通过对通航应用区域(150~2000m)全天候雷达探测,获取飞行器数据,结合人工智能技术对空中目标进行识别,形成特定空域实时飞行器信息。应用包括:智慧城市、低空管制、无人机反制和要地防护等。
相控阵雷达按工作方式分为有源和无源两种,其实就是主动和被动
雷达体制从无源到有源
作为有源相控阵雷达的前身,无源相控阵雷达的发射机与天线分离配置,射频能量从发射机通过复杂昂贵的波导管馈送至天线。但是,波导管穿过甲板、隔舱等舰体结构,自然会影响舰体的强度;而且这种配置的可靠性也较低,一旦发射机组或波导管出现故障或战损,就会导致整个雷达系统的失效。同时,无源相控阵雷达由行波管之类的发射机来提供功率,要增大雷达发射功率不那样容易。人们认识到了无源相控阵雷达的上述缺点,设法寻找新的雷达模式。
微波集成电路的快速发展带来了机遇--人们可以在砷化镓晶片上做出几厘米大小、能发射/接收电磁波的小单元,用来取代庞大的行波管和天线。将一个个这种小单元(移相器)排成阵列,就成为发射机与天线合一的有源相控阵雷达。与无源相控阵雷达不同,有源相控阵雷达抛弃了集中式发射机,而是每一个天线单元都配备一个独立的雷达发射机,只要增加天线的发射/接收单元数,就可以增加发射功率。
有源相控阵雷达不使用穿过舰体的波导管,降低了系统的复杂性和体积,也相应减少了馈电系统造成的能量损耗;每个天线单元均具备独立发射与接收电磁波的功能,少数天线单元的故障或受损不会导致整个系统的失效,故可靠性与抗战损能力有了大幅度的提升;高峰值功率是通过诸多天线单元合成的方式来实现的,因此降低了对微波元件的峰值功率要求,有助于降低成本。同时,有源相控阵雷达在雷达波束的分配、管理与运用上也更加灵活,有利于提高雷达系统的反应速度与效率。
相控阵技术,早在30年代后期就已经出现。1937年,美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。60年代,美国和前苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达,多用于弹道导弹防御系统,如美国的AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前苏联的“鸡笼”和“狗窝”等。这些都属于固定式大型相控阵雷达,其共同点:采用固定式平面阵天线,天线体积大、辐射功率高、作用距离远。其中美国的AN/FPS-85和前苏联的“狗窝”最为典型,70年代,相控阵雷达得到了迅速发展,除美苏两国外,又有很多国家研制和装备了相控阵雷达,如英、法、日、意、德、瑞典等。其中最为典型的有:美国的AN/TPN-25 、AN/TPQ-37和GE-592、英国的AR-3D、法国的AN/TPN-25、日本的NPM-510和J/NPQ-P7、意大利的RAT-31S、德国的KR-75等。这一时期的相控阵雷达具有机动性高、天线小型化、天线扫描体制多样化、应用范围广等特点。80年代,相控阵雷达由于具有很多独特的优点,得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达,它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而,大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪,相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点,其制造和研究将会更上一层楼。
我们知道,蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成,每个小眼都能成完整的像,这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多。与此类似,相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元(称为阵元)组成,单元数目和雷达的功能有关,可以从几百个到几万个。这些单元有规则地排列在平面上,构成阵列天线。利用电磁波相干原理,通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位,就可以改变波束的方向进行扫描,故称为电扫描。辐射单元把接收到的回波信号送入主机,完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量。每个天线单元除了有天线振子之外,还有移相器等必须的器件。不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流,从而在空间辐射出不同方向性的波束。天线的单元数目越多,则波束在空间可能的方位就越多。这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线,“相控阵”由此得名。美国NMD系统的陆基相控阵雷达相位控制可采用相位法、实时法、频率法和电子馈电开关法。在一维上排列若干辐射单元即为线阵,在两维上排列若干辐射单元称为平面阵。辐射单元也可以排列在曲线上或曲面上.这种天线称为共形阵天线。共形阵天线可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点,能以一部天线实现全空域电扫。通常的共形阵天线有环形阵、圆面阵、圆锥面阵、圆柱面阵、半球面阵等。综上所述,相控阵雷达因其天线为相控阵型而得名。例如,美国装备的“铺路爪”相控阵预警雷达在固定不动的圆形天线阵上,排列着15360个能发射电磁波的辐射器和2000个不发射电磁波的辐射器。这15360个辐射器分成96组,与其他不发射电磁波的辐射器搭配起来。这样,每组由各自的发射机供给电能,也由各自的接收机来接收自己的回波。所以,它实际上是96部雷达的组合体。如果我们把通常的雷达称作“个体户”,那么相控阵雷达就相当于一个“合作社”了。
1、相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达,其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。 2、所谓相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。 3、雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元,通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成,形成需要的波束指向。
早在60年代,前苏联就已经研制成功并部署了地面反弹道导弹防御系统用的大型多功能相控阵雷达。从80年代中期开始,前苏联海军为了对付日益增长的反舰导弹的威胁,在地面相控阵雷达研制成功的基础上,着手把成熟的地面相控阵雷达技术移植到海军舰艇雷达中,并在短短几年内获得了突飞猛进的发展。1988年,“天空哨兵”多功能相控阵雷达正式服役,它标志着前苏联海军舰载雷达技术已由传统的机扫阵列朝着全电扫相控阵列方向发展。多功能相控阵雷达的问世,是前苏联海军雷达发展史上的重要里程碑。“天空哨兵”相控阵雷达的工作频率为0.20~4.0GHz,从UHF波段一直跨到S波段。该雷达系统可对多个目标进行分类和跟踪,为航空母舰发射的导弹提供攻击目标的修正数据,而且还可指挥和控制空中作战。“天空哨兵”相控阵雷达声要装备俄罗斯海军4~6万吨级的航空母舰。该雷达已在“巴库”(也称“戈尔什科夫”)号航空母舰和“第比利斯”(又称“库兹涅佐夫”)级航字母舰上服役。
你们才七百字啊?我们让写三千字
【从高科技战争特点看我国国防现代化】上个世纪80年代的美国远程突袭利比亚开创了高科技战争的先河,90年代的海湾战争又宣告了高科技战争的成形与完善。当美国大兵用伤亡区区几十人的代价取得整场战争胜利的时候;当伊拉克百万雄师被打的溃不成军的时候;当战争在几十天就完全终结的时候,我们心中除了无比的震撼,还有对自身安全的忧虑和对未来我军建设的思考。一、什么是高科技战争所谓高科技,在科学术语中侧重的是新科技、尖端科技的涵义,它与一般科技没有明确的时间界定,发明较早而技术复杂,能巨大改变原有做事方式、方法的,大大提高办事效率的技术,人们也愿意称之为高科技。而战争中的高科技我认为与一般的定义应有区别,它更应被定义为:改变作战模式,决定战争进程,提高战争效率,与高科技人才相结合,与战略敌军科技相比不至于落后的新型、可实用的技术。只有明确了这个定义,我们才能更明确的提出我国国防现代化的方向,走出许多认识上的误区。比如说:我国产的有些雷达,技术水平达到了国际先进,但在装备部队后发现,它们易于受潜在战略敌方的干扰而无法工作。那么这些雷达即使采用了高科技,却因为他作用与老式雷达一样,在敌军面前不堪一击,所以也不能称之为高技术(武器)。相反,我国的红旗2导弹,虽有50年左右的历史,但其与新的导弹技术相接合,加之指挥员战术思想的先进,即使在新的战争中亦能发挥有效的作用,那么它就应该被称之为高科技。总结:判断高科技必须以效果相结合,对敌人没用的科技即使水平再高也不能盲目崇拜。二、高科技战争的特点人员知识层次高。新战争的特点要求更多掌握现代科技知识的复合型人才。战争机器的日益复杂导致操作所需技能的大幅提高,仅仅拥有高科技武器装备还不能形成战斗力,还必须具备能熟练操作武器的战斗人员。这里有个现成的例子:据外电报道,台湾在买入幻影2000战斗机和F16-BLOCK5/10战斗机共250余架后,却因战斗机飞行员短缺而只能形成70%的战斗力,造成极大的浪费。想要拥有大量熟练的军人,首先要改革兵役制度,变义务兵役制度为义务兵役制度与招募兵役制度相结合,大力发展招募兵役制度。保留高素质的核心队伍,这样才能稳定、提高军队的战斗力。武器技术含量高,使用复杂。高科技武器的名称由来就是源于其使用技术的尖端性、复杂性。任何一种高科技武器都综合了多种先进技术,比如闻名于世的"战斧"导弹,它就集新材料科学、燃料科学、电子计算机技术、制导技术、卫星导航技术等于一身,不可谓技术不高。高科技武器的使用也相对复杂。因为高技术武器的制造与运用都结合了大量的尖端技术,其制造、维护、训练、使用对人员的要求也相对较高。操作人员少有不慎或武器某系统、零件的失灵都会造成武器的失效。一些报道曾经指出,我军的一些部队面对新型装备,竟然因恐惧其技术复杂而放置于仓库不敢使用,这也从侧面证明武器技术含量的提高和高技术武器渴求高技术人才。战争空间由三维向多维发展。战争已经不仅仅是海、陆、空三维。外层空间作战、电子战、心理战、网络战已成为现代战争不可或缺的部分。俄罗斯最近成立第四军--天战部队就是战争空间多维化的标志之一。高成本,低伤亡,高费效。不可质疑,高科技战争是高成本的战争,区区一个月的海湾战争,美国打完了近一年的军费,如果不是盟国的赞助,美国在经济上是经不起长期的高科技战争的。这也是高科技战争的一个致命的弱点,谁也不能长期承担。所以海湾战争后,美国努力发展低成本智能攻击武器,以避免打不起战争的尴尬境地。虽然如此,极低的伤亡,极佳的攻击效果仍然让高科技战争成为未来战争的发展必然。由此可见,"高技术战争",是高素质军事人才以技术含量高、造价高的武器在拓展的空间实施快速的打击,以达成高效率军事行动的战争。三、我国国防现代化与高科技战争(一)建立现代军事理论,构造现代国防体制要运用高科技构筑我国的现代化国防,首先一点就是必须建立科学、系统、具前瞻性、与国情、军情相结合的军事理论。在此军事理论的指导下有步骤的开展高技术的研究与运用,避免盲目与浪费。战争的胜利与否很大程度上决定于军事理论和战略指导思想的先进与否,我们必须深刻理解这一点。我军能在极度劣势下在朝鲜战争中战平(胜)美军,关键就在于我军军事理论非常成熟,通过了长期战争的检验。检验军事理论的正确性无非两个途径:战争检验和借鉴它国经验。鉴于我国的和平外交政策,我们无法通过前者来作出检验,那么我们只有靠观察外军战斗和跟踪新军事理论来进行判断,这之中又要考虑不同的国情和军情,逐步修正以求合理。(如此做法,必然会存在误差,所以我认为没有实战检验的我军军事理论是我军能否在未来战争中取胜的最不确定的因素。)(二)应重点发展以下科技:军用电子技术。在现代高技术武器的发展中,军用电子技术是其核心和基础,从近期发生的几场局部战争看,军用电子技术已从作战保障跃为作战手段,成为现代作战行动的先导,并贯穿于战争的全过程。军用计算机技术。现代战争的高速化,使武器装备的自动化控制显得极为重要,其中计算机扮演着重要的角色。随着信息技术的迅速发展及在军事上的广泛应用,未来战场将是一个由众多计算机通过有线或无线等方式,把遍布于陆、海、空、天、电诸领域的侦查监视、定位导航、火力打击、指挥控制、支援保障等系统乃至单车、单炮、单兵等基本作战单元连接在一起而形成的网络世界。敌对双方在计算机网络上的争斗将构成战争的主要内容。网络上的争斗不只是力量和智慧的较量,更是技术、技能和技巧的抗衡,正如有人所描述的那样,是"键盘上的战争"。军用探测技术。军用探测技术是高技术战争中制胜的重要因素之一,是航天技术与信息技术相结合的产物。目前,已发展和投入使用的军用探测技术有:1、雷达探测技术。它是利用物体对无线电波的反射特性来发现和测定目标位置的"无线电定位技术"。它广泛地应用于战场侦察、防卫、引导、火控等现代战争的各个方面。2、光学探测技术。它以光学成像技术为基础,主要用各种光学摄影机进行的战场照相侦察。3、地面传感探测技术。这是一种通过地面目标所引起的电、声、磁、地面振动和红外辐射等物理变化来确定目标的探测技术。4、夜视技术。是用于在黑暗环境中帮助人眼增强视觉的一种专门技术。在现代战场上广泛使用的夜视装置主要有:红外夜视仪、微光夜视仪、微光电视及热成像仪四种。未来军用探测技术的发展趋势是:空间上的立体化;速度上的实时化;手段上的综合化;侦察、监视与打击上的一体化。军用制导技术。精确制导武器的产生和发展,完全依赖于精确制导技术。因此,精确制导技术在整个现代军事高技术的发展中占据着十分重要的地位。目前,被开发和广泛使用的精确制导技术主要有:微波制导、红外制导、电视制导、毫米波制导、指令制导和地图匹配制导。精确制导技术将向高精度、抗干扰、全天候、智能化和低成本方向发展,特别是显现出综合化的趋势。如"毫米波辐射图象匹配制导"、"地貌景象匹配制导",以及"全球定位系统"(GPS),就是综合化的制导方式。科索沃战争中大出风头的"战斧"式巡航导弹以及JDAM炸弹等采用的就是"惯性导航+地形匹配+数字式景象匹配区域相关器"这一综合制导方式。隐身技术。隐身技术是指用来防止己方武器被敌方雷达、红外、声纳和可见光有效探测的伪装技术。它是近年来举世瞩目的一项重大军事技术,同激光武器和巡航导弹一起被誉为当今军事上的三大法宝。目前隐身兵器采取的主要隐身技术有:反雷达探测隐身技术、反红外探测隐身技术、反光学探测隐身技术和反声纳探测隐身技术等。军用激光技术。激光技术是人类二十世纪六十年代的重大科学技术成就,它是光学、光谱学与电子学发展到一定程度以及这些学科相互结合的必然产物。比较成熟或影响较大的军事应用主要有:1、激光制导;2、激光雷达;3、激光测距;4、激光通信;5、激光对抗;6、激光模拟;7、激光武器。值得注意的是,美国经过近年来不断加大对军用激光技术的投入,以经把体积庞大,实验性的激光武器成功的转变为可安装在大型武器平台上,具有一定实战功能的武器。按此发展速度,再不远的将来,激光武器很可能成为一个改变战争模式的决定性武器,而导弹将因无法突破激光防御而不得不退出历史舞台。军用智能技术。随着军用智能技术的发展,各种智能化武器将对未来作战产生深远影响。目前,不仅在专家鉴定系统(TECA)、自然语言理解、语言识别和视觉处理等基础研究方面取得突破性的成果,而且还研制成功了大量的智能武器系统,如智能导弹、智能地雷、智能坦克以及智能机器人等,形成了一个庞大的智能武器家族。军用航天技术。航天技术广泛运用于军事领域,使武器装备的效能发生了革命性的变化。它的发展主要集中在保障军事行动的军事卫星、进攻性与防御性空间武器,以及多用于载人军事航天系统三个方面。美国空军司令部和航空航天局正在为军事、科研和商业上应用联手开发进入太空技术。目前,美国空间司令部已接近于能够部署一种灵活有效的带翼航天器,支援太空军事行动。太空军事化是一个噩梦,一个已经开始的噩梦。(二)培养高科技人才在高素质新型军事人才的培养上必须树立超前意识,坚持人才培养先行。要紧紧抓住人才质量建设这个根本,加大人才培养的力度,要培养大批懂得高科技知识的指挥人才,培养大批能够担当打赢未来高技术局部战争重任、经得起各种风浪考验的高素质新型军事人才,实现我军人才质量建设的整体性飞跃。我军有在战争中培养人才的传统和经验,但在新的年代,我们培养军事人才的途径更多的是依靠体制。必须建立这样一个完备的体制:①机会平等,公平竞争。这是一个高效培养体系的共同特点,这样才能从人群中选拔出真正的人才,才能促进全面的提高。②开放灵活,鼓励创新。绝对不能闭门造车,要积极吸收国内外的新经验、新方法;让人才走出国门,让人才与世界接轨。③系统全面,高低有序。要给每以个想晋级的军人以机会,培养高低各类人才;培养体系要由低到高,逐渐深入。④保持压力,终生培训。结合新的要求,对已完成培训的各阶段军事人员进行再培训,保持合适的淘汰率,促使军事人员不断提高;培训要在服役期内全程进行,保障部队战斗力。对军事人才的基本要求:爱国;强壮的身体和过硬的军事知识;健康的心理和强健的神经;积极上进,能自我提高。(三)加强武器管理"管理"就是国防科研和军工生产管理,只有搞好手中武器装备的管理,才能形成战斗力。什么是战斗力?即人、武器加上相互间的结合。要搞好管理,就要提高官兵与武器的结合能力。如何管理?首先,要让武器的研制体现以人为本的原则,不能让人的体力和脑力负担过重,要让士兵爱上武器而不是相反。第二,武器的维护保养和更新换代要科学、经济的进行。第三,加强训练,让士兵熟悉武器的性能和操作技巧。自20世纪90年代,全军上下掀起了一个轰轰烈烈、扎扎实实的学习现代科技特别是高科技知识的热潮,全军科技大练兵,一切为打赢,通过科技练兵,提高了官兵素质。四、反思与总结成功的高科技战争需要多种因素的完美结合,它需要有新思想、新技术、优秀人才和先进的管理。这些资源中,新技术以及其在战争中运用带来的巨大资金、物资消耗是我军面临的最大难题。国力现状决定了我国不可能在该领域投入更多的资金,如何利用有限的资源完成我军的现代化任务是我们的最艰巨的任务。结合外军,特别是美军军事发展的经验,我认为要着重做好以下几点:坚持有所为,有所不为。我们不搞全球扩张,不搞军事讹诈。所以我们无须航母(暂时)、全球监视系统和全球定位系统(需要区域监视和定位系统)、海外军事基地……。但我们必须在事关战略平衡的洲际导弹、核潜艇、战略防空系统以及决定战争胜负的精确制导武器、先进战斗机等战术武器上保证技术不致落后。军民结合,降低成本。美军成功降低高科技武器成本的方法是高科技军民通用,技术广泛和大量的运用使武器的单位成本大大降低。如果说以前美军在大量使用精密武器时心里还有所经济顾虑的话,现在的美军完全可以率性而为了。我军也应走同样的道路,让民用企业也参与技术研究,让军事技术民用化,提高技术的通用性和可应用性,降低使用成本。取消军工企业的生产垄断,让私营企业和外资企业参与研制和生产,引入竞争机制,提高投资效率,降低生产成本。综上所述,高科技战争并不可怕,它对我军现代化建设既是挑战,也是机遇。只要我们能运用国力快速上升的有利时机,把握全局,科学计划,全力而为,就必然能赶上高科技浪潮,建成一只现代化的军队。
我知道你是航院的,也知道你是应付老师布置的作业,但是咱不能恁直接是不
通用坐标图是针对于查询具体地点,雷达图是针对区间范围。通用坐标图是针对于查询具体地点的图,而雷达图是针对区间范围的图。雷达图评价是在设计评价中以多条坐标轴相结合的形式呈现产品的评价结果的一种方式。
化学论文格式及要求7.在关键词的下一行,标著本文的中图分类号。请用《中国图书馆分类法》第4版中的分类号。(可上网查询) 8.请写作者简介,包括:作者姓名(出生年-)、性别、民族(汉族可省略)、籍贯(省、县)、职称、学位、研究方向。(可写在论文首页地脚处或文末) 9. 特别注意:外文字母的正斜体、黑白体、大小写和上下角标的表示。 ① 外文正体的常用场合: a.计量单位的符号和SI词头符号。如:牛顿N、安培A、毫安mA等; b.数学式中的运算符号和编写号,如:微分号d,极限lim,行列式det,极大值max,极小值min, 对数号ln, 三角函数号sin, cos,等。又如:其它运算符号∑,∏,∪,∩,∈ 等; c.其值不变的数学常数符号,如圆角率π,自然对数的底e,虚数单位i(电工中常用j); d.仪器、元件、样品等的型号、代号; e.生物学中表示拉丁文学名的定名人和亚族以上(含亚族)的拉丁文学名; f.下角标如为说明性符号; g.化学元素、粒子、射线符号,如:H(氢)、Cu(铜)、e(电子)、α射线等。 ② 外文斜体的常用场合: a.用字母代表的数、一般函数式以及统计学符号等,如x,f(x)=4x-5; b.量符号、量符号中代表量或变动性数字、坐标符号的角标字。如力F、电流I、力的分量Fx等; c.文中及公式中的矩阵和矢量,其符号字母用“黑斜体”表示; d.下角标如为变量则用斜体; e.化学物的旋光性、分子构型和取代基位置等符号用斜体,d- (右旋)、L-(左型)、Z-(顺式)、p-(对位)等 ③ 正确使用有关符号: a.有关符号的使用应符合国家标准,例如:sin-1应为arcsin, ctg应为cot, tg应为tan等; b.停止使用废弃的符号,如 ∵ , ∴ , ppm等; c.除Re, Ma(其中e, a不是下标)等几个特征数外,变量应使用单个字母表示(或带下标的单字母,否则由多个字母表示单个变量,易被误解为多个变量相乘)。 10. 图、表描述应标准化。 ①所有的插图均需标注中英文图序和图题。对于函数曲线图,请注意检查横纵坐标的变量符号、单位、刻度值是否完整(对于无量纲或无单位的,请注明“无单位”)。特别注意说明坐标轴物理意义的标目,要求由物理量的名称或符号和相应的单位组成。物理量的符号用斜体字母标注,尽量避免使用中、外文的文字段 (或缩写字母) 来代替符号。单位符号应该使用正体字母标注。量与单位之间用斜线“/’’隔开,如I/A,p/Pa,V/ms-1,等。标目应该与被标注的坐标轴平行,居中放置在坐标轴与标值的外侧。 ②所有的表均需标注中英文表序和表题,表中的各栏均应标明“量和测试项目、标准规定的符号及单位”。尽量用三线表。 ③图、表的宽度尽可能小于8cm,以满足分栏排版的要求。图、表若通栏排版,其宽度要小于16 cm。 11.参考文献代表论文的起点和层次,请严格参照以下格式将所有项目著录完全,并按其在正文中被引用的顺序排列,且在正文中标注出各自的引证地。各类文献的著录格式(含标点)为: ①期刊论文——[序号]作者. 题名[J]. 刊名,出版年,卷(期)号:引文起止页码. 示例: [1]叶晓东,朱兆达. 一种分块处理斜视SAR成像方法[J]. 现代雷达,1997,19(5): 23-29. [2]Moustafa G H. Interaction of axisymmetric supersonic twin jets[J]. AIAA J, 1995,3(5): 871-875. ②专著——[序号]著者.书名[M].版次.出版地:出版者,出版年.引文起止页码. 示例: [1]刘谋 佶 , 吕志咏, 丘成昊, 等. 边条翼与旋涡分离流[M]. 北京: 北京航空学院出版社, 1988. 24-27. [2]Isidori A. Nonlinear control systems[M]. New York: Springer Press,1989:32-33. ③文集中析出文献——[序号]作者.题名[A]. 文集编者. 文集名[C].出版地:出版者,出版年.引文起止页码. 示例: [1]陈永康,李素循,李玉林. 高超声速流绕双椭球的实验研究[A]. 北京空气动力研究所. 第九届高超声速气动力会议论文集[C]. 北京:北京空气动力研究所,1997:9-14. [2]Peng Jin, Luo Xiang Zeng, Jin Cong Jing. The study about the dynamics of the approach glide-down path control of the carrier aircraft[A]. Gong Yaonan . Proceedings of the Second Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science[C]. Beijing: Chinese Society of Aeronautics and Astronautics, 1997. 236-241. ④会议论文——[序号]作者.题名[A]. 文集编者(主办单位).文集名[C],会议名称,会议地点,会议日期.出版地:出版者,出版年. 引文起止页码. 示例: [1]辛希孟. 基于局部 熵 的红外图像小目标检测[A].信息技术研究所.信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集[C].北京:中国社会科学出版社,. ⑤ 学位论文——[序号]作者. 题名[D]. 出版地:出版者,出版年. 示例: [1]朱刚. 新型流体有限元法及叶轮机械正反混合问题[D]. 北京:清华大学,1996. [2]Sun Ming. A study of helicopter rotor aerodynamics in ground effect[D]. Princeton: Princeton Univ, 1983. ⑥科技报告——[序号]作者.题名[R].报告名称及编号,出版地:出版者,出版年.示例: [1]孔祥福. FD-09风洞带地面板条件下的流场校测报告[R]. 北京空气动力研究所技术报告 BG7-270,北京:北京空气动力研究所,1989. [2]Carl E J. Analysis of fatigue, fatigue-crack propagation and fracture data[R]. NASA CR-132332, 1973. ⑦专利——[序号]专利权人.专利题名[P].专利国别:专利号,公告或公开日期. 示例: [1]黎志华,黎志军. 反馈声抵消器[P].中国专利:85100748, 1986-09-24. ⑧标准——[序号]标准编号, 标准名称[S].出版地:出版者,出版年. 示例:
超声波检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,这是我为大家整理的超声波检测技术论文,仅供参考!
关于超声波无损检测技术的应用研究
摘要:超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物,其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能,从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程,检测的结果真实可靠,可以体现出超声波无损检测技术的应用性,同时超声波无损检测技术在检测时,也存在一些缺点。
关键词:超声波无损检测;脉冲反射式技术;检测技术
中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)05-0029-02
超声波无损检测技术在检测的过程中,会使用到很多的技术,这些技术既满足了检测的需要,又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索,通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷,并实现了降低噪音的效果,满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中,要合理科学的利用技术手法,来提高检测结果的准确性。
1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能
超声波无损检测技术的发展趋势
在超声波无损检测技术应用的过程中,需要很多理论知识的支持,检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求,这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时,技术人员应用非接触方式的检测技术,运用激光超声来提高检测的效果,所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作,实现专业检测的目标,扩大超声波无损检测技术应用的范围,同时随着超声技术的应用,在检测的过程中,也会实现数字化检测的目标,利用超声信号来处理技术的应用,使检测技术可以实现统一使用的要求,同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性,有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求,利用现代化科学技术的发展,来规范超声波无损检测的检测行为,也具备了处理缺陷的功能,提高了检测的效率。
超声波无损检测技术系统的主要功能
目前,我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法,这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式,具有非常高的灵敏度,简化了技术人员检查缺陷的工作,完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性,可以适应超声波无损检测的要求,并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求,可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能,在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便,简化了技术人员的操作过程,并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能,使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷,有利于技术人员进行检修的工作,提高了检测工作的工作效率。
系统主要功能的技术指标
脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求,其中要满足功能使用的技术指标,从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏,实现半波或者射频的检波方式,检测的范围要在4000-5000毫米之间,只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计,如果不能满足技术的指标要求,那么在实际检测的过程中,会存在很大的风险,会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前,必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境,提高检测工作的安全性,保障检测工作可以顺利的进行。
2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示
超声波无损检测技术检测的主要应用方法
超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种,从检测的原理进行分析,超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法,按照检测探头来分类,检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法,按照检测试件的耦合类型来分类,检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作,并且提高了检测结果的准确性,完善了超声波无损检测技术的检测要求,所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法,通过方法的应用要提高检测工作的效率,降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展,人们对检测技术的应用也提出了更高的要求,检测工作的检测范围也越来越广,同时要求在对试件检测的过程中,不可以损坏试件的质量和性能,同时还要保准检测结果的准确性,所以技术人员要严格的按照检测标准,完成检测的工作,要对检测的方法进行改善,使其可以满足时代发展的要求。
缺陷的显示
在超声波无损检测技术检测的过程中,会出现不同类型的缺陷,主要分为A、B、C三种类型的显示,在工业检测的过程中,A类显示是应用最广泛的一种类型,在显示器上以脉冲的形式显示出来,对显示器上的长度和宽度进行标记,从而当超声波返回缺陷信号时,可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程,回波信号发出时会点亮提示灯,通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置,这种类型的显示比较直观,有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容,通过亮灯和暗灯来显示接收的结果,检测到缺陷时会出现亮灯,因此技术人员只需要观察灯的变化,就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中,技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容,从而制定出科学合理的改善方案,来降低缺陷出现的可能,提高超声波无损检测技术检测的效果。
缺陷的定位
对于脉冲反射式超声检测技术来说,显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置,这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位,从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波,经过计算,得出准确的缺陷产生的位置。
3 结语
科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高,同时也会促进技术的研发,超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展,才实现了检测的目标,在检测的过程中,可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求,提高了检测的质量和水平,应该得到社会各界的关注,扩大检测的范围。
参考文献
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作者简介:李新明(1992―),男,湖北人,大连理工大学学生。
长输管道超声波内检测技术现状
【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状,以供参考。
【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状
一、前言
长输管道是石油、天然气重要的运输手段,要保证管道的稳定运行,就要加强日常的检测和维护,及时发现问题,防止重大事故发生。
二、管道内检测主要技术及优势
管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式,该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据,包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷,再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像,为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。
超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器,传感器沿着平行于管壁的方向发射声波,声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后,垂直穿透管道壁,声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器,计算机计算声波发射及反射回传感器的时间,该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周,检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单,数据准确可靠,该方法可以精确测量管道的壁厚,不仅可以测量金属管线,对于非金属管线,如高密度聚乙烯管也能够有效测量,并且可测管道管径的尺寸范围较大,甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道,对于变径管道同样适用。
管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷,确定上述缺陷的准确位置,检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化,使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷,围绕着管道缺陷,管道壁的磁力线将会重新进行分布,部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去,这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场,检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中,通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点,通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据,可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测,对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。
三、长输管道建设工艺技术发展现状
1、管道焊接
管道焊接是管道建设的最重要的一个方面,现场焊接的效率高,安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来,管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程,分别是:手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。
(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法,得到了广泛的应用,突出的优点是高电流、焊接速度高,根焊接速度可达20到50厘米/分钟,焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。
(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接,由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式,因为在焊接送丝比较连续,就省了换焊条和其他辅助工作时间,同时熔敷率高、减少焊接接头,减少焊接电弧,电弧焊接缺陷、焊接合格率提高,
(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化,人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目,就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆,戈壁等地区比较适合。
2、非开挖穿越施工技术
遇到埋管道的建设,跨越河流,道路,铁路等障碍时,有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施,而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法,已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术,有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土,后来又派生出了土压力平衡方法,泥水平衡方法,通过顶管技术,可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土,以保证顶管的方向正确,和顶采用继电器,激光测距,头部方位校正方法顶推的施工工作,长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。
3、定向穿越技术
我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里,非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江,是世界上最长的穿越长度,被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科,多技术,根据于一体的系统工程,任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成,并可能导致整个项目的失败,造成了巨大的损失。而被广泛使用,由于定向钻井,通过建设,使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法,如泥浆马达,震荡的顶部,双管钻进的建设。广泛采用PLC控制,电液比例控制技术,负荷传感系统,具有特殊的结构设计软件的使用。
四、管道超声内检测技术现状
1、相控阵超声波检测器
美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测,目前已检测管道长度4700km,该检测器包括两种不同的检测模式:超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式,适用于管径610~660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法,采用探头组的形式来布置探头环,几个相邻并非常靠近(间距左右)的探头组成一个探头组,一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲,而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度,因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组,每个探头环提供一种检测模式,可根据不同的管道检测需求来确定探头环。
该检测器与其他内检测器相同,包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗,一方面负责清管以确保检测精度,另一方面起密封作用,使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成,每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测,检测准确率超过90%;最小检测腐蚀面积10×10mm ,检测精度大于90%。
2、弹性波管道检测器
安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播,主要用于检测管道的焊缝特征,尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器,用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号,进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km,相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。
五、结束语
综上所述,随着科技水平的快速发展和进步,超声波内检测技术也将更加完善,对于长输管道的检测也将更加准确,为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。
参考文献
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相控肯定是精度高,脉冲反射简单,价格低
在医学超声内镜成像领域,延时和叠加算法(Delay and Sum,DAS)是应用最为广泛的超声成像算法。该算法计算复杂度低,能够快速实现超声成像,但其成像结果却存在分辨率低、SNR低的缺点。因此,为了改进上述算法不足、提高成像质量,Jørgen Arendt Jensen[1]等人将雷达领域的合成孔径技术应用到超声成像领域,提出了一种合成孔径超声成像算法(Synthetic Aperture,SA)。在SA算法中,超声换能器每次通过单阵元发射超声波。由于医用超声换能器尺寸较小,因此单阵元发射的超声波可视为球面波[2]。该球面波形成的球形声场覆盖了整个成像区域,此举扩大了发射声场的空间范围,改善了传统超声成像算法发射声场空间范围较窄的缺点。该算法的具体成像过程如图3所示。首先,超声换能器由单阵元发射超声波,待测物体反射的超声回波被换能器的全部阵元所接收;接下来将所得到的回波信息进行延时叠加处理,即可得到一幅低分辨率图像;使用所有阵元依次发射超声波,重复上述过程,即可得到等同于发射阵元数目的多幅低分辨率图像;最后,将所有低分辨率图像进行加权叠加,即可得到一幅用于最终显示的高分辨率图像。
本文采用“CPU+GPU”的联合编程模式。其软件架构为“MATLAB+CUDA”的混合编程架构。其中,CPU端主要使用MATLAB进行回波数据的读取及最终结果的显示;GPU端使用CUDA编程计算平台完成SA算法的并行化处理。具体的实现流程如图4-5所示。首先,在CUDA中使用cudaMalloc()函数为待处理的回波数据分配全局内存;然后,通过调用cudaMemcpy()函数完成回波数据的传输,需要注意的是,在使用该函数时,要将最后一个参数设置为“cudaMemcpyHostToDevice”,以确保数据的传输方向是从CPU至GPU;通过使用两个核(kernel)函数,分别完成低分辨图像的求解和高分辨率图像的合成,其中,使用__shared__关键字为权值函数开辟共享内存;接下来,再次使用cudaMemcpy()函数,使处理后的结果自GPU传输至CPU,此时该函数的最后一个参数应设置为“cudaMemcpyDeviceToHost”;最后,释放显存空间,并在主机端对重构的高分辨率图像进行显示。为了验证上述提出方法的可行性,本文基于Field II 软件对SA算法的并行实现过程进行了仿真验证。Field II是一款由丹麦技术大学Jensen教授团队开发的仿真工具,专门应用于医学超声成像等领域[5]。在进行验证实验之前,首先需要使用Field II软件搭建一个医用相控阵超声内镜的仿真系统,该系统主要参数的设置与本文设计的相控阵超声内镜系统一致。对于超声换能器探头而言,常用的脉冲激励方式有单脉冲激励和编码激励两种。其中,单脉冲激励方式是指使用持续时间较短的单个脉冲对换能器阵元进行激励,采用这种激励方式获取的超声图像纵向分辨率高,但是由于是单脉冲且持续时间较短,因此发射能量较小,传播距离受限;编码激励方式是指采用具有一定编码序列的多个脉冲对换能器阵元进行激励,采用这种方式虽然能够增加激励时间、提高发射能量,但是降低了成像分辨率,且电路设计较为复杂,回波需要按照特定方式进行脉冲压缩结合搭建的仿真系统进行仿真验证,具体步骤如下:1. 在成像空间中设置7个成像散射点,并将这些散射点等间隔排布在25-55mm的轴向距离范围内;2. 利用本文所设计的方法,对这7个散射点进行合成孔径成像;3. 将成像结果进行显示,观察成像散射点的位置,判断其是否与预先设置一致。实验结果如图7所示。图中原点位置为超声换能器阵列中心所在位置,所测猪皮组织由a,b两部分组成。其中,a部分尺寸约为5mm×2mm,b部分尺寸约为3mm×2mm。从成像结果中可以很明显地分辨出a、b两个部分,且猪皮组织的成像结果与实际尺寸形状基本一致。上述两个成像实验的结果均与实际情况相符,证明了相控阵超声内镜实时成像系统的可行性与高效性。从图中可以看出,7个散射点依次排列在25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm的轴向位置,以5mm间隔等间隔分布,实验结果与预先设置一致,验证了本文提出方法的可行性。