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快速检测技术论文【五篇】(完整)

时间:2023-06-27 21:45:02 公文范文 来源:网友投稿

《食品安全快速检测技术》是一门具有较强实践性、理论性和系统性的课程,该课程是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的重要专业基础课。课程旨在让学生掌握食品感官检验、食品化学分析、仪器分析、食品微生物快下面是小编为大家整理的快速检测技术论文【五篇】(完整),供大家参考。

快速检测技术论文【五篇】

快速检测技术论文范文第1篇

关键词:
《食品安全快速检测技术》 教学改革 教学探索

《食品安全快速检测技术》是一门具有较强实践性、理论性和系统性的课程,该课程是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的重要专业基础课。课程旨在让学生掌握食品感官检验、食品化学分析、仪器分析、食品微生物快速检测的方法和原理。

一、教学中存在的问题

(一)传统教学目的是使学生理解和掌握有关食品安全快速检测理论知识,很多实验是在为基础化学和基础生物学补课。以演示性、验证性实验为主,对学生动手能力、解决实际问题及在实践操作中创新能力的培养缺乏足够的重视,注重培养学生创新能力的综合性、设计性、研究性实验较少。课程设置大都以理论课为主干,把实验课当成是理论课的附属。单纯理论和公式讲授,学生在学习过程中容易产生难学、厌学情绪,一些学生为了拿学分而学习,不能从学习中享受到乐趣,学习态度不端正。

(二)需要提高学生实验基本操作技能和分析数据的能力。由于学生没有参与到实验前期准备工作中,仅仅参与食品理化成分等的测定步骤,因此实验基本操作技能训练不完整,例如样品处理、数据处理等。样品的采集、制备、预处理及样品的保存等重要内容成了学生的“弱项”。即便大部分学生都能够顺利地完成实验操作,得到相应的实验数据,但由于对数据处理方法不熟悉,误差概念不明确,导致分析结果不可靠,很多学生做完实验就算完成任务,从来不想为什么会得到实验结果,与所学的理论内容有什么关系。

(三)实验室的很多设备不能满足实验的需要。各专业之间、各学科之间仪器设备资源的共享问题还没有解决。例如ATP荧光光度计、甲醇速测仪等快速检测设备只能通过图片、说明书和网络知识了解,学生无法拿到这些仪器活学活用。

二、教学改革措施

(一)课堂教学改革措施。在课堂教学中,根据专业需要,对教材内容进行精简,以基础知识为主体,深入介绍,使学生对课程有一个完整的认识过程。教学中由浅入深、循序渐进,既注意层次分明,又注意知识的连贯性及实用性,使学生较好地把握教材内容,为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。

为强化教学效果,采取以下改革措施:1.在课堂教学中,采用讲授、提问、答疑等多种教学方法。2.利用现代教学手段,利用先进设备及多媒体,针对课程的特点,按授课知识点制作《食品安全快速检测技术》课件,或直接播放Flas、实验录像片,使理论知识形象生动,便于学生理解。3.授课时注重调动学生的学习主动性,培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。根据课程特点,开展课堂讨论。主讲教师根据所讲内容列出讨论题,所列的讨论题目大部分是食品工厂或现实生活中涉及食品安全检测的问题,对教学中的重点、难点及带有研究、探讨性的问题,让学生查阅有关资料充分准备后再讨论,然后教师对讨论进行归纳总结。加强学生对食品试验设计和数据处理的学习。教研室采取定期组织教师听课,观摩教学,在授课结束后,主讲教师写出总结材料,并对试卷进行卷面分析和考试总结,找出不足之处,提出整改措施。4.增加实验课成绩在总成绩中的比例,期末试卷出一些实验操作题,使学生牢固掌握实验中的重点、难点,认识到实验课的重要性。

(二)实践教学改革措施。本课程是一门实践性和应用性很强的课程,实践教学环节极其重要。在实践教学方面,本课程以自主性和创新性为原则,提高学生的实验技能与动手能力。

1.加强实验教学环节。实验课开设的总体思路既注重基本技能及知识的掌握,又重视独立工作和思考能力的培养。实验课中,加强基本操作训练,增加现代实验技术内容,并同专业课相结合,开设综合性、设计性实验;
实验中坚持学生独立操作,培养学生独立思考的能力。

2.加强生产实践环节,注重理论与实践有机结合。让学生进入葡萄酒厂、番茄酱厂、饮料公司、农产品检测中心、疾病预防控制中心等各类企事业单位进行生产实习,亲自参与食品生产和安全检验的全过程,使其认识到食品安全快速检测知识对食品品质及食品企业经济效益和声誉的重要性,通过原料收购、生产加工、卫生检测等具体环节强化学生对理论知识的把握,并使学生认识到食品安全快速检测技术对企业的重要性。坚持教学、科研、生产相结合。实践环节促使学生理解和掌握理论知识,锻炼学生的动手能力,为学生今后顺利完成毕业论文及尽快适应以后的科研与生产工作打下坚实的基础。

3.在进行课堂教学和基础性实践教学的同时,辅以课外科研训练。实行“基本技能训练综合性实验设计性实验在生产实习中加强对‘食品安全快速检测’知识的理解与应用”的实践教学模式。把科研与教学紧密结合起来,指导学生参加完成“大学生研究训练计划”和“大学生挑战杯”论文。通过这些实践性环节的实施,学生能够较好地掌握食品安全快速检测技术的基本原理和方法,强化创新思维和创新能力的培养。

(三)加强实验室建设。不断增添新仪器,提高教师的业务水平,对教师和实验人员进行培训,鼓励教师利用丰富的科研经验充实教学内容。《食品安全快速检测技术》注重食品成分含量的测定和食品中有害物质及掺假物质检测。我院购置了气相色谱、液相色谱、气质联用、原子吸收、食品物性测试仪等先进设备,建立了中心实验室,实现与其他学院仪器设备共享,促进大学与企业公共实验平台建设,使食品安全快速检测基础理论与实验操作紧密结合。

本课程的教学改革要求学生对食品安全快速检测技术有较全面、系统的了解和掌握,为学生毕业后走向食品研究、检验、生产及外贸等部门起到桥梁作用。通过对课程的不断改革和完善,学生对这门课学习兴趣更浓厚,学习态度有所改进,学习成绩大幅度提高。

参考文献:

[1]叶瑞洪.《食品理化检验与分析》课程教学改革尝试[J].福建师范大学福清分校学报,2007,2:46-48.

[2]黄丹,刘达玉.对《食品理化检验》实验教学改革的几点思考[J].高教论坛,2006,5:108-109.

[3]胡伟光.工业分析与检验专业教学改革初探[J].辽宁高职学报,2005,7(3):50-52.

[4]丁建英,张根华,权英.《食品安全快速检测技术》课程教学改革的探讨[J].安徽农业科学,2010,38(30):17347-17348.

[5]袁高峰,方旭波,陈小娥.食品安全快速检测技术课程教学实践与探索[J].中国轻工教育,2011,1:56-57.

快速检测技术论文范文第2篇

关键词:
超声导波、 Isonic2006系统、 内腐蚀

Abstract: this paper based on the principle of guided wave, this paper introduces Isonic2006 portable try sound positioning Israel multi-function ultrasonic imaging detection system; According to an oil pipeline in service of internal corrosion inspection, realized the high precision quantitative and corrosion in positioning.

Keywords: ultrasonic wave guide; Isonic2006 system, inside corrosion

中图分类号:
TE973 文献标识码:A文章编号:

1、引言

导波技术[1-2]对管道及焊缝的内部缺陷具有高检出率及准确定量性,相对常规检测方法,并且具有检测的高效率。超声导波技术已在国内各工业领域都逐渐被广泛运用,结合国内日益兴起的工业,在某些特殊在役环境中有取代RT 技术的趋势。

2、导波检测技术基本原理[3-4]

在无限均匀介质中传播的波称为体波,体波有两种:一种叫做纵波(或称疏密波、无旋波、拉压波、P波);
一种叫做横波(或称剪切波、S波),它们以各自的速度传播而无波形混合。而在一弹性半空间表面处,或两个弹性半空间表面处,由于介质性质的不连续性,超声波经过一次反射或透射而发生波形转换。随后,各种类型的反射波和透射波及界面波均以各自恒定的速度传播,而传播速度只与介质材料密度和弹性性质有关,不依赖于波动本身的特性。

当介质中有多于一个的界面存在时,就会形成一些具有一定厚度的“层”。位于层中的超声波将要经受多次来回反射,这些往返的波将会产生复杂的波形转换,并且波与波之间会发生复杂的干涉。若一个弹性半空间被平行于表面的另一个平面所截,从而使其厚度方向成为有界的,这就构成了一个无限延伸的弹性平板。位于板内的纵波、横波将会在两个平行的边界上产生来回的反射而沿平行板面的方向行进,即平行的边界制导超声波在板内传播。这样的一个系统称为平板超声波导。在此板状波导中传播的超声波即所谓的板波。板波是超声无损检测中最常用的一种导波形式,由20世纪初究无限大板中正弦波问题而得名。除此之外,圆柱壳、棒及层状的弹性体都是典型的波导。其共同特性是由两个或更多的平行界面存在而引入一个或多个特征尺寸〔如壁厚、直径等)到问题中来。在波导中传播的超声波称为超声导波,在圆柱和圆柱壳中传播的导波称为柱面导波。

3、Isonic2006便携式声定位多功能超声成像检测系统简介

以色列 Sonotron NDT 公司出品的Isonic系列多功能便携式超声成像检测系统,是一种由计算机集成专业软件模式的新一代数字超声成像检测设备,该设备采用Windows 操作系统、一体化防水键盘(部分机型采用内置式电子键盘)、触摸式液晶彩屏、检测数据后处理自动生成报告直接打印或快速共享至网络设备进行处理等功能,具备了电脑的所有性能。主要特点:灵巧、可靠、快速、可实现一次性记录20米扫查距离,快速完成斜探头及直探头B扫描、导波及TOFD成像自动记录缺陷,适用于各种现场的手动及自动化检测,独有的声定位C 扫描设计,可对探头和检测件的相对位置,及探头移动间距与转向角度进行全空间无线式三维跟踪,扫查成像进程与检测跟踪记录同步完成,并自动记录缺陷,确保检测区域扫查覆盖率达到100%;
系统见图2.

针对管道内腐蚀检测,本文主要介绍Isonic2006检测系统中的快速导波扫描功能、快速B扫描功能、声定位C扫描功。

4、 导波对在役输油管道检测运用

针对长距离的在役输油管线,现场先是通过Isonic2006 系统的导波功能,采用其中的快速导波扫描功能对管道母材腐蚀进行快速预检,结果发现距离检测点1米外的缺陷信号,在快速导波检测出有问题的区域进行表面打磨,在打磨区通过Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其进行内壁腐蚀定量,其扫描如图2所示,检测输入出来的数据图如图3所示。

图2 内壁腐蚀定量检测图 图3 内壁腐蚀定量检测图

根据色彩图,很容易看出内腐蚀区域的面积,从该面积图中,可以通过滤波从中精确的测量出内腐蚀的长度、宽度、深度及面积,得出的具体参数如下:

L-Coordinate = 57.28 mm (位置) Projection Length = 27.4 mm (宽度)

X-Coordinate = 47.47 mm (位置) Projection Width = 37.97 mm (长度)

Y-Coordinate - Depth = 4.01 mm (深度)Projection Height = 3.03 mm (减薄量)

有以上数据可以充分的说明Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其内腐蚀检测的精准的定位性及定量性。

5、结论

通过波导检测技术中的Isonic2006检测系统对在役输油管道的检测中,可以得出该技术对缺陷的检出率明显高于常规的检测技术,并且对内腐蚀的长度、宽度深度、面积具有检测速度快,检测精度准的特性。扫描图显示的缺陷较为直观,并可永久保存,综合成本低,对周边环境无影响,可在很大程度上为业主节省工期,更值得重视的是对人体无辐射危害,值得推广。

参考文献:

[1] 管道超声导波检测技术研究进展.焦敬品等.实验力学[J],2002.3

快速检测技术论文范文第3篇

关键词:Soleris快速检测系统 微生物检测 阳性试验 准确率

食品安全是一个全球性的话题,全球食品行业每年有5000亿的产值,保障食品质量与安全需要所有相关行业的共同努力。近年来随着环境污染的加剧和生态平衡的不断破坏,可导致人类感染的致病菌的种类越来越多,微生物对人类的威胁越来越大。随着人们对食品安全的关注越来越高,与其相关的理念与技术也不断升级。传统的微生物检验方法,主要包括形态检查和生化方法,其准确性、灵敏性均较高,但涉及的实验较多、操作烦琐、需要时间较长、准备和收尾工作繁重,而且要有大量人员参与[1,2]。繁琐的检测程序不仅占用了大量的检测资源,更重要的是冗长的检测周期既不利于生产者对食品的在线控制,也不利于监管部门对问题食品的快速反应,因此运用食品微生物快速检测技术,对防止食源性疾病的危害以及对企业的发展具有重要意义[3]。

本实验主要应用Soleris微生物实时光电快速检测系统对完美(中国)有限公司自产保健食品中霉菌酵母菌进行检测,以判定该系统应用于保健食品的及时性和准确性。Soleris系统原理是基于传统的培养基理论和染色技术,结合了光电检测技术和计算机控制的模块化分析系统,对产品中的微生物进行检测。在预制的Soleris试剂瓶中放置特异性的培养基和专用指示剂,当微生物在培养瓶中生长时,会发生代谢产物改变培养基pH值或释放CO2等生化反应,从而引起指示剂的颜色变化。Soleris系统利用光电检测仪器,每隔6分钟监测试剂瓶底部琼脂栓的颜色变化,Soleris软件将监测到的数据收集并传输到计算机中进行分析统计,然后即可得到准确的检测结果[4]。

1 实验部分

1. 1 仪器与试剂

Soleris微生物实时光电快速检测系统,高压灭菌锅,生化培养箱,超净工作台,冰箱,水浴锅,天平,微量移液枪,DYM-109试剂瓶,YI-110(补充液)。

检测保健食品:胶囊产品健扬胶囊(英文缩写JYC)、粉剂产品肽藻营养粉(英文缩写PSN)、口服液产品活立多(英文缩写OLI)(以上均为完美(中国)有限公司所产保健食品)。

1.2 样液制备

1.2.1 菌液制备

菌种来源:黑曲霉ATCC16404、白假丝酵母菌ATCC10231以及完美高纤乐产品中分离出的霉菌。混合菌液:酵母菌菌种斜面培养物和霉菌菌种斜面培养物2~8℃保存(第二代)。从斜面培养物中传代至PDA斜面上,28℃培养3天,作为工作菌株使用。首先用接种环在新鲜接种培养的酵母菌斜面上挑取两环酵母菌至90mL无菌水中,混合均匀。然后再用10mL无菌水洗脱一支新鲜接种培养的霉菌斜面,用接种环轻轻来回擦拭霉菌斜面,将孢子洗脱下来。用移液管吸取5mL孢子洗脱液沿瓶壁缓慢注入上述90mL无菌水中,混合均匀,得到霉菌酵母菌的混合菌液。此菌液100记为原液C0。用移液管吸取上述混合菌液10mL至90mL无菌水中,震摇使其混合均匀,此菌液10-1记为C1。依次按此操作程序,制备10倍系列稀释菌液。每递增稀释一次,换用一支移液管。菌液记为C0,C1,C2,…C7,C8。

1.2.2 样品液制备

称取10g样品至80mL无菌水中,共计称取7组,分别记为样①,样②,…,样⑦。然后分别向样品液中接种10mL上述已制备的菌液,即加10mL C2菌液至样①中,加10mL C3菌液至样②中,…,加10mLC8菌液至样⑦中,含不同浓度霉菌酵母菌的1∶10的阳性样品液制备完成。

1.3 检测流程

加入150μL YI-110(补充液)于DYM-109检测试剂瓶中,将配置好的样①~⑦加入到DYM-109检测试剂瓶中,拧紧盖子轻轻振摇使待检样品与试剂瓶内液体混合均匀。将试剂瓶置于Soleris快速检测系统培养,录入样品检测信息开始检测,28℃,培养48h,读取检测结果进行统计(包括假阳性率*、假阴性率*、准确性*、特异性*、灵敏度*)。同时对样①~样⑦采用国标方法(GB/T 4789.15-2003)检测霉菌、酵母菌。

2 结果与讨论

2.1 芦荟矿物晶Soleris快速方法验收结果(与基准方法国标方法相比),见表1、图1。

GB法检测结果

2.2 肽藻营养粉Soleris快速方法验收结果(与基准方法国标方法相比),见表3、表4、图2。

2.3 活力多Soleris快速方法验收结果(与基准方法国标方法相比),见表5、表6、图3。

准确性即指参考方法(G B平板法)与替代方法(Soleris快速法)对于指定样品所得到的检测结果的一致性。特异性即指当参考方法没有检测到目标分析物时,替代方法相对于参考方法也不会检测到目标分析物的能力,即评估该方法的假阳性率。灵敏性即指当参考方法检测到目标分析物时,替代方法也检测到目标分析物的能力,即评估该方法的假阴性率。

由图1可见, Soleris快速法检测健扬胶囊产品的曲线中Soleris快速检出时间与含菌量存在较好的负相关的关系,即含菌量越多,检出时间越早。当产品中含菌量大于标准25CFU/g时,系统在22h左右报警。由图2可见,Soleris快速法检测肽藻营养粉产品的曲线中Soleris快速检出的曲线跟阳性曲线一致,且检出时间与含菌量存在较好的负相关的关系,即含菌量越多,检出时间越早。对肽藻营养粉而言,当产品中含菌量大于标准25CFU/g时,系统在20h左右报警。由图3可见,Soleris快速法检测活力多产品的曲线中Soleris快速检出的曲线跟阳性曲线一致,同样其检出时间与含菌量存在较好的负相关的关系,即含菌量越多,检出时间越早。对活力多而言,当产品中含菌量大于标准25CFU/g时,系统在20h左右报警。快速检测及其自动化综合引用微生物学、化学、分子生物学等试验技术对微生物进行分离、检测。和传统方法比较,更快、更方便、更灵敏,可以同时得到定量的检测结果。因此Soleris系统既可以适应国内食品检测的特定要求,又能为企业的快速放货提供信心保证[5]。完美公司遵从质量第一原则从满足消费者对食品安全与生命健康的迫切要求出发,将新型检测技术与传统检测相结合,给予产品质量双重保障,对存在微生物风险的产品能够在30h内发出警报,缩短了分析不合格的原因,减少了不合格品的产生,提高了过程监控反应速度,利于产品的质量控制与生产控制,既是对自己严格要求,也是对消费者负责任的体现。

参考文献

[1] 唐灵, 郭奕芳, 吴翊等. Petrifilm 纸片法和国际法检测奶制品细菌总数和大肠菌群数的结果比较[J].中国卫生检验杂志,2000, 10 (3):325-327.

[2] 吴清平, 周艳红, 蔡芷荷. 卫生微生物特异性显色培养基的研究与应用[J].中国卫生检验杂志,2005, 15(1):
124-126.

[3] 熊强,史纯珍,刘钊.食品微生物快速检测技术研究进展.食品与械[J].2009,9(25)

快速检测技术论文范文第4篇

关键词 水产品;
硝基呋喃类代谢物;
检测方法;
比较

中图分类号 O657.63;
TS201.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)05-0303-01

硝基呋喃类药物(Nitrofurans)是人工合成的具有5-硝基呋喃基本结构的广谱抗菌药物,广泛用于家禽、家畜、水产、蜂等动物传染病的预防与治疗,当含有硝基呋喃类抗生素残留的食品被食用,将会对人类健康造成危害。由于硝基呋喃类药物残留危害严重,我国农业部文件农牧发〔2002〕号也规定动物源性食品中呋喃唑酮的检出限为不得检出,但是硝基呋喃类药物残留超标事件时有发生,必须进一步强化对硝基呋喃类药物的管理。

据报道,用于检测硝基呋喃类抗生素及其代谢物残留的方法主要有色谱方法及其联用技术、分光光度法、免疫分析法等[1-4]。沈阳市农业检测中心常采用免疫分析法,即速测法与液-质联用技术结合的方法。通过对58批次淡水鱼的检测,比较、分析2种不同的检测方法的优缺点。

1 材料与方法

供试材料为58批次鱼类样品。

1.1 快速检测方法(胶体金法)

检测原理:采用免疫竞争法结合胶体金标记技术进行检测。主要利用了金颗粒具有高电子密度的特性,在金标蛋白结合处,在显微镜下可见黑褐色颗粒,当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,可见红色或粉红色斑点,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。

检测试剂:氯霉素及硝基呋喃代谢物(AOZ、AMOZ、SEM)快速合检试剂盒,批号:EG10009,生产日期:2012-07-11,北京六角体科技发展有限公司。检出限:1.0 μg/kg。结果判定标准见图1。

1.2 液-质检测方法

检测原理:鱼中残留的硝基呋喃类蛋白结合代谢物在酸性条件下水解,用2-硝基苯甲醛衍生化,经乙酸乙酯液-液萃取净化后,液相色谱-串联质谱仪测定,内标法定量[5-8]。检出限:0.25 μg/kg。

2 结果与分析

从表1、图2可以看出,58批次鱼样中,快速检测法20批次不合格,不合格率34.5%;
液-质检测法8批次不合格,不合格率13.8%,其中6批次最终确证为AOZ超标,1批次确证为SEM超标,1批次确证为AMOZ超标,排除假阳性12批次,不合格率降低20.7个百分点。分析原因,因快速检测法检出限是1.0 μg/kg,液-质检测法检出限是0.25 μg/kg,本实验室在判定时,本着宁枉勿纵的原则,快速检测时严格判定,将T线偏浅于C线的测试板即判定为阳性,然后以液-质检测法确证,从而保证检测结果的准确性。

3 结论与讨论

通过对上述2种方法操作及结果的比较显示,快速检测方法具有快速、简便、灵敏、高特异性等优点,缺点是容易出现假阳性问题;
液-质联用技术LC-MS提高了分析的灵敏度、精确度,降低了检测限,特异性更强,假阳性率更低,其应用前景广阔,但同时存在实验设备要求高、操作费时、费力、有机溶剂污染等缺点。建议在使用快速检测法测定时加强质量控制,进行方法确证,增加标品添加试样、试样空白和试剂空白的检测,从而提高判定结果的准确性与依从性。

我国加入WTO以后,发达国家的“绿色壁垒”、“技术壁垒”问题严重冲击着我国对外出口贸易。因此,快速、准确地检测硝基呋喃类药物代谢物是检测工作者的工作目标和重点,值得深入研究和探讨。

4 参考文献

[1] 刘正才,杨方,余孔捷,等.硝基呋喃类代谢物残留量检测标准的比较[J].分析试验室,2011,30(11):43-47.

[2] 生威,李季,许艇.动物性产品中硝基呋喃类抗生素残留检测方法研究进展[J].农业环境科学学报,2006,25(S1):429- 434.

[3] 孙言春,张洁,牟振波,等.固相萃取液相色谱串联质谱测定水产品中硝基呋喃类代谢物残留研究[J].中国渔业质量与标准,2011,1(2):54-59.

[4] 王媛,蔡友琼,贾东芬,等.高效液相色谱法检测水产品中硝基呋喃类代谢物残留量[J].分析试验室,2009(12):86-90.

(下转第307页)

[5] 王璟,杨楠,赵晶,等.液相色谱-串联质谱法检测水产品中硝基呋喃类代谢物[J].中国卫生检验杂志,2008,18(6):978-980.

[6] 余孔捷,刘正才,黄杰,等.高效液相色谱-串联质谱法快速检测鳗鱼及烤鳗中硝基呋喃类代谢物残留[J].食品与发酵工业,2007,33(7):132-134.

快速检测技术论文范文第5篇

【关键词】桥梁无损检测关键技术分析展望

中图分类号:K928文献标识码:
A 文章编号:

无损检测技术,也就是非破坏性检测,是在保证待测物质的状态、化学性质等不被破坏的前提下,对待测物进行有关的内容、性质或成分等物理、化学情报进行检查的方法。随着计算机技术以及自动化水平的提高,无损检测技术以其快速、直观及可以显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,在道路桥梁检测中得到了广泛应用。它对路面设计的改善以及道桥无损检测技术探究的开展有着重要意义,能够提高道路桥梁的建设、管理及养护水平。

一、桥梁无损检测技术概述

无损检测技术是指在不影响结构或构件性能的前提下,通过测定某些适当的物理量来判断结构或构件某些性能的检测方法。无损检测技术是材料学、应用物理学、现代电子技术和计算机技术相结合产物。桥梁工程中无损检测技术的形成和发展与混凝土无损检测技术的发展密切相关。

20世纪30年代,研究人员开始探索和研究混凝土无损检测方法,1930年首先出现了表面压痕法,1935年G.Grimet、J.M.Ide用共振法测量混凝土的弹性模量,1949年Leslie和Cheesman、R.Jones等运用超声脉冲法获得成功,这些研究为混凝土无损检测技术奠定了基础。混凝土无损检测技术研究快速发展,并形成了一个较完整的混凝土无损检测体系。桥梁无损检测技术正是在此基础上发展而形成的,并在实际工程应用中得到了快速发展。

20世纪80年代以来,随着相关科学技术的发展,无损检测技术又有了新的突破,出现了许多新的测试方法,例如微波吸收、雷达扫描、红外热谱以及脉冲回波等。随着无损检测技术的日臻成熟,英美等国开展了无损检测技术的标准化工作,颁布了ASTM(美国)、BSI(英国)等标准,对无损检测技术的工程应用起到了良好的促进作用。进入20世纪90年代,随着现代传感与通信技术的发展,先后出现一大批新的检测方法和检测手段,使无损检测技术向着数字化、智能化、快速化、系统化的方向发展,无线技术的应用也极大地降低了检测时的工作量。

桥梁安全检测可分为总体检测和局部检测。总体检测主要依赖于动静载试验,动静载试验是一种经常被采用的桥梁检测方法,由试验测得的挠度、应变和位移,辅以检测人员的现场目测,来综合评判桥梁的状况。局部检测主要有混凝土硬度实验、超声波探测、腐蚀作用实验、冲击反射、磁电阻抗、锈蚀势能、远红外热像、地面渗透雷达、X射线摄像和声发射等等多种检测手段。裂纹的探测是局部检测中一个重要的方面,常用的方法有:液体渗透、磁分子、涡流仪、超声波和声发射等。探测钢桥体积缺陷一般用X射线摄像法。观察法是桥梁检测中最古老的方法,主要依赖于专家的感性和定性的经验分析,常会因为专家的主观意愿而有失客观,不能完全正确评判结构的损伤状况。

二、桥梁无损检测关键技术分析

1、回声波检测法

回声波法检测原理是:通过在结构上作用一个短的持续作用,产生应力( 声) 波,通过结构,并由缺陷和外表面反射。假如声阻力不同,这些低频率应力波以不同速度传播。采用传感器记录表面移置,表面移置是由反射波到达冲击表面引起的。将振幅和频率保存于后处理中。空洞检测的准确性可以用可检测到的最小侧向空洞尺寸来表示。根据冲击器直径的变化,出入频率有所不同,即冲击器直径越小,冲击器的频率越高,分辨率越高,但是穿透深度越小。

回声波具有显著的优点。因为没有放射性或 X 射线的危险,该方法的使用安全能够得到保证。该方法能够检测到在金属和塑料管道中空洞的出现、空洞的深度、与加强区的距离及单元的厚度。回声波法检测法风险低,仅需要一面的检测通路,能检测金属和塑料管道中的空洞。然而,该方法仅能检测到大尺寸的空洞。

回声波可检测到空洞的最小尺寸往往大于很多管道中空洞的直径,并且大于对钢筋耐久性有重要影响的空洞尺寸。在关键截面区,很多管道都不能从下端背面进行检测。如果仅限制到从一面观察,这进一步减小了潜在的缺陷范围。不能检测到水充满于空洞的情况。除了初始空洞表面信息以外,不能提供其他结构信息,如果假定从底部表面和水平表面测量,可能导致管道尺寸减小。该方法并不像冲击雷达一样速度很快,并且需要管道尺寸等信息来帮助解释说明。布置拥挤的管道和加固区都可能给检测增加困难。

2、探地雷达(GPR)检测法

GPR 是一种电磁回声方法。采用一个传感器(发射器或者接收器),该传感器以某一指定速度穿过结构表面。声波较短的持续脉冲能量得以传播,同时接收器接收从材料表面和结构特征处探测到的反射信号。这些信号带有不同的介电常数,例如被埋藏的金属物体或者空洞。收集到的数据是一个有效的连续截面。信号的振幅,阶段和连续性受到材料类型这一因素的影响,信号的连续性受到构件形状的影响。无线脉冲传播时间受到层厚度或者埋藏特征的影响。GPR 是一种低风险的检测方法,主要应用是在使用其他可选方法前,定位管道和加固区。

GPR 检测法产生高频电磁冲击脉,通过天线在结构内传播。这些电磁波有一部分在界面改变处反射和折射,因为在界面改变处介电常数有所改变,并且由一个接收器记录下来。如果接收天线是常用的单声道操作(反射模式),发射天线可以和接收天线布置于同一外壳。集合系统往往在表面扫描而过,来确定反射信号的雷达追踪。各种典型的天线频率在 100 MHz ~ 1 500 MHz 之间,用于调查不同结构形式和材料状况。

GPR 检测法能够有效绘制空洞或剥离程度,速度快,覆盖范围广。因为没有放射性 X 射线的危害,GPR 检测方法的使用安全可以得到保证,尤其适用于检测很多通道条件苛刻的结构,或者适用于不能有损伤的内部结构。GPR 检测法能很好的确定金属管道的位置,并且很可能成为后张混凝土桥梁结构应用的主要方法。在完全灌浆的塑料管道中,该方法能够定位金属管道,加固区和钢筋。

3、射线探伤法

射线探伤法将底片置于混凝土构件后,通过对敏感底片发射X 射线或伽玛射线,从而生成含空洞的图片。射线探伤法可以确定空洞程度和断裂钢筋的位置。适用于桥梁交通开放的情况,并可以从图书馆在线快速获取图像。理想条件下,图片准确无异议。这种方法所需的操作人员数量较少。但射线探伤法需要很多强有力的探射源穿透厚截面,或者获得实时图像,从而增加了成本,使结构健康和安全预防措施更加严格。采用射线探伤法可以获得清楚的图片,但如果截面厚,或与管道或钢筋交错布置时,就不宜用图片说明。放射源放射出的伽玛射线最大能够穿透150mm的铱,400mm 的钴,并且必须能机械化的放置于带有护套的盒子中。X射线源的穿透能力达 1500mm,并且能够自动关闭,这是该方法的一个显著安全优势。当通道便捷,并且安全情况理想时,射线探伤法能提供便于解释说明的图片。证明了这种方法是一个适用性很强的NDT技术。

三、无损检测技术的展望

1、无损检测技术的理论研究探索

无损检测方法必须建立在被检测的某些性能与适当的物理量之间相互关系的基础之上。一般采用两种方法,一是建立在大量试验基础之上的归纳法,即是用回归分析方法确定检测性能与要评价量之间的经验关系。这种方法不仅工作量巨大,受限制的客观因素多,而且常有一定的主观盲目性,主要用于无损检测技术的初期的理论研究。另一种是以基础科学的基本原理为依据的演绎法,以要评价量与物理量之间的理论联系为基础进行逻辑推理,从理论上确定其间的相互关系,然后再作适当的试验验证。这种方法已经被认为是无损检测技术理论研究方向极具前途的方向,我们应该给予高度的重视。另外,由于科学技术的发展,学科交叉的现象日益普遍,特别是将一些高新技术的最新研究成果应用于无损检测技术的研究,必将推动该技术的飞速发展,这也是值得我们关注的一个方向。

2、无损检测技术的工程应用探索

无损检测技术的工程应用取决于现有检测手段和检测仪器的更新。近年来,在对原有检测方法进一步完善的同时,又出现了综合法,许多学者认为,综合法 可以从不同的检测参数中获取较多的信息,并可清除部分不利因素的影响,因而误差较小,是今后检测强度方法的主要研究方向。对于缺陷检测技术,大多是以波动传播为基础。

波形接收信号分析技术和脉冲回波技术的发展是无损 检测技术值得注意的方向,已经出现了许多新的方法,如雷达波、红外热谱、激光、超声波等方式。一般认为,这类依靠远程(非接触) 辐射传递信息的高速检测技 术,在工程应用中是一个极具前途的研究方向。随着测试方法和电子技术的发展,无损检测仪器也发展到一个新的水平。近年来,高灵敏传感系统(如 红外、微波、射线等系统) 的不断出现,使无损检测技术的传感系统向多元化、智能化的方向发展,使检测仪器 向专用化、小型化、一体化、集约化的方向发展。检测 仪器的研究是无损检测技术发展的基础,如何将电子技术与检测技术紧密结合起来,也是值得我们关注的问题。

总结

随着我国大规模的道路桥梁交通建设,一些建成的高等级公路和大型桥梁、隧道等结果的使用安全性的问题也显得日益突出,这为无损检测技术的发展提供了很好的发展市场,同时也为无损检测技术提出了相应的更高的要求。因此,无损检测技术的研究和开发具有广阔的前景。

参考文献

[1] 张勇,国春萍.无损检测技术在道路工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2011,(02).

[2] 唐立琴.浅析无损检测技术在道路工程中的应用[J].今日科苑,2010,(08).

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