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发光二极管的识别与检测论文

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发光二极管的识别与检测论文

二极管是由一个PN结构成的半导体器件,具有单向导电特性。通过用万用表检测其正、反向电阻值,可以判别出二极管的电极,还可估测出二极管是否损坏。

二极管的检测方法

如何检测二极管的好坏?有什么方法?下面,我为大家分享二极管的检测方法,希望对大家有所帮助!

单色发光二极管的检测

在万用表外部附接一节能干电池,将万用表置R×10或R×100挡。这种接法就相当于给予万用表串接上了的电压,使检测电压增加至3V(发光二极管的开启电压为2V)。检测时,用万用表两表笔轮换接触发光二极管的两管脚。

若管子性能良好,必定有一次能正常发光,此时,黑表笔所接的为正极红表笔所接的为负极。

红外发光二极管的检测

A.判别红外发光二极管的正、负电极。红外发光二极管有两个引脚,通常长引脚为正极,短引脚为负极。因红外发光二极管呈透明状,所以管壳内的电极清晰可见,内部电极较宽较大的一个为负极,而较窄且小的一个为正极。

B.先测量红个发光二极管的正、反向电阻,通常正向电阻应在30k左右,反向电阻要在500k以上,这样的管子才可正常使用。

红外接收二极管的检测

A.识别管脚极性

(a)从外观上识别。常见的红外接收二极管外观颜色呈黑色。识别引脚时,面对受光窗口,从左至右,分别为正极和负极。另外在红外接收二极管的管体顶端有一个小斜切平面,通常带有此斜切平面一端的引脚为负极,另一端为正极。

(b)先用万用表判别普通二极管正、负电极的方法进行检查,即交换红、黑表笔两次测量管子两引脚间的电阻值,正常时,所得阻值应为一大一小。以阻值较小的一次为准,红表笔所接的管脚步为负极,黑表笔所接的管脚为正极。

B.检测性能好坏。用万用表电阻挡测量红外接收二极管正、反向电阻,根据正、反向电阻值的大小,即可初步判定红外接收二极管的好坏。

激光二极管的检测

A.按照检测普通二极管正、反向电阻的方法,即可将激光二极管的管脚排列顺序确定。但检测时要注意,由于激光二极管的正向压降比普通二极管要大,所以检测正向电阻时,万用表指针公略微向右偏转而已。

检测小功率晶体二极管

A.判别正、负电极

(a)观察外壳上的符号标记。通常在二极管的外壳上标有二极管的符号,带有三角形箭头的一端为正极,另一端是负极。

(b)观察外壳上的色点。在点接触二极管的外壳上,通常标有极性色点(白色或红色)。一般标有色点的一端即为正极。还有的.二极管上标有色环,带色环的一端则为负极。

(c)以阻值较小的一次测量为准,黑表笔所接的一端为正极,红表笔所接的一端则为负极。

(d)观察二极管外壳,带有银色带一端为负极。

B.检测最高反向击穿电压。对于交流电来说,因为不断变化,因此最高反向工作电压也就是二极管承受的交流峰值电压。

检测双向触发二极管

将万用表置于相应的直流电压挡。测试电压由兆欧表提供。测试时,摇动兆欧表,万同样的方法测出VBR值。最后将VBO与VBR进行比较,两者的绝对值之差越小,说明被测双向触发二极管的对称性越好。

瞬态电压抑制二极管(TVS)的检测

A.用万用表测量管子的好坏对于单要极型的TVS,按照测量普通二极管的方法,可测出其正、反向电阻,一般正向电阻为4kΩ左右,反向电阻为无穷大。

对于双向极型的TVS,任意调换红、黑表笔测量其两引脚间的电阻值均应为无穷大,否则,说明管子性能不良或已经损坏。

高频变阻二极管的检测

识别正、负极高频变阻二极管与普通二极管在外观上的区别是其色标颜色不同,普通二极管的色标颜色一般为黑色,而高频变阻二极管的色标颜色则为浅色。其极性规律与普通二极管相似,即带绿色环的一端为负极,不带绿色环一端为正极。

变容二极管的检测

将万用表红、黑表笔怎样对调测量,变容二极管的两引脚间的电阻值均应为无穷大。如果在测量中,发现万用表指针向右有轻微摆动或阻值为零,说明被测变容二极管有漏电故障或已经击穿坏。

性能好坏的判断
用万用表R×10k档,测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时,正向电阻值(黑表笔接正极时)约为10~20kΩ,反向电阻值为250kΩ~∞(无穷大)。较高灵敏度的发光二极管,在测量正向电阻值时,管内会发微光。若用万用表R×1k档测量发光二极管的正、反向电阻值,则会发现其正、反向电阻值均接近∞(无穷大),这是因为发光二极管的正向压降大于(高于万用表R×1k档内电池的电压值)的缘故。用万用表的R×10k档对一只220μF/25V电解电容器充电(黑表笔接电容器正极,红表笔接电容器负极),再将充电后的电容器正极接发光二极管正极、电容器负极接发光二极管负极,若发光二极管有很亮的闪光,则说明该发光二极管完好。
也可用3V直流电源,在电源的正极串接1只33Ω电阻后接发光二极管的正极,将电源的负极接发光二极管的负极(见图4-74),正常的发光二极管应发光。或将1节电池串接在万用表的黑表笔(将万用表置于R×10或R×100档,黑表笔接电池负极,等于与表内的电池串联),将电池的正极接发光二极管的正极,红表笔接发光二极管的负极,正常的发光二极管应发光。

二极管是用半导体材料(硅、硒、锗等)制成的一种电子器件,是世界上第一种半导体器件,具有单向导电性能、整流功能。 二极管的种类繁多,主要应用于电子电路和工业产品。经过多年来科学家们不懈努力,半导体二极管发光的应用已逐步得到推广,发光二极管的应用范围也渐渐扩大,它是一种符合绿色照明要求的光源,是普通发光器件所无法比拟的。主要分类点接触型二极管点接触型二极管的PN结接触面积小,不能通过较大的正向电流和承受较高的反向电压,但它的高频性能好,适宜在高频检波电路和开关电路中使用。面接触型二极管面接触型二极管的PN结接触面积大,可以通过较大的电流,也能承受较高的反向电压,适宜在整流电路中使用。平面型二极管平面型二极管在脉冲数字电路中作开关管使用时PN结面积小,用于大功率整流时PN结面积较大。稳压管稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管,具有稳定电压的作用。稳压管与普通二极管的主要区别在于,稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限制反向电流的大小,能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。稳压管与一般二极管不一样,它的反向击穿是可逆的,只要不超过稳压管电流的允许值,PN结就不会过热损坏,当外加反向电压去除后,稳压管恢复原性能,所以稳压管具有良好的重复击穿特性。光电二极管光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃窗口,以便于接受光照。其特点是,当光线照射于它的PN结时,可以成对地产生自由电子和空穴,使半导体中少数载流子的浓度提高,在一定的反向偏置电压作用下,使反向电流增加。因此它的反向电流随光照强度的增加而线性增加。当无光照时,光电二极管的伏安特性与普通二极管一样。光电二极管作为光控元件可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。当制成大面积的光电二极管时,可当作一种能源而称为光电池。此时它不需要外加电源,能够直接把光能变成电能。发光二极管发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件,简称LED(Light Emitting Diode)。和普通二极管相似,发光二极管也是由一个PN结构成。发光二极管的PN结封装在透明塑料壳内,外形有方形、矩形和圆形等。发光二极管的驱动电压低、工作电流小,具有很强的抗振动和冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点,广泛用于信号指示等电路中。在电子技术中常用的数码管,发光二极管的原理与光电二极管相反。当发光二极管正向偏置通过电流时会发出光来,这是由于电子与空穴直接复合时放出能量的结果。它的光谱范围比较窄,其波长由所使用的基本材料而定。

光电检测技术二极管论文

1 信息时代需要优秀的信息对抗专业的人才 信息对抗技术专业具有多学科渗透、应用性强、主要服务国防建设等鲜明特点。目前国内开设信息对抗技术专业的学校有:电子科技大学、西安电子科技大学、北京理工大学、北京航空航天大学等十几所学校。为了适应国防建设现代化和地方经济建设信息化发展的需求,满足军事、经济和社会信息化的发展对信息对抗与安全的专门技术人才的迫切需要,充分利用已有的办学条件和科研基础,经教育部批准,中北大学信息与通信工程学院设立了信息对抗技术专业。 2 我校信息对抗专业本科人才的培养目标 该专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力:1.掌握信息科学、电子学和计算机科学学科的基本理论、基本知识;2.掌握信息对抗技术系统及其决策支持与安全防护系统的分析与设计方法和研制技术;3.具有使用计算机和仪器设备解决工程问题的能力;4.熟悉有关国家安全和国防建设的方针、政策和法规以及有关国际法律、法规;5.了解信息战及信息武器系统对抗技术领域的理论前沿、应用前景和发展动态;6.具有创新意识和独立获取新知识的能力。 3 信息对抗专业光电子技术课程教学改革初探 光电子技术的内涵 光电子技术是电子技术与光学技术相结合的产物。由于激光解决了光频载波的问题,从此电子技术的各种基本概念几乎移植到了光频段,产生了光频段的电子技术,简称光电子技术。当然由于波段不同,电子学波段和光波段在相应器件的结构原理和特性参数上完全不同,于是光电子技术这门综合性交叉学科便从现代科学中脱颖而出。 光电子技术涵盖光电检测技术、光电成像技术、光电显示技术、红外技术等相关的各种光电子器件的知识,主要包括真空光电器件、半导体光电器件、真空成像器件、固体成像器件、热电探测器件等等,例如光电倍增管、光敏电阻、光电二极管、光电三极管、PIN管、APD管、变像管、摄像管、视像管、CCD、SSPD等等。通过理解各种光电现象和光电效应,掌握各种光电子器件的结构原理、特性和参数,便很容易了解各种类型器件的实际应用系统。 信息对抗专业光电子课程教学改革措施 教学内容 (1)授课体系和重点。课程根据信息对抗专业方向的学生培养要求,着重从工程技术中应用光电器件和光电对抗的角度出发,研究光电检测和光电对抗领域常用光电器件的原理及系统构成。理论方面力求清楚易懂,阐述光度学基础、半导体物理基础、光电现象和光电效应,重点介绍常用光电器件的结构原理、特性和参数。为了更好的运用光电器件,对各类光电器件的外围电路也作了详细的分析,同时给出实际应用系统举例。 (2)所讲授的知识要紧跟科学发展前沿;光电子技术教科书对于迅猛发展的光电子技术来说,既是基本的,又是滞后的,教师授课时如果按教材讲解,往往会带来知识陈旧、讲课形式单一、内容枯燥乏味的后果,造成学生学习积极性下降。因此在教学过程中删掉一些陈旧过时的内容,及时补充和更新教学内容,增添一些现代光电子技术的前沿知识,特别是体现本学科专业特色的一些前沿知识,从而紧跟光电子技术的前沿,给学生提供充分的科学探索和求真的空间。 (3)注重课程与专业应用领域间的联系;专业课可理解为某一学科的基础课程,是通向学科广阔领域的桥梁。它的基本功能是引导学生明确学科专业发展方向,使其在日后的学习工作中能自如的在该学科专业的深度和广度上钻研、拓展。因此在讲授课程各部分内容时,要和信息对抗专业的应用领域紧密相连。例如针对在军事应用领域,在课程讲授过程中可适当加入光电子技术与现代战争、光电子技术在新军事革命中的应用热点以及光电对抗在现代军事作战中的应用等方面的内容,使该专业的学生了解所学课程内容在该领域的应用、研究热点及发展前景。 教学方法 (1)利用现代教育技术的各种多媒体技术和网络技术进行教学,例如投影、幻灯、录像等多媒体资料,充分发挥其信息容量大、方便快捷、形象直观、教学效率高的优势。这样使用这些教学工具,既使教师能方便清楚地讲授专业课中的各种图片资料内容,又省去了教师课堂现场作图的时间,在有限的时间内能讲授更多的内容,提高了讲课的信息量。因此教师要积极制作教学课件、开发利用网络上丰富的信息资源,下载适合学生阅读的科研论文,并推荐给学生参考。这是开拓学生视野,培养学生自学意识和科研意识的有效方法。 (2)采用讲座与讲授相结合的教学方法。在进行基础理论教学的适当时机,安排光电子方面科技知识的专题讲座,穿插现代光电子科技知识,使学生既强化基础理论训练,又熟悉了解较多的现代光学科技知识,激发学习兴趣,培养学生的科研意识。 教学目标 在光电子课程改革中,把教学目标从以科学知识教育为主转变为实现科学教育和人文教育的融合,培养敢于创新、善于思索、具有团队协作精神的21世纪新型人才。长期以来,我国大学文、理、工分校,存在着科学教育与人文教育的脱离,造成理工科生的人文文化知识和文科生的科学常识知之甚少。针对信息对抗专业的工科学生,应在进行科学知识教育的同时注重培养其人文精神,例如在讲解光电子课程中的科学概念、原理、方法时可提到发现科学规律的动机,提到科学家如何通过艰苦的努力甚至牺牲生命取得创新,以及这些成果的应用对社会可能造成的影响等,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。 更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

年终 工作 总结 的写作过程,既是对自身 社会实践 活动的回顾过程,下面就让我带你去看看维修电工技术工作总结 报告 范文 5篇,希望能帮助到大家!维修电工技术 总结报告 120____年,也是本人在____物业有限公司工程部工作的第二年,在这一年的时间里,本人能够遵纪守法,认真学习,努力钻研,扎实工作,以勤勤恳恳,兢兢业业的态度对待本职工作,在运维岗位上发挥了应有的作用,作出了贡献,总结主要如下几方面:一、 爱岗敬业 ,扎实工作,协助领导完成接收工作今年,根据公司工作的按排,本人在____月份由____调至____新闻中心运维组,从事电工维修。在岗位变动过程中,本人能够顾全大局,服从领导按排;接收期间,执行领导的指示,对所负责的交接项目进行认真检查,对异常,损坏,故障等有问题的设备第一时间上报,要求原单位物业及时处理,协助领导做好接收工作。二、熟悉地理位置以及各区域机房,电房设备初来新闻中心,对这里的环境,设备都是完全不熟悉,而原百花物业也不配合,所以很多东西都是靠自己以往的 经验 通过摸索,思考和总结,再加上____主管、____主管的亲自讲解,培训以及按排一些有非常丰富经验的师傅前来讲解,现在对这里的地理位置、中央空调系统、高低压电路系统、消防系统、生活用水和园林绿化系统、电梯系统等都相当熟悉,可以独立上岗。三、做好中央空调和高低压电路系统的运行和保养工作中央空调方面,根据客户的需求,季节、天气情况,合理控制中央空调,并做好运行记录工作,对各项参数认真看,发现异常认真分析原因并上报,通知保养单位迅速前来处理。保养方面,因原物业公司对以前的中央空调系统完全没有做保养工作,致使冷却系统内壁生锈,损坏,根据领导的按排,严格执行领导的要求,加强外单位的保养监督工作,按排班员专人监督跟进,要求做到每星期定期清洗,每月定期加药水,有保养不到位的地方要求其立刻处理,防止外单位保养人员,马虎了事,致使冷却系统进一步损坏,保证空调主机正常运行。而另一方面,在____主管的制定下,每月按排班员对机房地面、空调主机,冷却泵,冷冻泵的表面进行了清洁,并定期对冷却泵,冷冻泵轴承进行加雪油等保养工作。高低压系统方面,加强了高压保养单位的保养工作,要求每星期进行检查俩次,发现问题及时前来处理,低压方面刚接手时,公用电房2号电容补偿柜接触器曾出现线路松脱,致使相线触碰电柜外壳对地烧毁接触器现象,根据领导的按排,严格执行领导要求,对所有电房的电容补偿柜内所有的触点进行了全面加固处理,对有问题的电容进行更换,对公用电房(没有空调)的电容柜作开门并用风扇散热。以及对各楼层的电井进行清洁,触点加固,更换损坏的指示灯等全面排查,还对所有电房的地面卫生定期清洁,保证设备在良好的环境下运行。四、对运维组人员进行中央空调培训在领导的按排和支持下,本人对运维组人员进行了简单的中央空调讲解,一些对空调不熟或者部分完全没有接触过空调的员工都收到了少少效果,而自己在表达能力,自信心等方面都得到了较大的提升,也对自己的空调知识进一步加固,在此多谢____主管、____主管等领导对本人的信任和支持。五、做好班员的管理工作、做好上级按排的任务和新闻单位的来电报修工作本人以身作则,要求班员遵纪守法,遵纪公司的 规章制度 ,做到不迟到,不早退,加强班员的责任心培训,认真做好设备的检查工作和运行记录工作。对上级按排的工作,合理按排,调动班员,迅速处理。对新闻中心的来电报修,认真听讲,记录来电的单位,报修内容以及故障的位置等,迅速调动班员迅速处理,对较大的故障或不能处理的问题认真向客户解释并上报处理。以上主要是这一年来的主要工作情况,有可喜的也有需要提高的,喜的是在这里做了班组的负责人,得到了少少的管理经验,而且在这个接收过程中也学会了很多知识,技能也得到了进一步的提升,而需要提高的是管理的水平,人际关系处理以及技术技能也需要进一步提高,所以我一定会更加努力,争取明年更上一层楼。维修电工技术总结报告2维修电工工作总结本人自年月参加工作,经厂三级 教育 后分到电器车间维修班,从事电器维修工作,工作中严格要求自己,虚心向师傅、同事请教,并能通过理论结合实践,使自己的业务水平不断提高,曾多次参加或独立承接电器设备的安装改造项目,并连续多年被单位授予先进工作者、 安全生产 者等荣誉。1992年因生产需要厂内新上两台氮氢压缩机,电器部分是1250kw/6kv同步电机,我很荣幸地参加了工程安装的全过程,从线槽的定位、铁件的制作到高低电缆的布线,从电机的检测、接线,到高压开关柜的安装调试,以及现场控制柜的机械调试,辅助开关的调整以及高压电缆头的制作,首次接触到kglf-11型励磁柜的安装调试,并从中学到了一些同步电机安装的技术要点,使自己有了新的提高。在工作中不墨守成规,敢于创新是一个优秀维修工必须具备的优点,我所在的合成维修班所负责的电器设备的供电负荷大约占全厂总负荷量的60%左右,光是6kv的高压同步电机620kw至3100kw大小不等的电机就有15台,再加上为之匹配的各种异步电动机等200多台,这对于只有六、七个人的维修班来说,每天的工作量可想而知,特别是到夏天因环境温度升高而造成的同步励磁柜故障,经常困扰着我们,在繁琐重复的工作中,我注意到同步机励磁柜中的变压器运行时,散发出的高温是使励磁控制电路电子元件参数发生变化的主要原因,从而导致系统失控,引起设备故障,因此我向车间领导提出了改造励磁柜的想法,经领导反复论证后进行了整改,把原有励磁柜中的变压器从柜子中分离出来,放置在一个专门的变压器室内进行统一散热,控制回路中用38w的轴流风机取代原来800w的风机进行降温,这样既降低了噪音,又优化了操作环境,这样困扰我们多年的难题迎刃而解了,到现在为止,我们已经完成了用智能模块控制器取代原有的电子插件模拟控制,彻底解决了设备运行中存在的问题,稳定了生产。业务水平的不断提高,来源于实际工作中经验积累的过程。____年至____年企业因扩大生产,我先后参加了75吨锅炉电器高压部分的安装、米变换项目、1200kwa变压器及低压配电室的安装项目、米合成1300kw电炉的安装项目等,在安装合成塔电炉的项目中我经反复试验,摸索出组装合成塔小盖电极杆的一套成功经验,用我们预先制造好的模具放入装有云母管的电极杆小盖,绕上细石棉绳抹上硅胶(耐高温)在模具与电极杆之间用5吨千斤顶一次压制成型,而后烘干,这样用顶压法取代螺母拧压法。保证了电极杆组装过程中的稳定性,从而在使用中既经受的起320公斤高压其他的冲击,又能耐受490°高温的考验,我们厂也从此结束了聘请外来技术人员解决难题的历史。____年9月因工作表现突出,我被调到尿素维修班担任班长,这期间,我先后组织安装了6kv/850kv高压电机项目,____年我们班先后承接了厂里新上变压吸附配电室,包括1600kva变压器在内的全套工程项目以及新上620kv/6kv变脱泵电机的安装调试,空压站90kw空压机plc的安装与调试等,由于尿素工序环境腐蚀性强、电气设备散乱,____年我组织人员对一、二尿配电室内所有变频器进行了整改,分别组建了专门的变频器室,净化了环境,也减少故障,并实现了总控室操作人员的屏面检测与集中控制,使原有的操作简单易行,一目了然,还方便了维修人员的检修、维护。企业生产,安全第一。这特别对我们从事危险行业的工作人员来说,意义更为重大。运用所掌握的技术来解决生产中存在的问题,是一个技术人员义不容辞的责任。____年夏天,我在尿素包装工段巡检时发现操作工脚下的缝包机控制开关是380v的电源电压,于是我萌发了把原来380v控制回路改成36v安全电压的控制,改造后解决了潜在的安全隐患,达到了安全生产的目的。二十多年的工作经验告诉我,做一个优秀的技术人员,不仅要有吃苦耐劳、精益求精、不断进取的精神,还必须具备胆大心细、灵活多变、敢于创新的性格,我为自己成为一名优秀的技术工人而深感自豪。维修电工技术总结报告3维修电工技术总结转眼件,____年已经过去,回想来敬业工作中的这段时间,使我认识到了供电车的重要性和自己业务技能欠缺的主观事实,让我从心里认识到了自己只有学好专业技能才能保证生产的正常用电、安全用电。记得出徒考试那天,敬业站4#变突然停电,造成了南区班组管辖范围内的:65㎡带烧1段、7#8#炉2段及新1#炉配电室的1段2段母线全部停电。这次停电事故不紧影响了大面积正常生产,最严中的是因为停电在新1#炉发生了安全事故,这次事故充分证明了供电的重要性,所以作为供电的维修工的自己,要有高度的责任心,来保证供电系统的正常运行。在每次设备检修时,看到每位师傅胸有成竹的样子,使自己感觉到自己知识浅薄,为不能做好师傅的帮手感到内疚。所以,我因该加强学习,争取在短时间内赶上去,在工作中做上级领导和师傅的好帮手。这几个月的工作中,其实还发现自己还有很多问题,如:做事标准底、责任心欠缺、做事懒散等能直接影响工作的问题,所以,在以后的工作和生活中要加劲努力,改掉自己不足,让自己的工作上个新台阶。维修电工技术总结报告4一、目的和意义通过实训,为学生今后的专业实验、 毕业 设计准备必要的工艺知识和操作技能,同时培养学生严谨的工作作风和良好的工作习惯。既是基本技能和工艺知识的入门向导,又是创新实践的开始和创新精神的启蒙。二、实训内容实训项目一:安全用电(一)必须认识到安全用电的重要性安全用电知识是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。在电子装焊调试中,要使用各种工具、电子仪器等设备,同时还要接触危险的高电压,如果不掌握必要的 安全知识 ,操作中缺乏足够的警惕,就可能发生人身、设备事故。所以必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上,掌握一些安全用电知识,做到防患未然。(二)触电及相关防护策施1.触电的种类:(1)电伤,电伤通常有灼伤、电烙伤、皮肤金属化三种。电伤对人体造成的危害一般是非致命的。(2)电击,是指电流流过人体,严重影响人体呼吸、心脏和神经系统,造成肌肉痉挛、神经紊乱,导致呼吸停止,严重危害生命的触电事故。触电死亡大部分是电击造成的。决定电击强度的是流经人体的电流,而非电压。2.影响触电造成人体伤害程度的因素:电流的大小、电流种类、电流作用时间、电流途径、人体电阻。人体电阻会随着人体皮肤的干燥程度和人的年龄而变化。干燥时可呈现100 000欧姆以上,二潮湿时,电阻可降到1000欧姆以下,并且随着人的年龄的增加而变大。3.触电原因:直接触电、间接触电、静电触电、跨步电压引起的触电。4.防止触电的技术 措施 :(1)保护接地和保护接零(2)触电保护装置还有一点比较重要就是若真的看到别人发生触电,该采取些什么样的措施。先保证把电源断开或用绝缘体把电线从触电者身上移开,若触电者呼吸停止但有心跳,应对其进行人工呼吸或胸外心脏挤压。实训项目二:常用工具的使用(一)、照明电路的组装常用工具(一)的实训内容:熟悉和掌握常用电工电子工具的结构、性能、使用 方法 和操作规范。有螺丝刀、钳子、电工刀等。照明电路的组装的实训内容:(一)一灯一开关控制的白炽灯照明电路组装。线路上依次火线接开关,白炽灯、之后接零线,便构成回路。(二)日光灯照明电路的组装:其主要由开关、启辉器、镇流器和日光灯等部分组成。(三)双控照明电路的组装:两个开关中的任何一个无论处于什么状态,另一个开关都能独立地控制电灯的开、关。实训项目三:常用电子仪器的使用1.实训项初步掌握SS4323直流稳压电源的使用方法 2.初步掌握UT58D数字万用表的使用方法 3.初步掌握AS101E函数信号发生器的使用方法 4.初步掌握SS-7802A模拟示波器和TDS1012数字存储示波器的使用方法。实训项目四:常用电子元器件的认识与检测(一)通过静态和动态的方法,初步认识电阻及掌握其检测方法(二)通过静态和动态的方法,初步认识电位器及掌握其检测方法(三)通过静态和动态的方法,初步认识电容及掌握其检测方法(四)通过静态和动态的方法,初步认识电感及掌握其检测方法(五)通过静态和动态的方法,初步认识二极管及掌握其检测方法(六)通过静态和动态的方法,初步认识三极管及掌握其检测方法。实训项目五:常用工具的使用(二)、焊锡训练常用工具的使用(二)的实训内容:继续来熟悉和掌握常用电工电子工具的结构、性能、使用方法和操作规范:电烙铁。焊锡训练的实训内容:印制电路板的焊接练习。其内容:在万用板上焊接一个如书上的图的无稳态多谢振荡电路并通电测试,若两个发光二极管能轮流发光,则表明电路焊接正确。实训项目六:印刷电路板(PCB)的制作与电路调试,制作一个555振荡电路。三、实训总结或体会第一周的时候我进行了电子电工的实训,师傅给我们讲了安全用电的有关知识,这个跟我们的日常生活都有关,而且让我们对如何安全用电等的知识在原有的基础有了进一步的了解,通过师傅的讲解,我学习到了安全用电的基本知识,懂得安全用电的重要意义,并且这为电工电子实训和以后的学习、工作、生活中安全用电奠定基础。为期一周的电子电工实训,师傅也大致的向我们叙述了一下今后的实训计划并且说明了一些要求和注意事项,这也让我对往后的实训充满期待和好奇。第二周我们进行了照明电路的组装,在听师傅介绍我们这节课的内容后,我们开始动手。我们是两个人一组,自己动手把线路连接好,然后接通电路,让电灯亮。看到自己组装的灯亮了,很开心,师傅过来签名时也许也觉得我们像个小孩,分享着我们的喜悦,微笑着帮我们签了名。这次我们组进行的很顺利,虽然过程中也有遇到一些些小难题,但在师傅的耐心并且细心的讲解下我们及时改正也是不成阻碍,师傅总是能一针见血的指出我们的问题所在,并且给与我们正确的引导,并且同时教会了我们如何去找出出错的地方。在这次实操过程中让我初步亲身体验到电子电工是怎样的。通过这次的组装让我们了解到了什么是白炽灯、日光灯以及白炽灯、日光灯照明电路的基本组成。第三周我们进行常用电子仪器的使用这个项目。我们在师傅的讲解下了解了直流稳压电源、万用表、信号发生器、示波器等常用电子仪器的功能后开始操作。我在使用示波器提进行校准信号方波的测量得到以下数据:峰值为,周期为,频率为;测得、10dB的正弦波的峰峰值为,则峰值为,周期为17mA,则由周期计算出频率,与显示的频率比较相差较小。通过这节课我掌握了直流稳压电源、万用表、信号发生器、示波器的基本使用方法,这也为我后续的实训打下了基础。f为实训的第四周我们进行的是常用电子元器件的认识与检测。在一开始通过师傅的讲解我们简单的了解了电阻、电位器、电容、电感二极管、三极管、集成电路路芯片等元器件的功能以及与它们相关的一些 其它 知识。在实训的过程中我通过实物认识各种常用的电子元器件并且掌握了常用电子元器件参数的识读方法以及使用万用表测量常用电子元器件参数的方法。在色环阻值识读中我识读了一个其色环为橙黑红银的四环电阻的阻值为30__100±5%并且用万用表测得其阻值为千欧姆,则可以比较得出相差不多,也就证明前面的读数是正确的;然后用万用表测得电位器的最大阻值为毫欧姆;用万用表和多用转接插头座测得电容得电容量为毫欧姆,并且 我在这节课学会了二极管与三极管管脚的判别。做完上述步骤后,我们又制备了一个二极管的实验线路,我连接好线路,接通电源,二极管就亮了,所以电路的连接是成功的。通过这个简单的实验,让我了解了常用电子元器件的功能并且加深了对线路连接的认识。第二大节课我们在第一大节课的基础上开始我们的焊接工艺与焊接训练。同样在师傅的详细认真的讲解下。我们熟悉了电子装焊工艺的基础知识和要求后开始动手操作。我们要进行的是印制电路板的焊接练习。我们在万用电路板上按照电路图进行元器件的焊接,我刚开始焊接第一个元器件是二极管,手拿着那个电烙铁和锡一直不受控制的抖动,我一直对自己说要稳,可还是手很抖,也许是第一次接触紧张在所难免。我的第一次焊接尝试就在我手不停的抖动下结束了。但是也许是真正了解到焊接是怎么一回事了,知道了心里有底了,第二次焊我就焊得好多有了,手也不多抖了,并且越焊越熟手。有经验后,之后的我都焊接的很好。上午时间到时,同事们都还没有焊完,我也一样,师傅说先回去,下午来再继续。第五周我们继续焊接工艺与焊接训练,同时老师也讲了AS-06FM收音机的制作,做完上一个项目的同事就可以接着去做这个项目。下午我们都提早到了,一到就坐下来继续进行上午的焊接,没有了上午的害怕和紧张,这次我一拿起电烙铁就上手了,别说还真的`是还有模有样的,这时的我们经过这些天的实训都有电工的架势了,我们来到时看到还有比我们早到的同事在焊接时都觉得仿佛进了电工厂了,这跟刚开始的感觉是不一样的。课上了不太久,我还在努力认真的焊接着,就有同事成功了。虽然我比其它同事慢了点,但我还是很稳的,我想不能在最后的时候没弄好才来出差错啊,所以我不紧不慢的一点点的认真的焊着。经过差不多一下午的努力我终于焊接好了无稳态多谐振荡电路的焊接,这时候最关键的时刻到来了,因为然后就是要用先前学习使用过的直流稳压电源进行通电测试,我带着紧张和期待的心情接通连接电路,按下output键,这时我看到两个发光二极管在轮流放光,一闪一闪的,我觉得真是很好看啊,我这时的心情真的可以用心花怒放来形容。那种认真努力得到收获的感觉那种成就感真的都很好。这个实训内容较之前面的内容花费的时间较多收获也较多。我觉得经过这次焊接以后叫我焊什么我都不怕了。并且呢我对电子装焊工艺及常用焊接、装配工具有了一个初步的认识,掌握了焊接工具及常用工具的正确使用以及手工电子焊接技术,为以后的制备收音机的实训产品安装打下了基础。电子电工实训第六周也是实训的最后一周。今天我们实训的内容是印刷电路板(PCB)的制作与电路调试,在师傅的讲解下我们了解了制作PCB板电路图的基本流程,按照师傅所说的流程,我们顺利而且成功的完成了任务,让那我熟悉了制作PCB板的基本操作,掌握了使用热转印来制作PCB板的操作。最后在我怀着留恋的情绪下这次的就这样结束了。在师傅的精心指导和同事们的积极帮助和我的认真努力下,实训圆满结束。接得进入工作岗位!

传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:

随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。

另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

参考文献

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[5]AmineA,,2006,21:1405-1423

传感器与自动检测技术教学改革探讨

摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维

“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析

笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。

1.重理论,轻实践

该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。

2.教学模式单一

该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。

3.教学实验安排不合理

传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。

二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革

传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。

1.优化教学内容,注重工程思维

本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。

2.改革教学方法,改变教学模式

传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。

3.与工程实际相结合,与其他课程相结合

教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。

4.实验环节改革

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。

5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率

高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。

本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。

参考文献:

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[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.

[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.

建议去科技论文网去查,你去你们学校图书馆问问,有没有买什么数据库,一般学校都有的。然后输入你的关键字去查都能查到。透光脉动传感器的影响因素研究 论文透光脉动传感器是一种非接触式光电检测装置,通过对混凝过程中形成的絮体颗粒的检测,可以得到反映颗粒聚集状态的检测参数R。其检测不受混凝剂种类以及原水水质等条件的限制,其输出值不受取样管管壁的粘污以及电子元件老化、漂移等不利因素的影响,广泛适用于饮用水处理以及工业废水处理中混凝过程的在线连续检测[1]。以该传感器为核心的透光脉动混凝投药控制系统在高浊度水的混凝剂自动投加控制方面得到了良好的应用[2],近年来开始在常规浊度水的混凝剂自动投加控制方面得到应用[3]。在实际使用中,透光脉动传感器的检测性能受诸多因素的限制。作者在综合实践应用经验和试验结果的基础上对透光脉动传感器的主要影响因素进行了研究,并确定了其最优工作参数。1 透光脉动传感器 透光脉动传感器由水样检测部分和信号处理部分构成,分别完成信号的检测和处理,其工作原理如图1所示。由光源发射一束狭窄的光照射到传感器取样管中流动的悬浮液,透过光由光检测器接收并转换成电信号,然后通过后续的信号处理电路完成对电信号的处理,输出透光脉动检测值。检测值可以通过数码显示器(LED)显示,也可以通过输出端子输出,通过接口与计算机等连接,以实现检测值的在线采集和分析处理。式中:L—取样管管径; A—光柱有效照射面积; Ni—第i种颗粒的数量浓度; Ci—第i种颗粒的散射截面积。 从表达式可以看出,在被检测对象即悬浮液中颗粒的性质一定的情况下,检测值受光源的有效照射面积及取样管管径等因素的影响。在实际应用中,取样流速和传感器信号处理部分的放大倍数等因素也对检测值有明显影响,下面将对这些影响因素进行具体分析。2 影响因素分析 光源的影响 对于透光脉动传感器来说,光源的选择无疑是至关重要的。受透光脉动检测技术的限制,只有当被测水样体积足够小时,颗粒的脉动现象才能被传感器检测到。在实际应用中为保证检测效果,必须尽量减小光柱的有效照射面积,因此应选择发射角小的光源,如激光二极管。 在水处理领域,国际标准化组推荐使用波长为860nm的近红外光和550nm的紫外光作为光源[4]。为了保证传感器的灵敏度,光源发射光的波长应随着被测颗粒尺寸的增大而增大,对于透光脉动传感器来说,它检测的是尺寸较大的絮体颗粒,因此宜选择发射波长为860nm的光源。在860nm处水中的溶解性物质对光的吸收非常弱,这一点对于没有色度补偿的透光脉动传感器来说很重要。 取样流速的影响 由透光脉动检测技术特性可知[5],颗粒的脉动频率与取样流速有关,只有在保证最低取样流速,使得被检测水样能及时得到一定程度的更新的前提下,经过处理后的检测信号才能真实地反映出颗粒的脉动情况,且此时检测值应与取样流速无关。为了验证取样流速对检测值的影响,用内径为3mm的取样管分别对未混凝和混凝的悬浮液进行了连续检测。对于未混凝的悬浮液,当取样流量小于20mL/min时,此时水样流速太小,脉动信号的频率过低,其在信号处理过程中被滤波电路滤掉一部分,从而导致检测值偏小。取样流量在20mL/min左右时检测值波动较大,而当取样流量大于25mL/min时检测值比较稳定,仅当取样流量达到100mL/min时,检测值才略有下降。从试验结果可得,当取样流量在25mL/min以上即取样流速在以上时,检测值与取样流速无关。对于混凝的悬浮液,当取样流量为25~40mL/min即取样流速为时,流量变化对检测值的影响很小,而当取样流量大于50mL/min后,取样管中层流剪切力造成絮体明显破碎,导致检测值随流量的增大有明显的下降趋势,当取样流量降低后,絮体破碎程度降低,检测值则重新升高。 试验结果表明,当取样管管径为3mm时,对于未混凝的悬浮液,取样流速在以上时检测值与取样流速无关;而对于混凝的悬浮液,为了保证检测值能反映絮体颗粒真实的聚集情况,应尽量避免絮体在取样过程中的破碎,将取样流速合理的控制在。 取样管管径的影响絮体在取样管中层流剪切力的作用下会有一定程度的破碎,检测值将受到影响。研究表明,层流的平均剪切率和管径的立方成反比,和流速成正比,因此除通过适当降低取样流速外,还可以通过增大取样管管径的方式来减小剪切率。取样管管径可以根据使用目的以及所检测水样的絮凝情况综合考虑,例如在实验室小试研究中,为了尽量节约试验用水,取样管管径宜选择得小一些,如3mm,在适当控制取样流速的情况下,可以保证絮体基本不破碎。从图4可看出,当取样管管径小至1mm时管中的平均剪切率变得非常大,例如当取样流量仅为时,剪切率即达到约300s-1,这样高的剪切率很容易造成絮体的破碎。因此,在实际应用中往往不是用1mm的取样管来检测颗粒的聚集过程,而是充分利用层流剪切力对悬浮液中颗粒的破碎作用,将其用于研究絮体颗粒的抗剪性能或者颗粒物质在悬浮液中的分散过程等[6]。 在水处理工艺中,混凝效果良好时形成的絮体颗粒粒径较大,絮体强度相对较小,特别是在原水浊度较高、投药量较大的情况下;另外,为了保证在长时间运行时取样管不易被沉积物堵塞,必须保证较大的取样流速,这样都容易导致絮体的破碎。当取样管管径仅为3mm时,颗粒破碎程度明显增大,此时需要选择管径较大的取样管。生产实践表明,当取样管管径增加到5mm左右时,就可以保证水样流过取样管时絮体基本不会破碎,当然,也可以根据原水性质选用直径更大的取样管,如在高浊度水絮凝过程的检测中则建议使用内径为8mm左右的取样管 放大倍数的影响 透光脉动传感器直接检测到的脉动信号很微弱,必须经信号处理部分放大和滤波等处理后才能参与控制。为了研究信号处理部分的放大倍数对检测值的影响,选取放大倍数分别为K1和K2的两个传感器进行了试验研究,在改变水样的絮凝程度时的检测 传感器的放大倍数K1较小,其检测值的变化幅度相当小,仅在之间变化,而2号传感器的放大倍数K2较大,检测值在之间变化,由此可见放大倍数对于检测值的输出具有相当大的影响。把两条曲线绘于不同的坐标下时发现其变化规律非常接近,说明两个传感器的检测性能基本相同,只是由于信号处理部分的放大倍数不同,导致输出值差异很大。对于投药控制系统来说,传感器信号处理部分的放大倍数过高,检测值波动太大,导致系统稳定性差;放大倍数过低,检测值无法准确反映出絮体颗粒的变化情况,控制系统无法调节投药量,因此在控制系统投入运行之前必须调节好放大倍数。一般来说,放大倍数可以根据所检测水样的性质现场调节,其调节可以分为两步:首先将絮凝充分的水样通过传感器,调节放大倍数使得检测值在40%左右,然后较大幅度地改变取样流速或者水样的絮凝程度,使检测值大约在20%~80%之间变化即可。3 结论通过对传感器的工作参数进行优化,可以改善传感器的检测性能,使其在生产中获得更加良好的应用,主要应注意以下几个方面: (1)光源应选择发射光的波长范围窄、发射角小的激光二极管等,波长宜选择860nm; (2)对于混凝的悬浮液,其检测值受取样流速的影响,在生产中应合理控制取样流速; (3)为了减小絮体在取样管中的破碎,应根据悬浮液的絮凝程度合理选用取样管,试验研究中一般选用1~3mm,生产应用中则选用5~8mm; (4)传感器信号处理部分的放大倍数对检测值的输出有很大影响,为了保证控制系统的控制性能,必须合理确定好放大倍数,其值可根据被检测水样的性质在现场调节确定。参考文献:[1] Gregory, J. , Nelson, . A New Optical Method for Flocculation Monitoring[A]. Solid-Liquid Separation[C]. Chichester,Ellis Horwood:.[2] 于水利, 李邦宜, 曹世杰, 李虹, 李圭白. 新型在线光学絮凝检测仪的原理、设计与制造[J]. 传感器技术, 1997, 16(1):18-20.[3] 孙连鹏. 透光率脉动混凝投药控制系统的应用研究及系统优化[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2001.[4] ISO qulity-Determination of turbidity[S].[5] Gregory, J. Laminar dispersion and the monitoring of flocculation processes[J]. J. of Colloid Interface Sci., 1987,118(2):397-409.[6] 李星, 张正磊, 齐文明. 颗粒分散和破碎过程在线检测研究[J]. 哈尔滨建筑大学学报, 1999,32(6):31-34. [来源:论文天下论文网 ] 论文天下 希望对你有帮助

发光二极管最新研究进展论文

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文,希望你能从中得到感悟!

纳米材料综述

【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。

【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构

1 引言

著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]

1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]

2 纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。

3 纳米材料

纳米材料的概念

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在微米以下,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米材料的分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

(1)纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。

(2)纳米纤维

纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

(3)纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

(4)纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。

4 纳米材料的应用

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

5 纳米材料的前景

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域,21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

6 结束语

纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性,已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域,促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10~15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发,纳米材料的应用,推动了整个人类社会的发展,也给市场带来了巨大的商业机遇。

参考文献

[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M],2001/05

[2]肖建中.材料科学导论[M].北京:中国电力出版社,2001,43~50.

[3]吴润,谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000,14(10):43~46.

纳米材料与应用

摘要 :简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应,讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词 :纳米材料 性能 应用

纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果,例如在水中添加5%的铜纳米颗粒,热导率可以增大约倍,这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性,例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象,从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性,纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小,表面原子所占比例很大,表面原子拥有剩余的化学键合力,表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气,能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。

纳米材料还广泛应用于环境保护中,它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用,用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来,方法简便,成本低廉,并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求,近年来获得迅速的发展。目前,越来越多的人工纳米材料已被投放市场,给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作,将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料,并将该复合材料应用到超级电容器的电极上,获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的,包含复合材料的阳极和传统的阴极,以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多,可以达到100微米上,从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似,研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时,他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用,综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点,克服了它们各自存在的缺点,是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点:微观结构稳定性好,适合大电流充放电;表观性状相容性好,适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强,适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求:更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料,以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构,提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有:空隙加大,一般大于96%;通透性好,流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上,从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质,它具有高度发达的空隙构造,是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外,在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。

目前,纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法,在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上,以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物,将含有分析对象的溶液与载体温育,通过显微技术检测自由载体量,就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来,组织工程成为一个崭新的研究领域,吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中,用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素,能否使种植的细胞保持活性和增殖能力,是支架材料应用的重要条件。据报道,将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料,与以往的胶原蛋白支架相比,其力学强度得到增强,孔径尺寸增大,表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架,在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中,纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架,这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化,形成纳米结构的复合材料,研究发现,这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献:

[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)

背景

我们生活中遇到的大多数电子器件,通常都是由无机材料例如硅制成,属于无机半导体器件。可是,由于僵硬、易碎、成本高、工艺复杂、生物相容性差等诸多弊端,传统硅基半导体面临着严峻的挑战。此外,硅基半导体的制造工艺也正在逼近物理极限。

因此,世界各国的科学家们正在研制各种新型电子器件来克服这些弊端,进一步提升电子器件的性能,拓展其应用场景。近年来,一种新型电子器件备受科学家们的追捧,它就是由有机半导体材料制成的有机电子器件。有机电子器件不仅具备良好的柔韧性与透明性,而且超薄、超轻、对环境友好。这些材料可通过简单、环保、低成本的工艺进行加工,例如制作成溶液后大面积打印。

这些更加柔韧、轻薄、便携、透明的有机电子产品,可以应用于诸多领域,例如柔性太阳能电池、柔性显示器、柔性传感器、柔性可穿戴设备、植入式设备等。其中,有机发光二极管(OLED)便是一个成功商用的典型案例,最新一代的智能手机已经开始采用OLED显示屏。

创新

今天,笔者要为大家介绍有机电子领域的一项新进展。

近日,日本东京工业大学材料科学与工程系 Tsuyoshi Michinobu 和 Yang Wang 领导的研究团队,报告了一种具有世界领先的电子迁移率性能的单极n型晶体管。他们采用了一种新方法来提升之前被证明很难优化的半导体聚合物电子迁移率。他们的高性能材料实现了达 cm2 V−1 s−1的电子迁移率,相比于之前可比的成果提升了40%以上。

《Journal of the American Chemical Society》期刊上发表的论文表明,他们专注于提升所谓的“n型半导体聚合物”材料的性能。n型材料以带负电的电子导电为主;相对而言,p型材料以带正电的空穴导电为主。Michinobu 解释道:“因为与带正电的原子团相比,带负电的原子团天生就是不稳定的,所以制造稳定的n型半导体一直是有机电子领域的一个重要挑战。”

技术

然而,这项研究既应对了基本挑战,也满足了实用的需求。Wang 表示,例如,许多有机太阳能电池,就是由p型半导体聚合物和n型富勒烯衍生物制成的。缺点就是,后者成本高,难以合成,不兼容柔性器件。他说:“为了克服这些缺点,高性能的n型半导体聚合物非常有希望能够推进全聚合物太阳能电池方面的研究。”

团队的方法包括采用一系列新型聚合(benzothiadiazole-naphthalenediimide)衍生物,以及微调材料的骨干构象。这种方法可以通过引入“1,2-亚乙烯基桥(vinylene bridges)”来实现。之前的研究表明,这种结构被认为是一种有效的间隔物,而这种间隔物却从来没有在这项研究所关注的聚合物中使用过。它能与相邻的氟原子和氧原子形成氢键。引入这些“1,2-亚乙烯基桥”需要可以优化反应条件的重要技术。

总体来说,生成的材料具有更好的分子包装次序以及更高的强度,这有利于提升电子迁移率。

采用掠入射广角X射线散射(GIWAXS)等技术,研究人员确认他们实现了极短的“π−π堆叠距离(stacking distanc)”,仅为埃米(一埃米为十分之一纳米)。这个距离衡量了在电荷中电荷需要被携带至多远。Michinobu 表示:“对于高迁移率有机半导体聚合物来说,这个距离属于最短的。”

价值

这项成果预示着有机电子将迎来令人振奋的未来,科学家们将开发出创新型的柔性显示器和可穿戴技术。

未来

除此之外,研究人员还面临几项挑战。他说:“我们需要进一步优化骨干结构。同时,侧链基也在决定半导体聚合物的结晶性和包装方向上扮演着重要角色。我们还有改善的空间。”

Wang 指出,对于报告的聚合物来说,最低未占有分子轨道(LUMO)能级在− eV 到 − eV之间。他说:“LUMO能级越深,电子输运就越快越稳定。因此,例如,引入sp2-N、氟原子和氯原子的进一步设计,将有助于实现更深的LUMO能级。”

未来,研究人员们也将打算改善n沟道晶体管的空气稳定性。对于实际应用例如类似互补金属氧化物半导体(CMOS)的逻辑电路、全聚合物太阳能电池、有机光电探测器和有机热电器件来说,空气稳定性是一个非常关键的问题。

参考资料

【1】

【2】

研究生论文提纲格式范文

提纲格式一

摘要 4-6

Abstract 6-8

英文符号与缩略语 15-18

第1章 绪论 18-30

课题研究背景 18-22

太阳能电池的发展 18-19

聚合物太阳能电池的工作原理及性能参数 19-22

聚合物给体材料的研究进展 22-28

聚合物给体材料的发展 22-25

侧链对聚合物给体材料性能的影响 25-27

D-A共聚物光电转换过程的研究现状 27-28

本课题的研究目的和意义 28-29

课题的研究内容 29-30

第2章 一维D-A共聚物PBDTTT的溶液构象和光生电荷动力学 30-60

引言 30-32

PBDTTT溶液的制备与光谱测量方法 32-36

稳态光谱特性 36-42

稳态吸收和发光光谱特性 36-42

PBDTTT溶液极化子吸收的特征光谱 42

(BDT-TT)n单体到四聚体的构型 42-44

PBDTTT溶液极化子吸收在毫秒时间内的复合过程 44-46

飞秒时间分辨吸收光谱 46-59

715nm波长激发时三个激发态产物的原初动力学 46-53

440nm波长激发时三个激发态产物的原初动力学 53-55

激发态产物与分子构型的关系 55-59

本章小结 59-60

第3章 PBDTTT纯膜与PBDTTT:PC61BM共混膜的光生电荷动力学 60-84

引言 60-62

PBDTTT固态膜的制备和形貌、稳态光谱测量 62

PBDTTT器件的伏安曲线与外量子产率 62-63

形貌和稳态光谱特性 63-67

纯PBDTTT薄膜的飞秒时间分辨吸收光谱 67-73

700nm激发时PBDTTT纯膜激子和极化子的原初动力学 67-70

490nm激发时PBDTTT纯膜激子和极化子的原初动力学 70-72

侧链和过剩激发能对纯聚合物薄膜电荷产生机制的影响 72-73

PBDTTT:PC61BM共混膜飞秒时间分辨吸收光谱 73-82

700nm激发时PBDTTT:PC61BM膜ICT与CS的原初动力学 73-77

490nm激发时PBDTTT:PC61BM膜ICT与CS的原初动力学 77-78

侧链和过剩能对聚合物共混膜光生电荷动力学的影响 78-82

本章小结 82-84

第4章 二维D-A共聚物PF(S)DCN在液相和固相中的光生电荷动力学 84-117

引言 84-86

PF(S)DCN溶液与固态膜的制备 86

PFSDCN在液相中的激发态动力学 86-98

稳态光谱特性 86-88

PF(S)DCN单重态激子的衰减动力学 88-90

PFDCN溶液相激发态的原初动力学 90-93

PFSDCN溶液相激发态的原初动力学 93-96

侧链对PF(S)DCN溶液相的激发态性质影响 96-98

PF(S)DCN纯膜和PF(S)DCN:PC71BM共混膜的超快光生电荷动力学 98-115

稳态光谱和形貌特性 98-101

PFDCN和PFDCN纯膜激子和极化子的原初动力学 101-107

PF(S)DCN与PC70BM共混膜激子和极化子的原初动力学 107-111

侧链对PF(S)DCN固相的光生电荷动力学影响 111-115

本章小结 115-117

结论 117-118

创新点 118

展望 118-119

参考文献 119-131

攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 131-134

致谢 134-136

个人简历 136

提纲格式二

摘要 4-6

Abstract 6-8

第一章 绪论 12-33

III-V族发光二极管的发展历史 12-18

LED工作原理及结构 18-21

结温对LED性能的影响 21-24

结温测试方法综述 24-31

热阻法 24-25

功率法 25-26

正向电压法 26-28

红外法和拉曼法 28-29

蓝白比法 29-30

峰位移动法 30-31

本论文的目标与工作 31-33

第二章 发光二极管发光及热传递理论基础 33-48

半导体中的光跃迁 33-42

半导体材料的态密度 33-35

载流子的分布 35-36

辐射复合理论 36-40

半导体荧光 40-42

异质结与多量子阱结构 42-44

异质结中的载流子 42-44

热产生、传递与分析 44-48

LED中的热产生 44-45

热传递方式 45-46

热分析 46-48

第三章 发光二极管结温测定系统的设计与实现 48-69

结温测定系统的算法与流程 49-54

LED发光峰位的拟合 49-50

光谱峰位搜索算法 50-52

实验设计与控制流程 52-54

结温测定系统的硬件设计 54-60

温度控制 54-55

驱动脉冲 55

光谱的快速采集 55-56

结温测定系统的实现 56-59

实验参数的确定 59-60

结温测试系统的应用 60-68

结温测定实例 60-64

结温测试系统的推广 64-68

本章小结 68-69

第四章 结温测试系统的测试与验证 69-80

结温测试系统的可靠性验证 69-73

系统的可重复性测量 69-72

系统的可再现性验证 72-73

峰位移动法与正向电压法的对比研究 73-79

不同大功率LED的.定标比较 73-77

不同偏置电流下定标曲线的稳定性 77-78

同一来源样品的定标比较 78-79

本章小结 79-80

第五章 蓝、绿光LED局域态对结温定标曲线的影响 80-102

实验装置和方法 80-81

蓝、绿光LED的光致发光研究 81-89

局域态与QCSE对PL光谱的影响 81-84

铟 含量对PL光谱的影响 84-89

蓝、绿光LED的电致发光研究 89-94

不同注入电流下的EL光谱变化 89-92

温度对EL光谱的影响 92-94

蓝、绿光LED结温定标曲线差异的分析 94-101

铟 含量与局域态的形成与分布 94-99

铟 含量对定标曲线的影响 99-101

本章小结 101-102

第六章 LED灯具热学参数的提取与研究 102-116

LED结温测试系统应用简介 103-108

LED灯具有效散热参数的提取 108-115

理论分析 108-109

实验方法 109-110

灯具有效散热参数与温度的关系 110-113

灯具有效散热参数与电流占空比的关系 113-115

本章小结 115-116

第七章 总结与展望 116-119

总结 116-117

展望 117-119

参考文献 119-132

致谢 132-133

攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 133

市场竞争格局:呈金字塔形分布

——上游芯片市场较为集中

LED上游芯片市场被掌握核心技术、拥有较多自主知识产权和知名品牌、竞争力强、产业布局合理的龙头企业所占领,市场集中度较高。根据CSA数据显示,2020年中国LED芯片竞争格局中,三安光电占比,位居首位;其次华灿光电占比。TOP3合计占比超过整体规模的60%;TOP6合计占比超过80%。

——中游LED封装市场格局初定

目前我国LED 封装行业格局初定,近年来LED封装行业由于产能扩张经历了价格战后,部分中小厂商被淘汰,行业集中度逐渐提高,行业整合趋于完成。目前国内LED封装行业主要厂商有聚飞光电、芯瑞达、木林森、国星光电、瑞丰光电、万润科技、穗晶光电等。

——下游应用市场格局分散

LED下游应用领域涵盖通用照明、景观照明、显示、背光、汽车、信号等领域,行业进入门槛低,市场竞争较为激烈,市场集中度较低。其中,通用照明是LED应用最广泛的领域。从LED通用照明市场竞争格局来看,目前LED通用照明领域主要分为三大派系:海外照明品牌、国内一线品牌、国内其他品牌。其中海外老牌照明品牌的主要优势在于高端产品的研发能力以及多年的品牌影响力;国内一线品牌的优势在于国内广泛的销售网络和品牌影响力;而国内其他品牌的优势在于制造能力。

——行业整体竞争格局呈金字塔分布

总体来看,LED产业链各环节参与企业数量与市场集中情况呈金字塔型分布。上游衬底制作、外延生长和芯片制造具有技术和资本密集的特点,参与竞争的企业数量相对较少,企业资源比较集中;中游LED封装环节具有技术与劳动密集型特点,参与企业数量较多,近年来LED封装行业由于产能扩张经历了价格战后,部分中小厂商被淘汰,行业集中度逐渐提高;下游应用的进入门槛相对较低,劳动密集的特点更为突出,参与其中的企业数量最多,行业集中度较低,竞争激烈。

区域竞争格局:集中于珠三角、长三角

中国的LED产业可以划分为长三角经济区,环渤海经济产业区,珠三角经济产业区,闽赣经济产业区和中西部经济产业区五大主要经济产业区。从区域分布情况来看,珠三角和长三角是国内LED产业最为集中的地区,上中下游产业链比较完整,集中了全国80%以上的相关企业,也是国内LED产业发展最快的区域,产业综合优势比较明显,与LED有关的设备及原材料供应商纷纷在这两个区域落户。

根据企查猫数据显示,从中国LED行业企业分布图中可以看出,目前中国LED行业主要聚集在长三角、珠三角地区,具体集中省份为广东、江苏省、浙江省和福建省等。

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国LED行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

物体识别与检测论文

这两天在公司做PM实习,主要是自学一些CV的知识,以了解产品在解决一些在图像识别、图像搜索方面的问题,学习的主要方式是在知网检索了篇国内近3年计算机视觉和物体识别的硕博士论文。由于时间关系,后面还会继续更新图片相似度计算(以图搜图)等方面的学习成果    将这两天的学习成果在这里总结一下。你将会看到计算机视觉在解决特定物体识别问题(主要是卷积神经网络CNNs)的基础过程和原理,但这里不会深入到技术的实现层面。

计算机视觉(Computer vision)是一门研究如何使机器“看”的科学,更进一步的说,就是指用摄影机和计算机代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉,并进一步做图像处理,用计算机处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。                                          ————维基百科   通常而言,计算机视觉的研究包括三个层次: (1)底层特征的研究:   这一层次的研究主要聚焦如何高效提取出图像对象具有判别性能的特征,具体的研究内容通常包括:物体识别、字符识别等 (2)中层语义特征的研究:    该层次的研究在于在识别出对象的基础上,对其位置、边缘等信息能够准确区分。现在比较热门的:图像分割;语义分割;场景标注等,都属于该领域的范畴 (3)高层语义理解:   这一层次建立在前两层的基础上,其核心在于“理解”一词。 目标在于对复杂图像中的各个对象完成语义级别的理解。这一层次的研究常常应用于:场景识别、图像摘要生成及图像语义回答等。   而我研究的问题主要隶属于底层特征和中层语义特征研究中的物体识别和场景标注问题。

人类的视觉工作模式是这样的:    首先,我们大脑中的神经元接收到大量的信息微粒,但我们的大脑还并不能处理它们。    于是接着神经元与神经元之间交互将大量的微粒信息整合成一条又一条的线。    接着,无数条线又整合成一个个轮廓。    最后多个轮廓累加终于聚合我们现在眼前看到的样子。   计算机科学受到神经科学的启发,也采用了类似的工作方式。具体而言,图像识别问题一般都遵循下面几个流程

(1)获取底层信息。获取充分且清洁的高质量数据往往是图像识别工作能否成功的关键所在   (2)数据预处理工作,在图像识别领域主要包括四个方面的技术:去噪处理(提升信噪比)、图像增强和图像修复(主要针对不够清晰或有破损缺失的图像);归一化处理(一方面是为了减少开销、提高算法的性能,另一方面则是为了能成功使用深度学习等算法,这类算法必须使用归一化数据)。   (3)特征提取,这一点是该领域的核心,也是本文的核心。图像识别的基础是能够提取出足够高质量,能体现图像独特性和区分度的特征。   过去在10年代之前我们主要还是更多的使用传统的人工特征提取方法,如PCA\LCA等来提取一些人工设计的特征,主要的方法有(HOG、LBP以及十分著名的SIFT算法)。但是这些方法普遍存在(a)一般基于图像的一些提层特征信息(如色彩、纹理等)难以表达复杂的图像高层语义,故泛化能力普遍比较弱。(b)这些方法一般都针对特定领域的特定应用设计,泛化能力和迁移的能力大多比较弱。   另外一种思路是使用BP方法,但是毕竟BP方法是一个全连接的神经网络。这以为这我们非常容易发生过拟合问题(每个元素都要负责底层的所有参数),另外也不能根据样本对训练过程进行优化,实在是费时又费力。   因此,一些研究者开始尝试把诸如神经网络、深度学习等方法运用到特征提取的过程中,以十几年前深度学习方法在业界最重要的比赛ImageNet中第一次战胜了SIFT算法为分界线,由于其使用权重共享和特征降采样,充分利用了数据的特征。几乎每次比赛的冠军和主流都被深度学习算法及其各自改进型所占领。其中,目前使用较多又最为主流的是CNN算法,在第四部分主要也研究CNN方法的机理。

上图是一个简易的神经网络,只有一层隐含层,而且是全连接的(如图,上一层的每个节点都要对下一层的每个节点负责。)具体神经元与神经元的作用过程可见下图。

在诸多传统的神经网络中,BP算法可能是性能最好、应用最广泛的算法之一了。其核心思想是:导入训练样本、计算期望值和实际值之间的差值,不断地调整权重,使得误差减少的规定值的范围内。其具体过程如下图:

一般来说,机器学习又分成浅层学习和深度学习。传统的机器学习算法,如SVM、贝叶斯、神经网络等都属于浅层模型,其特点是只有一个隐含层。逻辑简单易懂、但是其存在理论上缺乏深度、训练时间较长、参数很大程度上依赖经验和运气等问题。   如果是有多个隐含层的多层神经网络(一般定义为大于5层),那么我们将把这个模型称为深度学习,其往往也和分层训练配套使用。这也是目前AI最火的领域之一了。如果是浅层模型的问题在于对一个复杂函数的表示能力不够,特别是在复杂问题分类情况上容易出现分类不足的弊端,深度网络的优势则在于其多层的架构可以分层表示逻辑,这样就可以用简单的方法表示出复杂的问题,一个简单的例子是:   如果我们想计算sin(cos(log(exp(x)))),   那么深度学习则可分层表示为exp(x)—>log(x)—>cos(x)—>sin(x)

图像识别问题是物体识别的一个子问题,其鲁棒性往往是解决该类问题一个非常重要的指标,该指标是指分类结果对于传入数据中的一些转化和扭曲具有保持不变的特性。这些转化和扭曲具体主要包括了: (1)噪音(2)尺度变化(3)旋转(4)光线变化(5)位移

该部分具体的内容,想要快速理解原理的话推荐看[知乎相关文章] ( ),   特别是其中有些高赞回答中都有很多动图和动画,非常有助于理解。   但核心而言,CNN的核心优势在于 共享权重 以及 感受野 ,减少了网络的参数,实现了更快的训练速度和同样预测结果下更少的训练样本,而且相对于人工方法,一般使用深度学习实现的CNN算法使用无监督学习,其也不需要手工提取特征。

CNN算法的过程给我的感觉,个人很像一个“擦玻璃”的过程。其技术主要包括了三个特性:局部感知、权重共享和池化。

CNN中的神经元主要分成了两种: (a)用于特征提取的S元,它们一起组成了卷积层,用于对于图片中的每一个特征首先局部感知。其又包含很关键的阈值参数(控制输出对输入的反映敏感度)和感受野参数(决定了从输入层中提取多大的空间进行输入,可以简单理解为擦玻璃的抹布有多大) (b)抗形变的C元,它们一起组成了池化层,也被称为欠采样或下采样。主要用于特征降维,压缩数据和参数的数量,减小过拟合,同时提高模型的容错性。 (c*)激活函数,及卷积层输出的结果要经过一次激励函数才会映射到池化层中,主要的激活函数有Sigmoid函数、Tanh函数、ReLU、Leaky ReLU、ELU、Maxout等。

也许你会抱有疑问,CNN算法和传统的BP算法等究竟有什么区别呢。这就会引出区域感受野的概念。在前面我们提到,一个全连接中,较高一层的每个神经元要对低层的每一个神经元负责,从而导致了过拟合和维度灾难的问题。但是有了区域感受野和,每个神经元只需要记录一个小区域,而高层会把这些信息综合起来,从而解决了全连接的问题。

了解区域感受野后,你也许会想,区域感受野的底层神经元具体是怎么聚合信息映射到上一层的神经元呢,这就要提到重要的卷积核的概念。这个过程非常像上面曾提到的“神经元与神经元的联系”一图,下面给大家一个很直观的理解。

上面的这个过程就被称为一个卷积核。在实际应用中,单特征不足以被系统学习分类,因此我们往往会使用多个滤波器,每个滤波器对应1个卷积核,也对应了一个不同的特征。比如:我们现在有一个人脸识别应用,我们使用一个卷积核提取出眼睛的特征,然后使用另一个卷积核提取出鼻子的特征,再用一个卷积核提取出嘴巴的特征,最后高层把这些信息聚合起来,就形成了分辨一个人与另一个人不同的判断特征。

现在我们已经有了区域感受野,也已经了解了卷积核的概念。但你会发现在实际应用中还是有问题:   给一个100 100的参数空间,假设我们的感受野大小是10 10,那么一共有squar(1000-10+1)个,即10的六次方个感受野。每个感受野中就有100个参数特征,及时每个感受野只对应一个卷积核,那么空间内也会有10的八次方个次数,,更何况我们常常使用很多个卷积核。巨大的参数要求我们还需要进一步减少权重参数,这就引出了权重共享的概念。    用一句话概括就是,对同一个特征图,每个感受野的卷积核是一样的,如这样操作后上例只需要100个参数。

池化是CNN技术的最后一个特性,其基本思想是: 一块区域有用的图像特征,在另一块相似的区域中很可能仍然有用。即我们通过卷积得到了大量的边缘EDGE数据,但往往相邻的边缘具有相似的特性,就好像我们已经得到了一个强边缘,再拥有大量相似的次边缘特征其实是没有太大增量价值的,因为这样会使得系统里充斥大量冗余信息消耗计算资源。 具体而言,池化层把语义上相似的特征合并起来,通过池化操作减少卷积层输出的特征向量,减少了参数,缓解了过拟合问题。常见的池化操作主要包括3种: 分别是最大值池化(保留了图像的纹理特征)、均值池化(保留了图像的整体特征)和随机值池化。该技术的弊端是容易过快减小数据尺寸,目前趋势是用其他方法代替池化的作用,比如胶囊网络推荐采用动态路由来代替传统池化方法,原因是池化会带来一定程度上表征的位移不变性,传统观点认为这是一个优势,但是胶囊网络的作者Hinton et al.认为图像中位置信息是应该保留的有价值信息,利用特别的聚类评分算法和动态路由的方式可以学习到更高级且灵活的表征,有望冲破目前卷积网络构架的瓶颈。

CNN总体来说是一种结构,其包含了多种网络模型结构,数目繁多的的网络模型结构决定了数据拟合能力和泛化能力的差异。其中的复杂性对用户的技术能力有较高的要求。此外,CNN仍然没有很好的解决过拟合问题和计算速度较慢的问题。

该部分的核心参考文献: 《深度学习在图像识别中的应用研究综述》郑远攀,李广阳,李晔.[J].计算机工程与应用,2019,55(12):20-36.   深度学习技术在计算机图像识别方面的领域应用研究是目前以及可预见的未来的主流趋势,在这里首先对深度学习的基本概念作一简介,其次对深度学习常用的结构模型进行概述说明,主要简述了深度信念网络(DBN)、卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)、生成式对抗网络(GAN)、胶囊网络(CapsNet)以及对各个深度模型的改进模型做一对比分析。

深度学习按照学习架构可分为生成架构、判别架构及混合架构。 其生成架构模型主要包括:   受限波尔兹曼机、自编码器、深层信念网络等。判别架构模型主要包括:深层前馈网络、卷积神经网络等。混合架构模型则是这两种架构的集合。深度学习按数据是否具有标签可分为非监督学习与监督学习。非监督学习方法主要包括:受限玻尔兹曼机、自动编码器、深层信念网络、深层玻尔兹曼机等。   监督学习方法主要包括:深层感知器、深层前馈网络、卷积神经网络、深层堆叠网络、循环神经网络等。大量实验研究表明,监督学习与非监督学习之间无明确的界限,如:深度信念网络在训练过程中既用到监督学习方法又涉及非监督学习方法。

[1]周彬. 多视图视觉检测关键技术及其应用研究[D].浙江大学,2019. [2]郑远攀,李广阳,李晔.深度学习在图像识别中的应用研究综述[J].计算机工程与应用,2019,55(12):20-36. [3]逄淑超. 深度学习在计算机视觉领域的若干关键技术研究[D].吉林大学,2017. [4]段萌. 基于卷积神经网络的图像识别方法研究[D].郑州大学,2017. [5]李彦冬. 基于卷积神经网络的计算机视觉关键技术研究[D].电子科技大学,2017. [6]李卫. 深度学习在图像识别中的研究及应用[D].武汉理工大学,2014. [7]许可. 卷积神经网络在图像识别上的应用的研究[D].浙江大学,2012. [8]CSDN、知乎、机器之心、维基百科

钢结构无损检测 摘要:通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述,归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。 关键词:建筑钢结构;无损检测 1 前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点,自上世纪 90 年代,特别是近年来得 到了迅猛发展,广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程,建筑钢结构发生了严重的质量事故, 如郑州中原博览中心网架曾发生了崩塌事故,所以建筑钢结构的安全性和可靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计,其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建 筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式:⑴模拟实验;⑵破坏性实验;⑶无损检测。模拟实验是按一 定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等,模拟在其运行环境中的工作状态,测试、评价建筑钢 结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价,但其成本高,周期长,工艺 复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精 确、直观、误差和争议性比较小等优点,但破坏性实验只适用于抽样,而不能对全部工件进行实验,所以 不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件进行 100%检测,且经济成本相对较低。 上世纪 50 年代初,无损检测技术通过前苏联进入我国。作为工艺过程控制和产品质量控制的手段,如今在 核电、航空、航天、船舶、电力、建筑钢结构等行业中得到广泛的应用,创造了巨大的经济效益和社会效 益。无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的、综合性技术。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和使用性能为前提,应用物理原理和化学现象,借助先进的设备器材,对各种原材料,零部 件和结构件进行有效的检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。无损检测经历了三个阶段,即无损探伤(Non-destructive Inspection,简称 NDI)、无损检测 (Non-destructive testing,简称 NDT)、无损评价(Non-destructive Evaluation,简称 NDE)、无损 探伤的含义是探测和发现缺陷。无损检测不仅仅要探测和发现缺陷,而且要发现缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。无损评价的含义则更广泛、更深刻, 它不仅要求发现缺陷,探测被检对象的结构、性质、状 态,还要求获得更全面、更准确的,综合的信息,从而评价被检对象的运行状态和使用寿命。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测(Magnetic Testing 简称 MT)、渗透检测(Penetrate Testing, 简称 PT)、涡流检测(Eddy current Testing 简称 ET)、声发射检测(Acoustic Emission Testing 简称 AET)、超声波检测(Ultrasonic Testing,简称 UT)、射线检测(Radiography Testing,简称 RT)。在 建筑钢结构行业中,按检测缺陷产生的时机,无损检测方法可以按下图分类。 2 检测方法的简述 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 渗透检测(PT) 原理 在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液,渗透液在毛细血管的作用下,经过一定时间 后,渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。经过去除被检对象表面多余的渗透液,干燥后,再在被检对 象表面施加吸附介质(显象剂)。同样在毛细血管的作用下,显象剂吸附缺陷中的渗透液,使渗透液回渗 到显象剂中,在一定的光照下,缺陷中的渗透液被显示。从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测,而且对被检对象的表面光洁度要求较高,涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有一定要求,成本相对较高。 优点 设备轻便、操作简单,检测灵敏度高,结果直观、准确。 涡流检测(ET) 原理 金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流,根据涡流的分布和大小可以检测出铁磁性材料和非铁磁性材料 的缺陷。 适用范围 适用于各种导电材料的表面和近表面的缺陷检测。 局限性 不适用不导电材料检测,对形状复杂的试件很难应用,比较适合钢管、钢板等形状规则的轧制型材的检测, 而且设备较贵;无法判定缺陷的性质。 优点 检测速度快,生产效率高,自动化程度高。 声发射检测(AET) 原理 材料或结构件受到内力或外力的作用产生形变或断裂时, 以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射, 也称为应力波发射。声发射检测是通过受力时材料内部释放的应力波判断被检对象内部结构损伤程度的一 种新兴动态无损检测技术。 适用对象 适用于被检对象的动态监测,如对大型桥梁、核电设备的实时动态监测。 局限性 无法监测静态缺陷、干扰检测的因素较多;设备复杂、价格较贵、检测技术不太成熟。 优点 可以远距离监控设备的运行情况和缺陷的扩展情况,对结构的安全性和可靠性评价提供依据。 超声波检测(UT) 原理 超声波是指频率大于 20 千兆赫兹的机械波。根据波动传播时介质的振动方向相对于波的传播方向不同,可 将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 超声波探伤仪激励探头产生的超声波在被检对象的介质中按一定速度传播,当遇到异面介质(如气孔、夹 渣)时,一部分超声波反射回来,经仪器处理后,放大进入示波屏,显示缺陷的回波。 适用对象 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测,特别适合厚度较大的工件。 局限性 检测结果可追溯性较差;定性困难,定量不精确,人为因素较多;对被检工件的材质规格,几何形状有一 定要求。 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高;仪器小、操作方便;能对缺陷进行精确定位;对面积型缺陷的检 出率较高(如裂纹、未熔合等) 射线检测(RT) 原理 射线是一种波长短、频率高的电磁波。 射线检测,常规使用×射线机或放射性同位素作为放射源产生射线,射线穿过被检对象,经过吸收和衰减, 由于被检试件中存在厚度差的原因,不同强度的射线到达记录介质(如射线胶片),射线胶片的不同部位 吸收了数量不等的光子,经过暗室处理后,底片上便出现了不同黑度的缺陷影象,从而判定缺陷的大小和 性质。 适用范围 适用较薄而不是较厚(如果工件的厚度超过 80mm 就要使用特殊设备进行检测,如加速器)的工件的内部体 积型缺陷的检测。 局限性 检测成本高、周期长,工作效率低;不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测;对面状的缺陷检出 率较低;对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定;影响人体健康。 优点 检测结果直观、定性定量准确;检测结果有记录,可以长期保存,可追溯性较强。 3 小结 综上所述,每种无损检测方法的原理和特点各不相同,且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业 中应根据结构的整体性能,检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素 合理选择无损检测方法。一般地,选择无损检测方法及合格等级,是设计人员依据相关规范而确定的。有 的工程,业主也有无损检测方法及合格等级的要求,这就需要供需双方相互协商了。 钢结构在加工制作及安装过程中无损检测方法的选择见表 1 被检对象 原材料检验 板材 锻件及棒材 管材 螺栓 焊接检验 坡口部位 清根部位 对接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 UT 检测方法 UT、MT(PT) UT(RT)、MT(PT) UT、MT(PT) UT、PT(MT) PT(MT) RT(UT)、MT(PT) UT(RT)、PT(MT) 被检对象所适用的无损检测方法见表 2 内部缺陷 表面缺陷和近表面 检测方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 发生中缺陷检 测 检测方法 RT 被检对象 试 件 分 类 锻件 铸件 压延件(管、板、型材) 焊逢 × ● × ● 分层 疏松 气孔 内部 缩孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分类 夹渣 裂纹 白点 表面裂纹 表面 缺陷 表面气孔 折叠 断口白点 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 注:●很适用;○适用;△有附加条件适用;×不适用;—不相关 参 1. 考 文 献 强天鹏 射线检测 [M] 云南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 张俊哲等 无损检测技术及其应用 [M] 科学出版社 王小雷 锅炉压力容器无损检测相关知识 [M] 李家伟等 无损检测 冉启芳 2001 1993 [M] 机械工业出版社 2002 无损检测方法的分类及其特征的介绍 [J] 无损检测 1999 2 钢网架结构超声波检测及其质量的分 [J] 无损检测 2001 6 磁粉检测(MT) 磁粉检测(MT) 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 磁粉探伤的原理及概述 磁粉探伤的原理 磁粉探伤又称 MT 或者 MPT(Magnetic Particle Testing),适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤 的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时,使被测物收到磁力的作用,将 磁粉(磁性微型粉末)散布在其表面。然后,缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住,形成指 示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍,因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探伤方法 磁粉探伤检测的顺序分为前期处理、磁化、磁粉使用、观察,以及后期处理。 前期处理→磁化→磁粉使用→观察→后期处理 以下分别说明各个步骤的概要。 (1)前期处理 探探伤面如果有油脂、涂料、锈、或其他异物附着的情况下,不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上,而且还会出 现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑私图像的情况。因此在磁化之前,要采用物理或者化学处理,进行去 除污垢异物的步骤。 (2)磁化 将检测物适当磁化是非常重要的。通常,采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。另外为了适当磁 化,根据检测物的形状可以采用多种方法。日本工业规格(JIS G 0565-1992)中规定了以下 7 种磁化方法。 ①轴通电法……在检测物轴方向直接通过电流。 ②直角通电法……在检测物垂直于轴的方向直接通过电流。 ③Prod 法……在检测物局部安置 2 个电极(称为 Prod)通过电流。 ④电流贯通法……在检测物的孔穴中穿过的导电体中通过电流。 ⑤线圈法……在检测物中放入线圈,在线圈中通过电流。 ⑥极间法……把检测物或者要检测的部位放入电磁石或永磁石的磁极间。 ⑦磁力线贯通法……对通过检测物的孔穴的强磁性物体施加交流磁力线,使感应电流通过检测物。 (3)磁粉使用磁粉探伤的原理 ① 磁粉的种类 为了让磁粉吸附在伤痕部的磁极间形成检出图像,使用的磁粉必须容易被伤痕部的微弱磁场磁化,吸附在 磁极上,也就是说需要优秀的吸附性能。另外,要求形成的磁粉图像必须有很高的识别性。 一般,磁粉探伤中使用的磁粉有在可见光下使用的白色、黑色、红色等不同磁粉,以及利用荧光发光的荧 光磁粉。另外,根据磁粉使用的场合,有粉状的干性磁粉以及在水或油中分散使用的湿性磁粉。 ② 磁粉的使用时间 磁粉使用时间分为一边通过磁化电流一边使用磁粉的连续法,以及在切断磁化电流的状态即利用检测物的 残留磁力的残留法两种。 (4)观察 为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像,必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境 下观察,荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。 (5)后期处理 磁粉探伤结束,检测物有可能仍作为产品或是需要送往下一个加工步骤接受机械加工等。这时就需要进行 退磁、去除磁粉、防锈处理等后期处理。 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 生产厂家: 生产厂家:济宁联永超声电子有限公司 仪器设备名称: 仪器设备名称:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪 Ⅲ 仪器概况:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪是具有多种磁化方式的磁粉探 伤仪设备。仪器采用可控硅作无触点开关,噪音小、寿命长、操作简 单、方便、适应性强、工作稳定。是最近推出新产品,它除具有便携 式机种的一切优点,还具有移动机种的某些长处,扩展了用途,简化 了操作,还具有退磁功能。 该设备有四种探头: 1、旋转探头: 型)能对各种焊缝、各种几何形状的曲面、平面、 (E 管道、锅炉、球罐等压力容器进行一次性全方位显示缺陷和伤痕。 2、电磁轭探头: 型)它配有活关节,可以对平面、曲面工件进行 (D 探伤。 3、马蹄探头: 型)它可以对各种角焊缝,大型工件的内外角进行 (A 局部探伤。 4、磁环: 型)它能满足所有能放入工件的周向裂纹的探伤,用它 (O 来检测工件的疲劳痕(疲劳裂痕均垂于轴向)及为方便,用它还可以 对工件进行远离法退磁。 总之,该仪器是多种探伤仪的给合体,功能与适用范围广,尤其应用 于不允许通电起弧破表面零件的探伤。 无损检测概论及新技术应用 无损检测概论及新技术应用 概论 摘要: 摘要:综述了无损检测的定义、方法、特点、要求等基本知识,以及无损检测在 现今社会中的应用实例,其中包括混凝土超声波无损检测技术、涡流无损检测技 术、渗透探伤技术。 关键词: 关键词:无损检测;混凝土缺陷;涡流检测;渗透探伤。 引言: 引言:随着现代工业的发展,对产品的质量和结构的安全性、使用的可靠性提出 了越来越高的要求,无损检测技术由于具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点, 所以其应用日益广泛。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上 反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。 1、 无损检测概论 、 无损检测 检测概论 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位 置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿 命等)的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法有射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和 液体渗透检测(PT) 四种。 其他无损检测方法: 涡流检测(ET)、 声发射检测 (AT) 、 (TIR) 泄漏试验 、 (LT) 交流场测量技术 、 (ACFMT) 漏磁检验 、 (MFL)、 热像/红外 远场测试检测方法(RFT)等。 基于以上方法,无损检测具有一下应用特点: 1>不损坏试件材质、结构 无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测, 所以实施无损检测后,产品的检查率可以达到 100%。但是,并不是所有需要测 试的项目和指标都能进行无损检测,无损检测技术也有自身的局限性。某些试验 只能采用破坏性试验, 因此, 在目前无损检测还不能代替破坏性检测。 也就是说, 对一个工件、材料、机器设备的评价,必须把无损检测的结果与破坏性试验的结 果互相对比和配合,才能作出准确的评定。 2>正确选用实施无损检测的时机 在无损检测时, 必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利 地完成检测预定目的,正确评价产品质量。 3>正确选用最适当的无损检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点,为提高检测结果可靠性,应根据设备 材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式,预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和取向,选择合适的无损检测方法。 4>综合应用各种无损检测方法 任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。应 尽可能多用几种检测方法,互相取长补短,以保障承压设备安全运行。此外在无 损检测的应用中,还应充分认识到,检测的目的不是片面追求过高要求的“高质 量”,而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下,着重考虑其经济性。只 有这样,无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。[1] 通过各种检测方法,最终对于无损检测的要求是:不仅要发现缺陷,探测试 件的结构、状态、性质,还要获取更全面、准确和综合的信息,辅以成象技术、 自动化技术、计算机数据分析和处理技术等,与材料力学、断裂力学等学科综合 应用,以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。 2、 无损检测在各领域的应用 、 无损检测基于以上优点,在现今社会受到广泛关注和应用,为实际生产工作减 少了废料成本,提供了极大的方便。其中超声波检测技术、涡流检测、渗透探伤 技术、霍尔效应无损探伤技术应用极为出色。 混凝土超声无损检测 混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一,它的质量直接关系到结构 的安全。多年来,结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法,制作 立方体试件,在规定的温度环境下,养护 28d 时按标准实验方法测得的试件抗压 强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往是 与结构物中的混凝土性能有一定差别。因此,直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术,已成为混凝土质量管理的重要手段。 所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测 试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量。 因该物理量与混凝土质量之间 有较好的相互关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量。[2] 混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某 频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波, 在材料或结构内部传播后再由超声 波换能器接收,通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参 数进行分析,以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波 检测可用于混凝土结构的测厚、探伤、混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强 度评定等方面. [3] 涡流无损检测 涡流检测的基本原理:将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测 的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感 应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流 的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈 的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用 一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化, 进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或 缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能 反映试件表面或近表面处的情况。[4] 应用:按试件的形状和检测目的的不同,可采用不同形式的线圈,通常有穿过 式、探头式和插入式线圈 3 种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材,它的内 径略大于被检物件, 使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过, 可发现裂纹、 夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金 属板、管或其他零件上,可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳 裂纹等。插入式线圈也称内部探头,放在管子或零件的孔内用来作内壁检测,可 用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度,探头式和插入式线 圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大 批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传 送的机械装置) 、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。[5] 优缺点:涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现 自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷, 检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 渗透探伤技术 液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透 剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经 去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作 用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光 源下 (紫外线光或白光) 缺陷处的渗透液痕迹被现实, 黄绿色荧光或鲜艳红色) , ( , 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。[6] 渗透检测适用于具有非吸收的光洁表面的金属、非金属,特别是无法采用磁 性检测的材料,例如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、奥氏体钢等的制品,可 检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料以及机械零件等的表面开口型缺陷。 渗透检测的优点是灵敏度较高(已能达到检测开口宽度达 的裂缝) ,检测 成本低,使用设备与材料简单,操作轻便简易,显示结果直观并可进一步作直观 验证(例如使用放大镜或显微镜观察) ,其结果也容易判断和解释,检测效率较 高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷,如果缺 陷中填塞有较多杂质时将影响其检出的灵敏度。[7] 3、 结语 、 随着现代科学技术的发展,激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损 检测领域,而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展,大大丰富了应用 方法,如射线照相就可细分为 X 射线、γ射线、中子射线、高能 X 射线、射线 实时照相、层析照相……等多种方法。 无损检测作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤,到无 损检测,再到无损评价,并且向自动无损评价、定量无损评价发展。相信在不远 的将来, 新生的纳米材料、 微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。 参考文献【1】李喜孟.无损检测.机械工业出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土无损检测手册.人民交通出版社.2003 】 【 3】 冯子蒙.超声波无损检测于评价的关键技术问题及其解决方案.煤矿机 】 械.2009(9) 【4】唐继强.无损检测实验.机械工业出版社.2011 】 【5】李丽茹.表面检测.机械工业出版社.2009 】 【6】国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会.机械工业 出版社.2004 【7】胡学知主编. 中国劳动社会保障出版社.2007 】

随着图像处理技术的迅速发展,图像识别技术的应用领域越来越广泛。我整理了图像识别技术论文,欢迎阅读!

图像识别技术研究综述

摘要:随着图像处理技术的迅速发展,图像识别技术的应用领域越来越广泛。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解,由于图像在成像时受到外部环境的影响,使得图像具有特殊性,复杂性。基于图像处理技术进一步探讨图像识别技术及其应用前景。

关键词:图像处理;图像识别;成像

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)10-2446-02

图像是客观景物在人脑中形成的影像,是人类最重要的信息源,它是通过各种观测系统从客观世界中获得,具有直观性和易理解性。随着计算机技术、多媒体技术、人工智能技术的迅速发展,图像处理技术的应用也越来越广泛,并在科学研究、教育管理、医疗卫生、军事等领域已取得的一定的成绩。图像处理正显著地改变着人们的生活方式和生产手段,比如人们可以借助于图像处理技术欣赏月球的景色、交通管理中的车牌照识别系统、机器人领域中的计算机视觉等,在这些应用中,都离不开图像处理和识别技术。图像处理是指用计算机对图像进行处理,着重强调图像与图像之间进行的交换,主要目标是对图像进行加工以改善图像的视觉效果并为后期的图像识别大基础[1]。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对像的技术。但是由于获取的图像本事具有复杂性和特殊性,使得图像处理和识别技术成为研究热点。

1 图像处理技术

图像处理(image processing)利用计算机对图像进行分析,以达到所需的结果。图像处理可分为模拟图像处理和数字图像图像处理,而图像处理一般指数字图像处理。这种处理大多数是依赖于软件实现的。其目的是去除干扰、噪声,将原始图像编程适于计算机进行特征提取的形式,主要包括图像采样、图像增强、图像复原、图像编码与压缩和图像分割。

1)图像采集,图像采集是数字图像数据提取的主要方式。数字图像主要借助于数字摄像机、扫描仪、数码相机等设备经过采样数字化得到的图像,也包括一些动态图像,并可以将其转为数字图像,和文字、图形、声音一起存储在计算机内,显示在计算机的屏幕上。图像的提取是将一个图像变换为适合计算机处理的形式的第一步。

2)图像增强,图像在成像、采集、传输、复制等过程中图像的质量或多或少会造成一定的退化,数字化后的图像视觉效果不是十分满意。为了突出图像中感兴趣的部分,使图像的主体结构更加明确,必须对图像进行改善,即图像增强。通过图像增强,以减少图像中的图像的噪声,改变原来图像的亮度、色彩分布、对比度等参数。图像增强提高了图像的清晰度、图像的质量,使图像中的物体的轮廓更加清晰,细节更加明显。图像增强不考虑图像降质的原因,增强后的图像更加赏欣悦目,为后期的图像分析和图像理解奠定基础。

3)图像复原,图像复原也称图像恢复,由于在获取图像时环境噪声的影响、运动造成的图像模糊、光线的强弱等原因使得图像模糊,为了提取比较清晰的图像需要对图像进行恢复,图像恢复主要采用滤波方法,从降质的图像恢复原始图。图像复原的另一种特殊技术是图像重建,该技术是从物体横剖面的一组投影数据建立图像。

4)图像编码与压缩,数字图像的显著特点是数据量庞大,需要占用相当大的存储空间。但基于计算机的网络带宽和的大容量存储器无法进行数据图像的处理、存储、传输。为了能快速方便地在网络环境下传输图像或视频,那么必须对图像进行编码和压缩。目前,图像压缩编码已形成国际标准,如比较著名的静态图像压缩标准JPEG,该标准主要针对图像的分辨率、彩色图像和灰度图像,适用于网络传输的数码相片、彩色照片等方面。由于视频可以被看作是一幅幅不同的但有紧密相关的静态图像的时间序列,因此动态视频的单帧图像压缩可以应用静态图像的压缩标准。图像编码压缩技术可以减少图像的冗余数据量和存储器容量、提高图像传输速度、缩短处理时间。

5)图像分割技术,图像分割是把图像分成一些互不重叠而又具有各自特征的子区域,每一区域是像素的一个连续集,这里的特性可以是图像的颜色、形状、灰度和纹理等。图像分割根据目标与背景的先验知识将图像表示为物理上有意义的连通区域的集合。即对图像中的目标、背景进行标记、定位,然后把目标从背景中分离出来。目前,图像分割的方法主要有基于区域特征的分割方法、基于相关匹配的分割方法和基于边界特征的分割方法[2]。由于采集图像时会受到各种条件的影响会是图像变的模糊、噪声干扰,使得图像分割是会遇到困难。在实际的图像中需根据景物条件的不同选择适合的图像分割方法。图像分割为进一步的图像识别、分析和理解奠定了基础。

2 图像识别技术

图像识别是通过存储的信息(记忆中存储的信息)与当前的信息(当时进入感官的信息)进行比较实现对图像的识别[3]。前提是图像描述,描述是用数字或者符号表示图像或景物中各个目标的相关特征,甚至目标之间的关系,最终得到的是目标特征以及它们之间的关系的抽象表达。图像识别技术对图像中个性特征进行提取时,可以采用模板匹配模型。在某些具体的应用中,图像识别除了要给出被识别对象是什么物体外,还需要给出物体所处的位置和姿态以引导计算初工作。目前,图像识别技术已广泛应用于多个领域,如生物医学、卫星遥感、机器人视觉、货物检测、目标跟踪、自主车导航、公安、银行、交通、军事、电子商务和多媒体网络通信等。主要识别技术有:

指纹识别

指纹识别是生物识别技术中一种最实用、最可靠和价格便宜的识别手段,主要应用于身份验证。指纹识别是生物特征的一个部分,它具有不变性:一个人的指纹是终身不变的;唯一性:几乎没有两个完全相同的指纹[3]。一个指纹识别系统主要由指纹取像、预处理与特征提取、比对、数据库管理组成。目前,指纹识别技术与我们的现实生活紧密相关,如信用卡、医疗卡、考勤卡、储蓄卡、驾驶证、准考证等。

人脸识别 目前大多数人脸识别系统使用可见光或红外图像进行人脸识别,可见光图像识别性能很容易受到光照变化的影响。在户外光照条件不均匀的情况下,其正确识别率会大大降低。而红外图像进行人脸识别时可以克服昏暗光照条件变化影响,但由于红外线不能穿透玻璃,如果待识别的对象戴有眼镜,那么在图像识别时,眼部信息全部丢失,将严重影响人脸识别的性能[4]。

文字识别

文字识别是将模式识别、文字处理、人工智能集与一体的新技术,可以自动地把文字和其他信息分离出来,通过智能识别后输入计算机,用于代替人工的输入。文字识别技术可以将纸质的文档转换为电子文档,如银行票据、文稿、各类公式和符号等自动录入,可以提供文字的处理效率,有助于查询、修改、保存和传播。文字识别方法主要有结构统计模式识别、结构模式识别和人工神经网络[5]。由于文字的数量庞大、结构复杂、字体字形变化多样,使得文字识别技术的研究遇到一定的阻碍。

3 结束语

人类在识别现实世界中的各种事物或复杂的环境是一件轻而易举的事,但对于计算机来讲进行复杂的图像识别是非常困难的[6]。在环境较为简单的情况下,图像识别技术取得了一定的成功,但在复杂的环境下,仍面临着许多问题:如在图像识别过程中的图像分割算法之间的性能优越性比较没有特定的标准,以及算法本身存在一定的局限性,这使得图像识别的最终结果不十分精确等。

参考文献:

[1] 胡爱明,周孝宽.车牌图像的快速匹配识别方法[J].计算机工程与应用,2003,39(7):90—91.

[2] 胡学龙.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2011.

[3] 范立南,韩晓微,张广渊.图像处理与模式识别[M].北京:科学出版社,2007.

[4] 晓慧,刘志镜.基于脸部和步态特征融合的身份识别[J].计算机应用,2009,1(29):8.

[5] 陈良育,曾振柄,张问银.基于图形理解的汉子构型自动分析系统[J].计算机应用,2005,25(7):1629-1631.

[6] Sanderson C,Paliwal K Fusion and Person Verification Using Speech & Face Information[C].IDIAP-RR 02-33,Martigny,Swizerland,2002.

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目标检测与识别论文

能不能给我发一份呢?

目标检测(object detection)是计算机视觉中非常重要的一个领域。在卷积神经网络出现之前,都利用一些传统方法手动提取图像特征进行目标检测及定位,这些方法不仅耗时而且性能较低。而在卷积神经网络出现之后,目标检测领域发生了翻天覆地的变化。最著名的目标检测系统有RCNN系列、YOLO和SSD,本文将介绍RCNN系列的开篇作RCNN。 RCNN系列的技术演进过程可参见 基于深度学习的目标检测技术演进:R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN 。 目标检测分为两步:第一步是对图像进行分类,即图像中的内容是什么;第二步则是对图像进行定位,找出图像中物体的具体位置。简单来说就是图像里面有什么,位置在哪。 然而,由于不同图片中物体出现的大小可能不同(多尺度),位置也可能不同,而且摆放角度,姿态等都可以不同,同时一张图片中还可以出现多个类别。这使得目标检测任务异常艰难。上面任务用专业的说法就是:图像识别+定位两个不同的分支分别完成不同的功能,分类和定位。回归(regression)分支与分类分支(classification)共享网络卷积部分的参数值。 还是刚才的分类识别+回归定位思路。只是现在我们提前先取好不同位置的框,然后将这个框输入到网络中而不是像思路一将原始图像直接输入到网络中。然后计算出这个框的得分,取得分最高的框。 如上,对于同一个图像中猫的识别定位。分别取了四个角四个框进行分类和回归。其得分分别为,因此右下角得分最高,选择右下角的黑框作为目标位置的预测(这里即完成了定位任务)。 这里还有一个问题——检测位置时的框要怎么取,取多大?在上面我们是在257x257的图像中取了221x221的4个角。以不同大小的窗口从左上角到右下角依次扫描的话,数据量会非常大。而且,如果考虑多尺度问题的话,还需要在将图像放缩到不同水平的大小来进行计算,这样又大大增加了计算量。如何取框这个问题可以说是目标检测的核心问题之一了,RCNN,fast RCNN以及faster RCNN对于这个问题的解决办法不断地进行优化,这个到了后面再讲。 总结一下思路: 对于一张图片,用各种大小的框将图片截取出来,输入到CNN,然后CNN会输出这个框的类别以及其位置得分。 对于检测框的选取,一般是采用某种方法先找出可能含有物体的框(也就是候选框,比如1000个候选框),这些框是可以互相重叠互相包含的,这样我们就可以避免暴力枚举所有框了。讲完了思路,我们下面具体仔细来看看RCNN系列的实现,本篇先介绍RCNN的方法。 R-CNN相比于之前的各种目标检测算法,不仅在准确率上有了很大的提升,在运行效率上同样提升很大。R-CNN的过程分为4个阶段: 在前面我们已经简单介绍了selective search方法,通过这个方法我们筛选出了2k左右的候选框。然而搜索出的矩形框大小是不同的。而在AlexNet中由于最后全连接层的存在,对于图像尺寸有固定的要求,因此在将候选框输入之前,作者对这些候选框的大小进行了统一处理——放缩到了统一大小。文章中作者使用的处理方法有两种: (1)各向异性缩放因为图片扭曲可能会对后续CNN模型训练产生影响,于是作者也测试了各向同性缩放的方法。有两种方法: 此外,作者对于bounding box还尝试了padding处理,上面的示意图中第1、3行就是结合了padding=0,第2、4行结果采用padding=16的结果。经过最后的试验,作者发现采用各向异性缩放、padding=16的精度最高。 卷积神经网络训练分为两步:(1)预训练;(2)fine-tune。 先在一个大的数据集上面训练模型(R-CNN中的卷机模型使用的是AlexNet),然后利用这个训练好的模型进行fine-tune(或称为迁移学习),即使用这个预训练好的模型参数初始化模型参数,然后在目标数据集上面进行训练。 此外,在训练时,作者还尝试采用不同层数的全连接层,发现一个全连接层比两个全连接层效果要好,这可能是因为使用两个全连接层后过拟合导致的。 另一个比较有意思的地方是:对于CNN模型,卷积层学到的特征其实就是基础的共享特征提取层,类似于传统的图像特征提取算法。而最后的全连接层学到的则是针对特定任务的特征。譬如对于人脸性别识别来说,一个CNN模型前面的卷积层所学习到的特征就类似于学习人脸共性特征,然后全连接层所学习的特征就是针对性别分类的特征了。 最后,利用训练好的模型对候选框提取特征。 关于正负样本的问题:由于选取的bounding box不可能与人工label的完全相同,因此在CNN训练阶段需要设置IOU阈值来为bounding box打标签。在文章中作者将阈值设置为,即如果候选框bounding box与人工label的区域重叠面积大于,则将其标注为物体类别(正样本),否则我们就把他当做背景类别(负样本)。 作者针对每一个类别都训练了一个二分类的SVM。这里定义正负样本的方法与上面卷积网络训练的定义方法又不相同。作者在文章中尝试了多种IoU阈值()。最后通过训练发现,IoU阈值为的时候效果最好(选择为0精度下降了4个百分点,选择精度下降了5个百分点)。即当IoU小于的时候我们将其视为负样本,否则为正样本。 目标检测问题的衡量标准是重叠面积:许多看似准确的检测结果,往往因为候选框不够准确,重叠面积很小。故需要一个位置精修步骤。在实现边界回归的过程中发现了两个微妙的问题。第一是正则化是重要的:我们基于验证集,设置λ=1000。第二个问题是,选择使用哪些训练对(P,G)时必须小心。直观地说,如果P远离所有的检测框真值,那么将P转换为检测框真值G的任务就没有意义。使用像P这样的例子会导致一个无望的学习问题。因此,只有当提案P至少在一个检测框真值附近时,我们才执行学习任务。“附近”即,将P分配给具有最大IoU的检测框真值G(在重叠多于一个的情况下),并且仅当重叠大于阈值(基于验证集,我们使用的阈值为)。所有未分配的提案都被丢弃。我们为每个目标类别执行一次,以便学习一组特定于类别的检测框回归器。 在测试时,我们对每个提案进行评分,并预测其新的检测框一次。原则上,我们可以迭代这个过程(即重新评估新预测的检测框,然后从它预测一个新的检测框,等等)。但是,我们发现迭代不会改进结果。 使用selective search的方法在测试图片上提取2000个region propasals ,将每个region proposals归一化到227x227,然后再CNN中正向传播,将最后一层得到的特征提取出来。然后对于每一个类别,使用为这一类训练的SVM分类器对提取的特征向量进行打分,得到测试图片中对于所有region proposals的对于这一类的分数,再使用贪心的非极大值抑制(NMS)去除相交的多余的框。再对这些框进行canny边缘检测,就可以得到bounding-box(then B-BoxRegression)。 参考: Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation. RCNN-将CNN引入目标检测的开山之作-晓雷的文章 基于深度学习的目标检测技术演进:R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN R-CNN 论文翻译

运动目标检测与跟踪算法研究 视觉是人类感知自身周围复杂环境最直接有效的手段之一, 而在现实生活中 大量有意义的视觉信息都包含在运动中,人眼对运动的物体和目标也更敏感,能 够快速的发现运动目标, 并对目标的运动轨迹进行预测和描绘。 随着计算机技术、 通信技术、图像处理技术的不断发展,计算机视觉己成为目前的热点研究问题之 一。 而运动目标检测与跟踪是计算机视觉研究的核心课题之一, 融合了图像处理、 模式识别、人工智能、自动控制、计算机等众多领域的先进技术,在军事制导、 视觉导航、视频监控、智能交通、医疗诊断、工业产品检测等方面有着重要的实 用价值和广阔的发展前景。 1、国内外研究现状 运动目标检测 运动目标检测是指从序列图像中将运动的前景目标从背景图像中提取出来。 根据运动目标与摄像机之间的关系, 运动目标检测分为静态背景下的运动目标检 测和动态背景下的运动目标检测。 静态背景下的运动目标检测是指摄像机在整个 监视过程中不发生移动; 动态背景下的运动目标检测是指摄像机在监视过程中发 生了移动,如平动、旋转或多自由度运动等。 静态背景 静态背景下的运动目标检测方法主要有以下几种: (1)背景差分法 背景差分法是目前最常用的一种目标检测方法, 其基本思想就是首先获得一个 背景模型,然后将当前帧与背景模型相减,如果像素差值大于某一阈值,则判断 此像素属于运动目标,否则属于背景图像。利用当前图像与背景图像的差分来检 测运动区域,一般能够提供比较完整的特征数据,但对于动态场景的变化,如光 照和外来无关事件的干扰等特别敏感。 很多研究人员目前都致力于开发不同的背 景模型,以减少动态场景变化对运动目标检测的影响。背景模型的建立与更新、 阴影的去除等对跟踪结果的好坏至关重要。 背景差分法的实现简单,在固定背景下能够完整地精确、快速地分割出运动 对象。不足之处是易受环境光线变化的影响,需要加入背景图像更新机制,且只 对背景已知的运动对象检测比较有效, 不适用于摄像头运动或者背景灰度变化很 大的情况。 (2)帧间差分法 帧间差分法是在连续的图像序列中两个或三个相邻帧间, 采用基于像素的时 间差分并阈值化来提取图像中的运动区域。 帧间差分法对动态环境具有较强的自 适应性,但一般不能完全提取出所有相关的特征像素点,在运动实体内部容易产 生空洞现象。因此在相邻帧间差分法的基础上提出了对称差分法,它是对图像序 列中每连续三帧图像进行对称差分,检测出目标的运动范围,同时利用上一帧分 割出来的模板对检测出来的目标运动范围进行修正, 从而能较好地检测出中间帧 运动目标的形状轮廓。 帧间差分法非常适合于动态变化的环境,因为它只对运动物体敏感。实际上 它只检测相对运动的物体,而且因两幅图像的时间间隔较短,差分图像受光线 变化影响小,检测有效而稳定。该算法简单、速度快,已得到广泛应用。虽然该 方法不能够完整地分割运动对象,只能检测出物体运动变化的区域,但所检测出 的物体运动信息仍可用于进一步的目标分割。 (3)光流法 光流法就充分的利用了图像自身所携带的信息。在空间中,运动可以用运动 场描述,而在一个图像平面上,物体的运动往往是通过图像序列中图像灰度分布 的不同来体现,从而使空间中的运动场转移到图像上就表示为光流场。所谓光流 是指空间中物体被观测面上的像素点运动产生的瞬时速度场, 包含了物体表面结 构和动态行为等重要信息。 基于光流法的运动目标检测采用了运动目标随时间变 化的光流特性,由于光流不仅包含了被观测物体的运动信息,还携带了物体运动 和景物三位结构的丰富信息。 在比较理想的情况下,它能够检测独立运动的对象, 不需要预先知道场景的任何信息,可以很精确地计算出运动物体的速度,并且可 用于动态场景的情况。 但是大多数光流方法的计算相当复杂,对硬件要求比较高, 不适于实时处理,而且对噪声比较敏感,抗噪性差。并且由于遮挡、多光源、透明 性及噪声等原因,使得光流场基本方程——灰度守恒的假设条件无法满足,不能 正确求出光流场,计算方也相当复杂,计算量巨大,不能满足实时的要求。 动态背景 动态背景下的运动目标检测由于存在着目标与摄像机之间复杂的相对运动, 检测方法要比静态背景下的运动目标检测方法复杂。常用的检测方法有匹配法、 光流法以及全局运动估计法等。 2、运动目标跟踪 运动目标跟踪是确定同一物体在图像序列的不同帧中的位置的过程。 近年来 出现了大批运动目标跟踪方法,许多文献对这些方法进行了分类介绍,可将目标 跟踪方法分为四类:基于区域的跟踪、基于特征的跟踪、基于活动轮廓的跟踪、 基于模型的跟踪,这种分类方法概括了目前大多数跟踪方法,下面用这种分类方 法对目前的跟踪方法进行概括介绍。 (1)基于区域的跟踪 基于区域的跟踪方法基本思想是: 首先通过图像分割或预先人为确定提取包 含目标区域的模板,并设定一个相似性度量,然后在序列图像中搜索目标,把度 量取极值时对应的区域作为对应帧中的目标区域。 由于提取的目标模板包含了较 完整的目标信息,该方法在目标未被遮挡时,跟踪精度非常高,跟踪非常稳定, 但通常比较耗时,特别是当目标区域较大时,因此一般应用于跟踪较小的目标或 对比度较差的目标。该方法还可以和多种预测算法结合使用,如卡尔曼预测、粒 子预测等,以估计每帧图像中目标的位置。近年来,对基于区域的跟踪方法关注 较多的是如何处理运动目标姿态变化引起的模板变化时的情况以及目标被严重 遮挡时的情况。 (2)基于特征的跟踪 基于特征的跟踪方法基本思想是:首先提取目标的某个或某些局部特征,然 后利用某种匹配算法在图像序列中进行特征匹配,从而实现对目标的跟踪。该方 法的优点是即使目标部分被遮挡,只要还有一部分特征可以被看到,就可以完成 跟踪任务,另外,该方法还可与卡尔曼滤波器结合使用,实时性较好,因此常用 于复杂场景下对运动目标的实时、 鲁棒跟踪。 用于跟踪的特征很多, 如角点边缘、 形状、纹理、颜色等,如何从众多的特征中选取最具区分性、最稳定的特征是基 于特征的跟踪方法的关键和难点所在。 (3)基于活动轮廓的跟踪 基于活动轮廓的跟踪方法基本思想是:利用封闭的曲线轮廓表达运动目标, 结合图像特征、曲线轮廓构造能量函数,通过求解极小化能量实现曲线轮廓的自 动连续更新,从而实现对目标的跟踪。自Kass在1987年提出Snake模型以来,基 于活动轮廓的方法就开始广泛应用于目标跟踪领域。相对于基于区域的跟踪方 法,轮廓表达有减少复杂度的优点,而且在目标被部分遮挡的情况下也能连续的 进行跟踪,但是该方法的跟踪结果受初始化影响较大,对噪声也较为敏感。 (4)基于模型的跟踪 基于模型的跟踪方法基本思想是: 首先通过一定的先验知识对所跟踪目标建 立模型,然后通过匹配跟踪目标,并进行模型的实时更新。通常利用测量、CAD 工具和计算机视觉技术建立模型。主要有三种形式的模型,即线图模型、二维轮 廓模型和三维立体模型口61,应用较多的是运动目标的三维立体模型,尤其是对 刚体目标如汽车的跟踪。该方法的优点是可以精确分析目标的运动轨迹,即使在 目标姿态变化和部分遮挡的情况下也能够可靠的跟踪, 但跟踪精度取决于模型的 精度,而在现实生活中要获得所有运动目标的精确模型是非常困难的。 目标检测算法,至今已提出了数千种各种类型的算法,而且每年都有上百篇相 关的研究论文或报告发表。尽管人们在目标检测或图像分割等方面做了许多研 究,现己提出的分割算法大都是针对具体问题的,并没有一种适合于所有情况的 通用算法。 目前, 比较经典的运动目标检测算法有: 双帧差分法、 三帧差分法(对 称差分法)、背景差法、光流法等方法,这些方法之间并不是完全独立,而是可 以相互交融的。 目标跟踪的主要目的就是要建立目标运动的时域模型, 其算法的优劣直接影响 着运动目标跟踪的稳定性和精确度, 虽然对运动目标跟踪理论的研究已经进行了 很多年,但至今它仍然是计算机视觉等领域的研究热点问题之一。研究一种鲁棒 性好、精确、高性能的运动目标跟踪方法依然是该研究领域所面临的一个巨大挑 战。基于此目的,系统必须对每个独立的目标进行持续的跟踪。为了实现对复杂 环境中运动目标快速、稳定的跟踪,人们提出了众多算法,但先前的许多算法都 是针对刚体目标,或是将形变较小的非刚体近似为刚体目标进行跟踪,因而这些 算法难以实现对形状变化较大的非刚体目标的正确跟踪。 根据跟踪算法所用的预 测技术来划分,目前主要的跟踪算法有:基于均值漂移的方法、基于遗传算法的 方法、基于Kalman滤波器的方法、基于Monto Carlo的方法以及多假设跟踪的方 法等。 运动检测与目标跟踪算法模块 运动检测与目标跟踪算法模块 与目标跟踪 一、运动检测算法 1.算法效果 算法效果总体来说,对比度高的视频检测效果要优于对比度低的视频。 算法可以比较好地去除目标周围的浅影子,浅影的去除率在 80%以上。去影后目标的 完整性可以得到较好的保持,在 80%以上。在对比度比较高的环境中可以准确地识别较大 的滞留物或盗移物。 从对目标的检测率上来说,对小目标较难进行检测。一般目标小于 40 个像素就会被漏 掉。对于对比度不高的目标会检测不完整。总体上来说,算法在对比度较高的环境中漏检率 都较低,在 以下,在对比度不高或有小目标的场景下漏检率在 6%以下。 精细运动检测的目的是在较理想的环境下尽量精确地提取目标的轮廓和区域, 以供高层 进行应用。同时在分离距离较近目标和进行其它信息的进一步判断也具有一定的优势。 反映算法优缺点的详细效果如下所示: 去影子和完整性 效果好 公司内视频 左边的为去影前,右边的 为去影后的结果,可以看出在 完整 性和去影率上 都有所 突 出。 这两个视频的共周特点 城市交通 是,影子都是浅影子,视频噪 声不太明显。目标与背景的对 比度比较高。 效果差 这两个视频的特点是影子 都是深影子。虽然影子没有去 掉,但是物体的完整性是比较 高的。主要原因就是场景的对 路口,上午 十点 比度比较高。 滞留物检测和稳定性 效果好 会议室盗移 效果好的原因,一是盗移或 滞留目标与背景对比度较大,二 是目标本身尺寸较大。 另外盗移物或滞留物在保持 各自的状态期间不能受到光照变 化或其它明显运动目标的干扰, 要不然有可能会造成判断的不稳 定。 效果差 会议室 遗留 物 大部分时间内,滞留的判断 都是较稳定的,但是在后期出现 了不稳定。主要原因是目标太小 的原故。 因此在进行滞留物判断时, 大目标,对比度较高的环境有利 于判断的稳定性和准确性。 漏检率 效果好 城市交通 在对比度高的环境下, 目标相对都较大的情况下 (大于 40 个像素) 可以很 , 稳定的检测出目标。 在这种 条件下的漏检率通常都是 非常低的,在 以下。 效果差 行人-傍晚 和“行人”目录下 的 其 它 昏 暗 条件 下的视频 在对 比度较低的 情况 下,会造成检测结果不稳 定。漏检率较高。主要原因 是由于去影子造成的。 这种 对比度下的漏检率一般在 6%以下。 除了 对比度低是 造成 漏检的原因外, 过小的目标 也会造成漏检,一般是 40 个像素以下的目标都会被 忽略掉。 算法效率内存消耗(单位:b) .MD_ISRAM_data .MD_ISRAM_bss .MD_SDRAM_data 0x470 0x24 0x348 .MD_SDRAM_bss .MD_text 0x1a8480 0x6d40 速度 ms 运动区域占 2/3 左右时 CPU 占用率 一帧耗时 Max:57% Min: Avg: Max:23 Min: Avg:15 运动区域占 1/3 左右时 Max:45% Min: Avg:20% Max:18 Min: Avg:8 检测参数说明 检测参数说明 检测到的滞留物或盗走物的消失时间目前分别设定在 200 帧和 100 帧, 可以通过参数来 自行调整。 目前目标与背景的差异是根据局部光照强度所决定的, 范围在 4 个像素值以上。 目前参 数设置要求目标大小要在 20 个像素以上才能被检测到,可以通过参数来自行调整。 目标阴影的去除能力是可以调整的, 目前的参数设置可以去除大部分的浅影子和较小的 光照变化。 适用环境推荐光照条件较好(具有一定的对比度)的室内环境或室外环境。不易用它去检测过小的目 标,比如小于 40 个像素的目标。室外环境不易太复杂。输出目标为精细轮廓目标,可以为 后面高层应用提供良好的信息。 二、目标跟踪 稳定运行环境要求此版本跟踪算法与运动检测算法紧密结合, 对相机的架设和视频的背景环境和运动目标 数量运动方式有一定要求: 背景要求: 由于运动跟踪是基于运动检测的结果进行的, 所以对背景的要求和运动检测一样, 背景要求: 运动目标相对于背景要有一定反差。 运动目标:由于运动检测中,对较小的目标可能过滤掉。所以运动目标的大小要符合运动检 运动目标: 测的要求。运动目标的速度不能太大,要保证前后帧运动目标的重合面积大于 10 个像素。此阈值可修改(建议不要随意修改,过小,可能把碎片当成原目标分 裂出来的小目标,过大,可能失去跟踪。当然可试着调节以适应不同场景)。该 算法对由于运动检测在地面上产生的碎片抗干扰性比较差, 运动目标和碎片相遇 时,容易发生融合又分离的现象,造成轨迹混乱。消失目标和新生目标很容易当 成同一目标处理,所以可能出现一个新目标继承新生目标的轨迹。 运动方式: 运动目标的最大数量由外部设定。 但运动跟踪对运动目标比较稀疏的场景效果比 运动方式: 较好。 算法对由于运动检测在运动目标上产生的碎片有一定的抗干扰。 算法没对 物体的遮挡进行处理。对于两运动目标之间的遮挡按融合来处理。 拍摄角度: 拍摄角度:拍摄视野比较大,且最好是俯视拍摄。

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