時(shí)間：2023-06-02 09:59:30
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇激光檢測技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：激光測距；數(shù)字化檢測；脈沖激光回波信號(hào)；激光雷達(dá)
中圖分類號(hào)：TN958 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）03-0120-03
測距激光雷達(dá)是一種用途最廣的激光雷達(dá)，普遍應(yīng)用于工業(yè)、交通、建筑等民用領(lǐng)域，同時(shí)在火控、導(dǎo)航、偵查探測、跟蹤測量、防空預(yù)警等軍事領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，由于遠(yuǎn)程精確打擊和導(dǎo)彈防御在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中占據(jù)著主體地位，激光雷達(dá)的測距威力成為制約其應(yīng)用擴(kuò)展的一個(gè)重要方面，展開提高激光測距威力研究有著十分重要的意義。
一、提高測距威力方法分析
激光雷達(dá)測距方程為：
（1）
其中：為激光發(fā)射峰值功率，為發(fā)射光學(xué)透過率，為接收光學(xué)透過率，接收光學(xué)面積，目標(biāo)反射截面積，目標(biāo)反射率，大氣雙程透過率，激光束散角，探測系統(tǒng)的靈敏度。
由雷達(dá)測距方程可以看出，提高激光測距威力的方法有：增大激光發(fā)射峰值功率、提高發(fā)射接收光學(xué)透過率、增大接收光學(xué)口徑、減小激光束散角、提高探測系統(tǒng)靈敏度等措施。由于激光轉(zhuǎn)換效率很低，提高激光發(fā)射功率，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的功耗、體積顯著增加，并對(duì)冷卻系統(tǒng)的散熱性能提出苛刻要求。目前，激光雷達(dá)光學(xué)透過率可以達(dá)到80%以上，通過提高光學(xué)透過率來增強(qiáng)測距威力的難度很大且效果有限。增大接收光學(xué)面積，可以有效提高激光測距威力，但會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)體積和重量的成倍增加，同時(shí)引入大量的背景光噪聲。激光束散角必須與系統(tǒng)跟蹤精度相匹配，如果減小激光束散角，就必須提高系統(tǒng)跟蹤精度，技術(shù)難度大、成本高。探測系統(tǒng)靈敏度受探測器靈敏度、回波檢測技術(shù)等的制約，探測器靈敏度與器件的工藝水平有關(guān)，提高探測器靈敏度的難度很大。隨著數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展，研發(fā)低信噪比下回波信號(hào)的數(shù)字化檢測方法，可以有效提高探測系統(tǒng)的靈敏度，并且具有成本低、適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
目前，國內(nèi)常規(guī)測距激光雷達(dá)的回波檢測處理方法為固定閾值檢測法，即將回波脈沖信號(hào)與設(shè)定閾值進(jìn)行比對(duì)，低于設(shè)定閾值的回波脈沖被剔除，高于設(shè)定閾值的回波脈沖信號(hào)被保留。通常測量量程（20km）內(nèi)保留的回波脈沖一般不多于10個(gè)，然而由于固定閾值檢測法的工作環(huán)境適應(yīng)能力很差，無法自動(dòng)適應(yīng)天氣、環(huán)境及亮暗背景等的變化，如果閾值設(shè)置過低就會(huì)出現(xiàn)工作環(huán)境好的情況下可正常測距，工作環(huán)境變差時(shí)會(huì)出現(xiàn)虛警，甚至無法正常測距。這就要求閾值設(shè)置不能太低，傳統(tǒng)激光測距雷達(dá)的回波閾值為1.2V左右，這就導(dǎo)致低于1.2V的有效回波信號(hào)被丟失，大大降低了設(shè)備的測距能力。
數(shù)字化檢測處理技術(shù)通過高速AD器件將回波通道進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，并對(duì)回波通道進(jìn)行帶通數(shù)字濾波處理，然后利用超低閾值對(duì)回波通道進(jìn)行一次固定閾值檢測，該檢測保留了通道中幾乎所有的回波脈沖，并記錄下這些脈沖的位置、波形、脈寬、幅度、幅度排名等有效信息。采用恒虛警方法對(duì)回波脈沖進(jìn)行二次動(dòng)態(tài)閾值檢測，依據(jù)設(shè)備的虛警率要求、被測目標(biāo)狀態(tài)與數(shù)據(jù)處理能力，從一次檢測結(jié)果中選取幅度排名靠前的回波脈沖，該動(dòng)態(tài)閾值檢測具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，可依據(jù)通道的噪聲情況實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整二次檢測閾值的高低。對(duì)二次檢測結(jié)果采用先跟蹤再檢測技術(shù)，降低虛警率，提高目標(biāo)檢測正確性及對(duì)弱小目標(biāo)的檢測概率。
二、數(shù)字化檢測方法
由于目標(biāo)回波具有閃爍性、時(shí)間相關(guān)性以及回波幅度隨距離增加急劇下降等特點(diǎn)。借鑒微波雷達(dá)等處理方法，對(duì)目標(biāo)回波脈沖先進(jìn)行多目標(biāo)離散跟蹤，分析并跟蹤所有可能的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，再對(duì)這些目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行智能檢測判斷，提取出真實(shí)目標(biāo)回波。
數(shù)字化檢測處理軟件主要包括：超低閾值回波脈沖檢測（一次檢測）、動(dòng)態(tài)閾值回波脈沖檢測（二次檢測）、相關(guān)匹配處理（多目標(biāo)離散跟蹤）、目標(biāo)智能檢測確認(rèn)處理、目標(biāo)距離解算與修正等幾個(gè)部分。
超低閾值回波脈沖檢測是回波脈沖的一次檢測，完成回波通道數(shù)據(jù)預(yù)處理，將回波通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為包含有位置、波形、脈寬、幅度、幅度排名等有效信息的回波脈沖數(shù)據(jù)。超低閾值回波脈沖檢測的檢測閾值設(shè)置為100mV左右，并采用全數(shù)字化方式檢測處理，便于根據(jù)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過此次檢測，在測量量程范圍內(nèi)可獲得大約200～500個(gè)回波脈沖數(shù)據(jù)，基本保證了目標(biāo)回波脈沖不丟失。
動(dòng)態(tài)閾值回波脈沖檢測是回波脈沖的二次檢測處理，采用恒虛警處理方法對(duì)回波脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行二次檢測，依據(jù)設(shè)備的虛警率要求、被測目標(biāo)狀態(tài)與數(shù)據(jù)處理能力等條件，從一次檢測結(jié)果中提取幅度排名靠前的預(yù)定個(gè)數(shù)回波脈沖，這就將復(fù)雜的檢測閾值自適應(yīng)調(diào)整問題轉(zhuǎn)化為簡單的預(yù)定脈沖個(gè)數(shù)設(shè)置問題，實(shí)現(xiàn)了回波脈沖閾值實(shí)時(shí)自動(dòng)適應(yīng)通道噪聲變化的能力。該動(dòng)態(tài)閾值檢測具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠自動(dòng)適應(yīng)天氣、環(huán)境、亮暗背景及設(shè)備狀態(tài)等的變化，提高了設(shè)備的整體性能。針對(duì)目前所內(nèi)激光測距產(chǎn)品，二次檢測預(yù)定脈沖個(gè)數(shù)常設(shè)置為80個(gè)，對(duì)應(yīng)二次回波閾值約為150～250mV，這可能會(huì)丟失部分目標(biāo)回波脈沖信息，但保證了設(shè)備的虛警率及數(shù)據(jù)處理能力，與傳統(tǒng)處理方式的固定閾值1.2V相比，有大幅提升。
相關(guān)匹配處理是依據(jù)目標(biāo)回波具有時(shí)間相關(guān)性而干擾脈沖不具備時(shí)間相關(guān)性而設(shè)計(jì)的。首先對(duì)二次檢測的回波脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯，對(duì)連續(xù)多幀回波脈沖數(shù)據(jù)依據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特性（速度與加速度）進(jìn)行匹配相關(guān)處理，檢索可能的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)所有運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤，記錄所有軌跡點(diǎn)的回波脈沖幅度、幅度排名、距離、速度等信息。
目標(biāo)智能檢測確認(rèn)是指對(duì)相關(guān)匹配處理所跟蹤到的所有運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析處理，提取出真實(shí)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。目標(biāo)智能檢測確認(rèn)以回波率為主要判據(jù)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡的回波率高于預(yù)設(shè)回波率時(shí)，確認(rèn)為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)存在多個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡滿足回波率要求時(shí)，綜合軌跡回波率、軌跡點(diǎn)的脈沖寬度、脈沖幅度、幅度排名等信息，進(jìn)行目標(biāo)智能選取。回波脈沖幅度排名可以有效反映當(dāng)前通道的信噪比情況，當(dāng)軌跡點(diǎn)的回波幅度排名較高時(shí)可自動(dòng)降低回波率判據(jù)預(yù)設(shè)值，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的快速確認(rèn)。當(dāng)軌跡點(diǎn)的回波幅度排名較低時(shí)可自動(dòng)提高回波率判據(jù)，防止虛假目標(biāo)的出現(xiàn)。激光近程后向散射是一種常見激光測距干擾問題，它會(huì)導(dǎo)致近程測距異常，采用遠(yuǎn)近回波差異控制技術(shù)，對(duì)近程目標(biāo)采用高回波脈沖幅度限制，既不會(huì)影響測距威力，同時(shí)可以抑制激光近程后向散射干擾。由于數(shù)字化接收處理保留了回波脈沖位置、脈寬、波形、幅度、幅度排名等有效信息，這就為目標(biāo)智能選取與確認(rèn)算法的實(shí)現(xiàn)提供有力支持，在提高測距威力的同時(shí)，有效增強(qiáng)了設(shè)備的整體性能及工作環(huán)境適應(yīng)性。
距離解算與修正是將目標(biāo)脈沖的位置信息進(jìn)行光速修正、系統(tǒng)誤差修正等處理，轉(zhuǎn)化為目標(biāo)距離數(shù)據(jù)。由于數(shù)字接收處理技術(shù)保留了目標(biāo)回波脈沖的波形數(shù)據(jù)，便于采用幅度恒比法、能量恒比法和波形微分法等處理方法來提高距離測量精度，實(shí)測結(jié)果表明，靜態(tài)目標(biāo)距離測量精度由傳統(tǒng)處理方式的3米提高到0.5米，測距精度大幅提高。
三、試驗(yàn)情況
2010年3月，新型數(shù)字接收機(jī)參加了某型號(hào)設(shè)備的靶場檢飛試驗(yàn)，試驗(yàn)現(xiàn)場使用新型數(shù)字接收機(jī)替換其中一臺(tái)設(shè)備的終端與接收分機(jī)，進(jìn)行測距威力對(duì)比測試，測距威力平均由原處理方式的12.6km提高到15.5km，提高測距威力超過20%，且工作性能穩(wěn)定。
圖1、圖2為2010年3月檢飛試驗(yàn)中使用新型數(shù)字接收機(jī)測量得到的某一航次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，此次測得的目標(biāo)最遠(yuǎn)距離為16.3km。
圖1 回波脈沖分布圖 圖2 目標(biāo)脈沖幅度與距離關(guān)系圖
圖1為多幀的回波脈沖分布圖，橫軸為距離值（量化為m），縱軸為幀序號(hào)，如圖可以清晰的看到目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖2為目標(biāo)回波脈沖幅度與距離的關(guān)系，目標(biāo)距離增加時(shí)回波幅度呈明顯下降趨勢，目標(biāo)距離增加100m，回波幅度平均下降約37mV，目標(biāo)回波信號(hào)具有明顯的閃爍現(xiàn)象。
2010年9月，使用了新型數(shù)據(jù)接收處理技術(shù)的該型號(hào)設(shè)備的三臺(tái)激光測距機(jī)，在基地進(jìn)行靶場檢飛試驗(yàn)，三臺(tái)激光測距設(shè)備的最遠(yuǎn)穩(wěn)定測量距離分別為：1號(hào)激光測距機(jī)15.8km、2號(hào)激光測距機(jī)18.2km、3號(hào)激光測距機(jī)15.7km，檢飛試驗(yàn)一次性通過，與指標(biāo)要求的12km相比，保留了超過30%的測距威力余量。
四、結(jié)論
近幾年，隨著高采樣率高帶寬A/D器件的出現(xiàn)和大規(guī)模高性能數(shù)字集成電路的飛速發(fā)展，數(shù)字接收處理技術(shù)逐漸受到國內(nèi)各激光測距設(shè)備研制單位和其他科研院校的關(guān)注與重視。我們開發(fā)的數(shù)字接收處理技術(shù)已在多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品中投入使用，經(jīng)驗(yàn)證是一種功能全面、性能穩(wěn)定的激光回波信號(hào)處理技術(shù)，該技術(shù)在提高激光測距威力的同時(shí)，大大改善了測距精度、環(huán)境適應(yīng)性和設(shè)備可靠性等整機(jī)性能。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：激光無損檢測超聲無損檢測射線無損檢測
在現(xiàn)代生產(chǎn)中針對(duì)不同對(duì)象選擇何種無損檢測方法已成為人們關(guān)注的問題，為解決好這個(gè)問題，就必須對(duì)無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測，是在不損傷材料和成品的條件下研究其內(nèi)部和表面有無缺陷的手段。也就是說，它利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異常或缺陷的存在所引起的對(duì)熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡要介紹三種常用方法的應(yīng)用和發(fā)展。
一、激光技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展
激光技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨(dú)特性能，使其在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術(shù)，這些技術(shù)由于其在現(xiàn)代無損檢測方面具有獨(dú)特能力而無可爭議地成為無損檢測領(lǐng)域的新成員。
1.激光全息無損檢測技術(shù)
激光全息術(shù)是激光技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域應(yīng)用最早、用得最多的方法。激光全息無損檢測約占激光全息術(shù)總應(yīng)用的25%。其檢測的基本原理是通過對(duì)被測物體加外加載荷，利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點(diǎn)，通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷。
激光全息無損檢測技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾方面。
(1)將全息圖記錄在非線性記錄材料上，以實(shí)現(xiàn)干涉圖像的實(shí)時(shí)顯現(xiàn)。
(2)利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)獲取干涉條紋的實(shí)時(shí)定量數(shù)據(jù)。
(3)采用新的干涉技術(shù)，如相移干涉技術(shù)。在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高全息技術(shù)的分辨率和準(zhǔn)確性。
2.激光超聲無損檢測技術(shù)
激光超聲技術(shù)是七十年代中期發(fā)展起來的無損檢測新技術(shù)。它利用Q開關(guān)脈沖激光器發(fā)出的激光束照射被測物體，激發(fā)出超聲波，采用干涉儀顯示該超聲波的干涉條紋。與其他超聲無損檢測方法相比，激光超聲檢測的主要優(yōu)越性如下。
(1)能實(shí)現(xiàn)一定距離之外的非接觸檢測，不存在耦合與匹配問題。
(2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時(shí)間分辨率，可以在寬帶范圍內(nèi)提取信息，實(shí)現(xiàn)寬帶檢測。
(3)易于聚焦，實(shí)現(xiàn)快速掃描和成像。
3.激光無損檢測的發(fā)展
激光超聲檢測成本高，安全性較差，目前仍處于發(fā)展階段。但在無損檢測領(lǐng)域，激光超聲檢測在以下幾方面的應(yīng)用前景引起了人們的關(guān)注:(1)可用于高溫條件下的檢測.如熱鋼材的在線檢測；(2)適用于某些不宜接近的樣品，如放射性樣品的檢測；(3)激光束可入射到任何部位，可用于檢測形狀奇異的樣品；(4)可用于超薄超細(xì)的樣品及表面或亞表面層的檢測。國外近幾年已有將激光超聲檢測用機(jī)復(fù)合材料的檢測、熱態(tài)鋼的在線檢測的報(bào)道，在化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過程中膜層厚度的實(shí)時(shí)檢測方面也進(jìn)行了研究。
二、超聲檢測技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用與發(fā)展
超聲無損檢測技術(shù)(UT)是五大常規(guī)檢測技術(shù)之一，與其它常規(guī)無損檢測技術(shù)相比，它具有被測對(duì)象范圍廣。檢測深度大；缺陷定位準(zhǔn)確，檢測靈敏度高；成本低，使用方便；速度快，對(duì)人體無害以及便于現(xiàn)場使用等特點(diǎn)。
1.超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用
(1)目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復(fù)合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機(jī)車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。
(2)各種新材料的檢測。如有機(jī)基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)陶瓷材料、陶瓷基復(fù)合材料等，超聲檢測技術(shù)已成為復(fù)合材料的支柱。
(3)非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質(zhì)量檢驗(yàn)，包括對(duì)其內(nèi)部缺陷、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度的檢測應(yīng)用也逐漸增多。
(4)大型結(jié)構(gòu)、壓力容器和復(fù)雜設(shè)備的檢測。由于超聲成像直觀易懂，檢測精度較高。因此，近幾年我國集超聲成像技術(shù)及超聲信號(hào)處理技術(shù)等多學(xué)科前沿成果于一體的超聲機(jī)器人檢測系統(tǒng)已研制成功，為復(fù)雜形狀構(gòu)件的自動(dòng)掃描超聲成像檢測提供了有效手段。
(5)核電工業(yè)的超聲檢測。
(6)其它方面的超聲檢測。如醫(yī)學(xué)診斷廣泛應(yīng)用超聲檢測技術(shù)；目前人們正試圖將超聲檢測技術(shù)用于開辟其它新領(lǐng)域和行業(yè)，如人們正努力將超聲檢測技術(shù)用于血壓控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)作非接觸檢測、辨識(shí)。性能分析和故障診斷等。
2.超聲檢測技術(shù)的發(fā)展
在現(xiàn)代無損檢測技術(shù)中，超聲成像技術(shù)是一種令人矚目的新技術(shù)。超聲圖像可以提供直觀和大量的信息，直接反映物體的聲學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，有著非常廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)代超聲成像技術(shù)都是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)采集技術(shù)和圖象處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)采集技術(shù)、圖象重建技術(shù)、自動(dòng)化和智能化技術(shù)以及超聲成像系統(tǒng)的性能價(jià)格比等發(fā)展直接影響超聲檢測圖像化的進(jìn)程。現(xiàn)代超聲成像技術(shù)大多有自動(dòng)化和智能化的特點(diǎn)，因而有許多優(yōu)點(diǎn)，如檢測的一致性好，可靠性、復(fù)現(xiàn)性高，存儲(chǔ)的檢測結(jié)果可隨時(shí)調(diào)用，并可以對(duì)歷次檢測的結(jié)果自動(dòng)比較，以對(duì)缺陷做動(dòng)態(tài)檢測等。
目前已經(jīng)使用和正在開發(fā)的成像技術(shù)包括:超聲B掃描成像，超聲C掃描成像、超聲D掃描成像，SAFT(合成孔徑聚焦)成像，P掃描成像，超聲全息成像，超聲CT成像等技術(shù)。
三、射線技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展
1.射線檢測技術(shù)的應(yīng)用
射線檢測技術(shù)是利用射線(X射線、射線、中子射線等)穿過材料或工件時(shí)的強(qiáng)度衰減，檢測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性的技術(shù)。穿過材料或工件的射線由于強(qiáng)度不同在X射線膠片上的感光程度也不同，由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖像。
(1)早期使用在石油工業(yè).分析鉆井巖芯。
(2)在航空工業(yè)用于檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)復(fù)合材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)某些復(fù)合件的制測技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一是數(shù)字圖象處理技術(shù)，即使常規(guī)膠片射線照相技術(shù)，也在采用數(shù)字圖象處理技術(shù)。
(3)今后重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)。1994年HaroldBerger在美國《材料評(píng)價(jià)》發(fā)表的“射線無損檢測的趨勢”中提出，在20世紀(jì)的最后10年和21世紀(jì)的初期，下列技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用:①數(shù)字X射線實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)在制造、在役檢驗(yàn)和過程控制方面。②具有數(shù)據(jù)交換、使用NDT工作站的計(jì)算機(jī)化的射線檢測系統(tǒng)。③小型、低成本的CT系統(tǒng)。④微焦點(diǎn)放大成像的x射線成像檢驗(yàn)系統(tǒng)。⑤小型高靈敏度的X射線攝像機(jī)。⑥大面積的光電導(dǎo)X射線攝像機(jī)。
四、無損檢測的發(fā)展趨勢
1.超聲相控陣技術(shù)
超聲檢測是應(yīng)用最廣泛的無損檢測技術(shù)，具有許多優(yōu)點(diǎn)，但需要耦合劑和換能器接近被檢材料，因此，超聲換能、電磁超聲、超聲相控陣技術(shù)得到快速發(fā)展。其中，超聲相控陣技術(shù)是近年來超聲檢測中的一個(gè)新的技術(shù)熱點(diǎn)。
超聲相控陣技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的時(shí)間延遲，改變聲波到達(dá)(或來自)物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)聚焦點(diǎn)和聲束方向的變化，然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)圖像成像。與傳統(tǒng)超聲檢測相比，由于聲束角度可控和可動(dòng)態(tài)聚焦，超聲相控陣技術(shù)具有可檢測復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和盲區(qū)位置缺陷和較高的檢測頻率等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高速、全方位和多角度檢測。對(duì)于一些規(guī)則的被檢測對(duì)象，如管形焊縫、板材和管材等，超聲相控陣技術(shù)可提高檢測效率、簡化設(shè)計(jì)、降低技術(shù)成本。特別是在焊縫檢測中，采用合理的相控陣檢測技術(shù)，只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的覆蓋掃查檢測。
2.微波無損檢測
微波無損檢測技術(shù)將在330～3300MHz中某段頻率的電磁波照射到被測物體上，通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化，了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷，確定分層媒質(zhì)的脫粘、夾雜等的位置和尺寸，檢測復(fù)合材料內(nèi)部密度的不均勻程度。
【關(guān)鍵詞】壓水堆核電站；無損檢測；超聲技術(shù)；超聲相控陣
0 前言
超聲檢測是指利用超聲波對(duì)材料的質(zhì)量檢測和評(píng)估的技術(shù)。超聲技術(shù)操作簡便、靈敏度高、檢測費(fèi)用低、且沒有輻射，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，其中包括核工業(yè)。壓水堆核電站具有特殊的運(yùn)行工況，要保障其安全運(yùn)行，須對(duì)其材料和結(jié)構(gòu)提出更高的要求。無損檢測是檢驗(yàn)和測試工程材料完整性、連續(xù)性和可靠性的重要手段，因此壓水堆核電站的無損檢測對(duì)于維系核電站的安全運(yùn)行具有重要意義。超聲技術(shù)是壓水堆核電站常規(guī)的無損檢測手段之一，核電材料和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量保證與超聲檢測性能的穩(wěn)定與提高密切相關(guān)。本文對(duì)壓水堆核電站材料和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，壓水堆核電站無損檢測的基本要求以及超聲檢測技術(shù)的適應(yīng)性發(fā)展進(jìn)行了論述。
1 核電設(shè)備材料和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
由于特殊的工作環(huán)境（高溫、高壓、強(qiáng)烈腐蝕和輻射等），壓水堆核電站對(duì)材料具有更高的安全要求。核電材料的選用不僅要考慮力學(xué)性能（強(qiáng)度、塑性、硬度和韌性等）和工藝性能（鍛造、鑄造、焊接等），還要充分考慮輻照引起的材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化。此外，材料與材料之間、材料與介質(zhì)之間的相容性和材料的價(jià)格也是材料選用的依據(jù)。壓水堆核電站常用的金屬材料包括碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、鋯合金、鎳基合金和鈦鋁合金等。
壓水堆核電站一回路系統(tǒng)主要包括反應(yīng)堆及壓力容器、蒸汽發(fā)生器、冷卻劑主泵、穩(wěn)壓器和主管道等。根據(jù)部件的位置、功能和工況，選用適合的材料是壓水堆核電站安全運(yùn)行的前提和保障。表1為壓水堆核電站一回路系統(tǒng)殊部件的材料使用情況。
表1 壓水堆核電站一回路系統(tǒng)選用的材料舉例
從表1可以看出，壓水堆核電站一回路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料具有鮮明的特征：首先是大量采用了耐高溫、高壓，抗腐蝕性和抗輻射性強(qiáng)的材料。不同的材料之間組分的不同，其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)和組織差異明顯。第二是材料易于加工并能滿足某些特殊加工要求，盡量采用整體結(jié)構(gòu)，減少中間的機(jī)械連接，這樣可以降低部件的故障率，提高設(shè)備的壽命。第三是不同的結(jié)構(gòu)和材料，加工工藝差距明顯，在役檢查過程中需要對(duì)無損檢測的檢測方法、要求和檢測規(guī)程等進(jìn)行不同的計(jì)劃和實(shí)施。這些特征給無損檢測工作帶來了較大的困難和挑戰(zhàn)。
2 壓水堆核電站無損檢測基本要求
無損檢測作為一種工藝過程控制和產(chǎn)品質(zhì)量控制的手段，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。壓水堆核電站的無損檢測，首選應(yīng)該結(jié)合材料和部件各自的特征，采用恰當(dāng)?shù)臒o損檢測方法；其次是制定正確的檢測規(guī)程，選用適當(dāng)?shù)臋z測器材，以確保無損檢測實(shí)施過程中不會(huì)對(duì)部件造成確定的或者潛在的傷害；第三是嚴(yán)格遵守壓水堆核電站在役檢查規(guī)范，并依據(jù)在役檢查前編制的檢查計(jì)劃和檢查大綱實(shí)施無損檢測。
壓水堆核電站一回路系統(tǒng)包容具有強(qiáng)烈放射性的物質(zhì)，設(shè)備處在高劑量的輻照環(huán)境中。為了確保核電安全，核電運(yùn)營的整個(gè)過程，包括設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、安裝、運(yùn)行和退役都要進(jìn)行無損檢測。設(shè)計(jì)階段的無損檢測主要是編制適應(yīng)性的技術(shù)規(guī)范和檢測規(guī)程，以實(shí)現(xiàn)所選用無損檢測方法的有效性。設(shè)備制造過程中需要對(duì)所有的原材料和零部件進(jìn)行規(guī)定的檢查，以證明生產(chǎn)的設(shè)備符合使用要求。安裝過程中需要對(duì)安裝現(xiàn)場的應(yīng)用性材料、焊縫和其他零部件進(jìn)行檢測，確保其質(zhì)量合格。核電運(yùn)行期間和退役時(shí)的無損檢測是在輻照環(huán)境下進(jìn)行的，工作強(qiáng)度大并具有一定危險(xiǎn)性，需要在盡可能短的工期內(nèi)完成計(jì)劃內(nèi)的無損檢測工作。
壓水堆核電站一回路系統(tǒng)的無損檢測具有非常嚴(yán)格的要求。核電設(shè)備所采用無損檢測方法、儀器設(shè)備與檢測工藝必須具有高度的可靠性和靈敏度，操作人員的技能必須達(dá)到在役檢查規(guī)范的資質(zhì)要求并具備豐富的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)。隨著經(jīng)驗(yàn)的沉淀和積累以及新型無損檢測技術(shù)的發(fā)展，我國壓水堆核電站的安全運(yùn)行將獲得更大的保障。
3 超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
超聲檢測是指利用超聲波檢測和表征材料的宏觀缺陷、幾何特性、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能等，從而對(duì)材料的應(yīng)用性能進(jìn)行專業(yè)評(píng)估的技術(shù)。超聲檢測技術(shù)檢測靈敏度高、檢測費(fèi)用低、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，且沒有輻射和化學(xué)污染的危害，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。壓水堆核電站中，超聲檢測技術(shù)同樣是一種常規(guī)的無損檢測方法。它主要應(yīng)用于壓力容器對(duì)接焊縫、角接焊縫的體積檢查，壓力管道焊縫的表面檢查，汽機(jī)部件的內(nèi)部檢查，鍛件的內(nèi)部檢查，軸瓦等復(fù)合層結(jié)合面的檢查，及其它金屬部件的內(nèi)部檢查。超聲檢測在使用過程中同樣具有一些缺點(diǎn)，比如測試過程對(duì)耦合劑的依賴性較大、探頭較大而可達(dá)性降低，檢測結(jié)果對(duì)檢測人員的技能要求高等。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)的不足，以適應(yīng)核電站無損檢測的技術(shù)要求，新型超聲檢測技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，包括超聲相陣控技術(shù)、激光超聲技術(shù)和電磁超聲技術(shù)等。
3.1 超聲相陣控技術(shù)
超聲相陣控技術(shù)是一種新型的超聲檢測技術(shù)，通過對(duì)超聲陣列換能器中各陣元進(jìn)行相控陣控制，可使得陣元發(fā)射的超聲波發(fā)生偏轉(zhuǎn)聚焦，且相位和幅度同步，通過調(diào)節(jié)聚焦點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工件的檢測，并有效提高檢測靈敏度。
自從誕生以來，超聲相陣控技術(shù)迅速變成了研究的熱點(diǎn)，包括測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與改善、控制電路的生產(chǎn)與測試，以及研發(fā)成本的控制與節(jié)約等。起初，超聲相控陣技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，隨著電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，超聲相控陣技術(shù)成功應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，包括航空航天[1]、造船[2]和核工業(yè)[3]等重要領(lǐng)域。超聲相控陣技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用包括醫(yī)學(xué)超聲診斷和醫(yī)學(xué)超聲治療兩個(gè)方面。科學(xué)家利用相控陣技術(shù)研發(fā)了一系列先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，比如全身數(shù)字化超技術(shù)、海扶超聲聚焦刀等，這為疾病的診斷和治療提供了極大的便利。超聲相控陣技術(shù)作為一種先進(jìn)的無損檢測 手段，受到了廣泛的研究，主要圍繞檢測結(jié)果成像，檢測目標(biāo)準(zhǔn)確定位以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確檢測等方面。需要指出的是，超聲相控陣技術(shù)在壓水堆核電站的設(shè)備檢測中發(fā)揮著重要作用，比如汽輪發(fā)電機(jī)的葉片具有特殊的工況和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，采用超聲相控陣技術(shù)不僅可以提高檢測效率和精度，還可以避免對(duì)葉片進(jìn)行拆卸而造成不必要的傷害。超聲相控陣技術(shù)與數(shù)字信號(hào)處理、成像和聲時(shí)衍射等技術(shù)的結(jié)合是今后發(fā)展的方向。
3.2 激光超聲技術(shù)
高能量的激光脈沖與物質(zhì)表面發(fā)生作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱特性區(qū)，熱量急劇擴(kuò)散而產(chǎn)生熱應(yīng)力作用，進(jìn)而產(chǎn)生的超聲波，通過檢測超聲波以達(dá)到對(duì)材料檢測的目的，這便是激光超聲技術(shù).相比傳統(tǒng)的超聲檢測技術(shù)，激光超聲技術(shù)具有無需耦合劑、非接觸性檢測、檢查速度快、檢查精度高以及檢查范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
隨著科技發(fā)展，激光超聲技術(shù)已經(jīng)突破理論研究的瓶頸，被廣泛應(yīng)用于材料的無損檢測等工業(yè)領(lǐng)域。激光超聲技術(shù)對(duì)于薄膜材料的檢測具有較高精度。[4]激光超聲技術(shù)用以復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的檢查也具有明顯優(yōu)勢，比如楔狀結(jié)構(gòu)、曲面結(jié)構(gòu)以及多層結(jié)構(gòu)等。[5-7]此外，激光超聲技術(shù)適用于高溫、腐蝕和輻射等危險(xiǎn)環(huán)境下對(duì)材料進(jìn)行檢測[8-9]，目前我國的壓水堆核電站并沒有引入激光檢測技術(shù)，這主要考慮考慮激光超聲技術(shù)定位的不穩(wěn)定性以及核電站特殊的工況。今后，隨著對(duì)激光超聲技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域的研究，該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用將獲得實(shí)現(xiàn)。如果對(duì)激光超聲技術(shù)在核工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)和充分的論證，激光超聲技術(shù)將成為常規(guī)無損檢測技術(shù)的補(bǔ)充。
3.3 電磁超聲技術(shù)
利用洛侖茲力和磁致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生超聲波，進(jìn)而對(duì)金屬導(dǎo)體進(jìn)行檢測的技術(shù)稱為電磁超聲技術(shù)。與傳統(tǒng)的超聲檢測技術(shù)相比，電磁超聲技術(shù)不需要與工件接觸、檢測速度快、檢測過程無污染，因此適合生產(chǎn)線的快速檢測和高溫等環(huán)境下的檢測。
由于具有明顯的優(yōu)勢，電磁超聲技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工[10]、石油管道[11]和壓力容器[12]等領(lǐng)域，用以進(jìn)行材料的缺陷檢測和定位以及厚度的測量。作為一種新型的無損檢測技術(shù)，電磁超聲技術(shù)在焊縫和鋼管管材檢測中表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。然而，電磁超聲技術(shù)同樣存在不足，比如敏感度過高，容易受到環(huán)境的影響和轉(zhuǎn)能效率低，接收信號(hào)低。這也促進(jìn)了電磁檢測技術(shù)的改進(jìn)，目前圍繞電磁超聲技術(shù)的研究主要包括電磁激發(fā)裝置的優(yōu)化、回波信號(hào)的處理，電磁超聲導(dǎo)波技術(shù)[13]和激光-電磁超聲技術(shù)[14]便是在此基礎(chǔ)上的發(fā)展和產(chǎn)生的新技術(shù)。電磁超聲技術(shù)也沒有被引入，作為核電設(shè)備的無損檢測技術(shù)之一。其中主要原因是性能的不穩(wěn)定性以及政策上缺乏論證和支持。隨著對(duì)電磁超聲技術(shù)的研究，電磁超聲技術(shù)也許在不久的將來，也將成為常規(guī)無損檢測技術(shù)的有力補(bǔ)充。
4 結(jié)語
（1）由于特殊的運(yùn)行工況，壓水堆核電站對(duì)材料要求較高。所選用的材料需具有優(yōu)良的力學(xué)性能、工藝性能，對(duì)高溫、高壓，強(qiáng)烈腐蝕和輻射的環(huán)境也具有很高的適應(yīng)性。其中碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、鋯合金、鎳基合金和鈦鋁合金等是核電站常用的金屬材料。
（2）壓水堆核電站無損檢測工作涵蓋設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行和退役整個(gè)運(yùn)營過程。核電設(shè)備所采用的無損檢測方法需要有高度的可靠性和靈敏度，操作人員需具備相當(dāng)?shù)馁Y質(zhì)和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。在“質(zhì)量第一、安全第一”的前提下，無損檢測實(shí)施工期應(yīng)盡量縮短。
（3）超聲檢測技術(shù)是壓水堆核電站常規(guī)的檢測方法之一，被用于焊縫的體積檢查和部件的內(nèi)部檢查。而新型的超聲技術(shù)的發(fā)展，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)的不足，并拓寬其應(yīng)用范圍。其中，超聲相控陣技術(shù)已經(jīng)被成功應(yīng)用于核電站重要設(shè)備的無損檢測。而激光超聲技術(shù)和電磁超聲技術(shù)的引入則需要進(jìn)一步科學(xué)和充分的論證。
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（東臺(tái)市交通工程檢測中心，江蘇 東臺(tái) 224200）
【摘 要】隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路橋梁工程得到了長足的發(fā)展，同時(shí)也給道路橋梁工程施工提出了更高的要求。同時(shí)隨著交通流量的增加，加上道路橋梁老化問題，使得對(duì)道路橋梁的檢測工作顯得十分重要。無損檢測技術(shù)能夠在不損壞道路橋梁結(jié)構(gòu)的前提下，完成對(duì)其的狀態(tài)檢測。本文首先對(duì)無損檢測技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹，然后提出無損檢測在道路橋梁工程應(yīng)用的意義，最后探討道路橋梁工程中無損檢測技術(shù)的具體應(yīng)用，供有關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞 無損檢測技術(shù)；道路橋梁；應(yīng)用
道路橋梁工程質(zhì)量管理過程中，試驗(yàn)檢測工作是其中必不可少的一部分，是保證道路橋梁質(zhì)量與使用安全的一種技術(shù)手段。在我國自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微機(jī)技術(shù)等大力發(fā)展的帶動(dòng)下，公路試驗(yàn)檢測技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其中無損檢測技術(shù)更能夠在不損害道路橋梁結(jié)構(gòu)的前提下完成試驗(yàn)，判斷道路橋梁是否處于健康狀態(tài)下。目前，我國交通事業(yè)正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，加強(qiáng)對(duì)無損檢測在道路橋梁工程中的應(yīng)用具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
1 無損檢測技術(shù)概述
所謂的無損檢測技術(shù)，就是在不對(duì)工程結(jié)構(gòu)或質(zhì)量產(chǎn)生破壞的基礎(chǔ)上，對(duì)工程外觀缺陷、工件特征檢查與測量等技術(shù)的統(tǒng)稱。無損檢測技術(shù)包括很多方面，傳統(tǒng)的包括通過敲擊，聽聲，對(duì)道路工程中有無裂紋進(jìn)行辨別，現(xiàn)在很多時(shí)候還在使用這種方法。然而這種傳統(tǒng)的無損檢測方法，不能準(zhǔn)確的判斷出缺陷的位置，具有很大的局限性。通過無損檢測技術(shù)，能夠保證嚴(yán)格的按照質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，將道路工程質(zhì)量控制在合理的性能要求范圍內(nèi)，避免由于過度的提高工程質(zhì)量，造成道路橋梁工程質(zhì)量過剩。通過無損檢測技術(shù)能夠準(zhǔn)確的判斷工程缺陷所處的位置，同時(shí)還不會(huì)對(duì)工程設(shè)計(jì)性能造成影響，如果工程缺陷位于加工余量內(nèi)，可以對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，或通過對(duì)施工工藝的調(diào)整，達(dá)到質(zhì)量要求。所以，通過無損檢測技術(shù)，不僅能夠提高工程施工效率，降低生產(chǎn)造價(jià)，還能夠滿足工程質(zhì)量性能要求。
2 道路橋梁工程中無損檢測技術(shù)應(yīng)用的意義
現(xiàn)階段，我國交通事業(yè)快速發(fā)展，特別是在我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷深入，使得道路橋梁建設(shè)越來越重要。道路橋梁工程不僅關(guān)系著我國交通運(yùn)輸命運(yùn)，道路橋梁工程質(zhì)量也直接關(guān)系著交通安全，決定著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。另外，道路橋梁工程具有施工線長、工程投資大、施工量大等特點(diǎn)，對(duì)工程質(zhì)量造成影響的因素很多，不僅包括施工環(huán)境、地質(zhì)水文條件等，還與施工技術(shù)等具有很大的關(guān)系，在施工過程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量出現(xiàn)問題，就會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量，給工程造成巨大的損失，加強(qiáng)對(duì)道路橋梁工程質(zhì)量的檢測具有十分重要的意義。現(xiàn)階段我國建設(shè)工程重要實(shí)行以政府監(jiān)督為主，社會(huì)監(jiān)理以及施工企業(yè)自檢為一體的保障體系，在這個(gè)保障體系運(yùn)作過程中，工程檢測技術(shù)十分重要，可以說工程檢測技術(shù)是道路工程質(zhì)量控制與管理的核心。政府相關(guān)部分或者是監(jiān)理企業(yè)，還是施工企業(yè)，都需要監(jiān)理滿足工程施工要求的實(shí)驗(yàn)室，共同完成對(duì)道路橋梁工程質(zhì)量檢測，為工程順利實(shí)施提供保障。作為道路橋梁工程施工技術(shù)管理中重要的組成部分，檢測技術(shù)同時(shí)也是工程施工控制、竣工驗(yàn)收等重要的環(huán)節(jié)。通過對(duì)工程各種工件、材料等質(zhì)量的試驗(yàn)檢測，能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，保證施工構(gòu)件、原材料等的質(zhì)量，提升工程整體的施工孩子兩。為了提高道路橋梁工程質(zhì)量，延長公路使用的壽命，不僅需要對(duì)工程基礎(chǔ)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，還需要嚴(yán)格的按照施工材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行，通過嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收，確保施工質(zhì)量。
通過無損檢測技術(shù)，還能夠保證施工原材料充分利用，同時(shí)對(duì)于新工藝、新技術(shù)、新材料的推廣也具有十分重要的意義，對(duì)工程質(zhì)量做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。通過大量的實(shí)踐證明，如果在道路橋梁工程中忽視了對(duì)檢測的作用，很難保證施工質(zhì)量，給工程到來質(zhì)量隱患。總之，無損檢測技術(shù)對(duì)于道路工程的意義包括提升工程質(zhì)量、保證施工工期、延長工程使用壽命、提高工程的經(jīng)濟(jì)性。
3 無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的具體應(yīng)用
道路橋梁工程中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
3.1 頻譜分析技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用
所謂的頻譜分析技術(shù)，就是通過對(duì)不同介質(zhì)中傳播表面波頻率特性的分析，判斷檢測對(duì)象的狀態(tài)。在道路橋梁結(jié)構(gòu)表面上施加一個(gè)瞬間的垂直沖擊力，這樣就會(huì)產(chǎn)生一組瑞雷波面，該波面主要以振源為中心，具有各種頻率。這樣就會(huì)通過對(duì)不同部分的錘擊，獲取不同的瑞雷波面信號(hào)，在不同位置上安裝傳感器，能夠?qū)@些瑞雷波頻率進(jìn)行檢測，通過對(duì)頻率的分析以及相干分析技術(shù)，達(dá)到測試不同深度分層介質(zhì)力學(xué)參數(shù)的目的。它與傳統(tǒng)方法相比,，具有速度快、檢測頻率高的特點(diǎn)。可以用于檢測路面各分層介質(zhì)的厚度均勻性以及層間的接觸情況。
3.2 圖像技術(shù)在道路橋梁中的應(yīng)用
所謂的圖像技術(shù)包括激光全息圖像技術(shù)以及紅外成像技術(shù)。紅外線成像技術(shù)原理：所有物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的，在分子不斷變化的下回釋放出熱量，同時(shí)不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)所散發(fā)的熱源能量也不盡相同，因此，通過專業(yè)的儀器就能夠準(zhǔn)確的判斷物體表面形成的溫度分布。由熱敏元件對(duì)路面等溫線進(jìn)行劃出來，通過等溫線的分布就能夠?qū)Φ缆窐蛄汗こ讨械娜毕葸M(jìn)行辨別。而激光全息技術(shù)，首先通過專業(yè)的攝像設(shè)備，得到全息圖，然后通過對(duì)全息圖的分析，加上相關(guān)的計(jì)算，判斷工程缺陷類型以及缺陷位置。
3.3 超聲波檢測技術(shù)
超聲波是一種高頻率的聲波，人耳聽不見，在頻率傳輸?shù)倪^程中滿足波傳輸規(guī)律。通過超聲波檢測技術(shù)，首先在實(shí)驗(yàn)檢測位置發(fā)射超聲波，然后通過超聲波接收器接受超聲波相關(guān)的參數(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷進(jìn)行判斷。在介質(zhì)中不同位置設(shè)置傳感器，測量超聲波在一定距離內(nèi)傳播的時(shí)間，利用速度、時(shí)間與位移的關(guān)系計(jì)算波速，利用速度與介質(zhì)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系可以測定材料的有關(guān)參數(shù)如彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等，還可用來檢測材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷。
3.4 激光技術(shù)在道路橋梁中的應(yīng)用
激光技術(shù)主要用于對(duì)道路橋梁路面的監(jiān)測，具體的應(yīng)用原理包括光時(shí)差、光電反射、衍射等。衍射原理主要利用激光在傳輸過程匯總?cè)绻龅姜M縫就會(huì)出現(xiàn)衍射，通過對(duì)狹縫寬窄的調(diào)整，就能夠得到不同的明暗相間的圖像，從而建立相關(guān)關(guān)系，對(duì)結(jié)構(gòu)中狹縫寬度變化等進(jìn)行分析。光電反射原理主要是激光強(qiáng)度與光電流強(qiáng)度有直接的關(guān)系，在光電轉(zhuǎn)換器的作用下能夠?qū)⒐饽苓M(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，由激光強(qiáng)弱的變化，光電轉(zhuǎn)換成電能的信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)事先對(duì)光電流位移關(guān)系的標(biāo)定，計(jì)算出彎沉位移變化。光時(shí)差原理主要是通過激光傳輸速度，對(duì)激光在短距離中傳輸?shù)臅r(shí)差進(jìn)行記錄，判斷工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的均勻性。
4 總結(jié)
通過上述分析可知，無損檢測技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用，不僅能夠提升工程質(zhì)量，延長工程使用壽命，同時(shí)還能夠節(jié)約工程成本。在道路工程中，無損檢測技術(shù)主要包括激光檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)、圖像技術(shù)、頻譜分析技術(shù)等等，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)必定得到不斷的完善，為我國道路工程發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：道路橋梁；無損檢測；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：U448文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為快捷運(yùn)輸?shù)墓罚踩招略庐惖匕l(fā)生著變化。作為連接道路的橋梁，起著至關(guān)重要的作用。公路橋梁造價(jià)昂貴，因此，人們?cè)跇蛄航ㄔO(shè)過程中，總是采取各種措施，確保工程質(zhì)量。盡管如此，公路橋梁長期在自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下，逐漸產(chǎn)生損壞現(xiàn)象，這是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過程。通過對(duì)橋梁工程的無損檢測，對(duì)橋梁的損傷情況和程度進(jìn)行診斷，對(duì)橋梁的可靠性、耐久性和承載能力進(jìn)行評(píng)估。為橋梁在特殊氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營狀況異常時(shí)提前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，為橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)與處理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。
無損檢測技術(shù)的特點(diǎn)
無損檢測技術(shù)是指在不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的前提下，通過測定某些適當(dāng)?shù)奈锢碇笜?biāo)來判斷結(jié)構(gòu)或構(gòu)件某些性能是否發(fā)生改變的檢測方法。無損檢測技術(shù)是多學(xué)科緊密聯(lián)系結(jié)合的產(chǎn)物，是以現(xiàn)代材料力學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)發(fā)展為理論基礎(chǔ)，而以現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展作為其測試工具的。
無損檢測技術(shù)的意義
傳統(tǒng)的方法是對(duì)公路橋梁隨機(jī)選點(diǎn)，鉆孔取樣，在室內(nèi)對(duì)所取樣本進(jìn)行分析和處理，從中獲取各種有價(jià)值的工程參數(shù)。這種方法的局限性表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
（1）因被測點(diǎn)是操作人員隨機(jī)選擇的，所以檢測結(jié)果很難具有代表性。
（2）由于檢測點(diǎn)有限，覆蓋面密度較小，使某些存在缺陷的不良區(qū)段反而被漏檢，從而埋下質(zhì)量隱患。
（3）雖然鉆孔取樣精度高，但其會(huì)對(duì)路面造成破壞，且修補(bǔ)時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。無損檢測技術(shù)作為快速、直觀，且能夠顯示道路橋梁內(nèi)部狀態(tài)的檢測設(shè)備和技術(shù)手段，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足，它在開展道路橋梁無損檢測技術(shù)研究、建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系、改善路面設(shè)計(jì)等方面具有重要的意義，也必將帶來道路橋梁改造方案的優(yōu)化和道路橋梁管養(yǎng)水平的提高。
橋梁的無損檢測技術(shù)(NDT)有較大的發(fā)展空間，包括超聲檢測、紅外檢測、聲發(fā)射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、X 射線檢測、光干涉、脈沖雷達(dá)、振動(dòng)試驗(yàn)分析等。在公路橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用NDT，可以提高新建結(jié)構(gòu)質(zhì)量的安全性；可以提供結(jié)構(gòu)損傷的標(biāo)志，例如，污染程度，鋼筋混凝土橋梁的氯侵蝕程度；可以記錄支座處的聲發(fā)射，反映了裂紋或過大的摩擦力或從墊層支座正在擴(kuò)展的裂紋。無損檢測的這些結(jié)果可以作為結(jié)構(gòu)評(píng)估的輔助。
在一些情況下，與侵入檢測相比，無損測試更快捷，縮短了測試期間的交通管制時(shí)間，從而降低了成本。雷達(dá)可以快速掃描潛在的結(jié)構(gòu)空洞，雷達(dá)在NDT 中的使用證明了NDT 的速度和便捷性。聲傳播的使用進(jìn)一步說明了調(diào)查的有效性。聲傳播可以用于檢測長護(hù)欄的潛在腐蝕。隨后可對(duì)疑似區(qū)進(jìn)行更細(xì)致的檢測，例如使用鉆孔、直接量測和超聲技術(shù)來確定未腐蝕厚度。NDT 間接測量了外形特征，測試結(jié)果依賴于信號(hào)在結(jié)構(gòu)內(nèi)非連續(xù)區(qū)的反射時(shí)間。該信號(hào)的速度依賴于結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)，該性質(zhì)不一定明確。因此，需要專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來解釋收集的數(shù)據(jù)，并判斷在物理特征或材料性質(zhì)方面的意義。
通常情況下，進(jìn)行無損測試時(shí)，將無損測試設(shè)備置于結(jié)構(gòu)附近，正對(duì)結(jié)構(gòu)或固定結(jié)構(gòu)表面。無損測試最大的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)結(jié)構(gòu)不會(huì)造成損傷，從而避免了對(duì)可能已有損傷的結(jié)構(gòu)的削弱。NDT 技術(shù)并沒有確定性的答案，還應(yīng)該參考其他信息來評(píng)估結(jié)構(gòu)的整體情況。
無損檢測技術(shù)在道路橋梁中的應(yīng)用
3.1超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)是根據(jù)瞬間應(yīng)力波原理對(duì)橋梁內(nèi)的空隙之處進(jìn)行檢測。該技術(shù)采用小鋼球?qū)炷帘韺舆M(jìn)行敲擊，以較為短暫的機(jī)械撞擊造成低頻應(yīng)力波，并傳至道路橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，從斷裂面處反射出來，通過分析反射波形態(tài)對(duì)路橋的空隙處進(jìn)行判斷。該技術(shù)是通過利用來自多個(gè)方面的超聲波而引起瞬間共振，一直對(duì)路橋裂隙、結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢測，并且可從信號(hào)記錄情況中了解空隙的位置。
在道路橋梁的檢測工作中應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)，一來可檢測橋梁在樁、板、梁等方面的結(jié)構(gòu)情況，二來可檢測管道中有無空隙存在，如此一來便可對(duì)存在問題的道路橋梁及時(shí)采取維修措施。然而，該項(xiàng)技術(shù)仍存在需要改進(jìn)的不足之處，該技術(shù)的檢查結(jié)果比較容易受到多種因素的影響。以管道為例，管道內(nèi)部若存在空氣、水分或是蜂窩體均會(huì)影響檢測結(jié)果，管道處于相交或相鄰的狀態(tài)下會(huì)影響檢測結(jié)果，管道所采用材料的不同也會(huì)影響檢測結(jié)果。此外，超聲波檢測技術(shù)對(duì)于道路橋梁在密實(shí)性方面的檢測也仍舊需要采取深入研究。
3.2光纖傳感檢測技術(shù)
光纖傳感檢測技術(shù)的原理是利用光纖對(duì)某些特定的物理量敏感的特性，將外界物理量轉(zhuǎn)換為可以直接測量的光信號(hào)的檢測技術(shù)。在我國，光纖技術(shù)經(jīng)過30多年的飛速發(fā)展已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，并應(yīng)用于國防軍事，航天航空，工礦企業(yè)，能源環(huán)保，生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域。光纖傳感檢測技術(shù)應(yīng)用于橋梁檢測中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁鋼索的索力及預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土梁內(nèi)部應(yīng)力，應(yīng)變特性的測量和監(jiān)測，構(gòu)成所謂的光纖智能橋梁。
與傳統(tǒng)的傳感器相比，光纖傳感器受到環(huán)境的限制更小些，絕緣性好、耐高壓、耐腐蝕，能在易燃易爆的環(huán)境下可靠運(yùn)行，不對(duì)被測對(duì)象產(chǎn)生影響；另外，體積小，重量輕，可做成任意形狀的傳感器陣列；并且，精度高，實(shí)用性強(qiáng)。但是昂貴的價(jià)格使該項(xiàng)技術(shù)的廣泛推廣變得比較困難。
3.3激光檢測技術(shù)
激光的高亮度，具備較好的方向性、相干性和衍射性。激光的光強(qiáng)愈強(qiáng)則光電流愈強(qiáng)，路面檢測正是利用了激光這一原理。當(dāng)激光的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光電流也隨之發(fā)生變化，根據(jù)所標(biāo)定的光電流與位移的關(guān)系，通過光電流的變化反算彎沉位移的變化量。在路基和路面檢測中，激光主要被用于距離測定、彎沉測定以及紋理深度測定和平整度的測定。
3.4探地雷達(dá)檢測技術(shù)
探地雷達(dá)檢測技術(shù)是通過借助10 ～ 1 000 MHz( 或更高) 的高頻電磁脈沖波，采用寬頻帶短脈沖的方式，從發(fā)射天線被送到地下，雷達(dá)脈沖波在地下傳播期間，若遇到的介質(zhì)交界面電性存在差異，則會(huì)有部分雷達(dá)脈沖波的能量由地下反射到地面，并由接受天線所接受。探地雷達(dá)檢測技術(shù)可對(duì)缺陷區(qū)域的深度、大小以及形狀方面進(jìn)行精確測定，具備操作簡單、效率高、節(jié)省人力資源等優(yōu)勢，且其檢測范圍較大，不因周邊環(huán)境而影響檢測結(jié)果。
探地雷達(dá)檢測技術(shù)是通過研究在地下介質(zhì)的交界面處所返回的反射波，對(duì)反射波的波幅情況以及到達(dá)地面所需要的時(shí)間進(jìn)行記錄，通過反射波記錄結(jié)果分析道路橋梁地下介質(zhì)具體分布情況，該技術(shù)以其高分辨率使之在淺層、超淺層等方面的檢測工作中備受青睞。
對(duì)于道路橋梁的檢測工作而言，常在以下幾種情況中應(yīng)用探地雷達(dá)檢測技術(shù)，分別是：
( 1) 擋土墻病害的檢測。
( 2) 基層厚度的檢測。
( 3) 基層含水情況的檢測。
( 4) 基層密實(shí)性的檢測。
( 5) 面層厚度的檢測。此外，根據(jù)探地雷達(dá)檢測技術(shù)的不同之處，還可在路橋其他方面的檢測中應(yīng)用，例如橋梁結(jié)構(gòu)檢測、道路濕度檢測、道路材質(zhì)檢測以及道路裂縫檢測等。然而，探地雷達(dá)在道路橋梁的檢測方面前景較好，但由于探地雷達(dá)的成本較高，因此仍需要對(duì)其繼續(xù)研制以及推廣。
3.5頻譜分析技術(shù)
頻譜分析檢測技術(shù)的基本原理是對(duì)不同介質(zhì)中傳播表面波的頻率特性進(jìn)行分析。采用一力錘在路面結(jié)構(gòu)表面施加瞬時(shí)垂直沖擊力的方式，可得到一組以振源為中心的、沿地表一定深度向四周傳播的、具有各種頻率分布的瑞雷波。調(diào)整力錘重量或不同的錘頭型式，可以得到與之對(duì)應(yīng)的頻率成分的瑞雷波信號(hào)， 將傳感器設(shè)置在不同的位置，可以檢測到波傳播的頻率。頻譜分析技術(shù)可對(duì)路面各分層介質(zhì)的厚度、均勻性以及層間接觸情況進(jìn)行檢測。
3.6圖像技術(shù)
圖像技術(shù)主要包括紅外成像技術(shù)和激光全息圖像攝影技術(shù)。紅外成像技術(shù)原理是利用不同材料介質(zhì)所對(duì)應(yīng)的不同的導(dǎo)熱性能，而高精度的熱敏傳感器可對(duì)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的熱傳導(dǎo)規(guī)律和溫度場分布狀況進(jìn)行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)圖像化，從而呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部狀況。激光全息技術(shù)是通過對(duì)全息攝影得到的圖像進(jìn)行分析，求出相關(guān)力學(xué)量的方法，它具有精度高、直觀和能夠?qū)θ珗銮闆r進(jìn)行觀測等優(yōu)點(diǎn)。
道路橋梁無損檢測技術(shù)的發(fā)展前景
無損檢測技術(shù)在道橋工程中應(yīng)用，與其他技術(shù)一樣需要進(jìn)行研究、開發(fā)、利用。因此對(duì)于道橋工程無損檢測技術(shù)的研究開發(fā)應(yīng)用是一個(gè)較新的領(lǐng)域，需要我們?cè)谄鋺?yīng)用領(lǐng)域不斷開拓，解決許多急待解決的問題。
無損檢測技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合應(yīng)用技術(shù)，是建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上的，因此首先要加強(qiáng)各相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的研究，不斷吸取精華，促使無損檢測技術(shù)不斷完善和發(fā)展。在無損檢測技術(shù)的研究中，應(yīng)善于把基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐結(jié)合起來，建立起理論研究與工程應(yīng)用聯(lián)系的橋梁，開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域和檢測內(nèi)容，不斷拓展到道橋的路線勘測設(shè)計(jì)、路線的橫斷面設(shè)計(jì)以及橋梁的設(shè)計(jì)中來。
5、結(jié)束語
無損檢測技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，是先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶。無損檢測技術(shù)促進(jìn)了工業(yè)以及整個(gè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從某種意義上來講，無損檢測技術(shù)可以作為衡量一個(gè)國家工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展程度，可以作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平高低的標(biāo)志之一。同時(shí)，無損檢測技術(shù)是一門多學(xué)科綜合的應(yīng)用技術(shù)，是建立在基礎(chǔ)學(xué)科之上的。只有從基礎(chǔ)理論中不斷吸收養(yǎng)分，才能不斷完善和發(fā)展。我們應(yīng)當(dāng)將基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，建立起理論研究與工程應(yīng)用聯(lián)系的橋梁，完善現(xiàn)有方法的同時(shí)開辟新的途徑。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉沐字.橋梁無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中外公路,2002.
關(guān)鍵詞：無損檢測技術(shù)；道路橋梁；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：K928.78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著我國道路橋梁等基層建設(shè)的興建，各種與之相關(guān)的技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，當(dāng)前在我國的道路橋梁檢測中比較先進(jìn)的就要數(shù)無損檢測技術(shù)了，它的使用對(duì)于道路橋梁的施工建設(shè)和檢測來說都具有重大的意義。
1主要無損檢測儀器
1.1彎沉測試儀器
路面彎沉是衡量柔性路面強(qiáng)度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。落錘式彎沉儀（FWD）是目前應(yīng)用較廣的彎沉檢測設(shè)備。研究表明，由于FWD的沖擊荷載與時(shí)速為60km～80km的車輛對(duì)路面所形成的荷載相似，可較好地模擬行車荷載。路面彎沉檢測技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了靜力彎沉儀、振動(dòng)式彎沉儀、落錘式彎沉儀（RWD）、滾動(dòng)式彎沉儀（RWD）。特別是正處于研究階段的新一代彎沉儀RWD，它采用先進(jìn)的高頻激光掃描，對(duì)行駛中的測試車在路表產(chǎn)生的彎沉予以連續(xù)記錄，測試速度約為88.5km/h，遠(yuǎn)大于FWD，其最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)路表真實(shí)受力狀態(tài)進(jìn)行記錄，而不是模擬荷載狀態(tài)下的彎沉。
1.2斷面測試儀器
斷面測試主要包括平整度與車轍，我國最早使用的檢測設(shè)備是路面橫斷面儀和橫斷面尺， 20世紀(jì)90年代引進(jìn)了目前世界上較先進(jìn)的平整度與車轍檢測設(shè)備———連續(xù)式激光斷面儀。它不僅測速可達(dá)到80km/h，同時(shí)因其可對(duì)橫坡、縱坡、轉(zhuǎn)彎曲率等指標(biāo)進(jìn)行測量，而在道路路面檢測中被廣泛應(yīng)用。
1.3抗滑能力測試儀器
目前路面抗滑能力測試設(shè)備主要有橫向力系數(shù)測試儀、剎車式摩擦系數(shù)測試儀和不完全剎車式摩擦系數(shù)測試儀等，其中橫向力系數(shù)測試儀在我國應(yīng)用較為廣泛。此外，還有渦流檢測儀、泄漏檢測儀、射線透視檢測儀等多種無損檢測儀器。
2無損檢測技術(shù)在道路橋梁中的應(yīng)用
2.1圖像技術(shù)
圖像技術(shù)主要包括紅外成像技術(shù)和激光全息圖像攝影技術(shù)。紅外成像技術(shù)原理是利用不同材料介質(zhì)所對(duì)應(yīng)的不同的導(dǎo)熱性能，而高精度的熱敏傳感器可對(duì)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的熱傳導(dǎo)規(guī)律和溫度場分布狀況進(jìn)行檢測，并將檢測數(shù)據(jù)圖像化，從而呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部狀況。激光全息技術(shù)是通過對(duì)全息攝影得到的圖像進(jìn)行分析，求出相關(guān)力學(xué)量的方法，它具有精度高、直觀和能夠?qū)θ珗銮闆r進(jìn)行觀測等優(yōu)點(diǎn)。
2.2頻譜分析技術(shù)
頻譜分析檢測技術(shù)的基本原理是對(duì)不同介質(zhì)中傳播表面波的頻率特性進(jìn)行分析。采用一力錘在路面結(jié)構(gòu)表面施加瞬時(shí)垂直沖擊力的方式，可得到一組以振源為中心的、沿地表一定深度向四周傳播的、具有各種頻率分布的瑞雷面波。調(diào)整力錘重量或不同的錘頭型式，可以得到與之對(duì)應(yīng)的頻率成分的瑞雷面波信號(hào)，將傳感器設(shè)置在不同的位置，可以檢測到波傳播的頻率。頻譜分析技術(shù)可對(duì)路面各分層介質(zhì)的厚度、均勻性以及層間接觸情況進(jìn)行檢測。
2.3激光檢測技術(shù)
激光的高亮度，具備較好的方向性、相干性和衍射性。激光的光強(qiáng)愈強(qiáng)則光電流愈強(qiáng)，路面檢測正是利用了激光這一原理。當(dāng)激光的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光電流也隨之發(fā)生變化，根據(jù)所標(biāo)定的光電流與位移的關(guān)系，通過光電流的變化反算彎沉位移的變化量。在路基和路面檢測中，激光主要被用于距離測定、彎沉測定以及紋理深度測定和平整度的測定。
2.4光纖傳感檢測技術(shù)
光纖傳感檢測技術(shù)是利用光纖對(duì)某些特定的物理量敏感，將外界物理量轉(zhuǎn)換成可直接進(jìn)行測量的光信號(hào)的檢測技術(shù)。將光纖傳感檢測技術(shù)應(yīng)用于橋梁檢測，可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁鋼索索力的監(jiān)測，也可完成對(duì)預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土梁內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變特性的科學(xué)測量和監(jiān)測，構(gòu)成光纖智能橋梁。
2.5探地雷達(dá)檢測技術(shù)
2.5.1探地雷達(dá)檢測原理
探地雷達(dá)是利用10MHz～1000MHz或更高的高頻電磁脈沖波，以寬頻、短脈沖的形式由發(fā)射天線送入地下。因各種材料的介電常數(shù)不同（見表1），雷達(dá)脈沖在地下傳播過程中，當(dāng)遇到不同的電性介質(zhì)交界面時(shí)，部分雷達(dá)波被反射回地面，而被天線接收（見圖2）。
2.5.2探地雷達(dá)檢測特點(diǎn)
探地雷達(dá)檢測的特點(diǎn)是能夠?qū)θ毕輩^(qū)的形狀、大小和深度等進(jìn)行精確測定，操作方便、省時(shí)省力；可實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)檢測而不受周圍環(huán)境影響。探地雷達(dá)主要用于對(duì)道路面層厚度、道路基層密實(shí)性、基層厚度以及道橋病害等進(jìn)行檢測，還可根據(jù)探地雷達(dá)的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路材質(zhì)、裂縫以及橋梁結(jié)構(gòu)等的檢測。
3 基樁檢測中常見問題及處理
3.1 檢測方法的選擇
每種檢測方法基于其理論基礎(chǔ)和技術(shù)上的原因都有其一定的適用范圍和檢測能力,若將其故意擴(kuò)大,極易引起誤判,甚至錯(cuò)判。必要時(shí)應(yīng)采用兩種或多種檢測方法相互補(bǔ)充、驗(yàn)證,提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。橋梁工程基樁檢測應(yīng)綜合考慮各方面的因素,因地制宜,針對(duì)不同的地質(zhì)情況和樁型選擇適宜的檢測方法,保證基樁工程質(zhì)量。對(duì)嵌巖樁和特長樁均有必要提前埋設(shè)聲測管,采用超聲波透射法檢測,提高樁身完整性判釋精度。低應(yīng)變檢測快速簡便,但適用范圍有其局限性,目前仍無法對(duì)缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定性,定量分析也不理想,有效檢測長度受樁土剛度比大小、缺陷信號(hào)干擾和應(yīng)力波衰減的制約,長徑比超過一定限度的長樁和淺部缺陷樁,無法進(jìn)行整樁完整性的判別。聲波透射法不僅可以檢測樁身混凝土的完整性,同時(shí)可以校核樁長、估算混凝土強(qiáng)度,尤其適合嵌巖樁和長樁的檢測。鉆芯法直觀有效,并可檢測樁身混凝土強(qiáng)度,同時(shí)也可作為間接檢測方法的驗(yàn)證手段,對(duì)于重要橋梁工程的基樁有必要抽取一定比例的基樁進(jìn)行抽芯法檢測。
3.2 激振方式的選擇
低應(yīng)變檢測時(shí)應(yīng)針對(duì)不同樁型和檢測目的選用不同材質(zhì)和重量的錘擊力棒或力錘。用帶尼龍質(zhì)錘擊頭的重型力棒并加大錘擊速度,提高錘擊力度,可增大脈沖寬度,對(duì)長樁的檢測是較好的激振方式,可有效提高檢測長度。京滬高速鐵路試樁工程北京特大橋直徑1500mm樁長60.0m的鉆孔灌注樁,采用了合適的激發(fā)方式,沒有經(jīng)過任何的濾波處理,很小的指數(shù)放大即可見清晰的樁底反射。當(dāng)需要了解樁身淺部缺陷的程度時(shí),應(yīng)采用能夠激發(fā)出高頻脈沖波的硬質(zhì)材料激發(fā)方式,提高淺部缺陷分辨率。
3.3 嵌巖樁的檢測問題
嵌巖樁在目前橋梁基樁中被廣泛采用,為保證建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),一般嵌巖段較長,在個(gè)別地質(zhì)條件下超過二十幾米。在這種情況下,若采用低應(yīng)變法檢測,由于受樁周巖層阻力的影響,應(yīng)力波很快擴(kuò)散或衰減,使得有效測試范圍減小,造成該方法難以對(duì)整樁的成樁質(zhì)量和樁底沉渣情況進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。
3.4 檢測現(xiàn)場前期準(zhǔn)備
現(xiàn)場檢測時(shí)應(yīng)提前做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作。低應(yīng)變檢測要求樁頂至設(shè)計(jì)標(biāo)高,并為新鮮混凝土、無浮漿、裂紋和松動(dòng)混凝土塊等。樁頭處理不到位、清理不干凈、浮漿、出露鋼筋過長,樁頭開裂等不利因素,均影響有效信號(hào)的采集。激振點(diǎn)和安裝傳感器的測試點(diǎn)應(yīng)打磨平整,盡量排除干擾因素。聲波法檢測應(yīng)保證聲測管順直通暢,換能器探頭能夠在全程范圍內(nèi)升降順暢。聲測管的材質(zhì)應(yīng)具有較高的剛度和強(qiáng)度,安裝時(shí)應(yīng)由絲扣連接或套管焊接,確保連接或焊接的質(zhì)量以及聲測管相互平行。在鋼筋籠安裝和混凝土灌筑過程中,采取必要措施保護(hù)好聲測管。保證檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。
3.5 數(shù)據(jù)的分析與判斷
現(xiàn)場檢測前詳細(xì)了解和收集基樁的相關(guān)參數(shù)資料,檢測過程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題作出初步判斷,并及時(shí)完成必要的重復(fù)性檢測或加密檢測工作,保證檢測原始數(shù)據(jù)的可靠性和采集數(shù)據(jù)的一致性,為綜合分析判斷提供詳實(shí)的基礎(chǔ)資料。另外加強(qiáng)對(duì)比驗(yàn)證,綜合分析同一工程的所有被測樁資料,尋找其共性,提高對(duì)單樁檢測結(jié)果的判斷準(zhǔn)確度。
結(jié)論
無損檢測技術(shù)是一門多學(xué)科的、綜合性的應(yīng)用技術(shù)，在無損檢測技術(shù)的應(yīng)用中，應(yīng)善于把基礎(chǔ)理論與工程實(shí)際相結(jié)合，大膽創(chuàng)新，不斷提高道橋養(yǎng)護(hù)管理科學(xué)化水平。
參考文獻(xiàn)
[1]李永利，董偉.路面無損檢測技術(shù)探析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化， 2011， 243（8）.
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關(guān)鍵詞：道路橋梁；無損檢測；技術(shù)；
中圖分類號(hào)：U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、道路橋梁無損檢測技術(shù)的意義
傳統(tǒng)的方法是對(duì)公路橋梁隨機(jī)選點(diǎn)，鉆孔取樣，在室內(nèi)對(duì)所取樣本進(jìn)行分析和處理，從中獲取各種有價(jià)值的工程參數(shù)。這種方法的局限性表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1）因被測點(diǎn)是操作人員隨機(jī)選擇的，所以檢測結(jié)果很難具有代表性。2）由于檢測點(diǎn)有限，覆蓋面密度較小，使某些存在缺陷的不良區(qū)段反而被漏檢，從而埋下質(zhì)量隱患。3）雖然鉆孔取樣精度高，但其會(huì)對(duì)路面造成破壞，且修補(bǔ)時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。無損檢測技術(shù)作為快速、直觀，且能夠顯示道路橋梁內(nèi)部狀態(tài)的檢測設(shè)備和技術(shù)手段，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足，它在開展道路橋梁無損檢測技術(shù)研究、建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系、改善路面設(shè)計(jì)等方面具有重要的意義，也必將帶來道路橋梁改造方案的優(yōu)化和道路橋梁管養(yǎng)水平的提高。
橋梁的無損檢測技術(shù)(NDT)有較大的發(fā)展空間，包括超聲檢測、紅外檢測、聲發(fā)射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、X射線檢測、光干涉、脈沖雷達(dá)、振動(dòng)試驗(yàn)分析等。在公路橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用NDT，可以提高新建結(jié)構(gòu)質(zhì)量的安全性；可以提供結(jié)構(gòu)損傷的標(biāo)志，例如，污染程度，鋼筋混凝土橋梁的氯侵蝕程度；可以記錄支座處的聲發(fā)射，反映了裂紋或過大的摩擦力或從墊層支座正在擴(kuò)展的裂紋。無損檢測的這些結(jié)果可以作為結(jié)構(gòu)評(píng)估的輔助。
在一些情況下，與侵入檢測相比，無損測試更快捷，縮短了測試期間的交通管制時(shí)間，從而降低了成本。雷達(dá)可以快速掃描潛在的結(jié)構(gòu)空洞，雷達(dá)在NDT 中的使用證明了NDT 的速度和便捷性。聲傳播的使用進(jìn)一步說明了調(diào)查的有效性。聲傳播可以用于檢測長護(hù)欄的潛在腐蝕。隨后可對(duì)疑似區(qū)進(jìn)行更細(xì)致的檢測，例如使用鉆孔、直接量測和超聲技術(shù)來確定未腐蝕厚度。NDT 間接測量了外形特征，測試結(jié)果依賴于信號(hào)在結(jié)構(gòu)內(nèi)非連續(xù)區(qū)的反射時(shí)間。該信號(hào)的速度依賴于結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)，該性質(zhì)不一定明確。因此，需要專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來解釋收集的數(shù)據(jù)，并判斷在物理特征或材料性質(zhì)方面的意義。
二、無損檢測技術(shù)在道路橋梁中的應(yīng)用
1.頻譜分析技術(shù)
波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，其頻率不同，根據(jù)頻率特性對(duì)介質(zhì)進(jìn)行分析的技術(shù)即為頻譜分析檢測技術(shù)。在路面結(jié)構(gòu)表面，用力錘施加一個(gè)瞬時(shí)垂直的沖擊力，可以得到一組瑞雷面波，這種波是以振源為中心的，具有各種不同頻率，在一定地表深度上向四周傳播。施加力時(shí)，改用錘頭不同的力錘或者對(duì)力錘的重量進(jìn)行調(diào)整，得到瑞雷面波信號(hào)頻率成分會(huì)與之對(duì)應(yīng)，在不同的位置設(shè)置傳感器，可以檢測到傳播頻率不同的的波。頻譜分析技術(shù)可以用來分析檢測路面不同分層介質(zhì)的均勻性以及厚度，還可以檢測路面各層間的接觸情況。
2.圖像技術(shù)
圖像技術(shù)主要有兩種，一種是激光全息圖像攝影技術(shù)，另一種是紅外成像技術(shù)。激光全息技術(shù)的原理是對(duì)材料進(jìn)行全息攝影，然后對(duì)得到的圖像進(jìn)行分析，從而得出相關(guān)的力學(xué)量，它除了能夠?qū)θ珗銮闆r進(jìn)行觀測外，還具有直觀和精度高的優(yōu)點(diǎn)。紅外成像技術(shù)是根據(jù)不同的介質(zhì)導(dǎo)熱性能不同進(jìn)行檢測的方法，熱敏傳感器上呈現(xiàn)出的是結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的溫度場分布狀況和熱傳導(dǎo)規(guī)律，檢測數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示出來，反映出結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部狀況。
3.光纖傳感檢測技術(shù)
光纖對(duì)某些特定的物理參數(shù)比較敏感，利用光纖的這種特性，外界物理量會(huì)被轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行測量的技術(shù)即光纖傳感檢測技術(shù)。在橋梁檢測過程中應(yīng)用光纖傳感檢測技術(shù)，能夠監(jiān)測橋梁鋼索索力，對(duì)于預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土梁，還可以科學(xué)測量和監(jiān)測其內(nèi)部應(yīng)力以及應(yīng)變特性，構(gòu)成光纖智能橋梁。
4.激光檢測技術(shù)
激光具有高亮度的特點(diǎn)，因此它具有較好的方向性、衍射性以及相干性。光電流隨激光的光強(qiáng)變化，光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越強(qiáng)，這正是路面檢測的原理。在檢測路基和路面的過程中，彎沉測定、距離測定、平整度測定以及紋理深度測定都主要靠激光檢測技術(shù)。激光的光電流隨光強(qiáng)發(fā)生變化而變化，可以得到光電流的位移數(shù)據(jù)，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)反算彎沉位移的變化量。
5.超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)是根據(jù)瞬間應(yīng)力波原理對(duì)橋梁內(nèi)的空隙之處進(jìn)行檢測。該技術(shù)采用小鋼球?qū)炷帘韺舆M(jìn)行敲擊，以較為短暫的機(jī)械撞擊造成低頻應(yīng)力波，并傳至道路橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，從斷裂面處反射出來，通過分析反射波形態(tài)對(duì)路橋的空隙處進(jìn)行判斷。該技術(shù)是通過利用來自多個(gè)方面的超聲波而引起瞬間共振，一直對(duì)路橋裂隙、結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢測，并且可從信號(hào)記錄情況中了解空隙的位置。
在道路橋梁的檢測工作中應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)，一來可檢測橋梁在樁、板、梁等方面的結(jié)構(gòu)情況，二來可檢測管道中有無空隙存在，如此一來便可對(duì)存在問題的道路橋梁及時(shí)采取維修措施。然而，該項(xiàng)技術(shù)仍存在需要改進(jìn)的不足之處，該技術(shù)的檢查結(jié)果比較容易受到多種因素的影響。以管道為例，管道內(nèi)部若存在空氣、水分或是蜂窩體均會(huì)影響檢測結(jié)果，管道處于相交或相鄰的狀態(tài)下會(huì)影響檢測結(jié)果，管道所采用材料的不同也會(huì)影響檢測結(jié)果。此外，超聲波檢測技術(shù)對(duì)于道路橋梁在密實(shí)性方面的檢測也仍舊需要采取深入研究。
6.探地雷達(dá)檢測技術(shù)
探地雷達(dá)檢測技術(shù)是通過借助10～1000 MHz(或更高)的高頻電磁脈沖波，采用寬頻帶短脈沖的方式，從發(fā)射天線被送到地下，雷達(dá)脈沖波在地下傳播期間，若遇到的介質(zhì)交界面電性存在差異，則會(huì)有部分雷達(dá)脈沖波的能量由地下反射到地面，并由接受天線所接受。探地雷達(dá)檢測技術(shù)可對(duì)缺陷區(qū)域的深度、大小以及形狀方面進(jìn)行精確測定，具備操作簡單、效率高、節(jié)省人力資源等優(yōu)勢，且其檢測范圍較大，不因周邊環(huán)境而影響檢測結(jié)果。
探地雷達(dá)檢測技術(shù)是通過研究在地下介質(zhì)的交界面處所返回的反射波，對(duì)反射波的波幅情況以及到達(dá)地面所需要的時(shí)間進(jìn)行記錄，通過反射波記錄結(jié)果分析道路橋梁地下介質(zhì)具體分布情況，該技術(shù)以其高分辨率使之在淺層、超淺層等方面的檢測工作中備受青睞。
三、道路橋梁無損檢測技術(shù)的應(yīng)用前景
無損檢測技術(shù)在道橋工程中應(yīng)用，與其他技術(shù)一樣需要進(jìn)行研究、開發(fā)、利用。因此對(duì)于道橋工程無損檢測技術(shù)的研究開發(fā)應(yīng)用是一個(gè)較新的領(lǐng)域，需要我們?cè)谄鋺?yīng)用領(lǐng)域不斷開拓，解決許多急待解決的問題。
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛提升，道路橋梁建設(shè)也得到了快速發(fā)展。因此關(guān)于道橋的檢測，傳統(tǒng)的檢測手段已經(jīng)很難滿足新時(shí)期的要求，目前，無損檢測技術(shù)已經(jīng)成為了道路橋梁檢測中的重要方法。
關(guān)鍵詞 飲用水；濁度；顆粒物；顆粒檢測技術(shù)
中圖分類號(hào)： R944 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1 我國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)飲用水水質(zhì)要求的不斷提高，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，并逐步發(fā)展與完善。2006年頒布實(shí)施的 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）水質(zhì)指標(biāo)由《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-85）的35項(xiàng)增加至106項(xiàng)。
濁度是經(jīng)典而又傳統(tǒng)的水質(zhì)替代參數(shù)[1]，用濁度作為水中顆粒物質(zhì)的替代參數(shù)，能夠概括地表示出顆粒物質(zhì)的總體去除情況。《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）對(duì)濁度的限值有了更嚴(yán)格的要求，要求濁度
2 水中的顆粒物
在水環(huán)境學(xué)科中，一般將水中尺寸大于1nm的雜質(zhì)稱為顆粒物，可分為無機(jī)顆粒物、有機(jī)顆粒物和生物顆粒物 [2] 。
2.1 水中顆粒物的污染及危害
顆粒物在水中含量很高，是水中主要污染物之一，具有很大的表面積，能吸附許多有毒有害有機(jī)污染物以及致病菌和病毒，對(duì)水中各種物質(zhì)的存在形態(tài)及其遷移和轉(zhuǎn)化都產(chǎn)生重要影響。顆粒物能增加水的濁度，有機(jī)顆粒使水產(chǎn)生色度和臭味，直接影響水體的感觀質(zhì)量和生物穩(wěn)定性。同時(shí)由于顆粒物質(zhì)是各種污染物的載體，往往聚集了相當(dāng)量的污染物，大大降低了飲用水的安全、衛(wèi)生程度。水中生物顆粒對(duì)人類的生命健康有重要影響，例如各種致病細(xì)菌及致病原生動(dòng)物。顆粒物還會(huì)影響對(duì)微生物的滅活效果，微生物隱藏在顆粒物的孔隙中致使紫外線照射不到 [3]。顆粒物也會(huì)影響水處理工藝效果，有機(jī)顆粒對(duì)活性碳和鋁鹽具有很強(qiáng)的吸附性，從而影響水處理工藝中的混凝沉淀效果。天然有機(jī)顆粒在加氯消毒的過程中還可與消毒劑作用形成多種致癌消毒副產(chǎn)物，對(duì)人體健康存在很大危害。水中沒有被完全去除的有機(jī)顆粒進(jìn)入管網(wǎng)后，會(huì)被管壁上附著的微生物利用，從而腐蝕管壁，鐵和重金屬離子溶入水中還會(huì)造成二次污染。出水中的顆粒很容易吸附細(xì)菌，一旦顆粒物穿透濾床進(jìn)入管網(wǎng)，出水水質(zhì)將存在很大的微生物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)[4]。
水中顆粒物質(zhì)的去除對(duì)人類的生命健康有著極其重要的意義。大量研究表明，顆粒物質(zhì)去除率越高，水體的安全性越高，致病風(fēng)險(xiǎn)越低。水質(zhì)處理的多數(shù)單元操作都是以去除顆粒物作為主要目標(biāo)[5]。經(jīng)過凈水設(shè)施后，安全、高品質(zhì)的出水不應(yīng)含有威脅人類健康的顆粒物，至少將其致病風(fēng)險(xiǎn)控制在可接受的水平。因此，水中顆粒物質(zhì)的檢測已成為飲用水處理中的重要問題。
2.2檢測水中顆粒物的重要性
隨著水質(zhì)指標(biāo)新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行以及新技術(shù)的不斷發(fā)展，很多城市供水企業(yè)將出廠水濁度控制在0.1NTU以下，以保證飲用水的微生物學(xué)安全性。同時(shí)隨著膜技術(shù)的逐漸成熟，出廠水濁度很有可能低于0.05NTU，對(duì)于這些超低濁度的水質(zhì)，濁度作為檢測水中顆粒的重要指標(biāo)越來越受到挑戰(zhàn)。因?yàn)樵诔蜐岫龋岫?/p>
2.3 水中顆粒物檢測方法的研究
目前水處理中主要應(yīng)用光電式常規(guī)濁度儀，隨著先進(jìn)檢測技術(shù)的開發(fā)，新型的顆粒檢測技術(shù)如顆粒計(jì)數(shù)法、透光脈動(dòng)顆粒檢測法、激光濁度儀等在水處理領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)工藝中逐步得到一些應(yīng)用。激光濁度儀的光源是激光二極管，使更小的顆粒能產(chǎn)生更高的散射強(qiáng)度。即使在濁度非常低的情況下，也可以產(chǎn)生極強(qiáng)的信號(hào)，與常規(guī)濁度儀相比，靈敏度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。顆粒計(jì)數(shù)檢測技術(shù)可用來定量地檢測水中顆粒物的數(shù)量、粒徑及分布的情況，而提供有價(jià)值的數(shù)值。顆粒計(jì)數(shù)器在飲用水處理領(lǐng)域已有非常廣泛的應(yīng)用。透光脈動(dòng)顆粒檢測技術(shù)是采用動(dòng)態(tài)光阻塞技術(shù)，在這之前只有使用昂貴的顆粒計(jì)數(shù)器才能達(dá)到相同的水平。透光脈動(dòng)顆粒檢測技術(shù)提供了一個(gè)更加簡單的測量過程，減少了費(fèi)用而沒有犧牲靈敏度，可用來定性地檢測水中顆粒物的數(shù)量、粒徑及分布的情況，其反映顆粒綜合數(shù)量及粒徑的相對(duì)大小及變化程度，是一種很有使用價(jià)值的檢測和控制技術(shù)及方法。
3 現(xiàn)有顆粒檢測技術(shù)的特點(diǎn)及問題
濁度作為反映水質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，能夠概括地表示出顆粒物質(zhì)的總體去除情況。但是濁度只是利用了水中顆粒物的光學(xué)效應(yīng)，是水中懸浮物質(zhì)與膠體光學(xué)性質(zhì)的綜合反映，表示的是雜質(zhì)在光線透過時(shí)所發(fā)生的阻礙程度，并不直接表示雜質(zhì)的含量。濁度能夠表示水的相對(duì)澄清程度，并不能直接反映水中顆粒物的物理參數(shù)。
在現(xiàn)階段水處理工藝中主要采用常規(guī)在線式濁度儀，隨著研究的不斷深入和先進(jìn)檢測技術(shù)的開發(fā)，發(fā)現(xiàn)濁度儀存在不可避免的缺陷，一是濁度值與水中懸浮微粒的濃度、大小、形狀、顏色和表面特性等因素有關(guān)；二是檢測數(shù)據(jù)受到濁度儀的具體設(shè)計(jì)參數(shù)的影響。在實(shí)際應(yīng)用過程中濁度儀受多種因素影響，真正有效的檢測值下限多在0.05-0.1NTU。常規(guī)過濾出水經(jīng)常可達(dá)到0.1NTU，超濾出水的實(shí)際濁度都低于0.1NTU，已經(jīng)達(dá)到或接近了常規(guī)濁度儀的實(shí)際有效測定下限。如果仍然采用常規(guī)濁度儀作為超濾出水的主要監(jiān)測和控制手段，顯然不能準(zhǔn)確和及時(shí)地反映水質(zhì)變化情況。在這個(gè)超低濁度范圍內(nèi)，需要更精確、更靈敏、更可靠的檢測顆粒方法和儀器來補(bǔ)充和完善濁度檢測方面的指標(biāo)。
由于濁度儀難以滿足越來越趨嚴(yán)格化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，顆粒檢測方法如激光濁度儀、顆粒計(jì)數(shù)儀和透光脈動(dòng)檢測技術(shù)得到了越來越多的重視與應(yīng)用。激光濁度儀與常規(guī)濁度儀相比，靈敏度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠檢測到低至0.05mNTU 的濁度的變化。在線激光濁度儀檢測濁度范圍可達(dá)0.000-5.000 NTU，大幅度拓寬了濁度的下限檢測范圍，可以有效監(jiān)測濾后水和膜后水的水質(zhì)變化。激光濁度儀適用于監(jiān)測低濁水的水質(zhì)情況，在超低濁度范圍內(nèi)具有更明顯的優(yōu)勢。顆粒計(jì)數(shù)儀可以直接反映水中顆粒物的物理參數(shù)，即顆粒物的總量及粒徑分布，能夠?yàn)閮?yōu)化和控制水處理過程提供必不可少的數(shù)據(jù)。顆粒計(jì)數(shù)檢測技術(shù)可作為一種檢測水中顆粒物的有效手段，是比常規(guī)濁度檢測法更靈敏、更精確的水中顆粒物檢測方法。但是顆粒計(jì)數(shù)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)昂貴。透光脈動(dòng)顆粒檢測技術(shù)可以檢測的顆粒粒徑范圍在1-1000m[7]，從單個(gè)顆粒的檢測直至非常高的顆粒濃度都可以應(yīng)用。該儀器的結(jié)構(gòu)比較簡單，成本遠(yuǎn)低于顆粒計(jì)數(shù)儀器，適用范圍更加廣泛，因此有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
研究和采用新型顆粒物檢測技術(shù)監(jiān)測水中的顆粒物含量及變化情況，可以彌補(bǔ)常規(guī)濁度檢測技術(shù)在超低濁度范圍的不足，濁度儀對(duì)于粒徑小于1µm 的膠體顆粒比較靈敏，對(duì)粒徑大于1µm的顆粒檢測精度就會(huì)大幅度下降，因此采用濁度對(duì)沉后水和濾后水進(jìn)行檢測不夠可靠。透光脈動(dòng)顆粒檢測儀對(duì)于粒徑大于1µm 的懸浮顆粒比較靈敏[8]，激光濁度儀在超低濁度范圍內(nèi)具有更明顯的優(yōu)勢，可以檢測到低至0.05mNTU 的濁度范圍，可以有效監(jiān)測濾后水和膜后水的水質(zhì)變化。顆粒計(jì)數(shù)儀可以直接反映水中顆粒物的總量及粒徑分布，能夠?yàn)閮?yōu)化和控制水處理過程提供必不可少的數(shù)據(jù)。將新型顆粒檢測技術(shù)與濁度檢測結(jié)合使用，能在不同顆粒粒徑范圍內(nèi)的檢測實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，使得在整個(gè)粒徑范圍內(nèi)都有了靈敏有效的水質(zhì)檢測方法。
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摘要：21世紀(jì)是學(xué)科之間交叉融合的世紀(jì)，也是生命科學(xué)、光學(xué)和醫(yī)學(xué)的世紀(jì)，《生物醫(yī)學(xué)光電檢測》正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的新興課程。鑒于其在目前自然科學(xué)教育中的發(fā)展前景和重要意義，有必要對(duì)該門課程實(shí)施新穎的教學(xué)模式。本文針對(duì)該課程涉及相關(guān)學(xué)科內(nèi)容廣泛、參考資料豐富、工程化技術(shù)化程度高等特點(diǎn)，從教學(xué)體系的構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容的選擇及系統(tǒng)化、教學(xué)方法的實(shí)施、教學(xué)手段的運(yùn)用等方面就如何有效開展對(duì)該交叉學(xué)科課程的交叉融合型教學(xué)工作進(jìn)行了初步探討，力爭以此門課程的教學(xué)為切入點(diǎn)，達(dá)到開闊學(xué)生的視野，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本原理、概念的認(rèn)知能力，提高學(xué)生對(duì)相關(guān)問題的思考能力和理解能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的目的。
關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)光電檢測；交叉學(xué)科；教學(xué)模式；原理概念；創(chuàng)新思維
一教學(xué)體系的構(gòu)建和優(yōu)化
生物醫(yī)學(xué)光電檢測是應(yīng)目前學(xué)校教學(xué)改革的需求，結(jié)合現(xiàn)今生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及光學(xué)等多門學(xué)科交叉融合發(fā)展的現(xiàn)狀，而面向大學(xué)本科三年級(jí)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)課程。該門課程涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣泛：綜合了一般醫(yī)學(xué)與生物學(xué)的檢測技術(shù)——光學(xué)顯微技術(shù)、電子顯微技術(shù)、X射線影像檢測技術(shù)、超聲檢測技術(shù)、核磁檢測技術(shù)和太赫茲檢測技術(shù)等；所呈現(xiàn)的內(nèi)容新，處于自然科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿：涵蓋了包括近代物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域等的多項(xiàng)研究成果和最新進(jìn)展；相關(guān)的參考資料如專業(yè)書籍、雜志和相關(guān)文章數(shù)量眾多，內(nèi)容豐富；與多種檢測技術(shù)相關(guān)的檢測儀器種類多，發(fā)展迅速，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容具有一定的工程化技術(shù)化的特點(diǎn)；相比本系開設(shè)的其他專業(yè)課程如《波動(dòng)光學(xué)》、《激光原理》、《信息光學(xué)》和《光通信技術(shù)》等，該門課程的開設(shè)時(shí)間較短。因此如何根據(jù)本門課程的特點(diǎn)，合理有效地開展教學(xué)工作，達(dá)到開闊學(xué)生的視野，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本原理、概念的認(rèn)知能力，提高學(xué)生對(duì)相關(guān)問題的思考能力和理解能力，培養(yǎng)學(xué)生工程化能力、多學(xué)科綜合能力和創(chuàng)新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學(xué)目標(biāo)和重中之重。為此，筆者根據(jù)擬定的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了教學(xué)體系的構(gòu)建和優(yōu)化，內(nèi)容包括教材的選取、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教案的準(zhǔn)備和教學(xué)要求的制定等。筆者首先進(jìn)行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學(xué)出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)與臨床檢驗(yàn)》[1](清華大學(xué)985名優(yōu)教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術(shù)與生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合，將1995年由湖南科學(xué)技術(shù)出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學(xué)》[2]和2010年由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學(xué)效應(yīng)研究》[3]兩本書中的部分章節(jié)選入作為補(bǔ)充教材。之后在教材內(nèi)容的選取上，以生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)和激光生物學(xué)技術(shù)為兩大板塊，進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和取舍：生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的主要教學(xué)內(nèi)容包括多種成像檢測技術(shù)和光譜檢測技術(shù)；激光生物學(xué)技術(shù)的主要教學(xué)內(nèi)容包括了激光工作原理及特性、激光生物學(xué)作用原理和激光的安全防護(hù)等。以這些內(nèi)容為教學(xué)重點(diǎn)，做到教學(xué)體系的完整性和合理性。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合教材內(nèi)容和相關(guān)的參考資料[4-13]準(zhǔn)備手寫教案，并同時(shí)進(jìn)行多媒體教學(xué)課件的準(zhǔn)備，完成教學(xué)前的準(zhǔn)備工作。值得一提的是，在準(zhǔn)備多媒體課件的過程中，筆者在網(wǎng)上搜集了大量的與該課程有關(guān)的圖片、視頻和PPT等，并對(duì)這些資料進(jìn)行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學(xué)生記憶深刻。在教學(xué)過程中，舉出豐富的事例對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講解，并遵循知識(shí)點(diǎn)隨機(jī)提問，進(jìn)行課堂討論，增加與學(xué)生的互動(dòng)；向?qū)W生提出合理的學(xué)習(xí)要求：上課之前預(yù)習(xí)教材內(nèi)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容，課堂記筆記，課后復(fù)習(xí)；積極思考課堂提問，認(rèn)真完成課堂作業(yè)、課后作業(yè)，學(xué)有余力且對(duì)相關(guān)知識(shí)感興趣的學(xué)生可參考筆者提供的參考資料收集相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。另外參考國外的教學(xué)方式，為了讓學(xué)生了解平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性，相應(yīng)設(shè)計(jì)出了多元化的考查方式，將平時(shí)成績?cè)诳偝煽冎兴嫉谋壤岣叩搅?0%，平時(shí)成績?yōu)樯险n點(diǎn)名、課堂提問、課堂測驗(yàn)和平時(shí)作業(yè)等成績的加權(quán)平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學(xué)生的考試壓力，有助于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。除此而外，筆者在課后收集學(xué)生對(duì)每堂課的教學(xué)反饋意見，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)中的部分內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生感興趣的內(nèi)容，查閱該領(lǐng)域該部分內(nèi)容的最新進(jìn)展，增加相應(yīng)的教學(xué)量，提高教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化教學(xué)體系。總之，教學(xué)體系的構(gòu)建和優(yōu)化涵蓋了教學(xué)活動(dòng)中的所有環(huán)節(jié)，對(duì)于有效開展課堂教學(xué)非常重要。
二教學(xué)內(nèi)容的選擇和系統(tǒng)化
在教學(xué)體系的構(gòu)建和優(yōu)化中，教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)化是一個(gè)非常重要的部分。該門課程的內(nèi)容廣泛，參考資料豐富，如何有側(cè)重地選取教學(xué)內(nèi)容，保證教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)化有一定的難度，因此筆者在備課和教學(xué)的過程中，對(duì)該門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍(lán)本，突出教學(xué)重點(diǎn)，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機(jī)、電、軟件的結(jié)合，注重檢測技術(shù)和儀器運(yùn)用的結(jié)合，注重工程化與技術(shù)化的結(jié)合，注重理論和實(shí)踐的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容完整性和系統(tǒng)性的統(tǒng)一。以顯微技術(shù)一章為例，自從1665年胡克發(fā)表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結(jié)構(gòu)以后，顯微鏡就與生物醫(yī)學(xué)觀察和檢測密不可分了。以光學(xué)顯微技術(shù)為代表的顯微技術(shù)成為了生物醫(yī)學(xué)光電檢測技術(shù)的基礎(chǔ)與核心內(nèi)容，之后產(chǎn)生和應(yīng)用的檢測技術(shù)如電子顯微技術(shù)，雖然在技術(shù)手段和方案上有所創(chuàng)新，但依然在重復(fù)利用或借鑒顯微技術(shù)的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術(shù)為基礎(chǔ)和切入點(diǎn)，向?qū)W生展示相關(guān)檢測技術(shù)的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時(shí)，又著重介紹了顯微鏡性能評(píng)價(jià)參數(shù)如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學(xué)知識(shí)出發(fā)，分別對(duì)這幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行了理論推導(dǎo)；通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)讓學(xué)生理解和掌握有關(guān)顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要小；顯微鏡的分辨率與波長，與數(shù)值孔徑有何關(guān)系；為何數(shù)值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發(fā)揮顯微鏡的分辨能力等。對(duì)這些問題的理解都有助于學(xué)生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和其性能的關(guān)系，提高他們的分析能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。在此基礎(chǔ)上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術(shù)和使用；之后，筆者對(duì)多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進(jìn)行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進(jìn)行了比較。對(duì)于顯微技術(shù)的發(fā)展歷史、國內(nèi)外主要顯微鏡生產(chǎn)廠家介紹等趣味性強(qiáng)和難度較低的內(nèi)容則不作教學(xué)要求，留給學(xué)生自學(xué)，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內(nèi)容安排使學(xué)生輕松容易地掌握相關(guān)的知識(shí)，且對(duì)儀器的使用產(chǎn)生濃厚的興趣，達(dá)到較好的教學(xué)效果。而后面章節(jié)的內(nèi)容也正是基于同樣的思路進(jìn)行選擇和安排的。正是由于對(duì)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內(nèi)容的完整性和統(tǒng)一性，為之后教學(xué)方法的實(shí)施和教學(xué)手段的運(yùn)用作了鋪墊。
三教學(xué)方法的實(shí)施和教學(xué)手段的運(yùn)用
好的教學(xué)方法和教學(xué)手段有助于推動(dòng)教學(xué)工作的開展，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。2011年筆者進(jìn)行了該門課程的申請(qǐng)和教學(xué)工作，由于當(dāng)時(shí)缺乏經(jīng)驗(yàn)，不知如何完成此項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，故在一次偶然的機(jī)會(huì)中，向1996年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、斯坦福大學(xué)物理系教授DouglasOsheroff請(qǐng)教了該門課程的教學(xué)問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學(xué)就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發(fā)，讓學(xué)生對(duì)這門課程的內(nèi)容有所了解，充滿興趣，借此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入該課程的學(xué)習(xí)。在之后的教學(xué)工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復(fù)雜的方式來幫助學(xué)生吸收知識(shí)，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向?qū)W生介紹此課程具有學(xué)科交叉、涉及專業(yè)廣等特點(diǎn)，再將課程內(nèi)容進(jìn)行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個(gè)問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對(duì)于第一個(gè)問題，答案是物體形貌和特性表征；對(duì)于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領(lǐng)的表達(dá)讓學(xué)生清晰地認(rèn)識(shí)到課程的內(nèi)容；之后從檢測技術(shù)和激光生物學(xué)這兩個(gè)板塊，對(duì)課程的構(gòu)架進(jìn)行了框圖表述，讓學(xué)生直觀地看出教學(xué)內(nèi)容間的邏輯聯(lián)系。在此之后，從學(xué)生最熟知的觀察及成像出發(fā)，將課程內(nèi)容引入。向?qū)W生提出一個(gè)看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學(xué)生經(jīng)過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學(xué)生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向?qū)W生拋出筆者自己總結(jié)出的觀察物體的三個(gè)層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學(xué)生的熱烈討論，由此引出了學(xué)生對(duì)光特性探討的熱情。學(xué)生從光的波動(dòng)性和粒子性回顧了他們的光學(xué)知識(shí)。之后，筆者又引導(dǎo)他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠(yuǎn)的情況下，如何觀察物體的問題。認(rèn)真思考的學(xué)生做出了回答：可用顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡來進(jìn)行觀察。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)透鏡成像的規(guī)律分析對(duì)比放大鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術(shù)和其他生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展概況和應(yīng)用實(shí)例，較好地完成了既定的教學(xué)任務(wù)。在整個(gè)教學(xué)過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生興趣；在隨機(jī)提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學(xué)生自然地做到了與教師的“教”與“學(xué)”的互動(dòng)；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學(xué)生獲取信息量大、直觀生動(dòng)的知識(shí)；結(jié)合在黑板上用粉筆推演公式的傳統(tǒng)方式，以適中的速度讓學(xué)生理清楚基本原理和相關(guān)公式的來龍去脈；根據(jù)學(xué)生感興趣的知識(shí)點(diǎn)和目前的熱點(diǎn)研究成果，實(shí)時(shí)調(diào)整部分教學(xué)內(nèi)容，收集相關(guān)知識(shí)的最新進(jìn)展，為學(xué)生補(bǔ)充知識(shí)，如教材中沒有的太赫茲檢測技術(shù)等，以達(dá)到擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面，擴(kuò)大學(xué)生視野的目的。總之，通過多樣化的教學(xué)方法和有效的教學(xué)手段來培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和理解能力，提高教學(xué)質(zhì)量。
四總結(jié)
從生物醫(yī)學(xué)光電檢測技術(shù)這門課程的教學(xué)體系的構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容的選擇及系統(tǒng)化、交叉融合型教學(xué)方法的實(shí)施和教學(xué)手段的運(yùn)用等方面，對(duì)該課程的教學(xué)工作進(jìn)行了初步探討，力爭使學(xué)生通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，了解生物醫(yī)學(xué)光電檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，掌握多種生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)的原理和基本思想，拓寬視野，提高他們對(duì)相關(guān)問題的思考能力和理解能力，并培養(yǎng)其理論聯(lián)系實(shí)際、多學(xué)科綜合應(yīng)用和創(chuàng)新思維等能力。總之，涉及到交叉學(xué)科的課程的相關(guān)知識(shí)豐富，很多內(nèi)容處于科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿，其教學(xué)工作量大，教學(xué)過程復(fù)雜細(xì)致，要達(dá)到好的教學(xué)效果，在教學(xué)方面需要付出巨大的努力，就教學(xué)內(nèi)容而言，既要注重基礎(chǔ)，又要與時(shí)俱進(jìn)；在教學(xué)方法和教學(xué)手段上要推陳出新；要不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。一句概括之，任重而道遠(yuǎn)！
作者：李瑋，馮國英。單位：四川大學(xué)電子信息學(xué)院。本文來自《中華生物醫(yī)學(xué)工程》雜志
化和遠(yuǎn)程化的方向發(fā)展。本文通過查閱文獻(xiàn),對(duì)電梯檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞:電梯 檢測 發(fā)展方向
中圖分類號(hào)：TU857文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1 引言
電梯是指電力驅(qū)動(dòng),利用沿剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或沿固定線路運(yùn)行的梯級(jí)(踏步),進(jìn)行升降或平行運(yùn)送人和貨物的機(jī)電設(shè)備,包括載人和載貨電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道等。目前,電梯在我國人民生活生產(chǎn)中起著不可替代的作用。因此確保電梯的安全運(yùn)行,具有非常重要的意義。電梯的檢驗(yàn)是指對(duì)電梯的安全運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查、檢驗(yàn),排除安全隱患,確保電梯安全運(yùn)行。
根據(jù)2009年《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》中的相關(guān)規(guī)定,電梯檢驗(yàn)的主要內(nèi)容包括:垂直升降電梯的檢驗(yàn)主要包括技術(shù)資料的審查、機(jī)房或機(jī)器設(shè)備區(qū)間檢驗(yàn)、井道檢驗(yàn)、轎廂與對(duì)重檢驗(yàn)、曳引繩與補(bǔ)償繩(鏈)檢驗(yàn)、層站層門與轎門檢驗(yàn)、底坑檢驗(yàn)和功能試驗(yàn)等項(xiàng)目。其檢測方法主要是目視檢測,同時(shí)輔以必要的儀器設(shè)備,進(jìn)行必要的測量、檢測和試驗(yàn)。電梯檢驗(yàn)技術(shù)誕生于1889年,經(jīng)過近百年的發(fā)展,電梯檢驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)形成了獨(dú)立的技術(shù)門類。特別是20世紀(jì)90年代以來,隨著電梯技術(shù)的快速發(fā)展,電梯檢驗(yàn)技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。目前電梯檢驗(yàn)技術(shù)正朝著無損化、非接觸化的方向發(fā)展。本文通過大量查閱文獻(xiàn),對(duì)電梯檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。
2 電梯檢驗(yàn)技術(shù)概述
2.1 目視檢測
目視檢測主要用于電梯外觀檢查,通過手動(dòng)各種功能開關(guān)的動(dòng)作試驗(yàn)以及利用游標(biāo)卡尺、鋼直尺、卷尺和塞尺測量并通過計(jì)算來檢查或試驗(yàn)電梯相關(guān)設(shè)施和零部件設(shè)置的有效性、功能開關(guān)的可靠性以及各種安全尺寸的符合性。
2.2 電梯導(dǎo)軌的無損檢測
無損檢測主要用于電梯導(dǎo)軌的無損檢測。常用的方法有:線錘法和激光測試法兩種。
①線錘法
線錘法一般采用長度約為5 m 磁力線錘,沿電梯導(dǎo)軌的頂面和側(cè)面進(jìn)行測量。一般采用的辦法是對(duì)每5m鉛垂線分段連續(xù)測量,每面分段數(shù)要大于等于3段。檢查內(nèi)容主要是看電梯的每列導(dǎo)軌工作面,每5m鉛垂線測量值間的相對(duì)最大偏差是否滿足規(guī)定要求。
②激光測試法
激光測試法,是將激光技術(shù)引入到電梯導(dǎo)軌檢測中。一般檢測過程如下:將裝有激光器測距儀的檢測裝置固定在電梯導(dǎo)軌的一端,將激光接收器安裝在導(dǎo)軌的另一端,激發(fā)激光器測距儀發(fā)光。將激光測距儀測量到距離信號(hào)傳送到電腦中,計(jì)算出導(dǎo)軌的線性度和扭曲度。
2 . 3 電梯曳引鋼絲繩的漏磁檢測技術(shù)
電梯曳引鋼絲繩檢測的探頭采用了永久性磁鐵,鋼絲繩內(nèi)穿過磁鐵,通過霍爾元件或感應(yīng)線圈等探傷傳感器采集漏磁場的變化信號(hào),檢測信號(hào)經(jīng)放大和濾波等處理后由計(jì)算機(jī)采集和判別,鋼絲繩運(yùn)行的位置由光電編碼器編碼后輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)對(duì)位置編碼器發(fā)出的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù),通過計(jì)算處理后得到鋼絲繩當(dāng)量斷絲數(shù)和當(dāng)量磨損量的具體情況和相應(yīng)的位置。目前,應(yīng)用于電梯漏磁檢測儀器主要有我國生產(chǎn)的MTC、TCK和KST系列,國外有:美國的LMA系列、波蘭的MD系列以及俄羅斯的IN TROS系列等。
2.4 電梯綜合性能測試技術(shù)
電梯綜合性能測試技術(shù)是通過一臺(tái)便攜式檢測設(shè)備進(jìn)行電梯多種性能的測試。便攜式檢測設(shè)備由多種專用電子傳感器組成,進(jìn)行信號(hào)采集,然后采用專業(yè)軟件進(jìn)行了分析處理,最終得到電梯安全參數(shù)的測試結(jié)果。目前常用的檢測設(shè)備主要有德國檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)TUV開發(fā)的ADIASYSrEM電梯診斷系統(tǒng)。
2.5 電梯噪聲測試技術(shù)
電梯噪聲檢測主要采用測量聲壓級(jí)的傳感器,利用該傳感器進(jìn)行造成測量。具體測試方法如下:當(dāng)電梯以正常運(yùn)行速度運(yùn)行時(shí),將傳感器設(shè)置在距地面高1.5m。距聲源1m處進(jìn)行測量,測試點(diǎn)不少于3點(diǎn),取噪聲測量值中的最大值。
3 電梯檢測技術(shù)發(fā)展趨勢
20世紀(jì)90年代以來,電梯檢測技術(shù)得到了長足的發(fā)展。無損式檢測和非接觸式檢測是現(xiàn)代電梯的主要檢測手段。未來隨著電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,電梯檢測技術(shù)將會(huì)朝著綠色化、智能化和遠(yuǎn)程化方向發(fā)展。
3.1 綠色化
“綠色低碳”是21世紀(jì)發(fā)展的主流色調(diào)。電梯檢測技術(shù)也應(yīng)該朝著綠色化方法發(fā)展,低碳環(huán)保理念應(yīng)該是未來電梯發(fā)展的總趨勢。發(fā)展趨勢主要有如下:首先要不斷改進(jìn)電梯檢測設(shè)備的設(shè)計(jì),生產(chǎn)環(huán)保型低能耗的電梯檢測設(shè)備,例如:現(xiàn)在有公司推出環(huán)保型磁力線錘,應(yīng)用到電梯導(dǎo)軌的無損檢測,即提高了設(shè)備的使用壽命,也減少了電廠污染的可能型。同時(shí),對(duì)于電梯檢
測設(shè)備報(bào)廢后的處理,也應(yīng)該引起電梯檢測設(shè)備生產(chǎn)商的重視。
3.2 智能化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,電梯檢測也將會(huì)向智能化和集成化的方向發(fā)展。電梯檢測工作是一個(gè)危險(xiǎn)的行業(yè),很多檢驗(yàn)工作具有一定的危險(xiǎn)性。如果利用機(jī)器人替代人進(jìn)行各種檢驗(yàn),首先可以大大提高電梯檢測效率,也可以降低檢測人工成本。目前,美國和日本都已經(jīng)開發(fā)出電梯檢測和救援機(jī)器人,我國中科院沈陽自動(dòng)化研究所也開展了類似的研究工作,但是還沒有形成產(chǎn)品。
電梯檢測的集成化是指未來的電梯檢測將會(huì)一個(gè)綜合指標(biāo)的形式顯示,不再采用現(xiàn)在流行的多指標(biāo)檢測。具體做法是減少相關(guān)的電梯檢測設(shè)備數(shù)量,采用單一綜合檢測設(shè)備,對(duì)電梯進(jìn)行一站式檢測。
3.3 遠(yuǎn)程檢測
電梯困人故障是電梯使用中最主要的安全事故。20世紀(jì)80年代初電梯廠商為電梯設(shè)計(jì)了相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),但檢測系統(tǒng)只限于電梯所在大樓內(nèi),且一般由保安負(fù)責(zé),一旦電梯困人,還得通知專業(yè)人員來解困,這極大的降低了救援效率。為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)解決了這一問題,遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)集通訊、故障診斷、微處理機(jī)為一體,它可以通過市話線傳遞電梯的運(yùn)行和故障信息到遠(yuǎn)程服務(wù)中心(即電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控維修中心),使維修人員知道電梯問題所在并去處理。如轎廂由于發(fā)生門故障而被困于某層,遠(yuǎn)程維修中心根據(jù)故障狀況判斷后,則可允許用遙控方式來打開轎門和層門。
參考文獻(xiàn)
[1] 特種設(shè)備安全監(jiān)察條例,2009.
[2] 電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則,2009.
[3] 毛懷新.電梯與自動(dòng)扶梯技術(shù)檢驗(yàn)[M].北京學(xué)苑出版社,2008.
關(guān)鍵詞：瀝青路面；車轍；測試方法；防治措施
Abstract: the rut detection is an important subject of our country highway maintenance. This article discussed the causes of asphalt pavement rutting, then explain the asphalt test methods, and puts forward some prevention and treatment measures of road construction workers can be used to provide some reasonable reference.
Keywords: asphalt pavement; Rutting; Test methods; Prevention and control measures
中圖分類號(hào)：U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）
引言
隨著我國公路系統(tǒng)的發(fā)展，瀝青公路占總公路里程的比例日益增加。但是，由于我國高速公路的建設(shè)起步比較晚，優(yōu)質(zhì)的道路瀝青比較缺乏，而且在鋪設(shè)高速公路時(shí)路面結(jié)構(gòu)也存在種種問題，因此路面破損的情況也經(jīng)常出現(xiàn)，公路養(yǎng)護(hù)就成為建后公路最主要的問題。車轍是道路破損的最常見的病害，對(duì)道路的危害最大。
一、瀝青路面車轍的產(chǎn)生原因
瀝青路面在緩慢移動(dòng)或重交通作用下會(huì)產(chǎn)生變形并留下永久性的微變形。隨著時(shí)間的推移，這些微變形會(huì)積累并產(chǎn)生車轍現(xiàn)象。車轍隨交通荷載的增大而增加。車轍是瀝青混凝土路面沿輪跡縱向方向的凹陷。
1.半剛性基層路面的車轍主要產(chǎn)生于瀝青混凝土面層，而產(chǎn)生車轍的主要原因是瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不足，在車輛的重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生變形累積。影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性主要是瀝青混合料的高溫抗剪切能力及內(nèi)摩阻力，瀝青混合料產(chǎn)生塑性流動(dòng)變形，最終骨架結(jié)構(gòu)破壞失穩(wěn)。
2.由于荷載作用超過路面各層的強(qiáng)度。發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久性變形。成為結(jié)構(gòu)性車轍。這種車轍的寬度較大，兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象。橫斷面成v字形。
3.瀝青混凝土的側(cè)向流動(dòng)變形。高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的半固體，在輪胎荷載作用下，瀝青及瀝青膠漿便產(chǎn)生流動(dòng)，從而使混合料的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。這部分半固態(tài)物質(zhì)除部分填充混合料空隙外，還將隨瀝青混合料自由流動(dòng)，從而使路面受載處被壓縮而變形。
4.冬季埋釘輪胎形成的磨損性車轍。在我國由于基層基本上是半鋼性基層，車轍基本上都屬于瀝青混合料的流動(dòng)性車轍。對(duì)這種車轍可以說沒有有效的維修方法。只有采用新的材料或?qū)⒃胁牧显偕脑煲愿鼡Q產(chǎn)生車轍的層次。
二、瀝青路面車轍測試方法
1.超聲波檢測技術(shù)
超聲波檢測技術(shù)是利用安裝在車載系統(tǒng)上一定數(shù)量的傳感器來完成的。
超聲波檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對(duì)人體無害，能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量，超聲波對(duì)外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗或有灰塵、有煙霧等惡劣環(huán)境中，而且超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，費(fèi)用低，信息處理簡單可靠，易于集成化，因此在道路狀態(tài)檢測中，特別是高等級(jí)水泥路面路基檢測中的應(yīng)用有著較廣泛的前景。但是，超聲波大部分檢測設(shè)備需要通過有經(jīng)驗(yàn)的檢測人員對(duì)信號(hào)進(jìn)行人工分析才能得出正確的結(jié)論，對(duì)檢測人員及分析人員的要求都比較高，人為因素對(duì)檢測結(jié)果影響較大，波形不易記錄和保存，不適宜完成自動(dòng)檢測。
波速法是超聲波檢測水泥路面路基狀態(tài)的最基本的方法。研究證明，波在介質(zhì)材料中行進(jìn)的速度愈大，則介質(zhì)材料的堅(jiān)硬性愈大；反之，則介質(zhì)材料愈松軟。而介質(zhì)材料的堅(jiān)硬性實(shí)質(zhì)上也反映了該種材料強(qiáng)度的高低，因此材料強(qiáng)度愈高，波速應(yīng)愈大；材料強(qiáng)度愈低，則波速應(yīng)愈小。這樣，知道了波速，亦即知道了材料強(qiáng)度。
在土工試塊及某些巖體中利用波速法進(jìn)行無損檢測有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)，用得也比較廣泛。但水泥路面路基情況比較特殊，作為無損檢測的超聲波探頭無法生根或埋置，從而造成檢測工作的難度。因此，應(yīng)該采用波速法與回彈法相組合的綜合法。
2.激光檢測技術(shù)
激光檢測技術(shù)是將激光作為光源，配以相應(yīng)的光電元件來實(shí)現(xiàn)的。激光可用來測距，激光測距原理是將光速為C的激光射向被測目標(biāo)，測量其返回的時(shí)間t，利用公式求得激光器與被測目標(biāo)距離d，即d=c?t/2。可見，激光測距的精度是由測試精度決定的。車載式全自動(dòng)檢測儀就是通過激光的非接觸測距技術(shù)，獲得路面變形曲線的。
激光檢測技術(shù)屬于非接觸式測量技術(shù)，與接觸式測量方法相比，具有限制更少、效率更高、不損傷測量表面、不易受被測對(duì)象表面狀態(tài)影響等優(yōu)點(diǎn)。
3.數(shù)字成像技術(shù)
近幾年，計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)得到迅猛發(fā)展，使得高分辨率CCD數(shù)字?jǐn)z影成為可能，加之視頻影像技術(shù)也高速發(fā)展，數(shù)字圖像可以通過圖像采集卡和視頻采集卡得到，并可將其采集的視頻信號(hào)和圖像信息自動(dòng)寫入計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，并利用圖像處理的方法進(jìn)行自動(dòng)處理，大大的提高了圖像測量的速度和效率，免去了一些傳統(tǒng)攝影測量過程中不必要的緩慢的攝影處理過程，因此出現(xiàn)了基于結(jié)構(gòu)光和視頻影像技術(shù)的微機(jī)圖像處理測量系統(tǒng)。
此種數(shù)字成像檢測技術(shù)是近幾年國內(nèi)外發(fā)展較快的一種車轍檢測技術(shù)，其結(jié)構(gòu)簡單，雖然數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，但是受車輛振動(dòng)影響較小。對(duì)于采用數(shù)字成像檢測技術(shù)進(jìn)行車轍檢測，我國的科研人員進(jìn)行了大量的研究，提出了很多設(shè)想，也取得了很大的進(jìn)步。
三、瀝青路面車轍的防治措施
瀝青路面車轍已經(jīng)成為我國瀝青路面主要病害形式之一，嚴(yán)重影響了道路的使用功能，如不及時(shí)處理，很有可能誘發(fā)其它病害，對(duì)道路行車安全十分不利，必須采取合理的處理措施。主要從以下幾個(gè)方面預(yù)防：
1.合理的路面結(jié)構(gòu)
在路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)置上，必須科學(xué)合理。可以選用具有骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的SMA或者孔隙率較大的密級(jí)配混合料作為面層，盡可能使路面層內(nèi)形成穩(wěn)定的嵌擠結(jié)構(gòu)，或者增加大粒徑透水性的柔性基層來抵抗路面由上到下較大的塑性以及剪切變形。針對(duì)我國現(xiàn)行車轍試驗(yàn)規(guī)范值偏小的情況，我們?cè)跒r青混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有意識(shí)地提高混合料中車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度值標(biāo)準(zhǔn)，以減少車轍的產(chǎn)生。
2.控制材料的質(zhì)量
選用粘度高、針入度小、軟化點(diǎn)高、含蠟量較低的優(yōu)質(zhì)石油瀝青；選用改性瀝青，提高混合料的粘結(jié)力；采用滿足規(guī)范級(jí)配要求的粒徑較大的碎石、碎石含量較多的瀝青混合料，嚴(yán)格控制針片狀含量；嚴(yán)格控制瀝青用量，尤其不要過量；盡量選擇粗顆粒含量稍高、細(xì)顆粒含量適宜的級(jí)配。盡可能的不選用天然河砂，粘度較大的瀝青可以提高瀝青混合料的抗車轍能力。
3.控制施工工藝
瀝青混凝土路面施工，需要工程技術(shù)人員了解各集料、瀝青、礦粉的用量，控制混合料的級(jí)配、油石比，對(duì)于抗滑指標(biāo)是混合料自身的紋理性能，不應(yīng)犧牲壓實(shí)度片面追求。
多功能改良超薄磨耗層技術(shù)主要適用于高等級(jí)瀝青路面輕微車轍的預(yù)防性與維護(hù)性養(yǎng)護(hù)，但是不適用于已出現(xiàn)嚴(yán)重車轍的瀝青路面。超薄磨耗層處理就是采用專門的攤鋪設(shè)備，先在干凈的道路表面鋪撒一層改性乳化瀝青，然后馬上攤鋪NovaChip瀝青混合料，利用熱瀝青混合料的高溫加速乳化瀝青中水分的蒸發(fā)，使乳化瀝青均勻分布在路面表層，填補(bǔ)車轍及細(xì)小空隙。多功能改良超薄磨耗層具有良好的抗磨耗和抗車轍性能，不需要對(duì)原路面進(jìn)行銑刨。
4.保證施工質(zhì)量
瀝青路面在施工中，必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進(jìn)行施工，控制好瀝青混合料的施工溫度和路面碾壓工作。瀝青混合料的溫度過高，可能導(dǎo)致瀝青過度老化，溫度過低又會(huì)給攤鋪碾壓造成困難，導(dǎo)致粘附性能的降低，在碾壓過程中，掌握好時(shí)間，爭取有足夠的壓實(shí)時(shí)間，及時(shí)有效的壓實(shí)是保證現(xiàn)場壓實(shí)度，防止和減輕路面車轍的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
結(jié)語
隨著公路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，瀝青路面車轍的處理方法及檢測技術(shù)也在不斷更新完善，研究瀝青路面車轍的產(chǎn)生原因并提出合理的防治措施，對(duì)于保證交通運(yùn)輸事業(yè)的順利發(fā)展具有重要的意義。
參考文獻(xiàn)
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式，隨著高速公路路面檢測技術(shù)的發(fā)展，高速公路路面檢測的工
作效率了得到了顯著的提高。本文對(duì)高速公路路面檢測技術(shù)的發(fā)
展和相關(guān)的高新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行具體的研究。
關(guān)健詞：高速公路、路面檢測、檢測技術(shù)
1引言：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的使用率也呈顯著的上升趨勢。高速公路的使用性能和安全性也越來越重要，高速公路的路面檢測是評(píng)價(jià)公路使用性能和使用安全性的最主要手段。近幾年，高速公路的路面檢測技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，檢測技術(shù)已經(jīng)由傳統(tǒng)的人工檢測逐漸發(fā)展到了自動(dòng)化檢測和智能化檢測，檢測技術(shù)的發(fā)展使高速公路的路面檢測工作效率也得到了顯著的提高，從而保證了高速公路的平穩(wěn)使用和路面養(yǎng)護(hù)工作的順利進(jìn)行。下面我們就高速公路路面的檢測技術(shù)發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行具體的研究。
2高速公路公路路面檢測的重要意義和技術(shù)發(fā)展的必要性
2.1高速公路路面檢測是進(jìn)行公路建設(shè)和管理的重要前提：高速公路的路面檢測，不僅可以控制工程的質(zhì)量和對(duì)工程進(jìn)行客觀的評(píng)定，還可以對(duì)高速公路的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)分析和合理分配。高速公路在建設(shè)的過程中，如果采用高效、先進(jìn)的檢測技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并采取有效手段，解決工程中的質(zhì)量隱患，從而有效的保證路面的長期使用性能。同時(shí)對(duì)公路網(wǎng)的跟蹤檢測和分析評(píng)價(jià)，還可以深入的了解到，路面在使用過程中的性能劣化規(guī)律，為公路的養(yǎng)護(hù)方案確定和決策優(yōu)化提供有利的科學(xué)依據(jù)。如果僅僅的依靠傳統(tǒng)的人工方法，進(jìn)行檢測或者單靠經(jīng)驗(yàn)來確定養(yǎng)護(hù)方案，往往會(huì)錯(cuò)過養(yǎng)護(hù)及修復(fù)的最佳時(shí)機(jī)，從而使有限的養(yǎng)護(hù)資金不能得到高效和應(yīng)用。因此高速公路路面檢測技術(shù)的不斷提高和合理應(yīng)用，使高速公路的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到了不斷的提高。
2.2高速公路公路路面檢測對(duì)高校技術(shù)的必要性：高速公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展代表著世界各個(gè)國家的發(fā)達(dá)程度，而高速公路的檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又取決于，車流量的大小、車速以及車輛的行駛軌跡。高速公路的路面檢測，是要求在不影響正常的車輛行駛情況下，既不破壞路面的原來結(jié)構(gòu)，又能準(zhǔn)確控制和評(píng)價(jià)高速公路的建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)營使用狀況，因此對(duì)先進(jìn)的檢測技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，是高速公路路面檢測的必然趨勢。高效率的路面檢測設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用所追求的原則是高效、準(zhǔn)確和安全，也是就說應(yīng)該以各種現(xiàn)代化的電子和機(jī)械自動(dòng)化測量方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工測量，并且能夠應(yīng)用計(jì)算機(jī)以及專業(yè)的軟件，來實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和計(jì)算分析。這樣不僅可以避免人為的因素對(duì)檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和檢測結(jié)果的干擾，而且還可以加倍的提高測試的速度和采集數(shù)據(jù)的頻率，很大程度的提高了檢測工作的工作效率和檢測現(xiàn)場的安全性。
3我國高速公路路面檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和智能發(fā)展要求
3.1我國高速公路路面檢測技術(shù)的現(xiàn)狀：目前我國的路面檢測技術(shù)雖然發(fā)展的比較快，但是起步較晚，所以基礎(chǔ)比較薄弱，其總體的技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家比還處在落后階段。我國高速公路路面檢測的現(xiàn)狀是：一些現(xiàn)行的規(guī)范中，大部分的檢測手段普遍存在測速慢、精度較低、可靠性較差的問題，甚至有些地區(qū)仍然沿用著人工檢測方式；路面的無破損檢測技術(shù)發(fā)展也較為緩慢，特別是對(duì)路面的強(qiáng)度及厚度進(jìn)行測定時(shí)，仍然較多的依靠破壞性較大的取芯法進(jìn)行試驗(yàn)檢測；對(duì)路面的評(píng)定通常依賴經(jīng)驗(yàn)的方法，對(duì)于計(jì)算機(jī)的輔助應(yīng)用技術(shù)較為薄弱，所以用于科學(xué)檢測與理論分析的實(shí)用化路面評(píng)定軟件也十分缺乏；引進(jìn)的國外檢測設(shè)備缺乏一定的配套技術(shù)，有的甚至是國際上已經(jīng)淘汰的產(chǎn)品，導(dǎo)致設(shè)備不能充分發(fā)揮其作用，甚至造成浪費(fèi)；檢測的體制有待完善，缺乏相應(yīng)的技術(shù)人員或者技術(shù)人員的素質(zhì)也有待提高。
3.2高速公路路面檢測的智能發(fā)展要求：從上述我國檢測技術(shù)上存在的問題可以看出，我國高速公路路面的檢測技術(shù)如果想得到更加長遠(yuǎn)的發(fā)展，就必須轉(zhuǎn)變思想、積極創(chuàng)新，廣泛引進(jìn)和應(yīng)用能夠適應(yīng)路面檢測要求的先進(jìn)設(shè)備：（一）高精度、高穩(wěn)定性的檢測設(shè)備：高速公路的檢測屬于外業(yè)工作，野外的環(huán)境較為惡劣和復(fù)雜，在這種條件下應(yīng)用的儀器和設(shè)備，必須具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。尤其要能抵御了溫度、溫度、振動(dòng)以及其它各類的外界干擾，并保持測試結(jié)果的準(zhǔn)確性；（二）快速以及實(shí)時(shí)化的檢測工具：高速公路路面的檢測設(shè)備要能夠快速的對(duì)檢測現(xiàn)場的大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)分析，并進(jìn)行快速運(yùn)算，從而提高檢測工作的實(shí)時(shí)效率。同時(shí)也可以利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，能夠讓室內(nèi)的工作人員與測試現(xiàn)場的工作保持同步；（三）智能化和標(biāo)準(zhǔn)化的檢測方式：由于高速公路路面檢測的工作較為復(fù)雜，所以需要建立統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)體系，從而達(dá)到不同類型設(shè)備的檢測結(jié)果，具有一定的相關(guān)性和可比性的目的。同時(shí)也要利用高科技的電腦設(shè)備，通過編制和完善智能的數(shù)據(jù)處理軟件，來簡化工作人員的工作流程，提高檢測工作的效率和精準(zhǔn)度；多功能的集成化系統(tǒng)：能夠運(yùn)用多功能的集成化系統(tǒng)，將各種路面檢測的情況和問題進(jìn)行統(tǒng)一的匯集和存儲(chǔ)，盡量減少檢測工作的重復(fù)投資現(xiàn)象。
4高速公路路面智能檢測技術(shù)的組成和發(fā)展方向
隨著高速公路路面檢測工作發(fā)展的需要，智能化的檢測技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用是必然趨勢。智能的檢測技術(shù)可以在保證正常行車的狀態(tài)下，自動(dòng)進(jìn)行路面平整度、路面車轍和破損度的檢測，以達(dá)到良好的檢測目的。
4.1檢測數(shù)據(jù)的采集：在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)主要是應(yīng)用高速的攝像機(jī)和激光傳感器等設(shè)備，進(jìn)行快速和精確的路面情況數(shù)據(jù)采集。目前來講進(jìn)行路面平整度和路產(chǎn)信息的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但對(duì)于路面的車轍和路面破損度的數(shù)據(jù)采集則難度則較高。目前對(duì)車轍數(shù)據(jù)的采集主要依靠，線激光全斷面數(shù)據(jù)采集和點(diǎn)激光斷面數(shù)據(jù)采集兩種手段。我國使用較多的是線激光，因?yàn)榇思夹g(shù)所獲得的路面斷面數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高；對(duì)路面的破損檢測的數(shù)據(jù)采集，要根據(jù)路面破損類型的不同，采用不同的方法。路面破損一般病害通常采用的是圖像識(shí)別法，對(duì)于沉陷擁包等病害則最好采用三維激光可視化系統(tǒng)，對(duì)病害進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)獲取；平整度的檢測方法是，在車輛的行駛過程中，通過測量汽車主體與路面的距離，而獲得路面的平整度的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)。
4.2檢測數(shù)據(jù)的處理：路面的平整度和車轍檢測，由于數(shù)據(jù)采集比較簡單，一般可以進(jìn)行軟件的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理，并生成規(guī)范的數(shù)據(jù)報(bào)表；而路面破損的處理軟件的發(fā)展方向是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，就是將沒有破損的圖片進(jìn)行剔除，只處理有破損的圖片，裂縫等病害采用人工加軟件處理的方式進(jìn)行。
