電磁輻射測量方法范文
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篇1
[關鍵詞]家用電器;電磁輻射;預防措施
中圖分類號:F426.61 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)15-0022-01
前言:家用電器種類較多,對于不同家用電器輻射的研究不僅可以使人們更好地認識和了解電磁輻射的產生,然后針對性地采取防護措施。為了更詳細地研究家用電器輻射的產生,本文通過對于一些家用電器電磁輻射的實際測量,根據各類家用電器的不同輻射程度以及強度給出一些指導性的防護措施,盡可能減少電磁輻射對于人體健康的危害。
1.家用電器的電磁輻射的基本知識
1.1 電磁輻射的產生途徑以及來源
通過對各類家用電器電磁輻射的實際測量之后,我們可以發現不管是體積較大的冰箱還是手機、收音機類的小型電氣設備,其都會或多或少地產生電磁輻射。這些電磁輻射可以分為電離式輻射和非電離式輻射,由于其質量、體積以及能量的不同,這些電磁輻射對于人體的影響又有所不同。一般來說,家用電器輻射的主要來源有電視機、手機或移動電話、微波爐以及電腦等等。其中,電視機電磁輻射主要來自于其電子顯像管,電視機在形成圖像時,電子顯像管需要產生能量較高的電子束,在實際掃描過程中就會產生X射線以及其他電磁波,雖然這類輻射的數量較小,但是其對于人體眼球的危害還是存在的。電磁爐作為人們日常使用的電氣設備,其主要是通過電磁感應從而產生渦流,致使鍋底變熱而工作的。在日常生活中,由于電磁爐功率較大,所以其產生的電磁輻射也會隨之增加,如果在不采取任何保護措施情況下,一旦照射劑量大到一定值之后,人體就會產生熱量,這對人體也會間接產生危害。
1.2 電磁輻射對人體產生的危害
不管是體積較小的家用電器還會大型家用電器,人體與其之間的距離直接決定了電磁輻射對人體危害的程度。一般來說,當人體與家用電器之間的距離越短,人體受到電磁輻射的危害更多,通過數據研究我們可以發現,當人體長期處于電磁輻射較為嚴重的區域,自身生物組織就會產生電解質的振動,間接產生渦流導致自身組織的產熱,體溫就會有所上升,組織器官由于溫度的上升就會產生一些不良反應,長期處于電磁輻射區域的人體在各個系統的調解與恢復方面都會存在一定的問題。具體表現為神經系統上的精神不集中、頭暈頭痛等,免疫系統上就會出現免疫能力降低,對于疾病的防范程度有所降低,生殖系統上會出現生殖細胞不活躍等等問題。電磁輻射對人體危害較為明顯,只有通過必要的防護措施才能較好地保護人體,所以我們應該認識電磁輻射的基本知識,做好防護措施以減少由于電磁輻射對于人體產生的危害。一般電磁波分為兩個等級,射頻電磁波的頻率一般為30 MHz~3000 MHz,在這個范圍內的標準限值為400 mw/cm2。常見家用電器電磁射頻一般在30 MHz一下,其屬于低頻輻射。實際測量表明, 正在使用的電磁爐正前方 0.1m 處磁場強度達8.70μT,即使遠離到0.3m以外, 也有1.00μT 。
1.3 電磁輻射對于人體的作用原理
電磁輻射作用人體的主要方式有兩種,其中包括熱效應以及非熱效應作用方式。人體細胞的原子和分子從微觀角度來看,其既是電介質,同時也是磁介質。
根據研究我們可以發現,當電介質處于在電場中就會產生極化現象,而磁介質在磁場中又會產生磁化現象,所以當人體長期處于電磁輻射中,人體細胞中的分子與原子就會反復極化和磁化,而極化和磁化又會導致人體細胞分子間的摩擦,所以就會導致熱能的產生。同時當電介質長期處于電場中時,人體局部就會產生渦流現象,這就會導致人體發熱。非熱效應主要是電磁輻射對于人體系統的破壞和損傷,當人體長期處于電磁輻射中,細胞活躍程度就會有所降低,人體就會出現類似于頭暈、頭痛、記憶力下降等等問題。
2.電磁輻射預防措施的研究
2.1 針對家用電器的預防措施
各類家用電器電磁輻射的源頭和輻射方式具有不同的特點,電視機產生電磁輻射的主要來源是其顯像管,通過電子束的投射就會間接產生X射線,微波爐輻射方式主要是通過微波輻射的方式。針對家用電器電磁輻射的研究要從源頭著手,所以我們要對于家用電器輻射進行妥善處理,及時采取預防措施。電視機、電冰箱以及空調等家用電器由于其與人們的生活密切相關,所以其輻射量的大小直接決定了其對于人體的危害,生產廠家在設計家用電器時要嚴格控制電磁輻射量,電器的輻射程度要根據國家標準進行制定。針對家用電器電磁輻射的預防不僅僅包含電器的設計階段,在具體使用時,使用者也要采取相應的預防措施,例如在家用電器的放置地點要合理挑選,選購者在選擇時一定要選擇符合國家標準的家用電器。一般來說,家用電器不能扎堆放置,要保持一定的距離,當然,電器種類的不同,其電磁輻射量也會產生一定的出入。超標的、扎堆放置的家用電器對于人體會產生嚴重危害,當然,消費者在購置家用電器之后,一定要仔細瀏覽電器使用說明書,詳細了解此電器電磁輻射對于人體的危害以及防護措施。例如在使用微波爐時,其主要輻射來源于爐門的電磁輻射外泄,所以在具體使用時,使用者一定要保持微波爐的門縫的衛生以及安全,當微波爐長期不使用時,一定要關閉電源,減少因為待機而產生不必要的電磁輻射。
2.2 家用電器使用者的預防措施研究
家用電器由于與使用者長期處于一個環境,所以針對家用電器使用者對于電磁輻射的預防具有非常重要的意義。家用電器使用者在使用家用電器時一定要嚴格按照家用電器的使用手冊操作,同時避免長時間地與家用電器進行接觸,例如在使用電腦或電視時,人體一定要與其保持適當的距離,在使用時間上也要進行嚴格地控制,一般來說時間最好在1個小時之內比較好,在長時間地學習與工作之后,使用者一定要進行休息。在衛生方面,使用者在使用家用電器時由于各類熒光屏的照射可能會出現皮膚方面的問題,同時熒光屏也會產生大量的靜電,所以在人體表面就會出現大量的灰塵,因此,家用電器使用者要及時洗臉洗手,保持個人的衛生。在家用電器長期處于不使用的狀態時,家用電器一定要及時關閉,不能一直使其保持待機狀態,較弱的磁場有時也會產生輻射的積累。當然,家用電器使用者的健康一定要從自身做起,使用者要合理飲食,保持健康的生活方式,這樣在免疫方面才能具有一定的能力。
2.3 掌握電磁輻射的測量方法
為了進一步地使家用電器使用者掌握電磁輻射的相關知識,在家用電器實際使用中,使用者也要能掌握一定的電磁輻射的測量方法。家用電器一般包括電視、電冰箱、空調等,其特殊性又決定了其對于人體的危害很難察覺,所以掌握并了解電磁輻射的測量方法對于使用的健康保護具有非常重要的意義。電磁波一般分為兩種,其中包括射頻電磁波以及工頻電磁波,而射頻電磁波的頻率主要在30 MHz一3000 MHz,家用電器的輻射頻率一般在在30 MHz以下,其屬于低頻輻射。在實際電磁輻射的測量方法上,我們一般分為3類,其中有TC-1160,LZT-1120和NBM-550。不同的測量方法對于電磁輻射的測量值又會產生一定的出入,所以正確的測量又具有非常重要的影響。
3.總結
隨著社會經濟的不斷發展,家用電器逐漸稱為現代人們的必要生活工具,由于家用電器其本身的電磁輻射的影響,其對于人體的危害具有非常重要的研究價值。因此,家用電器使用者必須嚴格按照標準使用電器,做好自我保護最減少電磁輻射對于人體的危害。
參考文獻
篇2
【關鍵詞】家用電場強度測試儀;設計;通信協議;控制軟件
20世紀以來,人類最偉大的科技成果和技術進步,當屬信息技術和產業的迅速發展。現代電子工業、電信產業的訊猛發展及電器產品的普及,不僅給人類帶來快速、有效地獲取信息和交流信息的新技術、新手段,同時也使人們能獲得廉價和便利的信息服務。伴隨著科學技術的不斷發展,電磁技術已廣泛應用于國民經濟的各個行業、各個部門,甚至走入了千家萬戶。然而,電子產品及相關技術的廣泛應用不僅給人類創造了巨大的物質文明,同時也把人們帶近一個充滿人造電磁輻射的環境。這就好比太陽和紫外線總是形影相隨一樣,人類要享受到陽光普照,就不可避免的要遭受紫外線的輻射。而電磁輻射是一種看不見、摸不著、難以感知的“隱形污染”。各國科學家通過長期的研究,逐漸取得了一個共識,他們認為:當電子輻射在一定的空間區域內,其強度達到一定的強度限值以后,對人身健康或動物的生存安全等,都會產生不良的影響,同時也對電子儀器、設備,包括通信設備的安全運行產生負面影響。EMF(Electromagnetic Field,電磁場)目前已經是人們公認的、最為普遍的環境影響因素之一,無論是經濟科技發達國家還是發展中國家,人們都越來越關心電磁場可能導致的各種危及健康的負面效應。
一、國內外研究現狀述評
人們認識到電磁波對人類的傷害,最早可追溯到上個世紀30年代。當時眾多高頻加熱工人出現乏力等癥狀。二戰期間,雷達被廣泛使用,這使不少人受到微波的照射,戰后還有一些媒體報道了第一例微波白內障的病例。但是在那個時代里,人們更為關注的是電離輻射,顯然這些報道在當時并沒有引起人們足夠的重視。人類有組織的開展相關科研活動,始于20世紀50年代。1954年,美國調集各方專家開始了協作研究,他們實施了耗資巨大的動物實驗,當時采用的輻射強度大于100M/CM?。經過長期的觀察和計算,專家們一致認為10M/CM?是安全“上限”。事實上,前蘇聯早在1953年就開始了專門的研究。與美國截然不同,他們除了實驗室工作外,還進行了大量的深入生存一線的流行病學調查。而我國進行有組織的專門研究,是從1963年正式開始的。由于對電磁輻射所造成的健康危害的理解有所不同,不同的國家所制定的電磁輻射標準有很大的差異。其中俄羅斯、意大利、中國、比利時等國家在制定標準時,充分考慮了電磁輻射對人體神經效應方面的影響,標準限值比較嚴厲;而美國、澳大利亞、德國等國在制定標準時,則采用了國際非電離協會的推薦標準,沒有考慮到電磁輻射對人體神經效應方面的影響,而只是考慮了已有明確研究結果的熱效應,標準限值相對較為寬松,然而迄今看來,將來仍然有進一步提高標準限值的可能。
近二十年來,隨著我國國民經濟的持續健康發展,人們對家用電器的需求量日益增加。各種家用電器、電子設備和設施日益廣泛地應用于人們的日常生活和工作中。隨之而來的是,電磁輻射污染問題也日益嚴重。據國家環境保護總局的環境電磁輻射污染調查顯示,我國目前環境中人為電磁輻射不斷增加的主要原因是:(1)各種、家用電器的日益增多,功率的增大;(2)工業、科研、醫療應用中高頻用電設備的增加;(3)電力部門高壓輸電線路的發展;(4)交通運輸工具及設備的飛速增長,包括私家車的普及應用。
還有一個不容忽視的方面,就是目前我國移動通信設備的發展突飛猛進。據有關媒體透露,全世界家用移動電話用戶是數十億,中國占其中五分之一。電子科技為我們的生活、工作帶來了巨大方便,但同時帶來的磁輻射也對人體健康造成了嚴重的負面影響,這越來越受到人們的廣泛關注。在早期的電磁功率測量中提出了各種方法,比較傳統的,如小功率二極管檢波法、熱點偶發等,大功率的有誰熱熔記。在早期的國家標準中,經常在電磁輻射測量中采用的,是上海無線電廠、宿遷無線電廠及深圳深望的RCQ-1A、ML-91與SRM-3000等,這些產品大多存在體積笨重、智能性差和測量精度低的缺點,特別是測量頻段范圍不能符合技術要求。國外的產品則主要有德國的YMR-300與意大利的PMM8053等產品,性能良好但其價格較為昂貴。為了適應我國人民日益增長的物質文明和精神文明的現實需要,今后相當長一段時間內,深入開展電磁輻射監測的單位和機構必將日益增多,可由此預測出,未來對檢測儀器的需求量勢必很大。積極研制開發高質量且廉價耐用的儀器、尤其是自動檢測儀,可以幫助人們針對電磁環境的負面影響采取一定的防護措施,因而對于家用電場強度測量儀的設計具有非常重要的現實意義。
二、家用電場電磁輻射防護與測量標準
為了避免或盡量減少電磁輻射對人類健康的負面影響,乃至起到防護和衛生安全的作用,我國國家環境保護局、衛生部、信息產業部和國防科工委分別頒布實施了多項國家強制性標準和測量、防護標準。這些標準,對電磁輻射防護和衛生安全分別提出了標準限值要求,對人身健康和安全、環境衛生以及通信設備的安全等方面,在一定時期確實起到了非常重要的作用。具體到家用電場電磁輻射防護與測量,我國現有兩個標準:一是國家環境保護局的國標“電磁輻射保護規定”,二是衛生部的國標“環境電磁波衛生標準”電磁輻射防護規定。防護限值的適用頻率范圍為100KHZ-300GHZ,規定中的防護限值是可接受防護水平的上限值,并包括各種可能的電磁輻射污染的總量值?!碍h境電磁波衛生標準”又分為一級標準和二級標準。一級標準為安全區,指在該環境電磁波強度下長期居住、工作、生活的一切入群,均不會受到任何有害影響的區域:二級標準為中間區,指在該環境電磁波強度下長期居住、工作、生活的一切入群可能引起潛在性不良反應的區域。超過二級標準的地區可作為綠化帶或種植農作物等。
為了切實保護人們的健康,同時促進廣播、通信等事業的發展,國家質量監督檢驗檢疫總局在已有的電磁輻射防護標準的基礎上,組織有關部門成立了電磁輻射暴露限值國家標準制定聯合工作組,負責制定了《電磁輻射暴露限值和測量方法國家標準(征求意見稿)》。該標準中規定了頻率范圍為0Hz|≤F≤300GHz的電磁輻射為暴露限值。
三、本測試儀的主要功能和技術指標
本文根據家用環境電場測試儀的技術要求,參照國家環境保護局的國標“電磁輻射保護規定”、衛生部的國標“環境電磁波衛生標準”電磁輻射防護規定,以及《電磁輻射暴露限值和測量方法國家標準(征求意見稿)》,經由實驗,設計出家用電場強度測試的技術方案。本設計所推出的家用電場強度測試儀利用寬帶電場強度的檢測技術,采用具有世界先進水平的電場測量探頭,通過采樣數據的濾波和智能處理,準確給出測量位置的綜合家用電場強度,并通過智能分析給出測量環境是否超出電場環境安全極限的狀態指示。經由測試結果驗證,本設計方案現實可行。
(一)總體設計及工作原理
本設計方案所推出的家用電場強度測試儀,主要由傳感器、濾波網絡、放大部分、模數轉換、鍵盤控制、單片機控制單位,顯示和報警部分等組成,整個系統采用9V電池供電,由傳感器探頭檢測到的電磁信號通過濾波網絡送至放大電路,通過濾波、放大后的信號進入模數轉換模塊,轉換后的數字信號送到單片機中進行處理;在程序設計中,對所有的數據進行計算,得出電磁輻射功率密度的大小,將其在液晶模塊上顯示出來,并具有峰值顯示功能。同時,對超過限定值的,則會給與警告提醒。
值得注意的是,傳感器探頭的優劣對家用電器的電場強度信號的接收性能會有很大影響,而傳感器探頭的性能和質量取決于探頭的電氣參數。本測量儀采用PMM公司的微帶設計的加固探頭,頻率很寬,增益在使用電器時基本不變,可靠性程度較高,能夠滿足測量儀的設計要求。對傳感器探頭所得的信號進行濾波,去除高頻成分,可以采用有源低通濾波。由于探頭感應的信號比較微弱,需要經過低噪放大器將信號進行放大,而且需要低噪放大器輸入端和電場探頭的阻抗匹配,以便獲得最佳的信號能量傳遞效果。
測試儀的好壞除了與硬件部分的實現有關,軟件的設計也是至關重要的。有鑒于此,選用適當的軟件設計結構和方法,對整個系統的功能實現都起著關鍵性的作用。該方案將硬件劃分為探頭和主機兩大模塊,并在家用電場強度測試儀系統硬件設計的基礎上,給出了系統軟件的總體設計思想及詳細設計過程。本測試儀的軟件部分,不僅對實用性有一定程序的要求,而且要對系統資源進行恰當的管理和調度。系統軟件設計中心必須重視問題定義、軟件結構設計、軟件編制、軟件調試與測試等過程。因此,系統采用模塊化和結構化程序設計方法,自頂向下逐步求精,達到提高設計與調試效率的目的,同時使用先進的數字信號處理方法,通過設計高質量軟件來提高系統軟件的實時性和并行性,盡量優化軟件系統。
(二)本測量儀的系統功能分析
本設計方案所推出的家用電場強度測試儀,其系統軟件包括下位機軟件和上位機軟件兩大部分。在家用電場強度測試儀系統硬件和軟件同時實現的基礎上,筆者對本設計推出的家用電場強度測試儀進行了功能測試。測試結果多次表明,本設計推出的家用電場強度測試儀性能穩定,能夠實現電磁輻射的準確測量、上下位機通信,安全可靠,符合設計要素,并且有便攜、多功能、擴展功能良好等特點,具有很好的使用價值,能夠準確無誤的測試家用電場強度。本設計經由實驗推出家用電場強度測試儀,經驗證可以實現以下功能:
(1)可進行三向電場綜合數,對測量數據可進行定時處理和即時顯示數據。
(2)可實現測量數據的保持,并實現保持數據的存儲、轉發、顯示,可實現數據的實時平均、最大值提取等處理運算。
(3)可于上位機進行通信,可通過上位機進行測量數據的標校;上位機控制與標校軟件人機界面友好;上位機具有對測試儀進行檢測的功能。
(4)全部操作過程顯示界面中文標示。
(5)適時顯示必要的數據格式。
(6)測試數據可記憶存儲1440個數據。
(7)在環境電場大于200V/M時,可以自動保護,并有過載顯示;在環境電場低于200v/M時,可以自動恢復測量。
(8)具有報警門限設置,調整間隔0.1V/M,開機后自動設定報警門限默認值為10.6V/M警告要求;測量電場數值等于或大于設置的報警門限值時,以燈光和顯示提示形式發出警告。
四、結論
本文所提出的家用電場強度測試儀設計方案,將硬件劃分為探頭和主機兩大模塊。探頭模塊采用意大利PMM公司的微帶設計的加固型探頭的測量數據接收,能夠實現數據的處理運算、存儲、顯示、功能按鍵處理、過線聲光報警、上下位機通信等功能。以上詳細討論了系統硬件設計,介紹了主機模塊的硬件電路,實現了系統的各項功能。并在家用電場強度測試儀系統硬件設計的基礎上,給出了系統軟件的總體設計思想及詳細設計過程。系統軟件包括下位機軟件和上位機軟件。下位機軟件即為場強儀主機控制軟件,主要實現主機控制功能。具體設計了中斷處理、EEPROM讀寫、液晶顯示、鍵盤控制和溫度測量等控制軟件。上位機軟件實現控制計算機(上位機)和場強儀主機(下位機)的通信,通過上位機控制下位機,實現對電場強度測試儀主機參數設置、校準設置、數據讀取和存儲等功能。文中還設計了合理的人機界面、相應的通信協議和功能管理軟件。
本設計方案所推出的家用電場強度測量儀,可以對電磁輻射進行測量,利用單片機實現對采集的信號進行處理和控制。而且具有體積小、重量輕、使用方便測量速度快等優勢??傊?,這是一款具有較高實用價值的家用電場強度測量儀。
參考文獻
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篇3
那么,GPS導航儀的輻射到底有多大?是否會對人體造成危害呢?
5月2日,央視二套《經濟半小時》以“危險的GPS”為題,對上黑名單的企業進行了追蹤調查。其中涉及GPS導航儀的輻射問題,一位汽車消費維權專家稱,“GPS輻射跟手機輻射基本上差不多,也屬于電子輻射的一種。過量輻射會導致頭疼、頭暈,睡不著覺,失眠,甚至如果對婦女可能還有生育的問題等等?!?/p>
報道還援引“世界衛生組織最新調查”稱,電磁輻射是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因,會對人體生殖系統、神經系統和免疫系統造成直接傷害,同時也是造成孕婦流產、不孕、畸胎等病變的誘發因素,此外,過量的電磁輻射將直接影響兒童組織發育、骨骼發育,并導致視力下降
GPS導航儀的輻射真這么厲害嗎?對此,記者采訪了多位專家,他們均表示,這是媒體和公眾對質檢總局報告的誤讀。
達爾問環境檢測負責人赫曉霞博士表示,國家質檢總局的抽查,主要是檢測GPS導航儀的輻射會不會干擾其它電子設備的信號,而并不是對人體健康產生影響的指標。因此,被檢測的GPS導航儀如果輻射超標,只能說明該產品對其它電子設備的干擾大,而不能說明對乘車的人有影響。
專門從事電磁輻射檢測的森馥科技公司工程師朱琨也告訴記者,抽查依據的是《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》(GB 9254-2008)、《汽車GPS導航系統通用規范》(GB/T 19392-2003),其中有關輻射騷擾/輻射干擾場強的規定,均是針對信息技術設備電磁兼容問題,而不是電磁場人體暴露安全,“兩者屬于不同的概念”。
朱琨介紹,《汽車GPS導航系統通用規范》(GB/T 19392-2003)中輻射干擾場強的極限值,主要引用于《信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》(GB 9254-2008), 其中對于輻射干擾的規定為:30MHz-230MHz極限值為40dB(uv/m), 230MHz-1000MHz極限值為47dB(uv/m)。
而有關電磁場人體暴露安全標準,我國有《電磁輻射防護規定》(GB8702-88),其中頻率段30MHz-3000MHz范圍,限值為12v/m,如果將兩者換算為相同的單位v/m,則前者47 dB(uv/m)約等于0.0002v/m。
“從中可以看出,兩者相差上千倍,也就是說,適用于電磁兼容的標準限值與人體電磁暴露安全限值是完全不同的概念。” 朱琨說。
赫曉霞說,事實上, GPS導航儀對輻射的要求非常嚴苛,因為如果超過了規定的限值,就會干擾車內的電子設備,比如收音機會有噪音,甚至去加油站,也可能會干擾加油站的電子設備。因此,為了保證GPS導航儀的靈敏度,也就是說,為了保證其能很好地接收到衛星信號,在生產的時候,一般都會考慮電子屏蔽設計,以減少電磁輻射的影響。
朱琨表示,GPS導航儀主要是接收信號,與能夠收發信號的電腦、手機相比,給乘車人帶來的輻射要小得多。而至于手機、電腦的輻射,本刊記者曾拿相關電子產品到清華大學電磁輻射測試實驗室進行檢測,結果顯示,電場儀的檢測數值和檢測前的數值沒有明顯的變化,這說明,這些產品的電磁輻射非常微弱。
對于質疑質檢總局的報告,有評論指出,國家的行業管理機構在一些涉及公眾切身利益的產品質量報告時應該更加謹慎一點,的數據也應該更加充分有據一點,避免引起消費者的過多擔憂以及對行業的負面打壓。
記者也了解到,GPS導航儀目前還缺少相關的強制標準,產品自然就良莠不齊。專家認為,當務之急是制定出可行的行業標準,讓消費者買得放心。
“姜你軍”肉眼難辨別
??近日,有媒體曝光山東濰坊市峽山區一些農民使用劇毒農藥“神農丹”種植生姜,高價姜“姜你軍”搖身變成劇毒姜“毒姜軍”,再次成為食品安全熱門詞匯。那么“毒姜軍”到底有什么危害?
??神農丹即涕滅威,是一種高毒農藥,只限于作物溝施或穴施,在播種前或出土后根側土中追施。只準許在棉花、花生上使用,并限于地下水位深的地方。因為這種農藥僅需50毫克就可致一個50公斤重的人死亡,不能直接用于蔬菜瓜果。
??中國農業大學理學院院長周志強教授認為,涕滅威具有觸殺、胃毒和內吸作用,很容易被植物根系吸收,傳導到植物地上部各組織器官,撒藥量過多或集中在撒在種子及根部附近時,易出現藥害。人在食用“毒姜”的過程中,必然會攝入留存在生姜中的大量有毒殘留物,從而危害人體健康。
??此外,涕滅威在土壤中易被代謝和水解,在堿性條件下易被分解。農民種姜時使用神農丹,通過不斷澆水灌溉,會使得大量的農藥成分溶解到地下水中。
??山東省農業科學院中心實驗室研究員鄧立剛表示,涕滅威非常容易被吸收,它主要存留于作物的莖葉表面以下,表層基本沒有殘留,也不會因為過度殘留而使得姜表面變色,所以生姜是否含有涕滅威肉眼幾乎無法分辨。目前瓜果蔬菜中涕滅威的常用檢測方法是高效液相色譜法,它通過提取蔬菜中的涕滅威及其代謝物,經過高效液相色譜分離、梯度淋洗等步驟,定性定量地分析涕滅威及其代謝物的殘留量。這種方法雖然快速而成熟,但是作為普通消費者來說,操作起來并不現實,所以監管部門的把關就顯得尤為重要。
??鄧立剛認為,買姜不能光看模樣,鮮黃鮮黃的、表皮光滑的很有可能是用硫磺熏過的。好姜表皮看得清紋理,比較粗糙,顏色淡黃,發點綠頭也不要緊。此外,還有很多人認為生姜出芽不好,殊不知,俗話說“姜是老的辣”,出芽說明是老姜,是好姜。他還建議廣大市民,在食用生姜前可以反復沖洗,去皮,高溫加熱久一點,這樣即使生姜內含有毒性物質,也會分解掉。
洗面奶洗臉更清爽?
很多人都喜歡用洗面奶“去油”。其實,單純地用清水洗臉才不會引起皮脂的一些過度分泌。因為清水不會刺激皮膚油脂分泌。但如果過度使用清潔劑,比如洗面奶等,會破壞皮膚的屏障,加重油脂的溢出。因此,頻繁用去油力強勁的洗面奶會導致越洗越油。(西苑醫院)
褐色面包就是全麥面包?
注意飲食健康的人,卻經常被食品的顏色所迷惑。例如,很多人認為,褐色面包就是全麥面包。殊不知很多只是面包師烘制面包時添加的食用色素,從而使褐色面包更具有誘人購買的色調。因此褐色面包并不等于全麥面包,購買全麥面包應看清配料標示。
(《時代》雜志)
甜味劑有助于減肥?
篇4
關鍵詞:電磁場仿真,近場掃描測量,電源/地阻抗,去耦電容,數字,模擬混合電路系統
電源與地之間的輸入阻抗是衡量電源供電系統特性的一個重要的指標,影響電源供電系統特性的因素有:PCB的分層、電路板的布線、電源/地平面的形狀、元器件的布局、過孔和引腳的分布、IC的工作頻率等等因素。為了降低電源與地之間的阻抗,應遵循以下一些設計準則:1.降低電源和地板層之間的間距;2.增大平板的尺寸;3.提高填充介質的介電常數;4.采用多對電源和地層。對于設計工程師來說,測量電源與地之間阻抗的一個重要應用就是:優化板上去耦電容的放置。
去耦電容的主要作用是抑制電路板本身特有的諧振以減少噪聲,同時,由于EMI或噪聲分布通常與整個電路板上各個區域電源/地阻抗的分布有著密切的關系,控制電源與地之間的阻抗,是降低電路板的輻射以控制EMI問題的重要舉措之一。這里面包含兩方面的課題:1.如何確定去耦電容的位置;2.如何確定去耦電容的具體數值。
傳統的電源/地阻抗測量方法之一就是利用矢量分析儀來判斷電路板布局布線中存在的電源/地阻抗問題。這種方法存在的主要問題是:電路板必須設計制造出來并安裝好元器件,一旦發現諸如EMI或噪聲超標之類的系統設計問題,返工重新設計電路板的可能性就比較大。此外,利用該方法測量電源,地阻抗花費的時間較長、去耦電容的定位精度不夠、需要反復試驗才能最終優化去耦電容的布局。
另一方面,建立在經驗基礎上的去耦電容設計規則,一般要求:
?電源輸入端跨接一個10~100μF的電解電容器;
?為每個集成電路芯片配置一個0.01μF的陶瓷電容器;
經驗規則存在的重要問題之一是有可能過多地添加去耦電容。
出于縮短上市時間和降低成本的考慮,系統制造商需要更為快速的方法,來觀測電路板系統上存在較大的電源,地阻抗的區域,并精確地優化去耦電容的布局和設置,為此,本文著重介紹電磁場仿真和測量工具在定位較大電源/地阻抗點中的應用及其發展趨勢。
仿真工具:“零成本”定位電源,地阻抗設計問題
在許多文獻中,采用有效電感來模擬電源和地平面的電特性。在低頻時的有效電感模型(圖1a)并沒有考慮在電源和地平面中波的傳播和諧振,因此,它不適合于模擬高速封裝結構,模擬的結果也不精確。線天線模型(圖1b)是電源和地平面結構的另一種近似。該方法能夠處理波的傳播和通孔的相互作用,但是對于復雜的結構需要很長的計算時間,此外,要將這個頻域技術與時域電路仿真器直接連接起來也不方便。許多公司在電路仿真器中采用流行的2D電容,電感網格模型來模擬電源和地平面(圖1c)。采用這種方法,導電平面被分為小的單元,每個單元由單元中的電容和電感來模擬。這種方法的主要優點是它適合于瞬態SPICE類型電路的仿真。
對電源/地建模的目標是壓縮電源/地噪聲、優化去耦電容布局并選擇正確的去耦電容數值。這個過程中選擇的EDAI具必須具備下列基本組成部分:
(1)可以提取傳輸線的RLGC矩陣的2D場求解工具;
(2)有損傳輸線仿真器;
(3)用于綁定線、通孔、金屬平面的3D場求解工具;
(4)IC、驅動電路和接收器的行為模型。
表1是目前市場上常見的EDA工具。
例如,利用Sigrity公司的SI仿真工具,并通過一系列“what-if"仿真,可以確定恰當的耦合電容值。圖2所示為4層電路板,各層分別為信號、電源、地和信號,芯片位于電路板的中央。圖3所示為10ns內電源面和地面之間噪聲電壓歷史峰值的空間分布。從圖4很容易識別電源和板上去耦電容的位置。此外,還可以看到:上角顯示存在很大的電源/地噪聲波動,而那里正是時鐘線通孔所在的位置。顯然,當時鐘線從頂層向底層轉換時,電源和地之間的轉換孔耦合了電源/地噪聲。圖5表明:時鐘線通孔位于同步開關噪聲的熱點。
壓縮耦合噪聲的方案很簡單。在電路板上角的時鐘通孔附近安裝一個去耦電容,該處的電源/地噪聲就降低了,時鐘線上的感應耦合噪聲也降低到噪聲門限之下。
一般地說,通過高精度建模計算并全波電磁場求解方法,例如三維有限差分時域(FDTD)(FEM),原則上總能夠優化整個電路板的去耦電容的布局,因此,是EDA行業發展的一個方向。
例如,Ansoft公司最新推出的NEXXIM作為新一代的時域和頻域電路仿真工具,具備對超復雜和大規模的射頻和模數混合電路進行時域和頻域精確并快速混合仿真的能力。利用其獨特的電磁場仿真模型,可以對傳統仿真無法圓滿解決的特殊器件進行精確建模,如一些特殊的非線性器件和變壓器(包括不對稱和各種抽頭變壓器)等。同時,以其強大的仿真能力,支持目前日益復雜的系統及仿真。
安捷倫業已把它的EDA系列產品擴展到包括完整的3D電磁場(EM)仿真,包括與電路布局的直接鏈接及協同仿真能力。
Juniper Networks公司的Flomerics FLO/EMC為仿真電子設備內部或周圍的電磁感應提供了一個分析環境,該軟件不同于通用的電磁仿真軟件,它采用Transmission Line Matrix(TLM,傳輸線矩陣)方法來解麥克斯韋方程,可對EMC仿真發揮出最大優勢。TLM方法實現了在一個仿真周期中,有用信號的所有頻率通過一次運算就可獲得系統的全部寬帶響應,它對EMC分析的貢獻在于可能的響應和輻射變化的頻譜范圍很寬。此外,TLM方法建立了等效傳輸線矩陣,并可以直接解出了它們的電壓和電流,從而精確地預知了電磁輻射的頻率和位置。
采用仿真工具的最大好處是:在電路板和系統設計完成之前,通過仿真發現系統設計中存在的EMI問題,并有可能快速優化去耦電容的布局和設置,從而以“零成本”完成系統的初步設計。
利用電磁場測量工具快速觀測電源/地阻抗設計問題
高速PCB分析和仿真設計工具,可以幫助工程師在預知電磁輻射的頻率和位置方面解決一些問題,但是,要精確仿真EMC問題,就必須用SPICE模型,目前幾乎所有的ASIC都不能提供SPICE模型,而如果沒有SPICE模型,EMC仿真是無法把器件本身的輻射考慮在內的(器件的輻射比傳輸線的輻射大得多)。另外,仿真工具往往要在精度和仿真時間上進行折中,精度相對較高的,需要的計算時間很長,而仿 真速度快的工具,其精度又很低。因此,用這些工具進行仿真,不能完全發現高速PCB設計存在的EMI和電源/地阻抗超標等問題。
在各種電磁輻射測量方法中,常采用近場掃描測量方法。近場掃描原理的測量主要在活性近場區域進行,DUT上發出的輻射信號大部分被耦合到磁場探頭上,少量能量擴散到自由空間。磁場探頭耦合了近H場的磁通線以及PCB上的電流,另外它也獲取一些近E場的微量成分。大部分PCB活性近場區域能量都包含在近磁場中。容向科技的Emscan掃描系統就適合于對這些PCB的近場診斷。
Emscan測量可以得出下列非常重要的信息:干擾產生點、干擾分布、覆蓋大區域的干擾傳導路徑、干擾所在PCB區域以及內部結構或臨近I/O模塊間的耦合等,還可以看到數字電路和模擬電路分開的效果。
此外,Emscan具有頻譜掃描功能和空間掃描功能。頻譜掃描的好處在于可以讓工程師對DUT產生的頻譜有一個大致的認識:有多少個頻率分量,每個頻率分量的幅度大致是多少??臻g掃描的結果,是針對一個頻率點的,是一張以顏色代表幅度的地形圖,工程師能實時看清PCB產生的某個頻率點的動態的電磁場分布情況,從而對去耦電容的布局、參數選擇做出優化。因此,利用電磁場測量工具觀測電源/地阻抗設計問題也是目前行業發展的趨勢之一。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞:糧食水分;檢測技術;傳播特性;測量裝置
我國是一個糧食大國,同時也是一個人口大國,僅用全世界7%的耕地就養活了世界22%的人口[1],我國每一年收獲的糧食產量巨大,所以糧食的安全儲存問題一直以來國家都極其重視[2]。谷物含水量是倉儲過程中需要控制的關鍵參數[3],谷物水分含量過高會使谷粒生命活動旺盛,消耗谷粒中儲存的營養物質,加快糧堆內有害微生物的生長和繁殖,引起糧堆發熱、霉變和損耗等,對糧食造成巨大的浪費。谷物水分含量過低,導致谷物整體重量減少,會破壞有機質結構,從而降低谷物品質。在糧食生產、加工過程中,各工序對谷物含水率都有嚴格要求。作為重要的品質指標之一,含水率測定對于糧食的收購、運輸和貿易而言,也是不可或缺的步驟[4]。谷物含水率的測定是確保倉儲安全的主要依據,也是糧食加工的重要工藝參數[5],因此,對糧食水分做出精準測量具有十分重要的意義。本文對糧食水分的檢測技術和原理進行了詳細的介紹。
1電烘箱法
電烘箱法是利用電烘箱對被測樣品進行加熱,直接去除糧食中的水分,通過比較加熱前后樣品重量的變化來檢測樣其含水量[6-7],其含水率公式為:(1)式中,W為含水率;M1為加熱前樣品重量;M2為加熱后樣品重量。電烘箱是一種傳統經典的檢測方法,優點是測量精度高,測量范圍寬,可用來作為其他方法的檢測標準;缺點是測量時間較長,實時性差,效率低,不適合用于在線的檢測[8]。
2電容法
常溫下,水的介電常數高達80左右,而干燥谷物的相對介電常數小于5,它們之間的介電常數存在很大的差異,糧食水分含量的高低直接影響糧食介電常數的變化[9-11]。電容法將糧食谷物比作電介質,并根據水的介電常數遠大于糧食谷物的介電常數這一特點,通過測量出糧食谷物的介電常數,就可以計算出糧食中水分含量[12]。電容法優點是成本低,結構簡單,易于維護,可用于在線檢測。缺點是測量影響因素比較多(受環境溫度、物料品種、空氣濕度等影響),工作穩定性不強,需要進行數據補償。
3微波法
微波是頻率介于300-300GHz之間的電磁波,具有頻帶寬、透射、抗低頻干擾等特性[14]。水分子是極性分子,在外電場的作用下能夠被極化成偶極子,并沿著電場方向定向排列,水偶極子頻繁換向,不斷從電場中吸收能量,又不斷釋放能量[15-17],因此,通過檢測微波與糧食作用后相關參數的變化,便可以間接測量糧食含水率[18]。微波法的優點是檢測速度快,靈敏度高,穩定性好,適用于動態檢測;缺點是其熱效應明顯,不但影響種子的活性,而且影響測量精度,儀器復雜,價格昂貴。
4中子法
中子法測量糧食水分是中子源發出的快中子與谷物中氫原子核進行碰撞,在這個過程中,中子每次與氫核碰撞,損失很多能量,根據谷物中含氫量的變化便可推算出谷物中的含水量。(2)式中,W1為中子損耗的能量;W2為相互作用前中子的能量;M為發生相互作用的元素的質量數。當M=1時,相互作用的元素是氫,這時損失的能量最大發射的快中子就減速為慢中子。中子法檢測快速,線性度高,不破壞被測物自然結構,工作狀態穩定。但其造價極其昂貴,且標定較為麻煩,還需要嚴防射線泄露,因此未能推廣使用。
5高頻電磁波法
篇6
關鍵詞:鐵路通信;信號產品;電磁兼容;檢測技術
隨著鐵路交通運輸系統的日漸完善,信號系統對于鐵路交通系統越來越重要,當今的信號系統已將數字技術、智能技術等進行結合,逐漸跟隨科技發展的腳步走向自動化。對于先進技術的大量應用也使得鐵路信號系統的電磁環境越來越復雜,電磁兼容問題也隨之產生。近些年來,人們對鐵路通信信號產品的電磁兼容檢測技術開展了大量研究,并制定了相關的電磁兼容試驗和測量技術等國家標準。通過鐵路通信信號產品的電磁兼容的檢測,最大程度保證鐵路運輸的安全性和高效性。
1電磁兼容技術簡介
電磁兼容是指在復雜的電磁環境中,通信設備或者通信系統能夠保持正常工作并且不會對電磁環境中其他工作的設備產生巨大的、不可忽視的電磁影響的能力。先進的通信技術及設備所造就的復雜電磁環境致使電磁兼容的設計充滿了不確定性。設計人員需要經過大量的研究和實驗論證,使電磁兼容能夠實現。為了及時對通信設備的電磁兼容性進行檢測,最直接的方法就是對通信設備進行電磁兼容檢測。電磁兼容檢測有現場系統電磁兼容測試和標準檢測,現場檢測能夠最真實地反映通信系統在復雜電磁環境中的電磁兼容能力,通過對現場測試和標準測試之間的差異以及測試的技術要點進行掌握,能夠更加透徹地了解通信信號產品的電磁兼容檢測技術。
2標準測試
測試標準可以分為基礎標準、通用標準等。
2.1基礎標準
基礎標準僅針對檢測的現象、檢測所處的環境及檢測中所用到的檢測方法、儀器等進行詳細描述,并給出相應的定義,不涉及具體的產品?;A標準不給出指定的相關檢測限值,同時不會對產品性能做出直接的判據,僅僅是編制一些其他各級電磁兼容標準的基礎?;A標準范圍包括的標準有《電磁兼容術語》《無線電騷擾和抗擾度測量設備規范》《無線電騷擾和抗擾度測量設備規范和測量方法第二部分:騷擾和抗擾度測量方法》以及其他有關產品抗擾度測量的系列標準等[1]。
2.2通用標準
通用標準是對于通用環境中所有產品必須所要具有的最基礎的電磁兼容要求的基本條件。所用通用環境中產生的其他標準都必須具備通用標準所要求具備的條件,而通用標準又是建立在基礎標準之上的,通用標準中所要求或提及的檢測方法及檢測項目在基礎標準中體現。通用標準可以為其他檢測標準提供編制準則,對于一些沒有先例的檢測也可以先用通用檢測的相關檢測要求及方法進行檢測。在電磁兼容檢測中,由于場地及環境對檢測結果有很大的影響,所以需要對檢測場地進行認真選擇。因為選擇檢測場地的不同,會導致空間中各種波的直射及反射產生不同的影響,同時在空中的接收點也是不同的。在最初的檢測標準中要求電磁兼容檢測試驗應該在一些比較開闊、外界影響小的場地進行試驗。對開闊場地的選擇一般需要注意以下幾個方面:首先場地的四周不能有建筑物,即空曠無反射體;其次檢測場地的地面需要平整;最后要求地面為導電率均勻的金屬接地表面。對于場地形狀的要求則是橢圓形,尺寸根據測試頻率下限的波長進行確定,橢圓的長度要大于橢圓焦點之間距離的2倍、橢圓的寬度要大于橢圓焦點之間距離的1.73倍。在進行電磁輻射干擾測試時,需要將EUT和接收天線按照檢測計劃及檢測標準,安放在橢圓的兩個焦點位置上,需要根據所選檢測場地的實際建筑情況及周邊環境限制為EUT和接收天線確定合適的距離,國外將檢測距離規定為3m和10m。對于3m檢測,要求橢圓長大于6m,寬大于5.2m;對于10m檢測,則要求橢圓長大于20m,寬大于17.3m。
3現場測試
標準檢測根據其檢測特點,主要應用在通信系統的設備或者部件的檢測,但是對于通信系統整體來說,標準檢測存在著很大的局限性,不能夠完整地反映整個通訊系統的電磁兼容性能。這種局限性主要體現在以下幾個方面:(1)標準檢測所針對的通信部件或者設備的檢測不能體現通信系統組合后的電磁兼容性,同時未考慮環境對通信系統整體的影響,因此檢測不具有代表性。(2)由于標準實驗場所自身空間及環境的限制,導致局部設備無法對整體系統的工作模式進行反饋。(3)標準實驗場所中所采用的電源,其阻抗為可以與設備匹配的標準阻抗,但是無法對上裝環境下的通信設備的實際阻抗特性進行體現。
4近場抗飽和測試技術
對于電磁兼容檢測的現場測試,例如通信系統中大信號的檢測,一般會使用一些發射功率大的電臺,由于現場測試的距離較近,頻譜儀非常容易出現飽和和失真現象,這種現象的出現會使檢測結果出現一定的誤差,導致頻譜儀非常容易出現飽和和失真現象的原因主要是:(1)頻譜儀的測試動態范圍小于現場實際測量信號的所要求的范圍,實際測量信號的一部分不能被有效測量,致使測試失真,發生頻譜儀飽和現象;(2)現場實際測量信號的功率不能有效地與頻譜儀進行對應,會出現功率位于頻譜儀非線性失真區,導致最終的檢測結果出現非線性失真現象[2]。因此需要對近場抗飽和測試技術進行深入的研究,通過一些有效的技術和措施減少飽和現象的出現,以及飽和現象對檢測結果的影響。一般會通過衰減器來防止大信號進入頻譜儀,阻止飽和現象的出現。由于減衰器不僅會防止大信號進入頻譜儀,還會使進入頻譜儀的正常信號被削弱,導致信號在頻譜儀中被忽略,不能正確反映檢測結果。針對這種現象可以通過使用中心頻率可調的帶通或帶阻濾波器進行改善、解決。在檢測過程中將濾波器的中心頻率調至和電臺發射頻率相同就可以有效阻止大信號的進入,又可以接收到所有正常信號。
5電磁干擾的影響案例
5.1美國研制B1轟炸機時電子設備之間的電磁干擾
B1轟炸機的機頭上裝有大量的電子設備,分離試驗時這些設備都符合技術標準,把這些設備裝上機頭再測試,許多設備的性能大幅度下降。經過專家們大量的試驗和分析,發現是由于這些設備之間相互的電磁干擾造成的。
5.2民兵Ⅰ導彈的飛行故障
1962年,民兵Ⅰ導彈進行實彈飛行試驗時,前兩次都失敗了。故障現象相似,都是在第Ⅰ級發動機關機前炸毀了,一個高度為7.6km,另一個為21.8km,炸毀前,用于制導的計算機都受到了脈沖干擾。經過分析和試驗,發現故障是由于導彈飛行到一定高度時,在相互絕緣的彈頭和彈體之間發生了靜電放電,使導彈提前爆炸。
5.3英國謝菲爾德號導彈驅逐艦的慘劇
英阿馬島戰爭中,英國謝菲爾德號導彈驅逐艦上的雷達和通信系統互相干擾,為了確保通信不受干擾而暫時關閉了本艦雷達,導致沒有及時發現來襲的飛魚導彈,造成艦毀人亡的后果。
5.4廣州白云機場的導航系統受到嚴重的干擾
2002年1月20日,廣州白云機場由于附近無線尋呼臺發射機群信號的干擾(互調、帶外輻射),迫使導航系統關閉通信扇面,導致大量的飛機在空中盤旋等待,使90多架航班延誤,6000多名旅客滯留機場。類似事件我國已發生多起。
6電磁兼容的檢測項目及檢測標準
電磁兼容的檢測項目包括輻射騷擾、傳導騷擾、靜電放電抗擾度、射頻電磁場輻射抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度、射頻場感應的傳導騷擾抗擾度、工頻磁場抗擾度、電壓暫降、短時中斷和電壓變化、電源電壓變化、電源過電壓等。涉及的檢測標準包括:EN50121-1,EN50121-3-1,EN50121-3-2,EN50121-3-2,EN50121-4,EN50121-5,EN50155,EN50500,GB/T25119,GB/T24338.1/2/3/4/5/6系列,TB/T3034,IEC60571,IEC62236-1,IEC62236-2,IEC62236-3-1,IEC62236-3-2,IEC62236-4等。
7電磁兼容檢測的注意事項
電磁兼容性在通信設備運行中占據著舉足輕重的重要地位,它的性能優劣將直接影響到通信系統的安全穩定運行。在電磁兼容檢測中,需要注意以下問題:(1)電磁兼容現場試驗的結果由于其在試驗過程中可能的影響因素比較多,在重復性試驗中,試驗結果的再現比較困難;(2)隨著電磁兼容技術的發展,新的標準已經對電磁兼容試驗的頻率范圍進行了擴展,并要求在實際測試的試驗級別之下的級別也要符合相關標準的要求;(3)通信設備種類繁多,相關的產品標準可在本文基礎上根據實際情況進行修正。如試驗級別和判定方法等;(4)對于特殊的通信設備,應當增加專門的電磁兼容試驗項目,如增加對外輻射的限值,工頻磁場以及工頻諧波和諧間波等項目。
8結語
隨著電子技術飛速發展,各類電子產品的大量研制,使得電磁環境的復雜程度日益加重,電子設備間的電磁兼容問題隨之突出,因此對于鐵路通信信號產品的電磁兼容變得越來越重要,只有保障通信系統的電磁兼容性,才能夠最大程度保障鐵路運輸的安全性,提高鐵路運輸的相關工作效率。
[參考文獻]
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篇7
關鍵詞:電氣;接地;安全;措施
一、電氣接地技術概述
電氣接地技術,簡而言之,就是指在對一些電氣設備進行安裝的過程中,通過導體將用電設備以及用電裝置里的中性點或者支架與地面進行連接的一種方式。電氣接地的主要目的則是要確保電氣設備能夠得到保護,從而防止由于人為而產生的事故,因此,在電氣接地的過程中,在電力設備的外殼要用一些絕緣體接地線,通過接地,從而將電子設備所出現的各種無用的電流以及噪音傳導給大地。
為了保證電氣接地過程的安全性,電氣接地務必要遵循相應的原則。首先,電氣接地技術一定要嚴格按照國家所制定的相應的標準來執行。其次,雖然電氣設備不同,但是在電氣接地過程中,應該選擇一個總的接地體,同時將各個金屬部件與這個總的接地體進行連接。
電氣接地技術的主要作用和意義在于,一是電氣接地技術能夠有效的防止電擊,將電氣設備與用電設備進行很好的接地,從而避免遭受到電擊。二是電氣接地技術可以避免電氣受到雷擊,從電氣設備的安全性來說,雷電都有極大的威脅性,因此通過接地技術可以有效的防止雷電對電氣的威脅。三是電氣接地技術系統能夠保障電力系統有效安全的運行,通過電氣與地面相連接,可以保證電氣設備安全可靠的運行。
為了保證電氣對電力系統的支持以及電氣設備的安全,要定期對電氣設備的接地裝置進行安全性能的檢查,對不同地點的接地裝置要進行不同的周期性的檢查,以保證其安全的運行。同時,除了要定期對電氣設備的接地裝置進行檢查,還應該做好絕緣等方面的保護工作,利用絕緣的材料將導體與地面相隔離,從而保證電流不對人體產生威脅,避免事故的發生,這就需要對絕緣體的材料進定期的進行維護與更換,保證電路輸出與電氣裝置能夠正常運行。所以,對絕緣材料一定要選擇高質量的,符合國家標準的絕緣特性的材料,讓其不但在物體特性上可以保證電器的安全,還能從根本上有效的起到防護作用。
隨著科學技術的發展以及電子工業技術的進步,電氣已經成為人們生活中重要的組成部分,電氣安全也成為人們生活中需要考慮的重要因素。不論是生活中的電氣安全,還是工業生產中的電氣安全,都關系到人民的利益,因此引起了越來越多的重視。為了保障電氣的安全有效運行,電氣接地技術已經成為了其重要的保障,在進行電氣接地時,務必要按照標準做好電氣接地工作,避免電器安全問題的發生。
二、開展電氣接地工作確保電氣安全應該采取的措施
第一,要做好安全接地工作。做好電氣安全接地,是避免設備出現漏電等相關情況的基礎。在電氣設備的運行實踐當中,應該將電氣設備的外殼做好接地的處理,讓電氣設備運行中產生的靜電能夠得到有效的釋放,同時還應該在電氣設備中有效的使用屏蔽裝置,防止電磁感應現象的產生,避免對電氣設備的損壞。
第二,要做好防雷安全接地工作。雷電危害是影響電氣安全的主要形式之一,因此在電氣設備的運行實踐當中,應該做好防雷安全接地工作,利用避雷針、避雷器等多種方式,將雷電所產生的相關的電流有效的引入到大地當中,避免電氣設備受到雷電的損害,同時對電氣設備相關的輸電電路也應該做好雷電安全接地工作。
第三,要做好屏蔽安全接地的工作。屏蔽接地的工作主要目的就是為了能夠有效的消除電磁輻射的影響,將人體和設備所受到電磁場的損害和影響控制到最低的限度,從而將屏蔽裝置進行安全接地工作,將相關的電磁輻射引入到大地,避免對電子設備的操作人員產生不利的影響,同時,還避免了電氣設備受到電磁的干擾,影響其正常、穩定的工作。
第四,要做好施工工地相關的安全措施。電氣設備所處的施工工地的特性也影響著安全接地系統的性能。在開展電氣設備相關的施工之前,要對施工工地相關的電阻率、含水量等因素進行檢測和測算,通過采取有效的措施,例如使用接地增效劑等方式,有效的提升施工工地接地操作的安全性能。
第五,要有效提高接地電阻的測量精度。對接地電阻的有效測量是開展安全接地工作的重要影因素。在開展安全接地的工作實踐當中,相關的工作人員應該充分考慮設備以及環境的各方面因素,一方面要選取更加精準的測量設備,采用科學的測量方法,另一方面,應該結合實際情況,排除各種因素的干擾,得出有效的測量數據。
第六,要定期開展電氣安全接地的檢查。電氣安全接地工作并不是一勞永逸的事情,隨著設備的使用和環境的改變,電氣安全接地的狀態也會產生相應的變化。因此,在實踐當中就應該定期的開展,電氣安全接地的檢查,預防相關安全事故的發生,確保電氣安全工作的有效開展。
參考文獻:
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篇8
關鍵詞:γ射線;液位測量;探測器
γ射線液位計是一種固定安裝、連續測量物位的檢測儀表,它以核輻射檢測技術為基礎,γ射線與物質相互作用被吸收,射線強度隨吸收物質的高度而變化,通過測量γ射線輻射強度的變化,從而測量出被測液位的變化。該儀表采用的是非接觸測量方式,工作中儀表各部件與被測介質不接觸,所以特別適合密閉容器中高溫高壓、高粘度、強腐蝕性、劇毒物料液位的測量。對于液態、固態、粉態等物理狀態下的料位測量有很好的適用性。陜西華山化工集團股份有限公司主要應用于合成冷凝塔液位、合成氨分離器液位、銅塔液位、尿素一分塔液位、尿素甲銨分離器液位、尿素汽提塔液位和皮帶核子秤兩煤計量共計十余套。
一、儀表的工作原理
γ射線為波長極短的(10-7mm-10-10mm)電磁輻射,對介質有很強的穿透能力,其穿過物料前后的強度變化遵循朗伯-貝爾定律,按指數規律衰減,射線衰減程度符合下列公式:I=I0e-μh。式中,I――入射強度;I0――出射強度;μ――物料對γ射線的線性吸收系數;h――液位高度。穿過物料后的射線強度和液位高度是非線性關系,對于小量程(400mm左右),可以通過儀表內部的運算加以線性化處理來滿足工業儀表線性刻度的要求。但是如果使用單點源測量大量程的液位,放射源的強度要求大得驚人,會帶來防護上的困難。實際測量大量程液位使用線狀源,即一種射線強度呈一定函數分布的特殊線放射源,保證探測器得到與液位成近似線性關系的射線強度,即I=I0+kh。線狀源使用較低強度的放射源就能夠滿足大量程(2m-3m)液位的精確測量。當測量精度要求不高的時候,可以使用多點源代替線狀源。常用的γ射線放射源有C060(半衰期為5.3a,其γ量子能量為1.25MeV)及Cs137(半衰期為33a,其γ量子能量為0.66MeV),考慮使用壽命,一般會選銫。但當容器壁較厚,需要有較強穿透能力的場合,選用能量更大的鈷更合適。
二、儀表的結構
γ射線液位計由探測器、信號轉換器和放射源及其容器三部分組成。探測器、放射源及容器安裝在測量現場,信號轉換器一般安裝在控制室,也可安裝在現場,通過專用電纜與探測器連接。放射源被安裝在一個特殊的容器內,使放射源只能在某一個方向上的狹窄通道內無衰減的輻射通過,容器上設有開關,可以在需要的時候關閉這個射線通道。探測器有電離室、蓋革米勒記數管、閃爍計數器等幾種型式。電離室探測器性能穩定,工作壽命長,但探測效率低。蓋革米勒記數管成本低,結構簡單,但探測效率低且工作壽命短。、閃爍計數器的探測效率高,可以減少放射源強度并且工作壽命較長。
三、使用情況
陜西華山化工集團股份有限公司過去在高溫高壓設備液位檢測控制裝置中使用常規儀表,由于工作條件較差,腐蝕、堵、漏、假液位等故障較為頻繁,維護檢修工作量大,經常影響工藝穩定運行,影響產品的產量和質量,在不斷探索中該單位選用了一臺γ射線液位計應用于銅洗銅塔液位測量和控制,使用后效果明顯,此后便開始了較多的應用。液位測量主要使用了天華化工自動化研究設計院HZ-5203B和HZ-5203C型及成都中核高通同位素公司的γ射線料位計。探測器選用HZ-0100型等γ射線防爆探測器,具有探測效率高使用壽命長的特點。放射源有C060和Cs137兩種,用鉛容器保護。轉換器采用以單片機為核心的電子線路,將探測器檢測到的變化信號轉換成與測量量程對應的0mA-10mA或4mA-20mA、0V-5V標準信號輸出。儀表會按照放射源強度的衰減率自動進行修正。應用后較好地解決了過去使用常規儀表存在的問題,也較好地實現了儀表長周期運行。使用中有時也會發生真假液位的爭議,對此,如果儀表長時間指示較低,可以用一塊厚鋼板或鉛板插在探測器前面,若液位指示上升而撤回擋板指示恢復,可以判斷儀表正常。而當儀表長時間指示滿刻度,可以把探測器拆下靠近放射源盒表面附近,若此時液位指示下降,而探測器緩慢遠離容器表面,儀表指示又逐漸上升,可判斷儀表反映的液位真實。一般γ射線液位計的儀表故障多發生在探測器,原因主要有高壓供電中斷、高壓分壓器分壓電阻開路或短路、光電倍增管損壞等。光電倍增管價格較高,應注意保護。
四、管理與安全衛生
過去由于認識不足,人們談“核”色變,限制了γ射線液位計的推廣應用。實際上放射源都是嚴格按標準要求進行封閉的,衛生防疫部門對射線的安全情況還會定期進行現場實地檢測,不符合國家標準是不允許安裝和使用的,更不可能組織生產。使用γ射線液位計應該注意以下方面:及時和衛生防疫部門、公安部門取得聯系,進行現場射線強度檢測,辦理相關手續;設置安全警示標志;安裝位置一方面要考慮工藝和儀表要求,另一方面要遠離人行過道;工藝設備停車檢修需要進塔入罐前,一定要及時聯系關閉放射源,檢修結束方可打開放射源開關;選購儀表要選擇有實力的廠家,讓制造廠不僅負責儀表的安裝調試,并且負責放射源的維護和回收,因為廢舊放射源的處理也是相當復雜的。
五、結束語
γ放射線測量儀表適用于極端過程條件下其他測量方法無法實施的場合,具有不必考慮被測介質的組分、化學及物理性質,儀表無可動部件,測量準確度可靠,維護工作量小等優點。非接觸式測量也使安裝和調試較為簡便,對于特定場合的液位測量不失為一種較好的測量方法。
參考文獻:
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【關鍵詞】GPS-RTK技術;河道測量;步驟
GPS-RTK技術是一種被廣泛應用于測量和測繪工作中的新型技術,它利用載波相位動態時差分方法,通過基準站和流動站的測量數據信息接收和處理來完成工作,具有高效率、高精度的優勢。隨著GPS-RTK技術不斷被廣泛應用于河道地形圖、河道斷面測量工作中,可以滿足水利工程設計的需要,大大地提高了測量工程的工作效率,快速準確地提供河道的基礎測繪資料和決策依據。
1 GPS-RTK技術的概念
GPS-RTK技術是將RTK基站架設在一個已知點上,持續地發射無線電信號,利用一臺或多臺GPS接收機即時接受基站信號,將基站和流動站構成基線,GPS接收機實時監測,其精準度可以達到厘米級。此測量方法具有速度快、精準度高的優勢,僅需利用一臺GPS接收機和一個基站就能順利完成工程放樣和坐標采集等工作。RTK技術可以迅速測量兩個測量點之間的距離和高度差異等信息,及時為測量人員反映觀測需要用到的三維坐標。目前,RTK技術已經被廣泛地應用于野外勘探測量工作中。
2 GPS-RTK技術的工作原理
GPS-RTK技術的工作原理是利用精準的定位技術,將實時載波進行相位差分的并得到實時動態。GPS-RTK技術可以收集衛星傳送數據,觀測并整理數值和站點坐標信息后將信息傳送至流動站。流動站則有效地采集衛星觀測信息,同時,還收取來自基準站的數據鏈信息,并在系統內做分析處理[1]。兩組數據分別來自采集和接收,再對兩組數據進行實時載波相位差分的處理,最后得出一個精準地定位消息。在RTK數據處理中最主要的方法是差分處理,差分處理將基準發出的數據信息傳送至流動站,流動站的工作人員負責依據數據進行求差解算坐標。
3 GPS-RTK技術的特征
可以說,GPS-RTK技術是一種新型的測量技術,其不但可以精確地定位,還能全面地對測量點進行三維分析。和其傳統的技術相比,GPS-RTK技術具有幾個優勢:①定位非常精準。GPS技術和RTK技術的核心技術是定位功能,結合GPS技術和RTK技術,使GPS-RTK技術具有更精準地定位技術,其測量定位誤差小到能把數據精確到厘米單位,其測量工具也相當安全可靠,并且不會進行誤差積累。當測量半徑達到幾千米或幾萬米時,也照樣能將測量數據精確到厘米單位。②大大提高了野外作業的效率。GPS-RTK技術具有很強的靈活性,且其測量速度相當快,可以大大縮減測量計算的時間,也能直觀等讓工作人員滿足測量精度的空間信息。③自動集成化程度高。GPS-RTK技術的自動集成化程度很高,無論是在室內還是在野外都能精確地測量[2]。流動站的工作人員可以操作軟件控制系統來進行測量,甚至在沒有人工干預的條件下也能發揮測繪功能,這就減免了人工操作的誤差率,使測量數據達到最精確的程度。
4 GPS-RTK技術的操作步驟
可以將GPS-RTK技術的操作過程分為以下幾個步驟:
4.1 設立基準站
基準站對于GPS-RTK技術測量工作相當重要,基準站設立的質量直接影響整個測量工作的質量。建設基準站在進行流動站信息接收過程中非常重要。在使用基準架進行觀察中,對選擇觀測位置的要求非常嚴格。首先,在測量中要確認15°的截止高度角以上的觀測區域里沒有會影響觀測的物體,包括一些具有強電磁輻射源的站點,比如電視信號發射塔、移動信息接收塔等設備。因為,強大的電磁輻射會干擾到GPS-RTK的信號接收,所以,要確保觀測區域的200m半徑范圍內沒有信號干擾源。選擇基準站要設立在穩固的地面,假如地面結構不夠穩固,基準站就容易遭到毀壞,穩固的地面結構有利于進行測量,也能使基準站可以重復使用,基準站周圍應該空曠無障礙物,避免樹木干擾信號的接收和傳輸。
4.2 流動站的工作步驟
流動站一旦處于開機狀態,就會馬上接收到基準站發來的電臺發射信號,而當流動站開始正常地運行時,測量工作也就展開了,這時,應認真、如實地填寫工程的名稱、投影參數的設置、橢球系的名稱等工程信息[3]。投影參數的設置只需填中央子午線;坐標系的名稱,如1954年北京坐標系。填寫好所有信心后按確定鍵完成新工程的建立。進入設置界面后進入電臺設置,選中電臺的通道,切換完成后再退出。在選擇電臺通道過程中要注意使電臺通道和基準站的電臺通道保持一致。再對流動站進行設置,設置差分數據的格式,再校正控制點,求出7個轉換參數,完成參數轉換后進行坐標采集。當開始測量時,在彈出的對話框中輸入正確的點名和天線高,再保存該點坐標。最后進行測量數據文件的輸出,在工程界面上點擊進入文件輸出,選擇源文件。選擇目標文件再重命名,點擊確定鍵完成轉換操作,這就可以得到一份完整的測量數據信息。
5 GPS-RTK技術在河道測量中的應用
5.1 GPS-RTK技術在河道帶狀圖的測量
測量河道帶狀圖時應該選擇合適的地方設立基準站,完成所有的準備工作后就可以開始測量河道帶狀圖。河道的地形和高山區的測量不一樣,水下地形圖測量可以采用RTK技術結合探身儀來采集河道水下部分地形的數據信息。而陸地部分可以應用RTK方法制憲節進行三維點采集,收集測區內已有地形圖進行修測或全面實測,為了使測量結果更精準,測量地物點的同時可以繪制草圖,經業內處理之后再進行地物繪制。最后,將現場采集的三維點信息導入地形圖成圖軟件中,根據外也揮之的草圖按照國家規定的圖式要求進行繪制。
在地形圖繪圖軟件中建立DTM三角網,根據數據文件生成DTM或根據圖面高程點生成DEM。刪除外業采集的不需參加高程建模的三角網,對和符地形特點的三角形需要進行重構,必要的時候可以加入山脊線、山谷線、坎邊線等地性線,使DMT三角網與實際地形保持一致。
繪制高等線時,要根據地形類別和地形圖比例尺條件設置等高距、擬合方式,再根據實際地形進行手動修改生成的等高線,使繪制的等高線符合規范的技術設計要求。
河道帶狀地形圖還需實地測量水利要素和水利參數,例如:對跨橋梁需測量橋面、橋底高程、橋長;對穿堤應每隔一定距離就進行測量堤頂高程和堤寬。
5.2 應用GPS-RTK技術測量河道斷面
河道斷面的測量相對復雜,首先,在已有的地形圖上選取垂直于河道斷面的軸線的斷面位置,把所有位置線輸入GPS手簿中,需要輸入首尾斷點的坐標。然后進行分開實地測量陸地部分和水下部分,并在業內整理時合并數據。陸地部分應用GPS-RTK方法根據GPS手簿記錄位置實地采集數據點,并記錄測點屬性,沿著河道的斷面線方向準確地測量每一個發生變化的地形點,所有的測點間距都要符合測量比例尺和技術設計的要求。水下部分則利用GPS-RTK配合探測儀、測深桿和測繩進行水下三維點數據采集。針對水面寬闊、水深較大的河道,應用測探儀測出水深,針對水深較淺的河段,可以應用測深桿測量水深。
在完成所有測量后,應檢驗測量數據,使用全站儀抽查測量結果,假如測量數據無法達到精度要求咩,則應查找出錯的原因,并及時改正和重測。假如測量數據達到測量精度要求,則應利用專業斷面圖繪圖軟件整理業內數據格式,并繪制河道斷面圖。
6 結束語
GPS-RTK技術是目前應用效果最佳且測量精度最高的新興技術之一,可以迅速獲取三維坐標點信息,而且測量過程中自動集成化程度非常高,大大地提高了測量工作的效率和質量,將GPS-RTK技術應用于河道帶狀圖的測量和河道斷面的測量中可以取得很好的測量效果,雖然GPS-RTK技術還會受到樹木等障礙物的干擾,但是隨著GPS-RTK技術的不斷完善,雙星或多星導航技術越來越先進,GPS-RTK技術將會在河道測量工作中得到更廣泛的應用。
參考文獻:
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篇10
關鍵詞:隧道;GPS;控制測量
隨著我國經濟的快速發展,為了便于人員來往交流和提高貨物的流通速度,高速公路、鐵路的建設任務越來越多,同時需要修建的長大、特長隧道也越來越多。如何有效地控制好隧道的貫通誤差,無論是從經濟方面還是從技術方面考慮都顯得越來越重要。目前,以電磁波測距儀、全站儀為代表的測繪技術快速發展,使勘測手段得到很大改進。然而,隨著GPS(全球定位系統GlobalPositioningSystem)技術的問世及其被廣泛應用于勘探領域,勘測設計與施工必將取得更大的改進。本文根據以往控制測量經驗,結合秦嶺某隧道實際測量情況,研究長大隧道的洞內平面控制測量方法。
1、工程概況
某隧道所處的地理位置具有自然環境復雜、植被茂密、氣候條件差、交通十分不便及測區相對高差大、控制點不易布設等不利條件。隧道由兩座基本平行的隧道組成,兩隧道中線水平間距為28m,垂直距離2.4m。線隧道全長16.85km,隧道進口端洞口高程約863m,出口端洞口高程約981m。II線隧道全長16.71km。隧道進口端洞口高程約865m,出口端洞口高程約983m。隧道兩端洞口均位于半徑為450m的曲線地段。本文的討論是以線隧道為例。
2、洞外平面控制測量
考慮到隧道所處地理位置的實際情況,如果采用常規的三角控制測量,工期長且精度也難以保證,所以應用GPS技術進行平面控制網設計,這樣不僅可以滿足隧道貫通精度,而且有利于施工測量、減小施工強度??刂泣c正確合理的選擇有助于GPS外業工作的順利進行,提高測量結果的可靠性,同時也為后續施工提供可靠便利條件??刂泣c選在四周較開闊且穩定的巖石上,以便滿足接收衛星信號的要求,控制點遠離高壓線附近以減少電磁輻射源的影響,每個洞口有4個控制點是為了后續施工放樣的檢核和控制點穩定性的檢驗,每個洞口兩相鄰控制點間的距離在300~500m之間且相互通視,便于全站儀的施工放樣。
本文鑒于隧道特點,應用原有的4個控制點(A1~A4)和在隧道兩側布設的6個GPS控制點(B1~B6)共同構成了洞外平面控制網??刂凭W如圖1所示。
由表1、表2可知:基線閉合差的異步、同步環閉合差的最大值分別為2.431!10-6和1.963!10-6,都小于允許值5!10-6。平差無約束、約束平差最弱點點位誤差分別為1.19cm和0.18cm,都小于允許值5cm,平差無約束、約束平差的最弱邊相對誤差分別為1/105000和1/163000,都小于允許值1/80000。
結果表明基線閉合差和平差的精度都完全滿足規范和施工的要求。
2.2邊長檢測
為了檢驗GS在隧道控制中的精度,將實測邊長與GS邊長進行比較。利用T型號的全站儀觀測3條邊,與GPS網平差反算邊長進行比較,如表3所示。
由表3可知B1 B2、B2 B3、B3 B1的邊長相對誤差分別為1/185444、1/142625和1/601967都小于允許值1/80000。
結果表明應用GPS采集的數據,經過科學合理的處理,所得結果是十分可靠的。
3、洞內平面控制測量
由于隧道的距離大,全站儀的最優測量距離一般為300~500m,所以洞內控制點不能一次測完。只能采取掘進一段距離,增設一個新點,每布設一個新點就要從支導線的起點開始全面重復測量。為了滿足精度要求,避免出現測量粗差,導線布設方式有雙導線布設形式(見圖2(a))、左右雙導線網布設形式(見圖2(b))和線叉導線網布設形式等(見圖2(c))。
雙導線布設使兩條導線測量形成公共點或公共邊,構成檢核條件。左右雙導線網布設是充分利用雙洞隧道之間的通道,使左右洞的導線網通視并聯測,以此檢測所布設的導線網的精度是否滿足設計規范要求。以上2種布設一般要經過多組點測量后才能構成檢核條件,如果發現數據不能閉合,不能準確地判斷出是哪個控制點測量出現了問題,需要對雙導線網重新測量,增加了測量作業量。線叉導線網布設是利用每次新增加的控制點,做為一組對稱點,每點通過不同的控制點可計算出兩組坐標數據互相檢核,最后還可通過兩點的間距再次檢核。這種布網方式,可以準確快捷地發現測量粗差,采用嚴密平差法處理數據,還可以提高整個導線網的精度。
為了提高橫向貫通精度的要求,洞內布設嚴格遵守二等光電測距導線的各項要求和精度指標,洞內導線布設為:單隧道采用線叉導線網布設,利用兩隧道間具有通道的便利條件又以左右雙導線網布設進行測量,這樣可以更好地滿足精度要求。如圖3所示。
洞內導線的布設情況:
洞口點位:距洞口20m左右,這樣可以有效地減弱觀測時洞內、外光線對比度,洞內滿足通視條件。洞內第二排點位:距洞口250m左右,可以避免因洞內、外氣象條件差異和全站儀最優觀測距離產生較大誤差。
洞內導線邊長約450m,目的是把測量范圍控制在全站儀的最優測量范圍內。
同一排兩點位的距離約2.5m,最大范圍的提高測量精度。
兩點距隧洞壁面的距離約為0.5m,是為了避免洞內施工建筑物的遮蔽以及盡可能的減小對施工車輛通行的影響。
測角中誤差和控制測量等級與橫向貫通中誤差的關系可由下式求得:
m2=(mL/)2(n+3)/12.
式中:m為橫向貫通中誤差,根據鐵路測量規范m=200mm,m為測角中誤差,L為兩開挖洞口間長度,n為導線邊數,洞內導線邊長按450m計,n=68500/450=38。
由式(1)求得:m=1.19。根據鐵路測量規范可以確定洞內平面控制測量為二等導線。取二等導線測角中誤差m=1.0,反算求得橫向貫通中誤差m=158.3mm
可見,為了滿足規定的洞內貫通中誤差要求,洞內平面控制測量等級應為二等,相應測角中誤差為1.0。
依靠GPS技術的洞外平面控制測量高精度測量和好的洞內導線布設,在測量過程中嚴格按規范進行測量,測量結果其橫向貫通誤差為9mm,高程貫通誤差為3mm,取得了良好的測量成果和社會效益。
4、結束語
應用GPS技術在地形復雜山區進行高精度洞外平面控制測量的方法,具有速度快、精度高和可靠性好等優勢,所采集數據經過適當的起算條件經平差后,短邊邊長精度可達到5mm以內,各項精度指標均滿足規范和工程要求。為確保具有良好圖形強度和保證隧道的貫通,GPS平面控制網宜采用邊連式或網連式布設。洞內平面控制測量方法的選擇對測量精度具有重要的影響。采用左右雙導線網布設和線叉導線網布設聯用的方法,可以準確快捷地發現測量粗差,可以提高整個導線網的精度,達到規范的精度要求,是洞內平面控制測量中一種比較好的方法,缺點是測量過程中比較繁瑣,有時甚至影響到施工。
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