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电控检测技术论文

发布时间:2024-07-05 10:19:48

电控检测技术论文

汽车的底盘作为车辆的重要组成部分,汽车底盘的电控技术是汽车底盘安全的技术保障。下面是我为大家精心推荐的汽车底盘电控技术论文,希望能够对您有所帮助。汽车底盘电控技术论文篇一:《汽车底盘构造与维修技术》 摘要:底盘作为车辆的重要组成部分,是汽车正常、安全行驶的有力保障。它包括了传动系、行驶系、转向系和制动系这四大部分,每―音B分都有其特殊的功能。在当前汽车越来越普及同时频频因车辆维修不及时、不到位而出现安全事故的情况下,为了保障驾驶的安全顺利,车主们有必要了解汽车底盘的构造并掌握必要的维修技术。 引言 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,汽车的普及率已经越来越高,在社会生产生活中起着越来越突出的作用。但很多车主在使用汽车的过程中却缺乏相应的汽车构造和维修的知识和技能,这导致了一方面很多车主容易出现使用不当而使汽车出现各种故障,一方面却没法进行必要的、力所能及的维修。另外,虽然有部分车主具有一定的维修技能和 经验 ,但主要侧重于汽车的发动机和车本身,对于底盘的维修则知之甚少,连基本的构造也并不清楚。随着应车辆底盘故障而导致道路事故越来越频繁情况的出现,有必要对汽车底盘的构造及相关的维修技术进行必要的介绍和 总结 ,以便为广大车主们提供一些有益的借鉴。 1 汽车底盘的构造 汽车底盘的构造可分为传动系、行驶系、转向系和制动系这四大部分,下面对它们进行逐一的详细介绍。 传动系 汽车传动系指的是从发动机到驱动车轮之间所有的动力传递装置。其种类有机械传动、液压传统等多种,能满足不同种类、不同功能定位的汽车的需要。传动系的结构包括用于切断或传递发动机向变速器输入动力的离合器、改变运转速度和牵引力的变速器以及改变传输力方向的主减速器等多个部分。其基本作用是将发动机的转矩传递给驱动车轮,同时还必须适应形势条件的需要,改变转矩的大小。以普通的机械式传动系统为例,发动机产生的动力依次经过离合器、变速器和由万向节与传动轴组成的万向传动装置,以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴,最后传到驱动车轮。传动系在汽车行驶中的功能很多,包括最常用到的减速、变速、倒车、中断动力等。同时它还可以有效配合发动机进行各项工作,有力地保障了汽车的行驶安全。 行驶系 行驶系主要由汽车的车架、车桥、车轮和悬架这四大部分组成,它的主要功能是接受传动系传过来的动力,然后再通过驱动轮与路面产生的作用来形成对车辆的牵引力,使汽车有正常行驶的动力。除此之外,行驶系还有承受汽车总重量和地面的反力的作用[2];在路面行驶时,它还可以起到有效缓和路面对车身造成的冲击,减少汽车的震动,保持行驶平稳以及保证汽车操纵稳定等作用。 转向系 汽车转向系是指汽车上用来调整行驶方向的专设机构。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。汽车转向一般是由驾驶人通过操纵转向系统的机件改变转向车轮的偏转角来实现的,其功能是保证汽车能够按照驾驶人选定的方向行驶和保持汽车稳定的直线行驶。汽车转向系统包括两大类,一类是完全依靠驾驶员操作的转向系统,即机械转向系统;另一类是借助动力来操纵转向的系统,即动力转向系统,当前越来越多的汽车开始采用动力转向系统了。而其中动力转向系统还可以进一步细分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统和气压动力转向系统这三类。 制动系 制动系统是汽车上用来使路面在汽车车轮上面施加一定的压力,从而对其进行一定程度的强制制动的专门装置。它的主要作用包括使汽车在以不同的速度行驶时能按照驾驶员的需要进行强制减速以及停车、使己停驶的汽车在包括坡道在内的各种道路条件下能稳定驻车以及使在下坡路段行驶的汽车的速度保持稳定等。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力,由于这些外力的大小和出现的时机都是随机的,不是驾驶员可以控制的,因此要想实现上面的功能,车辆就得加装一些专门的装置。现在很多车主都意识到了制动系统对行车安全性的重要作用,因此在他们车辆的行车制动系一般都安装有制动防抱死系统(ABS),它可以有效控制滑移率,始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩,从而为车辆制动时的操纵性和稳定性提供强大的保障。 2 汽车底盘的维修 离合器踏板的检查与调整 首先是测量离合器踏板自由行程。用手轻压离合器踏板,并在感到有阻力时用直板尺测量踏板的下降距离。其次是调整离合器踏板自由行程。松开锁止螺母并转动推杆,调整后紧固锁止螺母。再次是测量离合器踏板行程。将离合器踏板踩到底,用直板尺测量起止位置之间的距离。最后是调整离合器踏板的行程。松开锁止螺母并转动螺栓。离合器踏板行程调整好后紧固锁止螺母。 转向横拉杆球节的更换(建议左右同时更换) 首先是转向横拉杆外球节的拆卸。拆卸车轮,标记转向横拉杆后拆卸外球螺母,并用球节拆卸工具KM-507-B从转向节上断开外球节。松开转向横拉杆调整螺母,通过扭动从转向横拉杆上拆下外球节。其次是转向横拉杆的安装。对准转向横拉杆上的标记,将调整螺母重新定位。通过扭动将外球节安装到转向横拉杆上,然后将外球节连接到转向节上。接着是调整前轮前束,紧固转向横拉杆外球节调整螺母。再次是转向横拉杆内球节的拆卸。依次拆卸车轮、转向横拉杆外球节、防尘套固定夹、防尘套和转向横拉杆内球节。最后是转向横拉杆内球节的安装。第一步是安装转向横拉杆内球节并紧固。接着依次安装转向器防尘套、防尘套固定夹、转向横拉杆外球节和车轮。 空挡起动开关的检查和调整 空挡起动开关的检查 第一步是施加驻车制动并将点火开关置于ON位置。第二步是踩下制动踏板,检查并确认换挡杆在N或P位置时发动机能起动看,而在其他位置时不能起动。最后是检查并确认当换挡杆在R位置时倒车灯点亮,倒挡警告蜂鸣器鸣响,但在其他位置不起作用。如果发现故障,则应检查空挡起动开关的导通性。 空挡起动开关的调整 第一步是松开空挡起动开关的螺栓,并将换挡杆置于N位置。然后将凹槽与空挡基准线对准,将开关固定到位后再拧紧两个螺栓。力矩为。调整完成后进行开关工作情况检查。 前减震器的更换 前减震器的更换分为四个部分。 前支柱总成的拆卸 拆卸支柱上盖和螺母,举升并妥善支承车辆后拆卸轮胎。在装备防抱死制动系统(ABS)的车辆上从支柱总成上断开ABS传感器线路;在从支柱总成的固定架上拆卸完制动油管后接着拆卸稳定连杆至支柱总成螺母并断开稳定连杆接下去。拆卸转向节至支柱总成螺母和螺栓,以便断开转向节。最后就可以拆卸支柱总成了。 前减震器的分解 拆卸支柱总成后将支柱总成固定到弹簧压缩工具上,确保挂钩正确支撑在支柱弹簧上。接着用弹簧压缩工具压缩前弹簧,并用开口扳手握住螺纹活塞杆,同时用双环扳手拆卸活塞螺母和垫圈,拆卸时速度要快。接下去是拆卸上支柱座、座轴承、上弹簧座、上环减震垫和空心 保险 杠,拆完这些后就松开弹簧和拆卸弹簧及下环减震垫。 前减震器的组装 安装下环减震垫和弹簧。用弹簧压缩工具KM-329-A压缩弹簧。接着是安装空心保险杠、上环减震垫、前弹簧定位器、上弹簧座、上支柱座和座轴承并确保上弹簧座卡在前弹簧定位器上。完成上述步骤后就开始安装活塞杆螺母并紧固,最后是松开弹簧压缩工具。 前支柱总成的安装 第一步是安装支柱总成,然后是安装转向节至支柱总成螺母和螺栓,将支柱总成连接到转向节上。紧固转向节至支柱总成螺母和螺栓。接着连接稳定连杆至支柱总成螺母,将稳定连杆连接到支柱总成并紧固稳定连杆至支柱螺母。完成这些后便将制动器油管安装到支柱总成固定架上,如果车辆上安装有ABS,要将ABS传感器的线路连接到支柱总成上。然后是安装车轮并降下车辆。最后是安装支柱总成至车身的固定螺母,紧固支柱总成至车身螺母。 3 结语 随着汽车在人们生活中的应用越来越广,起的作用越来越大。为了更好地发挥它的作用,有必要掌握一定的汽车维修技术。尤其是号称汽车第二心脏的底盘,更要加强对其构造结构的了解,并掌握一定的维修技术。 参考文献: [1]小乐.底盘支撑起一片移动的天空[J].汽车与安全,2012(07):13 15. [2]林晓伟.探究汽车底盘的保养与维修[J].科技致富向导,2013(18):33 37. [3]马国宸.基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D].浙江大学2011:33 39. 汽车底盘电控技术论文篇二:《试谈汽车底盘新控制技术》 摘要 :随着汽车技术的发展,出现了各种针对汽车不同的功能而设计的控制器,汽车底盘新控制的发展突飞猛进,很大程度上从整体改善了车辆的性能,保证汽车的稳定性和耐耗性。本文通过对汽车底盘不断发展的新控制技术的分析,指出了这些新控制技术对汽车的安全性、动力性、操作稳定性等方面的重要作用,希望这些汽车底盘新控制技术的应用可以进一步促进汽车性能的加强和提高。 关键词: 汽车底盘;控制技术;线控技术;电子化技术 随着汽车行业的飞速发展,越来越多的新技术应用到了汽车上,汽车底盘控制技术不断翻新,使汽车的使用性能不断提高。目前汽车底盘的新技术主要包括线控制动系统、主动悬架控制系统等,这些最新的研究和发展趋势是利用高速网络将各种控制系统连为一个整体,形成了总体的控制系统,大大提高了汽车的安全主动性、机动性和舒适感。 1 汽车底盘的电子化技术 电子稳定控制系统(ESP) 车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)主要由转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、转向盘、制动踏板传感器等组成。 ESP系统属于汽车主动安全性控制系统,其中的各种传感器用来监控汽车的形式状态和司机的操控动作,使电脑对汽车失稳的程度进行精确计算,并得到恢复稳定行驶的调节参数,当汽车由于路面附着力发生异常变化,出现失稳状态,或者是由于司机操控不当,出现失稳状态时,可以通过ESP系统进行调控,有效的抑制前后轮的侧滑,解决由于转向不足和转向过度造成的失稳问题。ESP系统实际上使智能主动防滑稳定系统的最高形式,它可以使汽车始终在惯性力和行驶方向一致的状态下进行操控和行驶,及时抑制汽车侧滑失控,降低侧向碰撞机率,避免发生意外事故。 全电路制动系统(BBW) BBW系统是一种全新的制动模式,它的系统结构包括电能制动器、控制单元、电子制动踏板、连接电线等等。全电路制动系统是一种新型的智能化制动系统,它采用嵌入式总线技术,可以与防抱死制动系统、牵引力控制系统等汽车主动安全系统进行协同工作,通过优化微处理器中的控制算法,精确的调整制动系统的工作过程,从而提高车辆的制动效果,加强汽车的制动安全性能。BBW系统是一个新生事物,有着传统制动系统无可比拟的诸多优势,能够较大幅度的提高汽车的安全形势性能,虽然目前BBW系统的投入使用还很有限,但是,随着汽车界对BBW系统的兴趣日渐高涨,BBW系统必将迅速在汽车上推广,最终取代中小型车辆上的传统液压制动系统。 汽车悬架控制系统 洗车悬架控制系统主要包括主动悬架阻尼器控制系统(ADC)和主动横向稳定器(ARC)。ADC由电子控制单元、CAN、4个车轮垂直加速度传感器等组成,可以对阻尼器比例阀进行相应的调节,自动调节车高,抑制车辆的变化等,使汽车的悬架系统能更好的保证汽车的舒适性、安全性和稳定性。ARC主要是主动然稳定杆的左右两端作垂直方向的相对位移,使车身的侧倾角接近零,以提高汽车的舒适性,由于汽车前后的两个主动稳定杆可以调节车声的侧倾力矩的分配比例,从而可以有效调节汽车的动力特性,提高了汽车的安全性和机动性。 2 汽车底盘线控技术 所谓线控就是指用电子信号的传送取代过去由机械、液压或气动的系统连接的部分,如换档连杆、转向器传动机构等,它不仅是取代连接,而且包括操纵机构和操纵方式也发生了变化,这种技术的应用,将改变汽车的传统结构。线控技术的结构简单,不仅减少了制造成本,同时也减少了底盘所需的空间,增加了乘坐空间,而且可以进行灵敏的控制。由于线控技术是通过电动机驱动的,在电动机反转的时候则变成了发电机,那么在制动过程中,就会有一部分能量转化为电能储存起来,可以通过GPS的处理,由卫星直接提供控制信号,这样,既为汽车的防盗提供了保障,又为实现无人驾驶提供了技术支持。当前,线控技术的应用还不是十分的广泛,但是其发展空间却是非常广阔,随着电子设备可靠性的提高和相应技术的发展,将来对线控技术的应用一定会更广泛。 3 汽车底盘集成化技术 ABS/ASR/ESP的集成化 ABS/ASR装置的集成成功的解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题,但是,对于汽车转向行驶时的方向稳定性问题还是没有保障。而ESP的传感器看可以用来监控汽车的形式状态和驾驶者的操控动作,从而刹住车轮,为汽车校正行驶方向,保证率汽车转向时可以维持稳定。所以ABS/ASR/ESP集成系统的应用,在制动、加速和转向方面都极大的满足了驾驶员的稳定性要求,对汽车的主动行驶安全有着较大的贡献。 ABS/ASP/ACC的集成化 在ABS/ASR电子控制装置硬件的基础上,可以有效的增加接受车距传感器信号的电子电路和ACC常闭式及常开式进油电磁阀电子驱动电路,在已有的ABS控制模块和ASR控制模块的基础上增加一个ACC控制模块,与ABS/ASR电子控制模块进行相应的融合,可以实时的处理、计算和确定汽车的形式状态和车轮的转动状态。三者的集成化具有优先支持驾驶员操作的功能和优先工作的功能。 4 汽车底盘网络化技术 在目前的汽车发展过程中,几乎每辆汽车上都是机械、电子和信息一体化装置,而且在系统中电子和信息部分所起的作用也越来越重要。随着汽车电子装置的不断增加,减少线束是一个关键问题,线路的重量和所占的空间都会降低效率,所以基于串行通信传输的网络结构必然成为一种趋势选择。目前汽车底盘的网络化找那个应用比较成熟的有CAN总线等,而无线局域网络在汽车底盘上的应用也在进一步的探索中,蓝牙技术作为一种新的短距离无线通信技术标准,在汽车底盘控制系统的应用中有着巨大的市场潜力,又由于其相对低廉的成本和简便的使用,得到了汽车业界的一致认可,在未来汽车业发展中的应用不可限量。 5 结束语 随着汽车底盘新控制技术在汽车上的应用,汽车业的发展越来越繁荣,汽车的性能也不断的提高,其安全性和稳定性更是得到了巨大的改进,汽车底盘新技术的应用,极大的促进了汽车业的发展,带来了巨大的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]陈祯福.汽车底盘控制技术的现状和发展趋势[J].汽车工程,2007,02. [2]宗长富,刘凯.汽车线控驱动技术的发展[J].汽车技术,2007,03. [3]邱官升,刘茜.汽车安全的底盘新技术[J].硅谷,2010,17. 汽车底盘电控技术论文篇三:《汽车底盘电控系统集成控制策略》 摘 要:汽车底盘电控系统对于汽车运行安全和稳定具有极其重要的作用,实现集成控制有利于提高其性能。本文针对汽车底盘电控系统,从防抱死系统、电子稳定程序和主动悬架系统三个方面对其进行了介绍,然后从分布式集成控制、总判决机制和控制模型三个方面阐述了汽车底盘电控系统集成控制的具体策略,希望可以对相关研究工作起到一定参考。 关键词:汽车底盘;电控系统;集成控制 0 引言 近些年,屡屡见诸报端的汽车安全事故给社会造成了较大影响,其中一部分原因是人为因素导致,另一部分原因则是汽车自身质量问题引起的。所以,必须对汽车自身质量予以提升,同时还需在底盘系统的设计上加强其集成化和智能化,以此避免人为因素造成的扰动。 1 汽车底盘电控系统 ABS防抱死系统 在汽车的运行过程中,对车轮传动状态的控制是非常关键的,一旦出现紧急情况,若是对车轮传动无法形成及时控制,就可能导致安全问题产生。ABS防抱死系统可以在车轮传动控制上发挥出非常重要的作用,其通过在车轮上设置的传感器对车轮抱死信号进行及时传递,对应的控制器在收到信号之后就可以及时对车轮制动缸的油压进行降低,以此实现制动力矩的减小。在一段时间之后,信号操作完成,制动力矩就可以逐渐恢复。利用这样的方式对汽车车轮进行控制,能够有效避免汽车出现无法控制或是侧滑的问题,保证汽车的安全。 ESP电子稳定程序 就电子稳定程序的基本组成说来,主要是由加速防滑控制、制动辅助和防抱死制动这三个系统组成的,其表现出了明显的综合性特征。该系统主要是通过传感器将各部分的信息进行传递分析,再凭借内部系统,计算并且发出正确的指令,实现对汽车状态的调整,确保车辆能够保持平衡的运动状态。一般说来,车轮传感器、转向传感器、横向加速器以及侧滑传感器等共同组成了ESP,对车辆各部分状态可以实现全面监测,并且根据相应的信息对汽车实现控制。如此,可以在最大程度上确保汽车的运行过程能够保持稳定,不会出现侧翻、甩尾或是跑偏的问题。 ASS主动悬架系统 悬架系统的存在,最为主要的目的就是实现减震,确保汽车运行的平稳。一般,主动悬架作为直接里发生器,能够对输入和输出的信息形成有效反馈和控制,实现高质量的减震。其基本要求是将动作器形成的力与其他力的控制信号保持一致状态,以便能够实现更好的信息收集和跟踪,为汽车平稳运行提供保障。ASS主动悬架系统存在一定的控制复杂性,需要综合判断多方面的情况,主要涉及到弹簧刚度、轮胎刚度、悬架动力、悬下质量以及路面平整度等。对这些信息进行收集分析,再得出合理的控制指令,根据计算结果,控制指令可以分为最优控制、预测控制以及自适应控制等多个部分。 2 汽车底盘电控系统集成控制 分布式集成控制 分布式集成控制,通过情况下说来就是实现分层递进控制,把高层先进 方法 和不精确的方法统一结合起来,形成一种递进式的控制方式,可以对多个子系统实现分别控制和统一管理。一方面,分布式集成控制能够在最大程度上实现资源整合的合理性以及全面性。另一方面,分布式集成控制也可以实现不同子系统之间的相互交流,避免不同子系统之间出现矛盾或是冲突,对汽车整体运行控制造成影响。对于汽车底盘电控系统的集成控制而言,制动与转向的集成控制是比较关键的,也是直接关系到汽车操作的核心控制。通过对车辆制动和转向的深入研究发现,通过最优控制技术实现控制,会导致系统的线形复杂度上升,不利于系统运行的稳定和高效率。对此,笔者认为可以通过预测模型控制手段,在MPC的基础上设计对应的集成控制器,将AFS系统和ESC系统集成起来,实现集成控制的目的。预测模型控制能够对不确定环境的干扰和模型自身误差实现有效克服,并且能够表现出非常良好的线性。 总判决机制 对于车辆本身而言,其存在多个不同的系统,而且各个系统之间存在一定的差别。这一差别的存在,就使得对不同子系统进行控制时,可能出现一定的控制矛盾,会对整个系统的控制产生较为严重的影响。因此,需要对总体控制构建总判决机制,以此对不同系统的控制关系进行理顺,避免出现控制冲突的问题。在总判决机制的构建上,需要结合汽车各个控制系统的实际情况,对各个控制系统进行协调,使其能够高效实现相互配合,确保汽车整体控制,实现稳定安全的运行控制。 构建汽车底盘电控系统集成模型 要实现集成控制,首先需要设立集成控制模型。在进行模型设立的过程中,一般可以分为三步进行。第一,对模型参数进行合理选择和设置。由于汽车系统存在比较大的复杂性,各个微小系统包含了诸多元件。要想集成控制模型发挥出切实高效的控制作用,就必须对各个子系统的参数进行合理设置,保证其合理可靠,以便集成控制模型能够满足控制需求。第二,依照确定的系统参数进行模型仿真,这可以通过对汽车系统不同部分的相关运行数据进行采集和传递,将其输入到模型之中进行仿真。通过计算可以得出对应的结果,然后对计算结果进行判定。如果结果超出允许范围,就需要对控制 措施 进行调整,使其回归到正常区间。若是结构处在允许范围内,则说明控制措施合理,可以对其进行进一步优化。最后,需要对一些实际场景进行仿真。汽车底盘电控系统的集成化就是要是汽车在遭遇实际情况时能够表现出良好的控制性能。因此,可以预设一些实际场景,将其转化为相关的参数,输入到模型之中进行仿真,从而得出具体的结果,以此判断集成系统的实际控制性能。 3 结束语 对汽车底盘电控系统进行集成控制构建,需要在明确底盘电控系统的基础上,针对性的通过分布式集成控制、设立总判决机制和模型仿真这些环节,逐一落实集成控制在底盘电控系统中的具体应用,以此实现底盘电控系统的集成化,使其能够确保汽车控制的稳定和安全。 参考文献: [1]陈林,别玉娟.面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究[J].河北农机,2015(01):52-53. [2]张进生.浅谈汽车底盘电控系统集成控制策略研究[J].南方农机,2015(08):37-38. 猜你喜欢: 1. 汽车电子技术论文 2. 发动机电控技术论文 3. 电动汽车技术论文 4. 汽车can总线技术论文 5. 浅谈汽车车载网络的应用论文

在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。 下面是我整理的电气控制与plc技术论文,希望你能从中得到感悟!

电气控制与PLC技术研究

在现今高科技水平的带动下,所有技术设备都在不断的升级,对电气控制系统的要求也变得越来越高。在电气行业的实际工作中,PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用,在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量,对电气行业今后的发展有着重大影响。

【关键词】电气控制 PLC技术 探析

PLC从外观来讲,具有体积小质量轻的特点,小型的PLC底部尺寸一般不超过100mm,质量不超过150g,所以在安装方便,和电气系统组装容易。PLC应用范围广泛,一般的电气控制场所都可以使用,尤其是数据应用能力在数字控制方面的运用更为广泛。另外,抗干扰技术的应用更使电气控制系统运行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部检测系统的设置,为自身内部和系统外部的故障检验提供了良好的条件。而且,PLC的安装操作简单易懂,对于从事电气控制方面的人员来说掌握起来也比较容易。储存逻辑是PLC技术在实际应用中所使用的,接线比较简单,这样也方便日后维修和改造,在减少工作量的同时又提高了工作效率。

1 PLC技术与电气控制融合后的工作流程

电气控制主要是通过对电气设备一次和二次回路控制来确保设备正常运行,其在现代工业自动化方面已经成为一个不可缺少的重要角色,更是推进工业自动化发展的重要武器。而PLC技术的实质就是一个控制器,专门用于专业控制,主要利用计算机、通讯技术、自动化等技术发展起来的通讯控制器。PLC技术与电气控制技术融合可以生成强大的抗干扰能力和自我诊断能力,完善电气的控制系统的同时有效排除系统中故障。

目前,PLC技术在电气控制行业的应用十分广泛,很多企业开始逐渐重视这些外来技术的引进,作为现代电控行业中的重要角色,PLC技术的应用将会在很大程度上推动电气控制行业的发展。同时,想要PLC技术与电气控制合理融合就必须要对PLC技术有一定的掌握和了解,这是PLC技术能够更好的运用于实际的前提条件和重要基础。此外,PLC技术在工业体系中也有着广泛应用,如石油、建材、钢铁、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等。

结合PLC的工作流程,根据实际工作经验,将PLC技术与电气控制融合后的工作流程划分为三个阶段。主要有收集和输入原始数据、用户程序执行、刷新输出。

(1)采取收集数据是PLC工作进程的第一步。通过扫描的方式依次读取并存储输入状态点和数据,同时存入I/O映像区中的相应单元。完成后,进入用户程序执行和输出的刷新阶段。在这一阶段,I/O映像区中相应单元的状态和数据不发生改变。

(2)在第一步完成的基础上,对用户程序按照由上到下的顺序扫描。用户程序是执行阶段,具体的实施中,先扫描用户程序左边的控制线路,同时依然遵守由上到下和由左到右的顺序对触点构成的的控制线路进行逻辑运算。同样,在I/O映像区内单元中的状态和数据也不会发生变化,但其他输出点和软设备在I/O映像单元区域或系统RAM存储区域的状态和数据都可能会发生变化。

(3)PLC工作流程的最后阶段,即输出刷新阶段。在用户程序扫描结束后,PLC就会进入输出刷新阶段。此阶段中,CPU按照I/O映像区相应的状态和数据刷新所有输出锁存电路之后再由输出电路完成相应设备的驱动设置是PLC的最后输出过程。

PLC的工作流程与大部分其他的机械设备相似,是一个周期循环的过程。这三个工作阶段是循环运行的,每进行三个阶段为一个周期。PLC技术与电气控制技术的融合在提高工作效率的同时又节省了故障和开发研究的开销。

2 PLC技术在电气控制应用中常见的问题

系统控制出现故障。可能由于线路老化、周围环境破坏等原因造成控制出现故障,进而无法将信号传递给系统内部,也就无法完成对数据的接收、加载和转换,同时对系统发出的其他执行命令也没办法接收。

数据收集和传输故障也可能是由于开关一类的设备操作不到位造成的,例如打开、闭合不彻底,致使无法接收或接收错误信息,造成控制运作出现错误,系统无法正常运行,即造成了PLC无法接收信号控制系统出现故障。

设备开关和现场变送器的自身故障也是使PLC技术无法正常工作的原因,引发故障的原因可能是接线接触不良,出现破损等,同样也会造成以上PLC控制分析系统无法接收数据和进一步的处理。此外,人为操作出错也是造成系统故障的原因之一。

3 PLC技术问题相应的解决方法

对输入PLC控制系统信号的可靠性加强注意。保证所有的现场设备和相关部件的性能完好,杜绝由于设备自身零部件问题造成信号无法正常传送和接收的现象发生。此外,更新改进主界面功能模块设置也有利于减少控制的出错。

完善系统设置,使其更加具有可靠性、自动化、网络一体化。在PLC电气控制系统遭受破坏或出错时,起到预警系统的报警作用,这项功能在PLC系统控制里十分重要,能够有效的对工作情况进行监控,减少了由于指令出错带给系统的损失。确保PLC周围的运行环境,及时排除干扰因素,实施24小时监控。

加强人员的技术培训,提高业务能力和自身素质修养,鼓励员工学习新技术、新的方法和技巧来提高工作质量。

4 总结

面对如今高科技迅猛发展的形势,在任何领域如果想要健康长远的发展,就必须不断的学习掌握新的技术,只有对新技术和设备做好充分的了解和学习并合理应用,才会真正的有所收获。PLC在电气控制方面发挥着巨大的推动作用,二者的融合将会在很大程度上促进电气控制行业的进步发展。

参考文献

[1]牛云.先进飞机电气系统计算机控制与管理系统主处理机关键技术研究[D].西北工业大学,2006.

[2]陈实. MW级风力发电系统单机电气控制技术研究――无功补偿和偏航控制系统[D].南京航空航天大学,2004.

[3]周石强,郭强,朱涛,刘旭东.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].中华民居(下旬刊),2014,01:199.

[4]付焕森,李元贵.基于工程应用型人才培养的项目驱动教学与研究――以电气控制与PLC技术项目课程为例[J].大众科技,2012.

作者简介

张车(1981-),男,江苏省张家港市人。本科学历。中级工程师。研究方向为电气自动化控制。

作者单位

张家港沙钢集团 江苏省张家港市 215600

电气控制与PLC技术的应用

摘 要:针对传统数控车床在自动化控制功能方面的薄弱,以CK6140普通数控车床为对象,详细探讨了数控车床的电气控制,基于PLC实现了数控车床的自动化改造功能,给出了详细的电气化、自动化改造的方案和控制结构,对于进一步提高PLC自动化控制技术在电气控制领域中的应用具有较好的借鉴意义。

关键词:电气控制;PLC技术;自动化;无人值守

1 引言

随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展,很多工业生产要求实现自动化控制的功能,都采用PLC来构建自动化控制系统,尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备,PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势,如顺序控制,可靠性高,稳定性好,易于构建网络化和远程化控制,以及实现无人值守等众多优点。基于此,PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造,详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用,以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用,以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序,实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床,主要依靠手动控制完成切削加工,无法实现基本的电气化和自动化控制。为此,本论文的主要的目的是基于PLC控制技术,实现数控机床的电气化改造,主要实现以下功能:

(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;

(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成,无需人工手动干预;

(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数,如加工参数、状态参数等等;

(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制,以达到无人值守的目的。

电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求,确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下:

(1) 上位机借助于工控机,利用工控机强大的图像处理能力,重点完成数控车床的生产组态画面显示,以及必要的生产数据的传输、保存、输出,同时还要能够实现相关控制指令的下达,确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式,由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数,由PLC实现对相关数据的计算,并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面,PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令,实现对数控车床的远程控制。

(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制,利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为:选用合适的运动控制板卡,配合PLC的顺序控制,对进给轴电机实现伺服运动控制,从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造,其整体结构如下图1所示,其整体结构主要由以下几个部分构成:

底层设备

底层设备主要包括两个方面,首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备,如电源模块、电机模块等,这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次,底层设备还包括各类传感器,比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器,监测进给轴运动进给量的光栅尺等,这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数,通过内部程序的运算,判断整个数控车床的工作状态,并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面,本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令,比如停机、启动等控制指令,PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制,从而实现自动化控制的功能。

远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控,需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序,以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制,真正实现无人值守的功能。

PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象,详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析,可以确定整个机床电气化、自动化改造,一共需要实现14个系统输入,9个系统输出。结合控制要求,这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC,输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析,选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件,与PLC共同实现对电气设备的控制,比如PLC通过接触器控制电机模块,PLC通过继电器控制电磁阀等部件,从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

随着电气设备的越来越复杂,工业生产对于电气控制的要求也越来越高,基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用,逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力,极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用,给出了具体的系统设计实例,对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。

参考文献:

检测技术和控制技术的应用论文

在现代技术中,理化检验是指借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”。下面是我精心推荐的一些理化检验技术论文,希望能对大家有所帮助!理化检验技术论文篇一:《试谈理化检验质量控制考核中有关技术》 【摘要】 随着最近几年国家科学技术的飞速发展,各项科研工作也不断扩大。理化检验是我国进行科学研究检测的重要组成部分,尤其是在卫生监督管理方面。而理化研究由于其高要求的精密性而要求在检测的过程中必须提高检测的准确率,质量控制是一种提高准确率非常行之有效的方式,对于不同的检测,质控控制的技术也不一样。 【关键词】 理化检验;质量控制;技术分析;物理;化学 理化检验就是借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”,这种测量工具或器具都是非常精密,比如说一般常用的测量工具有千分尺、千分表、验规、显微镜等等。随着我国对于卫生行业的改革和对卫生监督管理的加强,卫生部门在进行检测的时候就提出了更高的要求,而理化检验是卫生检测的一种重要手段,它为监督执法提供更加精确的检测数据,在劳动卫生监督管理工作中具有重要作用。 1 理化检验质量控制考核中有关技术 根据多年来众多研究者不断的探索发现和 总结 ,理化检验质控考核主要可以分为以下几个方面。 滤膜上沉着的金属含量分析 这种技术就是运用化学 方法 ,通过添加相关化学剂使其沉淀然后过滤,对过滤金属进行类型、含量多少等分析。滤膜沉着的金属样品的稳定性比较高,在正常环境下不会随着自然环境的变化而发生损失,在进行滤膜上沉着的金属含量分析的过程中需要注意防止灰尘的污染,提取考核样品的时候应注意对工具的消毒、干燥处理,以免发生污染,致使考核结果数据不准确。考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 固体盐中金属含量分析 顾名思义,这中理化检验考核技术就是通过对固体盐类中的金属含量和类型进行考核,同滤膜沉着的金属样品一样,固体盐中金属样品也具有较好的稳定性。在提取样品的时候应注意样品量不宜过多,在提取样品前一定要对其进行干燥处理,干燥的时间至少在一个小时以上,考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 活性炭管吸附有机毒物含量分析 这种技术考核原理是化学亲和力的作用,因为活性炭管的吸附有机会具有很强的吸附能力,如果运用物理办法则不容易对其进行分离,用化学亲和力将其分离和样品考核分析。在日常的样品保存中要注意防尘和防潮。因而,活性炭管吸附有机毒物样品不适宜保存在冰箱里。 水溶液中毒物含量分析 水溶液中待检测的毒物考核样品很多,比如:水溶液中氯化氢含量、水溶液中三氧化铬含量等,水溶液中待检测的毒物考核样品的稳定性比较差,在正常自然状态下会随着环境的变化而发生变化,比如当环境温度升高了,就会增大样品水分的自然蒸发,在样品保存的时候,如果水溶液瓶盖密闭不严也会导致水分蒸发。所以,考核水溶液样品的保存非常重要,在保存的时候要注意放在温度不会发生变化的环境里,冰箱或者冷藏箱就是很好的方式,同时还要注意样品瓶是否密封好。 2 样品考核过程中应注意的问题 样品考核流程要严格按照规范标准 对于理化检验的质量考核,国家出台了相关的流程规范标准。因此,在实际的操作中要严格按照规范标准,以防出现错误或者测试不准。在考核前应将操作分析的计划详细书写清楚,按照相关指标和标准配置试剂,同时要取少量的考核样品先试验分析,主要是检测其浓度,以决定分析所用考核样品的取样量。在实际的考核过程中,首先做好标准曲线,包括空白点共五个点,每点做六份,计算变异系数小于百分之二,列出回归方程,计算回归系数。为了提高考核的准确率,应该取考核样品3份按标准曲线同样的方法进行操作,然后计算这三次测定的平均值作为最终测定结果,注意还要计算其相对标准值,标准值应小于百分之五,否则就说明误差过大,数据不能作为测定结果。注意书写过程中各种格式及单位等要严格按照标准格式。 考核过程中各器具及试剂运用的注意事项 首先是实验所用的吸液管,要求必须使用取得计量认证的单位生产的标准计量器具,或者是经过了考核人员本人的校正,因为吸液管的指标参数也会影响着测试的准确性。整个分析考核样品的过程中,要特别注意吸取标准试剂和考核样品溶液的剂量。其次是对实验所用的蒸馏水的注意,样品分析过程中,蒸馏水的质量会深深影响着化学分析铅的空白值,最终影响着分析结果。而分析试剂的纯度也会对分析结果造成很大的影响。因此,在实际考核中,为了保证考核样品结果的准确性,应使用重蒸馏水和分析纯以上试剂,气相色谱的考核用GR级色谱纯试剂。 3 结 语 理化检验质量控制考核并非一项复杂的工程,但是由于其检测结果的重要性就要求了检测结果必须更加的精确,因此在考核过程中必须要保证各项操作严格按照标准规范进行,保护样品不受污染,检测结果 报告 一定按照相关格式要求,全面、准确。通过各方面的规范操作来加强理化检验的质量控制。 参考文献 [1] 黄家钿,李诚,杜宏,张茵,方辰.卫生检验与检疫技术专业实践教学新模式的构建[A].浙江省医学会.2012年浙江省医学 教育 学学术年会论文集[C].浙江省医学会,. [2] 关于举办全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会暨《理化检验》创刊40年庆典活动的征文通知(第一号)[J].理化检验(物理分册),2012,02:92. [3] 张云霞,蔡望伟,周代锋.以素质教育为导向,深化医学院生物化学实验教学改革[J].海南医学,2011,15:135-137. [4] 张秀丽,廖兴广,张蒙,高葆真.2010年河南省食品卫生微生物检验质量控制考核结果的评价与分析[J].中国卫生检验杂志,2011,07:856-857. 理化检验技术论文篇二:《浅谈茶叶理化检验样品制备技术》 摘要:本文初步分析研究了茶叶理化检验样品的制备技术,并且从挑选与加工新鲜叶子、预处理与磨碎毛茶、均匀混合与分装磨碎样品、检验样品的均匀稳定性、检测特性数值等方面对茶叶理化检验样品制备技术进行了分析,最终提出了对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向实验室所提供的检测相关数据等发展建议,希望可以为我国的茶叶质检事业发展添砖加瓦并且奉献自己的力量。 关键词:茶叶 理化检验 制备样品 全球三大饮料之一便是茶叶,与 其它 饮料相比茶叶更加的实惠和经济,因此茶叶的饮用范围也在逐渐的扩大,拥有越来越大的消费人群,并且已经成为了21世界健康饮品的首先选择对象。可是,伴随着迅速发展壮大的商品经济,日益激烈的市场竞争环境,出现了各种各样的伪劣产品,茶叶也不能被排除之外。为了能够满足商品市场的要求,对各种形式的假茶叶进行严厉打击,有效整顿非常混乱的茶叶市场,迫切需要对茶叶进行理化检验。 一、茶叶理化检验标准化样品概述 对茶叶进行检测的内容包含了检验茶叶的品质、理化标准以及卫生标准等。其中,理化检验程序重点是对出物水浸、水分、茶多酚、咖啡碱等指标进行检验;卫生检验则是对存在于茶叶中的六六六成分等各种残留农药实施检测,以及重金属与微生物等项目的科学检验。 标准化样品具体是指一种或是各种均匀充足以及特点价值已经确定了的物质材料,主要用途是对设备仪器、评测方式以及材料具有的赋值进行校准。当前,通过国家生态环境科学研究院等有关单位研究制作、并且由我国标准物质机构特定销售的是存在于茶叶中的具备赋值特点的无机元素的茶叶标准样品。其它能够对茶叶理化各个指标体现的赋值标准化样品始终没有地方购买。为了可以有效提升全国检测茶叶机构的工作能力,加强检测机构对数据进行测定的可靠性,势必要设计针对茶叶理化各个指标所产生复制标准化样品,这也成为了各个检测单位对实验室检测茶叶项目技术水平客观了解的事实根据。 二、茶叶理化检验标准化样品制备技术 (一)挑选与加工新鲜叶子 影响茶叶理化指标数值的因素主要包括茶树的种类、产茶的时间、原材料的鲜嫩程度以及加工环节等。要想从根本上对原材料整体质量进行控制就需要挑选相同的种类、相同的茶园、根据一致的采摘要求对鲜叶实施采摘。并且在相同的步骤下加工生产等级相同的毛茶样品。需要关注两个方面:一方面是对毛茶所含水平有效控制。保证茶叶品质的重要因素就是茶叶所含的水分,毛茶样品要想成为标准化的茶叶样品,其含有的水分应当在以下。另一方面是对原材料的鲜嫩程度进行合理控制。加工茶叶使用鲜嫩程度良好的茶叶,不仅消耗较高的成本,同时出现较多的绒毛也对制备均匀样品非常不利。制作茶叶标准化样品,最好选择一芽的对夹叶或者三四叶的新鲜叶子作为原材料,使用二级或者二级以下作为毛茶的原材料。曾经根据以上的要求制作了一些茶叶的相关样品,已经被实验室国家认可组织作为了验证茶叶能力的标准化样品。不但具有较低的成本,并且在开始就已经对其均匀性获得了保障。 (二)预处理与磨碎毛茶 刚刚加工出来的毛茶通常会包含一些杂物。为了能够确保整批毛茶统一的质量标准,迫切需要挑剔全部茶叶,同时除去茶梗与石粒等,可以避免这些杂物对指标 产生的影响。国际相关标准对茶叶理化检验样品进行了规定必须使用磨碎之后的茶叶,因此,在预处理的前提条件下,必须磨碎处理毛茶的样品。磨碎之前,首先要清理干净磨碎设备,其次放入一小部分样品实施磨碎,并且清理掉这些磨碎样品。最后开始对样品正式进行磨碎,选择孔径在毫米到1毫米之间的筛子对磨碎样品进行筛选并且将其作为制备样品。 (三)均匀混合与分装磨碎样品 制备标准化的样品与平常检测使用的样品不同。制备一次样品的数量比较大,为了能够确保样品具有较高的均匀性,必须在进行分装操作之前充分混合均匀筛选后的磨碎样品。样品在混合均匀之后分别盛放在干燥清洁的设备中,盖紧瓶盖,为保存茶叶样品提供一个密闭、干燥、避免阳光照射的环境。 (四)检验样品的均匀稳定性 随机在整体样品中选择超过10个样品后检验其均匀性。检验均匀性可以使用待测项目,选择具有代表性或者对不均匀样品产生敏感的项目。对每一个抽取的样品,通过相同的检测人员在不变的环境条件下测试2次以上。应用单因子方差对检验结果进行分析,充分验证样品之间不会存在显著的差异性,只有这样才能证明其是均匀的样品。在验证茶叶能力所需样品的均匀性检验工作中,选择了总灰分和粗纤维等相关项目检验均匀性。由于前期制备均匀样品工作操作正确,应用单因子方差对上述检验均匀性结果进行验证表明其具有均匀性。上述茶叶项目在密闭与干燥的环境中状态稳定,因此,上述项目应用的样品可以不进行稳定试验。 (五)检测特性数值 检测某一个特性数值,通过需要具备检测茶叶能力的几十家实验室,根据国家规定的检测方法,应用各个实验室之间的联合检测方法,联合定值对应的特质数值。也就是根据相关准则规定的方法,统计和计算各个实验室获得检测结果,最终确定标准化样品各个特性数值体现出的测量的不确定性。 三、茶叶理化检验样品的发展 我国当前正在努力对各种能力开展计划验证,在验证茶叶能力的各项活动中,参与单位具有极高的积极性,参加个别项目的实验室超过了百家。开展工作的过程中,工作人员深刻的意识到制备大量样品非常不容易,在制备样品过程中,怎样保证样品具有均匀性以及对其进行有效检验等工作耗费了较多的财力与精力。因此,相关工作人员认为可以凭借验证茶叶能力这个机会,增加制备验证样品的数量。由于每一次验证茶叶能力之后剩余的样品都已经通过了均匀性检验,同时在验证能力过程中进一步获得确认;通过验证能力又可以产生一些具有较高技术水平的优秀实验室。所以,对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向这些实验室提供的检测相关数据。比如:可以将某种样品相关项目所需的标准数值规定为各个实验室得出的测定数值中的中位值,把标准化的IQR定义为标准偏差。假如能够科学有效的应用这些资源,不但能够大量减少制备与验证茶叶标准化样品所需的成本,同时也促使定值的结果更加无限接近真实数值,符合了各个质检单位对茶叶理化检验标准样品产生的要求。 结束语 目前,在制备茶叶标准样品工作上,茶叶工作者具备了丰富专业的茶叶背景优势,可是要想将验证茶叶能力提升为茶叶的标准化样品,还要对相关的研究程序作出进一步的分析理解,以便可以制备出具有稳定结果、准确定值、均匀样品同时充分发挥法律效力的茶叶标准化样品,也为我国发展茶叶质检工作贡献自己的力量。 参考文献: [1]GB/T8303―2002.茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定[M].中华人民共和国国家标准,2009. [2]CNAS-GL03.能力验证样品均匀性和稳定性评价指南[M].中国合格评定国家认可委员会2008. 理化检验技术论文篇三:基于工作过程的《食品理化检验技术》课程教学过程设计 食品理化检验技术作为食品营养与检测专业的一门重要的核心课程之一,该课程的教学会直接影响到学生的培养质[]量,因此,需要对课程进行教学过程的设计,来培养学生学习的积极性、主动性和创造性,调动学生的学习兴趣,从而提高教学的课堂效果,教学过程是知识、 经验 、方法、能力的整体综合体现,教学过程既要体现做事的方式方法,又要重视知识的掌握和应用[1-2]。为了搞好该课程的教学工作,本文对《食品理化检验技术》课程进行教学过程设计,通过教学过程设计来保证课堂的教学效果,达到合乎企业要求的人才培养目标。 一、食品理化检验技术课程开发 食品理化检验技术课程的开发是以企业的理化检验的工作过程为导向进行的,将理化检验的工作过程设计成企业岗位需要的工作任务,并以该工作任务为载体设计学习情境,确定开发的流程,具体为首先对食品营养与检测专业进行调研,写出 调研报告 ,分析企业理化检验工作岗位所要求的职业能力和工作能力,根据职业能力和工作能力的要求,分析食品理化检验技术的课程结构,优化出该课程的课程体系,从而分析出课程的教学内容,制定出课程标准和实验实训指导书,然后进行教学设计。 二、教学内容的选择和课程内容结构 在食品理化检验技术课程的教学内容选取上,根据国家和地方食品企业行业发展以及高职食品营养与检测专业的培养目标,按照食品理化检验的工作岗位对学生知识、能力、素质的要求,根据“够用、必需”原则来选取教学内容,按照职业性、实践性的原则选取食品理化实训教学项目。 三、食品理化检验技术教学过程的设计 食品理化检验技术课程的教学过程采用具体的工作任务来引领学生学习的整个过程,按照食品理化检验工作岗位的流程进行设计该课程的教学过程,从工作岗位所需的工作任务来选择理化检验项目,检验项目选择完成后,学生根据检验项目查找资料进行方案设计,方案设计确定出来后,需要教师和学生共同进行反复讨论、修改,通过后才能实施,根据确定的方案,学生在教师的指导下完成实验实训的各项准备工作,然后开始进行实训操作,操作完成,对实训的结果进行分析,再广泛收集教师和学生们的意见,最后教师把问题反馈给学生,避免学生下次出现同类错误。《食品理化检验技术》课程的教学过程设计见图1。 图1 食品理化检验技术教学过程的设计 四、推行基于工作过程的项目导向、任务驱动教学法

入侵检测技术在网络安全的应用论文

摘要: 入侵检测技术是现代网络安全技术的一个分支,入侵检测技术是能更加迅速及稳定地捕捉到网络安全的弊端,并通过相关算法对网络安全加以保证。

关键词: 入侵检测技术;网络安全;应用

1引言

自21世纪以来,计算机技术和电子信息快速发展,而后又随着互联网的更新换代,以及网络进入千家万户,标志着人类进入了信息化社会,网络也作为一种和人类生活息息相关的生活资料所存在,我们日常生活和工作都是网络资源的获取以及利用过程,高效的资源获取会给我们创造更高的价值,也会使我们在工作和生活中获得更大的竞争优势。入侵检测技术可以很好的帮助用户实现网络安全以及管理者对入侵者管理,使网络安全工作更加的入侵检测技术化和科学化。与以往的人工记录不同,入侵检测技术有着以下优点:高效的数据处理速度和精准的准确性。通过从入侵者的名称、分类、安全量进行查找,不仅快速,而且准确率高。人们不在局限于必须去网络馆分门别类的寻找入侵者,只需要在入侵检测技术中输入自己需要的网络或根据类别查询相关详细信息即可实现,便于安全,减少了人工劳动量,大大节约了成本。入侵检测技术的目的就是帮助人们通过快速查找入侵者然后保护网络安全,查询自己的安全信息状态,管理者能更方便的管理入侵者的状态,对用户的安全行为进行高效的管理。节约了时间,带给人们更大的便捷。

2可行性分析

对入侵检测技术进行可行性分析的目的在于:确定入侵检测技术是否能在现有的技术、经济以及人员等各方面条件下,使问题得到解决,并分析是否值得解决。通过对用户的应用进行分析和调研,提出可行性方案并进行论证。接下来从以下三个方面对入侵检测技术进行可行性分析。

技术可行性

技术可行性是考虑以现有的技术能否使入侵检测技术的开发工作顺利完成,并且满足开发的应用。入侵检测技术采用的是入侵检测算法,它们具有容易开发、操作简单、稳定等优点,使用的入侵检测技术发展比较成熟,都属于当前流行的开发技术,所以入侵检测技术在技术开发方面是完全可行的。

运行可行性

入侵检测技术在数据收集,处理方面都是基于入侵检测技术,属于比较稳定的状态,而且这种模式以及入侵检测技术都属于比较常见的软件技术,在操作方面应该可以很快学习和上手,在用户的操作方面都使用了简单明了的方式,最大程度的提高了用户的使用体验,完全符合用户快捷方便安全的应用,所以入侵检测技术在运行方面是完全可行的。

经济可行性

经济可行性研究是估计项目的开发成本是否合理,判断此项目能否符合用户的切身利益。入侵检测技术的建立比较简单,所需要的应用硬件和软件都容易获取,因此开发成本低。而在后台入侵检测技术的运行以及维护等方面,由于入侵检测技术由管理人员操作,完全可以由管理者在入侵检测技术上进行管理,减少了传统的人工作业,省出了一笔费用并且可以用于更好的建设入侵者安放及保护,明显的提高了工作效率,所以在此方面是完全可行的。

3入侵检测技术应用分析

应用概述

总体目标入侵检测技术能解决当前一些网络仍然靠人工作业带来的效率低、检索速度慢、病毒的统计工作量大、没有算法除去等问题。该入侵检测技术可以实现两种用户类型的使用:1.用户在入侵检测技术中可以根据算法进行查找和详细查找,对入侵者进行算法除去,修改自己的信息,能够查询安全信息情况,查看入侵者的详细信息。2.管理者能够方便的对安全保护模块进行增加、修改、删除等操作,对安全保护模块进行删除或者添加操作,对病毒进行除去,并根据安全情况进行管理,以及对入侵检测技术的算法信息进行相关的添加或者修改。用户类型入侵检测技术的控制用户主要有两种:网络管理员和普通用户,不同的身份就有不同的权限。用户通过算法结构进入到入侵检测技术后,查找自己所需要安全的级别,然后进行算法除去和保护询,也可查看自己的安全情况。管理者以管理员的身份进入到管理界面后,对入侵者和用户进行相应的管理。

应用模型

功能应用入侵检测技术的'目的是为了实现用户的高效安全算法,方便查询相关入侵者,管理者能方便有效的对用户和入侵者进行相应的管理。入侵检测技术主要需要完成以下功能:1.登录。登录分为两种:普通用户的登录和管理员身份的登录,经过入侵检测技术的验证之后,用户和管理员才能进入入侵检测技术。2.查询功能:有两种身份的查询功能,用户可以通过类别找到相关的入侵者,也可通过输入具体的入侵者名称和类型找到,还有查询自己的安全情况;管理者可以查询用户的安全情况和入侵者情况。3.管理功能:管理者主要是对入侵者进行增删和更换等操作,对用户的算法除去请求进行审核和管理用户状态。4.算法除去功能:用户登陆后选择要算法除去的网络,由管理员审核通过之后方可隔离此病毒。安全功能应用用户通过算法结构进入到入侵检测技术后,可通过入侵检测算法来找到安全的网络,用户的信用良好且此病毒在病毒库还有剩余的情况下才能算法除去,在设定隔离病毒的时间之后即可完成病毒除去操作。通过入侵检测算法的实现,用户的安全情况可由管理员操作。管理员功能应用入侵检测技术的管理员主要是对入侵检测技术的用户和入侵者进行管理。入侵者管理包括对相关信息进行增删和更换等操作,对入侵者的具体详细信息进行修改;用户管理包括对用户的算法除去入侵者请求进行审核,对用户的正常或冻结状态进行管理,查看用户的安全情况。同时管理员还可以对算法结构进行修改和添加操作,也可以修改自己的登录密码。

参考文献:

[1]胡天骐,单剑锋,宋晓涛.基于改进PSO-LSSVM的模拟电路诊断方法[J].计算机技术与发展.2015(06)

[2]李仕琼.数据挖掘中关联规则挖掘算法的分析研究[J].电子技术与软件工程.2015(04)

[3]胡秀.基于Web的数据挖掘技术研究[J].软件导刊.2015(01)

电梯检测技术论文

浅谈电梯智能数据采集系统研究论文

电梯智能数据采集系统采用传感器采集电梯运行数据,通过微处理器进行数据分析,由网络传输至数据处理服务器,实现电梯困人救援、故障报警、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。电梯智能数据采集系统可融合电梯运行状态采集和视频语音监控系统技术、数据交换技术、网站服务技术、手机应用系统技术、标识及公示系统技术等。

【关键词】 智能数据采集;物联网;电梯

随着电梯数量的不断增加,电梯安全检测部门应及时掌握各类电梯的运行状态,从而及时有效地预防各类电梯事故的发生,电梯网络化远程安全监控中心的建立也在逐步发展之中。电梯远程监控系统的故障信息记录数据库功能能够方便地使监控中心建立起一套反映电梯运行、故障及维修情况的电梯数据库系统。在电梯智能系统中,运用先进的科技化方法提高电梯安全管理水平和效率是电梯行业一直努力的方向。

1国内外研究现状

日本三菱公司、美国奥的斯各自开发了应用于电梯的智能数据采集系统。三菱公司的系统主要是基于89C51并运用设计开发的,是通过不同通信线路把各个节点传感器和控制器的数据发送至主机,缺点主要是只能对自己生产的三菱电梯进行运行时的故障应急警报和处理。美国奥的斯电梯公司开发研制的电梯智能数据采集系统可以实现基础报警等功能并增加了多级报警的功能,其系统可以在电梯运行出现异常时及时发出警报信号,提供给管理者异常电梯的地点、具体问题和电梯内乘客的状况等各项信息,然后再向电梯服务发出中断信号。目前国内研制的多数电梯智能数据采集系统基本上都不能实现普遍网络的使用。物联网技术在电梯中得到了相应的应用,其在互联网应用的基础上进行了拓展和延伸,它通过热释电感应器、红外传感器、射频识别等各种传感装置把物品与互联网结合起来并遵照特定的协议进行数据信息通讯,不仅可以实现对物品的智能化识别、追踪和定位,还能完成对物品的监控和管理。基于物联网的平台,融合智能手机终端及移动互联网技术,可实现多平台的网络数据交换及管理。利用电梯作业过程的实时记录方法,管理单位无需投入大量资金安装监控设备即可达到较高的安全管理水平,电梯智能系统慢慢的向着高适应性和高兼容性发展。

2研究内容

电梯产业朝着网络化、信息化方向发展,智能电梯物联网监控系统将成为电梯行业的发展趋势,系统可通过特制的适配器,采集电梯相关运行数据,经由3G、4G、GPRS、以太网等方式进行数据传输,通过物联网云平台系统进行数据分析及综合处理,实现电梯故障预警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范及多媒体传输。电梯智能数据采集系统将充分运用智能手机技术、互联网技术、物联网技术将电梯基础信息库、电梯维保人员、电梯服务的相关部门和人员等有机的.结合到一起,实现对电梯整个生命周期(出产、安装、维修、保养、检验、检测)全部事件和状态(开关门是否到位、是否平层、楼层位置等)的完整记录。电梯智能数据采集系统需包含:电梯电子信息化管理运用计算机将电梯相关信息数字化管理,包含电梯使用登记信息、电梯地理信息、电梯检验检测信息等;电梯的远程监控通过电话线或GPRS通讯方式,可以在监控中心监控到电梯的运行状态和故障信息;物联网监控运用宽带网络或3G网络实现对电梯的运行状态、故障报警、视频监控,并融合比较全面的电梯基础信息管理功能;电梯大数据管理运用高速互联网技术、物联网技术、移动互联网技术、智能手机技术将电梯基础信息库、电梯、电梯作业和操作的相关人员、电梯服务的相关部门和人员等有机的结合到一起,实现对电梯整个生命周期全部事件和状态的完整记录,并进行云存储,运用云计算等处理得到对电梯重要的分析结果。系统框架图如图1所示。

3结束语

电梯维修、保养实时过程记录,电梯检测过程实时记录,电梯应急救援、故障报修等信息以电话录音、图片、视频等多媒体文件记录。建立电梯安全管理体系、绩效考核和责任追溯体系能够有效提高电梯的安全管理水平,降低电梯故障及事故率。以物联网技术建立的电梯运行状态及音视频监控体系,实现对以往采用GPRS方式的升级与整合,突破了带宽及功能的限制,与综合管理平台实现完整的对接。

参考文献

[1]梁广民.电梯技术的发展趋势[J].中国电梯,2002,9(001):54.

[2]金新锋.电梯实时监控与故障报警系统设计研究[D].浙江大学,2012.

[3]赵志军.物联网架构和智能信息处理理论与关键技术[J].计算机科学,2011(08):1-8.

[4]李志浩.基于手机二维码在物联网中的应用及发展分析[J].电子技术与软件工程,2015.

[5]陈如明.泛在/物联/传感网与其他通信网络关系分析思考[J].移动通信,2010,4(30):214-217.

智能技术在电梯控制系统中的应用论文

在学习和工作的日常里,许多人都写过论文吧,论文是学术界进行成果交流的工具。怎么写论文才能避免踩雷呢?下面是我为大家收集的智能技术在电梯控制系统中的应用论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要:

阐述智能技术在电梯控制系统中的应用,包括智能化控制和智能化电网能够优化电梯的系统配置,提高故障诊断质量,增强线路处理的效率。

关键词:

智能技术;系统配置;故障诊断;

引言:

电梯控制系统是电梯运载的有机组成部分,能够切实保障电梯得到平稳、安全、有效的运行。我国传统的控制系统主要是通过继电器对电梯进行控制的。虽然能够实现较为简单的逻辑功能,然而却存在诸多的问题和弊端。而在电梯智能化发展的背景下,智能技术能够充分地融入控制系统中,使电梯的安全系数得到有效提升。

1、电梯的基本结构与运行原理

电梯是种垂直运送货物和人的输送设备,根据运行速度可分为低速电梯、快速电梯、高速电梯等三种。主要有层站部分、轿厢部分、底坑部分、井道部分、机房部分等部分组成。其操作系统具体包括拽引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、平衡系统、拖动系统、控制系统、保护系统等部分。其中控制系统的基本功能是实时控制和操纵电梯运行,通常由选层器、平层装置、控制屏、显示装置、操纵装置等装置构成。在电梯运行的过程中,需要乘客通过按钮发送指令信号,并由控制系统为乘客呼叫电梯。当电梯处于启动状态时,各层轿门和厅门会处于闭合状态,电梯轿厢内的关闭按钮要想实现关门任务,就需要电梯控制系统通过向减速控制装置和加速控制装置分别输入信号,从而使电梯根据实际情况,处理关门任务。而在电梯到达指定楼层后,电梯会根据电梯内的重量变化,确定乘客是否离开电梯,随后调整电梯门闭合时间,再执行呼梯者所发出的质量。其所涉及的应用技术主要包括指纹识别、眼球识别、安全控制、安全保护、数字监控、报警装置等技术。

2、电梯控制系统中智能技术的类别

智能化电网。电梯控制系统电网具体包括功率分配、电器配置、系统设计等内容,如果电力系统出现问题,譬如缺乏反馈机制,将导致电梯难以实现安全运行的目的,严重者甚至会影响到乘客的生命安全。我国电梯工程已经应用了多种的信息化、智能化技术。如遗传算法、模糊算法及神经网络法等。其中模糊算法主要以模糊数学为抓手,借助隶属度、模糊集等方程构建电梯控制系统平台的模糊系统。而自适应算法能够通过分析电梯控制系统中的空间状态或状态空间,自适应电梯内的某种特征,使该特征可以在电梯运行中出现特定的变化。通常来讲,将模糊算法与自适应算法相结合,可以形成模糊自适应算法。而遗传算法可以模仿生态空间中的群体变异、竞争的关系,通过差分进化的方式,降低自身的复杂性,使数据收集、挖掘及整理过程更加智能。最后是神经网络,神经网络能够通过模拟人类神经元的方式,构建多层的神经网络系统,使数据分析过程更加灵活、智能。在电梯故障排查中,可通过输入故障数据的方式,使控制系统能够快速地分析故障的类型,提高电梯的稳定性。

智能化控制。智能化控制是电梯控制系统中智能技术的第二大类型。主要包括“处理单元”与“系统应用”两大组成内容。首先是处理单元。处理单元主要指智能算法硬件化,即“片上系统”。在智能算法应用的过程中,程序需要占据CPU大量的内存,且运行时间较长,如果将算法进行“硬件化”,将会提高CPU的利用率,优化系统运行速度和时间,也能在某种程度上,降低系统功耗,提高系统运作的实效性和有效性。现阶段,我国应用在电梯控制系统中的智能化单元主要有硬件单元和软件单元两种,其中软件单元主要指固定流程、算法软件的程序包,需要技术人员设置访问接口,以便于开发者进行相应的调用。而在软件单元的层面上,软件单元需要技术人员设置相应的电器接口,如总线接口、电源接口等。但根据相关研究发现,智能化单元的应用程度相对较低,需要我国相关学者及专家提高对此方面的重视。其次是操作系统。操作系统能够为电梯处理器或CPU“并行处理”各类任务奠定基础,可以使PC指针与处理器在各类任务中进行“自由切换”。通常来讲应用在工业领域的操作系统主要有Linux、Windows、Frertos、Ucos等系统,但Linux与Windows较为庞大,难以应用在电梯操作系统中,但Ucos、Frertos等系统程序简洁、体积较小可以嵌入在单片机与处理器中,提升电梯控制系统的智能化水平。现阶段,我国电梯控制系统还主要以逻辑控制型电梯为主,部分电梯系统能够集成简单的计算机操作系统,譬如ucos系统。电梯控制系统在搭载控制系统后,能够帮助开发者提升人机交互的便捷性、任务处理的实效性。而在未来科技快速发展的背景下,更多地操作系统将被广泛应用在电梯控制系统中

3、智能技术在电梯控制系统中的应用

在综合探究电梯控制系统中智能技术的类型后,我们能够初步地了解智能技术的应用方向和应用途径。譬如智能化电网是以电力系统智能化为抓手,融入故障诊断系统、电力优化系统、故障自适应性等内容,可以切实减少电梯故障的发生概率。而智能化控制主要从控制单元与操控系统等角度出发,提高电梯控制系统的智能化水平。然而在智能技术的具体应用中,我们需要从以下角度出发。

节能环保技术。

(1)小机房电梯。由于小机房井道与面积截面相同,通常为传统机房的一半。能够凭借永磁同步拽引机、驱动控制技术,降低机房的建筑面积。

(2)在神经网络、模糊逻辑、专家系统等智能技术的支持下,电梯控制系统能够通过控制输出功率的大小,减小电梯运行的时间,降低能源消耗的程度。

(3)在变压驱动控制与同步曳引机的支持下,电梯轿厢风扇、电灯能够获得自动停止、熄灭的功能,可以切实减少电梯运行所耗费的电能。譬如在操纵箱、电梯层站难以为乘客提供相关服务的时候,内部的电灯会自动熄灭。

(4)在神经网络技术的支持下,电梯能够根据电梯运行时间、荷载重量及乘客数量,自动调整运行功率,即在大荷载或电梯乘坐高峰期,电梯会自动提高输出功率,尽量满足乘客的乘梯需求,而当荷载量小时,电梯则会降低运行速度和输出功率。

数字电梯技术。在现代科技快速发展的`过程中,电梯控制系统能够将传统的数字电路发展为模拟电路,通过软件驱动代替硬件驱动的方式,优化电梯的运行过程,满足乘客乘坐电梯的基本需求。

(1)数字化电梯技术在应用过程中,需要实现多媒体数据传播的功能,能够将模拟信号转变为数字信号,提升电梯运行中网络数据、电信数据传播的质量。

(2)研发人员需要利用数字电梯技术整合各类电梯技术,使电梯控制系统在联网的前提下,丰富电梯固有的功能体系。譬如用户人脸识别功能、安全控制功能、数字监控功能、远程报警功能等。

(3)研发人员还应利用数字电梯技术实现各类智能服务功能。如语音导航、乘客引导、智能宣传等。其中智能宣传主要指通过人脸识别的方式,宣传针对性较强的商业推广信息。

模糊控制技术。模糊控制技术能够在智能化电网中发挥出难以替代的功能和作用,可以提高电梯运行的安全系数,提高故障检测的实效性。而在电梯运行的过程中,模糊控制技术还能发挥出突出的优势和作用。通常来讲电梯在运行的过程中拥有不确定性和复杂性的特征,通常会出现各类突发状况和问题。为切实提升电梯整体的稳定性,研发人员需要通过模糊控制技术的“自主学习”,来提升电梯运行的基本性能。使电梯能够规避各类干扰因素,提高垂直运行的质量。在具体的应用过程中,研发人员还需要使电梯控制系统拥有信息收集、数据分析、智能处理等功能。即通过收集电梯在运行过程中所产生的各类数据,明确问题类型及运行调整方向。此外,电梯控制系统还需要将各类智能调节、自动调节技术融入其中,如缓冲、限速及紧急制动等技术。

4、结语

将智能技术充分应用在电梯控制系统中,能够切实提升电梯运行的智能化水平,增强电梯运行的安全性与舒适性。然而在智能技术应用的过程中,我们需要从电梯控制系统中的智能技术类型出发,对其进行整体地了解,随后从电梯使用,运行的层面,探究智能技术的应用方向和方法,才能切实发挥智能技术在电梯控制系统中的应用价值。

参考文献

[1]李东,王伟,邵诚电梯群控智能系统与智能控制技术[J].控制与决策,2001(05):513-517.

[2]韩宇.多联机型曳引机驱动与控制器的硬件设计与实现[D].江苏,南京理I大学,2019.

电涡流检测技术论文

The application of Micro-Displacement Measurement in Electric Eddy Current Sensors

In this paper, a static displacement for the measurement of vibration displacement measurement, rotating machinery monitoring shaft vibration measurement of the electric eddy current testing of high-precision displacement measurement method. Introduce a single-chip implementation of the method of eddy current ranging system, the system by the AT89C51 microcontroller, eddy current displacement sensor acquisition circuit, ADC0804A / D conversion circuit, liquid crystal display circuit 1602. Displacement signal from the eddy current sensor acquisition, by UA741 amplified by ADC0804 ADC is converted to digital, from single-chip microcomputer for the collection, in order to realize micro-displacement between two points of control. Displacement through the liquid crystal display. This system has easy-to-use, high accuracy location and display the results of the advantages of intuitive. Keywords: eddy current sensor; AT89C51 single-chip microcomputer; displacement measurement; 1602 LCD

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

光电检测技术的论文

传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:

随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。

另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

参考文献

[1]NaglS,,2007,132:507-511.

[2],2005,59:209-217.

[3]HanrahanG,,2004,6:657-664.

[4]HoneychurchKC,,2003,22:456-469.

[5]AmineA,,2006,21:1405-1423

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.

光的干涉应用的新进展 光的干涉无处而不在,如在日光照射下,肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子。这仅在生活中光的干涉便随处可见,那么在它的实际应用岂不更让人意想不到。光的干涉最要的前提条件就是:必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长,然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉,普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体,让从物体上反射的光进入镜头,在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。一、全息照相是应用光的干涉来实现的。它用激光(是良好的相干光)作光源。全息照相的原理如图所示,激光束被分成两部分:一部分射向被摄物体,另一部分射向反射镜(这束光叫参考光束)。从物体上反射出来的光(叫做物光束)具有不同的振幅和相位,物光束和从反射镜来的参考光束都射到感光片上,两束光发生干涉,在感光片上产生明暗的干涉条纹,感光片就成了全息照相。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度,干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系。 从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像,为了现出物体的像,必须用激光束(参考光束)去照射全息照片,当参考光束通过全息照片时,便复现出物光束的全部信息,于是就能看到物体的像。二、光学千涉生物传感器的建立及其在多种生物分子识别中的应用1.光学千涉生物传感器系统的设置(1)光学干涉生物传感器的硬件构成 (2)聚荃乙烯薄膜厚度与光学常数的测定及软件的编译2.光学干涉生物传感器敏感膜的构建3.光学干涉生物传感器在多种类型分子识别中的应用(1)酶标记的表面抗原一表面抗体相互作用(2)寡核昔酸分子杂交实验(3) L一天冬酞胺酶B细胞表位的筛选(4)不同细胞与固定化凝集素的相互作用三、当前光刻技术的主要研究领域及进展 1.光学光刻 光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模上的大规模集成电路器件的结构图形"刻"在涂有光刻胶的硅片上,限制光刻所能获得的最小特征尺寸直接与光刻系统所能获得的分辨率直接相关,而减小光源的波长是提高分辨率的最有效途径。因此,开发新型短波长光源光刻机一直是国际上的研究热点。 2.极紫外光刻(EUVL)极紫外光刻用波长为10-14纳米的极紫外光作 光源。虽然该技术最初被称为软X射线光刻,但实际上更类似于光学光刻。所不同的是由于在材料中的强烈吸收,其光学系统必须采用反射形式。如果EUVL得到应用,它甚至可能解决2012年的微米及以后的问题,对此发展应予以足够重视。总的来说,随着科学技术的迅速发展,在科学和技术领域中人们不断地利着光的干涉原理解决了许多复杂的实际问题。让我们更加深刻的认识光的干涉现象,以便日后更好的利用光的干涉知识解决生产及生活中的问题

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