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测控电路范文1
1课程背景
随着科技快速发展,技术进步带来的经济发展比重越来越高,经济的发展反过来又对科技的发源地高校提出了新的要求。国际高教界形成了一个共识,即重视实践教学、强化应用技术型人才培养。我国政府也积极做出了响应,强调与重视应用型本科教育的发展。应用型本科的发展对于支撑未来中国经济社会发展,以及推进中国高等教育大众化进程起着积极的促进作用[1,2]。目前,《测控电路》等电子类的课程主要存在以下几个问题。(1)课程普遍偏重理论教学,教学形式主要是课堂讲述知识,课下学生做习题,期末闭卷考试,相对的实验内容很少,而且基本是验证型实验。这种教学方式还是一种非常传统的教学形式。结果是学生学完课程后,面对具体的工程问题还是束手无策。(2)授课知识内容。可以看到,随着技术的发展,尤其是集成电路技术的快速发展,电路越来越集成化、数字化、智能化,模拟部分变少,数字部分变多。其中模拟部分以运算放大器为主要核心,构成模拟信号的各种处理电路,各种器件与技术更新很快。数字部分则有各种MCU、FPGA等技术构成。而目前的课程讲述的还是20年前的内容。(3)实验多为仿真[3-5],没有实物制作,学生参与感与成就感低。(4)企业的需求。课堂讲授的知识在企业很少用到,或者根本不用。理论多,实践少。这些问题使得该门课的教学目标无法达到应用型大学的培养目标,严重偏离课堂内容服务于实践,服务于经济发展的指导思想。我们经过考虑,决定从教学方法、考核方法两个维度对课程进行改革探索,以期提升教学效果,培养合格人才。
2教学方式的实践
教学方式上,不再以课本理论知识讲解为中心,而是以实践为中心,突出知识的应用。因此,我们在课堂中引入项目式教学。在各高校本科自动化、测控、仪器等相关专业中,《测控电路》均为一门核心专业主干课程。本课程教学目标是让学生获得应用电子信息技术构建测量与控制系统中的信号处理与控制电路,从而解决相应的工程问题的能力。课程具有综合性强、技术更新快、强调应用等特点,从而导致在该课程的教学过程中出现的一些内容陈旧、理论过重等问题。本文结合我校背景,从如何办好应用型大学的角度出发,探索《测控电路》这门课程在教学过程中的改进与改革,通过改进授课方法和改变考核方式两个方面,从而培养高质量应用型大学学生的实践能力。
2.1项目式教学
项目式教学(Project-BasedLearning,PBL)是一种强调实践、以学生为教学活动中心的方法。该方法首先由老师根据相关知识点或者需要学生掌握的技能,设计一个学生需要完成的项目,然后引导学生解决实际问题,在解决问题过程中,学生获得相应的知识或者技能。该方法强调动手实践、自主学习。学生为了能够完成一个项目,不仅仅需要运用已经学到的、各个学科的知识;而且还要通过自主学习获得新的知识和技能,有时候还要与其他同学组成团队,通过相互协作,才能达到目的。由于在完成项目这个过程中,学生所做出的诸如所学知识的应用、新知识的学习、各种知识的综合应用等行动具有自发性,不是第三方灌输的,这是PBL与传统教学模式的根本区别,也是传统教学模式无法比拟的。因此,PBL教学模式才使得学生们的综合素质有全方位的提升。在项目教学中,教师的角色定位很重要。不再是权威,不再是唯一标准的制定者,不再灌输知识。教师不再是主体,只是指导者,要引导学生,让学生充分发挥主体作用。
2.2项目的来源
我们的思路是,从学生学科竞赛和毕业设计中来。在日常教学中,专业课要考虑到学生的课外竞赛和毕业设计,在教学内容中要引入竞赛或者毕业设计题目中的案例。例如,我们在讲信号运算一章时,可以引入“全国智能车大赛”中车道轨迹引导线20kHz电磁信号的检测为例,将实际案例与课本知识结合起来。将竞赛或者毕业设计中的案例引入到课程中,作为项目式教学的素材,使得课堂的范围扩大,课堂不再局限于教室;使得教学的内容扩大,不再是几个书本上的经典公式,而是实际应用的电路。充实、丰富、活化了教学内容,使得学生对理论的理解更加深入和牢靠。反过来,学生又能将学到的理论知识反哺到学科竞赛和毕业设计中去,用理论知识去指导实践。两个过程相辅相成,形成良性互动。
3考核方式的实践
由于在教学内容上做出了侧重实践的改革,那么考核方式也必然做出相应的改进。(1)改变原有评分分配权重。以前的课程评价标准为:总成绩由平时成绩、实验成绩与期末闭卷考试成绩构成,其中平时成绩比重为20%,实验成绩比重为10%,期末考试成绩比重为70%。而平时成绩由学生出勤、课堂回答问题、课后作业等构成。考试内容则为书本理论知识,以计算为主。虽然由10%的实验成绩,但是由于实验课时的限制,所有实验均为验证性实验,设计性的实验为空白。在引入项目式教学后,我们改进考核方式,将实践环节分值比重大幅提高,引导学生注重实践。(2)改变单一标准的评价体系。首先,项目式教学强调的学生获得解决实践问题的能力,而不是获得正确答案。一个工程问题的解决方案一定是多种多样的,所以在评价学生成果时就不能有设置标准答案。一定是将评价指标分解为学生在项目完成过程中的全过程。例如资料的查阅,团队的合作,设计方案的合理性等等。其次,要将学生带入评价过程中,可以让学生自评、互评。在评价中,激活学生思维,激发学生的学习兴趣,充分发挥学生的主观能动性。
4结语
自2017年本教改逐步实施以来,《测控电路》课程的授课效果也逐步提高。首先,学生的学习兴趣大大提高,课堂参与度明显增强,课下实践活动均能积极主动参与。学生的综合素质提高通过毕业设计以及学科竞赛成绩得到了体现。(1)毕业设计方面。由于有了一定的实践经验,所以学生在面对毕业设计时就会有思路,有方案,能解决。其中优秀的就可以选择一些难度较大、有实用意义的课题。毕业设计的总体水平逐年提高。目前大部分的题目为真题,均要求做出实物。近两年来,我们专业指导的大约160名学生毕业设计,普遍设计成绩良好。多人毕业设计推荐优秀,参加了学校答辩,获得校级优秀毕业论文。(2)学科竞赛方面。通过项目式的课程改革,结合开放创新实验室,使得学生对竞赛有了信心,从而大大提高了参与兴趣,而且取得了不错的成绩。4年来,本课程组老师指导大学参加了全国、全省大学生电子设计竞赛、大学生光电设计竞赛、全国智能车大赛等赛事,获得各类奖项22项,其中一等奖5项、二等奖8项、三等奖9项。通过项目式教学的改革,教学改革取得了一定的效果,同时为如何办好应用型大学做出了探索与实践。
参考文献
[1]巩丽霞.应用型高校本科教育改革的思考——基于创新创业教育与专业教育相结合的探讨[J].国家教育行政学院学报,2011(09):43-46+12.
[2]李虹.地方应用型高校创新创业教育改革与发展路径[J].齐齐哈尔师范高等专科学校学报,2019(02):10-12.
[3]刘国忠,刘刚,那云虓.理论和实验混合式教学模式在测控电路课程教学中的应用[J].中国现代教育装备,2017(19):52-55.
[4]张玉萍,李辰.“测控电路”课程的教学改革[J].电气电子教学学报,2018,40(06):40-42+95.
测控电路范文2
1 系统组成及设备配置
路灯线路漏电远程监控系统组成主要包括:监控中心计算机监控系统、现场漏电检测智能控制终端以及通讯网络等部分。路灯线路漏电远程监控系统如图1所示。
1.1 监控中心计算机监控系统
监控中心计算机采用Internet固定宽带网络与系统连接,采用Windows中文版操作系统和SQLServer2005数据库平台,可实现远程访问。现场路灯漏电智能终端数据传输采用移动GPRS无线平台与监控中心通信。监控[( dylw.NEt) 专业提供论文写作和发表的服务,欢迎光临]中心配置监控计算机,彩色液晶显示器、UPS电源、打印机等设备。监控软件功能包括:地理信息系统、系统测控、图形监控、动态显示、历史数据采集、趋势图、历史数据显示贮存、事故报警、制表打印、终端参数远程设置、控制逻辑修改、系统调试等。
1.2 漏电检测智能控制终端
漏电检测智能控制终端分布在城市路灯箱变内,采用无线GPRS和监控中心计算机通信。该产品采用嵌入式STM32单片机,时钟频率达到72MHz,配以5英寸分辨率480×272真彩色触摸液晶显示器,构成一个功能完全的微处理系统。采用全封闭铸铝机箱,强弱电信号严格分离,抗干扰能力强,有多个可插拔输入输出端口,人机界面友好,汉字显示。可根据需求进行各种参数显示和功能设置,可随时执行主机下发的遥测、遥控、遥调命令,将终端采集到各种漏电数据上报到监控中心,根据告警限量对路灯线路进行保护。
1.2.1 漏电检测智能控制终端技术参数
漏电检测智能控制终端技术参数如下:CPU STM32采用ARM Cortex-M3内核,时钟频率72MHz、内存:64M;采用TFT真彩液晶屏,分辨率(480×272)电阻式触摸屏,触摸延迟时间<10ms;通讯接口采用:1×RS-232,2×RS-485,1×USB,1×LAN(以太网口)。
漏电检测智能控制终端单台设备具有16路A\D输入接口,可采集0~10A漏电电流信号,0~400V交流电压信号,4~20mA、0~20mA、 0~5V的各种传感器信号;具有12路光隔离的开关量输入口和10个继电器触点输出控制口,继电器无源触点输出(AC250V/5A、DC30V /10A)。
系统适应运行环境为:工作电源:交流220V,工作温度范围:-20℃~70℃,工作湿度范围:0%~95%。
1.2.2 漏电检测智能控制终端的保护原理
根据“基尔霍夫节点电流定律”:在任一瞬时,流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流之和,即:∑i(t)入=∑i(t)出。
(1)可知,在路灯被保护线路工作正常,没有发生漏电的情况下,流入和流出零序电流互感器一次侧的电流相量和等于零,即:i1+i2+i3+iN=0。
(2)铁芯中磁通的相量和也为0。零序电流互感器的二次侧不产生感应电动势,漏电信号处理电路没有漏电信号而处于警备状态,没有输出,漏电控制电路不动作,维持正常供电。当被保护路灯线路中有漏电或人身触电时,由于漏电电流的存在,通过零序电流互感器一次侧各线电流的相量和不再等于零,有了漏电电流,铁心就有了交变磁通(交变磁场),在交变磁通作用下,零序电流互感器二次侧线圈就有感应电动势产生,形成剩余漏电电流输出信号,该信号通过整流变换电路后输入到 A/D转换器和无线漏电智能监控终端微处理器内进行处理,只要剩余电流(漏电电流)达到预先设定漏电电流保护值时,无线漏电智能监控终端微处理器输出一个控制信号控制继电器,继电器得电动作,推动脱扣器动作,脱扣跳闸切断电源,实现漏电保护。无线漏电智能监控终端控制原理图如图2所示。
无线漏电智能监控终端主要用来对路灯线路漏电电流数据采集、分析、数据上传、接受监控中心计算机命令、就地数据显示、功能设置、控制路灯线路接通和断开。对防止人身触电提供可靠保护,同时也可用于对电气线路因漏电造成的接地故障进行保护,防止接地电流引起的设备和电气故障而造成的火灾隐患。
1.2.3 漏电电流告警设置
在使用无线漏电智能监控终端时,正确合理地选择无线漏电智能监控终端每一路的漏电电流检测告警保护值非常重要:一方面在发生触电或泄漏电流超过允许值时,无线漏电智能监控终端可有选择地动作;另一方面,无线漏电智能监控终端在正常泄漏电流作用下不应动作,防止供电中断而造成不必要的灭灯。
在设置漏电保护器的额定漏电动作电流应注意:(1)为了保证人身安全,额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值,国际上公认30mA为人体安全电流值;(2)为了保证电网可靠运行,额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流。
1.3 通讯网络
系统采用GPRS无线通信方式,利用分组数据传输技术,数据传输速率最高理论值能达171.2kb/s,可缩短系统数据检测时间。凡手机可通信的地方均可正常使用,可实现城市路灯漏电检测系统在城市内无通信盲点。
2 系统功能
2.1 智能保护功能
路灯线路漏电远程监控系统以计算机为控制核心,使用现代无线网络平台,根据路灯线路运行环境,单独设置不同支路的路灯线路漏电保护参数,显示和记录路灯线路漏电电流以及线路的工作和故障状态。同时依据常规漏电动作电流的变化情况可对设备检修维护启动提前示警功能;根据路灯线路漏电保护参数智能控制漏电保护电路动作;对突况也可远程控制设备启用和关闭,在路灯启动电流瞬间波动时智能有效规避保护动作。
2.2 信息传输功能
路灯线路漏电远程监控系统可快速处理现场路灯漏电报警信息,并将真实漏电数据和漏电部位及时传送到监控中心,同时以手机短信方式通知现场维护人员,可提高漏电信息的及时性和准确性,增强了路灯漏电保护反应能力。
2.3 数据检测功能
路灯线路漏电远程监控系统实时监测各路灯线路漏电电流,对相关设备进行自动或人工巡检测试,实现漏电电流、系统电流和电压的动态显示, 为用户提供了一个监视路灯电网运行时漏电状况的实时平台。如果用户发现线路的漏电明显增加,就可以在漏电保护器还没有动作时,检查线路故障并排除故障,从而及时发现设备运行故障,确认故障类型和故障状态,并对故障信息进行跟踪处理,提示管理单位及时维修故障设备,提高漏电检测系统的完好率。
2.4 远程参数设定功能
路灯线路漏电远程监控系统具有设置不同额定漏电动作电流的功能,系统能在中心控制室和监控现场对各漏电告警值进行设置一次告警、二次告警等。漏电电流的保护值不是一成不变的, 对不同的环境、不同的设备有不同的要求。正常漏电电流,最大不得超过100mA;漏电电流较小的电网,非阴雨季节为75mA,阴雨季节为200mA;漏电电流较大的电网,非阴雨季节为100mA,阴雨季节为300mA。安装于路灯单灯的漏电保护器用于保护单个或多个用电设备,是直接防止人身触电的保护设备,因被保护线路和设备的用电量小漏电电流小一般不超过10mA,宜选用额定动作电流为30mA,动作时间小于0.11s的漏电保护值。
2.5 二次合闸功能
路灯漏电智能终端监测到漏电电流超标后首先自动跳闸,延时20s~60s后会自动进行二次或多次合闸(间隔和次数可设定)。如故障未排除,仍有超限漏电电流存在,重合闸后立即跳闸并自动闭锁,二次合闸漏电电流保护后需人工检修排除故障后重新投入使用。
2.6 远程报警功能
路灯线路漏电远程监控系统可实现的告警保护功能包括:(1)线路漏电电流超过漏电设置报警值120%(可修改),现场智能终端向监控中心发送漏电电流过一次线报警,监控中心可根据天气和现场实际情况确定是否停止该线路工作;(2)线路漏电电流超过设置漏电报警值150%(可修改),现场智能终端输出控制信号切断主回路供电电源,同时向监控中心发送漏电电流过二次线报警信号,并且通过监控中心的短信息模块将报警信息到相关人员的手机上;(3)监控中心收到终端漏电电流告警信息或检测到终端设备异常时,屏幕弹出故障信息窗口,显示故障的位置、类型、故障参数,并用语音提示操作人员故障设备的名称、故障状态;(4)在地理信息图形中相应位置做出故障指示,方便故障定位及人员维护;(5)将故障信息存入监控计算机告警数据库,以备查询和事后故障分析。
3 结语
城市路灯照明系统是城市建设的重要组成部分,路灯线路防漏电事故在当今社会中日益尤为重要。通过实际工程的检测,结果表明本文提出的路灯线路漏电远程监控系统具有有效防止城市路灯线路漏电对人身安全造成危害,在故障隐患消除后能够自动合闸,路灯线路漏电参数记忆、存储、显示、打印等功能。本文详细介绍了该系统的组成及设备配置,重点介绍了漏电检测智能控制终端的保护原理及报警参数设置,以及该系统在实际使用中可实现的智能保护、信息传输、数据检测、远程参数设定等功能,可为实际工程中的应用提供参考。
参考文献:
测控电路范文3
【关键词】综合智能;控制;策略;电弧炉;应用
高阻抗电弧炉是一种有着较高效率的新型炼钢设备,一般采用三相电源进行供电和调节。但由于在已经使用过的控制策略方案中,许多都是从单相电源出发,把三相电源之间的因素忽略了,因此使得控制效果在电弧炉应用的过程中不甚理想。要想起到良好的控制效果,首先就必须采用电弧炉复杂的多输入、多输出预估模型,在“三相意识”的基础上,对神经网络电极调节器进行充分地利用,使得电弧炉冶炼达到最大化的功率,电流波动达到极其稳定的状态,从而使控制性能得到极大的改善。
此外,由于电弧炉炼钢过程有着高度的非线性、不确定性以及相当的复杂性,靠单一的智能控制方法已经无法满足电弧炉控制策略的要求,因此,急切的需要某种综合的智能控制策略来解决复杂的控制问题,对单一控制策略的不足进行弥补。
1、电极调节器控制系统的组成
电极调节器控制系统是由电炉、变压器、电抗器、液压驱动系统等组成的。其中硬件组成部分为:PCA-6179主板,866MHZ主频,256MB的内存以及30G的硬盘[1]。该系统的工作步骤为:首先模拟信号通过交流变送器使得交流信号得到转换,然后根据频率采集的参数计算出变压器一次侧、二次侧三相的电压、电流以及弧长、弧压等参数;最后工控机系统根据以上的数据,通过神经网络和专家系统计算法,计算出控制电极调节器的信号,转换成模拟电量输送给液压放大器,从而完成电极的调节控制系统。
2、电弧炉智能控制的策略研究
2.1电弧炉控制原理[2]
2.1.1恒电流法
恒电流法指通过对电极升降进行控制,使得电弧电流保持稳定。由于电弧炉的“三相电极”之间有着一定的联系,一相电流进行调节则将会导致其他两相电流的变化,因此一次电弧电流被扰动之后,就必须要经过若干次的电流调节才能恢复正常。
2.1.2恒弧长法
恒弧长法和恒电流法都具有相同的缺点,恒弧长法控制即恒弧压控制,只要使得三项弧压相等就能达到三相弧长恒定。
2.1.3恒功率法
由于恒功率法在进行炼钢过程中,受到许多不确定因素的影响,导致电弧炉内发生剧烈的变化或者出现错误操作的现象,因此,在目前实际使用的过程中一般还是以平衡功率法为主。平衡功率法指:当某一相电弧炉的功率与三相平衡功率不相等时,可以通过对电极的调节使三相功率恢复到平衡。
2.1.4恒阻抗法
恒阻抗法是目前保持弧压、弧流以及阻抗三者之间关系稳定的使用的最为广泛的控制方法,同时也是最有效的控制方法。当电压产生波动时,电弧电压和电流不同程度的同时增大或减少,由于两者之间并不是线性的关系,因此为了满足要求较高的控制精度,就必须采用恒阻抗法,从而快速的对电极升降进行控制。但也因为恒阻抗法的使用,从而导致电弧炉内的情况复杂多变,无法满足预先的经验条件,从而使得定值与实际值之间存在着一定的误差,该种情况尤其是在变化复杂的电弧炉中出现的较为明显。
2.2电弧炉的电极调节器
电弧炉是以电能为核心热源的装备,在电弧炉进行炼钢的过程中,由于炉料与电极接触性的短路、炉料成分的气化和金属溶液沸腾的原因,往往给电弧电流带来剧烈的波动。面对这种情况就需要对电极的位置进行快速的调节,使得电弧电流在一定的范围内得到稳定。因此,在电弧炉炼钢的过程中,电极调节系统是不可缺少的装备。同时按照控制器种类的不同,电弧炉控制器也可以分为以下4种:
⑴模拟控制器。模拟控制器在早期电弧炉炼钢过程中使用的较多,目前几乎已经不再使用,其优点是造价较低;缺点是控制性能不好。
⑵可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器是国内目前电弧炉系统使用最多的一种控制器,其具备较高的可靠性,但由于反应较慢,从而难以实现复杂的控制算法。
⑶计算机控制。使用计算机控制的电弧炉系统不仅具有高速的运算能力,而且也具有很高的稳定性和可靠性。计算机控制近几年来在国外的电弧炉控制系统中得到了广泛的应用,目前国内也正在朝这个方向发展。
⑷电极的自动控制。电弧炉炼钢过程的智能控制主要是通过电极的调节系统向电弧炉内输入电能,从而降低能源的损耗、提高生产的效率。
3、综合智能控制策略的方案
电弧炉系统控制策略主要采用了神经网络、专家控制以及遗传退火学习算法互相结合的综合智能控制的策略,该种控制策略在对某相弧流进行调解时,可以同时对另外两相的弧流进行修正。只有采用综合智能控制的方案,才能实现三相电流之间关系的学习及修正。
综合智能控制系统采集到的瞬时值,可以更好的反映出炼钢过程中弧压和弧流的各种谐波。同时根据瞬时值,可以快速的计算出电压、电流、弧压以及其他的参量。控制系统的核心则是采用了将遗传退火算法与神经网络相结合的遗传退火算法的神经网络技术,该计算方法不仅能够使神经网络的权值得到优化,而且能够加快神经网络收敛的速度,从而提高学习的性能。
神经网络模型是由ANN预估器和ANN控制器两部分组成的。其中预估器的作用是:把根据ANN控制器计算出来的控制量和电弧炉运行的状态相结合,对电弧炉下一时刻的状态进行预估,以防短路、塌料等现象的出现;而ANN控制器的作用则是根据已经设定好的数值和电弧炉运行的状态,计算出系统调节的控制量。优化算法即在表观功率不超过变压器许可的容量、工作电流不超过许可使用的电流、在电弧炉稳定燃烧以及电能利用等约束条件下,对控制量进行修正,使得综合智能控制系统得到最优,追去更高的电弧炉功率。
通过神经网络模型还可以对控制量作用下弧压和弧流的变化进行预估,从而防止塌料、短路等其它现象的发生,为电压闪变地减少提供依据。其中输入信号为三相电弧电流信号、电压信号、电极控制信号;档位电流信号、电压信号、上一时刻的三相电压电流计电弧的信号,分别用x1,x2……xn表示,三相电极控制信号可以依次推到目前若干个时刻。而输出信号则为下一个时间的三相电弧电压的预估信号和三相电弧电流预估信号。
4、结语
由于电弧炉在动态运行时存在着一定的电弧燃烧,其本身也是非线性的,从而致使电弧炉中存在着高次谐波,同时非正弦电流的流过,容易对系统电路中各元件的组成带来诸多的影响因素,使得电弧炉动态运行变得越来越复杂。因此,在现如今的国内市场,已有很多的电弧炉专家,通过对电弧的运行电抗、能量以及合理的工作电流等其它方面进行分析和研究,通过电弧炉动态运行的特性,不断的对电弧炉最佳的工作点进行优化。通过对电弧炉工作点进行不断的优化,不仅能够提升电弧炉综合智能控制系统的精度和性能,而且也能够减少电弧炉能量的耗损,从而提高电弧炉生产的效率和确保电弧炉顺利的使用。
参考文献
测控电路范文4
防腐措施。
关键词:输电线;腐蚀 ;措施
中图分类号:TM72 文献标识码:A
高压架空输电线路经过污秽严重地区,特别是化工区地段,工厂排出的烟尘和有害气体等,使空气遭到污染,其杆塔、金和导地线都会受到腐蚀,使保护杆塔、金具和导地线的镀锌层遭到破坏,失去保护作用,从而使杆塔、金具和导地线等设施发生锈蚀,降低强度,影响安全运行,缩短线路使用年限。另外,除空气污染腐蚀外,不同金属的直接接触、或与酸性、碱性化学物品的接触等也都能产生腐蚀,线路经过盐碱地带时对杆塔接地装置和铁塔基础均能产生腐蚀。因此,对于腐蚀原因要进行细致的调查,才能采取正确的防腐蚀措施。
1金属腐蚀原因分析
制定防腐措施时,首先必须了解腐蚀产生的原因,了解腐蚀机理,才能采取有效的防治办法。
1.1溶液腐蚀
金属在干燥的空气中形成的氧化膜一般能起到保护内部的作用,但是,果金属表面有水分存在,就会形成电解质溶液,加之金属表面的物理特性和化学成份的不均匀性,使电解溶液成为局部微电池,导致金属腐蚀。
1.2空气腐蚀
金属在各种气体中的耐腐蚀各不相同,对亚硫酸气体,铝的耐腐蚀性比铜好,而对沿海含盐的潮湿空气来说,则以铜为最好。对导线的空气曝露试验表明单股线在条件较好的农业区,除钢线外,腐蚀都比较轻,而且各材质之间差异不大,在腐蚀情况较严重地区,以铜耐腐蚀性为最好。绞线的腐蚀情况要比单股线轻,线股数较多时,内层线由于受到外层的保护而腐蚀减轻。线股越细,腐蚀就越严重;铝股线的纯度越高其耐腐蚀性就越强。
目前使用量最大的钢芯铝绞线产生腐蚀的原因是:空气腐蚀、钢线和铝线间的接触腐蚀,绞线中的问隙腐蚀等。
2防腐措施
防腐无非有以下几个措施:应选择能避开腐蚀环境的线路路径;根据腐蚀产生的原因,选择最适当的材料;表面覆盖保护层。
2.1导线防腐
在制造导线所用的铁、铜、铝三种材料中,铜除了在有亚硫酸腐蚀气体的地区外,能适用用于其它各种环境,一般不必采取防腐措施,因此主要是铝线和钢线的防腐。
2.1.1铝线防腐
(1)铝导线应避免与异种金属的接触腐蚀方法是把钢芯换成铝合金线或把钢芯和铝线都换成铝合金线,但导线强度较低。
(2)使钢芯铝线与空气隔离方法是涂防腐剂。防腐剂主要采用无皂黄油和非晶型蜡。可采用轻防、中防、重防型钢芯铝绞线。
(3)提高钢芯的耐腐蚀性方法是采用铝包钢线;铝锌合金镀层钢芯铝绞线。这是目前工程中较常采用的方法之一。
(4)提高铝线的耐腐蚀性最外层用高纯度铝的钢芯铝绞线。
2.1.2钢线防腐
虽然架空地线主要使用镀锌的钢绞线,但由于耐腐蚀性能差,因此腐蚀速度大大超过铝线。采用铝包钢线;镀锌合金镀层钢绞线,是目前工程中较常采用的方法之一。
2.2铁塔防腐
(1)镀锌:铁塔所用钢材应全部热镀锌以进行表面覆盖保护,镀锌是防治钢材腐蚀的有效办法,由于锌比铁的活动性能差,可以保护铁,同时,锌腐蚀后的生成物是一种结构细密能防止进一步腐蚀的化合物。。
(2)刷漆:如果镀锌铁塔的使用期限已超过镀锌的耐用年数,铁塔表面发现黄色的锈蚀,在螺栓固定处或雨水不易刷到的角落,塔材易腐蚀,可采用锌(锘)黄底漆;外层漆主要考虑耐水、耐温,可采用长油度醇酸树脂涂料和铝粉漆。
2.3接地体防腐
一般的防腐方法:考虑到与空气相临的浅层土壤对接地体的腐蚀更为严重,对接地引下线加以镀锌,而水平接地体则由于现场不便镀锌而将钢筋直接埋入地下,对腐蚀比较严重的场合,一般考虑适当加大接地圆钢的直径。通常基础也要考虑防腐,基础防腐时通常将基础本身与周围环境隔离形成绝缘体,不但不能提供附加的接地作用,当接地装置一旦失效,当冲击电压到来而无处释放时,有可能导致基础防腐层的电气击穿,进而使基础防腐层失去防腐作用。因此,对接地体防腐提出了较高的要求。
对于腐蚀较为严重的地区,通常采用以下方法加以解决。
2.3.1改用其他的材质接地体
铜的电解腐蚀率虽然略高于钢,但铜具有较好的抗自然腐蚀的能力,在土壤中铜的腐蚀率是较低的,但是造价高且易被盗。
2.3.2在接地体上热镀锌
锌是相当活泼的金属,在锌层没有被破坏的情况下,锌的表面会生成一层薄而致密的腐蚀产物,并均匀地覆盖在表面上起着隔离周围介质的作用,从而阻止进一步腐蚀,在锌层发生破坏并显露铁点时,锌作为阳极被溶解,铁只起传导电子作用,受到保护。
2.3.3在接地体上涂刷导电防腐涂料
导电防腐涂料为天然高分子材料、导电高分子材料、阻聚剂、抗氧剂、稀释剂和填料等物质组成的涂料。起防腐原理是以有机涂层阻隔电解质溶液对钢材的侵润,使之不能形成微电池而得到保护。
2.3.4牺牲阳极
牺牲阳极为阴极保护的一种形式,它是应用一种电位很负的金属或合金与被保护金属紧密连接,使被保护的金属成为阴极,而这种电位很负的金属或合金因供给被保护金属的阴极电流而腐蚀,就称为牺牲阳极。
牺牲阳极材料常用镁合金、锌合金或铝合金,但此方法在接地防腐中很少采用。
2.3.5局部换土
在接地槽内换无腐蚀性的土壤,可使接地体处在无腐蚀性的土壤之中,但换土要远距离取土涉及运输等费用,换过的土经过一段时间后,未换土部分土壤中的有机物会通过土壤中的毛细管传到换过的土壤之中,使其变成有腐蚀性,从而使接地体腐蚀。
2.3.6锌-5%铝-稀土镀层
镀层中锌的电极电位比较低,在电化学腐蚀中锌为阳极,钢为阴极,靠牺牲锌来保护钢。镀层中的铝的化学活性很强,极易与氧迅速发生反应而生成致密的三氧化铝保护膜并使镀层表面钝化,阻止自身氧化的继续发生。
2.4金具防腐
金具与铁塔一样,都应镀锌。对腐蚀严重地区也可象铁塔一样在安装前进行涂漆,安装后对漆膜破坏部分应进行补漆。
2.5基础防腐
腐蚀性强的地区如盐碱化地区土壤中含有较多的氯离子和硫酸根离子。水泥、砂子、碎石与水拌合与钢筋共同浇铸而成为钢筋混凝土,通过水泥与水进行化学反应凝固而成。在混凝土内部存在着许多毛细管,侵入混凝土的硫酸盐具有显著的侵蚀作用,硫酸盐能与混凝土作用生成硫铝酸钙和石膏,使固体体积增加两倍多,导致混凝土体积膨胀而造成构件开裂破坏。氯离子的破坏作用则是对混凝土内部的钢筋产生腐蚀,虽然混凝土是高碱性的,而钢筋处于这种碱性条件下,表面能产生一种保护性氧化铁薄膜,但氯离子具有极强的穿透能力,透过混凝土内部的毛细管而达到其内部的钢筋表面,当钢筋周围的氯离子含量达到一定程度时,其表面保护性氧化膜就会破裂,热力学稳定性降低,钢筋则产生电化学腐蚀,而腐蚀产物的体积增大,在混凝土内部产生的内应力会使混凝土保护层顺筋开裂,使存在于土壤中的有害离子更易在混凝土内部对混凝土和钢筋构成直接危害,在硫酸根离子和氯离子的共同作用下,使混凝土迅速膨胀、剥落,钢筋则使其截面迅速减少,承载力降低而导致钢筋混凝土基础破坏。这种状况下的钢筋混凝土基础的腐蚀是最为严重的。
2.5.1合理选择混凝土品种
合理选用水泥品种是抵抗一般腐蚀最经济的方法,如:选用氢氧化钙含量较少的水泥,可抵抗软水的侵蚀;选用铝酸三钙含量低的水泥,可抵抗硫酸盐的腐蚀。
2.5.2改良混凝土
在钢筋混凝土现场浇制时,加入改性环氧呋喃树脂胶液,目的是增强钢筋混凝土耐酸碱性能,增强其耐候性,减少混凝土内部毛细管、提高其自身的防渗性能。
2.5.3在基础表面加防腐蚀涂层
根据腐蚀原理,混凝土和金属发生腐蚀须有水、氧离子存在和离子流动的途径,要防止混凝土和金属产生腐蚀就要求在基础表面有一种保护层能阻止水、氧离子和有害离子进入混凝土内部。目前最有效的办法是在基础表面涂防腐涂料。
2.5.4提高混凝土的密实度
通过改善施工方法,综合采用提高混凝土密实度的各种措施,如合理设计混凝土配合比,降低水灰比,仔细选择骨料,浇注过程中加强振捣,尤其是混凝土表面的振捣等,均能提高混凝土抗腐性。
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【关键词】: 高速公路 工程测量 控制
中图分类号:U412.36+6文献标识码: A
一、做好测量工作整体构思
在施工前的准备阶段,测量工程师首先积极对设计图纸和资料进行熟悉,对现场情况进行了解,对交桩单位提供的桩位、数据进行分析,并形成一套系统化的测量监控工作计划。除此之外,在工程建设中,由于高速公路等级高,对施工测量及测量保证精度要求也很高,所以施工单位有必要根据所承包工程的特点、条件,确定工作方法、仪器配备、人员组织等。测量监理工程师,应积极帮助施工单位编制施工测量工作计划,以此指导测量工作的实施,使得现场具体操作人员有章可循,从而保证测量工作的连续性及结果的准确性。此外,施工单位编制测量规划后,对自身的测量工作人员具有一定的约束性和指导性,同时测量监理人员也可根据编制的测量计划进行检查和督促,从而加强监理的监控力度,减少不必要的误解与摩擦。
二、严格审查首级控制测量方案
在高速公路工程建设中,首级控制测量工作普遍存在以下几个问题:设计部门提供的首级控制,没有确切的精度分析,可信度低;工程所占区域面积大,各桥梁、匝道分布比较凌乱,占地面积大;主干线和部分匝道跨越已完工通车的公路,地形、地貌较为复杂。因此,具体实施方案的确定是一个很重要的问题。由于施工单位测量专业人员的实际技术力量和业务水平、工作习惯、仪器配备等不同,所以做为测量管理工程师必须在开工前根据工程特点和地理环境,依据测量规范要求与施工单位统一意见,采取必要的措施和手段,确定首级布控方案。只有采取的措施得当,控制方法合理,才能取得较好的控制效果。
三、确保施工放样准确无误
施工放样工作直接为施工作业服务,该项工作在工程建设中所占比重也是最大的。平面控制完成后,在布设控制点时,要力争保证合理;在重点部位,例如桥梁的起点、终点、大桥的中间两侧必须布设工作控制点,从而保证施工的需要;放线测量一定要严格控制放线距离,从而减少由于视距及角度产生的偏差,将误差压缩到合理的范围以内;在桥梁的桩位放线、柱位放线、盖梁放线时,应尽量使用同一工作控制点进行,消除工作控制点相互产生的误差;在放线测量中,每次放线完成后,必须进行归零程序,检查仪器在操作中是否发生移动而产生错误;在高程测量中,必须归零或回归到临近的水准点上,减少错误的出现。同时,监理要仔细审核施工单位上报的施工放样报验单,并对放样点位进行现场实际检测,确保放样点位的准确性和可用性。
四、加强测量平面控制和高程控制
在桥梁建设中,桩柱之间是否保证其设计中心的统一是至关重要的。桩柱设计中心保证统一,不仅可以保证有效的衔接,而且保证了梁柱的受力条件。桩、柱、盖梁在施工中一旦产生偏差,超出规范要求,必然使整个桥身产生受力条件的改变。所以,要求施工单位除了保证桩位放样的准确以外,还要对已完成的桩顶、柱顶、盖梁顶进行检测,而且监理应加大检测频率,力争做到100%的检查控制。
五、力争GPS在工程测量中的应用
随着科学技术的不断发展和测量仪器的不断更新,GPS定位系统在工程建设领域中得到了广泛应用,发挥出了重要的作用。高速公路建设测量控制网要求等级高,特别是在路线穿越山岭重丘时,测量路线布设难度大,观测视线差,控制网精度难达到。因此,在首级控制网建设及中长隧道口应力争采取GPS进行控制点观测,以提高控制精度。相对于常规测量来说,GPS测量主要有以下特点:①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量,在小于50 km的基线上,其相对定位精度可达1×10-6,在大于1 000 km的基线上可达1×10-8。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视,可根据实际需要确定点位,使得选点工作更加灵活方便。③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善,软件的不断更新,在进行GPS测量时,静态相对定位每站仅需20 min左右,动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高,操作智能化,观测人员只需对中,整平,量取天线高及开机后设定参数,接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GPS卫星数目多,且分布均匀,可保证在任何时间,任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标,其高程精度已可满足四等水准测量的要求。
(一)工作流程
(1)选点。GPS测量测站点之间不要求一定通视,图形结构也比较灵活,因此,点位选择比较方便。但考虑GPS测量的特殊性,并顾及后续测量,选点时应着重考虑:①每点最好与某一点通视,以便后续测量工作的使用;②点周围高度角15°以上不要有障碍物,以免信号被遮挡或吸收;③点位要远离大功率无线电发射源,高压电线等,以免电磁场对信号的干扰;④点位应选在视野开阔,交通方便,有利扩展,易于保存的地方,以便观测和日后使用;⑤选点结束后,按要求埋设标石,并填写点之记。
(2)观测。根据GPS作业调度表的安排进行观测,采取静态相对定位,卫星高度角15°,时段长度45min,采样间隔10 s,在3个点上同时安置3台接收机天线(对中,整平,定向),量取天线高,测量气象数据,开机观察,当各项指标达到要求时,按接收机的提示输入相关数据,则接收机自动记录,观测者填写测量手簿。
(二)数据处理
GPS网数据处理分为基线解算和网平差两个阶段,采用随机软件完成。经基线解算,质量检核,外业重测和网平差后,得到GPS控制点的三维坐标,其各项精度指标符合技术设计要求。
六、注重各合同段的相互联测
为保证各合同段平面控制与高程控制的数据相对统一性和系统性,应在工程一开始就明确具体要求。由于各合同段之间使用的仪器、工具、各自的工作习惯、人员配备、工程特点、地形、地貌条件,工作环境都不尽相同,从而所得的结果也不尽相同。各合同段自行完成的控制网只是一个相对稳定的系统,各系统中由精度的差异而形成的误差极易给工程造成偏差,为消除各独立系统产生的误差影响,应要求各合同段之间加强相互联测检查复核工作,将误差压缩到最低程度。
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[关键词]市政道路工程 质量控制 检测
中图分类号:U415.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0120-01
引言
在市政道路工程建设中,加强市政道路工程建设的质量控制对于提高市政道路工程质量有着非常重要的作用。现阶段,我国市政道路工程建设的规模正在逐步扩大,加强对市政道路工程质量的控制也显得格外必要。但是,在进行市政道路建设时十分容易受到外在因素的影响。其中,地质状况、地理位置因素以及一些人为因素和不可避免因素的影响都会使得市政道路在建设的过程中出现一些质量上的问题。因此,在对市政道路进行施工时,质量控制和检测要点成为了目前首要解决的问题。
一、关于市政道路工程质量检测要点
加强对市政道路工程质量检测,对于提高市政道路工程质量至关重要。必须牢固树立“检测意识”,坚持把质量检测作为提高市政道路工程质量的重要举措,进一步健全和完善检测体系,明确检测要点,只有这样才能做好检测工作。
1.1 材料质量检测要点分析
加强对材料质量的检测,对于提高工程质量至关重要,因而必须对市政道路工程材料质量进行有效检测,确保各类原材料、半成品材料、成品材料以及构配件符合技术和工艺标准。加强材料质量检测,必须对土方、碎石、砂子、水泥、石灰、钢材、沥青等材料进行严格检测,必须符合相关技术规范和工艺,一切不符合技术规范和工艺的材料都不能进场,更不能使用,否则就会对市政道路工程质量造成严重影响。加强材料质量检测,还要对填方用土进行检测,绝不允许使用有有机质土和高液性粘土,确保填方符合技术标准。还要对市政道路工程用砂进行检测,主要是检测用砂的含泥量以及颗粒级配,确保降低含泥量和砂子总空隙率。各类原材料进场后,还要进行再次检测,确保其符合技术和工艺标准后,方可抽入使用。
1.2 施工过程检测要点分析
加强对施工过程质量检测,是对市政工程施工过程的全面检测,因而具有十分重要的意义。加强施工过程检测,必须进一步建立施工过程检测体系,建立目标责任体系,建立奖惩机制,确保各方面检测到位,保证工程质量。加强施工过程检测,首先必须对施工标准和工艺进行试验检测,确保材料和工艺符合工程标准,完善检测程序、流程和规范操作,确保各项标准和工艺符合要求。要高度重视施工重点领域和关键环节的检测,特别是要高度重视施工过程中压实度的检测、路基各方面的质量检测,确保重点领域和关键环节不出现任何问题,只有这样才能保证整个工程质量不出现重大问题。
1.3 工程质量检测措施分析
进一步健全和完善道路工程质量检测制度,明确质量检测目标、领域、范围、方法、流程等标准,确保工程质量检测的科学性和规范化。道路工程施工单位还要进一步加强工程质量检测组织机构建设,特别是对那些施工时间长、规模大、难度高的重大市政道路项目,必须组建质量检测机构,建立目标责任体系,确保各项质量检测到位。进一步健全和完善质量检测工作机制,建立设计单位、建设单位、施工单位、管理单位协调工作检测,形成市政道路工程质量检测工作合力,确保检测到位,特别是合力解决检测中出现的重要问题。
二、市政道路工程质量控制分析
对市政道路工程质量进行控制,首先必须进一步健全和完善市政道工程质量控制机制,组建质量控制机构,认真做好质量控制方案设计,落实质量控制责任制,根据相关法律法规和工艺标准制定科学的控制流程,重点对测量、材料、路基、混凝土路面四个方面进行严格控制,明确质量控制要点。
2.1 测量质量控制要点
由于市政道路具有复杂性的特点,特别是各类建筑以及地下管线等等基础设施较多,而且分布复杂,因而加强对市政道路工程测量质量控制,对于市政道路工程质量具有重要意义。加强测量质量控制,必须牢固树立“精准”意识,必须将采取复合水准线路的方式进行布置,既可以采取临时性水准点,又可以采取永久性水准点。在进行测量的过程中,一定要对线路的抓好起点和终点的控制,同时要对比较复杂的重点领域和关键环节进行有效控制,特别是要在测算、复测、签证三个方面狠下功夫,确保测量质量。
2.2 材料质量控制要点
加强材料质量控制,对于提高市政道路工程质量具有重要的基础性作用,材料质量的好坏将直接影响道路工程质量,因而必须全力抓好材料质量控制。抓好市政道路工程材料质量控制,首先必须抓好采购,根据市政道路工程的设计对原材料的质量要求,加强市场调查,了解掌握材料信息,特点是要在价格、质量、技术以及厂家信誉等方面进行调查,尽量选择信誉好、实力强的供货商。抓好材料质量控制,还必须抓好材料进场后的保存管制,确保各类材料有效保管理,不出现被偷盗以及受损等问题,保证材料质量。
2.3 路基质量控制要点
加强路基质量控制,必须按照结构稳定、强度达标、水温稳定的标准,切实抓好施工前的基础性控制、施工过程控制和工程竣工的控制。抓好路基质量控制,首先必须对路基图纸、材料、人员、机械等的控制,确保准备就就绪。在填方路基施工前,要进行填方试验,填方路基必须严格按照标准填方后方可进行压实,压实必须按照“先低后高、先轻后重、先静压后振动、先两边后中间”的原则。
2.4 路面质量控制要点
路面质量控制,主要是对混凝土路面施工质量进行控制,这是对市政道路工程质量控制的最后环节,也是最为关键的环节,如果这个环节控制不到位,就会对市政道路工程造成了重要影响,因而必须抓好混凝土路面质量控制。在抓好施工过程质量控制的基础上,还要抓好验收控制,只有抓好竣工后的验收控制,才能确保整个工程质量。
结论
在我国市政道路工程施工不断增加的新时期,大力加强对市政道路工程质量的控制及检测越来越受到重视和关注,因为只有加强对市政道路工程质量的控制和检测,才能保证市政道路工程质量,才能确保我国市政道路建设的高标准。在我国城市化进程不断加快的历史条件下,必须高度重视市政道路工程质量控制及检测工作。加强市政道路工程质量控制及检测,对于提高市政道路工程质量具有十分重要的作用。在新的历史条件下,必须本着对国家、对人民负责的精神,牢固树立“质量意识”,切实加强对市政道路工程质量控制及检测工作,重中之重的就是要对控制及检测要点有更加清醒的认识。
参考文献
[1] 田涛.市政道路工程施工质量控制要点分析[J].科技信息,2009(09).
[2] 徐筑红.市政道路工程质量检验及控制要点[J].科技信息,2010(12).
[3] 周志坚.市政道路工程质量控制[J].江西建材,2012(01).