第一篇：檢測和自動化技術(shù)在水力發(fā)電廠的應用

檢測和自動化技術(shù)在水力發(fā)電廠的應用

（一）水電站檢測與自動化概述 1.水電站檢測與自動化的作用

水電站的檢測與自動化就是要使水電站生產(chǎn)過程的操作、控制和監(jiān)視，能夠在無人（或少人）直接參與的情況下，按預定的計劃或程序自動地進行。水電站自動化程度是水電站現(xiàn)代化水平的重要標志，同時，自動化技術(shù)又是水電站安全經(jīng)濟運行必不可少的技術(shù)手段。水電站自動化的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）提高工作的可靠性：水電站實現(xiàn)檢測與自動化后，一方面可通過各種自動裝置快速、準確、及時地進行檢測、記錄和報警，既可防止不正常工作狀態(tài)發(fā)展成事故,又可使發(fā)生事故的設(shè)備免遭更嚴重的損壞，從而提高了供電的可靠性。另一方面，通過各種自動裝置來完成水電站的各項操作和控制（如開停機操作和并列），不僅可以大大減少運行人員誤操作的可能，從而也減少了發(fā)生事故的機會；而且還可大大加快操作或控制的過程，尤其在發(fā)生事故的緊急情況下，保證系統(tǒng)的安全運行和對用戶的正常供電，具有非常重大的意義。（2）提高運行的經(jīng)濟性：水電站實現(xiàn)自動化后，可根據(jù)系統(tǒng)分配給電站的負荷和電站的具體條件，合理地進行調(diào)度，保持高水頭運行，同時合理選擇開機臺數(shù)，使機組在高效率區(qū)運行，以獲得較好的經(jīng)濟效益。如何實現(xiàn)各電站合理最優(yōu)調(diào)度，避免不必要的棄水，充分利用好水力資源，對于梯級電站來說尤為重要。此外，水電站通常是水力資源綜合利用的一部分，要兼顧電力系統(tǒng)、航運、灌溉、防洪等多項要求，經(jīng)濟運行條件復雜，單憑人工控制很難實現(xiàn)，實現(xiàn)自動化以后，將有助于電站經(jīng)濟運行任務的實現(xiàn)。特別是對于具有調(diào)節(jié)能力的水電站，應用電子計算機不但可對水庫來水進行預報計算，還可綜合水位、流量、系統(tǒng)負荷和各機組參數(shù)等參量，按經(jīng)濟運行程序進行自動控制，大大提高運行的經(jīng)濟性。

（3）保證電能質(zhì)量：我們知道，電壓和頻率作為衡量電能質(zhì)量好壞兩項基本指標。電壓正常偏移不超過額定值的±5%，頻率正常偏移不超過額定值的±0.2～0.5 HZ。電壓或頻率的的穩(wěn)定主要取決于電力系統(tǒng)中無功功率和有功功率的平衡。因此要維持系統(tǒng)電壓和頻率在規(guī)定范圍內(nèi)，就必須迅速而又準確地調(diào)節(jié)有關(guān)發(fā)電機組發(fā)出的有功和無功功率。特別是在發(fā)生事故的情況下，快速的調(diào)節(jié)或控制對迅速恢復電能質(zhì)量具有決定性的意義，而這個過程，單純靠手動操作，無論在速度方面還是在精度方面都是難于實現(xiàn)的，只能借助于自動裝置來完成?？梢?，提高水電站的自動化水平，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的重要措施之一。（4）提高勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件：水電站大多地處偏僻山區(qū)，遠離城鎮(zhèn)，職工長期生活在較差的環(huán)境之中。水電站實現(xiàn)自動化后，很多工作都是由各種自動裝置按一定的程序自動完成，用計算機監(jiān)控系統(tǒng)來代替人工操作及定時巡回檢查、記錄等繁雜勞動，大大改善運行人員的工作和生活環(huán)境，減輕了勞動強度，提高了運行管理水平。同時還可減少運行人員，實現(xiàn)無人值班（或少人值守），提高勞動生產(chǎn)率，降低運行費用和電能成本。2.檢測與自動化在水電站中的內(nèi)容

檢測與自動化在水電中的內(nèi)容，與水電站的規(guī)模及其在電力系統(tǒng)中的地位和重要性、水電站的型式和運行方式、電氣主接線和主要機電設(shè)備的型式和布置方式等有關(guān)。總的來說，其主要包括以下幾個方面：

（1）完成對水輪發(fā)電機組運行方式的自動控制：一方面，實現(xiàn)開停機和并列、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電等的自動化，使得上述各項操作按設(shè)定的程序自動完成；另一方面，自動維持水輪發(fā)電機組的經(jīng)濟運行，根據(jù)系統(tǒng)要求和電站的具體條件自動選擇最佳運行機組數(shù)，在機組間實現(xiàn)負荷的經(jīng)濟分配，根據(jù)系統(tǒng)負荷變化自動調(diào)節(jié)機組的有功和無功功率等。此外，在工作機組發(fā)生事故或電力系統(tǒng)頻率降低時，可自動起動并投入備用機組；系統(tǒng)頻率過高時，則可自動切除部分機組。

（2）完成對水輪發(fā)電機組及其輔助設(shè)備運行工況的監(jiān)視：如對發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子回路各電量的監(jiān)視，對發(fā)動機定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監(jiān)視，對機組潤滑和冷卻系統(tǒng)工作的監(jiān)視，對機組調(diào)速系統(tǒng)工作的監(jiān)視等。出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)或發(fā)生事故時，迅速而自動地采取相應的保護措施，如發(fā)出信號或緊急停機。

（3）完成對輔助設(shè)備的自動控制：包括對各種油泵、水泵和空壓機等的控制，并發(fā)生事故時自動地投入備用的輔助設(shè)備。

（4）完成對主要電氣設(shè)備（如變壓器、母線及輸電線路等）的控制、監(jiān)視和保護。（5）完成對水工建筑物運行工況的控制和監(jiān)視：如閘門工作狀態(tài)的控制和監(jiān)視，攔污柵是否堵塞的監(jiān)視，上下游水位的測量監(jiān)視，引水壓力管的保護（指引水式電站）等。

（二）水電站檢測與自動化技術(shù)的發(fā)展

隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，電子計算機在各個領(lǐng)域得到廣泛應用，一種模塊化的基于現(xiàn)場總線的水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)，逐步取代了傳統(tǒng)的以常規(guī)控制、人工操作為主的控制模式，大大提高水電站的自動化程度，實現(xiàn)水電站“無人值班，少人值守”。

1.系統(tǒng)構(gòu)成：采用了計算機、可編程序控制器（PLC）或智能I/0、微機繼電保護裝置和專用智能測控裝置，通過標準以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線將主控機與各個現(xiàn)地控制站、智能裝置等有機連接在一起，構(gòu)成了按功能分工協(xié)作的分層分布式綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)的主要特點：（1）開放式體系結(jié)構(gòu)，層次分明，具有良好的擴展性。（2）分層分布式系統(tǒng)，可以根據(jù)監(jiān)控對象、功能進行配置，具有很好的分散性、開放性和靈活性。（3）采用冗余配置，具有很高的可靠性。（4）用中文Windows 操作系統(tǒng)和智能通信等先進技術(shù)，便于系統(tǒng)升級。（5）靈活的組態(tài)界面，人機接口能力強，界面友善，易于掌握，方便設(shè)計、調(diào)試和現(xiàn)場運行。

3.系統(tǒng)主要功能：（1）對電站設(shè)備實現(xiàn)自動監(jiān)視與記錄：計算機監(jiān)控系統(tǒng)自動完成電站設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、處理以及設(shè)備運行狀況的自動監(jiān)視與記錄，包括開關(guān)量信息監(jiān)視，模擬量信息監(jiān)視，故障/事故報警、記錄與顯示，SOE 點記錄與顯示。（2）對電站實現(xiàn)自動控制：根據(jù)上級調(diào)度要求和電站自身的具體情況，對電站設(shè)備進行操作或調(diào)節(jié)，包括機組的自動開停和并列以及運行工況的自動轉(zhuǎn)換、機組有功和無功負荷的自動調(diào)節(jié)、自動發(fā)電控制AGC、自動電壓控制AVC、斷路器操作等。（3）對發(fā)電機、主變、線路等主要設(shè)備及輔助設(shè)備進行保護與監(jiān)控。（4）實現(xiàn)電站運行管理的自動化：實現(xiàn)運行報表的自動生成，運行操作的自動記錄，電站設(shè)備參數(shù)或整定值的記錄與保存，所有報表均可自動或召喚打印以及運行人員仿真培訓等。（5）系統(tǒng)通訊：實現(xiàn)與上級調(diào)度、水情測報系統(tǒng)、辦公自動化網(wǎng)絡等計算機系統(tǒng)之間通信，達到信息資源共享，充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的綜合效益。

（三）水電站檢測與自動化技術(shù)的應用

目前國內(nèi)一大批水利水電工程已建成投入運營或正在建設(shè)中，隨著水電廠無人值班(少人值守)和在線監(jiān)測、故障診斷及狀態(tài)檢修工作的不斷深入開展，對水電廠檢測和自動化的發(fā)展提出了新的要求，為檢測和自動化推廣應用開辟了廣闊的空間。

水電站的自動化是實現(xiàn)水輪發(fā)電機組自動化的關(guān)鍵部分，是利用計算對整個水電生產(chǎn)過程監(jiān)控的“耳目 手腳”，它擔負自動監(jiān)測機組和輔助設(shè)備的狀態(tài)，發(fā)出擬定的報警信號、執(zhí)行 自動操作任務。水電站自動化的程度取決于電站的規(guī)模，電站的型式及主要機電設(shè)備的性能。檢測及自動化承擔水電廠機組和輔機設(shè)備正常運行狀態(tài)的監(jiān)視和測量，并按規(guī)定要求發(fā)出報警信號和執(zhí)行自動操作任務，是計算機監(jiān)控系統(tǒng)、集群調(diào)度系統(tǒng)的測量部分和執(zhí)行部分，也是計算機監(jiān)控系統(tǒng)中I／O設(shè)備。在計算機監(jiān)控系統(tǒng)和集群調(diào)度系統(tǒng)中占有十分重要的地位。檢測及自動化包括自動化元件(裝置)和輔機設(shè)備自動控制單元，自動化元件(裝置)是基礎(chǔ)，輔機設(shè)備自動控制單元是實現(xiàn)自動控制、保護和通信的平臺。

檢測和自動化元件(裝置)按功用分為測量及顯示元件、執(zhí)行元件。測量及顯示元件按用途分類：溫度、壓力、流量、液位、位移、轉(zhuǎn)速、軸電流、油混水、壓力脈動、水位差、流量水 頭效率等測量傳感器、變送器、測量儀表和控制器、開關(guān)等。執(zhí)行元件包括各種電磁閥、電磁空氣閥和執(zhí)行機構(gòu)等。簡要概述如下：（1）用于測速

1轉(zhuǎn)速測量裝置有機械測速和電氣測速兩種，機械測速由齒盤或鋼帶、傳感器或接近開關(guān)和儀表組成。有DC 4～20mA輸出、RS232或RS485通訊接口；能與電站監(jiān)控計算機通訊。具有斷電記憶、過速記憶和參數(shù)自動保護功能。在轉(zhuǎn)速上升或下降時，應在規(guī)定的轉(zhuǎn)速發(fā)出信號，對機械轉(zhuǎn)速信號裝置，同一觸點的動作誤差不超過±3％。

2油混水監(jiān)測裝置采用電容式油混水信號裝置，由測量探頭和儀表組成。靈敏、準確探測油混水狀況；有含水量顯示，并有DC 4～20mA輸出；有報警點輸出，報警值在含水量0．1％ ～5％可調(diào)(2)用于測定壓力

水庫攔污柵壓差測量裝置同時采集柵前柵后的水位信號，同時顯示2個水位及其差值；有斷電記憶和參數(shù)自動保護功能；有變送器斷線檢測功能；有2對報警點及DC 4～20mA模擬量輸出；能與電站監(jiān)控計算機通訊。測量時，作用在高、低壓側(cè)隔離膜片上的過程壓力通過灌充液傳遞到δ-室傳感器中心的測量膜片上。測量膜片是一個張緊的彈性元件，其位移量與壓力成正比。測量膜片兩電容固定極板的被放大電路線性地轉(zhuǎn)換成4~20mA 的二線制標準信號輸出（3）測定流量 熱導式流量計

測量時，由發(fā)熱模塊發(fā)出熱量，如果管道內(nèi)沒有介質(zhì)流動，則感熱模塊接收到的熱量是一個固定值，當有介質(zhì)流動時，感熱模塊所接受到的熱量將隨介質(zhì)的流速變化而變化，感熱模塊將這溫差信號轉(zhuǎn)化成電信號，再通過處理器將其轉(zhuǎn)換為對應的標準模擬量信號或接點信號輸出，流量開關(guān)通過這個信號對介質(zhì)的流速進行顯示及控制。

擋板式流量計

通過旋動調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定流速動作點，當管道內(nèi)有流體流過時，流體推動擋板偏轉(zhuǎn)，擋板帶動磁性模塊上移，如果流體流速大于等于設(shè)定流速，則腔室內(nèi)開關(guān)模塊動作，輸出接點信號；如果流體流速小于設(shè)定流速，則磁性模塊下移，開關(guān)復位，接點斷開。電磁流量計

工 作 原 理 電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應定律設(shè)計的，在測量管軸線和磁場磁力線相互垂直的管壁上安裝一對檢測電極，當導電液體沿測量管流過交變磁場(磁力線垂直于液體流動方向)時，導電液體切割磁力線,產(chǎn)生感應電動勢，通過測量管上的兩個檢測電極能夠檢測出這個感應電動勢，通過以下公式可以計算出流量，最后轉(zhuǎn)換成4~20mA輸出。

這些就是一些基本的應用，其他的復雜的還有很多，就不贅述了?？傊?，水電站采用綜合自動化系統(tǒng)后不僅提高水電站運行的經(jīng)濟性和工作的可靠性、保證電能質(zhì)量；而且提高勞動生產(chǎn)率、改善勞動條件和減少運行人員，從而提高電站運行的效益，例如利用計算機系統(tǒng)監(jiān)控水庫來水和中長期預報在內(nèi)的優(yōu)化運行，曲線繪制及科學調(diào)度，多發(fā)峰電等，每年可增加發(fā)電量2%左右；同時采用計算機監(jiān)控電站各種參量及運行工況后，及時發(fā)現(xiàn)并排除事故隱患，事故后能及時處理事故，避免事故擴大，盡快恢復供電使系統(tǒng)事故率下降，處理事故時間減少，如此每年增加發(fā)電量1%左右；另外采用計算機監(jiān)控在減少人員的同時也減少了相應的生活辦公設(shè)備和工資支出，因而能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益?？梢?，水電站綜合自動化系統(tǒng)與水電站的生產(chǎn)、效益密切相關(guān)，隨著國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水資源開發(fā)利用程度的加大，水電站綜合自動化系統(tǒng)在越來越多的水利樞紐工程中得到更廣泛的應用，發(fā)揮更大的作用。第四章

在實習中收獲最大和體會最深的內(nèi)容

本次實習，雖然只有短短的七天，但在這短短的一個星期，我仍然收獲了很多，實習中的很多東西給我留下了深刻的印象。我們亦深知實習不光是鞏固和學習專業(yè)知識，它對培養(yǎng)學生的思維能力、專業(yè)素養(yǎng)、和對事情的看法也起著至為關(guān)鍵的作用。通過本次實習，有一點我感觸很深，那就是扎實的理論功底和豐富的實踐經(jīng)驗對一個工程技術(shù)人員來講的重要性。扎實理論功底的重要性

大學四年的歲月，我們更多的用來學習理論知識，提高專業(yè)素養(yǎng)，由于種種原因，我們一邊埋怨書本知識的無趣和無味，一邊匆匆的學完了許多課程，到頭來，能記下，能理解的就很少了，更別說能應用了，這就造成很多大學生什么都不知道，這個問題在實習中就有著鮮明的體現(xiàn).2 實踐經(jīng)驗的重要性

電氣行業(yè)屬于傳統(tǒng)的工科行業(yè)，工程經(jīng)驗起著重要的作用，由于工程技術(shù)的復雜性，很多現(xiàn)象，我們至今無法完全解釋清楚，很多標準、規(guī)范也只能根據(jù)大量的工程經(jīng)驗來總結(jié)，很多在工作崗位上奮斗多年的老前輩，并不是他們的理論上升到了一個多么高的水平，而是他們的工程經(jīng)驗與日俱增，并發(fā)揮著重大的作用。

由于很多現(xiàn)象，我們至今無法弄清，這就導致很多事故常常出人意料的發(fā)生，我們也只能通過事故去發(fā)現(xiàn)問題，然后解決問題，從而獲得工程經(jīng)驗，將其上升為理論，進而指導以后的工程實踐。第五章

對實習的改進意見 1 對實習的意見和建議

本次實習雖然收獲很大，學院組織工作做得很好，葛洲壩方面也做了很細致的接待工作。但仍感覺其實本次實習可以發(fā)揮更大的作用，可以讓學生收獲跟多，實習安排仍有一些值得改進和注意的地方：

（1）本次實習時間太短，不足一個星期。即便同學們有著極高的學習效率和實習熱情，無奈時間太短，實習過于倉促，不能讓同學們有更大的收獲。

（2）實習人員太多，葛洲壩實習大隊多達一百五六十人，隊伍過于龐大，而講解老師太少，致使一百多人坐在一起聽課，二三十人圍著一個講解老師，效果自然大打折扣。

（3）實習內(nèi)容安排略顯不足，講座太多，而參觀太少，與現(xiàn)場工人師傅的接觸和交流明顯不足.六、心得體會：

這次實習，讓我收獲良多。實習是大學里必不可少的一課，它提供一個機會給我們，讓我們?nèi)バｒ炞约旱闹R是否正確，是否離實際太遠，是否真正能派上用場，更重要的是通過實踐去得知自己的知識是否足夠。

曾經(jīng)以為課堂上講的東西只在考試時有用，在這次實習中發(fā)現(xiàn)錯了。像3/2接線、母線分段、雙母線帶旁母、長線并聯(lián)電抗器中性點經(jīng)小電抗接地、單元接線等等的知識點，它們都實實在在的運用到電力系統(tǒng)中。如果你上課時沒有認真學，那么你只能對著那架在高處的各種設(shè)備發(fā)呆，不得其解。俗話說得好，外行看熱鬧，內(nèi)行看門道；只有你努力擠進這個門檻后，才會得知其中的奧妙。

創(chuàng)新是建立在深厚的知識基礎(chǔ)上，以及實實在在的應用中。葛洲壩的220kV開光站的雙母線帶旁母分段，既是在雙母線帶旁母的基礎(chǔ)上加上分段，使得整個系統(tǒng)的可靠性得以大大的提高。3/2接線也是一個承前的劃時代創(chuàng)新。沒有基礎(chǔ)的創(chuàng)新是空中樓閣，沒有應用的創(chuàng)新是美麗的花瓶。

這次實習還讓我掂量到自己的水平，肚子里的知識還是太少了。在電力這個行業(yè)里，經(jīng)驗是非常非常的重要，但是沒有扎實的基礎(chǔ)又何以有機會去得到經(jīng)驗呢？縱然讓你去做一件事，不得要領(lǐng)也是徒然的?，F(xiàn)代化的企業(yè)，需要的是專業(yè)又全面的人才。在這次參觀中，所有的廠房都是無人值班的，實行的是全自動化的電廠，這個是未來發(fā)展的趨勢。要想在社會上有長足的發(fā)展，必須好好努力，打造不可替代的素質(zhì)！

實習除了有知識上的收獲，還有對社會人生的感悟。一直以來，我們作為學生，只是一味地獲取知識，真正接觸社會的機會少之又少。正所謂“讀萬卷書，行萬里路”。從小到大，我們讀過得書定是不少，而行的路卻真的太少了。

帶著對自己在學習上的反思和實習生活的回憶，坐上車，回到武漢的這座城市，憧憬著未來。

第二篇：檢測技術(shù)與自動化裝置

檢測技術(shù)與自動化裝置 天津大學

A+ 2 浙江大學

A+ 3 清華大學

A+ 4 北京航空航天大學

A+ 5 華中科技大學

A+ 6 南京理工大學

A+ 7 中南大學

A 8 中國科學技術(shù)大學

A 9 同濟大學

A 10 東北大學

A 11 東南大學

A 12 西安交通大學

A 13 哈爾濱工業(yè)大學 A 14 北京科技大學

A 15 華南理工大學

A 16 北京理工大學

A 17 電子科技大學

A 18 哈爾濱工程大學 A 19 大連理工大學

A 20 北京工業(yè)大學

A 21 沈陽工業(yè)大學

A 22 華東理工大學

A 23 西北工業(yè)大學

A 24 太原理工大學

A 25-60 南昌航空工業(yè)學院

B+

北京化工大學

B+

四川大學

B+

長春理工大學

B+

合肥工業(yè)大學

B+

中國礦業(yè)大學

B+

南京航空航天大學

B+

燕山大學

B+

北京郵電大學

B+

重慶大學

B+

桂林工學院

B+

山東大學

B+

廣東工業(yè)大學

B+

湖南大學

B+

武漢工程大學

B+

河北工業(yè)大學

B+

大連海事大學

B+

武漢理工大學

B+

北方工業(yè)大學

B+

西安理工大學

B+

重慶郵電大學

B+

北京交通大學

B+

上海理工大學

B+

南京林業(yè)大學

B+

杭州電子科技大學

B+

華僑大學

B+

上海大學

B+

長春工業(yè)大學

B+

沈陽理工大學

B+

南京農(nóng)業(yè)大學

B+

浙江工業(yè)大學

B+

安徽工業(yè)大學

B+

中山大學

B+

江南大學

B+

山東輕工業(yè)學院 B+

上海海事大學

B+ 61-96 鄭州大學

B

西安電子科技大學

B

西安工程大學

B

哈爾濱理工大學 B

河南大學

B

北京信息科技大學

B

河海大學

B

安徽大學

B

武漢大學

B

中北大學

B

廣西大學

B

山東建筑大學

B

安徽工程科技學院

B

長江大學

B

長安大學

B

山東科技大學

B

東北電力大學

B

天津理工大學

B

青島科技大學

B

蘭州交通大學

B

華東交通大學

B

天津科技大學

B

西安科技大學

B

廈門大學

B

蘭州理工大學

B

河北大學

B

西南科技大學

B

中國地質(zhì)大學

B

北京工商大學

B

東華大學

B

南華大學

B

西安工業(yè)大學

B

中國石油大學

B

河南理工大學

B

沈陽化工學院

B

遼寧石油化工大學

B

控制理論與控制工程 浙江大學

A+ 2 清華大學

A+ 3 東北大學

A+ 4 上海交通大學

A+ 5 西北工業(yè)大學

A+ 6 東南大學

A+ 7 華南理工大學

A+ 8 哈爾濱工業(yè)大學 A 9 北京理工大學

A 10 北京航空航天大學

A 11 中南大學

A 12 南京理工大學

A 13 哈爾濱工程大學 A 14 大連理工大學

A 15 燕山大學

A 16 西安交通大學

A 17 廣東工業(yè)大學

A 18 北京科技大學

A 19 華中科技大學

A 20 上海大學

A 21 重慶大學

A 22 同濟大學

A 23 天津大學

A 24 華北電力大學

A 25 中國科學技術(shù)大學

A 26 北京交通大學

A 27 南開大學

A 28 東華大學

A 29 北京化工大學

A 30 北京大學

A 31 山東大學

A 34 同濟大學

A 35-82 江南大學

B+

華東理工大學

B+

浙江工業(yè)大學

B+

南京航空航天大學

B+

蘭州理工大學

B+

河北工業(yè)大學

B+

吉林大學

B+

中國石油大學

B+

西安理工大學

B+

武漢理工大學

B+

武漢科技大學

B+

山東科技大學

B+

江蘇大學

B+

中國礦業(yè)大學

B+

鄭州大學

B+

湖南大學

B+

大連海事大學

B+

廈門大學

B+

杭州電子科技大學

B+

西安電子科技大學

B+

蘭州交通大學

B+

重慶郵電大學

B+

內(nèi)蒙古科技大學 B+

天津工業(yè)大學

B+

河南理工大學

B+

沈陽工業(yè)大學

B+

南京師范大學

B+

電子科技大學

B+

合肥工業(yè)大學

B+

蘇州大學

B+

廣西大學

B+

武漢大學

B+

河海大學

B+

青島科技大學

B+

太原理工大學

B+

北京工業(yè)大學

B+

南通大學

B+

鞍山科技大學

B+

南京工業(yè)大學

B+

上海海事大學

B+

四川大學

B+

湖南科技大學

B+

遼寧工程技術(shù)大學

B+

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第三篇：淺談建筑材料檢測技術(shù)及應用

淺談建筑材料檢測技術(shù)及應用

甘肅銅城工程建設(shè)有限公司常軍

摘 要：隨著我國建設(shè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了快速發(fā)展，建筑工程試驗檢測技術(shù)也得到了重視和發(fā)展，對保證建設(shè)工程質(zhì)量起到了重要的保障作用。文章就建筑材料常用的幾種試驗檢測技術(shù)，結(jié)合多年的建筑檢測實踐經(jīng)驗，概述質(zhì)量檢測的重點，提出了建筑工程材料質(zhì)量檢測的相應措施及建議。

【關(guān)鍵詞】 建筑材料；質(zhì)量；檢測技術(shù)；措施

淺談建筑材料檢測技術(shù)及應用

1、檢測試驗項目的確定

由于建筑施工中使用的建筑材料品種多，對于進場材料質(zhì)量檢測，其試驗項目要嚴格遵循國家、行業(yè)及當?shù)亟ㄔO(shè)主管部門(或所屬有關(guān)部門)的規(guī)范、規(guī)定，并服從《省建筑工程竣工技術(shù)檔案編制辦法》。例如配制混凝土用的水泥，需按批檢驗其安定性、強度、凝結(jié)時間和細度；混凝土用粗骨料按常規(guī)進行顆粒級配、密度、含泥量及泥塊含量、針片狀顆粒含量等檢驗項目，如：若用于≥C35的混凝土須做壓碎指標，新采用的質(zhì)地疏松的骨料還應做堅固性試驗，活性骨料做活性試驗等。對于合成高分子防水材料，按GBl8173.1-2012《高分子防水材料——第一部分片材》，應按批檢驗其物理性能，例如拉伸強度、斷裂延伸率、不透水性和低溫彎折性能?？傊牧蠙z測試驗項目的確定應以確保工程質(zhì)量為前提，只檢驗其原始合格證明而不按規(guī)定抽樣試驗，或雖抽樣試驗但檢測項目不全，都是不符合要求的。而怎樣規(guī)范的取樣就要依據(jù)相關(guān)標準、規(guī)范進行。

1.1 規(guī)范化取樣

材料性能的檢測報告是從樣品中檢測得到，檢測報告得出的數(shù)據(jù)是否準確就在于樣品的取用是否規(guī)范。因此，要科學、規(guī)范的取樣，以保證相關(guān)檢測人員能準確地檢測出材料的性能，并做出正確科學的檢測報告。例如：JGJ107-2016中機械連接接頭取樣規(guī)定檢驗批接頭數(shù)量少于200根時，可以取兩個接頭做強度檢測。

[1]1.2 代表性取樣

取樣是進行檢測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，取樣量過少或取樣部位、取樣方法的偏差，都會造成檢測的誤差，從而影響整個材料的質(zhì)量檢測。因此，取樣的過程中還要取用有代表性的樣品，這就需要從數(shù)量、取樣方法等方面嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行取樣。一般情況都是從同一批材料中的不同部位進行抽取一定數(shù)量的樣品（鋼材、防水卷材必須從規(guī)定部位抽?。?。然而，在真正的實踐檢測過程中，都存在著抽取的樣品沒有代表性或取樣數(shù)量沒達到標準，取樣方法不符合規(guī)范等不良現(xiàn)象，故抽樣關(guān)一定要加強。例如：GB175中規(guī)定：袋裝水泥要從該批不少于20袋水泥中任取等量樣品，總質(zhì)量至少12kg。在實際工作中，多次遇到送檢人員一次性提取半袋或整袋水泥作為品，經(jīng)檢測水泥強度值不符合標準要求的情況，后經(jīng)現(xiàn)場按標準要求取樣后復試，試驗結(jié)果則完全符合國家標準；又如送檢鋼筋焊接試件時，有的是用工地的廢鋼筋頭作為模擬試件或者取樣方法不正確。

2、幾種常用建筑工程材料的取樣方法

2.1 水泥

1）水泥進場驗收：水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查，并應對其強度、安定性及其它必要的性能指標進行復驗，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175等的規(guī)定。

2）當在使用中對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠日期超過3個月（快硬硅酸鹽水泥超過1個月）時，應進行復驗，并按復驗結(jié)果使用。鋼筋砼結(jié)構(gòu)中嚴禁使用含氯化物的水泥。

3）檢查數(shù)量及驗收方法：按同一廠家、同一等級、同一品種、同一批號且連續(xù)進場的水泥，袋裝不超過200t 為一批，散裝不超過500t 為一批，每批抽樣不少于一次。檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。

4）取樣方法：水泥試樣必須在同一批號不同部位處等量采集，取樣試點至少在20 點以上，經(jīng)混合均勻用防潮容器包裝，重量不少于12kg。（備注：委托單位填寫檢驗委托單時應逐項填寫以下內(nèi)容：水泥生產(chǎn)廠名、商標、水泥品種、強度等級、出廠編號或出廠日期、工程名稱，全套物理檢驗項目等。）

2.2 鋼筋

1）鋼筋進場時的驗收：鋼筋進場時，應按照現(xiàn)行國家標準《鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋》GB1499 等的規(guī)定抽取試件作力學性能檢驗，其質(zhì)量必須符合有關(guān)標準規(guī)定。

2）驗收方法：檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。

3）取樣方法：按照同一批量、同一規(guī)格、同一爐號、同一出廠日期、同一交貨狀態(tài)的鋼筋，每批重量不大于60t 為一檢驗批，進行現(xiàn)場見證取樣；當不足60t 也為一個檢驗批，進行現(xiàn)場見證取樣。試樣分為抗拉試件兩根，冷彎試件兩根。實驗室進行檢驗時，每一檢驗批至少應檢驗一個拉伸試件，一個彎曲試件。

4）試件長度：冷拉試件長度一般≥500mm（500 ～ 650mm），冷彎試件長度一般≥250mm（250 ～ 350mm）。（備注：取樣時，從任一鋼筋端頭，截取500 ～ 1000mm 的鋼筋，再進行取樣。）

5）冷拉鋼筋：應進行分批驗收，每批重量不大于20t 的同等級、同直徑的冷拉鋼筋為一個檢驗批。

6）取樣數(shù)量：兩個拉伸試件、兩個彎曲試件。

2.3混凝土試件取樣

根據(jù)GB50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》7.3.1條[26]:結(jié)構(gòu)混凝土的強度等級必須滿足設(shè)計要求。用于檢查結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度的標準養(yǎng)護試件，應在混凝土的澆筑地點隨即抽取。試件取樣和留置應符合下列規(guī)定：

① 每拌制100盤但不超過100m3的同一配比的混凝土，取樣次數(shù)不得少于一次。

② 每工作班拌制的同一配比的混凝土不足100盤時，其取樣次數(shù)不得少于一次。

③每次連續(xù)澆筑超過1000m3時，同一配合比的混凝土每200m3取樣不得少于1次;④ 每一樓層、同一配合比混凝土，取樣不得少于一次;⑤每次取樣應至少留置一組試件。

2.4墻砌體材料

根據(jù)磚和砌塊的生產(chǎn)方式、主要原料以及外形特征，磚和砌塊可分為蒸壓灰砂磚、燒結(jié)多孔磚等。

1）蒸壓灰砂磚：每10 萬塊為一批，不足10 萬塊也為一批，但不得少于2 萬塊。強度檢驗的樣品，從尺寸偏差、外觀合格的樣品中按隨機抽樣法抽取3 組共15 塊（每組5 塊）。其中2 組進行抗壓強度和抗折強度檢驗，一組備用。

2）燒結(jié)多孔磚：每5 萬塊為一批，不足該數(shù)量時仍按一批。強度檢驗的樣品，從尺寸偏差和外觀質(zhì)量檢查合格中按隨機抽樣法抽取，共15 塊?？箟簭姸?、抗折荷重檢驗各5 塊，備用5 塊。

3、檢測時環(huán)境溫度與濕度的控制

溫度和濕度對一些建筑材料的性能有很大的影響，故在標準中對材料養(yǎng)護、測試時的環(huán)境條件有明確的規(guī)定，必須嚴格遵守。如GB／T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》規(guī)定，試體成型時的環(huán)境溫度應穩(wěn)定保持在20℃±2℃，相對濕度應>50％；試體拆模前的養(yǎng)護溫度為20℃±1℃，相對濕度應>90％；試體在水中養(yǎng)護的溫度控制在20℃±1℃。又如彈性體改性瀝青防水卷材(SBS)等防水材料，其性能對環(huán)境溫度較為敏感，進行拉伸試驗時要求室溫控制在23℃±2℃。

4、檢測中試驗機加荷速度的控制

4.1 常用萬能試驗機加荷速度

在常溫試驗情況下，如果在測試材料力學性能時加荷速度較快，試件的變形將滯后于加在其上的荷載，測出的強度值就會高于材料固有的強度。例如：在測試鋼筋的屈服點時如果加荷速度較快，屈服點值會有所提高；測定水泥、混凝土、磚等試件的抗折、抗壓時，加荷速度的快慢對測定結(jié)果都有影響。因此，應嚴格按照材料的相關(guān)標準和操作規(guī)程操作試驗機，加荷要連續(xù)均勻，當試件開始迅速變形接近破壞時，停止調(diào)整試驗機油門，直至測出試件最大的荷載值。在進行鋼筋拉伸試驗時，當拉伸到出現(xiàn)頸縮時可逐漸減小油門，使頸縮現(xiàn)象緩慢發(fā)展直至試件斷裂，以減輕試驗機的振動和響聲。一般情況下，標準中的加荷速度是以應力(N／mm2、kN／mm2等)為單位的，為了更加直觀方便，也可以折算為試驗機度盤上的格數(shù)。如在采用2000kN的壓力機進行混凝土試件的抗壓試驗時，試驗機共有3個量程：鉈A的量程為0-500kN，lkN／格；鉈A+B的量程為0-1000kN，2kN／格：鉈A+B+C的量程為O-2000kN，4kN／格，加荷速度見表1。

4.2試驗中減少數(shù)據(jù)誤差的措施

在試驗過程中，雖然嚴格按標準的規(guī)定進行，但由于試驗操作者的熟練程度、材料的勻質(zhì)性、設(shè)備儀器、環(huán)境條件等因素的影響，總會使試驗結(jié)果出現(xiàn)誤差，若該誤差不超出標準規(guī)定的范圍是允許的。試驗通常有3種誤差，第1種誤差：是同一組試件之間的誤差，若該誤差超出范圍，試驗應重做。例如：混凝土試件的抗壓、抗折強度值中，有兩個測定值與中間值的差值均超過中間值的15％，則該組試驗無效；第2種誤差：是同一個樣品分成2個或3個試樣，用相同的方法在同一儀器上分別試驗，所得出的結(jié)果之間的誤差，稱為平行試驗誤差。例如：砂的篩分析，兩次試驗求得的細度模數(shù)之差≯0．20，表現(xiàn)密度兩次試驗之差≯20kg／m3等；第3種誤差：是用同一材料、同一樣品在不同試驗設(shè)備上所獲得的試驗結(jié)果的誤差，稱為再現(xiàn)性誤差或?qū)Ρ仍囼炚`差。一般是將水泥、鋼材等較勻質(zhì)材料的樣品等分為兩份，一份交當?shù)貦?quán)威性的測試中心，另一份本單位留存，分析比較

[2]兩個測試單位的試驗結(jié)果，如果相對誤差較大，應找出原因并采取措施加以改進。根據(jù)需要，這種試驗每年可進行1-2次，以提高試驗室檢測能力整體水平，確保試驗室計量、質(zhì)量體系平穩(wěn)，有效運行。

應該指出的是：有個別的試驗室在進行鋼筋拉伸試驗時，只拉伸到試件出現(xiàn)頸縮而不拉斷裂是不正確的，這種情況不屬于試驗誤差。

鋼筋不拉斷，其測得的伸長率要比規(guī)定的試件斷后的伸長率低，這是與標準規(guī)定相違背的。對于鋼筋焊接件，由于不測定伸長率，可在試件出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象后停機。

5、檢測數(shù)據(jù)的有效修約取舍

為了保證試驗結(jié)果的準確性，標準對一些材料的試驗結(jié)果有取舍的要求。例如：水泥膠砂強度抗折試驗，當3個強度值中有超出平均值±10％的時需剔除該數(shù)值，計算平均值；混凝土和砂漿的抗壓試件強度平均值的計算等，也都有各自的數(shù)據(jù)取舍方法。計算后的數(shù)據(jù)按GB／T8107-2008《數(shù)值修約規(guī)則和極限數(shù)值的表示和判定》規(guī)定進行，并按標準規(guī)定保留相應的位數(shù)，其尾數(shù)要按“四舍六入五單雙法”處理。例如GB／T228.1-2010《金屬材料室溫拉伸試驗方法》規(guī)定，鋼材(包括鋼筋)的性能試驗結(jié)果，應按照相關(guān)產(chǎn)品標準的要求進行修約。如果未規(guī)定具體要求的，強度值~<200N／mm2時，修約間隔1N／mm2；強度值在200-1000N／mm2時，修約間隔5N／mm2；強度值>1000N／mm2時，修約間隔ION／mm2。修約間隔為5N／mm2時，其簡易方法是：要修約的尾數(shù)位數(shù)值≤2.5的修約為0；尾數(shù)位數(shù)值在2.5~7.5時，修約為5；尾數(shù)位≥7.5時修約為10。例如某鋼筋試驗后計算的6=487.8MPa，修約后6=490MPa。又如：砂的表觀密度測定，根據(jù)GB／T14684-2011《建筑用砂》中表觀密度、堆積密度、空隙率的規(guī)定，需做兩次試驗，每次試驗后計算得到的表觀密度屬中間過程，不應對每次試驗后計算得到的表觀密度值修約成尾數(shù)為0，只需對兩次結(jié)果的平均值的尾數(shù)修約為0即可，否則會增大數(shù)值傳遞過程中的誤差，影響試驗結(jié)果。有時試驗結(jié)果還會出現(xiàn)比預期的值過高或過低、同一組試件數(shù)據(jù)相差懸殊、同一試件各項性能指標相互矛盾等異常現(xiàn)象，這需要認真對待，查明原因，并及時復試和復驗。

6、就提高建筑材料質(zhì)量檢測技術(shù)的建議

6.1 把好建筑材料三證關(guān)

在用于建筑工程所需的材料、設(shè)備等必須要符合國家技術(shù)標準或設(shè)計要求，應有相應的中文質(zhì)量合格證明文件、規(guī)格、型號及性能檢測報告。這些材料、設(shè)備在進場驗收時，一定要經(jīng)過監(jiān)理工程師的嚴格審查。實行生產(chǎn)許可證和安全認證的制度產(chǎn)品，要有許可證編號和安全認證標志，在選購這樣的產(chǎn)品前需對產(chǎn)品的生產(chǎn)許可證及安全認證標志原件進行檢查，防止偽造產(chǎn)品。

6.2 做好強制性檢測

根據(jù)相關(guān)設(shè)計要求和規(guī)范要求進行項目檢測，以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全，必須根除工程中的質(zhì)量通病，防止偽劣材料進入工地。對建筑工程中的一些項目進行強制性檢測，例如：對鋼筋數(shù)量的檢測，對混凝土試塊檢測，對水泥質(zhì)量檢測，對成品、半成品檢測，對有機污

[4]

[3]染物含量檢測等，并嚴格按照標準和相關(guān)程序進行。

6.3搭建現(xiàn)代化專業(yè)檢測資源平臺

專業(yè)人才是我國檢測行業(yè)中最為匱乏的。目前我國從事建筑工程檢測行業(yè)的檢測人員素質(zhì)普遍偏低，因此，一方面從事建筑工程質(zhì)量檢測的人員一定要提高和加強自身的檢測水平，另一方面國家要提高檢測行業(yè)從業(yè)人員的門檻，建立專門培訓質(zhì)量檢測的培訓機構(gòu)，提高從業(yè)人員的素質(zhì)。

7、結(jié)語

建筑材料檢測是確保工程使用材料質(zhì)量和確保工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。作為檢測試驗的專業(yè)技術(shù)人員，嚴格遵守國家相關(guān)法律、法規(guī)、標準，用負責任的態(tài)度完成每項檢測任務，同時加強自身建設(shè)，不斷學習新規(guī)范，新技術(shù)，提高檢測技術(shù)水平，注重檢測試驗的每個細節(jié)，總結(jié)經(jīng)驗教訓，保證檢測數(shù)據(jù)的準確性、科學性。

參考文獻：

[1]李學智，《房屋建筑工程見證取樣和送檢指南》 [2]費業(yè)泰，《誤差理論與數(shù)據(jù)處理》(第六版)[3]陳玉忠、于振凡、馮士雍，《數(shù)值修約規(guī)則和極限數(shù)值的表示和判定》GB／T8107-2008 [4]GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》

GB1499.1-2008《鋼筋混凝土用鋼 第1部分:熱軋光圓鋼筋》 GB1499.2-2007《鋼筋混凝土用鋼 第2部分:熱軋帶肋鋼筋》 JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量標準及檢驗方法》 GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》

表1

第四篇：超聲波檢測技術(shù)及應用

超聲波檢測技術(shù)及應用

劉贛

（青島濱海學院，山東省青島市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)266000）

摘 要：無損檢測(nondestructive test)簡稱 NDT。無損檢測就是不破壞和不損傷受檢物體，對它的性能、質(zhì)量、有無內(nèi)部缺陷進行檢測的一種技術(shù)。本文主要講的是超聲波檢測（UT）的工作原理以及在現(xiàn)在工業(yè)中的應用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：超聲波檢測；縱波；工業(yè)應用；無損檢測

1.超聲波檢測介紹 1.1超聲波的發(fā)展史

聲學作為物理學的一個分支, 是研究聲波的發(fā)生、傳播、接收和效應的一門科學。在1940 年以前只有單晶壓電材料, 使得超聲波未能得到廣泛應用。20 世紀70 年代, 人們又研制出了PLZT 透明壓電陶瓷, 壓電材料的發(fā)展大大地促進了超聲波領(lǐng)域的發(fā)展。聲波的全部頻率為10-4Hz～1014Hz, 通常把頻率為2×104Hz～2×109Hz 的聲波稱為超聲波。超聲波作為聲波的一部分, 遵循聲波傳播的基本定律, 1.2超聲波的性質(zhì)

1）超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，達到一定程度的聲功率就可在液體中的物體界面上產(chǎn)生強烈的沖擊（基于“空化現(xiàn)象”）。從而引出了“功率超聲應用技術(shù)“例如“超聲波清洗”、“超聲波鉆孔”、“超聲波去毛刺”（統(tǒng)稱“超聲波加工”）等。

2）超聲波具有良好的指向性

3）超聲波只能在彈性介質(zhì)中傳播，不能再真空中傳播。一般檢測中通常把空氣介質(zhì)作為真空處理，所以認為超聲波也不能通過空氣進行傳播。4）超聲波可以在異質(zhì)界面透射、反射、折射和波型轉(zhuǎn)化。5）超聲波具有可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中衰減的特性。

6）利用強功率超聲波的振動作用，還可用于例如塑料等材料的“超聲波焊接”。1.2超聲波的產(chǎn)生與接收

超聲波的產(chǎn)生和接收是利用超聲波探頭中壓電晶體片的壓電效應來說實現(xiàn)的。由超聲波探傷儀產(chǎn)生的電振蕩，以高頻電壓形式加載于探頭中壓電晶體片的兩面電極上時，由于逆壓電效應的結(jié)果，壓電晶體片會在厚度方向上產(chǎn)生持續(xù)的伸縮變形，形成了機械振動。弱壓電晶體片與焊件表面有良好的耦合時，機械振動就以超聲波形式傳播進入被檢工件，這就是超聲波的產(chǎn)生。反之，當壓電晶體片收到超聲波作用而發(fā)生伸縮變形時，正壓電效應的結(jié)果會使壓電晶體片兩面產(chǎn)生不同極性的電荷，形成超聲頻率的高頻電壓，以回波電信號的形勢經(jīng)探傷儀顯示，這就是超聲波的接收。1.3超聲波無損檢測的原理

超聲波探傷儀的種類繁多，但在實際的探傷過程，脈沖反射式超聲波探傷儀應用的最為廣泛。一般在均勻的材料中，缺陷的存在將造成材料的不連續(xù)，這種不連續(xù)往往又造成聲阻抗的不一致，由反射定理我們知道，超聲波在兩種不同聲阻抗的介質(zhì)的交界面上將會發(fā)生反射，反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關(guān)。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據(jù)這個原理設(shè)計的。

目前便攜式的脈沖反射式超聲波探傷儀大部分是A掃描方式的，所謂A掃描顯示方式即顯示器的橫坐標是超聲波在被檢測材料中的傳播時間或者傳播距離，縱坐標是超聲波反射波的幅值。譬如，在一個鋼工件中存在一個缺陷，由于這個缺陷的存在，造成了缺陷和鋼材料之間形成了一個不同介質(zhì)之間的交界面，交界面之間的聲阻抗不同，當發(fā)射的超聲波遇到這個界面之后，就會發(fā)生反射，反射回來的能量又被探頭接受到，在顯示屏幕中橫坐標的一定的位置就會顯示出來一個反射波的波形，橫坐標的這個位置就是缺陷在被檢測材料中的深度。這個反射波的高度和形狀因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性質(zhì)。1.4超聲波無損檢測的優(yōu)缺點 優(yōu)點：

1）探傷速度快，效率高

2）設(shè)備簡單輕巧，機動性強，野外及高空作業(yè)方便，實用

3）探測結(jié)果不受焊接接頭形式的影響，除對焊接縫外，還能檢查T形接頭及所有角焊縫。

4）對焊縫內(nèi)危險性缺陷（包括裂縫、未焊透、未熔合）檢測靈敏度高 5）易耗品極少，檢查成本低 缺點：

1）若工件表面粗糙，需磨平，人工多

2）探測結(jié)果判定困難，操作人員需經(jīng)專門培訓并經(jīng)考核幾個 3）缺陷定型及定量困難

4）探測結(jié)果的正確評定收人為思想束縛的影響較大 5）探測結(jié)果不能直接記錄存檔

6）對于形狀復雜、表面粗糙、內(nèi)部存在粗晶組織與奧氏體焊縫，探傷困難

2.超聲波檢測的應用 2.1陶瓷的無損檢測 2.1.1陶瓷氣孔率的檢測

陶瓷的強度、彈性模量、密度等直接和氣孔率有關(guān), 有些構(gòu)件的氣孔率決定了它能否使用。陶瓷中超聲波的傳遞速度v和氣孔率（或密度）之間也存在某種關(guān)系, 可以通過實測得到v, 再利用式（1）、式（2）求出陶瓷的氣孔率: v?v0(1?p?)???????????（1）v0?E0(1?v)????????（2）

?0(1?v)(1?2v)式中:

v0——陶瓷的氣孔率為零時的理論聲速;p?——陶瓷的氣孔率;E0——陶瓷的彈性模量;?0 ——陶瓷的密度。

將氣孔簡化為隨機取向的橢球, 均勻分布在各向同性的基體中, 用復合微觀力學模型計算聲速并和實測值進行比較, 由式（1）計算得到氣孔率。

當陶瓷材料的理論密度已知時, 氣孔率可由體密度計算而來。體密度的測量方法很多, 常用的有阿基米德法。陶瓷的內(nèi)部缺陷也可以采用水浸探傷法來檢測, 以水浸縱波垂直探傷法檢測缺陷時, 波束路程可以直接讀出。要檢出微小缺陷時, 可以改用較低頻率的探頭。2.1.2陶瓷表面缺陷檢測

對于陶瓷而言, 同一形狀和尺寸的表面缺陷比內(nèi)部缺陷更容易引起破壞, 因此表面缺陷的檢測特別重要。通常用水浸表面波法檢測陶瓷的表面缺陷, 其原理見圖1。將超聲波(縱波)傾斜入射到浸入水中的被檢物表面, 當入射角?c大于第二臨界角?n時, 折射聲波全部沿著工件表面?zhèn)鞑? 形成表面波, 表示為: ?c?arcsin(Cl1/Cr2)??n???????（3）式中:

Cl1——水中的縱波聲速;Cr2——工件水浸表面波聲速。

圖1 水浸表面波法原理

表面波波長比橫波波長短, 衰減也大于橫波。同時, 它僅沿表面?zhèn)鞑? 遇到尖銳轉(zhuǎn)角或棱角時將有強烈反射回波, 曲率越大反射越強。水浸表面波在試塊表面?zhèn)鞑r, 能量可泄漏到水中, 故僅僅傳播數(shù)毫米后, 水浸表面波的反射波高度就顯著降低。鑒于反射波傳遞距離較小的振幅特性, 應盡可能使探頭靠近缺陷處。

2.2鉆孔灌注樁的無損檢測 2.2.1檢測原理

采用超聲脈沖檢測混凝土缺陷的基本依據(jù)是，利用脈沖波在技術(shù)條件相同（指混凝土的原材料、配合比、齡期和測試距離一致）的混凝土中傳播的時間（或速度）、接收波的振幅和頻率等聲學參數(shù)的相對變化來判定混凝土的缺陷。

超聲脈沖波在混凝土中傳播速度的快慢，與混凝土的密實度有直接關(guān)系，對于原材料、配合比、齡期及測試距離一定的混凝土來說，聲速高則混凝土密實，相反則混凝土不密實。當有空洞或裂縫存在時，便破壞了混凝土的整體性，超聲脈沖波只能繞過空洞或裂縫傳播到接收換能器，因此傳播的路程增大，測得的聲時必然偏長或聲速降低。另外，由于空氣的聲阻抗率遠小于混凝土的聲阻抗率，脈沖波在混凝土中傳播時，遇到蜂窩、空洞或裂縫等缺陷，便在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能被衰減，其中頻率較高的成分衰減更快，因此接收信號的波幅明顯降低，頻率明顯減小或頻率譜中高頻成分明顯減少。再者經(jīng)過缺陷反射或繞過缺陷傳播的脈沖波信號與直達波信號之間存在聲程和相位差，疊加后互相干擾，致使接收信號的波形發(fā)生畸變。

根據(jù)上述原理，可以利用混凝土聲學參數(shù)測量值和相對變化綜合分析，判別其缺陷的位置和范圍，或估算缺陷的尺寸。2.2.2適用范圍

基樁超聲波檢測法是一種檢測混凝土灌注樁完整性的有效手段，它是利用聲波的透射原理對樁身混凝土介質(zhì)狀況進行檢測，因此僅適用于在灌注成型過程中已經(jīng)埋了兩根或兩根以上聲測管的基樁。

在樁身預埋一定數(shù)量的聲測管，通過水的耦合，超聲波從一根聲測管中發(fā)射，在另一根聲測管中接收，可以測出被測混凝土介質(zhì)的聲學參數(shù)。由于超聲波在混凝土中遇到缺陷時會產(chǎn)生繞射、反射和折射，因而到達接收換能器的聲時、波幅及主頻發(fā)生改變。超聲波法就是利用這些聲波特征參數(shù)來判別樁身的完整性。

對跨孔透射法，當樁徑較小時，聲測管間距也較小，其測試誤差相對較大，同時預埋聲測管可能引起附加的灌注樁施工質(zhì)量問題。因此，超聲波檢測方法適用于檢測直徑不小于 800mm 的混凝土灌注樁的完整性。

3.超聲波檢測的發(fā)展前景

無損檢測與評價技術(shù)在我國日常產(chǎn)品質(zhì)量檢驗和大量在用工業(yè)和民用設(shè)備的檢驗中發(fā)揮了十分重要的作用。從統(tǒng)計結(jié)果看，我國擁有近17萬無損檢測人員和2000多家無損檢測機構(gòu)，2007年無損檢測儀器的銷售額達10億元人民幣左右，大專院校每年培養(yǎng)近千名無損檢測專業(yè)的大專、本科和研究生。我國不僅對常規(guī)無損檢測設(shè)備、器材和服務有著巨大的需求，而且對先進的無損檢測儀器、技術(shù)和服務也有大量的需求。我國已成為一個無損檢測儀器、技術(shù)和服務的巨大市場。我國的無損檢測工作者已經(jīng)在許多技術(shù)和領(lǐng)域進行了大量的研究、開發(fā)和成功的應用。

第五篇：智能化技術(shù)在機械工程自動化中的應用

智能化技術(shù)在機械工程自動化中的應用

摘 要：幾十年前，機械工程自動化的出現(xiàn)改變了機械設(shè)備純?nèi)斯どa(chǎn)的模式，大大提高了機械設(shè)備生產(chǎn)的效率，給機械工程發(fā)展帶來了翻天覆地的變化。近年來，智能化技術(shù)逐漸在機械工程上得到了應用，智能化的機械生產(chǎn)具有高效、高質(zhì)、低成本等優(yōu)點，它將給機械工程的發(fā)展帶來新的機遇。

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；機械工程；自動化技術(shù)

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0 前言

本文從介紹機械智能化技術(shù)與機械自動化技術(shù)入手，分析了智能化機械工程的特點，并從三個角度分析了智能化技術(shù)在機械工程中的具體應用。智能化技術(shù)能夠與自動化技術(shù)相結(jié)合，共同為機械工程服務，大幅提高機械工程的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，這對于機械制造企業(yè)的長期發(fā)展有著十分重要的意義。簡述智能化機械工程及其特點

1.1 簡述智能化的機械工程

“智能化“是近年來興起的一種發(fā)展趨勢，它的適應面比較廣，可應用與金融、軍事、醫(yī)療、教育、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等多個領(lǐng)域。機械工程的智能化是從機械工程自動化發(fā)展而來的，傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)線與高效的智能化管理系統(tǒng)相結(jié)合可以有效的提高機械生產(chǎn)的效率，并能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，對于機械生產(chǎn)企業(yè)的長期發(fā)展有著十分重要的意義。

1.2 械工程自動化與機械工程智能化

機械工程自動化與機械工程智能化都是機械生產(chǎn)行業(yè)的重要課題，兩者相輔相成，都是機械現(xiàn)代化發(fā)展的重要標志。機械工程自動化是指在機械生產(chǎn)過程中依賴于自動化設(shè)備進行生產(chǎn)或所生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有一定的自動化特征。機械工程自動化的產(chǎn)生大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，推進了人類工業(yè)文明的發(fā)展。但是，自動化的生產(chǎn)線仍然依賴大量的人工操作：設(shè)備需要工人進行控制、產(chǎn)品需要工人來推銷、生產(chǎn)計劃需要管理人員進行安排[1]。智能化技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀，減輕了機械生產(chǎn)單位對人工的需求量，機械工程智能化依賴于機械工程自動化，它通過一套的智能化系統(tǒng)進行自主的數(shù)據(jù)收集、處理，并將所收集到的數(shù)據(jù)進行處理，進而指導自動化流水線進行生產(chǎn)，從而大大提高機械生產(chǎn)的效率。機械智能化已經(jīng)取代了機械自動化，成為了機械工程現(xiàn)代化的重要標志。

1.3 智能化機械工程的特點

智能化的機械工程具有高品質(zhì)、高效率、四流交匯、四流集成等特點。智能化的機械工程生產(chǎn)可以通過智能管理系統(tǒng)來進行規(guī)劃設(shè)計，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品報廢率；同時，由智能管理系統(tǒng)代替人工管理，可以大大提高機械生產(chǎn)效率；而通過人、機、硬件、軟件相互交流與集成可保證了智能化機械工程的高效性與智能性，再加之個性化的用戶服務定制，可以將冷冰冰的機械設(shè)備變得十分靈動，這對于機械工程的發(fā)展有著十分重要的意義。智能化技術(shù)在機械工程中的具體應用

2.1 機械工程生產(chǎn)設(shè)備智能化

機械工程在生產(chǎn)的過程中比較依賴于自動化技術(shù)，以往的機械生產(chǎn)都由流水線操作來完成，流水線操作工藝與純?nèi)斯どa(chǎn)工藝相比，減少了人工成本的投入，也大大提高了機械生產(chǎn)的效率，同時減少了產(chǎn)品生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題的幾率，有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。而隨著工業(yè)智能化的普及，一些機械生產(chǎn)廠家通過引入智能化操作系統(tǒng)，將整個機械生產(chǎn)流水線交由智能化管理系統(tǒng)進行管理，管理系統(tǒng)能夠自動收集各個流水線上的信息，并對整個生產(chǎn)過程進行調(diào)度，可以提高流水線的生產(chǎn)效率，并提高容錯率，有效的提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。而且，使用智能化的機械生產(chǎn)設(shè)備能夠減少流水線上的工人數(shù)量，一些智能生產(chǎn)系統(tǒng)比較完善的企業(yè)，其流水線完全由機械設(shè)備自行調(diào)度、生產(chǎn)，僅需要數(shù)個技術(shù)工人進行技術(shù)調(diào)整，從而極大的減少了人工的成本，也將生產(chǎn)效率大大提高，降低了產(chǎn)品因人為失誤出現(xiàn)問題的幾率，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，提高機械工程設(shè)備智能化水平還能夠有效確保機械工程設(shè)備運行的穩(wěn)定性和安全性，一旦出現(xiàn)任何故障，智能化的設(shè)備都能夠采取必要的措施予以及時處理或者及時報警避免更多的損失[2]，避免了因人為操作失誤造成的生產(chǎn)事故，這對于機械生產(chǎn)單位的長期發(fā)展有著十分重要的意義。

2.2 機械工程生產(chǎn)管理智能化

自動化技術(shù)的產(chǎn)生給工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的便利，但是卻給企業(yè)的管理階層帶來了更大的負擔。每一個行業(yè)都依賴于管理，良好的管理系統(tǒng)可以大大提高整個企業(yè)的生產(chǎn)效率，傳統(tǒng)的管理模式都依賴于人工操作，機械工程的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售都要靠企業(yè)的決策人員進行直接操作，管理人員要負責前期調(diào)研、市場調(diào)查、模型設(shè)計、產(chǎn)品推銷、售后管理等多個環(huán)節(jié)，這給管理人員很大的負擔。同時，由于人工處理的滯后性，機械生產(chǎn)與銷售的第一手數(shù)據(jù)難以及時得到利用，企業(yè)的管理人員也難以第一時間調(diào)整生產(chǎn)計劃，影響了機械工程的生產(chǎn)與銷售。而智能化的管理系統(tǒng)可高效、準確的收集市場數(shù)據(jù)，并根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的實際情況對下一階段的生產(chǎn)作出調(diào)整，即從機械工程中的生產(chǎn)到銷售再到應用反饋都能夠采用計算機網(wǎng)絡式的階梯管理模式進行智能化的管理，通過計算機網(wǎng)絡的共享功能使得這種管理更為透明，更為高效，也避免了出現(xiàn)錯誤的可能性，從而大大提高了機械生產(chǎn)的效率。

2.3 機械產(chǎn)品智能化

智能化的發(fā)展給人們帶來了巨大的便利，一些自動化機械設(shè)備可以通過配備智能化管理平臺來有效的提高產(chǎn)品的使用效果[3]。機械生產(chǎn)單位可根據(jù)產(chǎn)品的特點及客戶的需求為產(chǎn)品配備智能化系統(tǒng)。機械產(chǎn)品的智能化不僅能夠提高產(chǎn)品的各方面性能，而且能夠給用戶更多的自主發(fā)揮的空間，讓機械產(chǎn)品不再是冷冰冰的機器，而是成為一款能夠根據(jù)用戶特點進行個性化定制的高端服務設(shè)備，完善用戶的使用體驗。機械工程的智能化中最難以實現(xiàn)、風險最高的就是機械產(chǎn)品智能化，但是風險與機遇并存，如果能夠充分的發(fā)展機械產(chǎn)品的自動化，將會給機械產(chǎn)品帶來質(zhì)的飛躍。結(jié)語

智能化的機械工程可以有效的提高機械工程的生產(chǎn)效率，同時也能減少生產(chǎn)過程中的人工工作量，提高生產(chǎn)工作的效率，降低人工成本。智能化的機械工程要追求生產(chǎn)過程中的智能化，還要追求產(chǎn)品的智能化。一直以來，機械工程的產(chǎn)品都缺乏與用戶的互動性，而智能化的普及下，廠家可以根據(jù)用戶的特點可以對產(chǎn)品進行個性化的定制，完善用戶的使用體驗。

參考文獻：

[1]朱劍英.機械工程智能化的發(fā)展趨勢研究[J].航空制造技術(shù)，2014（05）：22-23.[2]隋曉棠.關(guān)于機械加工智能化發(fā)展趨勢的探討[J].黑龍江科技信息，2014（17）：10-11.