作业环境检测

作业环境检测（精选12篇）

作业环境检测 篇1

1.背 景

随着校园网和Internet的不断普及,师生的生活、学习、工作方式发生了巨大变化, 学生作业的上传不再是单一传统的手工书写批改模式,开始采用网络上传方式,网络广泛使用极大地方便了师生的教与学,但是作业直接在网络上传让部分学生钻了空子,直接拷贝同学的作业或是直接从网上拷贝。这种连答案里面写的内容都不清楚的行为严重影响了教学效果,但是若靠老师的手工检测,工作量太大,则现实中难以实现。

前期已经有不少专家针对抄袭检测推出了不少系统及方案, 但是前期的系统及方案主要解决在现有数据库中查找抄袭情况[1,2,3]。目前网络资源瞬息万变,有很多从网络抄袭的情况无法检测出来。针对现状,笔者结合Map Reduce及Nutch提出了新的抄袭检测方案。

2.相关概念

Mapreduce[4]:Map Reduce是一种编程模型 ,用于大规模数据集的并行运算。它极大地方便了编程人员在不会分布式并行编程的情况下,将自己的程序运行在分布式系统上。

Nutch:是一个网络搜索引擎,是在Java平台上开发的开源网络爬虫工具。该引擎主要分为两个部分: 爬虫crawler和查询searcher。Crawler主要用于从网络上抓取网页并为这些网页建立索引。Searcher主要利用这些索引检索用户的查找关键词来产生查找结果。

N-Gram模型 [5]:是大词汇连续语音识别中常用的一种语言模型,对中文而言,我们称之为汉语语言模型(CLM,ChineseLanguage Model)。该模型基于这样一种假设 ,第n个词的出现只与前面N-1个词相关,而与其他任何词都不相关,整句的概率就是各个词出现概率的乘积。这些概率可以通过直接从语料中统计N个词同时出现的次数得到。

3.作业抄袭的模块的分析与设计

根据题目的种类(主观题、客观题),我们采用两种不同的检测机制,教师可以根据需要针对主观题或是客观题进行抄袭检测。

客观题:本地检测,抄袭判断条件:错误题目的答案都一致。

主观题:网络检测,抄袭判断条件:满足Z.B.Andrei定义的文档相似性度量公式[6]。

3.1客 观 题 部 分 抄 袭 检 测

客观题包括单选题、多选题、判断题,对于此部分作业,若同学间错误的答案完全一致, 我们就认为此同学间存在抄袭嫌疑。判断流程如下图所示:

各部分操作步骤如下(下面各步骤序号与上图中的序号保持一致):

步骤1:输入学生作业的客观题部分。

学生作业上传可能包含主观题与客观题,在此部分只截取学生作业的客观题部分。

步骤2:对文档进行预处理。

目前系统要求学生客观题部分的标准输入是题号答案( 如1A, 代表第1题的答案是A), 但是学生输入的时候可能会存在如下与标准不符的答案,对于这部分的输入,系统先进行预处理:

(1)学生直接输出的答案 , 没有题号 , 答案之间用空格相隔。

处理办法:从左到右扫描,在空格处补上题号。

(2)对于没有答案的题目直接省略 ,如直接输出1A3C,缺少题号2与第2题的答案

处理办法:在1A的答案后面补充2＿＿＿(空格)。

(3)题号或答案前后有空格

处理办法:删除空格。

步骤3:与老师答案匹配。

按照整篇文本的粒度对文本进行分块,字符逐个匹配。

步骤4:答案有错的学生作业。

与老师的答案出现不一致,说明学生作业中的部分答案是错误的,以学生的作业作为一个输出单位,每个输出文档中包含学生所有的客观题部分的答案, 包括正确的与错误的。

步骤5:是否存在完全一致的作业比较。

在这个步骤中采用两两匹配的算法:

3.2主 观 题 部 分 的 抄 袭 检 测

目前因特网规模飞速膨胀,每天都会产生大量的新网页,且有大量网页失效, 如何获取有效信息至关重要,Nutch让这个想法成了可能。在这轮检测中我们先利用Nutch crawler帮助获取有用的网络信息, 然后利用Nutch Searcher通过关键字查询获取教师所需的文本放入对应的数据库中。整个主观题检测的运行流程有两个方案,具体如下描述:

3.2.1方 案一 :在主观题相似性检测方案一中 ,各部分操作步骤如下(下面各步骤序号与上图中的序号保持一致):

步骤1:Nutch crawler操作。

此处利用Nutch crawler从网络上搜索我们指定网站或全网的相关网页信息,并放入数据库A中。

步骤2:教师查询请求操作。

此处用到了Nutch Searcher功能, 教师根据作业中将会涉文本信息放入分布式数据库中,即查询结果数据库Part1,查询结果数据库Part2……查询结果数据库Part n,同时教师输入认定有抄袭嫌疑的阀值。

步骤3:学生作业上传。

把所有学生作业中主观题部分按学生作业1,2……n上传到各个分布式系统中,以便与网络上的信息进行相似度检测。

步骤4:相似度检测。

通用的文档复制(抄袭)检测系统如下图所示[7]

输入模块:输入待检测文档与数据库中存储已注册的文档。在本系统中待检测的文档就是学生上传的作业,数据库中存储的已注册文档即为从网络中获取的文档信息。

比较模块:基于N-Gram模型[8,9],结合Z.B.Andrei给出的文档相似性度量公式计算文档的相似度。

Z.B.Andrei定义的文档相似性的度量公式 ,如下所示 :

公式中:A为待检测文档,B为数据库中已有文档;S(A,w)和S(B,w)分别表示文档A、B中大小为w的所有子序列的集合。

两个文档A,B的相似性是在0到1中的某个数字,两篇文档的相似性越高,说明这两篇文档雷同的成分越多。反之,则说明两篇文档的雷同成分越少。假设系统规定的阀值为。如果Sim W(A,B)≥阀值,那么就认为查询文档A抄袭了已注册文档B的内容。

步骤5:合并。

输出有抄袭嫌疑多个作业清单,部分同学的作业可能与网络多个文档相似度都高于老师设定的阀值, 取相似度最高的纪录,删除该同学的其他记录,以保证获取最有可能抄袭的网络信息。

3.2.2方案二 :

步骤1:同方案一中的步骤1。

步骤2:同方案一中的步骤2。

步骤3:jobtracker在hadoop中监控分布式系统中每个节点运行情况, 在本方案中是用来监控哪个作业与网络资源的相似度已经超过了老师设定的阀值, 并通知其他分布式设备节点无需再对此作业进行相似度匹配。

步骤4:jobtracker有两个功能:(1)发现有作业与网络资源的相似度已经超过了老师设定的阀值, 上报给jobtracker;(2)接收jobtracker的广播, 即接收来自jobtracker关于哪份作业已经有抄袭嫌疑的通知,对此作业进行标记,该分布式节点后续不再进行相似度检测。

步骤5:学生作业主观部分上传:学生的作业按序错开上传到各个分布式设备中, 如学生作业1,2……n上传到分布式设备1中,学生作业10,11……n,1,2……9上传到分布式设备2中,以此类推。用错开方式上传的目的是当该学生与网络中文档相似度检测时达到老师设定的阀值,jobtracker可以在该作业还没有被其他设备检测前及时通知到这些分布式设备,以便提高检测效率;

步骤6:同方案一中的步骤4。

步骤7:合并,简单把前面输出的各个抄袭嫌疑,清单归并,输出给教师。

3.2.3两种方案比较

4.结 语

抄袭检测研究虽然已经有多年历史, 但是结合大数据的抄袭研究还是一个较新的研究领域。本文探讨了基于mapre-duce与Nutch的抄袭检测方案 , 给出了相应的实现方案 , 采用了此方案可以让数据库中存储的已注册文档为网络中的最新文档, 以适应网络资源的快速发展。同时本方案中采用的mapreduce思想可以使用户更方便 ,快捷地使用大规模数据集并行运算,以减轻服务器的负担。

摘要：作业是检验教学效果的一种重要手段,但是不可避免存在作业抄袭的现象。随着网络的进一步发展,学生作业的抄袭从简单的同学间抄袭延伸到从网络抄袭,如何从几十亿网页中找到抄袭的源头成了亟待解决的问题。文章结合Map Reduce及Nutch提出在大数据环境下作业抄袭检测的设计方案。

关键词：MapReduce,Nutch,抄袭检测

作业环境检测 篇2

1、减量化原则：如包装减量化 2、再利用原则：如废旧电器中的某些元件再利用 3、再循环原则：如农村中的沼气养猪 4、再回收原则：如塑料泡沫回收

以下案例中体现了新日铁对 4R 原则实行，分别为：

1.再利用：新日铁共生成副产物（不包括废钢铁）2075 万 t，其副产物中一半以上是高炉炉渣和钢渣，通过粉尘再利用设备，促进副产物的再利用。将高炉炉渣资源化利用为水泥、混凝土、路基材料等；将钢渣利用为土木建筑材料、肥料等。

2.再循环：新日铁用其产生的焦炉和高炉煤气用作发电，给本厂供电，也给东京电力公司供电。

3.再回收：新日铁在炼焦煤中掺入 1%废塑料炼焦，该技术大量采用废旧塑料，回收处理后代替焦炭使用，然后分别供应化工厂、发电厂和炼铁厂使用。

国外循环经济案例：

新日铁发展循环经济：

新日铁是日本最大的钢铁企业，也是全球技术力量雄厚的特大型钢铁企业之一。以下为新日铁发展循环经济的措施。

1.钢铁生产工序的节能措施 1.1 淘汰落后产能 1.2 高炉大型化

高炉大型化有利用节能和降低燃料比。具体钢铁生产过程中的节能措施如图 1所示。

图 1 新日铁钢铁生产流程上采取的具体节能措施 1.3 扩大节能型钢材产量 1.3.1 开发轻量化汽车和船舶用高强度钢板

新日铁充分利用其技术优势，扩大节能型钢材产量。例如，所生产的高级低电阻电工钢板占有全球市场的最大份额，并不断优化；开发制造轻量化、节油汽车和船舶用高强度钢板。

1.3.2 采用新一代控制冷却方式 CLC-μ

将这一技术和焊接部位韧性要求高的钢种生产技术结合使用，大幅度地降低了焊接施工成本。

1.4 副产物再利用

图 1.2 为新日铁 2007 年副产物生成量和循环利用情况的图。

图 1.2 新日铁 2007 年副产物生成量和循环利用情况

新日铁的炉渣主要用于生产矿渣水泥、矿渣砖、混凝土制品、替代普通砂和碎石用于工程建设、生产膨胀矿渣作轻质混凝土制品和防火隔热材料、生产具有保温和隔音等性能的矿渣棉。近年来，新日铁还成功开发有利于海洋藻类生长的高炉渣和腐殖质混合物。

2.开发节能工艺技术 2.1 干熄焦余热回收发电

目前，新日铁所有的炼焦厂都采用了干熄焦技术。

2.2 高炉炉顶煤气余压回收透平发电

近年来，新日铁利用 TRT 装置年回收能源约 11 万 t 标准煤。这种方式，既不消耗燃料，也不产生环境污染，发电成本低，是高炉冶炼工序的重大节能项目。

2.3 焦炉和高炉煤气循环利用发电

新日铁君津厂建有联合循环发电厂。采用的燃料是君津厂产生的煤气。它不仅有效利用了钢铁厂产生的煤气，还大幅度减少了 CO2 的排放量，使资源和环境获得双赢。发电厂运行过程中全部使用副产煤气作为燃料。

2.4 转底炉回收含锌粉尘

用含锌粉尘生产还原球团并脱锌。还原球团代替烧结矿加入高炉不仅节焦效果好，还间接节约烧结和炼焦耗能，年节能效益约 15 亿日元(约 1650 万美元)。

2.5 焦炉煤气提氢技术

新日铁君津厂成功开发从焦炉煤气中提氢的技术。为了得到更多的氢气资源，同时对高炉煤气和转炉煤气设备进行了技术改造。

2.6 建设新一代超级焦炉

新焦炉的优点是快速加热煤的能力强，能够改变所用煤的结构，提高焦炉的生产能力。

3.余热余能减排技术及措施 3.1 减少烧结和焦化系统 SOx 及 NOx 排放

新日铁大分厂采用活性炭，高效去除 SOx、NOx。在该处理系统中，先用活性炭吸附除去烟气中的 SOx，然后，烟气通过活性炭层同时高效去除 SOx 和 NOx。

3.2 废水处理循环使用

新日铁每年使用淡水约 40 亿 t，其中 90%为循环使用，对公共水域的排水减少到最小限度。

3.3 减少原料场粉尘飘散

为了降低原料场粉尘的扩散，在喷水降尘基础上，大分厂在堆料厂建造了大型集尘网。社会废弃物再利用技术 4.1 废塑料回收为炼焦原料

新日铁于 1998 年成功开发出在炼焦煤中掺入 1%废塑料炼焦的技术，该技术大量采用废旧塑料，回收处理后替代焦炭使用。

4.2 废轮胎用作转炉炼钢原料

1993 年，广畑厂炼铁使用冷铁源溶解(SMP)法，将废轮胎作为燃料，构筑了再次资源化体制。

4.3 开发垃圾直接熔融处理与资源化系统 4.4 开发废车解体新方法

要点：在送入切碎机前，拆掉薄板和电机，以减少铜等夹杂元素含量。

5.新日铁物流部门的节能措施

扩大海上运输、船舶大型化、提高车辆燃料费的措施，提高物流效率，进一步促进节能减排。

总结：

新课程环境下的作业改革 篇3

一、作业生活化——拓宽学生的学习空间。

陶行知先生认为：“生活即教育。”的确，生活中处处有数学，也处处要用到数学，生活中有取之不竭的数学教育资源。为此，我把作业与学生的生活实际相结合，常布置一些与学生生活有关的作业。让学生学会用数学知识解决现实问题的本领，使学生所学的知识得到继续拓展与延伸，使学生经历知识的发生、发展的全过程。

如：学习《利息》前，可安排学生到银行或信用社了解储蓄的意义、方式和利息、利率的计算方法。学习《长方体的表面积》后，让学生自行设计和制作洗衣机、彩电、电冰箱等家电的包装箱模型，并让学生说说自己的感受，从中领悟创新设计的魅力和数学美……这些贴近学生生活的作业，不仅巩固了课堂里所学的知识，使书本知识变活，而且拓宽了学生的学习空间，开阔了他们的视野，增长了见识。

二、作业趣味化——激发学生的学习兴趣。

兴趣是学习的最好老师。为了激发学生对作业的兴趣，我在作业形式的多样化上下功夫，在“趣”字上做文章。尽量把作业中的数学知识编成故事、谜语、童话、游戏等形式，使学生一看作业的内容就来劲，就跃跃欲试，使学生把作业看作是没有负担的学习，乐在其中。

如：学习“数的整除”这单元后，我让学生用这单元的知识把自家的电话号码编成一个竞猜题让其他同学猜的作业。

()2和3的最小公倍数。

()最小的合数。

()一位数中最大的偶数。

()既是偶数又是质数。

()既不是质数又不是合数。

()比所有自然数的公约数少1的数。

()5的最大约数。

学生根据这些条件，猜出“6482105”这个号码，按照猜出号码拨出去，接电话的果然是自己的同学，学生就觉得十分有趣。这样把作业寓于猜谜之中，有趣的猜谜活动吸引了学生，“吊”起了学生学习的胃口，让学生“吃”得有滋有味，使学生在“乐”中求知。

三、作业自主化——挖掘学生的内在潜能。

学生的性格、习惯、爱好千差万别，为了充分挖掘每个学生的潜能，让学生能根据自己的学习情况选择作业的自由，我常设计一些分层次的作业，使作业更富有针对性，留给学生自由的时间和空间，使学生拥有自主权。

如：教完“长方体的认识”之后，我设计了如下分层次的作业。

[A层]1、用硬纸制作一个长方体，量出它的长、宽、高。

2、拿制作好的长方体学具，同座位互相介绍它的面、棱、顶点。

3、(1)说出右图表示的物体是什么形状。

(2)指出它们的长、宽、高各是多少?

(3)它们的上面是什么形?长和宽各是多少?

(4)它们的右侧面和前面各是什么形?长和宽各是多少?

[B层]1、画一个长方体。

2、判断：

(1)、围成长方体的6个面中可能有长方形。( )

(2)、长方体相对的面完全相同指的是面积相等。( )

(3)、长方体中最多有4个面完全相同，8条棱长度相等。( )

[c层]1、右边已经画出长方体的长、宽、高。请你想像出这个长方体的

形状，并在图上画出来。

2、这个长方体的前面的长和宽各是多少?面积各是多少?上面和

右侧面的面积各是多少?

这些自主化的作业，要求学生根据自己的能力、兴趣自主选择若干题完成，充分尊重了学生的主体性，不同程度地开发了不同特长、不同层次学生的潜能。

四、作业开放化——点燃学生的创新火花。

教师要善于挖掘知识中的潜在因素，合理、恰当、巧妙、灵活地设计一些开放性的作业，对学生的思维进行求“新”、求“全”、求“活”的调控，让学生发散思维，敢于标新立异，提出各种问题，大胆创新。

如：学习“百分率的应用”后，可设计这样的作业：“六年1班有48名同学，在读书读报活动中，班委决定每人购买一样价为5元的书，书店对购买50本及50本以上者给予打九折，利用以上信息，说说你的购书方案”。学生在作业中提了多种购书方案：1、学生个人单独购买，全班共付：5×48=240(元)；2、班级统一购买，并且购买50本，全班共付：5×90％×50=225(元)，书多买2本，钱还少花15元；3、多买2本再按九折转买出去，全班共付：5×90％×50—5×90％×2=216(元)；4、多买2本再按原价推销出去，全班共付：5×90％×50—5×2=215(元)；从中发现后两种方案比较合适，且最后一种方案最为合算。这样开放性的作业，能让学生对所获信息采取不同的处理方法，会得到不同的解决结果，并从中发现最有效的解决问题的方法，闪烁着学生独特的创新精神，让学生在完成作业中体验到思考的快乐和创新的成就感。

作业环境检测 篇4

一、校内完成听说作业

为了保证所有学生完成听力作业,我们设计的听说作业除了教材内容外,还要有拓展的内容。教师要把对教材进行开发的课堂学习内容有效地组织在一起,并每天坚持用固定的时间在校内进行听说练习。此措施在农村学校实施效果显著。

二、课内反馈口头作业

教师在教学设计时就要对检查口头作业作出适当的安排,一般应与复习步骤相结合,要精心设计问题,还要确定抽查的学生名单,有的放矢,避免提问的随意性和无计划性。在新知识教授之前,教师要安排一定的时间对学生的口头练习进行抽查,抽查的学生应经常轮换,做到大致均衡。抽查后要及时记载成绩,并及时鼓励做得好的学生,充分调动学生开展口头活动的积极性和自觉性。

三、课后过关检测作业完成程度

现代检测技术作业概要 篇5

学

院：

专

业：

姓

名：

学

号：

指导教师：

2014年12月30日 一 现代检测技术的技术特点和系统的构成

1、现代检测技术特点

（1）测量过程软件控制

智能检测系统可以是新建自稳零放大，自动极性判断，自动量程切换，自动报警，过载保护，非线性补偿，多功能测试和自动巡回检测。由于有了计算机，上述过程可采用软件控制。测量过程的软件控制可以简化系统的硬件结构，缩小体积，降低功耗，提高检测系统的可靠性和自动化程度。（2）智能化数据处理

智能化数据处理是智能检测系统最突出的特点。计算机可以方便、快捷地实现各种算法。因此，智能检测系统可用软件对测量结果进行及时、在线处理，提高测量精度。另一方面，智能检测系统可以对测量结果再加工，获得并提高更多更可靠的高质量信息。

智能检测系统中的计算机可以方便地用软件实现线性化处理、算术平均值处理、数据融合计算、快速的傅里叶变换（FFT）、相关分析等各种信息处理功能。（3）高度的灵活性

智能检测系统已以软件工作为核心，生产、修改、复制都比较容易，功能和性能指标更加方便。而传统的硬件检测系统，生产工艺复杂，参数分散性较大，每次更改都涉及到元器件和仪器结构的改变。（4）实现多参数检测与信息融合

智能检测系统设备多个测量通道，可以有计算对多路测量通进行检测。在进行多参数检测的基础上，依据各路信息的相关特性，可以实现智能检测系统的多传感器信息融合，从而提高检测系统的准确性、可靠性和容错性。（5）测量速度快

高速测量时智能检测系统追求的目标之一。所谓高速检测，是指从检测开始，经过信号放大、整流滤波、非线性补偿、A/D转换、数据处理和结果输出的全过程所需要的时间。目前，高速A/D转换的采样速度在2000MHz以上，32位PC机的时钟频率也在500MHz以上。随着电子技术的迅猛发展，高速显示、高速打印、高速绘图设备也日臻完善。这些都为智能检测系统的快速检测提供了条件。（6）智能化功能强

以计算机为信息处理核心的智能检测系统具有较强的智能功能，可以满足各类用户的需要。典型的智能功能有：

1）测量选择功能

智能检测系统能够实现量程转换、信号通道和采样方式的自动选择，使系统具有对被测量对象的最优化跟踪检测能力。

2）故障诊断功能

智能检测系统结构复杂，功能较多，系统本身的故障诊断尤为重要，系统可以根据检测通道的特性和计算机本身的自诊断能力，检查个单元故障，显示故障部位，故障原因和应采取的故障排除方法。

3）其他智能功能

智能检测系统还可以具备人机对话、自校准、打印、绘图、通信、专家知识查询和控制输出等智能功能。

2、系统的构成 现代检测技术的一个明显特点就是传感器采用电参量、电能量或数字传感器以及微型集成传感器，信号处理采用集成电路和微处理器。

尽管现代检测仪器和检测系统的种类、型号繁多，用途、性能千差万别，但它们的作用都是用于各种物理或化学成分等参量的检测，其组成单元按信号传递的流程来区分：通常由各种传感器（变送器）将非电被测物理或化学成分参量转换成电信号，然后经信号调理（信号转换、信号检波、信号滤波、信号放大等）、数据采集、信号处理后显示并输出（通常有4～20 mA、经D／A转换和放大后的模拟电压、开关量、脉宽调制PWM、串行数字通信和并行数字输出等），由以上设备以及系统所需的交、直流稳压电源和必要的输入设备（如拨动开关、按钮、数字拨码盘、数字键盘等）便组成了一个完整的检测（仪器）系统，其各部分关系如图0-1所示。

（1）传感器

传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的器件或装置。它的作用是感受指定被测参量的变化并按照一定规律将其转换成一个相应的便于传递的输出信号。传感器通常由敏感元件和转换部分组成；其中，敏感元件为传感器直接感受被测参量变化的部分，转换部分的作用通常是将敏感元件的输出转换为便于传输和后续环节处理的电信号。

图0-1 现代检测系统一般组成框图

例如，半导体应变片式传感器能把被测对象受力后的微小变形感受出来，通过一定的桥路转换成相应的电压信号输出。这样，通过测量传感器输出电压便可知道被测对象的受力情况。这里应该说明，并不是所有的传感器均可清楚、明晰地区分敏感和转换两部分；有的传感器已将这两部分合二为一，也有的仅有敏感元件（如热电阻、热电偶）而无转换部分，但人们仍习惯称其为传感器（如人们习惯称热电阻、热电偶为温度传感器）。

传感器种类繁多，其分类方法也较多。主要有按被测参量分类法（如温度传感器、湿度传感器、位移传感器、加速度传感器、荷重传感器等），按传感器转换机理（工作原理）分类法（如电阻式、电容式、电感式、压电式、超声波式、霍尔式等）和按输出信号分类法（分为模拟式传感器和数字式传感器两大类）等。采用按被测参量分类法有利于人们按照目标对象的检测要求选用传感器，而采用按传感器转换机理分类法有利于对传感器做研究和试验。

传感器作为检测系统的信号源，其性能的好坏将直接影响检测系统的精度和其他指标，是检测系统中十分重要的环节。本书主要介绍工程上涉及面较广、应用较多、需求量大的各种物理量、化学成分量常用的先进的检测技术与实现方法以及如何选用合适的传感器，对传感器要求了解其工作原理、应用特点，而对如何提高现有各种传感器本身的技术性能，以及设计开发新的传感器则不作深入研究。通常检测仪器、检测系统设计师对传感器有如下要求： a.精确性

传感器的输出信号必须准确地反应其输入量，即被测量的变化。因此，传感器的输出与输入关系必须是严格的单值函数关系，最好是线性关系； b.稳定性

传感器的输入、输出的单值函数关系最好不随时间和温度而变化，受外界其他因素的干扰影响亦应很小，重复性要好； c.灵敏度

即要求被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号； d.其他

如耐腐蚀性好、低能耗、输出阻抗小和售价相对较低等。各种传感器输出信号的形式也不尽相同，通常有电荷、电压、电流、频率等，在设计检测系统及选择传感器时对此也应给予重视。

(2)信号调理

信号调理在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波、放大等，以方便检测系统后续环节处理或显示。例如，工程上常见的热电阻型数字温度检测（控制）仪表，其传感器Ptl00的输出信号为热电阻值的变化。为便于处理，通常需设计一个四臂电桥，把随被测温度变化的热电阻阻值转换成电压信号；由于信号中往往夹杂着50 Hz工频等噪声电压，故其信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。需要远传的话，通常采取D／A或V／I电路将获得的电压信号转换成标准的4～20 mA电流信号后再进行远距离传送。检测系统种类繁多，复杂程度差异很大，信号的形式也多种多样，各系统的精度、性能指标要求各不相同，它们所配置的信号调理电路的多寡也不尽一致。对信号调理电路的一般要求是：

1）能准确转换、稳定放大、可靠地传输信号； 2）信噪比高，抗干扰性能要好。

（3）数据采集

数据采集（系统）在检测系统中的作用是对信号调理后的连续模拟信号进行离散化并转换成与模拟信号电压幅度相对应的一系列数值信息，同时以一定的方式把这些转换数据及时传递给微处理器或依次自动存储。数据采集系统通常以各类模／数（A／D）转换器为核心，辅以模拟多路开关、采样／保持器、输入缓冲器、输出锁存器等。数据采集系统的主要性能指标是： 1）输入模拟电压信号范围，单位 V； 2）转换速度（率），单位 次／s；

3）分辨率，通常以模拟信号输入为满度时的转换值的倒数来表征；

4）转换误差，通常指实际转换数值与理想A／D转换器理论转换值之差。

（4）信号处理

信号处理模块是现代检测仪表、检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和人的大脑相类似。现代检测仪表、检测系统中的信号处理模块通常以各种型号的单片机、微处理器为核心来构建，对高频信号和复杂信号的处理有时需增加数据传输和运算速度快、处理精度高的专用高速数据处理器（DSP）或直接采用工业控制计算机。

当然，由于检测仪表、检测系统种类和型号繁多，被测参量不同，检测对象和应用场合各异，用户对各检测仪表的测量范围、测量精度、功能的要求差别也很大。对检测仪表、检测系统的信号处理环节来说，只要能满足用户对信号处理的要求，则是愈简单愈可靠，成本愈低愈好。对一些容易实现且传感器输出信号大，用户对检测精度要求不高，只要求被测量不要超过某一上限值，一旦越限，送出声（喇叭或蜂鸣器）、光（指示灯）信号即可的检测仪表的信号处理模块，往往只需设计一个可靠的比较电路，该电路的一端为被测信号，另一端为表示上限值的固定电平；当被测信号小于设定的固定电平值，比较器输出为低电平，声、光报警器不动作，一旦被测信号电平大于固定电平值，比较器翻转，经功率放大驱动扬声器、指示灯动作。这种简单系统的信号处理就很简单，只要一片集成比较器芯片和几个分立元件即可。但对于热处理和炉温检测、控制系统来说，其信号处理电路将大大复杂化。因为对热处理炉炉温测控系统，用户不仅要求系统高精度地实时测量炉温，而且需要系统根据热处理工件的热处理工艺制定的时间-温度曲线进行实时控制（调节）。如果采用一般通用的中小规模集成电路来构建这一类较复杂的检测系统的信号处理模块，则不仅构建技术难度很大，而且所设计的信号处理模块必然结构复杂，调试困难，性能和可靠性差。

由于微处理器、单片机和大规模集成电路技术的迅速发展和这类芯片价格不断降低，对稍复杂一点的检测系统（仪器）其信号处理环节都应考虑选用合适型号的单片机、微处理器、DSP或新近开始推广的嵌入式模块为核心来设计和构建（或者由工控机兼任），从而使所设计的检测系统获得更高的性能价格比。

（5）信号显示

通常人们都希望及时知道被测参量的瞬时值、累积值或其随时间的变化情况，因此，各类检测仪表和检测系统在信号处理器计算出被测参量的当前值后通常均需送至各自的显示器作实时显示。显示器是检测系统与人联系的主要环节之一，显示器一般可分为指示式、数字式和屏幕式三种。

1）指示式显示又称模拟式显示。被测参量数值大小由光指示器或指针在标尺上的相对位置来表示。用有形的指针位移模拟无形的被测量是较方便、直观的。指示式仪表有动圈式和动磁式等多种形式，但均有结构简单、价格低廉、显示直观的特点，在检测精度要求不高的单参量测量显示场合应用较多。指针式仪表存在指针驱动误差和标尺刻度误差，这种仪表的读数精度和仪器的灵敏度等受标尺最小分度的限制，如果操作者读仪表示值时，站位不当就会引入主观读数误差。

2）数字式显示以数字形式直接显示出被测参量数值的大小。在正常情况下，数字式显示彻底消除了显示驱动误差，能有效地克服读数的主观误差，（相对指示式仪表）可提高显示和读数的精度，还能方便地与计算机连接并进行数据传输。因此，各类检测仪表和检测系统正越来越多地采用数字式显示方式。

3）屏幕显示实际上是一种类似电视显示方法，具有形象性和易于读数的优点，又能同时在同一屏幕上显示一个被测量或多个被测量的（大量数据式）变化曲线，有利于对它们进行比较、分析。屏幕显示器一般体积较大，价格与普通指示式显示和数字式显示相比要高得多，其显示通常需由计算机控制，对环境温度、湿度等指标要求较高，在仪表控制室、监控中心等环境条件较好的场合使用较多。

（6）输出 在许多情况下，检测仪表和检测系统在信号处理器计算出被测参量的瞬时值后除送显示器进行实时显示外，通常还需把测量值及时传送给控制计算机、可编程控制器（PLC）或其他执行器、打印机、记录仪等，从而构成闭环控制系统或实现打印（记录）输出。检测仪表和检测系统的信号输出通常有4～20 mA的电流信号，经D／A转换和放大后的模拟电压、开关量、脉宽调制PWM、串行数字通信和并行数字输出等多种形式，需根据测控系统的具体要求确定。

（7）设备

输入设备是操作人员和检测仪表或检测系统联系的另一主要环节，用于输入设置参数，下达有关命令等。最常用的输入设备是各种键盘、拨码盘、条码阅读器等。近年来，随着工业自动化、办公自动化和信息化程度的不断提高，通过网络或各种通信总线利用其他计算机或数字化智能终端，实现远程信息和数据输入的方式愈来愈普遍。最简单的输入设备是各种开关、按钮，模拟量的输入、设置，往往借助电位器进行。

（8）稳压电源

一个检测仪表或检测系统往往既有模拟电路部分，又有数字电路部分，通常需要多组幅值大小要求各异但稳定的电源。这类电源在检测系统使用现场一般无法直接提供，通常只能提供交流220 V工频电源或+24 V直流电源。检测系统的设计者需要根据使用现场的供电电源情况及检测系统内部电路的实际需要，统一设计各组稳压电源，给系统各部分电路和器件分别提供它们所需的稳定电源。

最后，值得一提的是，以上七个部分不是所有的检测系统（仪表）都具备的，而且对有些简单的检测系统，其各环节之间的界线也不是十分清楚，需根据具体情况进行分析。

另外，在进行检测系统设计时，对于把以上各环节具体相连的传输通道，也应给予足够的重视。传输通道的作用是联系仪表的各个环节，给各环节的输入、输出信号提供通路。它可以是导线、管路（如光导纤维）以及信号所通过的空间等。信号传输通道比较简单，易被人们忽视，如果不按规定的要求布置及选择，则易造成信号的损失、失真或引入干扰等，影响检测系统的精度。二 简述现代检测技术中数据处理内容和处理的方法

1、数据处理内容

主要是测量误差的分析。

而测量误差有可以分为随机误差、系统误差、粗大误差。在同一测量条件下，多次重复测量同一量值时，测量误差的大小和正负符号以不可预知的方式变化，这种误差叫做随机误差，又称偶然误差。随机误差是由很多复杂因素的微小变化的总和所引起的，因此分析比较困难。（1）系统误差

当在一定的相同条件下，对同一物理量进行多次测量时，误差的大小和正负总保持不变或者误差按一定的规律变化，这种误差叫做系统误差。引起系统误差的因素主要有：材料、零部件及工艺缺陷；环境温度、湿度、压力的变化以及其它外界干扰等。可以利用修正值来减小或消除系统误差（2）粗大误差

在相同的条件下，多次重复测量同一量时，明显地歪曲了测量结果的误差，称为粗大误差，简称粗差。粗差是由于疏忽大意，操作不当，或测量条件的超常变化而引起的。含有粗大误差的测量值称为坏值，所有的坏值都应去除，但不是主观或随便去除，必须科学地舍弃。正确的实验结果不应该包含有粗大误差。

2、数据处理方法

（1）有效数字和数据舍入规则

1）有效数字

测量结果和数据处理中，确保几位有效数字是很重要的问题，测量结果既然包含误差，说明测量值实际就是一个近似值，在记录测量结果或者是数据运算时取多少有效数字，应该以测量能达到的准确度为依据，如果认为测量结果中小数点后的位数越多，数据就越准确这是片面的。

2）数据舍入规则

对于位数很多的的近似数，当有效位数确定以后，其后面多余的数组应舍去，而保留的有效数字最末以为数字应按下面的舍入规则进行凑整。

① 若舍去部分的数值小于保留部分末位的半个单元，则末位不变。②若舍去部分的数值大于保留部分末位的半个单元，则末位加1。

③若舍去部分的数值等于保留部分末位的半个单元，则末位凑成偶数，即末位为偶数时不变，末位为奇数时加1。

（2）数据运算规则

在近似运算中，为保证最后结果又尽可能公安的准确度，所有参与运算的数据，在有效数字后可多保留一位数组作为参考数字，或称为安全数字。

1）在加减运算时，各运算数据以小数位数最少的数据位数为准，其余各数据可多取一位小数，单最后结果应与小数位数最少的数据小数位相同。

2）在乘除运算时，个运算数据应以有效位数最少的数据为准，其余各数据要比有效位数最少的数据位数多取一位数字，而最后结果应与有效位数最少的数据位数相同。3）在平方或开平方运算时，平方相当于乘法运算，开方是平方的逆运算，故可以按照乘除法运算处理。

4）在对数运算时，n位有效数字的数据应该是用n位对数表，或用n+1位对数表，以免损失精度。）三角函数运算中，所取函数值得位数应随角度误差的减小而增多。

（3）最小二乘法

最小二乘算法的基本原理是将输入数据与预先设计好的含有非周期分量和某些谐波分量的函数按最小二乘法原理进行拟合,从中求出输入信号中所包含的基频分量和各种谐波分量的幅值和相角。为便于下面的分析和计算,假设系统故障的暂态电流包含有衰减性直流分量和小于6次谐波的各种整数次谐波分量,则可给定电流表达式: 在我们研究两个变量(x, y)之间的相互关系时，通常可以得到一系列成对的数据(x1, y1、x2, y2...xm , ym)；将这些数据描绘在x-y直角坐标系中(如图1), 若发现这些点在一条直线附近，可以令这条直线方程如(式1-1)。

Y计= a0 + a1 X(式1-1)其中：a0、a1 是任意实数

为建立这直线方程就要确定a0和a1，应用《最小二乘法原理》，将实测值Yi与利用(式1-1)计算值(Y计=a0+a1X)的离差(Yi-Y计)的平方和〔∑(YiY计)2(式1-2)

把(式1-1)代入(式1-2)中得:

φ = ∑(Yia1 Xi)2(式1-3)

当∑(Yi-Y计)平方最小时，可用函数 φ 对a0、a1求偏导数，令这两个偏导数等于零。

亦即：

m a0 +(∑Xi)a1 = ∑Yi(式1-6)

(∑Xi)a0 +(∑Xi2)a1 = ∑(Xi, Yi)(式1-7)

得到的两个关于a0、a1为未知数的两个方程组，解这两个方程组得出：

a0 =(∑Yi)/ m(∑Xi ∑Yi)] / [n∑Xi2-(∑Xi)2)](式1-9)这时把a0、a1代入(式1-1)中, 此时的(式1-1)就是我们回归的元线性方程即：数学模型。

反映了除y与x存在直线关系以外的一切因素（包括x对y的非线性影响及其他一切未加控制的随机因素）所引起的y的变异程度，称为离回归平方和或剩余平方和，所以要求它最小，即其它影响因素最小。

反映了y的总变异程度，称为y的总变异平方和。

最小二乘法是处理各种观测数据进行测量平差的一种基本方法。

如果以不同精度多次观测一个或多个未知量，为了求定各未知量的最可靠值，各观测量必须加改正数，使其各改正数的平方乘以观测值的权数的总和为最小。因此称最小二乘法。

一般线性情况

若含有更多不相关模型变量t1,...,tq，可如组成线性函数的形式

即线性方程组

通常人们将tij记作数据矩阵 A，参数xj记做参数矢量x，观测值yi记作b，则线性方程组又可写成：

即 Ax = b 上述方程运用最小二乘法导出为线性平差计算的形式为：

三 简述信息处理的内容和算法

对信息处理实质就是对信号处理

为了深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非常必要的。以不同的角度来看待信号，我们可以将信号分为

1.确定性信号与非确定性信号

2.能量信号与功率信号

3.时限信号与频限信号

4.连续时间信号与离散时间信号

5.物理可实现信号

1.1确定性信号与非确定性信号 a)确定性信号

可以用明确的数学关系式描述的信号称为确定性信号。它可以进一步分为周期信号、非周期信号与准周期信号等，如下图所示。

周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件：

x(t)= x(t + nT)式中，T——周期，T=2π/ω0；ω0——基频；n=0,±1, …。

非周期信号是不会重复出现的信号。例如，锤子的敲击力；承载缆绳断裂时应力变化；热电偶插入加热炉中温度的变化过程等，这些信号都属于瞬变非周期信号，并且可用数学关系式描述。例如，下图是单自由度振动模型在脉冲力作用下的响应。

准周期信号是周期与非周期的边缘情况，是由有限个周期信号合成的，但各周期信号的频率相互间不是公倍关系，其合成信号不满足周期条件，例如 是两个正弦信号的合成，其频率比不是有理数，不成谐波关系。

这种信号往往出现于通信、振动系统，应用于机械转子振动分析，齿轮噪声分析，语音分析等场合

b)非确定性信号

非确定性信号不能用数学关系式描述，其幅值、相位变化是不可预知的，所描述的物理现象是一种随机过程。例如，汽车奔驰时所产生的振动；飞机在大气流中的浮动；树叶随风飘荡；环境噪声等。

1.1 信号的时域分析

信号时域分析又称之为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。1.信号类型确定

信号时域分析(波形分析)的一个重要功能是根据信号的分类和各类信号的特点 确定信号的类型。然后再根据信号类型选用合适的信号分析方法。

2.周期T

对周期信号来说，可以用时域分析来确定信号的周期，也就是计算相邻的两个信号波峰的时间差。

3.均值

均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值．基于随机过程的特性，可用时间间隔T内的幅值平均值表示，即

4.均方值

信号x(t)的均方值E[x2(t)]，或称为平均功率，其表达式为：

值表达了信号的强度，其正平方根值，又称为有效值，也是信号的平均能量的一种表达。在工程信号测量中一般仪器的表头示值显示的就是信号的均方值。

5.方差

信号x(t)的方差定义为：

称为均方差或标准差。可以证明，描述了信号的波动量；

描述了信号的静态量。

方差反映了信号绕均值的波动程度。

1.3 信号的相关分析 1.3.1 相关的概念 相关是指客观事物变化量之间的相依关系，在统计学中是用相关系数来描述两个变量x，y之间的相关性的，即：

式中pxy是两个随机变量波动量之积的数学期望，称之为协方差或相关性，表征了x、y之间的关联程度；、分别为随机变量x、y的均方差，是随机变量波动量平方的数学期望。

自然界中的事物变化规律的表现，总有互相关联的现象，不一定是线形相关，也不一定是完全无关，如：人的身高与体重，吸烟与寿命的关系。

2.4 信号的幅值分析

信号的幅值分析包括信号的幅值概率密度函数和幅值概率分布函数，它反映了幅值信号落在不同强度区域的概率情况。

a)概率密度函数

随机信号的概率密度函数定义为：

对于各态历经过程：

b)概率分布函数

概率分布函数是信号幅值小于或等于某值R的概率，其定义为：

概率分布函数又称之为累积概率，表示了落在某一区间的概率，亦可写为：

典型信号的概率密度函数和概率分布函数如下图所示：

1.5 信号的表述

1.5.1 周期信号的表述

一般周期信号可以利用傅里叶级数展开成多个乃至无穷多个不同频率的谐波信号的线性叠加。傅里叶级数展开式包含三角函数展开式、复指数展开式。

1三角函数展开式

.对于满足狄里赫勒条件：函数在(-T/2，T/2)区间连续或只有有限个第一类间断点，且只有有限个极值点的周期信号，均可展开成：

式中常值分量、余弦分量幅值、正弦分量幅值分别为

式中：a0，an，bn为傅里叶系数；T0 为信号的周期，也是信号基波成份的周期；

ω0=2π/T0为信号的基频, nω0为n次谐频。由三角函数变换，可将式中的正、余弦同频项合并

式中：常值分量 A0=a0 各谐波分量的幅值

各谐波分量的初相角

2、复指数展开式 利用欧拉公式

2.6 信号的频谱分析

信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。时域信号x(t)的傅氏变换为：

式中X(f)为信号的频域表示，x(t)为信号的时域表示，f为频率。傅里叶变换的主要性质

傅里叶变换是信号分析与处理中，时域与频域之间转换的基本数学工具。掌握傅里叶变换的主要性质，有助于了解信号在某一域中变化时，在另一域中相应的变化规律，从而使复杂信号的计算分析得以简化。四 应用实例---天然气管道腐蚀检测技术

天然气管道腐蚀检测技术 在现有的技术条件下，人们认为钢质管道传输送危险液体和气体被认为是安全有效的方式，但是随着时间的推移和管道自身以及周围环境的变化，管道会出现不可避免的缺陷，这种随时间的的积累的缺陷很容易导致事故的发生，其表现的形式主要是腐蚀穿孔，钢制管道腐蚀有内腐蚀和外输入介质含有的腐蚀性杂质引起管壁均匀减薄等一系列问题。管道外腐蚀是指在外防腐层破坏，阴极保护不完全，被屏蔽情况下放生的。发生后腐蚀速度与土壤腐蚀性，阴极保护度等因相关。防腐层失效的主要原因是土壤环境中含有的化学，物理破坏，运行条件造成的图层老化，阴极保护副作用造成图层剥离，以及外界活动破坏的防腐层。

钢质管道内腐蚀检测技术

钢质管道内腐蚀检测技术是通过装有无损检测设备及数据采集、处理和存储数据系统的智能清理管道器，完成对管体的逐级扫描，达到对缺陷检测的目的。

（1）漏磁法智能清管器

它是通过检测器是目前应用历史较长、技术较为完善的设备，其主要通途在管道穿孔之前确定或扫描因内、外腐蚀引起的壁厚变化情况，同时也能检测出管壁的凹痕等缺陷。

磁通法检测器一般由三个模块组成各模块之间由联轴节连接，而其表现形式主要为腐蚀穿如图l所示：钢质管道腐蚀有内腐蚀

图1 漏磁通法检测器的结构示意图

第一个模块为电池模块，中间为探测漏磁的传感器模块，第三个为仪器模块。漏磁通法检测的基本原理是建立在铁磁料的高磁导率这一特性之上的。其检测的基本原理如图2所示：

钢管中因腐蚀而产生缺陷处的磁导率远小于钢管的磁导率，钢管在外加磁场作用下被磁化，当钢管中无缺陷时，磁力线绝大部分通过钢管，此时磁力线均匀分布；当钢管内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，并且有一部分磁力线泄漏出钢管表面，检测被磁化钢管表面逸出的漏磁通，就可判断缺陷是否存在。

漏磁通法适用于检测中小型管道，可以对各种管壁缺陷进行检验，检测的管壁不能太厚，干扰因素多，空间分辨力低，另外，小而深的管壁缺陷处的漏磁信号要比形状平滑但很严重的缺陷处的信号大得多，所以漏磁检测数据往往需要经过校验才能使用。检测过程中当管道所采用的材料混有杂质时，还会出现虚假数据。使用漏磁法检测管壁厚度时，检测信号易受到管壁腐蚀缺陷的长度，深度和缺陷形等因素的影响。当腐蚀缺陷的面积大于探头的灵敏区时，管壁厚度的检测精度高。但是，当腐蚀缺陷的面积小于探头的灵敏区时，管壁厚度的检测精度难以得到保证。

因此，漏磁检测装置分为高分辨率和低分辨率两种。高，低分辨率漏磁检测装置的划分以所用探头数的多少或各探头间的周向间距而定。探头数愈多，各探头之间的周向间距愈小，分辨率愈高，则检测精度愈高。高分辨率漏磁检测装置对槽型缺陷具有良好的检测效果，对长宽比大于2，宽度小于探头周向间距的槽型缺陷而言，当采用探头周向间距为30 40mm的漏磁检测装置检测时，壁厚的检测值明显偏小。而采用探头周向间距为8ram的漏磁检测装置再次对这种缺陷进行检测时，则能精确测量壁厚。

(2)超声波裂纹检测仪。

管内超声波在役检测原理见图3／多i：示。垂直于管道壁的超声波探头对管道壁发出一组超声波脉冲后，探头首先接收到由管道壁内表面反射的回波(前波)，随后接收到由管道壁缺陷或管道壁外表面反射的回波(缺陷波或底波)。于是，探头至管道壁内表面的距离A与管道壁厚度T可以通过前波时间以及前波和缺陷波(或底波)的时间差来确定：

A--tA／2(1)T----tbn,／2(2)式中，t，为第一次反射回波(前波)时间，t。为第二次反射回波(底波或缺陷波)时间，n，为超声波在介质中的声速，n。为超声波在管道中的声速。不过，仅仅根据管道壁厚度T曲线尚无法判别管道属内壁缺陷还是外壁缺陷，还需要根据探头至管道壁内表面的距离A曲线来判别。当外壁腐蚀减薄时，距离A曲线不变·而当内壁腐蚀减薄时，距离A曲线与壁厚T曲线呈反对称。于是，根据距离A和壁厚T两条曲线，即可确定管道壁缺陷，并判别管道是内壁腐蚀减薄缺陷还是外壁腐蚀减薄缺陷。

(3)涡流检测技术。涡流检测技术的原理是：在涡流式检测器的两个初级线圈内通以微弱的电流，使钢管表面因

图3管内超声波检测原理示意圈

电磁感应而产生涡流，用次级线圈进行检测。若管壁没有缺陷，每个初级线圈上的磁通量均与次级线圈上的磁通量相等，由于反相连接，次级线圈上不产生电压。有缺陷时，磁通发生紊乱，磁力线扭曲，使次级线圈的磁失去平衡而产生电压。通过对该电压的分析，检测出腐蚀情况。2．2钢质管道外腐蚀检测技术国内外埋地钢质管道外防腐层检测技术方法很多，但就其信号源来说，都可归纳为直流法和交流法两种。当今防腐层状况检测技术大多是通过管道上方地面测量或防腐层性能的间接测试而完成，这里主要介绍两种地面常用的检测技术。

1）Pearson(PS)(皮尔逊)检测法

Pearson检测法由美国人Pear-SOn提出。该方法需要在管道与大地之间施加1000 Hz的交流信号，该交流电会在管道防腐层的破损处流向大地，从而在破损点的上方形成交流电压梯度，其电流密度随着离防腐层破损点距离的增加而减小。两名操作者相距3 6m沿管线上方(与探管机配合使用)检测地面电压梯度。检测电极可分别由两个操作人员的人体代替，用人体对地的耦合电容来检测电压梯度信号，并通过链式电缆传送到接受装置，经过滤波放大后，由指示仪表指示检测结果，故该方法又称为“人体阻容法”。这种方法具有较高的检测效率，但钡9量结果与操作人员技术和经验有很大关系。这时不同的土壤和涂层电阻都能引起信号改变，可能被误认为是涂层缺陷，没有现场经验的人不易确定涂层缺陷的位置，或者不能确定是否存在有涂层缺陷。该方法具有识别破损点大小的功能，在长输管道的检测与运行维护中使用效果较好。

2）多频管中电流法a℃A母 多频管中电流法应用较为简便。检测时将发射机发射的检测信号供入管道如图4所示，在地面上沿管道记录管道中各测点流过的电流值，观测数据经过软件处理即得出检测结果。图形结果可直接显示破损点位置，也可定性地判断各段防腐层的老化状况。若要定量地测量防腐层的状况，则可用不同频率的信号电流进行类似测量，将测量数据通过GD．FFW软件，便算出各段防腐层的绝缘电阻值Rg。参照行业标准即可判定防腐层的状态级别，检测的原始数据及分析结果可以作为防腐数据库的原始资料。多频管中电流法其原理为：当

检测信号从管道某一点供入后，电流会通过管道经大地流回发射机，并在管道流动中随距离增加而衰减。对于有一定长度的管道，电流 I随距离x成指数衰减。

作业课前检测评价的实践研究 篇6

直到我使用了作业课前检测评价才很好地解决了这一问题。我要求每位同学建立了一个独立的课前作业检测本，并把课前测试作为每堂课的一个重要教学环节来进行了设计，并对每个学生的测试结果进行了评价。

一、作业课前测试评价的四个环节

1.选题

每次备课，都要从昨天的晚作业中一般选取四道题，测试题兼顾学生基础，分难、中、易三个层次，题目要典型，要具有复习巩固旧知，作业检查反馈、导入新课学习之要求。

2.测试

用PPT或学案等形式在课前，由学生写在检测本上或做在学案上，由于是作业题，多数学生用很短的时间就可以完成，一般控制在2～3分钟以内。

3.讲阅

测试完后由教师或学生再对这部分题目进行讲评，小组内交换完成批阅。讲阅和评价环节时间一般在2分钟以内完成。

4.评价

我建立了作业课前检测分层评价机制。我根据学生的学习成绩及能力以及学生本人的申请意愿把本班同学分成A、B、C类三种情况：平时基础好、能力强、成绩突出者为A类，这类学生约占全班人数的30%，成绩、能力相对一般的中等学生为B类，这一类学生约占全班人数的50%左右，剩余的20%的学生为基础差、学习困难的为C类。对A、B、C类的学生的评价标准也不一样。我每次都要椐试题的难易程度，灵活掌握评分标准。一般情况下，A类学生要求全对，B类学生正确率一般在60%以上，C类正确率在60%以上才能达标记1分。学习小组长每次要将本组成员得分报给课代表，每周课代表将本周情况汇总后在班里公示。同时作业课前检测评价成绩将作为一项重要指标连同期中、期末成绩纳入学生学期末的本科成绩评价。

二、作业课前测试评价的意义

1.注重了学生学习的过程性评价

作业是学生学习知识、巩固知识的重要途径，作业的管理也是提高学生学习成绩的重要途径，通过作业课前检测评价将作业评价成绩将作为一项重要指标连同期中、期末成绩纳入学生学期末的成绩评价，改变了过去单一的学科考试成绩评价方法，注重了学生平时的学习过程管理和评价。

2.提高了学生完成作业的积极性和学习的自主性

实施课前测试评价，抄袭作业已没有了任何意义，因为老师测的是你这些作业题目会了没，不是写了没，所以学生完作业的积极性空前提高，特别是以前那些经常完不成作业、抄作业的学生几乎不见了踪影，很少碰到作业不认真的学生。以前总见一部分学生很多不会做的题总是空着，等老师来讲，现在为了取得理想的课前测试成绩，每次上课前都看到一些C类学生在向A类学生请教不会的题，学习的自主性明显提高。当学习困难的学生开始主动提出不会的题找身边的同学讲，那么他们成绩的提升就是一个很明显的事情，有利于大面积提高教学质量。

3.提高了课前复习这一教学环节的效率

课堂的教学效率反映到学生身上就是有多少学生参与到问题的思考中。以前的课前复习环节，采取的形式就是找几个同学上黑板板演，或是叫起几个同学来提问，但往往是当被叫到的学生开始工作时，其余的学生就各干各的了，并不进行思考。现在把这一环节变成了测试，变成了作业的检查，全体同学都要积极参与，在此期间还便于老师密切注视学习困难的学生的情况，全体同学参与到思考当中，这一教学环节的效率得到了明显提高。

三、实施作业课前检测评价需要注意的几个问题

1.精选作业测试题要作为备课的一项重要内容来对待

题量要恰当，既不要太多，以免占用课堂的大量时间，也不要太难，要做到难、中、易结合。大部分作业基本上是课本的例题、练习题、练习册上的题或来自老师的讲义。

2.要注意把测试与评价相结合

做好学生的任何一项工作都离不开评价，要本着以鼓励为主、充分调动学生积极性的原则。评价的标准要面向全体学生，实行分层次评价，让每一个学生都有通过自己的努力获得好成绩的机会。

参考文献：

[1]吴清.精彩对话，因预设而生成[J].新课程学习（上），2011（11）.

[2]虞伟珍.教学中要让预设与生成辩证统一[J].文学教育（下），2007（7）.

[3]刘永根.形似神离的物质归纳[J].高中数理化（高一版），2008（3）.

[4]陈明欢.情境预设与有效生成[J].生活教育，2014（S2）.

车间作业环境噪声分析与控制 篇7

1.1 车间环境噪声测量

某电机车间建于2002年,车间内有A、B、C三条自动流水生产线,生产各种型号电机且产量较大,三条流水线配置的设备均相同,只是生产的产品型号不同,设备装配的模具不同,且三条流水线为平行布置。每条流水线的主要设备配置均为:自动插纸机3台,自动绕线机16台,自动嵌线机4台,整形机4台,自动扎线机4台,绕组测试仪2台。电机车间平面布置示意图见图1。其中,1、2、3、4、5、6分别代表自动插纸、自动绕线、自动嵌线、整形、自动扎线和检验6个工位。该企业远离公路,周边是一些小型轻工企业,且与电机车间相邻的车间噪声也很小,因此电机车间的噪声主要来源于车间内部,即由车间的各种机械设备的运行产生的机械性噪声。

车间噪声测量的具体方法如下:

(1)针对车间的作息情况,选取正常工作时间内且所有机器都正常运转的情况下进行测量。具体的测量时间段为上午10:00~10:30、下午15:00~15:30、晚上20:00~20:30。

(2)选择工作人员工位,即图1中a、b、c、d、e、f点,以人耳高度(取1.5 m)为测点。

(3)随机选取10天,对B线(即中间一条线)各工位进行测量,每次对各测点测量5组数值,取其平均值作为最终测量结果,同时将上午和下午所测数据的平均值作为昼间数据。

采用声级计测量得出的各测点的总噪声和背景噪声见表1。

dB(A)

为了获得较精确的测量结果,应对背景噪声进行修正,噪声修正公式为[1]:

其中:Lpi为测点的实际噪声;Lpi0为测点的总噪声;K1为背景噪声修正值,具体见表2。

根据公式(1)和表2对所测的结果进行修正后,得出的车间各测点实测噪声值Lpi见表3。

dB(A)

dB(A)

1.2 噪声源分析

我国1979年颁布的“工业企业噪声卫生标准化”中,对工业企业的生产车间和作业场所的噪声允许标准见表4。通过以上测量数据可以看出,该车间除了检验工位的噪声符合国家规定的标准外,其他各工位都超出了国家规定的标准,即连续工作8 h的作业场所,噪声不能超过85 d B(A)。经现场调查分析发现,引起车间噪声的主要原因有:①车间的自动插纸机和自动嵌线机在运行过程中伴随着剧烈的撞击声,发出的噪声都高于90 d B(A);②自动绕线机和自动扎线机未固定,运转时与地面之间的振动较大,从而发出较大噪声;③有一部分机器未及时润滑,运转时设备零部件之间摩擦发出较大声音。

2 控制措施

2.1 声源控制[2]

(1)经常对机械设备进行润滑。电机车间有一部分噪声是由于设备零部件之间摩擦造成的,可以通过经常为设备的衔接部分进行润滑来降低噪声。尽管车间各设备都配备有相应的润滑油,设备的保养也有相关要求,但执行不到位。由此,制定相关考核标准,要求设备维护保养人员及时对设备进行润滑,从而有效降低由于摩擦而产生的噪声。

(2)改变设备传动方式。采用不同的传动方式,其噪声的大小不一样。带传动比齿轮传动噪声低,在较好的情况下,用带传动代替齿轮传动,可降低噪声3 d B(A)~10 d B(A)[3]。电机车间的自动插纸机是产生噪声最大的机械设备,该设备采用的是齿轮传动,经分析该设备的机械结构原理发现,换成带传动不会对机器的功能和性能产生影响,所以把此设备的齿轮传动改为了带传动,噪声降低了7 d B(A)左右。

(3)改进机器设备的机械结构。提高箱体或机壳的刚度(如加筋、采用阻尼减振措施)来减弱机器表面的振动,可以降低机械噪声。该车间的自动嵌线机主要是由于运行过程中推针的撞击发出噪声,对此,在推针最终接触的顶盖处安装一块橡胶垫,这样可以减少推针与顶盖的撞击而发出的噪声。

2.2 控制噪声的传播

经现场测试发现,电机车间的墙壁吸声系数较小,车间内噪声混响严重,因此在车间的天花板和墙壁表面装饰吸声材料,制成吸声结构。在保证足够吸声量的同时尽量加大吸声体间距,在确保能达到较好效果的同时减少成本。经计算,确定空间吸声体覆盖面积为车间面积的35%左右。经过吸声处理后,车间的噪声降低了8 d B(A)左右。

噪声除了通过空气传播外,还能通过机座传给地板、墙壁再把声音辐射出去。自动绕线机和自动扎线机是用地脚螺栓直接固定在地面上的,现在机器底座与基础间增加橡胶垫片隔振,降低机器设备向基础的振动传递。齿轮箱噪声固定在某一频率上,会加速操作人员的疲劳,所以在齿轮箱外壁上涂覆阻尼材料,作隔声处理。

3 治理效果

经过以上方法治理后,在设备正常工作时,用声级计在相同的测点测量噪声,结果见表5。

由表5测量数据可以看出,通过采用对机械设备进行润滑、改变设备传动方式、改进机器设备机械结构等措施后,车间噪声得到了有效的控制,使其在国家标准规定的范围内,使工作人员有一个较好的工作环境。

d B(A)

4 结论

针对电机车间噪声大的实际情况,运用声级计进行了噪声测量和噪声源分析。以国家的相关规定和标准为基础,采取了相应的控制措施,达到了较好的降噪效果,为作业人员营造了一个健康的作业环境,减轻了作业者的疲劳,提高了其工作效率,从而提高了整个生产效率,保证人—机—环境系统处于高效的运行状态。

摘要：通过对某电机车间的环境噪声进行现场测量和分析,找出了产生噪声的根源。根据实际情况,采取了改进机械结构设计、吸声、隔振与减振等综合治理措施,使车间噪声降低了8 dB(A)～13 dB(A),把噪声控制在83 dB(A)以下,达到了相关标准规定,进而创造了一个健康的工作环境,提高了工人的工作效率。

关键词：噪声测量,电机车间,噪声控制

参考文献

[1]杨凤珍.动力机械测试技术[M].大连:大连理工大学出版社,2005.

[2]刘惠玲.环境噪声控制[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2002.

喷雾作业效果检测方法的研究 篇8

选择一株长势正常的树, 在其上随机且全范围的悬挂布置足量的试纸。配置适当浓度 (5 g/L) 的丽春红喷雾试剂, 在自然条件合适的情况下 (无风、晴天) , 用喷雾机对已布置好采样试纸的树进行模拟农作物喷雾试验[1]。喷雾试验结束后, 待一段时间至雾滴风干, 将选取树上的采样试纸取下收回并编号处理。

2 确定LED灯光箱采集图片的RGB组合

2.1 LED灯光箱集样本图像图片

采集过程, 调节LED灯光箱光箱载物台至一个能够清楚地采集到图像的高度 (14.6 cm) , 通过数字控制器对LED灯箱调节, 在R、G、B组合不同的情况下 (216) , 用工业相机在75%的分辨率下对试纸样本进行图像采集, 同一样本进行216次图像采集, 对多个样本进行图像采集, 剔除全黑的图片, 将剩下的在不同光质下采集到的图像进行编号保存。

2.2 RGB的确定方法

首先, 对已编号图像图片进行一个批量的剪切处理, 然后是利用Image J软件对图片进行灰度化处理, 计算其覆盖率, 对应编号相应记录[2]。其次, 利用MATLAB对图像进行二值化和灰度化处理, 计算其雾滴点的均值和方差大小, 方差越大说明雾滴大小波动越大, 从而说明覆盖率越大。通过比较计算得到的雾滴覆盖率与方差, 可以证明其方差大的雾滴覆盖率也大。

表1为筛选出的10组方差较大的覆盖率与其对应的RGB组合, 通过表1可以看出覆盖率为44.36的RGB组合 (100, 150, 150) 和覆盖率为44.26的RGB组合 (50, 150, 150) 均可作为采集图像的RGB的最佳组合。

图2是选取2的RGB组合采集到的照片, 左侧为R∶100, G∶150, B∶150;右侧为R∶5 0, G∶150, B∶150。

3 确定扫描仪扫描图片的分辨率

3.1 扫描方法

用扫描仪在分辨率分别为100, 150, 300, 600, 1 000, 1 200, 2 000的情况下对上述相同的多个样本进行图像扫描采集并编号保存。

3.2 计算扫描图像覆盖

表3是10组样本不同分辨率下扫描图像测得的覆盖率, 可以观察到分辨率由100到600的变化过程中覆盖率呈明显增长趋势, 当分辨大于600时, 呈缓慢下降趋势, 由此确定扫描仪扫描图像使用的分辨率为600。

4 样本覆盖率的计算

4.1 图片采集方法的比较与选择

使用LED光箱采集与使用精度扫描仪扫描图片是两种不同的图片图像采集方法, 前者存不稳定的人为误差因素, 但优点是可以知道在什么样的光照下采集到较好的图像。而后者使用扫描仪在精度上保证了其质量[3]。在本实验中, 考虑到扫描任务比较大, 最终确定了使用扫描仪作为本实验样本。

4.2 样本图像的采集与处理

使用扫描仪对所有采集到的样本进行分辨率为600下的图像扫描, 并编号处理;使用图像处理软件对采集到的图像照片进行批量处理, 以便于接下来雾滴覆盖率的计算。

4.3 雾滴图像图片覆盖率的计算

使用图像处理软件Image J对扫描仪在600分辨率下扫描的到的照片进行雾滴覆盖率的计算, 先使用Image J对图片进行一个8bit的类型转化进行灰度化处理, 再计算其覆盖率并进行编号记录, 得到所有样本在600分辨率下的覆盖率。

5 雾滴图片图像沉淀率的计算

本实验是通过配比丽春红溶液 (5g/L) 在采样试纸上喷洒雾滴并在其上染色原理来计算雾滴沉淀率, 将计算好雾滴覆盖率的图片进行剪切碎片处理, 添加适量定量的实验纯水 (本实验50m L) 进行充分溶解, 通过使用分光光度仪测定溶解溶液的吸光度, 根据测得的absorbance进而根据公式A=a*b*c转化求得相应样本溶液的浓度进而求的沉淀率。

式中:A为吸光度;a为吸光系数, 单位L/ (g/cm) ;b为液层厚度 (通常为比色皿的厚度) , 单位:cm;c为溶液浓度, 单位g/L。

6 雾滴覆盖率与沉淀率关系分析

溶液的吸光度的大小在一定程度上代表着溶液浓度的大小, 通过比较分析溶液吸光度的大小来间接代表溶液的浓度。使用MATLAB对雾滴覆盖率及沉淀率进行数据处理, 先将其对应的描述到坐标散点图上, 然后利用函数拟合工具箱确定拟合函数的阶数, 最终确定了拟合函数为2阶函数。

图4是使用MATLAB对覆盖率和沉淀率生成的坐标散点图以及拟合生成的函数图像, 用到了MATLAB拟合程序。

7 结语

通过本次实验研究, 确定了LED灯光箱采集本实验图片 (蓝色背景) 的最佳RGB组合为R∶100, G∶150, B∶150 (50, 150, 150) ;确定了本实验扫描仪扫描图像的最佳分辨率为600;分析并拟合得到了一定范围内雾滴覆盖率与沉淀率的关系函数

参考文献

[1]张振磊.基于数字图像的雾滴沉积分布试验研究[D].镇江:江苏大学, 2009.

[2]顾家冰.风送式变量喷雾机气液两相流及雾化的试验研究[D].南京:南京农业大学, 2012.

森林采伐作业与生态环境保护 篇9

1.1 引起水土流失

森林主要通过枯枝落叶层、森林土壤和林冠的保护作用减缓水土流失, 森林采伐作业在不同程度上破坏了森林的结构。 (1) 林地的枯枝落叶层减少。森林采伐后, 失去了林冠的荫蔽, 地被物的温度升高, 抑制分解生物活动的含酚类林冠物质输入减少, 共生菌减少, 非共生的腐养生物活动加强, 这一系列变化最终导致枯枝落叶层的迅速分解。同时, 枯枝落叶层的堆积、甚至焚烧等林地清理作业, 也起到了同样作用。 (2) 林冠挡雨功能消失或部分消失, 土壤表层受到采伐作业的破坏, 共同导致水土流失加剧。 (3) 集运材道路以及装车场等土木工程修建进一步影响了土壤的稳定性。以上原因造成了森林采伐后水土大量流失。据苏益测定, 采伐迹地的水土流失量是林地的3~4倍。研究发现, 伐区道路单位面积地表侵蚀量是未受干扰林区的220倍。

1.2 导致对森林生态系统多样性退化

森林生态系统是最复杂的生态系统, 其水平结构、垂直结构和营养结构复杂, 藤本、攀援、寄生、绞杀、附生等植物丰富。森林采伐经常会导致森林生态系统简化、退化甚至消亡。 (1) 目前的人工用材林大多树种单一。甚至单一无性系集中连片种植, 使森林类型、森林组成、群落结构十分简单, 常常是一个树种的单层同龄纯林。物种丰富度大大下降, 造成生态系统十分脆弱, 使其适应性与维护地力的能力也大为下降。 (2) 林业采伐导致的森林生态系统退化, 甚至消亡。如择伐方式和强度不当形成的残次林和灌木林, 以及森林滥伐所形成的林地沙漠化、沼泽化和盐碱化等。

1.3 引起森林景观破碎化

在目前的森林采伐作业中, 伐区的布置采用的是间隔块状或带状采伐, 目的是利用邻近未被采伐的林分, 为采伐地提供种源, 以保证林地的天然更新。此外, 该作业法便于设置和修筑公路, 把采伐引起的水土流失分散到整个景观中, 降低局部侵蚀。但这种散布式采伐所引起的景观破碎化, 已证明对物种的生存造成了不利影响。

2 森林采伐作业环保技术及对策

2.1 集材方式选择和集材机械的改进

减少集材作业对林地生态的影响, 要结合各地经济技术发展的特点, 通过改进作业机械、完善作业技术予以解决。伐区机械应具备轻便、灵活、快速、经济等特点及少破坏地表和幼树。近几年, 我国在架空集材索道的结构和类型的完善方面进行了一些有益的探索, 适合山地条件的天然林择伐集材索道和轻型人工林间伐集材索道已开始得到应用。畜力集材具有对土壤破坏小, 对幼树幼苗损伤小, 无废气污染等优点, 为发展中国家提供了一种经济又满足生态保护的可行的集材方式。我国东北林区近几年使用牛、马车等畜力集材的比例有所上升。在坡度小的伐区, 传统上仍沿用拖拉机集材为主。通过提高林道网密度, 减少集材拖拉机的通过次数以降低对林地土壤的压实程度, 完善作业方法如拖拉机不越出集材道, 装车场铺设灌木和枝桠, 采用犁耕法等恢复集材道上的土壤;伐区作业尽量避开雨季, 在寒冷地带增加冬季作业的比重以充分利用冰雪道集材等措施, 都能减少作业对森林生态环境的不利影响。

2.2 保护保留木的技术措施

降低采伐作业对保留木损伤的措施主要有:定向伐木、合理选择机械设备、合理配置集材道和楞场、限制采伐强度等。通过培训熟练工人提高伐木操作技术, 增强作业时的环保意识。加强前后工序的合作, 严格管理等都可有效地减少保留木的损伤。在择伐作业中, 通过深开下口, 多打楔子, 树倒前快速拉锯, 可使伐木倒向准确, 减少周围树木的损伤。林内造材、集材中定线路均可避免对保留木大面积的干扰和损害。

2.3 代区清理措施的改进

天然林采伐后应尽量采用不炼山方法清理林地, 把剩余物散铺或带状堆腐, 从而达到减少对土壤干扰, 增加幼林地地表覆盖度, 保蓄养分之目的。以全面劈杂, 带状清理林地代替全面炼山。采用化学灭草代替人工劈草炼出, 可降低成本, 且枯死杂草覆盖林地, 可保持水土, 提高土壤肥力。同时伐区清理要尽量把采伐剩余物留在迹地上。保留一些倒木和活立木, 依靠迹地留下的大量有机物为下一代的森林更新创造良好的物质基础, 这是维持和恢复森林生态系统的重要途径。并为野生动物提供必需的生态, 为下一代的更新提供种源。增加森林结构的合理性。

2.4 完善采伐技术政策

有的国家还注重从生态环境保护出发审视和修订采伐技术政策。20世纪80年代中期, 前苏联营林部门就对森工部长期采取的技术政策提出异议, 并基于国家发展区域经济的背景, 为各区域、各种类型的森林确定最优采伐方式和更新方式。采集作业机械化程度仍要提高。但要因地制宜地采取机械化与手工生产并存。在一定时期内形成人、机、畜并用的多层次结构。采伐机具宜采用油锯为主, 推广轻型油锯打枝, 积极发展拖拉机集材 (坡度200以下) 和架空索道集材 (坡度200以上) 。

2.5 采伐方式优化与伐区配置

浅析农业机械作业对环境的影响 篇10

一、农业机械对环境的污染

1、废油的污染

废油是指农机维修保养时清洗零配件的废柴油、更换的废机油、废齿轮油。目前有少量废油被集中回收, 而多数则是随意抛洒, 有的被雨水冲入水沟、河流, 污染水源;有的则被土壤吸收, 污染土壤。据测算, 农业机械维修保养时, 用于清洗零配件的柴油占主燃油的0.5%, 润滑油的用量占主燃油的0.15%。

2、油料泄漏

农业机械在存放和使用中, 油料 (柴油、汽油、润滑油、液压油、齿轮油等) 泄漏现象普遍存在, 这不仅影响了农机设备的正常使用, 浪费了石油资源, 还污染了土地和水源, 严重危害生态环境。在每年一度的农机具技术状态检查中测算:柴油机如果漏油10滴/min, 24h损失柴油1.2kg;每滴柴油在水面上产生油迹扩散圈污染面积3.14cm2, 每公斤柴油污染为3.7m2。据了解, 农村中柴油机底盘漏油现象约占总数的20%以上。

3、排放废气

农业机械95%以上的配套动力都是柴油机。柴油机工作时可燃混合气燃烧做功后形成的废气, 经排气管排出。主要成分是二氧化碳 (CO2) 、一氧化碳 (CO) 、碳氢化合物 (HC) 、氮氧化合物 (NOX) 、碳烟颗粒物 (PM) 等。二氧化碳对人的直接危害不大, 但会使大气环境产生温室效应, 使地球逐渐变暖。一氧化碳会降低人和动物的血液输氧能力, 危害健康。碳氢化合物是由许多化合物混合而成的毒性很强的化合物, 对人的健康造成危害。氮氧化合物在加热和阳光照身时会形成臭氧 (O3) 。在地表上的臭氧以烟雾的形式出现, 会导致人呼吸系统的疾病, 并抑制植物的生长和繁殖, 是引起人的肺病和环境烟雾的主要原因。碳烟颗粒中含有许多致癌性的物质, 如苯并芘颗粒物的粒径为0.01～1m, 这一粒径范围最容易被人体吸入而沉积在肺部, 从而对人体健康产生长期的危害。

二、减少农机作业对环境污染的措施

农业机械对环境的污染, 必须引起全社会的重视, 因为这一个问题涉及到机械设计制造及使用维修等多方面。应从源头抓起, 各环节都要有切实可行的防治措施, 达到节能减排的目的。

1、提高农业机械产品的技术含量, 生产环保型农机产品

农业机械生产企业要引进先进技术, 设计和生产更多的对环境污染少的农机产品。研究表明, 通过改变柴油机燃烧室形状、压缩比、喷油时间、喷油嘴位置以及喷射角度等技术参数, 增加柴油机排气管后系统可以有效降低有害气体颗粒物的排放。

2、推广使用清洁柴油

据报道, 瑞典等先进环保国家使用的清洁柴油与普通柴油相比, 一氧化碳排放可减少54%、碳氢化合物和氮氧化合物可减少10%、颗粒物可减少47%。因此, 推广使用清洁柴油可以有效降低柴油机有害废气和颗粒物的排放。清洁柴油是指含硫量低的柴油, 据有关人士测算, 如果南京区域的车辆 (以柴油机为动力的车辆) 都推广使用清洁柴油, 每年可减少有害气体和颗粒物排气500多万吨, 减少二氧化碳排放44万砘, 减少柴油消耗1400多万吨。如果全国的农业机械都推广使用清洁柴油, 可以减少环境污染, 保护人们的身体健康, 是一项利国利民的大好事。

3、严格执行农业机械使用报废标准

农业机械主管部门和技术监督部门要定期组织专业技术人员深入农村检查农业机械技术状态, 对使用时间过长、技术落后、技术状况差、油耗超标、经济效益差、排放污染严重的农业机械, 严格按照报废标准及时报废, 这是防止和减少农业机械污染的有效措施, 同时也可以大大促进农业机械的更新换代。

4、加强专业技术培训, 提高操作技术水平

近几年来, 随着“农业机械化促进法”的实施, 国家对购买农业机械的农民实施补贴政策, 农业机械的装备数量成倍增长, 但由于操作人员操作使用技术水平偏低, 尤其是农业机械超负荷作业, 多装快跑, 不及时维护保养, 造成农业机械带病作业, 增加了农用机械有害气体的排放。农业机械管理部门要加强对农机操作人员的技术培训, 提高农机操作、驾驶技术水平, 这也是减少农业机械有害气体和颗粒物排放的重要措施之一。

5、应用节能新技术

作业环境检测 篇11

１．森林采伐作业对环境造成的影响

1.1导致森林生态系统多样性退化

森林生态系统是最复杂的生态系统，其水平结构、垂直结构和营养结构复杂，藤本、攀援、寄生、绞杀、附生等植物丰富。林业采伐经常会导致森林生态系统简化、退化甚至消亡。①林业采伐导致的森林生态系统退化，甚至消亡。如择伐方式和强度不当形成的残次林和灌木林，以及森林滥伐所形成的林地沙漠化、沼泽化和盐碱化等；②目前的人工用材林大多树种单一。甚至单一无性系集中连片种植，使森林类型、森林组成、群落结构十分简单，常常是一个树种的单层同龄纯林。物种丰富度大大下降，造成生态系统十分脆弱，使其适应性与维护地力的能力也大为下降。

1.2导致森林景观破碎化

在目前的林业采伐作业中，伐区布置采用的是间隔块状或带状采伐，目的是利用邻近未被采伐的林分，为采伐地提供种源，以保证林地的天然更新。此外，该作业法便于设置和修筑公路，把采伐引起的水土流失分散到整个景观中，降低局部侵蚀。但这种散布式采伐所引起的景观破碎化，已证明对物种的生存造成了不利影响。

1.3引起水土流失

森林主要通过枯枝落叶层、森林土壤和林冠的保护作用减缓水土流失，林业采伐作业在不同程度上破坏了森林的结构。①林冠挡雨功能消失或部分消失，土壤表层受到采伐作业的破坏，共同导致水土流失加剧；②林地的枯枝落叶层减少。林业采伐后，失去了林冠的荫蔽，地被物的温度升高，抑制分解生物活动的含酚类林冠物质输入减少，共生菌减少，非共生的腐养生物活动加强，这一系列变化最终导致枯枝落叶层的迅速分解。同时，枯枝落叶层的堆积、甚至焚烧等林地清理作业，也起到了同样作用；③集运材道路以及装车场等土木工程修建进一步影响了土壤的稳定性。以上原因造成了林业采伐后水土大量流失。据测定，采伐迹地的水土流失量是林地的3～4倍。研究发现，伐区道路单位面积地表侵蚀量是未受干扰林区的220倍。

2.森林采伐作业中如何保护生态环境

2.1代区清理措施的改进

天然林采伐后应尽量采用不炼山方法清理林地，把剩余物散铺或带状堆腐，从而达到减少对土壤干扰，增加幼林地地表覆盖度，保蓄养分之目的。以全面劈杂，带状清理林地代替全面炼山。采用化学灭草代替人工劈草炼出，可降低成本，且枯死杂草覆盖林地，可保持水土，提高土壤肥力。伐区清理要尽量把采伐剩余物留在迹地上。保留一些倒木和活立木，依靠迹地留下的大量有机物为下一代的森林更新创造良好的物质基础，这是维持和恢复森林生态系统的重要途径。并为野生动物提供必需的生态，为下一代的更新提供种源。增加森林结构的合理性。

2.2保护保留木的措施

降低采伐作业对保留木损伤的措施主要有：定向伐木、合理选择机械设备、合理配置集材道和楞场、限制采伐强度等。通过培训熟练工人提高伐木操作技术，增强作业时的环保意识，加强前后工序的合作，严格管理等都可有效地减少保留木的损伤。据调查表明，作业前伐除藤本 (其缠结作用可导致更多的树木被拖刮)可以有效地减少保留木的损伤。通过改进作业技术可减少1/4至1/3的保留木损伤。在择伐作业中，通过深开下口，多打锲子，树倒前快速拉锯，可使伐木倒向准确，减少周围树木的损伤。林内造材、集材中定线路均可避免对保留木大面积的干扰和损害。

2.3集材方式选择和集材机械的改进

减少集材作业对林地生态的影响，要结合各地经济技术发展的特点，通过改进作业机械、完善作技术予以解决。加拿大森林工程研究所认为：对于新的作业系统和采伐机械，目前至关重要的是要寻求一条有效的途径，即要保护生态，也要提高劳动生产率。伐区机械应满足以下要求：轻便、灵活、快速，少破坏地表和幼树。在山地林区为减少采伐作业对林地生态的破坏，索道集材得到了广泛的应用。

近几年，我国在架空集材索道的结构和类型的完善方面进行了一些有益的探索，适合山地条件的天然林择伐集材索道和轻型人工林间伐集材索道已开始得到应用。畜力集材具有对土壤破坏小，对幼树幼苗损伤小，无废气污染等优点，为发展中国家一种经济又满足生态保护的可行的集材方式。在坡度小的伐区，传统上仍沿用拖拉机集材为主，通过提高林道网密度，减少集材拖拉机的通过次数以降低对林地土壤的压实程度，完善作业方法，如拖拉机不越出集材道，装车场铺设灌木和枝桠，采用犁耕法等恢复集材道上的土壤；伐区作业尽量避开雨季，在寒冷地带增加冬季作业的比重以充分利用冰雪道集材等措施，都能减少作业对森林生态环境的不利影响。

2.4采伐方式优化与伐区配置

采伐方式选择的合理与否，在于其适用的条件。我国《森林采伐更新规程》对此作了规定，我们应在具体执行中加强科学指导和法规控制。大面积连片采伐作业应避免，择伐作业的强度必须有所控制。实行低强度大面积择伐作业，采用低强度的集中凑载、原本或原条等多种工艺方案相结台的作业方式更适合林分资源状况，不但可以降低作业成本，而且有效保护了保留林分。研究表明，实行低强度择伐(10%~20%)，既能保持原有的森林生态系统结构和功能，又能产生较好的经济效益，并且有利于土壤、生物多样性、生态系统和景观维护。

在伐区配置方面，目前最为常见的是小面积块状和带状皆伐，伐区相邻布置。美国“新林业”理论创立者Franklin教授从景观生态学的原理出发，对美国西北部天然林棋盘式的伐区配置提出异议，认为应当适当集中伐区来取代现行的分散小块伐区配置，从而降低森林景观的破碎程度，也有利于降低伐区作业生产成本。

高空作业平台超载检测控制系统 篇12

目前,高空作业平台应用十分广泛,其安全性也更受关注,而超载问题是引发平台安全事故的主要原因之一。最初是通过操作人员来判断工作平台的载重,这对操作人员经验要求极高,且人为因素影响较大,难以保证设备作业的可靠性与安全性。为此,研制了多种作业平台超载检测或称重装置,但现有的称重装置存在改变了局部的机械结构,增加了自重,降低了有效载荷量,加工制作工作量大且成本高等不足,最重要的是不能有效检测整个工作平台的载荷。本文提出利用工作平台的调平油缸压力与工作平台载荷的对应关系,通过检测调平油缸液压的方法来实现工作平台超载检测的方法。

1 超载检测控制系统组成及原理

超载检测控制系统主要由压力检测控制单元和载荷输出报警单元组成,如图1所示。

系统工作原理:安装在调平油缸上的压力传感器实时采集调平油缸的压力信号并进行处理,通过检测控制单元将处理结果传给载荷输出报警单元,后者根据不同的处理结果输出不同的报警信号。工作平台动作过程中各参数的关系为:

式中,P为调平油缸内液压;G为作业平台载荷;L为载荷重心位置;α为变幅角度。影响调平油缸内液压P的主要因素是工作平台的载荷G,通过计算与试验可以很容易建立两者的对应关系,方便在控制单元进行编程比较计算,以设定出作业平台的各种输出报警值。

2 压力检测控制单元

压力检测控制单元主要由压力传感器和PLUS+1集成控制系统组成。压力传感器选用进口压力变送器,负责检测油缸压力。PLUS+1集成控制系统(SAUER DAN-FOSS)主要由MC系列主控制器、I/O模块及操作器件等组成,它运用Guide、Service Tool、CanKing软件平台将压力传感器检测到的压力值与通过理论计算和样机验证的最小压力值Press_Limit1、最大压力值Press_Limit2进行比较计算。压力检测程序模块如图2所示,Press_Limit1和PresS_Limit2输出到载荷输出报警单元。当实测压力值P

3 载荷输出报警单元

声光报警单元根据处理结果发出不同的报警信号。当处理结果为安全载荷状态时,声光报警单元常亮绿灯,不发出报警信号;警告状态时,慢速闪黄灯,间隔蜂鸣报警;超载危险状态时,快速闪红灯,连续蜂鸣报警。部分压力检测比较程序模块如图3所示,压力检测输出程序模块如图4所示。

4 结束语

该超载检测控制系统不改变原作业平台的机械结构,仅需在调平油缸上加装一只压力传感器,利用原控制器的备用I/O点,且不影响原控制程序工作,只在原有的模块化程序中加入各种载荷状态的控制程序。整套系统体积小、重量轻,不影响工作平台的有效载荷。经过近两年的应用,该检测装置具有运行准确、稳定、可靠等特点,且经济实用、安装维护简便,能够较方便地应用于同类新老产品中。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础[M].第4版.北京:高等教育出版社,1997

[2]张质文,等.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社, 1998

[3]杨少光.机电一体化设备的组装与调试[M].南宁:广西教育出版社,2009

[4]李正吾.新电工手册[M].合肥:安徽科学技术出版社,2000

[5]王鲁杨,王禾兴.工业用电设备[M].北京:中国电力出版社, 2006

[6]陈家斌.电力生产安全技术及管理[M].北京:中国水利电力出版社,2003

[7]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社,2005

[8]何焕山.工厂电气控制设备[M].北京:高等教育出版社, 2004

[9]天津电气传动设计研究所.电气传动自动化技术手册[M].第2版.北京:机械工业出版社,2005

[10]蓝之达.供用电工程[M].北京:中国电力出版社,1998