無損檢測技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇無損檢測技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

科技的進步推動了技術的發展，超聲波探測技術和雷達探測技術在相關領域中發展日趨成熟，該技術現階段已經應用到了水利工程的質量檢測當中。現階段，在水利工程質量檢測行業中應用到的無損檢測技術主要有回彈法和超聲波法以及取芯法，信息技術發展和網絡資源共享以及跨領域探究合作使得雷達技術和波動技術以及電磁波技術等多種無損檢測方法也加入到了建筑質量檢測當中。與此同時，支持這些現代化無損檢驗技術運行的相關設備和儀器的科學技術含量也隨之提高，大量的數字化檢測設備和智能化的檢測儀器也在水利工程質量檢測的實際工作中投入使用。

2無損檢測技術在水利工程中的應用

2.1回彈法檢測技術

2.1.1回彈法檢測技術原理在回彈法檢測技術當中的主要的工具是彈簧和重錘，由彈簧的彈性形變來提供彈性勢能推動重錘做功，重錘帶動傳力桿對建筑的混凝土表面進行敲擊，然后測出彈簧的在這個測量過程中的位移，最后通過計算算出具體數值，并將所得數值與相關的指標進行比較，最后判斷出混凝土的強度的大小。該方法進行測量的好處是可以獲得理想的測量結果，即該測量技術可以對混凝土的質量和均勻程度進行準確的反應，同時等夠保證被測墻體的完整性和原有使用性能。2.1.2回彈法檢測技術的應用①必須保證被測混凝土表面平整、清潔，杜絕疏松、污垢等問題的存在；②每個被測結構測區范圍應進行控制，若被測結構表面尺寸過小，則可適當減少測區數量，相鄰兩個測區距離應控制在2m；③檢測時，回彈儀軸線與混凝土檢測表面垂直，通過緩慢勻速施壓，避免因用力過大或突然沖擊造成破壞；④在測區內均勻布置測試點，測點外露鋼筋距離保持在30mm以上，值得注意的一點是，測點不能設置在氣孔或外露的巖石上；⑤回彈值測量完成后，選擇最佳位置進行碳化深度值的測量，并取其平均值；⑥計算回彈值時，應從被測區所有回彈值中，去掉3個最大值和3個最小值，取剩下回彈值的平均值。

2.2探地雷達檢測技術

2.2.1探地雷達檢測技術原理在應用雷達檢測技術進行水利工程質量檢測過程當中，主要是通過相關技術手段將寬頻帶的短脈沖輸送到地下，與此同時具有相應強度的電磁波就發向地下，但遇到不同的導電介質的時候，電磁波會做出相應的反應，或者反射回來，或者出現散射現象。并且雷達會將信號的發射和接收過程都記載下來，所以通過對這些電磁波的振幅和往返時間等可以對建筑工程的內部質量和狀態進行細致的分析。2.2.2探地雷達檢測技術的應用①對構造進行檢測時，沿構造兩側布置對應的測線；②為便于數據采集，需要選擇好所需的雷達設備，在此之后，則可采用連續探測方式進行采集：③檢測時，雷達天線要緊貼被測對象，沿設定好的測線向前移動，隨高頻電磁脈沖發射而出，在結構內部電磁脈沖與不同電性分界面相遇，便產生反射波，并被天線接收，經轉換卡將脈沖信號轉換成數字信號，再經過電腦的數據處理，最終得出被測對象的剖面圖。

2.3超聲波法檢測技術

2.3.1超聲波法檢測技術原理何謂超聲波?超聲波是指在超聲以波動形式存在并在介質中傳播的機械振動，頻率范圍控制在20～200000Hz，若頻率超過20kHz時即為超聲波。利用超聲波對混凝土結構進行檢測，主要是依據超聲波的瞬間應力波原理，在混凝土等非金屬材料中，超聲波通常為20～500kHz，檢測頻率較低；與之相比，在高靈敏度的金屬材料中，超聲波檢測頻率通常為0．15～20MHz。正是因為超聲波具有較強的傳播能力，在進行水利工程無損檢測中，超聲波具有良好的指向性能，加之超聲波對人體無害、成本低、適應性強等優點，超聲波法檢測技術可應用于各類工程各種材料的無損檢測工作之中。2.3.2超聲波法檢測技術的應用單面檢測法主要應用于截面較大的構件，且該混凝土結構中僅有一個表面可安放探頭的情況；雙面檢測法則應用于截面不大的構件，混凝土結構兩側均能安放探頭的情況，檢測時，發射探頭和接收探頭需同時沿構件兩側均勻移動位置，以便測出不同位置的聲波參數。除了以上的幾種做法還有多種技術可以應用到超聲波的檢測當中，在鋼筋混凝土建筑中“超聲波表面坡傳播”“首波相位變化”以及“沖擊回波法”等其他技術也可以對其裂縫進行檢測，并且也可以測得較為精確的具體的混凝土的裂縫深度。

3結語

篇2

混凝土無損檢測（NDT：Nondestruetive Testing）是指在不破壞混凝土內部結構和使用性能的情況下，利用聲、光、熱、電、磁和射線等方法，直接在構件或結構上測定混凝土某些適當的物理量，并通過這些物理量推定混凝土強度、均勻性、連續性、耐久性和存在的缺陷等的檢測方法。

實踐證明，由于具有不破壞混凝土結構構件，操作簡單、費用低，不受結構物尺寸和形狀限制，可對重要結構部位長期監測等諸多優點，混凝土無損檢測技術已經得到越來越廣泛的應用，也必將有更大的發展。

1 進一步擴大混凝土質量無損檢測內容及使用范圍

混凝土檢測技術是多學科多領域緊密結合的產物，從20世紀30年代人們就開始研究混凝土無損檢測方法。材料學和應用物理學的發展，為無損檢測技術提供了理論基礎；電子技術與計算機科學的迅速發展，又為無損檢測技術提供了現代化的測試手段。

隨著人們對建設工程質量的關注，國家頒布了《建設工程質量管理條例》，明確了建設單位，勘察、設計單位，施工單位和監理單位的責任和義務，并提出了主體結構工程、地基基礎工程在設計文件規定的合理使用年限內長期保修和對事故責任人終生追究法律責任。住建部也全面貫徹有關標準的強制性條文，進一步完善了建設工程的標準體系和明確了質量管理的技術依據。這些措施的落實，使無損檢測技術在建設工程質量管理中的作用和責任日益明顯。這是因為工程質量是由一系列工程技術指標來體現的，這些指標的量化值又是通過檢測來獲取的，如果檢測結果不準確則必將對工程質量造成誤判。目前施工質量控制和驗收還僅僅建立在前期材料試件檢測和外觀檢測的基礎上，但結構物的原位質量才是實際的工程質量，而原位質量只能通過無損檢測的手段來獲取，

另外，隨著無損檢測技術的迅速發展和日臻成熟，它不但已成為工程事故的檢測和分析手段之一，而且正在成為工程質量控制和構筑物使用過程中可靠性監控的一種工具?？梢哉f，在整個施工、驗收及使用過程中都有其用武之地。在以往的研究中主要集中在強度檢測和缺陷探測兩方面，為了滿足新的需要還應進一步開拓新的檢測內容，例如，混凝土耐久性的預測、已建結構物損傷程度的檢測、早期強度檢測，高性能混凝土強度及脆性的檢測等等。只有不斷拓展無損檢測的檢測內容和使用范圍，才能有效保證建筑產品混凝土質量及強度，確保建設工程質量安全。

2 積極拓展混凝土無損檢測新途徑

無損檢測技術經過幾十年的發展，已經在混凝土檢測方面得到較為一定程度的應用。但是，隨著檢測內容和使用范圍的不斷擴大，必將產生出無損檢測的新技術、新途徑。目前，已有技術主要集中在測強和測缺兩方面。

在混凝土強度檢測方面：如何提高強度檢測的精度仍然是主要的研究方向。

應該看到，在過去的20年中，測強技術進展不大。究其原因，除了混凝土強度的影響因素太多、太復雜之外，還因為過去的研究工作主要集中在超聲和回彈等方法上，思路不夠開闊。從理論上來說，超聲、回彈測強主要是建立在混凝土應力應變與強度的相關關系上的，而與混凝土強度相關的因素很多，在實踐中應該擴大探索的范圍，以便綜合更多參數，確保檢測精度。半破損方法的檢測結果比較直觀可靠，許多工程都采用無損方法作為普遍測量的手段，而用半破損方法作為校核手段，兩者的結合無疑可提高檢測精度和檢測效率，但如何合理結合是需進一步研究的關鍵問題。

此外，無損測強方法所推定的混凝土強度，與按混凝土立方體強度標準值所計算的強度等級之間的統計關系需要進一步明確，以便使無損檢測的評定結果與試件評定結果具有等效性。

在缺陷檢測方面：超聲測缺技術近年來進展較快。

在測試結果處理技術方面，可以說正在進入一個新的飛躍，即由數理統計方法進入信息處理技術的新階段。數據處理與信息處理的含義有所不同，前者主要是對大量測試數據分析處理，歸納有關規律，它主要運用數理統計的基本理論；而信息處理則是指信號的變換、分離、濾波、頻譜分析、成像、存儲、記錄等方面的技術。例如CT成像技術、頻譜分析技術、神經網絡技術等近年都已越來越多地被無損檢測研究者運用，在所發表的研究論文中占有相當大的比例，并已運用于工程檢測，使檢測結果的直觀性和可靠性大為提高。此外，一些新的物理方法將會更多用于缺陷探測，例如，雷達技術、紅外遙測技術、沖擊回波技術等。

在檢測儀器方面：我國的非金屬超聲檢測儀已達到國外同類產品的先進水平，有些儀器甚至已處于領先地位，但其他方法的儀器則相對落后，隨著其他檢測方法的研究和應用，儀器也必將隨之發展。

技術規程的編制也是大力推進無損檢測技術的重要保障因素。因為它一方面是對該項技術研究成果的總結和提高，另一方面又是對該項技術的促進。目前我國雖然制訂了無損檢測的部分技術規程，但尚未形成體系，今后應將無損檢測規程納入混凝土及鋼筋混凝土檢測體系中統一規劃逐項落實。

3 大力加強無損檢測技術隊伍建設

篇3

【關鍵詞】道路工程；無損檢測；評價技術；現狀與發展

【Abstract】With the continuous development of science and technology， advances in road detection technology and equipment with each passing day. NDT road because of rapid， non-destructive， accurate and so more and more popular within the industry. Aiming at the current status of non-destructive testing technology and future trends start on the road. It describes the current application of the main non-destructive testing technology， road radar， optical fiber sensing， automatic image recognition and falling weight deflectometer， while the laser detection technology， development and application profiler were introduced.

【Key words】Road works；Non-destructive testing；Evaluation techniques；Situation and Development

1. 概述

（1）路基路面從運營開始便會產生各種疲勞及損害，使用后期便表現出路基路面脫空、沉陷、唧泥、裂縫、坑槽等典型損害，但到目前為止，在對道路無損檢測技術的檢測與監控效果方面，研究者觀點不盡相同，至于采用何種無損檢測技術最有效，國內學者還尚未達成共識。

（2）現階段，我國針對路基路面病害尚無理想、穩定的監測方法，通常病害形成后才能得到維修養護。我國道路無損檢測技術種類眾多，每種無損檢測技術都有自己擅長的病害檢測類型，而且至今還沒有準確檢測深層路基路面隱形病害的無損檢測技術；如果單獨開發新型無損檢測技術，既費時又費力，關鍵也不是我們擅長的領域。因此，我們可對目前道路無損檢測技術進行綜合評價，有必要時做適當改進，找出快速有效的無損檢測手段，及早檢測出道路結構層中存在的隱形病害，并對其采取針對性的養護措施，具有十分重要的意義。

（3）我國對道路無損檢測技術和設備進行了一系列的探索研究，取得了一定的研究成果，包括：路用地質雷達技術、光纖傳感監測技術、沖擊反射波技術、超聲波技術、落錘式彎沉儀、斷面儀、激光檢測技術、瞬態瑞雷面波分析技術等，檢測方法眾多，工作原理和檢測條件各不相同。

2. 主要無損檢測技術介紹

2.1地質雷達技術（GPR技術）。

（1）地質雷達技術以電磁場理論、電磁波傳播理論、地球物理學和現代信號處理技術為基礎，在我國應用時間并不長。地質雷達技術作為一種連續且快速的道路無損檢測技術，現階段主要用于路面結構層厚度，但也開始用于路面脫空、斷板等病害檢測，但由于測量精度和穩定性稍顯不足，探地雷達技術很少用于路面裂縫檢測。

（2）地質雷達技術通過發射天線往地下發射高頻率、寬脈沖電磁波束，電磁波在路面結構層內傳播時以指數形式衰退，且頻率越高衰減越快。假設路面結構是一個層狀且各向同性的均勻介質，當電磁波遇到各結構層的界面或異常后會發生反射，傳播路徑也相應發生變化，通過反射波變化特征、地面反射波與地下反射波時間差等參數，進而得出路基路面病害的埋置深度和病害類型。

（3）20世紀70年代，美國開始將地質雷達技術用于道路檢測，并相應的展開了一系列研究；1985年，美國聯邦公路局對地質雷達進行了車載試驗，隨后高頻率和空氣耦合性高的地質雷達開始用于檢測路面結構層厚度、路基路面脫空、路面病害位置等，并獲得成功，極大的提高了路面檢測效率。近年來，美國將地質雷達進行了改進，可用于診斷路面病害類型，效果較好。

（4）20世紀90年代初期，丹麥、瑞典等國開始將地質雷達技術用于道路檢測工作；隨后，芬蘭開始引進地質雷達技術，主要用于高速公路的質量評定和檢測，可用于探測地下空洞、脫空和路面裂縫。

（5）我國在20世紀70年代開始研究地質雷達探測技術，但20世紀90年代中后期才將其用于路面病害檢測，目前該技術在我國應用較為普遍，可成功對路面結構層位、路面病害位置進行檢測，但對深層路基病害、路面病害類型的檢測有待于進步研究，主要表現在探測深度有限、精度不足。

（6）大連理工大學的蔡迎春和鄭州大學的王復明等建立了地質雷達電磁波在路面結構中傳播的二維時域有限差分（2D-FDTD）方程，探索研究了探地雷達用于半剛性基層路面裂縫檢測的可行性，結果表明：當半剛性基層出現裂縫后，雷達反射波會在路面結構層間出現一個負反射波，且波幅隨著裂縫寬度的增加而增大；高頻、低噪音的探地雷達技術可用于檢測半剛性基層產生的各種裂縫；當基層裂縫寬度大于1cm時檢測效果更好。

（7）黃淮學院的李修忠通過理論分析和物理數值模擬，對多層均勻介質中垂直裂縫模型的雷達波場特性進行了研究，結果表明：基于垂直裂縫模型的探地雷達技術可對高速公路路面以下1m深度范圍內的隱形裂縫進行準確測定，能快速對高速公路的工作情況進行監測與監控，可對工后維修養護工作提供重要參考。

2.2光纖傳感技術。 光纖傳感檢測技術的工作原理是通過充分利用某些物理量的敏感特性并將外界物理量轉換成光信號，最終達到測量的目的。國內的光纖傳感檢測技術經過了三十多年來在多個領域的應用，舉得了突破性的發展。光纖傳感檢測技術可以有效地檢測道路和橋梁使用現狀和破損狀況，包括路基路面脫空、路表坑槽、應變特性、預應力混凝土內部應力等。相對傳統的傳感器而言，光纖應變傳感器靈活輕便、樣式齊全，最關鍵的是它受外界環境和被測對象影響較小，而且能夠承受高壓、腐蝕、易燃易爆等特殊境況，實用性非常強。然而，光纖應變傳感器的市場價格要比一般的傳感器高出很多，這給光纖應變傳感器在道路和橋梁檢測工作中的推廣帶來了很大的阻力。

2.3數字化圖像識別技術。數字化圖像識別技術可將路面病害以圖像的方式展現出來，形象直觀，使人們更方便的觀察到路面的使用現狀。該技術要依次對數據進行搜集、編碼、圖像數字化處理，通常包括圖像收集子系統和圖像解釋子系統。圖像數字化處理能實現對圖像的分割與組合，能對圖像進行形象化的描述?，F階段典型的路面數字化圖像檢測系統有ARRB交通研究所和美國PAVEDEX公司開發的路面信息檢測車。

2.4落錘式彎沉儀。落錘式彎沉儀是國際上較為通用的路面無損檢測技術，應用較為廣泛，通過產生荷載脈沖來模擬行駛車輛車輪荷載的影響，用于測定在動態作用下產生的動態彎沉和彎沉盆，可與其他路面檢測設備一同評價路面的使用性能。鄭州大學的王復明教授將落錘式彎沉儀（FWD）用于高聚物注漿修復技術中，FWD具有試驗檢測速度快、數據處理速度快、精度高、重復性好等特點，能較好的模擬實際行車荷載對路面的作用。

2.5激光檢測技術。激光檢測技術是一種新型的無損檢測技術，不僅具有高亮度和高分辨率，還具有較好的方向性、相干性和衍射性。激光檢測技術在路面檢測中采用的原理主要是激光的光反射原理、光衍射原理和光時差原理，激光的光強越強則光電流越強，當光強發生變化時光電流也相應的發生變化，根據所標定的光電流與位移的關系，通過光電流的變化反算彎沉和位移的變化量，當作為路面檢測技術是正是利用了這一原理，因此，激光檢測技術可用于測量裂縫深度、彎沉、車轍和平整度等參數。

2.6斷面儀。平整度是路面使用性能的最重要的指標之一，直接影響到行車舒適性。平整度的測試設備有兩大類：反應類和斷面類。反應類的代表設備為顛簸累積儀，它測量后軸同車身之間懸掛系統的位移，當位移累積一定量后，就送出一脈沖信號給電子計數器。但此類設備有一顯著缺點：必須經常標定以確保測量結果的準確性。斷面類設備直接沿行駛車輛的輪跡測量路表高程，得到路表斷面，通過數學分析后采用綜合統計表征其平整度。以前主要用的是水準測試和梁式斷面儀，雖測試簡單、直觀，但測試速度較慢。近年來，人們逐漸采用激光斷面儀來評價路面的平整度。

3. 發展趨勢探討

與國外發達國家相比，我國道路無損檢測技術發展相對落后，目前尚不能單獨用于高精度的隱形病害檢測。比如地質雷達技術可用于準確檢測水泥混凝土板的脫空、橋面鋪裝層剝離、路面厚度、路面坑洞等，但目前為止尚不能準確給出脫空邊界、路面隱形裂縫等；比如落錘式彎沉儀，可用于評定路基路面彎沉、橋面鋪裝剝離判定，但往往需要采用不同的檢測方法來相互印證；再比如激光檢測技術，大大提高了檢測數據的精度，但是由于路面狀況復雜多變，必須對所測結果的可重復性、可再現性進行深人研究，歐洲和美國均進行過較大規模的可重復性和可再現性研究，并在其所使用的設備類型和品牌之間建立了相關關系，目前在我國使用的激光斷面儀有多種品牌，但還沒有進行過再現性研究。

4. 綜上所述

4.1雖然我國道路無損檢測技術眾多，但還未形成標準化路面檢測設備，同樣也未制定供道路工作者參考的與道路無損檢測相關的技術標準或規范。因此，有必要對我國現階段的道路無損檢測技術進行綜合評價，找出快速有效的路基路面檢測方法，及早發現路面隱形病害，及早進行針對性維修養護。

4.2因此，可以預見，道路無損檢測技術未來發展方向為：

篇4

關鍵詞:無損檢測 路面檢測 雷達波

一、無損檢測技術及原理

1.超聲波無損檢測技術

超聲波是一種頻率高于人耳能聽到的頻率的聲波,它在傳輸過程中服從于波的傳輸規律。超聲波路面檢測技術主要是通過發射超聲波到材料介質,接收反射波的相關參數,進而判斷結構內部破損情況的一種新型無損檢測方法。

2.激光檢測技術

激光檢測技術是近幾十年來發展起來的新型無損檢測技術,它之所以能得到廣泛應用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特點,激光技術在路面檢測中的應用主要利用激光的上述的特性。

3.圖象技術

圖象技術包括紅外成像技術和激光全息圖像技術。前者主要是利用不同材料介質導熱性能不同的原理,利用高精度的熱敏傳感器可以檢測結構物內部的熱傳導規律和溫度場分布狀況,將檢測得到的數據圖象化,從而將結構內部狀況呈現出來。

4.頻譜分析技術

頻譜分析檢測技術的基本原理是分析在不同介質中傳播表面波的頻率特性。在路面結構表面用一力錘施加瞬時的垂直沖擊,就可以產生一組以振源為中心的具有各種頻率成分并沿地表一定深度向四周傳播的瑞雷面波,通過調整力錘重量或不同的錘頭可以獲得含有各種頻率成分的瑞雷面波信號,在不同位置設置傳感器可以檢測到波傳播的頻率,借助于頻域的互譜分析和相干分析技術,可以達到測試不同深度分層介質力學參數的目的。

二、無損檢測技術的意義

眾所周知,傳統的方法是根據規程隨機選點,鉆孔取樣、進行室內分析處理,從中獲取各種工程參數。然而,這種常規方法存在一定的局限性,因此,如果能夠研究開發出無損、快速、直觀、能顯示道路內部狀態的檢測設備和技術手段,必將使道路建設質量和養護管理水平進人一個新的水平。開展路面無損檢測與評價技術研究,將在控制道路施工質量、深入認識路面長期使用性能、改善路面設計、優化道路改造方案及提高路網養護水平等方面具有重要意義。

三、路面雷達測試

雷達發射電磁脈沖，并在較短時間內穿透路面，脈沖反射波被無線接收機接收，數據采集系統記錄返回時問和路面結構中的不連續電介質常數的突變情況。路面各結構層材料的電介質常數明顯不同，因此，電介質常數突變處，也就足兩結構層的界面。根據測知的各種路面材料的電介質常數及波速，則可計算路面各結構層的厚度或給出含水量、損壞位置等資料。探地雷達檢測瀝青路面厚度，路面脫空、裂縫、陷落、空澗等病害。其檢測速度可達80km／h以上，最大探測深度大于60cm。目前在公路無損檢測方面，探地雷達已取得了較好的效果，而且還有更為廣闊的應用前景。路面雷達的測試速度與采樣頻率直接相關，通常約60km/h左右?？梢哉f，路面雷達為路面厚度測試、相對高含水區域檢測、結構層完整性判定等提供了難以替代的手段。目前的路面雷達在瀝青砼面層厚度檢測上的精度約為3%，在水泥砼面層厚度檢測上的精度約為5%。路面雷達的應用，除了雷達天線本身的精度外，后處理軟件也非常關鍵，可以說，設備提供了檢測的手段，而軟件決定了應用的廣度和深度，應當引起國內用戶足夠的重視。另外，根據雷達測試數據分析路面結構的壓實度和含水量也是一個研究方向，目前國內尚沒有見到公開發表的實際應用情況的論文或報告。數據分析與評價目前我國的公路科研和管理部門在綜合各項檢測指標，分析路面病害原因，評價其使用性能，并提出相應的養護措施方面已經建立了自己的體系。但近年來早期建設的道路開始進入了大中修或改建的高峰期，新建高速公路的一些路段也出現了早期損壞；與此同時，新型檢測設備不斷涌現，提供了更豐富、更精確的信息。因此，如何更好地利用自動化的無損檢測技術和分析方法，評價路面使用性能，深入分析病害產生的原因，以提出經濟上優化、技術上合理可行的維修方案，對于創造更好的社會效益和經濟效益是至關重要的。

四、路面雷達檢測系統設計

目前國內使用的路用雷達檢測系統主要是靠引進外國的設備，費用昂貴，而該項檢測技術目前在國內外路面結構質量無損檢測中有著廣闊的應用前景和工程實用價值，所以開發研制雷達檢測系統具有重要的實際應用價值。

1.系統設計主要結構及功能

路面雷達檢測系統主要硬件結構主要由固體共振腔、發射與接收天線、時窗記錄儀、數字處理與波形顯示、打印等部分組成。

1)第一部分是固體共振腔。這是雷達的核心部件，產生脈沖高頻電磁波，它是一種特制的固體共振腔，產生的頻率可達到2GHz以上。

2)第二部分是天線。它分發射天線與接收天線兩部分，發射天線是將波源的高頻電磁波定向向路基路面發送的主要器件，要求定向性好、發射穩定、功損小，這是一般材料天線所達不到的。

3)第三部分是時窗記錄器。是發射記時脈沖的主要器件，又稱時間窗，采樣收發時間，完成雷達測量時間的主要工作。

4)第四部分是計算機數字處理與波形顯示。它能直觀、可視地將處理數據以三維波形圖形式顯示在屏幕上。

2.硬件設計實現的要點

由于雷達波本身穿透能力強，在雷達測厚方面可以滿足不同探測深度的要求。從公路需求方面來講，測厚時更關注路面層的測量精度問題，因為測量的厚度越淺，對檢測系統的分辨力要求越高，設計時必須考慮這一點。

1)固體振蕩器的選擇

雷達源是雷達檢測技術的核心部件。它主要由體效應管、諧振空腔、散熱器以及短路活塞等組成晶體效應振蕩器，也叫固體振蕩器。要求共振腔振源穩定、壽命長、激發的頻率能滿足測試精度要求。

2)發射接收天線的選擇

雷達天線過去用于軍事為多，天線體積大、質量重，顯然不能滿足路基路面的檢測需要。因而，對于公路測試用的天線需要專門設計。公路型天線一般為小型，要求損耗小，發射穩定，接收不失真，對于不同的用途，需要使用不同的工作頻率。

3)抗干擾處理技術

抗干擾處理技術也是一項重要的內容。從硬件設計來說，要求雷達天線特制成空氣耦合聚焦型，并做成橫向電磁波喇叭型，這種設計主要考慮到天線工作時需要懸空，電磁波發射后遇到空氣會影響發射與接收器品質。

4)時間記錄器的設計

時間記錄器的設計與測量深度有關，一般根據測量深度來考慮，雷達探測深度愈深，其時間記錄器設計相應亦愈長，探測深度愈淺，則時間記錄器設計相應亦愈短。由于時窗記錄器測量時間的精度直接影響到測量深度的準確性，所以設計時應考慮將其設計成可調的，能夠根據測量深度的不同選用相應測量時間檔，以滿足測量精度的要求。

篇5

關鍵詞：樁基；無損檢測；發展；優勢

Abstract: due to the modern infrastructure construction of requirements and standards with the progress of science and technology promotion, the quality detection means also has developed rapidly. This paper pile foundation nondestructive testing of achievements in research at home and abroad are introduced, and two kinds of testing technology (dynamic measurement method, low strain launch wave method) development, analyzes the foundation pile nondestructive testing technology in actual application of their respective advantages, which mainly includes the transverse wave method, double speed method, super shock hair and longitudinal impedance profile analysis.

Keywords: pile foundation; Nondestructive testing; Development; advantage

中圖分類號： TU473.1 文獻標識碼： A 文章編號：

1 引言

樁基無損檢測技術屬于工程物探發展出來的一個新領域，不僅成為隱蔽工程質量檢測的一種重要手段，工程監理質量評估的重要依據，而且將還成為公路和鐵路建設基樁工程中一種必不可少的質量檢驗手段。但是目前中國還存在大量碼頭、橋梁、公路和鐵路橋樁基尚未徹底檢測的，而且進行尚未普及檢測和評估服役期的基樁的樁身質量，也沒有形成較成熟的技術標準[1]。

樁基檢測技術

2.1低應變發射波法

（1）反射波法技術原理

基于Hessein的一緯動力學理論發展而來的動測法目前應用最為廣泛，該技術及應用的發展越來越成熟。其測試原理也在于此，某一急震力作于樁頂時，會使樁身產生縱向振動，而當應力波通以樁身為介質進行傳播的過程中受到變異波阻抗時，自然會產生反射和投射效應，這種反射信號會由安裝在樁頂的傳感器接收及先關的儀器收集記錄，再通過計算機軟件處理分析獲得波形和頻譜曲線[3]，最后根據波動理論進行分析樁身結構質量，對樁基工程質量做出客觀的評估。然而因為手錘敲擊的震擊力相對小，一維波動理論本身也存在局限性，因此反射波法在實際應用中存在某些缺陷，比如有效檢測深度不足、信號分析帶有較強主觀性、容易受次生反射信號干擾等。

（2）反射波法技術發展

工程師研發出新的改善方法，提高了測試精度，也增強了反射波發的實用性。目前應用前景相對可觀的方法有Johnson等人1996年提出的“雙速度法”。其測試原理：沿樁身縱向布置兩個加速度傳感器，并同時測量這兩點加速度的時域曲線[4]，根據Lundberg等人提出的實測樁身兩點的應變分析出樁身內的上、下行波的理論，通過速度與應變的關系得到下行波的計算公式[5]，再通過兩點間距與時差計算出樁身內的波速，從而分離出有效的上行波。實際操作中，2點的實測數據推測出波速之前，必須經過手動或自動調制。由美國PDI公司開研究開發出的儀器及其軟件可支持雙通道測量，且自動得出上行波。此法尤其適用于對樁頂端連接有上部結構的基樁進行質量檢測。而實際案例中，布置多傳感器的情況大多數僅用于計算波速，并沒有很好地利用實測數據。

“雙速度”法也存在一定應用條件：①基樁露出段不低于1.5m，以供傳感器安裝；①信號分析相對復雜。為了克服實際工況條件的各種不利因素，需要使用者不斷總結并積累經驗，努力做到能根據具體情況進行改進和調整測試方法，因此應變性要求較高。

1）橫波法。橫波法是在樁地段和下端附近或位于樁身同側分別安裝1個速度儀，在樁側橫向擊震產生1個同時向上和向下傳播的彎曲波，其信號分別有2個方向上終端安裝的速度儀接受并記錄下來，即時顯示時域分析結果。其優勢在于因為剪切波傳播速度遠比縱波慢，從而不僅可獲得較高的分比率而且其盲區直徑較小，有效解決了大直徑的小應變測試問題。田冬俊利用Visual C++開發工具編寫過縱波和彎曲剪切波的綜合擬合程序。目前正在實驗階段的研發工作還在進行，以期開發出操作簡便的擊振設備，提剪切波信號。

2）超震波法。沿樁測共線等距布置多個接收器，當震擊樁頂端或樁身時，便可測得質點速度隨時間變化的曲線圖?？梢酝ㄟ^改變深度，復測獲得直達波和反射波的到達時間。平滑連結直達波到達的所有波峰點及反射波的所有波峰點，兩條連線的交點為樁底或者缺陷點。超震波法由于需要安裝多組傳感器，因此需要較大的樁身暴露長度，在實際工程中很難保證滿足；對于長時間海水侵蝕及大量的水生生物附著的碼頭樁基的檢測，可能由于樁基表面不能達到平整度要求而很大程度地限制了超震波法的實用性和可信度。

3）縱阻抗剖分析法。由法國房屋和公共工程研究中心（CEBTP）和Paquet在1991年提出的，他們首先通過實測導納曲線獲得與基樁半徑相同的無限長的虛擬基樁的理論導納曲線，再經過相減得出由于缺陷或樁底反射形成的導納曲，進一步通過反傅里葉變換及相關尺度調節，然后根據反射洗系數計算出各深度處的阻抗，借此判斷缺陷位置。該方法的優勢：無需豐富的經驗，操作簡便；讀圖直觀。目前主要的缺陷是在實際應用中計算“無限長”樁的動態響應尚未實現，需要進一步研究。

2.2高應變法

（1）高應變法的原理

高應變法最顯著的特征是在檢測過程找那個需要配置機械設備對樁體施加能量較大的脈沖式震擊荷載，有關規范規定震擊荷載能量高達數萬kN。期中具有代表性的包括了CASE法，來自PDI公司的Rauche等人于1978年首先發表了關于高應變法檢測樁身完整性的論文，但未提到施加震擊荷載，期主要內容論證了根據受力和加速度波形的受力與時間的變化，根據受力與速度波形之間的相對變化，計算出樁身內部機構的完整性系數，并作為評估其質量的主要指標。

（2）高應變法的優勢和缺陷

1）高應變法的優勢有：①剪切波由于波長較大從而可以大大地較少波速損失；②脈沖能量高、抗干擾性強、衰減比率小、信噪比較高，很適用于檢測上方承載有結構物的樁基；③比低應變法更有穿透力，能探測到采用低應變法不能測到的樁身內部較隱蔽的缺陷；④低應變波易被水平裂縫反射，在缺陷處和頂端造成往復發射，從而使結果產生誤判現象，但是高應變法就不存在這樣的缺陷；在對樁基承載力評估上，高應變法優勢更為突出、可信度較高，相比之下，低應變法存在很大的不確定性。

2）高應變法的缺陷：①盲區半徑大、分辨率較低，淺出缺陷反射波易和下行波形成疊加，造成定位能力比低應變法弱；②成本高、操作復雜、安全系數低。目前高應變法在檢測樁基完整性無損檢測過程中僅起輔助作用，實際應用較少。

2.3高、低應變法相結合

在實際工程應用中，應采取高、低應變法兩種手段的優勢，綜合運用“雙速度”法等改進了的低應變法和高應變CASE法進行檢測。低應變發可用于檢測樁身近水面一定區域的中、淺層缺陷，高應變法主要用于檢測基樁的深部缺陷。

3 結語

無損檢測是在不對原有結構造成任何破壞的情況下進行內部結構質量檢測試驗，在發達國家已經有了應用于評價結構剩余服役年限的制度，也成為建設工程質量檢測的主流趨勢。低應變和高應變兩種檢測手段都有其優缺點，且二者的優缺點具有一定的互補性，因此目前高、低應變法結合使用在實際案例應用中起到很好效果。

【參考文獻】

[1]邵帥,王元戰,黃長虹.在役高樁碼頭樁基完整性無損檢測技術研究的進展[J].港工技術,2011,(6).

[2]任春山.基樁無損檢測技術的發展與應用[J].鐵道建筑技術,2008,(s1).

[3] Johnson M, Raushe F. Low Strain Testing of Piles Utilizing Two Acceleration Signals [J].Stress Wave, 1996,859-869.

篇6

    論文摘要：近幾年信息中介機構不斷出現，這種趨勢是適應現代的產業發展而誕生的，有很強的時代性和實用性。通過信息直接的交流和溝通最終實現對于各個行業和部門之間的協調，最終達到信息完善和提高工作效率的目的。在本次研究中，通過信息中介對于現代農業產業的作用來分析信息中介中信息技術的應用。 

信息中介機構逐漸的融入人們的生活，融入到各個行業中來，通過信息中介機構的帶領，很多行業得到快速的發展，信息中介產業也得到了很快的發展，信息技術在其中的應用就顯得非常的重要，信息技術無論是從農業、農業還是服務業中都起著至關重要的作用，信息中介機構讓不同產業變得更加的完善，在一定程度上信息中介機構也對各個行業進行了結構的彌補，讓行業體系更加健全，擁有了信息中介機構作為行業支撐行業發展和變化也更加的靈活和便捷。 

 1.農業產業中信息機構產業的發展和進化 

人們了解生物生活狀態及環境變化等情況是通過農業生物及環境信息的采集而來的，這是實施人工調控及管理決策的基本途徑。一般傳統的人工手動觀測方法，難以實現精確農業對農業信息的需求，如準確、大量、及時、有效等。傳統的信息采集方法如今已逐步被以計算機為中心的自動信息獲取方法所代替，從而成為農業信息獲取的主要手段。 

農作物的生長環境信息主要包括農作物的需水量、需肥量、生產量、氣候環境等信息。檢測這些情況的主要技術有計算機視覺、傳感器、微電極、顯微圖像等。目前，對于精細農業的實踐研究國內外已在開展，大多數是從農田土壤特性的變異性開始研究的，研究的主要內容是集中對一些要素的快速采集方面，如土壤的養分及水分、電導率、土壤ph值、耕作阻力和耕作層深度等要素。對于土壤養分的快速測量，目前為止采用的測量儀器有3類，分別是基于光電分色等傳統的養分速測技術的土壤養分速測儀；基于近紅外技術通過土壤或葉面反射光譜特性直接或者間接進行農田肥力水平快速評估的儀器和基于離子選擇場效應晶體管集成元件的土壤主要礦物元素含量測量儀器。 

土壤的重要組成部分是土壤水分。精細農業中實施節水灌溉的基礎是土壤水分的測量。土壤信息主要包括土壤質地、結構、有機物質含量等一系列的參數，這些參數對于特定土壤來說是基本固定不變的，一般是不需要測定多次的。對于土壤的含水量、含鹽量、含養分量等是需要進行多次采集測定的，因為這些參數會隨著時間的變化而變化。土壤水鹽的電磁測定是基于土壤的節點型質，而介電常數又與土壤水分含量的多少有著密切的聯系。在土壤介質中插入“l”型的波導棒，高頻的電磁脈沖信號會從波導棒的前端傳播到末端，且會在探頭的周圍產生電磁場，波導棒由于前端是出于開路狀態的，脈沖信號則會因反射而又沿波導棒返回于前端。土壤的電導率可從檢測脈沖輸入與反射回的時間以及發射時間的脈沖幅度的衰減情況反映出來，從而計算出土壤水鹽含量。土壤的電導率能不同程度的反映出土壤中鹽分、水分、有機物含量等參數的大小。對于確定各種田間參數時空分布的差異來說有效的獲取土壤電導率是具有一定意義的。 

 2.農作物生產目標信息檢測技術 

農作物的生產目標信息主要有病蟲害、農產品質量、成熟度等。農作物品質檢測的技術主要有超聲波、視覺技術、紅外、激光、gps、頻譜、近紅外檢測、人工嗅覺及味覺和圖像處理等。農作物品質反映三方面內容，一是農作物外表特征的外部品質；二是農作物基本物理性質的品質；三是農作物內部特征的內部品質。無損檢測（即非破壞性檢測）是在不破壞所測物品的化學性質及狀態的前提下，為獲取與所測物品品質有關的性質、內容等信息所采用的一種檢測方法。農產品中采用的無損檢測技術一般有電磁特性、聲學特性、x射線與激光、可見光與近紅外光譜、機器視覺技術等。而機器視覺檢測技術是通過圖像傳感器獲取農產品的圖像，然后對圖像進行轉換成數字圖像，利用計算機判別準則去對圖像進行識別和理解，以達到分析圖像并作出結論目的的一種技術。它可以對農產品的大小、形狀、成熟度、顏色等內外品質進行無損檢測。 

 3.信息中介機構的完善 

在信息化發展的今天信息中介通過其自身的競爭力和發展力，信息化產業如雨后春筍出現在在各個行業中，是行業進步的推動劑也是行業發展的快速發展的必要條件，在一定程度上信息中介機構減少了行業間的操作步驟，節省時間提高工程效益，行業對于信息中介機構的要求也促進了信息中介機構的快速發展。在行業競爭和信息要求的不斷升級中，信息中介機構不斷的優化和完善。 

 4.結語 

精確農業可合理利用有限的水土資源，提高農作物的產量，且又保護農業生態環境的可持續發展，是農業生產中的關鍵所在。精細農業的其他技術發展大大優先于田間信息的快速采集技術的研究。為了滿足我國精細農業實施中不同用戶多層次的需求，需對精確變量肥水處方的多源信息獲取與診斷決策，進行研究分析，探討方法。對于農村品的無損測試技術可快速獲取農作物的優勢、營養等基礎上，對農作物的營養及水分脅迫特征信息的診斷和提取方法進行研究。 

 

參考文獻： 

［1］高進田,鄺健安.網絡時代房地產中介業生存基礎剖析[j].云南財貿學院學報.2002,(01). 

［2］徐弋.房地產中介企業信息化研究[d].武漢理工大學.2005. 

篇7

關鍵詞：紅外熱像技術；溫度場；PS材料；土遺址；室內模型試驗

中圖分類號：K826文獻標識碼： A

1引言

我國西北地區的新疆、甘肅、寧夏和陜西境內，遺存下許多古代土建筑遺址，如陜西西安近郊的半坡村、甘肅秦安縣的大地灣人類居住遺址、新疆吐魯番地區的交河故城和西夏王陵土遺址等等[1]。這些土建筑遺址歷史久遠，有的已被列為世界文化遺產，具有很高的考古學價值和歷史價值[2,3]。我國大部分土建筑遺址地處西北干旱地區，該地區晝夜溫差大，據張虎元等[4]研究者的實測研究，地處新疆吐魯番的交河故城最高與最低氣溫相差21.9℃，地面晝夜溫差達44.5℃。溫差的劇烈變化在巨大的土體顆粒內部以及顆粒之間會產生巨大的熱應力效應，造成應力的局部集中，使土體內部結構發生破壞，如此長期反復的溫差變化，將使土體的結構不斷疏松，直至脫落崩解。因此，處于西北干旱區的土遺址如今有的已千瘡百孔，有些已大面積坍塌，呈現毀滅性破壞之勢。大量的研究結果發現，頻繁交替的巨大晝夜溫差所引起的物理風化作用是該地區土遺址遭受破壞的主要原因。在這種情況下，開展土遺址加固研究就具有很重要的意義[5]。

近年來，土遺址防風化加固是世界文物保護界普遍關注和重視的熱點課題，除了應用傳統方法進行加固保護外，還采用化學材料進行防風化加固。大量的室內試驗和現場試驗表明，PS—一種高模數的硅酸鉀溶液，作為新型的無機加固材料可用于干旱區土遺址的加固保護，成效顯著[6]。另外，土遺址土體加固效果的檢測是目前土遺址防風化加固研究中亟需解決的一個重要問題，而紅外熱像這一無損檢測技術是基于被測對象的溫度場變化規律進行的，可以用于PS加固土遺址土體效果的檢測。本文主要采用土遺址現場采取的擾動土做土樣模型，然后采用模數一定，濃度不同的PS加固土樣模型，之后應用紅外熱像儀充分捕捉土體加固前后的熱圖，由此探討分析PS加固土體的溫度場變化規律。試驗分析表明，未加固土體比PS加固土體對溫度變化更敏感，加溫后未加固土體升溫快，PS加固土體的熱傳導過程受到了阻礙。利用紅外熱像這一技術手段檢測土體的加固效果，操作簡單快捷，成效明顯可靠，完全能夠實現檢測的目的。這一現代無損檢測技術在土遺址保護工作中的有效應用，對進行土遺址風化機理以及加固保護技術的研究具有十分重要的意義。

2基本檢測原理

紅外熱像檢測技術是利用紅外輻射對物體或材料表層進行檢測、測量，并且可將不可見的紅外輻射轉化為可見圖像的一種專門技術[7]。利用這一技術研制成的紅外裝置稱為熱像儀。

2.1紅外線工作原理

紅外線是一種肉眼看不見的波，具有和光一樣的特性，像光一樣，紅外線具有直線傳播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等性質[8]。自然界中的一切物體，只要它的溫度高于絕對溫度（-273℃）就存在分子和原子無規則的運動，其表面就不斷輻射紅外線。如圖1所示，紅外線是一種電磁波，其波長范圍為0.76～1000μm，不為人眼所見，它反映物體表面的能量場，即溫度場[8]。

圖1紅外光譜在電磁波中的位置示意圖[7]

Fig.1The position schematic diagram of infrared spectrum in electromagnetic wave

2.2 紅外熱像檢測系統工作原理及主要試驗設備

紅外熱像檢測利用紅外輻射對物體或材料表層進行檢測和測量，其工作原理為：溫度在絕對零度以上的物體，都會因自身的分子運動而輻射出紅外線。通過紅外探測器將物體輻射的功率信號轉換成電信號后，經電子系統處理，傳至顯示屏上得到與物體表面熱分布相應的熱像圖。當物體內部發生結構或材料性質（如裂縫、缺陷、加固等）變化時，它將改變物體的熱傳導，使物體表面溫度分布產生差別。再用紅外熱像儀捕捉物體表面溫度狀況，進而深入分析物體所處的狀態。紅外熱像檢測系統的工作原理[8]如圖2所示。

由于它反映了目標各部分的熱分布和各部分的發射本領的差異，因此可根據所形成的熱像分析目標各部分的狀況。

圖2紅外熱像檢測系統示意圖

Fig.2The schematic diagram of infrared imaging detection system

該試驗采用的Research-N1紅外熱成像監控系統主要是由紅外熱像儀與相應的計算機軟件及通訊網絡組成。由紅外熱像儀采集到的被測目標的溫度圖像數據，通過必要的接口傳輸到計算機，實現在現場或控制中心對檢測目標的紅外圖像和溫度數據變化進行快速檢索與分析處理。

3試驗概況

該實驗主要采用新疆交河故城遺址現場采取的擾動土，依照現場土的密度、含水量、空隙比等物理指標，在室內制備長方體（20cm×30cm×2.5cm 長×寬×高）土樣模型。將土樣模型的一半用模數為3.84，濃度為10%PS加固，另一半不做處理。然后以紅外燈作為熱激勵，紅外熱像儀充分捕捉土樣模型在加熱和散熱全過程中的紅外熱像圖序列，分析PS加固對熱圖特征的影響。

3.1試驗土樣模型制備

采用新疆交河故城土遺址現場采取的擾動土進行試驗，試驗用土特征：黃色，空隙較大，滲透性好，天然含水量極低，小于1.3%。依照以下步驟制備土樣模型：

(1) 將試驗用土碾碎，經直徑為2mm的試驗篩篩分，使其粉粒含量在95%左右。

（2）加10%水拌合，配制成均勻濕土,確保粉粒含量在90%～95%。

（3）將配制的均勻濕土放置在制樣機[9]中制備成20cm×30cm×2.5cm（長×寬×高）的長方體重塑樣模型。

（4）將模數為3.84，濃度為10%PS按時間間隔T=5min，均勻噴灑在模型的表面上，使PS的滲透深度達到2.5cm，將其一半加固。

在室溫、通風良好的條件下，將PS加固土樣模型靜置室內20d，直至自然風干為止。PS加固土樣模型如圖3所示。

其中：①—PS加固區②—未加固區

圖3土樣模型

Fig.3The soil models

3.2 試驗方法

將制備的PS加固土樣模型放在一塊厚2mm的絕熱薄板上，靜置一段時間，使土樣模型兩部分的初始溫度與室溫均趨于一致。將紅外燈熱激勵放置在距模型50cm正上方的高度處，確保整個模型處于紅外燈光照范圍之內。調節紅外熱像儀支架的高度及熱像儀的各參數，在土樣模型的兩部分范圍內各確定一個測溫點，為了便于對比熱圖差異，兩個測溫點關于模型中心線對稱為最佳。模型試驗布置示意圖如圖4所示。

其中：①—紅外燈②—紅外熱像儀

③—土樣模型未加固區

④—土樣模型PS加固區

圖4模型試驗布置示意圖

Fig.4Layout schematic diagram of the model test

4 試驗結果及討論

在連續升溫和降溫的過程中，紅外熱像儀會記錄土樣模型各部分的熱圖和任意時刻的溫度值。圖5（a）～（d）為干密度為1.42g/cm3的土樣模型的熱圖檢測結果。

（a）

（b）

（c）

（d）

其中： PO1—未加固區測溫點

PO2—PS加固區測溫點

圖5土樣模型熱圖

Fig.5 Thermography of the soil model

紅外燈未對土樣模型升溫之前，由熱像儀顯示的熱圖可以看出，模型加固區和未加固區的熱圖相同，溫度值一樣，均與室溫一致，表明PS的加固和模型的制作均是均勻的。從圖5（a）～（b）可以看出，隨著紅外燈持續不斷地釋放熱量，周圍環境溫度升高，土樣模型的加固區和未加固區的溫度也緩慢升高，但二者的溫度變化幅度不同，未加固區相對加固區溫度升高幅度較大。兩個區域的熱圖上的熱斑亮度不同，對應熱圖右邊的溫度標識，可以明顯看出，土樣模型的未加固區溫度比加固區溫度高。圖6為測溫點PO1、PO2在升溫和降溫過程中溫度隨時間變化關系曲線。初始時，二者溫度基本一致，但由于PS加固區的傳熱過程受阻，隨著時間的增加，二者的溫差也越來越大，這與上述從熱圖角度分析所得結論是一致的。

時間/s

圖6測溫點PO1、PO2溫度變化曲線

Fig.6Temperature chang curves of temperature measuring points PO1、PO2

觀察圖6，兩區域溫度曲線的變化趨勢是一致的，但曲線并不平滑。升溫過程中，溫度有時會突然下降到某個值，隨后繼續升高，降溫過程中，溫度有時會回升到某個值，繼而下降。經分析，出現該狀況的原因有可能是受到環境因素（如風速、環境濕度等）的影響，另外，紅外燈的燈絲發出的光暈不均勻分布，亦會影響土樣模型的溫度變化。然而，這些因素的影響畢竟還是很微小的，不會造成兩個區域的溫度變化趨勢發生很大波動。

根據李最雄[10]等人的研究，土體經PS加固處理后，會改變其原來離散態、片狀、晶狀黏土礦物的微結構，形成致密、非晶態的網狀凝膠體結構。這種結構的變化使土體的物理力學強度和抗風化、風蝕能力大大提高。通過用不同濃度PS制備的土樣模型重復做該試驗發現，PS加固區和未加固區的溫度差值的平均值最高可達15℃。而且從所得熱圖分析，PS濃度越大，兩區域溫差越大，PS加固效果越好。由此，初步得出結論，PS對土遺址土體的熱傳導過程具有巨大的阻礙作用，也就是說，PS對防止由于溫差所引起的物理風化作用有重要的意義。

5結論

(1) 紅外熱像檢測這一無損檢測技術能夠應用于土體加固效果的研究中，可很好地實現檢測加固效果的目的。

(2) 從土樣模型熱圖和溫度變化曲線分析，PS阻礙土體的傳熱過程，從而對土體具有良好的加固效果。

(3) 該模型試驗的PS加固土體深度為2.5cm，那么，改變加固深度會對土樣模型的熱圖產生何影響，進而分析PS加固土體的效果將是下一步的研究工作。另外，PS是一種高模數的硅酸鉀溶液，升溫和降溫的過程中，PS是否會發生化學變化，以致影響土體的加固效果尚待研究。

參 考 文 獻

[1]李最雄. 絲綢之路古遺址保護[M]. 北京：科學出版社, 2003.

[2]王銀梅. 西北干旱區土建筑遺址加固概述[J]. 工程地質學報,2003,11(2): 189—192.

[3]李最雄, 張虎元, 王旭東.古代土建筑遺址的加固研究[J]. 敦煌研究, 1995,（3）: 1—17.

[4]張虎元, 劉平, 王錦芳, 等. 土建筑遺址表面結皮形成與剝離機制研究[J].巖土力學, 2009,30(7):1883-1891.

[5]李黎, 邵明申, 裴強強, 等. 環境因素對PS加固土遺址效果的影響[C]//古遺址保護國際學術討論會暨國際巖石力學學會區域研討會論文集, 北京: 科學出版社, 2008.

[6]李黎, 陳銳, 邵明申, 等. 經PS加固土遺址水飽和強度及加固效果的環境影響研究[J]. 巖石力學與工程學報, 2009, 28(5):1074—1080.

[7]王汝琳, 王永濤. 紅外檢測技術[M]. 化學工業出版社, 2006.

[8]李曉剛, 付冬梅. 紅外熱像檢測與診斷技術[M]. 中國電力出版社, 2006.

篇8

關鍵詞：數字射線 面陣的成像 長輸的管道 管道環焊縫

中圖分類號：TU81 文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

1 數字射線成像技術具有的特點

從古至今,長輸管道環焊縫的X射線檢測最主要的是對膠片成像的運用，傳統的X射線膠片成像技術沒辦法存儲電子文檔,對數字化的管道建設是不利的。數字射線成像技術已經應用推廣到了醫療及異型件的無損檢測等行業當中,國外也已經能夠自動檢驗、存儲圖像及部分缺陷的自動識別,提供了這個設備應用于管道環焊縫檢測的一個技術條件。對比傳統的X射線檢測技術,管道環焊縫的數字X射線檢測技術有下面幾個優點:

(1)應用了圖像處理的技術,補片量減少。圖像后處理技術使數字化的成像質量大大提高,經過計算機的分析和處理,運用邊緣增強或者平滑技術,把沒有經過處理的影像當中看不到的一些特征信息顯示到熒屏上,進而能夠讓圖像顯得更加清晰。

(2)應用了計算機的存儲,使存儲的成本降低。數字化的圖像能夠存儲到計算機的硬盤上,面陣探測器的壽命可以高至10年,能夠節約大量射線膠片,使無損檢測的管理水平及效率提高了。

(3)無膠片化及射線機的量低了。數字射線檢測不使用膠片,使重金屬的污染消除了。面陣探測器有很高靈敏度,需射線機的量大約是普通膠片的1/10～1/3,污染環境的程度也降低了。

(4)能夠遠程評片。寬帶的網絡傳輸即方便又快速,完全可以遠程集中評片,能夠有效杜絕人為因素帶來的影響,評片結果顯得更為公正和客觀。

2 管道環焊縫數字射線檢測設備簡介

2.1 設備性能

適用于管徑≥500 mm;其靈敏度優于2.0%，而探測器的空間分辨率是0.127 mm;探測器的成像分辨率是1024×1024;系統的分辨率≥3 Lp/mm;同時沿焊縫的最大動態掃查速度是2 m/min;X射線管電壓是40～225 kV;圖像的灰度等級是4 096。

2.2 系統結構

將可以開合的爬行軌道由焊縫的一側把它固定于管道上,射線探測器在電機驅動之下沿著焊縫進行掃查,同步工作恒電位的X射線機在管內,射線探測器把接收到的射線變成了電信號,通過電子掃描，數據采集及分析軟件的處理后得到和焊縫射線所掃查一樣的圖像,用在焊接的質量評判以及電子檔案的存儲當中。

2.2.1 X射線機

實時成像射線機和普通的X射線機相比,所要求的穩定性能高,電池的容量大,其具有的特點如下:

(1)小焦點。檢測圖像是放大的圖像，起到決定作用,若射線機焦點比較大,隨放大的倍數增大,幾何不清晰度將增大,影響著圖像質量,為提高系統的檢測的分辨率,選用小焦點金屬陶瓷管射線源[1]。

(2)恒電位。因為計算機的處理需穩定圖像、重復性好,射線源穩定性能是很關鍵的。運用恒電位的X射線機,管的電壓峰差≤1%。

2.2.2 面陣探測器[2]

面陣探測器空間分辨率能夠直接對成像質量造成影響,所選用的VALIAN1313面陣的探測器,至使空間的分辨率到達了0.1127 mm。面陣探測器特性表現：偏置、增益特性。

2.2.3 電子圖像的高速采集和圖像顯示處理軟件[3-4]

經由成像的面板及計算機的硬件接口,將面陣探測器所接收到的射線變成可測量電信號,完成采集射線圖像信號。電子圖像的掃查和數據的采集速度對檢測的效率有決定作用,是這項檢測的技術是否用在實時的檢測關鍵的因素。隨面陣探測器的性能提高, GE、Varian等的公司也推出15幀/s以上的采集速率面陣的探測器,速度足夠讓某一空間的分辨率之下的動態掃查，避免了圖像模糊情況出現,接著經由射線的接收、數據的讀出、復位的控制及掃查速度等多方面的技術配合,使電子圖像動態掃查實現了。接著再經由軟件編程,利用簡潔操作在界面顯示出X射線的掃查結果、分析和處理、電子存檔。用數字圖像處理技術來改善X射線圖像是很重要和不可少的。X射線的影像處理最主要是應用了增強技術和感興趣區來定量和估值,完成了在線處理及圖像的后處理,包含邊緣增強、濾波平滑、對比度增強等。經由數字處理技術,把圖像的對比度與清晰度增強,獲得良好圖像質量。

發射和采集是同步工作的,計算機的控制系統與管內的爬行器間通訊連接是運用了磁感應的方式。

3 影響數字射線檢測系統成像質量的主要因素是因為平板探測器的自身復雜性,好多因素導致圖像的質量下降,使圖像質量往往都很難達到預期指標。在X射線平板探測器的數字成像系統當中,所引起圖像質量下降主要的因素有：幾何因素及探測器噪聲。為使圖像質量提高,使用有針對性措施改善圖像質量很有必要。通過實驗研究分析,在面陣探測器的空間分辨率及射線源的焦點尺寸一定前提下,為使數字射線檢測系統成像質量提高,一定要保持好面陣探測器的工作是在規定溫度的范圍之內,進而使系統信噪比提高,同時采用圖像合理優化處理及疊加技術,得到理想動態的掃查電子圖像。

3.1 面陣成像的器件的放大作用影響成像的質量[1]在X射線的面陣成像當中,因為探測器和被測的管件間有一定的距離,對成像來說具有放大作用,圖1所示。采用了圖像的放大技術,使圖像變得易識別,同時圖像的分辨率提高,利于圖像的質量改善。但是因為面陣探測器是平面結構,管道環焊縫是在弧面上,面陣的探測器的像素和射線源距離是不同的,為保證圖像的放大是一致性的,需建立起非均勻性的校正模型,不但要保證模型不會傳遞噪聲,也充分的考慮到成像器件的中心及邊緣的增益特性不一致的特點。

圖1 面陣成像器件對圖像的放大作用

3.2 系統噪聲對成像質量的影響[5]

數字射線的成像系統當中具有的噪聲主要兩類:光量子噪聲、電噪聲。

3.2.1 光量子噪聲

光量子的噪聲是依賴像元點于整個曝光時間內所吸收光子數多少,它由X射線光子的分布所引起。平板探測器內,光量子的噪聲服從于泊松的分布,這個是平板探測器內主要噪聲源之一。選用高密度的材料使軟射線過濾,運用鉛質的窗口來限制好主射線束的面積,對工件的被檢測區域外表面的實行具有效屏蔽作用,選用恒壓的射線源,使曝光時間內避免射線輻射的波動,能夠有效的減少散射線影響,使光量子的噪聲降低。

3.2.2 電噪聲

圖像在采集過程中,存在隨機噪聲干擾圖像質量,包含電阻、電容噪聲及放大器的噪聲、漏電流、勢阱噪聲等所引起散粒噪聲。運用大容量的硬件圖像采集卡來加速信號處理輔助軟件的處理技術,可使電噪聲降低,同時也使圖像速度及質量提高。計算機的圖像處理技術可以分成時域法、頻域法。時域法是直接處理好圖像當中的像素,比如對比度的增強、銳化圖像的邊界、增強圖像的灰度等,明顯提高了圖像的分辨率;頻域法是在圖像變換基礎上,不用直接處理像素,而用高通、低通的濾波和圖像的連續疊加技術作為主要的處理方法。

4 結束語

面陣探測器(FPD)的數字成像是20世紀90年代后期發展起來的新型無損檢測技術,是當前最為先進的數字成像技術,同時也逐步的應用推廣到航空航天及醫療等的無損檢測領域當中,相關標準也逐漸完善,為這項技術應用于長輸管道環焊縫射線檢測當中提供了條件。這項技術代表管道焊縫檢測發展的方向,長輸管道的建設當中有很好應用前景,隨數字化的管道建設,管道環焊縫的射線檢測將朝著數字X射線的檢測方向發展。

參考文獻：

[1] 任大海,尤政,孫長庫,等.射線成像檢測中射線源焦點的影響及修正.光學技術, 1999(6): 48-49.

[2] 艾維平. DXR250RT平板探測器X射線實時成像檢測系統的研究: [學位論文].蘭州:蘭州理工大學, 2007.

[3] 程耀瑜,胡郾,韓焱,等.高質量X射線檢測的數字化成像及快速采集.光學精密工程, 2002, 187(4): 359-364.

篇9

論文摘要:壓力管道是指那些在生產和生活中使用的輸送可能引起燃燒、爆炸或中毒等危險性介質的承壓管道，如輸送原油、燃氣、蒸汽、各類工藝物料、有毒有害氣體等介質的管道。壓力管道是在一定溫度和壓力下，用于輸送流體介質，且具有爆炸危險性的特種設備。因此，應加強壓力管道檢驗技術研究。本文分析了壓力管道檢驗的相關問題。

壓力管道是在一定溫度和壓力下，用于運輸流體介質的特種設備，廣泛應用于石油化工、冶金、電力等行業生產及城市燃氣和供熱系統等公眾生活之中。隨著工業生產的發展和城市燃氣及熱力管網的普及，各類管道的數量不斷增加，特別是輸送可燃氣、易爆性及對人體和環境有害性介質的壓力管道數量逐年遞增，這也使發生事故的可能性增大。作為五種物流運輸方式之一的壓力管道，其安全運行與生產生活關系極為密切，保證壓力管道的安全運行意義十分重大。因此，應加強壓力管道檢驗技術研究，確保壓力管道的安全運行。

1 壓力管道檢驗技術研究

壓力管道的運行維護與檢驗，對于確保壓力管道的安全運行，至關重要。但目前，對于壓力管道的運行維護與檢驗問題，法規與標準并不完善，這與以前我國壓力管道條塊分割的管理體系有關。

壓力管道檢驗具有不完全同于鍋爐和壓力容器的技術與方法。其原因在于壓力管道具有如下特點:(1)種類多，數量大，設計、制造、安裝、應用管理環節多;(2)長細比大，跨越空間大，邊界條件復雜;(3)現場安裝工作量大;(4)材料應用種類多，選用復雜;(5)管道及其元件生產廠家規模較小，產品質量保證較差，事故分析發現，占30%～40%;(6)長輸管道與燃氣管道基本上為埋地敷設，熱力管道為管溝敷設。針對上述壓力管道特點，完全仿照鍋爐壓力容器的檢測手段，工作量相當龐大，管道使用單位的負擔也會很重。

如何實現工業管道不搭腳手架、不拆保溫層的在線檢測，是對量多面廣的工業管道實行定期檢驗的關鍵，需引進并研究國外先進的檢測手段與設備。英國TWI公司提出的Long range ultrasonic method是以Guided-Ultrasonic Wave技術為基礎，可對不能進入的管段，如穿、跨越以及空架管道進行在線檢測，無需搭腳手架與拆保溫層。同時，應加快工業管道的安全評定技術向工程實用方向的轉變，使科研成果能盡快轉變為檢驗與評定規范。

長輸管道與燃氣管道，基本上為埋地敷設，要想全面開挖檢測，難度相當大，也得不償失。目前，現有檢驗檢測單位的檢驗方法千差萬別，水平參差不齊，不利于國際化的競爭以及檢驗技術的進步。因此，開展埋地管道的地面檢測技術研究與開發，使之標準化，很必要，而我國開展管道檢驗工作的歷史不長。目前，埋地管道地面檢測技術主要是按照物探原理，利用電磁法進行檢測，其檢測精度有限，受干擾比較明顯，特別是人口稠密的城市埋地管道，因為管道分布較密集，各種電磁信號的干擾很大。因此，有必要研究埋地管道防腐涂層缺陷與現有檢測儀器的檢測參數間的對應關系，如電流衰減率與涂層缺陷大小的關系等。對于穿越管段，可采用TWI公司Long range ultrasonic method。同時，宜開展新的檢測方法研究，如將雷達信號無損檢測技術、微波信號無損檢測技術、聲發射無損檢測技術等納入埋地管道地面檢測儀器的開發研究領域。

在埋地管道檢驗評價方面，應加強對檢驗結果的評價研究。當前埋地管道檢驗隊伍對于檢驗結果的評價工作重視程度有限，原因可能在于經費問題。天津大學開發了1套埋地管道防腐系統的綜合評價技術軟件，主要采用了四指標法，即腐蝕電流密度、管地自然電位、管道防腐層技術狀況以及陰極保護的有效性，但沒有對管道本身的性能進行綜合評價，如管道材料適用性、剩余壽命、剩余強度以及風險因子等。由前所述，只有對管道本身性能進行評價，才能使管道使用單位對管道性能有全面的了解，也才有利于有關職能部門的安全監察。

2 加強壓力管道檢驗整治工作

對于壓力管道檢驗，要突出重點，優先安排高壓、有毒、易燃、易爆、強腐蝕性介質管道的定期檢驗工作。同時，針對不同管道的特點和實際情況，要采取切實有效的措施。壓力管道定期檢驗工作要特別注重落實使用單位的責任，充分發揮企業檢驗機構的積極性，努力提高壓力管道定期檢驗覆蓋率。

工業管道的檢驗要按照《在用工業管道定期檢驗規程》(試行)的規定，由核準的檢驗機構實施全面檢驗，使用單位進行在線檢驗，并將從事在線檢驗的人員統一納入特種設備作業人員管理。經核準的具有壓力容器檢驗資格的企業自檢機構，只要具備2名以上持證的壓力管道檢驗人員，即可試開展工業管道定期檢驗工作，并及時辦理壓力管道檢驗資格增項手續。對一些危險性較小的工業管道，制定基于合乎使用原則的缺陷處理規定，各地質量技術監督部門可以因地制宜，對上述管道的定期檢驗和缺陷處理提出試行意見，先行試點工作。

長輸(油氣)管道的檢驗應當在開展普查工作的基礎上，按照《天然氣管道檢驗規程》(Q/SY93-2004)等有關安全技術規范、標準的要求開展。經核準的檢驗檢測機構實施專業性檢驗和管道內腐蝕檢測，使用單位進行一般性檢驗，從事一般性檢驗的人員統一納入特種設備作業人員管理。

城市公用管道普查的重點是查清管道的分布和數量，采集地理信息，建立地理信息管理網絡。公用管道的整治主要是督促使用單位有計劃地開展對重大危險源管道的篩查，組織進行管道風險評估和埋地管道的不開挖檢驗。對在普查、檢驗中發現的事故隱患，要責成并監督使用單位及時處理并予以消除。

經在線檢驗合格的工業管道和經一般性檢驗合格的長輸管道，或已經建立地理信息管理網絡的城市公用管道，經使用單位申請后，可以按照《壓力管道使用登記管理規則》(試行)的規定辦理使用登記。

3 建立和完善壓力管道檢驗規則

應加強立法，建立起有關的壓力管道運行維護管理與檢驗等方面的安全監察體系，依照鍋爐壓力容器的管理經驗，借鑒國外先進的壓力管道運行維護與檢驗經驗，制訂法規與部門規章，做到有法可依。

結合當前我國壓力管道安全管理與監察現狀，在政府行政法規方面，有關部門應著手制訂《壓力管道安全監察規定》、《壓力管道安全技術監察規程》、《壓力管道元件制造監督檢驗規程》、《在用壓力管道檢驗規程》、《壓力管道檢驗檢測機構資格管理辦法》、《壓力管道使用、運行維護規程》、《壓力管道操作人員規定》。上述法規的編寫，應針對工業管道、公用管道與長輸管道的不同特點，分別制訂相應的部門規章規章與規范性文件，并與現有的國內外檢驗檢測最新技術緊密結合，使之具有先進性、適用性與可行性。

在運行維護管理與檢驗技術標準方面，應針對現有國內外檢驗檢驗能力，制訂適合于中國國情的埋地管道檢驗檢測技術規范，如完善現有的《地下管線電磁法探測規程》等，同時，針對目前國內檢驗檢驗機構現狀與水平，通過科學研究，制訂埋地燃氣管道評價技術規范，如《埋地管道外防腐涂層的分級評價方法》。通過上述標準規范的制訂，使現有的地下管線檢測有標準可循，各檢驗機構的行為規范化。

當前，首先應在全國范圍內開展壓力管道使用登記管理工作以及定期檢驗的試點，從而實行以“企業負責、政府監督”為主的壓力管道新的檢驗與安全運行監察體系。

參考文獻：

[1] 王千.在用壓力管道全面檢驗中的工作方法分析[J].科學之友，2011(6).

篇10

關鍵詞：橋梁；健康監測系統；損傷檢測；工作流程；信號分析與處理

中圖分類號：K928.78 文獻標識碼：A

一、結構檢測與健康監測概況

結構檢測與健康監測概況工程結構一般會受到兩種損傷一突發性損傷和累積性損傷。突發性損傷由突發事件引起，使損傷在短期內達到或超過一定限值；累積損傷則有緩慢積累的性質，達一定程度會引起破壞影響安全和使用。健康檢測能夠在突發性損傷發生時及時做出判斷和警報，以便采取處理措施，防止發生進一步的破壞和引發其它事故。對于累積損傷，能夠定期對損傷的狀態做出描述，以便根據情況采取相應措施。

二、橋梁健康監測意義（一）監控與評估。橋梁健康檢測的基本內涵是通過對橋梁結構狀態的監控與評估，為工程在特殊氣候、交通條件下或運營狀況嚴重異常時發出預警信號，為橋梁維護、維修與管理決策提供依據和指導。為此，監測系統通常對以下幾個方面進行監控：①橋梁結構在正常環境與交通條件下運營的物理與力學狀態；②橋梁重要非結構構件和附屬設施的工作狀態；③結構構件耐久性；④工程所處環境條件等等。（二）設計驗證。由于大型橋梁的力學和結構特點以及所處的特定環境，在大橋設計階段安全掌握和預測其力學特性和行為特性是非常困難的。因此，通過橋梁健康檢測所獲得的實際結構的動靜力行為來檢驗大橋的理論模型和計算假定具有重要意義。不僅對設計理論和設計模型有驗證作用，而且有益于新的設計理論的形成。（三）研究與發展。橋梁健康監測帶來的將不僅是監測系統和某種特定橋梁設計的反思，它還可能并成為橋梁研究的現場實驗室。由于運營中的橋梁結構及其環境所獲得信息不僅是理論研究和實驗室調查的補充，而且可以提供有關結構行為與環境規律的最真實的信息。

三、健康監測系統

（一）大型橋梁健康監測系統。

大型橋梁健康監測系統一般應包括以下幾部分內容：

1、傳感系統。由傳感器、二次儀表及高可靠性的工控機等部分組成。

2、信號采集與處理系統。實現多種信息源、不同物理信號的采集與預處理，并根據系統功能要求對數據進行分解、變換以獲取所需要的參數，以一定的形式存儲起來。

3、通信系統。將處理過的數據傳輸到監控中心。

4、監控中心。利用可實現診斷功能的各種軟硬件對接收到的數據進行診斷，包括結構是否受到損傷以及損傷位置、損傷程度等。傳感器監測到的實時信號，經過采集與處理曲通信系統傳送到監控中心進行分析和判斷，從而對結構的健康狀況作出評估。若結構出現異常行為，則由監控中心發出預警信號，并對檢測出來的損傷進行定性、定位和定量分析同時提供維修建議。

（二）信號的分析與處理。橋梁結構的健康狀況是由測試的信號來監測和評估的，即從傳感器采集的信號中提取各種特征，對結構進行參數檢測、狀態監控和損傷診斷等。

（三）損傷檢測。損傷檢測一般可分為兩大類，即整體法和局部法。整體法試圖評價整體結構的狀態．確定損傷存在的可疑區域，而局部法則依靠成熟的無損檢測技術對某個特定的部位進行精確檢測。整體法和局部法在大型橋梁的損傷檢測中結合使用效果較好。

四、現有監測系統存在的問題

在目前已有的橋梁結構健康與安全監測系統中，明顯存在監測項目種類不足，而個別監測項 目規模又過于龐大，尤其在對監測數據的管理方面，還沒有形成一個較為完善的數據存儲與管理查詢系統，大量的監測數據得不到妥善的處理和利用?？偨Y現有橋梁健康與安全監測系統的不足之處，在監測系統的總體規劃上主要有以下一些較為突出的問題：缺乏有效實用的優化算法造成測點數量巨大，系統規模過大導致數據量大、信息大量冗余；監控系統與管理系統未能實現無縫連接；結構安全評價系統研究多基于理論范疇，缺少工程實用性的研究；橋梁監測系統缺乏規范性指導原則。就現在橋梁結構健康監測及診斷的研究水平來看，在技術層面上也有許多問題主要表現為：傳感器的優化布設是橋梁結構健康監測和診斷中的一個重要問題應該做到使用盡量少的傳感器獲取盡可能多的結構的健康信息。開發適合橋梁結構檢測的專用傳感器是橋梁檢測問題中的關鍵。測量儀器的精度不夠以及效率低是困擾橋梁檢測的一大難題

五、結語

橋梁健康監測研究涉及振動理論、傳感技術、測試技術、系統辨識理論、信號分析處理、數據通信、計算機、隨機過程和可靠度等多門學科，是―個系統工程。經過多年來的積極探索．人們已經取得了許多成果。但是由于橋梁結構受到許多不確定因素和復雜工作環境的影響，以 及對橋梁在使用年限內的工作特性的變化缺乏全面深入的了解，因此目前所取得的成就和研究還處于基礎性探索階段，要實現應用于實際的目標尚需要多學科的進一步交叉與發展!對于實現大橋和特大橋健康狀態的在線監控、無需振動設備、不妨礙交通、適于遠程遙控檢測的環境振動法為其展現了美好的前景!要從真正意義上實現對橋梁結構的健康診斷、推動其在實踐中的應用、基本實現大型橋梁健康監測、長期、定時、在線、經濟的要求，還必需廣大橋梁工作者和研究人員的不斷努力和探索!

參考文獻：

李穎.張廉.唐穎棟 橋梁結構無損檢測與評估研究進展[期刊論文]-中外公路 2009(1).