检测技术的发展

第一篇：检测技术的发展

汽车从发明到今天已经一个多世纪了。在现代社会，汽车已成为人们工作、生活中不可缺少的一种交通工具。汽车在为人们造福的同时，也带来大气污染、噪声和交通安全等一系列问题。汽车本身又是一个复杂的系统，随着行驶里程的增加和使用时间的延续，其技术状况将不断恶化。因此，一方面要不断研制性能优良的汽车；另一方面要借助维护和修理，恢复其技术状况。汽车综合性能检测就是在汽车使用、维护和修理中对汽车的技术状况进行测试和检验的一门技术。汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。即过去人们常讲的“望（眼看）”、“闻（耳听）”、“切（手摸）”方式。随着现代科学技术的进步，特别是计算机技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测，而且安全、迅速、可靠。

1．国外汽车检测技术发展状况

汽车检测技术是从无到有逐步发展起来的，早在50年代，在一些工业发达国家就形成以故障诊断，和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。例如：非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。

进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。

a．制度化

在德国，汽车的检测工作由交通部门统一领导，在全国各地建有由交通部门认证的汽车检测场（站），负责新车的登记和在用车的安全检测，修理厂维修过的汽车也要经过汽车检测场的检测，以确定其安全性能和排放是否符合国家标准。

在日本，汽车的检测工作由运输省统一领导。运输省在全国设有“国家检车场”和经过批准的“民间检测场”，代替政府执行车检工作。其中“国家检测场”主要负责新车登记和在用车安全检测；“民间检测场”通常设在汽车维修厂内，经政府批准并受政府委托对汽车进行安全检测。

b．标准化

工业发达国家的汽车检测有一整套的标准。判断受检汽车技术状况是否良好，是以标准中规定的数据为准则，检查结果是以数字显示，有量化指标，以避

免主观上的误差。国外比较重视安全性能和排放性能的检测，如美国规定，修理过的汽车必须经过严格的排放检测方能出厂。除对检测结果有严格完整的标准以外，国外对检测设备也有标准规定，如检测设备的检测性能、具体结构、检测精度等都有响应标准。对检测设备的使用周期、技术更新等也有具体要求。c．智能化、自动化检测

随着科学技术的进步，国外汽车检测设备在智能化、自动化、精密化、综合化方面都有新的发展，应用新技术开拓新的检测领域，研制新的检测设备。随着电子计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、控制自动化、数据采集自动化、检测结果直接打印等功能的现代综合性能检测技术和设备。例如：国外生产的汽车制动检测仪、全自动前照灯检测仪、发动机分析仪、发动机诊断仪、计算机四轮定位仪等检测设备，都具有较先进的全自动功能。进入80年代后，计算机技术在汽车检测技术领域的应用进一步向深度和广度发展，已出现集检测工艺、操作、数据采集和打印、存储、显示等功能于一体的系统软件，使汽车检测线实现了全自动化，这样不仅可避免人为的判断错误，提高检测准确性；而且可以把受检汽车的技术状况储存在计算机中，即可作为下次检验参考，还可供处理交通事故参考。

2．国内汽车检测技术发展概况

我国从60年代开始研究汽车检测技术，为满足汽车维修需要，当时交通部主持进行了发动机汽缸漏气量检测仪、点火正时灯等检测仪器的研究、开发。70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。由交通部主持研制开发了反力式汽车制动试验台；惯性式汽车制动试验台；发动机综合检测仪；汽车性能综合检验台（具有制动性检测、底盘测功、速度测试等功能）。

进入80年代，随着国民经济的发展，科学技术的各个领域都有了较快的发展，汽车检测及诊断技术也随之得到快速发展，加之我国的汽车制造业和公路交通运输业发展迅猛，对汽车检测诊断技术和设备的需求也与日俱增。我国机动车保有量迅速增加，随之而来的是交通安全和环境保护等社会问题。如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会公害等问题，已逐渐被提到政府有关部门的议事日程，因而促进了汽车诊断和检测技术的发展。交通部主持研制开发了汽车制动试验台、侧滑试验台、轴（轮）重仪、速度试验台、灯光检测仪、发动机综合分析仪、底盘测功机等等。国家在“六五”期间重点推广了汽车检测和诊断技术。

在单台检测设备研制成功的基础上，为了保证汽车技术状况良好，加强在用汽车的技术管理，充分发挥汽车检测设备的使用，交通部1980年开始有计划的在全国公路运输和车辆管理系统（交通部当时负责汽车监理）筹建汽车检测站，检测内容以汽车安全性检测为主。

80年代初，交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。从工艺上提出将各种单台检测设备安装联线，构成功能齐全的汽车检测线，其检测纲领为30000辆次/年。

继大连检测站之后，作为“六五”科技项目，交通部先后要求10多个省市、自治区交通厅（局）筹建汽车检测站的任务，80年代中期，汽车监理由公安部主管，公安部在交通部建设汽车检测站的基础上，进行了推广和发展，仅1990年底统计，全国已有汽车检测站600多个，形成了全国的汽车检测网。

1990年交通部发布《汽车运输业车辆技术管理规定》，1991年交通部发布《汽车运输业车辆综合性能检测站管理办法》以后，全国又掀起了建设汽车综合性能检测站的高潮。到1997年，全国已建立汽车综合性能检测站近千家。与此同时，汽车的检测技术和设备也得到了大力发展。70年代国内仅能生产少量的简单的检测、诊断设备。目前全国生产汽车综合性能检测设备的厂家已达60多个，除交通部门外，机械、城建、高等院校等部门也进入汽车检测设备研制、开发、生产、销售领域。我国已能自己生产全套汽车检测设备，如大型的技术复杂的汽车底盘测功机、发动机综合分析仪、四轮定位仪、悬挂检测台、制动检测台、排气分析仪、灯光检测仪等等。

为了配合汽车检测工作，国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准、计量检定规程等100多项。从汽车综合性能检测站建站到汽车检测的具体检测项目，都基本作到了有法可依。

3.我国汽车综合性能检测技术的发展方向

我国汽车综合性能检测经历了从无到有，从小到大；从引进技术、引进检测设备，到自主研究开发推广应用；从单一性能检测到综合检测，取得了很大的进步。尤其是检测设备的研制生产得到了快速发展，缩小了与先进国家的差距。如今汽车检测中通用的制动试验台、侧滑试验台、底盘测功机等，国内已自给自余，而且结构形式多样。我们虽然已经取得了很大的进步，但与世界先进水平相比，还有一定距离。

a．汽车检测技术基础规范化

我国检测技术发展过程中，普遍重视硬件技术，忽略或是轻视了难度大、投入多、社会效益明显的检测方法、限值标准等基础性技术的研究。随着检测手段的完善，与硬件相配套的检测技术软件将进一步完善。今后我国应重点开展下述汽车检测技术基础研究：

制定和完善汽车检测项目的检测方法和限值标准，如驱动轮输出功率、底盘传动系的功率损耗、滑行距离、加速时间和距离、发动机燃料消耗率、悬架性能、可靠性等；

制定营运汽车技术状况检测评定细则，统一规范全国各地的检测要求和操作技术；

制定用于综合性能检测站的大型检测设备的形式认证规则，以保证综合性能检测站履行其职责。

b．汽车检测设备智能化

目前国外的汽车检测设备已大量应用光、机、电一体化技术，并采用计算机测控，有些检测设备具有专家系统和智能化功能，能对汽车技术状况进行检测，并能诊断出汽车故障发生的部位和原因，引导维修人员迅速排除故障。

我国目前的汽车检测设备在采用专家系统和智能化诊断方面与国外相比还存在较大差距。如四轮定位检测系统，电喷发动机综合检测仪等等，还主要依靠进口。今后我们要在汽车检测设备智能化方面加快发展速度。

c．汽车检测管理网络化

目前我国的汽车综合性能检测站部分已实现了计算机管理系统检测，虽然计算机管理系统采用了计算机测控，但各个站的计算机测控方式千差万别。即使采用采用计算机网络系统技术的，也仅仅是一个站内部实现了网络化。

随着技术和管理的进步，今后汽车检测将实现真正的网络化（局域网），从而作到信息资源共享、硬件资源共享、软件资源共享。在此基础上，利用信息高速公路将全国的汽车综合性能检测站，联成一个广域网，使上级交通管理部门可以即时了解各地区车辆状况。

第二篇：桩基检测技术发展现状和展望

桩基检测技术发展现状和展望

（葛远乐宁波市建工检测有限公司）

摘要: 桩基工程是目前应用最广泛的基础形式，合理正确的基桩检测方法是控制桩基工程施工质量的保障手段，客观准确的基桩检测数据是工程质量评定的重要依据。概述桩基检测技术的发展历程，对各种检测技术做了简要介绍以及各种桩基检测技术的穿插运用对工程基桩检测意义重大；同时，展望了桩基检测工作的发展前景。

关键词: 桩基，检测，展望

中图分类号：TU37文献标识码：A

Pile Detection Technology Development Status and Prospects

（Ge yuanle）

Abstract ：Pile Project is currently the most widely used form the basis of reasonable correct detection method is based Pile of Pile Foundation Construction quality control of the means of support, objective and accurate detection of Pile engineering quality assessment data is an important basis for.Pile detection technology outlined in the course of development, various detection technologies, as well as a brief introduction to the various detection technologies interludes pile on the use of pile foundation works of great significance at the same time, looked to the pile testing work prospects for development.Key words：Pile，detection，Prospect

1.2.2间接法：指在现场原型试验基础上，同时基于一些理论假设和工程实践经验并加以综合分析才能最终获得检测项目结果的检测方法。主要包括以下三种方法：①低应变法（现行主要指反射波法）。在桩顶面施加低能量的瞬态或稳态激振，使桩在弹性范围内做弹性振动，并由此产生应力波纵向传播，同时利用波动和振动理论对桩身的完整性做出评价。该方法测试设备简单轻便，检测速度快、成本低，是基桩质量完整性普查的良好手段。②高应变法（现行主要指波动方程法）。通过在桩顶实施重锤敲击，使桩身产生动位移，桩周岩土阻力充分发挥。高应变法物理意义明确，检测准确度相对较高；但目前受检测人员水平和桩-土相互作用模型等问题的影响，该方法仍有较大的局限性，尚不能完全代替静载荷试验而作为确定单桩竖向抗压极限承载力的设计依据。③声波透射法。用声波在桩身中的传播，通过对声波传播时间、波幅及主频等声学参数的测试和分析，对桩身完整性作出评价的一种检测方法。

第2章 桩基检测的发展历史和现状

2.1静载荷试验

桩基静载测试技术是随着桩基础在建筑设计中的使用越来越广泛而发展起来的。新中国成立以前，在国内基本上没有桩基静载测试技术的发展，新中国成立以后，桩基静载测试技术才逐步发展起来。传统静载荷试验采用手动加压、人工操作、人工记录的方式进行。这种方式，因工作条件比较艰苦，试验时间又较长，而且需连续作业，投入的人力较多，导致不仅工作效率低、检测数据误差大，而且原始资料易被涂改、人为干扰因素多，以至于无法进行有效的监督管理，使检测报告的审核风险加大。就拿西南边陲省份云南来讲，50年代末和60年代初，就有了在预制桩上进行的静载试验，但因为受当时计算机应用和电子产品制造水平的限制，自动控制的精度以及测试仪表的稳定性能方面，均无法满足使用上的要求或使用起来更加费时费力，推广性不强。进入到80年代以后，随着改革开放的深入，基本建设规模的逐年加大，特别是灌注桩在工程上的广泛应用，我国的桩基静载测试技术也进入了一个全新的发展时期。至今，桩基静载试验是一项方法成立，理论上无可争议的桩基检测技术。在确定单桩极限承载力方面，它是目前最为准确、可靠的检验方法，判定某种动载检验方法是否成熟，均以静载试验成果的对比误差大小为依据。

现在，随着各种性能稳定的电子元器件的出现、制造技术的进步以及计算机水平的提高，生产出性能稳定、功能全面、精度更高、界面更加友好的静载测试系统已经成为可能。因此，每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。一般情况下，桩基静载试验的成果数据，如单桩承载力、沉降量等均认为是准确、可靠的，这已为无数的工程实例证明。

2.2低应变检测

20世纪80年代，以波动方程为基础的低应变法进入了快速发展期，各种低应变法在基础理论、机理、仪器研发、现场测试和信号处理技术、工程桩和模型桩验证研究、实践经验积累等方面，取得了许多有价值的成果。

2.3高应变检测

动力打桩公式在打入式预制桩施工中的应用已有近百年的历史，可以说，动力试桩技术的发展始于动力打桩公式。1960年后，世界上部分国家开展了系列动力测试桩承载力的研究工作，并于20世纪80年代形成了实用的高应变现场测试和室内波动方程分析方法。目前，国内外高应变法的主流仍将一维杆波动理论作为测试和结果分析的基础，但它不可避免的忽视了桩与土相互作用的机理，所以高应变法相对与静载荷试验来测承载力有一定的局限性和不稳定性。我国的高应变动力试桩法研究是起自80年代中后期，90年代初期已有相关的软硬件问题，其实际应用效果已不弱于国外，其后面向国内大量的灌注桩检测，已有单位在模型改值得一提的是，桩基动测方面，国产仪器和软件业已达到国际先进水平，许多方面甚至更具有中国特色。进、拟合技巧、参数选定等方面进行了大量工作，也有应用者在桩如何才算被充分激发方面进行了研究。值得一提的是，桩基动测方面，国产仪器和软件业已达到国际先进水平，许多方面甚至更具有中国特色。

2.4声波透射法

混凝土灌注桩的声波透射法检测是在结构混凝土声学检测技术基础上发展起来的。至20世纪70年代，声波透射法开始用于检测混凝土灌注桩的完整性。声波透射法以其鲜明的技术特点成为目前混凝土灌注桩（尤其是大直径灌注桩）完整性检测的重要手段，在工业与民用建筑、水利电力、铁路、公路和港口等工程建设的多个领域得到了广泛应用。目前大量使用的数字式声波仪有很强的数据处理、分析功能，几乎所有的数学运算都是由计算机来完成的。

2.5钻孔取芯法

目前钻孔取芯法主要应用在钻孔灌注桩检测上，同时在技术条件成熟的地区也用在检测地下连续墙的施工质量。钻芯法是一种微破损或局部破损的检测方法，具有科学、直观、实用等特点。

第3章

3.1单一检测方法的局限性

目前声波透射法、高低应变法等桩身完整性检测方法，由于检测原理、仪器设备、数据处理等方面的局限性，一般适用符合“一维均质杆件”假定的混凝土桩，不能完全适用于组合桩，异型桩、薄壁钢管桩；地基处理中应用的水泥搅拌桩、碎石桩、低强度等级混凝土桩、GFG桩等桩型，也不能简单套用基桩工程中的基桩完整性检测方法，只有在其桩身条件符合基桩完整性检测方法要求时，才能有选择的应用，但检测数量、结果评定，一定要按照地基处理技术要求执行。钻孔取芯法目前几乎九成以上都用在混凝土灌注桩检测上。

3.2桩基动力检测方法在应用中存在的不足：

3.2.1基桩完整性动力分析：①基本上不能对截面的变化程度作出定量评定，而只能对桩身缺陷的存在作出定性和定位的判断；②大批试桩中能鉴别出肯定合格的基本完整桩和肯定不合格的严重缺陷桩，对许多具有中等程度缺陷桩，较难对其合格性作出判断；③在通过对桩身阻抗变化的分析中，桩基检测存在的问题

很难判定缺陷的具体类型，必须结合工程地质条件、桩型、成桩工艺和施工记录等进行综合判断。

3.2.2基桩承载力动力分析：物理数学模型、力学模型、桩土材料模型、计算公式、分析流程、应用软件及仪器设备等各个方面，在对承载力的分析计算上都存在一些问题，这些问题都会导致承载力分析计算的系统误差，是本质的、急需创新的不足；另外，场地环境条件、从业人员素质，尽管是外因，但都直接影响到承载力的判定精度。

3.2.3高、低应变动力试桩法有一定的适用范围，当长径比大于30，或桩体有两个以上缺陷时，动力试桩均难以提供准确的桩体完整性信号，对于目前大量使用的超长桩，动力试桩必须加以改进。提高动测信噪比，提高检测精度是需要解决的问题。

3.3静载荷检测存在的问题

3.3.1现场准备工作不认真，测试仪表不符合要求，特别是现场基准梁的架设以及锚桩、基准桩、试桩间的布置间距不符合规范的规定，在加载设备方面，受现有设备的限制，采用大千斤顶量测小吨位桩，这就如同大称称轻物，其精度不可能满足测试要求；不认真执行规范制定的试验步骤，提前加压或记录，卸载时不进行回弹观测；检测报告不规范，内容过于简单，无工程概况及土层分布情况。桩基静载试验中的任何试验数据都必须从经过定期计量标定的测量器具上获得，这样的数据才能是真实的数据，但在我国有一定数量的桩基检测单位，其所使用的千斤顶、油压表、百分表、自动化测试仪有的几年不标一次，有的甚至没有计量器具许可证。

3.3.2现在的高层建筑，一般都有地下室，其桩的有效长度应从最底层地下室的底板算起，受施工时间条件所限传统的静载方法无法测得其有效桩长的实际承载力。近年来尽管有各种动测方法，也需大量的动静资料对比才能提高其精度。

3.3.3桩静载荷试验目前盛行堆载平台法，但目前的平台对试桩及基准桩附近形成大面积堆载，应力高达300kPa以上，影响试桩工作状态和基准桩的设置，甚至造成平台失稳事故，因此，必须改进平台的结构形式。

3.4尚不能应用声波透射法推定桩身强度

桩中混凝土由于重力、地下水等多种因素的影响而产生离析现象，导致桩身各个区段混凝土的实际配合比产生变化，而这种变化情况无法预估，因而无法对“强度-声速”曲线作合理的修正。另一方面，声测管的平行度也会对强度的推定产生很大影响，声测管在安装埋设过程中难以保证管间距恒定不变，检测时，我们只能量测桩顶的两管距离，并用于计算各测点的声速，这就必然造成声速检测值的偏差。因此，《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）的适用范围中回避了桩身强度推定问题。

第4章

4.1单一性检测技术

4.1.1静载荷试验 桩基检测的创新和发展

增加了仪器硬件技术的创新和科研：发明了自动化测读和分析系统。系统采用先进的精密测试仪器，如位移测量采用的容栅数字位移传感器，精度高，温漂和时漂都很小，能够野外昼夜连续测试的要求。传感器本身带有液晶显示器能够将接收信号同实测位移数据进行对比。系统对于自动控制中的加压与稳压部分，压力控制以开关量控制为主。同时在软件设计中增加了自适应点触式加补荷方式，最大限度的减少加荷时产生的超压现象；当需要时也可配接变频调速器，进行总线输出以控制油泵出油量，达到精确控制加载量，提高检测精度的目的。系统根据静载试验中易出现的问题，设置了6种完善的自动报警功能。试验过程中弹出的报警窗口，显示有可能发生的问题信息以提醒试验人员进行现场调整或中止试验。系统完善的Windows版后处理分析软件，可实现报告数据和原始数据的分离处理；各种编辑功能和打印设置，使试验人员对数据的整理、图形的编辑、图表的输出更加方便快捷，提高了劳动效率。

4.1.2低应变反射波法

结合地质资料、施工记录分析基桩完整性。桩型、施工工艺对基桩的完整性以及缺陷类型影响很大。如：预制桩、人工挖孔桩不可能缩径；许多的缺陷或质量事故都发生在流水处或地层变化处；地层变化对波形也会产生影响（会产生反射波）等等。因此查看地质资料、了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定。虽然定量分析软件本身存在一些不足，但它分析了应力波在桩身传播的详细过程，只要桩周土的参数选择合理，它的作用远远大于我们凭肉眼对波形缺陷程度的判断。综合分析同一工程的所有被测桩。同一工程的地质和施工状况大致相同，通过寻找被测桩之间的共性，再来分析每一根桩的情况，往往能有效的提高分析效果。

4.1.3高应变法

由于桩土系统的复杂性及外界噪声的影响,从而使有用信号难以直观把握,因此采用良好性能的信号分析技术,提取有用信号是最终正确判断桩身特性的基础之一。在经典谱分析中主要采用了ＦＦＴ变换、倒频谱分析及希尔伯特变换。对于不同特性的信号,分别选用不同的分析技术,就会改善信号判断的难易。现在提出的分析方法有：时序分析技术和小波分析技术。时序分析法系指现代的、非传统的时间序列方法。同传统的时序法不同,该方法不是直接利用观测数据来获得数据的统计特性,而是对观测数据拟合一个参数模型,再利用这个参数模型对观测数据及产生这一数据的系统进行分析、研究与处理。小波分析技术是指通过选择合适的小波基函数对原始信号进行小波分析,实现信号时频分解,可以区分不同物理本质的信号成分,结合场地条件分辨有效信号与干扰信号,再

通过对“噪声”时段及频段的抑制,可以实现信号消噪,改善信号质量,从而提高桩基动测资料分析水平。动力测桩中需要同时对桩长、波速等多个参数进行反演估算,这是个较困难的问题。为此, 陈建功等运用遗传算法的基本原理,提出了一种动力测桩中完整桩多参数反演问题的遗传算法。动力测桩多参数反演问题可归结为一个非线性优化问题,采用传统的非线性优化方法很容易使目标函数处于局部极小域,很难取得较好的效果,而利用遗传算法具有自组织、自适应和自学习等智能特性,可以得到满意解,且收敛速度较快。

4.1.4声波透射法

目前，国内主要把重点放在超声波在混凝土中传播时控制接收信号的漂移和控制波形发生畸变。因此，好多科研单位都组织成立了一批优秀的科技队伍从理论上着手，再体现在仪器设备上的创新。

4.1.5钻孔取芯法

目前增加了钻机设备的技术含量，从单一的效率低的向效率高多功能的钻机发展。

4.2多种检测技术相结合当采用一种方法对桩身质量（完整性）做出正确判定时，可同时选用两种或多种方法进行检测，使各种方法能够相互补充、验证，提高检测结果的可靠性，如对大直径灌注桩的完整性检测，可采取低应变法和钻孔取芯法联合的模式；对多节预制桩，接头质量差是常见的缺陷，此时可采用高应变和低应变相结合的方式进行检测；对低应变法测试的盲区（浅部严重缺陷），可采取开挖验证等等。总之，对设计等级高、地质条件复杂、施工质量变异性大的桩基，或低应变判断完整性可能有技术问题时，提倡采用直接法进行验证。实际上，由于各种检测方法在可靠性或经济性方面存在不同程度的局限性，多种方法配合时又具有一定的灵活性，因此应根据检测目的，检测方法的适用范围，综合考虑各种因素如设计、地质情况、施工因素以及受检桩的代表性等等，合理选择检测方法和确定抽检数量，使各种检测方法尽量能互为补充或验证，即在达到“安全适用、正确评价”目的的同时，也力求做到各种方法优势互补，从而达到经济合理的目的。

第5章 桩基检测的展望

至今桩基动测技术远未成熟，随着桩基检测理论和实践的不断发展,建立桩土在动力作用下的力学机理及相关理论的，同时发展先进的测量技术和对测试信号的正确解释，桩基动测技术在工程中的应用将更加广泛。

深基坑支护桩的检测，目前国内尚无明确规定。对于桩身质量可用动测法检测，对于其横向承载力没有可行的检测方法。用动测法测定支护桩的横向承载力是值得研究的课题。研制和改进孔底沉渣测定仪，控制和检测灌注桩孔壁泥皮厚度的设备，对提高施工阶段的检测水平具有重要意义。

传统的桩基静载试验的慢速维持荷载法费时、费力，已远不能适应当前桩基检测工作的发展，在快速荷载试验法的技术上，我们有许多试验单位都作了大量的现场试验对比工作。从国外的发展情况来看，快速荷载试验法将是一个试验手段的发展方向。在这方面，有些地方规范已明确规定了快速荷载试验法的试验步骤。作为桩基工程的使用量和检测量的大国，相信随着测试理论和技术的不断完善、国际交流的不断广泛开展，我国的桩基静载试验将越来越走向成熟并形成自己的特色。

桩承载力自平衡试验方法是大承载力桩基静载试验的一种发展方向，但这种技术方法还刚刚兴起，其理论研究还在进行当中，该试验所得到的各种图表数据与传统的试验结果图表还有许多需要对比研究的地方。在现场设备安装时，荷载箱的放置位置会影响到桩侧阻力和桩端阻力的发挥，国外荷载箱一般放在桩端，这是因为国外试桩桩端一般都位于坚硬的持力层中，而我国各地的情况就有所不同，所以在设备安装前要事先进行计算，将荷载箱安装在合适的部位。该方法测出的上段桩的摩阻力方向是向下的，与常规方法测出的摩阻力方向相反，这方面还需要做进一步的理论研究与现场对比试验。

采用桩底加载法进行试桩，可缩短工期，节省大量人力、物力。试验可采用快速法，也可采用慢速维持荷载法。特别适合在水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩。在打入情况，也可利用一根桩打至不同深度，逐一进行试验，从而选择桩的最佳长度。目前较多是用于测定嵌岩桩的嵌固力，这是传统方法难以做到的。桩底加载法如能及早采用，实为我国建筑业中的一项飞跃。中国地域辽阔，工程地质复杂。中国土木工程建设的规模、持续发展的时间、工程建设中遇到的岩土工程技术问题，都是其它国家不能相比的。这给我国岩土工程研究跻身世界一流并逐步处于领先地位创造了很好的条件。展望21世纪岩土工程的发展，挑战与机遇并存，让我们的共同努力将中国岩土工程推向一个新水平。

参考文献：

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第三篇：数控技术发展

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：

1。高速、高精加工技术及装备的新趋势

2。五轴联动加工和复合加工机床快速发展

3。智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

4。重视新技术标准、规范的建立

就业前景

在发达国家中，数控机床已经大量普遍使用。我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距，机床数控化率还不到2%对于目前我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用。原因是多方面的，数控人才的匾乏无疑是主要原因之

一、由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电一体化综合技术，我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

1、数控人才的需求主要集中在以下的企业和地区

国有大中型企业，特别是目前经济效益较好的军工企业和国家重大装备制造企业。军工制造业是我国数控技术的主要应用对象。比如杭州发电设备厂用6000元月薪招不到数控操作工。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求，主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。具有数控知识的模具技工的年薪已开到了30万元，超过了“博士”。

2、数控人才的知识结构

现在处于生产一线的各种数控人才主要有二个来源：一是高职或中职的数控技术或机电一体化等专业的毕业生，他们都很年轻，具有不同程度的英语、计算机应用、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力，容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验，同时，由于学校教育的专业课程分工过窄，仍然难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。而采用双师型的教师队伍对学生进行教学，他们由具有企业技能工作经验的数控技师和从事高职教育多年的讲师组成。为学生毕业后到企业工作创造有利条件。

另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训，以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验，但是他们大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生，知识面较窄，特别是对计算机相应软件应用技术和计算机数控系统不太了解。而在数控应用软件方向由具有从业经验数控工程师进行教学，使学生更能够达到企业数控自动化编程和工艺设计以及零件建模要求。

3、对于数控人才，有以下三个需求层次，所需掌握的知识结构也各不同

（1）蓝领层

数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇不会大高。

（2）灰领层

数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD/CAM软件，如UG、ProE等；熟练掌握数控手工和自动编程技术；适合高职院校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎，待遇也较高。

数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职院校组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累，目前非常缺乏，其待遇也较高。

（3）金领层

数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造。是企业(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。适合高职院校组织培养。提供特殊的实训措施和名师指导等手段，促其成才。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。

对于以上各类数控人才，主要的基础知识基本相同，专业课的内容和重点不同。在课程设置方面应特别加强实训内容和与企业实习的内容，因材施教，培养企业所需的人才。在学校学习主要获得数控类职业资格等级证书、全国高校计算机等级证书、AutoCAD中级证书、维修电工/机修钳工中级证书等。

第四篇：炼钢技术发展

转炉、电炉、平炉炼钢各有什么优缺点？炼钢技术有哪些新

发展？

炼钢的方法有很多种，其基本原理是相同的，所不同的是在冶炼过程中需要的氧和热能来源不同，所用的设备和操作方法不同。目前各国采用的炼钢方法有转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢等，而主要发展趋势为纯氧顶吹转炉炼钢。至1976年，转炉钢已占世界钢总产量的70％。

（1）纯氧顶吹转炉炼钢法

这种方法是1952年以后发展起来的新技术，它是目前世界上采用较多也是较先进的一种方法。纯氧顶吹转炉炼钢有以下优点：

（i）生产速度快 由于用纯氧吹炼，就会高速降碳，快速提温，大大缩短冶炼时间。一座300t转炉吹炼时间不到20min，包括辅助工作时间在内，一共不超过1h。

（ii）品种多、质量好纯氧顶吹转炉既能炼普通钢，也能炼普通低碳钢。如首都钢厂采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。由于用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。

（iii）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％，生产费用也低于平炉。

目前纯氧顶吹转炉随着氧枪的多孔喷头的研制成功，大大提高了单位时间内的供氧量，并由于操作技术上的革新（例如，用电子计算技术来调节、控制冶炼过程），不论转炉容量的大小，吹炼时间基本上相差不多，即使300t转炉，净吹氧时时也可缩短到12min左右。在一定限度内，炉容量越大，经济效果越好，因此顶吹转炉迅速走向大型化。现在世界上最大的转炉为350t，并且正在研究建造400～450t转炉。

（2）电炉炼钢法

电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。

以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400t。

国外150t以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80％均为低碳钢。我国由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。

（3）平炉炼钢法

五十年代以前，平炉钢占世界钢产量的85％。近年来，除浇铸大型铸件或供水压机等成材的大钢锭，平炉炼钢仍在发挥其作用外，由于纯氧顶吹转炉炼钢技术的发展，转炉钢的产量大幅度增长，世界各国平炉钢产量才逐年下降。平炉炼钢法的最大缺点是冶炼时间长（一般需要6～8h），燃料耗损大（热能的利用只有20～25％），基建投资和生产费用高。一个年产1200万吨钢的钢厂，只要建成六个250～300t的纯氧顶吹转炉就够了，如果修建平炉却需要500t的大型平炉30～40座。虽然目前世界上仍在生产的平炉已普遍采用氧气炼钢，生产率有较大的提高，但除尘系统复杂，投资高昂，因此平炉炼钢不再发展，甚至有拆除改建为顶吹或底吹转炉的趋势。

第五篇：LED 技术发展状况

课 程 报 告

题目：

学

班

姓学LED技术近几年的发展

及前景

院：自动化学院 级： 名： 号摘 要：任何新事物的产生都需要经过不同的发展阶段，LED光管同样如此。本文阐述了LED产业从最初兴起到如今发展的历程，和近年来的状况，以及LED二极管发展至今所拥有的优势取得的成就和尚存在的缺陷。LED光管发展至今已频频出现在人们眼前，它具有体积小、价格低，重量轻、电压低、电流小、亮度高，发光响应速度快，驱动电路简单等优点，已经被广泛运用在汽车，手机，显示屏，电子仪器和工业系统中。近年来，LED技术不断获得新的进展，特别是高亮度的蓝，绿光LED技术和白光LED技术的突破，使LED的应用范围不断拓宽，已成为本世纪极具发展潜力的电子产品之一。在我们生活中扮演着越来越重要的角色，它是环保、节能、高效的代表，它是最有希望取代白炽灯成为点亮我们生活的光源。发光二极管(LED)是近几年来迅速崛起的半导体光电器件。

Abstract：Any of the emergence of new things all need to go through the different stages of development, such as LED light tube.This paper expounds the LED industry from the initial rise to now development course, and the recent status, and LED diode development so far has advantages of achievements and shortcomings.LED light tube development has frequently appeared in front of people, it has the advantages of small volume, low price, light weight, low voltage, current, high brightness, light rapid response speed, simple drive circuit and other advantages, has been widely used in automotive, mobile phone, LCD, electronic equipment and industrial system.In recent years, LED technology has obtained new progress, especially the high brightness blue, green LED and white light LED technology breakthrough, make LED application scope expanding, has become the most development potential of one of the electronic product.In our life, playing an increasingly important role, it is environmental protection, energy saving, high efficiency, it is one of the most promising to replace the incandescent lamp as light source of our life.Light emitting diode(LED)in recent years is the rapid rise of semiconductor optoelectronic devices.关 键 词：半导体、LED 半导体照明光源、LED灯具、LED性能、MCPCB和IAMS、显色性、发光强度

一．LED简介

(1).LED构成

LED（Light Emitting Diode）发光二极管，主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。LED是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。

(2).发光原理

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。(3).LED照明颜色

LED（LightingEmittingDiode）照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。(4).照明原理

LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。

二．LED发光二极管的发展历程

(1).1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。

(2)1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED，当时的单价约为45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明，比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。

(3).1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。

(4).1971，业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。(5).到20世纪70年代，由于LED器件在家庭与办公设备中的大量应用，LED的价格直线下跌。事实上，LED在那个时代主打市场是数字与文字显示技术应用领域。

(6).80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。

(7).1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。

(8).今天，效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。

(9).1994年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED。

(10).20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。三．LED产品与传统发光器件相较的优势

(1).使用寿命长，是普通光源的20一30倍，例如普通白炽灯的使用寿命在2000一3000小时，LED光源器件的寿命在10万小时，使用年限达5一10年。

(2).节能效果明显:LED发光体的耗电量仅为普通白炽灯的耗电量的15一20%，LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%

(3).抗机械冲击、防震防水、低热散发。

(4).体积小、固体化、形状可任意改变，可以用在特殊用途上，LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。

四．LED产品与传统发光器件相较的劣势

(1).近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示，使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。有些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中，部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中，研究人员发现其铅含量超标达到8倍，镍含量也超标2.5倍。如果LED灯破碎，还可能会对直接接触的人体健康造成损害。LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重，未来应当进行更为细致深入的调查，以促进政府对LED产品的安全使用和回收处理制定规范。

(2).LED需要由于单个发光面比较窄，通常大规模集成在线路板上，形成一个比较大的发光源，由此会造成大量热量积累，有时会击穿电路板。所以LED灯的散热一定要好。

(3)人眼最不能接受的是蓝光和UV光(即紫外线光)，蓝光杀伤人眼活性细胞的能力是绿光的10倍，而UV光杀伤人眼活性细胞的能力又是蓝光的10倍，长期接触大量低波长的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞，最终癌化形成斑块。而LED白光形成主要是靠450-455NM波长蓝光激发荧光粉，其中波长越低击发能力越强，通常LED的波长出厂控制在500NM之内，即450-455NM，或455-460NM，属于伤害最强的区段，如果波长变大，那么激发荧光粉的能力就下降，效率降低。人们为了追求亮度，通常更会加强LED的蓝光强度，点灯时间越久，荧光粉衰减越快，进而导致人眼接触的蓝光波段的光照越强烈，从而对人眼造成伤害。

所以LED灯具在道路交通的LED导航指示、LED路灯、LED台灯的使用上具有一定的不利因素，容易让人在使用过程中产生头晕眼花、不舒服的感觉，甚至长期使用会变成眼晴伤害，使得患眼病的机率会有所提高。

五．LED的主要应用

(1).信息平面显示

信息显示是现代生活中一项用途很广泛的领域，证券交易所里的显示板，动态广告牌，空港的飞机动态显示，模拟动画，体育场馆、商业、工业和其它行业的大型和超大型全色显示屏的信息显示，进一步满足了现代人对信息显示的需求欲望。

(2).智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称 ITS）

智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称 ITS）的发展，在为社会公众服务的交通领域，信息的发布成为重要的服务内容。广泛应用于体育场馆、车站、机场、商业、工业和其它行业的大型和超大型信息显示屏，作为传统的点阵显示技术，其低廉的成本和大型屏幕显示的特点相对于诸如等离子体、液晶等显示技术仍具有不可替代的优势。中国加入 WTO、北京申奥成功等，成为 LED 显示屏产业发展的契机。

(3).汽车指示灯

汽车指示灯包括汽车外部的各种方向灯、尾灯、刹车灯等，由于LED的快响应速度，当前面的汽车刹车时，后面的汽车可提前2一3公里看到信号，减少车祸发生。同时可降低油耗，使汽车每一加仑油增开1公里，同时减少污染。

(4).办公自动化设备与仪器仪表指示灯

现代化智能型的仪器仪表、办公自动化设备需要各种信号灯或指示灯，第一章LED产业的发展背景与趋势而LED由于其节能和长使用寿命的特点使它成了不可缺少的部件。

(5).背光光源

高性能L印还可用于小型液晶显示器(LCD)的背光照明，适用于蜂窝电话和笔记本型电脑等。最普通的应用是电话按键的背光照明，随着小型液晶显示器及未来个人通信产品用量的增长，将带动LED市场需求量提高。

(6).特种用途光源与建筑装饰

特殊用途照明，如建筑装饰、井下、矿灯、水下作业、特殊场地施工等传统的光源使用起来不方便或缺点明显的地方都可以采用LED光源。(7).固体照明光源

高性能LED的实用化和商品化，使照明技术面临一场新的革命，由多个超高亮度红、蓝、绿三色LED组成的像素灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而且还可以发出亮度可达几十到一百烛光的白色光成为照明光源。对于相同发光亮度的白炽灯和LED固体照明灯来说，后者的功耗只占前者的10%一20%，白炽灯的寿命一般不超过3，000小时，而LED灯的寿命长达10万小时。

六．LED产业发展前景与趋势

由于发光二极管产业不断涌现新技术、新产品、新的应用，呈现了朝阳工业的欣欣向荣的景象，在21世纪的头十年中，LED产业会得到持续发展。每年全球照明市场的销售额达120亿美元，而且每年还以8%左右的增长速度递增，这一巨大的市场被业界看好，使得他们纷纷投入的LED的研究开发中来。目前照明用途LED购置成本较高，预计2002年前后LED的购置成本将通过其低廉的使用费用在3一6年内得到偿付。随后LED灯将逐渐取代白炽灯。专家们预计，到2010年一20巧年，LED有望进入普通照明市场，与传统的光源竞争，形成与传统节能光源并存的局面;据保守估计，到2025年对白炽灯和卤素灯25一30%的替代率，全球每年的能源节省预计可达40亿美元。在国外，多个知名企业在致力于 LED 照明的开发研究，如 GE、OSRAM、PHILIPS、LUMILEDS、THE LED LIGHT、IDEC 等公司。国产 LED 显示屏的性价比比较高，市场占有率近100%，年平均增长率为 40%左右。美国 GE 公司和 EMCORE 公司合作成立新公司，专门开发白光 LED，以取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤钨灯和汽车灯。德国欧司朗公司与西门子公司合作开发LED 照明系统。随着第三代半导体材料氮化稼的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世，继半导体技术引发微电子革命之后，又在孕育一场新的产业革命——照明革命，其标志是半导体灯将逐步替代白炽灯和荧光灯。尽管还无法完全取代传统的白炽灯，但景观照明已成为半导体照明的新兴力量。

参 考 文 献

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