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篇（1）

光纖傳感器隨著光纖通信技術(shù)的實(shí)用化有了迅速發(fā)展，且以體積小、重量輕、檢測(cè)分辨率高、靈敏度高、測(cè)溫范圍寬、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、抗腐蝕性強(qiáng)等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)傳感器的特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍深入至國(guó)防軍事、航天航空、土木工程、電力、能源、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等。現(xiàn)如今光纖傳感器已經(jīng)能夠?qū)囟取毫Α囟取⒄駝?dòng)、電流、電壓、磁場(chǎng)等物理量進(jìn)行測(cè)定，發(fā)展空間相當(dāng)廣闊。

1. 光纖傳感器的基本構(gòu)成和組成原理

光纖傳感器主要由光源、光纖與探測(cè)器3部分組成，光源發(fā)出的光耦合進(jìn)光纖，經(jīng)光纖進(jìn)入調(diào)制區(qū)，在調(diào)治區(qū)內(nèi)，外界被測(cè)參數(shù)作用于進(jìn)入調(diào)區(qū)內(nèi)的光信號(hào)，是其光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)過光纖送入光探測(cè)器而獲得被測(cè)參數(shù)，光纖傳感器中的光纖通常由纖芯、包層、樹脂涂層和塑料護(hù)套組成，纖芯和包層具有不同的折射率，樹脂涂層對(duì)光纖起保護(hù)作用，光纖按材料組成分為玻璃光纖和塑料光纖；按光纖纖芯和包層折射率的分布可分為階躍折射率型光纖和梯度折射率光纖兩種。光纖能夠約束引導(dǎo)光波在其內(nèi)部或表面附近沿軸線方向向前傳播，具有感測(cè)和傳輸?shù)碾p重功能，是一種非常重要的智能材料。

2. 光纖傳感器的類型及特點(diǎn)

光纖傳感器的類型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。

傳感型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時(shí)又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測(cè)物理量作用而發(fā)生變化的特點(diǎn)，使光波傳導(dǎo)的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調(diào)制。因此，這一類光纖傳感器又分 為光強(qiáng)調(diào)制型，偏振態(tài)調(diào)制型和波長(zhǎng)調(diào)制型等幾種。對(duì)于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長(zhǎng)光纖的長(zhǎng)度可以得到很高的靈敏度。

傳光型光纖傳感器又稱非功能型光纖傳感器，它是將經(jīng)過被測(cè)對(duì)象所調(diào)制的光信號(hào)輸入光纖后，通過在輸出段進(jìn)行光信號(hào)處理而進(jìn)行測(cè)量的。在這類傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進(jìn)行調(diào)治的敏感元件才能組成傳感元件。

3. 光纖傳感器的應(yīng)用

光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:

(1) 城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測(cè)試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力從而來評(píng)估橋梁短期、施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。

(2) 在電力系統(tǒng)，需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù)，如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等，由于電類傳感器易受強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，無法在這些場(chǎng)合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)，還具有對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布式傳感能力，利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)的溫度，定位精度可達(dá)米的量級(jí)，測(cè)溫精度可達(dá)1度的水平，非常適用于大范圍多點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。

(3) 在石油化工系統(tǒng)、礦井、大型電廠等，需要檢測(cè)氧氣、碳?xì)浠衔铩O等氣體，采用電類傳感器不但達(dá)不到要求的精度，更嚴(yán)重的是會(huì)引起安全事故。因此，研究和開發(fā)高性能的光纖氣敏傳感器，可以安全有效地實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)。

(4) 在環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)、食品安全檢測(cè)等方面，由于其環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，使用其它傳感器達(dá)不到所需要的精度，并且易受外界因素的干擾，采用光纖傳感器可以具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的精度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各領(lǐng)域的生物量的快速、方便、準(zhǔn)確地檢測(cè)。目前，我國(guó)水源的污染情況嚴(yán)重，臨床檢驗(yàn)、食品安全檢測(cè)手段比較落后，光纖傳感器在這些領(lǐng)域具有極好的市場(chǎng)前景。

(5) 醫(yī)學(xué)及生物傳感器。醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用光纖輻射劑量計(jì)、呼吸系統(tǒng)氣流傳感系統(tǒng);圓錐形微型FOS測(cè)量氧氣濃度及其他生物參數(shù);用FOS探測(cè)氫氧化物及其他化學(xué)污染物;光纖表面細(xì)胞質(zhì)粒基因組共振生物傳感器;生物適應(yīng)FOS系統(tǒng)應(yīng)用于海水監(jiān)測(cè)、生化技術(shù)、醫(yī)藥。

光纖傳感器在實(shí)踐中運(yùn)用到的例子舉不勝舉，這些技術(shù)都是多學(xué)科的綜合，涵蓋的知識(shí)面廣，象光纖陀螺，火花塞光纖傳感器，光纖傳感復(fù)合材料，以及利用光纖傳感器對(duì)植物葉綠素的研究等等；隨著科技的不斷進(jìn)步，越來越多的光纖傳感器將面世，它將被應(yīng)用到生產(chǎn)生活的每一個(gè)角落。

4. 光纖傳感器的技術(shù)發(fā)展方向

光纖傳感技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展也已獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，出現(xiàn)了很多實(shí)用性的產(chǎn)品，然而實(shí)際的需要是各種各樣的，光纖傳感技術(shù)的現(xiàn)狀仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要。目前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是。

(1) 傳感器的實(shí)用化研究。即一種光纖傳感器不僅只針對(duì)一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。

(2) 提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計(jì)復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學(xué)參數(shù)(碳?xì)浠衔铩⒁恍┪廴疚铩穸取H值等)對(duì)光纖的影響。

(3) 傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纖、熒光光纖、電極化光纖的研究等。這些將是以后傳感器進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。

(4) 在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開發(fā)和應(yīng)用。

(5) 新傳感機(jī)理的研究，開拓新型光纖傳感器。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖軍， 王穎. 光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 機(jī)械管理開發(fā)， 2006，6.

[2] 吳潔， 薛玲玲. 光纖傳感器的研究進(jìn)展[J]. 激光雜志， 2007，5.

篇（2）

1.引言

近年來，港口大型設(shè)備事故時(shí)有發(fā)生，靠傳統(tǒng)檢測(cè)很難及時(shí)、全面發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的預(yù)兆及發(fā)展趨勢(shì)。而起重機(jī)械事故通常具有不確定性和不可預(yù)見性，其造成的結(jié)果卻是極其嚴(yán)重的。目前，我國(guó)大部分港口普遍缺乏一套行之有效地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估港口大型設(shè)備的技術(shù)和方法。若不能及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取港口大型設(shè)備真實(shí)的狀態(tài)信息，則會(huì)給設(shè)備運(yùn)行留下安全隱患。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、貨運(yùn)量的大幅增加，確保港口機(jī)械設(shè)備的技術(shù)性能狀態(tài)經(jīng)常處于良好狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免突發(fā)性故障的發(fā)生是亟待解決的問題。

2.港口大型設(shè)備檢測(cè)存在的問題

通過調(diào)研分析，當(dāng)前港口大型設(shè)備在安全管理上主要有以下幾個(gè)問題。

（1）部分港口缺乏先進(jìn)的檢測(cè)手段、方法及設(shè)備，對(duì)港口大型設(shè)備的維護(hù)主要以日常檢測(cè)為主，不能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地反映設(shè)備的實(shí)際狀況。

（2）各港口的檢測(cè)人員檢測(cè)技術(shù)水平不一，對(duì)關(guān)鍵的失效模式并不能進(jìn)行準(zhǔn)確地判別，檢測(cè)和診斷則缺乏較強(qiáng)的針對(duì)性。

（3）港口現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)繁忙、環(huán)境惡劣，不停機(jī)檢測(cè)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸存在很大的困難。且設(shè)備運(yùn)行狀況相關(guān)數(shù)據(jù)大量流失，對(duì)設(shè)備的健康狀況診斷數(shù)據(jù)匱乏。

（4）港口大型設(shè)備缺乏有效的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備、系統(tǒng)及安全評(píng)估系統(tǒng)。

以上問題已成為港口大型設(shè)備安全、可靠運(yùn)行的潛在隱患。因此，迫切需要一種能及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)來解決這些難題，及早發(fā)現(xiàn)缺陷并判斷缺陷是否具有危險(xiǎn)性，以使能及時(shí)維修處理，避免起重機(jī)事故的產(chǎn)生。

3.港口大型設(shè)備安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

目前，針對(duì)港口大型設(shè)備檢測(cè)的常規(guī)辦法主要有目測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉探傷檢測(cè)和超聲波檢測(cè)等方法。以上檢測(cè)方法具有很大的局限性。首先，結(jié)構(gòu)表面去漆，不僅耗時(shí)長(zhǎng)，且對(duì)于不規(guī)則的構(gòu)件表面檢測(cè)比較困難，對(duì)人的操作技術(shù)水平要求較高，但效率較低。第二，射線檢測(cè)對(duì)人的身體有害，檢測(cè)時(shí)必須有很嚴(yán)格的保護(hù)措施。第三，起重設(shè)備檢測(cè)屬于高空作業(yè)，存在一定的難度，且檢測(cè)的范圍有一定的局限。第四，目測(cè)等方法很容易引入主觀誤差。基于以上原因，一般性檢測(cè)手段對(duì)于港口重大設(shè)備的缺陷診斷，誤判、漏判很難避免，且不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反映在役設(shè)備的真實(shí)狀況，對(duì)于設(shè)備運(yùn)行將留下安全隱患。

隨著科技和工業(yè)的發(fā)展，國(guó)外較早地開展了起重設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)與診斷研究，將成果應(yīng)用到實(shí)際，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。近年來，國(guó)內(nèi)對(duì)于港口起重設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究也向多方面進(jìn)行了拓展。

3. 1港口大型設(shè)備安全監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1.1基于電阻應(yīng)變技術(shù)的無線應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電阻應(yīng)變技術(shù)是通過電阻絲應(yīng)變與電阻變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系來獲得被測(cè)件在貼有應(yīng)變計(jì)處的結(jié)構(gòu)應(yīng)變值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)。該方法技術(shù)成熟，成本較低，不會(huì)對(duì)待測(cè)構(gòu)件造成損傷。當(dāng)前國(guó)內(nèi)學(xué)者開展了無線應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究。無線應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是借助遙測(cè)技術(shù)獲取結(jié)構(gòu)受力部位的應(yīng)力信息，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)設(shè)備，以達(dá)到實(shí)時(shí)了解起重機(jī)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的一種起重機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。此技術(shù)中應(yīng)力的采集多采用電阻應(yīng)變技術(shù)。電阻應(yīng)變片其耐蝕性、耐濕性、耐久性差，環(huán)境適應(yīng)性差，難以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)起重機(jī)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的目的。此外，該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在干擾因素過多，傳輸距離較大的情況下，無法保證數(shù)據(jù)能夠安全無誤傳輸。

3.1.2聲發(fā)射技術(shù)

聲發(fā)射技術(shù)，它是以瞬態(tài)應(yīng)力波的形式迅速釋放其內(nèi)部積累的應(yīng)變能的過程，可準(zhǔn)確捕捉活動(dòng)裂紋的位置。聲發(fā)射技術(shù)用儀器探測(cè)、記錄、分析聲發(fā)射信號(hào)，并利用聲發(fā)射信號(hào)對(duì)聲發(fā)射源的狀態(tài)做出正確判斷。聲發(fā)射技術(shù)具有動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、整體和連續(xù)等特點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸不敏感，可以對(duì)大型結(jié)構(gòu)進(jìn)行大面積的檢測(cè)。它能夠在線檢測(cè)、監(jiān)測(cè)活性缺陷。對(duì)于受力情況復(fù)雜的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，它比超聲波、磁粉檢測(cè)效果更好、更真實(shí)，同時(shí)也可以減少檢驗(yàn)中不必要的停機(jī)。聲發(fā)射技術(shù)可以彌補(bǔ)常規(guī)無損檢測(cè)方法的不足，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的整體監(jiān)測(cè)，為有效地安全監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

聲發(fā)射技術(shù)不能提供被測(cè)件的靜態(tài)缺陷。在實(shí)際中，由于大型起重機(jī)械工作環(huán)境比較惡劣，噪聲非常大，而聲發(fā)射信號(hào)卻非常微弱，聲發(fā)射信號(hào)則很容易被噪聲湮沒，實(shí)際測(cè)得的聲發(fā)射信號(hào)將含有較多電氣、機(jī)械噪聲，在實(shí)際的工程應(yīng)用中聲發(fā)射監(jiān)測(cè)效果并不太理想。

3.1.3光纖光柵傳感技術(shù)

光纖傳感技術(shù)是一種以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和測(cè)量被測(cè)量信號(hào)的新型傳感技術(shù)。光纖光柵傳感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性強(qiáng)，不受電磁、噪聲影響；靈敏度、可靠性高；能串接復(fù)用，可實(shí)現(xiàn)分布式監(jiān)測(cè)；耐久性好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，信息傳輸遠(yuǎn)，信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸不需要專門的調(diào)節(jié)，可滿足長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)的要求。但傳感器、檢測(cè)儀等設(shè)備成本相對(duì)較高，且光纖傳感器對(duì)溫度同樣敏感，在實(shí)際應(yīng)用中需要采取相應(yīng)的溫度補(bǔ)償措施。光纖光柵傳感技術(shù)目前多用于橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)。

3.1.4數(shù)字圖形圖像處理技術(shù)

數(shù)字圖形圖像處理技術(shù)是通過將采集到的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行除噪、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取等處理的方法與技術(shù)。基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法是一種新型的非接觸式監(jiān)測(cè)方法。基于數(shù)字圖形圖像處理技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與光纖傳感技術(shù)等監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，成本較低。它是一種實(shí)時(shí)的、高精度的、遠(yuǎn)距離的、能進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)方法。該方法不傷及被測(cè)物，不干擾被測(cè)物自然狀態(tài)，且可瞬時(shí)獲取被測(cè)物體大量物理信息和幾何信息。基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法對(duì)于拍攝環(huán)境要求較高。基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法現(xiàn)多用于橋梁、坡道等相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。起重設(shè)備工作環(huán)境復(fù)雜，利用照相機(jī)技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度低的情況下不易滿足起重設(shè)備監(jiān)測(cè)的需求。利用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)將是今后鋼結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2港口大型設(shè)備監(jiān)測(cè)管理

對(duì)監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，若分析得到異常數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)用戶及時(shí)發(fā)出警告并尋找產(chǎn)生異常的原因，通過檢修維護(hù)，排除異常，以達(dá)到消除事故隱患的目的，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控與起重機(jī)正常作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以積累大量史數(shù)據(jù)，當(dāng)起重機(jī)出現(xiàn)故障，可以為維修人員查找故障提供依據(jù)，在故障發(fā)生之前做出預(yù)報(bào)，減少事故發(fā)生的概率和損失，提高起重機(jī)的安全性和可靠性。

4.結(jié)束語

本文充分比較了各種港口大型設(shè)備安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)及技術(shù)特性，為港口企業(yè)和相關(guān)科研單位提供參考。開展港口大型設(shè)備安全監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，開發(fā)起重設(shè)備安全在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于港口相關(guān)部門及時(shí)掌握港口在役設(shè)備的運(yùn)行狀況，防止起重事故的發(fā)生具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊巧萍，劉延雷.聲發(fā)射檢測(cè)起重機(jī)的現(xiàn)狀與可行性試驗(yàn)[J].機(jī)械管理開發(fā).2011，1：66-67.

[2]齊到滿.基于無線網(wǎng)絡(luò)的冶金起重機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D].碩士學(xué)位論文.武漢：武漢理工大學(xué).2011.05.

[3]吳占穩(wěn)，沈功田，王少梅等.聲發(fā)射技術(shù)在起重機(jī)無損檢測(cè)中的現(xiàn)狀[J].起重運(yùn)輸機(jī)械.2007（10）：1-4.

[4]陳曉軍.基于FBG傳感技術(shù)的起重機(jī)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].碩士學(xué)位論文.太原：中北大學(xué)，2013.05.

篇（3）

 

一 引言

電纜是變電站的重要組成部分。。由于電纜分布廣、易燃、著火后危害大且影響相關(guān)供電單位生產(chǎn)，對(duì)經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。因此電纜的防火歷來為電力部門所重視。但是電纜事故還是頻繁發(fā)生。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展光纖傳感技術(shù)在電力設(shè)備故障檢測(cè)中的應(yīng)用得到了逐步推廣，其中光纖測(cè)溫技術(shù)徹底解決了困擾電纜運(yùn)行中過熱監(jiān)測(cè)的難題，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電纜發(fā)熱敏感部位溫度的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警、精確定位。

二 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

AT810分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)是集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、光纖光纜和弱信號(hào)檢測(cè)等技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品，主要依據(jù)激光耦合到光纖中，利用光纖的光時(shí)域反射（OTDR ）和光纖的背向喇曼散射溫度效應(yīng)。將感溫光纜敷設(shè)于待測(cè)空間，可連續(xù)測(cè)量、準(zhǔn)確定位整條光纖或光纜所處空間的溫度，還具有不帶電、抗射瀕和電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

本系統(tǒng)主要由測(cè)溫主機(jī)、應(yīng)用軟件、感溫光纜及其他周邊設(shè)備配置而成，對(duì)電纜橋架、電纜夾層、溫油罐和變壓器等設(shè)備的溫度進(jìn)行連續(xù)線型實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，在被監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)生火災(zāi)前即發(fā)出預(yù)警，使用戶及時(shí)采取措施，排除隱患。整套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過其測(cè)溫控制主機(jī)通訊接口或干接點(diǎn)繼電器端子與火災(zāi)報(bào)警主控制器相連，并向其提供火災(zāi)報(bào)警區(qū)的報(bào)警信息及運(yùn)行和故障信號(hào)。

三 光纖測(cè)溫原理

激光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，由于激光和光纖分子的相互物理作用，會(huì)產(chǎn)生三種散射光：瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射，其光譜分布如下圖所示：

其中拉曼散射僅對(duì)溫度敏感，因此最適合用來測(cè)量溫度。AT810 光纖測(cè)溫主機(jī)就是采用拉曼散射（RAMAN）和OTDR 技術(shù)研發(fā)的分布式光纖溫度探測(cè)處理器（DTS），其工作原理如下：

1、激光器發(fā)出一束激光，通過耦合器調(diào)制后射入感溫光纖中；

2、光纖中反射回的拉曼散射光通過光譜分離模塊分解成不同波長(zhǎng)的Stokes散射光和Antistokes 散射光。其中Stokes 散射光的強(qiáng)度與溫度弱相關(guān)；而Antistokes散射光的強(qiáng)度與溫度強(qiáng)相關(guān)；

3、通過對(duì)兩束光信號(hào)進(jìn)行處理和對(duì)比計(jì)算得出溫度沿光纖的分布曲線；

4、利用光時(shí)域反射技術(shù)（OTDR），通過計(jì)算光波的傳輸速度和回波時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)所有溫度點(diǎn)的定位；

四 AT810光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)在電纜線路中的應(yīng)用

AT810光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)硬件組成如下:

應(yīng)用中把特制的感溫光纜鋪設(shè)在待測(cè)電纜上方，讓二者緊密接觸。為提高監(jiān)測(cè)的精度，以準(zhǔn)確地獲得被測(cè)電纜上各點(diǎn)的溫度情況，須將傳感光纜梆扎在電纜上。

下圖為“分區(qū)溫度顯示”界面：

每個(gè)分區(qū)為一回電纜饋線，分區(qū)溫度顯示的是分區(qū)內(nèi)所有溫度里的最高值。

雙擊分區(qū)溫度畫面上的分獲圖塊即可打開分區(qū)的實(shí)時(shí)曲線圖：

從中可以清楚地看到當(dāng)時(shí)整條電纜的溫度分布情況。

五 應(yīng)用效果

目前光纖測(cè)溫系統(tǒng)已經(jīng)全面應(yīng)用在我變電站電纜回路中，在運(yùn)行中曾多次對(duì)過熱點(diǎn)準(zhǔn)確報(bào)警，使事故隱患得到及時(shí)消除并能夠在電纜突發(fā)性故障中準(zhǔn)確判斷出故障位置，大大節(jié)省了故障處理時(shí)間，使故障線路迅速恢復(fù)供電。下圖為某饋線電纜絕緣擊穿發(fā)生單相接地事故時(shí)的溫度曲線：

通過曲線可以判斷出故障發(fā)生在250米。

六 應(yīng)用注意事項(xiàng)

1、輸入電流為交流220伏市電；

2、嚴(yán)禁帶電插拔光纖測(cè)溫主機(jī)與報(bào)警輸出箱之間的連接線；

3、主機(jī)光纜輸入接頭要保持清潔，平時(shí)用端蓋保護(hù)；當(dāng)與監(jiān)測(cè)機(jī)連接時(shí)，端部要用無水酒精清洗干凈后可靠連接。。

4、系統(tǒng)在工作時(shí)，禁止觀察傳感光纜尾端、連接處或者光纜的損壞處，激光會(huì)損害眼睛；

5、傳感光纜最小彎曲半徑不小于5cm，不能用硬或銳利物體擠、壓和沖擊傳感光纜，并應(yīng)遠(yuǎn)離熱源；

6、由于上位監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)服務(wù)程序啟動(dòng)需要一段時(shí)間（約2分鐘），當(dāng)上位監(jiān)控軟件打開時(shí)可能會(huì)提示無法連接，等待兩三分鐘后按F5刷新屏幕即可；

7、在光纖測(cè)溫系統(tǒng)剛剛啟動(dòng)的幾分鐘里，上位機(jī)監(jiān)控畫面上的溫度可能是不準(zhǔn)確的，這是因?yàn)楣饫w測(cè)溫系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)的恒溫槽還沒有達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，其預(yù)熱的時(shí)間大約需30分鐘；

8、歷史溫度曲線查看時(shí)，選擇的時(shí)間段長(zhǎng)不要超過4 小時(shí)，不然系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)會(huì)很慢；

9、系統(tǒng)投入正常運(yùn)行后要定期（至少一年一次）對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行測(cè)試，以測(cè)試和檢驗(yàn)系統(tǒng)的火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警能力。。

七 結(jié)束語

通過我變電站的實(shí)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)不僅能夠得到電纜的實(shí)時(shí)溫度分布，及時(shí)發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，還能超溫報(bào)警、升溫速率報(bào)警及準(zhǔn)確判斷故障地點(diǎn)。使運(yùn)行人員能及時(shí)了解運(yùn)行情況、消除故障隱患，防止惡性事故的發(fā)生。因此光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)是一種理想的電纜過熱監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠和變電站的電纜過熱監(jiān)控中，也可以應(yīng)用于地鐵、船舶、石油平臺(tái)、銀行和大型圖書館等重要場(chǎng)合的電纜過熱監(jiān)控中。

八 參考文獻(xiàn)

[1]彭超，趙健康，苗付貴．分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在線監(jiān)測(cè)電纜溫度[J]．高電壓技術(shù)，2006，32（8）．

篇（4）

九天攬?jiān)馒欩]志 步步為營(yíng)創(chuàng)輝煌

在通往科學(xué)高峰的路上,張教授一路前行,品嘗著希望與困難,交融著榮耀與汗水,深造期間,他用不懈的努力換來了中國(guó)光學(xué)科技前沿領(lǐng)域的重大突破。讀研期間,他同導(dǎo)師劉樹田教授一起在國(guó)內(nèi)率先開展光學(xué)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的研究。為利用光學(xué)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行信息處理鋪平了道路。在中科院物理所攻讀博士學(xué)位期間,開拓了分?jǐn)?shù)傅立葉變換在光學(xué)信息處理領(lǐng)域中的應(yīng)用,被評(píng)價(jià)是國(guó)內(nèi)在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域研究工作中的優(yōu)秀成果具有國(guó)際先進(jìn)水平。

1999-2001年,他獲得日本學(xué)術(shù)振興會(huì)博士后基金資助,在日本山形大學(xué)工學(xué)部從事生物成像研究,被應(yīng)用在實(shí)際的儀器上。2001-2002年,他在香港理工大學(xué)電子工程系從事光纖氣體傳感器研究。其研究?jī)?nèi)容被收錄在《光纖傳感技術(shù)新進(jìn)展》一書中,已出版發(fā)行。2002-2003年,他在德國(guó)洪堡基金的資助下在德國(guó)斯圖加特大學(xué)應(yīng)用光學(xué)研究所任洪堡研究員,從事數(shù)字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢復(fù)算法來進(jìn)行數(shù)字全息重建的新方案,引起了同行的重視和肯定。這部分內(nèi)容作為美國(guó)Nova Science出版社的新書《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已經(jīng)出版發(fā)行。

2003年,他進(jìn)入首都師范大學(xué)物理系工作,先后獲得了北京市科技新星計(jì)劃,北京市留學(xué)人員擇優(yōu)資助等人才項(xiàng)目的資助。作為北京市“太赫茲波譜與成像”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的核心成員,主要從事太赫茲波譜與成像,太赫茲波段表面等離子光學(xué)和微納光電子器件設(shè)計(jì)研究。他提出的多波長(zhǎng)成像方法得到了美國(guó)Rice大學(xué)太赫茲研究者M(jìn)ittleman的認(rèn)可,被評(píng)價(jià)為不僅可以有效地增加成像范圍,還可以提高信噪比。多篇論文被太赫茲領(lǐng)域的虛擬期刊收錄。并于2007年和2009年分別到美國(guó)倫斯特理工大學(xué)和德國(guó)康斯坦茨大學(xué)進(jìn)行訪問研究。

篇（5）

中圖分類號(hào)： TN 911.74文獻(xiàn)標(biāo)志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.009

引言

隨著科技的發(fā)展，安全防范的重要性越顯突出。一些重要的保密部門、軍事要地、銀行、機(jī)場(chǎng)等對(duì)大范圍、長(zhǎng)距離、高可靠性的安防技術(shù)的需求越來越顯著。目前，已有大量的光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于安防系統(tǒng)，其特點(diǎn)是抗干擾性強(qiáng)、可靠性高，隱蔽性好、可防探測(cè)，易于安裝和維護(hù)[12]。

在實(shí)際應(yīng)用中，常常會(huì)遇到需要對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而一個(gè)被監(jiān)測(cè)對(duì)象需要對(duì)應(yīng)一套光纖傳感結(jié)構(gòu)，這不僅大大提高了整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，而且系統(tǒng)的復(fù)雜程度也逐級(jí)上升，給維護(hù)也帶來了很大的困難[3]。為了解決上述問題，通常采用復(fù)用的方法，來達(dá)到簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低成本，易于維護(hù)的目的。

1背景技術(shù)

在光纖傳感所采用的復(fù)用技術(shù)中，相位載波復(fù)用是較常采用的技術(shù)，即通過相位載波復(fù)用，使不同的感應(yīng)單元復(fù)用共同的光源、光纖光路以及光電探測(cè)器等。這種復(fù)用方法，如文獻(xiàn)[45]所描述，通過對(duì)不同的感應(yīng)單元施以不同頻率的相位載波進(jìn)行調(diào)制，每個(gè)載波頻率對(duì)應(yīng)于一個(gè)感應(yīng)單元，各感應(yīng)單元產(chǎn)生的干涉信號(hào)被共同的光電探測(cè)器檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)用與解復(fù)用的目的，上述的相位載波復(fù)用技術(shù)一般具有以下特征：

（1）為了使復(fù)用的信號(hào)不發(fā)生混疊，相鄰載波頻率之間的頻率差必須大于外界擾動(dòng)引起的信號(hào)基波頻率上限的兩倍；

（2）對(duì)于光電探測(cè)器后的信號(hào)，通過信號(hào)處理技術(shù)，采用載波基波或諧波作為參考信號(hào)，對(duì)載波基波或諧波邊帶信號(hào)進(jìn)行處理，以達(dá)到將干涉信號(hào)解調(diào)出來的目的。

在該技術(shù)中，由于對(duì)相鄰頻率的間隔要求，同時(shí)為了使不同載波的基波、諧波頻率不發(fā)生混疊，使得調(diào)制頻率的選擇受到較多限制，由此會(huì)影響到實(shí)際復(fù)用的數(shù)量；同時(shí)，為了使復(fù)用的數(shù)量足夠大，對(duì)調(diào)制器件的工作點(diǎn)要求可能會(huì)很分散，并要求調(diào)制器件具有高的工作頻率，這不利于實(shí)際應(yīng)用。在信號(hào)的解調(diào)中，如引入信號(hào)處理技術(shù)，會(huì)增加信號(hào)處理部分的技術(shù)難度和技術(shù)復(fù)雜性，并大大提高后端的開發(fā)成本和設(shè)備成本。

在光纖傳感系統(tǒng)的許多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，兩個(gè)事件完全同時(shí)發(fā)生的概率很小，即兩個(gè)感應(yīng)單元同時(shí)感應(yīng)到信號(hào)的可能性很小。針對(duì)這種情況，本文提出一種新型的基于相位載波復(fù)用技術(shù)的光纖傳感復(fù)用方法。在光纖干涉系統(tǒng)中，對(duì)感應(yīng)外界擾動(dòng)的不同感應(yīng)光纖單元產(chǎn)生的干涉信號(hào)，用不同頻率的載波進(jìn)行調(diào)制，相鄰載波頻率之間的頻率差無需大于外界擾動(dòng)引起的信號(hào)基波頻率上限的兩倍，各光纖感應(yīng)單元形成的信號(hào)被共同的光電探測(cè)器檢測(cè)后，利用信號(hào)基波來分析擾動(dòng)信號(hào)的物理量，并利用載波基波或諧波的邊帶判斷感應(yīng)擾動(dòng)信號(hào)的光纖。

由于每次擾動(dòng)事件只發(fā)生在一個(gè)感應(yīng)單元，即只有一個(gè)感應(yīng)單元感應(yīng)到擾動(dòng)信號(hào)，設(shè)該單元為第i個(gè)感應(yīng)單元，從式（4）可以看出，調(diào)制頻率fmj（j≠i）的基波和諧波將不會(huì)出現(xiàn)邊帶，而調(diào)制頻率fmi的基波和諧波則出現(xiàn)邊帶，根據(jù)這一特點(diǎn)即可判斷感應(yīng)擾動(dòng)的感應(yīng)單元。由于僅需觀察是否出現(xiàn)邊帶，僅需相鄰的調(diào)制頻率有一定的間隔，不影響邊帶判斷即可，不需要傳統(tǒng)的相位載波復(fù)用方案那樣要求具有兩倍于基波最大頻率的要求。圖1為i單元發(fā)生擾動(dòng)時(shí)的頻譜示示意，在該圖中，載波頻率fmi出現(xiàn)了明顯的邊帶，說明感應(yīng)信號(hào)來自于感應(yīng)單元i。對(duì)于出現(xiàn)邊帶的載波頻率的確定，利用一些便捷的分析手段，例如邊帶的能量、譜線的對(duì)稱性等，即可實(shí)現(xiàn)；信號(hào)基波則可用來恢復(fù)干涉信號(hào)。

由于僅用信號(hào)基波來恢復(fù)干涉信號(hào)信息，無需像傳統(tǒng)相位載波復(fù)用那樣用載波基波或諧波作為參考信號(hào)來解調(diào)干涉信號(hào)，相應(yīng)的信號(hào)處理手段簡(jiǎn)單，由于這個(gè)特點(diǎn)，也可以很方便地應(yīng)用于施加載波的調(diào)制端遠(yuǎn)離解調(diào)端的情況下（例如圖3的結(jié)構(gòu)中），而無需將調(diào)制信號(hào)引回解調(diào)端或在解調(diào)端恢復(fù)出解調(diào)所用的參考信號(hào)。

3數(shù)據(jù)分析

本文采用的是圖2的結(jié)構(gòu)。所使用的第一耦合器1為3×3均分耦合器，第二耦合器2為2×2耦合器，有2個(gè)復(fù)用的感應(yīng)單元：4（1）、4（2），使用的是光纜中的一芯，相應(yīng)的光纜長(zhǎng)度分別為21 km、14 km。光源為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第44所生產(chǎn)的SO3B型超輻射發(fā)光管（SLD）型穩(wěn)定光源。光纖延遲器3使用的是美國(guó) “康寧”生產(chǎn)的G652型單模光纖，光電檢測(cè)裝置8中使用的光電探測(cè)器為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第44所生產(chǎn)的型號(hào)為GT322C500的InGaAs光電探測(cè)器。使用的相位調(diào)制器是將光纖繞在壓電陶瓷上制作而成。經(jīng)測(cè)試，信號(hào)基波的最高頻率小于80 kHz，施加在相位調(diào)制器7（1）、7（2）上的頻率分別為100 kHz、110 kHz。低通濾波器9的帶寬為80 kHz，從光電檢測(cè)裝置8輸出的信號(hào)經(jīng)低通濾波器輸出的信號(hào)，經(jīng)信號(hào)采集卡采樣后，進(jìn)行擾動(dòng)位置以及擾動(dòng)性質(zhì)的判斷。同時(shí)，對(duì)光電檢測(cè)裝置8輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣，對(duì)載波基波的邊帶，即頻率100 kHz、110 kHz的邊帶進(jìn)行分析，即可判斷擾動(dòng)來自那根感應(yīng)光纖。系統(tǒng)中所使用的采集卡為NI公司產(chǎn)品。

當(dāng)敲擊加有100 kHz載波頻率的傳感光纖時(shí)，所得到的的信號(hào)依次如下，圖4（a）為加載波后信號(hào)波形。圖4（b）為其頻譜圖，可以看到，100 kHz左右的邊帶有信號(hào)，而110 kHz左右邊帶比較干凈，所以可以判定敲擊信號(hào)是加在100 kHz所在的傳感光纖上的。圖4（c）為經(jīng)過80 kHz低通濾波器后得到的振動(dòng)信號(hào)。

當(dāng)敲擊加有110 kHz載波頻率的傳感光纖時(shí)，所得到的信號(hào)依次如下，圖5（a）為加載波后信號(hào)波形。圖5（b）為其頻譜圖，可以看到，110 kHz左右的邊帶有信號(hào)，而100 kHz左右邊帶比較干凈，所以可以判定敲擊信號(hào)是加在110 kHz所在的傳感光纖上的。圖5（c）為經(jīng)過80 kHz低通濾波器后得到的振動(dòng)信號(hào)。

由以上數(shù)據(jù)分析可以看出，可以用載波基波或諧波的邊帶來判斷信號(hào)發(fā)生的感應(yīng)單元，可以通過低通濾波器解調(diào)出相應(yīng)的線路上的信號(hào)。

4結(jié)論

本論文使用載波基波或諧波的邊帶來判斷信號(hào)發(fā)生的感應(yīng)單元，這種判斷方法簡(jiǎn)單易行，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。本方法的另一優(yōu)點(diǎn)是相鄰載波的頻率差無需大于信號(hào)基波的頻率上限的兩倍，這方便了載波頻率的選取以及相位調(diào)制器件的選擇，也使得復(fù)用單元的數(shù)量更大。

參考文獻(xiàn)：

[1]JUAREZ J C，MAIER E W，CHOI K N，et al.Distributed fiber optic intrusion sensor system[J].Lightwave Technology，2005，23（6）：20812087.

[2]潘岳，王健.雙馬赫曾德爾型干涉儀定位技術(shù)研究[J].光學(xué)儀器，2012，34（3）：5459.

[3]DAKIN J P.Distributed optical fiber sensors[J].Proc SPIE，1992，1797：76108.

篇（6）

[中圖分類號(hào)]G40―057

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[論文編號(hào)]1009―8097(2009)13―0307―02

引言

高等學(xué)校是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的基地，如何培養(yǎng)出培養(yǎng)高層次高素質(zhì)技能型人才以滿足社會(huì)需要，已經(jīng)成為當(dāng)代高校教育的核心問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)體系的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，相對(duì)理論教學(xué)，更具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性、探索性和啟發(fā)性，對(duì)啟迪學(xué)生的思維，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法與技能。提高學(xué)生綜合素質(zhì)、動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力起著關(guān)鍵性的作用。傳感器技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其教學(xué)過程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性也就尤為突出。

一　傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

近年來隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)人才要求的進(jìn)一步提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作已越來越引起人們的普遍關(guān)注，但是其現(xiàn)狀仍不樂觀。《傳感器技術(shù)》作為自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)及儀器等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)仍然存在如下現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍是應(yīng)試教育模式，比如實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身沒有完全擺脫以驗(yàn)證理論為主、學(xué)生“照著做”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑婚L(zhǎng)期的應(yīng)試教育，養(yǎng)成了學(xué)生重視理論課學(xué)習(xí)而輕視實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課是敷衍了事。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生處在一種被動(dòng)盲目的狀態(tài)，學(xué)生只動(dòng)手而很少動(dòng)腦，缺少參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法方面，注重程序化訓(xùn)練模式多，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性不夠；重知識(shí)傳授多，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作力不夠；注重灌輸式教學(xué)方法多，采用啟發(fā)式、研討式教學(xué)方法少。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面，偏重于傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容單一、陳舊，方式單調(diào)枯燥，學(xué)生對(duì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的興趣和動(dòng)手能力沒有得到提高；學(xué)生的創(chuàng)新心理得不到滿足，創(chuàng)造能力得不到培養(yǎng)，個(gè)性得不到充分發(fā)揮。另外實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備條件相對(duì)比較薄弱，可能也是學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課的原因之一。正是此類種種原因使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有達(dá)到其真正目的，根據(jù)我校檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀提出一點(diǎn)個(gè)人見解，旨在提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

二　傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

1　提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課重要性的認(rèn)識(shí)

要搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)和改革，必須要轉(zhuǎn)變理論教學(xué)高于實(shí)踐教學(xué)的這種輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)思想觀念。教學(xué)效果優(yōu)秀與否在于教師，而學(xué)生的學(xué)習(xí)效果在很大程度上取決于他們對(duì)這門課程的重視程度。通常情況下，學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是理論教學(xué)的輔助和補(bǔ)充，因此對(duì)其不夠重視，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)做完后只是學(xué)會(huì)了一些簡(jiǎn)單的操作和儀器的基本使用方法，而忽略了實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)問題的的分析和解決。所以必須提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。針對(duì)這些問題，我們將實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)列入計(jì)劃學(xué)時(shí)之內(nèi)，并且體現(xiàn)在教學(xué)課表中，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)同步，且實(shí)驗(yàn)成績(jī)作為該課程成績(jī)的一部分：在采取了這些措施之后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度有了明顯的提高。

2　加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)課的考核

學(xué)生最關(guān)心的就是成績(jī)，因此成績(jī)?cè)u(píng)定方式對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)十分重要，要充分利用這一特點(diǎn)來設(shè)計(jì)合理的考核方案，在達(dá)到考察目的的同時(shí)，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛏钊肜斫饫碚撝R(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、創(chuàng)新能力，為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了較為合理的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定公式：實(shí)驗(yàn)總成績(jī)=紀(jì)律成績(jī)(30％)+操作成績(jī)(40％)+報(bào)告成績(jī)(30％)。成績(jī)?cè)u(píng)定的重點(diǎn)在于學(xué)生是否理解并靈活應(yīng)用了所學(xué)知識(shí)，同時(shí)鼓勵(lì)創(chuàng)新思想和創(chuàng)新實(shí)踐過程，而不僅僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否。成績(jī)?cè)u(píng)定重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過程而不僅僅是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式。另外，對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，考核公式中的操作成績(jī)以當(dāng)面驗(yàn)收為考核依據(jù)，通過演示和口頭介紹展示實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雖然在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及考核過程中，指導(dǎo)教師的工作量有所增加，但這種約束體制有利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手及創(chuàng)新能力。

3　實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

為了突出實(shí)踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用意識(shí)與工程實(shí)踐能力方面的作用，達(dá)到使學(xué)生消化理論、提高能力的目的，對(duì)傳感技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了一系列改革。

其一，保留一些基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如電阻應(yīng)變、電渦流特性、光纖傳感器特性實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生通過這些實(shí)驗(yàn)，理解傳感器的基本原理和特性，消化并吸收理論教學(xué)內(nèi)容。

其二，增加一些綜合性實(shí)驗(yàn)，包括原理上的綜合、方法上的綜合以及傳感器特性的綜合；如利用電阻應(yīng)變片設(shè)計(jì)數(shù)字電子秤，利用霍爾傳感器設(shè)計(jì)測(cè)速電路等：也有方法上的綜合，如可以利用多種傳感器完成轉(zhuǎn)速、位移、重量等被參數(shù)的測(cè)量。這類實(shí)驗(yàn)基本上都是在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上能夠完成的實(shí)驗(yàn)，目的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中理解和吸收理論教學(xué)中的原理型知識(shí)，并加以簡(jiǎn)單應(yīng)用。初學(xué)這門課程的學(xué)生對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)很感興趣，甚至由此對(duì)該課程產(chǎn)生好奇，極大的激發(fā)了學(xué)生深入探究傳感器技術(shù)的欲望。

其三，開設(shè)一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的某一部分，與學(xué)生自行設(shè)計(jì)的內(nèi)容連接，來實(shí)現(xiàn)對(duì)某一信號(hào)的檢測(cè)。如在直線霍爾式位移傳感器實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路來替代實(shí)驗(yàn)臺(tái)配套的處理模塊，并將其測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原來的結(jié)果進(jìn)行比較，分析差異的原因，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。這類實(shí)驗(yàn)主要是一些設(shè)計(jì)量小、費(fèi)時(shí)少、需要另加元件也較少的項(xiàng)目。目的是在加深理解理論教學(xué)中轉(zhuǎn)換電路作用的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手與設(shè)計(jì)能力。

其四，開設(shè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)課程及實(shí)驗(yàn)大綱要求，設(shè)置情景，提供材料，提出問題，在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生通過分析問題、資料收集、理論驗(yàn)證，最后提出解決問題的方法；使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到傳感器在控制過程中的實(shí)際作用，使其在解決問題中獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，以培養(yǎng)其創(chuàng)新精神、提高其綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力。例如，針對(duì)目前家用天然氣設(shè)備增多的同時(shí)，天然氣安全隱患也隨之增長(zhǎng)的現(xiàn)象，讓學(xué)生利用傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的天然氣安全報(bào)警器，要求實(shí)現(xiàn)的功能是檢測(cè)空氣中甲烷(CH4)濃度的含量(天然氣主要成分是CH4，濃度介于4～16％時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸)，當(dāng)超出安全限時(shí)可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警：設(shè)計(jì)中所必需的元器件由實(shí)驗(yàn)室提供。對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，需要學(xué)生自己查找資料設(shè)計(jì)天然氣安全報(bào)警器的檢測(cè)電路，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在此實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生不僅領(lǐng)會(huì)了傳感器的作用，還了解了傳感器在生活中的應(yīng)用，更重要的是鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力。再比如可以讓學(xué)生自己制作一些小產(chǎn)品模型，如自動(dòng)避障小車、恒溫控制儀、濕度檢測(cè)儀等與生活息息相關(guān)的各種小儀器，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也真正的體

會(huì)到傳感技術(shù)在生活中的無處不在。通過一屆學(xué)生的試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的興趣非常高，而且有很多其他班級(jí)、年級(jí)的同學(xué)都期待能夠早日步入檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，來體驗(yàn)生活中的傳感技術(shù)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)所限。該類實(shí)驗(yàn)只局限在一些較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)項(xiàng)目上，起到拋磚引玉的作用。

其五，研究型實(shí)驗(yàn)。研究型實(shí)驗(yàn)的目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。對(duì)于該類實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室提供進(jìn)行開發(fā)的各種儀器設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、示波器、仿真器、開發(fā)板、傳感器等，學(xué)生自擬題目，自由組隊(duì)，分工合作。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前要求學(xué)生進(jìn)行方案論證、可行性分析以及設(shè)計(jì)‘結(jié)果預(yù)期，由主要指導(dǎo)教師對(duì)報(bào)告進(jìn)行審核，通過后學(xué)生方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段，在實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)老師及實(shí)驗(yàn)室老師應(yīng)給予必要的技術(shù)指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后由主要完成人并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告及相關(guān)研究論文，并進(jìn)行匯報(bào)。該類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)為全校公開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或定位為面向全校開放檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。目前此項(xiàng)工作正在運(yùn)行并計(jì)劃長(zhǎng)期堅(jiān)持下去，我們期待它的成功，并堅(jiān)信一定能培養(yǎng)出具有更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的人才。

4　實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

實(shí)驗(yàn)課是驗(yàn)證理論、應(yīng)用理論以及鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的方法上，應(yīng)改變傳統(tǒng)的灌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，采用多種方式同步進(jìn)行。例如：?jiǎn)l(fā)式教學(xué)方法，以問題為中心，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題，或教師提出問題，或師生共同提出問題，在此基礎(chǔ)上，通過分析、資料證明、理論驗(yàn)證，提出解決問題的方法，讓學(xué)生在問題的提出與解決中獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力：實(shí)驗(yàn)探討教學(xué)模式，主要是教師和學(xué)生共同設(shè)置實(shí)驗(yàn)?zāi)康模懻搶?shí)驗(yàn)要求，分析實(shí)驗(yàn)對(duì)象、條件，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生手、眼、腦并用，廣泛參與實(shí)驗(yàn)操作，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)，記載實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)等。對(duì)于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法要因人而異。有時(shí)還要具體問題具體分析。

篇（7）

中圖分類號(hào)： TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、現(xiàn)代大型橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)的概念

大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)實(shí)際上是一個(gè)多參數(shù)(包括溫度、應(yīng)力、位移、動(dòng)力特性等)的監(jiān)測(cè)。所謂大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)就是指利用一些設(shè)置在大型橋梁關(guān)鍵部位的測(cè)試元件、測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)試儀器，實(shí)時(shí)、在線地量測(cè)大型橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)過程中的各種反應(yīng)，并通過對(duì)這些大型橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的測(cè)試數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集、數(shù)據(jù)與指令的遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與處理、結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的評(píng)估與預(yù)警等一系列程序，分析大型橋梁結(jié)構(gòu)的安全狀況、評(píng)價(jià)其承受靜、動(dòng)態(tài)荷載的能力和結(jié)構(gòu)的安全可靠性，為運(yùn)營(yíng)及管理決策提供依據(jù).

大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科交叉領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號(hào)分析技術(shù)以及人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)正向?qū)崟r(shí)化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。目前，包含多項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容、能對(duì)大型橋梁狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并集成了遠(yuǎn)程通信與評(píng)判控制的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已經(jīng)成為大型橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的前沿.

大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、傳感器及其優(yōu)化布設(shè)技術(shù)、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與傳輸技術(shù)、結(jié)構(gòu)仿真分析技術(shù)、健康診斷與結(jié)構(gòu)安全評(píng)估技術(shù)等。

二、大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技技術(shù)

大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是集結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)辨識(shí)和結(jié)構(gòu)評(píng)估于一體的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通常采用各種先進(jìn)的測(cè)試儀器設(shè)備對(duì)大型橋梁在外界各種激勵(lì)(包括交通荷載、環(huán)境荷載等)下的各種響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè);然后對(duì)監(jiān)測(cè)到的各種信息進(jìn)行處理，結(jié)合結(jié)構(gòu)模型等知識(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷，分析結(jié)構(gòu)的損傷狀況;最后對(duì)大型橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并確定科學(xué)的大橋維修、養(yǎng)護(hù)策略。其監(jiān)測(cè)內(nèi)容一般包括

1)大型橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營(yíng)的物理與力學(xué)性能響應(yīng)，包括各種荷載下的內(nèi)力(應(yīng)力)、變形、固有頻率、模態(tài)、混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕等。

2)大型橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如支座)和附屬設(shè)施的工作狀態(tài);

3)大橋所處環(huán)境條件等。

大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是運(yùn)用現(xiàn)代的傳感與通訊技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大型橋梁運(yùn)營(yíng)階段在各種環(huán)境荷載條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，對(duì)于具體的一座大型橋梁的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和監(jiān)測(cè)重點(diǎn)的不同，其相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法、內(nèi)容、規(guī)模、監(jiān)測(cè)效果也各不相同，但總體上應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:

1、系統(tǒng)功能要求

不同的功能目標(biāo)所要求的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不盡相同。絕大多數(shù)大跨度大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目都是從結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評(píng)估出發(fā)的。如果監(jiān)測(cè)系統(tǒng)考慮具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證的功能，那就要獲得較多結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識(shí)別所需要的信息。一般來說，對(duì)于大跨度索支承大型橋梁，需要較多的傳感器布置于橋塔以及加勁梁以及纜索、拉索各部位，以獲得較為詳細(xì)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力行為并驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)力分析模型和響應(yīng)預(yù)測(cè)。

另外，在支座、擋塊以及某些聯(lián)結(jié)部位需安設(shè)傳感器獲取反映其傳力、約束狀況等的信息。因此大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能應(yīng)考慮以下幾個(gè)主要方面:

1）結(jié)構(gòu)整體行為方面:包括研究結(jié)構(gòu)在車橋共同作用、強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)下的非線性特性以及橋址處環(huán)境條件變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、靜力狀態(tài)(內(nèi)力分布、變形)的影響等。

2)結(jié)構(gòu)局部問題:例如邊界、聯(lián)接條件，鋼梁焊縫疲勞及其它疲勞問題;結(jié)合梁結(jié)合面的破壞機(jī)制;索支承大型橋梁纜(拉)索和吊桿的振動(dòng)局部損傷機(jī)制。

3)抗震方面:包括各種場(chǎng)地地面運(yùn)動(dòng)的空間與時(shí)間變化、結(jié)構(gòu)相互作用、多點(diǎn)激勵(lì)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響等，通過對(duì)墩頂與墩底應(yīng)變、變形及加速度的監(jiān)測(cè)進(jìn)行大型橋梁抗震分析等。

4)抗風(fēng)方面:包括風(fēng)場(chǎng)特性觀測(cè)、結(jié)構(gòu)在自然風(fēng)場(chǎng)中的行為以及抗風(fēng)穩(wěn)定性。

此外，也應(yīng)重視結(jié)構(gòu)耐久性問題、基礎(chǔ)變形規(guī)律、樁基的承載力等問題。

2、效益/成本分析

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮建立該系統(tǒng)的目的和功能，對(duì)于特定的大型橋梁，建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的可以是大型橋梁監(jiān)控與評(píng)估，或是設(shè)計(jì)驗(yàn)證，甚至以研究發(fā)展為目的。一旦建立系統(tǒng)的目的確定，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目就可以基本上確定，也就可以確定其功能的設(shè)計(jì)要求。但由于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的規(guī)模以及所采用的傳感儀器和通信設(shè)備等的確定需要考慮投資的限度，因此在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)必須對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案進(jìn)行成本/效益分析。根據(jù)功能要求和成本/效益分析將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)數(shù)量設(shè)計(jì)到所需的范圍內(nèi)，以便最優(yōu)化地選擇安裝系統(tǒng)硬件設(shè)施。

三、傳感器及其優(yōu)化布置技術(shù)

傳感器的選擇主要考慮以下幾個(gè)方面的因素:傳感器類型的選擇以及傳感器的精度、分辨率、頻響及動(dòng)態(tài)范圍;傳感器布設(shè)位置以及其周圍動(dòng)態(tài)環(huán)境的影響程度、測(cè)量噪聲的影響程度等。

大型大型橋梁健康檢測(cè)、監(jiān)測(cè)過程中應(yīng)用的傳感器主要用來測(cè)量加速度、速度、位移及應(yīng)變等參數(shù)，由于大型橋梁結(jié)構(gòu)尺寸龐大，同時(shí)自振頻率往往非常低，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)水平通常也非常小，因此，要求傳感器必須具有頻響范圍廣、低頻響應(yīng)好、測(cè)量范圍大的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的傳感器有壓電式力傳感器、加速度傳感器、阻抗傳感器、應(yīng)變片等，它們己廣泛應(yīng)用于各類工程結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)中，這里不再贅述.

目前新興的傳感器主要有:疲勞壽命絲、壓電材料傳感器、碳纖維、半導(dǎo)體材料和光纖傳感器等。

光纖傳感器是隨著光纖通訊技術(shù)的蓬勃發(fā)展而涌現(xiàn)出來的一種先進(jìn)的傳感器，是用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的最理想材料。其主要性能特點(diǎn)包括:

1)具有感測(cè)和傳輸雙重功能;抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕，本質(zhì)安全可靠，耐久性好;靈敏度高;重量輕、體積小、可撓曲，對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小;

2)便于復(fù)用、成網(wǎng)，有利于與現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測(cè)網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)絡(luò);

3)測(cè)量范圍廣。可測(cè)量溫度、壓強(qiáng)、應(yīng)變、應(yīng)力、流量、流速、電流、電壓、液位、液體濃度、成分等。

四、大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

現(xiàn)代大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)不只是傳統(tǒng)的大型橋梁檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)單改進(jìn)，而是運(yùn)用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大型橋梁運(yùn)營(yíng)階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，并由此分析結(jié)構(gòu)的健康狀況、評(píng)估結(jié)構(gòu)的可靠性，為大型橋梁的管理與維修決策提供科學(xué)依據(jù).

1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組建，見圖1：

圖 1典型大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

1)目的與功能的主輔原則

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該以建立該系統(tǒng)的目的和功能為主導(dǎo)性原則，建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的確定后，則系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和儀器系統(tǒng)就可基本確定。一般而言，建立大型橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要目的是掌握結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)安全狀況，因此健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)首先考慮以結(jié)構(gòu)安全性為主的監(jiān)測(cè)原則，是能夠關(guān)乎結(jié)構(gòu)安全與否的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，而其它目的則為輔的。

2)功能與成本最優(yōu)原則

健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本通常比較大，其成本一般由三大部分組成:結(jié)構(gòu)仿真分析費(fèi)用、儀器系統(tǒng)費(fèi)用及處理軟件費(fèi)用。結(jié)構(gòu)仿真分析部分費(fèi)用一般較小，但其意義重大。儀器系統(tǒng)是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成本的主要部分，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及傳感器數(shù)量越多，監(jiān)測(cè)信息就越全面，從而系統(tǒng)成本就越高;反之則降低系統(tǒng)成本，但同時(shí)可能會(huì)因?yàn)楸O(jiān)測(cè)信息不足而使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性減小。所以為使系統(tǒng)成本更合理，有必要對(duì)功能與成本進(jìn)行優(yōu)化，使用最小的投資，獲得最大的有效監(jiān)測(cè)信息。信息處理軟件費(fèi)用，其主要功能是對(duì)巨量信息進(jìn)行解釋、存儲(chǔ)、傳輸及初步評(píng)價(jià)等，

該部分費(fèi)用相對(duì)也比較小。

3)系統(tǒng)性和可靠性原則

監(jiān)測(cè)分析、仿真計(jì)算、工程經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，也只有用系統(tǒng)分析原理，使測(cè)點(diǎn)之間、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之間能相互結(jié)合，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功效;監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最基本的要求是可靠性，而整個(gè)系統(tǒng)的可靠性取決于所組成的各種儀器的可靠性、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的布置及設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌安排和施工上的配合等因素。

4)關(guān)鍵部件優(yōu)先與兼顧全面性原則

關(guān)鍵部件是指各種原因?qū)е碌目赡芷茐膮^(qū)、變形敏感區(qū)及結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，這些關(guān)鍵部件都必須重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。但也應(yīng)考慮全面性，考慮對(duì)結(jié)構(gòu)整體性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如基礎(chǔ)的總體安全性監(jiān)控等。

5)實(shí)時(shí)與定期監(jiān)測(cè)結(jié)合原則

根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、功能與成本優(yōu)化確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目后，應(yīng)該考慮的是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與定期監(jiān)測(cè)分別設(shè)置的原則。由于監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的不同，有些項(xiàng)目不必長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但其監(jiān)測(cè)頻率又遠(yuǎn)高于人工監(jiān)測(cè)，這時(shí)可考慮采用定期監(jiān)測(cè)，以減少后期維護(hù)成本和數(shù)據(jù)處理壓力。

結(jié)束語：

交通運(yùn)輸是一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，而大型橋梁是交通的咽喉，大型橋梁的建造和維護(hù)是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的象征。本文簡(jiǎn)要分析了大型橋梁的健康系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，希望對(duì)同行以幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫全勝.智能大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究，東北林業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文.2005.

篇（8）

能預(yù)報(bào)還是不能預(yù)報(bào)？

1997年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的4名學(xué)者聯(lián)名在《科學(xué)》雜志發(fā)表了《地震無法被預(yù)測(cè)》的論文。論文作者指出，在經(jīng)歷了近30年的精心研究地震預(yù)報(bào)后，他們發(fā)現(xiàn)，地震是無法預(yù)報(bào)的，從事這方面的研究工作也是毫無希望的。

如果說，這篇論文的觀點(diǎn)還只是學(xué)術(shù)界內(nèi)部探討的話題和爭(zhēng)論，到了2008年，美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）對(duì)此問題的一項(xiàng)正式表態(tài)，就把地震不能預(yù)報(bào)的結(jié)論擴(kuò)展到了社會(huì)和公眾層面。

美國(guó)地質(zhì)勘探局稱，無論是美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局還是美國(guó)加州理工學(xué)院或者任何其他科學(xué)機(jī)構(gòu)，都沒有預(yù)報(bào)過一次大地震。在可預(yù)見的未來他們不知道如何預(yù)報(bào)地震，并且也不打算知道。不過，借助科學(xué)數(shù)據(jù)，科學(xué)家可以計(jì)算出未來將發(fā)生地震的可能性。比如，科學(xué)家預(yù)測(cè)在未來30年內(nèi)，舊金山灣區(qū)發(fā)生一次重大地震的概率為67%，而南加利福尼亞的概率是60%。所以，美國(guó)地質(zhì)勘探局致力于通過提高基礎(chǔ)設(shè)施的安全等級(jí)來長(zhǎng)期減弱地震的危害性，而不是把精力放在研究短期預(yù)報(bào)上。

正因?yàn)槿绱耍绹?guó)沒有設(shè)立專門的地震局，政府負(fù)責(zé)地震預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)研究工作的部門主要是美國(guó)地質(zhì)勘探局。除了地震之外，他們還對(duì)龍卷風(fēng)、熱颶風(fēng)、火山爆發(fā)等自然災(zāi)害進(jìn)行研究。

盡管地震尚不可預(yù)報(bào)是美國(guó)主流科學(xué)界的觀點(diǎn)，也得到世界大多數(shù)國(guó)家，包括中國(guó)一些科學(xué)家的認(rèn)同，不過，并不意味著所有科學(xué)家都認(rèn)同這種觀點(diǎn)。中國(guó)老一輩地質(zhì)科學(xué)家，如李四光認(rèn)為地震可以預(yù)報(bào)（據(jù)說1971年李四光臨終前遺憾地說，再給他半年，可能解決地震預(yù)報(bào)問題）。

事實(shí)上，中國(guó)曾經(jīng)成功預(yù)報(bào)過一次大地震，即1975年2月4日發(fā)生在海城的7.3級(jí)強(qiáng)烈地震。這次地震是在地震部門預(yù)報(bào)兩個(gè)半小時(shí)后發(fā)生的。由于預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，人們撤離及時(shí)，海城地震極大減少了死亡人數(shù)。我國(guó)未實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)的7級(jí)以上大地震，如邢臺(tái)地震、通海地震、唐山地震的人員傷亡率分別為14%、13%、18.4%。按這三次地震的人員傷亡率平均值估算，海城地震人員傷亡將達(dá)15萬，死亡可達(dá)5萬以上。但由于成功了短臨預(yù)報(bào)，海城總共傷亡18308人，死亡328人。

從這個(gè)事實(shí)出發(fā)，有人認(rèn)為地震是可以預(yù)報(bào)的。

客觀上有很多難以克服的障礙

中國(guó)海城地震預(yù)報(bào)是得到國(guó)際上承認(rèn)的唯一一次成功的短臨預(yù)報(bào)。但是，就在人們以為海城地震預(yù)報(bào)模式可以推廣之時(shí)，1976年的唐山大地震卻沒有預(yù)報(bào)成功，這是因?yàn)榈卣鸬某梢颉l(fā)生機(jī)理和觸發(fā)條件等非常復(fù)雜多變。所以，《美國(guó)地震協(xié)會(huì)公告》曾評(píng)價(jià)說，“海城地震的預(yù)測(cè)，是結(jié)合了經(jīng)驗(yàn)主義分析、直覺判斷和好運(yùn)氣，這是預(yù)測(cè)地震的一次嘗試。”

地震的難以預(yù)報(bào)體現(xiàn)在許多方面，主要有幾點(diǎn)。首先是，地球內(nèi)部的情況難以知曉。地震多數(shù)發(fā)生在地下15公里以下的地殼里，這次的蘆山地震也是發(fā)生在離地表16公里處。目前人類對(duì)于地殼的研究只能通過鉆機(jī)鉆至地下12公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到直接觀察到地震孕育發(fā)生的全過程，只能在地表憑借有限的儀器設(shè)備捕捉地殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)變化的間接信息。其次，人類對(duì)地質(zhì)觀察的知識(shí)和數(shù)據(jù)積累并不全面和系統(tǒng)，人類掌握的地震記錄和數(shù)據(jù)并不多。第三，人類對(duì)地球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的理論還不成熟，認(rèn)識(shí)才剛剛開始。即便有一些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，也是此一時(shí)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不能用于彼時(shí)，如海城的經(jīng)驗(yàn)無法用于唐山地震，也不可能完全應(yīng)用于今天的汶川和蘆山地震。地質(zhì)研究人員認(rèn)為，從地質(zhì)學(xué)的角度考慮，作為一種地質(zhì)現(xiàn)象，地震發(fā)生前一定會(huì)有許多前兆，對(duì)地震前兆掌握得不夠多、不夠準(zhǔn)，是目前我們無法預(yù)報(bào)地震的核心問題。

現(xiàn)在不能預(yù)報(bào)，將來能預(yù)報(bào)嗎？

中國(guó)有一些研究人員認(rèn)為，對(duì)于地震來講，現(xiàn)在不可知是正確的。未來不可知，那就是錯(cuò)誤的。未來有多遠(yuǎn)，則要看研究人員的探索。

自1966年邢臺(tái)地震以來，中國(guó)已在70多次中強(qiáng)以上地震前記錄到1000多條地震前兆異常，可歸為10大類，即地震學(xué)、地殼形變、重力地磁、地電、水文地球化學(xué)、地下流體（水、汽、氣、油）動(dòng)態(tài)、應(yīng)力應(yīng)變、氣象異常以及宏觀前兆現(xiàn)象。

而近幾年，專業(yè)人員提出了一些新的監(jiān)測(cè)地震的技術(shù)和方法，如光纖傳感技術(shù)、電磁波、次聲波、地應(yīng)力、大地微動(dòng)等。

比如，光纖傳感器可埋入溫度高達(dá)250℃以上的地層深處，可用于檢測(cè)地震波、地質(zhì)板塊內(nèi)部應(yīng)力、溫度、位移和傾斜、地下流體壓力、地下磁場(chǎng)等地下物理量的動(dòng)態(tài)變化。一旦在地震帶附近建立起永久的可以監(jiān)測(cè)地震的光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)，就可以及時(shí)地監(jiān)測(cè)地下的異常情況，對(duì)可能發(fā)生的地震發(fā)出預(yù)報(bào)或預(yù)警。

以往大量的地震都發(fā)現(xiàn)，震前電磁前兆是客觀存在的。當(dāng)然，電磁波前兆變化復(fù)雜，不同地震前地磁波異常有差異性，使人們目前對(duì)電磁前兆現(xiàn)象的物理解釋仍無統(tǒng)一定論，但通過長(zhǎng)期的實(shí)際觀測(cè)，研究人員在資料分析、信息識(shí)別和提取方面也取得了一些認(rèn)識(shí)，認(rèn)為電磁前兆對(duì)預(yù)測(cè)地震，特別是短臨預(yù)測(cè)有一定的意義。

地震預(yù)報(bào)未來是否能有突破，誰也沒有答案。但是正如法布爾所說：不管我們的照明燈燭把光線投射多遠(yuǎn)，照明圈外依然死死圍擋著黑暗。就讓我們從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)移動(dòng)我們的提燈吧。隨著一小片一小片的面目被認(rèn)識(shí)清楚，人們最終也許能將整個(gè)畫面的某個(gè)局部拼制出來。

延伸閱讀

地震不能預(yù)報(bào)但能預(yù)警

雖然目前地震預(yù)報(bào)被視為是不可能的，但是地震預(yù)警則是可能的。地震預(yù)報(bào)與預(yù)警的區(qū)別在于，前者是地震未發(fā)生前進(jìn)行的預(yù)測(cè)，后者是在地震發(fā)生后的預(yù)警。

現(xiàn)在，中國(guó)、墨西哥和日本等一些國(guó)家都能對(duì)地震進(jìn)行預(yù)警。地震發(fā)生時(shí)，一般是破壞力較小但速度較快的地震縱波先活動(dòng)，接著就是破壞力大但速度慢的地震橫波活動(dòng)。縱波的傳播速度大約6公里/秒，但震動(dòng)相對(duì)較小；橫波傳播速度大約4公里/秒，但破壞力大，是大地震時(shí)的主要?dú)⑹帧＠谜鹬懈浇O(jiān)測(cè)儀器捕捉到地震縱波后，快速估算地震參數(shù)并預(yù)測(cè)地震對(duì)周邊地區(qū)的影響，搶在破壞性橫波到達(dá)震中周邊地區(qū)之前，通過通訊和媒體預(yù)測(cè)地震強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間的預(yù)警信息，人們可以得到幾秒到十幾秒的寶貴逃生時(shí)間，可減輕人員傷亡和災(zāi)害損失。

篇（9）

在公共男廁所，我們經(jīng)常會(huì)看到人們?cè)谑褂眯”愠貢r(shí)，有尿液滴濺在地上，造成便跡難以清洗和增加細(xì)菌流動(dòng)很不衛(wèi)生，而且我國(guó)人口眾多，如果這一問題不處理好，就會(huì)造成很大的環(huán)境污染。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的主要原因是因?yàn)槿藗冊(cè)谑褂眠^程中，站立的位置不對(duì)，這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)一種新型小便池，可以規(guī)范人們?cè)谑褂脮r(shí)的站立位置，防止尿液滴濺，保護(hù)環(huán)境，提高國(guó)民素質(zhì)。

1 現(xiàn)有環(huán)保小便池及其缺陷

目前市場(chǎng)上的環(huán)保小便池，主要有以下三種功能：

（一）在便池的設(shè)計(jì)上可以分別收集小便和大便，并且在使用時(shí)通過排氣扇把意味向下排放，不用時(shí)有擋板自動(dòng)隔離，去出臭味；此外，還把洗手池的下水管與小便收集桶相連，起到節(jié)水作用。

（二）在設(shè)計(jì)上將洗手池和小便池一體化，充分利用洗手水清潔小便池，起到節(jié)水作用。

（三）將便池與各種醫(yī)療檢測(cè)裝置相連，使便池具有健康檢測(cè)功能。

綜上所述，我國(guó)在便池節(jié)水、除臭、便于收集肥料以及結(jié)合醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行健康檢測(cè)方面已有相關(guān)研究報(bào)道。但并未解決因人們使用小便池時(shí)，站立位置不對(duì)，有尿液滴濺在地上，造成便跡難以清洗，并增加細(xì)菌流動(dòng)，造成細(xì)菌流動(dòng)污染環(huán)境這一問題。這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)一款新型環(huán)保小便池，可以規(guī)范人們?cè)谑褂脮r(shí)的站立位置，如果站立位置符合要求則可以使用小便池，不符合要求則不能使用小便池，起到防止尿液滴濺，保護(hù)環(huán)境的作用。

2 新型環(huán)保小便池的總體設(shè)計(jì)

根據(jù)上述缺陷，這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)一種新型環(huán)保小便池，解決因人們使用小便池時(shí)，站立位置不對(duì)，有尿液滴濺在地上，造成便跡難以清洗，并增加細(xì)菌流動(dòng)，造成細(xì)菌流動(dòng)污染環(huán)境這一問題。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)在于在小便池的外側(cè)增加一塊可收縮的擋板，當(dāng)人們需要上廁所時(shí)，站到規(guī)定位置時(shí)傳感器感應(yīng)到，發(fā)出信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)蓋板自動(dòng)收縮，人們就可以使用；當(dāng)使用結(jié)束人離開后，傳感器感應(yīng)消失，撤消信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制蓋板自動(dòng)放下。

2.1 功能說明

1）當(dāng)需要使用時(shí)，人們站到劃線規(guī)定位置，雙腳下兩個(gè)傳感器感應(yīng)到，發(fā)出信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，收起蓋板。不會(huì)影響人們正常使用，又能防止尿液濺出或直接滴在地上，造成便跡難以清掃，并產(chǎn)生細(xì)菌流動(dòng)的現(xiàn)象。

2）當(dāng)使用結(jié)束時(shí)，人們離開劃線位置，雙腳下兩個(gè)傳感器無感應(yīng)，撤消信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，放下蓋板。

通過這套系統(tǒng)，就可以很直觀的告訴使用者，他該站立的位置，防止使用小便池時(shí)尿液滴濺，減少細(xì)菌流動(dòng)，起到保護(hù)環(huán)境的作用。

2.2 原理圖（圖1、圖2）及各部件作用說明

1）傳感器：檢測(cè)使用者雙腳站立位置是否正確，正確傳感器發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；站立位置不正確，傳感器則無信號(hào)發(fā)出。

2）電動(dòng)機(jī)：系統(tǒng)動(dòng)力源裝置，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿。

3）轉(zhuǎn)動(dòng)桿：帶動(dòng)蓋板收起和放下。

4）蓋板：限制使用者的站立位置，未在規(guī)定位置，不得使用小便池，遮擋異味。

3 傳感器的選用

傳感器用于檢測(cè)是否有物體存在于傳感器的感應(yīng)范圍內(nèi)，并以此作為判斷使用者雙腳是否站立到位。

3.1 性能比較

1）磁性開關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中，主要用于檢測(cè)氣缸中活塞的運(yùn)動(dòng)位置，可在被測(cè)物體（如在氣缸的活塞或活塞桿）上安裝磁性物質(zhì)，在氣缸缸筒外面的兩端各安裝一個(gè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)，就可以用這兩個(gè)傳感器分別標(biāo)識(shí)氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置。故不適用于此設(shè)備中。

2）光電接近開關(guān)（本文中簡(jiǎn)稱光電開關(guān)），通常在環(huán)境條件比較好、無粉塵污染上的場(chǎng)合下使用。光電開關(guān)工作時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎無任何影響。因此，在生產(chǎn)線上被廣泛地使用。通常用于生產(chǎn)線設(shè)備中，用以檢測(cè)是否有物料存在，光電開關(guān)就會(huì)感應(yīng)到，發(fā)出信號(hào)，通過控制程序，就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來判斷出傳送帶或送料機(jī)構(gòu)中有無物料，從而判斷是否驅(qū)動(dòng)下一機(jī)構(gòu)動(dòng)作。而本文所設(shè)計(jì)的新型環(huán)保小便池工作原理，當(dāng)人們需要上廁所時(shí)，站到規(guī)定位置時(shí)傳感器感應(yīng)到，發(fā)出信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)蓋板自動(dòng)收縮，人們就可以使用；當(dāng)使用結(jié)束人離開后，傳感器感應(yīng)消失，撤消信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制蓋板自動(dòng)放下。所以光電傳感器完全可以滿足以上功能要求。

3）光纖式光電接近開關(guān)，光纖式光電開關(guān)由光纖檢測(cè)頭、光纖放大器兩部分組成，光纖放大器和光纖檢測(cè)頭是分離的兩部分，光纖檢測(cè)頭的尾端部分分成兩條光纖，使用時(shí)分別插入放大器的兩個(gè)光纖孔。光纖式光電開關(guān)的輸出連接至PLC。光纖式光電開關(guān)也是光纖傳感器的一種，光纖傳感器傳感部分沒有電路連接，不產(chǎn)生熱量，只利用很少的光能，這些特點(diǎn)使光纖傳感器成為危險(xiǎn)環(huán)境下的理想選擇。光纖傳感器還可以用于關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的長(zhǎng)期高可靠性和穩(wěn)定性的監(jiān)視。相對(duì)于傳統(tǒng)傳感器，光纖傳感器具有下述優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境，傳輸距離遠(yuǎn)，使用壽命長(zhǎng)，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在空間很小的地方。光纖放大器根據(jù)需要來放置。比如有些生產(chǎn)過程中煙火、電火花等可能引起爆炸和火災(zāi)，而光能不會(huì)成為火源，不會(huì)引起爆炸和火災(zāi)，所以可以將光纖檢測(cè)頭設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所，將放大器單元設(shè)置在非危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行使用。根據(jù)調(diào)節(jié)的強(qiáng)度，光纖傳感器可以檢測(cè)不同的物品或者檢測(cè)距離，所以光纖傳感器完全可以滿足新型環(huán)保小便池的功能要求。

3.2 價(jià)格比較

1）磁性開關(guān)的價(jià)格比較便宜，售價(jià)大概在20-200元之間，常用的大概在30元左右。

2）光電接近開關(guān)的價(jià)格，相對(duì)于磁性開關(guān)的價(jià)格略高一點(diǎn)，相對(duì)于光纖式光電接近開關(guān)的價(jià)格便宜很多。售價(jià)大概在80-300元之間，常用的大概在100元左右。

3）光纖式光電接近開關(guān)的價(jià)格最高，售價(jià)大概在300-1800元之間，常用的大概在800元左右。

綜上所述，根據(jù)各類傳感器的性能和價(jià)格的比較，選用光電接近開關(guān)（光電式傳感器），首先光電式傳感器完全可以滿足新型環(huán)保小便池設(shè)計(jì)的功能要求，而且價(jià)格相對(duì)比較便宜，適合批量組裝使用。本設(shè)備選用上海通爾生產(chǎn)型號(hào)為G012-MDNA-A的光電式傳感器，檢測(cè)距離0-200cm。

4 程序設(shè)計(jì)

4.1 PLC可編程邏輯控制器

在機(jī)電一體化設(shè)備中，有一個(gè)可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC）模塊，PLC種類有三菱系列、西門子系列、歐姆龍系列、松下系列，本論文僅以三菱PLC為例來講解。

圖3 三菱FX2N-48MR結(jié)構(gòu)圖

三菱FX2N-48MR結(jié)構(gòu)圖3所示。它有X0-X7、X10-X17、X20-X27共24個(gè)輸入，Y0-Y7、Y10-Y17、Y20-Y27共24個(gè)輸出組成。三菱FX2N-48MRPLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。

4.2 PLC程序設(shè)計(jì)

1）電氣控制原理圖（圖4）

圖4 電氣控制原理圖

2）I/O分配表（表1）

表1 新型環(huán)保小便池I/O分配

3）PLC程序設(shè)計(jì)（圖5）

圖5 PLC程序設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的新型環(huán)保便池，當(dāng)人們需要上廁所時(shí)，站到規(guī)定位置時(shí)傳感器感應(yīng)到，發(fā)出信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)擋板自動(dòng)收縮，人們就可以使用；當(dāng)使用結(jié)束人離開后，傳感器感應(yīng)消失，撤消信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制擋板自動(dòng)放下。此套裝置可以解決因人們使用小便池時(shí)，站立位置不對(duì)，有尿液滴濺在地上，造成便跡難以清洗，并增加細(xì)菌流動(dòng)，造成細(xì)菌流動(dòng)污染環(huán)境這一問題。本設(shè)計(jì)可以起到提高國(guó)民素質(zhì)，規(guī)范國(guó)民行為習(xí)慣，保護(hù)環(huán)境的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孟立凡，藍(lán)金輝，主編.傳感器原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007，8.

[2]李科杰.現(xiàn)代傳感技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[3]張巖，胡秀芳.傳感器應(yīng)用技術(shù)[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[4]張文棟.微傳傳感器與微執(zhí)行器全書[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[5]高勤.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006，8.

[6]廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006，1.

[7]孫振華.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[8]陳立定.電氣控制與可編程序控制的原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[9]祝紅芳.PLC及其在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007，10.

[10]符磊.電工技術(shù)與電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1997，12.

篇（10）

    2.邊坡工程風(fēng)險(xiǎn)分析理論與應(yīng)用研究      

    3.邊坡工程分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)研究      

    4.基于巖體質(zhì)量指標(biāo)BQ的巖質(zhì)邊坡工程巖體分級(jí)方法     

    5.邊坡工程災(zāi)害防治技術(shù)研究    

    6.復(fù)雜巖質(zhì)高邊坡工程安全監(jiān)測(cè)三維可視化分析      

    7.錦屏一級(jí)水電站左岸高邊坡工程整體穩(wěn)定性的模型試驗(yàn)研究    

    8.邊坡工程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)場(chǎng)三維云圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化方法       

    9.突變理論在邊坡工程應(yīng)用的研究進(jìn)展      

    10.邊坡工程監(jiān)測(cè)技術(shù)分析     

    11.地震作用下邊坡工程動(dòng)力響應(yīng)與永久位移分析      

    12.基于強(qiáng)度折減法和容重增加法的邊坡穩(wěn)定分析及工程研究     

    13.深埋混凝土抗剪結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方法及其在大型邊坡工程治理中的應(yīng)用    

    14.光纖光柵測(cè)試技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用      

    15.三維不連續(xù)變形分析理論及其在巖質(zhì)邊坡工程中的應(yīng)用     

    16.工程邊坡綠色防護(hù)機(jī)制研究      

    17.邊坡工程可靠性的支持向量機(jī)估計(jì)      

    18.對(duì)邊坡工程安全系數(shù)的思考     

    19.邊坡工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)因子比率分析    

    20.邊坡工程可靠性分析的最大熵方法     

    21.西南水電高陡巖石邊坡工程關(guān)鍵技術(shù)研究     

    22.邊坡工程失穩(wěn)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的研究       

    23.邊坡工程建設(shè)安全評(píng)估方法研究     

    24.邊坡工程耐久性研究分析    

    25.邊坡工程輔助決策系統(tǒng)及其在萬梁高速公路中的應(yīng)用研究     

    26.公路邊坡工程地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估方法研究    

    27.邊坡工程穩(wěn)定性分析及處治技術(shù)研究      

    28.中國(guó)典型重大邊坡工程穩(wěn)定性與安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀研究    

    29.邊坡工程風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系的建立與應(yīng)用      

    30.邊坡工程研究中的新理論和新方法評(píng)述       

    31.邊坡工程地質(zhì)信息的三維可視化及其在三峽船閘邊坡工程中的應(yīng)用    

    32.GIS和數(shù)值模擬技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用評(píng)述    

    33.巖體邊坡工程中的位移監(jiān)測(cè)及分析    

    34.公路邊坡工程監(jiān)測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)與分析     

    35.可用于邊坡工程的三種反演方法     

    36.泥化夾層對(duì)邊坡工程穩(wěn)定性影響及控制方法研究      

    37.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法在邊坡工程中的應(yīng)用     

    38.預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)在邊坡工程中的設(shè)計(jì)研究     

    39.錨桿加固機(jī)理研究及其在邊坡工程中的應(yīng)用    

    40.分布式光纖傳感技術(shù)在邊坡工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究    

    41.高等級(jí)公路中的邊坡工程問題     

    42.復(fù)雜邊坡工程穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)及信息施工    

    43.區(qū)間分析理論及其在邊坡工程中的應(yīng)用      

    44.邊坡工程中的PSA-ANFIS反演設(shè)計(jì)方法      

    45.邊坡工程監(jiān)測(cè)資料的穩(wěn)定性判斷和利用     

    46.巖石邊坡工程塊體系統(tǒng)穩(wěn)定性預(yù)測(cè)、監(jiān)測(cè)與控制     

    47.植被混凝土在水利邊坡工程中的研究進(jìn)展和應(yīng)用現(xiàn)狀      

    48.強(qiáng)降雨下元磨公路典型工程邊坡穩(wěn)定性研究     

    49.既有軟質(zhì)巖邊坡工程檢測(cè)鑒定技術(shù)研究     

    50.邊坡工程變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究      

    51.邊坡工程常用穩(wěn)定性分析方法    

    52.第七屆全國(guó)巖土工程實(shí)錄交流會(huì)特邀報(bào)告——基坑與邊坡工程綜述     

    53.人工智能在礦山巖體邊坡工程中應(yīng)用      

    54.邊坡工程穩(wěn)定性耦合分析理論與方法研究     

    55.邊坡工程的爆破效應(yīng)分析      

    56.福州武警學(xué)院新校區(qū)邊坡工程設(shè)計(jì)研究    

    57.邊坡工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)    

    58.露天礦邊坡工程系統(tǒng)演化過程    

    59.電磁波層析成像技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)邊坡工程勘察中的應(yīng)用研究     

    60.水電建設(shè)中的高邊坡工程    

    61.高速公路邊坡工程工后穩(wěn)定性評(píng)估    

    62.抗滑樁在邊坡工程中的研究進(jìn)展及應(yīng)用    

    63.改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法在邊坡工程力學(xué)參數(shù)反演中的應(yīng)用     

    64.基于光纖傳感的邊坡工程監(jiān)測(cè)技術(shù)    

    65.三維環(huán)境下邊坡工程地質(zhì)編錄關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā)       

    66.邊坡工程中抗滑樁的效果評(píng)價(jià)與優(yōu)化設(shè)計(jì)      

    67.邊坡柔性防護(hù)技術(shù)在巖質(zhì)邊坡工程中的應(yīng)用研究    

    68.露采邊坡工程特點(diǎn)與有關(guān)問題的探討      

    69.邊坡工程監(jiān)測(cè)信息可視化分析系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用    

    70.港渝兩地邊坡工程中土釘技術(shù)的對(duì)比研究     

    71.邊坡工程集成式智能決策支持系統(tǒng)研究       

    72.豎向加筋技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用研究       

    73.邊坡工程模糊隨機(jī)可靠度分析       

    74.基于逆可靠度的邊坡工程反演分析       

    75.基于異步粒子群優(yōu)化算法的邊坡工程巖體力學(xué)參數(shù)反演       

    76.論環(huán)境邊坡工程的設(shè)計(jì)與防治措施      

    77.福建山區(qū)高速公路邊坡工程與錨固技術(shù)     

    78.大連某檔案中心基坑邊坡工程支護(hù)型式研究     

    79.極端冰雪災(zāi)害對(duì)邊坡工程穩(wěn)定性影響分析研究    

    80.有限元強(qiáng)度折減法在元磨高速公路高邊坡工程中的應(yīng)用     

    81.邊坡工程模糊可靠度研究    

    82.邊坡工程中的巖石力學(xué)參數(shù)研究方法探討      

    83.云南紅層分布及其邊坡工程病害分析      

    84.廣義塑性理論上限法及其在邊坡工程中的應(yīng)用    

    85.錨桿抗滑樁加固邊坡工程動(dòng)力穩(wěn)定性分析      

    86.邊坡工程中破裂角和巖體等效內(nèi)摩擦角取值及應(yīng)用若干問題探討    

    87.邊坡工程評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)     

    88.邊坡工程反饋設(shè)計(jì)研究的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法        

    89.露天煤礦邊坡工程的發(fā)展趨勢(shì)      

    90.露天礦邊坡工程技術(shù)的發(fā)展與展望       

    91.區(qū)間分析在邊坡工程中的應(yīng)用     

    92.邊坡工程處治技術(shù)分析研究及工程應(yīng)用    

    93.綠春縣登天門景區(qū)邊坡工程治理方案研究 優(yōu)先出版    

    94.花崗巖類土質(zhì)邊坡工程特性及加固方法研究      

    95.邊坡工程失穩(wěn)災(zāi)害預(yù)警的研究     

    96.基于能量方法的巖體破壞機(jī)理及其在邊坡工程中的應(yīng)用      

    97.邊坡工程加固需求度評(píng)價(jià)及其應(yīng)用      

篇（11）

創(chuàng)新引領(lǐng)，科技創(chuàng)新體系建設(shè)初見成效

創(chuàng)新管理機(jī)制，營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境和文化

大學(xué)要發(fā)展，必須堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，不斷推進(jìn)科技管理體制機(jī)制創(chuàng)新，建立有利于發(fā)揮高校學(xué)術(shù)環(huán)境優(yōu)勢(shì)、有利于學(xué)科交叉和資源共享、有利于調(diào)動(dòng)科技人員積極性、有利于優(yōu)秀拔尖人才脫穎而出的科技管理體制和運(yùn)行機(jī)制。

“十五”以來。西安石油大學(xué)逐步建立完善科技管理制度和科技評(píng)價(jià)體系，相繼制定、完善了《科技基金管理辦法》、《重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室管理辦法》、《科研項(xiàng)目管理辦法》、《縱向項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助辦法》、《學(xué)術(shù)交流活動(dòng)管理辦法》、《優(yōu)秀學(xué)術(shù)著作資助辦法》等近20個(gè)文件和管理制度。與此同時(shí)，學(xué)校不斷拓寬獎(jiǎng)勵(lì)范圍。加大科技獎(jiǎng)勵(lì)力度，制定了《科技獎(jiǎng)勵(lì)辦法》，對(duì)高級(jí)別項(xiàng)目、成果、論文、專利進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。幾年來，共發(fā)放科技獎(jiǎng)勵(lì)獎(jiǎng)金300多萬元。通過調(diào)整科研政策，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)術(shù)成果，完善創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制，強(qiáng)化量化考核等一系列措施，構(gòu)建了科技創(chuàng)新的保障平臺(tái)，形成了良好的學(xué)術(shù)氛圍。這些切實(shí)有效的科技政策在教職工中引起了很大反響，極大地調(diào)動(dòng)了科研人員的積極性，提升了廣大教職工的科技創(chuàng)新意識(shí)。創(chuàng)新人才使用方式，凝聚創(chuàng)新人才隊(duì)伍

人才是第一資源，是學(xué)校科技創(chuàng)新工作的根本保證。近年來，西安石油大學(xué)積極構(gòu)建以業(yè)績(jī)和貢獻(xiàn)為依據(jù)，品德、知識(shí)、能力相結(jié)合的人才和團(tuán)隊(duì)考核評(píng)價(jià)體系，不斷加大工作條件、分配政策向優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)和人才傾斜的力度。

學(xué)校深入實(shí)施人才強(qiáng)校戰(zhàn)略，根據(jù)學(xué)科方向設(shè)置基本崗位，實(shí)行學(xué)術(shù)帶頭人負(fù)責(zé)制，通過制定配套政策和管理措施，明確學(xué)術(shù)帶頭人的責(zé)、權(quán)、利，促進(jìn)學(xué)術(shù)帶頭人積極進(jìn)行學(xué)科交叉研究，發(fā)揮多學(xué)科的整體優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。通過各種措施在校內(nèi)精心選拔人才，穩(wěn)定現(xiàn)有的優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干，不拘一格引進(jìn)校外杰出人才。從人員編制、管理體制、資源分配、崗位津貼、職稱評(píng)審和科技獎(jiǎng)勵(lì)等方面，調(diào)動(dòng)教師進(jìn)行科技創(chuàng)新的積極性。同時(shí)，按照“不求所有，但求所用”的原則，聘請(qǐng)石油石化企業(yè)技術(shù)骨干和校外專家做兼職教授，定期到校作學(xué)術(shù)講座和交流。依托科研基地和重大創(chuàng)新項(xiàng)目，組建跨院(系)跨學(xué)科的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，形成“學(xué)科帶頭人＋創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”的模式。通過一系列卓有成效的工作，形成了“以事業(yè)凝聚人、以待遇和政策穩(wěn)定人、以感情留住人”的和諧校園環(huán)境。

創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)模式，凝練科研特色方向

科研基地是開展學(xué)科交叉、進(jìn)行科技創(chuàng)新的主要舞臺(tái)，是匯聚科技人才的基地。以學(xué)科建設(shè)為龍頭，依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建科技創(chuàng)新研究平臺(tái)，有利于發(fā)揮學(xué)校的特色和優(yōu)勢(shì)，提升科技創(chuàng)新能力和辦學(xué)水平。學(xué)校堅(jiān)持以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、研究中心等創(chuàng)新平臺(tái)為依托，以重大項(xiàng)目為牽引，加強(qiáng)創(chuàng)新人才的匯聚和科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，整合資源，著力構(gòu)建開放、共享的創(chuàng)新平臺(tái)體系。建立“開放、流動(dòng)、競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)作”的運(yùn)行機(jī)制，在管理體制改革上勇于突破舊框架，做到責(zé)權(quán)利高度統(tǒng)一，讓科研基地負(fù)責(zé)人享有充分的人事調(diào)配權(quán)、財(cái)務(wù)支配權(quán)、設(shè)備購置使用管理權(quán)和成果所有權(quán)。

學(xué)校依托石油石化學(xué)科優(yōu)勢(shì)，整合學(xué)科和科技資源，集中優(yōu)勢(shì)，率先發(fā)展，以此帶動(dòng)和輻射相關(guān)學(xué)科和科研基地發(fā)展。在重點(diǎn)支持優(yōu)勢(shì)學(xué)科和科研基地優(yōu)先發(fā)展的同時(shí)。從科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)的需要出發(fā)，創(chuàng)造條件使相關(guān)學(xué)科和科研基地蓄勢(shì)發(fā)展，在“高、精、尖”上做文章。對(duì)有發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)科和科研基地。明確發(fā)展目標(biāo)，積極培育，把其潛在的優(yōu)勢(shì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)，逐漸形成“拳頭”學(xué)科和科研基地。重點(diǎn)建設(shè)對(duì)學(xué)校科技創(chuàng)新工作具有推動(dòng)作用的石油與天然氣工程學(xué)科群、機(jī)械工程學(xué)科群、儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科群、化學(xué)化工學(xué)科群，同時(shí)，建立一批學(xué)科交叉平臺(tái)，不斷形成新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)，構(gòu)建相互依托、相互支撐的學(xué)科體系。在建設(shè)好傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科的同時(shí)，根據(jù)國(guó)家石油石化工業(yè)發(fā)展和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，培育和建設(shè)新興學(xué)科，使其在互滲互動(dòng)的工作格局中尋求交叉點(diǎn)和生長(zhǎng)點(diǎn)。在學(xué)科交叉過程中孕育了新的研究方向，學(xué)校適時(shí)組建了“特種增產(chǎn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“光電傳感測(cè)并重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“油氣資源經(jīng)濟(jì)管理研究中心”、“鉆機(jī)控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“油氣田環(huán)境污染控制技術(shù)與儲(chǔ)層保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等十多個(gè)學(xué)科交叉、特色鮮明的創(chuàng)新平臺(tái)。

創(chuàng)新服務(wù)方式，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)

學(xué)校充分發(fā)揮石油石化學(xué)科和地緣優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持“開門辦學(xué)，聯(lián)合共建”的方針，與陜西省石油石化企事業(yè)單位：在科技開發(fā)、聯(lián)合攻關(guān)、人才培養(yǎng)、基地建設(shè)等方面全面合作。著力構(gòu)建科技創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)，為石油石化企業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供高水平的智力支持。學(xué)校每年專門組織博士、教授團(tuán)赴石油石化企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)考察交流，不僅幫助企業(yè)解決技術(shù)難題，而且獲得了一線科技研發(fā)信息，有力地促進(jìn)了學(xué)校的科技工作。學(xué)校充分發(fā)揮教育科技資源優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)技術(shù)人員的在職培訓(xùn)和繼續(xù)教育提供服務(wù)，已先后為石油企事業(yè)單位舉辦石油工程、石油儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用、企業(yè)管理、外語等培訓(xùn)班300多期，受訓(xùn)人員近2萬人。

近年來，學(xué)校積極探索與企業(yè)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的新途徑，按照“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享、互惠互利、共同發(fā)展”的原則，從廣度和深度兩方面大力推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。先后和多家省內(nèi)外石油石化企業(yè)、科研院所建立新型校企合作關(guān)系，聯(lián)合共建學(xué)科點(diǎn)和研發(fā)基地，充分利用企業(yè)、科研院所的設(shè)備、人員、資金等優(yōu)勢(shì)，建立科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化平臺(tái)。先后與長(zhǎng)慶石油勘探局等多家企業(yè)互相開放實(shí)驗(yàn)室；與寶雞石油鋼管有限公司、中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司、長(zhǎng)慶油田公司聯(lián)合共建國(guó)家級(jí)或省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程技術(shù)研究中心。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，學(xué)校的科技創(chuàng)新體系建設(shè)初見成效，創(chuàng)新能力得到大幅度增強(qiáng)，服務(wù)國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的水平顯著增強(qiáng)，科學(xué)創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。