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光强测量毕业论文

发布时间:2024-07-07 04:24:57

光强测量毕业论文

弗吉尼亚光电技术中心的光传感器研究作者:王安波*,Gray R. Pickrell在恶劣环境下通常的测量器件难以使用的工业与军事应用的广泛领域中,需要在比较苛刻环境下使用的光传感器。光纤传感器在测量各种不同的物理参数方面已被证明是有吸引力的,这是由于这种传感器具有如下的优点:1)体积小,2)不受电磁干扰,3)分辨率高,4)无需电流传导,5)能够对各种被测量作出响应,6)避免发生火花,7)能够克服恶劣环境影响,8)可远距离操作,9)可进行多路传输。在过去的20年来,光线传感器在实践中已得到验证,并得到发展。在弗吉尼亚光电技术中心(VTCPT)所进行的光传感器的研究工作,主要集中在开发测量压力、温度、应变、声波、流量、局部放电、表面映射以及三维温度成像技术。大多数上述传感器基于光纤传感器,包括具有各种聚合体和金属镀层的石英玻璃光纤,以及蓝宝石纤维波导。根据被调制的光学参数,这些传感器可粗略分类为干涉测量法型,旋光测量法型,光强型,以及波长编码型器件。本文提出了弗吉尼亚光电技术中心近期开发的上述传感器中的几个例子。(*译者注:辽宁鞍山人,大连理工大学物理系研究生毕业,现在美国)

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

纬度和海拔和下垫还有天空云量决定!纬度决定太阳直射的角度,比如说海南和黑龙江,一个基本直射一个永远是斜射.海拔高,光照需要穿过的距离减小,同时受大气削弱量也减少,光照强度高,海拔低,光照强度低,例如处于同一纬度上的四川盆地和青藏高原.下垫面为沙质或植被较少,光照强度会较大,因为这些下垫面会反射光照;天空云量是影响太阳光照强度的重要影响因素,天空云量多,光照强度弱,天空云量少,光照强度强,例如同一纬度的热带雨林和热带沙漠.

汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置,远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。下面是我整理的汽车前照灯技术论文,希望你能从中得到感悟!

汽车前照灯检测技术探讨

摘要:汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置,远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。因此,为保障机动车运行安全,应对前照灯的有关性能进行严格检验。本文就汽车前照灯远近光检测技术进行了分析。

关键词:汽车;前照灯;检测

中图分类号:U46 文献标识码:A

前照灯是汽车在夜间或在能见度较低的条件下,为驾驶员提供行车道路照明的重要设备,也是驾驶员发出警示、进行联络的灯光信号装置。所以,前照灯必须有足够的发光强度和正确的照射方向。目前各大汽车检测站普遍采用先进的CCD成像技术和DSP图像处理相结合的方法进行汽车前照灯远近光的检测,从而达到汽车前照灯的自动跟踪光轴、发光强度、远光中心坐标、近光拐点坐标以及光轴偏角等特征参数的检测。

1 汽车前照灯远近光发光特点及作用

前照灯远光灯的发光特点

为了防止前照灯对司机和路人造成眩目,前照灯的灯具需要经过特别的设计,使灯具的发光性能达到一定的标准。所谓发光特性是指灯具发射可见光的光度(照射角度和发光强度)分布,其照射角度随方向而改变,常用发光强度分布曲线来表示。正常情况下,汽车前照灯远光发光特性,其光度分布如椭圆形状在上下方向和左右方向基本对称,越靠近中心点,照射度越大。

前照灯近光灯的发光特点

典型的前照灯近光的发光特性为非规则几何形状,具有明显的明暗截止线,在明暗截止线的左上方有一个比较暗的暗区,在明暗截止线的右下方有一个比较亮的亮区。其发光强度最强的区域在明暗截止线的右下方,光强最大的区域中心点,照度最大,并以这个中心点为中心,形成一定的等照度曲线。前照灯近光图可表示为图1,近光产生明显的明暗截止线,其水平部分在V-V′的左侧,右侧为与水平线向上15°的斜线或向上成45°的斜线。明暗线转折点处称为拐点。根据前照灯远近光的光形分布的特点,传统的前照灯远光检测技术以仪器检测为主,大多利用远光光斑图形的对称性,利用上下左右对称分布的光电池对光轴中心进行检测。而由于近光光斑图形的非对称性,无法使用测量远光的方法对近光进行单独检测,通常利用图像分析的办法来获取明暗截止线拐点的位置来测取远近光各个特征参数,为汽车驾驶员提供准确的数据。

汽车夜间行驶时,前照灯远光能照亮前100m处一定范围内高2m的物体,这样才能保证司机发现前方有障碍物时,及时采取制动或绕行措施,让停车距离在视距之内,确保行车安全。

2 汽车前照灯检测技术发展

汽车前照灯检测技术,从早期的屏幕观察检测,到后来的仪器检测,发展到现在用的CCD和数字图像处理(DSP)相结合的检测技术,都具备智能化、自动化检测技术水平。

屏幕法检测

简单的屏幕检测,就是在被测灯前方10m处垂挂一屏幕,在屏幕上按照标准要求画好光束照射位置点和线,把受检车辆的前照灯光打开,照射在屏幕上,用肉眼观察该光束的位置是否符合标准要求,可测近光和远光。这种方法的特点是设备简单,不需要软件处理系统,对场地和环境要求高、但效率较低,而且依赖人的主观判断的程度比较大,检测结果一致性较差,误差大。因此在大流量的检测线上,很少使用这种检测方法。

采用CCD感光检测技术

利用CCD摄像头的感光技术,将采集到的光信号转化为电信号的原理,并最终通过图像采集卡将模拟的电信号转化为数字信号,输出到计算机,由计算机数据处理系统进行处理,就可测出前照灯远光发光强度和近光偏移量。采用CCD对光检测技术,其检测精度完全可以满足国标±15′的要求。

数字图像处理DSP检测技术

这项新型的检测技术主要是把CCD摄像头采集到的模拟视频信号转化成数字视频信号,然后利用DSP(数字信号处理器)的数字视频采集卡及处理系统对数字视频信号根据需要进行数字运算和处理,以得到需要测量的参数。

从以上灯光检测技术的发展历程可以看出,随着电子技术和计算机技术的不断发展和普及,数字图像处理技术也得到了迅速的发展。到目前,各大汽车检测站用的较多的是利用CCD感光系统精确成像,采用DSP系统进行图像分析处理及电子控制技术,精确进行汽车前照灯远近光灯技术参数进行测试。DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理具有速度快,集成度高,接口方便等特点。

3 CCD感光系统的测量原理

成像原理

利用几何光学中的物像对应关系,使远处的大范围光强分布成为较小的可测量实像,用面阵CCD作为图像传感器,可以一次得到整个平面上的光强分布。

根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中屏幕法的要求,前照灯利用几何光学中的物像对应关系,使远处(10m)屏幕上的大范围发光强度(光强)分布成为较小的可测量实像(1m处成像屏上),用面阵CCD作为图像传感器,可以一次得到整个平面上的光强分布。

前照灯可以认为是具有一定光强分布的面光源。前照灯在10m处光线会聚成像为AB。在光路中插人菲涅耳透镜组(假设等效为L)后,AB的光线实际会聚成实像为AB,如图2所示。

如果假设菲涅耳透镜的焦距为f,则有以下关系式:

选择合适比例的l和f彭阿以得到恰当的像,从而方便测量。

测量时的瞄准方式

空间角度的检测必须要获得2个点的位置,在光束偏角的测量中也不例外。在进行测之前,首先必须找到前照灯的位置或第一个光束参考点的位置。图3为瞄准前照灯方式的测量原理,这种测量方式是先利用CCD摄像头1找到前照灯的位置,然后用CCD摄像头2拍摄前照灯通过透镜成像后的光斑图像,分析其中的光轴位置(远光或近光),得到与零点相比的偏差,从而根据标定的数据得到实际前照灯的角度偏差值。

直接对准前照灯:

这种测量方式是先利用摄像头找到车灯的位置,然后拍摄成像后的光斑图像,分析其中的光轴位置(远光或近光),得到和零点相比的偏差,从而根据标定的数据得到实际的角度偏差值。

光强测量分析

由于在低照度下,CCD的输出电压与照度有良好的线性关系,这样CCD面元信号的数字量便可与外部光源照射到检测幕布上照度值联系起来了。根据测量时建立起来的关系数据库,根据空间采样后各像元的数字量即得出各点的光照强度。

角度测量分析

主要利用灯光(远光中心点、近光明暗截止线转角点)在屏幕上会有X的位移,经透镜成像后,在透镜像方焦平面上引起的成像点的位移X′可由CCD获得的数字化图像分析求出,进而推算出光轴偏转角度。利用远光照明的对称性,找到远光光斑的对称中心,然后在前照灯打开近光照明的条件下,模拟人眼的判断过程,对近光的拐点进行分析。同样的,在进行近光角度检测时,由于CCD图形具有分辨率高的优势,结合计算机技术,和光电池扫描的方法相比可以进行更为准确的拐点的搜寻。

结束语

综上所述,选用专业的图像处理芯片对前照灯近光光束配光图像进行分析处理,可准确确定近光光束明暗截止线转角和近光光束照射方向。

参考文献

[1]吴勇,邹颖.前照灯检测仪检测距离的探讨[J].汽车维护与修理,2005,12.

[2]赵彬.汽车前照灯检测过程中存在的问题及对策[J].无锡商业职业技术学院学报,2008,06.

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毕业论文蓝光测量

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

《 水利工程测量中全站仪误差分析 》

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

关键词:水利工程测量全站仪

1前言

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

2全站仪在水利工程测量中的应用

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

3误差分析

分析全站仪的轴系误差

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

分析全站仪度盘误差

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

分析全站仪测距误差

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

4精度控制及注意事项

控制全站仪的轴系误差精度

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

控制全站仪的度盘误差

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

控制全站仪的测距误差

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

使用全站仪的注意事项

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

5结束语

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

参考文献

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

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

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

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

《 建筑工程测量问题及对策 》

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

1建筑工程测量中存在的问题

从业人员专业素养不高且人员缺乏

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

测量设备陈旧且数量不足

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

测量仪器操作与保养不当

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

测量的质量控制被忽视

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

2建筑工程测量问题的解决方法

强化对建筑施工测量工作的认识

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

加大测量仪器的资金投入及加强对仪器的保养

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

加强相关人员的培养与培训

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

3结语

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

《 公路桥梁工程测量技术探析 》

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

1规划设计阶段测量、测绘技术的应用

利用VRS系统绘制高精度的地形图

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

桥梁勘测设计一体化系统的建立和运用

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

2施工阶段测量、测绘技术的应用

施工控制网的测量

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

桥台、桥墩的施工测量

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

架设的施工测量

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

施工测量中的新兴技术

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

3运营阶段测量、测绘技术的应用

系统在公路桥梁结构检测中的应用

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

桥梁工程的变形监测

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

4结束语

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

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工程测量被广泛应用于测绘、国土规划、土建工程等多领域,包含普通测量、控制测量、地形测量、海洋测量、大地测量、道路测量、建筑测量、地下工程测量、桥梁工程测量、隧道工程测量等技能的专业技术。下面是我为大家整理的有关工程测量论文 范文 ,供大家参考。

《 工程测量在水电水利工程建设中的作用 》

摘要:工程测量可为水利工程建设提供准确的数据、资料,对水利工程建设具有重要意义,保持水利水电工程的安全运行,为人民生命财产安全提供着技术性的支持,对促进水利水电事业起着至关重要的作用。本文从以下几个方面对工程测量在水电水利工程建设中的重要作用进行了详细论述。

关键词:工程建设;工程测量;测量数据;作用

在水利水电工程中,测量是一项很重要的工作,它贯穿着水利水电工程建设全过程。经过准确、周密的测量后,水利工程可以顺利的按图施工,还可以为施工质量提供重要的技术支持与保障,更是质量检查的主要手段与 方法 。在规划设计水利工程时,需要进行地形资料的收集与整理,要提供提供中、小比例尺的地形图以及相关的信息,在进行建筑物的设计时需要注意,应该提供的是大比例尺地形图。所以,工程建设与工程测量是确保水利工程项目建设,能够取得成功的重要基础与关键。

1水电水利工程建设中工程测量重要性

(1)现今测量作为一门专业技术,以其能够将设备、建筑物等按照大小、形状、位置等不同设计要求在实地进行标定,以及够准确的采集和表示各种地貌及地物的几何信息等显著特点,被广泛应用到了各种工程建设之中。水利工程施工测量是保证工程施工测量过程处于受控状态,并严格按设计图纸、修改通知、技术规范和合同等的具体要求,进行控制测量的作业。通过资料和图纸进行规划和设计,同时选定最为经济、合理的方案,再通过测量与各项工程的施工相配合,并确保设计意图的正确执行。为满足竣工后工程在管理、使用、维修乃至扩建时的需要,还需编绘竣工图。工程测量数据还可为确定水利工程的堤坝高度、设计水利工程中的各项水工建筑等提供依据。

(2)水利工程结构定型的依据即工程测量,工程测量决定了水利工程的设计和定位,可以利用工程测量来确定水利工程基础、诊断水利工程问题,并且是诊断水利工程质量的最重要手段,各种测量数据可尽早的发现水利工程存在的问题,其意义十分重大。施工测量准备工作是保证整个工程施工测量工作顺利进行的重要环节,包括施工图纸的审核,监理单位提供的平面坐标点和高程点的交接及校核,施工测量方案的编制与数据的整理等。测量在高程放样方面可为模板施工提供准确的基准点,能够保证模板施工的平整度以及混凝土施工提供标高控制线,以确保其在施工后和平整度。工程测量可以为工程施工管理提供可靠的资料以及技术支持,并可对水利工程项目混凝土施工中混凝土种类的使用、混凝土厚度等提供精确的数据。

2水电水利工程测量存在的问题

(1)在水利工程建设要达到水利工程项目建设质量不断提升的目标,就需要进行详细的工程测量,并将工程测量的数据予以应用,以消除那些不可预见的因素确保工程质量。水利工程的施工质量对区域性经济发展和居民的生命安全有重要的影响,在水利水电工程建设阶段需要明确各个控制要点,满足工程实际测量体系的具体要求。在水利水电工程开工建设前期的测量工作,必须按照建设单位的建设规模和具体要求,以及按照项目所在地的自然条件和预期目的进行规模设计。否则将会出现测量数据的误差,就有可能导致水利工程在施工过程中出现严重的质量问题,甚至是引发重大的安全事故造成严重的经济损失,同时对社会方面也会增加严重的负面舆情。

(2)主体结构的施工过程中,要重视工程测量对多方面数据确定的影响,要做好水利工程的轴线、坡面的平整度、 渠道 的中线、大型水利工程建筑物垂直度控制以及主体标高控制等项工作,以防止出现、变形、偏位、渗漏等常见病害的发生,造成对水利工程质量的严重伤害,从而使水利工程项目在日常运行过程的安全性能受到影响。还要作好水工建筑物的变形观测,杜绝由于水工建筑物沉降、位移所引起的安全质量事故发生,以确保水利工程安全的稳定性。工程测量对水利水电工程建设有一定的指导性意义,因此需要结合施工工程设计形式的要求,对不同的设计环节进行分析,适应水利水电工程的建设需求。

3工程测量在水电水利工程建设中的管理与应用

(1)工程测量不但广泛的应用于建筑、土地测量等领域,其在水利工程建设也占据着重要的位置。工程测量能够为水利工程建设提供各项数据,可能保证水利工程建设基础的质量,从而确保整个水利工程项目的质量。随着计算机技术的飞速发展以及“互联网+”时代的到来,出现了地面测量、数字化测绘和RS、GIS、3S、GPS等,先进技术设备和集成测绘新技术的深入应用,使水利水电工程测量的手段和方法进行着快速的更新换代,同时也在不断的开拓着服务领域。这些测量方法最大的特点就是可对数据进行修正,能够让测量对象的参数得到及时修正,提升测量数据的精准度和连续性。

(2)在结合实际对测量工作进行合理的安排,有效提升测量精度,推动水利水电工程建设、促进区域经济健康发展的同时,还应该注重加强包括测量技术水平提高、责任意提升等施工管理人员综合能力素养方面的培养,这样有助于在具体的工作中,采取切实有效的 措施 与方法,以确保工程测量的准确性。需对具体管理人员以及施工人员的工程测量意识进行巩固与加强,通过培训等对他们的质量意识和责任意识进行不断完善,使其在工作能够做到按部就班、不出纰漏,按照流程根据施工图纸进行放样,确定控制高程,以为后面的施工奠定基础,从而加强工程质量。

(3)现阶段对大坝水底地形的测量,主要还是技术人员根据卫星定位技术与多波束探测仪之间的紧密配合来进行的。近年来,我国水利水电工程测量研究投入增多,发展很快,进步很大,取得了显著成绩,在此基础之上我们还应注意,要加强管理人员以及施工人员的测量意识,要进一步提高对测量工作的重视度,从而达到各个环节工程测量水平的全面提升。随着测量数据传播与应用的多样化、网络化及社会化和测量数据采集与处理的实时化、自动化及数字化,还有测量数据管理的标准化、规格化与科学化,水利水电工程测量技术一定会有一个辉煌的未来。

4结束语

工程测量精准的观测成果,为水利水电工程质量和人民生命财产的安全提供了坚实的保障。水利工程的规划、设计和施工以及运行管理等各环节、各阶段都离不开测量工作。工程测量工作要不断的 总结 工作 经验 ,提升专业素质,引用、掌握先进测量仪器,以满足不同时期水利水电工程的不同需求。

参考文献:

[1]杨玉平,杨玉华.论工程测量在水利水电工程建设中的重要性[J].江西测绘,2014,(4):53-54+57.

[2]李添萍.浅析水利水电工程质量检测的重要作用[J].青海科技,2010,(4):136-138.

《 建筑工程测量施工放样方法及应用 》

摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,建筑行业得到了显著发展,建筑工程测量作为建筑工程的重要组成,在整个建筑施工前期阶段发挥着重要作用,需要不断对工程测量施工放样技术进行改进与创新才能满足建筑项目需求。本文将对建筑工程测量施工的放样方法与应用进行分析,从而表现做好测量放样处理对工程的重要性。

关键词:建筑工程测量施工放样方法技术探讨

建筑工程开展过程中对尺寸与施工范围有着严格要求与控制,这就需要应用测量放样技术,工程测量存在于整个施工阶段,对施工质量与施工开展有重要意义,需要对放样精度与测量结果反复对比,增强测量放样的精度。鉴于测量施工结果是施工依据与参照,一旦放样测量出现误差,将会影响立模、打桩、钢筋混凝土施工方方面面,在施工位置上容易出现偏差,对施工方带来损失。

1建筑工程测量施工放样概述

内涵

施工放样就是按照设计图标注的内容实地定标的过程。此过程需要使用到全站仪、测量仪器等设备,需要明确设计图纸上平面位置与高程,使用测量仪将实地位置标记出来,按照建筑物间几何关系将距离与特征确定出来,得到距离、高程、角度等数据,再结合控制点位置,在实际建筑中将建筑物特征点标定出来。

施工放样的主要方式

(1)平面放样。

施工放样分为平面位置放样与高程放样两种。平面位置放样较为常见的方法有直角坐标法、方向线交法以及交汇法,每一种方法基本操作方法都需要按照长度与角度进行;极坐标法则是使用数学极坐标原理将极轴确定为连线轴,将其中的某一极点作为放样控制坐标,将极点距离与放样极点连线方向到极点的夹角计算出来,将其作为放样参考[1]。通常,放样点距离控制点很近,需要极坐标与其保持120米距离,这样在测量时将更加方便,角度测量可以使用经纬仪或者测距仪,在使用电子测距仪时需要将控制点的距离延长,这样才能使放样作业更加方便、灵活;直角坐标法主要就是保持坐标轴的平行控制线,先沿横坐标放样,再沿控制线方向放样,只需将直角测设出来便可。

(2)高程放样。

几何水准测量法应用时需要先控制高程点,将控制点精度引入到施工范围内,使用方便固定与保存的方法,在水准点的保密上可以使用一次仪器完成高程放样。常规测量方法为:放样点附近到控制点存在高差,此时,需要使用较长钢尺对高程测设。具体施工中需要使用木桩将放样高程固定下来,使用红线对木桩侧面标记,需要结合具体情况注记高程。三角高程测量法:对水平距离与天顶距两点进行观测,将两点的高差计算出来,这种观测方法虽然简单,但受条件限制需对大地控制点高程测量。基本原理为:将地面两点设为a、b,站在a点观测b点标高,将竖向角度设为α,两点水平距离为S0,a点仪器高设为i1,i2作为标高,此时a、b两点间高差表示为:S0tgα,假设地球表面是一个平面结构,能利用上述公式将直线条件计算出来,大地测量时,还需要对地球弯曲与大气垂直折光度充分考虑[2]。为将三角高程测量精度提高,可以使用对向观测法,将两点高差推导出来。

建筑工程总定位放样方法

可以使用经纬仪将放样方向确定下来,再使用钢尺将测量距离,对地势较平坦的地区需要将定向设置在平缓点位置,再使用测距仪完成测量。曲线定位放线也是常用手段,分为直线、圆曲线等,先将圆曲线桩坐标设计出来,再对坐标加密处理,利用公式进一步对坐标测算。

2放样中注意的问题

放样工作中,有很多内容需要注意:首先,在主轴点放样中,可以使用三点交会法、三边测距法,不能仅使用两点测角定点法,需要选择至少三个方向,将校核点设定为第三点。如果使用测角定点,则要在观测时从四个方向出发,丈量好轮廓距离,不管使用哪种放样法,都需要与理论值对比,防止出现误差。在使用光电测距法放样定点式,现场至少选择一个放样点,丈量设计间距时,能够使校核作用增强。如果通过规则图放样使,则首先要考虑的是放样点间的几何关系,并反复检查几何关系,使用方向法放样时,在使用仪器时可以确定至少两个方向,对方位观察看是否合格,如果精度过低或者存在倾斜,要使用天顶距观测法,防止出现校核偏差。

3放样过程中的现场平差

现场平差就是指在现场放样,现场测量存在偏差消除时可以使用现场平差法。比如,在测放某一个方向时,需要先定点倒镜与正镜,最终将两个方向中点方向值确定下来。在建筑施工中,对测量放样精度有较高要求,分为严密性与松散性要求,从建筑物角度看,严密性与构件存在相关性,如果放样存在的误差较大,将使建筑质量降低。而建筑各部分间的联系则能体现松弛关系,这种情况下需要对建筑各部分有深入了解,将三维数据规定确定下来,也可以结合施工具体情况将放样影响度降低[3]。要想更深刻了解放样精度特征,需要使放样保持严密性,多对严密性进行考虑。如果针对松散构件,则要将误差分散开,确保总体工程质量不会受到影响。与现场平差不同的是,不是将误差全部消除,而是将其放样到质量相关的地方,对其进行吸纳。如果是精密性较高的建筑部位,则要从控制主轴线上实施放样工作,不用考虑控制网精度设计,在完成对主轴线测设后,就可以将建筑部位设定为主轴线基础,将主轴为基准才能确保建筑具备严密性,减少测设带来的精度误差,保证测设的严密性。在具体施工中,还能在主轴基础上将误差分散到建筑各个部分,防止误差过于集中。

4防范误差的对策

受多种因素的影响,测量经常出现误差,极大影响到了建筑施工的顺利开展,人员组成、操作以及施工管理都是重要的影响因素,必须切实做好这些内容的管理与防范才能减少误差。要想将测量放样误差减少,首先就要做好测量准备工作,反复校核设计图纸中的数据,并核实总平面数据与坐标,将基础图与平面图轴线位置确定下来,对符号与标高尺寸进行检查,确保各项数据、参数的准确,对总平面布设位置与分段尺寸进行设定,使分段长度与各段长度一致。其次,还要在人员组织分配上尽量选择技术精湛、有高度责任心的施工人员,将这些人员分为5组。在具体测量中,需要准备好测量仪器与工具,并调整好仪器的温度,增强仪器使用的效率与准确性。及时将测量结果记录下来,确保测量的数据能够更加真实、准确,并能在核对中及时发现问题、解决问题,必须经过两个人反复核对以后才能将最终结果确定下来,使用加减相消法能够及时发现错误。针对问题采取科学、有效的定位复测措施,完成定位以后,复测建筑平面几何尺寸与角度坐标,对建筑物图纸设计与标高是否相符进行核对,对建筑方向准确性进行检查,发现存在的问题。质量监督机构要定期对放样操作进行监督,将质量管理检查机构建设起来,采取自检、互检以及复检方法使放样精度得到保证。

5结束语

建筑工程测量施工是一个复杂且漫长的过程,是建筑施工中必不可少的组成,一个环节出现误差或者遗漏就会对整个施工质量造成影响,为施工单位带来损失。为此,加强放样管理,强化放样操作,做好校核平差工作显得非常重要。这有这样,才能将测量误差消除,确保建筑工程质量与测量精度。

参考文献

[1]邓志永,冯显征.建筑施工测量误差分析及对施工放样精度要求的探讨[J].建筑工程技术与设计,2014(22):779-779.

[2]袁俊利.采用传统测量技术进行复杂立交桥工程测量的方法和措施[J].建筑技术,2012,43(9):806-809.

[3]郝安华,贾涛.试论市政道路工程测量放样控制工作的要点与对策[J].商品与质量•建筑与发展,2014(5):

《 地铁工程测量技术及应用 》

摘要:在地铁工程项目中,地铁测绘工作及测量技术是项目建设的基础工作,它不仅贯穿于整个地铁工程建设始终,还对地铁工程质量产生重要影响。本文结合地铁测绘工作的实践经验,分析了常见的地铁工程测量技术,就具体的实践应用进行了分析探讨,以期对相关的地铁工程测绘工作有所启示作用。

关键词:地铁测绘;测量技术;地铁工程

伴随我国经济建设的蓬勃发展,各地城市交通建设也面临着全新的发展局面,作为城市交通的最基础建设之一,地铁工程与百姓生活密切相关,其工程质量自然也备受社会关注。地铁测绘工作是地铁工程的一项重要环节,它贯穿于整个地铁工程,从地铁工程开始筹划直到工程的后续运营,几乎都离不开测绘工作的支持。因此作为工程施工单位,需重视地铁工程测量技术的应用,保证测量的准确性,提高工程建设水平。本文结合具体工程实例,对上述问题进行探析,具有一定的参考价值。

1.地铁工程概述

为方便本次研究分析,本文选取了某地铁工程的具体实践建设作为研究参考对象。工程为某城市的地铁线路,是南北方向的主干线,线路全长约,其中地下线长约,地上线长约,该项工程是解决主城南北客运主流向出行需求的南北主轴线。结合本次地铁工程概述及以往的施工经验,总结本次地铁工程测绘工作和测量技术工作具有以下特点。首先,本次地铁工程项目属于城市地铁线路主干线,对城市交通影响较大;而且地铁项目投资大,工程建设周期长,因此地铁测绘工作要贯穿于整个项目始终,从地铁工程开始筹划直到工程的后续运营,都需要测量技术支持。其次,地铁工程界限规定严格,施工过程中存在的误差都必须受到严格控制,测量技术必须有精确性和可靠性的保障。最后,地铁测量工作必须抓好每一个细节,要通过测量技术的管理提高项目管理质量,对于施工过程中一些关键环节如铺轨基标测量、隧道施工方面测量等,都要做好严格把控,从整体上提高测量技术水平,为地铁工程打下良好的基础。

2.地铁工程测量技术分析

地铁测绘工作贯穿于整个地铁工程建设项目始终,具体包括工程勘测阶段、地铁施工图设计阶段、地铁施工测量阶段、地铁的运营期等几个方面。本文主要从施工阶段对地铁工程测量技术的应用进行分析,具体如下。

测量机器人的应用

测量机器人是本次地铁工程施工阶段的主要测量技术,其具体实质上属于一种智能型电子全站仪,它能够代替人工来进行一系列的测量工作,如自动搜索、跟踪、识别,此外它还能精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息,在实际工程中取得了良好的测量效果。该项技术的测量优势在于测量精度高,智能自动化,自动照准,锁定跟踪,遥控测量及自动调焦等。本次工程测量实例中应用了测量机器人,对于本次地铁工程测量的可靠性和效率都有明显提升,测量精度度高,测量与绘制工作可以一体化进行。在实际工程中发现,测量机器人有着良好的对数据实时分析处理能力,这对于提高本次工程数据处理能力,提升测量精度发挥了重要作用。此外,电子全站仪的应用实现了集成化管理,可以有效确保数据的共享交换,施工放样的质量和效率都大幅提升,安装误差控制在一个很小的范围内。

定向测量

传统的竖井定向测量手段均采用全站仪、垂准仪和陀螺经纬仪联合的方式,而在本次工程的具体实例中,应用了定向测量系统,在隧道盾构的情况下,利用自动化引导系统进行隧道开挖,而且定向测量能够实现实时显示,对于隧道轴线的点偏移值能够及时发现并处理,保证了隧道开挖的可靠性,提高了隧道开挖的精度程度,对于工程中所存在的误差值也能控制在理想的范围内。此外,在本次工程的地下顶管施工过程中,考虑到传统的施工手段技术(即人工测量)费时费力,施工效益低下,因此在本次实际施工中采用了顶管自动引导测量系统,由计算机远程控制测量机器人来自动完成作业,取得了非常理想的施工效果。

断面测量

在本次工程的断面测量上,施工单位综合采取了断面测量系统,该系统的具体内容包括了全站仪、数据采集器、计算机和觇牌等等。在隧道施工中的各个环节上,该断面测量系统取得了良好的实践效果,放样、测量、检测和计算等诸多环节上都没有出现问题。在隧道的初砌和开挖工作中,测量准确性得到了保证,同时测量效率提升,节约了大量的人力物力。本次施工发现,利用断面测量来保证隧道施工的测量工作,一方面可以大大提高施工进度,测量速度有保障;另一方面,在同等的施工时间内,测量精度可以控制在理想范围内,一般精度范围可控制在毫米,测量精准度大大提升。此外在本次施工工程中,还利用到了无反射和全自动棱镜三维断面测量,一方面保证了测量数据采集的高效性,另一方面由于实现了多断面共同测量,且操作简便高效,可靠性强,因此又进一步提高了测量效率。

无棱镜测量的应用

在本次的地铁工程施工中,还涉及到了无棱镜测量机器人的具体应用。该项技术通过辐射测量极坐标的方式,准确并高效地完成了一系列的工测量工作,具体包括了隧道掘进放样、断面测量、围岩净空位移量测等等,测量精确度高,测量效率好。该项测量技术进行了有针对性的创新,在工程中利用计算机自动处理,有效减少了工程成本,测量起来也十分方便。该项测量技术的一个典型特点是把设计图中的地铁相应物体的位置及大小都放到实地中,这种趋近于真实的参考参照,大大提高了本次工程的放样精确程度。此外,施工基坑监测系统能够实现对数据的及时分析管理,对于地铁基坑监测项目也具有非常高的可行性。

地铁施工铺设阶段

在地铁施工铺设阶段,本次施工也采用了测量机器人。该项技术的主要原理是应用到了无线传输技术,通过它将测量数据持续传输到机载计算机,然后再利用计算机实现对地铁铺设的精确控制。通过该项技术在本次工程施工中的应用,施工铺设的安全性与质量都得到了有效保障。同时在铺设精度得到有效控制的前提下,铺设成本大大降低,工程经济效益得到了有效保证。此外在施工路面扫描系统中,测量机器人也有很高的应用价值,可将监测目标分为圆棱镜,无棱镜和反射贴片三种。

竣工测量阶段

在本次项目的地铁工程竣工阶段,也需要进行大量的数据测量,这些测量的数据将作为竣工验收的参考,并做相应好存档工作。这些具体的测量内容包括了地铁结构的平面位置、埋深、线路等诸多方面。通过测量机器人的应用,可以实现对相关建筑物(包括附属结构)的尺寸测量、线路及高程测量等,提升了轨道测量精度,保障了地铁工程测量放样的顺利实现。

总结

综上所述,地铁测绘工作是一项系统且复杂的内容,它贯穿于整个工程始终,并对工程质量提供了强有力的保障。在当前各地城市交通建设不断发展的新时期,地铁工程自然占据了十分重要的位置,相关单位需要在保证工程质量的前提下,加强工程测量管理工作,强化对地铁工程测量技术的研究,保证测量各个环节的质量与水平,确保工程顺利开展并取得良好的综合效益,推动我国地铁交通事业的发展迈向一个新高度。

参考文献:

[1]张铁斌.地铁工程测量技术及应用分析[J].科技展望,2015,09:39.

[2]龚振文,龙晓敏,胡朝英.昆明地铁工程测量技术分析及测绘新技术应用[J].山西建筑,2013,33:208-210.

[3]程栋.地铁工程测量中平面联系测量的应用[J].科技展望,2015,35:35.

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医学影像诊断学是医学影像学中的一门重要学科,而医学影像学是临床医学的一个重要分支。下面是我为大家整理的医学影像技术专业 毕业 论文,供大家参考。

《 高职影像专业医学影像物理学的教学探讨 》

摘 要: 根据课程特点、学生现状,我们重视教师素质培养,理清教材层次与学生的关系,运用丰富的 教学 方法 ,变抽象的论述为理论联系实际的形象化教学,提高了医学影像物理学课程的教学质量。

关键词: 高职 医学 影像物理学 教学探讨

近十几年来,大型医学影像设备的迅速发展,极大地提高了诊断治疗水平。随着社会对医学影像专业人才的需要愈加迫切,国内众多本科医学院校都设置了医学影像专业。而随着我国社区医疗的发展,填报高等职业技术学院医学影像专业的学生人数不断增加。以湖北职业技术学院为例,影像专业学生录取人数由每年一个班提高到两至三个班。不论各院校侧重培养高学历医学影像临床诊断专业人才,还是侧重培养高学历医学影像工程技术人才,在专业课程设置过程中,都强调了开设医学影像物理学基础(以下简称影像物理学)这门课程的重要性和必要性。有些本科院校还在临床医学专业开始开设影像物理学为选修课程,目的就是让临床医师具备医学影像的基础理论知识,为将来后续专业课程――医学影像诊断学或医学影像学的开设提供必要的理论基础。

1.高职医学院校影像专业课程设置现状

以湖北职业技术学院为例,高职医学院校影像专业现在招收高中文科和理科学生及中职生。在课程开设上,只在大学一年级开设医学电子学基础这一门理工科课程,相关高等数学知识缺乏,学生的数理基础比较薄弱。医学影像物理学基础是一门交叉学科,又是一门非常重要的专业基础课。教学目的是让学生掌握医学成像理论的物理学基本原理、规律;了解医学成像的物理理论知识;为深刻理解成像过程,评价图像,以及读识图像、挖掘图像蕴藏的生物信息奠定基础。这就需要一定的高等数学、核物理学、量子物理、超声波物理等许多知识来做铺垫。当然更多需要成像技术的相关基础知识。面对这些必要的知识,影像专业高职生在有限的时间、有限的学时里是完成不了的,这是事实。其实,影像物理学是伴随影像专业的建立而诞生的一门新课程,在国内存在尚不足十年。因此,从教材到教学,各校都处于摸索前进的阶段。如何让高职生在无基础的前提下有效学习该门课程,我将自己在几年教学过程中的教学体会写出来,与大家共同探讨。

2.提高教师的专业素质,必须树立专业思想

由于缺乏相关师资力量,目前各院校影像物理学的教学任务大都由物理学教研室的教师承担。但是,物理学和影像物理学两门课程的专业性质差别很大,前者为理科基础课,后者为专业基础课。从事影像物理学教学的教师必须具备一定的医学专业知识,具备较高的专业素质,教学必须树立专业思想,才能将物理学知识和影像学知识有机结合起来,增强学生的学习兴趣,提高该课程的教学质量。因此,授课教师应加强自身专业素质,利用临床进修的机会学习影像知识和实际技术,尽力做好教学工作。

3.教学过程中必须恰当把握知识的深度

影像物理学是先期开设影像专业院校的教学工作者在教学过程中逐步完善而建立的。它是将高等数学知识、物理学知识、成像理论,计算机技术等知识应用于超声成像技术、X-CT成像技术、同位素成像技术、磁共振成像技术中的一门交叉学科。知识的起点很高,学生学习起来有一定的难度,在教学过程中应恰当把握教材知识的深度,讲解需深入浅出,通俗易懂。比如超声场的描述部分,涉及较多的高等数学知识,在教学过程中应注意引导学生注重理解场的分布性质、描述场的量的物理意义,等等,尽量避免学生由于数学知识少而降低对该课程的理解和学习兴趣。磁共振部分,学生需要具备一定的原子核物理、量子力学知识才能准确理解核自旋的能级、跃迁等概念和现象。在教学中应注意搜集一些资料,尽量用较通俗的、经典的、宏观假说进行解释,增强学生对微观世界的感性认识。

4.注意把握影像物理学原理与成像技术、影像设备学有关知识的权重关系

X-CT成像、超声成像、同位素成像、磁共振成像每一部分都有两项主要内容:物理基本原理和成像基本原理。在教学过程中应把主要精力放在讲解物理学基本原理上,这是毫无疑问的,这也是物理专业毕业的教师最容易做到的,但学生的学习兴趣往往集中在成像原理上,对涉及的成像技术、成像设备等知识更表现出浓厚兴趣。虽然成像技术和成像设备在后期专业课程的实践教学中会详细讲解,在这里我们对这部分做简要的介绍,以收到良好的教学效果。这些年来,我校历届学生都表现出对影像物理的极大学习兴趣。这与我们的教学方法有一定的关系。

5.注意提高学生对知识的感性认识

影像物理学各部分知识都是比较抽象的,学生普遍觉得难懂难学。因此,通过各种手段提高学生对知识的感性认识,能对学生的学习起到事半功倍的帮助作用。在教学过程中,我们将陀螺进动实验给学生做演示,讲解原子核中核子的自旋与自旋磁矩的相关知识;借助于声波的传播与反射知识对超声测量实验进行详细讲解;分配一定的学时带领学生到附属医院相关科室参观学习。邀请超声,CT临床诊断教师和技术教师给学生当场讲解仪器的原理、操作方法,以及诊断等,使学生对课堂上学到的知识有一个感性认识,加深理解,收到了很好的效果。

6.实现教材的多层次、立体化

由于该课程属于应用型的知识,学起来难度更大,我们进行了教材的多层次、立体化尝试。课程是教材的基础,教材是课程的载体,教材中要融入现代化的教学技术,实现多样化、配套和协调化。我们的做法是:文字教材与现代多媒体手段紧密结合。

教材体系包括:(1)传统的纸质教材《医学影像物理学》(人民卫生出版社出版);(2)教师授课用的独创的电子教案,其中配以大量的自制和临床实拍图片和自己研发的动画,并提出学生思考的问题;(3)辅助学生自学和研究的学习软件,如《CT与磁共振成像原理》CAI课件(人民卫生电子音像出版社公开出版发行,被列入“十一五”国家重点电子出版物);(4)网页形式课件2部。初步形成了多形态、多用途、多层次的教学资源和多种以教学服务为目的的结构性配套教学出版物的集合。

总之,影像物理学是一门新课,只有不断摸索,不断 总结 经验 ,逐步改进教学方法和手段,才能增强教学效果。通过几年来的努力,一方面学生看到了现在所学的就是将来所用的,提高了学习基础课的兴趣,另一方面学生培养了学习能力,同时对后续课程“医学影像诊断学”的学习奠定了基础。

参考文献:

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[4]侯淑莲.CT与磁共振成像原理[M/CD].北京:人民卫生电子音像出版社,2007.

《 刍议影像融合推动医学影像领域发展 》

内容摘要:科技的进步不仅是带动了工商业的发展,同时也推动了医学发展,计算机技术被广泛用于影像医学中。现在医学上的各种检查仪器越来越精密,功能更加完善,图像信息的存储和传输为医学的研究和诊断提供了更好的依据。医学影像的融合就是影像信息的融合,是借助计算机技术辅助诊断病情的。医学影像的融合是医学影像学新的发展方向,本文对医学影像的融合进行分析,探讨影像融合对医学影像发展的影响和作用。

关键词:医学影像 影像融合 诊断

一、影像融合

医学影像融合其实就是利用计算机技术,将影像信息进行融合。其中包括将图像信息进行数字化处理,再进行数据协同和匹配,得到一个新的影像信息来获得对病情更好的观测,以计算机为辅助手段,使诊断更加准确、具象。

影像融合的发展趋势

影像融合的趋势

医学影像学是近年来发展的比较快的临床学科之一,其中的超声、放射等早就被应用到医学的诊断上,但是,面对不同病人的各种症状,单一的影像检查已经不足以作为诊断的依据。因此,影像融合越来越成为医学中的焦点,人们更希望通过多重的影像检查、比较和分析,使检查结果更准确,更好的辅助临床疾病的治疗。影响融合的发展提高了医学诊断的综合水平,对于推动影像学的发展有重要的意义。而且,医学影像的融合不仅可以对诊断锦上添花,还可以为治疗提供帮助。例如:X线、超声、聚焦和磁共振结合在一起进行治疗。影响融合的发展是势在必行的,而且将推动医学影像学的更新与发展。

影像融合的必要性

1、医学技术的更新与发展需要影响融合

计算机技术被广泛应用于各个领域中,这也包括医学影像学。随着新技术的发展和实施,图像后期处理技术也需要不断的提高,影像的融合技术就是后处理技术的新发展。前后技术的同步才能更好的将影像学的好处发挥出来。

2、影像融合使检查更全面准确

影像学的检查手段是很多的,从B超到射线再到CT等,每项检查都是有针对性的,但是正因为这样又有一定的局限性。每项检查都有单一局限性,只能准确的体现一方面的数据值,不利于诊断病情。影像的融合弥补了这一缺陷。

3、临床诊断需要影像融合

一切的检查手段都是为了最终的临床治疗,影像诊断一样是为临床治疗服务的。影响的融合,集中了多项单一检查的优势,呈现的图像更清晰,更便于医生的判断,使诊断更清晰准确,也就能根据诊断提供更好的治疗方案,辅助临床治疗。

影响融合的方法和技术应用

首先是信息技术的融合。无论是什么样的诊断技术,最后要得到的都是这项技术所能诊断出来的信息。影像的融合首先要实施对信息的融合,图像数据的转换是理解是关键。而图像的转换时将不同检查设备检测的图像信息进行格式的转换和调整,使其更逼真的呈现出检测部位的状态,确保诊断的准确性。

其次是数字化技术的融合。建立图像数据库是比较直观和易于提取信息的。

还有就是计算机技术的应用,这几项技术的融合,使影像融合后的检查更加具体详细。

影像融合的方法:界标 配对 、表 面相 合法、空间力矩配对、交叉相关法。

四、 医学影像融合的临床价值

现代医学已经把用计算机技术对获取的影像信息进行处理的研究成果应用于临床医学的诊断,将各项检查结果通过计算机技术进行分析、处理,将影像融合重新现出清晰度高、高质量的影像。主要有以下几个方面的临床价值:

帮助临床诊断

影像融合后的图像将检查部位的结构和周边组织清楚地呈现出来,通过影像诊断,医生能够更加了解检测部位的组织形态是否发生病变以及病变的程度。很多疾病早期的病变都是不太明显了,一旦没被发现就可能会错过最佳的治疗时机。影像融合后的图像可以通过区域放大将组织的差异标注出来,便于观察和诊断,能够及时的发现病变,减少漏诊的情况。

有助于手术的治疗

影像融合的中,结合了图像重建和三维立体定向技术,这些技术的应用能够清晰的显示出病变部位及其周围组织的状况和空间状态,医生可以根据融合后的图像制定手术方案,并在手术实施过程中提供实时显示,也为术后的观察提供了方便。

有助于医学研究

影像的融合结合了多项检查的优势,提供的影像信息更全面清晰,病理特征更明显,是医学研究中非常有价值的影像学资料,为以后疾病的研究提供更好的依据。

结语:医学影像的融合就是将多项检查的优点,经过一系列计算机技术的融合和处理重新形成新的图像。医学影像的融合是医学影像技术发展的一次伟大的更新,它将各种各种技术综合运用到医学的检查和诊断上,推动了影像学的进一步发展。

参考文献

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既然你是学通讯工程的就应该明白蓝牙和四轮定位没有什么关系的 ,事实上到现在为止四轮定位上所采用的蓝牙对整个世界通讯格局的影响可以说是微乎其微,即使是世界上所有的四轮定位都采用蓝牙技术,那也远远比不上其他诸如手机等产业的一个零头。另一方面,就四轮定位本身而言它的定位是一个测量检测工具,而不是作为数据交换通讯而存在的,使不使用蓝牙并不是至关重要的,而且蓝牙也并不是最适合四轮定位的通讯技术,其他的诸如Zigbee等都要比蓝牙更加适合。所以 我的建议是阁下还是换个题目吧---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------四轮定位仪有四个测量头和一个电脑,四个测量头都需要把自己的数据发给电脑上的操作软件,而软件也会把操作指令发给测量头。由于蓝牙本身被设计为点对点数据通讯,所以要实现电脑1对4测量头的通讯就很困难,所以现在的四轮定位就把通讯分成了两块,四轮定位测量头之间通过红外通讯把所有的数据传到其中的一只测量头上,然后这只测量头通过蓝牙和电脑通讯,这样就完成了所有的数据通讯,这里的蓝牙是1对1的。当然国内也有采用2对2通讯的,其基本原理也是一样的。-------------------------------------------------------------------------------如上

水热法生长二氧化钛纳晶及在染料敏化太阳能电池板的应用1 引言1991 年瑞士学者Gratzel 等在Nature 上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳晶薄膜为光阳极的太阳能电池,其具有制作简单、成本低廉、效率高和寿命长等优点,光电转换效率目前可以达到11%以上,因此成为新一代太阳能电池的主要研究发展方向[1-4]。染料敏化太阳能电池的光电转换效率的提高要归功于其独特的纳晶多孔薄膜电极,其可以使电子在薄膜中有较快的传输速度,且具有足够大的比表面积,能够吸附大量的染料,并且与染料的能级相匹配。所以因对染料敏化太阳能电池的复杂的作用,许多科学工作者致力于制备功能和性能良好的TiO2 纳晶多孔薄膜电极[5, 6]。在纳晶TiO2 的三种晶型中,锐钛矿相的光电活性最好,最实用于染料敏化太阳能电池中,所以在制备纳晶TiO2 时,金红石相和板钛矿相纳晶应该尽量避免。对TiO2 纳晶的生长,许多研究者开始在水热法中采用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶[7-9]。Yang 用三种有机碱做胶溶剂制备了粒经和形貌不相同的TiO2 纳晶,其结果证明了有机碱的加入对纳晶粒子大小、形貌及表面积等有一定影响[10]。但是,如何制备晶型和形貌都能满足于染料敏化太阳能电池的要求却很少讨论。在本章中,采用水热法基础上,分别使用三种有机碱四甲基氢氧化铵(TMAOH)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)做胶溶剂来制TiO2 备纳晶并应用于染料敏化太阳能电池中并研究了制备条件的不同对纳晶形貌、粒径大小及电池光电性能的影响。2 实验主要药品和仪器钛酸四正丁酯、异丙醇、聚乙二醇20,000、碘、碘化锂、4-叔丁基吡啶(TBP)、OP乳化剂(Triton X-100)(AR,均购于中国医药集团上海化学试剂公司);敏化染料(cis-[(dcbH2)2Ru(SCN)2],SOLARONIX SA.);四甲基氢氧化铵(TMAOH)(25 %)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)(20 %)、四丁基氢氧化铵(TBAOH)(10 %) (均购于中国医药集团上海化学试剂公司);可控温磁力搅拌器(C-MAG HS4,德国IKA);马弗炉(上海实验电炉厂);100 W 氙灯(XQ-100 W,上海电光器件有限公司);导电玻璃基片(FTO,15 Ω/cm2,北京建筑材料研究院);X 射线粉末衍射仪(XRD) D8-advance(Bruker 公司);扫描电子显微镜(SEM)S-3500N(日本日立公司);透射电镜(TEM)JEM-2010(日本);红外光谱分析仪Nicolet Impact 410 spectrometer;紫外–可见分光光度计UV-Vis 3100 (Shimadzu corporation, Japan)。3 实验部分 纳晶TiO2 的制备根据文献的制备方法[6-11],把钛酸四正丁酯与等体积的异丙醇混合均匀并逐滴加入到蒸馏水中并不断的搅拌30分钟([H2O]/[Ti(OBu)4] = 150),过滤并用水和乙醇溶液洗剂2-3次。在强烈搅拌下,把所得到的沉淀加入到pH=的含有有机碱的溶液中,在100 °C搅拌24小时,得到半透明的胶体。将得到胶体装入高压釜(填充度小于80%)。在200 oC水热处理12小时。水热处理后,得乳白色混合物并伴有鱼腥味,这表明有机碱分解为了胺类化合物。将高压釜处理后的TiO2胶体连同沉淀一起倒入烧杯,经50 oC浓缩至原来的1/5,加入相当于TiO2量20%-30%的聚乙二醇20,000及几滴Triton X-100,搅拌至均匀,得稳定的TiO2纳晶浆体。 纳晶薄膜电极的制备将洗净的导电玻璃四边用透明胶带覆盖,通过控制胶带的厚度和胶体的浓度来控制膜的厚度[12],中间留出约1×1 cm2空隙,将在酸性条件下制备的小粒径的纳晶TiO2胶体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,使TiO2固化并烧去聚乙二醇等有机物,冷却至80 ?C,经过仪器测量,薄膜的平均厚度在6微米左右。将获得的纳晶多孔薄膜浸泡于N3染料溶液中24小时,使染料充分地吸附在TiO2上,取出后用乙醇浸泡3-5分钟,洗去吸附在表面的染料,在暗处自然晾干,即得到染料敏化的纳晶多孔TiO2薄膜电极。首先按上文所述制备纳晶多孔薄膜,制备的薄膜平均厚度在微米左右,将其重新用透明胶带覆盖,把用TMAOH做胶溶剂的条件下制备的大粒径的纳晶TiO2浆体用玻片均匀的平铺在空隙中。空气中自然晾干后,重新在马弗炉中升温至450 ?C热处理30分钟,反射层的纳晶薄膜的平均厚度控制在微米左右,热处理后即得双层纳晶薄膜。浸泡染料后即得双层纳晶薄膜电极。 DSSC 的组装以染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极为工作电极,以镀铂电极为对阴极[13],将染料敏化电极与对阴极用夹子固定,在其间隙中滴入以乙腈为溶剂、以 mol/L LiI+ mol/L I2+ TBP为溶质的液态电解质,封装后即得到染料敏化太阳能电池。 光电性能测量采用100 W氙灯作为太阳光模拟器,其入射光强Pin为100 mW/cm2。在室温下进行测量,记录其短路电流ISC和开路电压VOC,并应用公式计算其填充因子ff和光电转换效率η。 表征与分析采用 D8-advance 型X 射线粉末衍射仪测定TiO2 的晶体结构,测试条件为:Cu Kα(λ= ?),电压:40 KV,电流:40 mA。扫描速度:6?/min,扫描范围:10?-80?。采用KBr 压片法测量样品的红外光谱,测试条件:400-4000 cm-1,软件:OMNIC ,扫描次数30 次。采用JEM-2010(日本)型透射电子显微镜(TEM)观察TiO2 纳晶的表面形貌及粒径大小。用紫外-可见分光光度计(UV-3100)测试不同粒径TiO2 纳晶多孔薄膜电极吸附染料的吸光度。TG 的升温速度:10 ℃/min,范围:室温至1000 ℃,测试仪器:SDT 2960 同步DSC-TGA 装置 (USA TA 设备)。4 结果与讨论 有机碱对TiO2 纳晶的形貌和粒径的影响Sugimoto 和他的合作者们研究了影响TiO2 纳晶生长的一些因素,其中pH 的值、有机碱的烷基链的长短、水热的温度以及水热的时间等因素都对TiO2 纳晶颗粒的大小和形貌有很大的影响[14-17]。通过研究发现,四烷基有机碱作为模板来控制TiO2 纳晶的形貌和大小。所以可以使用不同的有机碱来制备适合于染料敏化太阳能电池光电传输的晶型完整并具有较大的比表面积的TiO2 纳晶。是在不同的有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的TEM 图,a 图是采用TMAOH 做胶溶剂,b 图是采用TEAOH 做胶溶剂,c 图是采用TBAOH 做胶溶剂。从图中可以看出,在相同pH 值下,不同的有机碱做胶溶剂时,制备的纳晶明显不同,这说明胶溶剂对TiO2纳晶的粒径大小和形貌有很大的影响,而且随着有机碱胶溶剂烷基链的加长,TiO2 纳晶的粒径减小,并且粒子为多面体。当用TMAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶的粒子多为四方体,颗粒宽12-20 nm,粒子长20-40 nm,如图1a 所示。当用TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的粒子颗粒不均匀,而且形貌也不规则有多面体形的也有四面体形的,粒子宽度8-10 nm,长度10-25 nm,如图1b 所示。而当有机碱的烷基链长从两个碳原子增加到四个碳原子时,即用TBAOH 用作胶溶剂时制备的纳晶颗粒粒子大小较均匀而且形貌也较规则,多为正方体,粒子大小一般在5nm 左右,如图1c 所示。在TiO2 纳晶的水热生长过程中,有机碱首先是吸附在TiO2 的晶核上,而烷基链的长短不同吸附的能力不同,吸附能力越大则就会阻碍纳晶的生长。研究发现[6],烷基链越长则有机碱吸附在晶核上的吸附力越大,则会阻碍晶体的生长,所以随着有机碱烷基链的长度的增加,纳晶颗粒在不断的减小;并且研究发现,胶溶剂的浓度不能太大,太大时制备的TiO2 纳晶就会出现严重的团聚现象[10]。 有机碱对TiO2 纳晶晶型的影响是用三种有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的XRD 图,a 是制备的TiO2 纳晶经过自然风干后的XRD,b 是制备的三种TiO2 纳晶经过50 °C 热处理30 分钟中后的XRD 图。从图2a 中可以看出,2θ = °是TiO2 纳晶锐钛矿的特征峰,但是还有一些其它的杂峰,这些杂峰证明是有机胺类化合物的峰。当把制备的纳晶经过450 °C 热处理30 分钟中后,a 图中的杂峰就消失,TiO2 在2q =°,°,°,°,°和°的衍射峰的d 值均与标准PDF 卡片锐钛矿型TiO2 衍射峰相符,说明所制备的TiO2 的晶型为锐钛矿,没有金红石相和板钛矿相出现,制备的为纯的锐钛矿相TiO2 纳晶。在传统水热方法中,采用硝酸做胶溶剂,制备的纳晶TiO2 中,含有少量的金红石相和板钛矿相,而这两种的光电性能较差,影响染料敏化太阳能电池的光电转换效率。而用有机碱做胶溶剂制备的TiO2 纳晶可满足染料敏化太阳能电池中对锐钛矿相的要求。随着有机碱烷基链的增加,样品的特征衍射峰宽逐渐变大,并且衍射峰值逐渐减小,这表明制备纳晶颗粒不断减小,这与TEM 的结果一致。 TiO2 纳晶的热稳定性分析是用三种有机碱制备的TiO2 纳晶的红外光谱图,(a) 是制备的纳晶粉末在80 °C 烘干24 小时,(b)是制备的纳晶粉末在450 °C 热处理1 小时,光谱范围是400-4000 cm-1。从红外光谱图可知,三种纳晶红外图谱相近。图3(a)中出现了有机化合物的一些键如C-H, N-H,和O-H 等键,但随着在450 °C 热处理1 小时后,这些化合键就消失了,而TiO2 薄膜的红外谱图中主要有Ti-O-Ti 键伸缩振动峰在500cm-1 附近,没有出现宽的吸收带,如图3(b)所示,这一结果与文献中的结果相一致[7]。这说明在有机碱条件下制备的TiO2 纳晶在经过450 °C后为稳定的锐钛矿相,吸附在其表面的有机物分解完全。从XRD 的结果也可以得出(图 3b),所有有机化合物在经过450 °C 热处理后都消失完全了,这说明二氧化钛化合物在高于450 °C热处理后,可以晶化为稳定的锐钛矿相TiO2 纳晶。是用有机碱做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉末热稳定性的TG 分析。这些纳晶粉末是在105 °C 下烘干24 小时,而没有进行任何热处理的。从图中可以看出,有两个失重过程。第一个过程是100~250 °C 之间的明显失重,可以认为是失去了吸附在纳晶粉末表面的水分子和一些醇。第二个过程是250~400 °C 之间的失重,是因为粉体中吸附的有机物成份的失去。有机物与制备的氧化物之间有很强的键和作用,这些有机物包裹着氧化物,当温度达到400 °C 时,这些键和作用才会消失,有机物完全分解,这说明有机物与纳晶颗粒之间的力结合不是太大不影响纳晶的晶化。另外发现,在不同有机碱胶溶剂下制备的纳晶粉末的失重情况明显不同,在采用TBAOH 做胶溶剂时的失重明显要高于使用TMAOH 做胶溶剂时的,这说明前者表面吸附了更多的有机物。吸附有机物的量不同,表明制备的纳晶粉末的形貌和粒径大小也明显不同[14],这与TEM 的结果一致,在采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2纳晶颗粒较小表面积较大,这就使吸附在纳晶表面的有机物就增多,所以在进行热分解时失重较多;而采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶颗粒明显大许多,表面积又小所以吸附的有机物就会减小,所以在热分解时失重较少。从失重量的多少也可以简单分析出制备的纳晶颗粒和形貌的异同。用有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,会对其晶型及其晶型的稳定性有一定的影响。图5 为有机碱TEAOH 做胶溶剂的条件下制备的TiO2 纳晶及其分别在300 °C,500 °C,700 °C,800 °C,900 °C 烧结1 小时样品的XRD 谱图。在TiO2 纳晶的晶型中,峰位于2θ=°是锐钛矿相的特征衍射峰,峰位于2θ=°是金红石相的特征衍射峰。从图中可知,TiO2 纳晶在800 °C 烧结前,晶型没有发生变化。在800 °C 烧结之后,才出现了金红石相晶型,这一结果与Young 等人的研究结果一致[18]。据报道在酸性条件下制备的TiO2 纳晶,在烧结温度达600 °C 时,锐钛矿晶型就开始向金红石晶型转变[19]。而用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶从锐钛矿相向金红石相转变的温度有所提高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂制备的TiO2 纳晶热稳定性提高了,这一稳定性说明,可以对锐钛矿型TiO2 纳晶在较高的温度下进行烧结,而不改变其晶型,即没有金红石型纳晶出现。 BET 和吸附染料能力的研究用不同的有机碱做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶粉的表面积进行分析,实验得出,在使用有机碱TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为66 m2·g-1,但是当使用TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时,制备的TiO2 纳晶粉的比表面积为78 m2·g-1 和82 m2·g-1。这一结果与粒径越大比表面积越小相一致,颗粒大小如图1 所示,这说明颗粒越小比表面积越大。研究发现,吸附的染料(RuL2(SCN)2)的多少并不一定随着比表面积的增大而增大。为了研究用于染料敏化太阳能电池测试的TiO2 纳晶多孔薄膜吸附染料的多少,把敏化的电极在5 mL mol/L NaOH 溶液中让染料进行脱附,之后对染料的碱性溶液进行吸光度的分析,UV-vis 吸收光谱的结果如图5 所示。图中a、b 和c 三条曲线分别是采用TMAOH、TEAOH和TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶。根据朗伯-比尔定律可知吸光度随浓度增加而增大,结果显示,采用TMAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶吸收的染料最少,这与比表面积越小吸附的染料越少相吻合,但比其它两种纳晶的吸附量要少很多。虽然采用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的比表面积比用TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的比表面积大,但是后者却比前者所吸附的染料多,这里可能的解释就是因其用TBAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 纳晶的颗粒太小还不足10nm,所以用其制备的纳晶多孔薄膜太致密而使得吸附的染料减小。 染料敏化太阳能电池光电性能研究采用有机碱制备的三种不同形貌和粒径大小的TiO2 纳晶,并用其制备了敏化电极应用于染料敏化太阳能电池光电性能的研究,如图6 所示。表1 给出了三种不同电极的所组装的电池的短路电流、开路电压、填充因子和光电转换效率的值。在100 mW/cm2 光照条件下,三种电池的短路电流分别为、、 mA/cm2,开路电压分别为、、,填充因子分别为,光电转换效率分别达到了。从实验结果可知,采用有机碱TEAOH 制备的TiO2 纳晶所组装的电池的光电转换效率比其它两种电池的光电转换效率要高。可知,采用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的开路电压要比采用有机碱TMAOH 所制备的TiO2 所制备的电池的要低,但是其电池的短路电流和填充因子都要比其它两种有机碱所制备TiO2 所组装的电池要高。这可能是因为(1)用有机碱TEAOH 所制备的TiO2 纳晶粒经比较适中,制备的多孔薄膜粒子与粒子之间结合比较紧密,这样就提高了电子在薄膜中的传播速度;(2)较其它两种多孔薄膜吸附的染料要多,研究表明吸附的染料的量与所产生的光电流成正比,吸附的染料越多,则产生的光电流越大,用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 多孔薄膜所吸附的染料最多,所以用其所组装的染料敏化太阳能电池的短路电流最高,电池的光电转换效率也达到最好。5 结论本章采用了钛酸四正丁酯为原料,以三种有机碱做胶溶剂来制备TiO2 纳晶,以三种制备的敏化的纳晶多孔薄膜为电极组装了染料敏化太阳能电池,并对其进行了电池光电性能的测试。研究了这三种有机胶溶剂对TiO2 纳晶晶体生长的影响,采用三种不同烷基链的有机碱做胶溶剂制备的纳晶形貌和大小有很大的不同,研究发现,随着烷基链的加长,纳晶的形貌开始变得规整,粒径也减小,但是有机碱的浓度不能太大,浓度过高时,会使制备的纳晶出现团聚,所以在使用有机碱做胶溶剂时,采用的是在pH= 的条件下制备的。通过热稳定性分析发现,吸附在TiO2 纳晶表面的有机碱在450 °C 热处理后,有机物分解完全,这说明在制备纳晶多孔薄膜时,有机物分解完全,多孔薄膜中为纯的TiO2 纳晶。因为三种TiO2纳晶形貌和大小不同所以制备的多孔薄膜吸附染料的量也不相同。实验发现采用有机碱TEAOH 做胶溶剂时制备的TiO2 的敏化电极吸附的染料最多,电池光电性能测试也显示用此TiO2 纳晶制备的电池开路电流达到 mA cm-2,光电转换效率达到,比其它两种电池的光电转换效率要高,这说明用有机碱TEAOH 做胶溶剂所制备的TiO2 纳晶的形貌和大小比其它两种有机碱胶溶剂制备的TiO2 更适合应用于染料敏化太阳能电池。更多毕业论文请到

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Greenhouse environment controling systems and its

development

Abstract : This paper said the development of the greenhouse environment control system at home and aborad , since the birth of greenhouse , United States , Japan , the Netherlands and other greenhouse monitoring and control technology more advanced countries in their respective areas of research , and after the introduction of greenhouse technology as well as domestic , various universities and professionals to explore their own good and have made certain aspects of the research results . Second ,on the forefront of the development of the greenhouse control system , such as radio control system , GPRS technology , remote control system of greenhouse and so on . Finally , Specific about the main factors of greenhouse monitoring and control , Including temperature, humidity , light , CO2 concentration and the more appropriate approach at present Keyword: greenhouse monitoring and control technology ; radio control system ; remote control system of greenhouse.

引言

目前,我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。而温室作为现代化设施农业的重要产物,在国内多数地区得到了广泛应用。温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统,它可以避开外界种种不利因素的影响,人为控[1]制或创造适宜农作物生长的气候环境。由于温室中各种环境因素是可以人为控制的,因此控制技术直接决定着温室中农作物的产量和质量。

温室测控系统一般包括三个模块:环境信息采集模块、数据处理模块和执行模块。在目前的测控系统中,环境因子的采集主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。

1温室环境测控在国内外的发展

自二十世纪七十年代温室诞生以来,各国对测控技术的研究越来越多,也越来越深入,逐步向着网络化、智能化、综合化的方向发展[2]

国外温室技术发展概况

美国是最早发明计算机的国家,也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求,对温室内光照、温度、水、气、化肥等诸多因子进行自动调控,还可利用温差管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行调节及控制。

在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达,比如塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列,蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施温室生产,并针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究[3],主要有设施内播种装置、苗接触刺激装置、苗灌水装置和遮光装置的开闭装置、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2施肥装置等方面的自动化研究[4]。

2002年,英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术,可以观测50km以外温室内的温度、湿度等环境状况并远程控制。另外针对CO2浓度对作物的影响这一点,温室中通常安装通风机,搅动空气使温室中的CO2浓度一致[5]。

荷兰园艺温室发展较早,由于地处高纬度地区,日照短,全年平均气温较低等不利于作物生长的气候因素,因此集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜,大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部采用计算机控制,大大提高了作物的产出及品质要求。

现今随着科技的不断发展,国外温室业正致力于高科技的广泛应用。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中,近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化,大规模,无人化的方向发展[6]。

国内温室技术发展概况

国内的计算机应用开始于70年代中期,当时主要用于数据的统计分析和计算。自70年代末起,我国陆续从美国、日本、荷兰等国引进了许多先进的现代化温室技术,在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上,我国农业科研工作人员进行了温室内部温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子控制技术的综合研究,在边学习边发展的道路上我国温室技术也有了长足的进步。

早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC 512系统,并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构[7]。到了90年代初期,计算机开始用于温室的管理和控制领域。

2000年,金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用[8]。该研究是以工业控制机为核心采集环境信息,控制外围设施执行控制。实现了温室的封闭环境控制,但该系统布线复杂,维护困难且成本过高。

2005年,杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统[9]。该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控,提高了系统的可靠性、降低了数据传输过程中干扰。但由于蓝牙技术本身的不成熟,与其他技术相结合以后会导致系统的紊乱,难以调控,顾该系统的实际应用仍需要深入研究。

2007年,唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统[10]。该系统把个体生产和规模化生产相结合,在单个温室大棚生产实现智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产。

2008年,周茂雷,郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系统[11]。该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量、开关量实时动态采集,将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量。

2 温室技术新型发展

现代化农业设施技术得到了极大的发展,利用不同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境,下面讲述了五种新型温室技术。

无线电监控系统

随着生产规模的不断扩大,大棚数量的增多,有线监测系统布线复杂、维护困难、不能任意增加节点等缺点就暴露出来了. 随着电子技术的发展,出现了一体化的无线收发芯片nRF905,该芯片体积小巧,外围只需添加少量几元件即可工作,而且编程简单,可实现信息的无线传输, 以上位机为信息处理终端,构成了温室大棚环境参数监控系统, 该系统具有无需布线、可以任意增减采集点、结构简单、功耗低及组网方便等特点,因而具有较高的实用价值[12]

GPRS技术的应用

GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是一种基于GSM (Global System for Mobile Communications)系统的无线分组交换技术。同一无线信道又可以由多个用户共享,只有当某个用户需要发送或接收数据的时候才会占用信道资源,从而有效地利用了信道资源。监控中心服务器通过GPRS 可以在移动状态下使用各种采集到的信息数据, 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境监控信息数据传输系统, 实现智能化温室控制信息采集点的无线数据传输,监控系统同时可以实现资料、指令的.反向传输,以达到远程控制的目[13]。的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的作物生长状况。

基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统

CAN(controller area network)总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网[14-15],其信号传输采用短帧结构,具有传输时间短、受干扰的概率低、实时性强、性能好和可靠性高等优点,广泛应用于各种控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信。

Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多。在现有的各种现场总线中, Profi2bus 总线占有很大的市场份额, 并提供了DP、PA3和FMS三种协议类型。

虚拟仪器的应用

温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器、分立元件仪器、数字化仪器和智能化仪器,到现在发展到了虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台,可以通过不同的虚拟仪器软件实现多种测试功能,能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件,并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能,进行各种信息的处理,然后将结果送出显示或控制调节机构,调节大棚的环境参数[16]。

远程温室大棚控制系统

为实现农民对大棚的简捷控制,实现农民增产增收,远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工程。该系统实时要求很高, 传输距离较远, 对稳定性以及抗干扰性的要求也很高, CC2Link造价低廉, 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的新型现场通讯方式,另外以太网实时、高速且传输距离较远, 而成为主流的远程通讯方式。两者相结合便实现了温室大棚远程控制网[17]。

3 影响作物生长的各项因素及处理办法

作物的生长发育,一方面取决于作物本身的遗传特性,另一方面取决于外界环境条件。在生产上,则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制生长和发育。

影响作物生长发育的主要环境条件包括:温度(空气温度及土壤温度)、光照(光的强度和光周期)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤肥力及土壤溶液的反应)、空气(大气及土壤中空气的特性,CO2的含量,有毒气体的含量)、生物条件(土壤微生物及病虫害)等。下面就温度、湿度、光照、CO2浓度这四方面进行具体的论述。

温度

作物的生长发育环境中以温度最为敏感,也是最重要的。自然环境下,温度在时间上随

四级变化而周期变化,在空间上随纬度和海拔的升高而降低。

另外在室内的话,由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较复杂,实际上温度的空间分布受室外气候因子、室内调控方式、植物群体结构的综合影响,空气温度不论在水平方向还是在垂直方向往往都不均匀。

处理办法:

目前温室的温度调控主要包括增温、保温、降温[18]。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式;保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量;降温最简单的途径是通风.

湿度

适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作物健康生长的重要条件。根据研究发现,除了阴雨天以外,室内午后过低的空气湿度会导致作物发生光合作用的午休现象。

一般情况下,作物适宜的相对湿度是60%~80%。所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用,影响作物生产的质量;另外,空气湿度过大,作物植株也易于生病。

土壤湿度对植物的影响也很大,若温室内排水不良,灌水不当,土壤渗水性不好,造成土壤水分过剩,使土壤中的氧气减少,植物根部呼吸的水分减少,从而影响植物的水分代谢,阻滞植物的生长或者发生根部腐烂的情况[19]。

处理办法:

除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。 加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统[20]。这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效.

光照强度

光照是作物生长发育的关键条件之一。没有光照,就谈不上植物的生长,光照不足,势必影响植物的生长发育。

光照的强度直接影响到作物光合作用的强度。与室外相比较,室内光明显的差异表现在数量减少,光质改变及光分布不均匀等三个方面,从而形成独特的温室光环境[21]。

处理办法:人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度

基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝:PLC;智能控制:温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1.1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1.2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为:式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2.1系统总体结构2.1.1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。2.1.2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2.1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动力,降低劳动者的劳动强度。2.2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方便。3系统的软件设计3.1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3.2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制效果达到最佳。3.3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下:(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应用.现代化农业,2003(12):1~3申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考.农业工程学报,2000,16(5)

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光电测量转换装置毕业论文

虚拟经纱张力测试仪技术 前言 虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,是两门学科最新技术的结晶,融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。 虚拟仪器是由计算机硬件资源和用于数字分析与处理、过程通讯以及图形界面的软件组成的测控系统,它把仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能,也就是说传统测试中使用厂家生产的仪器,仪器的性能及功能在出厂时已被厂家定义,用户只能根据自己的要求和需要选择和使用;而虚拟仪器是在一定的硬件基础上,用户可根据测试的需求,编写软件定义自己的仪器功能。同样的硬件配置可开发出不同的仪器,例如在仪器面板上显示采集信号在时域的波形,那么该仪器为虚拟示波器;如果在程序中对采集信号进行FFT变换,那么该仪器就是虚拟频谱分析仪。笔者则用LabWindows/CVI来开发虚拟经纱张力测试仪,用来测试织机在工作时经纱张力的变化情况。 1 经纱张力传感器 织机在织造过程中,经纱动态张力对织造的,顺利进行有着很大的影响,张力过大,易引起断头,影响织造效率;张力不足易造成梭口不清,形成三跳疵点,使布面及纹路不够清晰。当经纱穿过轴时,经纱对两侧传力杆有压力,通过传力杆将压力传给弹性梁,使之产生应变,利用应变片将其应变转化为电阻的变化,然后再通过转化电路将电阻的变化转化为电压的变化,测量出电压值,根据传感器的标定就可求出相应的经纱张力。 2 虚拟经纱张力测试仪系统 2.1 系统结构 虚拟经纱张力测试仪的测试系统由传感器、数据采集卡、接口总线、硬件驱动程序和开发的测试软件构成,数据采集卡采用6024E,LabWindows/CVI平台开发测试软件,在Windows98操作系统下运行。 2. 2 信号采集 由于要测出经纱张力与主轴转角的关系,所以用了3个传感器。传感器1是经纱张力传感器,把经纱张力物理信号转化为电信号;传感器2是光电脉冲传感器,用来测量主轴转角;传感器3是霍尔传感器,将霍尔电压作为测量触发信号。各个传感器输出的信号都要经过一个信号调理电路对信号进行处理(如滤波、放大等),从混合信号中取出待测的有用信号,送人数据采集卡,并要适合数据采集卡的电压范围,通过总线结构送进计算机进行处理。 数据采集借助软件来控制整个DAQ系统,包括采集原始数据、分析数据等,调理后的信号经多路开关在软件设定采样率的控制下,巡回采集并放大,再经采样与保持及A/D转换器单元被量化成数字信号,成为计算机可以处理的信号,由虚拟仪器软件对测试信号进行计算、分析、显示,并储存结果。 3 虚拟经纱张力测试仪的设计 3.1 经纱张力测试仪的面板结构 虚拟经纱张力测试仪的面板右边的七个文本框输入内容,是用户根据实际测量的需求以及与采集卡的连接通道在开始测试前设定的。测量时,打开测试仪器开关,仪器就可以工作;按下采集数据,稍等几秒,面板上就会显示出经纱张力的波形图。保存数据就是对测量的原始数据、信号处理后的数据以及需要提供给用户的数据存取;读数据是读取事先已经测量的数据,然后在仪器面板上绘出曲线,这有利于事后分析;关闭仪器则退出测试状态。 3.2 虚拟经纱张力测试仪的软件 面板上的数据采集、关闭仪器、保存数据等命令按钮通过回调函数来实现各自的功能,整个源代码中数据采集的回调函数caiji是程序的关键。 4 虚拟经纱张力测试仪的应用 用所设计的虚拟经纱张力测试仪系统对YC—425型喷气织机测试,织机主轴每转一转,经纱张力周期变化一次,在0°附近,经纱张力最大,有利于打纬,最小张力出现在280°附近。在理论上来讲,下一个最大值出现在开口满开的位置,且一般只有两个峰值,在曲线上除了打纬点外,还有两个峰值,这说明在后梁装有张力缓解机构。最小张力也就是经纱的上机张力曲线的重复性不很好,说明织机工作状况不够稳定。 5 结束语 虚拟仪器是今后仪器仪表、测试控制研究与发展的方向,用NI公司的LabWindows/CVI作为软件开发平台,比常用的面向对象软件编程难度大大降低,使得软件开发效率高,界面友好,功能强大,且扩展性好,对采集到的数据可用于高级分析库进行信号处理,也可以为了使所得测试曲线符合实际情况,进行拟合处理。总之,虚拟仪器有强大的功能,它强调“软件就是仪器”,用软件代替硬件,易开发、易调试,可有效节约资金。

这是我们学校的机电系的一篇,看看行不行!【论文摘要】机械传动式轮胎定型硫化机横梁运动形式已知有三种,即升降翻转运动,升降平移运动,直接升降运动。三种运动都是由曲柄滑块机构实现的。由于在前两种运动中横梁必须通过一拐点,因而其滑块变异为导轮,而直接升降运动,既可使用滑块,也可使用导轮。曲柄由减速机经减速齿轮获得转。曲柄的固定支点为机架,运动支点与主连杆下端活销连接,主连杆上端与横梁端轴活销连接。曲柄转动时,经由主连杆推动横梁端轴沿既定的轨迹运动。三种运动形式中,前两种运动的轨迹基本相同,但辅助运动不同,而第三种只是前两种运动的一部分。由此,在硫化机开模到终点时,横梁处于三种不同的状态。因而适用于不同类型的硫化机。 一、升降翻转型运动 据文献介绍,升降翻转运动形式分为:间接导向的升降翻转运动;直接导向的升降翻转运动;单槽杠杆导向的升降翻转运动。其中最常用也最简单的是直接导向的升降翻转运动。单槽杠杆导向的升降翻转运动在大规格B型定型硫化机如1900B,2160B等机型上曾经使用过,但已逐渐被直接导向的升降翻转运动取代。而间接导向的升降翻转运动在国内的定型硫化机上尚未见使用。本文介绍的升降翻转型运动就是直接导向的升降翻转型运动。梁端轴外的主导轮和副连杆上的副导轮,直接讨论横梁端轴的运动。 横梁的运动轨道由一竖直开式主导槽和与其相接且夹角小于90°的开式导轨组成。为保持横梁运动的平稳性并实现横梁的自转,还有一个与开式主导槽平行的闭式副导槽。开模时,横梁端轴在开式主导槽中上升,与横梁固定连接的副连杆 下 端中心轴在闭式副导槽中同步上升,此时横梁做平动。当横梁端轴离开竖直开式主导槽进入开式导轨后,横梁端轴的运动轨迹便不再与闭式副导槽平行。此时,在主连杆和副连杆的共同作用下,横梁端轴在开式主导轨上边移动边自转。在横梁运动极限位置,主连杆两活销中心连线与曲柄支点中心连线重合。实际运动中,一般不会到达极限位置。Φ=α+β 其中α为副连杆与横梁竖直中心线间的夹角 β=arcSin 上式中,h,l是由横梁本身结构决定的,它们也决定了α的值。由此式可知,横梁的翻转角度首先取决于其自身的结构。在其结构确定之后,与硫化机的开模长度有关。开模到极限时,其翻转角度达到最大值。 直到二十世纪末,几乎所有的B型定型硫化机都使用升降翻转运动。这是由B型硫化机的特点和它的适用范围决定的。首先,B型中心机构在装胎和卸胎时,胶囊都是完全拉直的,这使得上环升得很高。其次,早期使用的硫化机的抓胎爪都是长式的,而且当时的轮胎主要是斜交胎,其生胎高度也较大。为了将生胎顺利地装入下模,中心机构上方必须有足够的空间。使用升降翻转的运动形式,在完全开模的状态下,中心机构上方是完全敞开的,使装胎,卸胎操作十分方便。再次,我们知道,轮胎硫化后,与硫化模型间的粘着力是很大的。其值不仅与轮胎和模型间的接触面积成正比,而且随着接触面积的增大,单位面积的粘着力也随着增大。这就使得大型轮胎如载重轮胎,工程轮胎等的粘着力非常之大,从而极大地增加了脱模的难度,甚至将轮胎拉伤。为了减小粘着力,目前最常用的方法是往模型上喷洒隔离剂(硅油与水的混合液)。而要进行这种操作,只有在上模翻转一定的角度之后才便于进行。 一般地说,规格在1525以上的定型硫化机应该有自动喷洒隔离剂装置。国外企业对此比较重视,国内企业似乎不太在意。 几乎所有的轮胎定型硫化机的调模机构都使用螺纹副结构。在保持良好润滑的条件下,这种结构调整方便、可靠,承载能力也较大。但螺纹副较其它配合的间隙偏大。尤其是调模机构受硫化室高温的影响,其螺纹副的间隙较常温下使用的又偏大。硫化机开模合模时,螺蚊副由竖直状态转入接近水平状态或反过来由近水平状态转入垂直状态时,其间隙的分布是不断变化的。随着硫化机不断地开模、合模,这种间隙分布的变化周而复始地进行。很显然,它不但影响运动的平稳性,也损害了螺纹副的配合精度,进而影响上下模间,上模和中心机构间的同轴度。在使用活络模时,横梁翻转后,活络模操纵缸的活塞杆压向一侧。活塞杆与活络模的上胎侧模连接,又会影响模型的精度和寿命,还会影响活塞杆与缸的配合,甚至引起缸的泄漏。 二、升降平移型运动 采用升降平移运动形式时,横梁端轴的运动轨迹与采用升降翻转运动形式基本相同。根本区别在于,它的副导槽是一个中心线与横梁端轴中心运动轨迹完全相同的封闭式导槽。因而在横梁的整个运动过程中,其端轴中心轨迹与副连杆轴中心的轨迹完全相同。横梁保持平动。图2为其机构运动简图。 不考虑装胎机构固定在横梁前面的结构,与升降翻转型运动一样,完全开模时,中心机构上方也是完全敞开的。由于横梁没有翻转,调模机构的螺纹副始终处于竖直状态。与升降翻转型运动相比,它不但提高了运动的平稳性,而且极大地提高了开合模的重复精度,更容易保证上下模型及其与中心机构间的同轴度,也改善了模型尤其是活络模型及其操纵缸的使用条件。 到二十世纪末,如同所有的机械传动式B型定型硫化机都使用升降翻转运动一样,B型以外的所有机型,如A型、AB型、C型等,则全都采用升降平移运动。这是因为A型、AB型、C型等机型一般都只用于硫化中小型轮胎,通常不需要喷洒隔离剂。尤其对于硫化中小型子午线轮胎,使用升降平移运动在一定程度上能提高轮胎的硫化质量。 根据前面的论述,大型B型硫化机由于需要喷洒隔离剂而采用升降翻转运动是合理的。而所有的B型硫化机包括硫化小胎的1030B型硫化机也使用升降翻转运动则有些让人费解。能让人接受的解释只能是为了设备的标准化、系列化,便于管理。 三、直接升降型运动 直接升降型运动实际上只是升降翻转和升降平移运动的一部分。它借鉴液压传动式轮胎定型硫化机的运动方式,横梁只在中心机构的正上方升降。很显然,直接升降型运动较前两种运动形式更简捷,也更容易实现。同时由于横梁只在一个方向做上下运动,其运动精度也得以大大提高。 在升降翻转和升降平移运动中,曲柄绕固定支点在一定的角度范围内摆动,整个传动装置做正反转运动。而直接升降型运动,曲柄旋转一周,横梁便完成一个升降周期,传动装置无须反转。 采用直接升降型运动,横梁的最大升降高度等于两倍的曲柄长度。由于设备体度的限制,曲柄不可能做的很长,因而开模的高度就非常有限。它不适用于B型硫化机,只能用于A型、AB型、C型等硫化机中硫化乘用子午胎、轿车子午胎。 直接升降的运动形式,使机械传动式轮胎定型硫化机的精度达到一个新的高度。当前,在液压传动式轮胎定型硫化机还不普及的条件下,它可以部分地代替液压硫化机用以硫化高等级小型子午胎。 综上所述,机械传动式轮胎定型硫化机三种运动形式的应用应该这样划分:硫化大型轮胎的B型硫化机(一般为1525B以上规格),使用升降翻转运动;一般的B型硫化机,使用升降平移运动;B型以外的其它类型硫化机,尤其是用于硫化子午线轮胎的,优先采用直接升降运动,不能使用的,用升降平移运动。 随着科学技术的进步,轮胎硫化技术也将不断发展。如果能取消往上模喷洒隔离剂的工序,则可以予言,升降翻转运动将从轮胎定型硫化机的运动中消失。那时,机械传动式轮胎定型硫化机将只有升降平移和直接升降两种运动形式。所有的B型硫化机都使用升降平移运动,其它类型的硫化机则两种运动形式兼而用之。若是这样,则机械传动式轮胎定型硫化机的运动精度将会得到极大的改善

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