時(shí)間：2022-03-24 10:03:04
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中圖分類號：P2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、樁基檢測技術(shù)的重要意義
由形式古老的木樁到現(xiàn)如今的混凝土、鋼材等材質(zhì)，樁基礎(chǔ)的使用歷史已經(jīng)經(jīng)歷了一萬多年。樁基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的抗震與承載力等方面優(yōu)點(diǎn)，長久以來一直是建筑工程中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，多用于如橋梁、高層建筑等。現(xiàn)如今對高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，若想確保安全質(zhì)量達(dá)標(biāo)，樁基的安全檢測這一環(huán)節(jié)必須得到落實(shí)。樁基安全檢測技術(shù)涉及多個領(lǐng)域的知識與技術(shù)，如物理學(xué)、建筑學(xué)、土木工程學(xué)等。安全檢測技術(shù)不僅極大的減小了安全隱患，而且對樁基的承載力、質(zhì)量等有最全面的把握，從而避免因?yàn)檎`估而導(dǎo)致的人力與財(cái)力方面的不必要浪費(fèi)。
二、幾種常見檢測策略及其特點(diǎn)
1、鉆芯法
鉆芯法多用于混凝土灌注樁的檢測，方法是直接從樁體中抽取芯樣，了解樁的完整性，譬如樁的長度、樁底部的沉渣厚度、底部巖土性狀等，是檢測混凝土強(qiáng)度的最可靠的方法。但是鉆芯法屬于有損檢測，不利于在直徑小于800毫米的樁上使用，這種方法對檢測大面積的疏松孔洞時(shí)較為有效，而局部的疏漏縫隙則難以被發(fā)現(xiàn)。這種試驗(yàn)鉆孔少，往往使得出的結(jié)果片面，所以，鉆芯法適合與其它無損檢測相互配合進(jìn)行，彼此對照驗(yàn)證。
2、靜載試驗(yàn)法
在檢測樁基豎向的承載能力時(shí)，靜載實(shí)驗(yàn)法最為直接可靠。實(shí)驗(yàn)時(shí)，對樁頂部施加豎向壓力、拔力以及水平方向推力，通過對樁基的移動位移來判斷其豎向承載力、豎向抗拔力和是平層承載力，這種檢測試驗(yàn)方式最為直觀可靠。但是實(shí)驗(yàn)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，花費(fèi)較多，試驗(yàn)對象有限，不易進(jìn)行深坑作業(yè)，對環(huán)境要求較高，并且，基準(zhǔn)樁時(shí)常被忽略，由于打入不深而在試驗(yàn)過程中位移。靜載試驗(yàn)的方法屬于直接測量，得到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，但因?yàn)檫^程較為費(fèi)力，更加適用于對數(shù)據(jù)或承載力有精確要求的情況下使用。
3、高應(yīng)變法
高應(yīng)變法是通過用重錘擊打樁頂部，測量其速度力時(shí)程曲線，再根據(jù)波動理論最終判定單樁的的承載力極限與樁身完整性。這種方法可以檢測出樁的豎向承載力是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，檢測速度快，方式便捷，可以在同一時(shí)間得到樁的承載力與完整性的數(shù)據(jù)，但針對薄壁鋼管樁、異性樁等樁基來說，這種方法并不廣泛適用。
4、低應(yīng)變法
樁基檢測中的低應(yīng)變法是用來檢測樁的完整性的其中一種方法，其操作過程是用錘對樁頂進(jìn)行敲擊，固定在樁頂部的計(jì)量儀器會將樁中的感應(yīng)波進(jìn)行檢測分析，探測波在樁體中的傳播歷程，從而獲得樁體完整性。低應(yīng)變法檢測具有諸多優(yōu)點(diǎn)，抽查全面、簡單易操作、現(xiàn)場進(jìn)行、節(jié)時(shí)省力，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等。但是，這種方法對不同的樁身存在不確定性，需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測人員進(jìn)行檢測以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5、聲波透射法
聲波檢測法是較全面的檢測樁的完整性的方法，其技術(shù)原理是利用超聲波對材質(zhì)復(fù)雜的混凝土樁進(jìn)行檢查，通過聲波在樁身中的頻率變化、振幅的衰減情況等參數(shù)來分析確定樁的均勻缺陷等問題。這種方法十分全面細(xì)致，受限條件較少，應(yīng)用廣泛，但是會存在散射、反射等影響結(jié)果的問題，并且聲測管須在成樁之前就放置樁體力，否則后期檢測較為困難。
三、樁基檢測在實(shí)際應(yīng)用中的問題與建議
1、主觀原因
盡管樁基檢測技術(shù)整體的發(fā)展良好，但是地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展不同導(dǎo)致設(shè)備、裝置與先進(jìn)技術(shù)、儀器維護(hù)維修程度等各有不同，較為落后的地區(qū)的檢測技術(shù)就會一定程度上落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。此外，一些工程達(dá)不到國家相關(guān)檢測規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是由于檢測工作人員檢測結(jié)果不準(zhǔn)確、資料模糊不具體造成。因?yàn)闄z測收費(fèi)不同，一些檢測單位為了更好生存草率處理數(shù)據(jù)，缺乏規(guī)范性的檢測體系市場嚴(yán)重威脅工程質(zhì)量。因此，為了確保樁基檢測的準(zhǔn)確性，應(yīng)該加強(qiáng)對有關(guān)工作人員的管理，提高道德修養(yǎng)與專業(yè)技術(shù)水平，建設(shè)高水平高素質(zhì)的檢測技術(shù)團(tuán)隊(duì)，形成良好風(fēng)氣，規(guī)范樁基檢測體系，構(gòu)建和諧市場環(huán)境。
2、自然因素
樁基深入地下，屬于隱蔽性的工程，盡管檢測方法多樣，但是每一種檢測方法都存在著不足之處，樁基的特性不易完全把握。這種檢測結(jié)果的誤差不可避免，所以，需要檢測人員提高自身檢測水平，總結(jié)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)方法，不斷探究改進(jìn)檢測技術(shù)，依靠自身能力盡可能的減少檢測誤差，彌補(bǔ)設(shè)備檢測的缺陷。
四、結(jié)語
保證安全質(zhì)量是對任何建筑工程的基本要求，而樁基是建筑工程尤其是高層建筑的基礎(chǔ)工程，具有十分重要的意義。樁基技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展而進(jìn)步，因此，為了更加保證樁基的質(zhì)量安全，檢測技術(shù)也隨之不斷提高變化。現(xiàn)代科學(xué)造就的樁基檢測技術(shù)蘊(yùn)含了多種學(xué)科領(lǐng)域的理論與技術(shù)，物理力學(xué)、聲學(xué)超聲波等，是現(xiàn)代化科技的成果與人類智慧的結(jié)晶。在如今的科學(xué)力量影響下，樁基檢測技術(shù)愈加的準(zhǔn)確、可靠、完善，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的未來有著廣闊的發(fā)展空間，造福人類社會。
參考文獻(xiàn)
[1]張浩文.高層建筑工程樁基施工技術(shù)研究[J].2009(8)
[2]梁如福.淺談高應(yīng)變檢測在工程基樁檢測上應(yīng)用以及注意的事項(xiàng)[J].科學(xué)之友.2010(12).
作者簡介：李曉東（1985―），男，漢族，河北石家莊市人，石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，專科，河北恒基建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司，研究方向：地基檢測技術(shù)。
1橋梁樁基常見的施工技術(shù)
1.1人工挖孔樁人工挖孔樁是現(xiàn)階段中國建筑行業(yè)應(yīng)用較多的施工技術(shù)，具有操作簡單、技術(shù)含量低、施工設(shè)備成本少、橋梁樁基的檢測方便等優(yōu)點(diǎn)，非常適合我國目前建筑業(yè)的發(fā)展水平，在人工挖孔樁之后，加以鋼筋的穩(wěn)固，混凝土的澆灌，就能夠形成質(zhì)量安全的工程施工項(xiàng)目。人工挖孔樁雖然具有上述優(yōu)勢，其本身存在的問題也比較多，其中最大的弊端就是人員工作危險(xiǎn)系數(shù)較大，人工挖孔樁是依靠工作人員進(jìn)行挖孔，井下作業(yè)的情況較多，地下土質(zhì)的不安全因素較大，當(dāng)挖孔時(shí)，遇到空地積水較多時(shí)不僅會減緩工程的進(jìn)度，還會降低工作的質(zhì)量，對工作人員的實(shí)際工作產(chǎn)生威脅。另外，在發(fā)現(xiàn)橋梁的地下水文條件與地形存在和施工準(zhǔn)備提供的資料明顯不符時(shí)，還需重新進(jìn)行調(diào)查，加大施工項(xiàng)目的投資。
1.2鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁技術(shù)是應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備儀器，利用機(jī)器來進(jìn)行鉆孔，具有成孔速度快、成孔質(zhì)量高、應(yīng)用類型廣的特點(diǎn)，相比于人工挖孔，鉆孔灌注的技術(shù)更加便捷，并且工作效率高，單位時(shí)間內(nèi)完成的鉆孔數(shù)額較多，因此，對于施工進(jìn)度的縮短、施工質(zhì)量的提升具有積極影響。對于鉆孔灌注樁技術(shù)，在現(xiàn)階段的發(fā)展中，還存在著一些問題。首先，就是建筑行業(yè)施工過程中常見的地質(zhì)環(huán)境問題。鉆孔灌注樁技術(shù)對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求非常大，不同的地層應(yīng)使用不同的鉆進(jìn)方法，不能一概而論，這就要求相關(guān)技術(shù)人員著重關(guān)注地質(zhì)問題；其次，就是泥漿的調(diào)和程度，鉆孔灌注樁技術(shù)最為核心，最為重要的就是泥漿的孔內(nèi)補(bǔ)充，泥漿要按照比例調(diào)和均勻，并且，及時(shí)地灌入到孔內(nèi)才能夠達(dá)到施工要求，增強(qiáng)橋梁的穩(wěn)定性，提高建筑質(zhì)量安全。
2橋梁樁基施工工藝、內(nèi)容
2.1開挖灌注樁孔開挖灌注樁孔是橋梁樁基施工的第一個環(huán)節(jié)，要把握幾個步驟：（1）將橋梁施工的設(shè)計(jì)方案和圖紙進(jìn)行系統(tǒng)的研究，掌握設(shè)計(jì)精髓，保證鉆孔過程中順利施工。（2）挖孔過程中孔樁中心點(diǎn)的選擇。孔樁中心點(diǎn)的選擇影響著整個橋梁施工的穩(wěn)定，與質(zhì)量的安全關(guān)系重大。（3）孔壁的保護(hù)。在挖孔完成后，要對孔壁進(jìn)行強(qiáng)化和穩(wěn)固，防止孔壁塌方，對孔壁的強(qiáng)化穩(wěn)固通常情況下都使用混凝土來進(jìn)行，進(jìn)而防治其影響整個施工項(xiàng)目。（4）要保持孔底地下整潔，如果孔底出現(xiàn)淤泥和施工殘?jiān)皶r(shí)清理。
2.2制作鋼筋籠制作鋼筋籠主要涉及兩點(diǎn)內(nèi)容：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)資料，并結(jié)合施工過程中具體的施工情況進(jìn)行鋼筋籠樣板的制作。這主要是為了確定主筋之間的距離，保證鋼筋籠的正確定位，提高橋梁建筑的承載能力。（2）焊條與鋼筋籠的匹配狀況，在橋梁樁基施工過程中，焊條與鋼筋性能的匹配情況影響著橋梁建筑的穩(wěn)定性，不同型號的焊條所對應(yīng)的鋼筋有所不同，因此在項(xiàng)目施工過程中，工程技術(shù)人員與項(xiàng)目操作人員要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。
2.3安裝鋼筋籠鋼筋籠在實(shí)際安裝的過程中主要應(yīng)注意兩個方面：（1）對于鋼筋籠的穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)樵阡摻罨\剛剛焊接完成之后，其穩(wěn)定性相對較差，容易發(fā)生變形或是損毀，因此，針對這種情況，相關(guān)人員在對鋼筋籠進(jìn)行移動和搬運(yùn)的過程中應(yīng)采取相應(yīng)的措施，防止鋼筋籠受壓變形；（2）鋼筋籠的安裝問題。鋼筋籠安裝在鉆孔的孔內(nèi)，并不能隨意進(jìn)行安裝，要進(jìn)行調(diào)整和匹配，在安裝過程中，鋼筋籠不能碰觸孔壁，在調(diào)整好位置后，要及時(shí)進(jìn)行固定處理，防止鋼筋籠移動。
2.4混凝土灌注混凝土的灌注起到穩(wěn)定橋梁樁基的重要作用，在混凝土灌注工程中，首先，應(yīng)對鉆孔的質(zhì)量以及孔壁、孔底進(jìn)行檢查，鉆孔的質(zhì)量要符合施工的標(biāo)準(zhǔn)，對于孔壁，應(yīng)具備穩(wěn)定性，孔底要干凈整潔，不能存在淤泥、積水和施工殘?jiān)Ｆ浯危褪窃阡摻罨\安裝后，檢查相關(guān)導(dǎo)管的安裝情況，因?yàn)榛炷習(xí)S著導(dǎo)管進(jìn)入孔底，導(dǎo)管的安裝一定要符合要求，不能隨意穿插。
3橋梁樁基檢測技術(shù)
3.1成孔檢測由于成孔檢測是成樁檢測技術(shù)的先決條件，成孔檢測作為橋梁樁基檢測的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在整個施工過程中占據(jù)著非常重要的地位，在我國，相較于成孔檢測，橋梁樁基檢測的發(fā)展程度要更先進(jìn)一些，但是為了保證施工的各個階段的質(zhì)量安全，對于鉆孔的檢測非常有必要。
3.2靜載荷試驗(yàn)法靜載荷試驗(yàn)法是指按照樁的使用功能，分別在樁頂逐級施加壓力，觀測樁的測驗(yàn)點(diǎn)的起伏沉降情況以及水平位移狀態(tài)，以此判定單樁水平承載力以及豎向抗壓承載力的情況。在目前的檢測技術(shù)上來看，靜載荷試驗(yàn)法是現(xiàn)階段最為可靠、最為直觀的檢測手段之一。但是，由于我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平還不是很完善，相關(guān)的檢測設(shè)備存在問題，因此，導(dǎo)致靜載荷試驗(yàn)法在對橋梁樁基檢測的過程中存在誤差。
3.3聲波透射法聲波透射法是指在預(yù)埋聲測管之間發(fā)射并接收聲波，通過實(shí)測聲波在混凝土介質(zhì)中傳播的聲時(shí)、頻率和波幅衰減等聲學(xué)參數(shù)的相對變化，對樁身完整性進(jìn)行檢測的方法。聲波透射法對于相關(guān)技術(shù)的要求較為專業(yè)，并且設(shè)備質(zhì)量的需求標(biāo)準(zhǔn)高，因此，在過去的橋梁樁基檢測過程中并沒有過多地使用。不過，隨著經(jīng)濟(jì)全球化、技術(shù)全球化的深入，我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)讓聲波透射法在橋梁樁基的檢測上有了質(zhì)的飛躍。聲失時(shí)判讀已不再是唯一的選擇，聲幅和聲頻已開始進(jìn)入了分析判斷領(lǐng)域，尤其令人欣慰的是，聲波CT已步入實(shí)用階段，為聲波透射法的后續(xù)研究提供了廣闊的前景。因此，對于橋梁樁基而言，聲波透射法也是一項(xiàng)非常合適的技術(shù)檢測手段。
4結(jié)語
[關(guān)鍵詞]地基檢測技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展
中圖分類號：V448.25+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）07-0036-01
引言
最近幾十年來，我國開始致力于地基檢測技術(shù)的研究，通過實(shí)際動手實(shí)踐，積累了大量的操作經(jīng)驗(yàn)。但是，我國關(guān)于此方面技術(shù)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無法達(dá)到生產(chǎn)生活的需要，這不僅反映在地基處理與地基檢測的不協(xié)調(diào)上，還反映在其發(fā)展的落后性上。究其根源，很大程度是因?yàn)榈胤綄Υ隧?xiàng)技術(shù)的重視程度還不夠。根據(jù)數(shù)據(jù)采樣，可以得出結(jié)論，大多數(shù)土建事故時(shí)有地基問題所引起的。
鑒于此上情況，相關(guān)工作人員應(yīng)該對現(xiàn)有的地基檢測技術(shù)進(jìn)行翻新，不斷地與先進(jìn)科技進(jìn)行融合，使檢測方法具有科學(xué)性，先進(jìn)性，標(biāo)準(zhǔn)型等特性。只有這樣，地基檢測方法才能真正的為土建工程服務(wù)，達(dá)到它本該達(dá)到的效果。
現(xiàn)在目前所使用的檢測方法，大部分是比較傳統(tǒng)的檢測方法，雖然它有著一定規(guī)范，但卻無法滿足日益翻新的地基工程技術(shù)，所以，相關(guān)工作人員應(yīng)該結(jié)合一些先進(jìn)的科技，提出新的能夠適應(yīng)時(shí)展的地基檢測技術(shù)。
一、現(xiàn)有的地基檢測方法以及存在的某些問題
工程物探、原位測試、室內(nèi)土工等都被包括在地基檢測范圍之內(nèi)。其中十字板剪切、室內(nèi)土工、動探、靜力觸探、旁壓試驗(yàn)等等，不僅是巖土工程最重要的組成部分，也是最常見的勘測手段。
（一）靜力觸探
在地基檢測方法之中，靜力觸探可以算得上是一種比較廣泛而常見的測試技術(shù)。這個方法被創(chuàng)造于上個世紀(jì)初，發(fā)展至如今，一共有三個階段。如今這三個階段發(fā)展?fàn)顩r各不相同，單橋發(fā)展良好，受到廣泛使用，雙橋漸漸走進(jìn)人們視野，逐步被人們所接收，而孔壓則是發(fā)展最為緩慢的。它們主要被用來進(jìn)行劃分土類，確定土的物理指標(biāo)等等，近些年來，也常常被用來加強(qiáng)地基檢測。
靜力觸探在地基檢測板塊發(fā)展時(shí)間較長，技術(shù)也比較成熟，但也并非毫無缺陷。包括有限元法、孔穴擴(kuò)張法、應(yīng)變路徑法等理論雖然已經(jīng)十分成熟但里面依舊存在著一些假設(shè)性設(shè)定。然而，這些假設(shè)性設(shè)定碰上地基的復(fù)雜與不確定性體質(zhì)，就給觸探探究以及地基檢測帶來了很多無法輕易解決的困難。比如砂土，因?yàn)椴煌愋椭g密度其有很大差異，所以并不能用統(tǒng)一的模式去對它進(jìn)行參考描述。
有時(shí)相關(guān)工作人員在下鉆去，因?yàn)樘綏U不容易控制，測量成果可能無法十分精確，會有人為差異，所以，某些程序并不能用該種方法進(jìn)行操作。這就進(jìn)一步說明了，靜力觸探在實(shí)際使用中還存在一些局限性。最后，不同地方的工作人員在對觸探結(jié)果進(jìn)行處理的時(shí)候，使用的方式，公式也不盡相同，這就要求處理人員必須有著非常豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
另外，因?yàn)殪o力觸探樣本有限，對同一塊地的接觸也就有限，所以在實(shí)際研究中，此種方法只能夠?qū)龅氐牡鼗闆r進(jìn)行大概的反映，而不能細(xì)化反映。
（二）動力觸探法
動力觸探法是一種具有悠長歷史的地基檢測方法，它通過對地面進(jìn)行敲擊來進(jìn)行土地原位測試，擁有直觀、快速、實(shí)用性廣、經(jīng)濟(jì)、常見等特性，是一種比較全能的檢測方法。
動力觸探法主要被用于劃分土層、確定液化密度、區(qū)分土地類別等等。這種方法雖然用法簡單直觀，但是結(jié)論通常是根據(jù)相關(guān)公式直接計(jì)算出來的，無論是可靠度、精確度都有著很大的探討空間。并且在實(shí)際測試的時(shí)候，影響因素較多，無法做到精密準(zhǔn)確。另外，此種方法的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)通常是根據(jù)簡單估算配合公式計(jì)算得出的，這種方法其實(shí)比較草率，會造成結(jié)果數(shù)據(jù)粗糙、不精確、離散性大。對于場地，此種方法無法均勻得對場地進(jìn)行反映，具有很大的浮動性，會造成工作人員評價(jià)的不客觀和不穩(wěn)定。
在實(shí)際應(yīng)用之中，如果測試土地有著較多的粘土層以及礫石層，可以對動力觸探法進(jìn)行優(yōu)先考慮。不僅如此，還可以將靜力觸探和動力觸探相結(jié)合，對地基進(jìn)行客觀評價(jià)。
（三）平板載荷
平板載荷是一種模擬性的地基測試方式，它主要是通過向檢測地基施加荷載來進(jìn)行的。這種方法最初出現(xiàn)于上個世紀(jì)初，通常我們在進(jìn)行大型工程地基檢測時(shí)，必須要使用此種方法。這種方法主要被用于評價(jià)濕性地基、確定地基沉降等。
相關(guān)學(xué)者通過分析之后得出結(jié)論，荷載板大約有板寬兩倍左右的影響，且對于大型工程建筑，它的影響會比一般建筑更大。由此我們可以得出結(jié)論，尺寸效應(yīng)會對載荷試驗(yàn)產(chǎn)生影響，使受力具有不確定性，甚至可能引發(fā)安全隱患。且通過大量的實(shí)際操作，我們可以得知，載荷試驗(yàn)與實(shí)際構(gòu)筑有著非常大的差別，載荷試驗(yàn)更容易對水泥土進(jìn)行錯誤評估最終造成工程事故，近些年來，以載荷試驗(yàn)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的工作大部分都因?yàn)槭鹿识Ｖ故褂谩Ｒ虼耍覀儜?yīng)該吸取教訓(xùn)，正視此種方法存在的問題，并且想辦法將其解決，使它能夠更好的為地基檢測工作做貢獻(xiàn)。
（四）地基檢測的其他檢測方法
目前社會上的地基檢測，不僅僅有上面提到的三種方法，還有其他的方法，比如旁壓測試、野外十字板剪切等等，這些方法雖然有著各自的優(yōu)點(diǎn)，但不可避免的都存在著或多或少的問題，無法做到相對完善的地基檢測。
二、地基檢測方法的發(fā)展情況
但值得慶幸的時(shí)，隨著社會經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，人民對于地基檢測也是越來越重視。相關(guān)工作人員開始將各個領(lǐng)域加以結(jié)合，尋求新的突破點(diǎn)，而原有監(jiān)測方法的缺點(diǎn)也促使著檢測方式的不斷更新，社會開始出現(xiàn)了一批新興的檢測方法。
（一）瑞利波法
在上個世紀(jì)五十年代，土建工程相關(guān)的工作人員開始對瑞利波法進(jìn)行研究，希望能將其運(yùn)用到地基檢測中去，而我國，也緊隨其后才是對此種技術(shù)進(jìn)行研究。在進(jìn)行了長時(shí)間的研究之后，此種技術(shù)開始逐步被運(yùn)用到地基檢測中。
該種方法是利用瑞雷波的傳遞而進(jìn)行工作的，不同的頻率，不同的介質(zhì)，瑞雷波的傳遞速度都有所不同。
和現(xiàn)在社會上所使用的檢測方法相比，瑞利波不但具有經(jīng)濟(jì)、簡便、可大范圍操作、快速、操作容易上手等特性，還能夠?qū)Φ鼗囊恍┨匦赃M(jìn)行反應(yīng)，這就在一定程度上將離散性大的傳統(tǒng)方法缺點(diǎn)進(jìn)行了克服。當(dāng)此種方法尚未被完全開發(fā)出來，還需要對它進(jìn)行全方面的檢測和試驗(yàn)，因此，我們還不能確定其實(shí)際功能的大小。為此，許多學(xué)者都在對它進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶接懀Ｍ軌虮M快將它投入使用。
（二）探地雷達(dá)法
這種方法是于上個世紀(jì)八十年代被提出來的，其主要原理是對高頻脈沖進(jìn)行電磁波的檢測。相比于瑞利波法來說，這種方法發(fā)展速度更快，已經(jīng)開始被運(yùn)用到實(shí)際的地基檢測中去了。
這種方法具有準(zhǔn)確、快速、經(jīng)濟(jì)等特性，能夠較好的對地基進(jìn)行評估。但此種方法并未完全在社會上普及，因此，相關(guān)工作人員進(jìn)行對此進(jìn)行全面推廣，讓它能夠被廣泛利用。
（三）其他測試方法
在地基檢測方法的發(fā)展之中，還有些其他不同的方法，比如說小應(yīng)變測等等，它們在原有檢測方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了積極創(chuàng)新，對原有的技術(shù)漏洞進(jìn)行了克服，更為基地檢測提供了新的思路。而我們應(yīng)該知道的是，不同地基地有著不同的特性，我們需要對這些特性進(jìn)行認(rèn)識，然后采取適合此特性的不同檢測方式。這就需要我們對地基檢測方式進(jìn)行不斷地更新，利用不斷發(fā)展地科技將其包裝起來，克服原本存在的問題，達(dá)到不同的檢測目的與要求，最終得出最正確，最精準(zhǔn)的答案，使得土建工程能夠順利安全的施工。
參考文獻(xiàn)
[1] 龍舉.山區(qū)回填土地基質(zhì)量檢測技術(shù)研究[J].低溫建筑技術(shù)，2012，34（9）：101-103.
[2] 李軍民.地基加固效果評價(jià)中面波檢測技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（8）.
[3] 任澤龍.談強(qiáng)夯處理地基的檢測技術(shù)[J].山西建筑，2013，39（21）：85-87.
【關(guān)鍵詞】基樁檢測技術(shù)；靜載試驗(yàn)；自平衡試驗(yàn)
一、基樁檢測技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
樁基礎(chǔ)能否既經(jīng)濟(jì)又安全的通過設(shè)置在土中的基樁，將外荷載傳遞到深層土體中，主要取決于基樁樁身質(zhì)量與基樁承載力是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。基樁檢測是指：（1）對基樁樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測，查清樁身缺陷及位置，以便對影響樁基承載力和壽命的樁身缺陷進(jìn)行必要的補(bǔ)救，同時(shí)達(dá)到對樁身質(zhì)量普查的目的；（2）對基樁承載力進(jìn)行檢測，達(dá)到判定與評價(jià)基樁承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求的目的。基樁檢測可進(jìn)一步延伸到對樁基礎(chǔ)質(zhì)量的驗(yàn)收與評定。目前，基樁承載力的較普遍測試方法:包括靜荷載試驗(yàn)；動力測試。靜荷載試驗(yàn)通過反力裝置用千斤頂給樁施加豎向荷載，樁頂沉降量采用大量程百分表或位移傳感器量測。該方法可以確定單樁豎向極限承載力，結(jié)合在樁身和樁端預(yù)埋測試元件還可以測定樁側(cè)摩阻力分布情況、樁端反力和樁身軸力等。靜荷載試驗(yàn)方法按提供反力的方式可分為下列三種形式：錨樁法、堆載法、錨樁――堆載法。動力測定樁承載力的方法最早出現(xiàn)在國外，其初始主要是以能量守恒或動量原理為基礎(chǔ)，根據(jù)牛頓撞擊定律通過打樁時(shí)的貫入度來計(jì)算樁的極限承載力。國外近代動測技術(shù)是以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。動力測樁法一般是在樁頂作用一動荷載，使樁產(chǎn)生顯著的加速度和土阻尼效應(yīng)，通過在樁側(cè)安裝傳感器測量樁土系統(tǒng)的振動響應(yīng)，并用波動理論分析和研究應(yīng)力波沿樁土系統(tǒng)的傳遞和反射，從而判斷樁身阻抗變化和確定單樁承載力。早在20世紀(jì)30年代，應(yīng)力波理論就開始被用來分析打樁工程，到1960年史密斯發(fā)表了“打樁分析的波動方程法”，波動方程開始進(jìn)入實(shí)用階段。此后在世界各國相繼開展了動力試樁的動測設(shè)備和計(jì)算軟件的研制和應(yīng)用。按測試時(shí)土的動應(yīng)變大小，動測法又可以分為低應(yīng)變動測法和高應(yīng)變動測法兩類。
二、當(dāng)前各種檢測技術(shù)的適用性對比分析
（1）測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。1994年進(jìn)行的全國樁動測單位資質(zhì)考核結(jié)果及近年來各地位基動測單位資質(zhì)考核情況也表明，目前動力試樁精度還較低，檢測隊(duì)伍的理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也不足，因而只能是靜載試驗(yàn)的一種補(bǔ)充，可作為工程樁驗(yàn)收的手段之一，尚不能代替樁的靜載試驗(yàn)。（2）適用條件。傳統(tǒng)的靜荷載試驗(yàn)(包括錨樁法、堆載法及錨樁――堆載法)，需專門的反力系統(tǒng)。如錨樁法需要增加4根錨樁，每根錨樁的規(guī)模等同于試樁，且需要通長配筋，同時(shí)也需要強(qiáng)大的反力架來承受試樁的反力，試驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長，工程量大，試驗(yàn)費(fèi)用高；堆載法同樣需要強(qiáng)大的反力架，同時(shí)必須配備大量的規(guī)則的堆載物來代替錨樁。錨樁――堆載法是介于錨樁法和堆載法之間的一種試驗(yàn)方法，同樣存在上述問題。由于靜載試驗(yàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)用高、環(huán)境條件要求高，做不到隨機(jī)抽檢，檢測樁數(shù)也不可能太多，對整個基礎(chǔ)工程不能進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，所以靜載試驗(yàn)的代表性不高。多數(shù)工程樁的承載力均參照勘測部門已有的試驗(yàn)資料或根據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)確定。
相對而言，動力測樁方法更為簡便、快速，因而，就一根樁而言，靜載試驗(yàn)結(jié)果的精度高于動測法，就整個工程而言，由于樁基工程的復(fù)雜性以及抽樣檢查的樣本數(shù)量，其保證率反而不如抽檢率高的動測結(jié)果。但同時(shí)，動力檢測方法也因加載需要，如拼裝試驗(yàn)反力架或力錘進(jìn)場等問題，同樣對試驗(yàn)場地有著較高的要求。
三、自平衡試樁法研究現(xiàn)狀
基樁自平衡測試方法思路最早由日本的中山（Nakayama）和藤關(guān)（Fujiseki）提出，并在1973年取得鉆孔樁的測試專利。清華大學(xué)李廣信教授于1993年將此法引入國內(nèi)，但因自平衡試樁法作為一種新興的測試技術(shù)其自身并不完善以及限于當(dāng)時(shí)國內(nèi)環(huán)境、技術(shù)、信息等條件的限制，并未引起國內(nèi)工程界的注意。直到浙江省建筑科學(xué)研究院史佩棟教授在《工業(yè)建筑》1996年第12期“國際科技交流”專欄發(fā)表了《國外高層建筑深基礎(chǔ)及基坑支護(hù)技術(shù)若干新進(jìn)展》一文，并報(bào)道了美、日、英、加、新加坡等國和我國香港特別行政區(qū)等地正在廣泛應(yīng)用的自平衡試樁法之后，才引起了廣泛關(guān)注。東南大學(xué)土木工程學(xué)院在理論研究的基礎(chǔ)上，首先于1996年開始將該法應(yīng)用于實(shí)際工程。目前，我國的北京、江蘇、甘肅等地己開始小范圍試用此方法，但試樁類型只限于鉆孔灌注樁。
參考文獻(xiàn)
[1]陳凡，徐天平，陳久照，關(guān)立軍．《基樁質(zhì)量檢測技術(shù)》．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003
[2]TB 10203-002．《鐵路橋涵施工規(guī)范》．北京：中國鐵道出版社，2002
[3]JTJ 041-2000．《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》．北京：人民交通出版社，2000
【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能；應(yīng)用現(xiàn)狀；對策
一、建筑節(jié)能技術(shù)
1.全面的規(guī)劃綠色建筑設(shè)計(jì)
在建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)中，首先考慮的就是建筑對于日照和朝向的要求，合理的設(shè)計(jì)能顧及到各個季節(jié)的需要，比如冬季的保暖、夏季的通風(fēng)并減少太陽輻射得熱。然而社會文化、地形、城市規(guī)劃、道路等條件往往也會影響到建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設(shè)計(jì)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要權(quán)衡各個因素的重要程度，找到一個最優(yōu)的平衡點(diǎn)，確定出這一地區(qū)建筑的最佳朝向，使每幢建筑能夠在冬季接收到充足的太陽輻射， 并能利用最佳的夏季自然通風(fēng)，減少建筑的能源消耗。
2.合理安置建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)
建筑的護(hù)系統(tǒng)對采暖制冷時(shí)的能源消耗量有著較為直接的影響，因此提高建筑護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能是降低建筑能耗的關(guān)鍵。護(hù)系統(tǒng)主要包括外墻外保溫、屋面、地面、門窗及遮陽系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑護(hù)系統(tǒng)的耗熱量占建筑采暖熱耗的 1/3 以上，對這一部分采取科學(xué)的保溫隔熱技術(shù)，會使節(jié)能效果顯著提高，也是其它節(jié)能措施達(dá)到預(yù)期效果的保障。
3.采用先進(jìn)的能源設(shè)備輔助建筑節(jié)能效果
主要是指在建筑的使用過程中針對采暖、制冷、通風(fēng)、熱水、照明等系統(tǒng)所采取的節(jié)能措施。其中空調(diào)系統(tǒng)的能耗更是達(dá)到建筑能耗的 40%～60%，成為建筑節(jié)能的主要控制對象。設(shè)備系統(tǒng)的能耗是在建筑全壽命周期中最大的耗能部分，通過選用高能效的設(shè)備機(jī)組，低能耗的節(jié)能系統(tǒng)，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，降低能源在日常使用中的損耗，從而達(dá)到持久節(jié)能的最終目的。
二、我國建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.認(rèn)識不足
目前，我國的許多建筑企業(yè)還沒有完全認(rèn)識實(shí)施建筑節(jié)能的重要性，還只是一味的強(qiáng)調(diào)利益與進(jìn)度，由于企業(yè)管理者對建筑節(jié)能技術(shù)缺乏足夠認(rèn)識，使得在國內(nèi)很多施工企業(yè)中，僅過度地注重施工圖紙、承包合同、項(xiàng)目預(yù)算等各項(xiàng)施工指標(biāo)，但是對于節(jié)能技術(shù)卻抱著無所謂態(tài)度，不能對環(huán)境污染與資源能源消耗等形成足夠的保護(hù)危機(jī)意識。因此，我國的建筑行業(yè)想要推廣建筑節(jié)能技術(shù)，實(shí)施高效回收利用能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等還是一項(xiàng)非常艱難的任務(wù)。
2.缺乏經(jīng)濟(jì)支持
建筑節(jié)能模式與傳統(tǒng)建筑模式相比，施工方式、施工工藝均存在很大差異，企業(yè)為推行節(jié)能施工模式，需在施工過程的多個方面進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。新節(jié)能技術(shù)的實(shí)施必須依靠新施工組織管理與新施工器械的支持，這也對傳統(tǒng)的建筑施材料、施工設(shè)備、施工人員、施工管理人員等都提出了新的要求，需要將施工設(shè)備更新，重新加工和研究新的建筑材料，研究和設(shè)計(jì)新的技術(shù)工藝，培訓(xùn)和知道施工人員，使其適應(yīng)新的施工模式。采用新的機(jī)械和建材，如附著提升式腳手架與鋼制大模板等設(shè)備，這些均需要施工企業(yè)前期投入大量的資金，一次性投入成本巨大。這對國內(nèi)許多中小型施工企業(yè)來說，資金不足、經(jīng)營現(xiàn)狀及前景不穩(wěn)定是它們面臨的主要問題。除此之外，較低的市場抗風(fēng)險(xiǎn)能力也加大了機(jī)械設(shè)備和施工工藝更新和改進(jìn)的難度。在當(dāng)前環(huán)境下，國內(nèi)施工人員知識水平較低，施工企業(yè)內(nèi)部管理水平較差，這也影響到節(jié)能施工模式在企業(yè)內(nèi)以及行業(yè)內(nèi)的推行效果。
3.缺乏制度支持
國內(nèi)在積極推行建筑節(jié)能過程中，已推出了《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》、《綠色施工總則》等相關(guān)政策，但是，由于我國的政策部門對建筑節(jié)能還沒有一個明確、具體的認(rèn)識，政策上當(dāng)然無法真正推出一些有效的相關(guān)法律法規(guī)與建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，例如施工過程中，建筑垃圾的排放限額與能耗率等，政府相關(guān)部門真正重視的還是施工安全與文明施工。因此，很多企業(yè)在施工過程中通常把綠色節(jié)能施工當(dāng)成文明施工來實(shí)施。
三、我國建筑節(jié)能應(yīng)用對策
1.加強(qiáng)宣傳
目前人們對建筑節(jié)能的認(rèn)識仍然不足，在實(shí)際工程中對施工階段的可持續(xù)發(fā)展也缺乏必要重視，而施工節(jié)能意識的加強(qiáng)又是與生態(tài)環(huán)保意識的加強(qiáng)密不可分的。因此，施工節(jié)能的宣傳教育以及相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)工作應(yīng)從以下三個方面入手：
（1）應(yīng)在基礎(chǔ)教育中應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化綠色環(huán)保的比重，并在提升公眾環(huán)保意識的同時(shí)培育綠色消費(fèi)的社會理念；
（2）應(yīng)在繼續(xù)教育中加強(qiáng)施工節(jié)能的宣傳，使工程建設(shè)參與各方全面正確的理解施工節(jié)能的內(nèi)涵與外延，并充分認(rèn)識其重要性；
（3）還應(yīng)加強(qiáng)建筑工人的施工節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)，以提高施工企業(yè)的職工素質(zhì)，并充分發(fā)揮其在施工節(jié)能應(yīng)用中的主力軍作用。
2.建立示范綠色節(jié)能施工項(xiàng)目
按照《綠色施工原則》的要求，建立示范性的綠色施工節(jié)能項(xiàng)目和推廣應(yīng)用示范單位，進(jìn)而可以將綠色施工節(jié)能多方面的作用效果用活生生的例子展現(xiàn)在公眾的面前，同時(shí)也將會對綠色施工節(jié)能的宣傳及推廣起到積極的促進(jìn)的作用。此外，還應(yīng)積極構(gòu)建綠色施工節(jié)能技術(shù)交流合作的平臺，并促進(jìn)國內(nèi)外綠色施工節(jié)能技術(shù)的交流和合作，以借鑒國外先進(jìn)的技術(shù)和成功的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而推進(jìn)我國綠色施工節(jié)能技術(shù)與世界綠色施工節(jié)能技術(shù)的同步發(fā)展。
3.加強(qiáng)節(jié)能施工參與制度
民眾參與機(jī)制可以最大程度的挖掘民眾對建筑節(jié)能的積極性，從而形成一個自下而上的節(jié)能推力。此外，在項(xiàng)目施工的準(zhǔn)備階段，充分了解民眾的要求并進(jìn)行科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì)，在一定程度上有利于最大限度的減少對周圍環(huán)境的不利影響；在項(xiàng)目施工方案的實(shí)施階段，社會公眾的監(jiān)督有利于各項(xiàng)施工節(jié)能措施的有效實(shí)施；而在項(xiàng)目的竣工驗(yàn)收階段，社會公眾的節(jié)能施工評價(jià)則有利于施工企業(yè)總結(jié)并改進(jìn)其自身的綠節(jié)能施工活動，進(jìn)而促進(jìn)其節(jié)能施工能力的提升。
4.對進(jìn)行節(jié)能施工的企業(yè)給予政策支持
大部分施工企業(yè)認(rèn)為，要進(jìn)行節(jié)能施工，就要多支出費(fèi)用，增加施工成本，與企業(yè)追求利潤最大化的目標(biāo)相悖，因此要推動和促進(jìn)節(jié)能施工的發(fā)展和推廣，政府應(yīng)當(dāng)在政策方面給予一些支持：比如，行政審批優(yōu)先，評定各類獎項(xiàng)時(shí)給予加分等一些方面提供便利條件。在經(jīng)濟(jì)方面政府可以對那些積極采用節(jié)能施工技術(shù)和方法，使用節(jié)能建材的企業(yè)通過減免稅收和財(cái)政補(bǔ)貼兩方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)鼓勵。通過這些途徑，使企業(yè)嘗到推行節(jié)能施工的甜頭，只有充分調(diào)動了企業(yè)進(jìn)行接節(jié)能施工的積極性，才能更好的促進(jìn)節(jié)能施工的全面發(fā)展，并給其他未推行節(jié)能施工的企業(yè)起到模范、引領(lǐng)和示范的作用。
結(jié)束語：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的推動，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，建筑規(guī)模也在不斷提高。未來發(fā)展過程中，如何有效推行資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)等為原則的節(jié)能施工，對于國民經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展顯得極為重要。但是，從目前來看，我國在應(yīng)用節(jié)能施工中仍然存在許多障礙因素，這對節(jié)能施工的實(shí)施效果及廣度產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。所以，如何保證施工節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用的效果是每位學(xué)者和實(shí)際工作者關(guān)注和研究的重要問題。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫佩剛. 基于綠色施工管理理念下如何創(chuàng)新建筑施工管理[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2013 （2）： 178-178.
關(guān)鍵詞：地磁檢測器；車輛檢測；趨勢
1 概述
隨著智能交通系統(tǒng)（特別是ATMS）的不斷發(fā)展，交通信息采集作為所有一切核心技術(shù)的開端，對此的、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和簡便性的要求越來越高。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為信息采集的新型技術(shù)，將其應(yīng)用于交通監(jiān)控領(lǐng)域中具有極佳的創(chuàng)新意義，并且應(yīng)用范圍十分廣泛。
2 車輛檢測技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展與現(xiàn)狀
2.1 交通檢測技術(shù)的發(fā)展
近年來汽車企業(yè)飛速發(fā)展，汽車的保有量不斷的上升。路網(wǎng)容量低于汽車保有量從而導(dǎo)致城市越來越多的交通擁堵。智能交通系統(tǒng)（ITS），它將傳感器控制、通信傳輸、圖像識別等新興技術(shù)有效地結(jié)合起來，能夠準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)監(jiān)測交通流量、車輛速度、車道占有率等交通信息，將交通信息加以分析再根據(jù)人們先前制定的指標(biāo)做出決策，引導(dǎo)智能交通。車輛檢測作為智能交通的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)交通智能化的基礎(chǔ)車輛檢測方法很多，從傳感器的檢測方式可分為侵入式和非侵入式兩類。從這方面而言，交通狀態(tài)的獲取是實(shí)現(xiàn)所有科學(xué)調(diào)控的基礎(chǔ)和前提，同時(shí)能為智能交通管理提供強(qiáng)有利的數(shù)據(jù)支持。
無線地磁作為車輛識別的新興技術(shù)，其原理是將地磁傳感器安裝在路面上，通過低功率無線電技術(shù)連續(xù)不斷的向附近的接入點(diǎn)（AP）發(fā)送檢測數(shù)據(jù)，各向異性磁阻傳感器（anisotropicmagnetic resistive，AMR）利用阻值的差值對應(yīng)偏置電流和磁場矢量之間的夾角存在函數(shù)關(guān)系產(chǎn)生的變化來判斷有無車輛經(jīng)過。與傳統(tǒng)的地磁線圈相比具有安裝尺寸小、檢測精度高、穩(wěn)定持久、施工量小、抗干擾性強(qiáng)、使用壽命強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在信息采集技術(shù)汽車非常重要的作用。
2.2 地磁檢測在國內(nèi)的應(yīng)用
我國的主要交通檢測技術(shù)是將感應(yīng)線圈鋪設(shè)在道路上，通過傳感器反饋的信息來實(shí)現(xiàn)車輛檢測。從非侵入式技術(shù)的魯棒性來看，該技術(shù)的魯棒性較低，受天氣影響較大，如雨雪等惡劣天氣對視頻和圖像處理能力的要求比較高使得這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用場所受到限制。從工程角度來說，感應(yīng)線圈的安裝需要對路面進(jìn)行切縫，從而使道路軟化損壞路面，并且由于感應(yīng)線圈的安裝與維護(hù)會暫時(shí)影響道路交通。
利用地磁檢測來統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前的交通狀態(tài)，以此來指揮交通，解決交通擁堵的問題是當(dāng)前應(yīng)用的重點(diǎn)。與此同時(shí)國內(nèi)部分研究將地磁檢測器與其他檢測器同時(shí)檢測，一方面驗(yàn)證檢測器數(shù)據(jù)的實(shí)用性，一方面提高設(shè)備的檢測精度，從而也考驗(yàn)了地磁車輛檢測器能否作為交通流量監(jiān)測的核心技術(shù)。
2.3 地磁檢測在國外的應(yīng)用
國外對城市智能交通系統(tǒng)相關(guān)的研究和應(yīng)用比較成熟，美國、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家對智能交通的研究發(fā)展比較深入。并將智能交通系統(tǒng)分為7大領(lǐng)域，這7個子系統(tǒng)都把交通狀態(tài)的獲取作為重要的基礎(chǔ)性工作。21世紀(jì)新一代的技術(shù)層出不窮，例如智能車輛聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)共享、無線傳感器以及近幾年流行的大數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)。這為智能交通的研究、發(fā)展與推廣提供了新的方法和技術(shù)，帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，這使得原本難以獲取大范圍交通狀態(tài)信息的問題得到了很好的解決。
關(guān)于磁式無線車輛信息采集系統(tǒng)這項(xiàng)技術(shù)，已在SCATS（悉尼自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)）、麥肯富頓、杰瑞電子、西門子等交通信號機(jī)成功對接，特別是在SCATS上這項(xiàng)技術(shù)比較成熟，系統(tǒng)性能也特別穩(wěn)定。
3 目前對于地磁車輛檢測技術(shù)的研究
3.1 基于SENSYS地磁檢測器的城市道路交通狀態(tài)分析
鄒矯等人在文章中提出基于利用SENSYS地磁檢測器對城市道路的交通狀態(tài)進(jìn)行判斷。并通過新的算法對采集的交通信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判別單個車道的交通狀態(tài)，進(jìn)而通過決策樹法對所推測的路段進(jìn)行合理的交通控制。該文章進(jìn)一步指出地磁檢測器將逐步取代線圈檢測器成為一種先進(jìn)的檢測方式。
3.2 基于無線地磁檢測器的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)建設(shè)
對無線地磁檢測技術(shù)做出了深入研究，該技術(shù)具有檢測精度高、施工量小、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、安裝簡便等優(yōu)點(diǎn)，能及時(shí)有效的將檢測到的信息傳遞到指揮中心，經(jīng)過處理得出交通誘導(dǎo)決策。利用VMS將信息出去達(dá)到交通誘導(dǎo)作用。
4 地磁檢測實(shí)際應(yīng)用中的問題及改善措施
4.1 應(yīng)用問題
地磁檢測設(shè)備的應(yīng)用地區(qū)集中在發(fā)達(dá)沿海和平原城市。但在山地城市道路特征存在巨大不同，山地城市道路畸形不易鋪設(shè)設(shè)備而且坡陡彎急不利于地磁設(shè)備傳輸。與此同時(shí)山地城市交通流特性不同于平原城市，所以地磁檢測在山地城市檢測的精度需要進(jìn)一步研究。所以在以后的交通檢測技術(shù)研究當(dāng)中，如何克服檢地磁檢測這種檢測技術(shù)的缺點(diǎn)是研究發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。
現(xiàn)有的地磁檢測設(shè)備雖然對道路的破壞較小，但是仍然會對路面造成一定損壞。如何研究不用埋入地下的地磁檢測設(shè)備至關(guān)重要。在大型貨運(yùn)車和大型客車經(jīng)過的路段，由于車輛的壓力過大會對檢測設(shè)備造成巨大的壓力改變埋設(shè)地點(diǎn)和方向甚至破壞設(shè)備。地磁設(shè)備的供電方式存在缺陷。現(xiàn)在市場的供電方式大多數(shù)都采用太陽能供電。但是這種供電方式可靠性差，若是出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣就不能供電了。
4.2 改善措施
采用對比標(biāo)定的方式對地磁設(shè)備檢測器在山地城市的檢測精度進(jìn)行檢驗(yàn)與標(biāo)定。選取山地城市中具有代表性的地點(diǎn)如：陡坡、隧道、橋梁等地方同時(shí)采用雷達(dá)檢測設(shè)備和地磁檢測設(shè)備對車流測速。鑒于雷達(dá)測速精度較高可以作為標(biāo)準(zhǔn)樣板。將地磁設(shè)備作為標(biāo)定樣本對比標(biāo)準(zhǔn)樣本采用數(shù)據(jù)擬合的方式找出標(biāo)定參數(shù)以此來對設(shè)備優(yōu)化。
5 結(jié)束語
綜上所述，隨著交通系統(tǒng)的逐漸擴(kuò)大，對地磁檢測技術(shù)的研究也愈發(fā)的廣泛。利用地磁檢測來統(tǒng)計(jì)交通數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前的交通狀態(tài)，以此來指揮交通，解決交通擁堵的問題已廣泛開展。所以在以后的交通檢測技術(shù)研究當(dāng)中，如何克服檢地磁檢測這種檢測技術(shù)的缺點(diǎn)是研究發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]肖揚(yáng)，謝玉明，徐大勇.基于二維小波變換的智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2005，33（2）12-15，75.
[2]Tranbbs：關(guān)于地磁車輛檢測器使用現(xiàn)狀及發(fā)展分析[DB/OL].中國安防展覽網(wǎng)，2014-12-28.
關(guān)鍵詞： 虛擬手術(shù)；碰撞檢測；空間剖分；層次包圍盒
0 引言
虛擬手術(shù)是集醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多學(xué)科為一體的交叉研究領(lǐng)域。虛擬手術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用主要包括：手術(shù)計(jì)劃與過程模擬、術(shù)中導(dǎo)航與監(jiān)護(hù)、手術(shù)教學(xué)與訓(xùn)練等。碰撞檢測是虛擬手術(shù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，貫穿于虛擬手術(shù)的整個過程。
虛擬手術(shù)系統(tǒng)中的對象根據(jù)材質(zhì)可分為剛體組織和軟件組織。骨骼、手術(shù)器械等屬于剛體組織，而人體的許多器官如肌肉、血管、肝臟等屬于軟體組織。以往大部分碰撞檢測的研究工作都是針對剛體對象的。與剛體相比較，軟體組織由于其特殊的物理性質(zhì)，在外力或某些操作的作用下會發(fā)生幾何形狀、位置甚至數(shù)量上的變化，因此基于軟體組織的碰撞檢測需要更詳細(xì)的信息和更多的處理。
最簡單的碰撞檢測方法是對場景中的幾何元素進(jìn)行兩兩相交測試，其時(shí)間復(fù)雜度為O（n2），雖然這種方法可以得到正確的結(jié)果，但是當(dāng)場景中的幾何模型稍微增多些，其實(shí)時(shí)性便無法滿足實(shí)際的需求。為了盡可能地減少參與相交測試的幾何元素的數(shù)量，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，目前碰撞檢測技術(shù)使用的主要算法有：層次包圍盒法，空間分割法，基于網(wǎng)格剖分的方法[1]。但是這些經(jīng)典的算法也都存在著構(gòu)造難度大、緊密性差、相交測試復(fù)雜、效率低等缺點(diǎn)。
本文采用空間剖分和層次包圍盒相結(jié)合的方法，簡化了幾何信息的表示，進(jìn)行碰撞檢測時(shí)可排除明顯不相交的幾何元素，無法排除的再進(jìn)行精確相交檢測，從而減少計(jì)算量，加速碰撞檢測速度，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。
1 空間剖分技術(shù)
整個虛擬手術(shù)的場景空間遞歸的剖分成若干個網(wǎng)格單元，每一個幾何元素都屬于某個網(wǎng)格單元，處于同一網(wǎng)格單元內(nèi)的幾何元素才有相交的可能，不在同一網(wǎng)格單元的幾何元素一定不會相交。采用八叉樹的表示方法進(jìn)行空間剖分。即包含整個場景的立方體作為八叉樹的根節(jié)點(diǎn)，立方體的3條棱邊分別與x，y，z軸平行。遞歸的將立方體剖分為8個小塊，如圖1（a）所示，生成8個子節(jié)點(diǎn)，直到達(dá)到指定的剖分層次為止，如圖1（b）所示，每個葉節(jié)點(diǎn)包含有限個幾何元素。
進(jìn)行碰撞檢測時(shí)從八叉樹的根節(jié)點(diǎn)開始，計(jì)算兩幾何元素是否屬于同一節(jié)點(diǎn)，如果不屬于同一節(jié)點(diǎn)則不相交，如果屬于同一節(jié)點(diǎn)，遞歸的到下一級節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，直到發(fā)現(xiàn)兩幾何元素屬于同一葉節(jié)點(diǎn)，則需要進(jìn)一步使用層次包圍盒進(jìn)行檢查。
2 層次包圍盒
對于八叉樹的每個葉節(jié)點(diǎn)包含的幾何元素，建立層次包圍盒（Bounding Volume Hierarchy，BVH）。相對于單純的層次包圍盒技術(shù)，使用空間剖分與層次包圍盒相結(jié)合的方法進(jìn)行碰撞檢測，構(gòu)建的層次樹規(guī)模更小，計(jì)算量更少。層次包圍盒包括包圍盒和層次樹兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2.1 包圍盒
包圍盒技術(shù)是減少相交檢測次數(shù)，降低碰撞檢測復(fù)雜度的一種有效的方法。其基本思想是用幾何形狀相對簡單的封閉表面將一復(fù)雜幾何元素包裹起來，首先進(jìn)行包圍盒之間的相交測試，排除明顯不相交的幾何元素，無法排除的幾何元素，再進(jìn)一步進(jìn)行精確的相交測試，從而達(dá)到減少相交測試計(jì)算量的目的。常見的包圍盒類型有：包圍球（Bounding Sphere）、沿坐標(biāo)軸的包圍盒（Axis Aligned Bounding Box，AABB）、方向包圍盒（Oriented Bounding Box，OBB）。離散方向包圍盒（k-Discrete Orientation Polytopes，k-DOPs）等[2]，如圖2所示。
由于虛擬手術(shù)對實(shí)時(shí)性要求較高，本文選擇AABB型包圍盒，AABB是平行于坐標(biāo)軸的，包含幾何元素的最小正立方體。其優(yōu)點(diǎn)是：1）易于構(gòu)建，只需要計(jì)算所包含幾何元素的頂點(diǎn)的x，y，z坐標(biāo)的最大值和最小值，存儲6個浮點(diǎn)數(shù)即可；2）相交測試計(jì)算量小，相交測試時(shí)只需對兩個包圍盒在三個坐標(biāo)軸上的投影分別進(jìn)行比較，最多6次比較運(yùn)算即可。
2.2 包圍盒層次樹
包圍盒層次樹即包圍盒的層次結(jié)構(gòu)，層次樹的根節(jié)點(diǎn)包含某個八叉樹葉節(jié)點(diǎn)幾何元素的全集，向下逐層分裂，直到每個葉節(jié)點(diǎn)表示一個基本幾何元素。常用的構(gòu)建策略有自頂向下和自底向上兩種。
自頂向下的方法首先建立根結(jié)點(diǎn)，利用基于全集的信息遞歸地將每個節(jié)點(diǎn)分裂為兩個或多個子集，直至生成只包含一個基本圖元的葉結(jié)點(diǎn)為止，從而建立一棵自頂向下的包圍盒層次樹。此方法易于實(shí)現(xiàn)，技術(shù)成熟，但無法生成最佳樹。
自底向上的方法首先將基本幾何元素作為葉節(jié)點(diǎn)，利用局部信息遞歸的將兩個或多個子集組成新的父節(jié)點(diǎn)，直至生成樹的根節(jié)點(diǎn)。此方法能夠生成最佳樹，但層次樹的構(gòu)建過程較復(fù)雜，相關(guān)技術(shù)不夠成熟。
本文采用自頂向下的方法構(gòu)建包圍盒層次樹。進(jìn)行碰撞檢測時(shí)，從根節(jié)點(diǎn)開始，對于兩個幾何元素，如果屬于不同包圍盒，且包圍盒不相交，則說明幾何元素不相交，算法結(jié)束；如果兩個幾何元素屬于同一節(jié)點(diǎn)，或者各自所在的節(jié)點(diǎn)的包圍盒相交，則計(jì)算各自所在層次樹的下一級節(jié)點(diǎn)的包圍盒是否相交。以此類推，直到葉節(jié)點(diǎn)的兩個包圍盒也相交，則需要進(jìn)行精確相交檢測。
3 精確相交檢測
如果兩個包圍盒不相交，則兩個幾何元素一定不相交；如果包圍盒相交，則需要做進(jìn)一步的處理，以判斷兩個幾何元素是否相交。如果層次樹的葉節(jié)點(diǎn)表示的包圍盒也相交，則需要進(jìn)行兩個基本幾何元素（一般用三角形面片表示）的精確相交測試。其算法如下：
1）設(shè)兩個三角面片A和B，計(jì)算B的三條邊是否和A的包圍盒立方體相交，如果不相交則算法結(jié)束，否則計(jì)算A的三條邊是否和B的包圍盒相交，如果不相交則算法結(jié)束。
2）計(jì)算B的三條邊是否和A所在的平面相交，如果不相交則算法結(jié)束，否則計(jì)算B的邊和A所在平面的交點(diǎn)（有一個或兩個交點(diǎn)）。
3）B的邊與A所在平面的兩個交點(diǎn)連接成的線段l（兩個交點(diǎn)重合，則l為一個點(diǎn)），計(jì)算l是否與三角形面片A相交（l與A的邊相交或包含在三角形內(nèi)部）。不相交則算法結(jié)束，否則即可確定A與B真正相交。
4 結(jié)果分析
算法以心血管模型為研究對象，對虛擬手術(shù)中的碰撞檢測進(jìn)行模擬。分別采用層次包圍盒法，空間分割法、空間剖分和層次包圍盒相結(jié)合的方法進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用了五組包含基本幾何元素?cái)?shù)量不同的場景，分別對其碰撞檢測所用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖3所示。從測試結(jié)果可以看出，本文的方法可以減少碰撞檢測所用時(shí)間，提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和效率。
5 結(jié)論
虛擬手術(shù)是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。碰撞檢測是虛擬手術(shù)系統(tǒng)的基本要素。本文提出了空間剖分和層次包圍盒相結(jié)合的方法簡化了虛擬場景信息的表示，減少了碰撞檢測的計(jì)算量，從而能夠更好的滿足虛擬手術(shù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]魏迎梅，虛擬環(huán)境中碰撞檢測問題的研究[D].湖南：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院，2000.
[2]李艷波、印桂生、張菁、倪軍，虛擬手術(shù)中基于可碰撞集的軟組織自碰撞檢測算法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2009，29（8）：2101-2104.
[3]GOVINDARAJU N K， KABUL I， LIN M C， et al. Fast continuous collision detection among deformable models using graphics processors[J].Computers & Graphics， 2007，31（1）：5-14.
[4]SPILLMANN J， BECKER M， ESCHNER M，Efficient updates of bounding sphere hierarchies for geometrically deformable models[J].Journal of Virtual Communication and Image Representation，2007，18（2）：101-108.
旋轉(zhuǎn)軸監(jiān)測主要分為靜態(tài)和動態(tài)兩種，靜態(tài)測試是指在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中利用測功機(jī)或者其他的實(shí)驗(yàn)設(shè)備對被測試軸進(jìn)行加載進(jìn)行的扭矩測試。動態(tài)監(jiān)測則是指將監(jiān)測設(shè)備安裝到實(shí)際運(yùn)行的設(shè)備(比如車輛的傳動軸、水輪機(jī)主軸等等)中去，對設(shè)備運(yùn)行過程中的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。對于靜態(tài)測試，現(xiàn)在國內(nèi)外的測試技術(shù)已經(jīng)非常成熟。而對于動態(tài)監(jiān)測，由于旋轉(zhuǎn)軸特殊的運(yùn)動狀態(tài)和復(fù)雜的工作環(huán)境，傳統(tǒng)的扭矩監(jiān)測手段并不能滿足要求，因此許多新型的監(jiān)測手段應(yīng)運(yùn)而生。
1.1集流環(huán)法
集流環(huán)法是將導(dǎo)電滑環(huán)裝配在軸上一起轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)電滑環(huán)上接上敏感元件(例如應(yīng)變片)，并利用圓形電極和炭刷的接觸將被測信號引出，從而完成旋轉(zhuǎn)軸工作過程中扭矩和其他狀態(tài)參數(shù)的測量和輸出。集流環(huán)原理簡單，可以完成多種狀態(tài)參數(shù)的測量。但是由于滑環(huán)與電刷的互相摩擦，會帶來很多缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)為:
1)集流環(huán)的觸頭長時(shí)間與導(dǎo)電滑環(huán)摩擦非常容易產(chǎn)生磨損，并且會造成接觸電阻阻值的變化，從而影響測試精度。
2)集流環(huán)體積較大，安裝困難、負(fù)載效應(yīng)較大。
3)運(yùn)動過程中會產(chǎn)生較大噪聲，在影響測試系統(tǒng)本身的同時(shí)會對被測軸和其他部件產(chǎn)生較大影響。
1.2基于光柵扭矩傳感器的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動過程中會在扭矩的作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，因此可以利用光敏傳感器采集扭轉(zhuǎn)變形信號，從而完成扭矩的測量。在旋轉(zhuǎn)軸上固定兩塊開孔數(shù)完全相同的圓盤形光柵，并把光電元件和光源安置在兩片光柵兩側(cè)，軸在不受力狀態(tài)下兩片光柵的明暗條紋是錯開的［2］，光線不能穿過光柵，光電元件上沒有輸出信號;軸在受到扭矩作用時(shí)，兩個圓盤形光柵所在軸截面會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，明暗條紋部分重合，光線穿過光柵照到光電元件上，使其輸出信號［3－4］。輸出信號大小隨著扭轉(zhuǎn)變形的增大而增大，配合測試電路便可以完成扭矩的測量。2005年重慶大學(xué)的喻洪麟教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型光柵扭矩傳感器，并研制了一套水輪機(jī)主軸扭矩在線監(jiān)測系統(tǒng)。光電式扭矩測量法的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快，測量精度高。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝困難和抗干擾性差的缺點(diǎn)使其并不能滿足復(fù)雜環(huán)境下車輛內(nèi)部傳動軸的監(jiān)測要求。
1.3基于電磁法的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)
利用電磁原理完成扭矩的監(jiān)測是現(xiàn)在工業(yè)上采用較多的一種方法。電磁法根據(jù)被測量的不同可分為基于扭矩和扭轉(zhuǎn)角關(guān)系的扭矩監(jiān)測方法和利用壓磁效應(yīng)原理的扭矩監(jiān)測方法。前者通常利用磁鼓原理完成旋轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)角的測量，跟光電法類似，通過測量角位移完成扭矩的測量。早在1990年，日本日立研究室的研究人員就研制了利用磁鼓原理制作的扭矩測試系統(tǒng)。測量精度可以達(dá)到±0．7%［5］。在傳動軸上相距一定距離上安裝兩個碼盤，在碼盤周圍覆蓋著磁墨或者其他的磁性材料，并利用相同的磁頭將這些磁性材料磁化，形成許多等間隔的磁極，共同組成磁鼓編碼器。利用具有磁致伸縮效應(yīng)的材料制成磁傳感器采集兩個碼盤之間的相對扭轉(zhuǎn)角，完成扭矩的測量。基于壓磁原理的扭矩測試系統(tǒng)主要利用非晶態(tài)軟磁的磁致伸縮效應(yīng)完成應(yīng)變信號到電信號的轉(zhuǎn)換。磁致伸縮效應(yīng)是指具有該效應(yīng)的合金長度將隨著外界磁場的改變而改變，反之，若存在外力使合金發(fā)生形變，則合金的磁導(dǎo)率會隨之改變。將具有該效應(yīng)的涂料均勻涂抹在軸上，在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)涂層會在扭矩的作用下發(fā)生形變，磁導(dǎo)率會隨著應(yīng)變的的變化而發(fā)生改變，對其進(jìn)行采集便可完成扭矩的測量。日本福岡九州大學(xué)在1982年成功利用磁致伸縮效應(yīng)，研制了具有新型磁頭型扭矩傳感器的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)。電磁法測量精度高，抗電磁干擾性強(qiáng)，信號穩(wěn)定。但是其傳感器成本高，而且傳感器安裝困難，使電磁法在旋轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測的應(yīng)用中具有一定的局限性。
1.4存儲式扭矩監(jiān)測技術(shù)
存儲式監(jiān)測技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種較為新穎的監(jiān)測手段。其基本流程是將嵌入存儲器件的監(jiān)測裝置與被測部件有機(jī)的結(jié)合到一起，部件工作過程中，完成部件各狀態(tài)參數(shù)的測試，并將數(shù)據(jù)存入存儲器件。測試完成后，從存儲器件中將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。華北工學(xué)院利用存儲式扭矩測量方法完成了汽車發(fā)動機(jī)輸出軸實(shí)車扭矩的測試工作，發(fā)動機(jī)輸出軸附近電磁干擾強(qiáng)，說明存儲法具有安裝使用簡便和抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)［9］。但是存儲法不能實(shí)時(shí)觀察數(shù)據(jù)情況，且只能離線分析數(shù)據(jù)，并不能稱之為真正意義上的在線監(jiān)測，在使用中具有一定局限性。
1.5基于無線電遙測的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)
近年來，隨著無線電技術(shù)的不斷發(fā)展，無線電遙測開始出現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)的各個領(lǐng)域。無線電數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹硎峭ㄟ^調(diào)制后將被測信號附加在某種載波信號上形成調(diào)制波，并通過天線將調(diào)制波發(fā)送出去。接收端接收到調(diào)制波后經(jīng)過解調(diào)后將被測信號還原。依據(jù)載波頻率的不同，可以分為紅外通信和射頻通信。前者的載波頻率位于紅外IR波段，而后者則位于射頻RF波段。1994年，來自蘇州大學(xué)工學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)利用無線電遙測技術(shù)，研制了微型遙測扭矩監(jiān)測系統(tǒng)。國外的BentlyNevad公司正在進(jìn)行一種叫做Torximitor的非接觸扭矩傳感器，并利用其構(gòu)建非接觸式扭矩監(jiān)測與采集系統(tǒng)，該傳感器便是利用紅外發(fā)光二極管與光電晶體管完成數(shù)據(jù)通信。紅外傳輸和射頻傳輸具有以下特點(diǎn):
1)紅外傳輸沒有復(fù)雜的通信協(xié)議，傳輸速率快。且發(fā)射器一般采用發(fā)光二極管，接收器一般采用硅光二極管，成本低廉，器件尺寸小，方便安裝［10］。
2)紅外光與可見光波長相似，在傳播過程中同樣能夠發(fā)生發(fā)射和漫反射，同時(shí)與可見光一樣，紅外光不可以穿透墻壁，在一定程度上增加了紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄浴?/p>
3)紅外光譜的波長范圍很寬，在世界范圍都通用，使用不會受到帶寬限制，具有相當(dāng)大的傳輸速率。同時(shí)，紅外數(shù)據(jù)傳輸也具有一些無法克服的缺點(diǎn)。首先，紅外光(780～950)nm對人的眼睛有灼傷作用，具有一定的安全隱患;其次，紅外光很容易受到環(huán)境光線(如太陽光)的影響，抗干擾性較差;同時(shí)，紅外數(shù)據(jù)傳輸功耗較大，在一些要求低功耗場合(例如電池供電或采用非接觸供電方式時(shí))使用具有一定的局限。射頻傳輸器件價(jià)格較為昂貴，使用過程比紅外傳輸復(fù)雜。其具有復(fù)雜的通信協(xié)議，雖然使數(shù)據(jù)帶寬受到一定限制，但復(fù)雜的校驗(yàn)算法可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，射頻傳輸不會受到距離和環(huán)境的限制，使用靈活方便。
1．6基于非接觸供電和無線遙測技術(shù)扭矩在線監(jiān)測系統(tǒng)
近年來，非接觸供電技術(shù)不斷應(yīng)用到工程實(shí)踐當(dāng)中，裝甲兵工程學(xué)院的丁闖等人將非接觸供電技術(shù)引入到旋轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測系統(tǒng)中，該供電平臺采用電磁感應(yīng)原理研發(fā)而成，通過初級和次級線圈的相互耦合，實(shí)現(xiàn)了非接觸的電能傳輸，為實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸扭矩長期實(shí)時(shí)在線監(jiān)測提供了可能。監(jiān)測系統(tǒng)利用在旋轉(zhuǎn)軸上粘貼應(yīng)變片的方法完成應(yīng)變到電壓信號的轉(zhuǎn)變，后經(jīng)信號調(diào)理電路以及A/D轉(zhuǎn)換后被單片機(jī)獲取，利用霍爾開關(guān)傳感器完成旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測量，應(yīng)變和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)通過射頻傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的綜合監(jiān)測平臺上。所有軸上的測試設(shè)備的供電均由基于電磁感應(yīng)原理的非接觸供電平臺提供。
1.7基于微帶天線的能量傳輸技術(shù)的扭矩監(jiān)測系統(tǒng)
北京科技大學(xué)的張雪松等人對基于無線能量傳輸?shù)呐ぞ乇O(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)通過分散式的微帶天線完成能量與信號的傳輸。該系統(tǒng)的基本原理是利用微波進(jìn)行能量傳輸，功率源通過發(fā)射天線向外輻射微波，接收天線接收后經(jīng)過整流濾波為系統(tǒng)供電。系統(tǒng)采用分散式天線進(jìn)行能量傳輸，將裝有多個接收天線的受電環(huán)安裝在軸上隨軸一起轉(zhuǎn)動，將軸穿過由多個發(fā)射天線和功率源組成的供電環(huán)，并與軸上的受電環(huán)對齊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測電路的電能供給。分散式傳輸可以避免功率分配器工作時(shí)產(chǎn)生的大量損耗，分散式的天線同時(shí)降低了制造和安裝的難度，該方案為解決旋轉(zhuǎn)軸長期在線監(jiān)測所需電能的問題提供了新的思路和方法，但利用微波輻射完成非接觸供電的傳遞功率和效率還較低。
2結(jié)論