攜帶型壓力檢測裝置論文

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進入21世紀後，特別在我國加入WTO後，國內產品面臨巨大挑戰。各行業特別是傳統產業都急切需要應用電子技術、自動控制技術進行改造和提升。例如紡織行業，溫濕度是影響紡織品質量的重要因素，但紡織企業對溫濕度的測控手段仍很粗糙，十分落後，絕大多數仍在使用干濕球濕度計，採用人工觀測，人工調節閥門、風機的方法，其控制效果可想而知。制葯行業里也基本如此。而在食品行業里，則基本上憑經驗，很少有人使用濕度感測器。值得一提的是，隨著農業向產業化發展，許多農民意識到必需擺脫落後的傳統耕作、養殖方式，採用現代科學技術來應付進口農產品的挑戰，並打進國外市場。各地建立了越來越多的新型溫室大棚，種植反季節蔬菜，花卉；養殖業對環境的測控也日感迫切；調溫冷庫的大量興建都給溫濕度測控技術提供了廣闊的市場。我國已引進荷蘭、以色列等國家較先進的大型溫室四十多座，自動化程度較高，成本也高。國內正在逐步消化吸收有關技術，一般先搞調溫、調光照，控通風；第二步搞溫濕度自動控制及CO2測控。此外，國家糧食儲備工程的大量興建，對溫濕度測控技術提也提出了要求。
但目前，在濕度測試領域大部分濕敏元件性能還只能使用在通常溫度環境下。在需要特殊環境下測濕的應用場合大部分國內包括許多國外濕度感測器都會「皺起眉頭」！例如在上面提到紡織印染行業，食品行業，耐高溫材料行業等，都需要在高溫情況下測量濕度。一般情況下，印染行業在紗錠烘乾中，溫度能達到120攝氏度或更高溫度；在食品行業中，食物的烘烤溫度能達到80-200攝氏度左右；耐高溫材料，如陶瓷過濾器的烘乾等能達到200攝氏度以上。在這些情況下，普通的濕度感測器是很難測量的。
高分子電容式濕度感測器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用絲網漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法將感濕膠塗覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現規律性變化，此即為濕度感測器的基本機理。影響高分子電容型元件的溫度特性，除作為介質的高分子聚合物的介質常數ε及所吸附水分子的介電常數ε受溫度影響產生變化外，還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數影響而產生變化等因素。根據德拜理論的觀點，液體的介電常數ε是一個與溫度和頻率有關的無量綱常數。水分子的ε在T＝5℃時為78.36，在T＝20℃時為79.63。有機物ε與溫度的關系因材料而異，且不完全遵從正比關系。在某些溫區ε隨T呈上升趨勢，某些溫區ε隨T增加而下降。多數文獻在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認為：高分子聚合物具有較小的介電常數，如聚醯亞胺在低濕時介電常數為3.0一3.8。而水分子介電常數是高分子ε的幾十倍。因此高分子介質在吸濕後，由於水分子偶極距的存在，大大提高了吸水異質層的介電常數，這是多相介質的復合介電常數具有加和性決定的。由於ε的變 化，使濕敏電容元件的電容量C與相對濕度成正比。在設計和製作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器，高分子介質膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關。溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數可達到 的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數為108x10-5/℃。隨著溫度上升，介質膜厚d增加，對C呈負貢獻值；但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加，即對C呈正值貢獻。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配，在不同的濕度范圍溫漂不同；在不同的溫區呈不同的溫度系數；不同的感濕材料溫度特性不同。總之，高分子濕度感測器的溫度系數並非常數，而是個變數。所以通常感測器生產廠家能在-10-60攝氏度范圍內是感測器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。
國外廠家比較優質的產品主要使用聚醯胺樹脂，產品結構概要為在硼硅玻璃或藍寶石襯底上真空蒸發製作金電極，再噴鍍感濕介質材料（如前所述）形式平整的感濕膜，再在薄膜上蒸發上金電極.濕敏元件的電容值與相對濕度成正比關系，線性度約±2%。雖然，測濕性能還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想，在工業領域使用，壽命、耐溫性和穩定性、抗腐蝕能力都有待於進一步提高。
陶瓷濕敏感測器是近年來大力發展的一種新型感測器。優點在於能耐高溫，濕度滯後，響應速度快，體積小，便於批量生產，但由於多孔型材質，對塵埃影響很大，日常維護頻繁，時常需要電加熱加以清洗易影響產品質量，易受濕度影響，在低濕高溫環境下線性度差，特別是使用壽命短，長期可靠性差，是此類濕敏感測器迫切解決的問題。
當前在濕敏元件的開發和研究中，電阻式濕度感測器應當最適用於濕度控制領域，其代表產品氯化鋰濕度感測器具有穩定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優點，氯化鋰濕敏感測器已有了五十年以上的生產和研究的歷史，有著多種多樣的產品型式和製作方法，都應用了氯化鋰感濕液具備的各種優點尤其是穩定性最強。
氯化鋰濕敏器件屬於電解質感濕性材料，在眾多的感濕材料之中，首先被人們所注意並應用於製造濕敏器件，氯化鋰電解質感濕液依據當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。電解質溶解於水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現感濕。
氯化鋰濕敏器件的襯底結構分柱狀和梳妝，以氯化鋰聚乙烯醇塗覆為主要成份的感濕液和製作金質電極是氯化鋰濕敏器件的三個組成部分。多年來產品製作不斷改進提高，產品性能不斷得到改善，氯化鋰感濕感測器其特有的長期穩定性是其它感濕材料不可替代的，也是濕度感測器最重要的性能。在產品製作過程中，經過感濕混合液的配製和工藝上的嚴格控制是保持和發揮這一特性的關鍵。
在國內九純健科技依託於國家計量科學研究院、中科院自動化研究所、化工研究院等大型科研單位從事溫濕度感測器產品的研製、生產。選用氯化鋰感濕材料作為主攻方向，生產氯化鋰濕敏感測器及相關變送器，自動化儀表等產品，在吸取了國內外此項技術的成功經驗的同時，努力克服傳統產品存在的各項弱點，取得實質性進展。產品選用了Al2O3及SiO2陶瓷基片為襯底，基片面積大大縮小，採用特殊的工藝處理，耐濕性和粘覆性均大大提高。使用燒結工藝，在襯底集片上燒結5個9的工業純金製成的梳妝電極，氯化鋰感濕混合液使用新產品添加劑和固有成份混合經過特殊的老化和塗覆工藝後，濕敏基片的使用壽命和長期穩定性大大提高，特別是耐溫性達到了-40℃-120℃，以多片濕敏元件組合的獨特工藝，是感測器感濕范圍為1%RH-98%RH，具備了15%RH范圍以下的測量性能，漂移曲線和感濕曲線均實現了較好的線性化水平，使濕度補償得以方便實施並較容易地保證了寬溫區的測濕精度。採用循環降溫裝置封閉系統，先對對被測氣體采樣，然後降溫檢測並確保絕對濕度的恆定，使探頭耐溫范圍提高到600℃左右，大大增強了高溫下測濕的功能。成功解決了「高溫濕度測量」這一濕度測量領域難題。現在，不採用任何裝置直接測量150度以內環境中的濕度的分體式高溫型溫濕度感測器JCJ200W已成功應用在木材烘乾，高低溫試驗箱等系統中。同時，JCJ200Y產品能耐溫高達600度，也已成功應用在印染行業紗錠自動烘乾係統、食品自動烘烤系統、特殊陶瓷材料的自動烘乾係統、出口大型烘乾機械等方面，並表現出良好的效果,為國內自動化控制域填補了高溫濕度測量的空白，為我國工業化進程奠定了一定基礎。
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霍爾元件是一種基於霍爾效應的磁感測器,已發展成一個品種多樣的磁感測器產品族，並已得到廣泛的應用。本文簡要介紹其工作原理， 產品特性及其典型應用。
霍爾器件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。
按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，後者輸出數字量。
按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，後者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。

一 霍爾器件的工作原理
在磁場作用下，通有電流的金屬片上產生一橫向電位差如圖1所示：
這個電壓和磁場及控制電流成正比：
VH＝K╳｜H╳IC｜
式中VH為霍爾電壓，H為磁場，IC為控制電流，K為霍爾系數。
在半導體中霍爾效應比金屬中顯著，故一般霍爾器件是採用半導體材料製作的。
用霍爾器件，可以進行非接觸式電流測量，眾所周知，當電流通過一根長的直導線時，在導線周圍產生磁場，磁場的大小與流過導線的電流成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然後用霍爾器件進行檢測，由於磁場與霍爾器件的輸出有良好的線性關系，因此可利用霍爾器件測得的訊號大小，直接反應出電流的大小，即： I∞B∞VH
其中I為通過導線的電流，B為導線通電流後產生的磁場，VH為霍爾器件在磁場B中產生的霍爾電壓、當選用適當比例系數時，可以表示為等式。霍爾感測器就是根據這種工作原理製成的。

二 霍爾感測器的應用
1 霍爾接近感測器和接近開關
在霍爾器件背後偏置一塊永久磁體，並將它們和相應的處理電路裝在一個殼體內，做成一個探頭，將霍爾器件的輸入引線和處理電路的輸出引線用電纜連接起來，構成如圖1所示的接近感測器。它們的功能框見圖19。(a)為霍爾線性接近感測器，(b)為霍爾接近開關。

圖1 霍爾接近感測器的外形圖

a)霍爾線性接近感測器

(b)霍爾接近開關
圖2 霍爾接近感測器的功能框圖
霍爾線性接近感測器主要用於黑色金屬的自控計數，黑色金屬的厚度檢測、距離檢測、齒輪數齒、轉速檢測、測速調速、缺口感測、張力檢測、棉條均勻檢測、電磁量檢測、角度檢測等。
霍爾接近開關主要用於各種自動控制裝置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自動計數、各種計數、各種流程的自動銜接、液位控制、轉速檢測等等。3.2.7霍爾翼片開關
霍爾翼片開關就是利用遮斷工作方式的一種產品，它的外形如圖20所示，其內部結構及工作原理示於圖21。

圖3 霍爾翼片開關的外形圖

2 霍爾齒輪感測器
如圖4所示,新一代的霍爾齒輪轉速感測器，廣泛用於新一代的汽車智能發動機，作為點火定時用的速度感測器，用於ABS（汽車防抱死制動系統）作為車速感測器等。
在ABS中，速度感測器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意圖如圖23所示。圖中，1是車速齒輪感測器；2是壓力調節器；3是控制器。在制動過程中，控制器3不斷接收來自車速齒輪感測器1和車輪轉速相對應的脈沖信號並進行處理，得到車輛的滑移率和減速信號，按其控制邏輯及時准確地向制動壓力調節器2發出指令，調節器及時准確地作出響應，使制動氣室執行充氣、保持或放氣指令，調節制動器的制動壓力，以防止車輪抱死，達到抗側滑、甩尾，提高制動安全及制動過程中的可駕馭性。在這個系統中，霍爾感測器作為車輪轉速感測器，是制動過程中的實時速度採集器，是ABS中的關鍵部件之一。
在汽車的新一代智能發動機中，用霍爾齒輪感測器來檢測曲軸位置和活塞在汽缸中的運動速度，以提供更准確的點火時間，其作用是別的速度感測器難以代替的，它具有如下許多新的優點。
（1）相位精度高，可滿足0.4°曲軸角的要求，不需採用相位補償。
（2）可滿足0.05度曲軸角的熄火檢測要求。
（3）輸出為矩形波，幅度與車輛轉速無關。在電子控制單元中作進一步的感測器信號調整時，會降低成本。
用齒輪感測器，除可檢測轉速外，還可測出角度、角速度、流量、流速、旋轉方向等等。

圖4 霍爾速度感測器的內部結構

1. 車輪速度感測器2.壓力調節器3.電子控制器
2. 圖4 ABS氣制動系統的工作原理示意圖
3 旋轉感測器
按圖5所示的各種方法設置磁體，將它們和霍爾開關電路組合起來可以構成各種旋轉感測器。霍爾電路通電後，磁體每經過霍爾電路一次，便輸出一個電壓脈沖。

(a)徑向磁極(b)軸向磁極(c)遮斷式
圖5 旋轉感測器磁體設置
由此，可對轉動物體實施轉數、轉速、角度、角速度等物理量的檢測。在轉軸上固定一個葉輪和磁體，用流體（氣體、液體）去推動葉輪轉動，便可構成流速、流量感測器。在車輪轉軸上裝上磁體，在靠近磁體的位置上裝上霍爾開關電路，可製成車速表，里程錶等等，這些應用的實例如圖25所示。
圖6的殼體內裝有一個帶磁體的葉輪，磁體旁裝有霍爾開關電路，被測流體從管道一端通入，推動葉輪帶動與之相連的磁體轉動，經過霍爾器件時，電路輸出脈沖電壓，由脈沖的數目，可以得到流體的流速。若知管道的內徑，可由流速和管徑求得流量。霍爾電路由電纜35來供電和輸出。

圖6 霍爾流量計
由圖7可見，經過簡單的信號轉換，便可得到數字顯示的車速。
利用鎖定型霍爾電路，不僅可檢測轉速，還可辨別旋轉方向，如圖27所示。
曲線1對應結構圖（a）,曲線2對應結構圖(b)，曲線3對應結構圖(c)。

圖7 霍爾車速表的框圖

圖8 利用霍爾開關鎖定器進行方向和轉速測定
4 在大電流檢測中的應用
在冶金、化工、超導體的應用以及高能物理（例如可控核聚變）試驗裝置中都有許多超大型電流用電設備。用多霍爾探頭製成的電流感測器來進行大電流的測量和控制，既可滿足測量准確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線圈法中需用的昂貴的測試裝置。圖9示出一種用於DⅢ－D托卡馬克中的霍爾電流感測器裝置。採用這種霍爾電流感測器，可檢測高達到300kA的電流。

圖9（a）為G－10安裝結構，中心為電流匯流排，(b)為電纜型多霍爾探頭，(c)為霍爾電壓放大電路。
(a)G�10安裝結構(b)電纜型多霍爾探頭(c)霍爾電壓放大電路
圖9 多霍爾探頭大電流感測器

圖10霍爾鉗形數字電流表線路示意圖

圖11霍爾功率計原理圖

(a)霍爾控制電路
(b)霍爾磁場電路
圖12霍爾三相功率變送器中的霍爾乘法器

圖13霍爾電度表功能框圖

圖14霍爾隔離放大器的功能框圖
5 霍爾位移感測器
若令霍爾元件的工作電流保持不變，而使其在一個均勻梯度磁場中移動，它輸出的霍爾電壓VH值只由它在該磁場中的位移量Z來決定。圖15示出3種產生梯度磁場的磁系統及其與霍爾器件組成的位移感測器的輸出特性曲線，將它們固定在被測系統上，可構成霍爾微位移感測器。從曲線可見，結構（b）在Z<2mm時，VH與Z有良好的線性關系，且分辨力可達1μm，結構（C）的靈敏度高，但工作距離較小。

圖15 幾種產生梯度磁場的磁系統和幾種霍爾位移感測器的靜態特性
用霍爾元件測量位移的優點很多：慣性小、頻響快、工作可靠、壽命長。
以微位移檢測為基礎，可以構成壓力、應力、應變、機械振動、加速度、重量、稱重等霍爾感測器。
6 霍爾壓力感測器
霍爾壓力感測器由彈性元件，磁系統和霍爾元件等部分組成，如圖16所示。在圖16中，（a）的彈性元件為膜盒，(b)為彈簧片，(c)為波紋管。磁系統最好用能構成均勻梯度磁場的復合系統，如圖29中的(a)、(b)，也可採用單一磁體，如（c）。加上壓力後，使磁系統和霍爾元件間產生相對位移，改變作用到霍爾元件上的磁場，從而改變它的輸出電壓VH。由事先校準的p～f(VH)曲線即可得到被測壓力p的值。

圖16 幾種霍爾壓力感測器的構成原理
7 霍爾加速度感測器
圖17示出霍爾加速度感測器的結構原理和靜態特性曲線。在盒體的O點上固定均質彈簧片S,片S的中部U處裝一慣性塊M，片S的末端b處固定測量位移的霍爾元件H，H的上下方裝上一對永磁體，它們同極性相對安裝。盒體固定在被測對象上，當它們與被測對象一起作垂直向上的加速運動時，慣性塊在慣性力的作用下使霍爾元件H產生一個相對盒體的位移，產生霍爾電壓VH的變化。可從VH與加速度的關系曲線上求得加速度。

圖17 霍爾加速度感測器的結構及其靜態特性
三 小結
目前霍爾感測器已從分立元件發展到了集成電路的階段，正越來越受到人們的重視，應用日益廣泛。

❷ 汔車機油壓力過高的故障診斷與排除論文

一、發動機機油壓力過高原因及診斷1、現象：發動機正常工作時，機油壓力表升至490kPa以上。2、原因：機油粘度過大；限壓閥調整不當；機油壓力表或感測器有故障。3、診斷與排除（1）檢查機油壓力表及感測器，工作不良時應換新；（2）檢查機油粘度是否符合要求，如果粘度過大，應更換適當粘度的機油；（3）在機油泵試驗台上檢查、調整限壓閥，使機油壓力符合規定要求；（4）清洗潤滑油管、油道，維護濾清器；
（5）新大修的發動機轉動曲軸時阻力過大，一般為主軸承、邊桿軸承、凸輪軸襯套等配合件間隙過小。此時，應採取適當的磨合工藝進行磨合。
二、發動機機油壓力過低原因及診斷1、現象：發動機起動後，機油壓力迅速降至零；發動機在運轉中機油壓力始終過低，機油壓力警告燈亮；油底殼機油液面升高；機油有外漏現象。2、原因：油底殼油量不足；機油粘度過小；限壓閥彈簧彈力不足或調整不當；潤滑系統管路嚴重漏油；機油細濾器破損漏油；機油泵磨損過甚或有故障；機油壓力表或感測器失效；主軸承、連桿軸承、凸輪軸襯套等配合部位間隙過大。3、診斷與排除（1）檢查油底殼油麵高度和機油粘度。抽出機油尺檢查，油麵過低時應補足機油。機油過稀時，說明粘度過小或機油的粘溫性過差，應重新加註符合標準的機油。機油有乳化現象或有水珠，機油液面有升高趨勢時，說明冷卻液漏入油底殼。此時，應查明漏水部位並予以排除。（2）檢查、維護潤滑系統主要部件。將機油壓力感測器上的導線拆下，接通點火開關，把線頭與缸體搭鐵，觀察機油壓力表狀態。如果機油壓力表指針迅速升到最大讀數，表明機油壓力表良好；若指針不動或上升量很小，則表明機油壓力表有故障或導線斷路，應更換新機油壓力表或導線。感測器損壞時，可換新的感測器。經檢查，機油壓力表、感測器、濾清器均無故障，潤滑系統各管路均無漏油現象時，應拆檢機油泵，清洗集濾器。
（3）發動機長期使用，軸承及其他配合部位嚴重磨損時，應重新修配軸瓦。
三、如何預防發動機油壓壓力過高或過低汽車發動機具有的正常機油壓力，是保證發動機各摩擦件之間得以充分良好潤滑的前提和必要條件。在正常情況下，怠速時發動機機油壓力應不低於50kPa；中高速時機油壓力應保持在200-300kPa左右。發動機在運轉中，一旦其內部出現故障，諸如發動機溫度過高、曲軸與連桿軸承軸瓦磨損加劇或配合松動等都會影響到發動機機油壓力的波動。而許多時候，往往是由於發動機潤滑系各機件故障的原因導致發動機機油壓力過低。汽車在行駛中，一旦發現機油壓力過低，都應停車查找其原因並排除之後方可行車。否則極易造成因發動機機油壓力過低而出現曲軸瓦燒融而"抱瓦"，較嚴重時可能使發動機因此而報廢。為此，做到以下幾點將會較好地預防機油壓力過低。1、經常檢查（1）抽出機油尺，察看機油是否充足，油中有否汽油或水，必要時添加或更換機油。（2）發動機在工作情況下，仔細察看各部位是否有漏油現象。（3）檢查機油壓力感應塞和機油壓力表是否正常。將機油感應塞接線搭鐵，若機油壓力表指針從0點擺到底，則表明兩者工作正常。若指針不動，則表示感應塞損壞，應更換。（4）檢查潤滑系油壓。擰出感應塞，啟動發動機，此時應有機油從螺孔中噴出，則說明潤滑系油壓正常，而故障在感應塞。（5）若上述檢查仍無效，也未查出故障所在，則需要拆卸油底殼、清洗機油集濾器、機油濾清器，檢視並調整曲軸主軸瓦和連桿軸瓦的裝合間隙。2、嚴格裝配（1）在發動機潤滑系的檢修中，裝配機件時稍有不慎都會造成機油壓力過低現象的發生。比如，機油泵與缸體之間的墊片、機油濾清器與缸體之間的墊片等，製作這些墊片時，該留出油孔的要有出油孔，進、出油口之間有隔條的要留有隔條。同樣的，有些本不應該出現的機件錯裝有時也會導致機油壓力過低，比如，新更換的缸體漏裝油堵頭或油堵頭裝配不嚴。
（2）曲軸前後油封，在汽車的使用中，由於裝配方法不得當或曲軸油封設計不合理，再加之使用時密封件磨損，都會造成因機油泄漏而導致機油壓力過低。因此，對於曲軸油封應注意兩點以防其漏油：首先在拆檢發動機時應更換新油封以保證油封的可靠系數處於最大值；其次，新油封裝復時應嚴格按操作要求進行，尤其曲軸後端採用盤根式的油封，應裝緊堵好縫隙。
中華(參數|圖片)汽車網校總結：許多司機在選擇機油時，經常會只考慮其價格，而忽略了機油本身的性能，認為機油都具有相似的品質，其實這是不正確的。在機油的特性中，最重要的一點是它的黏度。目前市場上的機油統分為礦物油和合成油，最高檔的油屬合成油。一般高檔車都要選擇合成機油。合成油比起一般的礦物油具有較高的黏度指數，隨溫度轉變而產生的黏度變化很少，因此在高溫及嚴寒情況下，仍能維持適當的黏度，而提供合適的保護。另外，合成油因氧化而產生酸質、油泥的趨勢小，因而具有更長的使用壽命，對發動機在各種惡劣操作條件下，都能提供適當的潤滑和有效的保護。除此之外，再好的機油在行駛了一定的里程後也一定要換掉。因為機油在使用的過程中，會逐漸被氧化，其中的添加劑會逐漸消
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每到星期天，我總要完成媽媽交給我的擦鞋任務。告訴你，這可是我一星期零花錢的來源哦!拿到沾滿灰塵的皮鞋後，我先把鞋面的灰塵擦掉，然後塗上鞋油，仔仔細細地擦一擦，皮鞋就會變得又亮又好看了。可這是為什麼呢?

我找了同樣牌子同樣款式的新舊兩雙皮鞋進行對比觀察。我先用手觸摸兩雙皮鞋的鞋面，發現新皮鞋的表面比舊皮鞋的表面光滑得多。舊皮鞋塗上鞋油，仔細擦過後，雖然亮了許多，但仍無法與新皮鞋相比。皮鞋的亮度是否與鞋面的光滑程度有關呢?

我取來一雙沒擦過的舊皮鞋，在放大鏡下鞋面顯得凹凸不平的。然後，我再在皮鞋上圈出兩塊表面都比較粗造的A區和B區，A區塗上鞋油並仔細擦拭，B區不塗鞋油作空白對照。我發現A區擦拭後，表面明顯變光滑了許多，而且放在陽光下也比B區有光澤。為什麼兩者會產生這樣的差別呢?

我想到在自然課上老師曾經講過：影劇院牆壁的表面是凹凸不平的，這樣可以使聲音大部分被吸收掉，讓觀眾不受回聲的干擾。同樣道理，光線照到任何物體的表面都會產生反射，假如這個平面是高低不平的，光線就會向四面八方散射掉；假如這個平面是光滑的，那麼我們就可以在一定的方向上看到反射光。

皮鞋的表面原來就不是絕對的光滑，如果是舊皮鞋，它的表面當然更加的不平，這樣它就不能使光線在一定的方向上產生反射，所以看上去沒有什麼光澤。而鞋油中有一些小顆粒，擦鞋的時候這些小顆粒正好可以填入皮鞋表面的凹坑中。如果再用布擦一擦，讓鞋油塗得更均勻些，就會使皮鞋的表面變得光滑、平整，反射光線的能力也加強了。

通過實驗，我終於知道了皮鞋越擦越亮的秘密啦!
1.彩色投影小磁針

磁針就是指南針。指南針是我國四大發明之一。在當前的物理教學中，小小磁針可以用來判斷磁場的方向。可是市場上出售的或上級部門調查撥的磁針用起來很不方便。老師在做磁場方向演示實驗時，同學們在下面看不清楚，教師只好端著儀器走下來給同學們一個一個地看，很費時間。怎麼辦呢？經過同學們千方百計地想辦法，終於製成了簡易彩色投影小磁針，它既可以當指南針用，又可以在投影器上投影，使全班同學都能看見磁場的方向，為教學實驗提供了極大的方便。、
簡易的投影小磁針結構簡單材料也很普通。它由子母扣鋼針、大頭針、有機玻璃條和透明投影膠片材料製成。製作方法是：將兩根鋼針分別穿兩根鋼針上，兩根鋼針要注意平衡。再將透明膠片剪成尖形長片，用502膠粘住在鋼針上，一端一片，要注意對稱，然後分別塗上紅綠兩種顏色。這樣磁針上部就完成了。將有機玻璃條鋸成塊形，再磨成圓形為磁針的底座，燙在圓形有機玻璃中間。注意大頭針要和底座垂直。小子母扣內凹處作為旋轉的軸承支孔。把軸承支套在針尖上，這樣磁針就會在針尖上旋轉。最後一片是將小磁針磁化，方法是將條形磁鐵S極從磁針中間部位向綠方抹過，這一方就是N極。這樣，小磁針就磁化好了。

把自製的小磁針，放在投影器上，可以一目瞭然地從幕布上看到磁場各點的方向。

2.為什麼衣服能使人暖和?

首先應該問問自己：真是衣服使人暖和嗎？
要知道實際上不是皮襖使人暖和，恰恰相反，是人使皮襖暖和。難道不是這樣嗎？你知道皮襖不是爐子。「什麼？」你會問。「那難道人是爐子嗎？」一點不錯，人是爐子！我們已經知道我們吃下去的食物——這就是劈柴，它在我們的身體里燃燒。這時候什麼火花也沒有看見，我們說它在燃燒，只是因為我們身體里感覺到熱。

這個熱需要保護。為了不讓屋子裡的熱散到街上去，我們築了厚厚的牆壁，冬天還安上雙重的窗，還在門上包上氈。我們穿衣服也正是同樣的原因。不讓我們身體的熱量散失到室內的空氣里或者到街上去，我們使衣服暖和，它把我們的熱量保持在我們身體周圄。我們的衣服當然也要向外散熱，可是比我們身體散熱慢得多。

3.[科技小論文]節省能源的路燈

中華民族是一個有著勤儉質朴的優良傳統的民族，中國人民自古以來就保持著這一種良好的作風。無論是在生產勞動還是在日常生活中，也都體現出這個特點，總要力圖以最節省的方式，盡可能辦好每件事情。正是由於這一良好思想觀念，我們才懂得去節省能源。能源問題對我國這樣的人口大國有著非同尋常的意義，隨著經濟的發展，資源的大規模開發，能源緊缺問題就顯得更加突出，在很大程度上影響我國的現代化建設。我們國家到目前為止仍舊提倡節儉的作風，在奧林匹克場館的重大建設中，國家就是從實際需要考慮，提出了「節儉辦奧運」的口號；在今年的55周年國慶相繼提出「節儉辦國慶」的口號。我們國家就是從顧全大局的角度出發，從節省能源方面做到勤儉的作風的。節省能源可以減少開支，促進經濟的增長，還可以保護自然環境，也是走「可持續發展」道路的先決條件，更是為了我們的子孫後代。
在城市的夜晚，公路的兩旁都亮著密集而又整齊的路燈，看上去宛如一條巨龍騰空，雖然這是一道亮麗的風景，但是許多時候這些路燈的光亮都白白浪費了，因為很大一部分時間里，路上是空盪盪的，這種情況尤其出現在經濟、交通不是很發達的地區。電力資源的極大浪費，給這些地區的經濟帶來負面影響，無一利而有百害。那麼，有沒有既方便晚上行人和車輛通行，又節省能源的自動控制裝置呢？
節省能源，實際上就是盡可能減少能源損失。偏僻的公路上，交通流量極少，長時間的打開路燈，不管是有車輛，還是沒有車輛，有行人，還是沒有行人，都造成能源的極大的浪費。即使有車輛經過，也不應該全線路燈都開亮，只應在車輛行駛的有效范圍內打開路燈，否則那會造成多麼巨大的損失！行人在路上走路也是如此，只應在行人走路的相應范圍內打開路燈，滿足照明的需要即可。這個問題可以類比現在常見的聲控開關，只要有人在樓梯間走路，發出聲音，聲音產生的震動傳遞到聲控開關，燈就會發亮，並且只在行人走路的范圍內的燈亮了，而不是長期不滅的。從這里得到啟示，當車輛和行人在公路上通過時，不就對路面產生了壓強嗎？要是有一種感應器能夠在受到壓強的作用下能自動控制開關，控制相應范圍內的燈的亮和滅，這就達到了節省能源的目的。
那麼這個感應器不能是通過聲音產生的空氣震動控制的，而是要通過車輛和行人對路面的沖擊和壓強而產生的路面震動控制，這兩種震動是不同的，否則就會陰差陽錯，說不定是動物的叫聲，路以外的喧嘩聲就把燈亮了，同樣達不到節省能源的目的。倘若車輛、行人發出的聲音很小，燈不會亮呢？那麼就形同虛設，毫不起作用。汽車的行駛、行人的走路，自然而然會對地面產生沖擊和壓強，使路面震動，這就可以利用路面的震動來控制路燈亮還是熄滅。假如有這樣的一個裝置：它可以安裝在路燈的燈箱內，各個裝置用一根金屬棒與路面相連，當路面受到沖擊和壓強產生震動時，對應的路燈就會發光，哪裡有車輛或行人，哪裡的燈就會亮起來，震動停止，燈在一定時間限定內自動熄滅。這個裝置就是利用沖擊和壓強產生的震動來控制路燈的，能夠起到很好的節省能源的作用。當然，為了減少裝置的安裝數量，可以由這樣的一個裝置控制多盞路燈，裝置與裝置之間並聯連接在一個電路中，也就是每隔一段路程安裝一個，然後通過導線把裝置與相應的路燈連接起來。我們不妨先把它命名為「震動感應器」。我們再來看一看「震動感應器」的工作原理：首先，金屬棒就是用來感應路面上有無震動的。當汽車或行人在某一路段上經過，對路面施加壓力的沖擊，產生震動時，金屬棒將震動傳到「震動感應器」，「震動感應器」受到震動的刺激，命令由它控制的幾盞路燈閉合開關發亮；車輛和行人繼續經過下一路段，下個路段的「震動感應器」同樣受到震動刺激也使對應的路燈發亮，依此類推。同時，車輛和行人經過以後的路段的「震動感應器」由於沒有繼續受到金屬棒傳給它的震動信息而斷開開關，不再使相應路燈繼續發光。但要求這種「震動感應器」靈敏度要高，而且還能夠判別震動的來源。比如遇到特殊情況，遇到雷電天氣或者工廠產生的高分貝聲響使空氣劇烈震動，也會經過金屬棒傳到「震動感應器」，「震動感應器」誤以為震動是由路面傳來的，使路燈發光。因此，我們要調用科學技術鑽研出一齔絛蚧蛞桓魴〔考?誒錈媯?埂罷鴝?杏ζ鰲被崤卸險鴝?鍬訪媧?吹模?故鞘艿嬌掌?鴝?撓跋齏?吹摹?
好了，只要在有路燈的公路上安裝這種「震動感應器」，就不需要大量的人力來控制供電了，一切工作就交給機器來自動控制吧。我們可以想像，隨著汽車或行人在路面經過，路燈次第發光與熄滅的情景，熠熠奪目，應接不暇，不也是夜間一道獨特而又亮麗的風景嗎？在方便交通的同時，最大的好處就是大大的節省了能源。
這種「震動感應器」是為節省能源而設計，希望這種裝置能夠應用到實際中去，發揮巨大的作用。在我們發展經濟的同時，千萬不要忽視了保護能源的重要性，節省能源，走可持續發展之路，已經成為人類的共識。

❹ 壓力表和壓力檢測儀表該如何選用

主要的注意項有：量程（測量范圍），精度等級，連接（安裝）方式，靈敏度和解析度，外形尺寸，使用地環境（現場還是實驗室）。
當然還有最重要的一項，價格！！！

❺ 求機械加工大專畢業論文....著急用 因為不知道該怎麼寫 所以求助求大神幫忙...

近年來，PLC在工業自動控制領域應用愈來愈廣，它在控制性能、組機周期和硬體成本等方面所表現出的綜合優勢是其它工控產品難以比擬的。隨著PLC技術的發展, 它在位置控制、過程式控制制、數據處理等方面的應用也越來越多。在機床的實際設計和生產過程中，為了提高數控機床加工的精度，對其定位控制裝置的選擇就顯得尤為重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能較其它PLC更精準，且程序的設計和調試相當方便。本文提出的是如何應用永宏PLC的NC定位控制實現機床數控系統控制功能的方法來滿足控制要求，在實際運行中是切實可行的。整機控制系統具有程序設計思路清晰、硬體電路簡單實用、可靠性高、抗干擾能力強，具有良好的性能價格比等顯著優點，其軟硬體的設計思路可供工礦企業的相關數控機床設計改造借鑒。

2 數控機床組成結構及工作過程

本例數控機床由輸入、輸出裝置、數控裝置、可編程式控制制器、伺服系統、檢測反饋裝置和機床主機等組成，如圖1所示。

圖1 數控機床組成機構圖

輸入裝置可將不同加工信息傳遞於計算機。在數控機床產生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現已趨於淘汰;目前，使用鍵盤、磁碟等，大大方便了信息輸入工作。輸出指輸出內部工作參數(含機床正常、理想工作狀態下的原始參數，故障診斷參數等)，一般在機床剛工作狀態需輸出這些參數作記錄保存，待工作一段時間後，再將輸出與原始資料作比較、對照，可幫助判斷機床工作是否維持正常。數控裝置是數控機床的核心與主導，完成所有加工數據的處理、計算工作，最終實現數控機床各功能的指揮工作。它包含微計算機的電路，各種介面電路、CRT顯示器等硬體及相應的軟體。可編程式控制制器對主軸單元實現控制，將程序中的轉速指令進行處理而控制主軸轉速;管理刀庫，進行自動刀具交換、選刀方式、刀具累計使用次數、刀具剩餘壽命及刀具刃磨次數等管理;控制主軸正反轉和停止、准停、切削液開關、卡盤夾緊松開、機械手取送刀等動作;還對機床外部開關(行程開關、壓力開關、溫控開關等)進行控制;對輸出信號(刀庫、機械手、回轉工作台等)進行控制。檢測反饋裝置由檢測元件和相應的電路組成，主要是檢測速度和位移，並將信息反饋於數控裝置，實現閉環控制以保證數控機床加工精度。數控機床的工作過程如圖2所示。

圖2 數控機床的工作過程框圖

數控加工的准備過程較復雜，內容多，含對零件的結構認識、工藝分析、工藝方案的制訂、加工程序編制、選用工裝及使用方法等。機床的調整主要包括刀具命名、調入刀庫、工件安裝、對刀、測量刀位、機床各部位狀態等多項工作內容。程序調試主要是對程序本身的邏輯問題及其設計合理性進行檢查和調整。試切加工則是對零件加工設計方案進行動態下的考察，而整個過程均需在前一步實現後的結果評價後再作後一步工作。試切成功後方可對零件進行正式加工，並對加工後的零件進行結果檢測。前三步工作均為待機時間，為提高工作效率，希望待機時間越短越好，越有利於機床合理使用。該項指標直接影響對機床利用率的評價(即機床實動率)。

3 機床數控系統需要解決的幾個問題

機床是由機械和電氣兩部分組成，在設計總體方案時應從機電兩方面來考慮機床各種功能的實施方案，數控機床的機械要求和數控系統的功能都很復雜，所以更應機電溝通，揚長避短。機床控制系統選件、裝配、程序編制及操作都應該比較合理，精度和穩定性都必須滿足使用要求。同時為便於調試和檢修，各項操作均設手動功能，如手動各軸快慢移動、主軸高低速旋轉、切削液及潤滑開關等。PLC按照邏輯條件進行順序動作或按照時序動作，另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行聯鎖保護動作的控制，PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制的主要產品,在機床的電氣控制中應用也比較普遍。

在實際控制中如何既能提高定位速度，同時又能保證定位精度是一項需要認真考慮並切實加以解決的問題。精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對於檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。當現場條件發生變化時，系統的某些控制參數必須能作相應的修改，為滿足生產的連續性，要求對控制系統可變參數的修改應在線進行。盡管使用編程器可以方便快速地改變原設定參數，但編程器一般不能交現場操作人員使用;所以，應考慮開發其他簡便有效的方法實現PLC的可變控制參數的在線修改。另外為了防止電壓過高損壞PLC，電源輸入端加上壓敏電阻。為了防止過熱, PLC不許安裝在變壓器等發熱元件的正上方，變頻器與PLC、伺服驅動器等保持一定距離。在元件間留有適當的空隙，以便散熱，並且在配電箱上安裝風扇降溫。此外，為保證控制系統的安全與穩定運行，還應解決控制系統的安全保護問題，如系統的行程保護、故障元件的自動檢測等。

4 永宏FBs系列PLC的NC機床定位伺服控制系統分析

數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備，提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評價可靠性的主要定量指標之一，其定義為:產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，這里的功能主要指數控機床的使用功能，例如數控機床的各種機能，伺服性能等。數控機床的功能部件對機床的功能擴展和性能的提升起著極為重要的作用，因此，它不同於一般配套件和附件的選用，不僅須與數控機床的整體結構諧和協調，融入整機系統具有最佳的匹配性能，而且還能很好地彰顯出該數控機床的個性化特徵。用於高速化的數控系統不能僅是提高數據處理能力，而是應具備熱誤差補償單元以及能實現速度前瞻控制、位置環前饋控制和加減速平穩控制等先進控制技術的功能。所以必須選擇穩定可靠的控制單元才能保證數控機床正常高效運行。

鑒於以上各項要求，筆者採用台灣永宏電機股份有限公司的FBs-44MN PLC作為該機床控制主單元，該型機具有較高的性價比，體積小，使用起來非常方便，接線簡捷。其編程軟體WinProladder有梯形圖大師之稱，易學易用且功能強大，編輯、監視、除錯等操作非常順手，按鍵、滑鼠並用及在線即時指令功能查詢與操作指引，使編輯、輸入效率倍增。同時配以人機界面進行程序參數修改、設定以及運行狀態顯示監控，可編程設置人機界面的內容。該控制系統具有可靠性高，價格便宜，結構緊湊等特點，非常適合機床的控制要求，具體控制思路如圖3所示。

圖3 採用永宏PLC FBs-44MN 的NC 機床定位電氣控制系統圖

可編程邏輯控制器是該機床各項功能的邏輯控制中心，集成於數控系統中，主要是指控制軟體的集成化，而PLC硬體則在規模較大的系統中往往採取分布式結構。由圖3可以看出，系統控制中心採用永宏PLC FBs-44MN控制，並配以人機界面進行程序參數修改、設定，以及運行狀態顯示監控，可編程設置人機界面的內容。三軸均為全數字交流伺服系統，各軸伺服電機通過連軸器帶動滾珠絲杠，以移動配有直線導軌的工作台和主軸銑頭，其定位準確，速度快。主軸銑頭由變頻器控制，根據刀具及工件和進給量，來設置主軸合理的轉速，並在程序中設定它的啟動停止。各軸均設二端極限感測器和原點感測器，冷卻和潤滑也都有異常檢測，在報警燈和人機界面處顯示報警信息由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大和變換，驅動執行機構，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等於零為止。閉環進給系統在結構上比開環進給系統復雜，成本也高，對環境室溫要求嚴。設計和調試都比開環系統難。但是可以獲得比開環進給系統更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。早期使用一般電機作為定位控制，由於速度不快、或者精度要求不高，所以足夠應對所需場合;當機械運轉為了獲取效率而將速度加快時，當產品質量、精度要求越來越高時，電機停止位置的控制就不是一般電機所能達到的了。解決這一問題的最佳方法是採用NC定位控制配合步進或伺服電機作定位控制。但在過去，由於它的價格很高，而限制了它使用的普遍性，近年來由於技術的發展及成本的降低，其價位已被用戶所接受，使用數量也越來越多。為配合這一趨勢，永宏PLC FBs系列將目前市面上專用的NC定位控制器功能整合在PLC內部SoC晶元內，除了免掉PLC與專用NC 定位控制器之間復雜的數據交換與連結程序外，更大幅降低整體成本，為用戶提供一種價廉物美、簡單方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏PLC FBs-44MN內部的SoC晶元含有多軸高速脈沖輸出以及高速硬體計數器，並且提供簡易使用和設計的定位程序編輯，對於這方面的應用，更是如虎添翼、如魚得水、得心應手了。PLC結合伺服驅動器所構成的NC閉環迴路控制系統中，PLC負責發送高速脈沖命令給伺服驅動器，除了裝在伺服電機的位移檢測信號直接反饋到伺服驅動器外，外加位移檢測器裝在傳動機構之後，真正反映實際位移量，並將此信號反饋到PLC 內部的高速硬體計數器，這樣就可作更精確的控制，並且可避免上述半閉環迴路的缺點。永宏PLC FBs系列的定位功能將市面上專用NC定位控制器整合在PLC內，使PLC與NC控制器能共享相同的數據區，而不需要作兩個系統之間的數據交換與同步控制等復雜的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4軸的定位工作，並可作多軸同動控制，除了提供點對點的定位速度控制，還提供了各軸間直線插補功能。當系統應用超過4軸時還可利用永宏PLC的CPU LINK功能達到更多的定位運動控制。數控機床對位置系統要求的伺服性能包括:定位速度和輪廓切削進給速度;定位精度和輪廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干擾下的穩定性。這些要求主要取決於伺服系統的靜態、動態特性。對閉環系統來說，總希望系統有較高的動態精度，即當系統有一個較小的位置誤差時，機床移動部件會迅速反應。在數控機床的加工中，伺服系統為了同時滿足高速快移和單步點動，要求進給驅動具有足夠寬的調速范圍。

單步點動作為一種輔助工作方式常常在工作台的調整中使用。伺服系統最高速度的選擇要考慮到機床的機械允許界限和實際加工要求，高速度固然能提高生產率，但對驅動要求也就更高。此外，從系統控制角度看也有一個檢測與反饋的問題，尤其是在計算機控制系統中，必須考慮軟體處理的時間是否足夠。全閉環伺服系統是將位置檢測元件置於被測坐標軸的終端移動部件上，以檢測機械傳動鏈中螺距誤差、間隙及各種干擾所造成的傳動誤差，並進行反饋補償控制，從而提高機床的位置控制精度。在全閉環伺服控制系統中，對位置檢測元件和反饋元件的選擇很關鍵。感應同步器具有精度高、重復性好、抗干擾能力強，耐油耐污及維護簡單等優點，特別適合於高精度全閉環數控機床的工作場合。數控機床要求具備穩定性、快速性和准確性，而大型數控機床的機械傳動裝置轉動慣量較大，固有頻率低，要使其大大高於系統截止頻率很困難，全閉環包括了該進給系統軸幾乎所有不穩定的非線性因素，調整不當很容易使機床產生抖動現象。

因此數控機床全閉環伺服系統在保證快速性的基礎上主要是解決機床進給運動的穩定性而獲得比半閉環伺服系統高的位置精度。伺服電機的編碼器將位移檢測信號反饋到伺服驅動器，驅動器將輸入信號的脈沖頻率和脈沖數與回饋信號的頻率和脈沖數，經內部的偏差計數器與頻率轉電壓電路處理後，得到脈沖偏差值與轉速誤差值，這樣使控制伺服電機實現高速、精密的速度與位置閉環迴路處理系統。伺服電機的轉速與輸入信號的脈沖頻率成正比，而電機的移動量則由脈沖數決定。圖4是PLC控制下的伺服電機工作示意圖。

圖4 數控機床伺服電機工作示意圖

5 相關程序設計與操作

PLC通過編程器輸入程序，達到控制目的。由於PLC工作過程是循環，所以程序執行速度很快。另外軟體故障檢測設計在採用硬體設計的基礎上採用軟體檢測外部行程開關狀態，當行程開關失靈後，通過程序控制停止機床的運行，有效地減少了機床因元件失靈造成的事故。

圖5是使用編程軟體WinProladder編輯定位程序參數設定指令圖，圖6是具體操作加工程序圖。

圖5 定位程序參數設定指令圖

圖6 加工程序圖

6 結束語

我國是一個機床生產和應用大國，但數控技術的應用水平還不高，嚴重製約著我國製造業水平的提高。國際上的相關開發計劃對我國的數控技術的發展提出了嚴峻的挑戰，同時也帶來了機遇。只有選擇合適的PLC才能使定位達到預期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在機床數控系統設計中佔有重要的地位，該機床經過長期運行表明，整個系統設計合理，控制精度高，運行可靠，提高了生產的自動化水平，減小了操作人員的勞動強度。

由於採用了PLC控制，使電氣部分的抗干擾能力增加，提高了機床的運行可靠性，因而增加了設備的柔性，提高了設備的使用效率。

❻ 無損檢測的論文

鋼結構無損檢測 摘要：通過對應用於建築鋼結構行業中的幾種常規無損檢測方法的簡述，歸納了被檢對象所適用的不同無 損檢測方法。為廣大工程技術人員和管理人員了解、學習、應用無損檢測技術提供參考。 關鍵詞：建築鋼結構；無損檢測 1 前言 建築鋼結構由於其強度高、工業化程度高以及綜合經濟效益好等優點，自上世紀 90 年代，特別是近年來得 到了迅猛發展，廣泛應用於工業和民用等領域。由於一些重點工程，建築鋼結構發生了嚴重的質量事故， 如鄭州中原博覽中心網架曾發生了崩塌事故，所以建築鋼結構的安全性和可靠性越來越受到重視。 建築鋼結構的安全性和可靠性源於設計，其自身質量則源於原材料、加工製作和現場安裝等因素。評價建 築鋼結構的安全性和可靠性一般有三種方式：⑴模擬實驗；⑵破壞性實驗；⑶無損檢測。模擬實驗是按一 定比例模擬建築鋼結構的規格、材質、結構形式等，模擬在其運行環境中的工作狀態，測試、評價建築鋼 結構的安全性和可靠性。模擬實驗能對建築鋼結構的整體性能作出定量評價，但其成本高，周期長，工藝 復雜。破壞性實驗是採用破壞的方式對抽樣試件的性能指標進行測試和觀察。破壞性實驗具有檢測結果精 確、直觀、誤差和爭議性比較小等優點，但破壞性實驗只適用於抽樣，而不能對全部工件進行實驗，所以 不能得出全面、綜合的結論。無損檢測則能對原材料和工件進行 100%檢測，且經濟成本相對較低。 上世紀 50 年代初，無損檢測技術通過前蘇聯進入我國。作為工藝過程式控制制和產品質量控制的手段，如今在 核電、航空、航天、船舶、電力、建築鋼結構等行業中得到廣泛的應用，創造了巨大的經濟效益和社會效 益。無損檢測技術是建立在眾多學科之上的一門新興的、綜合性技術。無損檢測技術是以不損傷被檢對象 的結構完整性和使用性能為前提，應用物理原理和化學現象，藉助先進的設備器材，對各種原材料，零部 件和結構件進行有效的檢驗和測試，藉以評價它們的完整性、連續性、緻密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。無損檢測經歷了三個階段，即無損探傷（Non-destructive Inspection，簡稱 NDI）、無損檢測 （Non-destructive testing，簡稱 NDT）、無損評價（Non-destructive Evaluation，簡稱 NDE）、無損 探傷的含義是探測和發現缺陷。無損檢測不僅僅要探測和發現缺陷，而且要發現缺陷的大小、位置、當量、 性質和狀態。無損評價的含義則更廣泛、更深刻， 它不僅要求發現缺陷，探測被檢對象的結構、性質、狀 態，還要求獲得更全面、更准確的，綜合的信息，從而評價被檢對象的運行狀態和使用壽命。應用於鋼結 構行業中的常規無損檢測方法有磁粉檢測（Magnetic Testing 簡稱 MT）、滲透檢測（Penetrate Testing， 簡稱 PT）、渦流檢測（Eddy current Testing 簡稱 ET）、聲發射檢測（Acoustic Emission Testing 簡稱 AET）、超聲波檢測（Ultrasonic Testing，簡稱 UT）、射線檢測（Radiography Testing，簡稱 RT）。在 建築鋼結構行業中，按檢測缺陷產生的時機，無損檢測方法可以按下圖分類。 2 2.1 檢測方法的簡述 磁粉檢測（MT） 原理 2.1.1 鐵磁性材料被磁化後，產生在被檢對象上的磁力線均勻分布。由於不連續性的存在，使工件表面和近表面 的磁力線發生了局部畸變而產生了漏磁場，漏磁場吸附施加在被檢對象表面的磁粉，形成在合適光照下可 見的磁痕,從而達到檢測缺陷的目的。 2.1.2 適用范圍 可以對鐵磁性原材料，如鋼板、鋼管、鑄鋼件等進行檢測，也可以對鐵磁性結構件進行檢測。 2.1.3 局限性 僅適用鐵磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷檢測，對檢測人員的視力、工作場所、被檢對象的規格、 形狀等有一定的要求。 2.1.4 優點 經濟、方便、效率高、靈敏度高、檢測結果直觀。 2.2 2.2.1 滲透檢測（PT） 原理 在被檢對象表面施加含有熒光染料或著色染料的滲透液，滲透液在毛細血管的作用下，經過一定時間 後，滲透液可以滲透到表面開口的缺陷中去。經過去除被檢對象表面多餘的滲透液，乾燥後，再在被檢對 象表面施加吸附介質（顯象劑）。同樣在毛細血管的作用下，顯象劑吸附缺陷中的滲透液，使滲透液回滲 到顯象劑中，在一定的光照下，缺陷中的滲透液被顯示。從而達到檢測缺陷的目的。 2.2.2 適用范圍 適用於非多孔狀固體表面開口缺陷。 2.2.3 局限性 僅適用於表面開口缺陷的檢測，而且對被檢對象的表面光潔度要求較高，塗料、鐵銹、氧化皮會覆蓋表面 缺陷而造成漏檢。對檢測人員的視力有一定要求，成本相對較高。 2.2.4 優點 設備輕便、操作簡單，檢測靈敏度高，結果直觀、准確。 2.3 2.3.1 渦流檢測（ET） 原理 金屬材料在交變磁場的作用下產生了渦流，根據渦流的分布和大小可以檢測出鐵磁性材料和非鐵磁性材料 的缺陷。 2.3.2 適用范圍 適用於各種導電材料的表面和近表面的缺陷檢測。 2.3.3 局限性 不適用不導電材料檢測，對形狀復雜的試件很難應用，比較適合鋼管、鋼板等形狀規則的軋制型材的檢測， 而且設備較貴；無法判定缺陷的性質。 2.3.4 優點 檢測速度快，生產效率高，自動化程度高。 2.4 2.4.1 聲發射檢測（AET） 原理 材料或結構件受到內力或外力的作用產生形變或斷裂時， 以彈性波的形式釋放出應變能的現象稱為聲發射， 也稱為應力波發射。聲發射檢測是通過受力時材料內部釋放的應力波判斷被檢對象內部結構損傷程度的一 種新興動態無損檢測技術。 2.4.2 適用對象 適用於被檢對象的動態監測，如對大型橋梁、核電設備的實時動態監測。 2.4.3 局限性 無法監測靜態缺陷、干擾檢測的因素較多；設備復雜、價格較貴、檢測技術不太成熟。 2.4.4 優點 可以遠距離監控設備的運行情況和缺陷的擴展情況，對結構的安全性和可靠性評價提供依據。 2.5 2.5.1 超聲波檢測（UT） 原理 超聲波是指頻率大於 20 千兆赫茲的機械波。根據波動傳播時介質的振動方向相對於波的傳播方向不同，可 將波動分為縱波、橫波、表面波和板波等。用於鋼結構檢測的主要是縱波和橫波。 超聲波探傷儀激勵探頭產生的超聲波在被檢對象的介質中按一定速度傳播，當遇到異面介質（如氣孔、夾 渣）時，一部分超聲波反射回來，經儀器處理後，放大進入示波屏，顯示缺陷的回波。 2.5.2 適用對象 適用於各類焊逢、板材、管材、棒材、鍛件、鑄件以及復合材料的檢測，特別適合厚度較大的工件。 2.5.3 局限性 檢測結果可追溯性較差；定性困難，定量不精確，人為因素較多；對被檢工件的材質規格，幾何形狀有一 定要求。 2.5.4 優點 檢測成本低、速度快、周期短、效率高；儀器小、操作方便；能對缺陷進行精確定位；對面積型缺陷的檢 出率較高（如裂紋、未熔合等） 2.6 射線檢測（RT） 2.6.1 原理 射線是一種波長短、頻率高的電磁波。 射線檢測，常規使用×射線機或放射性同位素作為放射源產生射線，射線穿過被檢對象，經過吸收和衰減， 由於被檢試件中存在厚度差的原因，不同強度的射線到達記錄介質（如射線膠片），射線膠片的不同部位 吸收了數量不等的光子，經過暗室處理後，底片上便出現了不同黑度的缺陷影象，從而判定缺陷的大小和 性質。 2.6.2 適用范圍 適用較薄而不是較厚（如果工件的厚度超過 80mm 就要使用特殊設備進行檢測，如加速器）的工件的內部體 積型缺陷的檢測。 2.6.3 局限性 檢測成本高、周期長，工作效率低；不適用角焊逢、板材、管材、棒材、鍛件的檢測；對面狀的缺陷檢出 率較低；對缺陷的高度和缺陷在被檢對象中的深度較難確定；影響人體健康。 2.6.4 優點 檢測結果直觀、定性定量准確；檢測結果有記錄，可以長期保存，可追溯性較強。 3 小結 綜上所述，每種無損檢測方法的原理和特點各不相同，且適用的檢測對象也不一樣。在建築鋼結構的行業 中應根據結構的整體性能，檢測成本及被檢對象的規格、材質、缺陷的性質、缺陷產生的位置等諸多因素 合理選擇無損檢測方法。一般地，選擇無損檢測方法及合格等級，是設計人員依據相關規范而確定的。有 的工程，業主也有無損檢測方法及合格等級的要求，這就需要供需雙方相互協商了。 3.1 鋼結構在加工製作及安裝過程中無損檢測方法的選擇見表 1 被檢對象 原材料檢驗 板材 鍛件及棒材 管材 螺栓 焊接檢驗 坡口部位 清根部位 對接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 3.2 UT 檢測方法 UT、MT（PT） UT（RT）、MT（PT） UT、MT（PT） UT、PT（MT） PT（MT） RT（UT）、MT（PT） UT（RT）、PT（MT） 被檢對象所適用的無損檢測方法見表 2 內部缺陷 表面缺陷和近表面 檢測方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 發生中缺陷檢 測 檢測方法 RT 被檢對象 試 件 分 類 鍛件 鑄件 壓延件（管、板、型材） 焊逢 × ● × ● 分層 疏鬆 氣孔 內部 縮孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分類 夾渣 裂紋 白點 表面裂紋 表面 缺陷 表面氣孔 折疊 斷口白點 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 註：●很適用；○適用；△有附加條件適用；×不適用；—不相關 參 1. 考 文 獻 強天鵬 射線檢測 [M] 雲南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 張俊哲等 無損檢測技術及其應用 [M] 科學出版社 王小雷 鍋爐壓力容器無損檢測相關知識 [M] 李家偉等 無損檢測 冉啟芳 2001 1993 [M] 機械工業出版社 2002 無損檢測方法的分類及其特徵的介紹 [J] 無損檢測 1999 2 鋼網架結構超聲波檢測及其質量的分 [J] 無損檢測 2001 6 磁粉檢測（MT） 2.1 磁粉檢測（MT） 2.1.1 原理 鐵磁性材料被磁化後，產生在被檢對象上的磁力線均勻分布。由於不連續性的存在，使工件表面和近表面 的磁力線發生了局部畸變而產生了漏磁場，漏磁場吸附施加在被檢對象表面的磁粉，形成在合適光照下可 見的磁痕,從而達到檢測缺陷的目的。 磁粉探傷的原理及概述 磁粉探傷的原理 磁粉探傷又稱 MT 或者 MPT（Magnetic Particle Testing），適用於鋼鐵等磁性材料的表面附近進行探傷 的檢測方法。利用鐵受磁石吸引的原理進行檢查。在進行磁粉探傷檢測時，使被測物收到磁力的作用，將 磁粉（磁性微型粉末）散布在其表面。然後，缺陷的部分表面所泄漏出來泄露磁力會將磁粉吸住，形成指 示圖案。指示圖案比實際缺陷要大數十倍，因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探傷方法 磁粉探傷檢測的順序分為前期處理、磁化、磁粉使用、觀察，以及後期處理。 前期處理→磁化→磁粉使用→觀察→後期處理 以下分別說明各個步驟的概要。 （1）前期處理 探探傷面如果有油脂、塗料、銹、或其他異物附著的情況下，不僅會妨礙磁粉吸附在傷痕上，而且還會出 現磁粉吸附在傷痕之外的部分形成疑私圖像的情況。因此在磁化之前，要採用物理或者化學處理，進行去 除污垢異物的步驟。 （2）磁化 將檢測物適當磁化是非常重要的。通常，採用與傷痕方向與磁力線方向垂直的磁化方式。另外為了適當磁 化，根據檢測物的形狀可以採用多種方法。日本工業規格（JIS G 0565-1992）中規定了以下 7 種磁化方法。 ①軸通電法……在檢測物軸方向直接通過電流。 ②直角通電法……在檢測物垂直於軸的方向直接通過電流。 ③Prod 法……在檢測物局部安置 2 個電極（稱為 Prod）通過電流。 ④電流貫通法……在檢測物的孔穴中穿過的導電體中通過電流。 ⑤線圈法……在檢測物中放入線圈，在線圈中通過電流。 ⑥極間法……把檢測物或者要檢測的部位放入電磁石或永磁石的磁極間。 ⑦磁力線貫通法……對通過檢測物的孔穴的強磁性物體施加交流磁力線，使感應電流通過檢測物。 （3）磁粉使用磁粉探傷的原理 ① 磁粉的種類 為了讓磁粉吸附在傷痕部的磁極間形成檢出圖像，使用的磁粉必須容易被傷痕部的微弱磁場磁化，吸附在 磁極上，也就是說需要優秀的吸附性能。另外，要求形成的磁粉圖像必須有很高的識別性。 一般，磁粉探傷中使用的磁粉有在可見光下使用的白色、黑色、紅色等不同磁粉，以及利用熒光發光的熒 光磁粉。另外，根據磁粉使用的場合，有粉狀的乾性磁粉以及在水或油中分散使用的濕性磁粉。 ② 磁粉的使用時間 磁粉使用時間分為一邊通過磁化電流一邊使用磁粉的連續法，以及在切斷磁化電流的狀態即利用檢測物的 殘留磁力的殘留法兩種。 （4）觀察 為了便於觀察附著在傷痕部位的磁粉圖像，必須創造容易觀察的環境。普通磁粉需要在盡可能明亮的環境 下觀察，熒光磁粉則要使用紫外線照射燈將周圍盡量變暗才容易觀察。 （5）後期處理 磁粉探傷結束，檢測物有可能仍作為產品或是需要送往下一個加工步驟接受機械加工等。這時就需要進行 退磁、去除磁粉、防銹處理等後期處理。 2.1.2 適用范圍 可以對鐵磁性原材料，如鋼板、鋼管、鑄鋼件等進行檢測，也可以對鐵磁性結構件進行檢測。 2.1.3 局限性 僅適用鐵磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷檢測，對檢測人員的視力、工作場所、被檢對象的規格、 形狀等有一定的要求。 2.1.4 優點 經濟、方便、效率高、靈敏度高、檢測結果直觀。 生產廠家： 生產廠家：濟寧聯永超聲電子有限公司 儀器設備名稱： 儀器設備名稱：CDX-Ⅲ該機型磁粉探傷儀 Ⅲ 儀器概況：CDX-Ⅲ該機型磁粉探傷儀是具有多種磁化方式的磁粉探 傷儀設備。儀器採用可控硅作無觸點開關，噪音小、壽命長、操作簡 單、方便、適應性強、工作穩定。是最近推出新產品，它除具有便攜 式機種的一切優點，還具有移動機種的某些長處，擴展了用途，簡化 了操作，還具有退磁功能。 該設備有四種探頭： 1、旋轉探頭： 型）能對各種焊縫、各種幾何形狀的曲面、平面、 （E 管道、鍋爐、球罐等壓力容器進行一次性全方位顯示缺陷和傷痕。 2、電磁軛探頭： 型）它配有活關節，可以對平面、曲面工件進行 （D 探傷。 3、馬蹄探頭： 型）它可以對各種角焊縫，大型工件的內外角進行 （A 局部探傷。 4、磁環： 型）它能滿足所有能放入工件的周向裂紋的探傷，用它 （O 來檢測工件的疲勞痕（疲勞裂痕均垂於軸向）及為方便，用它還可以 對工件進行遠離法退磁。 總之，該儀器是多種探傷儀的給合體，功能與適用范圍廣，尤其應用 於不允許通電起弧破表面零件的探傷。

無損檢測概論及新技術應用 無損檢測概論及新技術應用 概論 摘要： 摘要：綜述了無損檢測的定義、方法、特點、要求等基本知識，以及無損檢測在 現今社會中的應用實例，其中包括混凝土超聲波無損檢測技術、渦流無損檢測技 術、滲透探傷技術。 關鍵詞： 關鍵詞：無損檢測；混凝土缺陷；渦流檢測;滲透探傷。 引言： 引言：隨著現代工業的發展，對產品的質量和結構的安全性、使用的可靠性提出 了越來越高的要求，無損檢測技術由於具有不破壞試件、檢測靈敏度高等優點， 所以其應用日益廣泛。無損檢測是工業發展必不可少的有效工具，在一定程度上 反映了一個國家的工業發展水平，其重要性已得到公認。 1、 無損檢測概論 、 無損檢測 檢測概論 無損檢測就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用 性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位 置、性質和數量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態（如合格與否、剩餘壽 命等）的所有技術手段的總稱。 常用的無損檢測方法有射線照相檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和 液體滲透檢測(PT) 四種。 其他無損檢測方法： 渦流檢測(ET)、 聲發射檢測 （AT） 、 （TIR） 泄漏試驗 、 （LT） 交流場測量技術 、 （ACFMT） 漏磁檢驗 、 （MFL)、 熱像/紅外 遠場測試檢測方法（RFT)等。 基於以上方法，無損檢測具有一下應用特點： 1>不損壞試件材質、結構 無損檢測的最大特點就是能在不損壞試件材質、 結構的前提下進行檢測， 所以實施無損檢測後，產品的檢查率可以達到 100%。但是，並不是所有需要測 試的項目和指標都能進行無損檢測，無損檢測技術也有自身的局限性。某些試驗 只能採用破壞性試驗， 因此， 在目前無損檢測還不能代替破壞性檢測。 也就是說， 對一個工件、材料、機器設備的評價，必須把無損檢測的結果與破壞性試驗的結 果互相對比和配合，才能作出准確的評定。 2>正確選用實施無損檢測的時機 在無損檢測時， 必須根據無損檢測的目的,正確選擇無損檢測的時機,從而順利 地完成檢測預定目的,正確評價產品質量。 3>正確選用最適當的無損檢測方法 由於各種檢測方法都具有一定的特點，為提高檢測結果可靠性，應根據設備 材質、製造方法、工作介質、使用條件和失效模式，預計可能產生的缺陷種類、 形狀、部位和取向，選擇合適的無損檢測方法。 4>綜合應用各種無損檢測方法 任何一種無損檢測方法都不是萬能的，每種方法都有自己的優點和缺點。應 盡可能多用幾種檢測方法，互相取長補短，以保障承壓設備安全運行。此外在無 損檢測的應用中，還應充分認識到，檢測的目的不是片面追求過高要求的「高質 量」，而是應在充分保證安全性和合適風險率的前提下，著重考慮其經濟性。只 有這樣，無損檢測在承壓設備的應用才能達到預期目的。[1] 通過各種檢測方法，最終對於無損檢測的要求是：不僅要發現缺陷，探測試 件的結構、狀態、性質，還要獲取更全面、准確和綜合的信息，輔以成象技術、 自動化技術、計算機數據分析和處理技術等，與材料力學、斷裂力學等學科綜合 應用，以期對試件和產品的質量和性能作出全面、准確的評價。 2、 無損檢測在各領域的應用 、 無損檢測基於以上優點,在現今社會受到廣泛關注和應用,為實際生產工作減 少了廢料成本,提供了極大的方便。其中超聲波檢測技術、渦流檢測、滲透探傷 技術、霍爾效應無損探傷技術應用極為出色。 2.1 混凝土超聲無損檢測 混凝土是我國建築結構工程最為重要的材料之一，它的質量直接關繫到結構 的安全。多年來，結構混凝土質量的傳統檢測方法是以按規定的取樣方法，製作 立方體試件，在規定的溫度環境下，養護 28d 時按標准實驗方法測得的試件抗壓 強度來評定結構構件的混凝土強度。用試件實驗測得的混凝土性能指標，往往是 與結構物中的混凝土性能有一定差別。因此，直接在結構物上檢測混凝土質量的 現場檢測技術，已成為混凝土質量管理的重要手段。 所謂混凝土「無損檢測」技術，就是要在不破壞結構構件的情況下，利用測 試儀器獲取有關混凝土質量等受力功能的物理量。 因該物理量與混凝土質量之間 有較好的相互關系，可採用獲取的物理量去推定混凝土質量。[2] 混凝土超聲檢測是用超聲波探頭中的壓電陶瓷或其他類型的壓電晶體載入某 頻率的交流電壓後激發出固定頻率的彈性波， 在材料或結構內部傳播後再由超聲 波換能器接收，通過對採集的超聲波信號的聲速、振幅、頻率以及波形等聲學參 數進行分析，以此推斷混凝土結構的力學特性、內部結構及其組成情況。超聲波 檢測可用於混凝土結構的測厚、探傷、混凝土的彈性模量測定以及混凝土力學強 度評定等方面. [3] 2.2 渦流無損檢測 渦流檢測的基本原理：將通有交流電的線圈置於待測的金屬板上或套在待測 的金屬管外。這時線圈內及其附近將產生交變磁場，使試件中產生呈旋渦狀的感 應交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流 的大小和頻率等有關外，還取決於試件的電導率、磁導率、形狀和尺寸、與線圈 的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，用 一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化， 進而獲得有關電導率、缺陷、材質狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或 缺陷存在等信息。但由於渦流是交變電流，具有集膚效應，所檢測到的信息僅能 反映試件表面或近表面處的情況。[4] 應用：按試件的形狀和檢測目的的不同，可採用不同形式的線圈,通常有穿過 式、探頭式和插入式線圈 3 種。穿過式線圈用來檢測管材、棒材和線材，它的內 徑略大於被檢物件， 使用時使被檢物體以一定的速度在線圈內通過， 可發現裂紋、 夾雜、凹坑等缺陷。探頭式線圈適用於對試件進行局部探測。應用時線圈置於金 屬板、管或其他零件上，可檢查飛機起落撐桿內筒上和渦輪發動機葉片上的疲勞 裂紋等。插入式線圈也稱內部探頭，放在管子或零件的孔內用來作內壁檢測，可 用於檢查各種管道內壁的腐蝕程度等。為了提高檢測靈敏度，探頭式和插入式線 圈大多裝有磁芯。渦流法主要用於生產線上的金屬管、棒、線的快速檢測以及大 批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷（這時除渦流儀器外尚須配備自動裝卸和傳 送的機械裝置） 、材質分選和硬度測量，也可用來測量鍍層和塗膜的厚度。[5] 優缺點：渦流檢測時線圈不需與被測物直接接觸，可進行高速檢測,易於實現 自動化,但不適用於形狀復雜的零件,而且只能檢測導電材料的表面和近表面缺陷, 檢測結果也易於受到材料本身及其他因素的干擾。 2.3 滲透探傷技術 液體滲透檢測的基本原理：零件表面被施塗含有熒光染料或著色染料的滲透 劑後，在毛細管作用下，經過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經 去除零件表面多餘的滲透液後，再在零件表面施塗顯像劑，同樣，在毛細管的作 用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光 源下 （紫外線光或白光） 缺陷處的滲透液痕跡被現實， 黃綠色熒光或鮮艷紅色） ， （ ， 從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。[6] 滲透檢測適用於具有非吸收的光潔表面的金屬、非金屬，特別是無法採用磁 性檢測的材料，例如鋁合金、鎂合金、鈦合金、銅合金、奧氏體鋼等的製品，可 檢驗鍛件、鑄件、焊縫、陶瓷、玻璃、塑料以及機械零件等的表面開口型缺陷。 滲透檢測的優點是靈敏度較高（已能達到檢測開口寬度達 0.5?m 的裂縫） ，檢測 成本低，使用設備與材料簡單，操作輕便簡易，顯示結果直觀並可進一步作直觀 驗證（例如使用放大鏡或顯微鏡觀察） ，其結果也容易判斷和解釋，檢測效率較 高。缺點是受試件表面狀態影響很大並只能適用於檢查表面開口型缺陷，如果缺 陷中填塞有較多雜質時將影響其檢出的靈敏度。[7] 3、 結語 、 隨著現代科學技術的發展，激光、紅外、微波、液晶等技術都被應用於無損 檢測領域，而傳統的常規無損檢測技術也因為現代科技的發展，大大豐富了應用 方法，如射線照相就可細分為 X 射線、γ射線、中子射線、高能 X 射線、射線 實時照相、層析照相……等多種方法。 無損檢測作為一種綜合性應用技術，無損檢測技術經歷了從無損探傷，到無 損檢測，再到無損評價，並且向自動無損評價、定量無損評價發展。相信在不遠 的將來， 新生的納米材料、 微機電器件等行業的無損檢測技術將會得到迅速發展。 參考文獻【1】李喜孟.無損檢測.機械工業出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土無損檢測手冊.人民交通出版社.2003 】 【 3】 馮子蒙.超聲波無損檢測於評價的關鍵技術問題及其解決方案.煤礦機 】 械.2009(9) 【4】唐繼強.無損檢測實驗.機械工業出版社.2011 】 【5】李麗茹.表面檢測.機械工業出版社.2009 】 【6】國防科技工業無損檢測人員資格鑒定與認證培訓教材編審委員會.機械工業 出版社.2004 【7】胡學知主編. 中國勞動社會保障出版社.2007 】

❼ 急求一份大學物理實驗報告《壓力感測器和CCD的使用》的數據和處理結果

本課題研究的意義：（填寫課題在理論上和應用上的價值）

本課題研究的是壓力電纜感測器與CCD系統在防盜，監視，監測等需求中的結合運用。針對其特徵，可將其應用在監獄，勞改所，戒毒所，用於監測。也可用於博物館，家庭等，起到防盜作用。在這些應用領域中，要求感測器的隱蔽性和對現場情況的及時了解，所以將壓力電纜感測器和CCD結合一起運用，此感測器不易被發現，與CCD一起運用，可起到更好的防盜，監測作用。
隨著科技的發展，人們對於用於公共事業或者是私人需求的防盜監視產品的要求越來越高，人們要求高效率，高性能（例如能同時適應高溫和低溫等特殊環境），低成本，操作簡單等，本課題正是為適應這種社會需求而產生的。
調研（社會調查）情況：

感測器技術是現代測量和自動化系統的重要技術之一，從宇宙開發到海底探秘，從生產的過程式控制制到現代文明生活，幾乎每一項技術都離不開感測器，因此，許多國家對感測器技術的發展十分重視。如日本把感測器技術列為六大核心技術（計算機、通信、激光、半導體、超導體和感測器）之一。
在各類感測器中壓力感測器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩定可靠、成本低、便於集成化的優點，可廣泛用於壓力、高度、加速度、液體的流量、流速、液位、壓強的測量與控制。除此以外，還廣泛應用於水利、地質、氣象、化工、醫療衛生等方面。由於該技術是平面工藝與立體加工相結合，又便於集成化,所以可用來製成血壓計、風速計、水速計、壓力表、電子稱以及自動報警裝置等。壓力感測器已成為各類感測器中技術最成熟、性能最穩定、性價比最高的一類感測器。
CCD廣泛應用在數碼攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡，和高速攝影技術如Lucky imaging。CCD在攝像機、數碼相機和掃描儀中應用廣泛，只不過攝像機中使用的是點陣CCD，即包括x、y兩個方向用於攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機械裝置來完成。
CCD的加工工藝有兩種，一種是TTL工藝，一種是CMOS工藝，現在市場上所說的TTL和CMOS其實都是CCD，只不過是加工工藝不同，前者是毫安級的耗電量，而後者是微安級的耗電量。TTL工藝下的CCD成像質量要優於CMOS工藝下的CCD。CCD廣泛用於工業，民用產品。
擬採用研究方法：（具體寫本課題的研究方法和實施方案）
（1）根據壓力電纜感測器的特性，設計檢測前端電路，電路滿足耐高溫和耐低溫的特點，如出現越界情況時，壓力電纜感測器檢測出情況後報警，同時CCD監測到現場情況，將感測器報警信號與CCD監測信號發送到同一網關節點，然後網關節點將信號通過無線方式發送到上位機。
其中精簡 51 內核作為網關結點的微處理器。
整體結構圖如下：

（2）前端電路主要包括壓力模塊，CCD模塊。其中，壓力模塊包括壓力感測器單元和信號放大單元，其中壓力感測器模塊用於感應外部壓力，並將壓力轉換成差分電壓值，信號放大單元主要用於放大輸入的電壓信號，並由差分信號轉換為單路電壓信號。

研究計劃：（填寫課題的研究內容和時間節點）

（階段時間表：
2012年3月15日 畢業設計開題，學生交畢業設計開題報告，答辯
2012年5月9日；學院進行畢業設計中期檢查，交譯文
2012年5月30日；交畢業設計論文，學院集中審閱
2012年6月11-15學生畢業答辯)

文獻綜述（不少於1000字正文+15篇參考文獻，其中應包含英文參考文獻）
1．在電子計算機、機器人、自動控制技術等技術中應用廣泛。實際應用十分廣泛，大至數控機床 、汽車小至家用電器都有感測器。感測器的安裝、連接方式等多方面因素都能影 響感測器的測量結果。只有通過實踐，親自動手使用感測器，才能知道感測器的應該與其他電路如何連接，怎樣才能正常工作。我們通常使用 的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的，這樣的感測器也稱壓電感測器
壓電感測器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之後，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的「居里點」）。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過外力作用後的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
壓電感測器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度感測器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度感測器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建築的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式感測器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用於軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
2.CCD圖像感測器,也就是電荷耦合器件圖像感測器。可以將圖像資料由光信號轉換成電信號,是一種進入影像世界不可缺少的取像元件。CCD圖像感測器與傳統的攝像管比較,具有體積小、重量輕、用電省、價格低、壽命長、防震性強以及不受磁場影響等優點。
對於多監控攝像機系統，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝像機輸出時，不會造成畫面失真，但是由於多攝像機系統中的各台攝像機供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統與交流電源不同步，此時可採取的措施有：均採用同一個外同步信號發生器產生的同步信號送入各台攝像機的外同步輸入端來調節同步，從而獲得合適的垂直同步，相位調整范圍0~360度。
CCD感光元件的核心是感光二極體 (photodiode)，該二極體在接受光線照射後產生輸出電流，電流強度與光照強度相對應。
CCD感光元件除包括感光二極體之外，在其周邊還包括一個用於控制相鄰電荷的存儲單元，但感光二極體占據了絕大數面積，也就是說CCD感光元件中的有效感光面積較大，在同等條件下可接收到較強的光信號，對應的輸出電流也較強，表現在輸出結果上即捕捉的圖像內容豐富、清晰；
工作原理：在接受光照後，感光元件產生相對應的電流，電流大小與光強相對應，因此感光元件輸出的電信號是模擬的。在CCD中，每個感光元件並不對此做進一步處理，而是將電信號直接輸出到下一個感光元件的存儲單元，結合該元件生成的模擬信號後在輸出給第三個感光元件，依次類推，知道結合最後一個感光元件的信號最終形成統一的輸出。由於感光元件生成的電信號很微弱，無法直接進行模數轉換工作，因此這些輸出數據必須做統一的放大處理，這項任務由感測器中的放大器專門負責，經放大器處理之後，每個像點的電信號強度都獲的同樣幅度的增大，但由於CCD本身無法進行AD轉換，因此還需要一個專門的模數轉換晶元進行處理，最終以、二進制數字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理晶元。
3.以計算機、單片機實驗開發系統完成程序編輯、編譯、下載程序等任務。
參考文獻：
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[15]Piezo Polymer Coax Cable

❽ 求大專機生產過程自動化技術類業畢業論文

工業自動化儀表(instrial process measurement and control instrument)是在工業生產過程中，對工藝參數進行檢測、顯示、記錄或控制的儀表，又稱工業儀表或(工業)過程檢測控制儀表。 工藝生產過程的檢測是了解和控制工業生產的基本手段，只有在任何時刻都能准確地了解工藝過程的全貌，並進行控制，才能保證生產過程順利，並以高的生產率、小的消耗生產出合格的產品。 工業儀表能在無人操作的情況下自動地完成測量、記錄和控制的工作。此外，利用工業儀表還可實現信息遠距離傳送和數據處理。 工業儀表最早出現在20世紀30年代，最初只用於化工、石油煉制、熱能動力和冶金等連續性的熱力生產過程，因此當時稱為熱工儀表。當時的工業儀表的結構形式主要是機械式或液動式，儀表體積較大，只能實現就地檢測、記錄和簡單的控制。 到了30年代末和40年代初，出現了氣動儀表，並使用了統一的壓力信號，遂有了帶遠程發送器的儀器。它能在遠距離外的二次儀表上重現讀數，從而能集中在中心控制室進行檢測、記錄和控制。50年代又出現電動式的動圈式毫伏計、電子電位差計電氣機械式調節器和整套的電子管調節儀表。 80年代出現的組裝式電子綜合控制裝置，將儀表和生產自動控制系統有機地結合在了一起。工業儀表的發展促進工業生產的自動化，已成為工業生產中不可缺少的自動化工具。 工業儀表雖然種類繁多，但都基於平衡原理，包括力平衡、力矩平衡和電平衡等。儀表的感受部分—感測器將被測參數(如溫度、壓力、流量等)，經變送器轉換成容易放大的測量量(如電壓量、電流量和機械量等)，再經過放大。放大後的量值，一部分傳入顯示部件，一部分經反饋部件與測量量進行比較，以達到平衡的目的。 工業儀表的種類很多，按被測量生產過程的參數區分有溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表、物位測量儀表、機械量測量儀表、流程分析儀器等；工業儀表按其在工業生產過程的功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調節儀表等。 檢測儀表主要用於檢測工業生產過程的參數，如溫度、壓力、流量、物位和機械量等，有時也帶有記錄和調節功能；顯示儀表將檢測儀表的輸出信號顯示出來以供觀察的儀表，與檢測儀表、變送器和感測器配套使用，按顯示方式不同分為模擬式顯示儀表、數字式顯示儀表和字元圖像顯示儀等；調節儀表又稱調節器，它的作用是將生產過程中的被測參數與設定參數進行比較，然後按一定調節規律發出調節信號給執行器。 調節儀表按調節方式不同分為斷續調節器和連續調節器；按結構形式又分為基地式、單元組合式和組裝式；按工作能源和介質分為自力式、電動式、氣動式和液動式。有的調節儀表也帶有檢測和顯示部分。 執行器又稱執行機構，它根據來自調節儀表的調節信號和調節規律，直接調節工業生產過程的輸入、輸出量。集中控制裝置能對分散參數進行集中檢測和控制，按預定的程序進行控制或對被測量進行處理。集中控制裝置包括巡迴檢測裝置、順序控制器和數據處理裝置等。 隨著工業生產向綜合自動化、大規模方向發展，生產的工藝流程日趨復雜，用儀表檢測和控制的范圍也越來越擴大。工業儀表總的趨勢是向多功能方向發展。 儀表檢測方面的趨勢是研製新型的感測器，使感測器集成化、廣泛應用新技術，如核磁共振、激光和相關技術等。在儀表調節方面，除一般的比例、積分、微分調節規律外，人們正在研究前饋、大滯後、非線性、相關和計算值調節等技術，以適應多迴路自動化系統的需要。 此外數字、字元、圖象顯示技術的發展，使人與計算機的聯系更為方便。以微型計算機為核心的綜合控制裝置正在進一步發展。 1、 什麼是DCS？ DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在國內自控行業又稱之為集散控制系統。 DCS集散系統: DCS英文全稱 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全稱為集散型控制系統。DCS可以解釋為在模擬量迴路控制較多的行業中廣泛使用的，盡量將控制所造成的危險性分散,而將管理和顯示功能集中的一種自動化高技術產品。DCS一般由五部份組成：1：控制器2：I/O板3：操作站4：通訊網路5：圖形及遍程軟體。 2、 DCS有什麼特點？ DCS是計算機技術、控制技術和網路技術高度結合的產物。DCS通常採用若干個控制器（過程站）對一個生產過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間通過網路連接並可進行數據交換。操作採用計算機操作站，通過網路與控制器連接，收集生產數據，傳達操作指令。因此，DCS的主要特點歸結為一句話就是：分散控制集中管理 Dcs 主要處理模擬量／少開關量：DCS是分散控制系統的簡稱，國內一般習慣稱為集散控制系統。它是一個由過程式控制制級和過程監控級組成的以通信網路為紐帶的多級計算機系統，綜合了計算機、通訊、顯）和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便 誠然，自動化生產線的發展方向：應用機器人技術，機器人自動化生產線成套裝備已成為自動化成套裝備的主流以．技術重點： 1．自動化生產線「數字化製造」技術 2．自動化生產線的控制協調和管理技術 3．自動化生產線的在線檢測及監控技術 4．自動化生產線模塊化及可重構技術 5．生產線快速整定． 生產實習是一門實踐性的技術基礎，對基本工藝方法和技術的感性認識的重要環節，自動化專業教學的重要實踐環節，進行專業基本訓練，培養實踐動手能力和向實踐學習，理論聯系實際的重要課程。 通過實習，不僅讓我獲得了自動化的基礎知識,了解自動生產一般操作過程、生產方式和工藝過程,熟悉了主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、安全操作技術，而且加強了理論聯系實際的鍛煉,提高了實踐能力,培養了向工人及現場技術人員學習的工程素質。在專業方面：鞏固已學專業基礎課和部分專業課程的有關知識，並為後續專業課的學習作必要的知識准備；通過實習，學習本專業的實際生產操作技能，了解更多的專業技術知識及應用狀況，拓寬專業知識面;培養學生理論聯系實際的工作作風，樹立安全第一的生產觀念，提高分析問題、解決問題的獨立工作能力；通過實習，加深學生對專業的理解和認識，為進一步開展專業課程的學習創造條件。

❾ 微正壓裝置的主要技術要求

1.多點壓力檢測及保護
1.1當氣源壓力低於下限設定值空壓機自動啟動，當氣源壓力上升至上限設定值空壓機自動停止。
1.2當封母內壓力低於下限設定值系統自動啟動運行，封母內壓力上升至上限設定值系統自動停止運行。
1.3當封母內壓力超過3500Pa時, 啟動告警保護功能，同時排氣電磁閥開啟。當封母內壓力下降至上限設定值，電磁閥自動關閉，同時告警保護自動復位。
1.4當封母內壓力超過5000Pa時，差壓式安全開關自動開啟。
2.封母內壓力顯示採用數字式壓力儀表，壓力感測器採用摩托羅拉感測器，安全可靠，控制精度高。<控制精度最小達FS±1%±1>
3.主管路採用多級高效過濾器與粉塵過濾器，且每一級過濾器具有自動排水功能，過濾精度高。
3.1深度除濕乾燥系統
封閉母線微正壓裝置中的深度除濕系統為高效分子篩乾燥器或高效冷凍凈化乾燥器，它具有除濕深度高、工作穩定，可以保證運行數年除濕深度仍然可以滿足要求，且維護方便費用低，運行安全可靠。
3.2預除水自動排水環節
為保證微正壓裝置不會將水帶入封閉母線內部。在氣源輸入端必須設置預除水環節。它可以把壓縮空氣中夾帶的絕大部分凝水自動濾除並排出，既避免了污水進入封閉母線又可以使後級氣體處理環節的負擔大大減輕。
3.3前級過濾系統
為避免壓縮空氣中夾帶的油污以及銹蝕物或其他隔離狀物體進入封閉母線，以及造成乾燥劑或乾燥機的污染，影響壓縮空氣的除濕效果，在深度除濕單元前必須設置多級精密過濾器。
3.4防粉化保護系統
為了確保封閉母線內部的工作環境良好，在深度除濕系統後端必須加裝粉塵過濾器，可靠的阻擋粉塵進入封閉母內部。
3.5氣源穩定系統
保證進入微正壓系統的氣源持續穩定、消除氣源脈動、減少空壓機頻繁啟動。
4.具有旁路應急氣源系統和自產氣源系統。且配置廠內氣源與自配氣源介面,並具有兩種氣源同時供氣的功能。
5.具有輸出氣體溫濕度實時檢測功能
濕度范圍：0～100%RH可設定，大於設定值，提示出口濕度超標，請檢查設備故障。溫度范圍：0℃～100℃可設定，大於設定值，提示出口溫度超標，請檢查設備故障。 6.具有封母內溫濕度實時檢測及定時檢測功能
6.1實時檢測：設備運行後，溫濕度控制器隨時檢測母線回氣口空氣溫濕度，當濕度超標時，打開排氣閥，排除潮濕的空氣，檢測合格後，關閉排氣閥。
6.2定時檢測：設備運行後，定時打開排氣閥，檢測封閉母線外殼內濕度，濕度不超標關閉排氣閥。當濕度超標繼續打開排氣閥，將封母內潮氣排出，同時將乾燥空氣送入母線外殼內部，置換出內部潮濕空氣。檢測合格後，關閉排氣閥。
6.3濕度范圍：0～100%RH可設定。溫度范圍：0℃～100℃可設定. 7.具有本地精準顯示壓力、溫度、濕度、告警等信號，且配置遠端運行告警信號及封母內壓力變化信號輸出端子，方便用戶監測。

❿ 緊急：我是生物醫學工程專業的學生，想要一個畢業設計的論文題目及研究內容，請大家多幫忙！！！

1、 [生物醫學工程]腦神經網路重建儀——單片機控制系統軟硬體設計單片機控制系統軟硬體設計

2、 [生物醫學工程]基於USB介面的視覺電生理儀控制器設計

3、 [生物醫學工程]第二心音幅值變化及其意義的研究

4、 [生物醫學工程]基於磁場檢測的微型診療裝置體內定位研究

5、 [生物醫學工程]微型工程葯丸中的微型單向閥模擬設計

6、 [生物醫學工程]攜帶型自動疲勞檢測儀——便攜心電信號採集器

7、 [生物醫學工程]基於Delphi的心肌缺血治療儀軟體系統的研究及實現(開題報告+論文+程序+答辯ppt)

8、 [生物醫學工程]基於CF卡的海量生理信號存儲裝置的研究

9、 [生物醫學工程]基於FPGA的攜帶型儀器鍵盤輸入及液晶顯示模塊的設計

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