基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝:PLC;智能控制:温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1.1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1.2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为:式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2.1系统总体结构2.1.1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。2.1.2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2.1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动力,降低劳动者的劳动强度。2.2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方便。3系统的软件设计3.1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3.2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制效果达到最佳。3.3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下:(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应用.现代化农业,2003(12):1~3申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考.农业工程学报,2000,16(5)
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本科毕业论文(设计)文献综述范例
论文题目: 温室环境测控系统及其发展趋势
摘要 :本文阐述了温室环境测控系统在国内外的发展情况,包括从温室诞生起,美国、日本、荷兰等温室测控技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果,以及国内引进温室技术后,各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次浅谈了温室测控系统的发展前沿,即该领域的先进技术,如无线电监控系统、GPRS技术、远程温室大棚控制系统等。最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素,包括温度、湿度、光照、CO2浓度,以及当下比较适宜的处理办法。
关键词 : 温室环境测控;无线电监控;远程监控
Greenhouse environment controling systems and its
development
Abstract : This paper said the development of the greenhouse environment control system at home and aborad , since the birth of greenhouse , United States , Japan , the Netherlands and other greenhouse monitoring and control technology more advanced countries in their respective areas of research , and after the introduction of greenhouse technology as well as domestic , various universities and professionals to explore their own good and have made certain aspects of the research results . Second ,on the forefront of the development of the greenhouse control system , such as radio control system , GPRS technology , remote control system of greenhouse and so on . Finally , Specific about the main factors of greenhouse monitoring and control , Including temperature, humidity , light , CO2 concentration and the more appropriate approach at present Keyword: greenhouse monitoring and control technology ; radio control system ; remote control system of greenhouse.
引言
目前,我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。而温室作为现代化设施农业的重要产物,在国内多数地区得到了广泛应用。温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统,它可以避开外界种种不利因素的影响,人为控[1]制或创造适宜农作物生长的气候环境。由于温室中各种环境因素是可以人为控制的,因此控制技术直接决定着温室中农作物的产量和质量。
温室测控系统一般包括三个模块:环境信息采集模块、数据处理模块和执行模块。在目前的测控系统中,环境因子的采集主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。
1温室环境测控在国内外的发展
自二十世纪七十年代温室诞生以来,各国对测控技术的研究越来越多,也越来越深入,逐步向着网络化、智能化、综合化的方向发展[2]
国外温室技术发展概况
美国是最早发明计算机的国家,也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求,对温室内光照、温度、水、气、化肥等诸多因子进行自动调控,还可利用温差管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行调节及控制。
在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达,比如塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列,蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施温室生产,并针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究[3],主要有设施内播种装置、苗接触刺激装置、苗灌水装置和遮光装置的开闭装置、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2施肥装置等方面的自动化研究[4]。
2002年,英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术,可以观测50km以外温室内的温度、湿度等环境状况并远程控制。另外针对CO2浓度对作物的影响这一点,温室中通常安装通风机,搅动空气使温室中的CO2浓度一致[5]。
荷兰园艺温室发展较早,由于地处高纬度地区,日照短,全年平均气温较低等不利于作物生长的气候因素,因此集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜,大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部采用计算机控制,大大提高了作物的产出及品质要求。
现今随着科技的不断发展,国外温室业正致力于高科技的广泛应用。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中,近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化,大规模,无人化的方向发展[6]。
国内温室技术发展概况
国内的计算机应用开始于70年代中期,当时主要用于数据的统计分析和计算。自70年代末起,我国陆续从美国、日本、荷兰等国引进了许多先进的现代化温室技术,在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上,我国农业科研工作人员进行了温室内部温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子控制技术的综合研究,在边学习边发展的道路上我国温室技术也有了长足的进步。
早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC 512系统,并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构[7]。到了90年代初期,计算机开始用于温室的管理和控制领域。
2000年,金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用[8]。该研究是以工业控制机为核心采集环境信息,控制外围设施执行控制。实现了温室的封闭环境控制,但该系统布线复杂,维护困难且成本过高。
2005年,杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统[9]。该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控,提高了系统的可靠性、降低了数据传输过程中干扰。但由于蓝牙技术本身的不成熟,与其他技术相结合以后会导致系统的紊乱,难以调控,顾该系统的实际应用仍需要深入研究。
2007年,唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统[10]。该系统把个体生产和规模化生产相结合,在单个温室大棚生产实现智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产。
2008年,周茂雷,郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系统[11]。该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量、开关量实时动态采集,将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量。
2 温室技术新型发展
现代化农业设施技术得到了极大的发展,利用不同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境,下面讲述了五种新型温室技术。
无线电监控系统
随着生产规模的不断扩大,大棚数量的增多,有线监测系统布线复杂、维护困难、不能任意增加节点等缺点就暴露出来了. 随着电子技术的发展,出现了一体化的无线收发芯片nRF905,该芯片体积小巧,外围只需添加少量几元件即可工作,而且编程简单,可实现信息的无线传输, 以上位机为信息处理终端,构成了温室大棚环境参数监控系统, 该系统具有无需布线、可以任意增减采集点、结构简单、功耗低及组网方便等特点,因而具有较高的实用价值[12]
GPRS技术的应用
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是一种基于GSM (Global System for Mobile Communications)系统的无线分组交换技术。同一无线信道又可以由多个用户共享,只有当某个用户需要发送或接收数据的时候才会占用信道资源,从而有效地利用了信道资源。监控中心服务器通过GPRS 可以在移动状态下使用各种采集到的信息数据, 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境监控信息数据传输系统, 实现智能化温室控制信息采集点的无线数据传输,监控系统同时可以实现资料、指令的.反向传输,以达到远程控制的目[13]。的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的作物生长状况。
基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统
CAN(controller area network)总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网[14-15],其信号传输采用短帧结构,具有传输时间短、受干扰的概率低、实时性强、性能好和可靠性高等优点,广泛应用于各种控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信。
Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多。在现有的各种现场总线中, Profi2bus 总线占有很大的市场份额, 并提供了DP、PA3和FMS三种协议类型。
虚拟仪器的应用
温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器、分立元件仪器、数字化仪器和智能化仪器,到现在发展到了虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台,可以通过不同的虚拟仪器软件实现多种测试功能,能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件,并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能,进行各种信息的处理,然后将结果送出显示或控制调节机构,调节大棚的环境参数[16]。
远程温室大棚控制系统
为实现农民对大棚的简捷控制,实现农民增产增收,远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工程。该系统实时要求很高, 传输距离较远, 对稳定性以及抗干扰性的要求也很高, CC2Link造价低廉, 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的新型现场通讯方式,另外以太网实时、高速且传输距离较远, 而成为主流的远程通讯方式。两者相结合便实现了温室大棚远程控制网[17]。
3 影响作物生长的各项因素及处理办法
作物的生长发育,一方面取决于作物本身的遗传特性,另一方面取决于外界环境条件。在生产上,则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制生长和发育。
影响作物生长发育的主要环境条件包括:温度(空气温度及土壤温度)、光照(光的强度和光周期)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤肥力及土壤溶液的反应)、空气(大气及土壤中空气的特性,CO2的含量,有毒气体的含量)、生物条件(土壤微生物及病虫害)等。下面就温度、湿度、光照、CO2浓度这四方面进行具体的论述。
温度
作物的生长发育环境中以温度最为敏感,也是最重要的。自然环境下,温度在时间上随
四级变化而周期变化,在空间上随纬度和海拔的升高而降低。
另外在室内的话,由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较复杂,实际上温度的空间分布受室外气候因子、室内调控方式、植物群体结构的综合影响,空气温度不论在水平方向还是在垂直方向往往都不均匀。
处理办法:
目前温室的温度调控主要包括增温、保温、降温[18]。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式;保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量;降温最简单的途径是通风.
湿度
适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作物健康生长的重要条件。根据研究发现,除了阴雨天以外,室内午后过低的空气湿度会导致作物发生光合作用的午休现象。
一般情况下,作物适宜的相对湿度是60%~80%。所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用,影响作物生产的质量;另外,空气湿度过大,作物植株也易于生病。
土壤湿度对植物的影响也很大,若温室内排水不良,灌水不当,土壤渗水性不好,造成土壤水分过剩,使土壤中的氧气减少,植物根部呼吸的水分减少,从而影响植物的水分代谢,阻滞植物的生长或者发生根部腐烂的情况[19]。
处理办法:
除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。 加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统[20]。这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效.
光照强度
光照是作物生长发育的关键条件之一。没有光照,就谈不上植物的生长,光照不足,势必影响植物的生长发育。
光照的强度直接影响到作物光合作用的强度。与室外相比较,室内光明显的差异表现在数量减少,光质改变及光分布不均匀等三个方面,从而形成独特的温室光环境[21]。
处理办法:人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度
随着人们自身素质提升,报告的用途越来越大,我们在写报告的时候要注意逻辑的合理性。那么报告应该怎么写才合适呢?以下是我为大家整理的电子信息工程毕业论文开题报告,希望能够帮助到大家。
毕业设计的内容和意义
毕业设计内容:
1.熟悉单片机系统设计方法,独立完成电路和程序设计。
2.用PROTEUS进行系统调试和仿真。
3.设计、制作并调试硬件系统。
4.完成相关软件文档资料。
毕业设计应完成的技术文件:
字以上毕业设计开题报告,2000字以上英文参考文献的中文译文。
2.毕业设计论文(15000字以上)。
3.提供设计原理图和相应程序。
毕业设计意义:
随着时代的发展,现代化建设步伐不断加快,对道路照明及道路亮化工程需求也更大,而能源的供需矛盾也越来越突出,节电节能、绿色照明的要求越来越迫切,越来越高。现在再采用那些传统的手控、钟控照明系统的方法已不能满足要求。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。路灯照明是日常生活中必不可少的公共设施。路灯照明耗电量约占总耗电量的15%,全国各地无不面对电力紧张带来的各种问题。面对供电紧张形势,路灯巡查对于国家来讲是一项需要耗费大量人力的工作,各种临时应急节电措施被广泛采用:夜晚间隔关灯、调整路灯开关的时间、在用电紧张的日子里关闭景观照明等等,当用电高峰过后,这些措施可能就被束之高阁,明年的用电高峰来临,一切又会重新开始。这样的节电措施,在缓解用电紧张的同时,却带来资源的浪费和对人们日常生活的负面影响。缓解用电紧张的最佳和有效的办法是对用电实施智能化管理,减少浪费,使我们的每一度电都能物尽其用!启用先进路灯监控系统,可以对路灯实施统一启闭,对夜间照明系统和路灯的实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明”,有效节约电能消耗。对于学校公共照明系统来说,采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化校园的科学解决方案。
目前已有一小部分校园参考了公路路灯的节能措施,到了后半夜将电灯亮度调低,或采取等间隔亮灯的方式来节约用电,但是这样一个方法却带来路灯过亮或过暗的问题:
1.控制落后
开关灯方式落后:当前路灯控制,还停留在手动、光控、钟控方式。受季节、天气和人为因素影响,自动化管理水平低,经常该亮时不亮,该灭时不灭,极易造成极大的能源浪费,增加了财政负担。
2.操控不便
调节操控能力不足,无法远程修改开关灯时间,不能根据实际情况(天气突变,重大事件,节日)及时校时和修改开关灯时间。
3.灯况不明
不具备路灯状况监测,现有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式,不仅工作量大,还浪费人力、物力、财力。故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉缺乏主动性、及时性和可靠性,不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况缺乏有效的故障预警机制。
4.不能很好的应用在前半夜
因为其前半夜6个小时以上全部采取正常亮度,这样就会出现在没有行人、车辆经过校园道路时的电力资源浪费这一现象,而除了晚上6点-9点人车流高峰期以外其余时间人车流量确实相对较少,所以我们认为校园照明有更大的节能潜力。
针对以上现有节能情况分析,我们设计了一种高效率的智能节能路灯,路灯控制器内应同时设有光控和时控模块,该模块先服从光度控制,再服从时间控制,能满足达到一定光度开关路灯和达到特定时间开关路灯的要求。同时,我们认为路灯应改进为为红外感测路灯。针对校园人、车流量的高低峰时段对路灯分为节能状态和标准状态。在人车流量的高峰期如清晨上班时间和傍晚18点—21点,路灯要保持持续标准亮度,而在深夜路灯将转为节能状态,通过红外感测,只在有人、车通过时才变亮。使用红外感测,与声控相比,感应精度更高,避免了一些噪音而使灯无效闪烁。将所有的路灯连接到单片机上,单片机和计算机通信,用计算机控制路灯工作状态。可设定自动控制方式和人工控制方式。自动控制方式可根据地太阳活动规律,并结合实际情况控制路灯的工作方式。当夜幕降临,或光线已经较暗时,虽然未达到设定时间,也能自动开启。交通高峰期,应达到持续满额亮度;高峰期后,进入红外感应,实现智能和节能的控制。人工控制方式可随时设定开关时间、路灯开启比例或单独控制路灯的开与关。另外通过路灯的工作状态可对路灯损坏实现实时报警,并可显示具体的位置,提醒维修人员及时维修,中心控制器带有时钟芯片,该时钟芯片带有EEPROM,可以保持单片机工作参数,即使通信发生错误,路灯也能按照最后的程序进行工作。
文献综述
一、设计方案
本设计选用STC89C52单片机作为系统的核心部件,实现系统的控制和处理的功能。各模块所包含的功能如下:(1)红外模块:夜晚进行检测是否有行人。(2)显示模块12864:显示相应的时间和日期信息。(3)时钟模块:手动切换时间,自己设定开灯时间。(4)光敏电阻传感器模块:用于检测周围环境光强度,若光强低于标准值则开启路灯。
二、硬件电路设计
1.主控制器STC89C52
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
STC89C52具有以下标准功能:8k字节Flash,512字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,内置4KBEEPROM,MAX810复位电路,3个16位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz,6T/12T可选。
2.红外模块
本设计采用HC-SR501红外模块,它是基于红外线技术的'自动控制模块,采用德国原装进口LHI778探头设计,灵敏度高,可靠性强,超低电压工作模式,广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品。该模块用于检测夜晚是否有行人路过,因此产生高地电平,并通过软件的方法来处理电平信号。
3.光敏电阻传感器模块
本设计采用3线制光敏电阻传感器模块,是一款灵敏型光敏电阻传感器,用比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,超过15mA。同时配有可调电位器可调节检测光线亮度,用于检测周围环境光强度,若光强低于标准值则开启路灯。
4.显示模块
本设计采用液晶显示器12864显示时间和日期。液晶显示屏的第一行显示年月日,第二行显示的实时时钟,硬件电路中的12864的数据端口接到单片机P1口,数码管的4,5,6管脚分别与单片机的相连,通过单片机的信息处理,从而在液晶显示屏上显示各段信息。
四、软件设计
主程序主要设计各个部分子程序的调用,子程序有时钟程序和显示子程序两部分。程序初始化后,红外模块子程序判断有没有行人,输出一个信号,经软件处理。12864液晶显示子程序主要通过接收主程序发出的信号,将其设置输入为模式子函数形成,并初始化LCD子函数,显示日期子函数,显示时间子函数。
五、仿真实现
该系统的软件仿真采用Proteus软件,当系统开机时,系统进入初始化界面,液晶显示第一行为时间信息,第二行为日期信息,当白天的时候,打开光强和红外判断,同时成立才开启路灯。设定按钮可手动改变时间信息。
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研究内容
红外模块的使用
单片机读取时钟芯片
用液晶显示相关数据
绘出逻辑图
研究计划
第一周——第二周:下毕业设计任务书,明确设计要求。查阅、搜集毕业设计相关资料。着手翻译相关英文资料,并熟悉PROTEUS软件和单片机的相关开发知识。
第三周——第四周:对查阅的文献资料归纳综述撰写开题报告。完成毕业设计需求分析,确定系统框图。
第五周——第六周:方案论证,设计硬件电路。分析设计的电路,提出软件设计思路;毕业设计初期检查。
第七周——第八周:在PROTEUS中实现软、硬件设计与调试。分析调试中的问题,改进并重新调试达到技术要求。
第九周——第十周:软、硬件电路进行整体测试,修改并完善程序;毕业设计中期检查。
第十一周——第十二周:设计并制作印制电路板;完成硬件的安装和调试。完成整个系统的软件、硬件的调试。
第十三周——第十四周:研究工作总结,撰写毕业论文。
第十五周——第十六周:论文修改及评阅,论文答辩。
特色与创新
路灯控制器内应同时设有光控和时控模块,该模块先服从光度控制,再服从时间控制,能满足达到一定光度开关路灯和达到特定时间开关路灯的要求。同时,路灯为红外感测路灯。针对校园人、车流量的高低峰时段对路灯分为节能状态和标准状态。在人车流量的高峰期如清晨上班时间和傍晚18点—23点,路灯要保持持续标准亮度,而在深夜路灯将转为节能状态,通过红外感测,只在有人、车通过时才变亮。
CMOS模拟集成温度传感器的设计
译文如下: Based on the principle of photoelectric detection technology and detection system design method, the design gives the research based on MSC1210 series microcontroller photoelectric detection system, discusses the photoelectric detection circuit are given the basic working principles, the detection system work circuit, determine the key components of parameters. Actual use based on the design of the proof that can be detected circuit effective measuring wide dynamic change range of light signals, used in general light signal detection situation the need.希望有帮助到您,乜希望您可以采纳我的答案。
传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,这是我为大家整理的传感器与检测技术论文,仅供参考!传感器与检测技术论文篇一 传感器与检测技术课程教学探索 摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。 关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法 中图分类号:G71 文献标识码:A 文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02 传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。 一、课程教学现存的问题 自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难: (一)教学内容多而散 课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。 (二)典型应用性 传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。 (三)学时越来越少 学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。 (四)学生的学习主动性差 由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。 二、教学内容与教学方法的探索 (一)教学内容的调整 目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则: 1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。 2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。 3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。 (二)教学方法的改革 为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。 1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量 采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。 总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。 2、重视绪论,提升学生的学习主动性 很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。 3、加大案例教学比重、侧重应用 根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。 例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。 4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力 我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。 三、结束语 通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。 参考文献: [1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86. [2]陈静.感器与检测技术教学改革探索\[J\].现代教育装备,2011,(15):94-95. [3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究\[J\].常州工学院学报,2010,(12):91-92. [4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究\[J\].中国教育技术装备,2009,(27):42-43. 传感器与检测技术论文篇二 传感器与自动检测技术教学改革探讨 摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。 关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维 “传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。 “传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。 一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析 笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。 1.重理论,轻实践 该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。 2.教学模式单一 该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。 3.教学实验安排不合理 传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生 毕业 时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。 二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革 传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。 1.优化教学内容,注重工程思维 本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。 2.改革教学方法,改变教学模式 传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。 3.与工程实际相结合,与其他课程相结合 教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。 4.实验环节改革 实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。 5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率 高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。 本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和 措施 。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。 参考文献: [1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报. [2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备. [3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场. (作者单位 重庆邮电大学移通学院)
这个是个论文模式的。你看看行不。 这个是 中规中矩的文章 机动车检测技术的发展及现状 来源: 链接新闻 浏览次数:2476 发布时间:2011-11-28 QC检测仪器网 标签: 内窥镜,内径千分尺,检验仪器,超声波探伤仪,里氏硬度计,金相显微镜,无损检测,合金分析仪,涡流探伤仪,万能试验机浙江大学信息学院光学工程研究所 项震 周颖 吴勇 一、概述 汽车在为人们提供方便的同时,也带来大气污染、噪声和交通安全等一系列问题。随着行驶里程的增加和使用时间的延续,其技术状况将不断恶化。因此,一方面要不断研制性能优良的汽车;另一方面要借助维护和修理,恢复其技术状况。汽车综合性能检测就是在汽车使用、维护和修理中对汽车的技术状况进行测试和检验的一门技术。近年来,我国机动车保有量急剧增加,机动车安全运行的问题越来越突出,加强机动车辆的 管理,重视机动车辆的检测,成为整个社会的迫切要求,也为我国机动车检测仪器的发展提供一个良好的契机。 随着汽车产业的发展,各相关的检测设备生产厂家加大开发新设备的力度,不断改进和增加检测设备,使其更适应实际需要。单台检测设备越 来越先进,所有的传感器从机械式的变成电子式了,控制方式也由继电器控制变成计算机控制。数据采集和处理均使用计算机。 二、汽车检测技术的发展 汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期,人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。随着现代科学技术的进步,汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备,对汽车进行安全、迅速、可靠的检测. 1. 国外汽车检测技术发展状况 汽车检测技术是从无到有逐步发展起来的,早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等,这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期,国外汽车检测诊断技术发展很快,并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。进入70年代以来,随着计算机技术的发展,出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上,为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线,使汽车检测制度化。 概括的讲,工业发达国家的汽车检测在管理上已实现了“制度化”;在检测基础技术方面已实现了“标准化”;在检测技术上向“智能化、自动化检测”方向发展。 2. 国内汽车检测技术发展概况 我国从60年代开始研究汽车检测技术。 70年代,我国大力发展了汽车检测技术,汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。由交通部主持研制开发了反力式汽车制动试验台;惯性式汽车制动试验台;发动机综合检测仪;汽车性能综合检验台(具有制动性检测、底盘测功、速度测试等功能)。 80年代,随着国民经济的发展,科学技术的各个领域都有了较快的发展,汽车检测及诊断技术也随之得到快速发展。如何保证车辆快速、经济、灵活,并尽可能不造成社会公害等问题,已逐渐被提到政府有关部门的议事曰程,因而促进了汽车诊断和检测技术的发展。 在单台检测设备研制成功的基础上,为了保证汽车技术状况良好,加强在用汽车的技术管理,充分发挥汽车检测设备的使用,交通部1980年开始有计划的在全国公路运输和车辆管理系统(交通部当时负责汽车监理)筹建汽车检测站,检测内容以汽车安全性检测为主。 80年代初,交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。从工艺上提出将各种单台检测设备安装联线,构成功能齐全的汽车检测线,其检测纲领为30000辆次/年。 为了配合汽车检测工作,国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准、计量检定规程等100多项。从汽车综合性能检测站建站到汽车检测的具体检测项目,都基本作到了有法可依。 3、我国汽车综合性能检测技术的发展方向 我国汽车检测技术要赶超世界先进水平,应该在汽车检测技术基础、汽车检测设备智能化和汽车检测管理网络化等方面进行研究和发展。 a.汽车检测技术基础规范化 b.汽车检测设备智能化 c.汽车检测管理网络化 根据汽车安全和性能检测的要求,本文针对其中发展较快的联网技术、排放测试、四轮定位、灯光检测以及制动性能测试中的一些路试方法进行探讨。 三、设备联网 目前我国的汽车综合性能检测站部分已实现了计算机管理系统检测,虽然计算机管理系统采用了计算机测控,但各个站的计算机测控方式千差万别。即使采用计算机网络系统技术的,也仅仅是一个站内部实现了网络化。随着技术和管理的进步,今后汽车检测将实现真正的网络化(局域网),从而作到信息资源共享、硬件资源共享、软件资源共享。在此基础上,利用信息高速公路将全国的汽车综合性能检测站联成一个广域网,使上级交通管理部门可以即时了解各地区车辆状况。在这种结构下,汽车综合性能检测站既能担负车辆动力性、经济性、可靠性和安全环保管理等方面的检测,又能担负车辆维修质量的检测以及在用车辆技术状况的检测评定,还能承担科研、教学方面的性能试验和参数测试,检测项目广且有深度,能为汽车使用、维修、科研、教学、设计、制造等部门提供可靠技术依据。 目前的设备主要以串行口、以太网协议的方式进行互联,随着通讯技术的发展,提供了更多的方便选择。例如可以用短消息平台进行方便的数据交换,或是使用基于无线以太协议,蓝牙技术也是一个标准的开放互联协议。随着光通讯的发展,在复杂的大型网络中可以使用光网络作为信号的传输媒体。 四、机动车的排放测试 随着汽车保有量的增加(年递增率达到10%以上),汽车排气污染物造成的环境污染情况将曰趋严重。目前,大气污染已逐渐发展成为世界性的问题。用废气分析仪和烟度计测定排气污染物的浓度,目的是控制排气污染物的扩散,使其限定在被允许的范围内,达到保护生态环境和自然界生态平衡的目的。 汽车排放的主要污染物是:一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、硫氧化物(主要成分为二氧化硫)和微粒物(由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成)。柴油发动机与汽油发动机相比,其CO排出量要小得多。而且,柴油发动机的HC排出量也较少,但NOx排出量则和汽油机差不多,且会排出令人讨厌的黑烟。 为了控制汽车排气污染物对生态环境的危害,世界各国政府相继制定了汽车排气污染物的限制标准。 汽油车污染物排放检测 汽油车污染物排放检测方法的演变分为两个部分,一是对于气体浓度的测试方法的变化,其次是测试时汽车本身的工作状态。下面分两个部分对此问题进行讨论。 气体浓度检测方法的分类 所选用的红外波长范围为3-5um,为保证仪器的测量精度以及测量距离,对红外辐射光源的要求是:辐射的光谱成分要稳定。因为各种气体对红外线的吸收具有选择性,如果发射的光谱成分(波长和能量)不稳定,对同一浓度的气体,吸收的能量就会有差异,必将造成测量误差。 辐射能量应大部分集中在待测物组分特征吸收波段范围内,并且发射系统的光束发散角要较小,以保证光束在经过长距离的传输后,光信号能量还足够强,以便增加待测组分能够吸收的能量。红外光源发出的近似平行的红外光束,在穿过汽车尾气排放区,经双车道公路对面放置的角反射器反射后,光束返回到仪器接收部分,依次通过气体校准池,红外聚焦透镜,斩波器和旋转的滤光片转轮,最后聚焦在红外探测器上。 2.可调谐红外激光差分吸收汽车尾气道边监测系统 最近在国外推出了利用输出波长可调谐的激光器,在一定的波长范围内进行扫描,测得实际的对应气体的吸收谱线的峰值,利用峰值的形状来确定各种气体的浓度值,实现了对机动车在行驶过程中排放的尾气中CO、CO2、NO、HC污染物进行自动监测。由于激光输出的光束波长比滤光片要小的多,各种气体出现光谱重叠的可能性也更小,测试结果也更为准确。 传统的尾气检测方法先要在汽车排气管采样,然后在实验室条件下用常规仪器进行分析,费时费力,成本高,操作难度大,4名工作人员一天只能检测100辆车左右,而采用尾气道边监测技术可实现实时在线遥测,可实时监测机动车尾气排放的污染状况,一小时就可以检测1000辆车以上。并且能够实时反应车辆在运行时刻的真实排放。 排放检测时采用不同的汽车工作状态 前面提到,随着发动机的工作状态以及实际载荷不同,即使同一辆车的实际排放效果也极不相同,这也是当前排放测量中的一个最大问题。排放测量的目的是为了更好了解车辆在实际使用时的污染物排放情况,以达到污染控制的目的,如果测量的状态和实际使用时不同,那么这个测量的结果就没用很好的参考价值。随着技术的发展和要求的提高,汽油车的排气测定方法分工况法、等速工况法和怠速法。怠速法中包括了单怠速法和双怠速法, a. 汽油车怠速污染物排放检测 检测站主要以单怠速法测量汽油车的排气污染物,其实怠速法并不能具体反应车辆的实际情况,但是由于其操作简单,并且限制条件较少,故在检测站广泛采用。 b. 汽油车工况法污染物排放检测 ASM ( Acceleration Simulation Mode稳态加载工况),它要求底盘测功机根据机动车的基准质量,模拟机动车运行中的稳态负荷,被检测机动车在此负荷下匀速运行。当车速为24km/h时,为BASM5024工况。当车速为40km/h时,为BASM2540工况。检测时被检车辆首先进行BASM5024工况检测,如果排放超标则要进行BASM2540工况检测。 使用稳态加载工况检测系统更能真实地反映出汽车实际的排放状况,但它是对汽车排放气体浓度的测量,汽车尾气成份的浓度测量不能完全测定汽车对大气的污染程度,因为没有废气的总质量就无法测定污染物实际重量。由于以上原因欧标的排放标准都以克/公里为检测单位,因为它兼顾了浓度及质量。 现在使用的较为先进的Vmas系统,能对排放气体的实际流量进行测试,计算排放污染物的总质量,保证测量结果能和通行的欧II或欧III标准兼容,真正达到对排放的总污染物进行控制的目的。 4.2 柴油车自由加速烟度的检测 a.滤纸式烟度计的原理 烟度计主要是测量柴油机排烟的仪器,采样器为一个弹簧泵,前端带有采样探头,插入排气管中央吸取一定容积的尾气,使其通过一张一定面积的洁白滤纸,排气中的碳烟积聚在滤纸表面,使滤纸污染。用检测器测定滤纸的污染度。该污染度即定义为滤纸烟度,单位为FSN。规定全白滤纸的FSM值为0,全黑滤纸的FSM值为10,并从0-10均匀分度。 滤纸法测量稳态工况时的烟度比较可靠,但用于变工况下碳烟的连续测量时测量结果的准确性受到滤纸品质的影响,也不能测量蓝烟和白烟,而且从以上各项指标看,这种仪器的测量精密度是不高的。 b.不透光烟度计的原理 不透光烟度计是采用不透光学原理,它是使一定光通量的入射光透过一段特定长度的被测烟柱,用光接收器上所接收到的透射光的强弱评定排放可见污染物的程度。 由于滤纸式烟度计测量结果的准确性受到滤纸品质的影响;而不透光烟度计既能实现连续测量,又能测量排气中水分和烟雾等成分,因此,为了使我国的排放法与国际标准接轨,2000年起开始实施的排放标准引入了不透射光度的概念。排风扇 不透光烟度计的测量原理 排气中含烟、汽的浓度越高,光穿过测量室时光能衰减就越大,经光电转换器转换的电信号就越弱。 c.散射法测烟尘的浓度及平均颗粒度大小 不透光烟度计是采用不透光学原理,对柴油机的排放中烟度的总密度进行测量,实际上,探测器接收到的能量不仅和颗粒排放物的浓度相关,还和颗粒的平均粒子大小相关。 五、汽车定位检测技术及其发展 由于汽车行驶速度的提高,操控稳定性对汽车安全影响越来越重要。汽车的操控稳定性主要由汽车的定位参数决定。汽车的定位参数包括:前轮定位参数(前轮前束、前轮后倾角、主销后倾角、主销内倾角、前轴退缩角、转向前展、转向角等)、后轮定位参数(后轮前束、后轮后倾角、后轴退缩角、推进角等)。汽车不仅具有前轮定位参数,有些高级客车和高级轿车还具有后轮定位参数。这些定位参数的错误将会严重影响汽车的操控性能,例如:主销后倾角过大时,转向沉重,主销后倾角过小时,容易引起前轮摆振,方向盘摇摆不稳,方向盘自动回正能力变差。当汽车左右后倾角偏差过大时将引起行驶跑偏,后轮前束不正确时,不仅引起跑偏,还会造成轮胎异常磨损等。 1、定位仪的分类 定位仪是一种测量汽车定位参数的设备。检测前轮定位参数的设备称为前轮定位仪。汽车的操控性能不仅与前轮有关,后轮定位参数也起着至关重要的作用,检测前后轮定位参数的设备称为四轮定位仪。 四轮定位仪的测量方式及数据处理、数据传输方式随着电子技术的发展而不断变化,但是其基本测量原理大致是相同的。 按出现的先后次序分 a. 前束尺; b. 光学水准定位仪; c. 拉线定位仪; d. 拉线电脑四轮定位仪 e. 光学电脑四轮定位仪 按测量数据传输技术分 有线定位仪:传感器通过电缆把测量数据传送到主机,其主要特点是:传输可靠,成本低廉。 红外无线定位仪:通过采用红外线通信技术把传感器测量数据传送到主机。相对有线方式,其主要特点是操作更为方便,但是,由于红外线传输具有方向性,因此在安装使用过程中应格外谨慎。 高频无线定位仪:通过高频无线电通信技术把传感器测量数据传送到主机。具有传输无方向性、距离远的、受障碍物影响小等优点,主要缺点是成本高。 2. 四轮定位发展历史 早期的定位测量工具由前束尺、外倾角、后倾角测量装置等构成。前束尺是通过测量左右两前轮之间前后距离的差值来测量前束的。它只能测量以长度单位表示的总前束值,不能测量单轮前束、退缩角、推进角等参数,而且测量精度有限。随着汽车技术的不断发展,其测量功能及精度远不能满足定位要求。 a. 采用激光技术测量前束的光学水准定位仪。 在被测车辆的两前轮和两后轮上分别装有激光发射器,通过读取激光束照射在刻度尺上的位置来测量前束。当前束为0时,激光束照射在刻度尺的0位,当前束不为0时,激光照射位置发生偏移。该偏移代表了被测车轮的前束值。 b. 拉线四轮定位仪 以拉线代替激光对前束进行测量的装置,该设备的测量功能进一步加强,由于采用了单片机等微电脑进行控制,测量的自动化程度有所提高。显示采用LED,更为直观,方便。也有的采用电脑控制显示,并且在电脑中存有各种车型的定位数据,以便与实际测量结果比较。拉线定位仪前束测量原理的核心是测量旋转角的旋转式电位器(有的采用霍耳传感器或光电编码器或旋转变压器测量旋转位置),用于测量拉线的偏转角度。 早期的拉线定位仪只有两个机头,需要分两次对全车的四轮进行测量。先测量两个前轮,然后再测量两个后轮。后来也有四机头的,可同时对四轮的定位参数进行测量。拉线式定位仪的主要缺点是操作繁琐,测量精度不高等。 c.光学电脑四轮定位仪。 无论是激光四轮定位仪还是红外线四轮定位仪,虽然其测量传感器有所不同,其最终测量对象都是光线(激光获红外线)的偏转角度。电脑激光四轮定位仪是通过测量激光在感应接收器上的位置信息来计算激光的偏转角度,从而得到前束测量数据,CCD红外线传感器则通过面阵CCD的成像信息计算测量一个红外发光源在CCD视野中的水平坐标,从而计算红外线的偏转角度。 随着电子技术技术的不断发展及个人电脑价格的不断下降,发展了计算机技术与光学测量技术相结合的电脑四轮定位仪。电脑四轮定位仪极大地丰富的四轮定位仪的功能,简化了四轮定位的操作:操作界面友好;电脑四轮定位仪中存储了各种车辆的定位数据,并且把实际测量数据与技术规格相比较,指引操作人员调整车辆,帮助操作人员使用、存储打印测量数据等等。目前市场上电脑四轮定位仪品种繁多,但其性能、品质差别极大,价格差异也很大。关键在于所采用的传感器元件的种类及其品质、传感器数据处理技术等,它们对四轮定位设备的测量精度、响应速度、设备的可靠性、稳定性等有着重要影响。有些高档四轮定位仪器中已采用DSP技术。 3.电脑四轮定位仪数据传输技术 对于传感器机头的测量数据,需要传送到上位计算机进行处理、显示等。目前的主要方式如下: a. 有线方式 传感器测量数据通过电缆传送到主机。有线数据传输可采用的技术有很多种,采用何中技术主要取决于性能价格比等因素。 b. 红外线无线传输技术 红外线无线传输技术是把需要传输的数据经过调制后经由红外线载体发送,红外线接收器在接收到调制的红外线信号后经过解调恢复传输数据。由于红外线具有方向性,因此红外线的传输也具有方向性,而且存在不能被遮挡、传输距离不远等缺点。其主要特点是技术简单、成本低。 c. 高频无线电传输技术 待传输数据经调制后以高频无线电波为载波向周围空间发送。它所采用的无线电频段一般。与红外线传输相比,无线电传送具有传送距离远、方向性不强等优点。其主要缺点是成本较高。 4.3D定位仪 3D图像定位仪的测量装置包括高分辨率CCD摄像头、反射光板构成。每个车轮上装夹一个带特定反光斑的反光板,因为CCD焦距的缘故,必须使每个反光板对应一个相应焦距的CCD。电脑内要安装图像采集卡,在使用时,电脑还要取得举升机的高度信息,以便得到正确的计算结果。 电脑首先将汽车举升到规定的高度,然后分时逐个选通各个CCD,并采集CCD送来的图像信息,计算机根据所采集的图形信息计算各定位角度。其测量原理计算各个反光板的二维角坐标(对应于前束、外倾)、反光板中心在CCD中的坐标以及到对应CCD的距离。而四个CCD在选定的三维坐标系中的坐标是固定不变而已知的,这样,各反光板中心在该坐标系中的坐标就可以求出。于是各反光板的相对位置就全部求出,也就能求出车辆各车轮的参数,如前束、外倾、退缩角等。主销参数的测量与其它定位仪的相似。 3D影像定位仪的测量部分使用高分辨率的面阵图像传感器(面阵CCD或数码相机),而原来的机头由一反光板代替,反光板上有按一定规律排列的反光斑,用图像传感器观察反光板,根据其反光斑的位置及大小计算各车轮的位置参数,如图所示,若车轮外倾时,反光板在CCD的视野中绕视野中心轴线旋转,各反光斑的上下左右位置均发生变化,只要先求出各反光斑的中心点的位置,再根据解析几何的原理就可计算出这些反光斑旋转了多少角度。 当前束发射变化时,反光板将绕Y轴旋转一定角度。此时,原来正园型的反光斑在CCD摄像头中的成像将变为椭圆型。根据椭园的形状变化,就能计算出前束。 由于测量距离不能与事先调整的对焦距离严格相等,图像不清晰,精度计算就要打折扣。所以这种定位仪在测量时要求轻轻推动车辆前后移动若干距离以得到不同姿态的多次测量。 该定位仪主要的问题是精度问题,由于CCD的焦距与反光板到CCD的实际距离可能因车型不同而相差较远,聚焦就成为影响测量精度的最大障碍。加之由于该类CCD成本较高,设计者还希望在每侧只使用一个CCD,焦距问题就更突出了。如果采用自动聚焦,但调整聚焦的成像对象不够理想,而且自动聚焦本身也带来测量误差。选择更高分辨率的CCD也难解决根本问题。所以,这种定位仪目前还不适宜大批量普通用户。 六、前照灯测试 汽车前照灯主要用于汽车夜间或阴暗、雨雾天气行驶照明。它的亮度和照射方向对于行车安全是至关重要的。夜间汽车所有前照灯同时照明时,灯具应具有使驾驶员看清前方100米距离以内交通障碍物的性能,照明光束应对准汽车前进的方向,主光轴方向应偏下。前照灯的发光强度不足或照射方向不合适,汽车前方的情况就不能清晰易见。而发光强度过强或照射方向过高,会使迎面驶来的汽车里的驾驶员造成眩目,妨碍驾驶员作出正确的判断,这些都是导致交通事故的重要原因。为了降低行车事故,确保行车安全,汽车在出厂前其前照灯必须调整正确。汽车前照灯的检验必须经常化和制度化。为此,国家公布了《机动车前照灯使用和光束调整技术规划》(GB7454-87)和《汽车前照灯配光性能》(GB4599-84),对机动车的远光照明和近光照明的发光强度和照射方向提出了明确的要求。特别是在进WTO后,这一要求会逐渐强化,以便和国际接轨。 国家对前照灯的检查曰益严格,并且将由原先以远光为重点的检测要求向近光过渡,各车辆检测站和汽车生产厂家急切需要装备能够进行远近光检测的仪器。 由于国家法规的逐步完善,前照灯检测仪经过了一个从远光测量到远近光测量的过程。在早期的单远光测量仪中,普遍利用远光的对称性,采用了对称光电池排布,测量远光的光轴中心。随着国家标准开始强调近光检测的重要性,目前出现了很多具有近光检测功能的仪器。本文在介绍灯光设备主要以远、近光兼测的内容为主。 1. 前照灯的配光特性 典型的前照灯近光灯配光特性是有明显的明暗截止线,在明暗截止线的左上方有一个比较暗的暗区,在明暗截止线的右下方有一个比较亮的亮区,其光强最强的区域在明暗截止线的右下方。 3. 前照灯的测量原理分类 目前各前照灯测试设备生产厂家生产的测试仪大多采用了五种测量方法: (1)采用CCD和光电池相结合方法。利用光电池进行远光测量,利用CCD进行近光测量。这种方法是对原用的远光测量仪上改进而来; (2)采用全CCD测量,用CCD替代光电池进行远光的定位、角度和光强测量。 (3)利用CCD的成像高分辨率,进行远光和近光的角度测量,利用具有大动态范围的光电池进行远光光强度的测量。 (4)采用全光电池的方法。测量近光时用光电池进行扫描,以得到平面图像进行近光分析。; (5)采用手工进行仪器的定位,用目视的方法进行偏角的观察,同时利用光电池进行光强的测量; CCD法在测量远光灯光型不符合标准而具有多组对称点时,具有角度测量上的优势,其精度和重复性精度较高。如果考虑到光型是在车灯灯具生产的时候就应该得到保证,其优势并不明显。同样的,由于CCD本身的生产工艺的限制,其器件的动态范围较小。目前国内器件动态范围大的只有几百,为了避免易饱和的弊病,常进行非线性校正。如 校正,无法胜任光强度测量。国外的高端产品动态范围大的也只有两三千,但价格相当昂贵。由于前照灯的光强范围变化较大,因此在光强测量上,光电池要优于CCD; 4.目前灯光检测的主要问题 在灯光检测种,目前最大的问题是检测时由于测量车辆的停靠出现偏斜,目前的仪器不能识别测到的数据是由于车灯本身的照射方向偏差造成的,或者是由于车辆整体偏斜造成的,国标规定的角度最大允许误差为1~2度,这么小的一个角度对于汽车的停放来说要求过于苛刻,对于前照灯检测仪来说,目前当务之急是要解决这个问题,使得测量的结果能够准确的反映实际的灯光偏角。 七、汽车的路试检测技术 在汽车检测仪器未有充分发展的阶段,部分项目以路试进行实际工作状态的评估。随着检测仪器的发展,在现阶段通常以比较方便的、快捷的仪器完成测量,而此时汽车通常处于一种静态的状态,某些测试项目实际上是要对机动车的动态特性进行检测,比如常见的制动性能、排放检测,现在的常用办法是在固定的工位上完成检测过程,这种做法在发展的初期极大的提高了检测的便利,而随着要求的提高,人们希望获得真实的动态数据,这有两种方法可以达到这个目的: 采用模拟的办法,给汽车加上人为的负载,如工况法测量尾气的排放; 开发路试设备,使得可以在汽车行驶时获得期望的数据。 目前采用的模拟运行状态的办法在某种意义上只是一种近似,很难达到和实际情况完全一样的效果。因此在条件允许的情况下,开展实际的路试对机动车的真实运行情况进行掌握,对于测量的检修和设计都可以提供重要的的指导意义。 文中提到的可调谐红外激光差分吸收汽车尾气道边监测系统
红外接收三极管半导体红外激光管反射镜然后是单片机或者其他mcu镜片固定物体上 利用激光反射 接收 型号由于位置改变 造成反射光束强度变化然后 直接读取电平 假如 1MHz以下 可以考虑51100MHz可以考虑8051f320这类再快 可以考虑fpga这应该最简单了
利用激光微振动测量系统,我们实验室在做,不过不好意思我们这个项目是国家某部委的军工保密项目,不能告诉你了,呵呵!
激光扫描检测仪 本仪器是利用激光扫描检测原理而研制的。当激光光束对被测工件进行扫描,在光学系统给定的有效扫描区域内,被测工件对扫描光束的遮挡起到光强调制的作用。当扫描器对被测工件进行高速扫描时,产生一光强调制信号,这一光强调制信号携带被测量的有关特征信息,接收器通过光电变换将这一光信号变成电信号,再经过电子学系统和微机实时处理,就可以得到测量结果。
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论文题目: 温室环境测控系统及其发展趋势
摘要 :本文阐述了温室环境测控系统在国内外的发展情况,包括从温室诞生起,美国、日本、荷兰等温室测控技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果,以及国内引进温室技术后,各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次浅谈了温室测控系统的发展前沿,即该领域的先进技术,如无线电监控系统、GPRS技术、远程温室大棚控制系统等。最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素,包括温度、湿度、光照、CO2浓度,以及当下比较适宜的处理办法。
关键词 : 温室环境测控;无线电监控;远程监控
Greenhouse environment controling systems and its
development
Abstract : This paper said the development of the greenhouse environment control system at home and aborad , since the birth of greenhouse , United States , Japan , the Netherlands and other greenhouse monitoring and control technology more advanced countries in their respective areas of research , and after the introduction of greenhouse technology as well as domestic , various universities and professionals to explore their own good and have made certain aspects of the research results . Second ,on the forefront of the development of the greenhouse control system , such as radio control system , GPRS technology , remote control system of greenhouse and so on . Finally , Specific about the main factors of greenhouse monitoring and control , Including temperature, humidity , light , CO2 concentration and the more appropriate approach at present Keyword: greenhouse monitoring and control technology ; radio control system ; remote control system of greenhouse.
引言
目前,我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。而温室作为现代化设施农业的重要产物,在国内多数地区得到了广泛应用。温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统,它可以避开外界种种不利因素的影响,人为控[1]制或创造适宜农作物生长的气候环境。由于温室中各种环境因素是可以人为控制的,因此控制技术直接决定着温室中农作物的产量和质量。
温室测控系统一般包括三个模块:环境信息采集模块、数据处理模块和执行模块。在目前的测控系统中,环境因子的采集主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。
1温室环境测控在国内外的发展
自二十世纪七十年代温室诞生以来,各国对测控技术的研究越来越多,也越来越深入,逐步向着网络化、智能化、综合化的方向发展[2]
国外温室技术发展概况
美国是最早发明计算机的国家,也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求,对温室内光照、温度、水、气、化肥等诸多因子进行自动调控,还可利用温差管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行调节及控制。
在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达,比如塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列,蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施温室生产,并针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究[3],主要有设施内播种装置、苗接触刺激装置、苗灌水装置和遮光装置的开闭装置、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2施肥装置等方面的自动化研究[4]。
2002年,英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术,可以观测50km以外温室内的温度、湿度等环境状况并远程控制。另外针对CO2浓度对作物的影响这一点,温室中通常安装通风机,搅动空气使温室中的CO2浓度一致[5]。
荷兰园艺温室发展较早,由于地处高纬度地区,日照短,全年平均气温较低等不利于作物生长的气候因素,因此集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜,大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部采用计算机控制,大大提高了作物的产出及品质要求。
现今随着科技的不断发展,国外温室业正致力于高科技的广泛应用。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中,近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化,大规模,无人化的方向发展[6]。
国内温室技术发展概况
国内的计算机应用开始于70年代中期,当时主要用于数据的统计分析和计算。自70年代末起,我国陆续从美国、日本、荷兰等国引进了许多先进的现代化温室技术,在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上,我国农业科研工作人员进行了温室内部温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子控制技术的综合研究,在边学习边发展的道路上我国温室技术也有了长足的进步。
早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC 512系统,并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构[7]。到了90年代初期,计算机开始用于温室的管理和控制领域。
2000年,金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用[8]。该研究是以工业控制机为核心采集环境信息,控制外围设施执行控制。实现了温室的封闭环境控制,但该系统布线复杂,维护困难且成本过高。
2005年,杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统[9]。该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控,提高了系统的可靠性、降低了数据传输过程中干扰。但由于蓝牙技术本身的不成熟,与其他技术相结合以后会导致系统的紊乱,难以调控,顾该系统的实际应用仍需要深入研究。
2007年,唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统[10]。该系统把个体生产和规模化生产相结合,在单个温室大棚生产实现智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产。
2008年,周茂雷,郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系统[11]。该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量、开关量实时动态采集,将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量。
2 温室技术新型发展
现代化农业设施技术得到了极大的发展,利用不同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境,下面讲述了五种新型温室技术。
无线电监控系统
随着生产规模的不断扩大,大棚数量的增多,有线监测系统布线复杂、维护困难、不能任意增加节点等缺点就暴露出来了. 随着电子技术的发展,出现了一体化的无线收发芯片nRF905,该芯片体积小巧,外围只需添加少量几元件即可工作,而且编程简单,可实现信息的无线传输, 以上位机为信息处理终端,构成了温室大棚环境参数监控系统, 该系统具有无需布线、可以任意增减采集点、结构简单、功耗低及组网方便等特点,因而具有较高的实用价值[12]
GPRS技术的应用
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是一种基于GSM (Global System for Mobile Communications)系统的无线分组交换技术。同一无线信道又可以由多个用户共享,只有当某个用户需要发送或接收数据的时候才会占用信道资源,从而有效地利用了信道资源。监控中心服务器通过GPRS 可以在移动状态下使用各种采集到的信息数据, 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境监控信息数据传输系统, 实现智能化温室控制信息采集点的无线数据传输,监控系统同时可以实现资料、指令的.反向传输,以达到远程控制的目[13]。的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的作物生长状况。
基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统
CAN(controller area network)总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网[14-15],其信号传输采用短帧结构,具有传输时间短、受干扰的概率低、实时性强、性能好和可靠性高等优点,广泛应用于各种控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信。
Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多。在现有的各种现场总线中, Profi2bus 总线占有很大的市场份额, 并提供了DP、PA3和FMS三种协议类型。
虚拟仪器的应用
温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器、分立元件仪器、数字化仪器和智能化仪器,到现在发展到了虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台,可以通过不同的虚拟仪器软件实现多种测试功能,能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件,并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能,进行各种信息的处理,然后将结果送出显示或控制调节机构,调节大棚的环境参数[16]。
远程温室大棚控制系统
为实现农民对大棚的简捷控制,实现农民增产增收,远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工程。该系统实时要求很高, 传输距离较远, 对稳定性以及抗干扰性的要求也很高, CC2Link造价低廉, 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的新型现场通讯方式,另外以太网实时、高速且传输距离较远, 而成为主流的远程通讯方式。两者相结合便实现了温室大棚远程控制网[17]。
3 影响作物生长的各项因素及处理办法
作物的生长发育,一方面取决于作物本身的遗传特性,另一方面取决于外界环境条件。在生产上,则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制生长和发育。
影响作物生长发育的主要环境条件包括:温度(空气温度及土壤温度)、光照(光的强度和光周期)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤肥力及土壤溶液的反应)、空气(大气及土壤中空气的特性,CO2的含量,有毒气体的含量)、生物条件(土壤微生物及病虫害)等。下面就温度、湿度、光照、CO2浓度这四方面进行具体的论述。
温度
作物的生长发育环境中以温度最为敏感,也是最重要的。自然环境下,温度在时间上随
四级变化而周期变化,在空间上随纬度和海拔的升高而降低。
另外在室内的话,由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较复杂,实际上温度的空间分布受室外气候因子、室内调控方式、植物群体结构的综合影响,空气温度不论在水平方向还是在垂直方向往往都不均匀。
处理办法:
目前温室的温度调控主要包括增温、保温、降温[18]。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式;保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量;降温最简单的途径是通风.
湿度
适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作物健康生长的重要条件。根据研究发现,除了阴雨天以外,室内午后过低的空气湿度会导致作物发生光合作用的午休现象。
一般情况下,作物适宜的相对湿度是60%~80%。所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用,影响作物生产的质量;另外,空气湿度过大,作物植株也易于生病。
土壤湿度对植物的影响也很大,若温室内排水不良,灌水不当,土壤渗水性不好,造成土壤水分过剩,使土壤中的氧气减少,植物根部呼吸的水分减少,从而影响植物的水分代谢,阻滞植物的生长或者发生根部腐烂的情况[19]。
处理办法:
除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。 加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统[20]。这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效.
光照强度
光照是作物生长发育的关键条件之一。没有光照,就谈不上植物的生长,光照不足,势必影响植物的生长发育。
光照的强度直接影响到作物光合作用的强度。与室外相比较,室内光明显的差异表现在数量减少,光质改变及光分布不均匀等三个方面,从而形成独特的温室光环境[21]。
处理办法:人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度
基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝:PLC;智能控制:温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1.1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1.2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为:式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2.1系统总体结构2.1.1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。2.1.2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2.1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动力,降低劳动者的劳动强度。2.2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方便。3系统的软件设计3.1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3.2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制效果达到最佳。3.3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下:(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应用.现代化农业,2003(12):1~3申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考.农业工程学报,2000,16(5)
建筑工程质量检测工作是做好建筑工程质量管理的重要手段和技术基础。我为大家整理的建筑工程质量检测技术论文,希望你们喜欢。建筑工程质量检测技术论文篇一 浅议建筑工程质量检测 【摘要】 建筑工程质量检测工作是做好建筑工程质量管理的重要手段和技术基础。本文对检测行业的现状进行了分析,探讨了建筑工程质量检测的主要内容与检测技术,并提出了做好检测工作的策略。 【关键词】 质量检测;检测内容;策略 【中图分类号】 【文献标识码】 B 【 文章 编号】 1727-5123(2012)03-045-02 建筑工程质量不仅关系工程的适用性和建设项目的投资效果,而且关系到人民群众生命财产的安全。随着我国现代化建筑事业的蓬勃发展,建筑规模不断扩大,一旦发生工程质量问题,会直接影响公共利益和公众安全,因而,建筑工程的质量检测越来越成为人们所关注的 热点 。 1检测行业的现状 改革开放以来,建设工程质量检测行业规模由小到大,工作类型由单一到综合,检测市场化概念已经形成。但是在实际工作中仍然存在很多问题。⑴从只能检验砂石、水泥、砖瓦、钢材发展到市政工程材料、地基基础检测、建筑工程结构可靠性检测、建筑节能检测、室内环境检测等,检测的内容越来越精细,检测技术也在不断进步;⑵建筑企业试验室属于第一方试验室,即企业为了保证自身承包的工程质量而设立的试验室,由于其自身性质很大程度上限制了它们的发展,使其在经济实力、检测能力、规模和技术力量等环节处于劣势,在检测市场所占分额很小。但是这种情况正在改变,企业的试验室正在逐步分离出来, 成立具有独立法人资格的检测机构;⑶市场的竞争,使检测费用远远低于成本,导致部分试验无法正常进行;⑷检测行业目前的技术门槛过低,造成人员技术素质较低。虽然现在实行的是见证取样,施工现场的见证人员不仅没有相应的资格,甚至有一些人员连最简单的常识都不懂,样品的真实性得不到保证,所得到的数据与实际严重不符。 2建筑工程质量检测的内容 地基基础工程的质量检测。 地基。通常采用钻孔取芯试验、静载荷试验和触探试验对复合地基进行检测。检测要求有:⑴砂石桩复合地基的质量检测要求。施工后等待一段时间,抽查检测砂石桩的处理效果;可采用静力触探、标准贯入、原位测试的 方法 检测桩间土的挤密质量;⑵振冲桩复合地基的质量检测要求。施工结束后间隔一定的时间,可采用单桩载荷试验对振冲桩的质量进行检测;对于场地复杂或是重要的工程,应检测复合地基的处理效果。 桩基工程。桩基检测项目主要有:⑴单桩竖向承载力试验。在同一个条件下,试桩的数量应大于3根;应采用油压千斤顶加载;基准桩与压重平台支座、试桩之间的中心距应符合相关规定;制作的试桩应符合要求;加载方式选择慢速维持载荷法;测读桩沉降量的时间间隔应掌握好;严格按照要求确定单桩竖向极限承载力;⑵基桩高应变动力检测。检测之前需对电源、传感器、仪器、设定参数等进行检查,确保无误;锤击设备选用自由落锤时,应保证最大锤击落距小于3mm;如果只需检测桩身的结构完整性,可降低落距,减轻锤重;⑶混凝土灌注桩终孔持力层检验。人工挖孔桩终孔时,应按照设计要求对孔走向、表面岩状及桩端持力层进行检验;可采用原位载荷试验测得的结果,并结合实践 经验 和桩基设计要求,对桩孔孔底土层的承载力进行复验。地基基础工程质量检测另外还有地下结构施工监测和建筑物的变形检测等。 钢筋混凝土结构工程质量检测。钢筋混凝土质量检测可分成三类。⑴外观检查。对于混凝土外表产生的质量问题,可用此法,如尺寸偏差、蜂窝麻面、表面损伤、缺棱掉角、裂缝、冻害等;⑵预留试块检测。这种方法有一定的误差,如预留试块的取样不当,试块与结构没有同条件养护,试块的振捣方法与结构的施工方法相差过大,则试块就没有代表性;⑶在结构本体上进行检测。这种检测内容有:混凝土的强度和缺陷、钢筋混凝土结构质量问题的常用手段,其测试结果可作为判断结构安全问题的重要依据。后者称为破损检验,是在非破损检测尚无法确定其承载能力时使用,或对新结构需要分解其受力性能时使用。常用较成熟的非破损检测方法有:回弹法(表面硬度法)、拔出法(半破损法)、超声波法(声波法)等。回弹法是一种测量混凝土表面硬度的方法,利用回弹仪冲击动能测量回弹锤撞击混凝土表面后的回弹量,确定混凝土表面硬度,用试验方法建立表面硬度与混凝土强度的关系曲线,从而推断混凝土的强度值;拔出法是直接测定混凝土的力学特性的方法,使用拔出仪拉拔埋在混凝土表面层内的锚杆,根据混凝土的拉拔强度,推算混凝土抗压强度;超声波法可以测定混凝土的强度,用超声波发射仪,从一侧发射一列超声脉冲进入混凝土中,在另一侧接收经过混凝土介质传送的超声脉冲波,同时测定其声速、振幅、频率等参数,判断混凝土的质量。 砌体结构工程检测。 砌体结构的现场检测方法。砌体结构主要指砖砌体,砌体强度是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的,传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样,进行抗压强度试验而砌体结构的特点导致取样存在较大难度,取样时的扰动又会对试样产生较大损伤,从而影响试验结果。因此,砌体结构的现场原位非破损或半破损试验方法理所当然地受到重视,并广泛开展研究和工程实际应用。砌体强度直接测定法包括:抽样检测法、原位检测法、动测综合法、微观结构法等。 砌体强度的间接测定法。砌体强度与砂浆和砖块强度有直接关系。由砂浆和砖块强度等级可确定砌体的抗压强度,间接测定法就是使用专门的仪器和专门的测试方法,测量砂浆和砖块的某一项强度指标或与材料强度有关的某一项物理参数,并由此间接测定砌体强度。主要方法有:冲击法、回弹法、推出法,此外尚有筒压法、点荷法等通过测定砂浆的强度来测定砌体强度的方法,都已在工程中得到应用。 3做好检测工作的策略 建立检测信用档案 良好的信用是建立社会主义市场经济体制的必然要求。检测机构及检测人员信用档案,包括检测机构和人员的业绩、检测市场违法违规行为及不良行为记录等。检测机构和人员的信用档案是对检测机构申请资质和奖惩的重要依据。完善检测信用管理,建立诚信获利和失信惩戒机制,发挥信用管理调控市场的作用。通过各种 渠道 ,宣传质量检测信用好的单位,扩大其社会信誉度和知名度。 完善建筑工程质量保证体系。针对建设项目规模,建立相应等级试验检测机构和质量保证体系,对工程质量负责。试验检测机构业务范围内的有关规范、规程、标准等技术文件应齐全,试验检测应严格按有关标准、规程及规范进行。各级质量管理部门应各司其责,按质量第一的方针和全面质量管理要求,采取切实有效的 措施 ,不断提高质量管理水平。在实际工作中,应严格实行质量自检,加强质量管理和质量监督,逐步建立完善质量保证体系。还要增强建设各方面的质量意识,分工负责,责任到人,真正落实质量岗位责任制。 培养高素质的技术队伍,加大技术创新的投入。勘察设计单位是技术密集型企业,对设计工作的要求很高。因此,提高设计质量的首要任务是提高人的素质,包括提高技术人员的质量意识和生产技能。同时,必须加大技术创新的投入,增加技术储备,为设计生产提供资源和技能保障。 坚持质量 教育 ,建立质量原理和质量责任制度。在质量管理工作中,质量意识的提高有两个途径:⑴靠坚持不懈的质量教育;⑵建立和落实质量管理和质量责任制度。因此,质量教育经常化和质量管理制度化是我们质量管理工作的重点。 严格验收工程。完成项目工程能否交付好的产品,关键在于最后验收。⑴工序验收是验收工作的基础。工序验收的过程是:先由操作者自检,再交由班组长检验。要采取必要经济制约手段,完善签字鉴证手续,严格执行每道工序,确保质量;⑵分项分部工程验收是验收工作的主要组织部分。分项分部验收要做到规范和严细:首先,保证验收工程的全面性,验收项目的品种和数量不得缺少。其次,从保证项目到允许偏差项目,验收都要严格执行国家标准,不得降低等级,严禁弄虚作假。最后,建设(监理)单位现场质量监督员应参加验收并签字鉴证;⑶竣工工程验收是工程交工的前提。工程整体验收应注意三个环节:首先,施工单位的自评;其次,建设(监理)单位的预验;最后,工程主管部门的正式验收。验收不但要现场检测,而且还要进行观感评定;不但要听取汇报,而且要严格审查一整套的工程技术档案资料。验收要明确工程遗留的质量问题,提出处理意见,确定保修条款,保证交付用户一个满意的产品。 总之,在将建筑工程质量检测行业推向市场的过程中,要加强见证取样工作的监督,无论是招标、规划、质量监督工程的各个部门在工程的每个环节都不要放松。做到每一个样品的取样合理,真实可靠。各检测单位还要提高建筑工程质量检测的质量意识和法律意识。树立服务观念,在市场经济中找准自己的位置,树立现代 企业管理 观念,借鉴和利用一切企业管理的先进手段和办法来帮助检测机构健康发展。 建筑工程质量检测技术论文篇二 刍议建筑工程质量检测 【摘要】建筑工程的数量也随着社会主义发展而不断增加,而工程检测是现代建筑必不可少的环节,这也是保证工程施工质量的有效途径。工程检测质量的好坏关系到了整个建筑质量的好坏,结合具体的工作经验,本文对建筑工程质量检测遇到的相关问题展开了简单的探讨。 【关键词】质量检测;建筑工程;问题探讨 在建筑行业不断发展的同时,我们也看到了很多潜在的安全隐患。近几年,我国建筑行业的意外事故发生率在不断增加,很多施工场地都出现了伤亡事故。这些都在警示人们,工程建筑施工必须要做好质量检查工作。检测时需要积极运用先进的技术手段,结合科学的实施程序,提高建筑工程的检测效率,尽可能避免过大的经济损失,维护建施工的安全进行。 一、建筑工程检测的主要内容与技术 1、地基基础的检测 (1)桩基工程的检测 桩基是隐蔽工程,支撑着地面上的构筑物,它是建筑物的基础,其质量优劣直接影响到这些建筑物的安全。在桩基础的施工过程中,桩基检测是一个不可缺少的环节。 a.单桩竖向承载力。在检测的同时必须要注意几个重点:在相同环境下,保证试桩的数量在3根以上;需使用油压千斤顶进行加载;对基准桩、压重平台支座、试桩三者的间隔要控制在标准范围内;设计的试桩需要满足实际工程需要;严格控制测读桩沉降量的时间长短好;根据具体标准来限制单桩竖向极限承载力。b.基桩高应变动力。在现场进行检测工作需要结合相关要求进行:在检测前期需做好相关的检查,如:电源、仪器、设定参数等,保证无误后投入使用;在锤击设备采取自由落锤时,要将最大锤击落距控制在3mm 以内;若需要对桩身的结构整体性进行检测,需要降低落距,减小锤重。c.混凝土灌注桩终孔持力层检验。检验技术要点:人工挖孔桩终孔时,应按照设计要求对孔走向、表面岩状及桩端持力层进行检验。 (2)建筑物的变形检测 a.倾斜。对建筑物倾斜情况实施检测是不可缺少的环节,其主要包括了直接测定法、间接测定等方式。直接测定法有:经纬仪投影法、垂线法、天顶天底仪观测法等;间接测定法有:对建筑物基础的相对沉降实施测定等。b.挠度与裂缝。通过运用检测仪器来做详细的观察;c.沉降。对地基的实际情况做好检查分析,避免因地基严重而影响到建筑质量。 (3)地下结构施工的监测 a.结构内力监测。钢筋混凝土的结构内力测试,主要是通过在支护结构构件主筋上布置钢筋应力计,以监控支护结构的应力变化。b.支护结构的侧向变形观测。采用测斜仪可以测量不同深度支护结构及土体的侧向变形程度。 二、对钢筋混凝土结构的质量检测 1.对混凝土内部状况的检测 由于混凝土材料的缺陷才导致的内部状况。这是因为施工大意、技术管理不到位等造成的。通过超声波可以探明缺陷具体存在的位置,并进行及时补救。直角传播法、钻孔对测法、单面平测法和直接穿透法等都是主要的检测方法。 2.对混凝土中钢筋的质量检测 对钢筋锈蚀的检测。如果钢筋发生锈蚀,则会对混凝土结构的安全性和耐久性会产生影响。通过采用半电池检测的方法,利用钢筋锈蚀程度与测量电位间建立的关系,对钢筋的锈蚀程度进行判断。对钢筋的位置进行检测。可以利用钢筋位置检测仪,这一先进的仪器设备进行测量,其能准确的测出混凝土中钢筋的位置以及保护层的厚度,确保其稳定性。 3.对混凝土强度的检测 主要是针对混凝土的内部结构而进行的非破损强度检测,主要运用回弹法等方法,对当前的建筑行业而言,这是对混凝土强度检测中比较常用的方式[2]。其重点主要在于:①在检测前需要对被检测对象的相关情况进行熟悉;②在构件上,要确定试样及分布其测区;③对回弹值、碳化深度要进行循环测试;④对试验数据要做好处理。 三、钢筋混凝土结构检测 (1)混凝土中钢筋的质量检测 a.钢筋锈蚀的检测。钢筋发生锈蚀会直接影响混凝土结构的耐久性和安全性。可采用半电池检测法,利用测量电位与钢筋锈蚀程度间建立的关系,判别钢筋的锈蚀程度。b.钢筋的位置检测。钢筋位置检测仪作为一种先进的仪器设备,可以准确的测定钢筋混凝土中钢筋的位置以及保护层厚度,保证其稳定性。 (2)混凝土强度 主要是针对混凝土结构的非破损强度进行,主要运用的方法包括了回弹法,这是当前建筑行而言比较常用的混凝土强度的方式。其重点在于:a.检测前需熟悉被检测对象情况;b.于构件上确定试样并分布测区;c.逐渐测量回弹值、碳化深度;d.对试验数据做好处理。 四、建筑材料的质量检测 建筑材种类繁多,各种材料进入施工现场后必须根据相关的规范要求进行试验检测,其检验的项目也必须符合国家、行业、地方的相关要求。常规检测项目有:主体结构(梁、板、柱) 砼标号及钢筋数量检测,竣工后房屋空气质量状况检测,钢筋抽样检测,混凝土试块检测,瓷砖性能检测,铝合金门窗三性检测等,这些项目都是强制性要求必须检测的项目。 五、建筑门窗 (1)塑料门窗 检测对象包括:a.根据断面图标准,对配合尺寸、断面尺寸的允差检查;b.低温落锤冲击试验;c.检测加热后的尺寸大小变化。 (2)铝合金门窗 包括:a.表面质量。检查门窗的装饰表面是否出现损伤,其表面的致密、配合情况是否良好。b.装配标准。检查运用的材料能否达到要求,其硬度与强度之关系是否合理。c.性能。门启闭力在50N 以下;抗风压性能要尽可能更强。 六、做好检测工作 1、建立检测信用档案 检测信用档案,包括检测机构和人员的业绩、检测市场违法违规行为及不良行为记录等。检测信用档案是对检测机构申请资质和奖惩的重要依据。完善检测信用管理,就是要建立诚信获利和失信惩戒的管理机制,发挥信用管理在市场调控中的作用。 2、完善技术管理工作制度 要认真执行工程技术标准,它是工程质量和安全的最基本保障,是工程建设领域的技术法规。要想使质量管理工作科学化、规范化、程序化、制度化,必须健全和完善建设各方主体工程质量技术保证体系,建立健全工程各方主体的质量技术管理控制机制,督促施工单位结合自身情况制定施工工艺、操作规程和内部控制标准。 3、培养高素质的技术队伍,加大技术创新的投入 勘察设计单位是技术密集型企业,对设计工作的要求很高。因此,提高设计质量的首要任务是提高人的素质,包括提高技术人员的质量意识和生产技能。同时,必须加大技术创新的投入,增加技术储备,为设计生产提供资源和技能保障。 4、严格验收工程 工程整体验收应注意三个环节:一是施工单位的自评。二是建设(监理)单位的预验。三是工程主管部门的正式验收。验收不但要现场检测,而且还要进行观感评定;不但要听取汇报,而且要严格审查一整套的工程技术档案资料。验收要明确工程遗留的质量问题,提出处理意见,确定保修条款,保证交付用户一个满意的产品。 结束语 对建筑工程实施质量检测具有十分重要的意义,对工程的质量具有决定给作用,在一定程度上可以降低工程成本的过度消耗,并对建筑物的结构安全起到了维护的作用。根据具体的需要,进而由施工单位采取相应的科学措施来进行检测。 参考文献: [1]杨莉萍,谢平.浅议工程质量检测工作的重要性及要求[J].云南建筑,2008(5) [2]王晓萍.关于混凝土构件荷载检验方法的探讨[J].河北建筑工程学院学报,2008(5) [3]周涛.浅谈工民建工程的质量检测[J].城市建设,2009(32) 看了建筑工程质量检测技术论文的人还看 1. 建筑工程技术论文范文 2. 建筑工程技术研究论文范文 3. 建筑工程技术管理毕业论文3篇 4. 建筑工程技术毕业论文范文 5. 浅谈工程技术建设论文
声回弹综合法检测混凝土强度技术应用摘 要:随着建筑市场管理日趋完善,建筑工程施工质量验收统一标准中的十六字指导思想“验评分离,强化验收,完善手段,过程控制”在工程中的具体应用得以实现,“完善手段”这一指导思想在工程质量验收中也就显示出越来越重要的地位;用科学的检测数据来判断,避免减少人为因素的干扰和主观评价的影响,同时监理规范的“平行检查”中增加检测手段控制,这些都为工程质量验收结构完整和使用功能的完善提供保证。 关键字:超声回弹,混凝土,强度,技术应用 上世纪六十年代罗马尼亚的建筑及建筑经济科学研究院,率先提出采用超声回弹综合法对混凝土强度进行检测起,我国从1976年也开始对此方法进行了全面及大量的检测,并于1988年制订了中国工程建设标准化协会标准《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02:88)。2005年由中国建筑科学研究院会同有关单位再次对《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》进行了修订,并于2005年12月1日执行《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02:2005。简称《综合法》。为了执行《综合法》,国家规范在《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107—87)中规定:“当时混凝土试件强度的代表性有怀疑时,可采用从结构或构件中钻取试件的方法或采用非破损检验方法,按有关标准的规定对结构或构件中混凝土的强度进行推定”。《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)中也有规定,“当混凝土试件强度评定不合格时,可采用非破损或局部破损的检验测方法,按国家现行有关标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定,并作为处理的依据”。1. 《综合法》的定义及优点超声回弹检测混凝土强度技术简称“综合法”,是混凝土强度的无损检测中的非破损方法之一。所谓综合法就是采用两种或两种以上的无损检测方法(超声波脉冲速度—回弹值),获取多种物理参量,并建立强度与多项物理参量的综合相关关系,以便从不同角度综合评价混凝土的强度。由于综合法采用多项物理参数,能较全面地反映构成混凝土强度的各种因素,并且还能抵消部分影响强度与物理量相关关系的因素,因而它比单一物理量的无损检测方法(回弹法、超声法)具有更高的准确性和可靠性。单一的回弹法和超声法,同一影响因素对不同方法影响程度不同,有的甚至完全相反。例如:当混凝土的强度等级相同,生产工艺和配合比基本相同的混凝土标养试件在用单一的回弹法和超声法进行强度检测时发现,混凝土龄期和混凝土湿度,对回弹法来讲,随着混凝土龄期的增长,混凝土表面硬化,加上混凝土表面结硬,使回弹值偏高,对潮湿混凝土表面硬度降低,回弹值显著偏低。对超声法来讲,情况却相反,随着龄期增长,混凝土内部逐渐趋于干燥,传播速度偏低,对潮湿混凝土传播速度要比干燥混凝土要快。如果将两种单一方法结合后,混凝土龄期和湿度的影响可以相互抵消而不加考虑了。这样,综合法正是利用了两种对构件损伤最小,一个利用构件内部的物理指标,一个从表面硬度着手,起到由表至内多侧面综合反应混凝土抗压强度,正因为是多侧面反应混凝土强度指标,故有较好的相关性,另外,综合法和半破损法的钻芯法相比也有一定的优点,钻芯法由于要造成结构或构件局部结构破坏,不宜在一结构中大面积使用。这样“超声波脉冲速度—回弹值”综合法成了混凝土强度无损检测技术的一个重要发展方法。某工程实例:存在问题检测结果(综合法的比较)试件编号测定强度fcu(MPa)误差(er)%试件综合法超声法回弹法综合法超声法回弹法2. 《综合法》的工程应用 (1)监理工程实践中,常常由于施工控制不严或施工过程中某种意外事故可能影响混凝土的质量,以及发现预留试块的取样、制作、养护、抗压试验等不符合有关技术规程或标准所规定的条款,怀疑预留的试块强度不能代表结构混凝土的实际强度,如:预留试块的丢失、同条件养护和标养不真实,都应优先采用综合法。(2)当需要了解混凝土在施工期间的强度增长情况,以便满足结构或构件的拆模、出养护池、出厂、吊装、预应力筋张拉或放张,以及施工期间负荷对混凝土强度的要求时。如:冬期施工等,都应优先采用综合法。(3)对已建成结构需要进行维修、加层、拆除等决策时,或受灾害性因素影响时,可优先采用综合法对原有混凝土强度进行强度推定,以便提供改建、加固设计时的基本强度参数和其他设计依据。(4)另外,国际上对建筑物结构的检测已扩大到设计基准期内的检测,对混凝土强度部分都应优先采用综合法。3.建立适合自己的测强曲线用混凝土试块的抗压强度与无损检测的参数之间建立起来的关系曲线,称为测强曲线。超声回弹综合法测强曲线,是以混凝土试块的抗压强度与超声声速值、回弹值,选择响应的数学来拟合它们之间的相关关系。建立适合自己的测强曲线,采用本地区(或以某一工程为对象)具有代表性的混凝土原材料、成型养护工艺和龄期为基本条件,制作一定数量的试块,进行非破损测试后,再进行破损试验建立的测强曲线。这样建立起来的测强曲线其现场适应性和强度测试精度均优于统一的测强曲线。另外,在各地区纷纷建立自己的测强曲线时候,保定市也建立起了自己的测强曲线。4. 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02:2005新增部分工程应用(1)综合法使用的回弹仪和超声波检测仪,必须具有产品合格证及检定证。对于混凝土超声波检测仪,符合《混凝土超声波检测仪》JG/T5004检定要求的模拟式和数字式超声波检测仪,均可用于综合法测试。回弹仪检定有效期为半年,混凝土超声波检测仪有效期为一年。(2)综合法新增加了超声波平测、角测等内容:角测法:当混凝土被测部位只能提供两个相邻表面时,虽然无法进行对测,但可以采用丁角方法检测。即将一对F、S换能器分别耦合于被测构件的两个相邻表面进行逐点测试,两个换能器的轴线形成90°夹角。例如:检测旁边存在墙体、管道等障碍物的混凝土柱子。平测法。当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时,可采用平测法检测。将一对F、S换能器置于被测结构同一表面,以一定测试距离进行逐点检测。比如:检测路面、飞机跑道、隧道壁等结构。另外,超声测试宜优先采用对测或角测,当被测构件不具备对测或角测条件时,可采用单面平测法。平测时两个换能器连线与附近钢筋线保持40°~50°夹角,以减少钢筋的影响,超声测距宜在350mm~450mm。因为综合法强度换算表中超声波声速是以对测的纵波声速回归计算的,如单面平测大部分接受到的是表面波,不能直接查读强度换算表,需要进行修正后使用强度换算表。(3)在测强曲线的修订中延长测强曲线龄期、增加强度范围、增加高强混凝土和泵送混凝土内容等。规程第6点龄期7~2000d(原7~730d,如超过此龄期时,可钻取混凝土芯样进行修改);第7点混凝土强度:10~70MPa(原C10~C50),从而使混凝土受检时间、范围得到更广泛的应用