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激光检测技术

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激光检测技术范文第1篇

关键词 激光;六氟化硫;气体检测

中图分类号TM213 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)37-0149-01

0 引言

激光光声光谱技术作为一种高灵敏度的微量气体检测技术,已有30多年的历史。激光光声光谱技术和红外气体检测技术都是利用气体分子吸收红外线的特性,二者的区别在于光源。红外检测技术是利用红外线做光源,是广谱的光源,所以红外气体传感器的选择性差、灵敏度低。激光光声光谱技术采用激光器做光源,是单一频谱的光源,光源的频率可以和气体分子的吸收频率一致,所以激光光声光谱技术的特点是选择性好、灵敏度高。

1 激光光声光谱气体检测技术原理

光声气体检测技术是基于不同气体在红外波段有不同的特征吸收光谱,例如:一氧化碳(CO)的红外特征光谱是2.32um和4.26um,二氧化碳(CO2)的红外特征光谱是4.65um和14.99um,六氟化硫(SF6)的红外特征光谱在10.55um附近。

光声气体检测原理是利用气体吸收一支强度随时间变化的光束而被加热时所引起的一系列声效应。当某个气体分子吸收一个频率为v的光子后,从基态E0跃迁到激发态E1,两能量级的能量差为E1-E0=hv 。受激气体分子与气体中任何一分子相碰撞,经过无辐射驰豫过程而转变为相撞的两个分子的平均动能,通过这种方式释放能量从而返回基态。气体通过这种无辐射的驰豫过程把吸收的光能部分地或全部地转换成热能而被加热。如果入射光强度调制的频率小于该驰豫过程的驰豫频率,则这光强的调制就会在气体中产生相应的温度调制。根据气体定律,封闭在光声腔内的气体温度就会产生与光强调制频率相同的周期性起伏。也就是说,强度时变的光束在气体试样内激发出相应的声波,用传声器便可直接检测该信号。

气体光声检测系统通常由激光器(或普通单色光源)、调制器(使光束做强度调制)、充有被测吸收气体和装有检测传声器的光声腔以及信号采集处理系统组成。利用光声原理实现的气体检测技术是基于气体的特征红外吸收,间接测量气体吸收的能量,因此测量灵敏度高、检测极限低,且不存在传感器老化的问题。

2 六氟化硫检漏仪的应用效果

六氟化硫(SF6)气体泄露检测仪一般都要求体积小、重量轻、用电池供电以适应电力系统现场使用。2005年俄罗斯通用物理研究所开发出世界上体积最小的低功耗二氧化碳激光器,使便携式采用激光光声光谱检测技术的SF6定量检漏仪在技术上可实现。目前,采用激光光声检测原理的SF6定量检漏仪使SF6的检测灵敏度达到1×10-9cm3/s(0.002克/年),动态范围为0.001ppm~ 1 000ppm。高灵敏度的仪器可保证精确定位泄露位置,避免了其它物质在泄露探测中的干扰。高速气流和光声探测器较短的响应时间保证在探测到高浓度气流后1s~2s内仪器即可恢复。红外激光源和特殊光声传感器技术保证了SF6的高灵敏度探测,降低了误报警的次数。

我们在选择SF6检漏仪时要关注如下技术指标:静态灵敏度、响应时间、传感器的选择性。六氟化硫(SF6)检漏仪的系统响应时间由两部分组成:气流通过传感器的时间和传感器本身的响应时间。气流通过传感器的时间是指SF6气体通过导管到达传感器的时间,该时间取决于管路的长度和抽气泵的功率。传感器本身的响应时间是指传感器可以准确测量SF6气体浓度所需要的时间,不同原理的传感器响应时间有很大差别,范围从毫秒级到分钟级。

很多仪器在宣传灵敏度为1ppm或0.1ppm的时候其实指的是在实验室标定的灵敏度,也就是用氮气和SF6的混合气体来标定的灵敏度,这个灵敏度应该是静态灵敏度。静态灵敏度是不考虑检漏仪的响应时间也不考虑周围环境各种干扰气体影响的灵敏度。实际在现场测量SF6泄漏时,检漏仪的探头是移动的,速度大约在1cm/s~3cm/s。正常情况下泄漏点周围SF6气体的浓度是呈梯度分布的,越靠近泄漏点SF6气体浓度越高。对于静态灵敏度相同的两台仪器,若系统响应时间不同,当探头以同样速度经过泄漏点时,响应时间快的仪器测量结果更准确,响应时间慢的仪器测量结果偏小。同一台仪器,当探头以不同速度移动经过泄漏点时,同样的泄露在仪器上检测出的结果也是不同的,移动速度越快读数越小,移动速度越慢测量结果越准确。有些传感器是广谱的,不仅对SF6气体敏感,对水蒸气、二氧化碳、烷烃类气体、卤素气体均有反应,所以实际测试环境的干扰气体会大大降低某些SF6检测仪器的灵敏度。动态灵敏度取决于静态灵敏度、系统响应时间和传感器的选择性。静态灵敏度高、响应时间快、传感器选择性好的检漏仪,其动态灵敏度才会高。

笔者做了如下对比试验,选用了3款SF6检漏仪,关键技术指标如下表:

激光检测技术范文第2篇

所谓的无损检测技术,就是在不对工程结构或质量产生破坏的基础上,对工程外观缺陷、工件特征检查与测量等技术的统称。无损检测技术包括很多方面,传统的包括通过敲击,听声,对道路工程中有无裂纹进行辨别,现在很多时候还在使用这种方法。然而这种传统的无损检测方法,不能准确的判断出缺陷的位置,具有很大的局限性。通过无损检测技术,能够保证严格的按照质量验收标准,将道路工程质量控制在合理的性能要求范围内,避免由于过度的提高工程质量,造成道路桥梁工程质量过剩。通过无损检测技术能够准确的判断工程缺陷所处的位置,同时还不会对工程设计性能造成影响,如果工程缺陷位于加工余量内,可以对其进行修补,或通过对施工工艺的调整,达到质量要求。所以,通过无损检测技术,不仅能够提高工程施工效率,降低生产造价,还能够满足工程质量性能要求。

2道路桥梁工程中无损检测技术应用的意义

现阶段,我国交通事业快速发展,特别是在我国基础设施建设的不断深入,使得道路桥梁建设越来越重要。道路桥梁工程不仅关系着我国交通运输命运,道路桥梁工程质量也直接关系着交通安全,决定着人们的生命财产安全。另外,道路桥梁工程具有施工线长、工程投资大、施工量大等特点,对工程质量造成影响的因素很多,不仅包括施工环境、地质水文条件等,还与施工技术等具有很大的关系,在施工过程中任何一个环节的质量出现问题,就会严重影响工程质量,给工程造成巨大的损失,加强对道路桥梁工程质量的检测具有十分重要的意义。现阶段我国建设工程重要实行以政府监督为主,社会监理以及施工企业自检为一体的保障体系,在这个保障体系运作过程中,工程检测技术十分重要,可以说工程检测技术是道路工程质量控制与管理的核心。政府相关部分或者是监理企业,还是施工企业,都需要监理满足工程施工要求的实验室,共同完成对道路桥梁工程质量检测,为工程顺利实施提供保障。作为道路桥梁工程施工技术管理中重要的组成部分,检测技术同时也是工程施工控制、竣工验收等重要的环节。通过对工程各种工件、材料等质量的试验检测,能够对施工质量进行合理的评价,保证施工构件、原材料等的质量,提升工程整体的施工孩子两。为了提高道路桥梁工程质量,延长公路使用的寿命,不仅需要对工程基础进行合理的设计,还需要严格的按照施工材料验收标准、施工技术参数等进行,通过严格的质量验收,确保施工质量。通过无损检测技术,还能够保证施工原材料充分利用,同时对于新工艺、新技术、新材料的推广也具有十分重要的意义,对工程质量做出准确的评价。通过大量的实践证明,如果在道路桥梁工程中忽视了对检测的作用,很难保证施工质量,给工程到来质量隐患。总之,无损检测技术对于道路工程的意义包括提升工程质量、保证施工工期、延长工程使用寿命、提高工程的经济性。

3无损检测技术在道路桥梁工程中的具体应用

3.1频谱分析技术在道路桥梁工程中的应用

所谓的频谱分析技术,就是通过对不同介质中传播表面波频率特性的分析,判断检测对象的状态。在道路桥梁结构表面上施加一个瞬间的垂直冲击力,这样就会产生一组瑞雷波面,该波面主要以振源为中心,具有各种频率。这样就会通过对不同部分的锤击,获取不同的瑞雷波面信号,在不同位置上安装传感器,能够对这些瑞雷波频率进行检测,通过对频率的分析以及相干分析技术,达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。它与传统方法相比,,具有速度快、检测频率高的特点。可以用于检测路面各分层介质的厚度均匀性以及层间的接触情况。

3.2图像技术在道路桥梁中的应用

所谓的图像技术包括激光全息图像技术以及红外成像技术。红外线成像技术原理:所有物质都是由分子构成的,在分子不断变化的下回释放出热量,同时不同物质结构所散发的热源能量也不尽相同,因此,通过专业的仪器就能够准确的判断物体表面形成的温度分布。由热敏元件对路面等温线进行划出来,通过等温线的分布就能够对道路桥梁工程中的缺陷进行辨别。而激光全息技术,首先通过专业的摄像设备,得到全息图,然后通过对全息图的分析,加上相关的计算,判断工程缺陷类型以及缺陷位置。

3.3超声波检测技术

超声波是一种高频率的声波,人耳听不见,在频率传输的过程中满足波传输规律。通过超声波检测技术,首先在实验检测位置发射超声波,然后通过超声波接收器接受超声波相关的参数,对结构内部缺陷进行判断。在介质中不同位置设置传感器,测量超声波在一定距离内传播的时间,利用速度、时间与位移的关系计算波速,利用速度与介质相关参数的关系可以测定材料的有关参数如弹性模量、抗压强度、抗折强度等,还可用来检测材料或结构内部的缺陷。

3.4激光技术在道路桥梁中的应用

激光技术主要用于对道路桥梁路面的监测,具体的应用原理包括光时差、光电反射、衍射等。衍射原理主要利用激光在传输过程汇总如果遇到狭缝就会出现衍射,通过对狭缝宽窄的调整,就能够得到不同的明暗相间的图像,从而建立相关关系,对结构中狭缝宽度变化等进行分析。光电反射原理主要是激光强度与光电流强度有直接的关系,在光电转换器的作用下能够将光能进行电能转换,由激光强弱的变化,光电转换成电能的信号也会发生变化,根据事先对光电流位移关系的标定,计算出弯沉位移变化。光时差原理主要是通过激光传输速度,对激光在短距离中传输的时差进行记录,判断工程结构内部的均匀性。

4总结

激光检测技术范文第3篇

【关键词】道路工程;无损检测;评价技术;现状与发展

【Abstract】With the continuous development of science and technology, advances in road detection technology and equipment with each passing day. NDT road because of rapid, non-destructive, accurate and so more and more popular within the industry. Aiming at the current status of non-destructive testing technology and future trends start on the road. It describes the current application of the main non-destructive testing technology, road radar, optical fiber sensing, automatic image recognition and falling weight deflectometer, while the laser detection technology, development and application profiler were introduced.

【Key words】Road works;Non-destructive testing;Evaluation techniques;Situation and Development

1. 概述

(1)路基路面从运营开始便会产生各种疲劳及损害,使用后期便表现出路基路面脱空、沉陷、唧泥、裂缝、坑槽等典型损害,但到目前为止,在对道路无损检测技术的检测与监控效果方面,研究者观点不尽相同,至于采用何种无损检测技术最有效,国内学者还尚未达成共识。

(2)现阶段,我国针对路基路面病害尚无理想、稳定的监测方法,通常病害形成后才能得到维修养护。我国道路无损检测技术种类众多,每种无损检测技术都有自己擅长的病害检测类型,而且至今还没有准确检测深层路基路面隐形病害的无损检测技术;如果单独开发新型无损检测技术,既费时又费力,关键也不是我们擅长的领域。因此,我们可对目前道路无损检测技术进行综合评价,有必要时做适当改进,找出快速有效的无损检测手段,及早检测出道路结构层中存在的隐形病害,并对其采取针对性的养护措施,具有十分重要的意义。

(3)我国对道路无损检测技术和设备进行了一系列的探索研究,取得了一定的研究成果,包括:路用地质雷达技术、光纤传感监测技术、冲击反射波技术、超声波技术、落锤式弯沉仪、断面仪、激光检测技术、瞬态瑞雷面波分析技术等,检测方法众多,工作原理和检测条件各不相同。

2. 主要无损检测技术介绍

2.1地质雷达技术(GPR技术)。

(1)地质雷达技术以电磁场理论、电磁波传播理论、地球物理学和现代信号处理技术为基础,在我国应用时间并不长。地质雷达技术作为一种连续且快速的道路无损检测技术,现阶段主要用于路面结构层厚度,但也开始用于路面脱空、断板等病害检测,但由于测量精度和稳定性稍显不足,探地雷达技术很少用于路面裂缝检测。

(2)地质雷达技术通过发射天线往地下发射高频率、宽脉冲电磁波束,电磁波在路面结构层内传播时以指数形式衰退,且频率越高衰减越快。假设路面结构是一个层状且各向同性的均匀介质,当电磁波遇到各结构层的界面或异常后会发生反射,传播路径也相应发生变化,通过反射波变化特征、地面反射波与地下反射波时间差等参数,进而得出路基路面病害的埋置深度和病害类型。

(3)20世纪70年代,美国开始将地质雷达技术用于道路检测,并相应的展开了一系列研究;1985年,美国联邦公路局对地质雷达进行了车载试验,随后高频率和空气耦合性高的地质雷达开始用于检测路面结构层厚度、路基路面脱空、路面病害位置等,并获得成功,极大的提高了路面检测效率。近年来,美国将地质雷达进行了改进,可用于诊断路面病害类型,效果较好。

(4)20世纪90年代初期,丹麦、瑞典等国开始将地质雷达技术用于道路检测工作;随后,芬兰开始引进地质雷达技术,主要用于高速公路的质量评定和检测,可用于探测地下空洞、脱空和路面裂缝。

(5)我国在20世纪70年代开始研究地质雷达探测技术,但20世纪90年代中后期才将其用于路面病害检测,目前该技术在我国应用较为普遍,可成功对路面结构层位、路面病害位置进行检测,但对深层路基病害、路面病害类型的检测有待于进步研究,主要表现在探测深度有限、精度不足。

(6)大连理工大学的蔡迎春和郑州大学的王复明等建立了地质雷达电磁波在路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,探索研究了探地雷达用于半刚性基层路面裂缝检测的可行性,结果表明:当半刚性基层出现裂缝后,雷达反射波会在路面结构层间出现一个负反射波,且波幅随着裂缝宽度的增加而增大;高频、低噪音的探地雷达技术可用于检测半刚性基层产生的各种裂缝;当基层裂缝宽度大于1cm时检测效果更好。

(7)黄淮学院的李修忠通过理论分析和物理数值模拟,对多层均匀介质中垂直裂缝模型的雷达波场特性进行了研究,结果表明:基于垂直裂缝模型的探地雷达技术可对高速公路路面以下1m深度范围内的隐形裂缝进行准确测定,能快速对高速公路的工作情况进行监测与监控,可对工后维修养护工作提供重要参考。

2.2光纤传感技术。 光纤传感检测技术的工作原理是通过充分利用某些物理量的敏感特性并将外界物理量转换成光信号,最终达到测量的目的。国内的光纤传感检测技术经过了三十多年来在多个领域的应用,举得了突破性的发展。光纤传感检测技术可以有效地检测道路和桥梁使用现状和破损状况,包括路基路面脱空、路表坑槽、应变特性、预应力混凝土内部应力等。相对传统的传感器而言,光纤应变传感器灵活轻便、样式齐全,最关键的是它受外界环境和被测对象影响较小,而且能够承受高压、腐蚀、易燃易爆等特殊境况,实用性非常强。然而,光纤应变传感器的市场价格要比一般的传感器高出很多,这给光纤应变传感器在道路和桥梁检测工作中的推广带来了很大的阻力。

2.3数字化图像识别技术。数字化图像识别技术可将路面病害以图像的方式展现出来,形象直观,使人们更方便的观察到路面的使用现状。该技术要依次对数据进行搜集、编码、图像数字化处理,通常包括图像收集子系统和图像解释子系统。图像数字化处理能实现对图像的分割与组合,能对图像进行形象化的描述。现阶段典型的路面数字化图像检测系统有ARRB交通研究所和美国PAVEDEX公司开发的路面信息检测车。

2.4落锤式弯沉仪。落锤式弯沉仪是国际上较为通用的路面无损检测技术,应用较为广泛,通过产生荷载脉冲来模拟行驶车辆车轮荷载的影响,用于测定在动态作用下产生的动态弯沉和弯沉盆,可与其他路面检测设备一同评价路面的使用性能。郑州大学的王复明教授将落锤式弯沉仪(FWD)用于高聚物注浆修复技术中,FWD具有试验检测速度快、数据处理速度快、精度高、重复性好等特点,能较好的模拟实际行车荷载对路面的作用。

2.5激光检测技术。激光检测技术是一种新型的无损检测技术,不仅具有高亮度和高分辨率,还具有较好的方向性、相干性和衍射性。激光检测技术在路面检测中采用的原理主要是激光的光反射原理、光衍射原理和光时差原理,激光的光强越强则光电流越强,当光强发生变化时光电流也相应的发生变化,根据所标定的光电流与位移的关系,通过光电流的变化反算弯沉和位移的变化量,当作为路面检测技术是正是利用了这一原理,因此,激光检测技术可用于测量裂缝深度、弯沉、车辙和平整度等参数。

2.6断面仪。平整度是路面使用性能的最重要的指标之一,直接影响到行车舒适性。平整度的测试设备有两大类:反应类和断面类。反应类的代表设备为颠簸累积仪,它测量后轴同车身之间悬挂系统的位移,当位移累积一定量后,就送出一脉冲信号给电子计数器。但此类设备有一显著缺点:必须经常标定以确保测量结果的准确性。断面类设备直接沿行驶车辆的轮迹测量路表高程,得到路表断面,通过数学分析后采用综合统计表征其平整度。以前主要用的是水准测试和梁式断面仪,虽测试简单、直观,但测试速度较慢。近年来,人们逐渐采用激光断面仪来评价路面的平整度。

3. 发展趋势探讨

与国外发达国家相比,我国道路无损检测技术发展相对落后,目前尚不能单独用于高精度的隐形病害检测。比如地质雷达技术可用于准确检测水泥混凝土板的脱空、桥面铺装层剥离、路面厚度、路面坑洞等,但目前为止尚不能准确给出脱空边界、路面隐形裂缝等;比如落锤式弯沉仪,可用于评定路基路面弯沉、桥面铺装剥离判定,但往往需要采用不同的检测方法来相互印证;再比如激光检测技术,大大提高了检测数据的精度,但是由于路面状况复杂多变,必须对所测结果的可重复性、可再现性进行深人研究,欧洲和美国均进行过较大规模的可重复性和可再现性研究,并在其所使用的设备类型和品牌之间建立了相关关系,目前在我国使用的激光断面仪有多种品牌,但还没有进行过再现性研究。

4. 综上所述

4.1虽然我国道路无损检测技术众多,但还未形成标准化路面检测设备,同样也未制定供道路工作者参考的与道路无损检测相关的技术标准或规范。因此,有必要对我国现阶段的道路无损检测技术进行综合评价,找出快速有效的路基路面检测方法,及早发现路面隐形病害,及早进行针对性维修养护。

4.2因此,可以预见,道路无损检测技术未来发展方向为:

激光检测技术范文第4篇

【关键词】高速公路;检测技术;路面检测

0.引言

近些年,我国高速公路建设数量不断增加,对高速公路的工程标准也不断提高。高速公路的施工质量对投入使用后的高速公路是否具有安全可靠性产生很大的影响。而路面检测技术就是检测高速公路的各项性能指标是否符合相关的技术标准要求的。我国的公路检测技术在短短数年内,出现了迅速提高,国家也越来越重视公路的质量,“水涨船高”,路面检测技术也有了长足的发展。

1.路面检测技术指标

路面检测技术会对影响路面质量的多个指标进行检测,主要包括路基路面的平整性、路基路面的弯沉、路基路面的压实度、路面的损坏程度等多个方面。通常对不同的指标与质量问题进行检测,会应用不同的检测设备,检测设备是检测人员的必备检测助手。以下对检测的主要技术指标进行具体分析:

1.1平整度检测

平整度指的是路表面纵向的凹凸量的偏差值。在对平整度进行检测时,常用设备主要有三米直尺、连续式平整性仪、车载式颠簸累积仪及车载式激光平整度仪等,利用这些仪器可以轻而易举的实现路面平整度标准误差的测定。

1.2弯沉强度检测

弯沉是柔性路面在荷载作用下会产生竖向变形,在荷载作用后变形会恢复,能够恢复的那部分变形量。它是直接反映路面强度的一个重要指标。。常用的检测仪器主要有贝克曼梁、自动弯沉仪以及落锤式弯沉仪三种类型。其中自动弯沉仪有检测精度最高,操作简易,但是价格相对比较昂贵。

1.3压实度检测

压实度是指土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比,以百分率表示。压实度是路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。对于路基本、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言,压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值;对沥青面层、沥青稳定基层而言,压实度是指现场达到的密度与室内标准密度的比值。用于压实度检测的仪器主要有环刀、灌砂桶、核子密度仪及无核密度仪等。

1.4沥青路面的检测技术

沥青路面经常会出现的问题有是否发生的水损害,是否出现裂缝,沥青与石料是否发生的分离等。常用的沥青路面检测技术主要是沥青路面损坏分析检测仪,这种仪器操作简单,检测范围广,可以检测到沥青路面上可能出现的10多种病害。

2.高速公路施工过程中路面检测技术分析

2.1机械检测技术原理

这种检测技术主要是通过机械或是人工获取路基路面的质量信息,分析得出的技术手段。此检测技术的基本原理为将路面的物理指标,通过运用机械类的传动器,发生动作,在记数器中就可以获得数据,或者是从绘图纸上可以获得图形。这种检测技术简单,易于实现,虽然多有手工操作参与,但是检测结果可靠准确。但是,同样是由于人工参与过多,会消耗大量的体能,因此工作效率较低。

2.2机电检测技术原理

机电检测技术是路基路面检测技术中应用最为广泛的。这种技术的检测原理比较简单,将路基路面的物理量,借助于机械杠杆,传送给磁电绘图仪,或者是磁电计数器,最终由绘图仪绘得图型,或是计数器获取数据,最终得出路基路面的准确信息。

2.3振动检测技术

振动检测技术主要用来测量路面的强度与压实度,它是通过瞬间用锤击向路面,路面会出现凹陷变形或产生传递振动波。而凹陷变形或传递出来的振动波为检测的主要参数,是判断路面质量的重要依据。这种技术就是依靠锤在快速下落过程中,在短时间内发生脉冲或尖峰波,这种冲击波被位移传感器获了,产生脉冲反弹位移量。

2.4雷达检测技术

这种检测技术可以不对路面造成损害,是一种高新检测技术。由于此检测技术具有精度高,测量准确,易于实现,检测速度快等优点,因此有着广泛的应用前景。这种检测技术主要是运用了波在均匀介质中可以会发生均匀的反射与折射的原理。当振源产生的脉冲波以一定角度向路基路项发射时,波会在路面与空间接触面发生反射,而没有发生反射的部分则会向下穿透,直至穿透界面到达基层。如果路基是均匀,无异物时,穿透折射波的剩余能量会被完全损耗于无限体内。当然这种情况只存在于理想情况下,实际情况会出现一些偏差。

2.5超声波检测技术

这种检测技术也是近几年兴起的最新检测技术,同样为无损检测技术。波速法是用来检测路基路面的常用方法。它实现就是靠测定波在路基路面材料中前行速度,以此检测力学性能的一种方法。超声波在材料中前行的速度与材料的强度与压实度有着密切的关系。因此,可以作为判定路面质量的重要数据。

2.6激光检测技术

由于激光产生的难度大,但是由于它的光束与测量技术是其他检测技术很难取代的,因此,它也被广泛的应用。激光检测技术主要是应用了激光衍射原理、光电转化原理和光时差原理。

2.7摄像检测技术

这项检测技术是将特种或高速的摄像机安装到测定所使用的汽车上,汽车再按着一定的速度和一定的拍摄角度,将路面上出现的各种病害录入到摄像机中,再将录像内容处理为数据。这种检测技术的要点是摄像的高度与角度以及摄像的镜头结构等。

2.8集成检测技术

将路面的单项测量技术按着一定要求结合到一起,用于测量路面的损坏状况、路面的纹理系数、路面的摩擦系数、路面的平整度以弯沉测定。

3.结束语

高速公路施工过程中路面检测技术的发展与检测仪器的更新是同步的,检测技术的使用依赖于检测仪器,检测仪器的发展得益于检测技术的更新与进步。检测技术靠检测仪器来实施,检测仪器则需要检测技术为基础。高速公路可以促进我国经济高速发展,它也是关系到国计民生的重要工程。把握与掌控好高速公路的质量,既有利于人们生命财产安全,又有利于运输畅通与相关产业的繁荣发展。 [科]

【参考文献】

[1]余静.试验检测技术在高速公路施工中的应用[J].筑知识:学术刊,2012(10).

[2]来战华.路基、路面检测技术与质量控制[J].黑龙江交通科技,2012(8).

激光检测技术范文第5篇

关键词: 无损检测技术;高速公路

中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:

0 引言

平整度、弯沉、横向力系数等技术指标都对高速公路质量水平有着重要影响,决定着高速公路的服务水平。而高速公路建设过程中及使用期间的路基路面各项技术指标准确检测,能够很好地反映出高速公路的建设水平及实际的工作状态,对于高速公路路基路面的维护、提高高速公路服务质量起着重要的作用,该检测技术的不断进步会给我国高速公路建设带来显著的经济社会效益。伴随着近年来计算机工程应用的普及,高速公路检测系统也迎来了新的变化,便利、高精度的检测技术不断发展。而无损检测技术就是其中一种发展前景很好的实用技术,下面将做详细介绍。

1 传统检测技术的局限性

在传统的高速公路施工检测中,路基路面的质量检测是通过随机选点来进行的,通常采取钻孔取样及室内分析的方式来进行检测,以获得所要检测的技术参数。但不可否认该检测技术存在一定的局限性,如检测结果不具备普遍性,所随机选择的检测点的代表性不强; 由于此检测技术的固有特点决定了在选点过程中,其点位的布置不够密集,所以很容易将一些存在质量问题的路段遗漏,为路基路面的质量控制埋下隐患; 并且当高速公路建成投入实际使用后,其日常维护管理工作主要针对一些表面出现的问题进行的,而对高速公路中存在的隐蔽问题则无法检测,如潜在的脱空、积水及空洞等质量问题,也就无法及时有效地修复,而高速公路路基路面无损检测技术能够为高速公路质量控制及高速公路的日常维护提供精确、详细、可靠的技术性数据。

2 主要的路基路面无损检测技术

2. 1 频谱分析技术

频谱分析检测技术是通过对不同传播介质中传播表面波的传播频率进行分析来完成检测的一种技术。其检测原理分析如下: 即在高速公路的路面上,进行短暂快速的一次冲击,以该冲击源为中心将会产生一系列的频率波,并顺着地表向下传播一定的距离,并向四周传播的瑞雷波面,改变冲击的力度及方式会改变瑞雷面波的频率及信号类型,这样便可在多处布置传感器,并检测不同波的频率。根据所接收波的频率变化,通过频率的分析技术,对不同深度的分层介质的力学性能进行分析,从而实现快速、准确的检测。

2. 2 图像技术

图像技术主要是指红外成像及激光全息图像技术。红外成像技术是指通过对不同材料导热性能不同原理的应用来工作的,借助精度较高的热敏传感器对结构内部的温度分布及热传导进行检测分析,并将检测结果以图像的方式显示出来,以达到了解其内部情况的目的。而激光全息图像技术是指以全息方式获得的全息图为主要的研究对象,依靠研究全息图所得的各项数据而获得相关力学数据,该方法可为管理人员提供整个场地的状况,并且检测结果可靠性、直观性较好。

2. 3 超声波检测技术

超声波检测技术根据在介质中布置的不同位置的传感器所测量的超声波在介质中所传播的波的各项参数,来判断其路面结构内部的破损状况的一种检测方法。通过对超声波传播时间的测定来判断其传播速度,进而根据速度及介质之间的关系来判定介质材料的力学性能,如弹性模量、抗压强度及抗折强度,还可对介质材料或结构的内部缺陷进行判定。使用简便、造价合理等优点使得该检测技术应用前景一片光明,现已被广泛应用于工程实践之中。

2. 4 激光检测技术

激光检测技术是通过激光光强越强,那么光电流便越强的原理来进行检测的。在检测过程中,光能被光电转换器转化成电能,这样光电流便会随着激光所发出光的光强变化而变化。由于在检测之前便已确定了电流与位移之间的关系,所以光电流发生变化便可反映出弯沉位移所产生的变化量。由于激光自身拥有着分辨率、方向性、相干性及衍射性好的优点,所以被广泛用于距离测定、弯沉测定、车辙深度及平整度的测定等方面。

2. 5 地质雷达对路基进行测损技术

地质雷达对路基进行测损主要依靠雷达波的折射—反射原理来进行的。如图 1 所示为路基缺损检测图,该图中所显示的路面结构自下而上分别为路基、基层以及面层,若路基某部位存在空洞等异常体,雷达波会出现异常的传播情况。雷达设备可以通过分析所得数据得到地质雷达图像的剖面,从而根据剖面所呈现的状况来判断高速公路路基的缺损状况。当被测体中有异常时,被测体与异常区的界面两侧电性差异较大,会出现强烈的反射波。同时,这一界面也是物性的特变点,常常产生绕射波,而绕射波在时间剖面上表现为双曲线,进而其雷达图像会呈现出紊乱的现象,并且同相轴出现不连续的状况。这时便可以对出现异常的区域位置及深度作出判定,对路基的危害类型、位置及程度进行最终评定。

图 1 路基缺损检测图

某省于 2010 年开始通车的高速公路混凝土路面长度为118 km,为双向四车道。在该高速公路路段的桥头及路基填方路段出现了一定量的沉降及路基变形,进而引发路面出现了整体下陷裂缝及平整度下降等质量问题。为解决出现的质量问题,该高速公路路段管理人员决定选择路基灌浆的方式来对该路段破损处进行修补。为达到增加修补工作的目标性及准确性、减少盲目无用施工及有效控制施工造价等目的,该路段修补工程施工单位首先进行了路基雷达检测,以准确确定需要修复的区域。在该工程中选择了 GSSI 系列的 SIR-3000 地质雷达进行探测,该设备具有检测精度高、检测稳定性好及数据分析快捷等优点,可有效实施路基缺损检测。

3 主要的检测设备

3. 1 弯沉检测设备

落锤式弯沉检测仪( FWD) 是工程中使用较多的一种检测仪器。该设备主要利用液压系统的提升机释放荷载块对路面进行冲击。重锤的重量级起落高度将直接影响着所产生荷载的大小,传感器会对动态弯沉盆进行测定。实践证明,弯沉检测仪能够较合理地反映行车荷载,还具有测速快、测试精度高等优点,是较为可靠的弯沉检测设备之一。

3. 2 断面测试设备

断面测试设备可用于平整度及车辙的测定。在工程实践中较为普遍的是路面横断面仪及横断面尺。较为先进的平整度及车辙的测量设备是连续式激光断面仪,其测量范围还包括横坡、纵坡及转弯曲率。其工作原理是利用轮迹位置处的激光传感器以确定其与路面的距离,伴随着车辆前进便可得到路面的纵向平整度; 利用横向布置的多个激光传感器来确定路面的高度,以确定横断面,进而确定车辙深度。

3. 3 抗滑性能测试设备

摆式摩擦系数仪虽然在我国应用较为普遍,但其工作的特点对交通的影响太大,并且存在诸多不安全因素,不能与当今高速运转的社会特点相适应,已不能满足高速公路对抗滑性能测试的要求。而自动化的抗滑性能测试设备( 横向力系数测试仪、刹车式摩擦系数测试仪及不完全刹车式摩擦系数测试仪) 能够很好的适应我国高速公路的发展要求,其应用会越来越普遍。

4 无损检测技术的应用前景

在经济高速运转的时代,高速公路路基路面的检测、维修已不再仅仅局限于对质量、工作性能的维修与改善,还应具备准确、高效的特点。高速公路路基路面无损检测技术可以说是在这种情况下应运而生的,能够节约修复时间,节省工程造价,具有广阔的发展前景。

5 结语

高速公路路基路面无损检测技术能够很好的确定路面以下破损区域,提高工作效率,降低施工造价,有效检测出高速公路中的路基沉陷、路基不密实、路基空洞及路面不平整等质量问题,是我国高速公路检测的发展方向。

参考文献:

激光检测技术范文第6篇

关键词:道路工程;无损检测技术;应用;对策;意义

由于道路工程的长期运营以及自然环境的不断变化,均在不同程度上造成了道路工程的损坏。通过在道路工程中运用无损检测技术,对道路工程损伤程度以及损伤情况进行诊断,对道路工程耐久性、可靠性、承载能力进行评估迫在眉睫。下面,笔者就对无损检测技术在道路工程中的应用进行浅析。

一、关于无损检测技术

无损检测技术就是指在不破坏道路工程的基础上,对道路工程测量工件以及宏观缺陷进行检查的技术统称。传统的检测方法十分简单和便捷,例如通过敲击器械,听声音,进而辨别出道路工程是否存在裂缝等,这些方法至今仍然被沿用。但是,这些检测方法无法明确产生缺陷的大小和位置等具体的情况,无法对缺陷进行基本相符判断,所得到的效果也比不上无损检测技术。只有在道路工程中运用无损检测技术方法,才能够保证道路工程检测结果具有可重复性和准确性。通过运用无损检测技术,能够将验收标准作为根据,对道路工程的质量和水平进行严格的控制,使其在满足使用性能要求的范围之中,避免质量不足,更可以防止出现无限度提升质量而导致道路工程的质量过剩。通过在道路工程中运用无损检测技术,能够明确缺陷的具置,并且在不影响道路工程设计性能的基础之上,对存在缺陷的道路工程的局部进行修补,还可以对施工工艺进行调整。通过在道路工程中运用无损检测技术,可以将材料利用率有效提升,进而获得很好的社会效益和经济效益。所以,在道路工程中运用无损检测技术,能够有效降低道路工程的成本和造价,提升道路工程的施工效率,使道路工程的施工质量和水平能够满足经济效益需求和社会效益需求。

二、在道路工程中应用无损检测技术的对策

(一)无损检测的频谱分析技术

无损检测技术的频谱分析技术主要分析不同介质里传播表面波频率的特性,在道路工程路面结构表面中,运用一力锤实施瞬时的垂直冲击,这样能够产生瑞雷面波,瑞雷面波把振源作为中心,并且将具有各种频率的成分,沿着地表的一定深度,向四周进行传播。通过对力锤的重量进行调整,或者运用不同的锤头,能够有效获得瑞雷面波信号,瑞雷面波信号的频率成分各种各样。在不同的位置中进行传感器的设置,能够对波传播频率进行有效检测,通过对相干分析技术以及频域互谱分析进行借助,达到对不同深度的分层介质力学参数进行测试的根本目的。和传统的检测方式相比较,无损检测技术具有效率高以及速度快等优势。频谱分析技术主要用于对路面各分层介质均匀性和厚度进行检测,还可以检测层间的接触情况。例如,瑞利波频谱分析技术在无损检测中被广泛运用,社震源辐射出的能量为100%,而瑞利波能量占据总能量比例为67%,压缩波占总能量比例为7%,剪切波为26%。瑞利波波阵面大约为一高度为入R圆柱面,能量衰减和距离平方根倒数呈现出正比例关系,距离是指离源点距离,而体波波阵面是半球形面,能量衰减和距离倒数呈现出正比例关系,这便使瑞利波能量可以伴随着传播距离不断衰减而较体波慢。

(二)无损检测的图象技术

道路工程无损检测技术的图象技术主要包括激光全息图像技术以及红外成像技术这两种。激光全息图像技术通过对全息摄影得到全息图,对全息图进行分析,再从全息图上面进行数据的测取,而得出了相关的力学量,这样的方法具有了解全场情况、直观、可靠、精细度高等优势。而红外成像技术则是通过对不同材料截止导热性能不同原理进行充分利用,通过高精热敏传感器,对需要检测的道路工程结构内部温度场分布情况以及热传导规律进行感知和了解,使检测所得到的数据可以图像化表现出来,进而呈现出结构内部的状况。

(三)无损检测的激光检测技术

无损检测的激光检测技术在近些年来发展起来,是一种新型的道路工程无损检测技术。因为激光的分辨率和亮度都很高,并且具有很强的衍射性、相干性、方向性,激光检测技术被广泛运用于无损检测技术中。在道路工程的路面和路基检测中,运用激光检测技术可以对纹理深度和距离等进行测定,还可以测定平整度、车辙深度以及弯沉等方面进行测定。

(四)无损检测的超声波技术

超声波是一种频率比人们通过耳朵可以听到的频率高的声波,超声波在传输的过程中,遵循波的传输规律。超声波的无损检测技术主要是将超声波发生到材料介质中,对反射波相关参数进行接收,进而对结构内部所存在的破损情况进行判断,超声波检测技术是一种全新的无损检测技术方法。在介质里不同的位置中,进行传感器的设置,对一定距离中超声波传播的时间、与位移关系、利用速度等计算波速,通过波速和介质相关参数关系,能够有效测定出材料的相关参数,例如抗折强度、抗压强度、弹性模量等,超声波技术还可以用于检测结构和材料内部缺陷。

三、案例分析

在某公路热拌沥青混合料路面施工的过程中,因为使用材料具有限制性,必须要在一定温度条件之下及时将热拌沥青混合面料碾压完成,如果无法保证碾压质量,则会导致返工,这便为施工企业造成了很大经济损失。所以,在碾压的过程中,必须要对压实度进行随时检测,保证路面返工的质量。然而,传统取芯法无法对检测需要进行满足,这个时候,必须要运用对于路面无损害和无破坏性的方法来进行检测。这个时候便需要运用无损检测技术来对道路工程进行检测。

结语

总之,在传统的道路工程检测过程中,检测手段无法适应新环境和新要求,因此,人们将无损检测技术作为道路工程检测的主要技术和方法。通过在道路工程中应用无损检测技术,能够在道路工程产生异常情况的时候,提前做出预警,为开展道路工程的维修和养护等工作提供指导和根据。本文通过对道路工程无损检测技术进行分析和探讨,阐述了无损检测技术在道路工程中运用的意义和作用,并且提出了在道路工程中应用无损检测技术的对策。

参考文献:

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[4]李振鹏. 无损检测行业市场发展现状分析及市场前景预测分析[J]. 科技与企业,2015,05:1.

激光检测技术范文第7篇

关键词:路面检测;技术及设备;发展趋势

中图分类号: k826 文献标识码: A

路面检测是我国一项建设性、国民性工程,也是关键性工程。路面破损程度由路面破损率来反映,而路面行驶质量则是通过国际平整度指数来展现,而其他的路面车辙深度指数、路面抗滑能力指数和路面结构强度指数这三个方面构这五项则由车辙深度、横向力系数和路面弯沉计算的各项公路技术状况指数来确定的。当前能快速检测路面破损程度的主要设备主要有精密水准仪、手推式断面仪、响应式平整度仪、激光断面仪等。这些先进的检测设备突破了传统的路面检测方式,具有快速,高效的准确检测优点。

1.路面快速检测技术及路面检测设备研究的发展趋势

1.1路面破损快速检测车

路面破损程度经过路况数据采集仪,路面破损摄影车灯设备检测。另外,交通部科学研究所很早就引进了国外路面测量系统的研制技术。并开发了“路面图像识别系统”,该系统能对路面破损程度进行自动分析和处理,对路面的裂缝位置和长度,宽度等方面进行归类,数据处理。在技术一直都是路面管理领域的重要研究方向。

1.2自动弯沉仪

自动弯沉仪主要是用在路面高密度集点测量,和路面施工质量、验收和路面养护管理等层面。该仪器的使用原理主要是车辆行驶时,在牵引力的作用下以一定的速度前行。当车辆底盘的前端并支于地而且保持不动,把测定仪放在车辆地盘的前端。当后轮双轨通过侧头时,该仪器自动记录弯沉通过传感器等装置。与此同时,二倍牵引速度把测定梁拖动到下一个测量点。通过反复的测量,最终计算出输出弯沉检测统计结果。在车辆连续行驶中完成整个测定过程,仪器的连续完整性能展现的淋漓尽致。

1.3激光断面仪

激光断面仪主要用来公路实验测试来计算车辙及隧道中的任意位置。激光断面仪,顾名思义,就是通过激光技术来测量横断面的设备。它的工作原理主要依靠激光传感器和运动传感器。通过两个传感器的出来的数据应用在普通的pc机上,再结合断面仪来处理测量过程中的问题。不仅如此,在通过对应于双轨位辙等提供了技术基础。激光断面议结合现代高科技设备和目标激光测距离技术为直接输出报告结果做出贡献。

1.4路面抗滑性能检测

现在检测路面抗滑性能的先进仪器主要是路面横向力系数测试车。由我国路面检测的内容知道,路面抗滑性能与车辙密切相关。为了测量出车辙方面的数据,该仪器在使用上不仅利用了现代物理科技,也结合了测量精度高超的探测仪器,不仅如此,路面横向力系数测试车在日测里程上也十分迅速。为我国路面检测这个浩大的工程减少了工作量。该设备是目前测量路面抗滑性能的理想选择。

路面抗滑性能直接影响车辆行驶的安全,路面摩擦系数和测定路表构造纹理的间接法是其主要的评定方法。抗滑性能测试目前设备有三种:横向力系数测试仪、刹车式摩擦系数测试仪、不完全刹车式摩擦系数测试仪。横向力系数测试仪是我国普遍采用的自动摩擦系数仪该设备的测量必须设定的实验轮和行车方向有一定的角度,这个角度产生一个同实验平面垂直的横向力。在车辆行驶过程中,刹车时摩擦系数测试仪,在规定的时间间隔指定的距离,能够自动对测试的轮胎进行刹车。轮胎在路面上滑动,制动力系数就可以根据传感器所得的数据记录计算。而不完全刹车式摩擦系数则不同于横向力系数测试仪、刹车式摩擦系数测试仪。工作原理上也不相同,这个设备的优点在于他能通过传感器的数据来计算路面抗滑系数,而且路面摩擦系数也可以计算路面抗滑系数。这项技术的研究与发展对前两者的使用有很好的补充效果。 横向系数仪有了很大的消费市场,刹车式和不完全刹车式摩擦系数测试仪用户很少,一方面对交通安全方面存在着威胁,另一方面,在宏观纹理构造对摩擦系数影响也不容忽视。

1.5激光平整仪度

该仪器可以通过加速度传感器粗出车辆的颠簸程度,利用激光位移测量车辆与路面的空间距离,测量出来的数据处理计算路面的国际平整度指数,当前我国多是单个激头探头。但是加速度传感器的使用,使得测量结果收到车行的速度、车内载荷、路面颠簸等因素影响。所以客观因素使得车恒速同时要求限定载荷。而现代领先的路面检测仪器有半自动化惯性断面仪、手推式断面仪和激光路面平整度检测仪。

2.路面检测技术存在的问题及发展趋势

2.1路面检测存在的问题

随着科技的进步,路面检测技术快速发展,设备研究也日趋跃进。由人工检测向自动化检测技术发展,低速向高速、高精度发展,虽然路面检测设备日新月异,但还是存在着问题:在路面老化程度方面没有具体的评定指标,检测仪存在结果差异,在路面平整度施工质量控制与检查验收中大都采用人工测量,主要测量工具就只有3m的直尺,在经过连续平整度仪和车载式颠簸累积仪进一步测量后,虽说既快捷又简单,但是也存在误差,其效率也不高,对交通造成干扰。也存在着一定的安全隐患。而在我国,当下大量的自动化检测设备的用户依旧停留在简单使用的层面上,进行单独的相互的研究只局限于个别单位活个人。主要由于较弱的科研力量用户单位;而且自动化测试设备的价格不菲,局限于资金问题,个别单位和科研所暂时还没有购买;科研单位在系统化、和市场化、现代化上的资历不够,所以很难在国内外推广。

2.2路面检测技术发展的趋势

随着高速公路网建设的不断加快,人们对路面结构的要求也不断提高,无损检测技术不断发展,且在高速公路路面检测中具有便捷准确等特点,其应用也不断深入各个阶层,而且应用范围日益广泛。路面检测技术不断由人力检测向自动化检测发展,提高了效率,解放了人力资源。由低速检测向高速检测发展、不断苛求技术精确度,来达到零失误。由破损类检测向无破损检测发展。有效地节约资源。延长路基寿命。不断前进的科学步伐,高端的科研成果。以及先进的测试技术都为路面检测提供了丰富和精确地信息。路面检测设备的供应量随着需求量的扩大也日益扩大,其国家公路研究所和国家交通局也在国内不断实现国内组装。中国路面检测技术也不短走向国际化,我国虽然借鉴了别国先进的检测设备技术,但现在越来越多的国家向我们中国学习。我国也逐步深化对检测技术的研究,得出新的科研成果来推广相关软件的市场化。在不断地探索中,路面检测的结果多是用无损设备检测使用性能评价与病害及其原因分析、养护路面的一些措施。

3.结语

随着科学技术的不断进步,路快速检测系统水平也不断提高,并且在很大程度上把中国路面检测现代化水平提高了。高效检测设备对实时检测公路路网的建设具有使用性性能,在不断的及时、正确和经济的养护一定路段过程中。路面检测技术及设备发展对公路网完好的服务水平及公路网的社会效益和经济效益方面都有很大的促进。另外,本文在宏观上介绍了路面快速检测系统发展及目前发展存在的问题和趋势。这对以后的路面快速检测系统的发展具有一定的参考作用。以此来不断的开发路面检测新技术、新设备、新方法、建立起现代化的路面管理模式。

参考文献:

激光检测技术范文第8篇

关键词:卷烟 检测 回收 技术开发

中图分类号:TS4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0081-02

要提高卷烟的生产水平,检测技术是重要一环。尽管随着科学技术的发展,卷烟制造业中的检测技术较以前已经有了质的飞跃,但是当前所使用的检测技术仍存在诸多不足之处。钢印、铝箔纸的检测技术、卷烟的圆周检测技术等都存在很多缺陷,这些缺陷严重制约了卷烟企业的发展,使得企业的产品质量水平长期停滞不前。在这一形势下,卷烟制造中检测技术的开发与改造就成为刻不容缓的时代要求。

1 当前检测技术的不足

首先,目前烟支钢印的检测技术主要采用的是传统的光电传感器、颜色传感器。但是,随着企业对品牌效应的重视程度提高,对产品质量的要求也有的大幅提高,传统的检测技术由于合格率较低,已经无法达到市场需求。目前,卷烟的钢印生产中经常会出现诸如钢印污点、位置跑偏、浓度不均,甚至于图案及钢号使用错误的问题。其次,当前对烟支直径圆周的检测主要采用气流压力检测法。这种检测技术虽然简单易操作,但是检测头极易受到乳胶、粉尘等影响,直接影响到检测数据的稳定度与准确度;同时,由于气压检测法不会对烟支的圆周进行扫描,这就直接导致无法得知烟支的圆度。再者,出于降低成本和环保的目的,现今烟厂均采用新型环保铝箔纸GDX2作为小包烟的内衬纸。虽然其节能降耗及环保的优势给烟厂带来了良好的经济效益和社会效益,但是由于新型材料金属含量的大幅降低,原有的电感原理检测技术已失效,可能导致铝箔纸有缺陷的小包烟流入市场,从而严重影响到企业的产品质量和声誉。

在当前检测技术已不能满足现实需要的情形下,各种新型检测技术正在不断被开发与改造。如烟支钢印在线视觉检测,GDX2铝纸在线视觉检测,激光CCD烟支圆周在线检测等技术正是针对上述不足应运而生,并不断被应用和推广。

2 在线视觉检测技术

针对烟支钢印检测技术的不足及新型铝箔纸检测问题,技术开发部门已经开发出相应的在线视觉检测技术。这项技术主要依赖于一套以高速视觉影像系统来检测产品缺陷的检测系统,同时辅以剔除功能。其原理是通过高速CCD摄像头对钢印或者铝箔纸进行定位拍照,并将所得图像以数字形式传输至图像处理系统,再通过控制器对数据进行分析处理,将所得结果与内存中存储的位置、灰度等标准图像信息进行对比,即可检测出相应的钢印或锡箔纸是否合格。与此同时,剔除装置则会根据同步时钟脉冲找出不合格产品,并将之剔除。

在钢印检测中,这种检测技术主要检测钢印位置及油墨状态。一旦发现钢印位置发生水平、垂直偏差,钢印过浓、过淡,或者钢印污点这些问题,剔除功能则会自发启动。剔除时一般采用自动剔除方式剔除单支卷烟。系统的功能分为检测、管控、告警、数据处理和远程管理几类。其中,检测又分为缺陷检测和系统全检,缺陷检测包含野墨、缺损、套色钢印位置、钢印重叠、钢印深浅不一、油墨过浓过淡检测,而系统全检则是对每一支烟进行以上缺陷的检测;管控功能并不仅仅局限于自动剔除这一项,当出现连续缺陷数目达到设定值时,主机将自动停机,并做出告警提示,同时,还具备一键换牌、自动换班和权限管理功能;告警功能也可分为预警功能、告警分类和自诊断告警;数据处理功能也相当多样化,包含了数据统计、数据查询及故障图片查询功能;远程管理则属于较为新颖的功能,通过这一功能,可以实现远程数据、图片查询,以及远程设备调试。

而在GDX2新型铝箔纸检测中,检测功能主要分三个方面:针对铝箔纸缺失、褶皱、破损、拉头缺失等状况的铝箔纸检测;针对内卡缺失、错位等状况的内卡缺陷检测;针对盒皮纸缺失、残缺、翘边、反面等状况的盒皮纸缺陷。其管控功能和数据管理功能均类似于钢印检测的相应功能。

这种在线视觉检测系统可以杜绝质量事故和连续大量废烟的产生,因此可有效减少物料损耗,大大提高生产效率,减少后续废料烟回收的工作量。经过实际应用发现该系统可实现高精度全检,正确率达到98%,有效提高了产品工艺检测手段及生产管理水平。该系统可以完全杜绝钢印连续性及偶发性质量印刷质量问题,不仅有效提高了产品质量水平,减少质量事故的发生,也为企业塑造了良好的品牌形象,提升了企业信誉度。各项数据即时动态化显示有效解决了固有质量问题和生产使用过程中断残缺损等老化现象,有助于生产人员掌握其使用规律;同时,极大方便了设备维护和修理工作。高度自动化的检测技术也可大大降低劳动强度,提高作业效率及设备综合的使用率。

3 在线烟支圆周检测系统

上文已经提及,气流压力法检测烟支直径、圆周很难获得精确结果,而基于CCD激光传感器的在线烟支圆周检测系统则圆满解决了这一问题。这套检测系统由激光测头、影响处理器、调整机构和人机界面几个部分组成。这套检测系统通过激光光源发出光束,光束经过烟支在接收器上投出阴影,传感器则通过对阴影长度的测量和计算得出烟支直径,并且通过步进电机带动激光传感器探头围绕烟支180°转动,实现对烟支的全面检测,从而得出其平均圆周和圆度。

这一检测系统具有测量与显示、伺服调整、剔除、声光报警和停机这几项功能。这些功能决定了其具有诸多优点—— 它不受烟支抖动、环境温度变化影响,可以实现高速、高精度测量;可以同时得到圆周、圆度数据,检测效率高;具有自清洁功能,可保证自身不受烟尘、乳胶等杂质影响;具有反馈控制功能,可自动调整直径,将生产的烟支直径控制在设定范围内。这些优点就意味着这种检测技术可以极大地降低成本,提高经济效益。

4 相关拓展技术

上述检测技术均具备剔除功能,而若被剔除的烟支无论好坏,均以废烟处理,则会造成巨大的资源浪费及有效作业率的降低,这些不合格产品仅仅是部分不合格,而其中往往有大量完好的烟丝,以及嘴棒、水松纸、盘纸、胶水等辅材,即使是被剔除的烟支,其中也不乏因失误错被剔除的合格产品。因此,卷烟生产在具备完备的检测技术的同时,应当辅以复选回收技术。

GDX2包装机烟支复选回收系统是解决上述浪费现象的有力武器。在这套装置中,烟支接收、阻挡装置完成烟支的接收以及出现残次烟支、包装机低速时的阻挡任务;紧接着,烟库缓存装置中则储存着待检测烟支;烟支的输送、检测和剔除在单支烟 输送装置中完成;随后,合格烟支将由层降装盘装置收集;相关数据会发送到烟支检测模块,并进行数据处理;中央处理系统负责信息处理和逻辑运算。当然装置的构成不止于此,输入输出系统、触摸屏显示器、蜂鸣器和警示器以及气动部分也都发挥着重要的作用。

这套复选回收系统主要有检测、管控和数据处理三项功能。检测功能即是对模盒剔除的烟支进行空头和缺嘴检测。管控功能这一环节中,系统先对烟支输送模盒部位剔除的烟支进行接收,再对接收到的烟支进行识别和剔除,然后对分选出的好烟进行回收,并辅以根据现场班次时间自动换班及声光报警功能。而所谓的数据管理则是分班次对已统计数据进行保存。

这套复选回收系统具有相当多的优点。首先,这套设备的所有动作都独立于卷烟机组和包装机组之外,不改变原有的工作流程,这就保证了在降低生产消耗的同时,不会对原有机组的运行带来冲击,有效防止了新的设备故障的出现;其次,在进行检测时,所有烟支保持在同一直线运动,且运行速度适当降低,这就保证了检测的可靠性;再者,这套装置采用了“无动力”的接收方式,即接收烟支过程中烟支与接收装置之间不会发生直接碰撞,这就很好地保护了烟支,有效防止了烟支的再次造末。另外,复选回收系统还具有运行稳定性高,安装维修方便可靠,对烟厂现场整体布局影响小等特点。有效地利用和推广这套装置,可以极大地减少浪费,提高工作效率,具有极大的经济效益和社会效益。

5 结语

随着科学技术的发展,各种高新科技及新兴材料将得到广泛应用。卷烟制造业要想在市场中占有一席之地,就必须牢记科学技术是第一生产力,狠抓技术开发与创新。不仅仅是检测技术的提升,生产销售中每一环节的技术发展都将为整个企业的发展带来不可估量的经济效益,技术开发与改造也将作为卷烟制造业的重中之重而长期存在。

参考文献

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