激光检测技术精选(九篇)
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第1篇：激光检测技术范文
关键词：图像实时检测；激光切割；数字图像处理
1 研究背景
随着科学技术的高速发展和人类文明的不断进步，随着市场竞争的激烈，传统的模切板加工方式已不能满足需要，而激光切割模切板具有高效率、高质量、高精度等特点，激光切割模切板取代传统方式的趋势日益明显[1]。激光切割模切板生产过程中，激光切割头和模切板运动速度可高达5m/min以上，割缝宽度往往小于1mm，很难用人工检查。随着数字图像处理在工业生产自动化系统中越来越广泛的应用，利用CCD提取割缝图像，并将其数字化后送往DSP进行处理，提取图像的特征，实现工业在线检测割缝宽度。因此，研究图像实时检测技术在激光切割中的应用具有一定的理论和现实意义。
2 数字图像处理方式
2.1 基于计算机
计算机上能用于图像处理的软件很多，如MATLAB，Visual C++等。C++通过图形设备接口和位图提供对数字图像处理编程的最基本支持。MATLAB图像处理工具箱封装了一系列针对不同图像处理需求的标准算法。但是缺点也很明显：处理速度较慢，体积较大，功耗也很大。
2.2 基于FPGA
使用FPGA作为图像处理系统的核心。FPGA集成了SRAM存储器、数字信号处理（DSP）、乘法器模块、串行收发器、存储控制器和高级I/O接口等功能。FPGA的使用非常灵活，由于硬件的并行性，可以实现图像的高速处理。不过FPGA的编程采用硬件描述语言，复杂的算法比较难实现。
2.3 基于DSP
DSP处理器是专门设计用来进行高速数字信号处理的微处理器。DSP易于满足图像处理中运算量大、实时性强、数据传输速率高等要求，而且有与计算机强大的多媒体交互能力。除了硬件结构的优越性之外，DSP还有特殊指令可以缩短程序运行时间。DSP的开发也相对简单，如TI的DSP有自己的集成开发环境CCS，采用C语言编程，有过其他软件编程经验的开发人员都很容易上手。
3 工程设计
3.1 采取旁轴集成
检测装置采取旁轴的方式集成到激光切割机上，这主要是考虑到了旁轴结构的简单性。
3.2 采用辅助光源加滤波片
通过采用“加装恒定功率的蓝紫光灯配合只能通过蓝紫光的滤波片”的方案，完善了采集图像的硬件设备。排除了光斑和燃烧焰的影响，很大程度上排除了存在不确定性的可见光干扰，从物理手段上大幅提高采集图像的图像质量，有助于提高系统的精确性。同时也降低了算法的难度，减轻了DSP的负担，提高了系统的实时性。
3.3 采用基于DSP的图像处理系统[2]
将CCD采集的图像经过模数转成数字图像送入DSP，由DSP对图像进行处理。这种设计方案的优点是简单、灵活，成本比较低，便于实际中应用。
4 算法设计
4.1 滤波去噪
在获取或传输图像的过程中不可避免地会产生图像噪声，从而使图像的质量下降、特征模糊，给后续的图像分析带来很大的麻烦。滤波的目的就是除去图像中的噪声，以便对图像做进一步的处理。
图像滤波我们采用的是中值滤波，中值滤波对脉冲噪声有良好的滤除作用，特别是在滤除噪声的同时，能够保护信号的边缘，使之不被模糊。此外，中值滤波的算法比较简单，也易于用硬件实现。经过滤波以后，图像的噪声大幅度减小。
4.2 图像分割
图像分割的目的是为了从已有的图像中提取感兴趣的区域和信息，用于后续的处理。在本算法里面就是把割缝从背景中分离，用于后续的缝宽检测。我们采用的是阈值二值化，阈值二值化（分割）具有快速和有效性，它的基本目的在于按照灰度级将图像空间划分成与现实景物相对应的一些有意义的区域。经过实践，能够很好地把背景和割缝分离开来。
4.3 缝宽计算
首先通过行扫描或列扫描，记录下黑色像素点数目。然后求取差方和最小的几行（列）作为图像最佳计算区域。同时计算割缝走向斜率，把黑色像素点数（宽度）换算成割缝宽度，然后结合实验数据换算成实际的割缝宽度。
5 系统的实时性，精确性论证
设计预期是测量精度达到0.1mm，响应时间小于0.1s。满足模切板加工要求。
5.1 精确度的论证
当缝宽为1mm左右时，误差为0.0144mm，最大误差0.0246mm，满足预期目标要求。同时，我们采用标准切割件做了一个简单的定标。结果完全符合预期。
5.2 实时性的论证
把预处理和缝宽计算代码放到MFC框架下运行。通过Profile功能查看算法耗时，可见耗时（加上调用的Windows库函数）在12毫秒以内。测试使用PC机MIPS为25000左右。
6 结束语
文章对于图像实时检测技术在激光切割中的应用进行了研究。通过实时图像检测技术有利于进一步提高加工精度，提高模切板加工的良品率。这样带来了安装的方便和低廉的成本，稍具水平的电子厂商都能生成系统的电路板和相关模块，成本可以控制在绝大多数企业都能接受的范围内。
可见“图像实时检测技术在激光切割中的应用研究”对于实际的工业生产有着很直观的经济效益。
参考文献
[1]方石银.激光切割模切板研究[D].湖南大学，2005：9.
[2]张妍.基于DSP的混凝土裂缝宽度测量系统的设计及实验研究[D].
第2篇：激光检测技术范文
【关键词】光电检测技术 课程内容 实验 考核
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）02-0069-02
随着现代科学技术的快速发展，光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用的新兴技术，因其测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、传递信息效率高、自动化程度高等突出特点，成为现代检测技术最重要的手段和方法之一。在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中应用得非常广泛，是现代信息类工科学生必须掌握的知识。
自2004年起，光电检测技术课程成为北京信息科技大学光信息科学与技术和测控技术与仪器两个专业共同的一门重要专业课。该课程将光学检测技术与现代微电子技术、计算机技术紧密结合起来，深入讲解各种光电转换技术及器件的原理、特性和基本用法，结合具体应用，详细介绍各种激光干涉、衍射，光纤传感等光电检测方法、技术及系统，最终让学生深入理解光电技术的基础理论和基本知识，对各种光电器件和光电检测技术有一个全面的认识，并且掌握多种光电检测方法，以便在实践中熟练应用，为学生今后的工作打下坚实的基础。理解和掌握这门课程，对于提高学生素质和培养分析能力、创新能力都有重要意义。
同时由于光电检测技术以光电子学为基础，以光电子器件为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用，这正是学院仪器科学与技术和光学工程两个一级学科共同的研究方向。学院众多教师在该方向的长期科学研究过程中，不断加深对光电检测技术的基本理论、实施方法、系统和关键技术的理解和应用，在光、机、电、计算机相结合的激光干涉测量、激光衍射测量、激光跟踪测量、光纤传感检测、光电多自由度监测等各种物理参数测量仪器和系统方面展开了深入研究，取得了丰硕的研究成果并积累了丰富的科研经验。
2013年开始，以精品课程为目标，我们深入开展了光电检测技术课程建设，涉及课程教学内容的更新、实验环节的改进和考核方式的改革等。
一 教学内容
如图所示，一个典型的光电检测系统包括光学处理部分、电子学处理部分，两者通过光电转换部分有机连接成一个整体。与之相对应，光电检测技术课程内容多、发展快、涉及知识面广。为此，我们首先对授课内容进行比较分析和归纳总结，提炼出最基础的关键原理，同时吸取众家之长，结合专业特点，补充有代表性的最新应用。
首先对应用光学、物理光学、信息光学等课程已经讲授的内容大幅度减少授课学时，例如光电检测中常见光源、光学系统和设备相关内容的学时压缩一半；但鉴于辐射度和光度学是专业选修课，一部分学生没有选修，一部分学生选修后掌握不够多，将该部分知识的讲解课时适当增加，补充了一些与学生日常生活关联度高的内容，增强学生学习的兴趣；强化光电转换器件部分，如前所述，该部分所介绍的各种光电转换器件是光电检测技术的关键环节，深入介绍了各种光电子发射探测器、光电导探测器、光伏探测器、光电成像器件的原理、特性和基础应用，还专门介绍了应用日益广泛的红外热成像探测器；同时考虑到调制解调技术在光电检测系统中的广泛使用，专门对此技术做了重点讲解。调整后整体内容更丰富，兼顾了基础原理和实际应用，学生反馈良好。
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* 北京信息科技大学课程建设项目资助
我们还将课程内容与后续的专业综合实践环节相配合。因为学院两个专业都开设有专业综合实践环节，该环节主要培养学生综合运用所学知识掌握某些光机电系统的设计能力，将所学与实际应用有机结合起来，最终提高学生分析问题和解决问题的能力，培养他们的创新意识及创新能力。光电检测技术正是与专业综合实践相对应的一门重要的综合性课程，我们在授课过程中有意识地将后期综合实践可能涉及的内容经提炼后引入到课程教学中，前期培养学生的综合应用意识和能力，为后续的综合实践环节打好基础。
二 实验环节
课程设有8个学时的实验。通过较充分的实验，使学生在掌握光电检测技术基本理论知识的基础上，培养设计和实施工程实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
但我们发现，学生在综合运用理论和技术手段设计系统的能力有所欠缺，主动性不足。为此，我们特别增加了学生自主设计实验，例如让学生自主设计一个光强自动控制装置，能够探测环境的光强，当环境光暗到一定程度后（根据环境情况，制定特定的照度值），能点亮LED。并且环境光越暗，LED越亮。通过此实验，促使学生了解各种光强探测原理及传感器，选择合适的光强探测传感器并设计其驱动电路，掌握输出光强控制方法并设计相关电路，掌握实验调试方法和实验数据分析处理方法。整个实验由学生自主设计，在设计方案审核通过后自主搭建系统并完成功能调试，最终提交完整的设计报告，包括任务分析、调研、系统方案设计、成本核算、具体电路设计、调试过程和测试结果处理。这样的实验学生参与度高、效果更好，对提高学生知识的综合运用能力和手脑结合的能力有较大帮助。
三 考核方式
该课程加强了过程考核，增加了平时作业、课堂表现、小组专题宣讲和实验部分在总成绩中的占比，特别是对于平时表现和实验部分成绩优秀的学生，本人申请获批后，可以免书面考试，以实物作品、论文、竞赛来代替。
对于大多数学生的期末考试，在出题过程中有意识地与课程目标紧密呼应。本课程的课程目标按照工程教育认证标准，主要涉及了通用标准毕业要求各种能力的培养，因此试卷题目也从各个角度对学生的以上能力进行考核。例如，为考核学生了解光电检测技术的现状和发展趋势情况，我们出了让学生填写近年来诺贝尔物理奖主要内容的题目。又比如，为了考核学生掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有综合运用理论和技术手段设计系统的能力，设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素的情况，我们在考试中有针对性地出了分值较高的光电检测系统综合设计型题目，加强了对学生综合分析和设计能力的考核。
四 结束语
借助光电检测技术课程建设，我们对该课程展开了全面探索和改进，紧密结合工程教育专业认证的要求，梳理了课程教学的内容，增加了学生自主综合实验，改进了课程考核方式，增强了学生的学习兴趣，提高了学生的综合分析和设计能力，初步达到了建设目标。
参考文献
[1]雷玉堂.光电检测技术（第2版）[M].北京：中国计量出版社，2009
[2]浦昭邦、赵辉.光电测试技术（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2010
第3篇：激光检测技术范文
关键词：分布式监测 光纤
1、 我国大坝分布式光纤监测技术应用概况
20世纪70年代，光纤监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来。与传统的监测技术相比，光纤监测技术有一系列独特的优点：
（1）
光纤传感器的光信号作为载体，光纤为媒质，光纤的纤芯材料为二氧化硅，因此，该传感器具有耐腐蚀，抗电磁干扰，防雷击等特点，属本质安全。
（2）
光纤本身轻细纤柔，光纤传感器的体积小，重量轻，不仅便于布设安装，而且对埋设部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设。
（3）
灵敏度高，可靠性好，使用寿命长。
分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外，还具有以下二个显著的优点：
（1）
可以准确的测出光纤沿线任一点的监测量，信息量大，成果直观。
（2）
光纤既作为传感器，又作为传输介质，结构简单，不仅方便施工，潜在故障大大低于传统技术，可维护性强，而且性能价格比好。
我国从20世纪90年代后期在新疆石门子水库首次利用分布式光纤监测技术测量碾压砼拱坝温度以来，至今已有多个工程应用，并且，我国已有专门从事分布式光纤监测仪器设备制造厂——宁波振东光电有限公司，发展极为迅速。
由于水电水利工程中有许多物理场需要监测，如温度场、应力场、位移场、渗流场，等等。以往采用单点监测方法，测点少，成果不直观，需要通过分析才能最终了解场的情况，这种传统的单点监测方法不仅费工、费时、费钱，而且效果也不理想。而如果采用分布式光纤监测技术就可以准确地测定光纤沿线任一点上的温度、应力和位移，信息量大，成果直观。如果将光纤按一定的网络铺设，可实现对大坝安全的全方位监测，可以克服传统点式监测容易漏测和渗流难以定位的弊端，极大提高安全监测的有效性，如俄罗斯萨扬.舒申斯克重力拱坝，内部仪器埋设达2500多支，竟未测出坝基长达486m的水平缝，直至该缝向坝内延伸20余米，引起廊道漏水才被发觉，这充分说明点式监测的局限性，因此，分布式光纤监测技术倍受青睐。从监测内容看，当前我国应用大致可分为四类。
第一类是温度监测。如设置于新疆石门子碾压砼拱坝内的分布式光纤温度监测系统，设置于三峡大坝内的分布式测温系统，设置于广东长调水电站砼面板的温度监测系统，等等。由于分布式光纤监测测点多，信息量大，都获得了较好的监测成果，较全面地反映了大坝温度场的分布情况。
第二类是渗流定位监测。如设置于广东长调水电站面板周边缝的分布式光纤温度——渗流监测系统。水库蓄水期间，即发现周边缝有几处渗漏点，对渗漏定位相当有效。
第三类是位移和随机裂缝监测。如设置于隔河岩电站水库覃家田滑坡中的螺旋型分布式光纤位移监测系统，设置于湖北古洞口面板堆石坝面板上的随机裂缝光纤自诊断系统。由于单模光纤抗拉强度不高，能测随机裂缝的缝宽不大，当裂缝大于2mm时，光纤易被拉断。因此，对随机裂缝的监测生命期尚不长。
第四类是裂缝监测。如设置于古洞口面板堆石坝周边缝面板间缝的准分布式光纤测缝计监测系统。通过监测，也获得了光纤测缝计埋设处缝宽变化的较好效果。
当前，在建和拟建的水电水利工程，如索风营水电站、景洪水电站、三板溪水电站、水布垭水电站、坦肯水电站、锦屏一级水电站、瀑布沟水电站、拉西瓦水电站等等，在大坝安全监测中，都正在或计划采用分布式光纤监测系统。
分布式光纤监测技术在碾压混凝土坝的应用发展较快，继新疆石门子碾压混凝土拱坝后，索风营碾压混凝土重力坝，景洪碾压混凝土重力坝都已经和准备应用。对碾压混凝土坝，分布式光纤监测具有较大的应用优势，因为它对施工干扰小，它既具有监测温度场的功能，又兼有对碾压层面进行渗流定位监测的功能。从目前应用情况来看，光纤网络布置有二种形式。一种是平面网络形式，光纤连续地沿坝体横断面自下而上作蛇形布置；另一种是空间网络形式，取某坝段作监测对象，光纤自下而上连续地沿水平截面从左至右或从右至左作蛇形布置。空间网络布置不仅可以监测多个横断面的温度场，了解施工期和运行期坝体温度空间分布和变化情况，而且可以对碾压层面进行渗流定位监测。
2、 两种分布式光纤监测系统
分布式光纤监测系统其实是分布调制的是光纤传感系统。所谓分布调制，就是沿光纤传输路径上的外界信号以一定的方式对光纤中的光波进行不断调制（传感），在光纤中形成调制信息谱带，并通过独特的检测技术，介调调制信号谱带，从而获得外界场信号的大小及空间分布。因此，分布式光纤监测系统通常由激光光源，传感光纤（缆）和检测单元组成，是一种自动化的监测系统。
按照调制方式的不同，分布式光纤监测系统分为分布式传光型光纤监测系统和分布式传感型光纤监测系统或准分布式光纤监测系统和分布式光纤监测系统。
2.1分布式传光型(准分布式)光纤监测系统
分布式传光型光纤监测系统的特点是：将呈一定空间分布的相同调制类型的光纤传感器耦合到一根或多根光纤总线上，通过寻址、介调检测出被测量的大小。分布式传光型监测系统实质上是多个分立式光纤传感器的复用系统，故又称准分布式光纤监测系统或非本征型分布式光纤监测系统。光纤总线仅起传光作用，不起传感作用。根据寻址方式不同，分布式传光型光纤监测系统可分为时分复用、波分复用、频分复用、偏分复用和空分复用等几类。其中，时分复用、波分复用和空分复用技术较成熟，复用的点数较多。
1、 时分复用
时分复用靠耦合于同一根光纤上的传感器之间的光程差，即光纤对光波的延迟效应来寻址。当一脉宽小于光纤总线上相邻传感器之间的传输时间的光脉冲自光纤总线输入端注入时，由于光纤总线上各传感器距光脉冲发射端的距离不同，在光纤总线的终端（或始端）将会接收到许多光脉冲，其中每一个光脉冲对应光纤总线上的一个传感器，光脉冲的延时即反应传感器在光纤总线上的地址，光脉冲的幅度或波长的变化即反应该点被测量的大小。在这里，注入的光脉冲越窄，传感器在光纤总线上的允许间距越小，可耦合的传感器越多，但是，对介调系统的要求越苛刻。
2、 波分复用
波分复用是通过光纤总线上各传感器的调制信号的特征波长来寻址。当光源发出的连续宽带光（经光波长编码）注入光纤总线时，在光纤传感器与监测量发生耦合作用，对该宽带光有选择地反射回相应的一个窄带光，并沿原传输光纤返回，其余宽带光则直接透射过去继续前进，遇到第2个光纤传感器，又有选择地反射回相应的一个窄带光。由于各传感器的特征波长不同，通过滤波/解码系统即可求出被测信号的大小和位置。该法由于一些实际部件的限制，总线上允许的传感器数目不多，一般为8—12个。 3、 频分复用
频分复用是将多个光源调制在不同的频率上，经过各分立的传感器汇集在一根或多根光纤总线上，每个传感器的信息即包含在总线信号中的对应频率分量上。采用光源强度调制的频分复用技术可用于光强调制型传感器，采用光源光频调制的频分复用技术可以用于光相位调制型传感器。
4、 空分复用
空分复用是将各传感器的接收光纤的终端按空间位置编码，通过扫描机构控制光开关选址。这时，开关网络应合理布置，信道间隔应选择合适，以保证在某一时刻单光源仅与一个传感器通道相连。空分复用的优点是能够准确地进行空间选址，实际复用的传感器不能太多，以少于10个为佳。
目前国内北京品傲光电科技有限公司和武汉理工大学研制的准分布式光纤监测系统都是采用了光纤光栅传感器，传感信号为波长调制，系统采用波分复用技术。
三峡大学研制了由“光纤裂缝计”和“光纤测缝计智能分析仪”组成的准分布式光纤监测系统，采用的是根据光强调制的测缝计，询址采用的是时分复用技术。
准分布式光纤监测系统通过将多个相同类型或不同类型的传感在一条光纤上串接复用，减少了传输线路，方便了施工，大大简化了线路的布设。并且，可以实现多点同时测量，避免了以往逐点测量不同步的弊端。但是，准分布式光纤监测系统存在如下不足：
（1）
由于分布式传光型光纤监测系统是通过一条光纤将若干个光纤传感器串接而成，系统的光功率损耗较大，因此，一条光纤只能接入有限的光纤传感器，如分布式光纤光栅监测系统一般仅能接入8—12个光纤传感器。
（2）
分布式传光型光纤监测系统实质上是多个单测点光纤传感的串接复用系统。一旦系统埋设安装后，测点无法增加。
2.2分布式传感型(分布式)光纤监测系统
分布式传感型光纤监测系统的特点是，利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，光纤总线不仅起传光作用，还起传感作用，所以分布式传感型光纤监测系统又称本征分布式光纤监测系统，或全分布式光纤监测系统，简称分布式光纤检测系统。
分布式传感型光纤监测系统有下列优点：
（1）
信息量大。分布式传感型光纤监测系统能在整个连续光纤的长度上，以距离的连续函数的形式传感出被测参数随光纤长度方向的变化，即光纤任一点都是“传感器”，它的信息量可以说是海量信息。
（2）
结构简单，可靠性高。由于分布式传感型光纤监测系统的光纤总线不仅起传光作用，而且起传感作用，因此结构异常简单，方便施工，潜在故障少，可维护性好，可靠性高。
（3）
使用方便。光纤埋设后，测点可以按需要设定，可以取2m距离为一个测点，也可以取1m距离为一个测点等，按需要可以改变设定。因此，在病害定位监测时极其方便。
（4）
性能价格比好。目前，光纤价格不高，一条光纤的测点又可达成百上千个，因此，每一个测点的价格就远远低于传统单测点的价格，性能价格比相当好。
分布式光纤监测系统相对于电信号为基础的传感监测系统和点式光纤监测系统而言，无论是从监测技术的难度、监测量的内容及指标，还是从监测的场合和范围都提高到了一个新的阶段。
3、展望
当前，分布式光纤监测系统主要是一种时域分布式光纤监测系统，它的技术基础是光时域反射技术OTDR（optical time—domain reflectormetry）。OTDR最初用于评价光学通信领域中光纤、光缆和耦合器的性能，是用于检验光纤损耗特性、光纤故障的手段，其工作机理是脉冲激光器向被测光纤发射光脉冲，该光脉冲通过光纤时由于光纤存在折射率的微观不均匀性，以及光纤微观特性的变化，有一部分光会偏离原来的传播向空间散射，在光纤中形成后向散射光和前向散射光。其中，后向散射光向后传播至光纤的始端，经定向耦合器送至光电检测系统。由于每一个向后传播的散射光对应光纤总线上的一个测点，散射光的延时即反应在光纤总线上的位置。
由于从光纤返回的后向散射光有3种成分：
（1）
由光纤折射率的微小变化引起的瑞利（RayLeigh）散射，其频率与入射光相同；
（2）
由光子与光声子相互作用而引起的拉曼（Raman）散射，其频率与入射光相差几十太赫兹；
（3）
由光子与光纤内弹性声波场低频声子相互作用而引起的布里渊（Brillouin）散射。其频率与入射光相差几十吉赫兹。
因此，时域分布光纤检测系统按光的载体可分为三种形式：基于拉曼散射的分布式光纤检测系统、基于瑞利散射的分布式光纤监测系统和基于布里渊散射的分布式光纤检测系统。当前，前二种形式的研究和应用较多，后一种形式是国际上近年来才研发出来的一项尖端技术，国内研究才刚刚起步。由于后一种形式可用来测量光纤沿线的应变分布，可以预计，不久在这方面将有所突破，并且前二种形式将发展成更多的应用种类，逐渐向大坝安全监测的各个领域渗透。光纤网络布置形式将更趋丰富多样，更趋科学合理。
与此同时，准分布式光纤监测系统将获得较大发展，以光纤应变计组成的三向应变和二向应变的准分布式监测系统将面世；同一坝段一些非物理场类监测量，如裂缝监测，以及同一区域一些非物理场类监测量，如预应力监测，将出现更多的准分布式光纤监测系统，从而使相关量获得同步观测，大大提高观测资料的质量。
4、结语
分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶，是一种理想的大坝安全监测系统，广大安全监测工作者应予以积极推广。
分布式光纤经久耐用，安全可靠，由它构成的网络可以遍布坝体，这些光纤网络犹如神经系统，可以感知坝体各部位相关信息，大坝因此而有望成为一种机敏结构。
可以感觉到，光纤智能大坝正在悄悄地向我们走来。
参考文献
1、B.culshaw J.Dakin：光纤传感器（M）华中理工大学出版社 1997.7
2、蔡德所：光纤传感技术在大坝工程中的应用（M）中国水利水电出版社 2002.12
3、秦一涛，刘剑鸣等：分布式光纤温度监测系统在长调水电站中的应用实践（J）
第4篇：激光检测技术范文
摘 要 目的：研究热盐水灌胃导致的大鼠萎缩性胃炎（CAG）胃黏膜组织细胞HSP及Fas表达状态，以探讨CAG发病机制及长期热咸饮食与慢性萎缩性胃炎发生的关系。方法：采用热盐水灌胃建立大鼠萎缩性胃炎动物模型，选取大鼠胃窦及部分胃体组织行激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)标本制备，并对组织细胞结构的变化进行动态观察。结果：正常组胃黏膜组织细胞未见阳性表达，热盐水组在第12周，在细胞浆中可见HSP及Fas表达，呈均质颗粒状，第24、32及65周时表达更加明显，双标记中可见HSP和Fas共同表达。结论：热盐水长期灌胃可导致胃黏膜出现萎缩，HSP和Fas表达增加，激光扫描共聚焦显微镜检测技术具有分辨率高、灵敏度高等特点，为细胞和组织内部超微结构的研究提供了新的技术和方法。
关键词 热盐水 胃黏膜 HSP Fas 免疫荧光 激光扫描共聚焦显微镜
资料与方法
一般资料：7周龄健康、性成熟的雄性SD大鼠（由第四军医动物实验中心提供）64只，体质量200～250g，随机分为3组，即正常喂养组、正常对照组和热盐水组，每组各20只。采用架式笼养，恒温24±1℃，湿度50%～60%。
大鼠萎缩性胃炎模型的制作：正常喂养组为正常喂养，饮白开水；正常对照组为25℃白开水灌胃，每次2.5ml，1次/日；热盐水组为55℃ 15%盐水灌胃，每次2.5ml，1次/日。实验开始，先处死4只正常组大鼠，并留取胃大体标本作为对照。以后各组分别于4、8、12、24、32、65周各随机取4只，以观察黏膜萎缩情况。
免疫荧光及激光扫描共聚焦显微镜检测技术：按身体质量与给药容积比值为0.5%，腹腔注射戊巴比妥麻醉。取出鼠胃，沿大鼠胃小弯条状取材，包括胃窦及部分胃体，做组织切片。胃黏膜组织bcl-2和COX-2蛋白表达采用激光共聚焦免疫荧光双标方法。所需仪器（荧光显微镜、恒温箱、荧光分光光度仪、电镜、共焦镜等）由第四军医大学提供，免疫荧光双标记检测试剂盒由武汉博士德公司提供。
具体步骤：将组织切片在二甲苯中浸3次，每次10分钟；脱蜡后切片依次浸入1000ml/L、 950ml/L、700ml/L梯度乙醇中脱二甲苯，每次2分钟；至蒸馏水中浸5分钟，0.01mol/L的PBS振洗3次，每次5 分钟；正常山羊血清封闭，37℃，30 分钟。分别滴加 1：1混合的兔抗大鼠Fas(1:100)和小鼠抗大鼠HSP70(1:200)，设空白对照（无一抗，加PBS）和抗体特异性对照（加一抗不加二抗，加二抗不加一抗），所有切片同时染色。切片加入一抗后，置于湿盒内，4℃过夜；取出后37℃复温60 分钟，0.01mol/L PBS振洗3次，每次5 分钟；免疫荧光双标记分别滴加 1:1混合的FITC标记的羊抗小鼠IgG和罗丹明标记羊抗兔IgG，37℃，40 分钟；0.01mol/L PBS振洗3次，每次5 分钟；10%缓冲甘油封片。
激光扫描共聚焦显微镜观察：所用LSCM的型号为MRC-1024，装有Zeis100显微镜，用于FITC的激发波长为488nm，568nm用于激发Texas Red，用于图像采集的显微镜物镜为Plan-Neofluar 40倍油浸镜，数值孔径（NA）为1.3，图像存为512×512像素类型，焦距值设为1.0，若需要更大的放大倍数时，可以选择更大的焦距值范围，扫描所用的激光值依据样本不同可以在共聚焦系统提供的梯值中选择。
结 果
激光共聚焦显微镜观察显示：正常组胃黏膜组织细胞未见阳性表达，热盐水组在第12周，在细胞浆中可见HSP和Fas表达，呈均质颗粒状，到24、32及65周时表达更加明显。双标记中可见HSP和Fas共同表达。
讨 论
研究认为，慢性萎缩性胃炎的病理形成主要是各种致病因素的长期刺激或继发的宿主炎症反应，导致胃黏膜深层损害和腺体破坏，使胃黏膜不能完全修复再生，从而形成胃黏膜腺体萎缩和（或）肠化生。慢性萎缩性胃炎与胃癌发生密切相关，被列为胃癌前状态。
本研究采用激光扫描共聚焦显微镜检测技术对胃黏膜上皮组织细胞HSP和Fas等蛋白进行了双标记表达，利用计算机控制及图像处理技术，实现图像的优化、三维重建和时空的程序控制，从而得到了细胞内部超微结构的荧光图像，其分辨率比以往光学成像的分辨率高出30%～40%，灵敏度高，为细胞和组织内部超微结构的研究提供了新的技术和方法。
参考文献
第5篇：激光检测技术范文
（1）通过告警接口适配器来对光传输设备网管中的故障告警信号进行采集，一旦采集到了相关的故障信心，那么设备就会告警，然后启动OTDR进行故障的扫描判断，判断出故障的大致位置，并进行定位，以便于工作人员比较准备的找到故障位置进行维修，但是，网管告警中经常会有一些非光缆中断的因素，所以这就对告警接口适配器提出了一些要求，必须能够支持多种接口和协议，可以比较精确的翻译出报警信息。
（2）跨段监测和跨段故障扫描。通过对无源光器件或在光缆跨接处跳纤，就能够实现监测多段连续的光纤线路的远距离在线或者空闲纤芯的工作，针对不同的监测方式，则必须要根据实际的情况对检测的方法进行重新的设计，以实现跨段监测，在线监测只能测试一段业务信号，不能实现跨段监测，只能实现跨段故障扫描，当使用在线检测模式的时候，由于OTDR故障检测信号和业务信号共用纤芯，跨段设计需要在跨段点上增加两套无源的波分复用设备（FCM），使测试信号可以旁路。上面介绍的所有的测试方法，空闲芯检测方法不影响相关光纤的正常工作，也不会对相关的传输信号造成干扰，系统的稳定性高，且构造比较简单，性价比高，且空闲芯检测支持跨段监测和跨段故障扫描，能够扩大监测的范围，因此，当前这种方法应用得最多。
2光缆通信监测系统的硬件平台
光缆通信检测系统式整个电力通信网络中一个非常重要的子系统，为了确保电力通信系统的正常运行，因此应该有一个个系统能够对大规模的光纤网络资源进行管理和维护，且应该支持多级管理和维护，以保证系统运行的稳定性。
（1）一级监控中心。一级监控中心主要负责大区域的监测，去监测多级多层的光缆网络，并且要有一个与检测规模相对应的监测中心，数据通信网可以将各级的监控中心有效的连接起来，并且将他们各自监测到数据传送到总的监测中心，然后对故障进行分析判断，并生成统计报表。
（2）二级监控中心是一级监控中心下面的一个子系统，它主要负责一定区域内的光纤通信监测系统，对这个区域之内的光缆网络进行自动的监测、进行故障定位、数据管理等，并且接收来自相关监测站点的告警信号和相关的数据，对发生的故障进行有效的统计和处理，并且生成报表。
（3）远方监测单元。远方监测单元主要是实现对相关纤芯的监测，并对监测的数据进行采集，然后根据采集的数据绘制出数据曲线，然后进行初级的分析，根据分析的结果对光缆线路进行远程的控制等工作，通过DCN与上一级别的监控中心数据服务器的通信，支持上级监测中心对本监测站的光缆和RTU设备实施监测和管理功能。主控单元：主控制单元主要指的是远方监测单元的主控制板，或者是负责远方监测单元监测控制和数据通信的一个服务中心，它具有网络接口，以便于更好的进行数据的交换，进行远程测试等工作；光切换单元：主要有两种，分别是机械式光路切管开关和电磁式光路切管开关，机械式光路切管开关稳定性好，且抗干扰，但是它的精度比较低，电磁式光路切管开关精度高、体积小、抗震性好，且不耗电不发热，对于降低整个远方监测单元的发热有帮助。
（4）光缆自动监测系统的最大监测距离计算。实际上，光缆自动检测系统的最大监测距离就是OTRD的极限有效检测距离，因为在传输的过程中可能会有光缆熔接头损耗、传输衰耗等因素，所以它的最大有效传输距离应该考虑这些因素。
（5）波分复用模块。波分复用模块主要是由光合波器和光滤波器等这些光纤被动元件组成的，针对和纤在线测试方式，FCM可以将OTDR故障扫描信号波与业务信号波耦合在一起注入到受测光纤中。通过在远端光缆交叉点上设置FCM，可以实现跨段在线故障扫描。
3结语
第6篇：激光检测技术范文
关键词:光纤;混凝土面板;破损检测
天生桥一级大坝混凝土面板L3/L4接缝在2003－2015年间频繁出现局部挤压破损情况，大坝混凝土面板L8/L9接缝在2005－2015年同样间断发生局部挤压破损，由于坝体沉降变形及温度膨胀等因素的影响，导致面板出现反复破损现象。目前大坝面板破损检查的手段基本是采用水下机器人检查结合人工面板水上检查方式进行。特殊情况下采取潜水员水下检查。但以上几种检查方式的频率一般为每年1～2次，检查间隔周期较长。在两次检查周期之间如果面板发生破损则不易被及时发现和处理，这种情况给大坝安全运行造成了一定的安全隐患。同时使用水下机器人检查面板时，一般情况下检查至水下10m左右后，面板表面开始出现较厚的浮渣覆盖在面板上，水下机器人摄像头不能看到面板运行情况。所以即使有裂缝或者破损发生，由于面板被浮渣覆盖，机器人也不易发现问题，导致检查效果受到制约，不能全面了解面板的运行状况。采用潜水员进行检查的方式，潜水员可以通过手触摸被浮渣覆盖的面板表面，发现面板破损情况，但通过潜水员水下检查效率比较低，而且费用比较高，同时这种检查方式风险比较高，特别是水深超过30m时，水下作业的风险更大，检查深度受到制约且安全问题比较突出。为了克服以上技术困难，我们开始探索采用怎样一种方法可以在面板浮渣较厚的情况下能发现水下面板裂缝或破损，同时希望能够及时发现水下面板裂缝和破损情况，以便及时维护，为避免安全隐患创造有利条件。经过分析研究和现场试验，我们提供一种比较理想的技术可以克服以上困难，采用光纤测量面板破损技术可以实现面板破损检测目的［1］。运用光纤测距技术，将光纤埋设在大坝混凝土面板内部，定期测量光纤长度变化情况，当面板发生破损时，光纤在破损处产生新的断点，利用光时域仪测量断点距离变化则可以及时发现破损现象并计算出破损位置［2］。同时光纤测量技术在面板破损检测中的运用能有效避免深水潜水检查的安全隐患，增加面板测量频率，光纤经济成本较低，安装工艺简单，可有效解决水下面板破损监测问题。
1光纤测量面板破损技术
光纤测量大坝混凝土面板破损的原理是将光纤埋设在大坝面板内部，当面板混凝土发生破损时，光纤因破损发生位移拉断光纤，光纤产生新的断点，采用光时域测距仪测量从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离，其计算公式为(1)式(1)中:c为光在真空中的速度;t为信号发射后到接收到信号(双程)的总时间(两值相乘除以2后就是单程的距离)。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以为了精确地测量距离，被测的光纤必须要指明折射率(IOR)。IOR由光纤生产商来标明。光纤测量面板破损主要通过测量光纤长度的变化，及时发现破损情况，并可以通过换算，计算出面板破损的位置，这种方法的优点如下。1)克服面板水下部分浮渣较厚，面板发生破损不易被发现的难题。2)光纤可埋设至水下较深深度，对深水区域进行破损测量，克服潜水员深水面板检查的高风险问题。3)测量方便简易，可以通过增加测量频次，缩短面板检查周期，及时掌握面板破损情况，避免安全隐患。4)光纤布设灵活，测量范围广。光纤测量技术在混凝土面板的运用，进步之处在于由常规的布点测量扩展至布线测量，通过优化布设方法，可以使测量范围由线到面，实现面板全面监测。5)光纤埋设槽尺寸较小，一般为宽0．4cm，深5cm，面板平均深度为60cm，钢筋保护层在15～20cm以下，所以不会对面板结构和稳定性造成影响，安全可靠。6)经济合理，光纤成本较低，安装埋设工艺简单，相对于潜水检查光纤测量装置不但可以避免风险，且运行成本较低。
2安装埋设方法
以天生桥一级电站混凝土面板堆石坝为例，安装埋设方法如下。1)天生桥一级死水位为731m高程，在上游库水位到达较低高程时由潜水员下潜作业，用高压水泵冲洗L3/L4面板接缝左右各1m，将面板表面浮渣清理干净。2)潜水员下潜至710m高程，710m高程为历年检查发现面板挤压破损的最低位置，在L3/L4面板接缝左右各50cm处开设光纤槽，光纤槽尺寸为宽0．4cm，深5cm，光纤槽长度为710m高程至780m高程，如图1所示。潜水员将光纤埋设在光纤槽内，用环氧砂浆回填。在栈桥设置集线箱，光纤另一端从710m高程引出经面板表面接至集线箱内以便测量。这种埋设方法的原理在于:如果光纤任意一点发生破损断点，光纤可由另一端继续测量从而可以实现此条检测线路的多次测量，提高光纤测量使用率，如图2、图3所示。3)光纤的选型应根据工程实际，重点关注所选光纤的拉应力应等于或小于所埋设的大坝混凝土面板拉应力，这样才能保证在混凝土面板发生破损的时候光纤同步被拉断。4)工程施工分水上和水下两部分。①水上部分。首先对面板混凝土进行凿除和表面修整，然后水上部分回填C25混凝土，用钢丝刷对面板凹坑进行清理，水上部分可用钢丝刷或者电动刷将凹坑部分混凝土表面清理干净，底部用水泥∶903乳胶=1∶0．5(重量比)的903聚合物水泥浆对待处理的凹坑混凝土基面进行打底(主要目的是回填混凝土与面板混凝土的粘结能力)。回填C25混凝土，具体混凝土级配为W325水泥∶W细沙∶W石子∶W水=1∶1．73∶4．05∶0．55，混凝土终凝后进行洒水养护，养护时间为一周;接缝混凝土表面达到干燥后，涂刷SR底胶。②水下部分。对面板混凝土进行凿除和表面修整，用钢丝刷对面板凹坑进行清理，用钢丝刷将凹坑部分混凝土表面清理干净，采用水下不分散聚合物混凝土(PBM)进行回填，用环氧涂料进行封边。配料:根据现场的气温情况，调整PBM聚合物混凝土的流动度，使其在水下能达到自密实、自流平的效果。基本材料配比如表1。安装时应注意在底部整平1～2cm，避免光纤折断。5)光时域仪的品牌有中国41所、中电34所、天津德力、日本安立、日本横河、美国信维、加拿大EXFO，美国JDSU等可根据工程情况对比选择。
3光纤选型
测量光纤采用直径为2．8、2．0、0．9mm的光纤试验，2．8、2．0mm为GJFJV单芯光缆，使用单根900μm阻燃紧套光纤作为光传输介质，外敷一层芳纶作为受力加强单元，最外挤制一层聚氯乙烯(PVC)护套而成，如图4所示。0．9mm为GJFJV单芯光缆使用单根900μm阻燃紧套光纤作为光传输介质，裸纤外层只有一层聚氯乙烯(PVC)护套。通过如下方法进行光纤测量选型试验。1)制作混凝土试块模型1，长50cm、宽30cm、高50cm，混凝土强度等级为C25，分别在4个角距离混凝土试块距离边缘5cm处埋设4条规格为2．8、2．0、0．9、0．9mm的光纤;混凝土试块内预设角钢和套管螺栓，待混凝土试块经过28d养护后，用扳手拧动螺栓，使混凝土试块产生拉应力，直至混凝土试块被拉裂为止，试验结果为2．8mm光纤未被拉断，2．0mm光纤在开合度超过6cm左右时才被拉断，0．9mm光纤在开合度超过0．5cm时被拉断。2)制作混凝土试块模型2，长40cm、宽15cm、高15cm，混凝土强度等级为C25，在距离混凝土试块距离边缘5cm处开设光纤槽，光纤槽尺寸为宽0．4cm，深5cm，埋设2条规格为2．0mm、0．9mm的光纤，用环氧砂浆回填，混凝土试块内预设角钢和套管螺栓，待混凝土试块经过28d养护后，用扳手拧动螺栓，使混凝土试块产生拉应力，直至混凝土试块被拉裂为止，试验结果为2．0mm光纤未被拉断，0．9mm光纤在开合度超过0．5cm时被拉断;试验采用的光时域仪为AQ1200OTDR光时域反射仪，量程为0．5～200km，精度1m［3］。所以试验时增加了一条1．5km的测试裸纤，采用FC接头。
4结语
光纤自1870年英国物理学家丁达尔发明以来，在通讯、医学、艺术、传感器等诸多方面得到了广泛的运用，光纤测量技术在混凝土面板的运用主要是利用了光纤最基本的原理，通过光时域测距仪测量从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离，通过光纤长度的变化，及时发现面板破损情况，并可以通过换算，计算出面板破损的位置。面板光纤选型主要注意抗拉性能要小于等于面板混凝土的抗拉性能，通过试验得出埋设光纤应选用0．9mmGJFJV单芯单模光纤。本光纤测量方法已申请专利，专利号为CN201120527126．6，这种方式的优点在于可以克服水下检查的诸多困难，缩短检查周期和检查费用，及时发现面板破损情况，同时通过合理的布设，可以将面板观测线条化，甚至网格化以达到更全面掌握混凝土面板运行的目的，为大坝混凝土面板检测提供一种操作简便、费用较低的观测方法。
参考文献:
［1］郭利超，马朝霞，周云锋，等．通信光缆监测管理一体化平台设计与实现［J］．计算机测量与控制，2012，20(8):2213－2216
［2］秦双华．OTDR测试原理与常见测试曲线简析［J］．有线电视技术，2012(3):110－113
第7篇：激光检测技术范文
关键词：建筑；节能新技术；推广
随着我国人口逐渐增多，建筑行业开始高速发展，建筑节能也随之被人们逐渐重视起来。建筑节能就是指在建筑材料的生产，住房建筑及建筑物施工等方面，既能满足人们需要又能最低限度的消耗能源。为了减小建筑行业方面不必要的能源消耗，提高我国资源利用率，响应总理“打好蓝天保卫战”的号召，维护赖以生存的家园，应深入研究建筑节能新技术，加快建筑节能新技术推广的步伐，实现我国可持续发展。
1建筑节能新技术推广的现状
1.1节能技术在建筑材料上的应用不彻底
目前我国建筑行业发展迅猛，但传统建筑任然占大多数，“建筑节能”这一观念虽被提出，但是运用并不广泛。目前我国建筑节能技术推广正处在初级阶段，因为应用前期需要投入许多资金，每节约30%建筑能耗需要增加5%的成本投入，因此建筑单位或承包商不愿耗费巨额资金在建筑材料上应用节能技术，导致我国节能技术在建筑材料应用不彻底，节能材料在建筑中覆盖率低，节能建筑比例低。
1.2建筑节能材料性价比低
要想实现建筑节能，建筑材料应该应用最新的建筑节能技术，使材料本身有很高的节能率，从根源上降低能源消耗。虽然我国建筑节能材料的成本、相关研究和开发人员设计费用都比较高，节能材料的质量却不尽人意。就我国建筑行业目前状况来看，有大部分建筑使用普通的建筑节能材料，这种普通节能材料不能有效降低能源损耗，节能效果非常有限，而且寿命也不长，不能满足人们对节能的需要。这体现了我国建筑节能材料性价比低的问题，这个问题使我国建筑工程质量令人堪忧，同时降低了人们消费欲望。
1.3建筑节能新技术推广受阻
建筑节能新技术的应用可以加大对能源的利用效用，减少污染，实现可持续发展。但是，政府部门没有真正的认识这一点，一味追求GDP的增加，忽视了建筑节能的重要性。因而也不会进行有效的建筑节能新技术的推广，没有让人民群众意识到建筑节能的重要性，导致许多人认识不到建筑节能材料能够节约大量能源，能从各方面给自己带来利益的现实。
1.4法律法规不够完善，监督管理力度小
目前，为了鼓励人们积极响应节能减排，加强建筑节能新技术的发展，国家已经制订了相关的法律条文，这其中包括了一系列详细政策及节能标准。但是，一方面我国的相关法律法规仍不够完善；另一方面这些政策在地方政府实施的不够彻底，监督管理机制不够完善，法律法规的应用没有落到实处。这些因素导致了我国建筑节能新技术发展缓慢、减少人民群众消费热情和能源的过度消耗得不到有效控制等后果。
2加强建筑节能新技术推广的对策
2.1加大节能技术在建筑材料上的应用
为了加大节能技术在建筑材料上的应用，我国政府应出台相关规定，在一定程度上强制建筑单位在建筑中应用建筑节能新技术，在资金上给予支持，实行激励政策，鼓励建筑单位或承包商应用建筑节能新技术，并大力宣传、推广节能技术的重要性，激发人民群众购买节能材料积极性，增加节能材料在建筑中覆盖率和节能建筑比例。
2.2提高建筑节能产品性价比
为了提高建筑节能产品性价比，技术开发人员首先应该多开发一些新型产品原材料，在不影响节能效果的前提下，节约生产成本；其次应该在建筑节能产品上采用国际最新的节能技术，最大限度的利用太阳能、风能和地热能等可再生能源，使产品在节能率、质量、使用年限等方面得到提高和改善，激发建筑单位和个人购买建筑节能材料积极性，加强建筑节能产品的利用率，扩大产品使用范围。
2.3减少节能新技术推广道路上的阻碍
目前，我国对于建筑节能新技术的推广还存在许多问题，没有受到各方重视。因此各地政府部门应该充分认识到建筑节能的重要性，不能仅把目光放到经济的发展上，应该将节能环保作为首要前提。各地方政府部门应该加强对建筑节能新技术的推广，成立相关推广部门，充分利用互联网和社交软件等新媒体技术，加大对建筑节能技术的宣传，使广大人民群众充分认识节能技术在建筑中应用的重要性。不仅要让他们了解到建筑节能会给他们带来长久的、多方面的巨大效益，更应该让人们认识到建筑节能将会给我们的生活环境带来有效的保护，维护我们赖以生存的家园。
2.4完善法律法规，加大监督管理力度
完善建筑节能方面的法律法规，加大对应的监督管理力度是保障建筑节能新技术的开发长久发展的条件。但是在我国，目前这些法律条文实施的并不彻底，有许多条例并没有落到实处，这一方面体现了相关法律法规中存在缺陷，强制力度不够；另一方面也体现了我国在相关法律法规对应的监管力度不够强。因此，法律法规不仅需要制定建筑节能设计标准及专项法规，还应该对有关建设、设计、施工、材料生产供应、监理、行政主管等部门的法律责任作出明确规定，制订一系列使不法分子足以畏惧的专项法规，加大惩处力度，对于违法者进行严厉打击，加强对建筑节能材料质量的监测，监督部门也应开设相关的投诉建议窗口，鼓励人们参与建筑材料质量监督。另外，我国政府应该加大对相关法律法规对应的监督管理力度，成立相关的监管部门，加大监督和执法力度，使建筑节能技术得到稳步发展。
3结束语
为了保护赖以生存的环境，促进社会的发展和进步，必须加大对建筑节能新技术的推广，从加大节能技术在建筑材料上的应用、提高建筑节能产品性价比、加强对建筑节能新技术的研发、减少建筑节能新技术推广道路上的阻碍、完善相关法律法规，加大对应的监督管理力度等方面做起，使建筑单位或承包商应用建筑节能材料，扩大节能建筑的覆盖率，提高人们对这一领域的认识，让人们了解建筑节能新技术在我们生活中的重要性，推广建筑节能新技术。只有这样，才能提高能源利用效率，减少能源损耗率，减少环境污染，最大限度利用可再生能源，实现国家可持续发展。另外，需要注意的是，在引进其他国家的先进技术活设施设备时，需考虑我国现实国情，因地制宜，不能盲目引。只有这样才能真正推动我国建筑节能新技术的发展。
参考文献：
[1]张雪峰.建筑工程施工中节能技术的应用[J].工程技术研究,2017,(3):58-59.
第8篇：激光检测技术范文
【关键词】 光电检测技术 课程设计 教学方法 评价与效果
《光电检测技术》将光学技术和电子技术相结合，是一门应用性很强的学科，与人类的生产和生活紧密联系，是光信息科学与技术专业学生必须掌握的一门知识。为了加强课程的实践性，使学生在学习课本上基本的理论知识外能够学以致用，组织《光电检测技术》课程设计就凸显出其必要性，而在课程设计中选题尤为重要。在课程改革和提倡素质教育的背景下，传统的满堂灌的教学方法早已不适用。为了在教学过程中提高课程教学的质量，就需要教育者们在教学内容、教学方法及教学手段的选择方面进行探索和改革。
1 《光电检测技术》课程设计的选题
《光电检测技术》是一门理论性和应用型都很强的学科，学生在学习起来比较难，但它的应用范围很广，与人们的生产和生活密切联系。如果能加强《光电检测技术》课程的实践性，在教授理论知识同时，让学生自己动手实践，亲自体验光电检测技术的奥妙，这将大大提高学生的学习积极性，既能巩固理论知识，又能把理论和实践紧密地结合起来。组织《光电检测技术》课程设计对于提高《光电检测技术》课程的实践性，培养学生的创新能力具有重要作用，而在进行课程设计时课程设计的选题尤为重要。
首先，老师应该提供可供学生选择的题目。很多老师都有自己的科研项目，在组织课程设计时老师可以把科研和教学结合起来，把与科研项目有关的内容作为学生课程设计的题目。
第二，学生在选题的时候，要把老师提供的题目范围、自己的兴趣和实践能力三者结合起来综合考虑，这对促进课程设计的成功意义重大。
最后，学生根据自己的选题，利用图书馆、互联网中的资源结合自己的所学，按照老师的设计要求在规定时间内完成课程设计。
2 《光电检测技术》课程教学方法
2.1 合理选择与安排教学内容
光电检测技术内容多而复杂，不仅涉及到光学和电子学，还与计算机等其他学科紧密联系。在学校规定的课时内完成这门课程的学习，时间紧、任务重，学生学习起来难度很大。只有合理选择和安排教学内容，才能在有限的时间内完成教学任务。
首先，在授课的开始，就应该让学生从整体上把握光电检测技术，让学生理解各章节之间的内在联系，形成完整的知识结构体系。
其次，光电检测技术知识面太广，在教学中如果“胡子眉毛一把抓”，学生们会觉得知识乱而杂，所以，在教授这门课程时要采取“弹钢琴”的办法，去粗取精，少讲精讲，突出教学重点。
最后，光电检测技术与最新技术的发展密切相关，但是课本上的知识比较陈旧，与时展脱节，这就对授课老师提出了新要求。老师不仅要精通于课程内的知识，还要与时俱进，了解最新科研结果和光电检测技术的发展方向，并及时给学生进行补充。另外老师自己也可以申请科研项目，提高自己的科研能力，把自己的教学科研结合起来。
2.2 加强理论教学，开展启发式教学
光电检测技术本身理论性很强，而且它涉及的知识面广，知识点多而零散，学生理解和记忆起来很有难度。为了提高教学效率，老师应当能够帮助学生建构光电检测技术知识的整体框架，在讲解具体知识时要能够去粗取精，把复杂的知识简单化，巩固学生的理论知识基础。另外，老师应该认真地组织教学活动，设计教学活动的各个环节，使原本枯燥的课堂富有趣味性。
启发式教学中，老师只是起到指向性作用，老师从课堂的主导者转变为课堂的参与者，学生由被动学习转变为主动学习，这充分体现了学生的主体性，符合新课改的要求。另外，启发式教学由老师提出问题，并引导学生思考，一步步接近正确答案，这个过程本身有利于让学生养成自己动脑思考和自主学习习惯。
2.3 借助多媒体手段，提高学生学习兴趣
多媒体技术与传统的板书相比具有其独特的优势。传统板书的书写占用了课堂的大量时间，且主要起到书写提纲的作用；多媒体技术本身方便快捷节省了书写板书的时间，提高了教学效率。另外，多媒体技术具有图、文、声、像等多种效果，一方面可以增加课堂的趣味性，提高学生学习兴趣，把抽象知识具体化，方便学生理解和记忆，大大改善教学效果；另一方面，又可以扩大教学的信息量，丰富课堂内容。例如，通过多媒体动画来介绍和演示光电效应能够让学生通过自己的感官来亲自体验光电效应，使原本抽象的知识形象生动，既能激发学生学习兴趣，又能加深学生对课本理论知识的理解和记忆。
2.4 加强实践环节，巩固理论知识
真理必须能够经受得起实践的检验，《光电检测技术》具有很强的应用性，所以在教学活动中加强实践环节，这对学生学以致用意识的形成和学生动手能力的培养具有重要意义。例如，学生进行实验时，除了让学生按照课本上写好的内容和实验原理进行验证实验外，老师还可以让学生根据自己的兴趣选择一个主题进行实验，这样既能完成教学任务又能使课本上的理论知识得到巩固，还能培养学生用学到的知识解决实际问题的能力。另外，老师在教授理论知识时，可以举一些与实际生活相联系的例子，或者给学生布置任务，让学生通过自己实践来验证课本上的理论知识。总之，在课程实施中应该把理论和实际紧密联系起来。
3 《光电检测技术》课程探索的评价与效果
笔者认真研读了相关学者文献资料，并根据自己教学实践，认为进行课题设计，合理组织安排教学内容，选择科学的教学方法，进行启发式教学，把理论应用于实践对于激发学生的学习兴趣，提高课堂的教学效率，改善教学效果具有重要意义。在实践中，学生改变了对《光电检测技术》的刻板印象，在学习的过程中感受到了《光电检测技术》的神奇性和课程的活力。
4 结语
《光电检测技术》课程是一门理论性和应用性很强的课程，也是广大理工科学生应当掌握的专业知识。针对这样一门内容广，知识点多的课程，众多学者们一直在探索如何从教学内容、教学方法、教学手段上进行改革，使《光电检测技术》课程具有活力和吸引力。
参考文献：
第9篇：激光检测技术范文
关键字：激光跟踪仪 校准技术 机床
1.引言
高精度加工设备经过一段时间的使用以后，由于使用中的磨损、变形和环境等因素会导致加工设备的加工精度大幅度降低，所生产出来的产品精度也会降低。随着我国现代制造业的高速发展和加工订单的不断增多，对这些加工设备进行检测的要求也越来越高，而以往的检测手段很难满足现代工业检测的需要。目前，笛卡尔三坐标测量机及现场测量夹具主要用于测量机床几何精度，而笛卡尔三坐标测量机由于三根导轨和安装环境的限制导致其量程受限，而且测量效率相对比较低，并且只能进行小样本检测，对于高频次的故障容易漏检;特别是不能进行现场测量，无法对生产车间的机床进行有效地精度检测。因此，如何才能有效、精确的对机床加工设备进行检测已经成为当前必须解决的难题。激光跟踪测量系统在解决该难题时提供了新的方法。激光跟踪测量系统是一种新型的三维测量系统目前己被广泛应用于现代工业的检测中。
2.激光跟踪仪校准技术
2.1 激光跟踪仪误差分析
当对同一量值进行反复多次的测量时，会得到一系列有规律的不同测量值(通常称为测量列)，每个测量值都是包含一定的误差，这些误差是随机出现的，即前一个误差与下一个误差之间不存在任何的关系，也就是说不能预测下一个误差的大小和方向。但是对于误差的总体来说，却具有一定的统计规律性。随机误差是由很多目前还没有掌握或不便掌握的微小因素所构成。激光跟踪仪测量装置方面的因素包括零部件配合的不稳定性、零部件的磨损变形等。环境方面的因素是指温度的波动、湿度和气压变化、灰尘以及地基的不稳等;人员方面的因素是指测量人员在测量和读数时的不稳定。
系统误差是由一些按确定规律变化或固定不变的因素所引起，这些误差因素是可以掌握和控制的。这些误差包括像激光跟踪仪零件制造和安装不正确，垂直轴与水平轴不正交、跟踪镜不通过水平轴与垂直轴的交点、出射激光与垂直轴正交时，垂直度盘的指示光栅与垂直轴不平行等都是激光跟踪仪设计上的缺陷;测量时的实际温度对标准温度的偏差、测量过程中温度、湿度等按一定规律变化的误差。采用近似测量方法或近似的计算公式等引起的误差。
2.2激光跟踪仪校准
激光跟踪仪校准有两点校准法、双面测量法等。根据现有的实验条件，采用与高精度(2.7 um)的GS9127型三坐标测量机(CMM)进行比对来完成校准工作。具体方法为:CMM分别做X, Y, Z轴向运动，反射镜(SMR)固定在测头上，而激光跟踪仪安装在距CMM工作台5m处，CMM提供标准长度，激光跟踪仪给出实测值，经比较计算后可得到不同位置的距离误差。
为了校验LTS的激光干涉仪测量的长度，将LTS放置在CMM的X轴延长线上，CMM沿X轴向运动100 mm，步距为100 mm。跟踪头沿光轴向跟踪SMR，采集各点坐标，经计算得到长度误差。结果显示，最大长度误差为14.9um，稍微超过了仪器的出厂精度。
为了校验LTS的方位角度，使CMM沿Y轴向运动1000mm，步距为100 mm，如图1所示。LTS跟踪头绕方位轴转动，跟踪SMR并给出实测值，经计算得到长度误差。结果显示，最大的长度误差为14.2um ,满足仪器的设计精度。根据二角几何关系，可以算出角度误差。
图1 激光跟踪仪角度校准
3.机床检测
利用激光跟踪仪对某大型机床进行现场检测。机床误差的检测方法可以分为单项误差测量和综合误差测量两种，单项误差测量就是检测各项误差的分量，而综合误差检测是检测机床作圆插补运动时的轮廓精度。一般来讲，单项误差测量更精确，其测量原理更简单明了。因此，我们测量车床溜板箱上工作平台在横向(X轴)和纵向(Y轴)方向的移动直线度。
在测量该卧式车床之前，首先，需要根据现场工作环境确定激光跟踪仪的安装位置，并放置好仪器。要求尽量安放在风速较小、无尘、无热源、无干扰的位置，确保测量的顺利进行;其次，通过内置的电子水平仪将激光跟踪头调整到水平状态;最后，通过对激光跟踪仪进行定点误差补偿，减小激光跟踪仪的系统误差和随机误差，消除温度和湿度对测量的影响，从而提高机床测量精度。本次检测机床，激光跟踪仪放置在距车床约3m处。然后检查仪器的各种连接线路，确保正确后打开仪器并进行定点补偿;补偿完毕后，设置测量模式。
使机床溜板箱工作台分别沿X轴运动和沿Y轴运动。靶镜固定在车床溜板箱工作平台上，车床提供标准长度，激光跟踪仪测出各点的空间位置，并拟合成直线，用CAM 2rneasure软件功能得出各段直线的水平面直线度。车床溜板箱工作台沿X轴向进给距离600mm,步距6mm,激光跟踪仪在IMF测量模式下采集数据，采集的数据(各点的实际空间坐标)拟合成直线，然后用自带软件计算出此方向上的水平面直线度，通过数据处理，得到进给不同距离的直线度误差曲线。记过计算分析得到，在IFM测量模式下，工作台最大行程的水平面直线度为0.0714mm，在600mm的行程内最大水平面直线度为0.0654mm。在与该车床设计说明书上的允许误差进行比较，机床工作台在X轴方向的直线度不满足使用加工精度要求，建议厂方对其进行再调整。同理，对Y轴进行检测其结果为精度满足使用要求。
4.总结
利用便携式的激光跟踪仪高效地对生产现场的大型机床进行检测。激光跟踪仪检测结果表明，车床刀具工作台在X轴进给方向直线度不满足要求，需要进行调整;而在Y轴也即床身导轨的直线度满足使用要求，勿需进行调整。激光跟踪仪不仅能对现场的机床进行快速的精度检测，而目也能对不易搬动的夹具和生产线进行测量。
参考文献：
1.陈素艳，激光跟踪测量系统的原理及其在机床检测中的应用工具技术 2008
2.孙大许，激光跟踪侧量系统原理及在制造业中的应用 机械 2005
3）计算特征值和贡献率
表 5 旋转后的主成分特征值
由图表可以看出，前四个主成分的累计贡献率以及达到 ，因此取取前四个主成分来进行评价。
4）最大方差正交旋转
在分析过程中采用最大方差正交旋转法，得到8种重金属元素旋转后的主成分载荷矩阵，见表6。
表6旋转后的主成分载荷矩阵
通过最大方差正交旋转，我们观察得到，在第一主成分上有相对较高载荷的是 ，在第三主成分上有相对较高载荷的是 ，在第四主成分上有相对较高载荷的是 ，值得注意的是 和 对四种主成分的载荷相差不大，这说明 和 土壤含量可能受多种因素影响。
5)主成分综合评分
四种主成分在各个功能区的得分，见表7
表7 四大主成分在五个功能区中的得分
5）模型结果分析
由第一主成分在不同功能区的平均得分情况可以得出第一主成分在工业区得分最高，则说明 三种重金属元素的污染最主要是由工业区的活动造成的，如工业废气、废水、废渣的排放等原因。在主干道路上和生活区也有较高的得分，则有较大把握说明 三种重金属元素的污染与机动车辆的运动、车辆的机械磨损以及生活废弃物的堆放有关。
由第三主成分在不同功能区的平均得分情况易得第三主成分在工业区和公共绿地区的得分相对较高，则有较大把握说明 元素的污染与工业区矿场开采，含砷废水、烟尘的排放以及农药喷洒有关系。
由第四主成分在不同功能区的得分情况可以看出第四主成分在工业区得分相对较高，有较大把握说明 重金属元素与工业废气、废水、废渣的不当排放有关。
综上所述，我们可以该城区重金属污染主要来源于工业区“三废”的排放所产生的重金属积累。
参考文献：
