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世界气象组织(WMO)在1981年推荐的太阳常数最佳值是1367+-7瓦每平方米。这个值是以日地平均距离(149 597 892+-500公里)为标准的。 计算当地的值要作相应的订正。
商业展示中的灯光配置设计 在商店里,左右顾客作出购买决定的是他所看到的商品,而这种 视觉印象往往是由灯光的配置所决定的。那么,设计师怎样通过 灯光的巧妙配置,来塑造一个有特性和吸引力的、令人愉快并有 安全感的商业空间环境呢? 一、 作为设计师,首先要明确灯光设计的目的有以下几点: 1. 提高顾客的情绪,刺激他们探寻的兴致; 2. 对环境照明及对展品照明的不同处理; 3. 尽量保持商品在自然光下的特性; 4. 用灯光来调整不够完美的建筑空间; 5. 避免眩光,使购物者在其中感觉舒适和安全; 6. 避免平淡和单一,应使各种灯具得到平衡的应用。 7. 提高灯具的配置效率,减少浪费。 二、 基本的功能要求 1. 吸引顾客的注意力; 2. 创造展示的趣味性和戏剧性; 3. 创造一种积极的购物环境; 4. 灯光应有对顾客的引导性; 5. 使展示平面具有灵活性; 6. 灯光配置应首先与平面布置和材料应用相配合; 7. 整体照明环境与重点展示区的灯光对比。 三、 作为照亮整个空间的环境灯光,需要考虑灯光的照度,色 彩的表达性与 装饰性,以及装饰光的照度,色彩的表达性与修 饰性,以及装饰光的数量。一般的情况下,销售的商品越昂贵, 其商业环境光照度越低,而对被展示物品的颜色的表达性与修饰 性越好,装饰灯的数量越多(参见表1)。顾客的第一印象十分 重要,当大脑还没有作出任何决定时,视线已经被吸引,或明或 暗与众不同的印象,是顾客对它及周围的环境的亮度作比较的结 果: 应用范围 建议的照度 照度(Lux) 专卖店:很低 150以下 高档商场:低 150-300 一般店铺:一般 300-500 超级市场:高 750以上 橱窗、特卖区:很高 3000-30000 颜色的心理作用是明显的。例如红色、橘红色会刺激人们的食欲 ,因此常常用在食品店的门头。色彩在塑造空间性格时作用非凡 。 作为装饰性的照明,从华丽的吊灯到发光灯槽,它们对视线的吸 引均远远大于它们本身的照明功能,从而成为一种吸引顾客的装 饰手法,使得处在该环境空间中的物品较周围区域的物品更具竞 争力。 四、 环境照明设计的技术手法 1. 在较小的空间中应尽量把灯具藏进顶棚;而在较宽敞的空间 应把灯具拿出来,并让它能照射到360O。 2. 用光线来强调墙面和顶棚,会使小空间变大;而要想使大空 间变小获得私密感,可用吊灯,或使四周墙面较暗,并用射灯强 调出展品。 3. 强调顶棚。用向上的灯照在浅色的表面上,会使较低的空间 显高;相反用吊灯向下投射,则使较高的空间显低。 4. 用灯光强调浅色的反向墙面,会在视觉上延展一个墙面,从 而使较狭窄的空间显得较宽敞;而采用深色的墙面,并用射灯集 中地照射展品,会减少空间的宽敞感。 五、 局部照明 局部照明,通常包括橱窗、陈列架及柜台的照明。局部照明是为 了强调顾客对商品的结构、肌理及色彩的印象。越昂贵的商店, 对这种局部照明的对比性和要求越高。射灯因其灵活性,常被当 作完成此类照明的主要灯具。射灯的光柱以不同的角度照射商品 ,会产生不同的效果。一般来讲,从一侧射来的光,比从正前方 或后方射来的光能更好地反映物体的结构、肌理和色彩。 六、总而言之,根据不同的色彩需要,灯具位置(墙面或顶棚) 以及照度,选择合适的灯具是设计师最重要的任务。成功的商业 展示的灯光设计取决于设计师与业主的良好沟通,以及各种保证 安全性、可视性、高品质、充分的数量、合理的能源消耗的技术 手法。 论光环境艺术构成 一、光的艺术作用 (一)、光艺术的起源 阳光、月光、星光和火光伴随着原始人 的生活,旭日与夕阳交替,白昼和黑夜循环,原始人在光的沐浴 下生成发育繁衍。火的发明使用,使人类进入了新的文明阶段, 火不仅用来照明、取暖、烧烤食物,到了晚间,原始人围着火堆 ,举起火把狂欢舞蹈,一堆堆火光映红了一张张欢乐而喜悦的脸 ,一串串舞动的火把构成火蛇巨龙,这就是人类早期的用光构成 的原始光艺术雏型。 随着火、蜡烛、油灯、汽灯、电灯等人工光源的发明创造,人类 跨越了一个又一个文明阶段进入了当今灯光照明高科技时代,由 于人工照明技术的迅速发展和人造光源的普及,人们的夜生活变 得越来越丰富多采,灯光艺术作为一种新的视觉艺术形式,把人 们的生活空间装点得更加美丽。在现代环境艺术设计、舞台艺术 设计、室内装饰等方面,灯光艺术已被广泛地应用。 (二)、光的艺术魅力 光照的作用对人的视觉功能的发挥极为 重要,因为没有光就没有明暗和色彩感觉,也看不到一切。光照 不仅是人视觉物体形状、空间、色彩的生理的需要,而且是美化 环境必不可缺少的物质条件。光照可以构成空间,又能改变空间 ;既能美化空间,又能破坏空间。不同的光照不仅照亮了各种空 间,而且能营造不同的空间意境情调和气氛。同样的空间,如果 采用不同的照明方式,不同的位置、角度方向,不同的灯具造型 ,不同的光照强度和色彩,可以获得多种多样的视觉空间效应: 如有时明亮宽敞,有时晦暗压抑;有时温馨舒适,有时烦躁不安 ;有时喜庆欢快,有时阴森恐怖;有时温暖热情,有时寒冷冷淡 ;有时富有浪漫情调,有时产生神秘感觉等等,光照的魅力可谓 变幻莫测。 在光照下,人和物就会产生明暗界面和阴影层次的变化,并在视 觉上赋予立体感。如果改变源的光谱成分、光通量、光线强弱、 投射位置和方向就会产生色调、明暗、浓淡、虚实、轮廓界面的 各种变化,这是运用光照艺术渲染环境艺术气氛和烘托人物性格 的重要手段。如同一头像摄影,如果取顶光直射照明,那么,人 脸给人以冷漠、严肃、阴森的感觉;如果取斜上方半侧光照明, 那么人脸轮廓分明给人以性格外向、精明能干的感觉;如果取多 光源散光照明,那么,给人以性格随和,心情愉快的感觉;如果 取向上直射照明,那么会给人以恐怖、凶残、愤怒的感觉。光雕 是现代造型艺术的新形式,有艺术家利用玻璃、冰块、透明塑料 等透光材料制成各种造形和灯具,光线从内部或外部照射,通过 投射光的透射、折射、反射等物理特性的充分发挥,构成光辉灿 烂的立体艺术,也有利用小型彩色灯泡、灯珠、霓虹灯、光导纤 维等灯具材料,直接构成五彩缤纷的灯光图案画面。 由灯光和音乐互相配合而创造的综合艺术在现代表演艺术和环境 艺术中十分流行,如现代摇滚歌星表演时,利用灯光照明的明暗 、色彩、强度,使整个舞台颜色瞬息万变,从而使歌迷们陶醉于 一种快节奏梦幻般的超现实世界。又如,灯光和音乐配合还用于 音乐喷泉、露天广场、歌舞厅、溜冰场以及商业建筑等环境艺术 气氛的渲染,设计师运用计算机控制灯光和音乐编制的程序,使 音乐的节奏同步配合灯光的强弱和摇曳,从而获得声、光、色的 综合艺术效果。 二、光构成原理 (一)、色光混合三定律 人眼睛不仅对单色光产生一种色觉, 而且对混合光也可以产生同样的色觉。例如520毫微米的单色光 刺激人眼产生绿色觉,将510毫微米与530毫微米的单色光混合刺 激人眼也可以产生绿色觉;又如580毫微米的单色光刺激人眼产 生黄色觉,将700毫微米的红光与510毫微米的绿光混合刺激人眼 也可以产生黄色觉,而且人眼感觉不出这两者之间有什么差别。 光谱中色光混合是一种加色混合,用3种原色光:红(R)、绿( G)、蓝(B)、按一定比例混合可以得到白色光或光谱上任意一 种光。格拉斯曼将色光混合现象归纳为三条定律:补光律、中间 色津、代替律。 补色律--每一种色光都有另一种同它相混合而产生白色的色光, 这两种色光称为互补色光。例如蓝光和黄光,绿光与紫光,红光 与青光混合都能产生白光。 中间律--两种非补色光混合则不能产生白光,其混合的结果是介 乎两者之间的中间色光。例如红光与绿光,按混合的比例不同, 可以和到介乎两者之间的橙、黄、黄橙等色光。 代替律--看起来相同的颜色却可以由不同的光谱组成。只要感觉 上是相似的颜色,都可以相互代替。例如颜色光A=色光B,色光 C=色光D,则A+C=B+D;又如A+B=C,而X+Y=B,则A+(X+Y)=C, 如:A(黄光)=B(红光+绿光),C(青光)=D(蓝光+绿光), A(黄光)+C(青光)=B(红光+绿光)+D(蓝光+绿光),其结 果是A(黄光)+C(青光)=淡绿光,B(红光+绿光)+D(蓝光+ 绿光)=红光+绿光+蓝光+绿光=白光+绿光=淡绿光。这就是代替 律。它在色彩光学上是一条非常重要的定律,现代色度学就是以 此为理论基础而建立的。色光混合定律属于加色混合,它与染料 、颜料的混合相反,后者为减色混合,其混合的规律也完全相反 。 (二)、三原色光混合 色彩物理理论中的加色法混合理论证明 ,红、绿、蓝三原色光等量混合时产生白光;红光与绿光等量混 合产生黄光;红光与蓝光等量混合产生品红;绿光与蓝光等量混 合产生青光。如果用字母R、G、B、Y、M、C、W分别代表红、绿 、蓝、黄、品、青、白,则可以由下式得出混合结果: 绿光(2G)+红光(2R)→黄光(Y) 红光(2R)+蓝光(2B)→ 品红光(M) 蓝光(2B)+绿光(2G)→青光(C) 红光(2R)+绿光(2G)+蓝光(2B)→白光(W) 如果三原色光 以二比一的比例混合,其结果如下: 红光(2R)+绿光(1G)→橙色 红光(1R)+绿光(2G)→黄绿 红光(2R)+蓝光(1B)→曙红 红光(1R)+蓝光(2B)→紫红 绿光(2G)+蓝光(1B)→翠绿 绿光(1G)+蓝光(2B)→天蓝 因为黄、品、青分别为红、绿、蓝色光的间色,因此也可表示为 : 2R+Y=2R+(2R+2G)=4R+2G→2R+G(橙) 2G+Y=2G+(2R+2G)=4G+2R→2G+R(黄绿) 2R+M=2R+(2B+2R) =4R+2B→2R+B(曙红) 2B+M=2B+(2B+2R)=4B+2R→2B+R(紫红) 2G+C=2G+(2B+2G) =4G+2B→2G+B(翠绿) 2B+C=2B+(2B+2G)=4B+2G→2B+G(天蓝) 如图45所示,凡通过 等边三角形中心点相对的两色互为补色关系,其混合的结果如下 : 蓝光(2B)+黄光(2G+2R)=2B+2G+2R→白光 天蓝(2B+G)+橙 光(R+G)=2B+2G+2R→白光 青光(2B+2G)+红光(2R)=2B+2G+2R→白光 翠绿(2G+B)+曙 红(2R+B)=2B+2G+2R→白光 绿光(2G)+品红(2B+2R)=2B+2G+2R→白光 黄绿(2G+R)+紫 红(2B+R)=2B+2G+2R→白光 字数限制也,1万多字,发不完,有兴趣联系我
[照明在生活中的影响与作用]灯光照明是在不违背生活真实的前提下,可以更加典型地创造环境,使其符合拍摄的要求和环境的塑造,创造一种环境气氛感,并把这种气氛感富于感染力地通过摄像镜头在屏幕上表现出来。同时还可以利用有依据的多向光源,完美地创造人物形象,刻划人物性格特征。 一. 难以捉模的照明照明是一种转瞬即逝的人艺术,对摄像机前面的景物和在银幕上表现出来的形象,两者之间的不同要作出正确的估计。这种有意造成的变化需要富有想象力的预见和相当的经验才能实现。灯光设计师需要耐心地运用一盏又一盏灯来制造灯光现场效果,在屏幕上显示出光与影合成的了一种气氛感,从而左右我们的注意力,激发我们的情感。但是在现场这种气氛感是看不到的,在富有感染力的屏幕形象与现场灯光设备之间,有着很大的悬殊。环顾现场的灯光照明布景,看不到有什么吸引人的地方,看不到神秘的阴影,也看不到造型和色彩的相互作用。当我们把某一个人物安置在恰当的位置上,我们才能通过摄像机的视点看到,照明处理如何抓住了人物面部的性格特征和意识形态。但是在室无一人的布景中,我们看到的只不过是许多照明灯具造成的强烈的光亮而已。 照明也是一种艺术创作形式,灯具就象是画家手中的画笔雕刻家手中的刀一样,灯光师可以根据剧情的需要,利用手中的灯具打出各种光线进行创作,表达导演对剧情的理解、主题的感受和通过不同的光线抒发感情。 二、 照明方法在照明设计中,对画面的处理,有着多种方法,灯光师要在平面画中表现三度空间世界,主要有以下方法:平光法:这种方法是把人的注意力引向灯光照射实体的轮廓,表现色彩和细节,但是不突出主体的立体形态,从而造成一种平淡的二度空间效果,用平板的、明暗对比相对微弱的照明和少量的逆光就能达到这种效果,尽可能消除阴影。剪影法:这种方法目的为了表现物体的轮廓,主体安置于明亮的背景前,其本身基本上不布光。把主体的色彩、影调、表面结构和表面造型完全隐于人的视觉之外。对比法:控制着灯光色调的层次、各平面的亮度,显示出一定的阴影,突出主体主体感和深度感,造成一定的明暗对比。这种方法是最常见的画面风格,具有一种引人注意的,富于感染力的力量。 三、画面的效果处理为了使画面的效果有力度有生气,根据不同的剧情需要,对场面的色调突出部分也有不同的要求。使人联想到夜晚,阴险的画面,常使用以较小面积的淡色调变化作衬托,而使黑色调区占主要优势的极低调灯光布局来布置画面。若以白色和淡淡的灰色占主要优势,则使人联想到愉快、喜庆的效果。面对画面的照明处理方法,一是采用全面照明的方式:这种照明方式使整个表演区域都处在泛光照明之下,突出关心的是事情的能见度。这种照明方法象平光照明一样不分明暗,出现结果也可能把主体同其它环境区分开来,还可能使各个平面混为一体。它靠的是色彩和色调的变化,以及表面细节来表现画面内容。二是采用整体照明方式:这种方式应注意正面光的同时,为达到更加完整和清晰的目的,增加整个场景的层次,要精心安排逆光和侧光的照明,并要注意与正面光平衡,而效果是非写实的平衡。 在现实实际生活中,人们通过眼睛看事物,是通过大脑在不断的向自己解释所看到的东西,因此不觉得异样。能够"看透"任何物体的阴影,并加以"理想"化。但当我们在自然环境中拍摄人物时,我们会意识到自己的眼睛不会注意到的一些因素。日光本身是一种非常不定的发光体,它的光照强度和性质随着天气的变化和位置的变动迅速改变,大自然的光、色的变化已为人们所习惯,人的头脑中已形成了一系列特定的概念,每一个自然的气象表现都被人定律为大地上特定的光照现象,这些光照现象被想象力丰富的人们与生活的情绪结合在一起。灯光设计师可以根据剧中情绪、事态的发展,模拟自然的光照现象、气象的光照效果表达剧情。 光线的模拟在室内场景或真实环境光线不起作用的地方,需要自然光的照明。就需要人为的一些"自然"光线加入,使场景人物通过屏幕展现在人们视觉当中,但在照明方面,对"自然的"照明手法有很多争议,很多人对布光的手法千篇一律,逆光普遍存在,人像的完美无缺,感到乏味。他们追求的是即然是"自然的",就应在照明上有更大的真实性,认为一成不变,矫揉造作有损真实。我们在需要模拟自然光线照明的地方,把比例适当的灯具安置在自然光源可能存在的地方,就可以作到自然的照明。这种直接模拟的结果,有时出现的图像效果令人非常满意。但对于另外一些剧情要求或场景,就会使场内人物有些地方过于明亮,有些地方又让人看不清。头上有亮斑,眼窝暗黑,脸上半明半暗,显得很古怪。因此这种布光方法看起来是一种新眼光,是对老一套手法的反叛,但在有时使人脸蒙受其害的事实面前,有时又显得只是为了猎奇,用传统的手法干的蠢事。照明师们有意模拟再现自然照明的效果,经常用一排柔光灯,射入窗口作为室内的唯一光源,这种自然的或写实的照明效果非常好。电视台单个人访谈常用这种方法。但这只适用于静止不动的摄像机和以光线方向对准的有限表演。对于很多场景和有多个机位或有另外视点来说会发现某些角度产生一些不美观的镜头。但如果在被摄人物或场景不那么清楚的角度增加额外的照明,来加强这种自然光的效果,会使人感到虚假或不能让人信服。这种情况下,既使是用真实的实景,看上去也会显得虚假。另外,灯光模拟可以人为的模拟一些特殊的光线,像并不存在的炉火照明,从看不到的窗户造成的窗户阴影,把阳光图案,从不存在的假定窗户投射到墙上等。四 气氛的渲染气氛的渲染是我们接触到了很微妙的画面处理方法,环境气氛它可以是装饰性的,也可以是自然的,还可以是抽象的。为了使人产生联想或暗示某种特定的环境,用装饰性的照明来突出光与影的再现,但过分的渲染布光技术可能形成俗套的画面主义,从而分散观众的注意力。我们在屏幕上显示的图像可以把一件家具或一座雕像用局部光线来照明,充分显示它的外部形态和表面结构。也许在实际生活中这件家具或雕像可能处在昏暗的阴影中,无人注意。但在屏幕上用这种方法处理光线透出的气氛感看上去是自然的,目的是创造画面的艺术感染力,或者构成一种气氛。只有对画面进行周密的分析后,才能看出具体的光与影和实际生活中杰然不同。另外,有时为了画面要求,产生一种抽象的效果,表现幻想、或者奇妙的景象,运用光与影的图案进行直接模拟的联想,产生的效果是刺激、有趣、感人,有时又让人感到恐怖。这种环境气氛的表达,主要依据灯光设计者对生活的长期敏锐观察和积累,依据照明对现实生活的模拟。生活经验越丰富,平时积累越多,那么照明对环境气氛的描绘再现就越真实、巧妙,人工痕迹就越少。时间气氛则主要通过光线的合理照明形成一种时间效果,让这种光线具有可通性,使观众感受到置身于各种不同的时间氛围之中。黑夜的气氛变化是独特的,它可以提醒我们黑暗所造成的各种效果。它的主要特征就是以暗色调为主要优势。整体光线效果给人以肃穆、神秘的感觉。夜晚的光线把握主要是依据主题内容以及创作的构思和想法。它的用光方法较多样与灵活,创作余地很大,夜晚时间气氛的表达也有深缩性。夜景接受的普通照度很低,所以夜景是暗的,特别是人们的心理作用。由于人们在实际生活中对夜景的感觉是暗的,因此通过屏幕反应出来的夜景应是处在暗色调之中。但空间有层次,要有一定的空间距离感觉。夜景中的光源是多种多样的人工光源,色温各不相同,景物反差很大。黑暗的夜:使周围环境依稀可辩,看不清细节的茫茫一片,黑暗基本上隐芷了画面中的场景。迷人的夜:我们可以在完全黑暗的环境中利用灯光的效果短暂而有限地看见一些可以辩认出来的物体,引起观众的好奇心。神秘的夜:通过隐蔽的光源闪烁不定,从四周环境中反射出来,使自然的东西被奇怪的改变,具有一种不可思议的性质。抒情的夜:通过光线的布局制造出一个清彻的、优美的,月光洒地的夜晚。没有咄咄逼人的感觉,通过半明半暗的阴影笼罩一切,描绘一个美好的夜晚。一般来说,完全漆黑一片是没有价值的,它通过屏幕反映给观众的只是一场没有让人信服的感觉。因此我们就需要巧妙的利用一些手法,加入一些光线,尽量增加被摄物体场面调度的范围,不时地由亮区进入暗区或由暗区入亮区引发观众的视觉兴趣,增加夜晚浓郁的气氛及效果。日出 日落早晨和傍晚的光线有一定差异,早晨光线纯正、清新,所含杂质少。傍晚光线受暮色和大气中灰尘的影响,光线被介质一定量的散射,比较浑浊。太阳刚落山,天空有较强的余辉,景物有足够的照度。虽然失去了阳光下的细节,但层次还较丰富,一切景物开始朦胧。这个时期可以利用现有光拍摄,必要时也可利用人工光加经修饰,日落黄昏,西方天空往往出现彩霞,影调都是非常丰富的,处理好天空是获得气氛的重要手段。从太阳落山之后到夜晚降临之前,光线由亮到暗变化迅速,就会形成各种不同气氛的黄昏效果。在昏暗、朦胧的黄昏,太阳早已下山,夜色即将来临。天光微弱,失去细部和层次,一切都处在朦胧当中。一般多用来制造昏暗阴森的气氛。这种气氛的黄昏镜头,是利用曝光方法控制画面影调气氛。日出日落时刻,明亮的直射阳光失去了耀眼的光芒,不仅亮度降低,色温也降低了,蓝色的天空散射光却加强,景物受光面呈现出金色的暖调,背光面却呈现出蓝色调,画面有良好的寒暖对比,色彩丰富,这时期光线短促,光效复杂多变,转瞬即逝,日落和黄昏时间是电视节目制作中拍摄夜景的"黄金时间",是渲染气氛的最佳时机。模拟的日出场面可以处理成在画面的上方出现深暗的云层,同时地平线上映照一抹淡黄色的霞光。日落的处理方法应该是使地平线是遮起来看不见的,而光线又偏向一边。使观众所看到的天空越来越暗,这样会使观众感到日落的气氛越来越浓。日出日落布光设计富有暖调,光线明快柔和洋溢着一种积极向上,朝气蓬勃、生动有趣和沉稳安适和谐圆满的特有气氛。五、照明的引导作用人们在实际生活中对周围环境照明的反应,是根深蒂固的,水面阳光的闪耀,傍晚的宁静暮色,以及深夜林中的阴森,这些都是气氛和照明发生相近联系的结果。阳光是炎热,透射一切的。黑暗可能是神秘的虚幻的,照明之所以能引导人发生联想,原因就在于创造这种条件,构成这种联想的气氛,照明也具有改变基调、外表、注意力事件发展的步调和涵义方向的灵活性。在任何一处环境中,任何一件物体,首先需要光线的介入才能进入人的视觉,它们之间的介质是光。人物环境的情形,物体的形象,甚至空间的大小,都要借助光的照射。在任何场地的拍摄工作中,演出的现场空间是由光来组织的。光的照射的空间越大,人们视觉感受的空间范围也越大。即使空间很大,但若光只照射某一区域,那么不在完成照射范围的空间,在人们视觉上就不存在意义。因此,光有着引导和指示人类视觉的作用。光照在哪里,人的视觉就跟在哪里,光移动在哪里,视觉就移动到哪里。在大型的演出场合里,灯光师利用灯光把演出空间分成若干个小的演出区,因此在人们的视觉中感受到的是各个不相干的小演区,它们之间有的只是表演情节的联系,却没有环境的关联。因此,照明帮助我们引导观众的视线,通过孤立的色调,通过相邻色调的高度明暗对比,通过饱和和较淡的色彩配置,通过模糊和清晰的虚实搭配,使观众的视线被吸引过来,朝着一定的方向,集中注意在某一细部上。利用这些条件使人们的注意力集中于不同场景中的前景、中景或后景。揭示或隐芷事实有选择的照明使我们揭示想要揭示的事实,引导观众猜想并不真实或并不完全真实的事实。要做到这一点我们只要夸张表面结构或外部形态,或者造成一种虚假的或含糊的色调关系就能做到。反过来,我们还可以通过照明手段使观众无法得到一个被摄对象或场景的画面信息。在安排好足够的线索来引导观众的思路后,而当观众眼睛只能看到若隐若现的东西时,想象力就会受到很大的刺源。阴影阴影的处理,是最具有感染力的一方面,黑暗是全部阴影的一种表象,它不能说明任何东西,全部半阴影即是灰色朦胧的一片,使观众看上去很吃力,不能满足观众的好奇。要安排具有感染力的局部阴影才能吸引观众。采用色调明暗对比鲜明突出,使被摄人物外表看上去比较粗糙,有棱角,使人感到雄劲,坚实,富有生气和动态。若采用色调明暗富有层次,用柔合的阴影包围主体,产生一种丰满,细腻的效果,给人柔和、安详和缺少生气的感觉。阴影的存在一般有结构阴影,揭示轮廓,表面结构和形态。环境阴影,揭示时间、气候和环境的概念。气氛阴影,这种阴影可以是奇形怪状的,以增强戏剧性,它也可以展示剧情或即将发生的剧情。增加剧情的紧张程度。六.照明变化照明变化要有效,就必须明显触目,通过布光,可以重新安排画面重点和明暗配置,从而改变画面的整个构图平衡。我们可以通过照明逐步改变色调效果来创造含蓄的立体局限感,能使人改变注意力的方向,也能改变色调平衡和基调,或者改变画面的表现力、静态和注意焦点。同时,我们还能改变相对的突出重点,来改变空间关系、透视、立体感、造型和质感。这种照明的变化是照明艺术的一种极其富有感染力的功能。光对物体的塑造,是用若干个灯从多种色度对物体照射来实现的,观众看到的是一个多角度光照的物体形象。如果改变灯具的位置和照射角度,观众会获得和前面不同的物体形象,如果只改变灯光照度,物体的形象也会随之改变,如果照度不变,角度位置也不变,而改变灯光的光色,物体形象仍会改变,要是改变灯光照射范围,它的形象还会变,如果把灯光的位置色度光色和照射范围都作改变,那么物体形象变化就会更大。灯光照明,是影、视、舞台各种表演的重要的环节。做为灯光设计者,必须把自己置身于观众之中,从观众的角度来审查自己的创作,考虑自己的工作成果是不是让观众接受。灯光设计中的每一个造型,渲染和变化能不能得到观众的理解。光色画面的美与不美,有没有意境都要站在观众的立场上衡量,这样才能把灯光的艺术感染力充分表现出来。
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摘要:本文介绍了红外线感应开关的原理,采用热释电红外探头(PT8A2621)将接收到的微弱信号加以放大,然后驱动继电器,制成红外热释电感应开关。本开关能探测来自移动人体的红外辐射,只要人体进入探测区域,开关会自动开启。该设计可作为企业、宾馆、商场及住宅的走廊、楼梯、电梯间、卫生间、库房等处的自动开关,起到“人来灯自亮,人走灯自灭”的作用,既新颖方便,又节约用电,在某些场所还能起到威慑盗窃活动的防范作用。本设计结构简单,本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,价格低廉,隐蔽性好,应用范围广,所以可以通过扩展而达到实际的应用。关键词:红外线,感应开关,红外辐射,探测区域Abstract:this article will normally introduce the theory of dopuler effect, which advance PT8A2621 to zoom out micro-signal. then drive the relay, complete the infrared -heat electric on- off. this switch can mensurate moving-body infraed ray. once coming into the mensurate area, the switch will automatically turn on .this invitation could be used as auto-on-off in corporation, hotel, mall and could induce house like the lane, stairs, bathroom, stockroom. bringing the effectness that coming on, leaving off. it is innovate and convient, also reduce the expanse of electricity, could resist the steal activities. its structure is very simple. it can emit no ray, small size, low price, well cover-up, widely used, attach to practical advantage when : Infrared, Sensor switch, Infrared radiation, Detection of regional引言:作为世界上最大的发展中国家,我国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯,居世界第三位;基本能源消费占世界总消费量的l/10,仅次于美国,居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家,发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点,日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来,中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993 年起,中国由能源净出口国变成净进口国,能源总消费已大于总供给,能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口,因此节能思想尤为重要,节能的中心思想是采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的措施,来更有效地利用能源资源。为了达到这一目的,需要从能源资源的开发到终端利用, 更好地进行科学管理和技术改造,以达到高的能源利用效率和降低单位产品的能源消费。由于常规能源资源有限,而世界能源的总消费量则随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高越来越大,世界各国十分重视节能技术的研究,特别是节约常规能源中的煤、石油和天然气,因为这些还是宝贵的化工原料;电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用与我们的生活与生产方面,因此电能的节能尤为重要,要节能首先就要做到节约能源,其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年,有人提出过利用热释电效应探测红外辐射,但并未受到重视,直到六十年代,随着激光、红外技术的迅速发展,才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器,它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外,在更多的领域应用前景看好。比如:在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机。电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。 1红外线感应灯控制系统研究的目的意义课题目的:本课题是设计一个红外线感应灯控制系统控制系统,通过本设计了解红外线感应灯控制系统的工作原理,进而研究红外线感应灯控制系统的设计方法。通过已学的模拟电路知识设计红外线感应灯控制开关电路,再利用由光敏电阻组成的光感电路来控制感应灯开关的触发与否,将控制开关与节能灯组成家庭照明系统。课题意义:现代化家居照明系统要适应网络时代的发展,应引入智能化的概念。在传统的家居照明系统中,一般都是综合布线,使用刀开关来控制,灯具的寿命短,较费电。但近年来,随着经济的发展和科技的进步,人们对照明灯具节能和科学管理提出了更高的要求,使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在商品房的建设热潮中,各大楼盘和房地产商也意识到了智能照明的重要性。使用智能照明控制系统,更能体现其在节能与管理方面的优势。红外智能节电开关由于触发的时候不需要人发出任何声音,而是人走过时身体向外界散发红外热量最终控制灯具的开启,当人离开后,经过一定时间的延时,自动熄灭。因为不同于声光控灯,不需要声音和开关控制,从而避免了声控噪音的侵扰,同时因为它是感应人体热量控制开关,所以避免了无效电能的损耗,达到节能效果。 现在的公共场所照明(比如公共走廊及楼梯间)应用最多的还是几年前出现的声光控延时灯具和开关。这种灯具和开关的出现,实现了人来灯亮,人走灯灭,目前已成为公共场所照明开关的主流产品。当然,这种产品在某种程度上说确实实现了节能的目的,但同时也给人们的生存环境造成了一定的破坏。由于产品本身性能的限制,这种声光控灯具和开关自动控制的实现需要(超过60分贝)声音的配合,这就给大众需要的安静环境造成一定的噪声污染。 随着社会的发展和人们对生态环境的重视,这种声光控灯具和开关已慢慢不能满足人们的需要,这就要求更加节能和环保的自动照明控制产品的出现,以满足人们对高质量生活的需求。 红外智能节电开关是以成熟的红外感应技术为平台,加入更多的高新技术元素而形成的一种具有广阔市场前景的高科技产品,它的出现弥补了声光控技术的缺陷,它的自动控制的实现不需要声音和其他会给环境造成影响的条件的配合,而是人走过时身体向外界散发红外热量最终实现它的自动控制功能。2红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势我国照明缺乏独创产品,模仿产品居多,基础加工落后,只顾外表,轻视功能,产品的品种比较单一,性能差。尤其是在“智能”照明方面,缺乏创新,与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线,提供照明灯回路用电,由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制,灯只有开和关两种状态,无逻辑时序及亮、暗调光控制,因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。而美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测,美国55%白炽灯及55%的日光灯被LED取代,每年节省350亿美元电费,每年减少亿吨二氧化碳排放量。日本100%白炽灯换成LED,可减少1~2座核电厂发电量,每年节省10亿公升以上的原油消耗。台湾地区15%白炽灯换成LED,每年节省110亿度电。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出,节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%~15%,作为能源消耗的大户,必须尽快寻找可以替代传统光源的节能环保光源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势,诸如较低的功率需求、较好的驱动特性、较快的响应速度、较高的抗震能力、较长的使用寿命、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等,成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势,尤其是能源紧缺,智能照明必是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利,改善家庭环境,提高管理水平,减少维护费用,不仅为建筑照明提供多种的艺术效果,而且使灯具控制和维护变得更为简单,而且具有可靠性高、安装布线容易。
基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝:PLC;智能控制:温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1.1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1.2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为:式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2.1系统总体结构2.1.1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。2.1.2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2.1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动力,降低劳动者的劳动强度。2.2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方便。3系统的软件设计3.1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3.2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制效果达到最佳。3.3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下:(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应用.现代化农业,2003(12):1~3申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考.农业工程学报,2000,16(5)
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由高到低地不断设置手机的屏幕亮度,知道人眼感觉其发出来的光不刺眼,记录此时的手机屏幕亮度,通过在手机里设置包括光照强度传感器、补偿和放大电路中央处理器在内的光照强度的检测装置,对光照进行采样、补偿和放大,再由光照强度的检测模块计算出当前的光照强度。
这个光照强度就是人眼对光强的耐受度。
此方法充分利用了手机被随身携带的特点,解决了户外不方便测量光照强度的技术问题。特别适合作为科研的辅助测量工具。
扩展资料:
实验时注意不要过于频繁调节亮度:
光源闪烁对人的视觉系统有刺激作用,会产生不舒适的感觉。而人眼对环境的明暗需要进行调节和适应。视觉的调节和适应的过程是由眼睛瞳孔的放大或缩小以及锥状细胞和杆状细胞的过渡来完成的,需要一定的时间。
长期在有频闪的光源下,必将使瞳孔括约肌和视网膜因过度使用而疲劳、酸痛甚至伤害视神经。频闪会导致眼睛疲劳、酸疼,之后是头晕头痛,再后是心烦紧张,甚至心动过速。
传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,这是我为大家整理的传感器与检测技术论文,仅供参考!传感器与检测技术论文篇一 传感器与检测技术课程教学探索 摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。 关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法 中图分类号:G71 文献标识码:A 文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02 传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。 一、课程教学现存的问题 自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难: (一)教学内容多而散 课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。 (二)典型应用性 传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。 (三)学时越来越少 学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。 (四)学生的学习主动性差 由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。 二、教学内容与教学方法的探索 (一)教学内容的调整 目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则: 1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。 2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。 3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。 (二)教学方法的改革 为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。 1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量 采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。 总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。 2、重视绪论,提升学生的学习主动性 很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。 3、加大案例教学比重、侧重应用 根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。 例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。 4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力 我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。 三、结束语 通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。 参考文献: [1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86. [2]陈静.感器与检测技术教学改革探索\[J\].现代教育装备,2011,(15):94-95. [3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究\[J\].常州工学院学报,2010,(12):91-92. [4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究\[J\].中国教育技术装备,2009,(27):42-43. 传感器与检测技术论文篇二 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: [1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报. [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. (作者单位 重庆邮电大学移通学院)
用DS18B20做的电子温度计,非常简单。#include <> #include\"\"#include <>#include <>//********************************************************#define Seck (500/TK) //1秒中的主程序的系数#define OffLed (Seck*5*60) //自动关机的时间5分钟!//********************************************************#if (FHz==0) #define NOP_2uS_nop_()#else #define NOP_2uS_nop_();_nop_()#endif//**************************************#define SkipK 0xcc //跳过命令#define ConvertK 0x44 //转化命令#define RdDs18b20K 0xbe //读温度命令//*******************************************extern LedOut(void);//*************************************************sbit PNP1=P3^4;sbit PNP2=P3^5;sbit BEEP=P3^2;//***********************************#defineDQ PNP2 //原来的PNP2 BEEP//***********************************static unsigned char Power=0;//************************************union{ unsigned char Temp[2]; //单字节温度 unsigned int Tt; //2字节温度}T;//***********************************************typedef struct{ unsigned char Flag; //正数标志 0;1==》负数 unsigned char WenDu; //温度整数 unsigned int WenDuDot; //温度小数放大了10000}WENDU; //***********************************************WENDU WenDu;unsigned char LedBuf[3];//----------------------------------//功能:10us 级别延时// n=1===> 6Mhz=14uS 12MHz=7uS//----------------------------------void Delay10us(unsigned char n){ do{ #if (FHz==1) NOP_2uS;NOP_2uS; #endif }while(--n);}//-----------------------------------//功能:写18B20//-----------------------------------void Write_18B20(unsigned char n){ unsigned char i; for(i=0;i<8;i++){ DQ=0; Delay10us(1);//延时13us 左右 DQ=n & 0x01; n=n>>1; Delay10us(5);//延时50us 以上 DQ=1; }}//------------------------------------//功能:读取18B20//------------------------------------unsigned char Read_18B20(void){ unsigned char i; unsigned char temp; for(i=0;i<8;i++){ temp=temp>>1; DQ=0; NOP_2uS;//延时1us DQ=1; NOP_2uS;NOP_2uS;//延时5us if(DQ==0){ temp=temp&0x7F; }else{ temp=temp|0x80; } Delay10us(5);//延时40us DQ=1; } return temp;}//-----------------------------------void Init (void){ DQ=0; Delay10us(45);//延时500us DQ=1; Delay10us(9);//延时90us if(DQ){ //0001 1111b=1f Power =0; //失败0 }else{ Power++; DQ=1; }}//----------------------------------void Skip(void){ Write_18B20(SkipK); Power++;}//----------------------------------void Convert (void){ Write_18B20(ConvertK); Power++;}//______________________________________void Get_Ds18b20L (void){ [1]=Read_18B20(); //读低位 Power++;}//______________________________________void Get_Ds18b20H (void){ [0]=Read_18B20(); //读高位 Power++;}//------------------------------------//规范化成浮点数// sssss111;11110000// sssss111;1111()//------------------------------------void ReadTemp (void){ unsigned char i; unsigned intF1=0; char j=1; code int Code_F[]={6250,1250,2500,5000}; ; if ([0] >0x80){ //负温度 =~; //取反+1=源吗 +符号S ; } <<= 4; //左移4位 [0]; // 温度整数 //************************************************** [1]>>=4; //--------------------------- for (i=0;i<4;i++){ //计算小数位 F1 +=([1] & 0x01)*Code_F; [1]>>=1; } ; //温度的小数 Power=0;}//----------------------------------void Delay1S (void){ static unsigned int i=0; if (++i==Seck) {i=0ower++;}}//----------------------------------void ReadDo (void){ Write_18B20(RdDs18b20K); Power++;}/**********************************函数指针定义***********************************/code void (code *SubTemp[])()={ Init,Skip,Convert,Delay1S,Init,Skip,ReadDo,Get_Ds18b20L, Get_Ds18b20H,ReadTemp};//**************************************void GetTemp(void){ (*SubTemp[Power])();}//---------------------------------------------------//将温度显示,小数点放大了 GetBcd(void){ LedBuf[0]= / 10; LedBuf[1]= % 10 +DotK; LedBuf[2]=()%10; if(LedBuf[0]==0)LedBuf[0]=Black; if() return; if(LedBuf[0] !=Black){ LedBuf[2]=LedBuf[1]; LedBuf[1]=LedBuf[0]; LedBuf[0]=Led_Pol; //'-' }else{ LedBuf[0]=Led_Pol; //'-' }}/*//---------------------------------------------------void JbDelay (void){ static long i; if (++i>=OffLed){ P1=0xff; P2=0xff; PCON=0x02; }}*//*****************************************************主程序开始1:2002_10_1 设计,采用DS18B20测量2:采用函数数组读取数码管显示正常!3:改变FHz可以用6,12MHz工作!******************************************************/code unsigned char Stop[3] _at_ 0x3b;void main (void){ P1=0xff; ; while (1){ GetTemp(); GetBcd(); // JbDelay(); LedOut(); }}复制代码 20091012_8b1ef92155560c13b5807ZmoDVSacjwD[1].jpg (12 KB) 2009-10-21 23:21 上传下载次数:0
随着经济的发展,人们对美术的重视度不断提高。下文是我为大家整理的关于美术家居环境有关论文的范文,欢迎大家阅读参考!
浅谈现代家居室内环境绿色装饰的设计
摘 要:本文主要针对现代家居室内环境绿色装饰的设计展开了探讨,并对家居环境绿化的概念、作用、设计、存在问题、解决途径五个方面作了详细的阐述和系统的分析,以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词:家居环境;绿色装饰;设计
随着环保、节能和低碳经济的大力发展,人们对“绿色”的渴求已迅速渗透到各个领域,而与人们最为接近的家居室内装饰,也开始应用其绿色施工技术。但是在实际的过程中,仍然存在着问题需要引起我们的重视,并采取有效途径做好解决,以推动家居室内环境绿色装饰的发展。
1 家居绿化的作用
家居绿化是室内设计不可分割的一部分,也是一门设计艺术,主要利用室内观赏植物、盆景、插花等绿色生命材料,结合室内设计、园林设计手法,配合整个室内环境进行设计、装饰和布置,使室内外融为一体,体现动和静的结合,达到人与室内环境以及大自然的和谐统一,创造出充满自然气息,满足人们生理和心理需要的室内空间环境。它是在一种特殊环境中进行的一种艺术处理,受到室内平面、空间及多种结构格式与陈设物的限制,是一门综合性极强的装饰艺术。
改善室内生活环境质量
通过室内绿化,不仅能改变室内的呆板、单调,还对室内相对封闭的空间起着调节湿度、温度和清洁空气的作用,同时植物还有滞留尘埃、吸收生活废气、释放和补充对人体有益的氧气等作用,并有利于人们的身体健康。
改善室内空间结构
大小不同的空间可以通过植物的搭配、种植方式来体现不同的空间感,突现不同的主题。
在家庭装修中,绿化装饰对空间的构造也发挥一定作用。如根据人们生活活动需要运用攀援上格架的藤本植物可以成为分隔空间的绿色屏风;运用成排的植物可将室内空间分为不同区域,同时又将不同的空间有机地联系起来。充分运用植物本身的大小、高矮来调整空间的比例感,产生不同的视觉效果,充分提高室内有限空间的利用率。
柔化室内空间
植物以其五彩缤纷的色彩、千姿百态的自然姿态、生机勃勃的生命、柔软飘逸的神态,恰巧与刻板、金属、玻璃制品及僵硬的建筑形成强烈的对比。例如:大片的宽叶植物可以在墙角、沙发一角改变着家具设备的轮廓线,藤本植物,以其修长的枝条,由上而下垂吊在墙面、柜、厨、书架上,从而改变室内空间形态,乔木或灌木可以以其柔软的枝叶覆盖室内的大部分空间,植物对室内空间特有的这种柔化和生气是其他任何室内装饰、陈设所不能代替的。
陶冶情操
观赏植物可以使室内景色一新,充满生气。绿色植物的形、色、质、味,或其枝、花、果都显示出蓬勃向上、充满生机的力量,让人奋发向上,热爱生活,热爱自然。
2 家居环境绿化装饰设计
客厅
客厅是家人聚会和会客的地方,在人们的日常生活中使用是最为频繁,它供人们集聚放松、游戏、娱乐等等。客厅的装饰布置直接决定着整个居室的装饰效果,体现主人的品位和意境。
植物要根据客厅整个色调进行配置,当颜色较浅时,用颜色较深的观叶植物或较艳丽的花卉植物进行装点;反之,则要以淡雅的植物,以形成对比丰富的空间色彩。
餐厅
餐厅是家人团聚进餐的场所,也是朋友聚会的地方,应创造一些温馨的空间氛围,增加些许情调,使亲朋好友在享受美味的同时可以尽心顺畅愉快的交流。
在餐桌的中心放置一盆小型的植物,为了避免影响人们之间的交流,其高度应小于25cm,为了增进食欲,其花朵颜色以红黄暖色调为宜。如郁金香、喇叭水仙、唐菖蒲、仙客来等。餐桌周围应摆放中型植物,不易太多,以免阻碍交通,在没有隔断的餐厅可以选择大型的植物进行阻隔,形成一道自然的屏障,形成独立的就餐环境。
卧室
卧室是人们休息的主要处所,其私密性较强,需要创造一种轻松、宁静温馨的环境。卧室所摆放的植物的色彩应以淡雅、柔和为主,不易过大过多,气味不宜浓烈。植物选择应为含氧量低、无毒的、有益身体健康的植物,如兰花、水仙、栀子花放在室内,有利于人的睡眠。
小孩房间在植物选择上以色彩艳丽、明亮的植物为主,可选择一些外形奇异的植物来激发孩子的好奇心以及创造力,如蝴蝶兰、马蹄兰、猪笼草、吊兰、风信子等。
老人房间的植物绿化不应太多,以免影响日常生活,可选用绿萝、虎尾兰、八角金盘、龟背竹等容易养护的植物。
青年人房间应摆放百合、鹤望兰、玫瑰等色彩艳丽的观花、观叶植物创造出青春、浪漫的气氛。
书房
书房又称家庭工作室,是作为阅读、书写以及业余学习、研究、工作的空间。使人们结束一天工作之后再次回到办公环境的一个场所,因此,它在家庭环境中处于一种独特的地位。
书房的绿化应以优雅、安静、井然有序为原则,不宜摆放过多植物,在植物的选择上以素雅、清新的植物为主。如君子兰、文竹、吊兰、常春藤、水仙或者盆景等要营造一种飘逸、清爽、古色古香、超凡脱俗的感觉。
卫生间
卫生间是家庭成员进行个人卫生工作的重要场所,是具有便溺和清洗双重功能的特定环境,实用性强,利用率高,随着住房条件的改善,人们对卫生间的要求也越来越高,除满足实用功能外,还应进行绿化装饰。
卫生间的湿度和温度较高,对植物的生长不利,故必须选择一些净化空气、制造氧气又耐阴暗植物,如蕨类、羊齿类、抽叶藤、蓬莱蕉等。卫生间的面积通常较小,可以放一些小型的、可以悬挂在墙角上的植物,如吊兰、绿萝、虎皮兰以及水生植物等。
3 家居环境绿化设计存在的问题
对绿化植物的生态意识不强
多数人在室内布置植物不是因为植物的生态作用,而是为纯粹的装饰,例如有些自然采光,面积较大的空间,却用人造植物来营造自然宽松的气氛,结果使本该充满现代活力的环境显得粗俗造作,破坏了整个设计构思,与现代家居环境“以人为本,追求自然情趣”的设计宗旨背道而驰。
缺乏对植物环境效益的了解
多数人过于追求居住绿化植物的观赏价值,往往比较看重,外形是否漂亮,颜色是否鲜艳,而轻视对植物环境效益的了解。
4 家居环境绿化设计存在问题解决的途径
增强绿化植物的生态意识
随着居民居住条件的不断改善,人们对家居环境的绿化装饰也越来越重视。处于对居住环境的美化、身心健康的关注、环境意识的加强,室内植物成为生活的必需,在购买植物之前对植物本身是否喜光、是否耐干旱、是否耐阴等生态习性要有全面的了解。使植物发挥应有的作用,真正提高自己的居住品质,改善室内生态小环境,满足人们亲近自然的愿望。
使植物发挥最大环境效益
在进行居住环境植物选择时,要进行合理配置,正确选择符合环境功能的植物,是室内绿化环境产生最大限度的效益功能。作为购买者应该对所选植物的养护知识有充分的了解,才能使植物有一个适宜的生长环境,不会造成植物色彩暗淡、甚至死亡,影响了视觉效果。只有解决了这些问题,才能让我们有个更舒适宜人的生活环境。
5 结语
综上所述,本文就现代家居室内环境绿色装饰的设计进行了探讨,对设计中存在的问题作了系统的分析,并给出了一系列相应有效的解决途径,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
参考文献
[1]张玉明、高立军.浅析现代家居设计元素-室内绿化[J].中华民居.2012(03).
[2]张世华、刘伟鹏.浅谈室内空间绿化装饰植物景观配置[J].科技信息.2009(27).
简述家居环境的智能监控系统设计
摘 要:文章介绍了一种用于监控家居环境的智能系统,该系统以AT89C52单片机作为系统核心,用于检测家居环境中的相对湿度、温度和光照等级,该系统能根据环境状况进行智能调节,用以提高家居环境质量。
关键词:智能监控系统;家居环境;温度;湿度;光照
1 系统组成
该控制系统主要由多种模块构成,包括具有检验光照强度作用的模块、单片机模块、湿度检测以及温度检测模块、警报模块、键盘、显示模块、时间显示模块以及电源、执行模块。该系统的功能实现主要依赖于数据比较,通过传感器测量出的数据同设定数据之间的比较,继而对单片机发出指令,对继电器开关予以控制,从而启动和关闭设备,键盘用于进行设定值的输入,而显示设备则用以显示当前环境的状况以及显示时钟、日历。
2 硬件电路的设计
单片机应用系统中最小的系统、时钟电路以及温度测量电路和湿度测量电路共同组成了其数据采集系统。
最小系统概述
系统主要组成包括AT89C52单片机、显示模块、键盘、时钟以及复位模块。除显示模块以及键盘外的三种模块共同组成了该应用系统。键盘的连接采用了独立接口,判断键盘操作的主要原理是通过监测高低电平来判断是否有键闭合,若按下某一键,那么相应的数据线便会专为低电平,因此可以判定有操作,那么对操作数值进行读入,用于设置湿度范围以及温度范围。图形液晶显示是目前采用较为广泛的显示模块,主要用于对当前环境的相关数据显示,以及对日期和日历、时钟的显示。
温湿度测量电路及控制电路
作为测量温湿度电路,主要采用了先进的数字式温湿度传感器SHT15 对温湿度信号进行采集及处理,实现对环境温湿度的智能控制功能。SHT15 是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器,将湿度传感器、信号放大调理、A/D 转换、I2C 线接口全部集成于一个芯片上,具有全校准相对湿度及温值输出, I2C 总线数字输出接口,露点值计算输出功能,免围元件,湿度值输出分辨率为l4 位,温度值输出分辨率为12 位,可编程降至l2 位和8 位,CRC 数据传输校验功能,片装载的校准系数可保证100% 的互换性。SHT15 与单片机的接口电路为: GND 为接地端;DATA 为双向串行数据总线; SCK 为串行时钟输入端; VDD 为电源端,范围为2. 4 ~ 5. 5 V; NC 为空管脚.温湿度传感器将采集的温度、湿度转换为数字信号,这些数字信号与相应的给定的数值进行比较,单片机发出相应的控制信号控制加湿装置、去湿装置、加温装置、降温装置等执行设备的动作,实现对室内温度、湿度的控制。
2. 3 光照强度测量电路及控制电路
作为测量光照强度电路,主要采用光敏电阻。光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往很小。在黑暗的环境里,它的电阻值很高。当受到光照时,光敏电阻阻值下降。光照愈强,阻值越低。 入射光消失后,光敏电阻的阻值逐渐恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。当光照强度检测电路中,发光二极管LED1、LED2、LED3 均不发光时,表示光照强度暗; 发光二极管LED1 发光、LED2、LED3 均不发光时,表示光照强度弱; 发光二极管LED1、LED2 均发光、LED3 不发光时,表示光照强度中; 发光二极管LED1、LED2、LED3 均发光时,表示光照强度强。当阳光照到光敏电阻上,光照等级自动增强时,单片机发出相应的控制信号,控制电动机正转,将窗帘自动拉合; 当光照等级自动变弱时,单片机发出相应的控制信号,控制电动机反转,将窗帘自动拉开。
日历电路以及时钟电路
该系统中使用的日历电路以及时钟电路采用的是Dallas公司出产的时钟芯片,该DS1302芯片为串行实时芯片,具有时钟以及静态的RAM,通讯方式为串行通讯,能够同单片机实现方便的对接。该芯片作为涓流充电芯片,其功能的实现主要依赖于其内的实时日历时钟系统以及一个静态的RAM,其同单片机之间的时间通讯主要依赖于串行接口。其交流信息内容包括年、月、日、时、分、秒以及星期等,月天数以及闰年天数能够自动调整,而一天的时间可以通过AMPM的划分制定决定是十二小时制还是二十四小时制。该芯片同单片机之间的通讯只需要三个I/O线,即串行时钟SCLK数据线以及复位端口。
3 软件的设计
系统软件的设计描述主要包括以下内容:湿度处理、温度处理、主程序、光照处理以及键盘功能和显示、执行控制等。以下便对程序的整体思路进行详细的论述:主程序的运行过程主要为,对光照、湿度、温度进行测量,对光照、湿度、温度进行处理,通过键盘进行查询,最终由执行机构予以执行。当定时器时间达到预定时间后,系统会对现场予以保护,并显示数据,继而恢复现场,返回到主程序。主要用于实时显示湿度、温度、光照以及时钟,并对温度、光照、湿度等预期值进行上限以及下限的设定,通过良方数据的比较,若是实时的温度、湿度以及光照数值较之下限值较低,那么系统便控制加温设备进行加温、加湿设备进行加湿,并命令电动机翻转将窗帘拉开。若是实时数据较之于上限值较高,则系统会控制相关设备执行同上述动作相反的动作。并且若是实时环境相关数据超出预期范围,除了上述动作外,系统还会控制警报器发出警报信号,并亮起指示灯。
结语
本文介绍的控制系统在灵敏性上较高,且精度于稳定性相对比其他系统都具有极大的优势,按照该设计方式制作出的系统投入较低,且能够使用在多种环境中对其环境条件进行调节。
参考文献
[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]吴湘剑,王慧,蔡进科.家用小范围环境控制系统[J].现代电子技术, 2010(18):38-41.
[3]刘春起.室内温湿度监控系统设计[J].石家庄职业技术学院学报,2008(06):32-34.
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我做的课程设计,用的数码管,也做了protues仿真,你有需要的话,我邮箱是。希望对你有帮助,#include<>sbit P11=P1^1;sbit P12=P1^2;sbit P13=P1^3;sbit P14=P1^4;/////数码管1断码控制///////////////sbit P15=P1^5;sbit P16=P1^6;sbit P17=P1^7;sbit P32=P3^2;/////数码管2段码控制////////////////sbit up=P3^7;sbit down=P3^6; ////按键操作端口//////////////////sbit P35=P3^5; ////////控制晶闸管端口/////////sbit DQ =P3^3; ///////温度传感器端口///////// #define THCO 0xee#define THLO 0x00unsigned char code duan[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0x88,}; //////////////////////////////////////////int b=0;char pwm=0;int k;char r=0,q=0;static char wendu_1;char hao=20;//////////////////////////////////////////////void delay(unsigned int i){while(i--);}//////////////////////////////////////////Init_DS18B20(void){unsigned char x=0;DQ = 1; //DQ复位delay(8); //稍做延时DQ = 0; //单片机将DQ拉低delay(80); //精确延时 大于 480usDQ = 1; //拉高总线delay(14);x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败delay(20);}////////////////////////////////////////////ReadOneChar(void){unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0; // 给脉冲信号dat>>=1;DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay(4);}return(dat);}////////////////////////////////////////////////WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = dat&0x01;delay(5);DQ = 1;dat>>=1;}//delay(4);}/////////////////////////////////////////////////DS18B20程序读取温度ReadTemperature(void){unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等(共可读9个寄存器) 前两个就是温度a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*;return(t);}xianshi(){/////////////////当前温度显示///////////////////////////// P11=1; P0=duan[wendu_1/1000]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P12=1; P0=duan[wendu_1/100%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P13=1; P0=duan[wendu_1%100/10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P14=1; P0=duan[wendu_1%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0; ///////////////////////////目标电压显示/////////////// P15=1; P2=duan[hao/1000]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P16=1; P2=duan[hao/100%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P17=1; P2=duan[hao%100/10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P32=1; P2=duan[hao%10]; for(k=0;k<1000;k++); P32=0;////////////////////////////////////////////////////////// }/////////////////////////////////////////////////////////// main(void){ P11=0; P12=0; P13=0; P14=0; P15=0; P16=0; P17=0; P32=0; P35=0; /////////////////////////////////////////////////////////// while(1){ wendu_1=ReadTemperature()/16;//读温度 xianshi(); ///显示系统数据/////////////////////////////////////操作函数//////////////////////////////////// if(down==0) {hao--;} if(up==0){hao++;} ///////////////////////////////////////////////////////////////////hao为理想温度/////wendu_1为实际环境温度/////////////////////////////////////////////////////////////////P35为高时 led灯工作///////////////////////////////////// P35=0; pwm=hao-wendu_1; if(pwm>0) {P35=1;} if(pwm<0) {P35=0;} if(pwm==0) {P35=0;}///////////////////////////////////////////////////////////////// }}
弗吉尼亚光电技术中心的光传感器研究作者:王安波*,Gray R. Pickrell在恶劣环境下通常的测量器件难以使用的工业与军事应用的广泛领域中,需要在比较苛刻环境下使用的光传感器。光纤传感器在测量各种不同的物理参数方面已被证明是有吸引力的,这是由于这种传感器具有如下的优点:1)体积小,2)不受电磁干扰,3)分辨率高,4)无需电流传导,5)能够对各种被测量作出响应,6)避免发生火花,7)能够克服恶劣环境影响,8)可远距离操作,9)可进行多路传输。在过去的20年来,光线传感器在实践中已得到验证,并得到发展。在弗吉尼亚光电技术中心(VTCPT)所进行的光传感器的研究工作,主要集中在开发测量压力、温度、应变、声波、流量、局部放电、表面映射以及三维温度成像技术。大多数上述传感器基于光纤传感器,包括具有各种聚合体和金属镀层的石英玻璃光纤,以及蓝宝石纤维波导。根据被调制的光学参数,这些传感器可粗略分类为干涉测量法型,旋光测量法型,光强型,以及波长编码型器件。本文提出了弗吉尼亚光电技术中心近期开发的上述传感器中的几个例子。(*译者注:辽宁鞍山人,大连理工大学物理系研究生毕业,现在美国)
温度传感器原理及应用论文参考文献
温度传感器原理及应用论文参考文献,温度传感器是温度测量仪表的核心部分,是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器,品种繁多,也是用处比较广的工具。以下分享温度传感器原理及应用论文参考文献。
一、温度传感器工作原理–恒温器
恒温器是一种接触式温度传感器,由两种不同金属(如铝、铜、镍或钨)组成的双金属条组成。
两种金属的线性膨胀系数的差异导致它们在受热时产生机械弯曲运动。
一、温度传感器工作原理–双金属恒温器
恒温器由两种热度不同的金属背靠背粘在一起组成。当天气寒冷时,触点闭合,电流通过恒温器。当它变热时,一种金属比另一种金属膨胀得更多,粘合的双金属条向上(或向下)弯曲,打开触点,防止电流流动。
有两种主要类型的双金属条,主要基于它们在受到温度变化时的运动。有在设定温度点对电触点产生瞬时“开/关”或“关/开”类型动作的“速动”类型,以及逐渐改变其位置的较慢“蠕变”类型随着温度的变化。
速动型恒温器通常用于我们家中,用于控制烤箱、熨斗、浸入式热水箱的温度设定点,也可以在墙上找到它们来控制家庭供暖系统。
爬行器类型通常由双金属线圈或螺旋组成,随着温度的变化缓慢展开或盘绕。一般来说,爬行型双金属条对温度变化比标准的按扣开/关类型更敏感,因为条更长更薄,非常适合用于温度计和表盘等。
二、温度传感器工作原理–热敏电阻
热敏电阻通常由陶瓷材料制成,例如镀在玻璃中的镍、锰或钴的氧化物,这使得它们很容易损坏。与速动类型相比,它们的主要优势在于它们对温度、准确性和可重复性的任何变化的响应速度。
大多数热敏电阻具有负温度系数(NTC),这意味着它们的电阻随着温度的升高而降低。但是,有一些热敏电阻具有正温度系数 (PTC),并且它们的电阻随着温度的升高而增加。
热敏电阻的额定值取决于它们在室温下的电阻值(通常为 25 o C)、它们的时间常数(对温度变化作出反应的时间)以及它们相对于流过它们的电流的额定功率。与电阻一样,热敏电阻在室温下的电阻值从 10 兆欧到几欧姆不等,但出于传感目的,通常使用以千欧为单位的那些类型。
温度传感器类毕业论文文献有哪些?
1、[期刊论文]一种高稳定性双端出纤型光纤光栅温度传感器
期刊:《声学与电子工程》 | 2021 年第 002 期
摘要:针对双端出纤型光纤光栅温度传感器线性度较差、温度测量精度低的问题,文章首先对传感器内部结构进行了优化,使光纤光栅在整个温度测量区间内不受结构件热胀冷缩的应力影响,从而提升传感器的稳定性、实验验证,采用新工艺封装的.光纤光栅温度传感器在5~65°C的范围内温度精度达到0、1°C,且重复性良好,适用于自然环境下的温度传感、
关键词:光纤光栅;温度传感器;应力;测温精度
链接:、zhangqiaokeyan、com/academic-journal-cn_acoustics-electronics-engineering_thesis/0201290086379、html
2、[期刊论文]某型温度传感器防护套弯折疲劳试验的寿命研究
期刊:《环境技术》 | 2021 年第 001 期
摘要:由于动车组轴端温度传感器的大多数已达到三级修、四级修的修程,检修的数量和成本逐年增加,检修发现出现防护套破损的情况较多,需要大量更换,本文通过对温度传感器的防护套进行弯折疲劳试验,对数据结果进行统计分析,确认导致防护套弯折老化的主要原因、
关键词:防护套;破损;弯折疲劳
链接:、zhangqiaokeyan、com/academic-journal-cn_environmental-technology_thesis/0201288850019、html
3、[期刊论文]进气压力温度传感器锡晶须的分析
期刊:《机械制造》 | 2021 年第 004 期
摘要:对进气压力温度传感器的结构进行了介绍,对进气压力温度传感器产生锡晶须问题进行了分析,并在分析锡晶须生长机理的基础上提出了抑制方法、
关键词:传感器;锡晶须;分析
链接:、zhangqiaokeyan、com/academic-journal-cn_machinery_thesis/0201288850874、html
4、[期刊论文]一种具有±0、5℃精度的CMOS数字温度传感器
期刊:《电子设计工程》 | 2021 年第 001 期
摘要:该文设计了一种基于0、35μm CMOS工艺的采用双极型晶体管作为感温元件的数字温度传感器、该温度传感器主要由正温度系数电流产生电路、负温度系数电流产生电路、一阶连续时间Σ-Δ调制器、计数器和I2C总线接口等模块组成、为提高温度传感器的测量精度
该文深入分析了在不采用校准技术的情况下工艺漂移对温度传感器精度的影响,并在此基础上提出了简单的校准电路设计、根据电路仿真结果,在加入校准电路之后,温度传感器在-40~120℃温度范围内的精度可以达到±0、5℃、
关键词:数字温度传感器;CMOS工艺;双极型晶体管;校准
链接:、zhangqiaokeyan、com/academic-journal-cn_electronic-design-engineering_thesis/0201286451032、html
5、[期刊论文]柴油机冷却水温度传感器断裂故障分析
期刊:《内燃机与配件》 | 2021 年第 004 期
摘要:针对柴油机冷却水温度传感器断裂的问题,通过对该测点管路流腔进行CFD仿真计算,分析了流腔内部速度和压力场的变化情况,确定了传感器的断裂原因。计算结果表明:传感器位置处流速较大,导致传感器下部受振荡力,且发生了空蚀,使传感器失效。
本文针对此次传感器断裂故障提出了解决措施:对传感器的位置进行了优化布置;对传感器的结构形式进行了改进。通过改进,传感器随整机验证时间超过1500h,未再发生同类断裂故障,保证了柴油机的安全运行,为以后类似故障的分析和解决提供参考。
关键词:柴油机;温度传感器;流速;受力
链接:、zhangqiaokeyan、com/academic-journal-cn_internal-combustion-engine-parts_thesis/0201288594662、html
常见温度传感器
温度是与人类生活息息相关的物理量,在工业生产自动化流程中,温度测量点要占全部测量点的一半左右。它不仅和我们的生活环境密切相关,在科研及生产过程中,温度的变化对实验及生产的结果至关重要,所以温度传感器应用相当广泛。
温度传感器对温度敏感具有可重复性和规律性,是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。现在来介绍一些温度传感器的工作原理。
铂容易提纯,其物理、化学性能在高温和氧化介质中非常稳定。铂电阻的输入-输出特性接近线性,且测量精度高,所以它能用作工业测温元件,还能作为温度计作基准器。
铂电阻在常用的热电阻中准确度最高,国际温标ITS-90中还规定,将具有特殊构造的铂电阻作为℃~℃标准温度计来使用。铂电阻广泛用于-200℃~850℃范围内的温度测量,工业中通常在600℃以下。
PN结温度传感器是利用PN结的结电压随温度成近似线性变化这一特性实现对温度的检测、控制和补偿等功能。实验表明,在一定的电流模式下,PN结的正向电压与温度之间具有很好的线性关系。
根据PN结理论,对于理想二极管,只要正向电压UF大于几个kbT/e(kb为波尔兹曼常数,e为电子电荷)。其正向电流IF与正向电压UF和温度T之间的关系可表示为
由半导体理论可知,对于实际二极管,只要它们工作的PN结空间电荷区中的复合电流和表面漏电流可以忽略,而又未发生大注入效应的电压和温度范围内,其特性与上述理想二极管是相符合的[6]。实验表明,对于砷化镓、
锗和硅二极管,在一个相当宽的温度范围内,其正向电压与温度之间的关系与式(1-3)是一致的,如图1-1所示。
实验发现晶体管发射结上的正向电压随温度的上升而近似线性下降,这种特性与二极管十分相似,但晶体管表现出比二极管更好的线性和互换性。
二极管的温度特性只对扩散电流成立,但实际二极管的正向电流除扩散电流成分外,还包括空间电荷区中的复合电流和表面漏电流成分。这两种电流与温度的关系不同于扩散电流与温度的关系,因此,实际二极管的电压—温度特性是偏离理想情况的。
由于三极管在发射结正向偏置条件下,虽然发射结也包括上述三种电流成分,但是只有其中的扩散电流成分能够到达集电极形成集电极电流,而另外两种电流成分则作为基极电流漏掉,并不到达集电极。因此,晶体管的
所以表现出更好的电压-温ICUBE关系比管的IFUF关系更符合理想情况,
度线性关系。根据晶体管的有关理论可以证明,NPN晶体管的基极—发射极电压UBE与温度T和集电极电流Ic的函数关系式与二极管的UF与T和IF函数关系式(1-3)相同。因此,在集电极电流Ic恒定条件下,晶体管的基极—发射极电压UBE与温度T呈线性关系。但严格地说,这种线性关系是不完全的,因为关系式中存在非线性项。
集成温度传感器是将温敏晶体管及其辅助电路集成在同一芯片的集成化温度传感器。这种传感器的优点是直接给出正比于绝对温度的理想的线性输出[7]。目前,集成温度传感器已广泛用于-50℃~+150℃温度范围内的温度检测、控制和补偿等。集成温度传感器按输出形式可分为电压型和电流型两种。
进气温度传感器工作原理是什么?
进气温度传感器的工作原理是:进气温度传感器在工作状态下,内部安装了一个具有负温度电阻系数的热敏电阻,通过这个负温度热敏电阻感知温度变化,进而调节电阻的大小改变电路电压。
以下是关于进气温度传感器的详细介绍:
1、原理:进气温度传感器就是一个负温度系数的热敏电阻,当温度升高的时候电阻阻值会变小,当温度降低的时候电阻值会增大,汽车的电压会随着汽车电路中电阻的变化而变化,从而产生不一样的电压信号,可以完成汽车控制系统的自动操作。
2、作用:汽车的进气温度传感器就是检测汽车发动机的进气温度,将进气温度转变为电压信号输入为ecu作为喷油修正的信号使用。
本项研究受国家杰出青年科学基金项目(40225006)和国家教育部重点项目(01086)资助。
施斌丁勇索文斌高俊启
(南京大学光电传感工程监测中心,江苏南京,210093)
【摘要】分布式光纤传感技术,如布里渊散射光时域反射测量技术(简称BOTDR),是国际上近几年才发展成熟的一项尖端技术,应用非常广泛。本文着重介绍 BOTDR分布式光纤传感技术在隧道、基坑和路面等3个方面的应用。在工程监测过程中积累起来的大量监测数据表明,BOTDR分布式光纤传感技术,是一种全新而可靠的监测方法,它在工程实践中的应用为工程监测提供了一种新的思路,因而必将拥有一个广阔的发展前景。
【关键词】BOTDR光纤传感工程监测应变
1引言
随着人们对工程安全要求的日益提高,近年来,一批新式的传感监测技术得到发展,它们不是对传统传感监测技术简单地加以改良,而是从根本上改变了传感原理,从而提供了全新的监测方法和思路。其中,尤以 BOTDR分布式光纤传感技术为世人所瞩目,它利用普通的通讯光纤,以类似于神经系统的方式,植入建筑物体内,获得全面的应变和温度信息。该技术已成为日本、加拿大、瑞士、法国及美国等发达国家竞相研发的课题。这一技术在我国尚处于发展阶段,目前已在一些隧道工程监测中得到成功应用,并逐步向其他工程领域扩展。
南京大学光电传感工程监测中心在南京大学985工程项目和国家教育部重点项目的支持下,建成了我国第一个针对大型基础工程的BOTDR分布式光纤应变监测实验室,开展了一系列的实验研究,并成功地将这一技术应用到了地下隧道等工程的实际监测中,取得了一批重要成果,为将这一技术全面应用于我国各类大型基础工程和地质工程的质量监测和健康诊断提供了坚实基础。
2BOTDR分布式光纤传感技术的原理
布里渊散射同时受应变和温度的影响,当光纤沿线的温度发生变化或者存在轴向应变时,光纤中的背向布里渊散射光的频率将发生漂移,频率的漂移量与光纤应变和温度的变化呈良好的线性关系,因此通过测量光纤中的背向自然布里渊散射光的频率漂移量(vB)就可以得到光纤沿线温度和应变的分布信息。BOTDR的应变测量原理如图1所示。
为了得到光纤沿线的应变分布,BOTDR需要得到光纤沿线的布里渊散射光谱,也就是要得到光纤沿线的vB分布。BOTDR的测量原理与OTDR(Optical Time-Domain Reflectometer)技术很相似,脉冲光以一定的频率自光纤的一端入射,入射的脉冲光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射,其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端,进入 BOT-DR的受光部和信号处理单元,经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布,如图1中(b)所示。发生散射的位置至脉冲光的入射端,即至 BOTDR的距离 Z可以通过式(1)计算得到。之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量,就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图。
图1BOTDR的应变测量原理图
如图1中(c)所示,理论上布里渊背散光谱为洛仑滋形,其峰值功率所对应的频率即是布里渊频移 vB。如果光纤受到轴向拉伸,拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变,通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。式中:c—真空中的光速;
地质灾害调查与监测技术方法论文集
n——光纤的折射率;
T—发出的脉冲光与接收到的散射光的时间间隔。
目前国际上最先进的BOTDR监测设备以日本 NTT公司最新研制开发的最新一代 AQ8603型BOTDR光纤应变分析仪为代表。表1为AQ8603的主要技术性能指标。
表1AQ8603光纤应变分析仪的主要技术性能指标
3隧道安全监测
BOTDR分布式光纤传感技术在隧道方面的应用,目前已经在国内日渐成熟。我们在几条隧道变形监测系统的建设过程中,已形成了一整套的成功经验,为该技术在岩土和地质工程安全监测中的推广提供了坚实的技术基础。
光纤铺设
为了使光纤精确地反映被测构筑物的应变状态,必须将之与构筑物紧密相连,铺设在结构物上。铺设的好坏,直接关系到监测的实际效果,因而在工程应用中,有着十分重要的意义。
根据光纤监测系统的设计原则,结合工程实际情况以及AQ8603应力分布式光纤传感器的特点,基本有以下两种铺设方法:全面接着式铺设和定点接着式铺设,如图2所示。
图2全面接着和定点接着
全面接着式铺设
分别沿隧道纵深方向和横断面按全面接着方式布设传感光纤。沿纵深方向布设的传感光纤用于监测隧道纵向的整体变形情况,而沿横断面布设的光纤则是用于监测隧道横向的变形情况。
全面接着式铺设的特点是可以全程监测隧道的健康状况,监测对象为隧道整体,监测结果为隧道整体的变形情况。此种接着方式应用特定的铺设工艺,使用实验测定的效果优良的混合胶粘剂(以环氧树脂为主),将传感光纤按照设计线路粘着在混凝土的表面,并在传感光纤的末段接驳光缆,将监测信号传送至隧道监控中心。
定点接着式铺设
此种接着方式的特点是重点监测变形缝、应力集中区等潜在(或假定)变形处的变形情况。监测对象为变形缝等潜在(或假定)变形处,监测结果为变形缝等潜在(或假定)变形处的应力应变特征。此种接着方式的铺设方法大体等同于全面接着式铺设方式,所不同的是在设计施工面上选择一些特殊点进行粘着,即将光纤每隔1m至确定一个固定点,粘贴在混凝土墙面上,以此来检测隧道局部接缝处的变形(见图3)。在某些特点地点,根据实际情况,选择在特定的线路上在特定的位置安装接缝传感器,以监测变形缝的变形情况(见图4)。
图3隧道接缝布线示意图
变形计算
由于引起隧道变形的原因比较复杂,有温度造成的构筑物热胀冷缩的整体变形,也有不同方向裂缝开裂和错动引起的局部变形,因此,将 BOTDR所测到的隧道的应变转换到变形,有时比较困难。因此比较可行的解决方法一是要合理地布置光纤监测网,分别监测隧道的整体应变和局部应变及其方向,结合变形特点,计算出构筑物的整体变形与局部变形;二是要采用相应的计算方法,将光纤的应变换算为隧道的变形。
图4接缝传感器示意图
例如,对于均匀应变,可以由下式计算变形:
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中:ε为应变,d为应变段长度,δ为变形。
对于不均匀变形,可以采用按一定间距定点接着的方式铺设光纤,两个粘结点间的应变近似地认为是均匀应变,按上式同样可以得到光纤沿线的不均匀变形。
如果隧道发生整体的不均匀沉降,可以按照挠度的计算方法(见式(3)近似计算它的沉降变形量:
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中:ε1、ε2分别为铺设在构筑物顶部和底部的两条光纤的应变,d为两条光纤的间距。
此外,结合数值模拟技术也可以实现变形的计算。可以将光纤的应变作为数值计算的边界条件或者已知条件,通过有限元或有限差分等计算方法,得到构筑物不同部位的各种变形。
总之,从隧道的应变转换到变形的计算常常比较复杂,但是只要通过合理地布置光纤监测网,采用正确的计算方法,隧道变形的计算是可以得到满意的结果。
4基坑变形监测
基坑变形监测是岩土工程领域的基本问题之一,基坑稳定性的重要性不言而喻。近半年来,课题组通过大量的室内外试验研究,将 BOTDR技术成功地应用到了南京市的几个深大基坑工程中,取得了一些十分有价值的成果。
众所周知,基坑变形原因复杂、类型繁多,但总体来说,主要是由基坑开挖引起的坑体水平位移问题和基底隆起问题。传统的监测方式,如土压力盒、测斜管等,由于自身传感方式的限制,往往有精度不高、抗腐蚀性差、损耗较大、浪费人力等缺点。课题组通过研究,成功地研制了一种具有专利技术的基于BOTDR技术的基坑位移监测分布式光纤传感系统(分布式光纤传感智能测斜管)。
图5基坑位移监测分布式光纤传感系统
如图5所示,利用传统的测斜管器件与先进的BOTDR技术相结合,开发出上述传感器。应用传统的测斜管器件的目的在于:①经传统方法验证,测斜管能够较理想地反映土体变形,是一种良好的材料;②测斜管自身带有卡槽,免去了人工开槽的工作;③该材料是常用的基坑监测材料,方便易得,比较经济;④应用与传统监测方式一致的材料,方便对新、旧技术进行类比。该系统的构成,简言之是将光纤按照一定的施工工艺,用经室内外试验和工程实践验证过的特殊的胶黏着在测斜管上,构成传感系统,我们称之为分布式光纤传感智能测斜管。该传感器具有分布式光纤传感器的一切优点,并可进行准实时监测。
应用BOTDR技术的分布式光纤传感器所得到的监测结果,是沿光纤传感器的轴向物理信息(应变、温度等),因此,如何获得沿光纤传感器分布的基坑水平变形量,也就成了问题的核心。经过研究,应用计算挠度的方法来近似计算基坑的水平变形量。
由材料力学相关知识可知,沿线各点的挠度可利用下式计算。
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中:εx为所求点的光纤实测应变,其值为沿测斜管两侧的两条光纤的应变差;d为粘贴在测斜管两侧的光纤之间的距离;积分起点为深部某无应变点,v(x)为各点的挠度,可以近似地认为是基坑的水平变形量。
5连续配筋混凝土路面检测
连续配筋混凝土路面(CRCP)是全部省略接缝的连续混凝土板,是为了减轻因接缝而引起的振动与噪音,或为改善平整度、提高行车舒适性而使用的路面。对于这种高性能的路面结构形式,其钢筋应力状态、混凝土应力状态和路面的裂缝分布是反映该路面使用性能的主要因素[]。将 BOTDR这项优秀的无损检测技术应用于监测 CRCP路面钢筋、混凝土应力和路面裂缝,具有重要意义。
图6为BOTDR分布式光纤传感系统在连续配筋混凝土路面中的布置图。路面纵向钢筋共有11根。在其中9根钢筋上布设了传感光纤,温度补偿光纤4根,应变传感光纤5根,沿中心对称铺设。
图7为浇注混凝土开始5天内BOTDR检测的板表面混凝土应变变化。从图上可以清楚看出沿路面纵向表面混凝土应变分布情况,而且可以根据最大拉应变的位置预测出路面可能产生裂缝的位置。如图中79m处最有可能出现裂缝。
图6光纤传感系统布置
图7板表面混凝土应变分布
图8为浇注混凝土开始5天内 BOTDR检测的钢筋应变变化。从图上可以清楚看出沿路面纵向钢筋应变分布情况。在混凝土硬化这段时间里,钢筋应变不是均匀的,通过连续监测钢筋应变,有助于预测路面的使用性能。
本实验测试结果表明,BOTDR分布式光纤传感系统能够在线对连续配筋混凝土路面板中的钢筋和混凝土应变进行有效的检测。这说明BOTDR在路面板、桥面板及其他一些类似工程中具有良好的适用性及广阔的应用前景。
6结语
分布式光纤传感技术在我国尚处于起步阶段,虽然在隧道、基坑等部分领域取得了一定成功,但仍然有许多研究工作有待进一步开展,这包括两个方面,一是分布式光纤传感监测技术本身的进一步改良;二是要不断地解决在工程监测中的技术问题。可以相信,随着这一技术的不断研发和成熟,越来越多的大型基础工程将采用这一技术进行分布式监控和健康诊断,应用前景十分广阔,无法估量。
图8钢筋应变分布
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