工业手持终端在石油管线巡检中的应用

第一篇：工业手持终端在石油管线巡检中的应用

工业手持终端在石油管线巡检中应用

一、方案概述

本方案提出了以地理信息系统GIS为基础，以工业手持终端进行移动互联网巡检，配合带有矢量化电子地图的终端数据采集软件和后台处理软件，应用在石油行业野外数据采集工作中的一种新思路：“石油移动定位采集系统”的方案，同时也拓展3G在石油勘探和生产管理的相关领域应用的思路，如在以地理信息为基础的石油勘探、土地征用、井区规划设计、输油管线的空间数据采集和输油管线巡检等工作中，重点解决输油管线空间数据信息的采集、更新（地图修正）问题和日常检修维护问题，为石油信息化建设提供指导性解决方案，对促进管理现代化和决策的科学化都具有重要意义。

输油管线的日常检修工作是石油管道运输领域的难点。巡线工作需要对自然环境的变化对管线造成的损坏，人为的对管道的破坏，设备老化情况，附属设备运行情况等进行巡查。当前，已经利用压力测量设备实时监测输油管道是否泄露等情况，但这种监测手段只能在事故发生后才能发现，如何防范于未然，则需要派出巡检人员实地巡查，而面对跨境大，线路长的输油管道，如何提高巡查效率，最大程度的节约人力物力资源，辅助以高效的工具就尤为重要。以往传统的检修管理方法和模式已很难适应当今运行管理要求，对管理信息化、规范化的要求越来越高，特别是地理信息技术GIS的发展为输油管线管理信息化提供了技术手段和保证。同时，掌上电脑PDA这种便携设备为终端的，全球定位系统GPS与GIS直接结合的方案，已经在石油巡线工作中迅速推广，它给传统的工作模式带来一次新的技术革新。硕腾是专业从事空间资源综合管理的高新企业，尖端的移动应用技术和自主研发的高科技工业手持终端为以往的巡检概念赋予了新的内涵。引入了成熟的RFID技术在巡检中的应用，使巡检工作和日常管道资源的管理工作有机的结合在一起。在巡检的同时还完成石油输送空间资源的普查和日常管理。结合GIS的应用，将石油管线所有空间资源以最直观的方式体现在地图信息上，支持的多种查询方式，使网络管理者更加准确、高效、全面的了解石油管线的详细资料，对于网络规划和网络优化以及管线预警，应急资源调度等工作效率提高，起到了至关重要的作用。

本系统是集数字化地理信息、线路分布结构信息等一体的管理信息系统。其突出特点就是使用丰富的地理信息系统方法来描述输油管道沿线精确详细的运行状况，构筑一个“数字管道”，使用它可以实时详尽地了解输油管线的各类信息并辅助工作人员进行业务操作与管理决策，从而对输油管线进行有效、科学的管理，提高工作效率和管理质量。

二、需求分析

石油管道管控的最终目标是降低成本、提高工作效率以及服务水平，这需要企业能够及时、准确、全面的掌握各条管道线路的详细信息。在日常巡检工作的同时完成管线资产的清查管理，实现在网设备的全生命周期管理，实现帐目与实物一致，对石油传输实现实时综合信息的掌握。现代科技、通讯技术的发展，GPS/GIS/RFID技术的成熟和GPRS无线通讯技术的广泛应用，为现代石油管控提供了强大而有效的工具。GPS/GIS/GPRS对企业优化资源配置、提高市场竞争力，将会起到积极的促进作用。

这套系统是为石油管线巡检部门进行宏观管理、野外实地作业提供服务的多要素、多层次、多功能的空间型地理信息的综合采集管理系统。它能及时、便捷地反映输油管线的综合信息，对深化石油管线管理运行机制改革，促进决策的科学化和管理现代化都具有重要意义，也提高工作的科学性、准确性和实时性。

三、系统概述

石油管道资源管理解决方案是集全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、射频识别系统（RFID）以及GPRS无线通信技术于一体的软、硬件综合系统。系统主要由四部分组成：多功能手持终端、GPS卫星定位系统、GPRS无线数据链路和监控中心软件系统。可对井口和管线进行统一集中管理和实时监控调度指挥。

1、系统主要设计思路

由硕腾自主研发的多功能数据采集器HUGEROCK S50集成了数据终端、手机、条码扫描器、RFID读卡器、GPS定位终端、照相机的功能。全面满足用户在数据采集、定位、现场勘察、巡检管理、信息发布、任务指令等方面的需求。该终端设备具有功能强大，便于携带，使用方便的特点，可同时完成巡检工作任务，资产清查工作任务和资源空间数据采集任务，并将所有的采集数据通过GPRS模块发送到后台计算机系统处理。GPRS网络正常的时候，终端设备可通过短信方式将采集的数据信息发送给后台处理；，当终端移动至偏远地区，没有GPRS信号时，工作人员可将采集的数据存储在终端设备里，或者通过串口与计算机系统连接直接读取数据。

2、系统工作模式

1、初始化：首先要建立巡线系统的基础数据库，可以从线路管理系统中获得。为了实现智能化，还需要采集所有设备地理位置的座标。这个过程需要巡线员持终端走到每一个设备前，查询当前设备的资料，GPS模块就自动获得当前位置的坐标。并可通过终端直接拍摄设备图片，做为信息立体化表现。终端拥有的RFID功能可以与后台核实设备情况，更加方便准确详细的了解到整个石油输送管道线路的整体资料，并在地图信息上体现。整个初始化过程简单，只需巡线员从头到尾巡查一遍，系统就将获得所有设备的GPS地理位置数据，设备详细资料和图像信息。

2、日常巡查：每次工作前巡线人员会先得到系统传达的巡查工单。当移动手持终端到达所需检查的地点后，只要打开机器，智能巡线系统客户端程序就通过GPS模块自动获得当前位置坐标，然后与本地或局内的数据库中的资料进行对比，将面前的设备档案显示在终端屏幕上。巡线人员即可将现场线路设备情况记录在掌上电脑中。同时，系统自动激活GPRS无线网络，将所在的地理位置信息和当前的时间，连同现场线路情况记录一起发往局内的数据库，由后台巡检服务程序处理后进入系统数据库。如果有GIS系统配合使用，PDA可以显示电子地图，并进行导航，指引巡查路线。

3、资产清查：系统可将盘点工单发送给巡检人员，在巡检的同时完成资产盘点任务，智能终端自动完成设备清点，并根据系统发出的盘点清单，第一时间掌握盘点情况，并将数据通过GPRS发送给系统，自动生成盘亏盘赢报表。

4、强化管理：管理人员可以预先设置任务单，安排每日的巡查任务、顺序、工作量、路线等。当巡线人员工作中，系统根据任务单或预定设置自动提示巡线员下一个巡查点。同时控制中心可随时监测巡线员的工作进度和巡查情况。遇到特殊情况，管理人员可通过无线网路进行不间断的调度指挥。移动终端与后台系统数据库间保持数据实时通透，保障企业管理信息化，确保巡检的到位率。

5、为了保证可用性，系统支持在线和离线两种方式的工作状态。如果GPRS无线网络因为信号问题暂时无法接通，系统将数据暂时存储在本地。一旦无线网络可用，就自动发送数据。另外，系统还提供备用的USB/红外线数据集中传送方式以供不时之需。当因故无发使用无线网络时，巡线员可以将终端置于智能巡线服务系统的USB接口/红外线接入设备前进行同步。

3、系统特点

-采集端实时向数据中心提供地理坐标；-数据中心可以实时监控其工作状态；

-数据中心和采集端之间，保持实时在线，并且提供全透明传输通道；-强大的信息准确定位、实时监控、高效调度功能；

-提供标准的数据接口，可实现与企业管理信息系统、决策支持系统的无缝对接；-可同时支持多种通信方式，包括GSM短消息、语音、GPRS；-支持多级架构，多中心级连、分布式互联，支持移动中心；

-支持RFID功能，可完成管道设备的资产管理和清查，也可实时掌握设备的详细资料；-支持摄像功能，实时采集管道设备或周边设施的视图信息发送至计算机系统完善石油管线视图资源信息

-系统具有完整安全以及自动灾难恢复机制，保证安全稳定，降低系统维护成本。

4、系统功能简介

石油管线巡检部门为了确保所辖区域输油线路的正常运作，需要辅助一些常规监测设备，派出巡检人员定期到每条线路对输油管道及所附属的构造物(路线、沿线设施、周边环境检查、评定)进行检查，还对输油管线的管理资料(管线破坏资料、修复信息等)进行更新、存储、分析，并且为主管部门提供数据分析以提高管理质量。以便及时发现存在的问题，采取措施，防患于未然。通过巡视检查和评测工作为所辖区域的输油管道畅通及安全运行提供了保障。本方案要完成的功能是配合输油管线后台数据库，通过对输油管道和沿线设施等的空间数据和属性数据的采集，建立和完善输油管线地理信息数据库GIS和管理信息系统数据库MIS，掌握最新输油管线数据，从掌握全局、合理分配资源的管理高度，配备人力和物力资源，有针对性地开展巡线工作，同时也不断更新输油管网信息数据库。

1、工单设计：系统可根据管理部门预先制定巡检/资产清查方案计划，自动为巡线员设计工单，工单详细包括了巡检路线、地点、时间、间隔、重要事项、站点资产信息等内容。

2、现场数据采集：巡检员利用工业手持终端设备进行数据采集，包括，缺陷记录、检修记录、设备台帐、缺陷通知单、设备档案、线路条图、技术问答等；

3、终端设备能自动采集GPS数据，检查到位率，自动生成巡检轨迹图。并可与预订巡检轨迹对比，系统自动生成巡检统计分析表。基地可监控巡线人员位置和工作状况，随时了解现场故障信息，并对外勤人员进行远程技术支持；同时提供GIS系统接口，配合电子地图使用；

4、后台软件能与石油生产管理系统和其他系统接口，数据可转化，完成石油资产的全生命周期管理以及辅助决策功能；

5、终端采集的空间资源数据包括空间位置和实物图片，配合电子地图形成管线资源空间地理图，直观体现石油管道线路信息及周围设施等情况，通过视图点击方式，树型拓扑方式，输入相关字查询方式可了解到管线资源所有详细资料，包括采购、使用、调拨、故障、维修、更换、隐患、使用段、管理部门等整个生命周期的管理资料；

6、另外还具有其他辅助管理功能，如故障预警管理、管道修缮管理、管道割接管理、故障跟踪管理、应急资源调度管理等。

5、方案特点及应用前景

■ 应用软件和中间件产品均拥有自主知识产权，确保数据可跨平台、跨数据库和跨系统交互。

■ 系统软件架构为多层结构，具有高度可伸缩性。

■ 系统的开放式设计，可以方便地与原有的或者将来的系统嵌入集成。

■ 用户界面图形化，易操作、易培训、易管理。工业手持终端支持手写输入，操作主要为直接点选。

■ 用户可自定义所有参数，进行数据初始化，对厂商依赖程度低。■ 系统管理网络化，巡检数据可被企业其他管理应用系统调用。■ 用户无需在石油管线上附加安装其它设备。

■ 前端工业手持终端和中间层设备可用于其它的应用系统，使投资被充分利用。这一由全球卫星定位系统技术、无线互联技术、自动识别技术与多功能数据采集器相结合的全新解决方案，不仅具有相对低成本、数据准确及时、安全可靠等优点，同时也能完全满足企业未来在信息处理、移动计算等多方面的需求。深圳硕腾将帮助石油企业引入和掌握最新的无线应用产品，并有效的应用这些技术到自身应用系统中去，这样可以进一步降低石油企业的运作成本，提高工作效率，必将有助于石油企业今后业务的发展。希望能通过这一高端方案，一起为石油行业带来崭新的管理服务理念和手段。同时，该系统还可用于电力、电信等对巡检有特别要求的行业。

第二篇：无人机在石油管线巡检的应用

引言：我国油气管道具有运行总里程长、建设年代跨度大、安全事件和事故多发的特点，并且管道总里程呈高速增长趋势，加强管道的安全巡护管理，形势更加严峻。而依赖常规巡检显然无法满足要求，需要采用更科学的管理办法和技术手段。采用无人机巡检技术，已经成为国内外石油行业的应用趋势。

无人机在油气管线巡检的应用

林亦栋

2016年1月19日，国家发改委印发《石油发展“十三五”规划》显示，在“十三五”期间，成品油管道里程将从2.1万公里提高到3.3万公里，增长57%；《天然气发展“十三五”规划》显示，天然气管道里程将从6.4万公里提高到10.4万公里。截至2015年底，除台湾省外，全国已建成的油气管道总里程已达到12万公里，是1978年的14.5倍。多位业内专家预计，到“十三五”末，仅中国长输油气管道总里程将超过16万公里。

油气输配管网长期埋设在地下，会受到管线自身长期或超期服役而导致本体强度等力学性能下降、管道自身的内外壁腐蚀、自然和地质灾害损毁、打孔盗油、第三方人为破坏等各种不确定性因素的影响，对系统安全运行带来潜在的巨大危害。一旦发生泄露或者爆炸事故，将严重威胁人民群众的生命和财产安全。常规巡检已经无法满足要求，需要采用更科学的管理办法和技术手段。

（无人机应用于石油行业成为趋势）

（到“十三五”末，仅中国长输油气管道总里程将超过16万公里）

目前管道巡护工作主要采用人工巡护、光纤或电子感应巡检、无人机巡护三种方式。人工巡护及其局限性

人工巡护，作为最基本的巡护方式，通常由管道管理单位实行专人专岗，把管道分成不同的段区由不同的巡线人员巡护，而其又分为普通巡护和特殊巡护。一般依靠巡护人员徒步观察和检查线路情况并作记录，地形空旷平坦的区域尚可驾驶交通工具实行巡检，大部分时候，管路都在地形复杂崎岖的地域，由此，不可避免的对人工巡检产生制约。在高寒、高海拔、高温、雨雪、大雾、沙尘暴等恶劣气象条件下；在山地、河流、沼泽、峡谷、湖泊、森林、沙漠、冰川雪原等极端地理环境中，以及洪水、滑坡、地震、泥石流、冰雪灾害等特殊突发情况下容易造成的管线损毁和故障，通常的人工巡检就体现出极大的局限性和不足，受以上三大因素影响，人工巡检不仅工作量大，条件艰苦而导致人力成本高、效率较低，而且很多情况下不能及时、安全的执行巡检任务，也不可能完成常态化、全天候全天时的巡检。光纤或电子感应巡检及不足

利用靠近管道布设的光纤传感器，通过检测光信号在分布式传感器的变化对管道周边的震动进行分析预警，以及管道泄露和温度变化产生的信号波动来检测管路是否遭到破坏。目前光纤和大部分外设的电子感应装置普遍存在误差高、作用距离短，成本较高，不适合长输管道这类范围广、里程长的管道监测,如果对旧管道铺设感应系统,会存在改造成本太高,耗时太多的问题,而且光纤或电子感应巡检并不能获取事故点的实时图像，为指挥中心提供决策。

无人机自动巡检的应用和优势

（管道运用过程方案）

勘察选线 传统的管道线路选择采取人工实地勘察测算、手工地图标绘的方式，这种方式不仅人力物力成本高，且数据单

一、时效性差、处理工作量大，不能适应当前管道建设的需要。利用无人机全面、快速地了解目标地形地貌、水文气象等信息，可以为管道选线提供依据。搭载高分辨率航拍相机和测绘吊舱对任务区域进行测绘拍摄，并进行数据处理及时提供区域的地理、空间数据信息，为油气管道可行性研究阶段的线路选择提供指导。

管道施工 首先利用无人机了解施工现场的地形、交通、周围环境，便于施工人员及设备快速进入现场开展施工，同时，利用无人机随时查看施工现场的进度、安全生产的问题、设备布置、管道走向、及对周围环境的影响等，及时调整方案，保证按设计要求顺利施工。管道巡检 无人机可以高效地完成大范围的常规巡检。搭载可见光和红外双光吊舱，具有昼夜监控能力，可进行全天候、全天时的监控，并可在指定目标上空悬停详查，利用任务吊舱获取管路周围土壤环境、天气、管路温度等信息，发现情况即可定位报警，可以锁定和跟踪地面目标探查细节，配合远程喊话器，及时发现、威慑、制止破坏管线和盗油行为，并做现场取证。对于气田管网存在管线长、巡检点多、巡检难度大等诸多难点，尤其是桁架、悬索跨等巡护危险性较高的巡护段，无人机巡检的优势非常明显。利用无人机对石油管道进行巡查，不仅可以通过规划航线自动巡查，也可以切换到手动操控进行特殊情况的巡查，提高了巡护作业的自动化程度，不仅效率高效果好，而且保证了巡护人员的人生安全，降低巡查成本和风险。

应急监测 在遭遇洪水、泥石流、地震、山体滑坡等突发自然灾害中，无人机可以全天候全天时拍摄遥感影像，并进入受灾现场勘查管道受损位置、受损情况及周边次生灾害情况，还可挂载相应设备进行扫描测绘，生成现场三维图像，利用数据链将信息传回检查站和指挥中心，为制定维护抢修方案提供情报支撑，同时定位引导后续救援维护，最大程度降低灾害。

（紫燕无人机在直径70公里的范围内巡检油气管道示意图）

无人机的种类和选择

在实际应用中，由于无人机的种类多种多样，比如固定翼无人机、垂直起降固定翼或倾转旋翼无人机、多轴飞行器、无人直升机等等，这些种类的无人机各有优势和不足，应面向行业应用做取舍，选择最合适的无人机类型。考虑到巡检站一般在几十公里的范围内进行辐射，且要穿越山川峡谷等复杂地带，并需要超低空飞行和悬停贴近事故点做详细检查和拍摄，由此，要求无人机具有较高的飞行速度、航程、空中悬停、贴地飞行、超低空飞行、快速爬升和较大的载荷能力去挂载多功能吊舱和数据链、通讯设备，并具有除任务载荷以外空投一定物资的能力，因此，综合考虑，只有无人直升机完全满足以上要求。而我国油气资源多集中在西部、西南、西北高海拔或荒漠地带，并且四季多雨、高温或是极低温环境中，所以对无人直升机的动力也有特殊要求。由于油动无人直升机在高海拔和极低温环境中难以顺利运转及油料本身易燃属性，所以在油气资源巡检中需要仔细考虑，而电动无人直升机似乎不存在这些问题。电动无人直升机虽然在续航力上不及油动无人直升机，但迅速反应能力、环境适应性、操控性、使用寿命、易维护性、采购成本都更具优势。

目前，电动无人直升机可以轻易对几十公里范围内的管路巡检。以在新疆、西藏、辽宁、云南及东南沿海多次做任务飞行的紫燕800无人电动直升机为例，工作载荷在5-15公斤，可以非常平稳地做离地两米的贴地飞行，在5分钟内于高海拔低温环境中迅速起飞，每分钟爬升500m，并轻松完成70公里航线飞行，最高时速145km/h，巡航速度110km/h,从起飞到距离10km外的检查点只要5分钟。紫燕无人直升机能在-40℃到60℃的环境中，在高海拔、高湿、高盐、大风（七级）和雨雪天气等极端不利自然条件下顺利执行任务。

（紫燕“RANGER穿越者”无人直升机）

结语

目前，工业级无人机技术已经日趋成熟，行业应用也越来越普及，采用消费级多旋翼航飞行器做巡检将越来越边缘化。无人机小型化智能化的发展，使无人机的使用将更加便捷，操控也越来越简单。随着任务载荷越来越多样化，工业级无人机和遥感技术、全球定位技术、地理信息系统、地面感应检测系统、互联网络高度结合成为必然趋势，形成数字化、信息化的油田管道管理系统，助益工业生产活动和社会生活。无人机在石油天然气行业的管道巡检将使人工巡护智能化，提高隐患监控质量和巡护效率，根本上解决人工巡检花费周期长、人力成本高、巡护有盲区的问题。无人机在山区管道巡护、高原和沙漠油管巡护、桁架和峡谷油管巡护、人员聚居区管路周边活动和占压调查、近海油气管道监控、灾后次生灾害评价、泄露和盗油定位巡查、环境污染的监测和预测事故的应用上都有巨大应用价值。

第三篇：手持移动终端在企业订货会上的应用解决方案

手持移动终端在企业展会上的应用解决方案

________________________________________ 系统概述： 【背景】

大规模的展会、订货会，往往人流量是非常大，这样对于处理客户查询产品详细信息、客户下单、订单统计等方面对我们的效率提出了新的要求,投资了大量的人力、财力、精力准备一次展会、一次订货会，效果如何可能直接关系的到企业下一阶段业绩情况。

传统的订货，展会中存在如下问题：

1、大多都是手工下单，口头介绍，完全的人工作业；

2、手工下单慢；

3、客户下完订单后，统计时间长，不及时，且容易出错；

4、对于比较大型复杂的物品，客服人员的解释往往不够全面，客户某些想了解的产品信息不能很快速的告诉客户；

5、介绍不全的产品信息影响产品销售；

6、针对突发的客流高峰，原有的客服人员，应对不及，错失一些客户及订单；

7、不能及时准确的对客户订单（需求）进行统计分析，以便企业做出及时的应对；

8、展会的规模短时间内难以改变，大量的人工作业，成为企业业务量提升的瓶颈。

针对目前在展厅查询订货现场出现的这些问题及瓶颈，企业在开展会、订货会时，分销商可以将所有的订货操作在手持移动终端上完成，并能即时更新到总部的订货会系统数据库中。这种基于手持移动终端的展会订货会系统特别适用于广交会等大型展会。

【系统组成】

手持移动终端无线路由器、交换机订货会管理软件

参加订货会的客商，员工通过PT-60手持移动终端，在会场范围内巡回订货。订货的时候，用手持移动终端扫描样品的条码，输入该款产品不同的数量，该订货记录就会自动发送到服务器上，企业服务器上可以随时采集并汇总所有客商的订货记录。

【系统功能】

1、无线下单 客户可以在展厅的任何角落移动式的无线下单，系统实时接收客户订单信息。

2、系统支持巡回订货会 巡回订货会地点不确定，订货会系统的软硬件安装方便、稳定，维护量小。

3、系统支持多人同时下订单 订货会期间会有多名客户同时下订单，支持多个客户同时操作和单个客户多机操作。

4、展厅订货会系统基础资料支持企业业务系统同步 客户使用手持移动终端下单的货品相关资料可以与业务系统同步，保证订货信息的准确。

5、自动生成客户订单 系统可以直接根据客户订单信息生成产品订单

6、客户身份管理 利用手持移动终端读取客户身份条形码，系统自动提取客户信息，进入订货系统，新增一张订单进行订货；

7、客户订货特殊需求管理 后台人员进入到订货系统内，可以在备注栏输入对该货品的特殊修改要求。

8、支持多种方式商品编号录入 系统支持条码扫描和手工录入货品编码两种方式。

9、多种方式防止误操作 系统中设置了多个数据安全检验通道，有效的防止由于操作人员误操作引起的数据丢失。

【系统优点】

1、使用手持移动终端替代传统手工方式录入，高效且降低了出错几率。

2、系统反应时间快。在扫描任何一个产品条码，在数据终端上面客户立即显示出产品的相关详细信息，无需客户任何等待；

3、不再需要人工不断地对订货数据进行整理、分类、归档、统计，扫描输入后可立即在后台系统生成订单。

4、大大缩减了整个下单周期，为后期商品的上市提供了充足的准备时间。

5、使得订货会更有序，提高了工作效率，缩短了订货会举办的时间，为企业减少了费用。

第四篇：射击技术在手持相机中的应用

手持相机拍摄时，正确的姿势是确保拍出清晰照片的基础之一。大部分摄影爱好者都有一些自己摸索出来的技巧，网上也有很多基本的讲解。来自美军的Alex Jansen，结合自己在军队中练习射击的知识和经验，从头、背、肘、腿几个方面，详细论述了在站、蹲、坐及有辅助支撑的情况下，如何能最有效地保持相机稳定。其中有一些内容是我们大多已经了解的，但还有一些是我们未曾想到，非常值得一看。站姿

只有在无法找到有效支撑的情况下，才考虑采用站姿拍摄。以下几种姿势都可以采用，大家可以根据自己的习惯具体选择。在直立站定时，应该保持身体成一条直线，很多摄影爱好者会不自觉地身体前倾，这是需要注意的。除了直立之外，还可以像举重运动员一样将背部弯起，两腿分开站立，这也是一种很稳定姿势。注意双脚的跨度要大于肩宽。将身体向后倾，同时腰部向前突出的姿势并非所有人都喜欢，但可以选择。

除了上面三种姿势外，还有一种侧身站立的方式。著名摄影师Joe MacNally就采用类似的方式拍摄。不过Alex的姿势中使用左手托住相机，相比Joe的靠肩部支撑相机适用机型更广一些。

蹲姿

与很多人的习惯不同，下蹲时支撑相机的手臂不应将肘部而应将上臂架在膝盖上。

在下蹲时，后脚的摆放姿势有两种，可以任选一种适合自己的。

坐姿

最基本的坐姿是盘腿而坐，将双臂肘部撑在膝盖内弯处。除此之外，还可以采取双脚脚底相对的姿势。

在第二种姿势，可以根据需要调整身体的高低。此时肘部不再提供支撑，取而代之的是三头肌。

倚靠

在能够找到墙面倚靠时应该尽量采用这种姿势。无论是用肩部或背部靠著坚硬的墙面都能给你提供有效支撑。

在有门框、柱子或墙端时都可以采用肘钩的倚靠方式。

肘钩

在有门框、柱子或墙端时都可以采用肘钩的倚靠方式。

C型夹

同样情况下你还可以用手做出C型姿势来倚靠在建筑上。

桌面支撑

这也是一种非常常见的姿势，用肘部在桌面上提供支撑。双臂或单臂都可以。

第五篇：手持技术在原电池教学中的应用

手持技术在原电池教学中的应用

杨延光

王东录（安徽省合肥一中，230601）

摘要：通过教学实践，探索手持技术在原电池教学中的应用，使先进的仪器能发挥提高教学有效性的作用，对学生初步掌握如何控制变量来研究问题。关键词：手持技术；原电池；教学有效性；控制变量

手持技术，顾名思义，在掌上就可以操作的技术，它是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统，并能与计算机连接完成各种后期处理的实验技术系统。手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速地收集各类物理、化学、生物、环境等数据，如电流、电压、光强度、温度、力、气压、磁场、音量、距离、pH、溶解氧、电导率、CO2 浓度、色度以及Ca2+、NO3-、NH4 +、Cl-的浓度、相对湿度、心电图、光强度等等。手持技术是一种高科技的、现代化的方法，是实验改革和发展的有效手段，使实验更加现代化。

笔者在人教版必修二原电池教学中采用传统的做法，使用了电流计、音乐卡上的声光组件等定性地表明了电流的产生，在选修四《化学反应原理》采用了手持技术，突出了手段的信息化、现代化，在教学生初步掌握如何控制变量来研究问题方面取得了良好的教学效果。笔者使用的仪器是宁波华茂电子有限公司出产，一台数字化实验系统主机，八个传感器及副件（图1）。

图1

1、加深对盐桥作用的理解

通过必修教材的学习，学生已了解原电池的基本组成，但对原电池的理解还是不深，对原电池存在单池的思维定势，知道如何判断电流的有无，但对实用电池的原理尚不清楚。在原电池中设置盐桥不是一个普通的技术改进，而是对旧的思维模式的一个质的突破。过去认为氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子的转移，而现在，是使氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电 池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发［１］奠定了理论基础。

通过手持技术，学生直观地看到没有盐桥时与有盐桥时２４h电流强度图形（教师事先做好）是不一样的，从而以事实表明使用盐桥的必要性。盐桥有利于电池的实用化，没有盐桥，单池原电池是没有任何实用价值的。

2、探究不同电极对电流的影响

在必修一中学生已知构成原电池的条件之一是要有不同的电极，通常活泼的作负极，不活泼的作正极。那么当用稀硫酸为电解质溶液，用铜片与锌片做电极时和用铜片与镁条为电极时电流强度有何不同呢？利用手持技术可以很快得到答案（图2），并作出初步假设：其他条件相同时，当电极的活泼性相差比较大时电流较强。课后再组织研究性学习小组对此作进一步的探究。

图2

通过课堂演示几种代表性的原电池可以防止学生对电极材料产生片面认识，同时又可以练习电极方程式的书写。笔者演示了如下几种：铝铜浓硝酸原电池，由于铝与浓硝酸发生钝化，所以铜作负极被氧化；氯化铁，Ｃ||Ｃ，碘化钾原电池；做镁-铝-氢氧化钠原电池时，手持技术的优越性更是表现明显，通过电流强度直观的图形呈现结果可知开始十来秒是镁作负极，之后是铝作负极，经同学们讨论可得如下结论：开始因铝表面有氧化膜先与碱反应，所以是镁条发生吸氧腐蚀，之后镁不与碱反应而铝与碱反应，所以金属活泼性弱的铝反而当负极。

3、探究不同溶液对电流的影响

使用相同的电极材料，更换不同种类的相同浓度的电解质溶液，或同种溶质不同浓度的溶液，探究其对电流强度的影响。在教师用书中就有补充实验：观察比较铜锌硫酸原电池与铜锌硫酸铜原电池产生电流大小，这表明定量研究是在定性研究基础上进行的更高一个层次，有利于学生思维能力的培养。通过实验表明：相同PH值的稀盐酸与稀硫酸作电解质溶液时前者电流强度大，相同浓度的硫酸与硫酸铜作电解质溶液时后者电流强度大。

4、探究电极面积对电流的影响

组装好铜锌硫酸电原电池，调节锌片的位置，使锌片下端恰好与硫酸溶液接触，然后开始测量，数据为1次/秒，采集500个数据，通过图像能清晰地看出电极表面变小时电流强度变小，在154秒时锌片与溶液脱离，电流为零。（图3图4）

图3

图4

影响电流强度的其他因素探究可作为研究性学习小组课后内容。

实验能力不只是简单的操作技能，它是思维与实践能力的综合。无论是实验之前，实验过程中，还是取得实验数据之后，都需要通过思维来对需要研究的问题进行归纳和整理，分析解释所观察到的现象或测量到的数据。由于技术上的改进和手段上的更新，仪器会自动显示给学生清晰的实验结果而不需进行复杂的数据处理工作，符合中学生学习的认知规律，这样原本难于理解的科学概念和原理，借助于手持技术的实验变得容易认知。通过使用手持技术进行原电池的教学，有利于培养学生定量研究意识以及变量控制观点与实践，提高学生进行科学探究和解决问题的能力。

科学实验与技术的进步密切相关的，技术的进步使我们能够看得更远、更细，测得更准、更快，极大地拓宽了科学实验的范畴，提高了科学实验的可信度。相信手持技术在中学化学教学实践中会有更多的应用，对提高教育教学质量起到极大的推动作用！

参考文献

[1]选修４化学反应原理教师教学用书[M].北京:人民教育出版社,2007 [2]钱扬义,手持技术在理科实验中的应用研究[M].北京:高等教育出版社,2003 3