第一篇：轧辊检测原理及应用
第六章 轧辊检测
无损探伤发展至今，已被轧辊制造者和轧钢厂用来评判轧辊材料的质量。作为轧辊维护的一个常规项目，无损检测的目的是发现最早期的轧辊问题，并防止未采取改进措施的轧辊再次上机使用。轧钢厂常用的方法是涡流、表面波、渗透、酸侵、磁粉、和硬度检测。最快速、准确、可靠的检测技术是涡流和超声波检测。它们同时使用时，所有对轧辊及轧制产品不利的表面情况都能100%的准确检出（表1）。渗透、酸侵具有花费不多的优点，然而它们耗时长，不是100%的可靠。因此它们应与涡流和超声波配合使用。
表1 检测方法
超声波
有效
径向深度（1）热损伤/软点 表面微裂纹 ＜0.006″ 表面微裂纹 ＞0.006″ 次表层缺陷 残余磁性 加工硬化
涡流
表面（2）双晶斜探头
0-0.003″
▲
▲
▲ ▲
0-0.050″
▲ ▲
0-6″
▲
直探头
0.5″-
▲
（1）设备参数的功能（频率、晶体类型、探头形状）
87（2）圆周方向（要求扫描3次）轴向（要求扫描2次）
一、涡流探伤
涡流探伤是轧辊磨削之后，确定缺陷位置如软化区（热损伤）、宏观裂纹和磁化的一种方法。磨床上，一个双线差分探头放置在辊身一端，靠近辊面处，随着轧辊以设定的速度转动，探头慢慢移动跨过整个辊身长度。探头移动速度和轧辊转速的同步性是设定好的，以确保辊面的每一点都通过探头。随着探头在辊身移动，在交流电流的作用下线圈间的辊面上产生涡流。线圈间电流的导电性和路径长度的瞬间变化都能被检测出来，并显示在两个独立的频道。一个称为压伤/热损伤频道，一个称为裂纹/剥落频道。涡流探伤的特殊步骤取决于使用的涡流设备，由设备生产者提供。导电率的变化可在压伤/热损伤频道上检出。它是辊面相邻点间的硬度和显微组织变化的结果。磁化区内所有相邻点间也会引起导电率的连续变化。高斯通量可用来证实剩余磁性的存在。（大于30Gauss）。能引起辊面上导电性反复变化的一般条件包括（但不限于此）局部超温、局部工作硬化、表面粗化和外来夹杂物嵌入辊面。这些情况在压伤/热损伤频道表现为超过噪音水平的单独的波峰或超过噪音水平的大面积的草状波峰（图2）。
在裂纹/剥落频道可检出路径长度的变化，这个变化是表面裂纹引起的。当探头通过一个裂纹上方，感应电流必定沿裂纹壁向下流动并到达裂纹的另一侧形成环路。路径长度的不同以一个独特的脉冲峰显示在裂纹/剥落频道（图2）涡流探伤不能检出小于0.006”宽的裂纹。宽度大于0.006”的裂纹只有一半的准确率。为了所有表面裂纹能准确检出，应使用超声波探伤。
图1 磨削操作完成后，进行涡流探伤。
图2 涡流探伤记录表
大箭头指头指示辊面上的典型的热损伤。小箭头指头指示压伤/热损伤频道的多余噪音。中箭头指头指示裂纹/剥落频道上显示的裂纹。
二、表面波探伤
表面波超生波探伤使用一个固定在直角楔形块上传感器，十分准确地检出表面裂纹。表面波发射圆周方向的高频声波，检查反射或吸收的声波情况。轧辊内部所有界面都会一定程度的反射或散射声波，包括裂纹、夹杂、晶界和其它不连续因素。金属—空气界面（裂纹）反射大部分声波，而金属—固体界面（夹杂）反射小部分声波。被反射的声波随后返回到传感器的测试屏幕上，显示一个波峰。以下是进行表面波超声波检测的一个基本过程：
1.0应用以底面回波为基础的接触法超声波技术（参看ASTMA388）1.1超声波设备
1用脉冲型超声波仪器产生和显示超声波信号。
2使用压电晶片材料的探头，用来发射和接收超声波信号。1.1.3一根带有配套接头的同轴电缆连接超声波设备和探头。
1.1.4使用偶合剂以便在锻钢辊上有效地发射、接收超声波信号。一般为油、甘油或水。1.2.超声波检测 1.2.1周向表面检测
该检测的目的是检查轴向表面和浅次表层缺陷。1.2.2轴向表面检测
该检测的目的是检查横截面表面和浅次表层缺陷。
1.3周向表面检测 1.3.1探头
使用2.25MHz，0.5″×1.0″的有机玻璃的直角楔形探头发射超声波。
1.3.2准备轧辊
把轧辊放在支架上，避免支架与辊身接触。如果必要用溶剂请洗并用布擦干。
1.3.3施加偶合剂
在辊身上部，沿辊身全长涂刷一条薄而透明的偶合剂带。1.3.4设置、显示和灵敏度
在一个没有相关缺陷的区域进行设置。设置市时基线表示一个大于辊身周长1/2的距离，时基线上的始波在屏幕的最左边。把探头放在偶合剂上并获得一个圆周方向的底波反射。调整增益（dB）使底波波高达100%fs，调整时基线把底波置于屏幕的最左边。（图1）。
1.3.5接触检测—辊身圆周方向第一个180°。
将探头放在辊身一端并把表面波对准圆周方向，沿偶合剂以小于8″/s移动探头，同时保持显示器屏幕100%的底波反射。确定和标记缺陷位置做好记录。1.3.6接触检测—辊身圆周方向第二个180°。
反转探头圆周方向位置重复1.3.5操作（图2）。1.4.7接触检测—端头区
擦去辊身的偶合剂，重新在辊身端面涂刷偶合剂，重复1.3.5和1.3.6的操作。
1.4 轴向表面检测——辊身 1.5.1探头
同1.3.1。1.4.2准备轧辊
同1.3.2。1.4.3施用偶合剂
在辊身驱动端环绕圆周（360°）涂刷一个薄的偶合剂带。注意如果轧辊的旋转机械不能使用应涂刷圆周的1/2（180°），改变轧辊位置并重复。1.4.4设置、显示和灵敏度
除设置的时基线表示一个大于辊身长度的距离外，其余同1.3.4。把探头放在偶合剂上获得一个长轴方向的底波（图1）。1.4.5接触检测—驱动端
将探头放在辊身驱动端并把表面波对准长轴方向，沿偶合剂以小于8″/s移动探头，同时保持显示器屏幕100%的底波反射。屏幕显示任何大于10%波高的缺陷。确定和标记缺陷位置，做好记录。1.4.6接触检测—操作端
擦去辊身的偶合剂，重复步骤1.4.3、1.4.4和1.4.5。
时基线
图 超声波探伤的显示屏幕
图2
周向表面检测
三、渗透探伤
渗透探伤可以随时进行（磨削后最常用）。它被用来显示轧辊表面裂纹，红色染料的渗透剂被用在轧辊表面。染料在表面张力的作用下，进入裂纹内表面，一段时间后，用清洁的干布擦干轧辊。在表面张力的反向作用下，染料从裂纹中反渗出来。显影剂喷洒到辊面裂纹就显现为白背景下的红线。深透探伤也可用荧光染料来做。这时荧光紫外线代替显影剂显示裂纹。渗透探伤对显示大而宽的裂纹是准确的。然而，如果裂纹太窄，渗透剂不能进入裂纹，显影剂就不能显示裂纹。一般地，最好在涡流探伤和超声波探伤确定表面缺陷方位后，只在有缺陷的区域内进行而不是整个辊身，进行此试验。
下面是使用红色深透剂方法，进行渗透探伤的简要过程：
·用超声波和涡流技术识别缺陷区域，近似的1/4圆周范围内。标注这个区域以便后续工作。
·用抹布擦去这1/4圆周上的过多油脂、灰尘等。
·拿一块抹布，向上面喷洒清洁剂（多喷一些）用这块湿布再擦一次，不要直接向轧辊喷清洁剂，这样会降低结果等级。
·手执容器距辊面大约8”远，向检测区域喷渗透剂（图1）。反复大量喷洒是有益的，但太多则会浪费。
·让渗透剂渗进轧辊至少10分钟（长一些更好）。
·用清洁的干布擦净轧辊下面多余的着色剂，定期更换清洁的抹布。以免弄脏染料。
·看到检测面见干后，向另一块抹布喷清洁剂。用湿布擦去剩余的红色染料。向上述一样定期更换抹布。
·手执容器距辊面大约8—10”远，向检测面喷显影剂，从一侧向另一侧均匀移动，使显影剂均匀。
·随着显影剂开始干燥，红线将显现，显示任何存在的宏观裂纹（图4）。如果没有线出现，那么检测区域就没有宏观裂纹存在。
·估算裂纹尺寸大小，确定恰当的补救方法（磨削、、车削、手工打磨，等）。
图1
在辊身可疑区使用深透剂
图2
几分钟后擦去深透剂
图3 在辊身可疑区使用显影剂
图4 渗透探伤发现宏观裂纹。红线指示裂纹位置。
四、酸侵检测
酸侵检测可以随时进行（最常见的是在磨削加工后）。被用来显示轧辊表面裂纹和硬度变化等情况。当酸作用在辊面较软的区域将“烧伤”或“变黑”。相对较硬的区域侵蚀速度较快并留下不同的酸侵外观。酸侵也能检测裂纹。酸侵蚀时，侵蚀剂在表面张力的作用下进入裂纹，当表面酸液被擦净后，裂纹中的剩余酸液渗出，烧伤周围区域，裂纹便被显现出来。酸侵检测在先是热损伤、宽而大裂纹方面是准确的。然而，如果裂纹太窄，酸液不能进入裂纹，裂纹也就不能显现出来。一般地，最好在涡流探伤和超声波探伤确定表面缺陷方位后，只在有缺陷的区域内进行而不是整个辊身，进行此试验。下面是酸侵检测的简要过程：
·打磨、清洗、吹干要做酸侵的辊面，确保辊面无任何镀层（铬）和任何轧制表面的氧化层。
·用棉球蘸20%Nital侵蚀剂擦拭酸侵面至少1.5分钟（图1）。不要让酸侵面变干。
·用甲酸充分冲洗侵蚀剂，与此同时用另一块棉球擦净酸侵面上的沉淀物。·用压缩空气吹干酸侵面。
·软或硬的区域显示不同的明暗程度。在酸侵面上和周围金属间软区显得较黑，硬区显得较亮。
图1 用20%Nital侵蚀辊身的一个区域。
图2 用脱脂棉、甲醇擦拭酸侵面。
图3 用不含水分的压缩空气吹干酸侵面。
图4 经酸侵发现一个软点（热损伤）在酸侵表面热损伤表现为较黑的区。
五、磁粉探伤
磁粉探伤可以在任何时间进行。主要用来检测辊颈上的裂纹。辊颈部分的裂纹一般是圆周方向、位于圆弧处。这里所讨论的磁粉探伤不能用在辊身表面。因为所使用的磁场强度能使表面磁化，影响轧制产品的质量。这个检测通过在备检面的中部激发轴向的两磁极间的磁场来进行。细微的磁粉轻轻的吹过两磁极间的辊面，两磁极间的任何界面都起作用，改变磁场形状吸引细的磁粉显示裂纹。磁粉
探伤在显示大而宽的裂纹方面是准确的。然而，如果裂纹太窄，只有很少的磁粉被吸进界面，裂纹则显示不出来。下面是磁粉探伤检测的简要过程：
·用溶剂擦去油、灰尘等，清洁辊颈要做检测的部位。·把电磁轭的两个极沿长轴方向放置在辊颈要检测的部位上。·启动电磁轭产生覆盖被检部位的磁场。
·当磁轭带电时，一手拿容器罐小心均匀地挤压球形罐，向轭下施加磁粉。·绕被检面圆周方向移动磁轭并继续施加磁粉。·当磁粉吸附于界面时，裂纹就显示成磁粉细线。
图1 轧辊肩部圆弧处进行磁粉探伤
六、硬度检测
硬度检测应在磨削前后进行。它用来决定轧辊的整体硬度。也验证局部硬度的差异（热损伤、加工硬化等）。硬度检测的一般方法包括压痕（洛氏、维氏）和弹跳（里氏、肖氏）—参看图1-8。轧钢厂一般不使用洛氏硬度，原因是为了
保证检测精确，需要特殊的表面并且准备时间长。里氏和肖氏是最常用的硬度检测方法。弹跳检测通过坠落一个小冲击装置或冲头到辊面，测量弹跳的高度（肖氏）或速度（里氏）检测可以在任何洁净的表面上进行。并可反复多次以获得被检面上的平均硬度。
图1 在辊身上进行洛氏硬度检测
图2
在辊身上进行维氏硬度检测
图3 里氏硬度计（HLD和HLE两种冲头）
图4 肖氏HSD硬度计
图6 在辊身上进行肖氏HSD硬度检测
图7
肖氏HSC硬度计
图8
在辊身上进行肖氏HSC硬度检测
第二篇：《检测原理》实验报告
实 实 验 报 告
课程名称
检测原理实验
学生学院
自动化学院
专业班级
2014 级物联网(2)班
学
号
3114001491
学生姓名
卢 阳
课程教师
潘运红
2015 年 11 月 23 日
实验一
热电偶测温及校验 一、实验目的 与要求（一）目的：
1.了解热电偶的结构及测温工作原理；
2.掌握热电偶校验的基本方法；
3.学习如何定期检验热电偶误差，判断是否及格。
（二）要求：
观察热电偶，了解温控电加热器工作原理;通过对 K 型热电偶的测温和校验，了解热电偶的结构及测温工作原理；掌握热电偶的校验的基本方法；学习如何定期检验热电偶误差，判断是否合格。
热 电偶 被
测
量
温
度
二、实验结 果和数据处理 三、结论
答：根据国家颁布的标准，据表 1 判断热电偶是否合格。
表 1
热电偶温度允许误差表 50℃ 70℃ 90℃ 110℃ 130℃ 150℃ 标准热电偶热电势(mv)1.7 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 2 1.6 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 3 1.6 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 4 1.6 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3平均电势(mv)1.63 2.8 4.1 5.5 6.9 8.3 修正电势(mv)1.495 1.495 1.495 1.495 1.495 1.495 实际电势(mv)3.125 4.295 5.595 6.995 8.395 9.795 分度表温度(℃)5
被校热电偶热电势(mv)1.0 1.8 2.6 3.5 4.4 5.2 2 1.0 1.8 2.6 3.5 4.4 5.2 3 1.0 1.8 2.6 3.5 4.4 5.2 4 1.0 1.8 2.6 3.5 4.3 5.2平均电势(mv)1.0 1.8 2.6 3.5 4.38 5.2 修正电势(mv)1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 实际电势(mv)2.0 2.8 3.6 4.5 5.38 6.2 分度表温度(℃)5
两偶温度误差(℃)0 1 0 0 1 0 两偶误差(Δδ%)0 2% 0 0 2% 0
经 计 算，两偶误差在允许范围内，故此次试验所用的热电偶是合格的。
四、思考题 1.分析产生校验误差的各种因素，思考如何处理可以减小误差？ 答：（1）炉温不够恒定，变动太大导致测量值不同，消除方法为炉温达到检定温度时，应确保炉温恒定才进行检定(在 5 分钟内温度波动变化不大于 1～2℃,观察标准热电偶的毫伏值)。
（2）冷端温度不为零度。消除方法为检定前要确保冰点恒温器内存在冰水混合物，这样可确保冷端温度为零度。
（3）直流电位差计忘记调零。消除方法为使用电位差计前先进行调零。
2.将平台上的热电偶转换开关打向左边，显示的温度值真实与否？为什么？ 答：将转换开关打向左边，指示温度是标准热电偶 K 测试点温度，显示的温度与 E 分度热电偶有差别。当转换开关转向 K 分度热电偶时，温度数字温度并非为加热炉内温度，会引起误差。
热电偶名称 分度号 温度范围 允许偏差 镍铬—镍硅 K 0～400℃ ±3％ 镍铬－锰白铜 E ≤300℃ ±3％
实验三
光纤位 移传感器的测量 一、实验目的 与要求（一）目的：
1．了解光纤位移传感器的结构和工作原理，2．掌握光纤位移传感器的输入——输出特性。
（二）要求：
光纤传感技术是适随着光纤通信和集成光学技术而发展起来的新型传感技术。通过光纤位移传感器来测量位移，掌握这种传感器的特性。本光纤传感器为反射式，光纤采用 Y 型结构，两束多模光纤合并于一端组成光纤探头，一束作为接收，另一端作为光源发射，近红外二极管发出的近红外光经光源光纤照射至被测物，由被测物反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器转换为电信号，反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系，通过对光强的检测就可得知位置量的变化。
二、实验 结果和数据处理
X（mm）
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 V（mv）
18.8 389.3 819 1146
1
X（mm）
5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0
V（mv）
763 681 6
399 363 332 304
三、结论 接收光纤光源光纤∆xX反射体变换器VVout光纤位移传感器光纤探头 图 5
反射式光纤位移传感器原理及接线 答：
光纤传感器测量位移的工作原理:
光纤传感器为反射式，光纤采用 Y 型结构，两束多模光纤合并于一端组成光纤探头，一束作为接收，另一端作为光源发射，近红外二极管发出的近红外光经光源光纤照射至被测物，由被测物反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器转换为电信号，反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系，通过对光强的检测就可得知位置量的变化。
****** 2 4 6 8 10 12V-X 曲线 位移距离如再加大，就可观察到光纤传感器输出特性曲线的前坡与后坡波形，作出 V-X 曲线，通常测量用的是线性较好的前坡范围。
思考题 1.与为什么要分析线性较好的范围？ 答：这与光纤传感器的特性有关，当位移达到某一值以后，输出信号与位移不再呈线性关系此时达不到测量目的。
2.光纤通信与测量的原理一样吗？ 答：不一样。光纤通讯是对光信号的传递，利用光的变化进行信号数据的传递；而测量是将一种介质的变化量转换成标准的信号，如电信号。
第三篇：压力容器无损检测技术的原理及应用
压力容器无损检测技术的原理及应用
[论文摘要]介绍当前压力容器制造和使用过程中所采用的无损检测技术，包括射线、超声、磁粉、渗透等常规技术和声发射、磁记忆等新技术，并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。
[论文关键词]压力容器 无损检测 新技术
一、引言
随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种，本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。
二、无损检测方法
现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。
（一）射线检测
射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。
射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。
（二）超声波检测
超声检测（Ultrasonic Testing，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。
超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。
（三）磁粉检测
磁粉检测（Magnetic Testing，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。
在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。
磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。
（四）渗透检测
渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。
渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性 该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。
（五）声发射检测
声发射（Acoustic Emission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。
声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。
（六）磁记忆检测
磁记忆(Metal magnetic memory, MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。
压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。
磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。
三、展望
作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。在质量保证系统中发挥的作用越来越显示它的重要性和必要性，成为控制产品质量、保证在役设备安全运行的重要手段。它的重要作用有赖于无损检测方法选择的正确和检测结果是否可靠，从产品质量观点看这是重要的，从纯经济观点讲，为了减少总费用支出，可靠性亦是必要的。近年来，由于产品市场的相互竞争，高质量是提高竞争力的重要因素，因此不少部门和企业逐渐重视加强质量检验系统。对于负责质量检测人员来说，研究和认识影响无损检测结果可靠性的种种因素是很重要和必要的。
参考文献：
[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.[5]叶琳，张艾萍.声发射技术在设备故障诊断中的应用：新技术新工艺，2000.[6]JB/T4730-2005，承压设备无损检测，2005.
第四篇：PLC原理及应用
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC D组
一、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：
按下启动按扭及水位选择开关，注水直到高（中、低）水位，关水
（3）2s后开始洗涤
（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍
（7）清洗完成，报警3秒并自动停机
（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试
二、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
十一、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
三、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.了解汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 编程并调试 c）I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC E组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发 要求：
1.开发实验
九、实验
十二、实验十三的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察宜山路中山西路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图 三、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址
3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试（注意各层之间的显示保持）4.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC F组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
八、实验
九、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图
三、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图
图a中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：
（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。
（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为： 1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC G组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：1.开发实验
十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为检测到人或物体时为ON，否则OFF。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助于实验箱的发光二极管LED进行调试 5.I/O端子接线图
三、坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试
1.坐标式机械手动作原理图
2.控制要求：将物体从位置A搬至位置B（1）动作顺序：机械手从原点位置起始下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限位→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升
至上限位→左移至左限位（原点）为一个循环。
（2）上限、A、B下限、左限、右限分别由限位开关控制；机械手设立起动和停止开关。
（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。
（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时，然后进行下一个动作。
（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。
（6）要求循环工作1小时时，判断机械手是否夹有物体，若没有，则立即自动停止工作并警铃报警；若夹有物体，则继续工作至物体放置到B位后自动停止工作并警铃报警。
3.I/O编址并画出工作框图 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC H组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验十四的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行
（5）（选）在完成上述功能的基础上，增加功能：
设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址
3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试
三、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC I组
一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
（6）*要求有移位指令的应用 3.编程并模拟调试 4.画出I/O端子接线图
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC J组
一、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
要求：
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序三菱FX2N PLC的梯形图控制程序 I/O编址
试画出I/O端子接线图 二、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
（2）用五个开关控制其工作：
#1开关控制其运行(启 / 停)。
#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址及工作框图（或时序图）
3．编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图
三、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC K组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
八、实验
九、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示3s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，单步运行时广告屏只亮一个循环，连续运行时则循环往复运行；有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
（6）*要求有移位指令的应用 3.I/O编址并工作框图（或时序图）
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.画出I/O端子接线图
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC L组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：1.开发实验九、十、十二的梯形图程序
2.写出I/O编址、写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试 1.大、小球分拣传送机械示意图
2.控制要求：
（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。
（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。
（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。
3.I/O编址及工作框图
4.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 5.I/O端子接线图
三、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序（1）了解汽车自动清洗过程
（2）设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址（3）编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得 《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC M组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验十、十二、十五的梯形图程序 写出I/O编址
写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题
要求：
1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置
5.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试
三、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁
（3）以每24瓶为一箱，记录产品箱数
（4）每隔8小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。（*）
（5）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 3.画出I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC N组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求： 1.开发实验八、九、十五的梯形图程序 写出I/O编址
写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试
某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵
工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。
（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有
过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）
（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址
3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 4.画出I/O端子接线图。
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC O组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.用0作故障显示
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A 反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行 I/O编址 编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
三、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图（或时序图）、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC A组 一、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试 1.控制要求：
（1）系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停
止工作。
（2）控制对象有八个：
东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。
（3）控制规律：
1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的规律反复循环。高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。2.编程并调试 3.I/O端子接线图
时序图一
高峰时段 7：00↘ ↙8：15 16：30↘ 正常时段
晚间时段 6：30↗
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 小时
时序图二
00004 R-EW 00001 L——SN 00002 G 00003 Y
00008 R 00005 L 00006 G 00007 Y 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC 时序图三
00004 R-EW 00001 L 00002 G 00003 Y
00008 R—SN —SN —EW —EW —EW
——SN
—SN —SN
—SN —SN 00005 L—EW 00006 G—EW 00007 Y—EW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC
二、车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。
（2）出库车辆前进时，经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作
（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警，定时3s钟（4）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示
（5）若设仓库容量为50辆车，则仓库满时应报警并显示。
（6）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#传感器，出库车辆经过2#传感器），应避免误计数。2.I/O编址 编程并调试
I/O端子接线图
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为有光导通，无光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图
西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC B组 一、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
（2）用五个开关控制其工作：
#1开关控制其运行(启 / 停)。
#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址 3．编程并调试 4.I/O端子接线图
二、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作
（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁
（3）用两个传感器分别检测空瓶数和满瓶数，用计数器记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，即开始记录空瓶数和满瓶数
（4）若每24瓶为一箱，记录产品箱数
（5）每隔8小时将空瓶及满瓶计数器的当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。
（6）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并调试 3.画出I/O端子接线图
三、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题
要求： 1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置 5.编程并调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 程序（包括注释）、框图、I/O接线图
西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC C组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行
（5）在完成上述功能的基础上，增加功能：
设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址 编程与调试
三、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC D组
一、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试
某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表
示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵
工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有
过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）
（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址，编程并调试 3.画出I/O端子接线图。
三、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）按下启动按扭及水位选择开关
（2）注水直到高（中、低）水位，关水
（3）2s后开始洗涤
（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍
（7）清洗完成，报警3s并自动停机
（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试
四、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
要求：
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序
2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出 3.试画出I/O端子接线图
五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC E组 一、四分频电路梯形图控制程序设计与调试
要求：
1.解读MODICON PLC的二分频电路梯形图程序，用STEP7设计四分频电路梯形图程序并调试，画出四分频时序图。2.控制要求：
输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。
二分频时序图如下： 输入10001 输出00002 MODICON PLC二分频梯形图：
（）10001 00101 00100（）10001 00101（）00100 00002 00102（）00100 00102 00002 00002
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序
2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出
3.画出I/O端子接线图
4．完成PLC与电梯模型的接线并运行调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC F组
一、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图
图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：
（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为： 1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
二、带有显示的十字路口交通信号灯控制程序的设计与调试 1.系统框图：
2.控制要求：
（1）南北方向为主干道，绿灯亮的时间比东西方向次干道绿灯亮的时间多一倍，黄灯间隔0.5s闪烁3 s后切换到红灯，信号灯工作时序图如下，一次循环共需96s。（2）时序图：
（3）主干道的数码显示应该与红、黄及绿灯同步，且两条主、次干道应该一样显示。比如：南北方向绿灯亮时，东西方向和南北方向均应显示数字63（绿灯亮60s，黄灯亮3s），然后隔秒减1，当减到0时，换成东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，此时，数码管应显示33，然后隔秒减1，当减到0时，再进行切换，完成一次工作循环。
（4）*有白天/夜间操作转换开关、运行/停止开关、紧急操作开关1#、2#，其功能如下：
白天/夜间操作转换开关在“白天”位置时，按上述时序正常工作，在“夜间”位置时，两边均只有黄灯闪烁
运行开关在接通电源时，方可切换白天/夜间开关
开关在“运行”位置时，系统启动，在“停止”位置时，系统关闭
当有特殊情况（如事故）需某一方向的绿灯一直亮，则应用紧急操作开关实现次功能。比如：1#开关=“1”，则南北方向绿灯一直亮，东西方向红灯一直亮，2#开关=“1”，则东西方向绿灯一直亮，南北方向红灯一直亮，关闭紧急开关，则系统恢复正常。
3.编程并模拟调试
4.画出I/O端子接线图（用一个I/O扩展模块）
.三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC G组
一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）要求有移位指令的应用
（6）*在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。3.编程并模拟调试
4.画出I/O端子接线图（用2个I/O扩展模块）
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
第五篇：DWI原理和应用
一、DWI的概念
1.定义：
弥散又称扩散，是指分子从周围环境的热能中获取运动能量而使分子发生的一连串的、小的、随机的位移现象并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。
2.DWI技术就是检测扩散运动的方法之一，由于一般人体MR成像的对象是质子，主要是水分子中的质子，因此DWI技术实际上是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息间接反映组织微观结构的变化。
3.生物组织内的水分子的扩散分为三大类：细胞外扩散，细胞内扩散，跨膜扩散，且扩散运动受到组织结构、细胞内细胞器和组织大分子的影响。
4.影响水分子弥散的因素：膜结构的阻挡，大分子蛋白物质的吸附，微血管内流动血液的影响（？）。
5.DWI中的水分子：
1）
无创探测活体组织中水分子扩散的唯一方法
2）
信号来源于组织中的自由水
3）
结合水尽管运动受限，但仍不能产生信号
4）
不同组织对自由水扩散限制程度不同
5）
产生DWI对比
6）
检测组织中自由水限制性扩散的程度
6.常规DWI，主要对细胞外自由水运动敏感
T2WI基础上，施加扩散梯度，组织信号衰减
1）
自由水扩散越自由=信号丢失多，DWI信号越低
2）
自由水扩散越受限=信号丢失少，DWI信号越高
7.在均匀介质中，任何方向的弥散系数都相等，这种弥散称为各向同性扩散（eg.脑脊液）；在非均匀介质中，各方向的弥散系数不等，这种弥散称为各向异性扩散（eg.脑白质纤维素）。
各向异性扩散在人体组织中是普遍存在的，其中最典型的是脑白质神经纤维束。水分子在神经纤维长轴方向上扩散运动相对自由，而在垂直于神经纤维长轴的方向上，水分子的扩散运动将明显受到细胞膜和髓鞘的限制。
二、DWI的原理
1.以SE-EPI序列来介绍DWI的基本原理。
射频脉冲使体素内质子的相位一致，射频脉冲关闭后，由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位，从而造成宏观横向磁化矢量的衰减。
除了上述两种因素以外，我们在某个方向上施加一个扩散梯度场，人为在该方向上制造磁场不均匀，造成体素内质子群失相位，然后在施加一个强度与持续时间完全相同的反向扩散梯度场，则会出现两种情况:在该方向上没有位移的质子不会受两次梯度场强的影响而失相位，而移动的质子因两次梯度场引起的相位变化不能相互抵消，而失相位信号衰减。
2.DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态（自由度及方向），后者可间接反映组织微观结构特点及其变化。
体素中水分子都存在一定程度的扩散运动，其方向是随机的，而在扩散梯度场方向上的扩散运动将造成体素信号的衰减，如果水分子在敏感梯度场方向上扩散越自由，则在扩散梯度场施加期间扩散距离越大，经历的磁场变化也越大，组织信号衰减越明显。
三、技术要点
1.DWI上组织信号强度的衰减主要因素：
1）扩散敏感梯度场的强度，强度越大组织信号衰减越明显；
2）扩散敏感梯度场持续的时间，时间越长组织信号衰减越明显；
3）两个扩散敏感梯度场的间隔时间，间隔时间越长，组织信号衰减越明显；
4）组织中水分子的扩散自由度，在扩散敏感梯度场施加方向上水分子扩散越自由，组织信号衰减越明显。
2.b值对DWI的影响：DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值或称扩散敏感系数。
1）
b值代表扩散敏感系数；r代表磁旋比；Gi和Gj分别为i轴和j轴上的磁场梯度强度；δ代表梯度场持续时间；Δ代表两个梯度场间隔时间。
2）
b值的选择（表示应用的梯度磁场的时间、幅度、形状）
b值越高，扩散的权重越重
b值越高，信号越弱
b值越高，信噪比越差
b值越高，相同TR内可采集的层数越少
因会出现周围神经的刺激症状也限制了太高的b值。
较小的b值可得到的较高信噪比的图像，但对水分子扩散运动的检测不敏感。
3）因此，b值的选择非常重要，用小b值进行DWI，在一定程度上反映了局部组织的微循环灌注，但所测得的ADC值稳定性较差，且易受其他生理活动的影响，不能有效反映水分子的弥散运动；用大b值进行DWI，所测得的ADC值受局部组织的微循环灌注影响较小，能较好反映水分子的弥散运动，因此，大b值进行DWI称高弥散加权成像，用小b值进行DWI称低弥散加权成像。b=0时产生无弥散加权的t2wi。
4）扩散图像的b值的选择主要应满足以下三个条件：
（1）能够清晰显示和分辨被检组织。
（2）有效抑制t2透射效应对扩散图像的影响。
（3）应用尽可能高的b值，使被检组织的ADC值更接近组织的真实D值。
三、DWI的方向性：
DWI是反映扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，为了全面反映组织在各方向上的水分子扩散情况，需要在多个方向上施加扩散敏感梯度场。如果在多个方向（6个以上方向）分别施加扩散敏感梯度场，则可对每个体素水分子扩散的各向异性作出较为准确的检测，这种MRI技术称为扩散张量成像（diffusion
tensor
imaging，DTI）。利用DTI技术可以很好地反映白质纤维束走向，对于脑科学的研究将发挥很大的作用。
四、扩散系数和表观扩散系数
1.分子布朗运动的方向是随机的，其在一定方向上的弥散距离与相应弥散时间的平方根之比为一个常数，这个常数称为扩散系数D。表示一个水分子单位时间内随机弥散运动的平均范围，其单位为mm2/s。通过对施加扩散敏感梯度场前后的信号强度检测，在得知b值的情况下，我们可以计算组织的扩散系数，需要指出的是造成组织信号衰减不仅仅是水分子的扩散运动，水分子在扩散敏感梯度场方向上各种形式的运动（或位置移动）还将造成组织信号的衰减。
2.影响因素：
1）微观因素：体液流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注、细胞内外水的黏滞度、膜通透性的方向。
2）宏观因素：呼吸、搏动、蠕动等。
3.因此利用DWI上组织信号强度变化检测到的不是真正的扩散系数，它还会受到其他形式水分子运动的影响。我们把检测到的扩散系数称为表观扩散系数（apparent
diffusion
coeffecient，ADC）。
实际工作中用表观扩散系数(ADC)
来代替真正的扩散系数，前者常明显大于后者。
ADC
值的大小取决于成像物质及其内部分子的空间分布，b值的选择，场强……
4.计算组织的ADC值至少需要利用2个以上不同的b值，其计算公式如下：
ADC=
ln（SI低/SI高）/（b高－b低）
式中SI低表示低b值DWI上组织的信号强度（b值可以是零）；SI高表示高b值DWI上组织的信号强度；b高表示高b值；b低表示低b值；ln表示自然对数。
五、（一）T2透射效应（T2
shine
through）
1.DWI序列是在SE序列基础上施加了弥散梯度的长TR长TE序列，无法消除T2WI效应影响，这样也使DWI信号强度的变化与ADC的变化并不一致。
2.由于t2延长作用使DWI上出现高信号，但ADC值升高，称为T2透射效应。
（二）T2廓清效应（Washout）
ADC值升高和t2WI高信号的综合结果造成DWI成等信号。
常见于血管源性水肿。
（三）T2暗化效应
由于t2低信号而造成的DWI低信号。
多见于出血性病变。
通常发生顺磁性磁敏感伪影。
六、伪影：
涡漩电流伪影，磁敏感伪影，N/2鬼影，化学位移伪影，运动伪影
七、临床应用：
（一）急性期脑梗死
病理生理：
1、急性期：
血供中断，细胞缺血、缺氧，Na-K
ATP酶，大量Na离子进入细胞内
细胞水肿（细胞毒性水肿）。细胞内结构肿胀，扩散受限，细胞内能量代谢障碍导致细胞器裂解，产生大量碎片，造成细胞内粘度增加，胞浆流动减慢，导致扩散进一步受限细胞外间隙缩小，扩散受限。
正常组织，水分子随机运动，呈低信号。
细胞毒性组织，水分子运动受限，呈高信号。
2.MRDWI检查，则在发病后20～30min，即可见到局部的扩散作用增加，呈现相应的病理MR信号（高信号）。因此DWI序列又称为中风序列。
3.DWI反映的是细胞毒性水肿。
T2WI反映的是血管源性水肿。CT反映的是脑组织的坏死和水肿。
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