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英文名稱:Tool Engineering
主管單位:成都工具研究所
主辦單位:成都工具研究所
出版周期:月刊
出版地址:四川省成都市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-7008
國內刊號:51-1271/TH
郵發代號:62-32
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1964
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
期刊簡介
關鍵詞:全站儀,景觀工程,應用
0、引言
景觀工程是城市面貌的一個重要體現,而如何實現城市景觀的合理布局,更是城市測量工作中的一項重要的內容,它不僅是一項綠色工程,更是一項城市數字化工程的延伸[1,3]。免費論文,應用。隨著科技的發展,全站儀因其具有自動測角、測距、采集及放樣等多種功能而深受城市測量工作者的歡迎。它的操作性能安全、數據準確可靠、經濟效益合理、方便可行實用,已在城市景觀測量中得到廣泛的應用[1]。正因為全站儀的使用,使工程的進展變的更為快捷,大大提高了工程效益。
1、全站儀概念
全站儀,又稱全站型電子速測儀,它由電子測角、電子測距、電子計算和數據存儲單元等組成的三維坐標測量系統,可實現測量結果自動顯示、記錄和存儲,并能與計算機進行測量信息互換,能快速完成一個測站所需的工作,包括平距、高差、高程、坐標及放樣等方面數據的計算及地形成圖[2]。
全站儀,它是一種用于高精度測量的精密儀器,集光學測量與電子計算功能于一身。全站儀通常有兩大類型[1]:
(l)組合式,它是指電子經緯儀和測距儀可以分離開使用,照準部與測距軸不共軸。作業時,測距儀安裝在電子經緯儀上,相互之間用電纜實現數據通訊,作業結束后卸下分別裝箱。目前,這種類型儀器在工程中使用很少。
(2)整體式,它是將電子經緯儀和測距儀融為一體,共用一個光學望遠鏡,使用起來更方便。面前這種類型是全站儀發展的一種趨勢。并且,隨著電子技術的不斷發展,及用戶的特殊要求,市場上出現了帶內存、防水型、防爆型、電腦型等等各種類型的全站儀,使得這常規的測量儀器越來越滿足各項測繪工作的需求,發揮更大的作用。免費論文,應用。
常見的有日本拓普康(TOPOCON)系列、索佳(SOKKIA)系列、尼康(NIKON)系列、瑞士徠卡(LEICA)系列,蔡司(ZEISS)系列以及我國的南方(NTS)系列和蘇一光(ETD)系列。
2、全站儀功能
(1)、角度測量:可進行水平角、豎直角的測量。
(2)、距離測量:可測量平距HD、高差VD和斜距SD。
(3)、坐標測量:可測量目標點的三維坐標(X,Y,H)。
(4)、點位放樣:根據設計的待放樣點P的坐標,在實地標出P點的平面位置及填挖高度。
其放樣原理為:(如圖1)
1)在大致位置立棱鏡,測出位置的坐標。
2)將當前坐標與待放樣點的坐標相比較,得距離差值dD和角度差dHR或縱向差值ΔX和橫向差值ΔY。免費論文,應用。
關鍵詞:串聯電池組,電壓測量,線性電路,共模,在線監測
1前言
目前,發電廠、變電站的操作電源系統大多采用直流電源,直流電源系統是發電廠、變電站非常重要的一種二次設備,它的主要任務就是給繼電保護、斷路器分合閘及其它控制提供可靠的直流操作電源和控制電源,它要求配置蓄電池系統。實踐經驗表明,在所有表征蓄電池的參數之中,蓄電池的端電壓最能體現蓄電池的當前狀況,可以根據端電壓判斷蓄電池的充、放電進程,當前電壓是否超出允許的極限電壓,還可以判斷蓄電池組的均一性好壞等。因此,對蓄電池的端電壓的測量十分重要。
2 不同端電壓測量方法的分析和比較
蓄電池工作狀態的監測關鍵在于蓄電池端電壓和電流信號的采集。由于串聯蓄電池組中的電池數量較多,整組電壓很高,而且每個蓄電池之間都有電位聯系,因此直接測量比較困難。在研究蓄電池監測系統過程中,人們提出了許多測量串聯電池組單只電池端電壓的方法。概括起來,主要有以幾種:
2、1共模測量法
共模測量是相對同一參考點,用精密電阻等比例衰減各測量點電壓,然后依次相減得到各節電池電壓。該方法電路比較簡單,但是測量精度低。比如,24節標稱電壓為12 V的蓄電池,單節電池測試精度為0.5%的測試系統,單節電池測試絕對誤差為±60 mV,24節串聯積累的絕對誤差可達1.44 V,顯然,其相對誤差可達到12%,這在應急電源監控系統中經常會造成誤報警,所以不能滿足應急電源監控系統的要求。這種方法只適合串聯電池數量較少或者對測量精度要求不高的場合。
2、2差模測量法
差模測量是通過電氣或電子元件選通單節電池進行測量。當串聯電池數量較多而且對測量精度要求較高時,一般應采用差模測量方法。
2、2、1繼電器切換提取電壓 [1、2]
傳統的比較成熟的測試方法是用繼電器和大的電解電容做隔離處理,其基本的測試原理是:首先將繼電器閉合到蓄電池一側,對電解電容充電;測量時把繼電器閉合到測量電路一側,將電解電容和蓄電池隔離開來,由于電解電容保持有該蓄電池的電壓信號,因此,測試部分只需測量電解電容上的電壓,即可得到相應的單體蓄電池電壓。論文大全。此方法具有原理簡單、造價低的優點。但是由于繼電器存在著機械動作慢,使用壽命低等缺陷,根據這一原理實現的檢測裝置在速度、使用壽命、工作的可靠性方面都難以令人滿意。為解決上面問題可將機械繼電器改用光耦繼電器,這樣無需外加電解電容提高了可靠性,速度和使用壽命也隨之達到要求,但相對成本要大大提高。用光電隔離器件和大電解電容器構成采樣,保持電路來測量蓄電池組中單只電池電壓。此電路缺點是: 在A/D轉換過程中,電容上的電壓能發生變化,使精度趨低,而且電容充放電時間及晶體管和隔離芯等器件動作延遲決定采樣時間長等缺點。
2、2、2 V/F轉換無觸點采樣提取電壓 [2、3]
V/F轉換法的原理圖如圖1所示,其工作原理如下:信號采集采用V/F轉換的方法,單節蓄電池采用分別采樣,取單節蓄電池的端電壓經分壓(降低功耗)后作為V/F轉換的輸入,分壓電阻的分散性可通過V/F轉換電路調整。V/F轉換信號輸出通過光電隔離器件送到模擬開關,處理器通過控制模擬開關采集頻率信號。數據采集電路與數據處理電路采用光電隔離和變壓器隔離技術,實現兩者之間電氣上的隔離。但采用V/F轉換作為A/D轉換器的缺點是響應速度慢、在小信號范圍內線性度差、精度低。
圖1 V/F轉換法的原理圖
2、2、3浮動地技術測量電池端電壓 [4]
由于串聯在一起的電池組總電壓達幾十伏,甚至上百伏,遠遠高于模擬開關的正常工作電壓,因此需要使地電位隨測量不同電池電壓時自動浮動來保證測量正常進行,其原理圖如圖2所示。每次工作時,先由模擬開關選通,使其被測電池兩端的電位信號接入測試電路,此信號一方面進入差分放大器;另一方面進入窗口比較器,在窗口比較器中與固定電位V r 相比較,從窗口比較器輸出的開關量狀態可識別出當前測量地(GND)的電位是太高、太低或者正好(相對于V r )。如果正好,則可以啟動A/D進行測量。如果太高或太低,則通過控制器對地(GND)電位行浮動控制。由于地電位經常受現場干擾發生變化,而該方法不能對地電位進行實時精確控制,因而影響整個系統的測量精度。
圖2 浮動地技術原理圖
3 線性電路直接采樣法
本文介紹的線性電路直接采樣法是為每個蓄電池配置一塊采集板,貼近蓄電池安裝,就近完成信號的采集和轉換,將轉換后的數字信號傳輸給單片機系統進行處理和傳輸。該方法的原理框圖如圖3所示。
圖3 線性電路直接采樣法原理框圖
該方法采用線性運算放大器組成線性采樣電路,后經電壓跟隨器送入A/D轉換器, 轉換后的數字信號傳輸給單片機系統,無須外加采樣保持電路。根據串聯電池組總電壓的大小,選擇適當的放大倍數,無須電阻分壓網絡或改變地電位,就可以直接測量任意一只電池的電壓。
線性電路圖如圖4所示。該電路為典型的增益可調性能優良的差動運算線性電路,圖中A 1 和A 2 構成精密電壓跟隨器,A 3 是差動放大輸出電路,A 4 是增益調節輔助放大器。論文大全。根據運算放大器的特性,可分析計算出經過采樣電路后的輸出電壓為:
取 ,則有第n節蓄電池經采樣電路變換后的電壓為:
圖4 差動運算線性電路原理圖
電路增益的調節由電阻R決定,范圍很寬,而且線性很好,這就保證了差動運算的精度。只要兩個輸入運算放大器的基本特性相同,則失調電壓的影響就很小。滿足條件R n1 /R n2 =R n3 /R n4 時,電路就有良好的共模抑制特性。由于A 4 的輸出阻抗很低,調節R改變增益時,電路的共模抑制能力不受影響。為了確保該電路的優良特性,運算放大器A 4 的選擇十分重要。如果要求共模抑制能力很強,則除選擇精密繞線電阻R n1 、R n2 、R n3 和R n4 以外,A 4 應選擇高增益型的運算放大器。論文大全。
該電路的輸出電壓就是單節蓄電池的端電壓,由于是線性電路,因此可以快速跟蹤測量單節蓄電池電壓的變化。該電路的輸入阻抗很大, 而蓄電池的內阻很小(一般只有幾毫歐,甚至零點幾毫歐),因而保證了很高的測量精度,為正確判斷蓄電池組的當前狀態提供了準確的技術參數。另外,該電路還有很好的可擴展性能。選擇適當的R n1 ~R n5 的值,可以測量標稱電壓是2V、6V和12V的電池,還可以測量電池組總電壓。
4 結語
本文提出的測量電池電壓的線性電路直接采樣法,電路簡單實用,適用范圍廣,測量精度高,很好的解決了串聯電池組電池電壓檢測難的問題,為蓄電池的在線監測和快速診斷提供準確的技術參數,具有廣闊的實際應用前景。
參考文獻
[1] 張利國,蔣京頤,一種串聯蓄電池組電壓巡檢儀的設計,現代電力電子技術,2006年第20期總第235期
[2] 呂勇軍,智能蓄電池在線監測儀的設計,國外電子元器件,2001年第9期,2001年9月
[3] 李樹靖,林凌,李 剛,串聯電池組電池電壓測量方法的研究,儀器儀表學報,2003年8月,第24卷第4期增刊
[4] 歐陽斌林,董守田,蓄電池組智能監測儀中的浮動地技術,電測與儀表,1998,35(12):35.
[5] 王永洪,線性集成運算放大器及其應用,北京:機械工業出版社,1988.
關鍵詞:萬能工具顯微鏡 光柵位移傳感器 DSP 誤差分析與補償
萬能工具顯微鏡、分度頭、光學測角儀是用傳統方法對長度和角度等幾何量的測量的常用工具。基于測量精度高、抗干擾能力強、長期穩定性好等優點,這些儀器在幾何量測量中扮演重要角色。作為測量儀器中的大型光學儀器,萬工顯功能特別強大。它可以通過多種方法并結合附件在直角坐標及極坐標下進行各種幾何量的測量,在精密測量中使用十分廣泛。然而隨著現代科技的發展,對精密測量的精度、效率等方面也提出了越來越高的要求,要求光學測量儀器達到高精度、高效率、智能化。
設計應用光柵數顯技術,能使萬工顯測量、讀數實現數字化。這種數字化的智能測控系統用以解決老舊萬工顯操作繁瑣、人為誤差大、工作效率低等問題。這將是一個很有實際意義的課題,它可以對很多院校和廠礦這類老舊儀器進行改造,提高了讀數精度和自動化程度,其在精密測量領域具有廣泛的應用和實際的意義。
1 系統需求分析
本課題是基于成熟測量工具萬工顯的技術升級改造,既要保持原有儀器的精度和穩定性,又要降低測量難度,所以要選擇適用于萬能工具顯微鏡改造升級并且經濟實用的位移傳感器;為避免誤差積累影響系統精度,需自行設計機械安裝方案;為避免錯位松動影響系統穩定,需嚴格遵守安裝說明。
1.基于DSP技術的信號細分及數據采集電路模塊設計
原有儀器測量精度較高,穩定性好。改造升級后要達到甚至超過原來的測量精度,保持更好的穩定性。在滿足這些要求的情況下,選擇DSP技術對信號細分和數據采集。
2.功能軟件的設計與開發
為了使樣板、螺絲、齒輪、滾刀等的檢測從不可能到可能,從不精確到精確,從復雜到簡單。自行設計萬能工具顯功能軟件,實現簡單幾何元素、基本幾何元素、組合幾何元素等規劃測量功能。同時,系統完成了萬能工具顯微鏡數字顯示儀表的圖形測量、圖形構造、圖形預置、公制/英制轉換、坐標擺正、直角坐標/極坐標轉換、參數設置、用戶提示等先進的儀表功能的實現。
2.光柵檢測原理及光柵位移傳感器選型
1.光柵檢測原理
光柵位移傳感器也稱光柵尺或計量光柵,由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成,指示光柵則裝在光柵讀數頭中。標尺光柵一般固定在機床活動部件上,光柵讀數頭裝在機床固定部件上。目前計量光柵的位置檢測技術發展已相當成熟,被廣泛用于角度位移檢測,也可用于直線位移檢測。
2. 光柵信號細分及數據采集
光柵的刻劃密度基本上決定了光柵尺的分辨率。然而工藝水平限制光柵的刻劃密度受,而且從成本來講刻花線數越多,就越昂貴,因此很難依靠提高刻劃密度來提高光柵尺的分辨率。采用光柵信號細分技術是提高光柵尺分辨率的另一途徑。光柵測量系統本就有較高的分辨率,若再配合電子細分則可以達到很高的分辨率,并且隨著電子技術的飛速發展,細分實現越來越簡單、可靠。根據本課題實用型升級改造的要求,光柵信號細分技術來提高光柵尺的分辨率。
3.軟件開發環境
軟件開發環境采用為CCS(Code Composer Studio)集成開發環境,該環境下編程代碼的可讀性更好、可移植性更高,便于二次開發。
1.開發環境
CCS是一種針對TMS320系列DSP的集成開發環境,提供有環境配置、源文件編輯、程序調試、跟蹤和分析等工具。它支持如下開發周期的所有階段:設計、編程和編譯、調試、分析。
2.系統軟件總體設計
良好的設計方案可以減少軟件的代碼量,提高軟件的通用性、擴展性和可讀性。本系統的設計方案和步驟如下:
(1)根據系統設計要求的功能需求,逐級劃分模塊;
(2)明確各模塊之間的數據流傳遞關系,力求數據傳遞少,以增強各模塊的獨立性便于軟件編制和調試;
(3)確定軟件開發環境,選擇設計語言,完成模塊功能設計,并分別調試通過;
(4)按照開發式軟件設計結構,將各模塊有機的結合起來,即成一個較完善的系統。
本系統的核心部分是DSP的軟件設計,只有對光柵位移傳感器數據正確采樣,之后的位移量測量才有實際意義。DSP軟件一般包括初始化程序、數據采集程序、中斷服務程序、按鍵處理程序、顯示子程序及實現各種算法的功能模塊。
4.智能測控系統的精度分析
1.光柵尺的細分誤差
依據光柵尺結構的原理,檢測光柵尺的長度尺寸值誤差都是按照0.02mm為單位布置測量點,剛剛好都是0.02mm節距的整倍數。對小于0.02mm讀數的處理則是通過系統內插細分來完成。實驗中用精度為0.1um的電感測微儀,以1um距離為間隔反復檢測光柵尺的細分誤差,可以得出其誤差都小于±0.5um的結論。
2.數字顯示系統的的檢定
查閱萬工顯檢定規程中的相關條款,需要對讀數裝置的示值誤差、讀數裝置的回程誤差和示值誤差進行檢定。
3.示值誤差的檢定
檢定示值誤差也就是光柵尺的準確性。首先要選擇檢定標準,一般選擇已經做過檢定的玻璃刻度尺,要求其極限誤差不大于0.5um;依據規程的規定橫、縱向的示值誤差分別進行檢定。如果沒有玻璃刻度尺,也可以選擇萬工顯上原有的刻度尺作為標準與光柵尺進行比對。萬工顯原附有的示值誤差表,還可以依此進行修正,光柵尺各被檢點的實際誤差由此來確定,若有超差再用線性補償系統進行補償。
5.總結與展望
本課題研究并設計基于光柵數顯技術和DSP測控技術的萬工顯智能測控系統。本系統力圖將傳統的萬工顯改造成智能化、數字化的萬工顯,從而實現萬工顯檢測過程的高精度、高效率。自行設計編程萬能工具顯微鏡測控軟件,擴展萬工顯的測量功能,使一些量的檢測由復雜到簡單,由不可能到可能。
目前整個系統只是實現了老舊萬能工具顯微鏡的數字化顯示和智能化的基本操作,并沒有實現自動讀數、自動測量等高級功能,所以在系統的改進設計上可以考慮開發自動讀數和自動驅停模塊,從而提高萬能工具顯微鏡的智能化程度。■
參考文獻
[1] 陳智君.便攜式萬工顯自動讀數系統的設計研究[D]:[碩士學位論文]. 天津大學,2005
[2] 屠恒海.嵌入式光柵數顯測量系統的研究[D]:[碩士學位論文]. 哈爾濱理工大學,2008
【關鍵詞】單片機;磁場檢測;磁傳感器;A/D模塊;顯示器
1.引言
管道系統廣泛應用于國民經濟的各個重要部門,如石油化工、天然氣、冶金、水利等,大部分都用作氣體或流體的承壓運輸,管道系統的工作環境惡劣,承受運輸的氣體或流體的壓力、土壤和各種化學物質的侵蝕,使管道內部的潛在缺陷逐漸變成破裂而引起泄漏,污染人民的生活環境并且影響工業生產,所以對現有的管道系統進行無損檢測有很大的意義。
由于管道絕大多數采用導磁性能良好的高碳鋼或者合金鋼值制成,很適合于利用磁性檢測法進行檢測。同時,磁性檢測法具有現場適應性強,不受油泥等非導磁材料的影響,成本較低,易于實現等優點,研究的焦點主要集中在磁性檢測法,目前,用于檢測管道的宏觀損傷的磁性檢測法主要有磁粉檢測法、漏磁場檢測法和磁通檢測法。
2.磁傳感器的選取
此處是檢測缺陷漏磁場,一般缺陷漏磁場在OG、4OOG范圍內。為了檢測漏磁場,可以用的傳感器有線圈和霍爾元器件?;魻栐骷途€圈的靈敏度一般,霍爾器件的靈敏度一般都在10mV/mA*kG,線圈的靈敏度也差不多。線圈可以做得很小,也即它的空間分辨力可以較高,但線圈的一致性不好。而霍爾器件是現成的芯片,有多種芯片可以選擇,一致性會比線圈的高,很適合于多傳感器的場合。綜合以上的優缺點,我選霍爾元器件作為漏磁場傳感器。本課題選用Allegro公司的線性霍爾傳感器uGN3503uA型芯片,它是一種低噪聲輸出型霍爾傳感器,5v供電時,靈敏度為1.3mv/G,量程范圍為0-900G,當外磁場為零時,它的輸出電壓值在2.25v-2.75v。
3.傳感器放大濾波電路
4.單片機磁場檢測硬件系統的設計與實現
4.1系統的設計思路
要測量磁場,必須要有一套傳感器的伺動機構,帶動傳感器探頭移動。根據圓形缺陷的理論模型的漏磁場分布,測量的最終目的是提取缺磁場幾何圖形的正負峰值和正負峰值的間即。由于事先不知道磁場的峰值在何處,所以必須在z軸方向連續測量一段區間,這就要求一個能帶動傳感器探頭做精密移動的裝置,結合實際,可以利用老式的繪圖儀代替,此處采用小型智能繪圖儀:SR一6602,它的步長是0.1mm,即每次最小的移動單元是0.1mm,這完全可以達到實驗要求。利用繪圖儀帶動磁探頭做精密移動,有兩種測量方式:一是連續移動測量,一是單點測量,即每次測量一個點。連續測量就要求知道繪圖儀的移動速度,但繪圖儀的移動速度不好測量,且連續測量使從磁傳感器輸出的電壓信號有一定頻率,這對后面的濾波電路有一定的要求。此處采用單點測量,這樣可以使磁傳感器輸出的信號近似是直流,這將簡化濾波電路,但它的缺點是測量的速度較慢。
PC機在其中其控制作用,協調繪圖儀和51單片機等其它幾個部分運作。
(1)PC機中通過C語言編程控制串口1按照繪圖儀的命令格式向其發送命令。
(2)Pc機通過C語言編程控制串口2向8051單片機系統發送控制命令,接收數據等信息。
4.2繪圖儀簡介
繪圖儀采用一種老式的小型智能繪圖儀:SR-6602。用繪圖儀不是為了畫圖,而是利用其移動裝置,帶動傳感器探頭做精密移動(步長0.1mm)。它用25針串口RS-232作為接口,所有的命令都必須通過串口來發送接受。
其它的命令都類似,首先按繪圖儀命令格式把命令定義成一個數組,然后通過串口發送函數到相應的串口命令。
4.3硬件電路的實現
因為PC機的串口電壓與單片機的串口電壓不一致,所以采用芯片ICL232來做串口電壓轉換。為了調試程序的方便直觀,還有必要加顯示電路作為輔助部分,電路原理如圖8所示,采用數碼管LED顯示管,總共有4個這種單元。
5.結束語
本文以研究各種管道及設備的磁場為背景,根據實際要求,用8051單片機設計了一套磁場的驗證系統,本論文主要設計了磁場檢測的硬件部分,硬件部分主要有霍爾傳感器放大濾波電路和單片機電路,其中單片機電路主要有存儲器的擴張、A/D數模轉換、串口電路和LED顯示部分。根據對磁場檢測的要求設計了一整套的試驗步驟和方法,對水利及石油管道漏磁檢測及許多磁場檢測方面提供了應用方案。
參考文獻:
[1]金建華.《基于磁性傳感器信息融合的在線檢測技術與系統》華中科技大學,2001.
英文名稱:Acta Metrologica Sinica
主管單位:國家質量監督檢驗檢疫總局
主辦單位:中國計量測試學會
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1000-1158
國內刊號:11-1864/TB
郵發代號:2-798
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1980
期刊收錄:
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
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關鍵詞:工程測量、重要地位、發展現狀 、未來發展
一、 工程測量的概念
工程測量按其工作順序和性質分為:勘測設計階段的工程控制測量和地形測量;施工階段的施工測量和設備安裝測量;竣工和管理階段的竣工測量、變形觀測及維修養護測量等。按工程建設的對象分為:建筑工程測量、水利工程測量、鐵路測量、公路測量、橋梁工程測量、隧道工程測量、礦山測量、城市市政工程測量、工廠建設測量以及軍事工程測量、海洋工程測量等等。因此,工程測量工作遍布國民經濟建設和國防建設的各部門和各個方面。在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設就必然存在工程測量,因而其發展和應用的前景是廣闊的。
二、 工程測量技術的現狀
1、工程控制網優化設計與數據處理研究成果顯著
工程控制網與監測網優化設計理論研究取得很大成績,理論體系已經形成并不斷完善,在工程測量設計實踐中發揮的作用愈來愈大。各大專院校及生產、科研部門都有各具特色的控制網優化設計軟件推出,并在生產實踐與教學中得到了廣泛的應用。利用這些軟件,可對各種類型的工程控制網進行理論分析、設計。在指導生產方面發揮了重要作用。
2、在城市與工程控制網的建立與改建中,GPS定位技術已占主導地位
1990年10月,中國測繪學會工程測量分會和礦山測量專業委員會在大連聯合召開全國工程測量學術會時,國內只有個別城市與工程控制網采用GPS定位技術。對于GPS網與常規控制網的發展趨勢問題,尚在進行研討。到1995年9月,在哈爾濱召開城市與工程測量新技術應用學術研討會時,全國城市控制網與地籍測量控制網的建立與改造幾乎全是采用GPS定位技術完成的。相當多的大型工程控制,以及鐵路、公路建設和隧道工程控制網也采用GPS定位技術。GPS定位技術在工程控制網中的重要地位及其良好的精度與經濟效益已為工程測量界所公認??梢哉J為,GPS定位技術在城市與工程控制網的建立與改造中己占主導地位。
3、數字化測繪技術正在與GIS結合,數字化測繪系統已步入商品化時代
90年代初,北京市測繪院率先研制出大比例尺數字化測繪系統軟件。該系統在我國一些城市測繪院及部分工程測量單位得到推廣,成為真正實際作業的數字化測繪系統。1993年在廈門召開的數字化測繪技術及城市信息系統理論與實踐研討會上,又推出一批數字化地籍與地形測繪系統軟件論文進行交流。它標志著我國自己研制的各種數字化測圖軟件,開始進人使用階段。城市與工程測量新技術應用學術研討會又交流了大量經過實踐檢驗的數字化測繪軟件成果。它表明我國的數字化測繪軟件己在逐步推廣普及,并開始走向成熟。近年來,出現了專門的數字化測繪軟件公司,開發了適合我國國情的數字化測繪軟件。這些軟件功能強大、成圖質量高、使用方便、價格合理、售后服務好、經濟效益高,深受測繪人員歡迎。
4、地圖數字化技術正在蓬勃發展
利用掃描數字化技術進行地圖數字化是提高數字化質量與速度的必由之路。近年來許多院校及測繪單位研制掃描數字化軟件取得顯著進展。1996年5月國家基礎地理信息中心對國內各單位提供的10余個掃描數字化軟件進行了測試。哈爾濱工程高等??茖W校研制的《地圖掃描矢量化系統Maps can》首推為1:25萬國家基本地圖掃描數字化入庫軟件。清華大學的EPSCAN掃描矢量化軟件針對大比例尺地形圖自動提取多邊形信息,便捷、高效、保真。南京市測繪院使用該軟件進行城市大比例尺地圖掃描數字化,也取得滿意成果。
5、特種精密工程測量取得顯著成績
90年代以來,隨著經濟建設的飛速發展,大型工程建設、超高層建筑物與構筑物的建設、大壩變形監測以及一些超高精度的設備安裝愈來愈多,為工程測量工作者提供了進行特種精度工程測量的極好機會。1993年、1996年全國精密工程測量學術研究中心組織了兩次學術研討會,1996年工程測量分會也組織了全國精密工程測量學術研討會,對取得的成就及其在經濟與國防建設中的作用進行了交流與探討,這有利于社會各界人士認識與重視工程測量工作者的社會價值。
三、工程測量技術的未來發展趨勢
1、工程測量技術協同其它專業技術共同發展進步將是今后一段長期發展過程中的主流發展趨勢,在技術上將出現多功能多樣化用途的工程系統。
2、 工程測量的數據收集形式不再局限于一維和二維,在新系統下將向三維甚至四維方向發展,從傳統的現場交互式測量形式轉變為遠程控制式測量形式;測量作業所用平臺將從固定的地面轉變為車載!機載甚至衛星控制等,逐步從靜態轉變為動態。
3、 工程測量的數據分析計算由偏重基本的平差計算、網的坐標運算、幾何形式計算逐步轉型為高密度高精度的空間點處理、“點云”數據分析、被測實物的三維空間坐標重建、可視化處理、“逆向工程”和設計模型的對比分析,測繪數據同各種理論數據庫實現完美對接。
4、 工程測量實現進一步的宏觀方向和微觀世界兩個極端的發展。在宏觀
測量技術方面,工程建設將具有更大的難度及規模,精度要求也更為提升;在微觀測量技術方面將向微型計量方向發展,測量的尺度維度大大縮小,將發展出微型顯微測量及圖像處理技術。
5、 工程測量將實現過程控制的一體化和網絡化,無線數據交換技術、計算機應用技術、網絡化等技術將使工程測量從獨立式走向綜合化,從單體作業基本形式發展為共同作業及實時作業模式。
6、 在進行工業測量、大型機電設備組裝、線上檢驗和質量控制時采用高端的測量設備儀器以及先進的作業方法,這成為了制作業的發展新趨勢,甚至可以列為制造業牢不可分的組成部分。
參考文獻:
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2、張正祿等, 工程的變形分析與預報[M].,北京測繪出版社,2007 年
3、易慶林.,GPS在工程測量中的應用[M].,北京測繪出版社,2007 年
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5、卓健成, 工程控制測量建網理論[M].,西南交通大學出版社,1996年
論文摘要:工程測量有著悠久的歷史,它是直接為國民經濟建設和國防建設服務,緊密與生產實踐相結合的學科。本文分析了我國工程測量技術發展和應用現狀,并對其發展前景進行了展望。
1前言
工程測量通常是指在工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的總稱。傳統工程測量技術的服務領域包括建筑、水利、交通、礦山等部門,其基本內容有測圖和放樣兩部分。現代工程測量己經遠遠突破了僅僅為工程建設服務的概念,它不僅涉及工程的靜態、動態幾何與物理量測定,而且包括對測量結果的分析,甚至對物體發展變化的趨勢預報。蘇黎世高等工業大學馬西斯教授指出:“一切不屬于地球測量,不屬于國家地圖集的陸地測量,和不屬于法定測量的應用測量都屬于工程測量”。隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,我國工程測量的發展可以概括為“四化”和“十六字”,所謂“四化”是:工程測量內外業作業的一體化,數據獲取及其處理的自動化,測量過程控制和系統行為的智能化,測量成果和產品的數字化?!笆帧笔牵哼B續、動態、遙測、實時、精確、可靠、快速、簡便。
2我國工程測量技術現狀
2.1先進的地面測量儀器在工程測量中的應用。
20世紀80年代以來出現許多先進的地面測量儀器,為工程測量提供了先進的技術工具和手段,如:光電測距儀、精密測距儀、電子經緯儀、全站儀、電子水準儀、數字水準儀、激光準直儀、激光掃平儀等,為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件,改變了傳統的工程控制網布網、地形測量、道路測量和施工測量等的作業方法。三角網已被三邊網、邊角網、測距導線網所替代;光電測距三角高程測量代替三、四等水準測量;具有自動跟蹤和連續顯示功能的測距儀用于施工放樣測量;無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達的測量點的測距工作;電子速測儀為細部測量提供了理想的儀器;精密測距儀的應用代替了傳統的基線丈量。
2.2GPS定位技術在工程測量中的應用。
GPS是美國從20世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進行全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。隨著GPS定位技術的不斷改進,軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的高速度、高精度、費用省、操作簡單的GPS技術代替。
在我國GPS定位技術的應用已深入各個領域,國家大地網、城市控制網、工程控制網的建立與改造已普遍地應用GPS技術,在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監測、山體滑坡、地震的形變監測、海島或海域測量等也已廣泛的使用GPS技術。隨著DGPS差分定位技術和RTK實時差分定位系統的發展和美國AS技術的解除,單點定位精度不斷提高,GPS技術在導航、運載工具實時監控、石油物探點定位、地質勘查剖面測量、碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。
2.3數字化測繪技術在工程測量中的應用。
數字化測繪技術在測繪工程領域得以廣泛應用,使大比例尺測圖技術向數字化、信息化發展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內容和任務。
常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一,難以適應飛速發展的城市建設和現代化工程建設的需要。隨著電子經緯儀、全站儀的應用和GEOMAP系統的出現,把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成一個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。系統的開發研究主要是面向城市大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供紙圖,也可提供軟盤,為專業設計自動化,建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。
20世紀80年代以來,我國數字化測繪技術的開發研究和應用發展很快,成效顯著。由于技術標準和規范不同,國外研究成功的數字化測繪系統不適合國情,難以推廣應用,只有依靠自己研究開發。1987年北京市測繪設計研究院在國內首先完成了“大比例尺數字化測圖系統”(即DGJ)的軟件開發,并通過技術鑒定,1990年被建設部列為第一批技術推廣應用項目之一,在80多個城市及工程測量單位推廣應用,同時又有十幾個大專院校、儀器公司和工程測量單位,先后開發和研制出多個類似的數字測圖系統軟件。
2.4攝影測量技術在工程測繪中的應用。
攝影測量技術已越來越廣泛的在城市和工程測繪領域中得以應用,由于高質量、高精度的攝影測量儀器的研制生產,結合計算機技術中的應用,使得攝影測量能夠提供完全的、實時的三維空間信息。不僅不需要接觸物體,而且減少了外業工作量,具有測量高效、高精度,成果品種繁多等特點。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態、建筑物變形監測、文物保護和醫學上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用,具有廣泛的應用前景。由于全數字攝影測量工作站的出現,為攝影測量技術應用提供了新的技術手段和方法,該技術已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進和應用。
航空攝影測量是進行城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測繪與更新以及大型工程勘測的重要手段與方法,它可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖成果。目前,我國有100多個城市或工測單位利用航測技術測制大比例尺地形圖和地籍圖,最大比例尺為1/500。采用的儀器除利用高精度的模擬測圖儀和解析測圖儀成圖方法外,還用立體坐標測圖儀與微機連接進行數據采集,經微機數據處理輸入繪圖機自動繪圖。
3工程測量技術的發展展望
展望21世紀,工程測量將在以下方面將得到顯著發展:
測量機器人將作為多傳感器集成系統在人工智能方面得到進一步發展,其應用范圍將進一步擴大,影像、圖形和數據處理方面的能力進一步增強。
在變形觀測數據處理和大型工程建設中,將發展基于知識的信息系統,并進一步與大地測量、地球物理、工程與水文地質以及土木建筑等學科相結合,解決工程建設中以及運行期間的安全監測、災害防治和環境保護的各種問題。
大型復雜結構建筑、設備的三維測量,幾何重構及質量控制,以及由于現代工業生產對自動化流程,生產過程控制,產品質量檢驗與監控的數據與定位要求越來越高,將促使三維業測量技術的進一步發展。工程測量將從土木工程測量、三維工業測量擴展到人體科學測量。
多傳感器的混合測量系統將得到迅速發展和廣泛應用,如GPS接收機與電子全站儀或測量機器人集成,可在大區域乃至國家范圍內進行無控制網的各種測量工作。
GPS、GIS技術將緊密結合工程項目,在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。
在人類活動中,工程測量是無處不在、無時不用,只要有建設就必然存在工程測量,因而其發展和應用的前景是廣闊的。
參考文獻:
關鍵詞:地質樣品;痕量Mo;消解
鉬是人體構成某些酶必需的微量元素之一,也是工業材料的添加劑,隨著現代工業的發展以及航天特殊材料的需求,作為我國重要金屬資源,在國民經濟發展中起到舉足輕重的作用,Mo資源的開發和再利用工作充滿了機遇和挑戰,這也對地質實驗測試工作提出了更高要求,通常一件試樣分析只需要幾分鐘至幾十分鐘,而分析前的前處理需要幾小時甚至幾十小時[1],據統計地質測試中樣品預處理所用時間約占整體樣品采集及分析的60%[2],因此試樣的前處理方法和技術已經引起各研究人員的關注,各種前處理方法和技術成為分析化學研究的重要課題和發展方向之一。
本論文通過應用不同預處理方法對喇嘛音烏蘇地區試樣鉬進行痕量測試,研究該礦種測試鉬時最適合的預處理方法,為今后該礦區或同種礦種試樣鉬分析測試提供理論參考依據。
1. 實驗部分
1.1 儀器和設備
JP-2D型示波極譜儀(成都儀器廠制造)
三電極系統:滴汞電極、鉑電極、飽和甘汞電極
電熱板、馬弗爐、微波熔樣爐
1.2 試劑
硫酸溶液(3.14mol/L)、氯酸鉀溶液(125g/L)
辛可寧溶液稱取0.40g辛可寧置于250ml燒杯中,加入10ml水和5滴(1+1)硫酸,溶解后用水稀釋至100ml,混勻。
苯羥乙酸溶液(即苦杏仁酸100g/L,臨用新配,可適當加熱助溶)
混合底液將苯羥乙酸溶液、氯酸鉀溶液以及辛可寧溶液按體積比(1+12+1)混合,現用現配。
硫酸、鹽酸、硝酸
碳酸鈉、氧化鋅
鉬標準儲備溶液:稱取鉬酸銨0.9206g溶于少量純水中,加少許硫酸,純水稀釋至500mL。此溶液含鉬1mg/mL。
鉬標準溶液:準確吸取鉬標準儲備液適量,純水稀釋至0.04μg/mL。
1.3 消解方法
1.3.1酸溶分解
稱取0.5000g試樣,置于200mL燒杯中,用水潤濕后加入10mL鹽酸,煮沸片刻,再加入5mL硝酸,加熱至試樣分解后,加入5mL(1+1)硫酸,蒸發至冒白煙并冒盡,冷卻,加入10mL沸水,低溫煮沸使鹽類溶解,加入10mL100g/L氫氧化鈉溶液,在低溫電熱板上煮沸1min,使氫氧化鈉凝聚,冷卻至室溫,連同沉淀移入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,放置澄清。
1.3.2熔融分解
稱取0.5000g試樣,至鎳坩堝中,加入3g過氧化鈉,攪勻,再覆蓋一層,置于高溫爐中,在700攝氏度熔融10min,取出冷卻,將坩堝置于燒杯中,加30mL熱水及數滴無水乙醇,煮沸逐盡過氧化氫,洗出坩堝,冷卻移入100mL容量瓶中用水稀釋至刻度,混勻。
1.3.3燒結法
稱取0.5000g試樣,置于盛有8g碳酸鈉―氧化鋅混合溶劑的25ml瓷坩堝中,混勻后,在覆蓋2g混合劑,在高溫爐中加熱至300攝氏度,在升至700攝氏度燒結1小時,取出冷卻,倒入250mL燒杯中,并將坩堝放入其中,加約50mL熱水提取,加熱煮沸5~10分鐘,取下冷卻,洗出坩堝,用雙層定性濾紙過濾于100mL容量瓶中,用熱得碳酸鈉溶液洗凈燒杯,并洗殘渣7~8次,用水稀釋至刻度,搖勻[3]。
1.3.4密封微波消解
稱取試樣0.5000g于消解罐中,加入少量水潤濕,硝酸3mL、氫氟酸4mL、鹽酸2mL,蓋上密封碗裝入消解罐中,擰緊蓋子,放入微波消解爐中,按微波消解程序進行消解。冷卻后。在加入高氯酸1mL,置于電熱板上趕酸,蒸發至近干,冷卻,轉移至100mL容量瓶中,用硝酸(1+99)溶液定容,待測[4]。
表1 微波消解程序
[消解步驟\&壓力/MPa\&功率/kW\&時間/min\&溫度/℃\&1\&5.07\&6\&6\&120\&2\&8.11\&6\&6\&150\&3\&16.2\&6\&6\&200\&4\&20.3\&6\&8\&220\&]
1.4 標準曲線
于一M25mL容量瓶中,分別加入0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、8.00mL、10.00mL鉬標準溶液,加入與試樣量相當的空白試驗溶液,加入1滴甲基橙指示劑,用(1+1)硫酸中和至紅色并過量0.95mL,冷卻至室溫,加入7mL混合底液,用水稀釋至刻度,搖勻,放置30min,配成0.000μg/mL、0.0008μg/mL、0.0016μg/mL、0.0032μg/mL、0.008μg/mL、0.0128μg/mL、0.016μg/mL的鉬標準系列。倒出部分溶液于電解池中,選擇適當的電流分路,于示波極譜儀上,在起始點位約-0.15V測定鉬峰值電流。
1.5 試樣測試
分取10mL清液置于25mL容量瓶中,加入1滴甲基橙指示劑,用(1+1)硫酸中和至紅色并過量0.95mL,冷卻至室溫,加入7mL混合底液,用水稀釋至刻度,搖勻,放置30min,倒出部分溶液于電解池中,選擇適當的電流分路,于示波極譜儀上,在起始點位約-0.15V測定鎢峰值電流。
2. 結果討論
痕量鉬的試樣消解主要是為了使被測鉬轉化為高靈敏度的物質、濃縮痕量的被測組分、提高方法的靈敏度、降低檢出限、去除樣品中的基體和其他干擾物,本文以其為出發點得出以下結論:
2.1 消解方法優缺點
每種試樣分解方法都有其優缺點,試樣污染元素不同選用不同分解方法進,但是大批量試樣不可能做到每個試樣選用一種方法,本文通過實驗總結了各種分解方法的優缺點,對比各方法選取最適合本地區痕量鉬的分解方法。四種分解方法的優缺點(見表2)。
2.2 干擾元素
鉬在―0.15V有穩定鉬峰值電流,但是在預處理中還會有個別元素或物質會對其結果造成一定的影響,酸溶法和微波分解殘渣中如果含有大量鉛、鐵、釩或鎢酸時會帶下少量鉬;熔融法硅酸和鉛則分別成硅酸鈉和鉛酸進入溶液,可加入過量硫酸并加熱蒸發至冒濃煙后沉淀出去;燒結法鉛、鉍、錳、鐵、銅等元素則成碳酸鹽或氫氧化物留在沉淀中,大部分硅成硅酸鋅狀態于沉淀中,污染元素較少。 從其干擾元素來看,顯然燒結法所帶進去的干擾元素較少,并且其在分解試樣過程中也不帶走鉬。
2.3 精密度試驗
本實驗選取喇嘛音烏蘇地區不同含量的4件樣品進行精密度測試,其中HL2014―52試樣中鐵和釩較高,HL2014―495二氧化硅較高,HL2014―185和HL2014―764無異常污染元素,實驗結果(見表3)。
通過實驗發現:(1) 高鐵釩的試樣酸溶法和微波法測量平均值較低,且精密度較差,說明酸溶法和微波法不適合高釩鐵試樣溶解測痕量鉬;(2) 高二氧化硅試樣酸溶法和微波法測量平均值也較低、精密度較差,而熔融法測量平均值較低(在測量誤差范圍內),精密度較好,說明高二氧化硅試樣酸溶法和微波法分解也不理想,熔融法相對會使測量結果偏低;(3) 對于無異常污染元素四種分解方法都較為理想,但鉬含量高時微波因其加酸量較少檢測結果偏低。
3. 結論
通過對該地區的巖石特征了解,發現有部分試樣含有高異常的鐵、釩、二氧化硅,其對測試鉬有一定的影響,酸溶法和微波法會使測量的鉬結果偏低,精密度也較差,故不建議使用;而熔融法只對高二氧化硅試樣檢測結果偏低,但其精密度較好,并且檢測結果也在誤差范圍內,故熔融法是該地區痕量鉬檢測分解試樣的方法之一,在四種分析方法中燒結法分析結果最為理想,但是通過優缺點的比較,其分解試樣過程較長,檢測試樣量較少時實驗室可優先選取其為預處理方案。
參考文獻:
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