内容主要来自量子力学科普书《见微知著》
量子力学的经典电子双缝干涉实验证明了粒子具有波粒二象性,是量子力学迄今为止最重要的实验,让我们一起来看一下这个实验。
如图所示,费恩曼设想的理想单电子干涉示意图。最左侧为电子枪,1和2为两条狭缝。当只开启缝1或者缝2时,电子穿过狭缝打到后面的接收屏上的分布曲线分别是P1和P2,当两条缝都开启时,接收屏上电子的分布曲线不是P1和P2简单的相加,而是如最后一个图片下面所标注的公式。
这个实验最令人不可思议的,是当两条缝开启,电子枪单个射出电子,其间间隔足够长的时间,最后得到的电子分布依然如上图所示,好像是先到的电子“规定”后到的电子的行为。
如果觉得上述说明不足以理解,请看下面进一步的说明。
在宏观世界中,以玻璃球为例。我们让玻璃球射过开了一道缝的挡板,大家知道,玻璃球会在后墙留下的痕迹,是一条线。射过开了两条缝隙的挡板,在后墙也是两条线。如下图。
当把玻璃球换成水波的时候,开一条缝,在后墙上也会出现一条线。开了两条缝的,就会出现干涉条纹。如下图。
那么量子世界是咋样的呢?将玻璃球换成电子,通过一条缝隙时候,后墙上只有一条线。如下图。
通过两条缝隙时候,后墙上出现干涉条纹。科学家在想,这么小的电子是如何出现干涉条纹的。他们设计了单电子干涉实验。让一个电子通过一条缝隙,后墙也只出现一条线。可是让人奇怪的是,当开了两条缝隙时候,竟然出现了干涉条纹现象。如下图。
这该怎么解释呢?明明电子一个个射过双缝的。怎么还出现了干涉条纹,难道一个电子同时穿过了两条缝隙? 如下图。
更让人不解的是,当用摄像机试图看着电子的时候,干涉条纹竟然消失了。不看的时候,干涉条纹又出现了。 观测竟然也能影响电子行为? 它知道我们在看它? 如下图。
这就是电子双缝干涉实验,所以费曼说:“电子双缝实验是量子力学的中心区域,研究量子力学,这个问题不可避免。”任何想要重建量子力学的人,也不可能避开这个问题。
结论一:当单个电子一个一个通过双缝后会形成干涉,说明单个电子有波属性。
答案:一个电子可以自相互作用发生干涉,但 一个电子的干涉可以忽略不计,也就是你观测不到。 这是量变到质变的认识。
这意味着对电子双缝干涉条纹现象的研究是群体行为而非个体行为。
答案: 电子不会同时通过两条缝隙。
大多数相信它可以同时穿过两条缝隙的人,都会拿高维度空间来解释,关于平行宇宙,多宇宙,高维度空间等未经证实的理论,在此不讨论。
答案:说明了两条缝隙对产生干涉的必要性,也即说明了 电子干涉和光的干涉现象没有本质区别。
单电子双缝干涉实验电子是一个一个间隔发出的,而经典的光干涉实验发出的是一束光而不是单颗光子,在这点上它们是有区别的。但就干涉而言,它们的本质是一样的。
即然光的干涉和电子干涉本质是一样,那么问题就转化为单电子是波还是粒子?
答案: 单电子具有波的性质,通过自相互作用,发生干涉。 (见本文第四部分的两个新闻证明)
就干涉而言,一定要是波才能行,这是前提条件。单电子具有波的性质意味着,可以用经典的光的波动理论来描述电子双缝实验,这样就不用考虑它究竟是通过哪个缝隙的问题了,因为通过哪个都可以自相互作用发生干涉。就好像一个人跳格子,左一下,右一下,这样就留下了干涉条纹。
答案: 因为波动关系,我们必须要用惠更斯和菲涅尔的光的波动理论来解释。 也就是波动“包络面”“次波”的概念的来理解。
结论二:当观测电子时,干涉消失,表现为粒子属性。
答案: 对实验结果产生影响的不是人的意识。
如果是因为意识,那么人的观测和物体的观测应该有不同的结果,因为物体没有意识。但通过公开的实验信息知道,无论是实验者自己看还是摄像机测,干涉条纹均不会出现。
答案: 电子或者光子不具有自我选择意识。 (见本文第四部分的新闻一证明)
答案(未经实验的推测):目前能想到的合理自洽的解释是, 观测行为影响结果的原因是“有序的定向观测”影响。
在实验中,每一个物体都可以通过辐射来“观测”电子,但这些观测是无序并混乱的。现在有一个开着的摄像机,对着双缝观测,形成一个有序的“定向观测”,影响到了电子的干涉条纹的形成。“定向观测”观测取消,干涉条纹又出现。(如果以开着的摄像机因为通电而有磁场来解释其与其他物体的不同也是说不通的,因为实验室通电的设备不仅有摄像机。)
至于影响的机制,通过场的方式来破坏电子的干涉条纹形成的可能性比较大。(可以通过建一个定向磁场来影响电子双缝实验的方式验证。)
对于观察行为影响结果,可以这样理解:一组“电子”水波,向前走,遇到挡板的两个缝隙,大家知道肯定要发生干涉条纹的。但这个时候,水盆里突然掉入一块石头(观测行为),干扰了干涉条纹的形成,没有这块石头,干涉条纹将会出现。
假设在某大学一个实验室中做这个实验,当实验外有人看着这个实验室时算观测吗?实验室是否隔绝了这样的观测?
答案: 观测距离是有限制的。
目前是这样的认为,实验外面的情况,对实验室内的实验,起不到观测作用。这点可以用观测行为发生作用需要达到一定的辐射能量强度来解释。
只要光通过两条缝隙的实验条件符合,干涉条纹就出现,并不受观测行为影响,但单电子却不同,这是为何?
答案: 光束和一个电子的“稳定性”不同,单个电子对观测能量更加“敏感”。
影响的能量不足以影响到光束形成干涉条纹,但足以影响到电子的干涉条纹形成。这就是量子力学与宏观物理学的区别。
中科大新闻网:中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组 首次实现了量子惠勒延迟选择实验,制备出了粒子和波的叠加状态 ,极大地丰富了人们对玻尔互补原理的理解。
研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然-光子学》上,英国著名量子物理学家Adesso教授和Girolami教授,在同期杂志的《新闻与观察》栏目以《波-粒叠加》为题撰文,高度评价了这一研究成果:“量子惠勒延迟选择实验的实现挑战互补原理设定的传统界限,在一个实验装置中展示光子可以在波动和粒子两种行为之间相干地振荡”。《自然-物理》杂志也以《选择的问题》为题在《研究高亮》栏目报道了该成果,评价该成果“重新定义了波粒二象性的概念”。
量子实验装置的引入,使得人们可以从一个全新的视角来观察世界,就好像给我们安上了一双“量子的眼睛”,能够看到经典探测装置观察不到的物理现象。此项研究工作拓展和加深了人们对玻尔互补原理的理解,揭示了互补原理和叠加原理间的深层次关系,也使得人们对“光是什么”这个萦绕千年的问题有了更进一步的理解。
该项研究受到科技部和国家自然科学基金委的资助。
光是什么?这是个古老的科学问题。三个世纪以来粒子和波的概念就一直是对立的,比如牛顿最初的粒子说和胡克及惠更斯的波动说。现在我们对光的理解可以归结为玻尔的互补原理,即光具有波粒二象性,波动性和粒子性这两种属性即对立又互补,一个实验中具体展示哪种属性取决于实验装置。比如在由两块分束器构成的马赫-曾德干涉仪中,单个光子被第一个分束器分到两个路径上,在第二个分束器所在位置重合。如果我们选择加入第二个分束器,则构成干涉仪,有干涉条纹,观测到波动性,反之如果我们选择不加第二个分束器,则不能构成干涉仪,没有干涉条纹,观测到的是粒子性。马赫-曾德干涉实验是可以用量子力学解释的。
然而存在一种隐变量理论认为,光子是有自由意志的,在进入干涉仪之前光子就察觉到有没有第二个分束器,然后光子根据它察觉到的信息决定自己经过第一个分束器的方式,从而展现粒子性或波动性。
为了检验这种隐变量理论和量子力学孰是孰非,玻尔的学生惠勒于1978年提出了著名的延迟选择实验,即实验者延迟到光子已经完全经过第一个分束器之后再选择加不加第二个分束器。在经典的惠勒延迟选择实验中,探测光的波动性和粒子性的实验装置,即加与不加第二个分束器,是相互排斥的,因此光的波动性和粒子性不能够同时展现出来。
李传锋研究组设计出了量子实验装置,巧妙地利用偏振比特的辅助来控制测量装置,使得测量装置处于探测波动性与探测粒子性的两种对立状态的量子叠加态上。他们利用自组织量子点产生的确定性单光子源作为输入, 实现了量子的惠勒延迟选择实验,排除了光子有自由意志的假设,并首次观测到了光的波动态与粒子态的量子叠加状态。
实验结果显示,处于波粒叠加态上的光子,既不象普通的粒子态那样没有干涉条纹,也不象普通的波动态那样表现出标准的正弦形干涉条纹,而是展现出锯齿形条纹这样一种“非波非粒,亦波亦粒”的表现形式。
2015年澳大利亚一个研究小组也获得光同时表现出波粒二象性的单个快照,新闻也摘录如下:据澳大利亚spacedaily网站2015年3月3日报道,量子力学告诉我们:光可以同时表现波粒二象性。然而,人类迄今为止还从未在实验上同时拍摄到光的波粒二象性;最多我们能看到光波动性和或粒子性,但总是在不同时间。
通过采用完全不同以往的实验方法,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们第一次从实验上同时拍摄到光波粒二象性的快照。这项突破性研究成果发表在《自然通讯》杂志上。
Fabrizio Carbone说:“这项实验有史以来第一次证明,我们可以直接拍摄量子力学及其矛盾属性。”
此外,这项开创性工作的重要性在于它可以扩展基础科学到未来技术。正如Carbone解释说:“能够像这样在纳米尺度对量子现象进行成像和控制,开辟了迈向量子计算的新途径。”
当紫外光线照射金属表面时,它导致电子发射。阿尔伯特 爱因斯坦这样解释“光电效应”:光原本认为仅仅是一种波,其实它也是一束粒子流。虽然各种实验已经成功观察到了光的波动性和粒子性行为,但是它们从未被同时观测到。
EPFL的Fabrizio Carbone领导的一个研究小组,利用一个巧妙的方法完成了一项实验:使用电子来使光成像。研究人员有史以来第一次,获得光同时表现出波粒二象性的单个快照。
实验这样设置的: 一束激光脉冲照射在微小的金属纳米线上。激光使纳米线中的带电粒子能量增加,引起它们振动。
光沿着这根小小的纳米线在两个可能的方向上传输,就像公速路上的汽车。当沿相反方向传输的光波相遇时,它们会形成驻波(stand wave)。这里,驻波成为实验的光源,在纳米线周围辐射。
实验的巧妙之处在于:科学家们在纳米线附近发射一束电子流,利用它们来使光的驻波成像。因为电子与限制在纳米线中的光相互作用,因此,电子会加速或减速。利用超快显微镜对电子速度发生变化的位置成像,Carbon的团队现在可以使这个作为光波动性指纹的驻波可视化。
这种现象说明光的波动性,同时它也证明了光的粒子性。当电子在很接近光驻波的地方传输时,它们与光粒子,即光子发生碰撞。
如上文所述,这会影响电子的速度,使它们移动得更快或更慢。这种速度变化表现为电子和光子之间能量“包”(量子)的交换。这些能量包之间的交换,表明纳米线中的光是一种粒子。
(1)为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝.其中D光学元件指的是双缝片.故选:B(2)游标卡尺的数等于主尺刻度读数加上游标尺刻度读数,不需估读.卡尺的主尺刻度是11mm,游标尺与主尺对齐 的刻度是24,读数是:×24=总读数是:11+再根据双缝干涉条纹的间距公式△x=Ldλ实验中红光波长的表达式为:d2(xB?xA)4L.故答案为:(1)B;(2);d2(xB?xA)4L
在网络里流传着这么一个关于量子力学的神话:我们的意识决定了微观粒子的行为,甚至决定了物理世界的客观实在性。这是真的吗?这篇文章将为你破除这个神话,回复科学的本来面目。这一切都要从一个实验说起。
从牛顿时代开始,光的性质问题就在科学界引起了争论,当时科学界有两种截然不同的观点,一种观点是牛顿所认为的光是微粒,另一种观点是胡克、惠更斯等人所认为的光是波。由于牛顿在物理学界统治性的地位和威望,使他的光微粒说盖过了光波动说,成为此后一百年科学界的主流观点。
直到牛顿《光学》发表一百年后的1801年,英国科学家托马斯·杨以一个实验逆转了这种形势,使光波动说再度复活,甚至成为了主流,这个实验就是——双缝干涉实验!
双缝干涉实验是从单缝衍射实验衍生出来的,让一束光经过相距很近的两条狭缝后,投射到缝后的屏幕上,一般来说,当光经过一条竖着的狭缝时,会发生衍射——光绕过障碍物弯散传播的现象,在屏幕上看到的并不是一条竖着的亮纹,而是一条横着的亮带。(如下图上部分)这种现象早在17世纪就被意大利耶稣会神父弗朗切斯科·马里亚·格里马尔迪发现,并把它命名为衍射。
而当两条缝的亮带在屏幕后重叠时,理论上应该会显示一条更亮的光带,但神奇的事情发生了,最终在屏幕上显示的却是一条条明暗相间的条纹……(如下图下部分)
这是一件很诡异的事情,因为在这些条纹的暗纹上,原来应该是有光的,但当两条缝的光重叠后,那些位置却变成了没有光。这种现象用牛顿的微粒说似乎无法解释,托马斯·杨从水波的干涉里得到启发,提出光是一种波,暗纹是光波互相干涉产生的。
人类对宇宙的认知革命永远是由极少数天才推动的。在双缝干涉实验证明光的波动说后又过了一百年,一位天才再次刷新了人们对光的认知,这位天才就是二十世纪最伟大的物理学家爱因斯坦。
1905年,物理学博士刚毕业,还是专利局小职员的爱因斯坦发表题为《关于光的发射和转化的启发式观点 》的论文,以光作为能量子即光量子的形式解释了光电效应现象。这一开创性的理论使他获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。
光量子的提出使光微粒说再度复活,但问题随之而来:光究竟是粒子还是波?两种形式都有实验证据,似乎两个都对。但是问题又来了,波和粒子是两种截然不同的特性,光在什么情况下会表现出波的特性?什么情况下又会表现出粒子的特性?
光量子假说提出四年后,一位英国的物理研究生杰弗里·泰勒设计了一个弱光双缝实验,他利用熏黑的玻璃极大限度地降低了光源的亮度,直到理论上在光源与屏幕之间任意时刻最多只有一个光子经过,然后利用照相机的感光胶片超长时间的曝光,记录下了经过双缝的光。
当照片冲印出来,神奇的一幕出现了,即使光子一个个地通过双缝,最后曝光的照片里依然出现了清晰的明暗干涉条纹。
这意味着即使只有一个光子通过双缝,依然产生了干涉,那究竟光子跟谁干涉?似乎只能有一种解释:光子跟自己干涉了。
这个问题直到10多年后才被法国科学家德布罗意解决。他在其物理学博士论文中提出了波粒二象性,他指出不单光子,所有的微观粒子都同时具有波的特性,他称之为物质波。物质波理论预言了单个电子过双缝也能产生干涉条纹。
在确定了光的波粒二象性后,一个问题横梗在科学家面前:光波是什么时候成为粒子的?
一个显而易见的事实是:在所有的实验里,光最终都是以粒子的形式呈现的!比如在光电效应里轰出电子,在曝光不足的照片里呈现的也是一些零星的光点,所以答案显而易见:光在被观察到的时候是个粒子。也就是观测使波成为了粒子?如果测量发生得更早又会如何?科学家决定升级双缝干涉实验——测量粒子通过哪一条缝。
很多人看到科普里关于双缝干涉观测实验的描述都是这种近乎神话的故事,有的故事里用摄像机拍摄,有的故事里更干脆,直接拿眼睛看。这些描述显然并非事实,只是一些虚构的思想实验,现在看来,这些思想实验有极大的误导性。
直接观察并不会导致干涉条纹消失!无论是用眼睛看还是用摄像机拍都不会!
跟很多人的想象可能不一样,科学家实际上并不是被观察干涉就消失的实验结果吓到,而是这结果造就在他们的预料当中。科学家实际要进行的不是观察,而是测量!
他们要测量粒子是从哪一条缝通过,怎么测量?以光子为例,没有任何方式在不干扰光子的情况下从侧面看到光子,因此测量的方式实际上就是让光子仅能从其中一条缝通过……比如在其中一条缝上放一个垂直偏振镜,这样,所有水平偏振的光子就都不能从这条缝经过……
看到这里聪明的你一定已经发现猫腻了,这特么就是让光只能从其中一条缝经过啊?这不就相当于过单缝了吗?前面我们说过光子是跟自己干涉的,现在光子只能穿过其中一条缝,还跟谁干涉去?……
综上分析,观测导致干涉条纹消失并不诡异,但这并不表示量子力学就不诡异了!量子力学真正诡异之处在于微观粒子在被观测到之前所处的“波”态!这个波的状态被称为叠加态,量子力学真正诡异的地方就在这个叠加态!但这已经不是这篇文章要讨论的范围了,我们以后有机会再说说叠加态。
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爱因斯坦太厉害了,以至于超过上帝
主要是因为超声波来提出来的。就是因为这种东西无法用科学来解释。其实我个人觉得是不能改变的。
因为他觉得爱因斯坦说的不对。
关于量子干涉的几个量子力学基本原理 (1)量子干涉可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。 关于这一条有一个著名的单光子干涉实验,在光子的双缝干涉实验中,把光子通量调到很低
关于量子干涉的几个量子力学基本原理 (1)量子干涉可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。关于这一条有一个著名的单光子干涉实验,在光子的双缝干涉实验中,把光子通量调到很低,使得光子在其相干时间内,最多只可能有一个光子通过双缝。这种情况下虽然单个光子只可能在屏幕上显示一个点,但不同时刻(在时间上不相干)通过双缝的很多光子却可以在屏幕上形成双缝干涉图象。(2)量子干涉必须在存在路径不确定性的情况下才有可能发生,当关于路径确定的信息原则上有可能被人获知时,干涉就会消失。著名的惠勒延迟选择实验(Wheeler's delayed choice experiment)就是关于这一条的事例。更精彩的实验是1991年在美国留学的两个中国学生在他们导师的带领下,完成的一个双光子干涉实验【PRL67, 318 (1991)】。实验表明,双光子干涉中也遵循这一原理。该实验后来在《科学美国人》上有详细报道。(3)从量子干涉实验中,人们可以得到粒子跟环境相互作用的某些信息,但永远不可能得到粒子内部状态方面的信息。到目前为止没有发现任何一个实验事实违反这一条。当今国际超导物理界对超导量子干涉的理解违背了上述量子力学基本原理,在这种理解基础上构想出的超导波函数自然也就不可能是合理的
这种效应是超导量子干涉器件(SQUID)工作的物理基础。
利用超导量子干涉效应来工作的器件称为超导量子干涉器件(Super-conduct Quantum Interfere Device,SQUID)。由于在超导量子干涉效应中,当磁通Φ等于磁通量子Φo=20×10-15Wb的整数倍时,电流出现极大;
这就表明,只要把超导环中的磁通量改变2个磁通量子,电流就变化一个周期。而Φo的数值很小,即电流变化的周期对应于磁场的变化很小。所以,超导量子干涉器件可以测量出极其微弱的磁场变化。
对于由两个超导结并联构成的超导环电路,当外加一个磁场时,则将在超导环中感应出一个环流,这使得通过两个超导结的Josephson电流不再相等,各个超导结所造成的相位差也不相同,从而引起超导环电路相位的变化。
超导环电路相位变化的大小与通过环路包围面积的磁通Φ成正比,并且在叠加点的总Josephson电流随着Φ而作周期性变化,这就是超导电流的宏观量子干涉效应。该效应证实了Cooper电子对的干涉和衍射效应。
参考资料来源:百度百科-超导量子干涉效应
关于量子干涉的几个量子力学基本原理 (1)量子干涉可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。 关于这一条有一个著名的单光子干涉实验,在光子的双缝干涉实验中,把光子通量调到很低,使得光子在其相干时间内,最多只可能有一个光子通过双缝。这种情况下虽然单个光子只可能在屏幕上显示一个点,但不同时刻(在时间上不相干)通过双缝的很多光子却可以在屏幕上形成双缝干涉图象。(2)量子干涉必须在存在路径不确定性的情况下才有可能发生,当关于路径确定的信息原则上有可能被人获知时,干涉就会消失。 著名的惠勒延迟选择实验(Wheeler's delayed choice experiment)就是关于这一条的事例。 更精彩的实验是1991年在美国留学的两个中国学生在他们导师的带领下,完成的一个双光子干涉实验【PRL67, 318 (1991)】。实验表明,双光子干涉中也遵循这一原理。该实验后来在《科学美国人》上有详细报道。(3)从量子干涉实验中,人们可以得到粒子跟环境相互作用的某些信息,但永远不可能得到粒子内部状态方面的信息。 到目前为止没有发现任何一个实验事实违反这一条。当今国际超导物理界对超导量子干涉的理解违背了上述量子力学基本原理,在这种理解基础上构想出的超导波函数自然也就不可能是合理的
雷达:探索宇宙,改变世界 雷达是一种利用电磁波进行探测的技术,可用于多种领域,例如天文学、气象学、军事等。雷达技术的应用范围越来越广泛,对人类的生产生活起到了重要的推动作用。 探索宇宙:宇航员的“眼睛” 在太空探索领域,雷达是最常用的技术之一。它可以帮助宇航员探测星球的表面特征、确认陨石坑和山脉、探查行星大气层等。其在探险中提供了重要的数据,使科学家们更好地了解宇宙的奥秘。 实际上,雷达不仅可以被用来检测恒星系统和行星,还能被用来测量银河系中的距离、形状和质量。科学家们甚至能通过雷达技术探测到遥远星系中行星的存在和特征。由此可见,雷达技术对太空探索中的研究有着重要的意义。 改变世界:气象预测和民用 雷达技术在气象学中的应用可以帮助科学家预测天气并为人们的航空旅行、交通运输等提供准确的数据。借助雷达,科学家们可以了解风暴云、霾、降雨带等信息,从而为人们提供更准确的天气预报和气象服务。 除此之外,雷达技术在民用领域中也起到了重要作用。例如,它在建筑、道路和大坝的结构安全检测和监控中发挥了重要作用。同样,汽车厂商也在利用雷达技术研制更安全的自动驾驶汽车。 结语 雷达技术的应用在不断地拓展,对人类的各个领域都有着广泛的影响。在未来,我们可以期待雷达技术不断发展,为人们提供更加丰富的服务和更高水平的数据。
雷达,是英文Radar的音译,用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。下面是我精心推荐的一些雷达技术论文,希望你能有所感触!
雷达无源干扰技术
[摘 要]分析了雷达无源干扰技术中的假目标和雷达诱饵。论述了缩小目标雷达截面积也是一种重要的雷达无源干扰技术。指出了雷达无源干扰中的两种主要设备,即反射器和箔条干扰。
[关键词]电子对抗 雷达无源干扰 角反射器
中图分类号:TD367 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0027-01
引言
无源电子干扰是指利用本身不发射电磁波的器材反射或吸收电磁波而形成的对电子设备的干扰。亦称消极干扰。按作用性质,分为压制性无源干扰和欺骗性无源干扰。按干扰原理,分为反射型无源干扰和吸收型无源干扰。反射型无源干扰是采用反射特性好的器材,大面积投放,形成强烈的干扰杂波,以掩盖目标回波信号;或者断续投放、布设反射器材,形成假目标,对电子设备进行欺骗。吸收型无源干扰是在目标上涂覆电波吸收材料,把照射到目标上的电磁能量尽量转换成其他形式的能量,而把反射的电磁能量减至最小,使电子设备接收的目标回波信号大大减弱,导致电子设备对该目标的探测能力严重下降;或者是在光电设备与目标之间的光波传播路径上,施放吸收型烟幕、水雾及其他消光气溶胶,阻断光电设备对目标的探测和跟踪。常用的雷达无源干扰器材主要有箔条、角反射器、龙伯透镜反射器、假目标、电波吸收材料以及气悬体等。本文主要讨论雷达无源干扰技术。
1.雷达无源干扰技术
.假目标和雷达诱饵
用来欺骗雷达的反射体。它们对雷达产生假的目标信息,是破坏敌防空系统对目标的选择、跟踪和杀伤的有效对抗手段之一。主要用于飞机、战略武器的突防和飞机、舰船的自卫。假目标和雷达诱饵在使用场合和性能上是有区别的。假目标通常用于对付敌防空系统的警戒指挥雷达,一般在构造上比较复杂,性能较逼真,带有发动机,能主动、独立地飞行,如火箭式假目标和无人驾驶飞机等。雷达诱饵常用于对付飞机和舰船。为了破坏雷达或导弹的跟踪系统而发射或投放的假目标,使雷达或导弹的跟踪系统转而跟踪雷达诱饵。主要有火箭式雷达诱饵、拖曳式雷达诱饵和投掷式雷达诱饵等三种类型。对假目标和雷达诱饵的要求是它们的雷达截面积必须等于或大于真目标,并且具有与真目标相同的速度特性、回波跳动特性等。
.缩小目标雷达截面积
雷达是依靠目标的回波来发现目标的。因此,缩小目标的雷达截面积可减小目标对雷达电波的反射。这是一种基本雷达对抗技术。正确设计目标的外形和采用强度高、比重小、能吸收雷达回波的复合材料制做目标,能使其雷达截面积显著减小。但是,进一步缩小目标雷达截面积的方法是将微波吸收材料涂在目标表面上,使雷达接收到的信号减弱,甚至接收不到回波信号,缩短雷达的探测距离。这种涂层称为反雷达涂层。按对电磁波吸收原理的不同,反雷达涂层可分为四种类型。①吸收型涂层:雷达电波碰到涂有这种材料的目标后不产生反射,能量绝大部分或完全为涂层所吸收。②干涉型涂层:进入涂层经由目标表面反射回来的反射波和直接由涂层表面反射的反射波相互干涉而抵消,使总的雷达回波为零。③谐振型涂层:包括很多吸收单元,调整各单元的电参数和尺寸,使它们对入射电磁波的频率谐振,从而使入射的电磁波严重衰减。④放射性同位素涂层:将放射性物质涂覆于目标上,使目标表面附近的局部空间电离,形成能够吸收电磁波的等离子体屏。
2.雷达无源干扰设备
利用本身并不产生电磁波辐射的器材对电磁波的反射、散射、折射和吸收作用改变雷达的回波特性,破坏和妨碍敌方雷达对己方目标探测与跟踪的技术,也称消极干扰技术。雷达无源干扰的优点是设备体积小、重量轻、制造简单、 价格低廉、 使用方便、适应性强,并能对不同方向上的各种频率、各种极化的雷达同时进行有效的干扰。雷达无源干扰常用的器材有箔条、反射器、假目标和雷达诱饵,以及微波吸收材料等。
.箔条干扰
箔条是指干扰丝、干扰片和干扰绳(带)。通常是由金属箔切成的条、涂覆金属的介质(常用的是涂覆铝、锌、银的尼龙丝和玻璃丝),或直接由金属丝制成。箔条干扰就是在空间投放大量随机分布的金属反射体,以产生二次辐射对雷达进行干扰。
箔条干扰的样式主要有两种:一种是压制式干扰,即向一定的大气空间大量投放箔条,形成干扰走廊,用以掩护机群。这种干扰在雷达荧光屏上形成很强的类似噪声的杂乱回波,因而可以掩盖目标回波;另一种是欺骗式干扰,即当飞机、舰船被雷达跟踪时才投放箔条,形成假目标,这样雷达便跟踪比飞机、舰船回波强很多倍的箔条干扰团,使飞机、舰船摆脱雷达的跟踪。
箔条的长度和直径(或宽度)的选择,必须尽可能保证在宽的频率范围内对电磁波产生最有效的反射。因此,广泛使用的箔条长度约等于被干扰雷达波长的一半,通常称为半波长振子(也称偶极子)。这是因为半波长振子对电磁波谐振(实际上使箔条对电磁波谐振,半波长振子的长度应略短于被干扰雷达的半波长),反射最强,雷达截面积最大。在空中水平取向的单根半波长短箔条的平均雷达截面积为 σ/2=λ2。在空中随机取向的单根半波长箔条(或经过加工的短的半波长箔条)的平均雷达截面积为:σ/2=λ2。雷达截面积只与波长λ有关,箔条的宽度和厚度只是为了适应机械强度、制造工艺和空气动力方面的需要。
箔条通常都做成固定的包装(包或束),每包箔条的数量取决于被掩护目标雷达截面积的大小和干扰的波段。为了达到干扰敌方雷达以掩护己方目标的目的,每包箔条的总雷达截面积应大于被掩护目标的雷达截面积。单根半波长箔条都有一个相当于其谐振频率的10%~15%的半功率带宽,这样的频带对雷达干扰来说很窄。实际上,多采用很细的、长度不同的半波长箔条混合包装或投放多个箔条包,各个箔条包对应不同频带,以获得大的带宽。也可使用长达几米至几十米(长度为被干扰雷达波长的若干倍)的箔条,达到增大带宽和实现对各种频段雷达进行干扰的目的。
为了对任何极化的雷达均能有效地进行干扰,要求在空中投放的箔条是随机取向的。实际上,由于箔条的长短、材料和形状的不同,在大气中具有各自的运动特性。均匀的、短的半波长箔条,在空中基本上都是水平取向和旋转地下降。这种箔条对水平极化雷达的干扰效果较强,对垂直极化雷达的干扰效果较弱。长的或经过加工的短箔条,在空中的运动规律可能完全是随机的。短箔条在刚投放时,因受飞机湍流的影响也可能完全是随机的,它们都能对各种极化的雷达造成有效的干扰。
.反射器
用作假目标产生强烈的雷达回波的反射器有角反射器、伦伯透镜反射器、范・阿塔反射阵、雷达反射气球等。
角反射器:由三个互相垂直相交的金属平面构成的反射体,有三角形、方形、圆弧形角反射器之分(图1)。角反射器可以在较大的角度范围内,将入射的电磁波经过三次反射,按原入射方向反射回去(图2),并产生很强的回波。尺寸不大的角反射器也具有很大的雷达截面积。最大的雷达截面积主要取决于反射器的各个面间保持直角的精确度,微小的角度偏差和板面不平都将导致雷达截面积的显著减小。角反射器的方向图约为25°~50°。三角形角反射器的方向图比较宽平,界面刚度较大,制造要求也不高,因而被广泛采用。
伦伯透镜反射器:在伦伯透镜的局部表面镀上金属而成。根据所镀金属反射面的大小,有90°、140°、180°反射器之分。伦伯透镜是一个层状结构的介质球体,其外层的介电常数与空气相近,越向球心介电常数越大。照射到透镜表面的平行电磁波射束,经介质在球体金属反射面内的一点聚焦,从金属反射面反射,又经过介质再返回发射源方向,因而具有很大的雷达截面积和良好的方向性、频率特性。伦伯透镜的方向图宽度约为90°、140°、180°,其中以140°左右时的特性为最好。
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确的工程测量对于工程建设来讲是不可忽视的部分,而受到内外因素的作用,工程测量会出现精度不足,这会制约工程测量的发展,并直接对工程建设造成影响。下面是我为大家整理的工程测量研究 毕业 论文 范文 ,供大家参考。
《 水利工程测量中全站仪误差分析 》
摘要:我国的经济发展在经历了高速阶段以后现在更是越加的发展平稳,这对于国内的一些基础建设提出了更加高的要求。所以对于我国的水利工程建设也是近些年以来重要的建设项目之一。所以其水利工程的质量也得到了较为广泛的重识,在这其中对于水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制也有了更加严格的要求,所以我们在下文中着重的对水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制进行具体的研究。
关键词:水利工程测量全站仪
1前言
全站仪在水利工程的测量中被广泛的使用,我们对水利工程的测量必须保证其精度,在这种情况下我们必须使用全站仪对其进行测量,这使得测量工作更加的便利,所以做好全站仪的误差分析与精度的控制工作就显得更加的重要,我们通过全站仪的测量来降低测量时的精度产生误差,使用改进的 方法 ,使得测量的结果准确性可以有效的得到保证。所以在下文中我们对水利工程中所使用的全站仪的测量误差与精度进行分析。
2全站仪在水利工程测量中的应用
我们在对水利工程进行测量的时候,全站仪在其中的应用比较广泛,由于其使用仪器种类多类型繁杂,如经纬仪与水准仪就是其中之一。但是就现在的综合情况分析,并且结合其仪器间的精确度与实用性而言,全站仪较其他几种仪器具有较为明显的精度优势。全站仪的便携性较好,而且其准确性与全面性较优,水利工程中对于测量的要求较高,而全站仪可以对其测量精度的要求进行满足,对于水利工程测量中所使用的一些基础的测量资料,全站仪都可以通过测量获得,而且其精度控制较高。特别是在水利工程前期的设计阶段,还有水利工程中期的施工阶段,后期的养护阶段与应用的管理时都需要对全站仪进行使用,还有一些需要提供高等级的平面布控网的大型的水利工程项目,也需要对全站仪进行使用。
3误差分析
分析全站仪的轴系误差
全站仪进行测量时所产生误差的原因在于:首先对于全站仪的镜头在我们进行测量使用之前并没有对其进行安装与校正,其望远镜内的十字丝产生了中心的偏移,这种情况的发生直接导致了全站仪的视准轴与水平轴不垂直;视准轴还会受到温度大气折光的影响,以上都是产生误差的原因。并且因其定位时发生的错误,由于有错误的定位存在于竖轴的横向误差补偿、横轴的误差补偿、视准轴的误差补偿中,造成轴系误差。
分析全站仪度盘误差
度盘误差产生的原因在于其垂直角,其因受到垂直角的影响,使得其垂直角越大那么其所产生的误差就越大。我们在对其进行观测的时候,我们观测的方向如果在盘的左边,那么视准轴就会位于标准视准轴的右侧或是左侧,这时度盘所产生的误差会因其测量值的大小而产生实际的变化。如果我们将其望远境进行转变圈的处理,那么观测方向当位于其右边时,那么视准轴就会位于其标准视轴的左侧或是其右侧,那以视准轴所产生的落差就与其两边的测量结果是相反的。以上两种情况下所产生的误差,其度盘的数值是相同的,但是其所标的符号是相反的,其数值也相同,这时我们就可以对其度盘两则的测量数值进行取平均值的处理。我们在保证其扫描盘进行转运的过程中,其照准部的方向是相同的,这样可以对其因转动所引起的水平方向中的度盘误差产生。如果其方向是垂直的,我们就通过对其进行光电扫描度盘与垂直轴的方向进行调整来进行,使得其半测回角中的误差减少或是其误差消失,这时其度盘所产生的误差减少。全站仪的常见的测距误差主要是加、乘数误差与其周期误差。
分析全站仪测距误差
全站仪的使用原理就是利用仪器发出的载波,通过测定出载波在测线两端点间往返传播的时间来测量距离进行确定。我们在确定测距的时候,由于精度会受到人自身视觉原因的影响,其全站仪的瞄准功能难以得到有效的使用。所以会造成一定的系统误差的产生,这就使得人的判断与其测量而出的结果产生了一定的差距与精度的不同。由于全站仪在使用时多是以相位式进行,所以测量时的误差与其测量所产生的距离会产生一定的比例关系。这时误差的产生会有诸多原因造成,如大气的折光、温度、湿度、气压等都会对全站仪的测量产生一定的误差,造成较大的影响。
4精度控制及注意事项
控制全站仪的轴系误差精度
水利工程中的测量数据因其会由全站仪的轴系误差的影响而产生变化,使得整个测量的结果产生一定的误差,所以我们对于全站仪所产生的误差必须加以控制。对全站仪的轴系误差的减小我们可以通过不同的观测方式进行,例如用半测回角度代替全测回角度,通过对全站仪的测角精度进行考虑其变化。全站仪在出厂时,其精度会有一定的标准,所以我们在测量使用时会对其观测的角度进行改变,这就造成了垂直轴方向与其水平轴方向产生一定的误差,或者造成扇形段弧形的轴系误差。
控制全站仪的度盘误差
水利工程的实际情况与其高程测量相结合,我们通过使用三角高程的测量方法对其全站仪的误差进行精度的控制,然后通过其三角高程对其所产生的误差进行计算,以其在地球所产生的曲率进行计算的基础,得其结果,然后根据工程中所产生的实例进行计算,然后根据其测量工作的实际。这样可以使得其进行外界作业时工作效率得到提升。
控制全站仪的测距误差
这种技术是专门针对观测环境和人眼的观测能力,分辨率所造成的限制,这可以使得精度的误差的精度可以得到有效的提高。如果我们想在将全站仪的测距误差变小,那么我们就可以对其进行多次测量,然后取其平均值将其进行结果的确定。
使用全站仪的注意事项
使用全站仪时要注意使全站仪尽量靠近两个测量点的中轴线,这是由于全站仪的安放位置会影响到高程测量的精度以及全站仪的轴系误差。由于全站仪的角度会对全站仪的度盘误差产生直接的影响,因此要对观测目标的垂直角大小的精确性予以保障。要将合适的测距位置选择出来,进行测距仪器的安放,将全站仪的测距误差降到最低。使用全站仪注意事项:(1)若长距离运输仪器,在使用前必须进行仪器检查及校正,可以直接按照全站仪使用 说明书 中的校正方法进行安装校正,再进行使用;(2)我们在使用全站仪进行三角高程控制测量时尽量架设在两个测量点等距离中间进行,这样可以抵消部分由于轴系误差产生的影响,以保证观测目标精度减小误差;(3)在使用全站仪测量时,自由架站位置选择尽量远离变电站、高压线、及信号塔等有电磁波发射的附近,特别是在埋标选点的时候也应该尽量避开这些地方,以免电磁干扰仪器载波使得测量距离产生误差较大;(4)使用全站仪进行高等控制测量时尽量选择天气条件良好,通视状况优良的天气进行,并且选择好观测时间,避开高温及两点温差较大等情况,通过干湿温度气压计进行测量并记录结果,以便数据处理的时候进行改正使用;(5)一般使用全站仪时,尽量避免仪器暴晒引起仪器平整度不好,应给仪器打伞,并带上遮阳罩,使用过程中要经常查看仪器是否平整,进行微调,如有必要从新进行定向设站,以保证其精度。
5结束语
根据我们对上面的研究我们得知,水利工程是我国基础建设中最为重要的基础,我们在水利工程测量过程中如何更好的提升其精度水平,与水利工程的使用具有重要的意义,所以我们必须在测量中严格的控制其技术,对其进行水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制方式进行选择,必须认真切实的对水利工程测量质量进行提升,才能有效的保障水利工程测量的质量。
参考文献
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[4]胡跃进.全站仪的误差分析及精度控制在水利工程测量中的研究[J].价值工程,2015(02):57-58.
《 建筑工程测量问题及对策 》
测量的过程众所周知,不言而喻,它不是一个阶段性的工作而是贯穿于整个建筑工程的始终。为了确保建筑的施工达到预定设计的目标,通常在实践中,我们会对具体的施工进行检测。这种检测既是一种检查也是一种核对。当建设项目完成以后还仍需进行测绘,以便为之后的建设和维护提供数据。测量工作可以说连接建筑工程图纸和实际施工的桥梁同时它也是非常重要的前期准备工作,对于之后建筑工程的品质有着非常重要的影响。也许有一种错误认识认为已经投入使用的项目就不用检测了,因为整个建筑工程都已经完成了。其实即使投产,也应该适时检测,这种检测更像是一种监测行为,这保证建筑过程的安全可靠,这是非常重要的。由此我们就可以知道测量工作贯穿于整个建筑工作当中。测量的有效性和效率都从很大程度上对测量的结果以及整个建筑工程的质量有非常重要的影响,因而,我们要提高认识,认识到测量的重要性,规划好测量工作。当前在测量工作中也出现了很多问题,只有将这些问题都解决了才能够保证测量的有效性。
1建筑工程测量中存在的问题
从业人员专业素养不高且人员缺乏
现在测量工作存在问题首当其冲的就是当前的从业人员素养不高,并且测量人员比较少。这从根本上造成了测量工作的一些问题。实践中有很多的建筑工程都出于成本及其其他方面的考虑,任用一些其他岗位的没有丝毫 经验 的来进行测量。由于这些人员本身不专业并且没有经过专业的培训,那么测量结果可想而知。另外,当前测量人员非常紧缺,专业性人才更是少之又少。这也在一定程度上增加了测量准确的难度。
测量设备陈旧且数量不足
现在很多的建筑公司没有具备相应的测量设备,大部分通过临时租赁来应付了事。而有的企业测量设备没有及时更新,非常的陈旧,这都对测量的准确性造成了隐患。如果不具备相应设备的企业设备有一些不足,那么就得寻找更加精密的设备,这影响了测量的进度。而设备陈旧的企业呢,由于没有及时的与时俱进,测量的速度和精确性都很值得商榷。因而我们应该从设备上解决这一问题,以免造成更多不必要的影响。
测量仪器操作与保养不当
测量工作的特点决定了其设备的是高精密仪器并且操作人都必须进行专业的培训,如果在测量的过程中操作人员不具备操作知识操作失误,哪怕只是一点小小的失误,测量出的结果也会大相径庭。有的精密仪器在使用完后要进行规范的保养和存放,否则会影响测量效果。但是在现实生活中,往往忽略了这一点,操作人员并未对仪器设备进行保养导致精密度受到影响。当然在使用过程中也必须注重保养事宜,确保测量数据的精确。
测量的质量控制被忽视
现阶段,大部分的工程竣工验收时都并未着重的对测量质量进行检测,从某种程度上来说忽略了这一点。这导致了建设企业对于建筑工程测量的质量控制也不太重视,从而当前的测量标准都经不起检验,大部分都没有达到测量标准和要求,严重的阻碍了建筑工程测量工作的进步。
2建筑工程测量问题的解决方法
强化对建筑施工测量工作的认识
测量工作可以说是一种客观性的工作,但是我们也不可否认,它也带有主观性。测量的方法和测量工具的选择这都是主观意识起了很大的作用。但是当前人们落后的主观思想阻碍了测量工作的进行。因而为了确保测量工作的顺利进行了,首先必须在思想上力求科学,正确的认识。我们要让相关工作者摒弃错误的思想观念,让人们意识到测量工作的重要性和重要的价值。只有这样,他们才会从根本上转变其思想,扭转当前测量的窘境。
加大测量仪器的资金投入及加强对仪器的保养
现阶段,技术在我们生活中带来了翻天覆地的变化,同时它也给测量工作带来了福音。技术的提高,对测量工作的精确度的提高起到了重要的作用。但是就像前文所述,很多公司处于成本的考虑设备仪器陈旧,因而公司应紧跟时代潮流,加大对测量设备仪器的投入。以适应仪器设备快速发展以及建筑工程测量准确性的要求。当然增加仪器投入的同时也应该加强对现有仪器的保养。例如在我们日常测量工作中为避免重测现象的发生就应该定期的对仪器进行校正。这看似比较麻烦,但是保证了测量的准确,并且避免了返工的行为,从某种程度上来说节省人力、物力、财力。取出仪器的时候我们应该坚持轻拿轻放的原则。仪器取出来我们安装的时候也应该注意,如果是安装在三脚架上面的仪器为避免摔坏应该拧紧螺丝。使用仪器应坚持平稳的原则,禁止对仪器进行粗暴对待,尤其是带有阻尼功能的仪器。
加强相关人员的培养与培训
随着现代化建设的步伐的加快,建筑工程的增多,对于测量专业人员的素养和数量需求也日益扩张。另外,随着测量技术的发展,各种新的设备和技术不断引进,这对我们测量人员的素养的要求更高,因而当前我们应加强对相关人员的培养和培训。这种培养和培训从企业方面来说应该提高企业对测量工作的认识,并且认识到培训的重要性。当然对于测量人员也应该提高自学的认识进行心得交流,增强自身的职业素养。对于整个社会来说应该加强对测量人员培训的投入,只有国家支持,企业和个人的响应,才能形成一个测量专业素养全面提高的局面。
3结语
我国建筑行业的快速发展,对建筑工程质量的要求毋庸置疑,这就需要我们不断的与时俱进,不断的改进当前的测量方式和测量技术因为测量工作对建筑的质量的影响是非常重大的。因此,我们应认识问题,然后分析问题,解决问题。通过这个解决问题的思路才能够寻求到科学的解决办法,推进整个测量工作的发展。
《 公路桥梁工程测量技术探析 》
武汉鹦鹉洲长江大桥位于武汉长江大桥上游公里,为武汉市的第八座长江大桥,全长公里,其中正桥全长公里,桥面宽38米。正桥布置双向8车道,设计行车速度为60公里/小时。武汉鹦鹉洲长江大桥为我国首座三塔四跨地锚式悬索桥,施工过程具有强烈的几何非线性,对风速、温度和制造误差等都非常敏感,应于猫道、主缆和加劲梁的施工前分别进行全桥贯通测量;同时,为控制主缆和索股线性,还必须监测跨径和索塔的变化。所以,为保证桥梁的高程与跨距一致,测量基准统一,桥梁工程对测量测绘技术要求很高,传统的测量测绘技术已不能满足要求,而现代化测量测绘技术的应用很好地弥补了不足,为武汉鹦鹉洲长江大桥的建设与实现提供了技术支持。
1规划设计阶段测量、测绘技术的应用
利用VRS系统绘制高精度的地形图
利用VRS系统,也就是虚幻参考站系统,只要完成采集碎部点的属性和坐标,就可绘出地形图。这样,一台GNSS接收机便可完成几台GNSS接收机的工作,不仅降低了测量成本,还提高了工作效率。而且,与常规的测图方法相比,VRS系统的可靠性、定位精度也得到了很大的提升。
桥梁勘测设计一体化系统的建立和运用
桥梁勘测设计一体化系统是在现代信息技术的条件下对桥梁勘测设计工作的一种创新:利用GPS技术获得无人机对公路桥梁航拍的航带内控制点三维坐标的空间信息,借助数字摄影测量系统完成地形图的绘制;用遥感技术收集桥梁沿线的水文地质等各种信息,并将之绘制到遥感图上,便可以快速地得到勘测结果,并且耗费低,节约了勘测成本;在CIS(地理信息系统)中传入遥感信息、地形等野外采集信息,桥梁工程的前期规划、方案设计、施工等工作便可得以进行,而诸如立项、评估、决策以及桥梁的工程勘测设计等一系列工作也有了有力的信息保障。
2施工阶段测量、测绘技术的应用
施工控制网的测量
桥梁平面控制网通常分两级布设,桥的轴线主要被首级控制网控制。根据公路桥梁所处的地形条件以及桥梁所跨越的河宽,首级GPS平面控制网的布设按照一级GPS控制网的技术指标进行。公路桥梁的首级控制网一般用GPS静态相对定位测量,再经过相应的处理获得平面定位成果,具有精度高,工效高,成本低等优点。由于在公路桥梁的勘察阶段,设计单位的控制点达不到施工过程中对施工放样的点的密度要求,加上不可避免的一些点位损坏等因素,需加密控制测量网。利用VRS动态测量可以在桥梁工程加密控制测量网中获得测点的三维坐标,这一方法已被中小型公路桥梁广泛应用在对施工平面控制网的测量中,并取得了良好的成效。
桥台、桥墩的施工测量
准确地测设公路桥梁桥台、桥墩的中心位置及它的纵横轴线是桥梁施工阶段最重要的工作之一,可采用直接丈量法,电磁波测距法或交会法。除测设纵横轴线,还要进行桥梁桥台、桥墩的定位,桥台、桥墩中心位置线的放样,大梁架设位置的放样,支座垫石的放样等工作。
架设的施工测量
主缆架设前要进行全桥贯通测量,以确定高程和各跨径都符合设计要求。全站仪坐标法可用来直接测量平面,全站仪三角高程法可用来测量高程,并配合水准仪钢尺复核。而近年新兴的机器人(锁定)功能被越来越到的用来控制公路桥梁架设的安装,并取得了良好的成效。
施工测量中的新兴技术
随着测量、测绘技术的发展与进步,一些更先进,更便捷的技术手段被运用于公路桥梁的施工测量中。VRS系统可对点线面及坡度线进行高效的精度放样,同时与全站仪相配合,更好的发挥各自的优势。超站仪可以在需要处通过PTK技术建立控制,而且用超站仪测量和放样可以减少全站仪的安置,不仅提高了效率,还提高了精度。由于超站仪可适用于各种类型的作业,省时,省力,又高效,这种技术已经被广泛应用于施工测量的整个领域。
3运营阶段测量、测绘技术的应用
系统在公路桥梁结构检测中的应用
质量监督部门为了加强对桥梁的质量管理,在公路桥梁施工过程中需要对桥梁的轴线、高程、柱位、支座偏位等进行检测,在传统方法中,监督部门常用全站仪等仪器进行测量,这种方式受控制点的因素影响很大。而随着GPS技术和网络信息化的发展,VRS技术已被广泛应用于桥梁施工的测量中。现在的VRS系统可在一个施工标段内设立一个固定的点,以此点作基准点,此标段内的所有公路桥梁结构都可通过移动站进行检测,从而大大提高了整体检测的精度。
桥梁工程的变形监测
由于桥梁工程的特殊性,在它的变形监测方面需要研究开发桥梁动态和静态的变形监测,对测量测绘的自动化技术及 措施 要求更高。VRS系统于传统的水准测量相比,不仅速度更快,周期更短,精度也更加均匀。VRS系统与数字水准测量结合使用,便可减少公路桥梁变形监测费用的三分之一,缩减时间的三分之一。而测量机器人在固定的测站上安装全自动化的站仪,与自动检测软件相配合,便可全自动地在计算机的控制下实施工作,不仅可采集、处理与输出变形点的三维数据,还可进行远程的在线监控管理,使公路桥梁工程的检测实现了自动化、智能化、网络化的完全自动化的最新最高境界。此外,三维激光扫描技术利用激光测距原理来获取所需目标数据,可以将被扫描对象的形态特征和整体结构准确地描述出来,并生成三维数据模型,定性、定量地分析公路桥梁,对桥梁运营管理中的变形作用进行更好地检测。
4结束语
测量测绘工作贯穿整个公路桥梁的工程,在桥梁建设中担当了非常重要的角色。随着测量与测绘技术的发展,以及新技术在公路桥梁工程中的运用,桥梁工程的作业方法和测量手段已经发生了革命性的变革。PTK系统、VRS系统以及全自动机器人功能等这些现代化的测量测绘技术将会成为未来公路桥梁工程测量发展的主流方向,它们为公路桥梁工程建设的现代化发展提供了强有力的技术支持,并且促使传统的公路桥梁工程测量迈向数字化,自动化,网络化和社会化,进入测量测绘信息化的新时代。
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关于浅析流量对加油机误差的影响的论文
在石油资源日益紧张的新时期,合理有效确保石油利用率已成为业界关注重点。在业界,为了更好的保证加油机加油量的准确度和使用的正确性,我们有必要在工作中对各种能够引起加油机误差的因素进行分析。其中以流量对加油机造成的误差最为突出,中国其主要表现出过冲量等方面。这里我们就流量对加油机造成的误差原因分析,重点阐述了相关影响情况。
一、液体流量对流量计基本误差的影响
流量计是加油机、加油站工作的核心,也是加油计量、营销工作的基础。但在过去的加油机计量工作中,普遍采用容积式加油机计量技术,这种计量技术对整个流量计量工作的开展有着一定的限制,因此在测量中我们必须要高度重视流量本身的测量工作,并且将其测量内容按照过去国家计量标准来表示,确保流量在允许误差范围内。在我国现行的燃油加油机检定规程中,明确的指出了在加油机计量装置中,流量计最大误差不能够超过,同时测量结果的重复性也要保证在以内,因此在加油机流量误差测量工作中,我们可以采用函数公式E=f(q)来表示。
1 漏流量
漏流量问题是加油机计量装置中最常见的故障之一,中国它的.出现和容积式流量计本身的构成有着密切关系,是容积式流量计在计量空间机械组合不合理而产生的,由于这一装置内部的机械组合长期处于高速运转状态,因此在各个部件之间必然存在运动间隙,如果这个时候进行油量计量,那么这些运动间隙的存在必然会导致漏流量的产生,给计量工作的开展造成影响。同时,由于计量空间本身体积与齿轮磨合有一定关系,因此它在误差和流量之间也会受到漏流量的影响,这就需要我们在了解漏流量变化的基础上深入开展容积式流量检定工作,从根本上保证计量结果的准确与合理。流量计的这一特性分析得出,流量计的误差通常都只是和容器的溶剂以及传输齿轮之间有着密切关系,也就是容积式流量计在测量过程中仅仅与流量计之间有着几何结构关系,而与流体性质和流量值没有太大的关系。这一特性使得我们在容积式流量计的研究中误差分析变的清晰明了。
2 漏流量误差测量
在加油机的实际操作工作中,由于漏流量问题普遍存在,因此在计算的构成中计算公式是固定不变的,但是在计算中却需要考虑流量与流量误差之间的具体关系。这个时候我们可以利用公式:
Q=(1/12)*(a^3b/l)*(△p/μ)(1)
在这一公式中,a指的是测量元件之间的距离,b表示沿着流动方向所呈现出的整体长度;l是测量元件本身所具备的厚度;P是测量元件的前后压力。经过公式分析我们发现,漏流量的测量与测量元件前后之间的压力值成正比关系,而同流体本身的粘度成反比关系。同时在工作中,漏流量除了同这些因素相关之外,还与机械内部的磨损有着密切关系。
3 基本误差测量工作
在容积式流量计的基本误差测量工作中,考虑了漏流量现象后,我们采用了多次容积式流量计量策略,并将实际误差和曲线形状构成了一个误差测量曲线图。在实际测量工作中,如果流量小于误差测量的时候,流量计的误差值基本上不会发生太大的变化,但它本身是一个随着流量增加而不断上升的现象,因此在流量计误差上又会随着正负方向变化而产生位移,并且稳定性也会随之变动。这一变化过程中,我们可以将其按照图中2号线路所示进行标识。中国在加油机计量检定工作中,为了更好的保证检定结果的准确性,必须要在各流量点设计上科学的选择相关设计标准。对于那些使用一段时间之后就出现滤网堵塞、漏流量上升的问题要及时的加以处理,并且按照工作实际将误差明确的表示出来。通常情况下,在工作中除了人为操作故障之外,误差正负偏差方向也会带动计量误差的变化,因此在计量工作中要重视误差计量策略的选择,否则不久之后必然会出现问题加大的现象。
二、流量范围内对加油机误差值的影响
漏流量所引起的误差永远是一个负误差,当流量和漏流量相比越大,这个负值越小,即相对付出的油越少;当流量和漏流量相比越小,这个负值越大,即相对付出的油越多;当流量接近漏流量,E值接近-1,也就是-100%,这时加油机付出的油几乎全部是漏流所流出的油。中国由此可见,对加油机漏流量的检查是对加油机计量性能测量的一个不能忽视的环节。漏流量是一切容积式流量计所共有的特性之一,而且流量和漏流量之间是相互影响的,根据平行平板理论。
三、加油机检定误差的确定方法
在加油机误差检定过程中,我们应当尽可能的保证加油机流量的稳定性,从根本杜绝漏油问题的发生,同时在检定注入的时候要采用一次注入的方式,确保测量时间、测量方法的科学与合理。用100L量器注油时,要在工作中将油量控制在95L以上,但是由于油量本身会产生气泡和油沫的现象,因此往往都需要在容器上方加设一定的预留空间,避免因为注入不准而影响到测量结果。为能真实反映现场达到的最大流量,在工作中我们必须要科学的采用加油机检定误差的确定方法,从根本上保证测定结果的准确性与科学性。
四、结语
总之,在加油机现场检定过程中,液体的流量准确与否至关重要,直接影响到检定结果。而加油机示值误差与液体流量是非线性函数在得以明了的同时,应进一步明确最大流量的检定方法,同时,建议在检定证书的检定结果中给出各测量点的流量范围、示值误差和重复性。