時間：2022-12-21 14:31:04
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇光纖傳感技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【論文摘要】：介紹了光纖傳感器的基本構(gòu)成及原理，綜述了近年來光纖傳感器技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，對光纖傳感技術(shù)的研究發(fā)展方向進行了展望。
光纖傳感器隨著光纖通信技術(shù)的實用化有了迅速發(fā)展，且以體積小、重量輕、檢測分辨率高、靈敏度高、測溫范圍寬、保密性好、抗電磁干擾能力強、抗腐蝕性強等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)傳感器的特點，其應(yīng)用范圍深入至國防軍事、航天航空、土木工程、電力、能源、環(huán)保、醫(yī)學(xué)等。現(xiàn)如今光纖傳感器已經(jīng)能夠?qū)囟?、壓力、溫度、振動、電流、電壓、磁場等物理量進行測定，發(fā)展空間相當廣闊。
1. 光纖傳感器的基本構(gòu)成和組成原理
光纖傳感器主要由光源、光纖與探測器3部分組成，光源發(fā)出的光耦合進光纖，經(jīng)光纖進入調(diào)制區(qū)，在調(diào)治區(qū)內(nèi)，外界被測參數(shù)作用于進入調(diào)區(qū)內(nèi)的光信號，是其光學(xué)性質(zhì)如光的強度、相位、偏振態(tài)、波長等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)過光纖送入光探測器而獲得被測參數(shù)，光纖傳感器中的光纖通常由纖芯、包層、樹脂涂層和塑料護套組成，纖芯和包層具有不同的折射率，樹脂涂層對光纖起保護作用，光纖按材料組成分為玻璃光纖和塑料光纖；按光纖纖芯和包層折射率的分布可分為階躍折射率型光纖和梯度折射率光纖兩種。光纖能夠約束引導(dǎo)光波在其內(nèi)部或表面附近沿軸線方向向前傳播，具有感測和傳輸?shù)碾p重功能，是一種非常重要的智能材料。
2. 光纖傳感器的類型及特點
光纖傳感器的類型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。
傳感型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測物理量作用而發(fā)生變化的特點，使光波傳導(dǎo)的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調(diào)制。因此，這一類光纖傳感器又分 為光強調(diào)制型，偏振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型等幾種。對于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長光纖的長度可以得到很高的靈敏度。
傳光型光纖傳感器又稱非功能型光纖傳感器，它是將經(jīng)過被測對象所調(diào)制的光信號輸入光纖后，通過在輸出段進行光信號處理而進行測量的。在這類傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進行調(diào)治的敏感元件才能組成傳感元件。
3. 光纖傳感器的應(yīng)用
光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國民經(jīng)濟的所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面的應(yīng)用:
(1) 城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種復(fù)合材料中，用于測試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動荷載應(yīng)力從而來評估橋梁短期、施工階段和長期營運狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
(2) 在電力系統(tǒng)，需要測定溫度、電流等參數(shù)，如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測等，由于電類傳感器易受強電磁場的干擾，無法在這些場合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度場分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點，還具有對光纖沿線各點的溫度的分布式傳感能力，利用這種特點我們可以連續(xù)實時測量光纖沿線幾公里內(nèi)各點的溫度，定位精度可達米的量級，測溫精度可達1度的水平，非常適用于大范圍多點測溫的應(yīng)用場合。
(3) 在石油化工系統(tǒng)、礦井、大型電廠等，需要檢測氧氣、碳氫化合物、CO等氣體，采用電類傳感器不但達不到要求的精度，更嚴重的是會引起安全事故。因此，研究和開發(fā)高性能的光纖氣敏傳感器，可以安全有效地實現(xiàn)上述檢測。
(4) 在環(huán)境監(jiān)測、臨床醫(yī)學(xué)檢測、食品安全檢測等方面，由于其環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，使用其它傳感器達不到所需要的精度，并且易受外界因素的干擾，采用光纖傳感器可以具有很強的抗干擾能力和較高的精度，可實現(xiàn)對上述各領(lǐng)域的生物量的快速、方便、準確地檢測。目前，我國水源的污染情況嚴重，臨床檢驗、食品安全檢測手段比較落后，光纖傳感器在這些領(lǐng)域具有極好的市場前景。
(5) 醫(yī)學(xué)及生物傳感器。醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用光纖輻射劑量計、呼吸系統(tǒng)氣流傳感系統(tǒng);圓錐形微型FOS測量氧氣濃度及其他生物參數(shù);用FOS探測氫氧化物及其他化學(xué)污染物;光纖表面細胞質(zhì)?；蚪M共振生物傳感器;生物適應(yīng)FOS系統(tǒng)應(yīng)用于海水監(jiān)測、生化技術(shù)、醫(yī)藥。
光纖傳感器在實踐中運用到的例子舉不勝舉，這些技術(shù)都是多學(xué)科的綜合，涵蓋的知識面廣，象光纖陀螺，火花塞光纖傳感器，光纖傳感復(fù)合材料，以及利用光纖傳感器對植物葉綠素的研究等等；隨著科技的不斷進步，越來越多的光纖傳感器將面世，它將被應(yīng)用到生產(chǎn)生活的每一個角落。
4. 光纖傳感器的技術(shù)發(fā)展方向
光纖傳感技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展也已獲得長足的進步，出現(xiàn)了很多實用性的產(chǎn)品，然而實際的需要是各種各樣的，光纖傳感技術(shù)的現(xiàn)狀仍然遠遠不能滿足實際需要。目前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是。
(1) 傳感器的實用化研究。即一種光纖傳感器不僅只針對一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進行同時測量。
(2) 提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學(xué)參數(shù)(碳氫化合物、一些污染物、濕度、PH值等)對光纖的影響。
(3) 傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纖、熒光光纖、電極化光纖的研究等。這些將是以后傳感器進一步發(fā)展的趨勢。
(4) 在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開發(fā)和應(yīng)用。
(5) 新傳感機理的研究，開拓新型光纖傳感器。
參考文獻
[1] 肖軍， 王穎. 光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 機械管理開發(fā)， 2006，6.
[2] 吳潔， 薛玲玲. 光纖傳感器的研究進展[J]. 激光雜志， 2007，5.
[3] 吳瓊， 吳善波， 劉勇， 袁長迎. 新型光纖傳感器的設(shè)計及其特性研究[J]. 儀表技術(shù)與傳感器， 2007，11.
張巖,首都師范大學(xué)物理系研究員,系科研副主任,哈爾濱工業(yè)大學(xué)兼職教授,博士生導(dǎo)師。兼任中國物理學(xué)會光物理委員會委員;中國光學(xué)學(xué)會全息與信息處理委員會委員;中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)委員會委員;中國儀器儀表協(xié)會光機電技術(shù)與系統(tǒng)集成分會理事; 美國光學(xué)學(xué)會(Optical Society of America)會員和光電工程師協(xié)會(SPIE)會員。2004年入選北京市科技新星計劃。目前從事的研究方向為光子晶體器件設(shè)計、太赫茲光譜與成像、表面等離子光學(xué)以及光學(xué)信息處理。
光學(xué)之芒,燦爛輝煌。在光學(xué)的領(lǐng)域里,他頭頂著太多的“光環(huán)”,卻沒有絲毫松懈,肩負著無限重任,但始終沉著、堅毅。他淵博寬厚,抱定赤子之心,十余載春秋獻身中國光學(xué)領(lǐng)域,他就是首都師范大學(xué)物理系研究員、系科研副主任張巖。
九天攬月鴻鵠志 步步為營創(chuàng)輝煌
在通往科學(xué)高峰的路上,張教授一路前行,品嘗著希望與困難,交融著榮耀與汗水,深造期間,他用不懈的努力換來了中國光學(xué)科技前沿領(lǐng)域的重大突破。讀研期間,他同導(dǎo)師劉樹田教授一起在國內(nèi)率先開展光學(xué)分數(shù)傅立葉變換的研究。為利用光學(xué)分數(shù)傅立葉變換進行信息處理鋪平了道路。在中科院物理所攻讀博士學(xué)位期間,開拓了分數(shù)傅立葉變換在光學(xué)信息處理領(lǐng)域中的應(yīng)用,被評價是國內(nèi)在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域研究工作中的優(yōu)秀成果具有國際先進水平。
1999-2001年,他獲得日本學(xué)術(shù)振興會博士后基金資助,在日本山形大學(xué)工學(xué)部從事生物成像研究,被應(yīng)用在實際的儀器上。2001-2002年,他在香港理工大學(xué)電子工程系從事光纖氣體傳感器研究。其研究內(nèi)容被收錄在《光纖傳感技術(shù)新進展》一書中,已出版發(fā)行。2002-2003年,他在德國洪堡基金的資助下在德國斯圖加特大學(xué)應(yīng)用光學(xué)研究所任洪堡研究員,從事數(shù)字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢復(fù)算法來進行數(shù)字全息重建的新方案,引起了同行的重視和肯定。這部分內(nèi)容作為美國Nova Science出版社的新書《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已經(jīng)出版發(fā)行。
2003年,他進入首都師范大學(xué)物理系工作,先后獲得了北京市科技新星計劃,北京市留學(xué)人員擇優(yōu)資助等人才項目的資助。作為北京市“太赫茲波譜與成像”創(chuàng)新團隊的核心成員,主要從事太赫茲波譜與成像,太赫茲波段表面等離子光學(xué)和微納光電子器件設(shè)計研究。他提出的多波長成像方法得到了美國Rice大學(xué)太赫茲研究者Mittleman的認可,被評價為不僅可以有效地增加成像范圍,還可以提高信噪比。多篇論文被太赫茲領(lǐng)域的虛擬期刊收錄。并于2007年和2009年分別到美國倫斯特理工大學(xué)和德國康斯坦茨大學(xué)進行訪問研究。
歡聲震地 驚退萬人贏戰(zhàn)績
在多年的研究中,張教授撰寫了眾多論文和專著、獲獎無數(shù),參與撰寫專著三部,申請專利4項,發(fā)表科技論文130余篇,其中SCI收錄論文80余篇,影響因子在3.5以上的論文22篇,被他人引用510余次,H指數(shù)為12。1996年獲黑龍江省優(yōu)秀科技論文獎,1999年獲得日本學(xué)術(shù)振興會博士后基金,2002年獲得德國洪堡基金資助,2004年榮獲北京市科技新星稱號,2005年獲北京市優(yōu)秀人才資助,2007年被評為北京市中青年骨干教師,2007年“基于太赫茲光譜和成像技術(shù)的檢測方法”獲中國分析測試協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎(三等獎)。
正所謂,知者不惑,仁者不憂,勇者不懼,而今的他,顧自橫筆向天笑,豪氣沖天,在信仰的戰(zhàn)場上,永保沖鋒的狀態(tài)……
關(guān)鍵詞：大型橋梁結(jié)構(gòu)健康檢測檢測技術(shù)傳感器
中圖分類號： TU997 文獻標識碼： A
一、現(xiàn)代大型橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的概念
大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測實際上是一個多參數(shù)(包括溫度、應(yīng)力、位移、動力特性等)的監(jiān)測。所謂大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)就是指利用一些設(shè)置在大型橋梁關(guān)鍵部位的測試元件、測試系統(tǒng)、測試儀器，實時、在線地量測大型橋梁結(jié)構(gòu)在運營過程中的各種反應(yīng)，并通過對這些大型橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的測試數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)與指令的遠程傳輸、數(shù)據(jù)儲存與處理、結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的評估與預(yù)警等一系列程序，分析大型橋梁結(jié)構(gòu)的安全狀況、評價其承受靜、動態(tài)荷載的能力和結(jié)構(gòu)的安全可靠性，為運營及管理決策提供依據(jù).
大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)涉及多個學(xué)科交叉領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信號分析技術(shù)以及人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展，大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)正向?qū)崟r化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展。目前，包含多項檢測內(nèi)容、能對大型橋梁狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并集成了遠程通信與評判控制的健康監(jiān)測系統(tǒng)，已經(jīng)成為大型橋梁健康監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的前沿.
大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)主要包括監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)、傳感器及其優(yōu)化布設(shè)技術(shù)、數(shù)據(jù)自動采集與傳輸技術(shù)、結(jié)構(gòu)仿真分析技術(shù)、健康診斷與結(jié)構(gòu)安全評估技術(shù)等。
二、大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計技技術(shù)
大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是集結(jié)構(gòu)監(jiān)測、系統(tǒng)辨識和結(jié)構(gòu)評估于一體的綜合監(jiān)測系統(tǒng)。通常采用各種先進的測試儀器設(shè)備對大型橋梁在外界各種激勵(包括交通荷載、環(huán)境荷載等)下的各種響應(yīng)進行監(jiān)測;然后對監(jiān)測到的各種信息進行處理，結(jié)合結(jié)構(gòu)模型等知識對結(jié)構(gòu)進行診斷，分析結(jié)構(gòu)的損傷狀況;最后對大型橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)進行評價，并確定科學(xué)的大橋維修、養(yǎng)護策略。其監(jiān)測內(nèi)容一般包括
1)大型橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運營的物理與力學(xué)性能響應(yīng)，包括各種荷載下的內(nèi)力(應(yīng)力)、變形、固有頻率、模態(tài)、混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕等。
2)大型橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如支座)和附屬設(shè)施的工作狀態(tài);
3)大橋所處環(huán)境條件等。
大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是運用現(xiàn)代的傳感與通訊技術(shù)，實時監(jiān)測大型橋梁運營階段在各種環(huán)境荷載條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，對于具體的一座大型橋梁的監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，由于其本身的結(jié)構(gòu)特點和監(jiān)測重點的不同，其相應(yīng)的監(jiān)測方法、內(nèi)容、規(guī)模、監(jiān)測效果也各不相同，但總體上應(yīng)遵循以下設(shè)計準則:
1、系統(tǒng)功能要求
不同的功能目標所要求的監(jiān)測項目不盡相同。絕大多數(shù)大跨度大型橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目都是從結(jié)構(gòu)監(jiān)控與評估出發(fā)的。如果監(jiān)測系統(tǒng)考慮具有結(jié)構(gòu)設(shè)計驗證的功能，那就要獲得較多結(jié)構(gòu)系統(tǒng)識別所需要的信息。一般來說，對于大跨度索支承大型橋梁，需要較多的傳感器布置于橋塔以及加勁梁以及纜索、拉索各部位，以獲得較為詳細的結(jié)構(gòu)動力行為并驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計時的動力分析模型和響應(yīng)預(yù)測。
另外，在支座、擋塊以及某些聯(lián)結(jié)部位需安設(shè)傳感器獲取反映其傳力、約束狀況等的信息。因此大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的功能應(yīng)考慮以下幾個主要方面:
1）結(jié)構(gòu)整體行為方面:包括研究結(jié)構(gòu)在車橋共同作用、強風、強地面運動下的非線性特性以及橋址處環(huán)境條件變化對結(jié)構(gòu)動力特性、靜力狀態(tài)(內(nèi)力分布、變形)的影響等。
2)結(jié)構(gòu)局部問題:例如邊界、聯(lián)接條件，鋼梁焊縫疲勞及其它疲勞問題;結(jié)合梁結(jié)合面的破壞機制;索支承大型橋梁纜(拉)索和吊桿的振動局部損傷機制。
3)抗震方面:包括各種場地地面運動的空間與時間變化、結(jié)構(gòu)相互作用、多點激勵對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響等，通過對墩頂與墩底應(yīng)變、變形及加速度的監(jiān)測進行大型橋梁抗震分析等。
4)抗風方面:包括風場特性觀測、結(jié)構(gòu)在自然風場中的行為以及抗風穩(wěn)定性。
此外，也應(yīng)重視結(jié)構(gòu)耐久性問題、基礎(chǔ)變形規(guī)律、樁基的承載力等問題。
2、效益/成本分析
監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計首先應(yīng)該考慮建立該系統(tǒng)的目的和功能，對于特定的大型橋梁，建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的目的可以是大型橋梁監(jiān)控與評估，或是設(shè)計驗證，甚至以研究發(fā)展為目的。一旦建立系統(tǒng)的目的確定，系統(tǒng)的監(jiān)測項目就可以基本上確定，也就可以確定其功能的設(shè)計要求。但由于監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計過程中各監(jiān)測項目的規(guī)模以及所采用的傳感儀器和通信設(shè)備等的確定需要考慮投資的限度，因此在設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)時必須對監(jiān)測系統(tǒng)方案進行成本/效益分析。根據(jù)功能要求和成本/效益分析將監(jiān)測項目和測點數(shù)量設(shè)計到所需的范圍內(nèi)，以便最優(yōu)化地選擇安裝系統(tǒng)硬件設(shè)施。
三、傳感器及其優(yōu)化布置技術(shù)
傳感器的選擇主要考慮以下幾個方面的因素:傳感器類型的選擇以及傳感器的精度、分辨率、頻響及動態(tài)范圍;傳感器布設(shè)位置以及其周圍動態(tài)環(huán)境的影響程度、測量噪聲的影響程度等。
大型大型橋梁健康檢測、監(jiān)測過程中應(yīng)用的傳感器主要用來測量加速度、速度、位移及應(yīng)變等參數(shù)，由于大型橋梁結(jié)構(gòu)尺寸龐大，同時自振頻率往往非常低，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)水平通常也非常小，因此，要求傳感器必須具有頻響范圍廣、低頻響應(yīng)好、測量范圍大的特點。傳統(tǒng)的傳感器有壓電式力傳感器、加速度傳感器、阻抗傳感器、應(yīng)變片等，它們己廣泛應(yīng)用于各類工程結(jié)構(gòu)的實測中，這里不再贅述.
目前新興的傳感器主要有:疲勞壽命絲、壓電材料傳感器、碳纖維、半導(dǎo)體材料和光纖傳感器等。
光纖傳感器是隨著光纖通訊技術(shù)的蓬勃發(fā)展而涌現(xiàn)出來的一種先進的傳感器，是用于長期監(jiān)測的最理想材料。其主要性能特點包括:
1)具有感測和傳輸雙重功能;抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕，本質(zhì)安全可靠，耐久性好;靈敏度高;重量輕、體積小、可撓曲，對被測介質(zhì)影響小;
2)便于復(fù)用、成網(wǎng)，有利于與現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)絡(luò);
3)測量范圍廣?？蓽y量溫度、壓強、應(yīng)變、應(yīng)力、流量、流速、電流、電壓、液位、液體濃度、成分等。
四、大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計
現(xiàn)代大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)不只是傳統(tǒng)的大型橋梁檢測技術(shù)的簡單改進，而是運用現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)，實時監(jiān)測大型橋梁運營階段在各種環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)與行為，獲取反映結(jié)構(gòu)狀況和環(huán)境因素的各種信息，并由此分析結(jié)構(gòu)的健康狀況、評估結(jié)構(gòu)的可靠性，為大型橋梁的管理與維修決策提供科學(xué)依據(jù).
1 監(jiān)測系統(tǒng)的組建，見圖1：
圖 1典型大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)框圖
2 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計原則
1)目的與功能的主輔原則
監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該以建立該系統(tǒng)的目的和功能為主導(dǎo)性原則，建立健康監(jiān)測系統(tǒng)的目的確定后，則系統(tǒng)的監(jiān)測項目和儀器系統(tǒng)就可基本確定。一般而言，建立大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要目的是掌握結(jié)構(gòu)的運營安全狀況，因此健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)首先考慮以結(jié)構(gòu)安全性為主的監(jiān)測原則，是能夠關(guān)乎結(jié)構(gòu)安全與否的重點監(jiān)測內(nèi)容，而其它目的則為輔的。
2)功能與成本最優(yōu)原則
健康監(jiān)測系統(tǒng)的成本通常比較大，其成本一般由三大部分組成:結(jié)構(gòu)仿真分析費用、儀器系統(tǒng)費用及處理軟件費用。結(jié)構(gòu)仿真分析部分費用一般較小，但其意義重大。儀器系統(tǒng)是健康監(jiān)測系統(tǒng)成本的主要部分，監(jiān)測項目及傳感器數(shù)量越多，監(jiān)測信息就越全面，從而系統(tǒng)成本就越高;反之則降低系統(tǒng)成本，但同時可能會因為監(jiān)測信息不足而使監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性減小。所以為使系統(tǒng)成本更合理，有必要對功能與成本進行優(yōu)化，使用最小的投資，獲得最大的有效監(jiān)測信息。信息處理軟件費用，其主要功能是對巨量信息進行解釋、存儲、傳輸及初步評價等，
該部分費用相對也比較小。
3)系統(tǒng)性和可靠性原則
監(jiān)測分析、仿真計算、工程經(jīng)驗有機結(jié)合，也只有用系統(tǒng)分析原理，使測點之間、監(jiān)測項目之間能相互結(jié)合，從而提高整個系統(tǒng)的監(jiān)測功效;監(jiān)測系統(tǒng)最基本的要求是可靠性，而整個系統(tǒng)的可靠性取決于所組成的各種儀器的可靠性、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的布置及設(shè)計的統(tǒng)籌安排和施工上的配合等因素。
4)關(guān)鍵部件優(yōu)先與兼顧全面性原則
關(guān)鍵部件是指各種原因?qū)е碌目赡芷茐膮^(qū)、變形敏感區(qū)及結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，這些關(guān)鍵部件都必須重點監(jiān)測。但也應(yīng)考慮全面性，考慮對結(jié)構(gòu)整體性進行監(jiān)測，例如基礎(chǔ)的總體安全性監(jiān)控等。
5)實時與定期監(jiān)測結(jié)合原則
根據(jù)監(jiān)測目的、功能與成本優(yōu)化確定監(jiān)測項目后，應(yīng)該考慮的是實時監(jiān)測與定期監(jiān)測分別設(shè)置的原則。由于監(jiān)測項目的不同，有些項目不必長期實時監(jiān)測，但其監(jiān)測頻率又遠高于人工監(jiān)測，這時可考慮采用定期監(jiān)測，以減少后期維護成本和數(shù)據(jù)處理壓力。
結(jié)束語：
交通運輸是一個國家的經(jīng)濟命脈，而大型橋梁是交通的咽喉，大型橋梁的建造和維護是一個國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，同時也是經(jīng)濟發(fā)展與技術(shù)進步的象征。本文簡要分析了大型橋梁的健康系統(tǒng)的設(shè)計，希望對同行以幫助。
參考文獻：
[1]孫全勝.智能大型橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究，東北林業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文.2005.
[2]廖延彪‘光纖傳感發(fā)展近況[J].光電子技術(shù)與信息，2000, 13 (3): 27-29.
1.汶川地震中道路邊坡工程震害分析
2.邊坡工程風險分析理論與應(yīng)用研究
3.邊坡工程分布式光纖監(jiān)測技術(shù)研究
4.基于巖體質(zhì)量指標BQ的巖質(zhì)邊坡工程巖體分級方法
5.邊坡工程災(zāi)害防治技術(shù)研究
6.復(fù)雜巖質(zhì)高邊坡工程安全監(jiān)測三維可視化分析
7.錦屏一級水電站左岸高邊坡工程整體穩(wěn)定性的模型試驗研究
8.邊坡工程中監(jiān)測數(shù)據(jù)場三維云圖實時動態(tài)可視化方法
9.突變理論在邊坡工程應(yīng)用的研究進展
10.邊坡工程監(jiān)測技術(shù)分析
11.地震作用下邊坡工程動力響應(yīng)與永久位移分析
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13.深埋混凝土抗剪結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法及其在大型邊坡工程治理中的應(yīng)用
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15.三維不連續(xù)變形分析理論及其在巖質(zhì)邊坡工程中的應(yīng)用
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29.邊坡工程風險指標體系的建立與應(yīng)用
30.邊坡工程研究中的新理論和新方法評述
31.邊坡工程地質(zhì)信息的三維可視化及其在三峽船閘邊坡工程中的應(yīng)用
32.GIS和數(shù)值模擬技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用評述
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41.高等級公路中的邊坡工程問題
42.復(fù)雜邊坡工程穩(wěn)定性監(jiān)測及信息施工
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48.強降雨下元磨公路典型工程邊坡穩(wěn)定性研究
49.既有軟質(zhì)巖邊坡工程檢測鑒定技術(shù)研究
50.邊坡工程變形監(jiān)測系統(tǒng)的研究
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59.電磁波層析成像技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)邊坡工程勘察中的應(yīng)用研究
60.水電建設(shè)中的高邊坡工程
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63.改進粒子群優(yōu)化算法在邊坡工程力學(xué)參數(shù)反演中的應(yīng)用
64.基于光纖傳感的邊坡工程監(jiān)測技術(shù)
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67.邊坡柔性防護技術(shù)在巖質(zhì)邊坡工程中的應(yīng)用研究
68.露采邊坡工程特點與有關(guān)問題的探討
69.邊坡工程監(jiān)測信息可視化分析系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用
70.港渝兩地邊坡工程中土釘技術(shù)的對比研究
71.邊坡工程集成式智能決策支持系統(tǒng)研究
72.豎向加筋技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用研究
73.邊坡工程模糊隨機可靠度分析
74.基于逆可靠度的邊坡工程反演分析
75.基于異步粒子群優(yōu)化算法的邊坡工程巖體力學(xué)參數(shù)反演
76.論環(huán)境邊坡工程的設(shè)計與防治措施
77.福建山區(qū)高速公路邊坡工程與錨固技術(shù)
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81.邊坡工程模糊可靠度研究
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87.邊坡工程評價與設(shè)計計算機輔助系統(tǒng)
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89.露天煤礦邊坡工程的發(fā)展趨勢
90.露天礦邊坡工程技術(shù)的發(fā)展與展望
91.區(qū)間分析在邊坡工程中的應(yīng)用
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93.綠春縣登天門景區(qū)邊坡工程治理方案研究 優(yōu)先出版
94.花崗巖類土質(zhì)邊坡工程特性及加固方法研究
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97.邊坡工程加固需求度評價及其應(yīng)用
98.基于DEA的地震作用下巖石邊坡工程整體安全風險分析 .
術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和風險投資的基礎(chǔ)上，尋求風險投資公司和高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合點，以促進二者的快速成長
和發(fā)展。
關(guān)鍵詞 產(chǎn)學(xué)研 風險投資 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè) 風險投資公司
1 高等學(xué)校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與風險投資的內(nèi)涵及外延
高校是培養(yǎng)和造就高素質(zhì)的創(chuàng)造性人才的搖籃，是認識未知世界、探索客觀真理、為人類解決面臨的重大課題提供科學(xué)依據(jù)的前沿，是知識創(chuàng)新、推動科學(xué)技術(shù)成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的重要力量。產(chǎn)學(xué)研合作是指高等學(xué)校把科研成果迅速投向企業(yè)，并積極促進其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，在短時期內(nèi)通過市場形式實現(xiàn)為人類服務(wù)的目的；同時，科技成果與企業(yè)、市場結(jié)合形成的資本，又部分反過來投入高?？蒲?，從而增強高校實力。通過這種結(jié)合，促進教學(xué)、科研的資本轉(zhuǎn)化。
高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化就是要使高校高新技術(shù)成果實現(xiàn)工業(yè)化，把新技術(shù)變?yōu)榭晒V泛應(yīng)用的新產(chǎn)品、新資源。它具有高投入、高風險，高收益的特征。
風險投資是指投資主體將資本投入到高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，特別是尚處于創(chuàng)業(yè)階段的新興高科技產(chǎn)業(yè)，并與之合作經(jīng)營，完成高新技術(shù)的開發(fā)及其成果的產(chǎn)業(yè)化，待高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成長為規(guī)模產(chǎn)業(yè)后，以出讓其股權(quán)獲得收益的一種投資方式，它涉足的大多是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。風險投資具有如下一些特征：它以那些比較長期的、有創(chuàng)意的、具有較高潛在市場收益和商業(yè)前景的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)或項目作為投資對象，風險投資主體以資本人股，實行長期投資，注重長遠利益；通過扶植高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的股權(quán)置換或企業(yè)上市，以及股票升值的辦法來回收資本和高額利潤，再投資另一新創(chuàng)企業(yè)，周而復(fù)始；具有較大的風險性和高收益性。從事風險投資的企業(yè)被稱為風險投資公司。
風險投資作為20世紀金融領(lǐng)域最成功的創(chuàng)新成就之一，在美國“硅谷”取得了極大地成功，特別是在IT行業(yè)中，演繹了一個又一個傳奇的神話故事，在短短的幾十年里，發(fā)展成為一個重要的投資方式，并得到國內(nèi)外經(jīng)濟界和教育界的普遍關(guān)注。
2 風險投資在高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的作用
一位美國投資專家曾這樣評價過風險投資：美國硅谷的神奇故事，不僅歸功于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更得益于一種特殊資本運營模式一風險投資。據(jù)統(tǒng)計，美國90％以上的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)是按照風險投資模式來運行的，接受風險投資的企業(yè)中有80％以上的是高新技術(shù)企業(yè)，聞名世界的微軟公司、英特爾公司、蘋果電腦公司無一不是借助風險資本起家發(fā)展起來的。由此可見，風險投資對科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的巨大影響，不僅如此，它對高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)同樣具有強大的支撐作用。具體表現(xiàn)在：風險投資公司介入，可以使高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)按照現(xiàn)代企業(yè)制度進行規(guī)范操作和科學(xué)管理，做到產(chǎn)權(quán)清晰，權(quán)責明確，事企分開；有助于解決高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)資金投入不足的難題；可以更好地促進高校科技成果的轉(zhuǎn)化，有助于高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)通過收取技術(shù)使用費、轉(zhuǎn)讓費以及技術(shù)人股來獲得較好的經(jīng)濟收益，大幅提高科研人員的經(jīng)濟收入，更好的留住人才！
3 高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為引進風險投資創(chuàng)造了應(yīng)有的條件
隨著風險投資的深人人心，高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與風險投資公司的合作亦具備了一定的條件。一是高校是培養(yǎng)高級專業(yè)人才的主要基地，擁有大學(xué)所固有的創(chuàng)新能力，能夠利用學(xué)校的技術(shù)、人才、信息等資源的綜合優(yōu)勢創(chuàng)造良好的投資環(huán)境；二是高校已逐步形成了一整套校內(nèi)科技成果產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新機制，通過技術(shù)創(chuàng)新把高新技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，形成了一定的規(guī)模和效益。
我國的風險投資活動自開始以來，經(jīng)過十幾年的孕育，有了較大的發(fā)展，已出現(xiàn)了一批知名的風險投資公司，為高校科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了一定的資金基礎(chǔ)。同時，風險投資作為一種特殊的投資行為，其外部環(huán)境建設(shè)又不可能一蹴而就，我國的風險投資還處于摸索和哺育階段，在這個階段，我們也應(yīng)該看到高?？萍籍a(chǎn)業(yè)面臨著許多急需解決的問題，迫使高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)要努力挖掘潛力，從以下幾個方面把握機遇：
(1)從我國高校目前的情況分析，開發(fā)出的科技成果轉(zhuǎn)化率較低，目前，我國科技成果成功轉(zhuǎn)化比例不足20％，遠遠低于發(fā)達國家的70％的平均水平。這與高校的教師、科研人員重理論輕實際，重論文輕應(yīng)用，缺乏風險意識有關(guān)。所以，要提高高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟的貢獻率，就要注重科學(xué)研究的高水平，努力使課題的研究與開發(fā)處于學(xué)科的前沿，按照市場經(jīng)濟的特點，從能夠商品化生產(chǎn)的角度出發(fā)，進行選題、立項、技術(shù)設(shè)計、開發(fā)，優(yōu)化技術(shù)開發(fā)項目的投入要素，把有限的資源配置到市場需求、有應(yīng)用前景、有較強的國際競爭力、有較好的經(jīng)濟效益和社會效益的項目中去，更好的情況是這些研究成果的應(yīng)用能具有促進某個產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的潛力。
(2)我國有豐富的項目源，其中的基礎(chǔ)研究成果往往并不是直接的生產(chǎn)力，高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對于這些豐富的科技成果應(yīng)保持高度的關(guān)注，充分發(fā)揮自身的潛力和人才優(yōu)勢，及時對基礎(chǔ)研究成果進行進一步的研究、開發(fā)并使之成為具體的技術(shù)成果。在無法轉(zhuǎn)化的科技成果中，風險投資僅占很少一點點，這說明
我國的風險投資遠沒有擔負起它應(yīng)擔負的責任，換言之，風險投資在高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)還有巨大的發(fā)展空間。
(3)尋求政府的扶持和資助。高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在一些市場力所不及的地方，需要借助于國家的政策優(yōu)勢。我國已將發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)化作為我國經(jīng)濟持續(xù)、健康、快速發(fā)展的一項基本國策，以信息化推動工業(yè)化。高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)把握好這個政治制度上的保證，力爭政府的支持與幫助。通過政府的有效調(diào)控，建立既能減少風險又能促進高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)研制高新技術(shù)產(chǎn)品的機制，為高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展營造良好的政策環(huán)境和市場環(huán)境。
(4)高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)最終要依靠自身的實力在激烈的市場競爭中立足，高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)必須積聚創(chuàng)新的能力、創(chuàng)新的機制和創(chuàng)新的動力以求得生存和發(fā)展。下大力建設(shè)好大學(xué)科技園是有效途徑之一，大學(xué)科技園是高校的教學(xué)科研和生產(chǎn)實踐結(jié)合的基地，是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的基地，是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的基地，是高新技術(shù)企業(yè)創(chuàng)新的基地，應(yīng)積極鼓勵院(系)到科技園創(chuàng)辦科技型公司，充分享受其中的優(yōu)惠政策?？蒲谢亟ㄔO(shè)直接關(guān)系到高等教育和科技發(fā)展的水平，重點學(xué)科、重點實驗室、工程技術(shù)研究中心是高等學(xué)校教學(xué)、科研、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是高校知識創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化的依托，是為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的重要基地，也是高校自身建設(shè)發(fā)展的生長點和創(chuàng)新體系的核心。
4 風險投資公司介入高校高科技產(chǎn)業(yè)要具有戰(zhàn)略眼光
發(fā)展高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)需要社會力量的支持，需要風險投資公司及風險投資家的參與和推動。另一方面，風險投資公司也獲得了盤活資金，提高經(jīng)濟效益的渠道。高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)是具有很大發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)，具有長期、穩(wěn)定的回報。從國外的經(jīng)驗可知，推動經(jīng)濟長期增長的動力不僅來自于高科技的發(fā)展，也
來自于發(fā)達的教育對高科技人才的培育，而風險投資公司介入高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，為高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供資本運作，更顯示出風險投資公司的戰(zhàn)略眼光和對高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的投資價值，高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的短缺，給風險投資公司投資高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的天地，帶來了巨大的發(fā)展機會。風險投資公司與高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的合作也具有良好的有利條件。一是有政府政策上的優(yōu)惠。比如稅收優(yōu)惠、財政補貼、證券市場、投資政策等鼓勵性措施；二是高校科技產(chǎn)業(yè)無三角債的困擾，在某種程度上減少了投資風險；三是風險投資公司可以從高?？萍籍a(chǎn)業(yè)得到知識、技術(shù)、信息、人才的便利條件，在與之的交往的過程中，無形中會提高公司的知名度，也會使公司和員工受到高校人文環(huán)境的影響，增強公司的文化氛圍，對風險投資公司的長遠發(fā)展是有好處的。
5 學(xué)校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大大提高了其綜合實力
以武漢理工大學(xué)為例，學(xué)校合并組建后不久，為了推進重大科技成果的產(chǎn)業(yè)化，組建了武漢理工大學(xué)產(chǎn)業(yè)集團。4年來，產(chǎn)業(yè)集團依托學(xué)校的科技人才和科技成果優(yōu)勢，按照現(xiàn)代企業(yè)制度，先后發(fā)起和組建了光纖傳感技術(shù)科技股份公司、南華高速船舶工程股份公司、華海物流技術(shù)科技有限公司、武漢理工光學(xué)科技有限公司等高科技企業(yè)。學(xué)校的科技產(chǎn)業(yè)銷售收入從3年前的2 700余萬元增長到2003年的2．65億元(三年增長了近10倍)，上交利稅從3年前的264萬元增長到2003年的2 670余萬元。學(xué)校通過技術(shù)投資，吸引社會對學(xué)校的高科技產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)金投資達到1．31億元，有力的支持了學(xué)校的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
武漢理工大學(xué)創(chuàng)辦的大學(xué)科技園，從開始就按照現(xiàn)代企業(yè)制度發(fā)起并組建了武漢理工大科技園股份公司，依托學(xué)校的科技優(yōu)勢吸引社會資金6000萬元。科技園的建設(shè)，一方面為學(xué)校的科技企業(yè)發(fā)展提供了支撐平臺，4家學(xué)校的科技企業(yè)已人駐科技園，其中武漢理工光纖傳感技術(shù)科技股份公司已投資近6000萬元，在科技園建成了年產(chǎn)值達5億元規(guī)模的光纖系列傳感器生產(chǎn)線，并已于2003年10月建成并投產(chǎn)。另一方面，科技園同時利用其融資、投資和孵化器的功能，投資孵化學(xué)校的高新技術(shù)企業(yè)。我校通過加強產(chǎn)學(xué)研工作，還出臺了一系列鼓勵廣大教師從事科學(xué)研究的政策和措施，在全校范圍內(nèi)大力營造科技創(chuàng)新環(huán)境，通過政策引導(dǎo)，極大地調(diào)動了廣大教師從事科技工作的積極性，承擔了一大批國家科技計劃重大(點)項目和重大工程項目，使學(xué)校的科技經(jīng)費到款，從2000年的5000萬元，2001年8700萬元，2002年1．54億元，2003年大幅增長到2．46億元，年度到?？萍冀?jīng)費3年增長了4倍。學(xué)校的科技工作逐步進入良性循環(huán)，呈現(xiàn)出健康、快速發(fā)展的局面。
參考文獻
（蘭州城市學(xué)院培黎工程技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州730070）
摘要：構(gòu)建光學(xué)課程的教學(xué)新模式，培養(yǎng)大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，以適應(yīng)新升本院校建設(shè)教學(xué)應(yīng)用型本科大學(xué)、實施高教強省戰(zhàn)略的需要，我們從創(chuàng)新教育理念出發(fā)，在教學(xué)實踐中進行了一些嘗試并取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞 ：新升本院校；光學(xué)；教學(xué)新模式；科研訓(xùn)練
DOI：10.16083/j.cnki.22-1296/g4.2015.06.019
中圖分類號：G642.0文獻標識碼： A 文章編號：1671—1580（2015）06—0044—02
基金或課題：甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（［2012］GSGXG045）；蘭州城市學(xué)院教育教學(xué)研究項目（2012-JY-38，2013-JY-16）。
收稿日期：2014—12—22
作者簡介：郭中華（1979— ），女，甘肅金昌人。蘭州城市學(xué)院培黎工程技術(shù)學(xué)院，副教授，研究方向：光學(xué)及光學(xué)實驗教學(xué)。
鄭庭海（1971— ），男，陜西延安人。蘭州城市學(xué)院培黎工程技術(shù)學(xué)院，副教授，研究方向：教育管理。
經(jīng)典的光學(xué)理論和實驗方法在促進科學(xué)技術(shù)進步方面一直發(fā)揮著重要的作用，而光學(xué)課程是物理學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。面向地方經(jīng)濟建設(shè)，以應(yīng)用型本科教育為發(fā)展目標，光學(xué)課程的教學(xué)體系也應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥茖W(xué)素質(zhì)的教育為主， 注重教育的社會功用，培養(yǎng)知識與技能兼?zhèn)涞母邔哟螒?yīng)用型人才，形成教學(xué)與科研的良好互動。面對現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、知識體系的不斷更新及教學(xué)手段的現(xiàn)代化等因素，如何優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，重新構(gòu)造課程體系，選取適合于應(yīng)用型本科教學(xué)目標的光學(xué)教學(xué)內(nèi)容，改變傳統(tǒng)的教學(xué)培養(yǎng)模式，煥發(fā)傳統(tǒng)學(xué)科的生命力，培養(yǎng)研究型和創(chuàng)新型人才顯得尤為迫切。
結(jié)合多年的課堂教學(xué)經(jīng)驗以及大量的調(diào)研工作，我們以課程體系的改革與創(chuàng)新為契機，構(gòu)建體現(xiàn)應(yīng)用型本科院校特點的光學(xué)課程教學(xué)模式，突出學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。從教學(xué)內(nèi)容的選取、開放實驗平臺的建設(shè)、加強與周邊學(xué)科的關(guān)聯(lián)幾個方面入手，形成了自己的一些特色，并取得了良好的教學(xué)效果。
一、簡化經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容，引入學(xué)科發(fā)展新技術(shù)，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化
適當引入現(xiàn)代光學(xué)知識內(nèi)容，介紹學(xué)科發(fā)展的新技術(shù)，開闊學(xué)生的視野，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化，這是光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容改革的趨勢，［1］ ［2］對于學(xué)生探求基礎(chǔ)知識的價值、潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和思維能力是十分必要的。
對于經(jīng)典光學(xué)的教學(xué)內(nèi)容改革，［3］ ［4］不應(yīng)該只是內(nèi)容的簡單擴充，而要把教學(xué)內(nèi)容中最基本的原理和現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)理論中能夠相對應(yīng)的基礎(chǔ)知識作為重點，對教學(xué)內(nèi)容進行更新和整合。比如：對光的干涉和衍射現(xiàn)象的原理分析，需要涉及非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)過程，這些過程現(xiàn)在完全可以簡化，因為利用科學(xué)計算程序的數(shù)值方法不僅可以進行精確計算，［5］還可以進行數(shù)值仿真和模擬，所以只需要講清圖樣的分布特點即可；在幾何光學(xué)部分，簡化一些基本原理，諸如費馬原理在反射、折射原理中的推導(dǎo)、理想光具組作圖法求像和像差原理介紹等，加入以基本光學(xué)原理為基礎(chǔ)的現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)介紹，如光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用、光電開關(guān)、指紋鎖、集成光學(xué)簡介等；對于光的量子理論不宜過多講解光電效應(yīng)等學(xué)生熟知的現(xiàn)象，而應(yīng)該從光的本性角度來分析光與物質(zhì)相互作用的量子光學(xué)規(guī)律；在現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)部分加入激光技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用研究等內(nèi)容，開拓學(xué)生的知識視野。
在教學(xué)中滲透前沿科技基礎(chǔ)知識，拉近學(xué)生和前沿知識的距離。比如：在光纖傳光原理中可引入梯度折射率材料的基本理論、自聚焦透鏡的成像特征以及光柵光纖傳感技術(shù)的介紹，［6］指點學(xué)生聯(lián)系光柵、光纖、折射率這幾個知識點進行思考，使學(xué)生認識到基礎(chǔ)知識具有的生命力和反映的時代性，激發(fā)學(xué)生獲取新知識的求知欲，借此機會可讓學(xué)生查閱資料，了解其相關(guān)發(fā)展和應(yīng)用，還可以設(shè)計相關(guān)的實驗項目或創(chuàng)新課題，進行分析或演示等。
二、借助現(xiàn)代教育技術(shù)構(gòu)建開放實驗平臺，在強調(diào)物理概念的同時，構(gòu)建物理圖像，進行素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育
在光學(xué)課程的教學(xué)中，常存在著理論內(nèi)容和實驗教學(xué)的脫節(jié)，因此，在課堂教學(xué)中應(yīng)注重相應(yīng)實驗現(xiàn)象的講解，讓學(xué)生了解實驗裝置結(jié)構(gòu)，建立數(shù)量級的概念，強調(diào)物理概念的同時構(gòu)建物理圖像，可以借助現(xiàn)代教育技術(shù)來實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的優(yōu)化。依托校園網(wǎng)、高等學(xué)校教學(xué)資源網(wǎng)和數(shù)字圖書館，提供豐富的教學(xué)課件、講義及多媒體素材等，擴大學(xué)生知識的信息量，將基礎(chǔ)理論、科研進展及光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合起來。
此外，依托豐富的教學(xué)資源和當前的硬件設(shè)備構(gòu)建開放實驗平臺。首先，開放課程實驗教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可結(jié)合自己的學(xué)習(xí)計劃和時間安排選取實驗內(nèi)容、設(shè)計實驗方案、選擇所需的實驗儀器，在教師的指導(dǎo)下進行測試和結(jié)果分析，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動性；其次，響應(yīng)學(xué)院實驗室開放的政策，開設(shè)開放性實驗項目，拓展光學(xué)、光學(xué)實驗的廣度和深度，啟發(fā)學(xué)生去建立物理圖像，由此增加近代光學(xué)新知識的引入，增加物理學(xué)知識在工業(yè)、科技等領(lǐng)域中的應(yīng)用范例；最后，結(jié)合課程實驗，啟發(fā)學(xué)生進行課程設(shè)計和教學(xué)研究，同時，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生積極參與大學(xué)生物理科技作品競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽項目、大學(xué)生科技創(chuàng)新項目等科技活動，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，這不僅可以使學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域的工程實際問題或?qū)W科前沿動態(tài)，還有利于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。
目前，實驗中心已開放多項開放性實驗項目，并指導(dǎo)學(xué)生撰寫和發(fā)表相關(guān)研究論文多篇，同時，指導(dǎo)學(xué)生參與科技創(chuàng)新項目、課外學(xué)術(shù)科技作品項目，多次獲得省級和國家級獎勵。這種以團隊合作形式進行的實踐活動使得學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實際問題，不僅擴大了學(xué)生的知識視野，啟發(fā)他們的思維，而且通過這些活動培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計思想和敢于創(chuàng)新的精神，更重要的是，他們的團隊協(xié)作能力、交流表達能力等科研素養(yǎng)也得到了有效的提高。
三、深入研究課程內(nèi)容與周邊學(xué)科的聯(lián)系，打開學(xué)生的創(chuàng)新思路
能源問題是當今人類致力于開發(fā)利用的重點領(lǐng)域，而目前我國可再生能源專業(yè)人才自主研發(fā)能力薄弱。2006年，我國開始實施的《可再生能源法》明確規(guī)定，教育行政部門應(yīng)當將可再生能源知識和技術(shù)納入普通教育、職業(yè)教育課程。
我院為了培養(yǎng)能源利用的應(yīng)用型人才，迎接新能源時代的到來，開設(shè)了新能源科學(xué)與工程專業(yè)。依托其實驗平臺，我們在光電檢測、光電性質(zhì)研究和光伏技術(shù)應(yīng)用等方面開設(shè)了研究性實驗項目，從相關(guān)科研項目或生活實際需求中提取原料和課題供給學(xué)生從事研究，并積極組織學(xué)生參加各種交流活動，進行研究性實驗。
四、結(jié)束語
我們在光學(xué)課程方面進行了上述積極有益的探索和改革，提升了課程教學(xué)的整體水平，獲得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生的動手能力、團隊合作能力、綜合素質(zhì)有了明顯的提高，很多學(xué)生愿意繼續(xù)深造，報考光學(xué)、光學(xué)工程方向的研究生。但是課程改革是一項長期的工作，需要從多方面、多層次開展，需要不斷地與時俱進，以創(chuàng)新教育理念為出發(fā)點，以后可以研究將現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用與開放式教學(xué)相結(jié)合；探討雙語教學(xué)、討論指導(dǎo)課等新的教學(xué)方式、教學(xué)方法的改革；探討課程群的建設(shè)，包括精品課建設(shè)、教輔資料建設(shè)、加強信息物理基礎(chǔ)教育等；引入更加人性化、立體化的考核方式，公平體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，并對教學(xué)效果進行評價，以提高學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量和社會服務(wù)能力，促進新升本院校整體教育教學(xué)質(zhì)量的提高。
［
參考文獻］
［1］陳萬金等.關(guān)于高師光學(xué)課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革的思考與實踐［J］.吉林師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006（2）.
［2］于國萍，游璞.改革光學(xué)教材，適應(yīng)社會需要［J］.光電子技術(shù)與信息，2005（2）.
［3］趙凱華，鐘錫華.光學(xué)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2008.
［4］姚啟鈞.光學(xué)教程［M］.北京：高等教育出版社，2008.
關(guān)鍵詞：混凝土石板堆 石壩面混凝土裂縫
中圖分類號：TU37文獻標識碼： A
堆石壩具有工程總量小、工程安全性高、施工工藝簡單方便以及工程造價低等諸多特點，并且堆石壩施工已經(jīng)成為目前比較主流的壩型。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土面板堆石壩的施工技術(shù)以及工程要求都正在朝著更高的方向邁進，但是在施工過程中還是會經(jīng)常出現(xiàn)面板混凝土裂縫，影響工程質(zhì)量與工期。針對這一情況，相關(guān)工作人員就必須要想到一個合理的方式來提升混凝土面板的抗裂性，減少裂縫出現(xiàn)的幾率，進而保證工程質(zhì)量。在通常情況下，出現(xiàn)裂縫的主要原因就是因為壩體不均勻變形或者是結(jié)構(gòu)裂縫當中混凝土不斷干縮造成的裂縫，這種裂縫通常情況下出現(xiàn)在表面。本文將對這兩種問題產(chǎn)生的原因及解決方式進行分析，旨在提升混凝土面板堆石壩面板施工質(zhì)量，減少裂縫的發(fā)生。
一、工程概況
白楊河發(fā)源于塔城地區(qū)額敏縣境內(nèi)的烏日可下亦山和和布克賽爾蒙古自治縣境內(nèi)的謝米斯臺山，流經(jīng)塔城地區(qū)托里縣的白楊河洼地，經(jīng)過克拉瑪依的白楊河水庫，最終匯入艾里克湖。流域西與額敏河流域毗鄰，東與和布克河流域相連，南部與古爾班通古特沙漠接壤，地理位置：東經(jīng)83°51′～85°59′，北緯45°20′～46°48′之間，流域總面積1.64×104km2，水資源總量4.675×108m3，其中地表水3.941×108m3，地下水天然補給量0.734×108m3（地下水資源總量為3.72×108m3，其中天然補給量0.734×108m3，地表水轉(zhuǎn)化補給量為2.99×108m3，流域平原區(qū)地下水可開采量1.494×108m3）。
白楊河引水工程主要包括白楊鎮(zhèn)水庫和輸水管道兩部分。白楊鎮(zhèn)水庫總庫容為4463×104m3,根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000,該水庫屬中型工程，工程等別為Ⅲ等,永久性主要建筑物級別為3級，永久性次要建筑物級別為4級，臨時性水工建筑物級別為5級。水庫工程設(shè)計洪水標準重現(xiàn)期為50年,洪峰流量290m3/s，校核洪水標準重現(xiàn)期為1000年,洪峰流量531m3/s。工程區(qū)地震動峰值加速度為0.052g，地震動反應(yīng)普特征周期為0.35s,相應(yīng)于地震基本烈度為Ⅵ度。
根據(jù)工程區(qū)地形地質(zhì)條件，樞紐主要建筑物有混凝土面板砂礫石壩壩、左岸輸水隧洞、左岸溢洪洞、右岸導(dǎo)流沖沙隧洞等組成。壩頂長310m，壩頂高程958.68m，壩頂寬8m，最大壩高62.01m，防浪墻頂高程959.88m。面板堆石壩工程示意圖見圖1.
圖1
二、混凝土面板堆石壩面板裂縫的原因及處理方式
針對本文主要研究對象白楊河大壩的實際情況，筆者將從非結(jié)構(gòu)性裂縫防治以及結(jié)構(gòu)性裂縫防治這兩方面進行分析。
（一）非結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施
1裂縫產(chǎn)生原因
施工現(xiàn)場的晝夜溫差以及季節(jié)性溫差等都可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)性裂縫，其中季節(jié)性裂縫產(chǎn)生的主要原因就是因為混凝土的固結(jié)溫度和施工季節(jié)實際溫度二者的溫度差比較大，這一溫差會導(dǎo)致混凝土面板產(chǎn)生變形，進而出現(xiàn)裂縫。
2從優(yōu)化面板混凝土原料及配合比方面入手
想要從根本上解決裂縫問題，我們可以從優(yōu)化混凝土的級配角度入手，減少混凝土的彈性模量，進而提升混凝土的抗裂性能以及韌性，減少裂縫出現(xiàn)的幾率。在施工過程當中應(yīng)當使用水化熱比較低的水泥或者是在工程中可以使用粉煤灰的地方多用一些粉煤灰，這樣可以減少水化熱的溫升情況，進而緩和面板內(nèi)部與外部的梯度，減少裂縫出現(xiàn)的幾率。通常情況下，我們也可以使用混凝土減水劑來減少混凝土拌合過程當中使用的水量，保證混凝土干縮量在工程要求標準之內(nèi)，通過這一方式也可以減少裂縫。在施工過程中可以大范圍使用摻纖維的混凝土，因為這部分混凝土的強度以及韌性都要遠好于常規(guī)混凝土。
3從減少墊層約束作用力方面入手
在進行面板澆筑之前，必須要對工程的墊層進行檢查，保證檢查的脫空性，相關(guān)工作人員必須要妥善的對脫空部分進行處理，再修正坡面，保證工程的最低要求。在處理過程當中，不要講鋼筋插入到墊層當中，也可以在墊層里涂一些瀝青之后，在進行面板澆筑，保證摩擦系數(shù)最小化，進而減少墊層材料給面板帶來的剪切力，完成上述施工之后，墊層給面板帶來的約束力就可以當成是摩擦力， 保證面板在變形的過程中不會產(chǎn)生裂縫。
（二）面板混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的防治
通常情況下，面板結(jié)構(gòu)之所以會出現(xiàn)裂縫，主要原因是在澆筑的初期時候產(chǎn)生一些細小的裂縫，配合壩體自身沉降不均勻，面板和壩體之間產(chǎn)生脫空的情況，這一過程當中面板不會的剛度比較大，不會隨著壩體的變形而變形，就會導(dǎo)致內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，起初產(chǎn)生的裂縫就會逐漸的發(fā)展成具有一定貫穿性的裂縫，對工程質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響，這一裂縫已經(jīng)成為當前壩體施工中主要防治問題。
1面板合理分縫及配筋
受拉區(qū)面板應(yīng)設(shè)計成窄型板,受壓區(qū)面板宜采用寬型板,均設(shè)分縫,受拉區(qū)設(shè)張性縫,受壓區(qū)設(shè)置壓性縫。合理進行壓性縫間填料,防止因受壓而產(chǎn)生面板升翹。此外,在面板受拉區(qū)、壓應(yīng)力較大部位合理布置鋼筋,以提高面板整體強度,尤其是抗拉強度,并且這一解決方式在實際施工中已經(jīng)得到了驗證，可以有效減少混凝土面板堆石壩面裂縫產(chǎn)生的幾率。
2保證壩體填方的全方面均衡上升
在進行壩體填筑的過程當中，必須要保證壩體全方面均衡上升，通過該方式可以減少引起面板產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫的大部分因素，并且可以通過該方式保證壩體始終處于均勻變形狀態(tài)。并且想要減少出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，就必須要做好前期工作。首先要做好壩基以及壩坡的處理工作，減少出現(xiàn)不均勻沉降的幾率，在工程開挖之后，要保證建基面中不存在任何反坡，如果出現(xiàn)一些反坡，則必須要將其處理成順坡，以保證工程質(zhì)量，并且岸坡開挖清理之后的實際坡度必須要符合工程設(shè)計階段的相關(guān)規(guī)定，工程壩基底部分存在的砂礫石層，需要根據(jù)砂礫石層的實際密度與級配來判斷應(yīng)當保留下來的范圍以及厚度，選擇保留下來的這一部分表層需要進行夯板壓實，保證質(zhì)量相關(guān)要求可以達到工程最低要求底線，在施工過程中，必須要考慮到大壩滲水處理這一環(huán)節(jié)，按照設(shè)計要求進行施工，保證大壩的正常運行。
結(jié)束語：本文從白楊河大壩混凝土面板堆石壩面板產(chǎn)生裂縫的原因進行分析，結(jié)合當前比較常見的施工技術(shù)提出相應(yīng)的解決措施，旨在減少大壩混凝土面板堆石壩面板產(chǎn)生裂縫的幾率，提升工程質(zhì)量。
參考文獻：
[1]王星照.高寒干燥地區(qū)混凝土面板堆石壩面板防裂技術(shù)研究與應(yīng)用[J].高寒地區(qū)混凝土面板堆石壩的技術(shù)進展論文集,2013,12(05):214-216.
[2]羅先啟,劉德富,王炎廷.混凝土面板堆石壩面板約束問題的探討[J].武漢水利電力大學(xué)(宜昌)學(xué)報,2012,10(02):188-190.
[3]王瑞駿,呂海東,李炎隆.堆石壩混凝土面板裂縫的滲流形態(tài)及計算模型[J].水資源與水工程學(xué)報,2011,11(04):155-157.
[4]謝玉杰，張光碧，馮錦德，黃澤明，高睿，李浩.混凝土面板堆石壩裂縫的成因及對策探討[J].四川水力發(fā)電,2013,12(04):222-224.
[5]蔡德所，何薪基，鄭勇，吳曉明.混凝土面板堆石壩面板裂縫光纖傳感技術(shù)研究[J].武漢水利電力大學(xué)(宜昌)學(xué)報，2012,06（12）：147- 149.
[6]蔣國澄.中國混凝土面板堆石壩20年綜合設(shè)計施工運行科研(1985-2005)[M].北京:中國水利水電出版社，2012:111-113.
個人建議：
1、工程概況寫的是不是有點太多了，我給刪除了一部分；
2、我們對混凝土面板已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫采用的是科能公司生產(chǎn)的聚氨酯材料進行化學(xué)灌漿的處理方式，不知道這塊能不能寫進去；
