清楚。鉴于PINEM成像的高时空分辨率,未来可进一步用PINEM技术从实验上 探索 LIPSS的物理机制。该研究工作不仅为各种微纳结构与超材料的表面等离激元分布及动力学研究提供了高时空分辨手段,同时对于银膜表面等离激元的激光能量密度和偏振依赖性,以及超快动力学过程的研究结果对微纳尺度表面等离激元器件的设计和应用具有重要指导意义。 南开大学物理科学学院付学文教授为论文第一作者兼通讯作者,Yimei Zhu教授为共同通讯作者,南开大学2020级硕士生孙泽鹏为共同一作,南开大学为论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金委、国家 科技 部、天津市 科技 局、中央高校基础研究经费等的大力支持。

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  • 激光无损检测毕业论文
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