β射線式粉塵測量儀源—探測器優化與采樣裝置概念設計

❶ 強子對撞機的對撞實驗

綜述
據國外媒體報道，利用大型強子對撞機（LHC）進行的6項實驗都將均在國際合作的模式下完成，這些實驗將世界各地的研究機構的科學家聚集在一起，共同見證激動人心的一刻。每一項實驗都截然不同，這是由其使用的粒子探測器的獨特性所決定的。
兩項大規模實驗——ATLAS（超環面儀器實驗的英文縮寫，以下簡稱ATLAS）和CMS(緊湊渺子線圈實驗的英文縮寫，以下簡稱CMS) ——均建立在多用途探測器基礎之上，用於分析在加速器中撞擊時產生的數量龐大的粒子。兩項實驗的研究規模和研究層面均達到前所未有的程度。使用兩個單獨設計的探測器是交叉確認任何新發現的關鍵所在。
兩項中型實驗——ALICE（大型離子對撞機實驗的英文縮寫，以下簡稱ALICE）和 LHCb(LHC底誇克實驗的英文縮寫，以下簡稱LHCb）——利用特殊的探測器，分析與特殊現象有關的撞擊。
另外兩項實驗——TOTEM（全截面彈性散射偵測器實驗的英文縮寫，以下簡稱TOTEM）和LHCf(LHC前行粒子實驗的英文縮寫，以下簡稱LHCf)——的規模就要小得多。它們的焦點集中在「前行粒子」（質子或者重離子）身上。在粒子束發生碰撞時，這些粒子只是擦肩而過，而不是正面相撞。
ATLAS、CMS、ALICE和LHCb探測器安裝在4個地下巨洞，分布在大型強子對撞機周圍。TOTEM實驗用到的探測器位於CMS探測器附近，LHCf實驗用到的探測器則位於ATLAS探測器附近。
ALICE
為了進行ALICE實驗，大型強子對撞機將讓鉛離子進行對撞，在實驗室條件下重建「大爆炸」之後的宇宙初期形態。獲得的數據將允許物理學家研究誇克-膠子等離子體的性質和狀態，這種物質據信在「大爆炸」發生後只存在很短時間。
核子，核子周圍環繞著電子。質子和中子都是被稱之為「膠子」的其它粒子束縛誇克形成的。這種不可思議的強大束縛意味著，獨立的誇克是永遠也不會被發現的。
大型強子對撞機內上演撞擊時產生的高溫是太陽內部溫度的10萬倍。物理學家希望看到的是，質子和中子會在這種高溫條件下「熔化」，並釋放被膠子束縛的誇克。這么做將創造誇克-膠子等離子體，它們可能只存在於「大爆炸」之後，當時的宇宙仍處在極度高溫之下。科學家計劃在誇克-膠子等離子體膨脹和冷卻過程中對其進行研究，觀察它如何形成最終構成當前宇宙物質的粒子。
共有來自28個國家的94個研究機構的1000多名科學家參與ALICE實驗。
ALICE探測器相關資料
尺寸：長26米，高16米，寬16米
重量：1萬公噸
位置：法國小鎮聖吉利斯-珀利（St Genis-Pouilly）。
ATLAS
ATLAS是大型強子對撞機兩個通用探測器中的一個。此項實驗涉及到物理學的很多領域，包括尋找希伯斯玻色子、額外維度以及構成暗物質的粒子。與CMS的實驗目的一樣，ATLAS也將記錄與撞擊時產生的粒子有關的類似數據，即它們的路徑、能量以及特性等等。雖然實驗目的相同，但ATLAS和CMS探測器的磁鐵系統卻採用了完全不同的技術和設計。
ATLAS探測器巨大的圓環形磁鐵系統是它的主要特徵。這一系統由8個25米長的超導磁鐵線圈組成。磁鐵線圈分布在貫穿探測器中心的粒子束管周圍，形成一個「圓筒」。實驗過程中，磁場將被包含在線圈分離出的中央柱形空間內。
共有來自37個國家的159個研究機構的1700多名科學家參與ATLAS實驗。
ATLAS探測器相關資料
尺寸：長46米，高25米，寬25米，是迄今為止製造的個頭最大的粒子探測器。
重量：7000公噸
位置：瑞士梅林(Meyrin)
CMS
CMS實驗利用一個通用探測器，對物理學的很多領域進行研究，包括尋找希伯斯玻色子、額外維度以及構成暗物質的粒子。雖然實驗目的與ATLAS相同，但這個探測器的磁鐵系統卻採用了完全不同的技術和設計。
CMS探測器是在一個巨型螺管式磁鐵基礎上建成的。它採用圓柱形超導電纜線圈，可產生4特斯拉的磁場，相當於地球磁場的10萬倍。這個巨大磁場受一個「鐵軛」限制——探測器1.25萬公噸的重量大部分來自「鐵軛」。與大型強子對撞機的其它巨型探測器有所不同的是，CMS探測器並不是在地下建造，而是選在地上，後分成15個部分被運至地下，最後完成組裝，這也算得上它的一大特色。
共有來自37個國家的155個研究機構的2000多名科學家參與CMS實驗。
CMS探測器相關資料
尺寸：長21米，寬15米，高15米
重量：1.25萬公噸
位置：法國塞希（Cessy）。
LHC底誇克
LHCb實驗將有助於我們理解人類為何生活在一個幾乎完全由物質而非反物質構成的宇宙。它通過研究一種稱為「美誇克」（beauty quark）的粒子，專門對物質和反物質之間的微妙差異展開調查。LHCb實驗不是將整個撞擊點同密封探測器圍起來，而是使用一系列子探測器去主要探測前行粒子（forward particle）。
第一個子探測器將安裝到撞擊點附近，而接下來的幾個將會一個挨一個安裝，它們的長度都超過20米。大型強子對撞機將創造出大量不同類型的誇克，然後它們將快速蛻變為其他類型。為捕捉到「美誇克」，LHCb項目小組已開發出先進的可移動跟蹤探測器，並安裝在圍繞於大型強子對撞機周圍的光束路徑附近。LHCb項目小組由來自13個國家48所研究機構的650位科學家組成。
LHC底誇克探測器相關資料
尺寸：長21米，高10米，寬13米
重量：5600噸
設計：具有平面探測器的前向接受譜儀
地點：法國費爾奈-伏爾泰
全截面彈性散射
全截面彈性散射探測器實驗研究前行粒子，以重點分析普通實驗難以獲得的物理學原理。在一系列研究中，它將測量質子大小，還將准確監控大型強子對撞機的光度。想要做到這一點，全截面彈性散射探測器就必須要捕捉到距大型強子對撞機光束非常近的距離產生的粒子。它由一組安放在稱為「羅馬罐」（Roman pot）的特製真空室的探測器組成。
「羅馬罐」同大型強子對撞機的光束管道相連。8個「羅馬罐」將被一對一對地置於CMS實驗撞擊點附近的四個地點。盡管從科學意義上講這兩次實驗是獨立的，但TOTEM實驗將是CMS探測器和其他大型強子對撞機實驗所獲結果的有力補充。來自8個國家10所研究機構的50位科學家將參與TOTEM實驗。
全截面彈性散射探測器相關資料
尺寸：長440米，高5米，寬5米
重量：20噸
設計：「羅馬罐」，GEM探測器和陰極條感應室
地點：法國塞斯（位於CMS附近）
LHCf
LHCf實驗將用於研究大型強子對撞機內部產生的前行粒子，作為在實驗室環境下模擬宇宙射線的來源。宇宙射線是自然產生於外太空的帶電粒子，不斷轟擊地球大氣層。它們在高層大氣與核子相撞，產生一連串到達地面的粒子。研究大型強子對撞機內部撞擊如何引起類似的粒子串有助於科學家解釋和校準大規模宇宙射線實驗，這種實驗會覆蓋數千公里的范圍。來自4個國家10所研究機構的22位科學家將參與LHCf實驗。
LHCf 探測器相關資料
尺寸：兩個探測器，每個長30厘米，高80厘米，寬13厘米
重量：每個重40公斤
地點：瑞士梅林（位於ATLAS附近） LHC計劃，由34個國家超過兩千位物理學家所屬的大學與實驗室所共同出資合作興建的。
LHC包含了一個圓周為27公里的圓形隧道，因當地地形的緣故位於地下50至150米之間。這是先前大型電子正子加速器（LEP）所使用隧道的再利用，隧道本身直徑三米，位於同一平面上，並貫穿瑞士與法國邊境，主要的部分大半位於法國。雖然隧道本身位於地底下，尚有許多地面設施如冷卻壓縮機，通風設備，控制電機設備，還有冷凍槽等建構於其上。
加速器通道中，主要是放置兩個質子束管。加速管由超導磁鐵所包覆，以液態氦來冷卻。管中的質子是以相反的方向，環繞著整個環型加速器運行。除此之外，在四個實驗碰撞點附近，另有安裝其他的偏向磁鐵及聚焦磁鐵。
兩個對撞加速管中的質子，各具有的能量為 7 TeV （兆兆電子伏特，），總撞擊能量達 14 TeV之譜。每個質子環繞整個儲存環的時間為 89 微秒 (microsecond）。因為同步加速器的特性，加速管中的粒子是以粒子團（bunch）的形式，而非連續的粒子流。整個儲存環將會有2800個粒子團，最短碰撞周期為 25 納秒（nanosecond）。在加速器開始運作的初期，將會以軌道中放入較少的粒子團的方式運作，碰撞周期為 75 納秒，再逐步提升到設計目標。
在粒子入射到主加速環之前，會先經過一系列加速設施，逐級提升能量。其中，由兩個直線加速器所構成的質子同步加速器 (PS）將產生50 MeV的能量，接著質子同步推進器 (PSB）提升能量到1.4GeV。而質子同步加速環可達到26 GeV的能量。低能量入射環（LEIR）為一離子儲存與冷卻的裝置。反物質減速器 (AD）可以將3.57 GeV的反質子，減速到2 GeV。最後超級質子同步加速器(SPS）可提升質子的能量到450 GeV。
60餘名中國科學家（其中近四十人為台灣科學家）參與強子對撞機實驗。在LHC加速環的四個碰撞點，分別設有五個偵測器在碰撞點的地穴中。其中超環面儀器 (ATLAS）與緊湊渺子線圈(CMS）是通用型的粒子偵測器。其他三個（LHC底誇克偵測器（LHCb），大型離子對撞器（ALICE）以及全截面彈性散射偵測器（TOTEM）則是較小型的特殊目標偵測器。LHC也可以用來加速對撞重離子，例如 鉛(Pb）離子可加速到1150 TeV。由於LHC有著對工程技術上極端的挑戰，安全上的確保是極其重要的。當LHC開始運作時，磁鐵中的總能量高達100億焦耳（GJ），而粒子束中的總能量也高達725百萬焦耳(MJ）。只需要10?7總粒子能量便可以使超導磁鐵脫離超導態，而丟棄全部的加速粒子可相當於一個小型的爆炸。
加速器通道中，主要是放置兩個質子束管。加速管由超導磁鐵所包覆，以液態氦來冷卻。管中的質子是以相反的方向，環繞著整個環型加速器運行。除此之外，在四個實驗碰撞點附近，另有安裝其他的偏向磁鐵及聚焦磁鐵。
地球上最大的「粒子粉碎機」一路走來可謂多災多難，現在又遇到了麻煩。兩位美國公民對歐洲大型強子對撞機計劃（LHC）提出了公訴，要求推遲這一「粒子粉碎機」開動的時間。他們聲稱，LHC可能產生危險的粒子或者微型黑洞，從而毀滅整個地球。
建造在瑞士歐洲粒子物理中心（CERN）的LHC眼看就要完工了，科學家希望它能在今年7月中旬開始運行。然而，3月21日，居住在夏威夷的Luis Sancho和Walter Wagner針對CERN和美國一些科研機構，向美國聯邦地方法院提出了訴訟，要求在安全性得到證實之前，不啟動LHC對撞計劃。他們點名的美國科研機構包括能源部、國家自然科學基金會和芝加哥附近的費米實驗室。
美國能源部和費米實驗室不會對此發表評論，它們堅持認為這是一項應由司法部處理的法律案件。而CERN的一位發言人James Gillies則表示，這項訴訟要求是「徹底的胡說」。「LHC將在今年啟動，並創造出各種關於宇宙的激動人心的新物理學認識。」他補充道,「從現在開始一年之後，世界還在那裡。」
LHC將把質子加速到具有巨大的能量並進行對撞「粉碎」，從而模擬大爆炸後不足十億分之一秒的情況。物理學家希望藉此來解開長期以來的重大和基本難題，比如粒子為何存在質量（即驗證希格斯玻色子）、空間是否隱藏著額外的維度等等 歐洲大型強子對撞機在能量升級後進行了對撞實驗，科學家使用了最高能量進行對撞，目前強子對撞機已經達到能夠模擬宇宙誕生的狀態（曾經有人一度擔心這個巨大的機器會製造出黑洞吞噬地球）。這些數據被對撞機四個探測器收集，並記錄這一奇跡的誕生。在最新的一次對撞實驗中，科學家使用1045萬億電子伏特的能量作用於鉛離子，這是以往能量的兩倍，實驗等效溫度達到數萬億度。達到宇宙大爆炸時期的模擬溫度，重現137億年前的宇宙誕生。
大型強子對撞機的科學家認為這是對撞機能量升級後的一次突破，在今年的對撞實驗中，我們進入了探索宇宙早期物質的階段。當宇宙大爆炸發生後，宇宙中的溫度極高、密度極大，此時的宇宙就像沉浸在一種粒子湯中。這時宇宙粒子主要由誇克和膠子組成，之後逐漸形成了質子和中子。研究宇宙早期狀態有助於我們解決宇宙演化的基本問題，歐洲核子研究中心總幹事Rolf Heur指出，我們渴望最高能量對撞產生的極端環境，模擬宇宙大爆炸誕生。
宇宙大爆炸之後的1秒鍾內，粒子環境變化非常快，誇克-膠子等離子體的存在時間僅為百萬分之一秒，正式這一瞬間的變化，為宇宙質子和中子的形成奠定了基礎。科學家下一步會繼續增強鉛離子的對撞能量，觀察宇宙大爆炸後會出現何種變化，這些變化對生命的誕生有何積極的意義。這無疑是一個激動人心的時刻，我們有能力對早期的宇宙進行研究。
大型強子對撞機在兩年前進入能量升級，這是目前世界上最強大的粒子加速器，升級後能量提升了近兩倍，科學家正在向新物理學方向前進，我們有望發現隱藏的維度和暗物質奧秘。目前宇宙學仍然存在許多未解之謎，其中時空維度、暗物質、暗能量都是未知的。這台強子對撞機將為我們帶來更多驚喜。 歐洲對撞機實現迷你宇宙大爆炸
創10萬億度高溫2010年11月09日 09:42 新浪科技 消息，據《獨立報》報道，科學家藉助歐洲大型強子對撞機（LHC）成功完成了創造迷你版「宇宙大爆炸」的實驗，產生了一個溫度為太陽核心溫度100萬倍的火球。參與這個項目的英國科學家熱烈慶祝了這個具有里程碑意義的實驗。大型強子對撞機創造了一個迷你版本的「宇宙大爆炸」。參與大型強子對撞機項目ALICE鉛離子對撞實驗的英國科學家都在慶祝對撞實驗取得成功，這將開啟粒子物理學研究的新世紀。「迷你大爆炸」是通過令鉛離子高速撞擊產生的，撞擊產生的溫度是太陽核心溫度的100萬倍，重現了大爆炸後宇宙的瞬間狀況。
ALICE離子對撞實驗項目英國小組成員、伯明翰大學物理學家戴維·埃文斯博士說：「我們對這一成就激動萬分。對撞實驗產生了迷你版本的宇宙大爆炸以及在實驗中取得的有史以來的最高溫度和密度。這個過程發生在一個安全、可控的環境內，生成了熾熱和稠密的亞原子火球，溫度超過10萬億度，即太陽核心溫度的100萬倍。在這一溫度下，連構成原子核的質子和中子也被融化了，產生稱為『誇克與膠子等離子體』的熾熱而稠密的誇克與膠子湯。」
強大的磁體令鉛離子以接近於光速的速度在地下數百英里的隧道內高速運轉。鉛離子以相反的兩個方面飛行，最後聚焦變成一個狹長的光束，被迫在ALICE探測器內撞擊。科學家希望，通過誇克與膠子等離子體，可以讓他們對強作用力有更多的了解。強作用力是自然界存在的四種基本作用力之一。
埃文斯說：「強作用力不僅使原子核牢牢地綁定在一起，而且還對它們98%的質量負責。我現在期待著研究大爆炸發生後瞬間構成宇宙的一小部分物質。」ALICE探測器是大型強子對撞機的組成部分。大型強子對撞機是世界上最大、能量最高的粒子加速器，旨在探究宇宙起源，它建在法國與瑞士邊境地下一條16.7 英里（約合27公里)長的環形隧道內，由歐洲核子研究中心（Cern）負責管理。

❷ 學習解讀GBT50493-2019石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標准

GBT 50493-2019修編主要內容（全文免費下載）：

1、標准名稱由「設計規范」改為「設計標准」；

2、有毒氣體范圍由《高毒物品目錄》中所列毒氣擴大到常見劇毒氣體；

3、增加了可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統（簡稱GDS）的設計相容性、獨立性和可靠性要求；

4、增加了可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統（簡稱GDS）應與火災及消防監控系統分開設置的要求；

5、增加了開路式（激光、紅外）探測器、雜訊探測器等內容，進一步完善了探測器的布點和布置要求；

6、增加了常見氣體探測器選用指南、GDS配置圖等5個規范性標准附錄；

7、對標準的部分章節和條款內容進行了修改和完善，取消了強制性條文。

◆原：名稱GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》

◆現：名稱GB/T 50493-2019《石油化工可燃和有毒氣體檢測報警設計標准》

◆條文說明：

根據國標最新標准，作為規范類文件，必須全部是強制性條文，作為推薦型標准，是沒有強制性條文的。

◆原：GB50493-2009 3.0.6：可燃氣體檢(探)測器應採用國家指定機構或其授權檢驗單位的計量器具製造認證、防爆性能認證和消防認證的產品。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.5：可燃氣體探測器必須取得國家指定機構或其授權檢驗單位的計量器具型式批准證書、防爆合格證和消防產品型式檢測報告；參與消防聯動的報警控制單元應採用取得國家消防電子產品質量監督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器；國家法規有要求的有毒氣體探測器必須取得國家指定機構或其授權檢驗單位的計量器具型式批准證書。安裝在爆炸危險場所的有毒氣體探測器還應取得國家指定機構或其授權檢驗單位的防爆合格證。

◆條文說明：

2017年12月26日全國人大已批准新計量法於2017年12月28日執行。修改主要內容：取消製造、修理計量行政許可(即取消計量製造認證)，嚴格執行計量器具型式批准許可。

可燃氣體探測器目前已不需要取得CCCF認證，但銷售時應取得消防產品型式試驗檢測報告(必須有)和消防產品認證證書(企業自願取證)。

◆原：GB50493-2009 3.0.9：可燃氣體、有毒氣體檢測報警系統宜獨立設置。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.8：可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統應獨立於其他系統單獨設置。

◆條文說明：

可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統不能生產過程式控制制系統合並設計，是為了保證工藝裝置生產過程式控制制系統出現故障或停用時，可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統仍能正常工作。

2014年國家安監總局安監總管三[2014]116號文中也明確要求：可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統應獨立設置。因此，本標准修訂時，參照 GB50116和安監總管三[2014]116號文有關要求，對GDS的設置要求進行了重新修訂。

◆原：GB50493-2009 3.0.11：工藝裝置和儲運設施現場固定安裝的可燃氣體及有毒氣體檢測報警系統，宜採用不間斷單元(UPS)供電。加油站、加氣站、分散或獨立的有毒及易燃易爆品的經營設施，其可燃氣體及有毒氣體檢測報警系統可採用普通電源供電。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.9：可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統的氣體探測器、報警控制單元、現場警報器等的供電負荷，應按一級用電負荷中特別重要的負荷考慮，宜採用UPS電源裝置供電。

◆條文說明：

分散或獨立的有毒及易燃易爆品的設施，如加油站、加氣站等，一般採用盤裝或壁掛式，電源功率較小，故規定檢測報警系統也可採用普通電源供電。

◆原：GB50493-2009 3.0.4：報警信號應發送至現場報警器和有人值守的控制室或現場操作室的指示報警設備，並且進行聲光報警。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.3：可燃氣體和有毒氣體檢測報警信號應送至有人值守的現場控制室、中心控制室等進行顯示報警；可燃氣體二級報警信號、可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統報警控制單元的故障信號應送至消防控制室。

◆條文說明：

消防控制室也需要對可燃氣體二級報警信號、可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統報警控制單元的故障信號進行監控。

◆原：GB50493-2009 3.0.8：可燃氣體或有毒氣體場所的檢(探)測器，應採用固定式。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.6：需要設置可燃氣體、有毒氣體探測器的場所，宜採用固定式探測器；需要臨時檢測可燃氣體、有毒氣體的場所，宜配備移動式氣體探測器。

◆條文說明：

對於一些不具備設置固定式可燃氣體或有毒氣體探測器的場所，通常可以安裝移動式可燃氣體或有毒氣體探測器，以確保生產和維護的安全需要。如：環境濕度過高；環境溫度過低；或在正常情況下視為非爆炸或無毒區，生產檢修時可能為爆炸或有毒危險區等，受檢測產品的性能所限，通常可以安裝移動式可燃氣體或有毒氣體探測器，以確保生產和維護的安全需要。

◆原：GB50493-2009 2.0.2：有毒氣體：指勞動者在職業活動中通過機體接觸可引起急性或慢性有害健康的氣體。本規范中有毒氣體的范圍是《高毒物品目錄》(衛法監發[2003]142號)中所列的有毒蒸氣或有毒氣體。常見的有：二氧化氮、硫化氫、苯、氰化氫、氨、氯氣、一氧化碳、丙烯腈、氯乙烯、光氣(碳醯氯)等。

◆現：GB/T50493-2019 2.0.2：有毒氣體指勞動者在職業活動中，通過皮膚接觸或呼吸可導致死亡或永久性傷害的毒性氣體或毒性蒸氣。

◆條文說明：

只要通過皮膚接觸或呼吸可導致死亡或永久性傷害的氣體，都稱為有毒氣體。都需要遵循本規范。

◆原：GB50493-2009 3.0.5：裝置區域內現場報警器的布置應該根據裝置區的面積、設備及建築物的布置、釋放源的理化性質和現場空氣流動特點等綜合確定。現場報警器可選用音響器或報警燈。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.4 ：控制室操作區應設置可燃氣體和有毒氣體聲、光報警；現場區域警報器宜根據裝置佔地的面積、設備及建構築物的布置、釋放源的理化性質和現場空氣流動特點進行設置，現場區域警報器應有聲、光報警功能。

◆條文說明：

當現場可燃和(或)有毒氣體探測器的數量少於10個，現場環境雜訊低於85dBA，且探測器自帶一體化聲、光報警器時，在不影響現場報警效果情況下，可不需設置現場區域報警器。

當現場環境雜訊超過85dBA，探測器自帶的一體化聲、光報警器難以達到報警效果時，為了警示現場工作人員，在生產現場主要出入口及高雜訊區等部位，需設置現場區域警報器。

◆原：GB50493-2009 3.0.10：攜帶型可燃氣體和(或)有毒氣體探測器的配備，應根據生產裝置的場地條件、工業介質的易燃易爆特性及毒性和操作人員的數量等綜合確定。

◆現：GB/T50493-2019 3.0.7：進入爆炸性氣體環境和(或)有毒氣體環境的現場工作人員，應配備攜帶型可燃氣體和(或)有毒氣體探測器。進入的環境同時存在爆炸性氣體和有毒氣體時，攜帶型可燃氣體和有毒氣體探測器可採用多感測器類型。

◆原：GB50493-2009：氣體密度大於0.97kg/m³(標准狀態下)的即認為比空氣重；氣體密度小於0.97kg/m³(標准狀態下)的即認為比空氣輕。

◆現：GB/T50493-2019 4.1.2：判別泄漏氣體介質是否比空氣重，應以泄漏氣體介質的分子量與環境空氣的分子量的比值為基準：比值≥1.2，泄漏介質重於空氣；1.0 ≤比值＜1.2，泄漏介質略重於空氣；0.8＜比值＜1.0，泄漏介質略輕於空氣；比值≤0.8，泄漏介質輕於空氣。

◆條文說明：

由於溫度和海拔對氣體的密度影響較大，為了方便判斷泄漏的介質泄漏到大氣中時，泄漏氣體介質是否比空氣重，本標准用泄漏介質的氣體分子量與當地空氣的分子量的相對比值作為判據。

◆原：GB50493-2009 4.4.2：設在爆炸危險區域2區范圍內的在線分析儀表間，應設可燃氣體(檢)探測器。

◆現：GB/T50493-2019 4.4.2：設在爆炸危險區域2區范圍內的在線分析儀表間，應設可燃氣體和(或)有毒氣體探測器，並同時設置氧氣探測器。

◆原：GB50493-2009 6.1.1：相對氣體密度大於0.97kg/m³(標准狀態下)的即認為比空氣重；相對空氣密度小於(標准狀態下)的即認為比空氣輕。檢測比空氣重的可燃氣體和/或有毒氣體時，推薦的檢(探)測器安裝高度應高出地坪(或樓板面)0.3m~0.6m。過低易造成因雨水淋、濺，對檢(探)測器的損害；過高則超出了空氣重的氣體易於積聚的高度。

◆現：GB/T50493-2019 6.1.2：檢測比空氣重的可燃氣體或有毒氣體時，探測器的安裝高度宜距地坪(或樓地板)0.3m-0.6m；檢測比空氣輕的可燃氣體或有毒氣體時，探測器的安裝高度宜在釋放源上方2m內。檢測比空氣略重的可燃氣體或有毒氣體時，探測器的安裝高度宜在釋放源下方0.5m-1m；檢測比空氣略輕的可燃氣體或有毒氣體時，探測器的安裝高度宜高出釋放源0.5m～1m(新增)。

◆條文說明：

檢測比空氣輕的可燃氣體或有毒氣體時，探測器的安裝高度宜在釋放源上方2m內，09版規范為：高出釋放源0.5～2m。

6.1.3 環境氧氣探測器的安裝高度宜距地坪或樓地板1.5m～2.0m。(新增)

6.1.4 線型可燃氣體探測器宜安裝於大空間開放環境，其檢測區域長度不宜大於100m(新增)。

◆原：GB50493-2009 3.0.5：當現場斤需要布置數量有限的可燃或有毒氣體(檢)探測器時，在不影響現場報警效果的條件下，現場報警器可與可燃及有毒氣體探測器探頭合體設置。當現場需要布置數量眾多的可燃或有毒氣體(檢)探測器時，此時現場報警器應與可燃及有毒氣體(檢)探測器分離設置，並根據現場情況，提出聲光警示要求，分區設置。

為了提示現場工作人員，現場報警器常選用升級為105dBA的音響器，在高噪音區[雜訊超過85dBA]以及生產現場主要出入口處，通常還設立旋光報警燈。

◆現：GB/T50493-2019 5.3.2：區域警報器的報警信號聲級應高於110dBA(09版標准為105dBA)，但距警報器1m處總聲壓值不得高於120dBA。

◆條文說明：

現場報警器選用，由原來105dBA的音響器修訂為110dBA。

◆原：GB50493-2009 3.0.2：可燃氣體和有毒氣體檢測的一級報警為常規氣體泄漏警示報警，提示操作人員到現場巡檢。當可燃氣體和有毒氣體濃度達到二級報警值時，提示操作人員應採用緊急處理措施。當需要採取聯動保護時，二級報警的輸出接點信號可供使用。現場發生可燃氣體和有毒氣體泄漏事故時，為了保護現場工作人員的身體健康，以便操作人員及時處理，對同時發出的有毒氣體和可燃氣體的檢測報警信號的處理，應遵循二級報警優先於一級報警；屬同一報警級別時，有毒氣體的報警級別優先的原則。

◆現：3.0.2 可燃氣體和有毒氣體的檢測報警應採用兩級報警。同級別的有毒氣體 和可燃氣體同時報警時，有毒氣體的報警級別應優先。

◆條文說明：

①一級報警為氣體泄漏警示，提示操作人員及時到現場巡檢處理；

②二級報警為氣體泄漏緊急報警，提示操作人員採取緊急處理措施；

③當氣體泄漏需聯動保護時，應採用二級報警接點信號作為聯動保護條件；

④現場探測器自帶的警報器接受探測器輸出的一、二級報警信號，現場區域警報器接受GDS系統輸出的第二級報警信號。

◆現：GB/T 50493-2019 3.0.1：在生產或使用可燃氣體及有毒氣體的生產設施及儲運設施的區域內，泄漏氣體中可燃氣體濃度可能達到報警設定值時，應設置可燃氣體探測器；泄漏氣體中有毒氣體濃度可能達到報警設定值時，應設置有毒氣體探測器；既屬於可燃氣體又屬於有毒氣體的單組分氣體介質，只設有毒氣體探測器；可燃氣體與有毒氣體同時存在的多組分混合氣體，泄漏時可燃氣體濃度和有毒氣體濃度有可能同時達到報警設定值，應分別設置可燃氣體及有毒氣體探測器。

◆條文說明：

對於含多種有毒氣體組分的混合氣體，或不同工況條件下泄漏氣體的 組成差異大時，當各毒性氣體組分的氣體濃度都有可能達到各組分的有毒 氣體濃度報警設定值時，為確保生產安全，需要分別設置有毒氣體探測器。

◆原：GB50493-2009 4.1.2：下列可能泄露可燃氣體、有毒氣體的主要釋放源應布置檢測點：

1、氣體壓縮機和液體泵的密封處；

2、液體采樣口和氣體采樣口；

3、液體排液(水)口和放空口；

4、設備和管道的法蘭和閥門組；

◆現：GB/T50493-2019 4.1.3：可燃氣體和(或)有毒氣體釋放源周圍應布置檢測點：

1、氣體壓縮機和液體泵的動密封；

2、液體采樣口和氣體采樣口；

3、液體/氣體排液(水)口和放空口；

4、經常拆卸的法蘭和經常操作的閥門組。

◆條文說明：

根據《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058規定，釋放源應按物質的釋放頻繁程度和持續時間長短分為連續釋放源、第一級釋放源和第 二級釋放源。第一級釋放源：在正常運轉時周期或偶然釋放；第二級釋放源：在正常情況下不會釋放，即使釋放也僅是偶爾短時釋放。

可燃氣體和有毒氣體探測器檢測的主要對象是屬於第二級釋放源的設備或場所。

◆現：GBT 50493-2019 4.3.1 液化烴、甲B、乙A類液體等產生可燃氣體的液體儲罐的防火堤內，應設探測器。可燃氣體探測器距其所覆蓋范圍內的任一釋放源的的水平距離不宜大於10m，有毒氣體探測器距其所覆蓋范圍內的任一釋放源的的水平距離不宜大於4m。

◆註：AQ3036-2010《危險化學品重大危險源罐區現場安全監控裝備設置規定》7.2.1.1要求：可燃氣體或易燃液體儲罐場所，在防火堤內每隔20～30m設置一台可燃氣體報警儀，且監測報警儀與儲罐的排水口、連接處、閥門等易釋放物料處的距離不宜大於15m。

◆現：GBT 50493-2019 3.0.10 確定有毒氣體的職業接觸限值時，應按最高容許濃度、時間加權平均容許濃度、短時間接觸容許濃度的優先次序選用。

◆條文說明：有毒氣體的三種職業接觸限值(OEL)數值由低到高依次為：最高容 許濃度MAC、時間加權平均容許濃度PC-TWA(每天8小時，每周5天)、短時間接觸容許濃度PC-STEL(15分鍾)。

根據目前國內、外有毒氣體探測器的製造水平，如果採用MAC市場上 無探測器可選，在確保操作人員健康安全前提下，同時有多個職業接觸限 值的有毒氣體，應按MAC、PC-TWA、PC-STEL優先順序選用；沒有提供OEL值的有毒氣體，可按直接致死濃度IDLH選用。

◆現：GBT 50493-2019 5.4.3可燃氣體探測器參與消防聯動時，探測器信號應先送至取得國家消防電子產品質量監督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器，報警信號應由專用可燃氣體報警控制器輸出至消防控制室的火災報警控制器。可燃氣體報警信號與火災報警信號在火災報警控制系統中應有明顯區別。

根據GB50493、GB50116及安監總管三[2014]116號文有關規定及要求，可燃氣體和有毒氣體檢測報警系統(GDS)應按下列原則進行設計：

1、GDS系統應由可燃氣體或有毒氣體探測器、現場區域警報器和室內報警控制單元等組成。現場有毒氣體探測器宜帶一體化聲光報警器，可燃氣體探測器可帶一體化聲光報警器。

2、報警控制單元應採用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產品(包括獨立設置的PLC、專用氣體報警控制器、DCS控制器等) 。

3、報警控制單元發出二級報警信號時，應觸發安裝在現場相應報警分區的區域警報器。

4、可燃氣體二級報警信號和報警控制單元的故障信號，應送至消防控制室進行圖形顯示和報警。可以設置一台獨立的顯示器。

5、可燃氣體探測器參與消防聯動時，探測器信號應先送至取得國家消防電子產品質量監督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器，消防聯動信號由報警控制器輸出至消防控制室的火災報警控制器，火災報警控制器實施消防聯動功能。可燃氣體探測器信號不能直接接入火災報警控制器的輸入迴路。

6、可燃氣體或有毒氣體檢測信號作為安全儀表系統(SIS)的輸入時，探測器應獨立設置，探測器配置應根據SIL迴路定級結果確定，並滿足《石油化工安全儀表系統設計規范》GB/T 50770有關規定。

◆說明：

探測器信號用於警示報警時，GDS報警控制單元採用獨立設置的以微處理器為基礎的電子產品即可，既不需要取得SIL認證，也不需要取得消防產品型式檢測報告；探測器信號用於消防聯動時，GDS報警控制單元應採用取得國家消防電子產品質量監督檢驗中心型式檢測報告的專用可燃氣體報警控制器；探測器信號用於安全聯鎖時，根據《石油化工安全儀表系統設計規范》GB/T 50770有關規定，SIL1及以下安全等級的聯鎖信號可接入GDS，SIL2及以上安全等級的聯鎖信號應接入SIS。

❸ 有關α 、 β 、γ源的知識，還有在核子儀方面的相關使用原理，還請再詳細說一下，謝謝

α 放射源是所有能夠發生α 衰變的原子核（即從核內放出氦離子，自身的原子序數向前移二，質量數減四）
例如：U-238就是α 放射源，因為U-238 => Th-234 + α
β 放射源是所有能夠發生β 衰變的原子核（由於中子變成質子，虧損部分變為電子逃逸）
例如：Th-234就是β 放射源，因為Th-234 => Pa-234 + β
γ 放射源是所有能夠發生γ 衰變的原子核（由於某種原因，放出的一種波長很短電磁波，本人知識有限，還在研究）
例如：Tl-208 => Po-212 + γ（為什麼會質量增加呢？）
Fr-223 => Th-227 + γ
Pb-211 => At-215 + γ（為什麼會質量增加4呢？）核子密度儀或者核子儀是核子密度/濕度檢測儀的簡稱，是利用同位素放射原理實時檢測土工建築材料的密度和濕度的電子儀器。核子密度通常安裝有一個密封的 10毫居里的銫137伽瑪源和一個密封的50毫居里的鎇241/鈹中子源，儀器中還安裝有密度和濕度兩種射線探測器，分別與伽瑪源和中子源共同對被測材料的密度和濕度進行測量。 工業上一些水泥廠、選煤廠等使用的厚度計、料位計、密度計及核子秤等也使用同類的放射性同位素，但這類儀器所使用的放射源的活度一般為十到五百個居里，是土木工程上使用的核子儀的一千倍到五萬倍，兩者完全不在一個數量級上。兩類儀器雖然名稱相似，而且採用近似的檢測原理，但它們的使用方式、防護方法和應用目的完全不同。
編輯本段核子密度儀的基本檢測功能和檢測方法
核子儀用於施工現場快速地檢測建築材料的濕密度（總密度）和含水量（濕度）。完成一次檢測通常只需要1分鍾或更短時間。不同品牌和廠家的儀器功能各不相同。有的儀器只檢測密度或只檢測濕度，多數品牌的儀器可以同時檢測密度和濕度。 注2：核子儀通過檢測被測材料中含有的所有元素的原子量總和來計算被檢測材料的總密度(濕密度)，所以儀器的密度檢測不受被檢測材料的顆粒大小、級配、均勻度，以及物理狀態、化學成分等方面的影響。除非被測材料的化學組成與常規材料有很顯著的不同，通常情況下核子儀密度檢測結果不需要進行校正。 核子儀測量濕度時，測量的是被測材料中所有的氫原子，在大多數土壤和骨料中，氫原子存在於自由水中。但是蛇紋石、黏土、有機體和石灰處理的土壤含有結合水，這些材料中的結合水對儀器檢測材料的含水率有輕微影響。這個問題可以通過非常簡便的在儀器中輸入水分偏置量的方法進行校正。 對於各種土壤和沒有凝固的水泥混凝土等材料，通常採用透射法。這個方法是在被檢測材料中用鋼釺鑽一個垂直的檢測孔，然後將儀器的探測桿伸入到被檢測材料中，在各個深度上檢測材料的密度和濕度。對於石頭、混凝土等不能造孔的材料，通常採用反射法。這個方法是將儀器放置於被檢測材料的表面，根據被檢測材料的厚度和種類採用適應的檢測檔位，直接檢測材料的密度、壓實度等指標。 除了以上兩種基本檢測方法，有的核子儀具備更多和更強大的檢測功能，比如MC-3C和MC-4C核子儀的反射法有BS和AC兩個檔位，分別用於不同的檢測材料和檢測要求，可以對任意厚度的面層材料等進行精準檢測。
編輯本段核子儀可以檢測的建築材料和適用的檢測領域
通常核子儀都可以用於檢測各種類型的土壤、石頭、土石混合物等土工材料。有些儀器可以檢測水泥混凝土，但很多儀器不能檢測瀝青混合料和層厚比較小的混凝土材料。 注3：通常核子儀檢測土工材料時，被測材料必須有一定的厚度和足夠大的體積，否則沒有足夠多的射線計數用於計算密度或濕度。瀝青混合料通常在鋪築時每層的厚度都不會超過7-8厘米。儀器在檢測時射線會穿透這個層厚而同時檢測了其它材料，這樣儀器的檢測結果就不僅僅是我們希望檢測的薄層材料的密度，而是不同層厚的材料的共同的密度。除非儀器設計人員專門為這種檢測目的進行程序上和檢測技術上的改造而設置薄層檢測功能，否則儀器就不能用於檢測薄層的瀝青混合料和其它混凝土材料。 核子儀可以用於公路的地基、基層和面層、鐵路路基、水庫堤壩、機場跑道以及港口、發電廠、高等級賽車跑道、高層建築等土木工程的現場施工的質量控制、監理檢測、工程驗收。核子儀可以用於各種土木工程的養護檢測及各種研究和開發。用於實驗室和工程試驗區段可以快速、准確獲取各項施工參考數據。 注4：由於核子儀檢測的准確、快速、安全和低成本，目前在壓實度檢測方面沒有任何其他方法可以取代核子儀。尤其在使用瀝青混凝土和水泥混凝土的工程項目上，沒有核子儀的應用，要保證工程的質量和施工效率是不可能做到的。所以在世界范圍內，核子儀被及其廣泛地應用於幾乎所有的大型和重要的土木工程項目。
編輯本段核子密度儀的發展歷史
第二次世界大戰以後，許多國家由於戰後重建和經濟發展的需要，都陸續進行大規模的基礎設施建設。世界各地的許多研究組織，研究利用核技術測定建築材料的密度、含水量以及其它指標，以保證工程項目的質量和建設速度。 在1968年以前，只有一種標准方法用於現場測定土壤和集料的密度—灌沙法。這種設備的操作人員必須在地面挖一個洞，在洞中填滿沙子，計算出密度，然後取一個試樣到實驗室測定含水量。這個方法對於每次檢測都要花費半個小時的時間，操作人員需要避免許多出現差錯的原因，並且這種檢測方法是破壞性的--因為留下了一個必需修復的洞。含水量的檢測結果要在第二天試樣烘幹了以後才會得到。1968年以前，也只有一種標准方法用於現場測定瀝青路面密度。在路面中用鑽孔法得到一個芯樣。把取芯試樣帶回實驗室，用天平稱取重量，並測量出它的體積。然後計算出密度，也就是重量除以體積。 到了1968年，美國坎貝爾（CPN）公司率選將攜帶型密度/濕度檢測儀進行了商業化生產，並將儀器銷售給美國各州的公路部門和私營的檢測公司。核子儀對放射源進行了充分的防護，使核子密度檢測技術與其它檢測技術一樣安全。到了1972年，核子儀在硬體設計和軟體應用方面有了顯著的改進。攜帶型核子儀可以對於土壤和瀝青混凝土路面進行高精度的快速檢測，並且核子儀可以消除由於土壤類型或化學成分不同導致的檢測偏差。新的儀器設計，完全使用了高效能的現代電子技術，這使儀器變得輕便、可靠並易於操作。80年代以後，核子儀安裝了可以進行現場編程微處理器，可以直接從顯示器讀取測量結果，從而更大地減少了操作人員的現場檢測的工作量。 在過去的三十多年時間里，核子儀用於土工材料的密度和濕度檢測已在世界范圍內得到認可，並成為業界的標准檢測方法。
編輯本段核子密度儀的分類
淺層核子儀
—淺層核子儀又稱為表層核子儀。當我們提到核子儀時，通常是指測量深度為30厘米的淺層核子密度/濕度檢測儀，如MC-3C型和MC-4C型核子儀。在公路、鐵路及水利大壩等土木工程的施工中應用最為廣泛和市場上最常見的就是這種淺層核子儀。本文介紹的核子儀主要是指這種淺層核子儀。
分層核子儀
(雙桿核子儀)—分層核子儀又稱為中層核子儀，測量深度為60-90厘米, 如MC-S-24和MC-S-36型核子儀。分層核子儀有兩根檢測桿，所以有的地方稱作雙桿核子儀，其放射源和檢測器分別放置於兩根不同的探桿的端部, 沿水平層面逐層檢測被壓實材料, 一般應用於壓實層較厚的情況, 特別適用於碾壓混凝土（RCC）工程項目的壓實檢測。
深層核子儀
—深層核子儀的測量深度為數米至數百米深，如501DR核子密度儀和503DR中子水分儀。深層核子儀一般用於深層填埋材料的密度和含水率檢測, 還有定點長期監測公路、鐵路路基、堤壩、護坡等的密度和含水率的變化以及用於檢測水中的含沙量和含泥量。
瀝青含量核子儀
—核子瀝青含量檢測儀用於無污染、快速檢測瀝青混合料中的瀝青含量，代表性的型號有AC-2R瀝青含量測試儀。
其它核子儀
—除了以上各種儀器以外，被稱作核子儀的還有用於土壤水分檢測的中子水分檢測儀和用於化工管道絕熱層中隱藏水分檢測的核子管道水分檢測儀等，比如MCM-2管道檢測儀。
編輯本段核子密度/濕度檢測儀的工作原理
1. 總密度(濕密度)檢測原理
一個密封的10毫居里銫-137伽瑪源向土壤等被測材料放射伽瑪射線，穿透被檢測材料的射線會被儀器中的密度檢測管檢測到。如果材料的密度較低，材料吸收的伽瑪射線較少，那麼在一定時間內較多的伽瑪射線就會穿過材料，檢測管的計數將較高：反之，如果材料的密度較高，高密度的材料吸收了更多的伽瑪射線，那麼在同樣時間內就會有較少的伽瑪射線穿過材料，檢測管的計數將較低。 伽瑪射線在被測材料中的穿透、反射和被吸收等行為只與被測材料中的組成成分的所有原子的原子核的質量相關。核子儀測量的總密度實際是單位體積的土工材料總的原子量。只有當被測材料的總的原子量發生變化時，核子儀的檢測結果才相應地發生變化。
2.水分（濕度）檢測原理
一個密封的50毫居里鎇241/鈹中子源向土壤等被測材料放射高能中子射線，高能中子與氫原子碰撞後，迅速失去能量而變成低能中子，而其它任何種類的原子都不能象氫原子那樣顯著減少高能中子的能量。被測材料中的濕度越高，水分含量就越高，氫原子就越多，當中子射線穿過時，將產生更多的低能中子；同樣的原因，當被測材料較干時，產生的低能中子數目就較少。儀器中的濕度檢測管只檢測低能中子。低能中子計數越高，表示被測材料的濕度越高；反之，低能中子計數越低，表示濕度越低。核子儀測量的是地表到地表以下10公分的材料的平均含水率。 核子儀在進行密度和水分測量時，分別使用不同的放射源，不同的射線接受器，不同的數據計算系統，所以密度和水分兩個檢測系統相互獨立，其檢測數據也互不影響。
編輯本段核子儀的標准計數和檢定（標定）
標准計數—放射源衰減、周圍環境變化和本底輻射都會影響儀器的檢測數據。每天或檢測環境發生變化後，將儀器放置標准計數塊上進行計數，獲得新的計數參比結果，可以清除以上因素對檢測結果的影響。標准計數使用的工具是標准計數塊。標准計數塊為一小型的長方體塑料塊，簡稱標准塊。其密度和含有的氫元素都是穩定不變的。標准塊厚度為5.1厘米或7.6厘米，面積相當於核子儀底座的面積。每台儀器都有自己對應的標准塊。 核子密度儀的檢定—核子儀之所以能夠准確檢測材料的密度和濕度是因為核子儀在製造時經過了檢定。檢定的具體方法是將儀器依次對一組密度高低不同的標准材料塊（檢定塊）進行檢測，建立射線數量和標准密度值之間的對應關系。在坐標圖上，將不同的射線計數與標准密度之間的對應的點連接起來就會得到一條檢定曲線，即在儀器的射線計數率與材料測試結果（密度和濕度）之間建立了適當的對應關系。檢定數據可以以圖、表和等效系數等方式表示出來或貯存在儀器裡面，以用於將計數率換算成材料的密度值。 每一台核子儀在出廠時，都應該已經檢定過了。現存儀器經過可能影響儀器結構的維修後，必須進行檢定。所以最多每隔一年就應該使用標准密度和濕度材料對儀器的檢定進行驗證或重新建立檢定關系。如果驗證發現核子儀的檢測結果與標准材料的密度或濕度之間的差異已經不符合檢測要求，需要重新建立新的檢定關系。
編輯本段核子儀的安全性
由於核子儀採用了放射原理測量密度和濕度，很多人因為不了解放射源的活度大小和人體允許接受的劑量多少和正確理解，只要一聽說是放射源，就產生恐懼感，不敢使用儀器。其實我們無論身處何地，環境中都有本底輻射，我們在日常生活中無時無刻都不可能避免輻射。 手提式核子秘密/濕度土壤檢測儀的商業應用已經超過35年之久，目前大約有數萬台核子儀在全世界范圍內應用於土木工程、地質學、農業和環境檢測中。 核子儀的擁有者和使用者要遵守政府主管部門制定的法律和規定。這可能包括需要獲得許可證以及操作員要學習如何正確使用儀器。核子儀操作人員可以使用個人劑量檢測裝置監測受到的劑量，最常用的是劑量膠片。沒有任何核子儀操作人員受到的放射線劑量超過國際輻射防護委員會的5雷姆/年的職業界限。實際上，操作員受到的只是這個界限的很小的一部分，少於我們從自然界獲得本底輻射的年平均值。從未有案例表明由於使用核子密度儀而受到長期或短期輻射傷害。與我們經常忽視的吸煙、飲酒等日常行為給我們帶來的危害相比，核子儀對身體的影響是微乎其微的。從來沒有發生過密封放射源由於物理損壞或火災等原因產生泄漏，即使每年都有一些核子儀在野外施工中被意外嚴重毀壞，從沒有發生過對操作人員和普通公眾發生污染的事故。 通過專門的設計，核子儀的表面劑量率低於操作人員或是公眾需進行特別防護的水平，運輸車輛或檢測的位置不需要進行公告。不需要配備任何附加的防護衣服和裝置。 每個國家都會有主管的政府部門對放射性產品進行嚴格的檢測，已確認其安全性。中國環保部門和商檢部門對每台正規進口到中國的儀器都要進行嚴格檢測，通過檢測的儀器必然符合安全規定和要求，用戶可以放心使用。只要購置的是政府主管部門批准和認可的核子儀並且是將儀器用於正常的檢測，絕不可能對操作人員造成任何危害。
編輯本段核子儀檢測法與其它密度濕度檢測方法
核子儀檢測方法適應於檢測任何粒徑、級配、組成成分和組成結構的土壤、石頭等材料。美國ASTM 國際標准D2922-04《用核子法現場檢測土和土石混合物密度的標准檢測方法（淺層）》規定：本試驗方法可快速、無損地現場測定土壤和岩石的密度。適用於施工質量控制、土壤和岩石等工程的驗收試驗，並可用於研究和開發。試驗的無損特性允許在同一個試驗點進行多次重復檢測。 ASTM D2922、D2950《用核子法現場檢測瀝青混凝土的密度的標准方法》和C1040《用核子法現場檢測混凝土密度的標准方法》等標准認為目前並沒有任何其它檢測土壤、岩石、瀝青混合料、混凝土等材料的密度檢測方法具有足夠高的准確度可以與核子法進行對比。如果被檢測材料的化學成分與常規材料有非常顯著的不同，可以採用這種材料按照規定製備一個用於現場校準的材料塊，按照嚴格的步驟進行檢測、稱重並計算後用於對核子儀的實際檢測結果進行調整。 ASTM 標准D3017《用核子法現場測定土壤和岩石含水量(淺層) 》規定：核子儀適用於在現場採用快速、非破壞性技術測量土壤和岩石中的含水量。可應用於建設、研究開發過程中對壓實的土壤及岩石進行質量控制和驗收檢驗。本方法的非破壞性的特性允許對單個檢測點上進行多次重復測量，並對其結果進行統計分析。如果被檢測材料含有的結合水或有機質比常規的土壤多，需要與烘乾法等進行對比試驗。 所以通常情況下，檢定合格的核子儀可以准確檢測材料的密度和濕度，並不需要與其它檢測方法進行對比。由於對一些不確定因素的疑慮和歷史等各個方面的原因，我國的一些行業標准要求使用核子儀時，無論是密度檢測還是濕度檢測，都要求使用傳統的密度、濕度檢測方法對核子儀的檢測進行對比試驗。 但是對試樣獲取方法、對比試驗的具體程序等方面沒有具體的要求和指導。所以不同的領域，不同的技術人員按照自己對對比試驗的理解進行的對比試驗往往各不相同，其中很多情況都是不正確的。測量密度和濕度的傳統方法有很多，各自適用於不同的檢測材料，所以對於不同的檢測材料，必須選擇適當的方法與核子儀進行對比。比如對細粒土、粗粒土、土石混合物、瀝青混合料、水泥混合料以及岩石等不同的材料必須根據情況選擇適當的正確的方法與核子儀進行對比。進行對比試驗時，核子儀法和傳統方法檢測的試樣必須一致。如果被檢測材料的試樣不同，即使用同一種方法讓不同的操作人員進行對比試驗，兩個人的檢測結果可能相差很遠。
編輯本段核子密度儀優勢
將核子密度儀與灌沙法或其它破壞性檢測方法相比較，其優勢是顯而易見的，主要包括：
無損檢測
A.核子儀檢測土壤，只需要檢測表面平滑，鑽一個直徑為20毫米的檢測孔。這樣小的孔不需要修補。對於灌沙法的檢測，需要挖一個直徑為150毫米的洞， 這樣大的洞必需回填修補。 B.對於瀝青路面，只需要路面平整，核子儀就可以用反射法進行檢測。但取芯法，一定會給路面留下一個必須修補的孔洞。
准確性
A.核子儀對位於放射源與探測器之間的材料總重量進行響應，檢測不受被檢測材料中的化學的、礦物的或質地成分的影響。檢測非常正確性，無論材料是否均勻，或顆粒是粗是細。 B.被檢測的土壤土壤體積很大，檢測結果的代表性更好。對於檢測深度為8英寸（20CM）透射密度檢測，試樣體積大約為25立方英尺。而灌沙法檢測，試樣體積大約為10立方英尺。 C.核子儀在標準的、固定的、數值不變的土壤和岩石校準塊或可以溯源到真實土壤的其它標準的密度、濕度材料塊上進行校準。檢測規程推薦每隔一到二年進行一次校準。操作員可以每天用標准計數塊進行標准計數，以檢測儀器的校準狀況和檢測功能。
檢測的速度
一次儀器檢測的全部過程耗時不到5分鍾，相對於灌沙法或取芯法大約30分鍾完成一次檢測，核子儀允許進行更多的檢測並對項目的質量進行統計分析。 簡單和安全的操作 A.操作員幾乎不可能有潛在的錯誤。儀器進行檢測只需要最低限度的指令。儀器自動計算和顯示檢測結果並給出單位。不同於灌沙法檢測，高濕度和施工設備的震動不會影響在附近的核子儀的准確性。 B.不同於灌沙法操作員，核子儀操作員所有時間可以站立，如果有危險接近，他能安全地觀察正在移動的施工設備，如果有危險，可以迅速離開。
「實時」檢測
核子儀在壓路機通過後幾分鍾就可以顯示檢測結果。可以立即對是否需要增加碾壓進行指導，可以幫助及時調整施工方法以保證獲得所需要結果。

❹ 探測制導復習資料

一、 緒論
1. 高新技術彈葯
所謂高新技術彈葯，指的是在彈葯上採用末端敏感技術、末端制導技術、彈道修正技術等，此類彈葯都具有一定的目標探測功能。
2. 三打、三防
所謂「三打」，是指打武裝直升機、打巡航導彈、打隱形機。
「三防」指的是防偵察、防電子干擾和防精確打擊。
3. 智能雷彈原理
它由聲感測器探測1000m左右直升機螺旋槳產生的雜訊，一旦分析出這種信號，雷彈鎖定其頻率，當信號或雜訊增加到一定水平時，第二個探測系統（紅外或地震動開始）工作，它能探測到直升機的接近距離或敏感到直升機螺旋槳下降氣流產生的大氣壓力變化，一旦到達預定的距離或壓力變化時，雷彈可被彈射到一定高度爆炸，毀傷直升機。
4. 靈巧化的精確制導武器有兩項關鍵的核心技術
一項是高解析度、高靈敏度的毫米波或紅外探測敏感技術，另一項是只能化信息處理與識別技術。
二、 目標特性
1. 坦克的主要特性與特徵表現在三個方面
紅外輻射特性、聲傳播特性和行駛過程中產生的地面振動特性。
2. 紅外大氣窗口
在0.72~14µm波長范圍之內共有8個大氣窗口。
3. 噴氣式飛機有4種紅外輻射源
作為發動機燃燒室的熱金屬空腔、排出的熱燃氣、飛機殼體表面的自身輻射和飛機表面反射的環境輻射（包括陽光、大氣與地球的輻射）。
4. 蒙皮輻射在8~14µm占重要比例的原因
一是蒙皮（以其溫度為80K為例）輻射的峰值波長約為10µm，正好處在8~14µm波段范圍內；二是此波段的寬度較寬；三是飛機蒙皮的面積非常大，它的輻射面積比噴口面積大許多倍。
5. 武裝直升機的優點是機動性和防護能力都較強，起降場地要求低，戰場運用能力強
6. 聲探測技術利用目標發出或反射的聲波，對其進行測量，從對其進行識別定位和跟蹤
7. 聲音的曲線傳播：由於空氣中不同高度的溫度相差較大，所以不同高度聲音傳播的速度不同，這樣使得高空中聲音在傳播到傳聲器的過程中會發生連續折射現象，其曲率半徑折射角度與大氣中聲速的增加有關，如果聲速隨高度增加而增加，則聲波向下折射，反之向上折射，這就是聲音的曲線傳播現象。
8. 傳聲器陣列可分為線陣，面陣，立體陣，N個傳聲器組成的陣列可以得到N-1個獨立時延
9. 廣義相關法是在互相關函數法的頻域上加以個廣義權函數
10. 聲壓、聲強和聲強級
① 聲音為縱波，其傳播引起空氣的疏密變化，從而引起氣壓的變化。該壓力與大氣壓的差值即為聲壓P。
② 聲強I是垂直於傳播方向的單位面積上聲波所傳遞的能量隨時間的平均變化率，也就是單位面積上輸送的平均功率。
③ 聲波的聲強級β=20㏒P/P0
11. 聲傳播速度及溫度、濕度的影響
聲音在傳播過程中，聲速與媒介溫度有關。
12. 空氣中聲波的衰減
感測器接收到的聲能E成指數衰減。
13. 多普勒效應
當聲源或者聽到，或兩者相對於空氣運動時，聽者聽到的音調（即頻率），同聲源與聽者都處於靜止時所聽到的音調一般不同的。
14. 實現對目標的定向
一般採用導向筒、合成方向圖和利用幾何關系三種方式。
15. 傳聲器陣列
傳聲器陣列可分為線陣、面陣和立體陣。
16. 三元線陣
三元線陣感測器陣列不僅可以定向，也可以定距。
定距公式：
cosφ=(d2-d1)/2L r=Lsin2φ/(d2-d1)
17. 後置處理的最典型方法是卡爾曼濾波
18. 卡爾曼濾波器是理想的最小平方遞歸估計器
三、 地震動探測技術
1. 地震波分類
體波和面波。
2. 地震動信號檢測系統的組成
地震動感測器→信號前置放大處理電路→自動增益放大→12位A/D轉換器→計算機存儲器
3. 磁電式速度感測器結構與工作原理
磁電式感測器是一種能把非電量（如機械能）的變化轉換成感應電動勢的感測器。
4. 感測器的靈敏度K
K=e/V=ωdBdL0
四、 激光探測技術
1. 激光的特點
方向性強、單色性好、相乾性好、亮度高。
2. 激光近炸引信的特殊要求
① 近程、超近程探測。
② 只要求單點「定距」，而不要求大空間范圍的「測距」。
③ 體積小、功耗低。
④ 高過載環境。
⑤ 彈目之間存在高速運動。
3. 脈沖鑒相定距體制
① 原理：
激光脈沖電源激勵脈沖半導體激光器發射光脈沖，經光學系統準直，照射到目標表面，一部分反射光由接近光學系統接收後，聚焦到探測器光敏面上，輸出電脈沖信號，經放大、整形等處理後送到脈沖鑒相器。另外，在激光脈沖電源激勵半導體激光器的同時，激勵信號經延遲器適當的延遲後，送到脈沖鑒相器，作為基準脈沖與回波脈沖進行前沿相位比較，兩脈沖前沿重合，即表示目標在預定距離上時，給出起爆信號。
② 特點：
精度高、前沿相位信息損失小、結構簡單靈活、抗干擾性好和更低的虛警率。
4. 偽隨機編碼定距體制
5. 發射及接收光學系統的主要作用
① 發射光學系統通過對激光器光束的調整，使最終發射的光束具有特定的視場，以利於完成系統的功能。
② 利用比光電敏感元件感光面積大的光學接收系統把大部分來自目標的發射光收集並會聚到光學探測器上，大大的提高引信的靈敏度。
6. 激光脈沖的波形質量對激光引信的影響表現在如下幾個方面
① 大脈寬信號在能量利用上比小脈寬信號低得多
② 激光脈沖的波形質量，特別是脈沖前沿的上升時間，對脈沖激光引信的定距精度起著決定性的作用。
③ 確定合適的脈沖重復頻率，對降低系統功耗及激光定距技術在引信中的實用化有重要的意義。
④ 激光引信抗後向散射干擾特性與激光脈沖寬度有關，且脈寬越小，抗後向散射干擾性能力越強。
7. 鑒相器由什麼方法構成
① 74S74型D觸發器
② 超高速比較器
五、 電容探測技術
1. 了解電容探測技術的本質
電容探測技術利用被探測目標出現引起電容器電容量的變化，通過檢測電容值或其變化率而實現對目標的探測，屬於非接觸測量范圍
2. 電容探測技術的優缺點
電容探測的優點是結構簡單，能實現非接觸測量、定距精度高、抗干擾能力強缺點是可探測距離近和存在非線性誤差
3. 電容感測中電容量的表達式及其含義
C=ε0εrS∕d=εS∕d
4. 電容探測原理
設計探測器的電極與探測電路，探測被測對象的出現引起電容的變化，使電路的特性發生變化，從而實現對被測對象的探測
5. 雙電極模式電容探測公式推導
6. 三電極式電容探測原理
三電極電容探測器自身有三個電極，當有目標出現時，三個電極間構成的一個電容網路。隨著彈丸與目標不斷接近，電容網路參數將發生變化，通過對網路參數的檢測即可實現對目標近程探測
7. 電容探測的處理電路
電容探測處理電路就是將電容量的變化ΔС提取出來，轉變成電壓或電流信號
8. 電容探測在近炸引信中的應用及工作原理
電容近炸引信利用探測器通過探測電極在極周圍空間建立起一個准靜電場，當引信接近目標時，該電場便產生擾動，電荷重新分布，使引信電極間等效電容量產生變化——電壓變化量以信號形成提取出來實現對目標的探測
六、 毫米波探測技術
1. 明確毫米波的特點及在探測方面的應用原理
1毫米波頻帶極寬2毫米波德波束窄，方向性好，有極高的解析度
3多普勒頻率高，測量精度高4雜訊小
2. 了解大氣隊毫米波傳播的影響
大氣對毫米波傳播的影響包括大氣對毫米波的吸收、散射、折射等，其中吸收往往是由於分子中電子的躍遷而形成的，大氣中各種微粒可使電磁波發生散射或折射
3. 了解毫米波的輻射方程組成要素
4. 毫米波溫度模式及各項因素對溫度模型的影響
5. 毫米波探測金屬目標的原理
自然界中各種物質的輻射特性都不相同，在相同的物理溫度下，高導電材料比低導電材料的輻射溫度低，對於理想導電的光滑表面，其反射率接近1，它與入射角和極化都無關，無雲天空時可以認為輻射率小，反射率高，利用這些差異識別
6. 了解毫米波輻射計的距離方程及多因素的影響關系
R=[ηaAΔT∕ΩAΔTmin ]
探測距離直接與天線直徑的工作頻率有關。天線直徑增大。作用距離增加
探測距離與中頻放大器頻帶寬度的四次方根成正比
探測距離與接收機雜訊數的平方根成反比
探測距離與輸出帶寬內的信噪比四次方根成反比
7. 掌握毫米波輻射計的類型及工作原理
最典型的輻射計有全功率輻射計和迪克比較輻射計
毫米波輻射計利用地面目標與背景之間毫米波輻射的差異來探測及識別目標，毫米波實質上時一台高靈敏度接收機，用於接受目標與背景的毫米波輻射能量
8. 理解典型的毫米波探測系統
毫米波雷達：¤←混頻器→中頻放大器→視頻檢波器→視頻放大器→信號處理器
↑ ↑ ↓
發射機←本機振盪器 發火控制信號
毫米波輻射計：¤→中頻放大器→濾波器→檢波器
↑ ↓
本振器 視頻放大器
↓
發火控制信號 ← 信號處理器
七、探測技術
1. 紅外輻射的產生原理及電磁波譜中的分布
物質的運動是產生紅外線的根源，
2. 掌握紅外輻射與可見光的異同
紅外線對人的眼睛不敏感，所以必須用對紅外線敏感的紅外探測器才能接受到
紅外線的光量子能量比可見光的小
紅外線的熱效應比可見光要強得多
紅外線更易被物質所吸收，但對於薄霧來說，長波紅外線更容易通過
3. 掌握紅外輻射的波段分布
近紅外 波長范圍 0.75~3 NIR
中紅外 3~6 MIR 遠紅外 6~15 FIR 極遠紅外 15~1000 XIR
4. 紅外探測技術的研究意義
紅外探測以紅外物理學為基礎，研究和分析紅外輻射的產生，傳輸及探測過程中的特徵和規律，從而對產生紅外輻射的目標的探測、識別提供理論基礎和實驗依據
5. 理解輻射度學、輻射能、輻射能通量、輻射能強度、輻亮度、輻照度的概念
通常把以電磁波形式發射、傳輸或接收的能量稱為輻射能
輻射能通量是單位時間內通過某一面積得輻射能
點輻射源在某方向上單位立體角內所發射的輻射能通量稱為輻射強度
擴展源在某方向上單位投影面積A向單位立體角θ發射的輻射能通量
被照物體表面單位面積上接收到得輻射能通量
6. 了解紅外輻射基本定律 理解基爾霍夫定律
基爾霍夫定律 普朗克公式 維恩位移定律 斯忒藩——波爾茲曼定律
在熱平衡條件下，所有物體在給定溫度下，對某一波長來說，物體的發射本領和吸收本領的比值與物體自身的性質無關，它對於一切物體都是恆量。
7. 紅外探測原理
熱探測器工作原理：紅外輻射照射探測器靈敏面，使其溫度升高，導致某些物理性質發生變化，對它們進行測量，便可確定入射輻射功率的大小
光子探測器：當吸收紅外輻射後，引起探測器靈敏面物質的電子態發生變化，產生光子效應，測定這些效應，便可確定入射輻射的功率
8. 掌握紅外探測器的功效和作用
9. 紅外探測器的組成、分類
一個完整的紅外探測器包括紅外敏感元件、紅外輻射入射窗口、外殼、電極引出線以及按需要而加的光闌、冷屏、場鏡、光錐、浸沒透鏡和濾光片等，在低溫工作時還包括杜瓦瓶，有的還包括前置放大器。按探測器工作機理區分，可將紅外探測器分為熱探測器和光子探測器兩類
10. 熱探測器和光子探測器的異同及其優缺點
熱探測器主要優點是響應波段寬，可以再室溫下工作，使用方便。熱探測器一般不需製冷，易與使用、維護、可靠性好；光譜響應與波長無關，為無選擇性探測器制備工藝簡單，成本低。缺點響應時間長，靈敏度低
光子探測器靈敏度高、響應速度快、響應頻率高缺點低溫下工作，探測波段窄
11. 熱探測器和光子探測器的性能比較
12. 紅外探測器的性能影響因素
1響應率2雜訊電壓3雜訊等效功率4探測率5光譜響應6響應時間7頻率響應
13. 決定紅外探測性的特性
輻射源的溫度、調制頻率和放大器的帶寬
14. 紅外探測器的使用和選擇原則
1給據目標輻射光譜范圍來選取探測器的響應波段2根據系統溫度解析度的要求來確定探測器的探測率和響應率3根據系統掃描速率的要求來確定探測器響應時間4根據系統空間解析度的要求和光學系統焦距來確定探測器的接受面積
15. 理解典型的紅外探測系統的工作原理
16. 熱探測器的工作原理
八、目標識別技術
1. 目標識別的流程框圖及工作過程
感測器陣列→信號採集→特徵提取以及特徵選擇→分類識別→輸出結果
前兩是目標探測 後兩是目標識別
2. 目標識別的基本概念，如模式、模式識別
目標識別就是人類實現對各種事物或現象的分析、描述、判斷的過程
應對分類識別對象進行科學的抽象，建立它的數學模型，用以描述和代替識別對象，我們稱這種對象的描述為模式
模式識別是指根據研究對象的特徵或屬性，利用以計算機為中心的機器系統運用一定的分析演算法認定它的類別，系統應使分類識別的結果盡可能的符合真實情況
3. 模式識別系統的框圖及原理說明（如車牌識別）
待識別的對象→數據採集和預處理→特徵提取和選擇→分類識別→識別結果
將車牌樣本的二維圖像輸入計算機通過測量采樣和量化用矩陣或矢量表示二維圖形，去除雜訊，強化有用信息，並對測量儀器或其他因素造成的原始數據進行變換，得到最能反映分類本質的特徵，進行正確率測試。不斷地修正錯誤，改進不足，使車牌識別正確率達到設計要求
4. 特徵提取和選擇的基本任務
特徵提取和選擇的基本任務是如何從眾多特徵中找出那些最有效的特徵
5. 為什麼要對目標進行特徵提取和選擇
特徵提取和選擇的好壞極大的影響到分類器的設計和性能，因此對它應給與足夠的重視
6. 特徵的分類
物理的 結構的 數學的
7. 特徵提取和選擇的過程與步驟
1特徵形成。根據被識別對象產生一組基本特徵，這種基本特徵是可以用儀表或感測器測量出來的
2特徵提取。樣本處於以個高維空間，我們可以通過映射或變換的方法用低維空間來表示樣本
3特徵選擇。從一組特徵中挑選出一些最有效的特徵從而達到降低特徵空間維數的目的
8. 特徵提取與選擇的基本途徑
1當時機用於分類識別的特徵數目d給定後，直接從已經獲得的n個原始特徵中選出d個特徵x1，x2…xd使可分性判據J的值滿足J（x1，x2…xd）=max[J(xi1,xi2..xid)]是n個原始特徵中的任意d個特徵。這是直接法，主要分支有BAB法、SFS法GSFS法SBS法GSBS法
2在使判據J取最大條件下，對n個原始特徵進行變換降維，即對原n維特徵空間進行坐標變換，再取子空間
9. 模式識別包括哪些類型
1統計模式識別2句法結構模式識別3神經網路模式識別4模糊模式識別5數據融合識別技術
10. 理解最小錯誤Bayes決策及應用
為了降低分類的錯誤率，從概率論角度出發，應用貝葉斯公式提出基於最小錯誤率貝葉斯估計
11. Bayes決策的步驟及優缺點
步驟1先進行預後驗分析，決定是否值得去搜索該方面資料
2搜索資料，科學實驗，調研，統計分析，獲取實驗概率
3用貝葉斯公式計算後檢驗概率
4確定決策規劃進行判決
優點1採用科學分析方法降低了主觀影響
2對調查結果統計分析，採用量化手段，更加客觀
3將主觀性和客觀調查結合
4先驗知識可以不斷更新，可以是一個不斷學習的自適應決策系統
12. 什麼是數據融合技術
把來自許多感測器和信息源的數據和信息加以聯合，相關，組合以獲得精確的位置估計和身份估計以及戰場情況和威脅，及其重要程度進行定時的評價 層次劃分：決策及融合，特徵級融合，數據級融合
13. 數據融合識別框圖及說明
目→感測器1→特→身份識別→關→身份融合基於特徵
→感測器2→征→身份識別→ 的推理基於認別的模型物理模型→融合識別
提 ↓
標→感測器3→取→身份識別↗聯 ← 目標文檔：已知目標的資料庫
14. 數據融合的層次及說明
數據融合包括：決策級融合 特徵級融合 數據級融合
1決策級融合：在決策級融合方法中，每個感測器都完成變換以獲得獨立的身份估計，然後再對來自每個感測器的屬性分類進行融合
2特徵級融合：每個感測器觀測一個目標並完成特徵提取以獲得來自每個感測器的特徵向量，然後融合這些特徵向量並基於聯合的特徵向量產生身份估計
3數據級融合：對來自同等量級的感測器的原始數據直接進行融合，然後基於融合的感測器數據進行體征提取和身份估計

具體題目
1. 電容感測器的本質
通過檢測電容值或其變化率而實現對目標的探測。
2. 電容探測處理電路的不同及分類
根據探測處理電路的不同，一般有雙電極式和三電極式探測方式。
3. 電磁波是介於微波與光波之間的頻段
4. 電容式感測器的類型
變間隙式、變面積式、變介質式。
5. 大氣對毫米輻射計的影響因素
在晴朗大氣下，大氣對毫米波傳播的影響包括大氣對毫米波的吸收、散射、折射等。
6. 紅外輻射的本質
紅外輻射的物理本質是熱輻射。
7. 紅外技術基本理論的基礎
紅外技術的理論基礎是描述熱輻射現象的普朗克定律。
8. 紅外探測器的分類
按探測器工作機理區分，可將紅外探測器分為熱探測器和光子探測器兩大類。
9. 光子探測器的類型
光子探測器按照工作原理，一般可分為外光電探測器和內光電探測器兩種。
10. 目標識別技術的核心
目標識別就是人類實現對各種事物或現象的分析、描述、判斷的過程
11. 信號的特徵提取和選擇的基本任務

12. 數據融合的層次與分類
①決策級融合
②特徵級融合
③數據級融合
13. 輻射強度
輻射強度用來描述點輻射源發射的輻射能通量的空間分布特性。它被定義為：點輻射源在某方向上單位立體角內所發射的輻射能通量。
14. 熱效應
物體吸收輻射使其溫度發生變化從而引起物體的物理、機械等性能相應變化的現象稱為熱效應。
15. 黑體輻射
黑體是指入射的電磁波全部被吸收，既沒有反射，也沒有透射
16.模式識別的基本概念
所謂模式識別是指根據研究對象的特徵或屬性，利用以計算機為中心的機器系統運用一定的分析演算法認定它的類別，系統應使分類識別的結果盡可能地符合真實情況。
17.數據融合技術
將來自許多感測器（同質或異質）和信息源的數據和信息加以整合、相關、組合，以獲得准確的位置估計，身份估計，以及對戰場情況和威脅及其重要程度進行適時評價。
18.電容探測原理
其原理是設計探測器的電極與探測電路，探測被測對象的出現引起電容的變化，使電路的特性發生變化，從而實現對被測對象的探測。
19.雙電極電容探測的容量變化公
總電容C=C12+C10C20/(C10+C20)
當目標距探測器較遠時，可以為C10、C12≈0，C=C12
當目標進入探測器敏感區時，C10、C20逐漸增大
令ΔC= C10C20/(C10+C20)，則C=C12+ΔC
將ΔC的增量或增速檢測出來，即可實現對目標的定距。
20.利用輻射差異識別金屬目標
自然界各物質輻射特性各不相同。一般來說，相對介電常數高的物質，發射率比較小，反射率較高。在相同的物理濕度下，高導電材料比低導電材料的輻射溫度低。利用這些差異可識別不同的目標。
21.毫米輻射計的工作原理
毫米波輻射計利用地面目標與背景之間的毫米波輻射的差異來探測及識別目標，當輻射計波束在地面背景與目標之間掃描時，由於目標與背景之間的毫米波輻射溫度不同，輻射計輸出一個鍾形脈沖，利用此脈沖的高度、寬度等特徵量，可識別地面目標的存在。
22.紅外線與可見光的異同
①紅外線對人的眼睛不敏感；
②紅外線的光量子能量比可見光小；
③紅外線的熱效應比可見光要強得多；
④紅外線更易被物質所吸收，但對於薄霧來說，長波紅外線更容易通過。
23.紅外探測器的主要任務
將紅外輻射能轉換成電能。
24.熱探測器的工作原理
利用入射紅外輻射引起敏感元件的溫度變化，進而使其有關物理參數或性能發生相應的變化。
25.光子探測器的工作原理
利用某些半導體材料在紅外輻射的照射下，產生光子效應，使材料的電學性質發生變化。
26.以車牌識別為例，說明模式識別框圖及各部分原理
待識別的對象→數據採集和預處理→特徵提取和選擇→分類識別→識別結果
車牌為待識別對象，攝像頭對車牌進行數據採集，通過預處理，除去雜訊，復原有效信息。為了高效地分類識別，我們把在維數較高的測量空間中表示的模式變為低維數特徵空間中表示模式。
27.目標特徵提取和選擇過程步驟
①當實際用於分類識別的特徵數目d給定後，直接從已經獲得的n個原始特徵中選出d個特徵x1,x2,….,xd,使可分類據J的值滿足下式
J（x1,x2,….,xd）=max[J(x1,x2,….,xd)]
式中，xi1,xi2,….,xid是n個原始特徵中的任意d個特徵，此即為直接尋找n維特徵空間中的d維子空間。這類方法稱為直接法。
②在使判據J取最大條件下，對n個原始特徵進行變換降維，即對原n維特徵空間進行左邊變換，再取子空間。這類方法稱為變換法。
28.應用Bayes最小錯誤估計進行決策判決
①先進行預後驗分析，決定是否值得去搜集該方面資料
②搜集資料，科學實驗，調研統計分析，獲取實驗概率
③用貝葉斯公式計算後驗概率
④確定決策規劃進行判別

❺ 海相層系油氣勘探測井系列的優化

3.4.2.1 現代測井技術發展主要特點

從20世紀90年代開始，在全球性科技發展浪潮推動下，測井技術進入一個高速發展期，主要標志是新一代成像測井投入商業性應用並日趨成熟。這一發展進程，大大提高了測井技術解決地質問題與工程問題的能力，進一步提高了在油氣藏勘探和開發中的作用。現將其主要發展特點歸結如下：

（1）形成四大測井技術系統：裸眼井測井、套管井測井、隨鑽測井和井間測井系統

1）裸眼井測井技術——新一代裸眼井測井技術是以陣列化、頻譜、能譜化測量和二維及三維成像顯示為主要特徵，以全井眼微電阻率成像測井、核磁共振成像測井、陣列感應/陣列側向成像測井為核心，包括偶極橫波成像測井、綜合岩性孔隙度測井、元素俘獲測井、模塊化動態地層測試器等井下儀器所組成的新型測井技術。最近推出的具有三維測量功能的掃描成像測井儀系列——電阻率、聲波、核磁三種掃描測井儀，標志著成像測井技術又有新的發展。新一代裸眼井測井系統的主要特點是：

A.在技術上，成像測井實現了「地面採集成像化與多任務化，下井儀器陣列化與頻譜、能譜化，數據傳輸遙測化，處理解釋工作站化」。這樣使得長期以來，作為表徵地層地質特性的常規測井曲線，由原來把地層近似視為均質的平均化測量，發展為以「井」為對象的二維或三維空間測量，並對測量結果以具有三維模擬性質的二維可視圖像進行顯示，能對地層非均質性作出響應。

B.成像測井具有觀測密度和方位覆蓋率大的特點，有效信息大量增加，使得測井信息的反演更易接近目標。所提供的圖像往往是地質現象的直觀顯示，大大縮短了測井信息與地質特性之間的距離，提高了分析地層非均質性能力、解釋地質特徵能力，以及人們有效理解、運用這些信息和數據的能力。

C.方位成像測井。微電阻率掃描、井眼超聲波成像以及方位電阻率成像等測井的應用，突破了測井數據處理兩個傳統的基本假設，能夠在地層為非成層和不具有旋轉軸對稱的狀態下，獲得可信的反演結果，從而能夠較好應對地層非均質性和水平井鑽探的挑戰。

D.成為研究地層的非均質性和各向異性，應對復雜地層油氣評價的有效手段，在裂縫性、礫岩體、低滲透、火成岩油藏與低電阻率油氣層測井評價和油氣藏發現，以及精細分析油藏地質特性、地質構造和沉積相等方面都有了突破性進展。

2）套管井測井技術。套管井電阻率測井、儲層飽和度（脈沖中子）測井、元素俘獲測井、過套管動態地層測試器以及新型綜合岩性孔隙度測井和組合式生產測井儀（如CPLT、Flagship儀等），是組成新一代套管井測井的主要技術。眾所周知，進行生產測井和油井採收狀況動態監測，解決油井鑽采中的工程問題，如固井質量評價、油井套管技術狀況分析等，是套管井測井傳統應用領域。新一代套管井測井技術的運用，特別是套管井電阻率測井研製成功，配套的新型感測器利用，促使套管井測井進入了「地層評價」這一新的應用領域，它的技術功能和作用有了明顯提升。這樣就能夠在下套管的新井中，進一步取全資料；對於無法錄取裸眼井測井資料的意外事故井，可以通過套管井測井進行地層評價；可以對老井重新評價識別漏掉的油氣層和儲量；可以定期開展時間推移測井，更有效地監測油氣藏流體界面和飽和度動態變化等。

在生產測井這一領域，技術也有明顯進步。常規生產測井感測器只能用在近垂直井中測量簡單的兩相流動、反映垂直或近垂直井中有限范圍的流動方式。新型感測器，如「泡」流動成像儀、水流成像儀以及利用GHOST進行三相持率（持氣、持油、持水率）測量等，則能克服上述缺點，不僅能提高精度、解決多相流問題，而且可用於大斜度井和水平井。

3）隨鑽測井技術。隨鑽測井的早期是通過測量井斜、方位，為鑽井提供幾何導向，屬於隨鑽測井的雛形，為隨鑽測量（MWD）階段。20世紀80年代中期，隨鑽自然伽馬和電阻率儀器的問世，隨鑽測井（LWD）主要用於簡單的地質導向。隨著隨鑽電阻率儀和孔隙度儀的發展，逐步提高隨鑽地層評價和地質導向的效果，即通過監測水平井與上、下界面的距離，控制水平井在油層中的鑽進方向。隨鑽測井雖然解析度沒有電纜測井高，但能夠獲得鑽進過程中地層的原始信息，因此能在泥漿侵入地層和井眼變得不規則之前，更確切反映地層特性。新一代感測器，如鑽頭電阻率成像儀、方位密度中子儀等的運用，標志著隨鑽測井技術進入一個新的發展階段，主要有以下特點：

A.探頭更趨近於鑽頭處或以鑽頭作為電極，增強探測和實時導向功能。

B.成像化。可進行井下傾角實時處理，進一步提高分析地層特性能力。

C.實現方位測量。可對地層參數進行方位測量和顯示，以提高地質導向准確性。如方位密度中子儀，可對井眼中不同區間密度、中子測量進行平均，提供井眼上、下獨立測量值。

D.配套化。具有測量多種電阻率、密度、中子、聲波、自然伽馬等配套功能，在困難地理條件下（如深海、沙漠腹地、沼澤），用以替代普通電纜測井。

4）井間測井技術——井間測井技術應用是當代測井技術的重大突破，其重要意義就在於實現「井間」地層與油藏特性的直接測量，進一步解決在油藏研究中，「井孔」與「井間」信息不平衡問題，從而提高油藏研究和橫向預測的有效性，並將從根本上改變測井技術橫向探測能力不足的固有弱點。從而把發現油氣藏與描述油氣藏特性能力，提高到一個新的高度。目前開發的井間測井技術主要是井間電磁成像系統（井間電阻率成像測井）和井間地震測井，因此人們普遍認為，這些技術一旦達到實用階段，將會引起油藏研究革命性變化。因為這就意味著測井技術的兩個基本系列——電阻率與孔隙度系列，可直接運用於井間的測量。井間電磁成像系統是將發射器和接收器分別置於兩口井中，接收由發射器發射並經地層傳播的電磁波。反演後獲得有關井間地層電阻率的分布信息，從而實現井間電阻率直接測量。和井間地震相比，井間電磁測量結果對井間地層特性和流體性質的變化更為敏感。所提供的井間電阻率成像，可用於研究井間油藏構造、砂體展布和裂縫發育方向；能夠比較清楚地描述井間的油、氣、水層分布，指示水驅及熱采波及前沿和方向，分析井間剩餘油分布，從而可提高油田滾動勘探和開發調整中鑽探高效井成功率；優化油田開發方案和提高採收率。

井間電磁成像測井目前已在美國、加拿大以及中東地區等投入現場應用，所提供的「油藏」規模下的井間電阻率，在追蹤注水、注蒸汽（稠油熱采）應用中均見到較好效果。1998年11月至2004年4月，勝利油田與EMI公司合作，分別在勝利油區孤島、埕東油田的8對井中，成功地進行了16個井次系統現場試驗。測量是在對於井間電磁技術很有難度的條件下進行的，一是地層為典型的低電阻率剖面，地層背景電阻率僅為1.5～2Ω·m；二是進行穿透一層和二層金屬套管系統試驗。取得在典型低電阻率剖面中、井間距分別達433.6m（裸眼井—裸眼井）和300m（裸眼井—金屬套管井）、260m（金屬套管井—金屬套管井）重復性好、精度高的完整測量數據。反演得到的井間電阻率成像圖，在分析井間油、水、氣分布、砂體展布方面也見到較好地質效果。

（2）測井信息的採集逐步實現高集成度的陣列化、成像化、頻譜化和網路化

應對各向異性、多元儲集空間、裂縫、薄互層等復雜油氣藏的勘探和開發，是推動成像測井發展和應用的動力。成像測井問世以後，逐步發展了一批具有陣列化、成像化、頻譜化測量特點的井下儀器系列，實現如下的成像方式：

A.井壁成像（方位成像）：利用旋轉型探頭進行掃描，獲得井壁圖像。

B.徑向成像：利用多個探頭組合（陣列及交叉陣列）的大信息量採集，獲得有較強垂向分辨能力、不同探測深度的徑向成像圖，以了解儲層在徑向上的地質特性及各向異性，如分析儲層沿徑向方向的飽和度剖面。

C.井周分區成像：利用聚焦方法，探測井周不同扇體、不同徑向距離的地層特性。

D.井間成像：將發射器和接收器分別置於相鄰的井中，反演後獲得有關井間地質特性的分布信息。

E.譜分析成像：利用能譜、頻譜、波譜等直觀成像顯示，描述地層特性。

今後的發展趨勢是進一步提升陣列化、成像化、頻譜化儀器的集成度及其探測性能，並向網路化方向發展。

（3）從傳統的一維測量向三維測量發展，開辟三維岩石物理學的研究時代

成像測井是對油氣藏表徵和數值模擬技術發展的有力推動。油藏表徵與油藏數值模擬技術，實質上是用隨機技術來描述「確定性」油藏的概率性分析，包括建立一維「井」模型—二維「層」模型—三維「體」模型，其精度主要取決於對地層非均質性的分析和對「不確定性」因素的預測。應該指出，製作油藏一維「井」模型，從本質上講是三維問題。由於傳統測井理論是建立在均勻無限空間、各向同性介質基礎之上，只有在均質地層中才能服從地層是「呈層狀並與井軸呈對稱性分布」的基本假設，因而普通電纜測井則把這一問題的解決僅局限於一維和二維。隨著油氣勘探、開發對象日趨復雜，非均質儲層已成為當前及今後的重要勘探目標，也進一步挑戰了測井理論關於「地層呈層狀並與井軸呈對稱性分布」的基本假設。而成像測井系統的應用，特別新一代三維掃描測井儀系列的應用，不僅能重現井眼及其周圍地層的三維特點，而且意味著「三維岩石物理」研究的起步。新一代成像測井精細分析油藏地質特性的能力，鑄就它成為三維油藏表徵與數值模擬的主體技術。

然而應該指出，現階段投入應用的成像測井主體技術，還不完全是真正意義的三維空間測量，但三維空間測量必然是今後發展趨勢，目前正在推出的電阻率、核磁共振、聲波掃描測井系列以及井間測井技術，就是這一發展趨勢的體現。因此可以預料，隨著三維空間測量測井技術的實現，將預示著三維岩石物理學研究時代的到來，並進一步推動測井理論、方法的更新與發展。

（4）裸眼、套管與井間測井系統的有機組合，實現油氣藏的「四維」動態監測

隨著套管井電阻率測井的突破，以及儲層飽和度測井、元素俘獲測井、過套管動態地層測試器、組合式生產測井儀等新一代套管井測井技術的進一步優化，促使套管井測井技術由動態監測和解決油井鑽采中工程問題的傳統應用領域，進入了「地層評價」這一新的應用領域，技術功能和作用有了明顯提升。這一發展趨勢將會進一步強化，特別是隨著井間測井技術趨於成熟，將大大提高測井技術的空間探測能力，並與裸眼井測井技術形成三方面的有機組合，逐步實現油氣藏動態地質特性、油氣井採收狀況和工程狀態的「四維」動態監測：

A.油氣藏靜態—動態分析，包括二次和三次採油的油氣藏描述和數值模擬。

B.水淹狀況和飽和度的「四維」監測。

C.採收率的標定和動態監測。

D.油氣井生產「四維」動態監測。

E.固井質量靜態—動態監測。

F.油氣井套管工程狀態「四維」動態監測等。

（5）測井地質和工程應用覆蓋油氣田勘探、開發的全過程

事實上，現代測井技術的應用已經覆蓋油田勘探與開發的全過程，成為當今油氣資源評價和油藏管理的關鍵技術手段，以及鑽井和採油工程設計、施工、質量評價的高效益技術手段。這一趨勢又將隨著今後測井技術的發展而進一步擴展和提升。主要有：

A.油氣資源評價：油氣層評價、產能預測和儲量計算。

B.地質研究：構造分析、沉積學研究、裂縫及其分布格局、地應力分析和橫向預測。

C.油藏工程：油氣藏靜態與動態描述、不同開發階段的油氣藏數值模擬、水淹狀況和剩餘飽和度分析、採收率標定和動態分析以及油氣藏管理過程的優化。

D.鑽井工程：水平井與大斜度井的地質導向、確定和建立上覆地層壓力，孔隙壓力、坍塌壓力、破裂壓力梯度剖面、進行岩石的可鑽性和井眼穩定性分析、為鑽井與鑽井液的優化設計提供科學依據、井身質量監控、固井質量評價。

E.採油工程：岩石力學強度分析、優化油氣井防砂與壓裂設計、建立溫度與壓力剖面及其監測、油氣井注入剖面與生產（產液、產氣）剖面的動態監測、油氣井套管工程狀態動態監測、油氣井管理過程的優化。

總之這一發展進程，正在改變人們對測井技術及其傳統作用的固有概念，從內涵和外延大大豐富了對其現今作用的認識，並重新形成對其未來作用具有開拓性的設想。知識迅猛增長與快速更新是信息時代的基本特徵，其結果將會造成領域專家知識的不足。因此隨著測井技術的迅猛發展，石油工業上游領域的專家，特別是測井專家自身，都面臨著一個再學習的問題，都有一個重新認識測井現今與未來作用的任務。而這一發展趨勢，將推動90年代完成數控階段的我國測井技術，向成像測井階段發展。

3.4.2.2 新一代成像測井技術及其作用

（1）微電阻率掃描成像測井

地層微電阻率掃描成像測井是一種重要的井壁成像方法，它利用多極板上的多排紐扣電極向井壁地層發射電流，由於電極接觸的岩石成分、結構及所含流體的不同，由此引起電流的變化，並反映了井壁各處岩石電阻率的變化，據此形成電阻率的井壁二維成像。斯侖貝謝公司的FMI是目前電成像系列中最先進的一種，該儀器有4個主極板和4個輔助極板（翼板），每一個極板和翼板有兩排電極，每排有12個電極共計192個電極，在井眼中，井壁覆蓋率達到80%，縱向解析度為0.2 in（5mm），探測深度為1～2in。

地層微電阻率掃描成像測井主要應用於：

A.地質構造解釋：確定地層產狀、識別斷層、不整合、牽引、褶皺等。

B.沉積學解釋：識別層理類型、礫石顆粒大小、結構、判斷古水流方向、識別滑塌變形、進行沉積單元劃分、判斷砂體加厚方向等。

C.裂縫識別和地層孔隙結構分析：識別高角度裂縫、低角度裂縫、鑽井誘導縫、節理、縫合線、溶蝕縫、溶蝕孔洞、氣孔等，確定裂縫產狀及發育方向，劃分裂縫段，可對裂縫參數進行定量評價，分析原生和次生孔隙的匹配程度。

D.地應力方向確定：根據井眼崩落和誘導縫的方向，確定現今主應力方向。

E.薄層解釋：准確劃分砂泥岩薄互層及有效厚度。

（2）核磁共振測井

核磁共振測井的商業性應用，是20世紀90年代測井學科的一個重大技術成就。原子核的磁性與外加磁場的相互作用，是核磁共振技術的物理基礎。現代核磁其振測井則是以氫核作為目標核，通過調節核磁測井儀的工作頻率，探測地層中氫核的核磁共振特性。目前主要是探測氫核的橫向弛豫和擴散弛豫過程，通過測量揭示岩石的孔隙流體性質及其流動特性，定量提供地層孔隙度的組合和滲透率、孔隙尺寸分布等儲層參數，以及有關孔隙流體性質的信息。其測井響應既取決於氫元素在地層孔隙中的賦存狀態和豐度，又與地層的孔隙結構和流體性質有關，但一般不受岩石骨架礦物成分的影響。

核磁共振測井主要應用於：

A.提供准確的孔隙度和滲透率等岩石物理參數。包括地層總孔隙度、有效孔隙度、自由流體、毛管束縛水孔隙度和滲透率等岩石物理參數。

B.分析儲層的孔隙結構。T2分布的形態指示了儲層孔隙結構分布、分析孔隙尺寸大小和復雜儲集空間的類型等。

C.有效劃分儲層。核磁共振測井提供的有效孔隙度、束縛流體孔隙度、自由流體孔隙度，以及T2分布可以直觀顯示儲層與非儲層。

D.識別流體性質。利用雙TW雙TE測量方式和標准T2譜形態分布，有助於識別岩性和復雜儲層的流體性質。

E.估算原油黏度和擴散系數。利用雙TE測井資料的擴散分析方法，估算原油黏度和擴散系數。

（3）偶極橫波成像測井

偶極橫波成像測井技術是為了解決單極聲波測井在軟地層中無法測量橫波這一難題，同時也為了進一步提高測量精度而提出的。它是把新一代偶極技術與最新發展的單極技術結合在一起，提供了當今測量地層縱波、橫波和斯通利波的最好方法。只要在適當發射頻率下，無論大井眼井段還是非常慢速的地層中都能得到較好的測量結果，另外探測深度也相應有所增加。

偶極橫波成像測井主要應用於：

A.岩性識別。主要是利用縱橫波速度比、泊松比等參數，確定地層的岩性。

B.識別氣層和氣-水界面。根據偶極陣列聲波資料得出的縱橫波速度比及其他岩石力學參數，可比較有效識別氣層與氣-水界面。

C.判斷裂縫發育井段、類型，分析裂縫儲層的滲流特性。利用縱、橫、斯通利波的幅度衰減直觀地判斷裂縫發育帶，分析裂縫有效性。

D.地層各向異性分析。在裂縫性地層或構造應力不平衡的非裂縫性地層中，根據快橫波和慢橫波的檢測，可以分析地層的各向異性大小、方向及其影響因素，並確定現今最大水平主應力的方向、大小。

E.岩石力學參數計算，進行井眼穩定性分析和壓裂高度預測等。

（4）陣列感應/陣列側向成像測井

20世紀90年代以來，國外各大公司吸收了幾種新型感應/側向測井儀的優點，研製出具有更優探測性能的陣列感應/陣列側向成像測井儀。它們都具有高解析度、探測深度和解析度相匹配的特點；具有軟體聚焦的功能；具有5～6個獨立、探測深度依次遞增的陣列組合，其中感應成像測井儀可提供垂直解析度分別為1ft、2ft、4ft，探測深度分別為10in、20in、30in、60in、90in和120in的視電阻率數據。陣列側向成像測井可以得到6條探測深度不同的視電阻率曲線，形成徑向電阻率成像，大大提高了測井分析儲層徑向特性和求解地層真電阻率的能力。一般來說，陣列感應主要適用於低電阻率剖面，陣列側向則適用於高電阻率剖面。

陣列感應/陣列側向成像測井主要應用於：

A.劃分滲透層。根據泥漿濾液侵入地層的驅替狀況，劃分滲透性地層和分析儲層可采程度。

B.評價儲層流體性質，確定受污染狀況。

C.描述地層電阻率及侵入剖面徑向變化。通過反演得到原狀地層、侵入帶電阻率、沖洗帶與過渡帶半徑，描述地層電阻率徑向變化和提供飽和度徑向成像圖。

D.薄層評價。准確地測量出薄層電阻率，有效識別層內的非均質性，有利於薄油氣層的識別。

（5）模塊化動態地層測試器

模塊化動態地層測試器是新一代的電纜地層測試裝置，改進的探測器採用模塊化結構，以應對不同應用需求。特別是石英壓力感測器，可快速、准確響應地層壓力和溫度的變化；泵排模塊的應用，可採集原狀地層的PVT流體樣品；並能直接測量地層徑向和垂向滲透率等，從而大大增強儀器直接測壓、取樣和分析儲層特性的功能。

模塊化動態地層測試器主要應用於：

A.測量地層壓力剖面，計算地層壓力梯度、壓力系數、流體密度等參數。

B.估算地層徑向和垂向滲透率。

C.快速評價油氣層，確定或預測氣-油-水界面。

D.預測儲層產能。根據壓力測試和取樣樣品分析數據，估計油層生產能力。

E.地質與工程應用。在多井評價中可以研究油藏特徵、井間連通性；在地質研究工作中用於沉積相分析和進一步認識構造；在開發區塊進行油層動用情況和潛力分析；在鑽井工程方面可以結合聲波、密度測井資料合理確定安全的泥漿比重等。

（6）地層元素俘獲能譜測井

元素俘獲能譜測井（ECS）是用中子激發直接探測地層俘獲伽馬射線，從俘獲伽馬射線能譜中獲得有關硅、鈣、鐵、硫、鈦、釓等地層元素含量的信息，從而進一步計算出地層中各種礦物的類型和含量。主要應用於：

A.岩性識別和儲層評價。確定礦物和岩性，可准確計算岩石含量和特殊礦物。提供不受井眼影響的准確的泥質含量，為更准確計算孔隙度提供條件。

B.沉積相研究。准確識別石膏和鈣質，為沉積相的判斷提供指相礦物。清楚顯示沉積旋迴變化，為劃分地層提供依據。

C.烴源岩研究。精確測出鈣的含量，減少把薄互層鈣質或膏質膠結層誤判為烴源岩的可能性。准確提供無有機質影響的干岩石骨架體積，為利用綜合體積法計算烴源岩提供重要參數。

總之，隨著現代測井技術特別是成像測井技術的應用，塔河、東部及南方海相碳酸鹽岩復雜油氣藏的勘探實踐以及海相層系前瞻性研究工作的開展，多方面提升了對碳酸鹽岩油氣藏的認識和評價能力，具體表現在：縱向上可識別碳酸鹽岩儲集的主要類型；准確提供剖面的孔隙度數值；可對裂縫進行定性和定量描述；利用核磁共振測井標定孔隙的大小分布；分析裂縫與溶蝕孔洞分布關系；特別是在碳酸鹽岩氣藏的流體識別有了比較大的進展。

3.4.2.3 海相層系測井系列的優選

（1）優選測井系列的基本原則

分析了以碳酸鹽岩為主體的海相儲層地質特性、評價難度以及現代測井技術發展特點與作用，就能形成對測井系列選擇與優化的更明確思路。

1）有針對性地分析常規測井系列。電阻率與孔隙度系列，在海相儲層評價中的適應性，明確其功能和作用。核心是進一步明確各種常規測井技術在儲層有效性評價和流體性質識別的能力和存在的局限性，為優化常規測井系列提供直接依據。

2）加強新一代成像測井技術的應用。加大現代測井技術應用力度，主要是加強成像測井及其關鍵技術的應用如微電阻率掃描、偶極橫波、核磁共振成像測井等，有針對性在新區、新領域的探井、復雜油氣藏的探井和開發井、油氣藏研究和動態監測的關鍵井和觀察井，取全取准配套測井資料，為單井精細解釋和油氣藏研究提供堅實的資料基礎。

3）生產測井的早期介入。在勘探階段應選擇一定的探井或評價井，進行生產測井，搞清油氣藏流體的產出剖面，並驗證儲層劃分標准，提高復雜油氣藏測井評價的可信度，為計算儲量提供重要依據。

4）形成探井油氣層快速評價的測井系列，提高海相探井的解釋成功率。核心是解決海相復雜儲層流體性質識別這一關鍵難題，主要是有針對性增加一些具有直觀、快速顯示儲層流體性質的測井儀器方法，如模塊化動態地層測試器、旋轉式井壁取心器與現場核磁共振分析儀相結合等，形成完整的疑難探井快速評價測井系列。即以常規和成像測井、岩心和錄井資料，對儲層有效性和油氣水作出判識，優選目標層位，以模塊化動態地層測試器進行驗證，快速評價油氣層和油氣藏類型，達到縮短發現油氣藏的周期，提高勘探效率和效益。

5）在綜合分析的基礎上，針對儲層特點，提出優化、配套和規范的測井系列。

（2）優選測井系列的技術目標

1）提高單井解釋可信度，充分利用現有的測井與其他「井筒」技術，搞清每一口探井主要地質特性，核心是正確識別和劃分氣、油、水層，盡量做到使每一口探井的完井決策不留遺憾。

2）通過一口或幾口探井和評價井的精細解釋，基本搞清油氣藏基本特性，實現對儲層和油氣藏的整體評價。

（3）碳酸鹽岩海相層系的測井系列

在探井和評價井中，形成以三電阻率、三孔隙度和自然伽馬（或能譜）等常規測井為基礎，微電阻率成像、核磁共振、多極子陣列聲波、地層元素俘獲能譜測井和陣列側向測井為核心的完整測井系列。

❻ 粉塵檢測儀都有哪些原理

目前，我國空氣污染逐步由傳統的總懸浮顆粒物（TSP）及可吸入顆粒物（PM10)、SO2污染轉向以細顆粒物（PM2.5)和污染氣體（O3、SO2、NOX）等形成的復合型大氣污染。特別是2011年末以來，多次大范圍霧霾時間引起了國內外廣泛關注，導致PM2.5的概念迅速被廣泛接受，人們對粒徑為PM2.5、PM10浮塵的監測越來越受重視，這些細顆粒物是漂浮在空氣中的微粒，並成為當前我國大多數城市的首要污染物。根據粉塵濃度檢測設備的不同原理，可分為以下幾種：
1、稱重法
通過抽氣泵取一定量的含塵空氣，經過已稱量的濾膜，將粉塵阻留在濾膜上，通過天平稱量濾膜重量，根據采樣後濾膜的粉塵增量，計算出作業場所中的粉塵濃度。
2、光電測塵儀
利用光吸收原理而設計，通過抽氣泵抽取一定體積的含塵空氣，將粉塵阻留在濾膜上，通過發射光源（紅外線或白熾燈）產生的光束透過濾膜照到硅光電池上，硅光電池接收照度的變化引起輸出電流強度的變化，兩者呈線性關系，從而換算出粉塵濃度。
3、光散射測塵儀（分為可見光光散射測塵儀及激光光散射測塵儀）
利用光束照射到含塵氣流上，使光束產生散射光，粉塵濃度越高，生產的散射光強度越大，由此測出粉塵濃度。
4、β射線測塵儀
利用塵粒吸收β射線的原理研製。測塵儀內的放射源（如14碳）產生的β射線通過粉塵粒子，根據粉塵粒子吸收β射線的量與粉塵質量成正比關系計算粉塵濃度。
5、壓電天平測塵儀
石英壓電晶體有一定的振盪頻率，當石英晶體表面沉積有一定的粉塵粒子時，就會改變其振盪頻率，根據頻率的變化得出相對粉塵濃度。
常用的濾紙（膜）稱重法是最為經典的方法，但由於該方法要求對樣品進行預處理，操作復雜、價格昂貴、繁瑣費時、采樣儀器笨重，雜訊大以及不能及時得到現場測定結果等缺點，導致該類方法只適合對大氣細顆粒物元素成分的例行檢測或調查性監測，不適用於公共場所空氣中可吸入顆粒物濃度的監測，無法滿足智能化預警的需求。
β射線法測塵儀不受粉塵粒子大小及顏色的影響，缺點是存在放射性物質，用戶操作麻煩，而且價格也頗高。壓電天平測塵儀也是一種快速測塵儀，但是它的測量范圍有限，一般為0-10mg/m³，測定後石英晶體的清洗較復雜。
光散射法測定公共場所空氣中可吸入顆粒物濃度，具有快速、靈敏、穩定性好、體積小、重量清、無雜訊、操作簡便、安全可靠等優點。一方面該方法具有較高靈敏度而需要的樣品量少，並可省去或者簡化樣品處理步驟，因此采樣時間和分析時間均可大大縮短。另一方面，該方法無需樣品儲存，從而避免或減少了分析方法中的各種可能的誤差因素。
光散射法分為可見光光散射法和激光光散射法，因可見光受粉塵粒子大小和顏色影響較大，所以出現了以激光為光源的新一代粉塵儀——激光光散射粉塵儀。
激光粉塵儀選擇篇：
在選擇市面上琳琅滿目各種品牌的設備時，很多消費者由於不了解相關標准花專業設備的價格買到的卻是沒有任何資質，產品質量得不到保障的設備。粉塵儀是列入國家重點管理的計量器具之一，所以產品必須經過中華人民共和國計量器具型式檢驗和批准（CPA證書）並且必須取得中華人民共和國製造計量器具生產許可，即（CMA證書）。獲取這些資質的廠家，其生產能力、生產過程的產品質量是經技術監督部門現場考核通過並在技術監督部門備案和受技術監察部門嚴格監控的，所以選擇起來也更有保障。當然還可以委託第三方省級計量院來檢定產品獲取檢定證書。最後，推薦一款我用過的設備有CMC、CPA資質的還能在計量院過檢的有LD-5H/L。回答只是個人觀點，如有不正確或遺漏的地方請指正。

❼ α、β射線的樣品活度測量概述

一流尉1994年第3期國外環境科學技術總76期環境樣品中低水平放射性活度的7射線譜測量引言奇設五要王月娥)(在環境樣品中,非常低本底的高純鍺探測器是直接測定低水平放射性活度的適用設備.用於探測器系統的材料和屏蔽,其本底輻射必須減至最小.為保證散射射線均可進入探冽器的容器.用來裝載試樣的馬林杯,安放在探測器頂端,要精確地保證二者問幾何位置的重復性.用相同體積,密度與化學組份的馬林標標准源()對探測器校準後,就可以測量樣品的放射性活度,我們的校準工作盡量做到符合標准一450馬林杯容積450毫升,便宜,容易買到.在地下水與地表水相連的潮濕地帶的植物的取樣,可作為放射性核索在環境中可能分布的生物指示荊,採集樣品乾燥處理後就可很好滿足7射線測量.探測系統的描述探測系統如圖1所示,主要由固體探測器,致冷器及良好的屏蔽組成.選用同軸高純鍺()探測器,靈敏體積為100立方厘米,效率20,相當於7.6×7.6厘米(),正常情況下,332()處解析度為1.9(最大峰值一半處的能量全寬度).全部機械與電子部件的選擇均參照德國海登堡麥克斯韋爾一普朗克研究所低水平實驗室的地下低本底輻射,所用材料等效於15米的水層(等,1989),全部致冷器部件,探測器支架及端帽均採用高電導率的無氧銅.56廠:害耋警,,——=一～/,一,,,,/.….～:,三一.≥,一0弘一::』--:-4二二愛^^一一一一5=一!一一一一一董三:,圖1高純鍺譜儀示意圖兩噸低放射性活度鉛屏蔽,--450馬林杯裝樣後從上部放入由於採用了特殊的致冷結構,探測器與致冷器其它部件和房屋建材的天然輻射射線之同不存在直接的無屏蔽的路徑.圍繞探冽器的鉛屏蔽由兩部分組成.10厘米厚的外層是1500公斤台銻2的鉛磚和鉛板(1),由德國1精心冶煉製成(,1966),-鉛原料台少量.(,1988;—,1978),最終產品總的比活度為7貝可公斤.內層5厘米厚為550公斤老鉛(2),來自法國的古代存物,鉛磚與鉛塊由法國的生產,其鉛錠由法國實驗室提供.冶煉後的最終產品,確保表面粒子通量為1.1×10/米?秒(,1985),總的比活度降至貝可/公斤為減少屏蔽間隙,外部鉛屏蔽磚與板的交接處決不直對內部鉛屏蔽,如圖1所三一而刁本底成份探測系統工作於海拔5米處,在測量室,無特殊建築結構,平均介子通常約為160/平方米?秒(等,1984),實驗室內平均劑量當量率約60毫微希沃特/'時.圖2中本底譜()和()測量時間為0天,分別為帶屏蔽和不帶屏蔽.對譜()和()70～3000能量區間的積分計數率分別為(48.4土0.01)/秒和(.492土.1)/秒,本底減少了約100倍.譜()上大部分7射線峰已標明,來自鈾系,釷系和,"峰可能是實驗室附近儲有在源或當地有"污染.105'口.;'1100遺圖2100立方厘米本徵探測器的本底譜,所處位置劑量當量率約6毫微希沃特/小時.()無屏蔽.()5厘米低活度鉛屏蔽.兩個寬峰來自宇宙射線中於左和上的非彈性散射.由於採用了有效的鉛屏蔽及精心選用各種材料,譜圖()中所有鈾系和釷系的射線峰均消失,甚至連"的譜峰都低於探淵器的閾值.本底的主要成份是連續區上一個湮沒峰和兩個596與693的寬峰,它們的比例分別約為95,2和0.5,這是字宙射線中介子與探贈器周嗣的材料和探測器本身相互作用的結果,(,1986)在某些特殊情況下.兩個位於596與693的寬峰是字宙射線中的中子與'和"非彈性相互怍用的結果(等,1984).一個測量了24天的本底譜,出現一些很弱的峰,其主要成份列於表1,大部分是宇宙射線與探測組件材料相互作目的結果,這些材料是幾公斤的銅,晶體的鉛屏蔽,2000公斤鉛以及用作鉛屏蔽井框的約100公斤的鐵,803.3與569.6的射線來自快中子激發的,的較低的能級(等.990),其它譜線來自兩個天然放射系(鈾,釷)的子系以及非常弱的"污染,後者在對系統進行清洗後即消失表測量24天出現的與射線本底能量()放射性校素來源計斂辜《1穢).53.5字宙射鰻000058(2)66.6宇宙射竣0.00078(2)72.8/75.0./.1字宙射竣0.00350《)85/87,宇宙射線0.00176(3)138.8宇宙射績0.0055《2)159.7宇宙射線0.00016(1)198.8.字宙射線0,0004(2)277.42釷秉0.00021(1)295,2,鈾蒹0.0006(1)351.92,鈾蒹0.020(1)5110湮沒字宙射線0.01075(7)569.6批字宙射線00(1)596(,')宇宙射線000180(3)609.32"鈾系0.0005(1)6617"污染0.00009(1)669,93宇宙射線0,00014(1)693(.')宇宙射線0,00240(3)803,30'享宙射線0000$2(1)838.未識別.2(1)899,0來識別0,0021(1)692.0字宙射線0.002(1)2614,72牡差札00008(1)5～3000全譜0,510(1)括弧內數為小數點最後一位前統計不確定性.有兩峰來識別效率刻度在6～2000能量范國對探測系統進行了效率刻度,採用標准溶液,是美國生產的,在實57驗室分別按標准697/1981和經鑒定的溶液制樣.溶液中有密度為(1.14土0.01)克/立方厘米的塑料梧,,,,,",器.,蛐和均勻分布於其中,測量時的活度范圍從的1.2貝可/克到的33.5貝可/克.實驗室制備了四個裝有的馬林杯,體積為(450士2)立方厘米,由英國國立物理實驗室()提供低水平環境放射性活度標准.1毫升密封氨瓶內台有",曲,耵,",卸,"0,,,.和,它們是在4摩爾鹽酸中的氯化物.作為液體材料,制備了4摩爾或1摩爾的鹽酸溶液,按照報告.58第五章的推薦(,1985),溶液中載流子濃度與組份按標准.混合體的密度分別為(1.6土0.1)和(1..0土0.01)克/立方厘米,測量時刻的放射性活度從"的0.2貝可/克到"的4.2貝可/克.同時備有一空的一45馬林杯.用以檢測不同

❽ 粉塵儀和粉塵檢測儀的工作原理是什麼樣的誰給解釋解釋

粉塵儀的感測器室中，主要元器件為激光二極體、透鏡組和光電檢測器。檢測時，首先由激光二內極管發出的激光，通容過透鏡組形成一個薄層面光源。薄層光照射在流經感測器室的待測氣溶膠時，會產生散射，通過光電探測器來檢測光的散射光強。光電探測器受光照之後產生電信號,正比於氣溶膠的質量濃度。然後乘以電壓校準系數,這個系數通過測定特定濃度的氣溶膠來得到。通常,用來做標定的測試氣溶膠是亞利桑那試驗粉塵(或ISO 12103-1,A1試驗粉塵)。

❾ 粉塵檢測儀是怎麼工作的原理是什麼

粉塵檢測儀簡稱粉塵儀，也叫粉塵測量儀或粉塵測試儀，主要用於檢測環境空氣中的粉塵濃度，粉塵儀的種類分為：激光粉塵儀，在線式連續監測粉塵儀、攜帶型粉塵儀等，粉塵儀廣泛應用於疾病預防控制中心、礦山、冶金、電廠、化工製造、衛生監督、環境保護、環境在線監測等等。粉塵檢測儀，工作原理主要有光散射法、β射線、交流靜電感應原理；適用於各種研究機構，氣象，公共衛生，勞動衛生，大氣污染研究等。快速檢測儀器主要有5種方法：光散射法、β射線法和微重量天平法、靜電感應法、壓電天平法。

深圳市碧如藍環境技術有限公司是由專注智慧環保領域多年的技術團隊創建的高科技公司，公司手持式粉塵檢測儀採用的光散射原理以半導體激光為測量光源，對空氣中粉塵進行高靈敏非接觸測量。由單片微處理器管理和控制測試全過程,採用高解析度大屏幕高亮度液晶顯示器,全中文顯示。用於工礦企業粉塵(TSP, PM10；PM2.5)濃度的檢測及超標報警,具有粉塵濃度測試報警和塵埃粒子計數功能，是疾病預防控制中心，勞動衛生監督，環境監測, 工礦企業等部門實時快速測量的新一代智能化測量儀器。

❿ 粉塵檢測儀有哪些分類

按照國家環 保部要求，具備爆炸條件下的作業場所，像一些金屬生產加工、糧食生產加工、飼料生產加工、農副產品類、林產品類、合成材料類、煤粉及其他場所等需要用到防爆式粉塵儀，這一類又分為攜帶型防爆粉塵儀 跟固定式防爆 粉塵濃度報警器；還有一些管道/煙道環境檢 測的，可分為固定式粉塵濃度感測器跟攜帶型粉塵濃度檢測儀；

現在市面上有各式各樣的粉塵濃度檢測儀，我們在購買的時候一定要篩選是否是自己需要的。粉塵檢測儀的工作原理主要是光吸收、光散射、β射線和交流靜電感應原理。目前，對粉塵監測方法主要有過濾稱重法，x射線衍射法，散射光法，壓電天平法，β射線粉塵測量法和光透法等等。重量法作為粉塵測量的最常見的方法，需配備萬分之一至十萬分之一的電子天平。

粉塵檢測儀可以分為：在線式粉塵檢測儀和攜帶型粉塵檢測儀；從測量原理上分為：稱重法粉塵檢測儀、激光粉塵檢測儀、靜電粉塵檢測儀等。在線式粉塵檢測儀根據現場使用位置可分為：管道粉塵檢測儀、空間粉塵檢測儀；攜帶型粉塵檢測儀根據產品系列主要有CW-76S粉塵檢測儀等，下面介紹下粉塵濃度檢測儀的功能指標：

數據精準：激光原理檢測，工業級光電感應；解析度高：≥0.3um顆粒粒徑，0.001mg/m³；

檢測PM2.5、PM10、TSP；

性能穩定：可適應不同大氣環境粉塵物質成分，獨立參數系數調節；

數據傳輸：485（Modbus標准協議）或RS232、UART輸出；提供開關量輸出，可接戶外聲光報警設備等；

智能監測：實時監測感測器各項指標，當異常狀態時可及時反饋用戶；

激光粉塵儀是以激光為光源具有的袖珍式粉塵儀 ，符合衛生部行業標準的快速測塵儀，已有千台以上在全國各地使用。該儀器適用於公共場所 可吸入顆粒物(PM )濃度的快速測定、工礦企業生產 現場等勞動衛生方面 粉塵濃度的檢測，以及環境保護領域可吸入塵濃度的監測， 還可用於空氣凈化器凈化效率的評價。引進日本全套生產製造及檢測標定技術及設備。

CW-76S工地揚塵感測器（粉塵檢測儀）是深圳賽納威自主研發的集空氣動力學、數字信號處理、光電一體化的高科技產品，主要應用於檢測大氣中的粉塵質量濃度(PM值)，適用於建築工地、城市網格化監測、移動監測等領域和場合，是大氣質量檢測系統的核心模塊。