陶瓷电极材料的检测实验报告（精选五篇）

第一篇：陶瓷电极材料的检测实验报告

实验名称：陶瓷电极材料的检测

实验目的：检测陶瓷电极材料，运用陶瓷提高电解质电池的性能，培养同学动手能力、结合大学课程所学知识、并学习查阅文献资料，达到实际验证的目标。发扬团队合作精神，增进人际关系。

实验原料及器材： 电极测试仪器、电导率测试仪器、合成设备、制备炉等，并将结合本校的高级仪器X衍射分析仪、X射线荧光光谱仪、扫描电镜、热分析仪、红外光谱仪等。实验原理：陶瓷材料在一定条件（温度、压力等）下具有电子（或空穴）电导或离子电导，某些陶瓷材料是离子晶体的氧化物或复合物。在固体介质中，带电离子的运动比在液体中倍受限制，但仍然能以扩散的形式发生，从而产生离子电导。陶瓷的电导率是横穿晶界的电导率和沿表面晶体的电导率之和。离子在晶体中扩散通过取代晶格空位的方式进行，在一般情况下，这类运动取向混乱，不给出净的电荷运动，从而产生了离子导电流。

实验步骤：

1确定陶瓷材料配方，配方计算，混料，筛分，造粒，成型，排塑，烧结，烧后加工

2将烧结过的试样先用砂纸打磨，清洗干净试样表面的母粉，以便测量阻抗，直径和厚度； 3在超声波振荡器中用酒精清洗试样，然后再干燥箱中烘干；

4用游标卡尺测量试样的直径和厚度；

5在试样表面涂电胶，在涂之前必须先搅拌均匀导电胶，因为银粉会沉到导电胶底部，涂完导电胶之后在试样表面用导电胶固定一根银丝；

6将试样放在202-T型电热干燥箱中200摄氏度保温10分钟

7取出试样，在试样的另一面涂导电胶，方法同第4步；

8将试样放在电阻炉中600摄氏度下保温30分钟，以保证试样和电极之间的电接触良好，然后随炉冷却至室温；

9将两面涂过导电胶的试样用于阻抗测量。

实验结论：导电陶瓷材料可用各种方法涂覆在电极材料上，例如真空喷涂、等离子喷涂等，或采用溅射喷涂方法，在基片上进行导电陶瓷材料的涂覆工艺。陶瓷涂层电阻率小，采用导电陶瓷材料涂覆于电极表面，既耐腐蚀，又耐高温。

实验感想：通过这次实验，我了解了相关技术，见识了许多高科技仪器，增长知识，了解科技前沿相关领域。这对我日后专业研究方向有指导作用。实验中，我了解了陶瓷材料的重要作用，了解陶瓷材料的制作工艺，了解电解质电池电导率检测方法，学习了相关理论知识，希望日后能为陶瓷材料研究方面做出贡献。

第二篇：陶瓷实验报告

一、文献综述

滑石瓷是一种以天然矿物滑石为主要原料制备的、以偏硅酸镁作为主晶相的产品。滑石瓷介电性能优良且价格便宜, 它的介电常数低、介电损耗角正切值低、绝缘强度高、体积电阻率高, 并且具有较高的静态抗弯强度和较的化学稳定性—耐酸、耐碱、耐腐蚀, 从颇率特点来看, 滑石瓷的介电常数随频率的升高而降低, 而且在高频下随温度的升高变化很小。但滑石瓷也存在着一个需引起足够重视的缺点, 那就是它的烧结范围窄, 一般只有20℃左右, 如果烧成控制不好, 常常造成变形、起泡、粘结垫料等废品的产生。

滑石质高级日用细瓷的特点

1.坏体组成范围及成瓷原理: 滑石瓷是镁质瓷的一种，主要原料为滑石、少量粘土和熔剂。成瓷后的主晶相是原顽辉石，其次是玻璃物质和少量斜顽辉石、气孔等。属于Mg0-A1203-SiO2系统见图一。从图一中可以看到原顽辉石在1557℃熔融的不一致性，它与最低共融点1543℃之间相差甚微，而随温度升高液相量大量增长粘度急，从而对降低烧成温度扩大烧成范围，防止产品变形，阻止晶型转变是非常有利的。而随温度升高液相量大量增长粘度急剧下降，因此限定了滑石瓷的烧成温度。为了扩大滑石瓷烧成范围，熔剂选择长石效果为好，长石在瓷器烧成过程中产生液相量及粘度，随温度升高变化比较缓慢，而且液相粘度也较大，从而对降低烧成温度扩大烧成范围，防止产品变形，阻止晶型转变是非常有利的。从图一可知滑石瓷组成范围一般在三元相图的偏滑石偏高岭的联线上，位于方石英与原顽辉石的界线处。偏滑石比偏高岭大于4：1时有较宽的烧结范围，如果粘土用量过多，组成偏向茧青石区域，会使烧结范围变窄，所以粘土用量以15%左右为宜。滑石含量增加瓷体膨胀系数增加，热稳定性下降，用量以65～75%较好。熔剂用量应根据产品烧成温度高低和成瓷后玻璃相数量在13～18%为较好。2.滑石瓷的工艺路线特点：

（1）.塑性不好:滑石质日用细瓷坏料中80%左右是瘠性原料，当然要提高粘土用量可改善性能，但粘土过多不仅使瓷坯白度受到影响，而且烧成温度范围变窄，热稳定性下降，为保证成形性能，满足生产要求，粘土用量选在15%左右。对大件产品以采用增塑剂用来满足生产要求，加入量3 /10000氯化钡，塑性显著提高。

（2）.二次烧成:滑石瓷烧后变形是主要缺陷。引起变形的因素很多。但陶瓷变形一般是发生在常温塑性状态的坯体及高温塑性状态的坯体，以高温塑性状态的变形为重要，所以采取二次烧成，高温素烧，低温釉烧新工艺。

（3）.滑石瓷具有白度高，半透明度好，釉面光润，机械强度比普通日用瓷高等特性。

滑石瓷的坯料组成无论是塑泥还是注浆泥都存在成形工艺过关的难题。要想适应生产的需要，都要经过试验多次方能调制出成熟的配匹合理的泥料配方。1.塑性泥料的试制:由于塑性泥瘩性料80%左右，而粘土15%左右。但为了保证成瓷的热稳定性及扩大烧成范围，粘土用量也不能超出过大范围。可用其它措施来提高泥料塑性。2.注浆泥料试制：滑石瓷泥浆主要关键是泥浆的触变和稠化，出磨泥浆流动性较好在放置过程中逐渐稠化，甚至失去流动性。泥料的粒度越细，泥浆温度越高，放置时间越长稠化越严重。但泥浆稠化主要原因是Si02胶体。形成胶体原因:主要是滑石在锻烧过程中游离出来的非晶形Si02，在湿式细粉碎时转化成胶体。由于胶体系统的聚结不稳定性在时间和温度等因素作用下胶体将聚合成胶团和凝胶析出。由于胶团和凝胶的凝聚作用使泥浆产生稠化。在试验中发现应选择粘度最小值的，范围尽可能宽的解胶剂来满足生产要求。通过验证纯碱和水玻璃是滑石瓷理想的电解质。

二、计算与设计

第1组

原料

加入量％ 紫木节 18

长石 7

滑石 75

第2组

原料

加入量％ 紫木节 18

长石 12

滑石 70 第3组

原料

加入量％ 紫木节 20

长石 15

滑石 65

第4组

原料

加入量％ 紫木节 20

长石 10

滑石 70

第5组

原料

加入量％ 苏州土 18

长石 7

滑石 75

第6组

原料

加入量％ 紫木节 5

苏州土 15

长石 10

滑石 70 第7组

原料

加入量％ 紫木节 8

章村土 10

长石 12

滑石 70 第8组

原料

加入量％ 紫木节 6

章村土 12

长石 12

滑石 70

第9组

原料 紫木节

章村土

长石

滑石 加入量％ 12 6 7 75 第10组

原料

加入量％ 龙岩高岭土 18

长石 7

滑石 75

第11组

原料

加入量％ 苏州土 9

龙岩高岭土 9

长石 7

滑石 75

第12组

原料

加入量％ 苏州土 15

龙岩高岭土 15

长石 20

滑石 50

第13组

原料

加入量％ 苏州土 10

龙岩高岭土 15

长石 10

滑石 65

说明：本次大综合实验，共做了13组配方，但由于原料组成、泥浆性能、烧成温度等原因，最后只有1、3、4、5、10、11六组烧制成功，因此，所测性能指标只有以上六组。

三、实验过程

1、含水率

取坩埚编号a、b、c、d、e、f、g、h置于干燥箱中烘干，然后，置于干燥器中冷却，称重，加入已知重量的原料再次干燥称重，计算干燥率。

2、灼减量

将干燥后的样品至于电炉中，快加热到350之后再以每分钟2度的速度均匀加热到1050，干燥冷却，称重。

3、制泥浆

按各个不同的配方，将所需原料称量准确后放入干净的球磨机中，加水量为所加料的1.5倍，球为料的1.5倍，将球磨机固定好，球磨20分钟，取出，过80目筛得到泥浆。

4、细度检测

取已经烘干的坩埚，称重，取冷却泥浆适量倒入坩埚内，注意别超坩埚的三分之二，放入干燥箱中干燥4小时左右，取出再次称重，从而得到泥料的重量，再将泥料溶于水后过万孔筛，将筛余烘干称重，从而可以得到泥料的细度。

5、测比重

将冷却的泥浆，倒入250ml的量筒中，将比重计轻轻插入其中，缓缓撒手，注意比重计与量筒的边缘不能接触，以免产生偏差，待比重计的读数稳定后，读数即为泥浆的比重。

6、测粘度

在室温的条件下，利用恩氏粘度计测得水的流出时间，记下读数，在用同样的方法测得泥浆的流出时间测量三次，取平均值。

7、制坯

将泥浆搅匀，将模具内表面润湿，将泥浆倒入模具中，待一定的吸浆时间后，倒出多余的泥浆，用刀片将坯口修平，再经一段时间后 脱模，将湿坯放在通风干燥处进行充分的干燥。

8、烧成

根据配方及查阅的相关文献，确定适宜的烧成温度，将已经充分干燥的坯体放入炉中，本实验的试验参数是：室温25°C,经40分钟升温至500，再经40分钟升温至900，最后经40分钟升温至1270，在保温30分钟，之后关闭电源，让坯体自由冷却至室温即可。

四、性能测定

1、原料干燥失水与灼减量

坩埚

坩埚+料

坩埚+干干燥失水950度煅料 率（%）烧后坩埚

+料质量

53.7194 0.94 50.2046 62.3933 1.30 58.6406 61.6671 54.7755

0.03 0.98

61.5167 51.5083

灼减量（%）15.36 11.36 0.50 15.21 苏州土 龙岩高岭土 钾长石 紫木节 30.8375 29.3563 31.4057 33.3220

53.9376 62.8297 61.6751 54.9889

2、粘度与密度

水流出时间泥浆流出时间粘度

密度 第1组 第3组 第4组 第5组 第10组 第11组

（s）4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2（s）4.7 4.6 4.8 4.9 4.6 4.8

1.12 1.10 1.14 1.17 1.10 1.14 1.410 1.395 1.505 1.600 1.375 1.450

3、细度与含水率

坩埚1 坩埚1+坩埚1+含水率坩埚2 泥浆 干燥后（%）

泥浆

70.8362 48.8761 58.37 34.3015 71.5624 71.8359 72.2875 68.7755

49.6205 47.8777 50.3550 46.4725

55.65 62.52 59.52 61.40

32.1967 34.5618 33.1962 34.7970

坩埚2+细度

筛余（%）34.9630 32.7741 35.1654 33.5950 35.4066

4.22 3.30 4.20 2.67 4.35 第1组 第3组 第4组 第5组 第10组 第11组 33.2165 32.1369 33.5128 35.4367 32.4518 33.4534 71.3526 48.7919 59.53 32.3564 32.7687 2.69

4、坯体吸水率

组别 第1组 第3组 第4组 第5组 第10组 第11组 湿坯重量(g)14.6920 14.2876 14.2744 15.5258 11.2892 16.2333

干坯重量(g)14.6885 14.2845 14.2694 15.5240 11.2715 14.2816

吸水率 0.024 0.022 0.036 0.012 0.16 13.67

5、白度

第1组 第3组 第4组 第5组 第10组 第11组 6热稳定性

经过220℃后急冷，只有第3、4、10三组没有产生裂纹。

7、表面硬度

用刀具刻划制品表面，各组均没有明显划痕，这说明烧结的制品强度基本符合要求。R 55.0 51.8 61.2 64.4 85.8 79.6

G 74.1 78.2 73.7 72.1 89.7 82.5

V 65.0 57.1 63.8 68.7 73.9 72.4

W 64.1 72.9 71.1 67.8 77.8 75.3

五、实验结果与讨论

结果：1、2、3、4、5、第2、6、9、12、13组在注浆后，坯体都出现了不同程度的裂纹，没有完好的脱模。

在1、3、4、5组烧成的坯体中虽然没有变形等缺陷，但是烧成后白度不够。

在烧成的坯体中存在着气孔，致使坯体表面显得粗糙，影响白度的测量。第7、8组中脱模后成型还可以，但是烧成后变形了。

烧成后的坯体中经过热稳定性的测定后，1、5、11组出现了炸裂。

分析：

1、注浆后出现裂纹的原因：

①可能是粘土颗粒细度不均匀，分布不均，产生各部分收缩不均，产生裂纹； ②坯体含水率大，干燥后收缩大，易产生内应力而产生变形； ③模型吸水速度太快，以至于收缩过快产生裂纹。处理方法：

①尽可能控制颗粒细度，通过调整球磨机内料球比，适当延长研磨时间，使其在一个均匀的范围内；

②控制泥浆时间及回浆后的带模干燥时间，及掌握脱模时间；

③注浆前对模子进行适当的处理，使其有一定的吸水速率。

2、烧成前气孔原因：

① 泥浆粘度大，流动性差，以至于注浆不均匀，气泡不易排除； ②泥浆陈腐时间过长；

③注浆速度过快带入空气；

④石膏模中混有杂质、石膏模用的时间过长内部出现一些小孔。处理方法：

①控制泥浆粘度适中；

②注意适当的注浆速度和回浆速度； ③保证石膏模型的洁净； ④泥浆存放时间适当。烧成后气孔原因：

①烧成温度可能稍低些，致使没有事气泡没有完全排除，留在了坯体内，形成了气孔。处理方法：

合理制定烧成制度，是当提高烧成温度和保温时间。

3、烧成后出现了变形原因：

可能是最高烧成温度过高，以至于是坯体在烧成中融化了。处理方法;是当降低最高烧成温度，提高保温时间。也可以在塑性很好的前提下是当加一点脊性料。

4、白度不够的原因：

①原料配方可能不合理，致使不管怎样烧都不可能达到要求值。②测量过程中坯体中含有小孔，是表面粗糙，影响测量值。

③由于制品形状的原因，在测量中可能会出现漏光，是测量值出现偏差。处理方法：

①对配方进行一定的修改，之后再次进行测量。

②对每组中比较好的，表面比较光滑的坯体进行多次测量。③在测量过程中尽量保证不漏光，一遍使测量值准确。

5、测稳定性时出现炸裂原因：

①原料的膨胀系数可能不适应，致使稳定性差些。处理方法：

合理调整配方，使其原料膨胀系数适应。

六、结论

1．通过各个实验，第11组配方较好；

2．。对于该实验配方料：球：水=1:1:1.5较为合适； 3．泥浆细度和含水率对泥浆悬浮稳定性影响较大。细度越均匀，悬浮性越好； 4．总收缩率不宜过大，并且不同产品的收缩率波动应保持在一定范围之内，以提高模具的使用率；

5．保证泥浆颗粒细度及模具的洁净，可以防止坯体上出现毛刺，气孔或溶洞； 6．泥浆悬浮性越好，坯体厚度越均匀；

7．烧成温度在1270℃时，制品变形较小，白度较好，气孔率低，吸水率较小；

七、体会与感想和建议

本次实验刚开始时，我们对自己的实验方案都挺有自信的，感觉应该挺容易的就能出来很好的实验结果，可是第一组结果出来的时候都愣了，连最基本的成形都有问题，全部出现了裂纹。这时感觉到了没有那么容易，感觉到了时间的紧迫性，于是马上开始讨论开裂的原因，查资料向老师咨询。当经过仔细的分析后，出来第一组制品时，没有裂，尽管白度没有达到要求，但是我们仍然感到非常高兴，感觉很有成就感。接下来的几天逐渐的制出了几组制品，但是从总体上看还不怎么令人满意。由于时间的原因也只能将这实验告一段落了，但是我们的实验精神没有停止。我们明白了想要做出令自己和别人满意的制品，需要不断地去调节配方和改变一些参数，最终，使得制品白度达到要求值，本次试验也锻炼了我的细心程度，因为我从实验中领会，你的稍稍粗心多有可能导致前功尽弃，我通过这次实验学到的最重要的是“团队合作”，一个人一个观点是远远不够的，必须学会从他人那里聆听，把每个人的想法讲出来进行交流，这会是每个人都进步。

通过这次实验我对日用滑石瓷的制备工艺有了初步的了解，并对相关仪器的使用进一步熟悉，其主要归功于本次试验的指导老师：王秀文老师与李悦老师。实验过程中遇到不懂的地方，王老师会很负责任的为大家讲解明白，并且王老师也会不定期的到实验室了解同学们的试验情况;李悦老师全天在实验室为大家最及时的解决问题和排出仪器故障，在此我和同学们对两位老师表示忠心的感谢与敬意！

八、参考文献

[1] 孙淑芝.唐山滑石瓷 河北陶瓷, 1991

[2] 孟凡瑞.解决滑石质瓷注浆泥稠化的几点体会,唐山陶瓷研究所 [3] 耿谦.滑石质日用细瓷的显微结构及性质,河北理工学院

[4] 李效生.滑石质日用细瓷生产工艺的改进,山东硅苑新材料科技股份有限公司 [5] 李家驹主编.陶瓷工艺学,中国轻工业出版社.2001

第三篇：电极电位的测量实验报告

实验一：电极电位的测量

一． 实验目的

1.理解电极电位的意义及主要影响因素 2.熟悉甘汞参比电极的性能以及工作原理

3.知道电化学工作站与计算机的搭配使用方法

二． 实验原理

电极和溶液界面双电层的电位称为绝对电极电位，它直接反应了电极过程的热力学和动力学特征，但绝对电极电位是无法测量的。在实际研究中，测量电极电位组成的原电池的电动势，而测量电极电位所用的参考对象的电极称为参考电极，如标准氢电极、甘汞电极、银-氯化银电极等，该电池的电动势为：

E＝φ待测－φ参比 上述电池电动势可以使用高阻抗的电压表或电位差计来计量

在该实验中，采用甘汞电极为研究电极，铁氰化钾/亚铁氰化钾为测量电极。在1mol的KCl支持电解质下，分别用10mM摩尔比1:1和1:2的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液在常温（27℃）以及45℃下测量，收集数据，可得到相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线、相同浓度不同温度的两条开路电位随时间变化曲线。可以用电极电势的能斯特方程讨论温度对于电极电势的影响

三． 实验器材

电化学工作站；电解池；甘汞电极；玻碳电极；水浴锅

铁氰化钾／亚铁氰化钾溶液（摩尔比1:1和1:2）（支持电解质为1M KCl）；砂纸；去离子水

四． 实验步骤

1.在玻碳电极上蘸一些去离子水，然后轻轻在细砂纸上打磨至光亮，最后再用去离子水冲洗。电化学工作站的电极也用砂纸轻轻打磨

2.在电解池中加入铁氰化钾／亚铁氰化钾溶液至其1/2体积，将玻碳电极和甘汞电极插入电解池中并固定好，将两电极与电化学工作站连接好，绿色头的电极连接工作电极，白色头的电极连接参比电极。

3.点开电化学工作站控制软件，点击 setup—技术（technique）—开路电压—时间，设置记录时间为5min，记录数据时间间隔为0.1s，开始进行数据记录，完成后以txt形式保存实验结果。

4.将电解池放入45度水浴锅中，再重复一次步骤2和步骤3。

5.将电解液换成铁氰化钾／亚铁氰化钾溶液（1:2）后重复一次步骤2至4 6.实验结束后清洗电极和电解池，关好仪器设备，打扫卫生。

五． 实验数据处理及分析

1.在同一个图中作出相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线 1)常温（25℃），铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)条件下：

2)45℃，10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)条件下

2.在同一图中作出相同浓度不同温度测量的两条开路电位随时间变化曲线；

1)

10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液摩尔比1:1，常温（25℃）：45℃条件下： 2)10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液摩尔比1:2，常温（25℃），45℃条件下：

3.应用能斯特方程讨论温度和浓度对开路电位的影响。

分析：在常温下，开路电压随着铁氰化钾：亚铁氰化钾的比例的的增加而降低。上述电极反应的能斯特方程为：E=EΘ+ RT/F *ln(Fe3+/Fe2+)Fe3+:Fe2+的比例由1:1变为1:2，而其他条件保持不变，故电极电势下降,此时EFe(CN)6]3−:Fe(CN)6]4−=1:2 < EFe(CN)6]3−:Fe(CN)6]4−=1:1。

分析：在铁氰化钾和亚铁氰化钾的比例为1:1和1:2的情况下，常温的开路电压都比高温的开路电压要高。因为随着温度的升高，电极电势降低。在相同浓度时，0ln(a[Fe(CN)6]3-/a[Fe(CN)6]4-)由于活度比是负值，所以T越小，减去的值越小.此处的开路电压是Fe3+／Fe2+电极与饱和甘汞电极电极电势的差值。六，讨论与思考：

1.实验过程，玻碳电极可能吸附有上次实验的杂质等，需用砂纸进行打磨。2.影响电极电位的原因有电极本身的性质、温度，浓度，PH等。3.甘汞电极要及时补充饱和KCL 4.接线不得反接，绿色头的电极连接工作电极，白色头的电极连接参比电极。

第四篇：噪声检测实验报告

噪声检测预习报告

一、噪声的来源

噪声的种类很多，因其产生的条件不同而异。地球上的噪声主要来源于自然界的噪声和人为活动产生的噪声。自然界形成的这些噪声是不以人们的意志为转移，因此，人们是无法克服的。我们所研究的噪声主要是指人为活动所产生的噪声，它的来源分为以下几种情况。

⑴交通噪声

在我国，道路交通噪声在城市中占的比重通常为40％以上，有的甚至在75％以上，随着城市车辆的拥有量不断增加，道路交通噪声的危害也将不断加剧。系由各种交通运输工具产生的振动声、喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、防盗报警鸣笛声、穿越而过的铁路（包括地上、地下）和飞机起落时的噪声等。⑵工业噪声

系由工业生产活动中的机械设备和动力装置产生的噪声。

工业噪声在我国城市环境噪声中所占的比重约为20％左右，在我国城市中，居民与厂矿的混杂情况甚多，厂矿噪声的强度大，作用时间长，使得居民对厂矿声的反应特别强烈。

⑶建筑施工噪声

建筑工地地打桩声能传到数公里以外，且工期大都在一年以上，因而对周围居民地干扰是很大的。

⑷社会生活噪声

泛指人们因生活（商业文化、娱乐等）活动所产生的噪声。

二、噪声的危害

噪声污染已成为城市四大公害之一，其危害主要表现在一下及格方面： ⑴干扰和损害听力。

噪声污染可引起耳鸣耳痛、听力损伤等听力损害。另外，噪声会干扰听力，掩鼻需要的声音，使人不易察觉一些危险的信号，从而容易造成重大事故。⑵引起心血管系统、内分泌系统、消化系统、呼吸系统等方面的疾病。⑶对心理、睡眠、神经系统、工作和生活产生影响。噪声会使人心烦意乱、负面情绪增加；使感知判断能力、智力思维、瞬时记忆、视听反应速度和验收协

调能力下降。人长时间在噪声刺激下就会患“神经衰弱症”。

⑷对妇女、孕妇、胎儿、儿童产生影响。长期强噪声会导致女性月经不调、性机能紊乱；在噪声环境下生活的儿童，智力发育水平要比安静条件下的儿童低20％。

⑸对视觉的影响。长时间处于噪声环境中，很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和流泪等，同时还会使色觉、视野发生异常。

⑹其他影响。强噪声刺激影响动植物的生长发育，使生物间的信息联系破坏；使建筑物坍塌，一起设备失灵和毁坏等。

三、主要仪器

AWA5633数字式声级计、普通声级计（II型：HS5633）、Hs5920 噪声监测仪,。

四、实验注意事项

1.室外测量时声级计的传声器上应加防风罩；测量时应无雨无雪；风力小于5.5m/s；传声器应距地面不小于1.2m；

2.若测点靠近树木、建筑墙等不宜测量处应移开距离至少1m以上；

3.要防止测量时的读数噪声干扰。

五、实验内容

1、学生进行噪声背景资料收集、包括资料查阅与监测方案的设计。查阅文献了解国内校园噪声监测现状与噪声污染危害；调查我校校园噪声源及其噪声规律、包括建筑设施等情况，由小组长组织同学根据调查情况讨论采样点的选择与布设，结合噪声变化规律和实验时间确定采样时间与频率，设计噪声测量数据原始表格；小组长组织修改并组织同组成员踏勘后确定最终噪声监测方案。

2、检测：，每5sec读一个瞬时A声级，连续读取100 个数据。

3、数据处理方法： 将测量数据顺序排列找出L10、L50、L90，求出等效声级Leq,再将该网点一整天的各次Leq值求出算术平均值，作为该网点的环境噪声评价量。计算公式为：

Lep(L90L10)2/60L50

六、数据记录与处理

L10=60.1 dBL50=54.0 dBL90=50.4 dB 计算可得等效声级Lep=55.6 dB

七、结论

根据资料可知：一类标准适用于以居住、文教机关为主的区域，一类标准等效声级为：昼间55 dB夜间45 dB由此可知我校昼间噪声略微超标。

分析原因如下：

1．实验检测时间学生放假，人流量较平时大；

2．停车场内的辽东学院驾校的学员正在练车；

3．学校南面墙外为G201国道，车流量比较大。

第五篇：金属检测实验报告

《感测技术》课程设计题目：金属探测器的制作

学号姓名：刘长军刘倩倩刘嘉威刘校 罗林李鑫林祥祥林晗 老师：袁新娣

时间：

2013年11月

引言认识金属探测器金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测，以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等伤害性违禁金属物品;工业部门(包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂)也使用金属探测器对出入人员进行检测，以防止贵重金属材料的丢失;目前，就连考试也开始启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊。由此可见，金属探测器对工业生产及人身安全起着重要的作用。而为了能够准确判定金属物品藏匿的位置，就需要金属探测器具有较高的灵敏度。目前。国外虽然已有较为完善的系列产品，但价格及其昂贵；国内传统的金+.属探测器则是利用模拟电路进行检测和控制的，其电路复杂，探测灵敏度低，且整个系统易受外界干扰。

一、设计目的1、进一步了解和运用涡流效应的原理。

2、了解电容三点式振荡电路原理。二：任务和要求

1、任务：设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子。

2、探测器性能要求：（1）工作温度范围：-40℃——+50℃。（2）连续工作时间：一组5号干电池可连续工作40h（小时）。（3）要求当有金属靠近传感器时相应的电路会发出警报。（4）探测距离在20mm以内。

三、总方案设计

1、元器件的准备电路中的NPN型三极管型号为9014,三极管VT1的放大倍数不要太大，这样可以提高电路的灵敏度。VD1-VD2为1N4148。电阻均为1/8W。金属探测器的探头是一个关键元件，它是一个带磁心的电感线圈。磁心可选Φ10的收音机天线磁棒，截取15mm，再用绝缘板或厚纸板做两个直径为20mm的挡板，中间各挖一个Φ10mm的孔，然后套在磁心两端，如图1所示。最后Φ0.31的漆包线在磁心上绕。如果不能自制，也可以买一只6.8mH的成品电感器，但必须是那种绕在“工”字形磁心上的立式电感器，而且电感器的电阻值越小越好。

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2、电路的制作与调试图2是金属探测器电原理图图，组装前将所用元器件的管脚引线处理干净并镀上锡。对照三个图，依次将电阻器、二极管、电容器、三极管、发光二极管、微调电阻器焊到电路板上，再将电感探头连接到电路板上。电路装好，检查无误就可以通电调试。接通电源，将微调电阻器R8的阻值由大到小慢慢调整，直到发光二极管亮为止。然后用一金属物体接近电感探头的磁心端面，这时发光二极管会熄灭。调整微调电阻器R8可以改变金属探测器的灵敏度，微调电阻器R8的阻值过大或过小电路均不能工作。如果调整得好，电路的探测距离可达20mm。但要注意金属探测器的电感探头不要离元器件太近，在装盒时不要使用金属外壳 S L1 6.8mH 1 3 C20.01uf0.01ufCAP NP R1 3.3kR23.3k R36.8k R4100 R6680k R72M R8 5.1k C4 0.1ufC5 0.1ufC72.2uf Q1A TR_2_IS_N_A 3 1 2 Q1BTR_2_IS_N_A 6 4 5 Q2A TR_2_IS_N_A 31 2 0.01uf CAP NP D1 DIODED2DIODE D3 LED5V

图2 金属探测器总原理图

3、电路工作原理涡流效应图3涡流传感器结构图根据电磁理论，我们知道，当金属物体被置于变化的磁场中时，金属导体内就会产生自行闭合的感应电流，这就是金属的涡流效应。涡流要产生附加的磁场，与外磁场方向相反，削弱外磁场的变化。据此，将一交流正弦信号接入绕在骨架上的空心线圈上，流过线圈的电流会在周围产生交变磁场，当将金属靠近线圈时，金属产生的涡流磁场的去磁作用会削弱线圈磁场的变化。金属的电导率越大，交变电流的频率越大，则涡电流强度越大，对原磁场的抑制作用越强。通过以上分析可知，当有金属物靠近通电线圈平面附近时，无论是介质磁导率的变化，还是金属的涡流效应均能引起磁感应强度B的变化。对于非铁磁性的金属[包括抗磁体(如:金、银、铜、铅、锌等)和顺磁体(如锰、铬、钦等)μr1， 较大，可以认为是导电不导磁的物质，主要产生涡流效应，磁效应可忽略不计；对于铁磁性金属（如：铁、钴、镍）μr很大，也较大，可认为是既可导电又导磁的物质，主要产生磁效应，同时又有涡流效应。金属探测器电路中的主要部分是一个处于临界状态的振荡器，当有金属物品接近电感L（即探测器的探头）时，线圈中产生的电磁场将在金属物品中感应出涡流，这个能量损失来源于振荡电路本身，相当于电路中增加了损耗电阻。如果金属物品与线圈L较近，电路中的损耗加大，线圈值降低，使本来就处于振荡临界状态的振荡器停止工作。从而控制后边发光二极管的亮灭。在这个电路中三极管VT1与外围的电感器和电容器构成了一个电容三点式振荡器用如图4所示。VT1的静态工作点：取R6=6.8K（电位器）,R2=3.3K,VBQ=0.5VCC。当图2中三极管基极有一正信号时，由于三极管的反向作用使它 的集电极信号为负。两个电容器两端的信号极性通过电容器的反馈，三极管基极上的信号与原来同相，由于这是正反馈，所以电路可以产生振荡，R8和R1的存在，消弱了电路中的正反馈信号，使电路处于刚刚起振的状态下。S L1 6.8mH 1 3 C2 0.01uf0.01ufCAP NP R1 3.3k0.01uf CAP NP

图4 电容三点式振荡电路理论计算振荡器的频率为：（C是C1，C2的串联）金属探测器的振荡频率约为40KHz，主要由电感L、电容器C1、C2决定。调节电位器R8减小反馈信号，使电路处在刚刚起振的状态。电阻器R6是三极管VT1的基极偏置电阻。微弱的振荡信号通过电容器C4、电阻器送到由三极管VT2、电阻器R3、R9及电容器C5等组成的电压放大器进行放大。然后由二极管VD1和VD2进行半波整流，电容器C7进行滤波。整流滤波后的直流

电压使三极管VT3导通，它的集电极为低电平，发光二极管VD3亮。在金属探测器的电感探头L接近金属物体时，振荡电路停振，没有信号通过电容器C4，三极管VT3的基极得不到正电压，所以三极管VT3截止，发光二极管熄灭。

R4 100 C72.2uf Q2A TR_2_IS_N_A 31 2 D1 DIODE D3 LED5V

图5 发光二极管检测电路

四、原件清单

NPN9014

3个

0.01uF无极性电容

3个

0.1uF电容

2个

202uF电容

1个自制电感线圈

1个二极管1N4004

2个

发光二极管

1个 6.8K电阻

1个 6.8K变阻器

1个 3.3K电阻

2个 100欧姆电阻

1个 2M电阻

1个 5.1K变阻器

1个 9K电阻

1个

五、本次课程设计的心得体会课程设计是一个重要的教学环节，也是对学生综合素质的一次考核，所要完成的任务对每个同学来说都是一次挑战。通过这次课程设计不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。这次课程设计金属探测器的电路图虽然比较简单，但真正要实现预期的功能还是有一定的困难，因此最后的结果不是很理想。此次课成设计的完成是我们团队合作的成果，一起设计电路，选择元器件，购买元器件，直到电子文档的完成，团队精神是我们最大的收获！当然在此期间也向我们的授课老师袁老师请教了许多的问题，在此表示感谢！