动力检测（共8篇）
动力检测 篇1
强烈的地震能对建筑结构造成严重的破坏,一般来说建筑结构所受到的振动影响,大量来自工厂振动、建筑施工振动和交通振动等。工厂中大型风机、空压机、锻锤、压力机、振动筛、破碎机等振动荷载强度较大,桥梁则长年累月的经受水平和竖向动荷载的影响。可见,动力荷载对建筑物结构的影响很大。如何确定或估计工程结构的实际性态,以便对结构能否继续使用和是否需要加固作出正确的决策,是当今结构工程研究的课题。
1 结构动力特性理论
建筑结构动力检测的基本问题是依据建筑结构的动力响应识别其当前的状态。结构的性态可用结构模态参数(主要为自振频率和振型)和结构物理参数(主要为刚度参数)进行描述。结构的物理参数是结构性态的直观表述,直接反映结构的状态,也是进行结构可靠性评价需要直接应用的参数;结构模态参数也是结构的一个非常重要的性态,反映结构的质量和刚度分布状态,如果结构的模态参数发生变化,也能间接反映结构的物理性态变化,从而定性和定量地判别结构状态的改变。
建筑结构的动力特性是其自身固有的特性,一般是指建筑结构的振动频率、振型及阻尼比。建筑结构构件的自振频率、振型可以通过理论计算求得,但通过测试[1]得到的动力特性仍然具有重要的意义。
建筑结构受动力荷载影响的大小与多种因素有关,主要有:1)振源的频幅特性;2)振源距建筑物的距离和振动传播介质的特性;3)建筑物的结构特性又包括:建筑物类型和陈旧程度,建筑物整体及各个部分的响应特性。
2 结构现场检测
2.1 现场检测
现场检测[2]过程中根据选煤厂主厂房动力设备布局和生产工艺特征选择部分代表性的二层检测屋面梁KL1,三层检测屋面梁KL2的A,B段进行动力性能与反应测试,主要包括结构构件的频率、振型、受迫振动频率、动态应力及应变等固有特性。由于结构构件工作环境比较恶劣,而且长时间承受振动荷载,所以,结构构件的实际使用寿命将会受到严重的影响。图1,图2分别为KL1(A)和KL2(A)跨中动应变检测结果;图3～图6分别为KL1和KL2的FFT图谱分析结果。
2.2 检测结果分析
由应变检测结果分析可知,振动设备下钢筋混凝土构件在不同位置的应变增量是不同的,由于端部具有刚性约束,故其应变增量最小,只有约15个微应变;跨中应变增量最大,达到了约95个微应变甚至更高。由频率、振型检测结果分析可知,二层检测屋面梁的一阶固有频率为11.7 Hz,三层检测屋面梁的一阶固有频率为23.44 Hz,二阶固有频率为74.22 Hz,三层设备振动频率为7.81 Hz。
结构主体与设备通过各种形式连接在一起,在设备振动时作相应振动,由于设备长期作低周高频的垂直或水平振动,由测试结果可知,开机运行时,各检测构件的固有频率是不变的,但不同位置构件的应变增量是不同的,这导致构件之间的变形不协调。
2.3 检测结论
1)煤矿地面恶劣的自然环境是钢筋混凝土梁破裂的重要原因。煤矿大气环境中CO2,H2S,HCl含量较高,介质水中的SO
3 结语
由于设备有振动荷载作用,建筑物结构容易发生疲劳损伤,构件的薄弱截面最先出现裂缝,随着时间的推移,裂缝不断增大。大气中CO2,H2S,HCl以及水中的SO
摘要：对建筑结构动力特性理论进行了介绍,根据动力检测的基本原理,对钢筋混凝土屋面梁进行了检测,主要通过应变—时间曲线和FFT图谱分析研究了结构在振动荷载作用下性质的变化,从而更好地确定工程结构的实际性态。
关键词：钢筋混凝土梁,动力特性,检测
参考文献
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动力检测 篇2
随着社会经济的不断发展，我国的电力事业发展迅速，用电设备在不断增加，电力已经成为人们生活中一种必须的资源。目前，我国发电的主要形式是火力发电。但是由于热能动力装置受到自身性能、运行环境和操作人员专业水平等因素的影响，有时会出现故障，使其正常运行受到严重的影响。因此，火力发电厂对热能动力装置的检测与维护有着十分重要的意义，能确保热能动力装置的正常运行，从而确保相关企业和居民的正常用电。
1、火力发电厂热能动力装置概述
火力发电厂的热能动能装置主要包括三大系统，即燃烧系统，汽水系统和电气系统。热能动力装置由锅炉，发动机和汽轮机等设备组成。不管热能动力装置的结构多么复杂，他们的工作原理大同小异。当电能形成后，会通过变压器、变电站的高压电器设施通过电线，将电能输送到居民住宅和相关企业。
火力发电厂的发电系统主要靠燃料系统，而燃料系统主要以锅炉为主。因此，火力发电厂的热能动力装置的核心和最重要的部分就是锅炉。锅炉能将化石燃料中的能量转化为热能。加果火力发电厂中的锅炉发生故障，那么整个热能动力装置不能正常运行，因此，必须通过一些检测、维护等措施，保证锅炉的正常运行。
火力发电厂的热能动力装置主要组成部分是锅炉，锅炉对水二次加热，增加热效应，从而提高发电效率。锅炉在整个系统运行过程中起着非常重要的作用。因此，对热能动力装置的检测和维护主要是对锅炉进行检测和维护。首先，技术人员对锅炉的操作要根据相关规范和标准程序进行操作，避免随意操作的现象发生。其次，检修人员要对锅炉定期清洗维护和保养，同时对锅炉内部的检查也非常重要，在检查过程中发现任何问题及时处理，避免整个装置在运行过程中出现故障，保证电力生产和电力供给的正常。此外，对汽轮和发动机的检测和维护也是保证热能动力装置正常运行的一个重要方面，也应该引起检修人员的重视。
2、火力发电厂热能动力装置检测与维护对策
（1）对锅炉按标准流程操作和检查。火力发电厂热能动力装置的最重要的组成部分之一就是锅炉，对锅炉的操作和检查一定要按标准程序进行。例如：在锅炉运行之前，操作人员一定要检查水箱中的软化水是否符合标准要求，如果未能达到标准要求，必须及时补水。同时，操作人员要不断关注锅炉的水位，将锅炉的水位控制在一定范围内。此外，检修人员在对锅炉检查时，要对鼓风系统进行检查，检查是否有漏风，管路与阀门是否有漏水、漏气等现象，确保锅炉的正常运行，从而确保整个热能动力装置的正常运行。
（2）对锅炉进行保养和维护。锅炉的保养和维护是一项非常重要的工作，对于整个热能动力装置的正常运行有着非常重要的意义。具体的保养和维护包括以下步骤。首先：检修人员要每天对锅炉的附属品进行检测，对水位和阀门进行检查，经常给锅炉滑动部位加润滑剂，保证锅炉的正常运行和使用年限。其次，检修人员要定期对锅炉进行试验，每一个步骤都要按照相关流程和规范操作，保证检修质量。最后，检修人员要对锅炉定期清洗，锅炉内部的管道是热能转换的一个重要环节，一旦出现堵塞，就会造成管道泄露，影响热能转换。因此，对锅炉的保养和维护对整个热能动力装置的正常运行有着重要意义。
（3）对汽轮机进行检测和维护。汽轮机是火力发电厂热能动力装置的重要组成部分，因此，对汽轮机的检测非常重要。汽轮机是一种故障发生率高，故障危害大的装置。汽轮机的运行状况的好坏是汽轮机的机械问题。汽轮机的特点决定了对其检测一定要高效，及时和准确。因此，要求检修人员要定期对汽轮机及时、准确的检修，降低故障发生率。我们可以通过相关数据判断汽轮机是否运行正常，如果数据发现异常，系统会警报。如果在运行过程中发现故障，一定要及时诊断，及时处理，确保整个热能动力装置的正常运行，保证电力供给的正常。
（4）对发动机进行检测。发动机是热能动力装置的重要组成部分。因此，对发动机的检测和维护是非常重要的工作。首先，检修人员要在发动机打开前对冰箱中软化水的饱和程度进行检测，避免水位过低对发动机运行的影响，如果在检测中发现水位压力不符合标准时，要对其进行处理。其次，确保发动机运行温度必须在规定标准范围内，如果没在标准范围内，要及时检查、调整，减小安全隐患，保证发动机的正常运行，提高发电效率，确保电能的正常供给。
（5）建立相关规章制度。在火力发电厂热能动力装置的检测与维护中，一定要建立一整套规范的规章制度，明确检修人员的分工，规范检修人员的行为，使他们都能按照标准程序操作，减小故障，降低安全隐安患。同时，明确检测人员的职责，当发现装置出现问题时，一定要及时追查责任人，采取措施解决问题，防止相互推卸责任的现象发生。此外，检修部门也要相应的建立一些奖罚制度。对工作态度积极，认真、负责和效率高的检修人员，要进行奖励，确保他们的工作积极性。对于工作热情和工作效率比较低的检修人员要采取相应的惩罚措施，这对于他们来说是一种督促，让他们在以后的工作中改变态度，积极认真的工作，保证检修质量。
（6）提高检修人员的检修水平。火力发电厂热能动力装置的检修人员的专业水平非常重要，如果检修水平不过关，不能及时发现问题，正确处理问题。因此，必须提高检修人员的检修水平，保证检修质量。例如：火力发电厂可以组织热能动力装置检修人员定期培训，不断完善他们的专业知识体系，提高检修人员的专业技能，不能让没有经过培训的检修人员检修。确保在热能动力装置出现故障时，可以准确判断故障的原因，及时、正确的处理。
总结
电力系统房屋动力检测方法研究 篇3
电力系统作为城市生命线工程的重要组成部分, 其各类的房屋安全与否关系到整个电力系统的安全运行, 对国民生产和生活都至关重要。尤其是房屋在遭受各类自然灾害后需要进行迅速的安全评估, 并采取相应的措施, 以便尽快的投入生产, 以利于抗灾救灾和灾后重建工作。因此, 电力系统房屋的安全检测与评价, 已成为建筑安全检测和电力建设管理共同关注的重要课题。
目前传统的房屋安全检测还是依照GBJ 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准和GBJ 50144-2008工业建筑可靠性鉴定标准来执行的, 该规范方法检测过程内容多, 周期长, 而且现在房屋类型及结构体系多种多样, 且各种评价指标之间的关系较为复杂, 有时会出现相互矛盾的情况。因此如何应用现代先进的检测技术, 以科学合理的方式应用在电力系统房屋的安全检测中, 以保障电力系统的安全运行, 将具有十分重要的现实意义。
1 动测技术的基本原理
传统的结构检测方法有回弹法、超声法、钻芯取样法、现场结构加载试验等, 有的只能对材料强度做出检测评定, 有的虽然能对结构整体安全做出评价 (现场结构加载试验) , 却容易引起结构损坏。动力测试技术是通过激振或环境脉动测出结构的动力特性, 根据房屋结构动力参数的改变, 来作为判断结构损伤发生的标志, 同时借助一定的理论分析和现场测试以诊断结构的损伤部位和程度[1]。动力测试技术因其设备简单、快速、安全, 对结构无损伤而获得了迅速的推广。
如上所述, 目前研究与应用中动力测试技术所用的动力参数众多, 如何针对某类型房屋, 找出能准确测量的参数, 以及给出一个损伤程度的判断标准, 这是目前动力测试技术应用研究的重点和难点。
2 电力系统房屋结构动测的具体实施
考虑到电力系统中房屋的特点, 一般房屋结构相对比较简单, 多为多层的框架和砌体结构房屋, 体型比较规整。运行环境比较特殊, 安全检测应尽可能不影响人员的工作和设备的运行。因此, 如何用1个~2个简单易测且较为准确的指标, 去迅速判断电力系统房屋结构的健康状况和损伤程度, 是我们研究的重点。
从近年来国内外的学者在结构动力检测评价指标研究的成果来看[2,3,4], 频率指标因其测量容易, 准确度高, 已广泛作为房屋结构损伤评价指标。同时对于低阻尼比的房屋, 阻尼比也是一个较为简单准确的评价指标。因此笔者根据长期的工程结构安全检测的经验, 针对电力系统房屋检测的特点提出以下两个损伤判断指标。
2.1 频率破损指标
在结构的动力特性参数中, 自振频率尤其是低阶频率 (第1阶~第3阶自振频率) 最容易测量, 且容易激发, 通常环境激励即可测到, 噪声对其干扰小, 而且电力系统中的房屋以单层或多层的砖混结构或框架结构房屋居多, 此类房屋刚度大, 1阶自振频率较高, 这样局部损伤, 尤其是早期损伤容易在低阶自振频率的改变中反映出来[5]。因此本文以结构的一阶自振频率作为此类房屋结构损伤程度评价的指标。具体指标见式 (1) 和表1:
其中, 为初始结构或完好结构的一阶自振频率;f1为实测结构的一阶自振频率。
2.2 阻尼比指标
对于电力系统中很多有设备运行的房屋, 设备开动时的激励能量较大, 而阻尼比此时对结构的整体损伤比较敏感, 其改变量的大小能及时反映结构的整体损伤情况。因此, 在本文把结构一阶阻尼比也作为一个判断指标, 具体指标见式 (2) 和表2:
其中, 为设备静止时结构的一阶阻尼比;ξ1为设备运行时结构的一阶阻尼比。
3 工程实测分析
为验证本文提出方法的科学性和可行性, 通过一个典型的电力系统房屋的工程安全检测, 利用两种方法分别进行测试, 综合比较两种方法的测试过程和结果, 以得出客观判断。
南方某省一火电厂汽轮发电机室因技术改造需要进行安全检测, 该结构平面呈矩形, 采用钢筋混凝土柱与钢屋架组成的排架结构, 总建筑面积约1 444 m2, 基础采用钢筋混凝土独立基础, 厂房内部汽轮发电机基础与主体结构之间设有缝宽约100 mm的抗震缝, 屋面采用C型檩条和压型彩钢板屋面, 抗震等级为二级。该房屋汽轮发电机室结构平面如图1所示。因电厂进行技术改造, 对该房屋的可靠性进行检测评估。
3.1 传统检测过程及结果
1) 现场测试。
根据现场测绘, 发现本工程除少数门窗洞口尺寸或位置存在变更, 其余建筑、结构布置均与原设计图纸相符。
通过现场勘察, 建筑物周边地面未见明显沉陷, 未发现排架柱、梁、板明显变形和开裂现象, 钢屋盖未见明显异常情况, 填充墙体、屋面檐口等围护结构构件工作状态未见明显异常, 所以判断该房屋地基基础无严重静载缺陷。
2) 倾斜测量。
根据现场实际条件布置16个测点量测钢筋混凝土柱排架平面内顶点的侧向位移, 测量数据表明, 排架柱顶点侧移方向无明显一致性, 其中最大测点侧向位移值为1/600H;排架柱平面外未见明显变形, 吊车运行正常。
3) 结构材料强度检测。
根据图纸资料, 在现场抽取6根钢筋混凝土柱、6根钢筋混凝土梁及2跨钢筋混凝土吊车梁构件进行混凝土强度回弹法检测。数据表明, 所检柱构件现龄期混凝土强度推定值为28.6 MPa~34.1 MPa, 基本满足设计强度等级C30的要求;所检梁构件现龄期混凝土强度推定值为30.8 MPa~36.2 MPa, 满足设计强度等级C30的要求;所检吊车梁构件现龄期混凝土强度推定值为32.7 MPa, 满足设计强度等级C30的要求。
4) 计算分析。
利用SAP软件对该房屋结构进行建模计算分析, 分析结果表明原房屋的实际所配钢筋及构造措施均能满足现行有关规范的规定。
5) 结论。
根据GBJ 50144-2008工业建筑可靠性鉴定标准, 该房屋结构可靠性等级可评为二级, 即“可靠性略低于国家现行标准规范要求, 不影响正常使用, 个别项目应采取措施”。
3.2 动测法及结果
本文动力检测设备采用的是同济大学结构工程与防灾研究所自主研发的SVSA振动信号采集与分析系统, 在汽轮发电机室设备静止和设备运行状态下分别进行了测试, 其结果见表3。从测试结果分析, 该房屋纵、横向频率指标和阻尼比指标基本均在本文表1和表2所列的正常范围内, 表明该房屋结构健康状况良好, 既有设备改造时不需要进行结构整修和加固。
4 结语
本文简单介绍了动力测试技术的原理和方法, 并提出了一阶频率和阻尼比两个评价指标及其判断标准, 通过一个工程实例, 综合比较了传统检测方法和动力测试方法, 从两种方法的对比可以看出, 采用传统检测方法耗时很长 (整个汽轮机室现场检测花费约需1 d时间, 且后期的数据处理也需要一定时间) , 部分检测项目可能影响到正常生产 (如吊车梁的回弹和钢筋扫描须设备停运) 。而动测法检测过程仅需30 min, 且不会影响正常生产, 所得结论准确, 说明动力测试技术对于电力系统中这类有特殊需要的房屋安全检测更为适用。
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动力检测 篇4
1 网格结构测点优化布置算法
就目前的研究可知,结构测点的布置方案一般有:模态动能法、原点留数法[2]、有效独立法(Kammer[3]在1991年提出)、特征向量乘积法等。李东升等[4]指出,对一个具体结构使用以上几种方法进行测点布置,各种方法和评价准则各有侧重,很难明确地比较出哪种方法更优。因此,依据实验目的和结构特点,本文通过以下两种方法综合考虑解决了空间网格结构测点布置的问题。
1)基于节点应变能参与系数的测点布置方法
本文在以上传感器布置方案的基础上,结合被研究结构的特点和研究目的,提出基于节点应变能参与系数的测点布置方法。空间网格结构是由众多的杆件和节点连接在一起,杆件与节点之间的连接视为只受轴力作用的铰接连接。由材料力学公式知杆件的应变能可表示为[5]:
式中:Eij为第j个杆件在第i阶振型下的应变能;Fij为第j个杆件在第i阶振型下的轴力;Δlij为第j个杆件在第i阶振型下的变形。
根据应力和应变的关系将式(1)进一步推理,可得:
式中:lj和Aj分别为第j个杆件的长度和截面面积;E为杆件的弹性模量。
本文提出基于应变能参与系数的网格结构测点布置方法,定义第j个杆件在第i阶振型中的应变能参与系数βij为:
式中:m为结构中的杆件总数。
如果结构中某一个杆件有较大的应变能,则该杆是该阶振型中的敏感杆件,该阶振型和频率对此杆件的变化比较敏感。所以,拥有较大应变能杆件的节点的振型分量相对于振幅来说也较大,也就更容易检测到动态信号。因此选这样的点作为测点布置传感器能取得比较满意的测量效果。由于一个杆件由两个节点连接在整个结构中,将杆件的应变能转化到节点上时,应将该杆件的应变能平均转化到两个节点上,所以第p个节点在第i阶振型中的应变能参与系数βpi为:
式中:k为与节点p相连的杆件数。
令βi为第i阶振型中节点应变能参与系数的平均值,则
式中:h为结构中总的节点数。
近似地认为:当βpi大于βi时,P节点为该阶振型中的敏感节点,可以作为测点的考虑对象。
2)基于振型分量的大小和方向考虑测点的布置
即便按照节点应变能参与系数的大小来确定测点,得到的对振型较敏感的节点还是很多。在上述取点方法的基础上,考虑那些振型分量幅值较大的点。采用由Leuven和Belgium[6]提出以NMD(正则化模态位移)来衡量振型分量的大小。i阶振型下DPRs的计算公式为:
式中:ωi为i阶振型对应的共振圆频率;φi(j)为i阶振型在节点j处的振型分量。
DPRs的平均评估比较准则为
式中:m为给定频率段内的振型数目;j为节点的编号;i为振型阶数;为正则化的DPRs。
下面以一个螺栓球节点网壳结构模型来说明测点的布置方法。
2 网壳结构动力检测时测点布置方案的数值分析
本文以一螺栓球节点网壳结构缩尺模型(60个节点和174个杆件)为研究对象,节点和杆件编号见图1。结构平面尺寸为2 m×5 m,杆件截面为φ42 mm×2.5 mm,材料为Q235钢,弹性模量E为200 GPa,网壳结构所受静荷载为0.2 kN/m2,活载为吊车荷载,作用在各个吊点上(各个工况见表2),不考虑积灰荷载、雪荷载和风荷载,只考虑实际荷载、自重和设备重量,将杆件的自重等效到各个节点上。
由于有限元建模与实际模型有偏差,因此为了让有限元分析结果与实际试验结果的动力特性相一致,应首先对模型进行修正,即实测结构的动力特性与数值分析的结果相吻合。由于篇幅原因,本文假定已完成模型修正,然后利用SAP2000对各个工况的模态进行分析[7](前3种工况下前4阶频率见表2)。
由于该结构为对称结构,利用式(3)、式(5)计算前三种工况下前4阶杆件应变能参与系数和节点应变能参与系数。由于本模型杆件数和节点数较多,这里只将前三种工况下节点应变能参与系数和平均值示于图2、图3、图4的柱状图中。
由表2、图2、图3、图4分析可知:1)结构在同一阶、不同工况下的自振频率变化不大(2%以内),若实验实测,由于噪声的影响会掩埋这些差别;2)同一节点在不同振型下的节点应变能参与系数不同,说明该节点对各阶振型的敏感程度不同;3)同一节点在同一振型、不同工况下,其节点应变能参与系数变化不大,这可从1)不同工况下结构各阶的自振频率变化不大中得到印证,因此后续分析时可以选取其中一种工况来确定测点的布置方案;4)结合前三种工况,选出节点应变能参与系数大于平均值的节点作为测点的初步布置方案,即初步优化结果见表3。
本模型为网壳结构,不同于平板结构(振型以竖向为主),所以节点在X、Y、Z三个方向都有位移,因此所选的测点在三个方向上都有。由于吊点位置的不同对结构的动力特性影响不是很大,因此这里只分析工况1各个节点的振型分量。由式(6)、式(7)得出节点在各阶振型下的正则化振型分量(见图5),选出NMD值较大的节点,结合表3得到最终的优化结果见表4。
3 结论
1)利用本文提出的测点布置方法对设备激励下网格结构测点的布置能达到一定的效果。但本文基于的理论适用于单个杆件应变能的计算,在整体结构中其节点应变能参与系数与正则化振型分量在反映节点敏感程度上存在一定的差异,这种差异是由于没有考虑各个杆件在整个结构中的位置而导致的。
2)通过与吴金志[8]分析的焊接球网壳结构测点优化布置的结果相比较,由于本模型支座较少只有4个(吴的模型支座有10个),分析结果显示本模型较柔,三个方向振型分量都较大,因此选取的测(上接第12页)点分布在各个方向,其中X方向测点较多(16个)。说明支座的类型影响测点的布置。
3)本文是对设备激励下网格结构动力检测时传感器布置方法的研究,进行模态分析时分别考虑吊车荷载的吊点在不同位置起吊,各工况下结构的自振频率变化不大,因此对于有吊车荷载作用的对称的网格结构不用分别考虑不同吊点作用下结构自振特性的影响。
4)对于网格结构,由于节点数和杆件数较多,相对于节点数和杆件数少的结构[9],其节点应变能参与系数较小,这样得到的测点的敏感程度不如后者强,且测点的布置数目和布置方向也较多。
摘要：在对空间网格结构进行动力检测和损伤识别时需要掌握结构的动力特性,空间网格结构由于杆件数和节点数比较多,在进行动力检测时对结构所有的点都布置传感器显得不经济,从而需对测点的布置进行优化。基于应变能理论提出将杆件应变能参与系数转化到节点上,通过比较节点应变能参与系数的大小以及正则化振型位移分量的大小来确定空间网格结构测点的布置方案,旨在为以后同类型结构动力检测及健康监测时传感器的优化布置提供一定的参考。
关键词：空间网格结构,测点布置,节点应变能参与系数,正则化振型分量
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动力检测 篇5
胃肠疾病在我国常见、多发,且发病率呈逐年增长趋势,年轻患者比例越来越高,已经严重影响了人们的正常工作和生活。胃动力功能作为消化道消化和吸收的基础,是消化系统最重要的生理功能之一,其外在形式主要表现为胃排空和胃蠕动。有相关研究表明,超过半数的胃肠疾病患者存在胃动力异常。胃部相关疾病大多从胃动力失调开始,并逐步向恶性化方向发展,且一直伴随胃动力异常,胃动力异常是胃肠相关疾病的源头之一[1]。胃肠动力学研究是近年来迅速发展的医学前沿热点,但是长期以来,人们多注重对胃的内、外分泌功能及胃的形态学的研究,而对胃动力功能的研究相对落后,这其中最重要的因素是人们对胃动力异常的病理生理机制认识不够深入和缺乏方便、有效的胃动力学检查方法[2,3,4]。因此,研究与发展一种可完整观察消化过程,能全面、有效、准确了解患者胃动力状况的检测方法日益受到国内外医学和工程专家的关注和重视。
电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术代表了生物阻抗技术的发展方向,是继形态、结构成像之后于近些年发展起来的新一代医学成像技术,它的优势主要体现在无损伤功能检测和图像监护功能。EIT以人体组织的电特性或者阻抗特征为检测目标,提取疾病发生的电特性信息。在食物消化期间,由于胃的收缩和运动传导,其形态、体积及胃内食物状况不断改变,相应的电特性变化明显,变化规律与胃动力学状况相对应,信号强度大,检测灵敏度高,功能信息丰富。EIT技术基础理论所指明的功能成像优势恰好可以表达胃体及内容物在这种电流灌注形成的电阻抗场下的静态特征和动态改变[5]。目前已知的EIT胃肠领域临床应用研究中,最多的是关于通过胃部的食物流动评价和胃排空测量研究[6,7,8,9]。这其中,Soulsby的研究工作非常重要,通过与γ射线胃排空的对照确定了EIT对胃排空过程检测的有效性,是EIT胃排空检测的原创性研究。胃动力功能检测包括胃排空和胃蠕动,但采用EIT方法提取胃蠕动节律(约3次/min)信息用于胃动力功能检测与评价的研究工作尚未见到。基于此,本文拟采用电阻抗成像系统通过胃排空实验,提取胃蠕动节律信息,为临床胃动力功能的检测与评价提供一种新的方法。
1 方法
1.1 仪器设备
电阻抗成像设备选用英国谢菲尔德大学研制的Maltron Sheffield MK 3.5(简称“Mark 3.5”)多频电阻抗图像信息采集与处理系统[10]。Wilson等人研制的Mark 3.5是一个商用的多频电阻抗成像数据采集与图像处理系统,在临床上主要应用于肺和胃的监测。Mark 3.5采用纯数字化信息处理技术,以8电极相邻激励相邻测量的方式进行数据采集,系统工作在2 k Hz~1.6 MHz之间的30个频率点上,激励电流为200μA,噪声40 d B,具有对实部和虚部成像的功能,成像速率为25帧/s。
1.2 试验餐的选择
理论上,合适的试验餐可以是高电导率的,也可以是高绝缘的,重要的是试验餐要有固定的电导率,该电导率的变化表示胃容积的变化[11]。胃内组织电导率在100 Hz频率下约为0.5 S/m[12],与胃内组织有一定电导率差异的液体或固体食物都可以作为试验餐,试验餐与胃内组织的电特性差异越大,阻抗变化率越明显,图像质量越清晰。由于水的电导率远远小于胃内组织的电导率,且水的排空时间短,效果明显,便于提取阻抗变化信息。本文选用纯净水250 ml作为试验餐。
1.3 信息提取
Avill等的研究指出,当电极置于腹部第8肋间位置时,胃排空测量具有足够的精度,且轻微的电极位置变化不影响测量结果,电极稍高比偏低要更好些,可以避免来自胃窦和十二指肠区的干扰信号[13]。本文实验的8电极环状阵列水平置于腹部第8肋间位置,1个地电极置于剑突位置,电极选用直径为5 cm的一次性标准氯化银心电电极,受试者为23岁、无胃动力异常的青年男性,试验之前空腹10 h。系统工作频率选择50~200 k Hz之间的7个频率点,每秒输出25帧,为了获得更好的图像输出质量,顺序将每25帧图像结果经过叠加平均生成1帧/s的图像作为结果输出。数据采集时,被试者保持坐姿,均匀呼吸,首先提取1 min的空腹数据并以第1 s的图像作为参考图像。由于Mark 3.5不支持长时间连续图像采集与处理,因此待被试者一次性饮用常温纯净水250 ml后依次进行每3 min一次(每次180帧)的图像信息采集,每2次图像采集之间留有1 min时间用作图像处理。根据图像输出结果,选取胃部电特性变化兴趣区域,连续记录该兴趣区域在每一帧图像下相对参考图像的阻抗变化率值,将每一秒的相对阻抗变化率值描记下来生成胃排空曲线。
1.4 信号处理
将连续记录到的胃部电特性变化兴趣区域的相对阻抗变化率作为数据处理的对象,进行小波滤波处理,在呼吸信号基础上提取胃动节律[14]。小波变换是一种时间-尺度分析方法,具有多分辨率分析的特点,在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力,在低频段具有较好的频域分辨率[15,16]。本文图像输出速率为1帧/s,即胃动信号采样频率为1 Hz,采用小波滤波方法对某2 min的输出图像的相对阻抗变化率进行数据(120个数据点)处理。首先对原始信号选用db4小波进行3层分解为1个近似成分和3个细节成分,近似成分的频段为0~0.125 Hz(胃动力信号主要集中在该频段上),然后对小波分解的近似系数进行单只重构,即可消除呼吸波的影响。提取2 min原始信号并进行小波滤波处理,对原始信号和滤波后的信号进行功率谱计算,可得呼吸频率和胃动频率。
2 结果
2.1 胃排空图像处理结果
本文纯净水胃排空实验的EIT序列图像如图1所示。选取空腹状态第1 s的图像作为参考图像,饮用250 ml常温纯净水后的瞬时图像如图1(a)所示,可以清楚地观察到胃部区域的容积增大,因水的电导率小于胃内组织电导率,因此背景呈现深色;4 min后如图1(b)所示,图像上的深色区域变小代表由于水的快速排空使胃内容积变小,如图1(c)~(e)所示,图像上的深色区域逐渐变小且颜色逐渐变浅表示胃内水逐渐排空,胃内容物的电导率逐渐接近空腹状态;如图1(f)所示,深色区域基本消失代表胃内水基本排空,胃内电导率基本恢复到空腹状态。
2.2 胃排空曲线
以饮水第1 s图像的深色区域作为胃部感兴趣区域,提取该区域阻抗随时间的相对变化率,可得如图2所示的胃排空曲线图。图2中饮水后瞬间胃部兴趣区域的相对阻抗变化率约为16%,这主要与饮用水的电导率和饮水量有关。饮用水的电导率与胃内组织的电导率差异越大、饮用水量越大,该区域的相对阻抗变化率值越大,本实验饮用250 ml纯净水后3 min内是一个快速排空期,符合生理排空规律,半排空(相对阻抗变化率为8%)时间约为6 min,22 min以后相对阻抗变化率逐渐恢复到空腹状态。
2.3 胃动节律成分分析
提取图1中饮水后较平缓的2 min的相对阻抗变化率数据,展开、放大如图3所示。对该数据进行功率谱分析如图4所示,主要频率为0.31 Hz(每分钟18.6次)的呼吸节律,同时包含了频率为0.052 Hz的胃动成分(正常人的胃动频率约为0.05 Hz,3次/min),对该原始信号进行小波变化处理,结果如图5所示,呼吸干扰消除,剩下了反映胃运动的波形,其功率谱分析结果如图6所示,呼吸频率成分消失,只剩下频率为0.052 Hz(每分钟3.12次)的胃动节律信号。
3 结论
本文采用EIT方法,根据消化过程中的胃阻抗特性及其变化,有效地提取了反映胃容积(胃排空)和胃运动(胃的收缩和蠕动)状况的信息,其变化规律与胃动力学状况相对应,相关性强,如果在此基础上进一步加强定性和定量化研究,有望成为临床上一种用于胃动力功能检测与评价的新方法。
动力检测 篇6
1 对于动力电池安全防护技术探究
随着我国经济的发展, 人们的环保意识越来越强烈, 动力电池在这个时候占据了很大的重要性, 因此, 保障动力电池检测时的安全, 是不能忽视的。我国有关文件规定, 对于动力电池的检测要在安全的环境下进行, 那么何为安全的环境呢?保障安全的环境就需要对动力检测时的安全防护技术进行探究。
1.1 分开区域并设立隔板进行防护
动力电池的检测工作很容易引起失火, 爆炸等灾难性的事件。为了避免这种情况的发生, 在动力电池检测的时候要将检测场地分为俩个不同的区域, 第一个区域是样品实验区, 第二个区域是实验控制区。俩个区域根据名字的不同, 容纳的单位也不同, 前者存放需要检测的动力电池, 后者则是检测人员和检测设备的地方。同时在俩个区域的中间应该竖立一个能防爆炸等一系列动力电池引发的灾难的隔板。在检测工作开始的时候, 技术人员可以通过检测设备使用一些能起到控制作用的设备对电池进行检测, 例如探针、挤压和跌落板等。这些控制设备都可以通过在隔板上预留的小孔进行俩个区域之间的活动, 通过这种方法可以有效的在动力电池发生危险的时候有效的保障检测人员和设备的安全。
1.2 外界环境的设定防护
动力电池对于外界的温度很敏感, 因此, 一般情况下样品区域是需要对温度进行设定的, (20±5) ℃范围是动力电池最好的存放温度, 同时, 实验区和样品区是俩个相对独立的区域, 彼此之间的温度不受影响。动力电池很容易发生爆炸的危险, 样品区就要设置成全封闭的空间, 样品区的建成材料也要选用防爆炸的建筑材料, 经的起巨大的冲击力。在检测人员将动力电池放入样品区的时候, 首先就要把动力电池的能源电气进行断绝, 并且动力电池自身的回路也要阻隔。在监测区域存放的各种设备也应该处于停止状态, 控制设备探针等避免因为失误影响样品区的工作人员。
1.3 样品区域的防护设备
样品区域存放动力电池的主要空间, 在样品区域中也应该安装一些预防动力电池发生危险的装置, 和发生危险以后的解决装置。在动力电池发生火灾的时候样品区要具备识烟设备、火灾报警设备、自动灭火设备。在动力电池发生爆炸的时候, 要有减压设备, 排烟设备。在样品区域还要安装摄像头, 毕竟实验区不能观察到样品区的情况, 安装摄像头, 可以让检测人员对动力电池的情况及时的进行观察, 分析和跟踪, 这些设备的存在, 可以在一定程度上有效的进行预防和解决。在样品区域的温度调节的设备附近可以也安装一些有防护措施的隔板, 当然这些设备会因为动力电池的爆炸等有所损伤, 但这些损失是可以忽视的。
1.4 高温设备的设计防护
有时候需要对动力电池进行高温试验, 但是进行高温试验很容易引发动力电池的爆炸, 小小的动力电池产生的爆炸的破坏力是十分强大的。因此, 进行高温试验的设备装置需要进行特殊的处理。首先高温设备中的控制温度和进行自动控制的设备要与动力电池进行分离, 如果实在没有条件进行俩者的分离, 也要在其中适当的部位加入一些安全隔板。检测的时候首先将样品在高温设备中固定好, 检测人员离开危险区域以后进行加热, 加热完成以后等待样品确保不会爆炸以后再去观测。
1.5 检测完成后的防护善后工作
在动力电池的检测工作完成以后, 工作人员要把正在工作的检测设备关闭电源, 将控制装置探针等物品离开动力电池。挤压板放回原处, 把样品区的温度调到动力电池的最适保存温度。并且对于已经检测完的动力电池, 工作人员首先要确认它不会发生危险情况后在撤离试验区域。
1.6 检测人员的素质培养
作为动力检测的工作人员, 要具备很好的心理素质水品。对于动力电池的检测工作要有专业的知识和丰富的经验, 还需要认真的态度。因此, 有关的部门对于动力电池的检测工作人员要多组织培训工作, 并且不定期的对检测人员的专业知识进行检测。而且可以培养一些吸收能力强, 年轻积极的工作人员到国外去学习他们的先进技术和经验, 结合我国动力电池的检测方法, 创新出属于我国自己的安全检测方法, 保障动力电池检测时的安全。对于动力电池检测的设备, 维修人员要不定期的对设备进行检测和维修, 及时的发现问题, 一旦有任何问题要及时的上报, 而且, 国外有先进的设备的话, 有关部门应该及时的引进先进的设备, 增强我国的动力电池检测的安全系数。
2 结语
以上我们主要介绍了动力电池充电的方法以及动力电池容量检测的方法。随着科研工作者的深入研究, 动力电池的充电技术在不断改进, 电池剩余容量的预测也在不断的深入研究。相信能找出动力电池最佳的充电方式, 今后电动汽车也会像现在的加油站一下, 司机能在十来分钟就能充满动力电池。
参考文献
[1]杨培刚.动力电池检测时的安全考虑[J].电子产品可靠性与环境试验, 2013.
动力检测 篇7
1 火力发电厂的工作原理及工作过程
火力发电厂是通过利用石油、天然气和煤等物质的燃烧而生产电能的工厂。这些物质组成了对整个火力发电系统而言, 最重要的燃料系统。而对燃料系统进行燃烧发电的话就必须要利用热能动力装置中最重要的组成部分锅炉。热能动力装置主要可以分为燃烧系统和热气系统这两个类型。我国的发电厂主要是以燃煤为主, 通过对煤的燃烧, 把锅炉内的水加热生成蒸汽, 然后利用蒸汽的压力推动汽轮机旋转, 在利用汽轮机带动发电机旋转, 从而将机械能转变成电能。一般在发电过程中, 热能动力装置会对水进行二次加热来增加热效应, 达到实现提高发电效率的目的, 因此, 实际工作中热能动力装置越来越受到人们的重视。
2 火力发电厂热能动力装置常出现的问题
2.1 操作人员操作流程不规范
在热能电厂生产的过程中, 经常会出现由于工作人员的不规范化操作导致动力设备装置在运行过程中出现故障, 影响生产效率的同时也给操作人员的自身带来的严重的安全隐患。所以, 操作人员的是否规范化操作在生产过程中起到了关键的作用。因此, 就需要我们的操作人员在生产过程中, 一定要熟悉和规范自己的操作流程, 这样在提高生产效率的同时也能将安全隐患降到最低点。
2.2 锅炉堵塞造成的问题
在电力生产的过程中, 锅炉是至关重要的生产设备。它起着产生水蒸气, 并将水蒸气传送出去的作用。但是在加热过程中水质分子物质会蒸发分散, 从而容易吸附于设备上, 这样时间久了, 沉淀积累的越来越多, 就会造成锅炉管道阻塞现象, 给锅炉的传送带来很大障碍, 从而导致电力生产效率大大下降。
3 热能动力装置的定期检修
3.1 检查输送管道是否通畅
管道是输送热能转化为机械能的纽带。在生产运行过程中常会出现水物质残留阻塞管道或者管道泄漏以及管道老化等情况, 从而致使锅炉出现一些问题, 竟而导致整个热能动力装置的瘫痪。所以, 工作人员需要定期对设备进行检查, 察看管道口是否运行通畅, 以提高电能产生效率。
3.2 定期检查锅炉运行系统中的蒸汽装置、阀门零部件以及各重点部位的运行状态, 尤其是各部件接口的位置
热能动力设备是不同零部件组成在一起, 共同作用的整体, 只有各个零部件之间协调配合, 才能使锅炉正常的运行;定期检查炉排的转动速度是否正常, 如果发现锅炉排在工作过程中出现转动速度过快或过慢等情况, 要及时补充能量的补给量, 以保证锅炉的温度达到正常使用的要求。另外, 工作人员需要定期的进行专业的技能培训, 不断提高自身的检测水平和能力, 保证热能动力装置的正常运行。
4 热能动力装置的定期维护
锅炉的清洁是日常维护的首要工作, 相关维护人员定期对锅炉进行全面清扫, 擦洗水位计, 确保其数值清晰, 便于进行水位观测, 以保证锅炉的正常运行。
针对热能动力装置维护工作的周期性需要定期开展各项工作, 例如, 每周都需进行的维护工作有清理锅炉、停炉测试、及时更换故障部件、检漏测试等;每月需进行的维护工作有过滤器的清洁、压力表校对、零部件安装位置有没有松动等, 另外需重点检查的还有安全阀;每年对锅炉的维护工作有全面进行清扫, 根据火力发电厂内的锅炉的停炉时间, 对停止运行的锅炉选择合理的保养, 可以分为以下四种, 压力保养、湿法保养、干法保养及充气保养, 以确保锅炉的使用寿命。
动力检测 篇8
关键词：无创性血流动力学检测仪,房颤,血流动力学,左室功能
左室功能取决于心脏结构的完整、心律、心脏前后负荷及心肌收缩力等。房颤破坏了心脏的心律,影响房室收缩而影响心功能。为此,本研究采用美国BioZ.Com无创血流动力学监测仪,通过多种血流动力学参数检测房颤病人的血流动力学参数,探讨房颤对患者的血流动力学影响,评估其对左室收缩功能的影响。
1 资料与方法
1.1 研究对象 选取2006年3月—2010年1月在我科住院病人,且心电图证实为房颤且无创血流动力学检测为房颤的病人为研究对象(房颤组),共入选57例,其中男46例,女11例,平均年龄68 .7岁(46岁~89岁);高血压病39例,冠心病22例,糖尿病8例。同期住院非房颤病人57例为对照组(非房颤组),其中男47例,女10例,平均年龄68 .5岁(47岁~87岁);高血压病38例,冠心病21例,糖尿病9例。两者平均年龄及所患疾病种类等一般资料无统计学意义。排除标准:有心肌梗死、心力衰竭、风湿性心脏病、主动脉瓣关闭不全、二尖瓣中度以上关闭不全者,心脏起搏器安置术者。
1.2 方法
1.2.1 常规处理 房颤病人无禁忌者用地高辛或(和)β受体阻滞剂控制心室率(平静状态下60 /min~80 /min),高血压病、糖尿病、冠心病常规予相应治疗使血压达标,血糖尽可能达标,冠心病相对稳定。
1.2.2 无创血流动力学检测 房颤组及非房颤组均采用美国Cardiodynamics 公司的Bioz.Com血流动力学监测仪测定4组参数。①心率(HR);②血压:收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)。③前后负荷指标:胸腔液体水平(TFC);外周血管阻力/阻力指数(SVR/SVRI)。左室泵血功能指标:心输出量/心脏指数 (CO/CI);每搏输出量/每搏指数(SV/SI)。④左室收缩功能指标:速度指数 (VI);加速指数 (ACI);预射血期 (PEP);左室射血时间(LVET);收缩时间比率(STR=PEP/LVET)。
1.3 统计学处理 计量资料以均数±标准差
2 结 果
房颤组与非房颤组常规参数:HR、SBP、DBP、MAP、无明显差异。左室泵血功能指标:CO/CI、SV/SI房颤组低于非房颤组(P<0.05)。左室收缩功能指标:房颤组的速度指数、加速指数低于非房颤组(P<0.05)。房颤组的PEP较非房颤组延长(P<0.05);房颤组的LVET较非房颤组缩短;房颤组收缩时间比率较非房颤组增大。详见表1。
3 讨 论
目前评价心功能的主要方法有纽约心功能分级、血浆标志物、超声心动图、左室造影及Swan-Ganz导管温度稀释法等。纽约心功能分级主要根据患者的临床症状进行主观判断,其判断结果差异较大。左室造影及Swan-Ganz导管温度稀释法等有创性检查的结果虽然准确,但因其有创性,临床难以广泛开展。而美国Cardio Dynamics 公司的 BioZ.Com 无创血流动力学检测仪建立在胸腔生物电阻抗。基本原理是记录由于心脏收缩,主动脉射血所致胸腔阻抗变化。利用先进的DISQ技术(D-数字,I-阻抗,S-信号,Q-数字化)及专利的ZMARC算法(Z-阻抗,M-调节,AR-主动脉,C-还原),通过18种血流动力学参数来评估病人的血流动力学状况及心功能。与Swan-Ganz导管温度稀释法等有创性检查相关性好[1,2]。与超声心动图相关性也好,同时具有无创性、准确性、全面性、灵敏性好、经济、重复性等特点[3],被临床逐渐推广开展。房颤破坏了正常窦性节律引起病人心悸不适,易出现心房内血栓形成,而且影响左室功能易诱发、加重心功能不全,甚至出现猝死[4]。本研究表明:慢性房颤病人的心功能较非房颤者低,主要表现:房颤组与非房颤组比较其CO/CI、SV/SI、VI、ACI、LCW/LCWI降低,PEP延长,LVET缩短,收缩时间比率STR增大。其主要机制:左房的主要功能为肺循环返回心脏的血液充当储存、通道及助推的作用,房颤时由于左房丧失舒张晚期的主动收缩对左室进一步充盈而丧失其助推功能,且这进一步充盈约占据左室充盈的30%,左房的无效收缩不仅丧失左房进一步排空,而且由于左房内压力升高,肺静脉血向左房内回流减少而使其储存及通道功能受损,舒张早中期左室充盈也会减少,同时由于左房丧失有效的收缩和舒张活动,再加上快速不规则性房、室率而产生矛盾运动,使左房及左室的顺应性降低,不仅会影响左室的收缩功能而且会影响其舒张功能[5]。因此,对房颤病人尽可能转复为窦性心律,不仅能改善病人心悸不适等症状,减少心房内血栓形成脱落引起的重要血管及脏器的栓塞,而且能改善左室功能而改善预后。
参考文献
[1]Sageman WS,Riffenburgh RH,Spiess BD.Equivalence of bioim-pedance and thermodilution in measuring cardiac index after cardi-ac surgery[J].J Cardiothoracic Vasc Anesth,2002,16:8-14.
[2]Shoemaker WC,Wo CC,Chan L,et al.Outcome prediction of e-mergency patients by noninvasive hemodynamic monitoring[J].Chest,2001,120(2):528-537.
[3]杨海燕,苏立,余强,等.心阻抗法及超声心动图评价心脏左室收缩功能的相关性研究[J].江西医学院学报,2006,46(1):34-37.
[4]金玉华,方宁远,陆惠华,等.老年高血压患者心脏结构改变与心律失常的关系[J].上海第二医科大学学报,2004,49(4):49-52.
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