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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇激光檢測技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：激光測距；數字化檢測；脈沖激光回波信號；激光雷達
中圖分類號：TN958 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）03-0120-03
測距激光雷達是一種用途最廣的激光雷達，普遍應用于工業、交通、建筑等民用領域，同時在火控、導航、偵查探測、跟蹤測量、防空預警等軍事領域廣泛應用。當前，由于遠程精確打擊和導彈防御在現代化戰爭中占據著主體地位，激光雷達的測距威力成為制約其應用擴展的一個重要方面，展開提高激光測距威力研究有著十分重要的意義。
一、提高測距威力方法分析
激光雷達測距方程為：
（1）
其中：為激光發射峰值功率，為發射光學透過率，為接收光學透過率，接收光學面積，目標反射截面積，目標反射率，大氣雙程透過率，激光束散角，探測系統的靈敏度。
由雷達測距方程可以看出，提高激光測距威力的方法有：增大激光發射峰值功率、提高發射接收光學透過率、增大接收光學口徑、減小激光束散角、提高探測系統靈敏度等措施。由于激光轉換效率很低，提高激光發射功率，會導致系統的功耗、體積顯著增加，并對冷卻系統的散熱性能提出苛刻要求。目前，激光雷達光學透過率可以達到80%以上，通過提高光學透過率來增強測距威力的難度很大且效果有限。增大接收光學面積，可以有效提高激光測距威力，但會導致系統體積和重量的成倍增加，同時引入大量的背景光噪聲。激光束散角必須與系統跟蹤精度相匹配，如果減小激光束散角，就必須提高系統跟蹤精度，技術難度大、成本高。探測系統靈敏度受探測器靈敏度、回波檢測技術等的制約，探測器靈敏度與器件的工藝水平有關，提高探測器靈敏度的難度很大。隨著數字技術飛速發展，研發低信噪比下回波信號的數字化檢測方法，可以有效提高探測系統的靈敏度，并且具有成本低、適用性強等優點。
目前，國內常規測距激光雷達的回波檢測處理方法為固定閾值檢測法，即將回波脈沖信號與設定閾值進行比對，低于設定閾值的回波脈沖被剔除，高于設定閾值的回波脈沖信號被保留。通常測量量程（20km）內保留的回波脈沖一般不多于10個，然而由于固定閾值檢測法的工作環境適應能力很差，無法自動適應天氣、環境及亮暗背景等的變化，如果閾值設置過低就會出現工作環境好的情況下可正常測距，工作環境變差時會出現虛警，甚至無法正常測距。這就要求閾值設置不能太低，傳統激光測距雷達的回波閾值為1.2V左右，這就導致低于1.2V的有效回波信號被丟失，大大降低了設備的測距能力。
數字化檢測處理技術通過高速AD器件將回波通道進行數字化轉換，并對回波通道進行帶通數字濾波處理，然后利用超低閾值對回波通道進行一次固定閾值檢測，該檢測保留了通道中幾乎所有的回波脈沖，并記錄下這些脈沖的位置、波形、脈寬、幅度、幅度排名等有效信息。采用恒虛警方法對回波脈沖進行二次動態閾值檢測，依據設備的虛警率要求、被測目標狀態與數據處理能力，從一次檢測結果中選取幅度排名靠前的回波脈沖，該動態閾值檢測具有很強的環境適應能力，可依據通道的噪聲情況實時自動調整二次檢測閾值的高低。對二次檢測結果采用先跟蹤再檢測技術，降低虛警率，提高目標檢測正確性及對弱小目標的檢測概率。
二、數字化檢測方法
由于目標回波具有閃爍性、時間相關性以及回波幅度隨距離增加急劇下降等特點。借鑒微波雷達等處理方法，對目標回波脈沖先進行多目標離散跟蹤，分析并跟蹤所有可能的目標運動軌跡，再對這些目標運動軌跡進行智能檢測判斷，提取出真實目標回波。
數字化檢測處理軟件主要包括：超低閾值回波脈沖檢測（一次檢測）、動態閾值回波脈沖檢測（二次檢測）、相關匹配處理（多目標離散跟蹤）、目標智能檢測確認處理、目標距離解算與修正等幾個部分。
超低閾值回波脈沖檢測是回波脈沖的一次檢測，完成回波通道數據預處理，將回波通道數據轉化為包含有位置、波形、脈寬、幅度、幅度排名等有效信息的回波脈沖數據。超低閾值回波脈沖檢測的檢測閾值設置為100mV左右，并采用全數字化方式檢測處理，便于根據設備狀態進行調整。經過此次檢測，在測量量程范圍內可獲得大約200～500個回波脈沖數據，基本保證了目標回波脈沖不丟失。
動態閾值回波脈沖檢測是回波脈沖的二次檢測處理，采用恒虛警處理方法對回波脈沖數據進行二次檢測，依據設備的虛警率要求、被測目標狀態與數據處理能力等條件，從一次檢測結果中提取幅度排名靠前的預定個數回波脈沖，這就將復雜的檢測閾值自適應調整問題轉化為簡單的預定脈沖個數設置問題，實現了回波脈沖閾值實時自動適應通道噪聲變化的能力。該動態閾值檢測具有很強的環境適應能力，能夠自動適應天氣、環境、亮暗背景及設備狀態等的變化，提高了設備的整體性能。針對目前所內激光測距產品，二次檢測預定脈沖個數常設置為80個，對應二次回波閾值約為150～250mV，這可能會丟失部分目標回波脈沖信息，但保證了設備的虛警率及數據處理能力，與傳統處理方式的固定閾值1.2V相比，有大幅提升。
相關匹配處理是依據目標回波具有時間相關性而干擾脈沖不具備時間相關性而設計的。首先對二次檢測的回波脈沖數據進行存貯，對連續多幀回波脈沖數據依據目標運動特性（速度與加速度）進行匹配相關處理，檢索可能的目標運動軌跡，并對所有運動軌跡進行跟蹤，記錄所有軌跡點的回波脈沖幅度、幅度排名、距離、速度等信息。
目標智能檢測確認是指對相關匹配處理所跟蹤到的所有運動軌跡進行分析處理，提取出真實目標的運動軌跡。目標智能檢測確認以回波率為主要判據，當運動軌跡的回波率高于預設回波率時，確認為目標運動軌跡。當存在多個目標運動軌跡滿足回波率要求時，綜合軌跡回波率、軌跡點的脈沖寬度、脈沖幅度、幅度排名等信息，進行目標智能選取。回波脈沖幅度排名可以有效反映當前通道的信噪比情況，當軌跡點的回波幅度排名較高時可自動降低回波率判據預設值，實現目標的快速確認。當軌跡點的回波幅度排名較低時可自動提高回波率判據，防止虛假目標的出現。激光近程后向散射是一種常見激光測距干擾問題，它會導致近程測距異常，采用遠近回波差異控制技術，對近程目標采用高回波脈沖幅度限制，既不會影響測距威力，同時可以抑制激光近程后向散射干擾。由于數字化接收處理保留了回波脈沖位置、脈寬、波形、幅度、幅度排名等有效信息，這就為目標智能選取與確認算法的實現提供有力支持，在提高測距威力的同時，有效增強了設備的整體性能及工作環境適應性。
距離解算與修正是將目標脈沖的位置信息進行光速修正、系統誤差修正等處理，轉化為目標距離數據。由于數字接收處理技術保留了目標回波脈沖的波形數據，便于采用幅度恒比法、能量恒比法和波形微分法等處理方法來提高距離測量精度，實測結果表明，靜態目標距離測量精度由傳統處理方式的3米提高到0.5米，測距精度大幅提高。
三、試驗情況
2010年3月，新型數字接收機參加了某型號設備的靶場檢飛試驗，試驗現場使用新型數字接收機替換其中一臺設備的終端與接收分機，進行測距威力對比測試，測距威力平均由原處理方式的12.6km提高到15.5km，提高測距威力超過20%，且工作性能穩定。
圖1、圖2為2010年3月檢飛試驗中使用新型數字接收機測量得到的某一航次的試驗數據，此次測得的目標最遠距離為16.3km。
圖1 回波脈沖分布圖 圖2 目標脈沖幅度與距離關系圖
圖1為多幀的回波脈沖分布圖，橫軸為距離值（量化為m），縱軸為幀序號，如圖可以清晰的看到目標的運動軌跡。圖2為目標回波脈沖幅度與距離的關系，目標距離增加時回波幅度呈明顯下降趨勢，目標距離增加100m，回波幅度平均下降約37mV，目標回波信號具有明顯的閃爍現象。
2010年9月，使用了新型數據接收處理技術的該型號設備的三臺激光測距機，在基地進行靶場檢飛試驗，三臺激光測距設備的最遠穩定測量距離分別為：1號激光測距機15.8km、2號激光測距機18.2km、3號激光測距機15.7km，檢飛試驗一次性通過，與指標要求的12km相比，保留了超過30%的測距威力余量。
四、結論
近幾年，隨著高采樣率高帶寬A/D器件的出現和大規模高性能數字集成電路的飛速發展，數字接收處理技術逐漸受到國內各激光測距設備研制單位和其他科研院校的關注與重視。我們開發的數字接收處理技術已在多個型號產品中投入使用，經驗證是一種功能全面、性能穩定的激光回波信號處理技術，該技術在提高激光測距威力的同時，大大改善了測距精度、環境適應性和設備可靠性等整機性能。
參考文獻
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關鍵詞：激光無損檢測超聲無損檢測射線無損檢測
在現代生產中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題，為解決好這個問題，就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測，是在不損傷材料和成品的條件下研究其內部和表面有無缺陷的手段。也就是說，它利用材料內部結構的異常或缺陷的存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應的變化，評價結構異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡要介紹三種常用方法的應用和發展。
一、激光技術在無損檢測領域的應用與發展
激光技術在無損檢測領域的應用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨特性能，使其在無損檢測領域的應用不斷擴大，并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術，這些技術由于其在現代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領域的新成員。
1.激光全息無損檢測技術
激光全息術是激光技術在無損檢測領域應用最早、用得最多的方法。激光全息無損檢測約占激光全息術總應用的25%。其檢測的基本原理是通過對被測物體加外加載荷，利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點，通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結構內部是否存在缺陷。
激光全息無損檢測技術的發展方向主要有以下幾方面。
(1)將全息圖記錄在非線性記錄材料上，以實現干涉圖像的實時顯現。
(2)利用計算機圖像處理技術獲取干涉條紋的實時定量數據。
(3)采用新的干涉技術，如相移干涉技術。在原來的基礎上進一步提高全息技術的分辨率和準確性。
2.激光超聲無損檢測技術
激光超聲技術是七十年代中期發展起來的無損檢測新技術。它利用Q開關脈沖激光器發出的激光束照射被測物體，激發出超聲波，采用干涉儀顯示該超聲波的干涉條紋。與其他超聲無損檢測方法相比，激光超聲檢測的主要優越性如下。
(1)能實現一定距離之外的非接觸檢測，不存在耦合與匹配問題。
(2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時間分辨率，可以在寬帶范圍內提取信息，實現寬帶檢測。
(3)易于聚焦，實現快速掃描和成像。
3.激光無損檢測的發展
激光超聲檢測成本高，安全性較差，目前仍處于發展階段。但在無損檢測領域，激光超聲檢測在以下幾方面的應用前景引起了人們的關注:(1)可用于高溫條件下的檢測.如熱鋼材的在線檢測；(2)適用于某些不宜接近的樣品，如放射性樣品的檢測；(3)激光束可入射到任何部位，可用于檢測形狀奇異的樣品；(4)可用于超薄超細的樣品及表面或亞表面層的檢測。國外近幾年已有將激光超聲檢測用機復合材料的檢測、熱態鋼的在線檢測的報道，在化學氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過程中膜層厚度的實時檢測方面也進行了研究。
二、超聲檢測技術在無損檢測中的應用與發展
超聲無損檢測技術(UT)是五大常規檢測技術之一，與其它常規無損檢測技術相比，它具有被測對象范圍廣。檢測深度大；缺陷定位準確，檢測靈敏度高；成本低，使用方便；速度快，對人體無害以及便于現場使用等特點。
1.超聲檢測技術的應用
(1)目前大量應用于金屬材料和構件質量在線監控和產品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。
(2)各種新材料的檢測。如有機基復合材料、金屬基復合材料、結構陶瓷材料、陶瓷基復合材料等，超聲檢測技術已成為復合材料的支柱。
(3)非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質量檢驗，包括對其內部缺陷、內應力、強度的檢測應用也逐漸增多。
(4)大型結構、壓力容器和復雜設備的檢測。由于超聲成像直觀易懂，檢測精度較高。因此，近幾年我國集超聲成像技術及超聲信號處理技術等多學科前沿成果于一體的超聲機器人檢測系統已研制成功，為復雜形狀構件的自動掃描超聲成像檢測提供了有效手段。
(5)核電工業的超聲檢測。
(6)其它方面的超聲檢測。如醫學診斷廣泛應用超聲檢測技術；目前人們正試圖將超聲檢測技術用于開辟其它新領域和行業，如人們正努力將超聲檢測技術用于血壓控制系統進行系統作非接觸檢測、辨識。性能分析和故障診斷等。
2.超聲檢測技術的發展
在現代無損檢測技術中，超聲成像技術是一種令人矚目的新技術。超聲圖像可以提供直觀和大量的信息，直接反映物體的聲學和力學性質，有著非常廣闊的發展前景。現代超聲成像技術都是計算機技術、信號采集技術和圖象處理技術相結合的產物。數據采集技術、圖象重建技術、自動化和智能化技術以及超聲成像系統的性能價格比等發展直接影響超聲檢測圖像化的進程。現代超聲成像技術大多有自動化和智能化的特點，因而有許多優點，如檢測的一致性好，可靠性、復現性高，存儲的檢測結果可隨時調用，并可以對歷次檢測的結果自動比較，以對缺陷做動態檢測等。
目前已經使用和正在開發的成像技術包括:超聲B掃描成像，超聲C掃描成像、超聲D掃描成像，SAFT(合成孔徑聚焦)成像，P掃描成像，超聲全息成像，超聲CT成像等技術。
三、射線技術在無損檢測領域內的應用與發展
1.射線檢測技術的應用
射線檢測技術是利用射線(X射線、射線、中子射線等)穿過材料或工件時的強度衰減，檢測其內部結構不連續性的技術。穿過材料或工件的射線由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同，由此生成內部不連續的圖像。
(1)早期使用在石油工業.分析鉆井巖芯。
(2)在航空工業用于檢驗與評價復合材料和復合結構。評價某些復合件的制測技術的重要基礎之一是數字圖象處理技術，即使常規膠片射線照相技術，也在采用數字圖象處理技術。
(3)今后重點應用的技術。1994年HaroldBerger在美國《材料評價》發表的“射線無損檢測的趨勢”中提出，在20世紀的最后10年和21世紀的初期，下列技術將得到廣泛應用:①數字X射線實時檢測系統在制造、在役檢驗和過程控制方面。②具有數據交換、使用NDT工作站的計算機化的射線檢測系統。③小型、低成本的CT系統。④微焦點放大成像的x射線成像檢驗系統。⑤小型高靈敏度的X射線攝像機。⑥大面積的光電導X射線攝像機。
四、無損檢測的發展趨勢
1.超聲相控陣技術
超聲檢測是應用最廣泛的無損檢測技術，具有許多優點，但需要耦合劑和換能器接近被檢材料，因此，超聲換能、電磁超聲、超聲相控陣技術得到快速發展。其中，超聲相控陣技術是近年來超聲檢測中的一個新的技術熱點。
超聲相控陣技術使用不同形狀的多陣元換能器來產生和接收超聲波波束，通過控制換能器陣列中各陣元發射(或接收)脈沖的時間延遲，改變聲波到達(或來自)物體內某點時的相位關系，實現聚焦點和聲束方向的變化，然后采用機械掃描和電子掃描相結合的方法來實現圖像成像。與傳統超聲檢測相比，由于聲束角度可控和可動態聚焦，超聲相控陣技術具有可檢測復雜結構件和盲區位置缺陷和較高的檢測頻率等特點，可實現高速、全方位和多角度檢測。對于一些規則的被檢測對象，如管形焊縫、板材和管材等，超聲相控陣技術可提高檢測效率、簡化設計、降低技術成本。特別是在焊縫檢測中，采用合理的相控陣檢測技術，只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實現對焊縫的覆蓋掃查檢測。
2.微波無損檢測
微波無損檢測技術將在330～3300MHz中某段頻率的電磁波照射到被測物體上，通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化，了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷，確定分層媒質的脫粘、夾雜等的位置和尺寸，檢測復合材料內部密度的不均勻程度。
【關鍵詞】壓水堆核電站；無損檢測；超聲技術；超聲相控陣
0 前言
超聲檢測是指利用超聲波對材料的質量檢測和評估的技術。超聲技術操作簡便、靈敏度高、檢測費用低、且沒有輻射，被廣泛應用于工業領域，其中包括核工業。壓水堆核電站具有特殊的運行工況，要保障其安全運行，須對其材料和結構提出更高的要求。無損檢測是檢驗和測試工程材料完整性、連續性和可靠性的重要手段，因此壓水堆核電站的無損檢測對于維系核電站的安全運行具有重要意義。超聲技術是壓水堆核電站常規的無損檢測手段之一，核電材料和結構的質量保證與超聲檢測性能的穩定與提高密切相關。本文對壓水堆核電站材料和結構的特點，壓水堆核電站無損檢測的基本要求以及超聲檢測技術的適應性發展進行了論述。
1 核電設備材料和結構的特點
由于特殊的工作環境（高溫、高壓、強烈腐蝕和輻射等），壓水堆核電站對材料具有更高的安全要求。核電材料的選用不僅要考慮力學性能（強度、塑性、硬度和韌性等）和工藝性能（鍛造、鑄造、焊接等），還要充分考慮輻照引起的材料組織、結構和性能的變化。此外，材料與材料之間、材料與介質之間的相容性和材料的價格也是材料選用的依據。壓水堆核電站常用的金屬材料包括碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、鋯合金、鎳基合金和鈦鋁合金等。
壓水堆核電站一回路系統主要包括反應堆及壓力容器、蒸汽發生器、冷卻劑主泵、穩壓器和主管道等。根據部件的位置、功能和工況，選用適合的材料是壓水堆核電站安全運行的前提和保障。表1為壓水堆核電站一回路系統殊部件的材料使用情況。
表1 壓水堆核電站一回路系統選用的材料舉例
從表1可以看出，壓水堆核電站一回路系統的結構和材料具有鮮明的特征：首先是大量采用了耐高溫、高壓，抗腐蝕性和抗輻射性強的材料。不同的材料之間組分的不同，其內部微觀結構和組織差異明顯。第二是材料易于加工并能滿足某些特殊加工要求，盡量采用整體結構，減少中間的機械連接，這樣可以降低部件的故障率，提高設備的壽命。第三是不同的結構和材料，加工工藝差距明顯，在役檢查過程中需要對無損檢測的檢測方法、要求和檢測規程等進行不同的計劃和實施。這些特征給無損檢測工作帶來了較大的困難和挑戰。
2 壓水堆核電站無損檢測基本要求
無損檢測作為一種工藝過程控制和產品質量控制的手段，被廣泛應用于工業領域。壓水堆核電站的無損檢測，首選應該結合材料和部件各自的特征，采用恰當的無損檢測方法；其次是制定正確的檢測規程，選用適當的檢測器材，以確保無損檢測實施過程中不會對部件造成確定的或者潛在的傷害；第三是嚴格遵守壓水堆核電站在役檢查規范，并依據在役檢查前編制的檢查計劃和檢查大綱實施無損檢測。
壓水堆核電站一回路系統包容具有強烈放射性的物質，設備處在高劑量的輻照環境中。為了確保核電安全，核電運營的整個過程，包括設計、設備制造、安裝、運行和退役都要進行無損檢測。設計階段的無損檢測主要是編制適應性的技術規范和檢測規程，以實現所選用無損檢測方法的有效性。設備制造過程中需要對所有的原材料和零部件進行規定的檢查，以證明生產的設備符合使用要求。安裝過程中需要對安裝現場的應用性材料、焊縫和其他零部件進行檢測，確保其質量合格。核電運行期間和退役時的無損檢測是在輻照環境下進行的，工作強度大并具有一定危險性，需要在盡可能短的工期內完成計劃內的無損檢測工作。
壓水堆核電站一回路系統的無損檢測具有非常嚴格的要求。核電設備所采用無損檢測方法、儀器設備與檢測工藝必須具有高度的可靠性和靈敏度，操作人員的技能必須達到在役檢查規范的資質要求并具備豐富的現場施工經驗。隨著經驗的沉淀和積累以及新型無損檢測技術的發展，我國壓水堆核電站的安全運行將獲得更大的保障。
3 超聲檢測技術的應用與發展
超聲檢測是指利用超聲波檢測和表征材料的宏觀缺陷、幾何特性、組織結構和力學性能等，從而對材料的應用性能進行專業評估的技術。超聲檢測技術檢測靈敏度高、檢測費用低、易實現自動化操作，且沒有輻射和化學污染的危害，因而獲得了廣泛的應用。壓水堆核電站中，超聲檢測技術同樣是一種常規的無損檢測方法。它主要應用于壓力容器對接焊縫、角接焊縫的體積檢查，壓力管道焊縫的表面檢查，汽機部件的內部檢查，鍛件的內部檢查，軸瓦等復合層結合面的檢查，及其它金屬部件的內部檢查。超聲檢測在使用過程中同樣具有一些缺點，比如測試過程對耦合劑的依賴性較大、探頭較大而可達性降低，檢測結果對檢測人員的技能要求高等。為了彌補傳統超聲檢測技術的不足，以適應核電站無損檢測的技術要求，新型超聲檢測技術獲得了迅速發展，包括超聲相陣控技術、激光超聲技術和電磁超聲技術等。
3.1 超聲相陣控技術
超聲相陣控技術是一種新型的超聲檢測技術，通過對超聲陣列換能器中各陣元進行相控陣控制，可使得陣元發射的超聲波發生偏轉聚焦，且相位和幅度同步，通過調節聚焦點可以實現對復雜工件的檢測，并有效提高檢測靈敏度。
自從誕生以來，超聲相陣控技術迅速變成了研究的熱點，包括測試系統的設計與改善、控制電路的生產與測試，以及研發成本的控制與節約等。起初，超聲相控陣技術主要應用于醫學領域，隨著電子技術和計算技術的發展，超聲相控陣技術成功應用于工業領域，包括航空航天[1]、造船[2]和核工業[3]等重要領域。超聲相控陣技術在醫學方面的應用包括醫學超聲診斷和醫學超聲治療兩個方面。科學家利用相控陣技術研發了一系列先進的醫療設備，比如全身數字化超技術、海扶超聲聚焦刀等，這為疾病的診斷和治療提供了極大的便利。超聲相控陣技術作為一種先進的無損檢測 手段，受到了廣泛的研究，主要圍繞檢測結果成像，檢測目標準確定位以及復雜結構的準確檢測等方面。需要指出的是，超聲相控陣技術在壓水堆核電站的設備檢測中發揮著重要作用，比如汽輪發電機的葉片具有特殊的工況和復雜的結構，采用超聲相控陣技術不僅可以提高檢測效率和精度，還可以避免對葉片進行拆卸而造成不必要的傷害。超聲相控陣技術與數字信號處理、成像和聲時衍射等技術的結合是今后發展的方向。
3.2 激光超聲技術
高能量的激光脈沖與物質表面發生作用時會產生熱特性區，熱量急劇擴散而產生熱應力作用，進而產生的超聲波，通過檢測超聲波以達到對材料檢測的目的，這便是激光超聲技術.相比傳統的超聲檢測技術，激光超聲技術具有無需耦合劑、非接觸性檢測、檢查速度快、檢查精度高以及檢查范圍廣等優點。
隨著科技發展，激光超聲技術已經突破理論研究的瓶頸，被廣泛應用于材料的無損檢測等工業領域。激光超聲技術對于薄膜材料的檢測具有較高精度。[4]激光超聲技術用以復雜幾何結構的檢查也具有明顯優勢，比如楔狀結構、曲面結構以及多層結構等。[5-7]此外，激光超聲技術適用于高溫、腐蝕和輻射等危險環境下對材料進行檢測[8-9]，目前我國的壓水堆核電站并沒有引入激光檢測技術，這主要考慮考慮激光超聲技術定位的不穩定性以及核電站特殊的工況。今后，隨著對激光超聲技術在無損檢測領域的研究，該技術的大規模應用將獲得實現。如果對激光超聲技術在核工業中的應用進行科學和充分的論證，激光超聲技術將成為常規無損檢測技術的補充。
3.3 電磁超聲技術
利用洛侖茲力和磁致伸縮效應產生超聲波，進而對金屬導體進行檢測的技術稱為電磁超聲技術。與傳統的超聲檢測技術相比，電磁超聲技術不需要與工件接觸、檢測速度快、檢測過程無污染，因此適合生產線的快速檢測和高溫等環境下的檢測。
由于具有明顯的優勢，電磁超聲技術已經被廣泛應用于機械加工[10]、石油管道[11]和壓力容器[12]等領域，用以進行材料的缺陷檢測和定位以及厚度的測量。作為一種新型的無損檢測技術，電磁超聲技術在焊縫和鋼管管材檢測中表現出了巨大的優勢。然而，電磁超聲技術同樣存在不足，比如敏感度過高，容易受到環境的影響和轉能效率低，接收信號低。這也促進了電磁檢測技術的改進，目前圍繞電磁超聲技術的研究主要包括電磁激發裝置的優化、回波信號的處理，電磁超聲導波技術[13]和激光-電磁超聲技術[14]便是在此基礎上的發展和產生的新技術。電磁超聲技術也沒有被引入，作為核電設備的無損檢測技術之一。其中主要原因是性能的不穩定性以及政策上缺乏論證和支持。隨著對電磁超聲技術的研究，電磁超聲技術也許在不久的將來，也將成為常規無損檢測技術的有力補充。
4 結語
（1）由于特殊的運行工況，壓水堆核電站對材料要求較高。所選用的材料需具有優良的力學性能、工藝性能，對高溫、高壓，強烈腐蝕和輻射的環境也具有很高的適應性。其中碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、鋯合金、鎳基合金和鈦鋁合金等是核電站常用的金屬材料。
（2）壓水堆核電站無損檢測工作涵蓋設計、制造、安裝、運行和退役整個運營過程。核電設備所采用的無損檢測方法需要有高度的可靠性和靈敏度，操作人員需具備相當的資質和實施經驗。在“質量第一、安全第一”的前提下，無損檢測實施工期應盡量縮短。
（3）超聲檢測技術是壓水堆核電站常規的檢測方法之一，被用于焊縫的體積檢查和部件的內部檢查。而新型的超聲技術的發展，可以彌補傳統超聲檢測技術的不足，并拓寬其應用范圍。其中，超聲相控陣技術已經被成功應用于核電站重要設備的無損檢測。而激光超聲技術和電磁超聲技術的引入則需要進一步科學和充分的論證。
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（東臺市交通工程檢測中心，江蘇 東臺 224200）
【摘 要】隨著我國社會經濟的快速發展，道路橋梁工程得到了長足的發展，同時也給道路橋梁工程施工提出了更高的要求。同時隨著交通流量的增加，加上道路橋梁老化問題，使得對道路橋梁的檢測工作顯得十分重要。無損檢測技術能夠在不損壞道路橋梁結構的前提下，完成對其的狀態檢測。本文首先對無損檢測技術進行簡單的介紹，然后提出無損檢測在道路橋梁工程應用的意義，最后探討道路橋梁工程中無損檢測技術的具體應用，供有關人員參考。
關鍵詞 無損檢測技術；道路橋梁；應用
道路橋梁工程質量管理過程中，試驗檢測工作是其中必不可少的一部分，是保證道路橋梁質量與使用安全的一種技術手段。在我國自動化技術、計算機技術、微機技術等大力發展的帶動下，公路試驗檢測技術得到了顯著的進步，其中無損檢測技術更能夠在不損害道路橋梁結構的前提下完成試驗，判斷道路橋梁是否處于健康狀態下。目前，我國交通事業正處于快速發展的新時期，加強對無損檢測在道路橋梁工程中的應用具有十分現實的意義。
1 無損檢測技術概述
所謂的無損檢測技術，就是在不對工程結構或質量產生破壞的基礎上，對工程外觀缺陷、工件特征檢查與測量等技術的統稱。無損檢測技術包括很多方面，傳統的包括通過敲擊，聽聲，對道路工程中有無裂紋進行辨別，現在很多時候還在使用這種方法。然而這種傳統的無損檢測方法，不能準確的判斷出缺陷的位置，具有很大的局限性。通過無損檢測技術，能夠保證嚴格的按照質量驗收標準，將道路工程質量控制在合理的性能要求范圍內，避免由于過度的提高工程質量，造成道路橋梁工程質量過剩。通過無損檢測技術能夠準確的判斷工程缺陷所處的位置，同時還不會對工程設計性能造成影響，如果工程缺陷位于加工余量內，可以對其進行修補，或通過對施工工藝的調整，達到質量要求。所以，通過無損檢測技術，不僅能夠提高工程施工效率，降低生產造價，還能夠滿足工程質量性能要求。
2 道路橋梁工程中無損檢測技術應用的意義
現階段，我國交通事業快速發展，特別是在我國基礎設施建設的不斷深入，使得道路橋梁建設越來越重要。道路橋梁工程不僅關系著我國交通運輸命運，道路橋梁工程質量也直接關系著交通安全，決定著人們的生命財產安全。另外，道路橋梁工程具有施工線長、工程投資大、施工量大等特點，對工程質量造成影響的因素很多，不僅包括施工環境、地質水文條件等，還與施工技術等具有很大的關系，在施工過程中任何一個環節的質量出現問題，就會嚴重影響工程質量，給工程造成巨大的損失，加強對道路橋梁工程質量的檢測具有十分重要的意義。現階段我國建設工程重要實行以政府監督為主，社會監理以及施工企業自檢為一體的保障體系，在這個保障體系運作過程中，工程檢測技術十分重要，可以說工程檢測技術是道路工程質量控制與管理的核心。政府相關部分或者是監理企業，還是施工企業，都需要監理滿足工程施工要求的實驗室，共同完成對道路橋梁工程質量檢測，為工程順利實施提供保障。作為道路橋梁工程施工技術管理中重要的組成部分，檢測技術同時也是工程施工控制、竣工驗收等重要的環節。通過對工程各種工件、材料等質量的試驗檢測，能夠對施工質量進行合理的評價，保證施工構件、原材料等的質量，提升工程整體的施工孩子兩。為了提高道路橋梁工程質量，延長公路使用的壽命，不僅需要對工程基礎進行合理的設計，還需要嚴格的按照施工材料驗收標準、施工技術參數等進行，通過嚴格的質量驗收，確保施工質量。
通過無損檢測技術，還能夠保證施工原材料充分利用，同時對于新工藝、新技術、新材料的推廣也具有十分重要的意義，對工程質量做出準確的評價。通過大量的實踐證明，如果在道路橋梁工程中忽視了對檢測的作用，很難保證施工質量，給工程到來質量隱患。總之，無損檢測技術對于道路工程的意義包括提升工程質量、保證施工工期、延長工程使用壽命、提高工程的經濟性。
3 無損檢測技術在道路橋梁工程中的具體應用
道路橋梁工程中無損檢測技術的應用主要體現在以下幾個方面：
3.1 頻譜分析技術在道路橋梁工程中的應用
所謂的頻譜分析技術，就是通過對不同介質中傳播表面波頻率特性的分析，判斷檢測對象的狀態。在道路橋梁結構表面上施加一個瞬間的垂直沖擊力，這樣就會產生一組瑞雷波面，該波面主要以振源為中心，具有各種頻率。這樣就會通過對不同部分的錘擊，獲取不同的瑞雷波面信號，在不同位置上安裝傳感器，能夠對這些瑞雷波頻率進行檢測，通過對頻率的分析以及相干分析技術，達到測試不同深度分層介質力學參數的目的。它與傳統方法相比,，具有速度快、檢測頻率高的特點。可以用于檢測路面各分層介質的厚度均勻性以及層間的接觸情況。
3.2 圖像技術在道路橋梁中的應用
所謂的圖像技術包括激光全息圖像技術以及紅外成像技術。紅外線成像技術原理：所有物質都是由分子構成的，在分子不斷變化的下回釋放出熱量，同時不同物質結構所散發的熱源能量也不盡相同，因此，通過專業的儀器就能夠準確的判斷物體表面形成的溫度分布。由熱敏元件對路面等溫線進行劃出來，通過等溫線的分布就能夠對道路橋梁工程中的缺陷進行辨別。而激光全息技術，首先通過專業的攝像設備，得到全息圖，然后通過對全息圖的分析，加上相關的計算，判斷工程缺陷類型以及缺陷位置。
3.3 超聲波檢測技術
超聲波是一種高頻率的聲波，人耳聽不見，在頻率傳輸的過程中滿足波傳輸規律。通過超聲波檢測技術，首先在實驗檢測位置發射超聲波，然后通過超聲波接收器接受超聲波相關的參數，對結構內部缺陷進行判斷。在介質中不同位置設置傳感器，測量超聲波在一定距離內傳播的時間，利用速度、時間與位移的關系計算波速，利用速度與介質相關參數的關系可以測定材料的有關參數如彈性模量、抗壓強度、抗折強度等，還可用來檢測材料或結構內部的缺陷。
3.4 激光技術在道路橋梁中的應用
激光技術主要用于對道路橋梁路面的監測，具體的應用原理包括光時差、光電反射、衍射等。衍射原理主要利用激光在傳輸過程匯總如果遇到狹縫就會出現衍射，通過對狹縫寬窄的調整，就能夠得到不同的明暗相間的圖像，從而建立相關關系，對結構中狹縫寬度變化等進行分析。光電反射原理主要是激光強度與光電流強度有直接的關系，在光電轉換器的作用下能夠將光能進行電能轉換，由激光強弱的變化，光電轉換成電能的信號也會發生變化，根據事先對光電流位移關系的標定，計算出彎沉位移變化。光時差原理主要是通過激光傳輸速度，對激光在短距離中傳輸的時差進行記錄，判斷工程結構內部的均勻性。
4 總結
通過上述分析可知，無損檢測技術在道路工程中的應用，不僅能夠提升工程質量，延長工程使用壽命，同時還能夠節約工程成本。在道路工程中，無損檢測技術主要包括激光檢測技術、超聲波檢測技術、圖像技術、頻譜分析技術等等，隨著我國科學技術的發展，無損檢測技術必定得到不斷的完善，為我國道路工程發展做出更大的貢獻。
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關鍵詞：道路橋梁；無損檢測；應用
中圖分類號：U448文獻標識碼： A
引言：隨著國民經濟的發展，作為快捷運輸的公路，也日新月異地發生著變化。作為連接道路的橋梁，起著至關重要的作用。公路橋梁造價昂貴，因此，人們在橋梁建設過程中，總是采取各種措施，確保工程質量。盡管如此，公路橋梁長期在自然環境和使用環境的作用下，逐漸產生損壞現象，這是一個不可逆轉的過程。通過對橋梁工程的無損檢測，對橋梁的損傷情況和程度進行診斷，對橋梁的可靠性、耐久性和承載能力進行評估。為橋梁在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況異常時提前發出預警信號，為橋梁的維修、養護與處理決策提供依據和指導。
無損檢測技術的特點
無損檢測技術是指在不影響結構或構件性能的前提下，通過測定某些適當的物理指標來判斷結構或構件某些性能是否發生改變的檢測方法。無損檢測技術是多學科緊密聯系結合的產物，是以現代材料力學和應用物理學發展為理論基礎，而以現代電子技術和計算機的高速發展作為其測試工具的。
無損檢測技術的意義
傳統的方法是對公路橋梁隨機選點，鉆孔取樣，在室內對所取樣本進行分析和處理，從中獲取各種有價值的工程參數。這種方法的局限性表現為以下幾個方面：
（1）因被測點是操作人員隨機選擇的，所以檢測結果很難具有代表性。
（2）由于檢測點有限，覆蓋面密度較小，使某些存在缺陷的不良區段反而被漏檢，從而埋下質量隱患。
（3）雖然鉆孔取樣精度高，但其會對路面造成破壞，且修補時費時費力。無損檢測技術作為快速、直觀，且能夠顯示道路橋梁內部狀態的檢測設備和技術手段，能夠彌補傳統方法的不足，它在開展道路橋梁無損檢測技術研究、建立科學的評價體系、改善路面設計等方面具有重要的意義，也必將帶來道路橋梁改造方案的優化和道路橋梁管養水平的提高。
橋梁的無損檢測技術(NDT)有較大的發展空間，包括超聲檢測、紅外檢測、聲發射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、X 射線檢測、光干涉、脈沖雷達、振動試驗分析等。在公路橋梁結構中應用NDT，可以提高新建結構質量的安全性；可以提供結構損傷的標志，例如，污染程度，鋼筋混凝土橋梁的氯侵蝕程度；可以記錄支座處的聲發射，反映了裂紋或過大的摩擦力或從墊層支座正在擴展的裂紋。無損檢測的這些結果可以作為結構評估的輔助。
在一些情況下，與侵入檢測相比，無損測試更快捷，縮短了測試期間的交通管制時間，從而降低了成本。雷達可以快速掃描潛在的結構空洞，雷達在NDT 中的使用證明了NDT 的速度和便捷性。聲傳播的使用進一步說明了調查的有效性。聲傳播可以用于檢測長護欄的潛在腐蝕。隨后可對疑似區進行更細致的檢測，例如使用鉆孔、直接量測和超聲技術來確定未腐蝕厚度。NDT 間接測量了外形特征，測試結果依賴于信號在結構內非連續區的反射時間。該信號的速度依賴于結構材料的性質，該性質不一定明確。因此，需要專業知識和經驗來解釋收集的數據，并判斷在物理特征或材料性質方面的意義。
通常情況下，進行無損測試時，將無損測試設備置于結構附近，正對結構或固定結構表面。無損測試最大的優點在于對結構不會造成損傷，從而避免了對可能已有損傷的結構的削弱。NDT 技術并沒有確定性的答案，還應該參考其他信息來評估結構的整體情況。
無損檢測技術在道路橋梁中的應用
3.1超聲波檢測技術
超聲波檢測技術是根據瞬間應力波原理對橋梁內的空隙之處進行檢測。該技術采用小鋼球對混凝土表層進行敲擊，以較為短暫的機械撞擊造成低頻應力波，并傳至道路橋梁結構的內部，從斷裂面處反射出來，通過分析反射波形態對路橋的空隙處進行判斷。該技術是通過利用來自多個方面的超聲波而引起瞬間共振，一直對路橋裂隙、結構完整性進行檢測，并且可從信號記錄情況中了解空隙的位置。
在道路橋梁的檢測工作中應用超聲波檢測技術，一來可檢測橋梁在樁、板、梁等方面的結構情況，二來可檢測管道中有無空隙存在，如此一來便可對存在問題的道路橋梁及時采取維修措施。然而，該項技術仍存在需要改進的不足之處，該技術的檢查結果比較容易受到多種因素的影響。以管道為例，管道內部若存在空氣、水分或是蜂窩體均會影響檢測結果，管道處于相交或相鄰的狀態下會影響檢測結果，管道所采用材料的不同也會影響檢測結果。此外，超聲波檢測技術對于道路橋梁在密實性方面的檢測也仍舊需要采取深入研究。
3.2光纖傳感檢測技術
光纖傳感檢測技術的原理是利用光纖對某些特定的物理量敏感的特性，將外界物理量轉換為可以直接測量的光信號的檢測技術。在我國，光纖技術經過30多年的飛速發展已經有了很大的進步，并應用于國防軍事，航天航空，工礦企業，能源環保，生物醫藥等多個領域。光纖傳感檢測技術應用于橋梁檢測中，可以實現對橋梁鋼索的索力及預應力連續混凝土梁內部應力，應變特性的測量和監測，構成所謂的光纖智能橋梁。
與傳統的傳感器相比，光纖傳感器受到環境的限制更小些，絕緣性好、耐高壓、耐腐蝕，能在易燃易爆的環境下可靠運行，不對被測對象產生影響；另外，體積小，重量輕，可做成任意形狀的傳感器陣列；并且，精度高，實用性強。但是昂貴的價格使該項技術的廣泛推廣變得比較困難。
3.3激光檢測技術
激光的高亮度，具備較好的方向性、相干性和衍射性。激光的光強愈強則光電流愈強，路面檢測正是利用了激光這一原理。當激光的光強發生變化時，光電流也隨之發生變化，根據所標定的光電流與位移的關系，通過光電流的變化反算彎沉位移的變化量。在路基和路面檢測中，激光主要被用于距離測定、彎沉測定以及紋理深度測定和平整度的測定。
3.4探地雷達檢測技術
探地雷達檢測技術是通過借助10 ～ 1 000 MHz( 或更高) 的高頻電磁脈沖波，采用寬頻帶短脈沖的方式，從發射天線被送到地下，雷達脈沖波在地下傳播期間，若遇到的介質交界面電性存在差異，則會有部分雷達脈沖波的能量由地下反射到地面，并由接受天線所接受。探地雷達檢測技術可對缺陷區域的深度、大小以及形狀方面進行精確測定，具備操作簡單、效率高、節省人力資源等優勢，且其檢測范圍較大，不因周邊環境而影響檢測結果。
探地雷達檢測技術是通過研究在地下介質的交界面處所返回的反射波，對反射波的波幅情況以及到達地面所需要的時間進行記錄，通過反射波記錄結果分析道路橋梁地下介質具體分布情況，該技術以其高分辨率使之在淺層、超淺層等方面的檢測工作中備受青睞。
對于道路橋梁的檢測工作而言，常在以下幾種情況中應用探地雷達檢測技術，分別是：
( 1) 擋土墻病害的檢測。
( 2) 基層厚度的檢測。
( 3) 基層含水情況的檢測。
( 4) 基層密實性的檢測。
( 5) 面層厚度的檢測。此外，根據探地雷達檢測技術的不同之處，還可在路橋其他方面的檢測中應用，例如橋梁結構檢測、道路濕度檢測、道路材質檢測以及道路裂縫檢測等。然而，探地雷達在道路橋梁的檢測方面前景較好，但由于探地雷達的成本較高，因此仍需要對其繼續研制以及推廣。
3.5頻譜分析技術
頻譜分析檢測技術的基本原理是對不同介質中傳播表面波的頻率特性進行分析。采用一力錘在路面結構表面施加瞬時垂直沖擊力的方式，可得到一組以振源為中心的、沿地表一定深度向四周傳播的、具有各種頻率分布的瑞雷波。調整力錘重量或不同的錘頭型式，可以得到與之對應的頻率成分的瑞雷波信號， 將傳感器設置在不同的位置，可以檢測到波傳播的頻率。頻譜分析技術可對路面各分層介質的厚度、均勻性以及層間接觸情況進行檢測。
3.6圖像技術
圖像技術主要包括紅外成像技術和激光全息圖像攝影技術。紅外成像技術原理是利用不同材料介質所對應的不同的導熱性能，而高精度的熱敏傳感器可對結構物內部的熱傳導規律和溫度場分布狀況進行檢測，并將檢測數據圖像化，從而呈現結構物內部狀況。激光全息技術是通過對全息攝影得到的圖像進行分析，求出相關力學量的方法，它具有精度高、直觀和能夠對全場情況進行觀測等優點。
道路橋梁無損檢測技術的發展前景
無損檢測技術在道橋工程中應用，與其他技術一樣需要進行研究、開發、利用。因此對于道橋工程無損檢測技術的研究開發應用是一個較新的領域，需要我們在其應用領域不斷開拓，解決許多急待解決的問題。
無損檢測技術是一門多學科的綜合應用技術，是建立在科學的基礎上的，因此首先要加強各相關基礎學科的研究，不斷吸取精華，促使無損檢測技術不斷完善和發展。在無損檢測技術的研究中，應善于把基礎理論與工程實踐結合起來，建立起理論研究與工程應用聯系的橋梁，開辟新的應用領域和檢測內容，不斷拓展到道橋的路線勘測設計、路線的橫斷面設計以及橋梁的設計中來。
5、結束語
無損檢測技術隨著科學技術的發展而發展，是先進科學技術的結晶。無損檢測技術促進了工業以及整個經濟的發展，從某種意義上來講，無損檢測技術可以作為衡量一個國家工業和經濟的發展程度，可以作為科學技術發展水平高低的標志之一。同時，無損檢測技術是一門多學科綜合的應用技術，是建立在基礎學科之上的。只有從基礎理論中不斷吸收養分，才能不斷完善和發展。我們應當將基礎理論與工程實踐有機的結合起來，建立起理論研究與工程應用聯系的橋梁，完善現有方法的同時開辟新的途徑。
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關鍵詞：無損檢測技術；道路橋梁；應用
中圖分類號：K928.78文獻標識碼：A 文章編號：
隨著我國道路橋梁等基層建設的興建，各種與之相關的技術也得到了一定的發展，當前在我國的道路橋梁檢測中比較先進的就要數無損檢測技術了，它的使用對于道路橋梁的施工建設和檢測來說都具有重大的意義。
1主要無損檢測儀器
1.1彎沉測試儀器
路面彎沉是衡量柔性路面強度的一項重要指標。落錘式彎沉儀（FWD）是目前應用較廣的彎沉檢測設備。研究表明，由于FWD的沖擊荷載與時速為60km～80km的車輛對路面所形成的荷載相似，可較好地模擬行車荷載。路面彎沉檢測技術的發展經歷了靜力彎沉儀、振動式彎沉儀、落錘式彎沉儀（RWD）、滾動式彎沉儀（RWD）。特別是正處于研究階段的新一代彎沉儀RWD，它采用先進的高頻激光掃描，對行駛中的測試車在路表產生的彎沉予以連續記錄，測試速度約為88.5km/h，遠大于FWD，其最大優點是對路表真實受力狀態進行記錄，而不是模擬荷載狀態下的彎沉。
1.2斷面測試儀器
斷面測試主要包括平整度與車轍，我國最早使用的檢測設備是路面橫斷面儀和橫斷面尺， 20世紀90年代引進了目前世界上較先進的平整度與車轍檢測設備———連續式激光斷面儀。它不僅測速可達到80km/h，同時因其可對橫坡、縱坡、轉彎曲率等指標進行測量，而在道路路面檢測中被廣泛應用。
1.3抗滑能力測試儀器
目前路面抗滑能力測試設備主要有橫向力系數測試儀、剎車式摩擦系數測試儀和不完全剎車式摩擦系數測試儀等，其中橫向力系數測試儀在我國應用較為廣泛。此外，還有渦流檢測儀、泄漏檢測儀、射線透視檢測儀等多種無損檢測儀器。
2無損檢測技術在道路橋梁中的應用
2.1圖像技術
圖像技術主要包括紅外成像技術和激光全息圖像攝影技術。紅外成像技術原理是利用不同材料介質所對應的不同的導熱性能，而高精度的熱敏傳感器可對結構物內部的熱傳導規律和溫度場分布狀況進行檢測，并將檢測數據圖像化，從而呈現結構物內部狀況。激光全息技術是通過對全息攝影得到的圖像進行分析，求出相關力學量的方法，它具有精度高、直觀和能夠對全場情況進行觀測等優點。
2.2頻譜分析技術
頻譜分析檢測技術的基本原理是對不同介質中傳播表面波的頻率特性進行分析。采用一力錘在路面結構表面施加瞬時垂直沖擊力的方式，可得到一組以振源為中心的、沿地表一定深度向四周傳播的、具有各種頻率分布的瑞雷面波。調整力錘重量或不同的錘頭型式，可以得到與之對應的頻率成分的瑞雷面波信號，將傳感器設置在不同的位置，可以檢測到波傳播的頻率。頻譜分析技術可對路面各分層介質的厚度、均勻性以及層間接觸情況進行檢測。
2.3激光檢測技術
激光的高亮度，具備較好的方向性、相干性和衍射性。激光的光強愈強則光電流愈強，路面檢測正是利用了激光這一原理。當激光的光強發生變化時，光電流也隨之發生變化，根據所標定的光電流與位移的關系，通過光電流的變化反算彎沉位移的變化量。在路基和路面檢測中，激光主要被用于距離測定、彎沉測定以及紋理深度測定和平整度的測定。
2.4光纖傳感檢測技術
光纖傳感檢測技術是利用光纖對某些特定的物理量敏感，將外界物理量轉換成可直接進行測量的光信號的檢測技術。將光纖傳感檢測技術應用于橋梁檢測，可實現對橋梁鋼索索力的監測，也可完成對預應力連續混凝土梁內部應力、應變特性的科學測量和監測，構成光纖智能橋梁。
2.5探地雷達檢測技術
2.5.1探地雷達檢測原理
探地雷達是利用10MHz～1000MHz或更高的高頻電磁脈沖波，以寬頻、短脈沖的形式由發射天線送入地下。因各種材料的介電常數不同（見表1），雷達脈沖在地下傳播過程中，當遇到不同的電性介質交界面時，部分雷達波被反射回地面，而被天線接收（見圖2）。
2.5.2探地雷達檢測特點
探地雷達檢測的特點是能夠對缺陷區的形狀、大小和深度等進行精確測定，操作方便、省時省力；可實現大范圍內檢測而不受周圍環境影響。探地雷達主要用于對道路面層厚度、道路基層密實性、基層厚度以及道橋病害等進行檢測，還可根據探地雷達的特性，實現對道路材質、裂縫以及橋梁結構等的檢測。
3 基樁檢測中常見問題及處理
3.1 檢測方法的選擇
每種檢測方法基于其理論基礎和技術上的原因都有其一定的適用范圍和檢測能力,若將其故意擴大,極易引起誤判,甚至錯判。必要時應采用兩種或多種檢測方法相互補充、驗證,提高檢測結果的準確性和可靠性。橋梁工程基樁檢測應綜合考慮各方面的因素,因地制宜,針對不同的地質情況和樁型選擇適宜的檢測方法,保證基樁工程質量。對嵌巖樁和特長樁均有必要提前埋設聲測管,采用超聲波透射法檢測,提高樁身完整性判釋精度。低應變檢測快速簡便,但適用范圍有其局限性,目前仍無法對缺陷進行準確定性,定量分析也不理想,有效檢測長度受樁土剛度比大小、缺陷信號干擾和應力波衰減的制約,長徑比超過一定限度的長樁和淺部缺陷樁,無法進行整樁完整性的判別。聲波透射法不僅可以檢測樁身混凝土的完整性,同時可以校核樁長、估算混凝土強度,尤其適合嵌巖樁和長樁的檢測。鉆芯法直觀有效,并可檢測樁身混凝土強度,同時也可作為間接檢測方法的驗證手段,對于重要橋梁工程的基樁有必要抽取一定比例的基樁進行抽芯法檢測。
3.2 激振方式的選擇
低應變檢測時應針對不同樁型和檢測目的選用不同材質和重量的錘擊力棒或力錘。用帶尼龍質錘擊頭的重型力棒并加大錘擊速度,提高錘擊力度,可增大脈沖寬度,對長樁的檢測是較好的激振方式,可有效提高檢測長度。京滬高速鐵路試樁工程北京特大橋直徑1500mm樁長60.0m的鉆孔灌注樁,采用了合適的激發方式,沒有經過任何的濾波處理,很小的指數放大即可見清晰的樁底反射。當需要了解樁身淺部缺陷的程度時,應采用能夠激發出高頻脈沖波的硬質材料激發方式,提高淺部缺陷分辨率。
3.3 嵌巖樁的檢測問題
嵌巖樁在目前橋梁基樁中被廣泛采用,為保證建設標準,一般嵌巖段較長,在個別地質條件下超過二十幾米。在這種情況下,若采用低應變法檢測,由于受樁周巖層阻力的影響,應力波很快擴散或衰減,使得有效測試范圍減小,造成該方法難以對整樁的成樁質量和樁底沉渣情況進行客觀評價。
3.4 檢測現場前期準備
現場檢測時應提前做好相關的準備工作。低應變檢測要求樁頂至設計標高,并為新鮮混凝土、無浮漿、裂紋和松動混凝土塊等。樁頭處理不到位、清理不干凈、浮漿、出露鋼筋過長,樁頭開裂等不利因素,均影響有效信號的采集。激振點和安裝傳感器的測試點應打磨平整,盡量排除干擾因素。聲波法檢測應保證聲測管順直通暢,換能器探頭能夠在全程范圍內升降順暢。聲測管的材質應具有較高的剛度和強度,安裝時應由絲扣連接或套管焊接,確保連接或焊接的質量以及聲測管相互平行。在鋼筋籠安裝和混凝土灌筑過程中,采取必要措施保護好聲測管。保證檢測數據的真實有效。
3.5 數據的分析與判斷
現場檢測前詳細了解和收集基樁的相關參數資料,檢測過程中能及時發現問題作出初步判斷,并及時完成必要的重復性檢測或加密檢測工作,保證檢測原始數據的可靠性和采集數據的一致性,為綜合分析判斷提供詳實的基礎資料。另外加強對比驗證,綜合分析同一工程的所有被測樁資料,尋找其共性,提高對單樁檢測結果的判斷準確度。
結論
無損檢測技術是一門多學科的、綜合性的應用技術，在無損檢測技術的應用中，應善于把基礎理論與工程實際相結合，大膽創新，不斷提高道橋養護管理科學化水平。
參考文獻
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關鍵詞：道路橋梁；無損檢測；技術；
中圖分類號：U41文獻標識碼： A
一、道路橋梁無損檢測技術的意義
傳統的方法是對公路橋梁隨機選點，鉆孔取樣，在室內對所取樣本進行分析和處理，從中獲取各種有價值的工程參數。這種方法的局限性表現為以下幾個方面：1）因被測點是操作人員隨機選擇的，所以檢測結果很難具有代表性。2）由于檢測點有限，覆蓋面密度較小，使某些存在缺陷的不良區段反而被漏檢，從而埋下質量隱患。3）雖然鉆孔取樣精度高，但其會對路面造成破壞，且修補時費時費力。無損檢測技術作為快速、直觀，且能夠顯示道路橋梁內部狀態的檢測設備和技術手段，能夠彌補傳統方法的不足，它在開展道路橋梁無損檢測技術研究、建立科學的評價體系、改善路面設計等方面具有重要的意義，也必將帶來道路橋梁改造方案的優化和道路橋梁管養水平的提高。
橋梁的無損檢測技術(NDT)有較大的發展空間，包括超聲檢測、紅外檢測、聲發射、自然電位檢測、沖擊回波檢測、X射線檢測、光干涉、脈沖雷達、振動試驗分析等。在公路橋梁結構中應用NDT，可以提高新建結構質量的安全性；可以提供結構損傷的標志，例如，污染程度，鋼筋混凝土橋梁的氯侵蝕程度；可以記錄支座處的聲發射，反映了裂紋或過大的摩擦力或從墊層支座正在擴展的裂紋。無損檢測的這些結果可以作為結構評估的輔助。
在一些情況下，與侵入檢測相比，無損測試更快捷，縮短了測試期間的交通管制時間，從而降低了成本。雷達可以快速掃描潛在的結構空洞，雷達在NDT 中的使用證明了NDT 的速度和便捷性。聲傳播的使用進一步說明了調查的有效性。聲傳播可以用于檢測長護欄的潛在腐蝕。隨后可對疑似區進行更細致的檢測，例如使用鉆孔、直接量測和超聲技術來確定未腐蝕厚度。NDT 間接測量了外形特征，測試結果依賴于信號在結構內非連續區的反射時間。該信號的速度依賴于結構材料的性質，該性質不一定明確。因此，需要專業知識和經驗來解釋收集的數據，并判斷在物理特征或材料性質方面的意義。
二、無損檢測技術在道路橋梁中的應用
1.頻譜分析技術
波在不同介質中傳播時，其頻率不同，根據頻率特性對介質進行分析的技術即為頻譜分析檢測技術。在路面結構表面，用力錘施加一個瞬時垂直的沖擊力，可以得到一組瑞雷面波，這種波是以振源為中心的，具有各種不同頻率，在一定地表深度上向四周傳播。施加力時，改用錘頭不同的力錘或者對力錘的重量進行調整，得到瑞雷面波信號頻率成分會與之對應，在不同的位置設置傳感器，可以檢測到傳播頻率不同的的波。頻譜分析技術可以用來分析檢測路面不同分層介質的均勻性以及厚度，還可以檢測路面各層間的接觸情況。
2.圖像技術
圖像技術主要有兩種，一種是激光全息圖像攝影技術，另一種是紅外成像技術。激光全息技術的原理是對材料進行全息攝影，然后對得到的圖像進行分析，從而得出相關的力學量，它除了能夠對全場情況進行觀測外，還具有直觀和精度高的優點。紅外成像技術是根據不同的介質導熱性能不同進行檢測的方法，熱敏傳感器上呈現出的是結構物內部的溫度場分布狀況和熱傳導規律，檢測數據以圖像的形式顯示出來，反映出結構物的內部狀況。
3.光纖傳感檢測技術
光纖對某些特定的物理參數比較敏感，利用光纖的這種特性，外界物理量會被轉換成光信號，直接對光信號進行測量的技術即光纖傳感檢測技術。在橋梁檢測過程中應用光纖傳感檢測技術，能夠監測橋梁鋼索索力，對于預應力連續混凝土梁，還可以科學測量和監測其內部應力以及應變特性，構成光纖智能橋梁。
4.激光檢測技術
激光具有高亮度的特點，因此它具有較好的方向性、衍射性以及相干性。光電流隨激光的光強變化，光強越強，光電流越強，這正是路面檢測的原理。在檢測路基和路面的過程中，彎沉測定、距離測定、平整度測定以及紋理深度測定都主要靠激光檢測技術。激光的光電流隨光強發生變化而變化，可以得到光電流的位移數據，根據得到的數據反算彎沉位移的變化量。
5.超聲波檢測技術
超聲波檢測技術是根據瞬間應力波原理對橋梁內的空隙之處進行檢測。該技術采用小鋼球對混凝土表層進行敲擊，以較為短暫的機械撞擊造成低頻應力波，并傳至道路橋梁結構的內部，從斷裂面處反射出來，通過分析反射波形態對路橋的空隙處進行判斷。該技術是通過利用來自多個方面的超聲波而引起瞬間共振，一直對路橋裂隙、結構完整性進行檢測，并且可從信號記錄情況中了解空隙的位置。
在道路橋梁的檢測工作中應用超聲波檢測技術，一來可檢測橋梁在樁、板、梁等方面的結構情況，二來可檢測管道中有無空隙存在，如此一來便可對存在問題的道路橋梁及時采取維修措施。然而，該項技術仍存在需要改進的不足之處，該技術的檢查結果比較容易受到多種因素的影響。以管道為例，管道內部若存在空氣、水分或是蜂窩體均會影響檢測結果，管道處于相交或相鄰的狀態下會影響檢測結果，管道所采用材料的不同也會影響檢測結果。此外，超聲波檢測技術對于道路橋梁在密實性方面的檢測也仍舊需要采取深入研究。
6.探地雷達檢測技術
探地雷達檢測技術是通過借助10～1000 MHz(或更高)的高頻電磁脈沖波，采用寬頻帶短脈沖的方式，從發射天線被送到地下，雷達脈沖波在地下傳播期間，若遇到的介質交界面電性存在差異，則會有部分雷達脈沖波的能量由地下反射到地面，并由接受天線所接受。探地雷達檢測技術可對缺陷區域的深度、大小以及形狀方面進行精確測定，具備操作簡單、效率高、節省人力資源等優勢，且其檢測范圍較大，不因周邊環境而影響檢測結果。
探地雷達檢測技術是通過研究在地下介質的交界面處所返回的反射波，對反射波的波幅情況以及到達地面所需要的時間進行記錄，通過反射波記錄結果分析道路橋梁地下介質具體分布情況，該技術以其高分辨率使之在淺層、超淺層等方面的檢測工作中備受青睞。
三、道路橋梁無損檢測技術的應用前景
無損檢測技術在道橋工程中應用，與其他技術一樣需要進行研究、開發、利用。因此對于道橋工程無損檢測技術的研究開發應用是一個較新的領域，需要我們在其應用領域不斷開拓，解決許多急待解決的問題。
近年來，隨著我國經濟建設的迅猛提升，道路橋梁建設也得到了快速發展。因此關于道橋的檢測，傳統的檢測手段已經很難滿足新時期的要求，目前，無損檢測技術已經成為了道路橋梁檢測中的重要方法。
關鍵詞 飲用水；濁度；顆粒物；顆粒檢測技術
中圖分類號： R944 文獻標識碼： A 文章編號：
1 我國飲用水水質標準發展
隨著社會經濟的發展和對飲用水水質要求的不斷提高，飲用水水質標準日趨嚴格，并逐步發展與完善。2006年頒布實施的 《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）水質指標由《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-85）的35項增加至106項。
濁度是經典而又傳統的水質替代參數[1]，用濁度作為水中顆粒物質的替代參數，能夠概括地表示出顆粒物質的總體去除情況。《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）對濁度的限值有了更嚴格的要求，要求濁度
2 水中的顆粒物
在水環境學科中，一般將水中尺寸大于1nm的雜質稱為顆粒物，可分為無機顆粒物、有機顆粒物和生物顆粒物 [2] 。
2.1 水中顆粒物的污染及危害
顆粒物在水中含量很高，是水中主要污染物之一，具有很大的表面積，能吸附許多有毒有害有機污染物以及致病菌和病毒，對水中各種物質的存在形態及其遷移和轉化都產生重要影響。顆粒物能增加水的濁度，有機顆粒使水產生色度和臭味，直接影響水體的感觀質量和生物穩定性。同時由于顆粒物質是各種污染物的載體，往往聚集了相當量的污染物，大大降低了飲用水的安全、衛生程度。水中生物顆粒對人類的生命健康有重要影響，例如各種致病細菌及致病原生動物。顆粒物還會影響對微生物的滅活效果，微生物隱藏在顆粒物的孔隙中致使紫外線照射不到 [3]。顆粒物也會影響水處理工藝效果，有機顆粒對活性碳和鋁鹽具有很強的吸附性，從而影響水處理工藝中的混凝沉淀效果。天然有機顆粒在加氯消毒的過程中還可與消毒劑作用形成多種致癌消毒副產物，對人體健康存在很大危害。水中沒有被完全去除的有機顆粒進入管網后，會被管壁上附著的微生物利用，從而腐蝕管壁，鐵和重金屬離子溶入水中還會造成二次污染。出水中的顆粒很容易吸附細菌，一旦顆粒物穿透濾床進入管網，出水水質將存在很大的微生物學風險[4]。
水中顆粒物質的去除對人類的生命健康有著極其重要的意義。大量研究表明，顆粒物質去除率越高，水體的安全性越高，致病風險越低。水質處理的多數單元操作都是以去除顆粒物作為主要目標[5]。經過凈水設施后，安全、高品質的出水不應含有威脅人類健康的顆粒物，至少將其致病風險控制在可接受的水平。因此，水中顆粒物質的檢測已成為飲用水處理中的重要問題。
2.2檢測水中顆粒物的重要性
隨著水質指標新標準的執行以及新技術的不斷發展，很多城市供水企業將出廠水濁度控制在0.1NTU以下，以保證飲用水的微生物學安全性。同時隨著膜技術的逐漸成熟，出廠水濁度很有可能低于0.05NTU，對于這些超低濁度的水質，濁度作為檢測水中顆粒的重要指標越來越受到挑戰。因為在超低濁度（濁度
2.3 水中顆粒物檢測方法的研究
目前水處理中主要應用光電式常規濁度儀，隨著先進檢測技術的開發，新型的顆粒檢測技術如顆粒計數法、透光脈動顆粒檢測法、激光濁度儀等在水處理領域的科研和生產工藝中逐步得到一些應用。激光濁度儀的光源是激光二極管，使更小的顆粒能產生更高的散射強度。即使在濁度非常低的情況下，也可以產生極強的信號，與常規濁度儀相比，靈敏度提高了兩個數量級。顆粒計數檢測技術可用來定量地檢測水中顆粒物的數量、粒徑及分布的情況，而提供有價值的數值。顆粒計數器在飲用水處理領域已有非常廣泛的應用。透光脈動顆粒檢測技術是采用動態光阻塞技術，在這之前只有使用昂貴的顆粒計數器才能達到相同的水平。透光脈動顆粒檢測技術提供了一個更加簡單的測量過程，減少了費用而沒有犧牲靈敏度，可用來定性地檢測水中顆粒物的數量、粒徑及分布的情況，其反映顆粒綜合數量及粒徑的相對大小及變化程度，是一種很有使用價值的檢測和控制技術及方法。
3 現有顆粒檢測技術的特點及問題
濁度作為反映水質優劣的重要指標，能夠概括地表示出顆粒物質的總體去除情況。但是濁度只是利用了水中顆粒物的光學效應，是水中懸浮物質與膠體光學性質的綜合反映，表示的是雜質在光線透過時所發生的阻礙程度，并不直接表示雜質的含量。濁度能夠表示水的相對澄清程度，并不能直接反映水中顆粒物的物理參數。
在現階段水處理工藝中主要采用常規在線式濁度儀，隨著研究的不斷深入和先進檢測技術的開發，發現濁度儀存在不可避免的缺陷，一是濁度值與水中懸浮微粒的濃度、大小、形狀、顏色和表面特性等因素有關；二是檢測數據受到濁度儀的具體設計參數的影響。在實際應用過程中濁度儀受多種因素影響，真正有效的檢測值下限多在0.05-0.1NTU。常規過濾出水經常可達到0.1NTU，超濾出水的實際濁度都低于0.1NTU，已經達到或接近了常規濁度儀的實際有效測定下限。如果仍然采用常規濁度儀作為超濾出水的主要監測和控制手段，顯然不能準確和及時地反映水質變化情況。在這個超低濁度范圍內，需要更精確、更靈敏、更可靠的檢測顆粒方法和儀器來補充和完善濁度檢測方面的指標。
由于濁度儀難以滿足越來越趨嚴格化的水質標準，顆粒檢測方法如激光濁度儀、顆粒計數儀和透光脈動檢測技術得到了越來越多的重視與應用。激光濁度儀與常規濁度儀相比，靈敏度提高了兩個數量級，能夠檢測到低至0.05mNTU 的濁度的變化。在線激光濁度儀檢測濁度范圍可達0.000-5.000 NTU，大幅度拓寬了濁度的下限檢測范圍，可以有效監測濾后水和膜后水的水質變化。激光濁度儀適用于監測低濁水的水質情況，在超低濁度范圍內具有更明顯的優勢。顆粒計數儀可以直接反映水中顆粒物的物理參數，即顆粒物的總量及粒徑分布，能夠為優化和控制水處理過程提供必不可少的數據。顆粒計數檢測技術可作為一種檢測水中顆粒物的有效手段，是比常規濁度檢測法更靈敏、更精確的水中顆粒物檢測方法。但是顆粒計數儀結構復雜，價格相對昂貴。透光脈動顆粒檢測技術可以檢測的顆粒粒徑范圍在1-1000m[7]，從單個顆粒的檢測直至非常高的顆粒濃度都可以應用。該儀器的結構比較簡單，成本遠低于顆粒計數儀器，適用范圍更加廣泛，因此有很好的實際應用價值。
研究和采用新型顆粒物檢測技術監測水中的顆粒物含量及變化情況，可以彌補常規濁度檢測技術在超低濁度范圍的不足，濁度儀對于粒徑小于1µm 的膠體顆粒比較靈敏，對粒徑大于1µm的顆粒檢測精度就會大幅度下降，因此采用濁度對沉后水和濾后水進行檢測不夠可靠。透光脈動顆粒檢測儀對于粒徑大于1µm 的懸浮顆粒比較靈敏[8]，激光濁度儀在超低濁度范圍內具有更明顯的優勢，可以檢測到低至0.05mNTU 的濁度范圍，可以有效監測濾后水和膜后水的水質變化。顆粒計數儀可以直接反映水中顆粒物的總量及粒徑分布，能夠為優化和控制水處理過程提供必不可少的數據。將新型顆粒檢測技術與濁度檢測結合使用，能在不同顆粒粒徑范圍內的檢測實現優勢互補，使得在整個粒徑范圍內都有了靈敏有效的水質檢測方法。
參考文獻
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摘要：21世紀是學科之間交叉融合的世紀，也是生命科學、光學和醫學的世紀，《生物醫學光電檢測》正是在這種背景下應運而生的新興課程。鑒于其在目前自然科學教育中的發展前景和重要意義，有必要對該門課程實施新穎的教學模式。本文針對該課程涉及相關學科內容廣泛、參考資料豐富、工程化技術化程度高等特點，從教學體系的構建、教學內容的選擇及系統化、教學方法的實施、教學手段的運用等方面就如何有效開展對該交叉學科課程的交叉融合型教學工作進行了初步探討，力爭以此門課程的教學為切入點，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生創新思維能力的目的。
關鍵詞：生物醫學光電檢測；交叉學科；教學模式；原理概念；創新思維
一教學體系的構建和優化
生物醫學光電檢測是應目前學校教學改革的需求，結合現今生物學、醫學及光學等多門學科交叉融合發展的現狀，而面向大學本科三年級學生開設的專業課程。該門課程涉及的內容相當廣泛：綜合了一般醫學與生物學的檢測技術——光學顯微技術、電子顯微技術、X射線影像檢測技術、超聲檢測技術、核磁檢測技術和太赫茲檢測技術等；所呈現的內容新，處于自然科學研究領域的前沿：涵蓋了包括近代物理學、化學、數學、生物學、醫學和生物化學領域等的多項研究成果和最新進展；相關的參考資料如專業書籍、雜志和相關文章數量眾多，內容豐富；與多種檢測技術相關的檢測儀器種類多，發展迅速，相應的教學內容具有一定的工程化技術化的特點；相比本系開設的其他專業課程如《波動光學》、《激光原理》、《信息光學》和《光通信技術》等，該門課程的開設時間較短。因此如何根據本門課程的特點，合理有效地開展教學工作，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生工程化能力、多學科綜合能力和創新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學目標和重中之重。為此，筆者根據擬定的教學大綱和教學內容，進行了教學體系的構建和優化，內容包括教材的選取、教學內容的調整、教案的準備和教學要求的制定等。筆者首先進行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫學檢測技術與臨床檢驗》[1](清華大學985名優教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術與生物學技術的緊密結合，將1995年由湖南科學技術出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學》[2]和2010年由中國農業科學技術出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學效應研究》[3]兩本書中的部分章節選入作為補充教材。之后在教材內容的選取上，以生物醫學檢測技術和激光生物學技術為兩大板塊，進行了教學內容的調整和取舍：生物醫學檢測技術的主要教學內容包括多種成像檢測技術和光譜檢測技術；激光生物學技術的主要教學內容包括了激光工作原理及特性、激光生物學作用原理和激光的安全防護等。以這些內容為教學重點，做到教學體系的完整性和合理性。在此基礎上，結合教材內容和相關的參考資料[4-13]準備手寫教案，并同時進行多媒體教學課件的準備，完成教學前的準備工作。值得一提的是，在準備多媒體課件的過程中，筆者在網上搜集了大量的與該課程有關的圖片、視頻和PPT等，并對這些資料進行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學生記憶深刻。在教學過程中，舉出豐富的事例對學生進行知識點的講解，并遵循知識點隨機提問，進行課堂討論，增加與學生的互動；向學生提出合理的學習要求：上課之前預習教材內相關章節內容，課堂記筆記，課后復習；積極思考課堂提問，認真完成課堂作業、課后作業，學有余力且對相關知識感興趣的學生可參考筆者提供的參考資料收集相關內容進行學習。另外參考國外的教學方式，為了讓學生了解平時學習的重要性，相應設計出了多元化的考查方式，將平時成績在總成績中所占的比例提高到了50%，平時成績為上課點名、課堂提問、課堂測驗和平時作業等成績的加權平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學生的考試壓力，有助于增強學生學習的興趣，提高學生學習的能動性。除此而外，筆者在課后收集學生對每堂課的教學反饋意見，實時調整教學中的部分內容，根據學生感興趣的內容，查閱該領域該部分內容的最新進展，增加相應的教學量，提高教學質量，優化教學體系。總之，教學體系的構建和優化涵蓋了教學活動中的所有環節，對于有效開展課堂教學非常重要。
二教學內容的選擇和系統化
在教學體系的構建和優化中，教學內容的選擇、教學內容的系統化是一個非常重要的部分。該門課程的內容廣泛，參考資料豐富，如何有側重地選取教學內容，保證教學內容的系統化有一定的難度，因此筆者在備課和教學的過程中，對該門課程的教學內容進行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍本，突出教學重點，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機、電、軟件的結合，注重檢測技術和儀器運用的結合，注重工程化與技術化的結合，注重理論和實踐的結合，實現教學內容完整性和系統性的統一。以顯微技術一章為例，自從1665年胡克發表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結構以后，顯微鏡就與生物醫學觀察和檢測密不可分了。以光學顯微技術為代表的顯微技術成為了生物醫學光電檢測技術的基礎與核心內容，之后產生和應用的檢測技術如電子顯微技術，雖然在技術手段和方案上有所創新，但依然在重復利用或借鑒顯微技術的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術為基礎和切入點，向學生展示相關檢測技術的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時，又著重介紹了顯微鏡性能評價參數如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學知識出發，分別對這幾個參數進行了理論推導；通過數學推導讓學生理解和掌握有關顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要小；顯微鏡的分辨率與波長，與數值孔徑有何關系；為何數值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發揮顯微鏡的分辨能力等。對這些問題的理解都有助于學生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導學生思考實驗儀器的選擇和其性能的關系，提高他們的分析能力和實踐應用能力。在此基礎上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術和使用；之后，筆者對多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進行了比較。對于顯微技術的發展歷史、國內外主要顯微鏡生產廠家介紹等趣味性強和難度較低的內容則不作教學要求，留給學生自學，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內容安排使學生輕松容易地掌握相關的知識，且對儀器的使用產生濃厚的興趣，達到較好的教學效果。而后面章節的內容也正是基于同樣的思路進行選擇和安排的。正是由于對教學重點和難點的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內容的完整性和統一性，為之后教學方法的實施和教學手段的運用作了鋪墊。
三教學方法的實施和教學手段的運用
好的教學方法和教學手段有助于推動教學工作的開展，有助于提高教學質量。2011年筆者進行了該門課程的申請和教學工作，由于當時缺乏經驗，不知如何完成此項教學任務，故在一次偶然的機會中，向1996年諾貝爾物理學獎獲得者、斯坦福大學物理系教授DouglasOsheroff請教了該門課程的教學問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發，讓學生對這門課程的內容有所了解，充滿興趣，借此引導學生進入該課程的學習。在之后的教學工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復雜的方式來幫助學生吸收知識，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向學生介紹此課程具有學科交叉、涉及專業廣等特點，再將課程內容進行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對于第一個問題，答案是物體形貌和特性表征；對于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領的表達讓學生清晰地認識到課程的內容；之后從檢測技術和激光生物學這兩個板塊，對課程的構架進行了框圖表述，讓學生直觀地看出教學內容間的邏輯聯系。在此之后，從學生最熟知的觀察及成像出發，將課程內容引入。向學生提出一個看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學生經過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向學生拋出筆者自己總結出的觀察物體的三個層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學生的熱烈討論，由此引出了學生對光特性探討的熱情。學生從光的波動性和粒子性回顧了他們的光學知識。之后，筆者又引導他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠的情況下，如何觀察物體的問題。認真思考的學生做出了回答：可用顯微鏡和望遠鏡來進行觀察。在此基礎上，引導學生根據透鏡成像的規律分析對比放大鏡、顯微鏡和望遠鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術和其他生物醫學檢測技術的發展概況和應用實例，較好地完成了既定的教學任務。在整個教學過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進地引導學生對所學內容產生興趣；在隨機提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學生自然地做到了與教師的“教”與“學”的互動；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學生獲取信息量大、直觀生動的知識；結合在黑板上用粉筆推演公式的傳統方式，以適中的速度讓學生理清楚基本原理和相關公式的來龍去脈；根據學生感興趣的知識點和目前的熱點研究成果，實時調整部分教學內容，收集相關知識的最新進展，為學生補充知識，如教材中沒有的太赫茲檢測技術等，以達到擴展學生知識面，擴大學生視野的目的。總之，通過多樣化的教學方法和有效的教學手段來培養學生的思考能力和理解能力，提高教學質量。
四總結
從生物醫學光電檢測技術這門課程的教學體系的構建、教學內容的選擇及系統化、交叉融合型教學方法的實施和教學手段的運用等方面，對該課程的教學工作進行了初步探討，力爭使學生通過對該課程的學習，了解生物醫學光電檢測技術的研究現狀和發展趨勢，掌握多種生物醫學檢測技術的原理和基本思想，拓寬視野，提高他們對相關問題的思考能力和理解能力，并培養其理論聯系實際、多學科綜合應用和創新思維等能力。總之，涉及到交叉學科的課程的相關知識豐富，很多內容處于科學研究領域的前沿，其教學工作量大，教學過程復雜細致，要達到好的教學效果，在教學方面需要付出巨大的努力，就教學內容而言，既要注重基礎，又要與時俱進；在教學方法和教學手段上要推陳出新；要不斷總結教學經驗。一句概括之，任重而道遠！
作者：李瑋，馮國英。單位：四川大學電子信息學院。本文來自《中華生物醫學工程》雜志
化和遠程化的方向發展。本文通過查閱文獻,對電梯檢驗技術發展方向進行了研究。
關鍵詞:電梯 檢測 發展方向
中圖分類號：TU857文獻標識碼： A 文章編號：
1 引言
電梯是指電力驅動,利用沿剛性導軌運行的箱體或沿固定線路運行的梯級(踏步),進行升降或平行運送人和貨物的機電設備,包括載人和載貨電梯、自動扶梯和自動人行道等。目前,電梯在我國人民生活生產中起著不可替代的作用。因此確保電梯的安全運行,具有非常重要的意義。電梯的檢驗是指對電梯的安全運行狀況進行檢查、檢驗,排除安全隱患,確保電梯安全運行。
根據2009年《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》中的相關規定,電梯檢驗的主要內容包括:垂直升降電梯的檢驗主要包括技術資料的審查、機房或機器設備區間檢驗、井道檢驗、轎廂與對重檢驗、曳引繩與補償繩(鏈)檢驗、層站層門與轎門檢驗、底坑檢驗和功能試驗等項目。其檢測方法主要是目視檢測,同時輔以必要的儀器設備,進行必要的測量、檢測和試驗。電梯檢驗技術誕生于1889年,經過近百年的發展,電梯檢驗技術已經形成了獨立的技術門類。特別是20世紀90年代以來,隨著電梯技術的快速發展,電梯檢驗技術也得到了快速的發展。目前電梯檢驗技術正朝著無損化、非接觸化的方向發展。本文通過大量查閱文獻,對電梯檢驗技術發展趨勢進行了研究。
2 電梯檢驗技術概述
2.1 目視檢測
目視檢測主要用于電梯外觀檢查,通過手動各種功能開關的動作試驗以及利用游標卡尺、鋼直尺、卷尺和塞尺測量并通過計算來檢查或試驗電梯相關設施和零部件設置的有效性、功能開關的可靠性以及各種安全尺寸的符合性。
2.2 電梯導軌的無損檢測
無損檢測主要用于電梯導軌的無損檢測。常用的方法有:線錘法和激光測試法兩種。
①線錘法
線錘法一般采用長度約為5 m 磁力線錘,沿電梯導軌的頂面和側面進行測量。一般采用的辦法是對每5m鉛垂線分段連續測量,每面分段數要大于等于3段。檢查內容主要是看電梯的每列導軌工作面,每5m鉛垂線測量值間的相對最大偏差是否滿足規定要求。
②激光測試法
激光測試法,是將激光技術引入到電梯導軌檢測中。一般檢測過程如下:將裝有激光器測距儀的檢測裝置固定在電梯導軌的一端,將激光接收器安裝在導軌的另一端,激發激光器測距儀發光。將激光測距儀測量到距離信號傳送到電腦中,計算出導軌的線性度和扭曲度。
2 . 3 電梯曳引鋼絲繩的漏磁檢測技術
電梯曳引鋼絲繩檢測的探頭采用了永久性磁鐵,鋼絲繩內穿過磁鐵,通過霍爾元件或感應線圈等探傷傳感器采集漏磁場的變化信號,檢測信號經放大和濾波等處理后由計算機采集和判別,鋼絲繩運行的位置由光電編碼器編碼后輸入計算機,計算機對位置編碼器發出的脈沖信號計數,通過計算處理后得到鋼絲繩當量斷絲數和當量磨損量的具體情況和相應的位置。目前,應用于電梯漏磁檢測儀器主要有我國生產的MTC、TCK和KST系列,國外有:美國的LMA系列、波蘭的MD系列以及俄羅斯的IN TROS系列等。
2.4 電梯綜合性能測試技術
電梯綜合性能測試技術是通過一臺便攜式檢測設備進行電梯多種性能的測試。便攜式檢測設備由多種專用電子傳感器組成,進行信號采集,然后采用專業軟件進行了分析處理,最終得到電梯安全參數的測試結果。目前常用的檢測設備主要有德國檢驗機構TUV開發的ADIASYSrEM電梯診斷系統。
2.5 電梯噪聲測試技術
電梯噪聲檢測主要采用測量聲壓級的傳感器,利用該傳感器進行造成測量。具體測試方法如下:當電梯以正常運行速度運行時,將傳感器設置在距地面高1.5m。距聲源1m處進行測量,測試點不少于3點,取噪聲測量值中的最大值。
3 電梯檢測技術發展趨勢
20世紀90年代以來,電梯檢測技術得到了長足的發展。無損式檢測和非接觸式檢測是現代電梯的主要檢測手段。未來隨著電子技術和網絡技術的快速發展,電梯檢測技術將會朝著綠色化、智能化和遠程化方向發展。
3.1 綠色化
“綠色低碳”是21世紀發展的主流色調。電梯檢測技術也應該朝著綠色化方法發展,低碳環保理念應該是未來電梯發展的總趨勢。發展趨勢主要有如下:首先要不斷改進電梯檢測設備的設計,生產環保型低能耗的電梯檢測設備,例如:現在有公司推出環保型磁力線錘,應用到電梯導軌的無損檢測,即提高了設備的使用壽命,也減少了電廠污染的可能型。同時,對于電梯檢
測設備報廢后的處理,也應該引起電梯檢測設備生產商的重視。
3.2 智能化
隨著計算機技術和網絡技術的快速發展,電梯檢測也將會向智能化和集成化的方向發展。電梯檢測工作是一個危險的行業,很多檢驗工作具有一定的危險性。如果利用機器人替代人進行各種檢驗,首先可以大大提高電梯檢測效率,也可以降低檢測人工成本。目前,美國和日本都已經開發出電梯檢測和救援機器人,我國中科院沈陽自動化研究所也開展了類似的研究工作,但是還沒有形成產品。
電梯檢測的集成化是指未來的電梯檢測將會一個綜合指標的形式顯示,不再采用現在流行的多指標檢測。具體做法是減少相關的電梯檢測設備數量,采用單一綜合檢測設備,對電梯進行一站式檢測。
3.3 遠程檢測
電梯困人故障是電梯使用中最主要的安全事故。20世紀80年代初電梯廠商為電梯設計了相關監視系統,但檢測系統只限于電梯所在大樓內,且一般由保安負責,一旦電梯困人,還得通知專業人員來解困,這極大的降低了救援效率。為遠程監控系統解決了這一問題,遠程監控系統集通訊、故障診斷、微處理機為一體,它可以通過市話線傳遞電梯的運行和故障信息到遠程服務中心(即電梯遠程監控維修中心),使維修人員知道電梯問題所在并去處理。如轎廂由于發生門故障而被困于某層,遠程維修中心根據故障狀況判斷后,則可允許用遙控方式來打開轎門和層門。
參考文獻
[1] 特種設備安全監察條例,2009.
[2] 電梯監督檢驗和定期檢驗規則,2009.
[3] 毛懷新.電梯與自動扶梯技術檢驗[M].北京學苑出版社,2008.
關鍵詞：瀝青路面；車轍；測試方法；防治措施
Abstract: the rut detection is an important subject of our country highway maintenance. This article discussed the causes of asphalt pavement rutting, then explain the asphalt test methods, and puts forward some prevention and treatment measures of road construction workers can be used to provide some reasonable reference.
Keywords: asphalt pavement; Rutting; Test methods; Prevention and control measures
中圖分類號：U416.217文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
引言
隨著我國公路系統的發展，瀝青公路占總公路里程的比例日益增加。但是，由于我國高速公路的建設起步比較晚，優質的道路瀝青比較缺乏，而且在鋪設高速公路時路面結構也存在種種問題，因此路面破損的情況也經常出現，公路養護就成為建后公路最主要的問題。車轍是道路破損的最常見的病害，對道路的危害最大。
一、瀝青路面車轍的產生原因
瀝青路面在緩慢移動或重交通作用下會產生變形并留下永久性的微變形。隨著時間的推移，這些微變形會積累并產生車轍現象。車轍隨交通荷載的增大而增加。車轍是瀝青混凝土路面沿輪跡縱向方向的凹陷。
1.半剛性基層路面的車轍主要產生于瀝青混凝土面層，而產生車轍的主要原因是瀝青混合料的高溫穩定性不足，在車輛的重復荷載作用下產生變形累積。影響瀝青混合料高溫穩定性主要是瀝青混合料的高溫抗剪切能力及內摩阻力，瀝青混合料產生塑性流動變形，最終骨架結構破壞失穩。
2.由于荷載作用超過路面各層的強度。發生在瀝青面層以下包括路基在內的各結構層的永久性變形。成為結構性車轍。這種車轍的寬度較大，兩側沒有隆起現象。橫斷面成v字形。
3.瀝青混凝土的側向流動變形。高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的半固體，在輪胎荷載作用下，瀝青及瀝青膠漿便產生流動，從而使混合料的網絡骨架結構失穩。這部分半固態物質除部分填充混合料空隙外，還將隨瀝青混合料自由流動，從而使路面受載處被壓縮而變形。
4.冬季埋釘輪胎形成的磨損性車轍。在我國由于基層基本上是半鋼性基層，車轍基本上都屬于瀝青混合料的流動性車轍。對這種車轍可以說沒有有效的維修方法。只有采用新的材料或將原有材料再生改造以更換產生車轍的層次。
二、瀝青路面車轍測試方法
1.超聲波檢測技術
超聲波檢測技術是利用安裝在車載系統上一定數量的傳感器來完成的。
超聲波檢測技術的優點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進行定位和定量，超聲波對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗或有灰塵、有煙霧等惡劣環境中，而且超聲波傳感器結構簡單，體積小，費用低，信息處理簡單可靠，易于集成化，因此在道路狀態檢測中，特別是高等級水泥路面路基檢測中的應用有著較廣泛的前景。但是，超聲波大部分檢測設備需要通過有經驗的檢測人員對信號進行人工分析才能得出正確的結論，對檢測人員及分析人員的要求都比較高，人為因素對檢測結果影響較大，波形不易記錄和保存，不適宜完成自動檢測。
波速法是超聲波檢測水泥路面路基狀態的最基本的方法。研究證明，波在介質材料中行進的速度愈大，則介質材料的堅硬性愈大；反之，則介質材料愈松軟。而介質材料的堅硬性實質上也反映了該種材料強度的高低，因此材料強度愈高，波速應愈大；材料強度愈低，則波速應愈小。這樣，知道了波速，亦即知道了材料強度。
在土工試塊及某些巖體中利用波速法進行無損檢測有比較成熟的經驗，用得也比較廣泛。但水泥路面路基情況比較特殊，作為無損檢測的超聲波探頭無法生根或埋置，從而造成檢測工作的難度。因此，應該采用波速法與回彈法相組合的綜合法。
2.激光檢測技術
激光檢測技術是將激光作為光源，配以相應的光電元件來實現的。激光可用來測距，激光測距原理是將光速為C的激光射向被測目標，測量其返回的時間t，利用公式求得激光器與被測目標距離d，即d=c?t/2。可見，激光測距的精度是由測試精度決定的。車載式全自動檢測儀就是通過激光的非接觸測距技術，獲得路面變形曲線的。
激光檢測技術屬于非接觸式測量技術，與接觸式測量方法相比，具有限制更少、效率更高、不損傷測量表面、不易受被測對象表面狀態影響等優點。
3.數字成像技術
近幾年，計算機技術和光電技術得到迅猛發展，使得高分辨率CCD數字攝影成為可能，加之視頻影像技術也高速發展，數字圖像可以通過圖像采集卡和視頻采集卡得到，并可將其采集的視頻信號和圖像信息自動寫入計算機內存中，并利用圖像處理的方法進行自動處理，大大的提高了圖像測量的速度和效率，免去了一些傳統攝影測量過程中不必要的緩慢的攝影處理過程，因此出現了基于結構光和視頻影像技術的微機圖像處理測量系統。
此種數字成像檢測技術是近幾年國內外發展較快的一種車轍檢測技術，其結構簡單，雖然數據存儲量大，但是受車輛振動影響較小。對于采用數字成像檢測技術進行車轍檢測，我國的科研人員進行了大量的研究，提出了很多設想，也取得了很大的進步。
三、瀝青路面車轍的防治措施
瀝青路面車轍已經成為我國瀝青路面主要病害形式之一，嚴重影響了道路的使用功能，如不及時處理，很有可能誘發其它病害，對道路行車安全十分不利，必須采取合理的處理措施。主要從以下幾個方面預防：
1.合理的路面結構
在路面結構層的設置上，必須科學合理。可以選用具有骨架密實結構的SMA或者孔隙率較大的密級配混合料作為面層，盡可能使路面層內形成穩定的嵌擠結構，或者增加大粒徑透水性的柔性基層來抵抗路面由上到下較大的塑性以及剪切變形。針對我國現行車轍試驗規范值偏小的情況，我們在瀝青混凝土配合比設計時應有意識地提高混合料中車轍試驗的動穩定度值標準，以減少車轍的產生。
2.控制材料的質量
選用粘度高、針入度小、軟化點高、含蠟量較低的優質石油瀝青；選用改性瀝青，提高混合料的粘結力；采用滿足規范級配要求的粒徑較大的碎石、碎石含量較多的瀝青混合料，嚴格控制針片狀含量；嚴格控制瀝青用量，尤其不要過量；盡量選擇粗顆粒含量稍高、細顆粒含量適宜的級配。盡可能的不選用天然河砂，粘度較大的瀝青可以提高瀝青混合料的抗車轍能力。
3.控制施工工藝
瀝青混凝土路面施工，需要工程技術人員了解各集料、瀝青、礦粉的用量，控制混合料的級配、油石比，對于抗滑指標是混合料自身的紋理性能，不應犧牲壓實度片面追求。
多功能改良超薄磨耗層技術主要適用于高等級瀝青路面輕微車轍的預防性與維護性養護，但是不適用于已出現嚴重車轍的瀝青路面。超薄磨耗層處理就是采用專門的攤鋪設備，先在干凈的道路表面鋪撒一層改性乳化瀝青，然后馬上攤鋪NovaChip瀝青混合料，利用熱瀝青混合料的高溫加速乳化瀝青中水分的蒸發，使乳化瀝青均勻分布在路面表層，填補車轍及細小空隙。多功能改良超薄磨耗層具有良好的抗磨耗和抗車轍性能，不需要對原路面進行銑刨。
4.保證施工質量
瀝青路面在施工中，必須嚴格按照施工規范要求進行施工，控制好瀝青混合料的施工溫度和路面碾壓工作。瀝青混合料的溫度過高，可能導致瀝青過度老化，溫度過低又會給攤鋪碾壓造成困難，導致粘附性能的降低，在碾壓過程中，掌握好時間，爭取有足夠的壓實時間，及時有效的壓實是保證現場壓實度，防止和減輕路面車轍的一個重要環節。
結語
隨著公路建設事業的不斷發展，瀝青路面車轍的處理方法及檢測技術也在不斷更新完善，研究瀝青路面車轍的產生原因并提出合理的防治措施，對于保證交通運輸事業的順利發展具有重要的意義。
參考文獻
[1]夏士泉.瀝青路面車轍現象分析及減輕車轍的措施［J］.市政技術,2010.
[2]沈金安,李福晉,陳景.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策［M］.人民交通出版社,2004.
式，隨著高速公路路面檢測技術的發展，高速公路路面檢測的工
作效率了得到了顯著的提高。本文對高速公路路面檢測技術的發
展和相關的高新技術應用進行具體的研究。
關健詞：高速公路、路面檢測、檢測技術
1引言：隨著現代經濟的發展，高速公路的使用率也呈顯著的上升趨勢。高速公路的使用性能和安全性也越來越重要，高速公路的路面檢測是評價公路使用性能和使用安全性的最主要手段。近幾年，高速公路的路面檢測技術得到了飛速的發展，檢測技術已經由傳統的人工檢測逐漸發展到了自動化檢測和智能化檢測，檢測技術的發展使高速公路的路面檢測工作效率也得到了顯著的提高，從而保證了高速公路的平穩使用和路面養護工作的順利進行。下面我們就高速公路路面的檢測技術發展和新技術的應用進行具體的研究。
2高速公路公路路面檢測的重要意義和技術發展的必要性
2.1高速公路路面檢測是進行公路建設和管理的重要前提：高速公路的路面檢測，不僅可以控制工程的質量和對工程進行客觀的評定，還可以對高速公路的養護計劃進行科學分析和合理分配。高速公路在建設的過程中，如果采用高效、先進的檢測技術進行評價，能夠及時的發現并采取有效手段，解決工程中的質量隱患，從而有效的保證路面的長期使用性能。同時對公路網的跟蹤檢測和分析評價，還可以深入的了解到，路面在使用過程中的性能劣化規律，為公路的養護方案確定和決策優化提供有利的科學依據。如果僅僅的依靠傳統的人工方法，進行檢測或者單靠經驗來確定養護方案，往往會錯過養護及修復的最佳時機，從而使有限的養護資金不能得到高效和應用。因此高速公路路面檢測技術的不斷提高和合理應用，使高速公路的經濟效益和社會效益得到了不斷的提高。
2.2高速公路公路路面檢測對高校技術的必要性：高速公路建設事業的發展代表著世界各個國家的發達程度，而高速公路的檢測技術標準又取決于，車流量的大小、車速以及車輛的行駛軌跡。高速公路的路面檢測，是要求在不影響正常的車輛行駛情況下，既不破壞路面的原來結構，又能準確控制和評價高速公路的建設質量和運營使用狀況，因此對先進的檢測技術進行合理應用，是高速公路路面檢測的必然趨勢。高效率的路面檢測設備的開發和應用所追求的原則是高效、準確和安全，也是就說應該以各種現代化的電子和機械自動化測量方式來代替傳統的人工測量，并且能夠應用計算機以及專業的軟件，來實現測試數據的自動采集和計算分析。這樣不僅可以避免人為的因素對檢測數據的準確性和檢測結果的干擾，而且還可以加倍的提高測試的速度和采集數據的頻率，很大程度的提高了檢測工作的工作效率和檢測現場的安全性。
3我國高速公路路面檢測技術的現狀和智能發展要求
3.1我國高速公路路面檢測技術的現狀：目前我國的路面檢測技術雖然發展的比較快，但是起步較晚，所以基礎比較薄弱，其總體的技術水平與發達國家比還處在落后階段。我國高速公路路面檢測的現狀是：一些現行的規范中，大部分的檢測手段普遍存在測速慢、精度較低、可靠性較差的問題，甚至有些地區仍然沿用著人工檢測方式；路面的無破損檢測技術發展也較為緩慢，特別是對路面的強度及厚度進行測定時，仍然較多的依靠破壞性較大的取芯法進行試驗檢測；對路面的評定通常依賴經驗的方法，對于計算機的輔助應用技術較為薄弱，所以用于科學檢測與理論分析的實用化路面評定軟件也十分缺乏；引進的國外檢測設備缺乏一定的配套技術，有的甚至是國際上已經淘汰的產品，導致設備不能充分發揮其作用，甚至造成浪費；檢測的體制有待完善，缺乏相應的技術人員或者技術人員的素質也有待提高。
3.2高速公路路面檢測的智能發展要求：從上述我國檢測技術上存在的問題可以看出，我國高速公路路面的檢測技術如果想得到更加長遠的發展，就必須轉變思想、積極創新，廣泛引進和應用能夠適應路面檢測要求的先進設備：（一）高精度、高穩定性的檢測設備：高速公路的檢測屬于外業工作，野外的環境較為惡劣和復雜，在這種條件下應用的儀器和設備，必須具有較強的穩定性和適應性。尤其要能抵御了溫度、溫度、振動以及其它各類的外界干擾，并保持測試結果的準確性；（二）快速以及實時化的檢測工具：高速公路路面的檢測設備要能夠快速的對檢測現場的大量數據，進行采集和實時分析，并進行快速運算，從而提高檢測工作的實時效率。同時也可以利用網絡實現檢測數據的遠程傳輸，能夠讓室內的工作人員與測試現場的工作保持同步；（三）智能化和標準化的檢測方式：由于高速公路路面檢測的工作較為復雜，所以需要建立統一的檢測標準體系，從而達到不同類型設備的檢測結果，具有一定的相關性和可比性的目的。同時也要利用高科技的電腦設備，通過編制和完善智能的數據處理軟件，來簡化工作人員的工作流程，提高檢測工作的效率和精準度；多功能的集成化系統：能夠運用多功能的集成化系統，將各種路面檢測的情況和問題進行統一的匯集和存儲，盡量減少檢測工作的重復投資現象。
4高速公路路面智能檢測技術的組成和發展方向
隨著高速公路路面檢測工作發展的需要，智能化的檢測技術得到廣泛的應用是必然趨勢。智能的檢測技術可以在保證正常行車的狀態下，自動進行路面平整度、路面車轍和破損度的檢測，以達到良好的檢測目的。
4.1檢測數據的采集：在進行數據采集時主要是應用高速的攝像機和激光傳感器等設備，進行快速和精確的路面情況數據采集。目前來講進行路面平整度和路產信息的數據采集技術已經較為成熟，但對于路面的車轍和路面破損度的數據采集則難度則較高。目前對車轍數據的采集主要依靠，線激光全斷面數據采集和點激光斷面數據采集兩種手段。我國使用較多的是線激光，因為此技術所獲得的路面斷面數據準確性較高；對路面的破損檢測的數據采集，要根據路面破損類型的不同，采用不同的方法。路面破損一般病害通常采用的是圖像識別法，對于沉陷擁包等病害則最好采用三維激光可視化系統，對病害進行精確的數據獲取；平整度的檢測方法是，在車輛的行駛過程中，通過測量汽車主體與路面的距離，而獲得路面的平整度的各項數據指標。
4.2檢測數據的處理：路面的平整度和車轍檢測，由于數據采集比較簡單，一般可以進行軟件的自動數據處理，并生成規范的數據報表；而路面破損的處理軟件的發展方向是對數據進行預處理，就是將沒有破損的圖片進行剔除，只處理有破損的圖片，裂縫等病害采用人工加軟件處理的方式進行。
