探测质量 篇1
1.1 带状地形图
地下管线1:500-1:1000比例尺带状地形图测绘宽度,以规划道路测出两侧第一排建筑或红线外20m为宜,非规划路根据需要确定,测绘内容按管线需要取舍,测绘精度与基本地形图相同。
对缺少控制点和地形图的测区,基本控制网的建立和地形图的施测,已有控制和地形图检测均应按现行的行业标准《城市测量规范》(GJJ8-99)中的规定执行。
1.2 首级控制测量
测区内由齐齐哈尔市勘察测绘研究院提供的控制点的基础上,经实地勘查,点位保存完好。确认测区西部控制点比较密,做少量图根导线就可满足要求,测区北部控制点较少,通北路、建设大街北头需补做多个控制点,才能满足要求。
1.3 图根控制测量
图根控制主要以本区已有的等级控制点为起算点,直接加密图根级导线,布设为电磁波测距附合导线或结点导网,因地形限制导线无法附合的区域布设图根支导线。支导线边长应对向观测各一测回,也可单向变动仪器高或棱镜高各一测回,变动值不应小于10cm,在观测前应做各项仪器数值的改正,水平角观测首站应联测两个已知方向,观测一测回,其固定角不符值与测站圆周角闭合差均不应超过±40"。边数不得多于4条,长度不得大于附合导线长度的1/2,图根代码为T,并做首始字母,分别按测区预留四位号。即C区为CT2001起始,编号原则应在测区自左向右、自上向下编注。成图均按新编点号编图、展绘。
图根高程测量采用电磁波三角高程测距法,与导线测量同步施测。三角高程路线长度不大于4km,高程闭合差不大于(n为导线边数)。仪器高、觇标高量至毫米。同一条边往返测高差较差不大于0.04Sm(s为边长,以百米为单位,不足100m时按100m记)。
2 物探仪器探测精度控制
探测仪器探测精度一致性试验也是精度控制的一个内容,地下管线探测前必须对投入的仪器进行一致性试验,其目的是校检投入本区的仪器精度是否满足《城市地下管线探测技术规程》(GJJ61-2003)要求,其性能是否可靠。
2.1 参加一致性检校的探测仪器
参加一致性对比实验的仪器共3台(套),各台(套)仪器的配件齐全、完好,使用正常。
RD4000系列管线探测仪是英国雷迪公司生产的管线探测专用仪器,其具有探测精度高、抗干扰性强、效率高、性能稳定等特点,在国内专业队伍中使普遍。
RD4000型发射机可采用直接、夹钳、感应等不同方式连续发射8.19KHz、32.8KHz和65.5KHz等不同工作频率的信号供探测者选用。接收机具有多种探测方式与变频探测功能。除接收发射机的工作信号探测管线外,还可利用50Hz被动源做工频法搜索探测电缆及部分金属管线,另外,还具有根据发射机发射的信号来指示管线负载电流方向,从而判别区分相邻管线的功能。
2.2 仪器的一致性控制试验
所有参加一致性检校的仪器及操作人员严格按操作规程操作。给水、天然气管线激发方式采取直接法和感应法两种,通信线缆激发方式采取夹钳法和感应法。平面位置测定采取极大值法,深度测定采取70%法。为保证观测精度,多家施工单位在原有检校及试验基础之上将各自探测效果又进行了仪器一致性检校对比工作,检校测定数据按《规程》进行统计计算,其结果如下:
探测仪一致性校验结果显示同点四台探测仪测深最大互差为11cm,平面位置最大为8cm,均在限差要求之内。一致性定位、定深均方差均小于《规程》规定限差,精度满足要求。经检验仪器性能稳定,误差波动幅度较小,满足工程要求。
各施工单位仪器一致性检校。一致性测点总计9个,其中给水3个点、天然气3个点、通信3个点。将实验测定数据按《规程》进行统计计算,结果如下:
仪器一致性定位均方差:
仪器一致性定深均方差:
仪器一致性实验结果显示仪器性能稳定,误差波动幅度较小,一致性定位、定深均方差均小于《规程》规定限差,精度满足要求。
3 物探技术和方法的控制精度
齐齐哈尔市位于高纬度地区,无霜期短,管线相对其他城市埋没较深。因此,探测工作本着由已知到未知的基本原则在大面积探测之前。首先,选择具有代表性的地段,用电磁法进行方法有效法试验,获得不同管类的给水、天然气、电线等属性管线和各种方法技术的确定参数。最终确定所探对象赋有空间的特征条件来选择不同的方法技术和参数,保证管线的定位,定深的精度。
试验结果表明:
(1)天然气、电信、热力、电力4种管线采用电磁法效果比较明显,工作频率32.8KHz、65.5KHz均能满足探测精度要求。
(2)感应方式收发距应大于20m。探测最佳间距为20～30m。
(3)对给水管线探测有条件的应量采用直接法,埋深大于2m可采用感应法,对埋深大于2m的给水管线还应采取其它方法进行对比、电力、电信等线缆类探测以夹钳法为主。
(4)对各类管线的探测方法通过试验以70%为主,其它方法为铺。
(5)对于埋深较大的给水和排水管线以及非金属或复杂管线、应采用(电磁波法、弹性波法、高密度法、磁梯度法)综合方法来确定,再定位定深。
(6)应用地球物理勘查方法技术受被勘测对象条件和地区性限制。因此,各种方法技术确定的技术参数,要根据被测对象赋存空间的特征条件来确定。
4 地下管线探查成果控制精度
4.1 数学精度
4.1.1 隐蔽管线点探查精度
(1)隐蔽管线点探查限差:水平位置限差为0.1×h(cm),埋深限差为0.15×h(cm),h为管线中心埋深,h<1 00cm时按100cm计算。
(2)精度计算公式:水平位置中误差计算公式:
埋深中误差计算公式:
注:式中Δs、Δh分别为两次探测的平面位置和埋深差值,n为检查点数。
(3)精度要求:隐蔽点探查的定位、定深中误差(Ma、Mh)小于限差中的0.5倍为满足精度要求。
4.1.2 明显管线点量测精度
明显管线点埋深检查中误差计算公式:
明显管线点埋深检查中误差(Md)小于2.5cm为满足精度要求。
注:Δd为两次量测的深度差值,n为检查点数。
4.1.3 测量精度
通过质量控制,本次工程各项指标均达到了《规程》的要求,其结果如下:
(1)隐蔽管线点总数18865个,抽查1052个,占总点数5.6%(平面位置中误差Ms=3.2cm,埋深中误差4.6cm)。
(2)等级控制点总数1149个,抽查60个,占总点数5.2%(点位中误差1.9cm,高程中误差1.0cm)。
(3)管线点测量54763个,抽查2995个,占总点数5.5%(点位中误差2.3cm,高程中误差1.6cm)。
4.2 属性精度。
地下管线探测时各类管线的管径、材质埋设方式连接关系、方向、管块、已用孔数/总孔数,管线类别等管线属性的错误必须控制在2%之内。
参考文献
[1]区福邦城市地下管线普查技术研究应用[M]．南京：东南大学出版社．1998．
[2]CJJ61-2003．城市地下管线探测技术规程[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．
探测质量 篇2
1. 探测器质量评价的测试条件
所使用的恒压高压发生器,其纹波百分率应不大于4。X射线管的标称焦点值应不大于1.3。在考虑探测器的性能指标和图像质量时,需要获取图像。通常这些图像是原始数据图像,它们允许对未处理数据进行线性化或者与图像数据无关的校正[2]。如:
·未处理数据中坏的或失效的像素可以像常规临床使用中那样用适当数据代替;
·平面视野校正还包括:辐射野的不均匀性校正、个别像素的数据偏移校正、个别像素的增益校正。这些可以按照常规临床使用中的方法进行。
·几何失真效应可按常规临床使用中的方法进行。
有一些探测器由于物理结构原因需要进行线性化校正,当这些处理是线性的并不影响图像质量时,可以允许进行。
2. 探测器质量评价的主要指标及评价方法
2.1 调制传递函数
MTF是用空间频率来表示输出调制与输入调制之比的函数,可对成像系统的分辨力参数进行定量描述,并可以客观精确地描述成像系统和其组成部分的信息再现率。在数学关系上,MTF在数值上是光学传递函数的绝对值,是值域为{0,1}以空间频率为变量的函数。如果MTF值为1,说明探测器对信息的再现率为100%。MTF的计算方法是:首先读取MTF图像数据,边缘提取,确定边缘倾斜角度,然后计算出边缘扩散函数(Edge spread function,ESF),差分运算后得到线扩散函数(Line spread function,LSF),再作傅立叶变换得到MTF,归一化处理得到最终MTF曲线。MTF的计算步骤如图1。
2.2 量子探测效率
DQE是描述X射线探测器成像性能的主要参数,表示探测器在把射线影像转换成数字影像时图像信噪比所保留的比率[3]。在X线影像领域射线影像的噪声是与曝光剂量密切相关的,所以DQE的值同样也表达了数字影像设备对入射剂量的利用效率。DQE是照射量和空间频率的函数。DQE的计算公式如下:
NPSin(u,v)表示探测器的输入噪声功率谱,MTF(u,v)表示探测器的调制传递函数,NPSout(u,v)表示探测器的输出噪声功率谱。输入噪声功率谱(NPSin(u,v))等效于输入的光子流量数量涨落影响:
式中Q是光子流量,既单位面积(1/mm²)上的辐照光子数量。Q依赖于X辐射的能谱和空气比释动能的水平,计算公式:
式中Ka为空气比释动能,单位:μGy;E为X射线能量,单位:ke V;Φ(E)/Ka为单位空气比释动能的X射线能谱,单位:1/(mm2·ke V·μGy);SNR2in是每单位空气比释动能信噪比的平方,单位:1/(mm2·μGy)。对应辐射质量的SNR2in具体数值可通过查相应标准中的表获得。为了计算X射线的图像反映的系统噪声的量,计算出噪声功率谱NPSout,首先需要获得统一的曝光图像,采用测量装置(移去MTF测试模板),并调整实验参数,以得到三种剂量条件下的图像,然后从图像上测量输出噪声功率谱,公式4。
式中M表示ROI的数量,Δx,Δy表示一个像素的物理尺寸(在水平及垂直方向上像素的间距),I(xi,yj)为图像像素的线性化数据,S(xi,yj)为最佳二维拟合多项式。
2.3 暗电流
暗电流表示在没有X射线曝光情况下,探测器的电子涨落。暗电流与探测器指定的电子增益有关。探测器暗电流的测量通过采集一组(如16幅)暗图像序列,对每个像素求取16幅暗图像的标准方差形成探测器的暗电流图像,暗电流图像的中值对应的电子数(e-)即为探测器暗电流。暗图像的采集应使用探测器指定的电子增益,并设定探测器支持的最大的曝光时间[4]。计算暗电流时应知道电子数与图像的灰度值大小的对应关系。
2.4 灵敏度
灵敏度是表示探测器将X射线辐射光子转换为电子信号的效率。单位为电子每光子(e-/photo)。该参数比较适用于同类型探测器的对比。探测器的灵敏度是在剂量线性范围内,通过单位像素对应的电子数和辐射光子数关系曲线得到。
测试步骤如下:
(1)选择标准辐射质量。建立标准辐射条件的调整程序,见YY/T 0481-2004中图7。通过调节管电压和附加滤过,得到标准辐射质量对应的半价层。测试布局见YY/T0481-2004中图2;
(2)在探测器的剂量线性范围内均匀取5个剂量点,曝光得到5幅对应图像;
(3)测得每幅图像的像素平均值,由Pix=k·Ne,可得:
式中:Ne表示单位像素电子数,k表示像素值与电子数的转换系数,Pix表示像素值;
(4)分别由5个剂量点计算出单位像素上照射的光子数:
式中:P表示单位像素上的光子数,单位为个;ka表示测量到的空气比释动能,单位为微戈(u Gy);SNR2in表示单位空气比释动能信噪比的平方,单位为毫米平方微戈分之一(1/(mm2·u Gy));S表示单位像素面积,单位为mm2。
(5)通过公式5)和公式6)可得到单位像素上电子数和单位像素上辐射光子数相对应的5组数据,由最小二乘法做线性拟合,建立一个模拟函数。该线性函数的斜率即为灵敏度。辐射光子数通过读取图像灰度值,然后根据转换函数计算得到。
2.5 动态范围
动态范围是指探测器能够线性地探测出X射线入射剂量的变化,其值等于最高剂量与最低剂量之比。用分贝(d B)表示。
动态范围的值由剂量线性范围中的最大剂量值除以最小剂量值得到。由以下公式计算用分贝(d B)表示:
式中:d表示动态范围分贝值,Smax表示探测器最大输入剂量值,Smin表示探测器最小输入剂量值。
假如,探测器能线性地探测出剂量变化最低值是1μGy,剂量低于1μGy时输出都是0,能探测的最高值是10m Gy,剂量再高输出也是相同,那么两输入剂量高低之比是10m Gy:1μGy=10000:1(即10的4次方),为该探测器的动态范围,其值也可表示为80d B。在无法接近影像接受面时可以采用折算的方法。
2.6 残影
残影是指前次影像信号读取后由于信号清除不彻底而导致在随后一次影像中产生的前次影像的部分或全部[5]。试验方法如下:设置X射线管电压为80k V、100m As,SID为1.8m。置厚度为20mm的纯铝衰减体模于X射线野中心,使之覆盖整个X射线野;置直径10mm、厚度2mm的铅盘于X射线野中心,按设置的SID和加载因素实施第一次曝光,在1min时间内去掉铅盘后用70k V、1m As的曝光条件进行第二次曝光。检查第二次曝光所生成的图像,取原本有铅的区域与无铅的区域的读数之差,与第一次曝光所生成图像的有铅与无铅区域读数之差做比较,前者应小于后者的0.5%。
2.7 伪影
伪影是指影像上明显可见的结构,它既不体现物体的内部结构,也不能用噪声或系统调制传递函数来解释。试验步骤如下:设置X射线管电压为80k V、100m As,SID为1.8m。置厚度为20mm的纯铝衰减体模于X射线野中心,使之覆盖整个X射线野;按设置的SID和加载因素曝光;适当调整窗宽窗位,通过目视检查所生成图像中是否存在伪影。
2.8 影像均匀性
影像均匀性是指影像接收面上不同区域对入射空气比释动能响应的差异。影像均匀性的值的计算由影像规定采样点的灰度值标准差R与规定采样点的灰度均值Vm之比得到。
试验方法:设置加载因素为X射线管电压70k V、100m As,SID为设备允许的最大值,当设备允许的最大SID值超过1.8m时设为1.8m。置厚度为20mm的纯铝衰减体模于X射线束中心,使之覆盖整个照射野。按设置的SID和加载因素实施曝光采图。在影像中心及影像四周从中心至四个顶点约2/3的位置上选取5个采样点,在每个采样点中分别读取(64×64)个像素的像素值,并计算出每个采样点内像素灰度值的平均值Vr,然后按公式8)、公式9)计算:
其中:Vm为五个采样点的像素值均值,R为五个采样点的像素值标准差。
3. 总结
综上所述,调制传递函数和量子探测效率是评价X线探测器图像性能和X射线吸收效率最客观的参数。一个理想的X线探测器应当具有足够的灵敏度,当很微弱的X线照射到探测器表面后,都应当被相应的像素测量到。此外,探测器还需要有足够的动态范围,即在大于灵敏度剂量几千倍的情况下,依然保持可测量性。如果大于灵敏度很多倍的情况下,所有的输出数据不再根据X线剂量的增加而增加,这个剂量被称为饱和剂量。一个好的探测器需要有足够大的无饱和入射剂量,才可能在X线剂量差别十分悬殊的情况下,保证大剂量区域和低剂量区域都能得到精确的测量。若照射时探测器表面的最大入射剂量超过了校正时探测器表面的最大入射剂量,则会导致图像失真(剂量失校正现象)。
文章中虽然没有对探测器的坏点和坏线进行评价,但是坏点和坏线的数量是探测器成像质量最基本的考核指标。有时候小部分像素会出现严重偏离大多数像素的特性,这时像素将被当作坏点来处理,坏点是通过暗场图、亮场图分别取得的。需要识别坏点的类型和位置,进行坏点校正,优化图像质量。从临床角度,中心区域(1024×1024)最为关键,是胸椎等临床观察的有效图像区域,该区域的坏线将直接影响图像质量,故需要进行控制。对于数字化X射线影像探测器的质量评价必须综合运用各种评价系统来进行整体性的评价。
关键词：数字化X射线影像探测器,调制传递函数,量子探测效率,暗电流,灵敏度,动态范围残影,伪影,影像均匀性
参考文献
[1]Cowen AR,Kengyelics SM and Davies AG.Solid-state,flat-panel,digital radiography detectors and their physical imagingcharacteristics.Clinical Radiology,2008;63:487-498
[2]N W Marshall,A Mackenzie,I D Honey.Quality control measurements for digital x-ray detectors.Physics in Medicine andBiology,2011;56(4):979-999
[3]International Electrotechnical Commission.Medical electric equipment:characteristics of digital x-ray imaging devices---part 1:determination of the detective quantum efficiency[S].Document no.62220-1,Geneva,Switzerland:InternationalElectrotechnical Commission,2003
[4]余建明,牛延涛.CR、DR成像技术学,北京:中国医药出版社.2009,268-319
高空探测质量的提升措施研究 篇3
关键词：高空探测；质量提升；措施
一、前言
高空探测技术对我国的气象研究工作有着重要的影响，也是我们探索与了解高空奥秘的钥匙。近年来，在科技发展的不断推动下，高空探测设备的更新速度不断加快，其应该范围也越来越广泛，但是高科技设备越精良，其检测准确性就越容易受到环境因素的影响，比如，在测量过程中出现丢球或重放球失测的情况，就会严重影响探测结果。所以保证高空探测的准确性十分重要。
目前，“硬件实力”与“软件实力”是决定空高探测质量的两大方面，相关测量方法的准确性直接关系着高空探测质量的优劣，本文从如何提高高空探测质量的角度出发，分析与总结高空探测过程出容易出现的问题及解决方法，希望能够对提高高空探测质量有所帮助。
二、高空探测质量的提升措施
（一）提高工作人员的工作质量。高空探测数据的结果受人为因素的影响。从现今的高空探测过程分析，探空记录往往通过计算机方式或者人为方式实现。如果探空记录的过程通过人为方式实现，探测结果会因探测人员的专业水平和工作习惯的不同而被记录成不同的结果。我们因找出因为人为因素而导致记录结果不同的原因，并提出解决方案，由此让高空记录方式更加科学合理。提高高空探测人员的业务能力和技术，是让高空探测的质量提升的最有效的方式之一。探空部分理应按一定周期对相关业务人员展开培训，并且定期考核相关业务人员的工作情况。在考核过程中，应该把奖励给那些表现良好的空组人员。只有通过这样的方式，才能增强探测人员的工作积极性，才能使其有意识地提高自身的专业理论知识，进而让探测人员的综合素质得到提高。在进行高空探测地面测报工作时，相应的管理制度体系也应该得到完善。应该通过网络教学等方式，向探空人员讲授相关的探空知识，让探空人员在理论上对探测流程及探测技术熟悉，只有这样，探空人员才能独当一面解决探空工作中遇到的困难，从而得到全面、精准的探测资料。
（二）提高雷达精度。对测风精确程度的影响程度较大的是雷达软指标。对风速和风向的探测结果有明显影响的是仰角、方位角测量的不精确。若要提高仰角、方位角测量的精确度，就必须提高角度的自动跟踪系统的精确度、提高仰角和方位角测量系统的分辨率。衡量测距出现误差的大小的主要因素是测距分辨能力的高低，分辨能力的高低同样会对风速和风向测试的精准程度产生不可估量的影响。如果相关的工作人员难以及时发现这些软指标，因此，这些技术指标在探测工作中应该得到保障。
雷达装置的正常工作对系统宽带的要求比较高，往往需要比较充足的系统宽带。只有这样，才能让雷达接受信息的灵敏度即频率特性得到保证，才能让雷达能接收湿度、压强、温度相关数据后做出比较及时的处理。只有宽带系统富足，才能让疑点和误点出现的频率有效降低，进而让湿度、压强、温度等数据的精确度得到保证，进而让高空探测的资料质量得到保证。
（三）数据处理规范化。有了程序，才能进行数据的处理。只有拥有与气象探测规范标准相匹配的程序，才能让高空探测资料的准确度得到保障。通过实际工作经验，可以知道，通过不同的程序对同一个数据进行处理后，往往会出现差异或大或小的两种处理结果。不同的程序对数据进行处理的质量是不相同的。因此，程序的设计和更正需要在比较充足的管理权限下进行，只有程序的工作得到优化，程序对数据处理的结果才能更为准确，进而让高空探测资料的质量提高。
从高空探测记录的现状而言，规范人工干预有两个方式，包括计算机改进和人工改进。从人工的角度而言，不同的工作人员的工作方式差异很大，即使工作的是同一组数据，最终的处理结果也会有或大或小的差异。因此，规范数据处理过程尤为重要。将数据处理过程规范化主要可以从以下几个方面着手：1、在什么情况下，可以以适度、温度、压强所形成的数据点信息为依据，根据其发展趋向对数据进行修正？2、如何根据当前记录和历史数据，认定反常记录？3、什么情况下可以将适度、压强、温度信息忽略？4、疑点与非点可以如何辨析，平滑与非点的删除，应该谁先谁后？
（四）重视升空探空仪的检验。传统的基测方法是密封式的，其效果并不理想。新型基測方法，如：百叶箱基测等等。在规定的测试时间下，即使湿度传感器裸露在湿度比较大的空气中，其对湿度的测试也会保持合格的精准度。只有让其能与外界空气连通，才能有比较精确的对比，才能延长其在大气中的适应时间。还可以偶尔在施放时进行比对，进而保证其在上天之前的各项指标合格。基值的测定一般情况下是通过工作人员完成繁杂的读数和输入。在这样的工作方法下，工作人员占了主导位置，所以容易产生人工难以避免的失误。只有将计算机引入基测过程，并让计算机与基测箱共同协调工作，计算机才能将基测箱采集到的湿度、温度等信息进行自动化处理，进而让仪器在升空前的检测工作质量得到保证，降低了误差。为了确保探空仪的基测条件，需要定期做好湿球的纱布的更换，工作时应该用蒸馏水，确保轴流风扇的正常工作，确保电器箱后的气嘴畅通无阻。只有这些基本条件得到保证，才能避免伪合格现象的发生，才能保证基测数据的正常，进而保证高空探测的质量。
结语：随着经济水平的提高，人类科技飞速发展。各种新颖的高空探测设备的推出，为高空探测质量的提高提供了有利条件。同时，高空探测质量还受工作人员的专业素养的影响。为了提高高空探测数据的质量，本文综合分析了其影响因素，并提出了一些能提高高空探测质量的措施。现代化的探测设备下，工作人员的专业素养也必须提高，才能更好地提高高空探测质量。
参考文献
[1]李辉城，陈华，黎洁波，阎勇.高空气象探测测风计算方法的分析[J].气象研究与应用，2009（2）.
[2]吴恒.高空气象探测中重放球操作及信号干扰处理[J].南方农业，2015（30）.
[3]张丽萍.提高高空探测质量的方法及措施研究[J].农技服务，2015（1）.
[4]贺美萍.影响高空探测质量主要因素及应对措施[J].内蒙古农业科技，2015（4）
探测质量 篇4
气象数据为天气预报、气候分析、气象服务、科学研究等工作提供重要依据。在气象观测领域，高空气象探测所获得的第一手数据，揭示了各类天气现象产生的原因及其发生、发展的内在规律，因此常规高空气象探测数据非常重要。高空气象探测数据是通过每天施放无线电探空仪获取的，数据质量受到无线电探空仪、地理环境、无线电干扰、设备性能和各类异常天气的影响，探测结果与真实情况有一定的差异。随着气象科学事业的发展，科技工作者需要更高质量的观测数据。因此，对高空气象探测数据进行一定的质量控制，给使用者提供相对准确的数据资料，是高空气象探测人员必须思考和研究的课题。
2质量控制
质量控制是指为了达到质量要求，而采取的作业技术和活动。具体而言，质量控制是为了通过监视质量形成过程，消除质量环上所有阶段引起不合格或不满意效果的因素，以达到质量要求，获取经济效益，而采用的各种作业技术和活动。高空气象探测数据质量控制是指对观测数据质量进行检查以判断是否达到一定要求的过程，目的是对数据进行合理性检验，找出缺测的、错误的、可疑的数据，进行标记或通过数据内差等计算进行修正，确保提供的数据符合质量要求。［1］原始数据的质量对各项气候统计结果的可靠性和正确性产生直接影响，因此，质量控制是高空气象探测数据库建设非常重要的内容。一般而言，数据质量控制有以下两种方式：一是对原始探测数据在统计前进行质量检查；二是探测数据在完成信息化后对其重点进行质量控制。高空气象探测数据质量控制分为自动和人工两种，自动质量控制是根据温度、湿度、气压等曲线正常趋势，删除明显错误值后，通过最小二乘法多项式曲线拟合进行平滑。人工质量控制是操作员实时监控，通过历史数据资料库、数据变化趋势等对观测数据进行对比分析，删除明显错误值。
3影响高空气象探测数据质量的因素
探测质量 篇5
金属探测仪是一种主要运用于教育、安保、考古等领域的金属探测设备。例如,它可以帮助监考教师探查考生是否携带了违禁物品进入考场。然而,金属探测仪究竟能探测怎样的物质?“金属”指的是金属单质、金属元素,还是金属化合物?金属探测仪的探测效果和哪些因素有关?这些都值得研究。于是,我们决定组建一个研究性学习小组,就金属探测仪的功能及其探测效果做一次较为深入的研究。
基本构思:
我们向学校申请到了一支专用于考场的手持式金属探测仪,它的型号为MD-300型。从外观上看,它的主体是一个直径约14厘米的探测环,与环相连的手持杆长42厘米。探测环一旦发现“目标”,它的鸣叫器会发出尖锐的鸣叫声或振动器发生振动。
我们研究活动的基本做法是:将金属探测仪的探测环缓缓靠近被探测物,当探测仪发出鸣叫时,即用尺测量出被探测物与金属探测仪的探测环中心之间的距离。显然,物体的可探测距离越远,则说明其越容易被探测到,即该仪器越灵敏。为了确保实验结果的准确性、数据的可靠性,我们对所有的实验操作都重复3次,在数据上取其平均值,若有极值则舍去。
测试与分析:
1. 与元素形态的关系
铜和铁都是日常生活中被广泛使用的金属,所以我们首先对这两种金属的单质(块状固体)、固态化合物、溶液态化合物进行探测、对比,实验结果如下:
实验结果表明,金属探测仪所能探测的“金属”应该仅仅指游离态(即单质)的金属,而非广义上的“金属元素”。当金属一旦被转化为化合物,即无法被探测出。这不同于焰色反应,焰色反应所需要的“金属”则是广义上的“金属元素”。
2. 与金属形状的关系
以单质形式存在的金属还有外形的不同.例如,它们可以是细小粉末状的,可以是大颗粒状的,也可以是片状的、块状的等。首先,我们将化学实验中最常使用的金属粉末平铺在纸片上——加以探测,结果如下:
结果表明,金属粉末不能被探测到。实验中,即使使用较大量的金属粉末,甚至使用整瓶金属粉末,金属探测仪都“视而不见”。那么,如果将这些金属的粉末颗粒加以放大又会有怎样的结果呢?
由于实验室有现成的锌粒(直径约3毫米),这是制取氢气常备的药品。另外,铁钉也可以看做一种有固定外形的大颗粒。于是,我们对这两种大颗粒状的金属进行测试,结果锌粒和铁钉都“乖乖现形”了!
我们又对薄膜状金属、片状金属、块状金属进行了探测。实验对象为铝箔、银箔、锌片、铜片、铁块、铜块等。其中,银箔来自于“银镜反应”,我们直接对内壁上附着的薄薄一层银箔的试管进行了探测。结果表明,包括薄薄的银箔在内,这些金属无一“漏网”。实验结果如下:
值得一提的是,金属探测仪能透过试管的玻璃壁“觉察”到内壁上银金属的存在,这也表明,探测金属不一定要求金属处于完全暴露的状态。正是基于这一点,金属探测仪才能够被广泛地用于检测一些比较隐蔽的违禁物品。
3. 与金属质量的关系
由于锌粒是颗粒状的,对不同量的固体样品取用都比较方便,所以我们选择锌粒为研究对象。为控制变量,我们把不同质量的锌粒分别装入3只相同规格的试管中,向着试管的底部垂直探测,这样至少能确保被探测物的横截面积是相同的。结果如下:
由此可看出,金属质量越大,越容易被探测到;反之,金属质量太小,可能就很难探测到。
实验结论:
新型烟雾探测系统 篇6
为了在第一时间探测到火灾, 该新型烟雾探测系统能够探测、识别及评估任何个体物质。该新型探测系统作为火灾早期探测领域的一大创新, 可有效避免火灾误报的发生。
该新型探测系统建立在光学探测技术“大功率电源”进一步发展的基础上, 该光学探测技术能够对气溶胶进行分析, 并可以确定出是否涉及烟雾及其他干扰。这种多分类系统保证了该烟雾探测系统优于其他探测技术。光学探测系统的进一步发展促成了适用于各种应用的全新消防解决方案形成, 如该新系统可将香烟烟雾作为干扰源识别出来, 并发出相应提示信息。
参考文献
[1] David J Icove, John D dehaan. Forensic fire scene reconstruction[M].Trenton:New Jersey Brady.
[2] DU Lan-ping, MA Yi-tai, LIU Sheng-chun.Experimental research on fire flashovre characteristics in standard room[J].Journal of Thermal Science and Technology, 2006, 5 (1) :69-74.
[3] ZOU Gao-wan, LIU Shun-long, ZHOU Yun-ji, et al. Large eddy simulation of a compartment flashover fire[J]. Acty Aerodynamic sinica, 2006, 24 (1) : 10-14.
[4] Kim, Hyeong Jin, Lilley, David G. Comparison of criteria for room flashover[J]. Journal of Propulsion and Power, 2006, 18 (3) :674-648.
[5] CHEN Ai-ping, ZHANG Yun-ming, ZHANG Ying. Experimental studies of temperature rise rate of enclosure fires[J]. Fire Safety Science, 2004, 13 (1) : 57-62.
[6] LI Song-yang, ZONG Ruo-wen, TAN Jia-lei, et al. An analysis of experimental data and numerical simulation test on the compartment flashover fire[J]. Journal of Safety and Environment, 2008, 8 (5) :141-145.
[7] CHEN Ai-ping, Francis J. Studies on predicting flashover in enclosures[J]. Explosion and Shock Waves, 2003, 23 (4) : 368-374.
[8] Chow W K. Studies on flashover criteria of compartment fires[J]. Journal of Fire Science, 1997, 15 (2) : 95-107.
[9] Graham T L, Makhviladze G M, RobertsJ P. On the theory of flashover development[J]. Fire Safety Journal, 1995, 25 (3) : 229-235.
[10] LIU Bin, ZHENG Zi-wu. Studies on flashover criteria of compartment fires[J]. Science Technology and Engineering, 2009, 9 (10) : 2805-2807.
高大空间火灾探测技术 篇7
随着经济的发展, 建筑技术水平的提高, 具有高大空间的建筑物越来越多。这些场所如何进行火灾探测、报警的问题也突显出来。由于很多高大空间的体量已超出现行标准GB50116-2013规定设置的探测器所能探测的范围, 这就导致设计及实际落实中的不规范, 如果采取的方案及措施不合理, 直接的结果就是探测手段失效、失准, 为建筑物的安全留下隐患, 一旦发生火灾可能会带来重大损失甚至危及人员的生命安全。
2 高大空间火灾的特点
2.1 火灾蔓延速度快
在具有高大空间的建筑物内, 若室外温度低于室内温度, 由于室内空气密度小, 此时在中庭、楼梯、竖井等部位, 就会有上升的气流, 这种现象叫做“烟囱效应”。一旦发生火灾, 由于空间高大, 没有阻隔, 加之“烟囱效应”的作用, 火灾蔓延速度将非常快, 且扑救也相对困难。如1994年12月新疆克拉玛依火灾, 1998年5月北京玉泉营环岛家具城火灾, 1997年12月吉林长春商业城火灾, 1999年1月四川达川市百货商场火灾等, 都造成了严重的人员伤亡和经济损失。
2.2 探测响应时间长
受建筑本身如阳光屋顶、玻璃幕墙以及空调系统等影响, 高大空间建筑物内的气流扰动比较大。既有向上的气流 (如前所述) , 也有向下的气流。两种气流相互作用形成不同空气团, 从而出现空气分层现象:空间上部为热空气团, 下部为冷空气团 (或者相反) 。这种空气分层现象将阻碍火灾初期烟雾的上升, 甚至有可能使烟雾滞留于某一层面, 从而延误感烟探测器的报警时间。
另外, 高大空间多数也是人员聚集的场所, 这也加重了其火灾的危险性。
3 探测手段
正由于高大空间火灾的高危性且难于快速反应, 各国火灾防范专业人士一直致力于研究高大空间火灾探测技术。目前用于高大空间的火灾探测技术有红外光束探测、空气管采样探测、图像型火灾探测。
3.1 红外光束探测
红外光束探测有感烟式探测器和火焰探测器。
红外光束感烟探测器主要是由一个发射器和一个接收器构成, 工作原理是发射器发出红外光线, 如果接收器接受的光线减弱到设定的数值, 接收器就会发出报警信号。火焰探测器是探测火焰发出的红外 (或紫外) 光线, 达到设定值即可报警。
红外光束感烟探测器经常应用高度在20m左右的大空间, 火焰探测器的探测距离一般为30m左右。在火灾类型符合或须对火焰做出快速反应的场所, 应采用火焰探测器与红外光束感烟探测器叠加的探测方式, 如北京电视台的中庭即采用这种方式。
但红外光束感烟探测器有一定的局限性, 火焰探测器仅适宜有强烈火焰辐射和无阴燃的火灾;红外光束感烟探测器受环境影响比较多, 在有大量粉尘、机械振动干扰较大、探测光路上存在遮挡、磁场较强或高温的场所都不适用。
当被探测空间过高时, 烟雾探测器会受到以下两方面因素的影响而延迟报警时间:一是由于烟雾升起时不断混入空气, 升得越高, 混入空气越多, 而烟雾浓度也就越低, 这就意味着烟雾探测器不能及时报警;二是受空气分层现象的影响 (如前所述) 导致烟雾探测器不能及时报警。
3.2 空气管采样探测
空气管采样探测系统由采样管道、吸气泵、过滤器、探测腔以及控制器组成, 如图1所示。工作原理是通过吸气泵接连不断将防护区内的空气吸入采样管, 经过滤后进入探测腔, 通过激光进行分析和测定烟雾浓度, 根据不同的烟雾浓度值发出不同的告警信号。
传统红外光束感烟探测器属于被动式探测, 即烟雾必须达到探测器位置且浓度足够才可报警, 而空气管采样探测是主动的, 即使是微量烟雾也可探测到, 同时探测范围宽, 从阴燃阶段一直到可见烟雾阶段 (被动烟雾探测器的响应区) 设置4个报警级别。这样在火灾极早期便可发出告警, 为查找火源、控制火情发展以及人员疏散赢得更多的时间。
采样系统的工作原理决定了该系统的应用广泛性。空气管采样探测系统不存在振动、磁场干扰的问题;也不受空间形状、洁净度的限制, 即使是多尘的环境, 由于系统具有粉尘过滤环节, 避免了类似其他烟雾探测器的误报问题。如八一电影制片厂摄影棚, 棚高18m, 安装了空气管采样探测系统, 在运行近两年的时间内没有发生误报, 其间曾发生大功率灯具将缆线烤糊的情况, 采样系统及时发出告警, 避免了火灾的发生。
空气管采样探测也会受空气分层的影响, 导致空气采样探测的报警时间延长。
3.3 图像型火灾探测
目前图像型火灾探测有双波段火灾探测技术和光截面感烟火灾探测技术, 如图2所示。
1) 双波段图像型火灾探测系统由摄像机、并行处理器、信息处理主机构成。在该系统中将摄像机作为前端探测器, 获取监控现场的红外图像和彩色图像, 信息处理主机根据火灾燃烧过程中的光谱特性、色度特性、纹理特性、运动特性等, 对图像进行对比判别, 以此实现识别火灾信息的功能。它具有以下特点。
(1) 探测距离远, 响应速度快, 报警确认简单、直观, 能有效消除误报。
(2) 前端探测器可具有防爆、防潮功能, 轻松应对环境恶劣场所。
(3) 能对现场进行实时录像, 保留现场第一手资料, 为事后分析、处理提供依据。
2) 光截面图像感烟火灾探测系统由红外光源、红外摄像机、并行处理器、信息处理主机构成。在该系统中以红外光点阵作为发射器, 红外摄像机作为接收器, 通过分析探测区域红外光斑图像来判别火灾信息。其原理与红外光束感烟探测相同, 但具有以下特点。
(1) 对保护空间可以任意曲面式覆盖, 不需要准直光路, 一个接收器对应多个发射器。
(2) 图像探测克服了红外光束感烟探测器抗震能力差的缺点。
(3) 通过对点阵中相邻光束的分析, 可以避免红外光束感烟探测器由于偶然因素而引起的误报问题。
图像型火灾探测技术很好地解决了高大空间火灾探测中的灵敏度和可靠性问题, 能够准确区分真实火焰和各种干扰源, 如各种灯光、太阳辐射、电弧焊、耀斑辐射、黑体辐射、CO2热气体排放等, 适用于各种高大空间建筑物。
该探测手段在国内是一项新技术, 近年已有一些工程采用, 如上海旗忠森林网球中心及即将建成的武汉保利文化广场等。
4 结束语
对高大空间火灾探测方案的选择应建立在性能化设计基础上, 不同情况采取不同探测技术, 或者几种技术的混合。通过性能化设计, 对可能出现的火灾规模、类型, 烟雾在空间内的流动和扩散状况进行分析, 才能选出既科学有效又经济合理的探测方案。
摘要：论文总结了高大空间火灾的特点, 详细介绍了可用于高大空间火灾探测的各种手段, 并对高大空间火灾探测的设计提出建设性意见。
美国的深空探测 篇8
40多年来，美国先后发射了数十个深空探测器，已经把八大行星全探测过了。其中，“水手4号”、“信使号”探测了水星；“麦哲伦号”探测了金星；“海盗1号”、“海盗2号”、“勇气号”、“机遇号”、“凤凰号”等探测了火星；“先驱者10号”、“先驱者11号”、“旅行者2号”、“伽利略号”探测了木星；“旅行者2号”、“卡西尼号”探测了土星：“旅行者2号”探测了天王星和海王星；目前，美国的“新地平线号”正在飞向冥王星的途中。所以，太阳系的所有大行星，美国的探测器都登陆或飞掠探测过了。
美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行星际空间环境，重点是月球和火星，其次是金星、水星、木星和土星。1958-1968年间先后用“先驱者”号探测器等考察了月球，包括拍摄月面照片和分析月球土壤，为实现载人登月提供了科学资料。1962年发射的“水手2号”和1967年发射的“水手5号”先后在离金星35000千米和7600千米处掠过，测量了金星的大气密度和表面温度。1972年3月2日和1973年4月5日发射的“先驱者10号”和“先驱者11号”分别掠过木星，探测了木星的辐射带和大气层，拍摄了木星极区的照片。“先驱者10号”于1986年穿过冥王星的平均轨道，成为飞离太阳系的第一个航天器。
此外，“旅行者1号”在考察完土卫六后，完成了它的使命并于1988年11月离开太阳系，飞离地球110亿千米，成为迄今为止离地球最远的航天器，它目前仍在高速飞行，正在向太阳系边缘前进。“旅行者2号”也于1989年10月离开太阳系，朝天空中最亮的恒星——天狼星飞去。
两个“旅行者号”探测器肩负着寻访地外文明的历史使命，它们各带有一套反映人类状况的镀金铜质声像片和一枚金刚石唱针，放在铝制盒内，可保存10亿年左右。声像片的116幅照片和图表基本上反映了全人类的生活、文化、艺术、科学技术以及地球环境、自然界各种现象的概貌。录音带上有55种语言的问候语和各种自然现象的声音以及27首世界名曲的录音。它们作为地球的使者，漫游于茫茫宇宙，期待有一天能与地外文明相遇。
1994年1月21日，美国的“克莱门汀号”探测器在对月球南极进行探测时，首次发现月球南极可能存在水的直接证据。1998年1月7日，美国发射了“月球勘探者”环月探测器，它的主要任务是寻找月球上的水。它携带的中子谱仪的探测数据表明，月球南北两极可能存在凝结的水冰。“月球勘探者号”完成绕月探测使命后，高速撞向了月球上可能存在水冰的区域，以便通过巨大撞击能量产生水汽云，以进一步证明水的存在，但最终地球观测站和太空中的望远镜都没有观测到期待中的水汽云。为发现火星上的水资源，迄今为止美国、苏联都发射了近30个火星探测器。1996年美国发射的“火星探路者”在火星上放出一个叫“漫游者”的小机器人。它边移动边观察周围景物，并对岩石做频谱分析。它所拍的照片显示火星在远古时代的确发生过特大洪水。
美国航空航天局(NASA)于2003年发射两部火星探测器“勇气号”和“机遇号”，2004年降落在火星表面后一直漫游至今，主要目的是要探测火星表面是否曾经有水，以证明火星环境适合生存。NASA的科学家认为，火星上的小山坡与火山口显示：火星上曾有过大量流动水留下的痕迹。两部探测器上都装有相机，可以拍下360度的照片。其中“勇气号”于2007年底在火星一处低地顶部拍下了多张广角照片传回地球，有一张照片的左方出现了仿佛是人的物体。
21世纪初，美国、俄罗斯、欧盟各国、日本以及印度等国家或地区纷纷出台了一系列新的深空探测发展战略和相应的规划。为了实现这些战略和计划，首要之举就是突破关键技术。主要包括各种新型轨道设计与计算技术、结构与机构技术、热控技术、自主导航与控制技术、推进技术、能源技术、测控通信技术，此外还有核能等新型航天驱动力技术、高灵敏度探测设备和太空基地建设技术等。这些技术将是美国深空探测技术的革命性突破。一旦这些技术成熟，人类将从目前所能探测到的太阳系范围，向太阳系外部拓展。另外，最近美国贝勒大学两名物理学家还表示，未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡，并在它的帮助下以超光速速度飞行。科学家称这种超光速飞船要在遥远的未来才可能出现，并且需求助于暗能量，这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量，能够在不违背物理学原理的前提下为飞船提供超级动力。贝勒大学的这位物理学家说：“这无疑是一个巨大的能量。我们仍需要相当长时间才能让产生如此巨大的能量成为可能。”超光速旅行是爱因斯坦梦寐以求的事情，但从目前来看，这还不过是一个令人憧憬的科学幻想。
能源探测 篇9
实习内容：工程地质钻探
工程地质钻探
【内容摘要】
钻探工程——在地质勘探和建筑基础勘查中，用钻机按一定设计角度和方向施工钻孔，通过钻孔采取岩心（或矿心）、岩屑或在孔内下入测试仪器，以探查地下岩层、矿体、油气和地热等的工程。简称钻探。
工程地质钻探是利用钻探机械设备，探明工程区域地下一定深度内的工程地质情况，补充、验证地面测绘资料的勘探工作。
钻探机械设备主要包括钻机、泥浆泵、动力机和钻塔等。钻机是用于向地下钻孔的最重要的机械设备。泥浆泵又称钻井泵，是向钻孔里输送泥浆或清水等冲洗液的机械设备。钻塔又称井架，是架设在钻场或井场上方，配合钻机绞车进行升降钻具的塔架。
本文着重论述工程地质钻探应用范围，施工工艺技术要求，注意事项，施工过程中的观测判断与编录等方面问题。
【关键词】
工程地质；钻探工程；实际应用；施工工艺。
【实习目的】
了解复杂地层工程施工方式及方法，了解并理解钻探工艺应用于工程施工的方面及侧重点，增加实际工作经验。
【公司概况】
中煤科工集团西安院成立于1956年,是煤炭系统从事资源勘探、煤矿安全与环境保护的大型科研机构。1999年转制为国有重要骨干企业，现属国资委管理。
主要从事煤地质、水文地质与工程地质、地球物理勘探；钻探技术与工艺、岩土工程、环境工程、煤层气资源评价与开发等专业的应用基础研究、技术开发与服务，产品研发与生产，以及工程承包业务，其专业范围基本涵盖了煤田地质勘探与煤矿地质安全业的主要专业与技术领域。
现有职工总数800余人，下设地质研究所、水文地质研究所、钻探技术研究所、钻探机具研究所、地震勘探研究所、电法勘探研究所、物探仪器研究所、工程地质研究所、环境保护研究所以及陕西罗克岩土工程公司。还设有国家安全生产监督管理总局、煤矿安全监察局勘探设备检测检验中心以及国家安全生产技术保障体系矿山水灾事故预防与鉴定分析中心、国家矿山救援中心矿山水害防治救援技术研究分中心。西安院是国务院学位委员会批准的博士生、硕士生招收单位，现有博士生导师10人，已获学位以及在读的博士和硕士研究生120余人。
西安院是中国煤炭学会、中国地质学会下属的煤田地质专业委员会以及中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会的挂靠单位。
持有建设部颁发的工程勘察（甲级）、建筑业地基与基础施工(壹级)；煤炭部颁发的煤炭地质勘察(甲级)；国土资源部颁发的地
质勘查资质证书(甲级)；地质灾害危险性评估（甲级）；地质灾害防治工程勘察(甲级)、设计(甲级)、施工(甲级)、监理（乙级）；国家环保局颁发的环境影响评价(甲级)；国家计委颁发的工程咨询(甲级)；国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监督总局颁发的检测检验中心（甲级）等30多个资质证书。
西安院的主要产品包括：MK系列ZDY全液压坑道钻机、罗克牌钻头钻杆；物探仪器；地测软件等。
【具体内容】
第一章 工程地质钻探的目的、分类及特点
（一）工程地质钻探的目的：
1.揭露并划分地层，鉴定和描述岩土的性质和成分;
2.查明地质构造，不利地质现象的分布界限及形态等；
3.对孔内采取的岩石样品，进行分析实验，搞清岩石的物理、力学性质；
4.查明地下水的类型，水位测量，采取水样，分析地下水的物理化学性质；
5.在钻孔内进行原位测试。
（二）工程地质钻探的分类：
1.测绘孔：为工程测绘而钻的潜孔，在空中采取原装样品供室内试验使用，以查清建筑物基础的工程地质特征；
2.勘探孔：在勘探阶段中，了解建筑物基础的详细地质资料，决定施工方法；
3.控制孔：是为编制岩性和水文地质刨面进行工程地质分层；
4.实验孔：是为孔内进行原位测试水文地质实验二钻的孔。
（三）工程地质钻探的特点：
1.浅孔，一般50米以内；
2.取未扰动和原装土样；
3.孔内进行多种多样实验，时间较长，完成后必须止水，以防止地下水的侵入；
4.钻进条件变化大，勘察对象分散。
第二章 工程地质钻进方法和工具
（一）人力钻探、岩心钻探、人力冲击钻探、人力回转钻探、小径机械回转钻进及小径冲击回转钻进。
（二）机械振动钻进
1.振动钻进的适用范围
砂、亚砂、亚粘土、粘土地层；浅孔时，钻进效率越高，孔深和岩石较硬时，钻进效率低。
2.机械振动原理
振动器带动钻杆和钻头产生周期振动，使周围的岩土和土层也产生振动。由于振动频率较高，岩土层抗剪强度降低，在钻具和振动器自重及振动力的联合作用下，使钻头切入岩土层，从而实现钻进。
3.振动钻进可用两种方式实现
（1）振动器在孔上的上位冲锤；
（2）振动器在孔下的下位冲锤；
（注：两种方法比较起来，下位冲锤方式可以提高机械钻速，扩大振动钻的应用范围，使振动钻进的孔深可达25m~30m及钻进4~5及的岩石。）
4.用于地质勘探的振动器应满足下列要求：
（1）有足够的振动力以产生大的振幅，但不能超过设备及钻具的允许值；
（2）振动器自重应尽可能小些，自重大将使无益功增加和使钻杆上部变形；
（3）振动器所有零件在工作时要牢固可靠；
（4）振动器振频应不低于100次/min，一般为1200~1500次/min，振动频率小，则效率低；
（5）振动器工作时，要求最大振动力应比钻具或其他下沉的重量大20%~30%，振动器振动可调，最大振动力正比于偏心轮的重量、偏心距、转数的平方。改变这三个参数的大小就能调节振动力的大小。
5.振动钻钻头
带有切口的空心钻（φ73~168mm）切口有一、二、三个，切口多，强度和刚度低，钻头钻进时容易扭曲或劈开，管体内带有半含试容纳管。
（三）螺旋钻进方法
螺旋钻进方法是干式钻进，利用螺旋钻头，不断的回转将岩粉输送到地面或用螺旋钻杆本身将岩屑提到地表的一种钻进方法。孔径多为120~200mm；孔深为25~50m最深不超过100m。它适用于1~4及软岩层。
第三章 工程地质钻探设备
由于工程地质勘探规模日益增大，地下建筑工程日益增多，以往用岩心钻机代替已满足不了实际工作的需要，现已发展的不同类型的专用钻机。例如旋挖钻机、锚杆钻机、履带式坑道钻机。
第四章 采取沙土样品
浅谈有效探测钢轨伤损 篇10
随着我国铁路的迅速发展, 铁路运输成为了我国运输行业中使用最为广泛的交通工具。那么为了保证运输的安全性, 线路的安全是重中之重的环节。为了保证线路的安全畅通, 我们作为探伤工应该了解钢轨产生的各种伤损及其对线路的影响。同时还要找出, 发现并且克制它的有效地方法及措施。
1 淬火轨的负面影响及有效地探测方法
1.1 淬火轨的作用与负面影响
钢轨是承载列车安全运行的铁道线路中最为重要的环节之一, 曲线上股铺设的钢轨, 在使用一段时间后由于列车车轮的反复冲撞轨头内侧会逐渐形成侧面磨耗, 侧面磨耗达到一定程度就会直接影响列车的安全运行, 将会被视为重伤钢轨。而不能再继续使用。为了延长钢轨的使用寿命, 首先就要增强钢轨头部的耐磨性能。
为了解决这一问题, 近几年铺设的无缝线路曲线上股基本都是经过轨头淬火的钢轨。轨头淬火后, 钢轨的硬度得到了提高, 增强了耐磨性能, 但也带来了许多不利因素, 轨头淬火是从钢轨踏面往下10~12mm范围之间, 虽然钢轨内部化学成分经淬火后没有改变, 但在淬火层与非淬火层之间的晶粒结构却发生了细微变化, 一个金属整体形成了两种硬度。钢轨断面的硬度不一样使它的可焊性能受到了影响同时随着硬度的提高轨头的韧性也随之降低, 韧性降低也就是说钢轨内部晶粒与晶粒之间相互融合的拉力变小了, 拉力小了钢轨就比淬火前变得脆弱了。这种情况下如果钢轨在制造过程中有白点、气泡、偏析等疲劳源存在, 钢轨使用过程中疲劳源逐渐扩大, 极易造成钢轨的突然折断, 给行车安全埋下了极大的隐患。
1.2 探伤方法及措施
作业中从事钢轨探伤的人员都应该知道钢轨淬火后给探伤工作带来的难度和一旦发生断轨的后果是非常严重的, 所以我们在从事探伤工作时首先要加强自身的责任感, 增强安全意识, 加强业务技术的学习, 学习新技术, 熟练掌握数字化探伤仪的正确使用方法, 充分发挥数字化探伤仪的所有技术优势。在传统探伤工艺下, 开发创造新的探伤工艺, 以适应高速铁路的发展。
2 鱼鳞伤的产生及有效地探测方法
2.1 鱼鳞伤的产生及影响
鱼鳞伤是起源于轨头表面一种近似鱼鳞状金属碎裂的疲劳伤损裂纹始于轨头内侧圆弧附近, 顺列车运行方向向前延伸, 裂纹附近常有黑影。鱼鳞裂纹和黑影沿轨头横向发展的宽度一般6mm-20mm, 最深点在鱼鳞裂纹的前内角, 最深可达20mm。
这些鱼鳞纹随着时间的推移会向轨头横向和深处发展, 发展到深度5mm以上就很危险了, 因为钢轨的横向裂纹是最容易造成钢轨突然折断的伤损。细小的鱼鳞裂纹是垂直于钢轨踏面并伴有一定的倾斜角度, 构成了超声波的角反射原理, 探伤仪到此会连续发出嘟嘟的报警声, 并有上下跳动或位移量很小的回波, 由于这种现象的干扰会给探伤工准确地判断核伤带来很大难度, 经验不足或对伤损认识不清的探伤工遇有鱼鳞纹密集地段, 为减少这种干扰就会降低探伤灵敏度, 以抑制这种杂波的出现, 由于探伤灵敏度发生了变化其结果却连真正的核伤也很难以检测出来。
2.2 探测方法
从钢轨踏面上用传统探伤工艺难以辨认的可疑波型, 增加了用通用探伤仪手执K2.5探头从轨头侧面进行检测的手段, 这种方法可以有效地避开鱼鳞纹回波的干扰, 并增加了从不同方向、不同位置对轨头的检测, 虽然速度较慢, 但对鱼鳞纹密集地段出现的可疑波型或伤损数量异常地段, 在没有更科学、更先进的探伤方法时, 这种检测手段效果很好。灵敏度校正好后在探伤作业中遇有鱼鳞纹密集地段不得随意降低灵敏度, 特殊地段还应适当提高灵敏度1d B。同时要求每个探伤周期调换探头超声波发射方向和角度以保证对轨头的全断面探测遇有曲线先调整探头位置, 探头如压在鱼鳞纹上或紧贴鱼鳞纹对探伤效果都不好。然后再加强反向探测, 严格执行正、反、正方向的探测。探伤仪探头的配置应不少于三个70°探头, 其中不少于一个用一次波扫查, 两个用一次波和二次波扫查。盯住波型显示, 仔细校对出波、落波位置, 波型的位移量, 波幅的高低以及探头的位置, 70°探头二次波的位移量超过一大格, 波高满幅且回波清晰稳定, 应进行认真校对。
3 轨头伤损及有效的检测方法
从目前所掌握的资料分析, 钢轨形成伤损后未被探伤工及时发现而造成断轨的主要有两种伤损: (1) 轨头伤损; (2) 焊缝伤损。虽然螺孔裂纹伤损占伤损总量的比例很大, 但基本都能探测出来, 所以目前对轨头和焊缝探伤的工艺可能存在一定的问题需要加以改进。
随着无缝线路的延长, 铝热焊缝的数量也随之增加, 但我们使用的焊缝探伤仪却做不到对焊缝的全断面探测。轨腰与轨底连接的圆弧处就无法探测。用矩阵探头探测轨底, 这一区域虽然有可能扫查到但却无法接收回来。用k2.5或k2探头在轨底上部探测, 由于铝热焊缝焊道宽, 焊筋肥大, 焊筋反射波强烈, 而且焊筋的外观也不尽相同, 焊筋反射波的出波位置亦不固定。所以焊筋与伤损的反射波根本无法区分。
钢轨焊补由于焊接工艺等等原因, 大多数焊补层与钢轨母材金属晶粒组织不连续, 由于两者之间的不连续这一区域最易造成伤损, 也是由于不连续超声波是无法射及到的。
现在延用的70°探头偏斜20°角探测轨头, 对于60kg/m钢轨轨头偏中核伤的探测不利, 由于现场核伤倾斜角度不同虽然在声束覆盖范围之内, 但它的反射方向却发生了变化, 使得探伤仪发现了伤损却无法显示, 建议探测60kg/m钢轨时探头偏斜16°或18°。
钢轨探伤不同于超声波对其它工件的探伤, 它是室外作业, 是被检对象不动, 移动探测仪器来进行探伤作业的, 所以在进行钢轨探伤时必须要遵循接头、焊缝站;小腰慢;大腰匀速探的检查原则。慢走细检, 兼顾气候变化对探伤仪灵敏度的影响, 不放过任何一个可疑波型我车间由于认识到了淬火轨对探伤工作的负面影响, 并及时采取了有效的检测手段, 探伤质量得到了明显提高。
4 结束语