评定系统

关键词： 达到 里程 养护 公路

评定系统（精选十篇）

评定系统 篇1

对于路面不平度指标的验收, 国内外目前大多以国际道路不平度指数 (IRI) 作为参考指标, 直接或间接地鉴定路面不平度, 为道路分级。现有的国内外检测路面平整度的设备仪器有激光惯性平整度仪, 进口产品、价格相当高昂; 手推式路面纵断面剖面仪实时性差, 耗费人力; 车载机械式颠簸累积仪体积庞大笨重, 使用不方便……由于现有的仪器或装置要么价格高昂, 要么实际测试操作繁琐, 要么测量误差较大精度较低, 所以如何自主设计出一种既操作简便、价格低廉,又能够在检测结果上满足国际指标IRI值的设备, 一直是国内道路检测领域的一大难题。

结合路面平整度的测量原理, 开发了一套基于加速度传感器实现IRI值软测量的路面质量评定系统, 包括下位机数据采集和上位机数据处理两大部分。下位机是以C8051F005单片机为核心处理器的数据采集模块, 其硬件电路采用三轴向加速度传感器检测路面不平度信息, 采集到的数据经过单片机处理, 传送至蓝牙设备, 通过蓝牙无线发送给上位机。上位机部分是以C# 为平台开发的数据接收和处理界面, 接收的数据经过卡尔曼滤波处理, 最终提取出国际道路不平度指数IRI值 , 作为路面等级评定的参考依据。

1 系统下位机硬件

路面质量评定系统的下位机包括加速度传感器单元、信号调理电路、微控制器模块、蓝牙模块以及电路电池电压检测电路。 其中系统整体的供电电压由汽车点烟器 (+12V) 提供。

该系统中, 选用三轴向压电式加速度传感器, 能够同时检测被测物体3个方向的加速度信号。加速度传感器参数如图1所示。

信号调理电路对实际信号电压进行电压范围的整体偏置,使得总共的输入电压维持在模拟输入的电压范围之内。信号调理电路如图2所示。

微处理器 选用的是 美国Silicon Laboratories公司的C8051F005单片机 , 该单片机为增强型MCS-51内核 , 在传统51单片机的基础上采用流水线结构 , 并配有丰富的数字和模拟外设。微处理器需要完成的工作有: 信号的采集 与处理、接收控制指令与发送采样数据。C8051F005单片机原理图如图3所示。

本系统采用HC-05蓝牙模块如图4所示, 该模块属于串口蓝牙数据模块, 接口为UART串口, 蓝牙芯片为CSR公司的BC417143B, 外扩8Mbit Flash带EDR模块 , 功率级别 为CLASS2, 可实现10米范围内的串口透传功能 , 最大传输速率支持1.4Mb/s。在使用过程中, 选择的是下位机蓝牙作为从机工作, 上位机蓝牙作为主机来与下位机匹配通信。

在项目试验时, 采用汽车车载电源供电, 通过汽车点烟器的电压 (+12V) 进行供电 。针对单 片机和蓝 牙模块均 需要+3.3V供电, 选用LM1117-3.3稳压芯片来转换所需要的供电电压, 电路电池电压检测电路原理图如图5所示。

路面质量评定系统的下位机采用的是单片机的UART串口通信, 来完成与上位机的指令接收和数据发送功能。在下位机系统上电后, 系统一直处于等待命令状态, 直到接受的到进行数据采集和处理的相关命令, 下位机系统才开始进行相关的程序运行, 同时完成指令所给定的采集样本个数后, 系统回到等待指令状态。下位机系统的功能流程图如图6所示。

2 系统上位机软件

路面质量评定系统不仅包括下位机的信号采集与信号上传, 还包括上位机的信号接收和信号处理。为了对实时采集的路面不平度数据进行分析和保存, 开发了一套基于C# 语言的适合本项目数据接收和处理的程序软件, 能够自主地通过上位机控制下位机采集数据和接收数据, 同时也可以保存采集回来的数据和处理已经保存的数据等。

上位机软件界面设计思路: 通过VS2010 .NET软件开发平台和Windows窗体应用程序来实现数据采集和数据分析的功能。总体界面框图如图7所示。其中包括登录、欢迎界面和操作界面, 操作界面即数据采集与处理界面。

采集系统的上位机软件功能主要包括3部分: 采集设置、数据显示和数据处理。通过软件组件来分别实现各个部分的子功能。上位机软件功能总体设计框图如图8所示。

上位机总体功能包括数据接收和数据处理两大部分。数据接收部分包括采集设置、数据显示两部分。

数据接收部分如图9所示, 包含的功能有串口通信、指令发送、数据接收、数据显示、 数据存储。串口通信, 即通过电脑的COM口与下位机控制芯片的UART串口进行连接通信,主要功能是下位机和上位机交互通信。指令发送的作用是给下位机启动、休眠、停止等指令, 实现下位机数据采集工作的实现, 同时通过指令来使下位机工作, 提高了整体系统工作效率, 降低功耗。数据接收, 通过上一步的“指令发送”环节,下位机才能够开始执行相应的指令工作, 每一项指令都包含该指令在下位机执行状态的反馈。数据显示, 将接收到的数据、接收数据的总个数在上位机中显示出来, 在后期实际试验中,可以直观地通过数据辨别采集系统数据是否可靠、系统性能是否符合功能需求等。数据存储, 将采集到的数据在上位机中立刻保存, 在后期实验室里完成所有数据的数据处理工作。

通过点击菜单选项的“数据处理”按钮, 软件隐藏了数据采集界面的Panel, 显示了数据处理界面的Panel如图10所示。数据处理界面包含的模块有样本信息区、样本数据显示区、曲线显示区、 曲线显示选项和分段显示设置区等。样本信息区和样本数据显示区通过选择文件读取文件 备注信息 ,并逐一显示在信息区, 以备数据处理过程中参照使用。同时“样本数据显示区”负责显示打开文件的加速度数据部分 。曲线显示区, 采用的是Zed Graph曲线显示控件, 负责显示加速度信号随时间的曲线图。分段显示设置区, 弥补了采集的样本数据庞大, 通过有限的曲线窗口无法看到曲线细节特征的不足, 该区可以手动输入合理范围内的起始值和终止值, 再点击“分段显示”按钮, 系统就会在曲线显示区直接显示选定的区间曲线, 同时显示出当前曲线的样本长度, 以及该段曲线的均值和标准差。该区的“返回”按钮保证了软件的可恢复性, 当点击“返回”按钮, 曲线显示则返回全体样本的曲线。

在数据处理算法部分, 采用基于时间序列的自回归 (AR)建模计算国际道路不平度指数 (IRI) 测量方法, 即运用卡尔曼滤波算法对初始数据进行滤波处理, 再对数据进行AR建模计算功率谱密度 (PSD), 作为路面不平度系数, 最后计算出路面IRI值 , 参照国际道路不平度分级标准 , 对道路进行质 量评定, 如图11所示。

3 实车实验与数据处理

(1) 将加速度传感器安装于试验汽车的底部悬架上 , 再将传感器信号线和电源线与采集系统下位机主板连接。

(2) 通过汽车点烟器 (+12V) 接口给硬件系统供电。打开下位机电源开关, 以及主板上蓝牙供电开关。

(3) 将上位机安装在笔记 本上 , 同时插上 蓝牙适配 器 ,打开Blue Soleil软件, 通过上位机的适配器蓝牙搜索下位机蓝牙, 进行匹配连接。

(4) 根据蓝牙匹配连接的串口号 , 设置上位机软件的串口设置区的串口号, 同时设置波特率为38400, 数据位为8,停止位为1。软件设置完毕后, 打开串口。

在以上步骤设置完成之后, 试验汽车在预定路面上开始以固定的速度开始运行。则开始进入下面的数据采集步骤。

(5) 点击上位机快速发送区的“1000”按钮 , 给下位机的指令含义是采集1000个样本数据。

(6) 下位机通过蓝牙接收到命令之后 , 启动加速度传感器供电模块, 进行数据采集、预处理和发送工作。

(7) 上位机在数据显示区显示刚刚收到的串口数据 , 同时在样本备注区填写相关的备注信息, 完毕之后, 通过“一键保存”按钮保存采集的样本数据和样本数据备注信息。

以上7步便是上位机实车采集的工作流程步骤, 采集工作结束后, 上位机关闭串口, 退出采集系统, 并停车卸下下位机硬件部分。

(8) 在上位机选择“数据处理 ”界面 , 选择采集的数据文件, 则界面上会显示出样本的原始数据和数据采集备注的信息。并通过曲线图的形式显示出来, 同时计算出样本曲线的均值和标准差信息。

的上位机软件。展开了对车载式路面质量评定系统的开发与研究。开发的系统成本低廉、轻巧便携、 安装方便、实时采集、性能稳定。蓝牙无线传输数据可靠, 具有良好的抗干扰性。因此该路面质量评定系统能够胜任路面不平度的检测。。

对采集到的原始数据运用Kalman滤波等算法进行数据处理, 并对数据进行基于时间序列的自回归 (AR) 建模, 得到路面的功率谱密度估计, 然后依据国际道路不平度指数 (IRI) 来判断路面的不平度等级。数据处理流程如图12所示。

4 结语

数字水准仪测量系统及其精度评定 篇2

数字水准仪测量系统及其精度评定

总结了数字水准仪测量系统的组成及其特点,详细分析了水准测量的精度计算方法,并结合实验给出了算例.

作 者：刘群 张恒  作者单位：刘群(四川建筑职业技术学院实践教学部,四川德阳,618000)

张恒(四川建筑职业技术学院交通与市政工程系,四川德阳,618000)

刊 名：四川建筑 英文刊名：SICHUAN ARCHITECTURE 年，卷(期)： 29(2) 分类号：P204 关键词：数字水准仪   精度   系统  

焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统 篇3

【关键词】焊接工艺；数据库；评定系统

1、焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统的重要性

在进行焊接工艺时，管理人员过度的干预，上下级传达时出现的误差，分配人员时不实事求是，有些科研方面的材料的保存和搜寻不太简洁等等，都会影响焊接质量。因此为了提高焊接产品质量，增强企业的市场竞争力，必须建立一套比较完善的焊接工艺数据库和焊接工艺评定系统，使焊接时所需的焊接材料的生产时间，材料的质量、构建成分以及价格等等都输入到焊接数据库和评定系统中，提高焊接工艺效率和焊接产品质量，增强企业在焊接制造业中的国际市场竞争力。

2、焊接工艺数据库及焊接工艺评定系统的特点

每个企业的研发部门把评定焊接工艺结果、规程、档案的精髓分开并保存进表格。在表格内存着评定焊接工艺的主要内容，有评定时每个的编号，对哪一项项目的评定，材料的组成、规格，对焊接前的预热和预热后的处理以及整体的评论等等。使用这项表格的人可以很简洁的找到某种材料在用哪一种焊接方法时有没有评定过工艺和工艺评定结果等。数据库和评定系统的使用者可以根据不同的需要，在程序内有条理的用于储存、构成及使用的一个集合的数据模型。

3、焊接数据库的基本类型及功能

3.1焊接工艺评定数据库系统

按照当今的国内外制造锅炉和压力容器所参照的法规，在实验品投放市场之前，应该评定试验制造时用的焊接工艺。确定其合格之后，才能进行批量焊接生产，每种参数发生改变，例如热处理温度以及预热温度等，都要进行焊接工艺的评定试验。伴随了实验次数越来越多，所记录的数据也越来越多，判别需不需要重新评定试验的工作也会更加复杂。同时管理这些记录和查询所需资料也更加繁琐，鉴于这些原因很多企业着手成立一项以焊接工艺评定为目的的系统。为此一些科研单位和生产部门开发了焊接工艺评定与焊接工艺评定系统的评定记录，主要用来记录维护的次数，维护的目的，每次记录的打印等。

3.2焊接工艺规程数据库系统

焊接工艺的的规程很难理解，不过换句话说就是行话焊接细则。焊接工艺规程是用来引导焊接工人工作的一份具体详尽的说明书，是将工艺的评定作为基础，将具体产品作为研究对象的具体的焊接工艺技术。因为企业工厂中累计了许多超过原定焊接工艺规程一倍或者很多倍的工艺评定，理所当然的会有重复、遗漏等现象的发生。如果不通过电脑系统进行管理，很难解决重复这个问题，而且会有新的重复问题的产生。迅速增长的规程数量，使得查询不便，管理不利。所以，许多与此有关的单位都成立了有关焊接工艺规程的数据库。

3.3材料成分与性能数据库系统

从事焊接工作的人只有频繁的查焊接材料的组成、性价比，才能更容易制定合理的焊接方案。构建焊接材料和焊接成品的性能的数据库系统可以为焊接前期的准备工作提供方便，与此同时，焊接工人应当多了解了解本国与外国材料之间的差别以及组成成分、牌号、性价比，和国内牌号和国外牌号的对照关系。所以构建一个焊接材料的组成成分和它本身的性能还有相对应的牌号为单位的参照系统是有必要的。以清华大学、哈工大为例，清华大学成立了他们自己的焊接材料对应系统。哈工大同样成立了钢材和铝合金等材料的成分、性能及国内国外的牌号对应系统。

3.4焊接材料数据库系统

焊接所需的材料物种比较多，每个都有他们自己相对应的环境、温度等。是否选用合理对劳动生产率、产品成本及焊接接头质量的影响极大。焊接技术规划的任务其一就是根据材料的化学成分、焊接结构、服务环境、力学性能及焊接工艺性等要求正确的选用焊接材料。所以，在焊接方面工作的人应当知道各种焊接材料的相关信息及其性能。如：价格、焊接材料的生产厂家和材料性能等等来挑选适当的焊接材料，焊接材料数据库系统为辅助分析焊接材料市场，焊接材料的选取提供了有效途径。焊接材料数据库系统统筹了焊接材料的很多相关数据，内容丰富，信息量大，对从事焊接工作的人选择适当的焊接材料有相当大的参考价值。

3.5焊接性数据库系统

很长一段时间以来，从事焊接工作的人进行了大量的焊接性实验工作，累计了很多的实验数据。但是因为各个部门独自进行操作，能进行共享的数据比较少，做了很多重复性实验，假使把国内外大部分的焊接厂家的焊接性试验结果统计起来，系统化的统筹，建立健全一个完整的焊接性数据库系统，可以相互参照实验成果，避免大量重复的实验，会带来很大的社会效益，天津大学建立的冷裂纹专家系统，其中有大量的插销实验结果，哈工大建立的焊接性数据库实验结果汇总了大量的最高硬度试验、冷裂纹敏感性试验、插销试验、铁研试验结果等数据。随着数据的不断叠加，为焊接建立的数据实验库在实际生产中发挥着作用。

3.6焊接CCT图管理

焊接CCT图，在现实生产中已经得到很多的实践，特别在规范参数选择和工艺规程制定方面，发挥了很大的作用。对焊接CCT图进行有效管理，不但可以减轻焊接工作者的工作量，而且通过使用计算机的强大的数理计算能力，结合T8/5的计算，来检测组织的性能，甚至可以预测新钢种的焊接CCT图就是通过元素对CCT图的影响规律来发现。如果采用计算机管理CCT图，可以大大提高查询CCT图的效率，在精心设计的页面上，可以使得工作者在使用系統查询时很容易的找到自己要的图纸，与此同时，把纸面上的CCT图转移到计算机屏幕上，不只是换一个媒体，一个界面，最主要的是为将来的焊接性数据库系统的完善打下坚实的基础。

3.7焊接标准咨询系统

通过焊接标准咨询系统可以迅速找到不同焊接方法的必要数据，补全一些必要和非必要的数据，最低强度要求及材料的组别、种类，焊接材料的类别，组别；根据焊缝金属厚度和PQR报告的试件厚度，来确认母材的厚度范围；根据实验焊逢金属厚度和试件厚度的检验，来确定所需的力学试验结果。

4、小结

焊接工艺数据库和焊接工艺评定系统的出现，大大提高了焊接产品的质量和生产效率。当今，许多国家的焊接机构都建立了许多不同用途和不同类型的焊接数据库系统，现在国内与焊接有关的企业应该与科研院所或者是进行焊接工程软件编制的机构合作，共同建立焊接数据库系统和焊接工艺评定系统，让焊接数据库系统和评定系统在生产实践中得到更广泛的应用。

参考文献

[1]王大康，曹久梅，邓威，杨建锋.专家系统在焊接工艺评定中的应用[J].北京工业大学学报，2006年09期.

[2]石亚宁.网络化智能焊接工艺评定管理系统的研究[D].北京工业大学，2003年.

缓和曲线评定系统的研究与应用 篇4

关键词：线形,安全,舒适,评定系统

在道路的平面线形设计时, 为了使线形更符合汽车行驶轨迹从而确保行车的顺适与安全, 在直线与圆曲线间或不同半径的两圆曲线之间要插入缓和曲线。因为其有如下作用:1) 曲率变化缓和段, 从直线向圆曲线或从大半径圆曲线向小半径圆曲线变化;2) 横向坡度变化的缓和段, 直线段的路拱横坡渐变至弯道超高横坡度的过渡或圆曲线之间不同横坡度的过渡;3) 加宽缓和段, 直线段的标准宽度向圆曲线部分加宽段之间的渐变。

线形设计的质量可以通过以下四个方面进行考查, 即:1) 在运动学或力学方面, 道路线形对汽车行驶是否安全和舒适;2) 从视觉或运动心理学方面看, 道路线形给司乘人员的感受是否良好;3) 从地形条件看, 道路线形在经济方面是否合理;4) 道路线形与周围环境、风景等是否协调。对于缓和曲线来说, 目前有多种计算方法, 虽然总体结果不会相差很大, 但在汽车行驶过程中安全性和舒适性却有很大的差距。

1 理论分析

20世纪70~80年代部分国家在对线形设计研究过程中, 把汽车行驶轨迹进行数学上的处理, 会发现仅仅只有建设上需要勉强安插的直线区间或平坦的直线路段, 才会形成直线形状的行驶轨迹。除此之外, 汽车行驶轨迹多半是不断地变换着方向, 而形成曲折有致的曲线, 就连有一定半径的圆曲线形状的轨迹也难找到 (即或有的话也只在短区间内出现) 。

综合上述分析, 我们易得出曲率对于线形的重要性。在道路立体线形设计方法中提到了线形图方法 (如图1) 和运动感觉法。而在本文中想通过线形图上各个曲率值的变化通过人的耳眼感觉到的运动信息来调整操作行为使其与人的舒适性相适应。

从图1中我们可以看出在缓和曲线段, 平面线形的曲率是一直在变化着的, 为使驾驶者操作安全舒适特提出如图2的模型:车辆在极短的缓和曲线段上行驶可以看作为在圆弧段上行驶 (如下图2) , 车辆的检测点以速度V从A点行驶极短时间t到达B点, 求AB之间曲线的曲率。

在解答这个模型问题时, 可以借住车辆GPS定位系统知道AB直线之间的距离L, 另设此段极小圆弧半径为R, 圆弧角为θ, 根据汽车行驶轨迹及基本几何知识可以列出以下两个式子:

以上两式联立可求得此段圆弧的半径R, 进而求得该段圆弧曲线的曲率。由于车辆在不断向前行驶, 那么为使系统具有广泛的应用, 在程序设计中要随时调整变化的L值, 使所求得的曲率也随之变化, 实时的预报路线变化情况。为此我们可以在设计系统时, 及时清除已行驶过路段的数据, 同时将新数据接收进来就可及时计算新路线的曲率。例如在上面的模型图2中, B点之后还有另一点C, 那么车辆检测点达到B点后迅速清除AB之间的直线距离, 而同时检测点又到达C点, 这样同上面的求解过程相同又可求得此段路线的曲率。

2 缓和曲线评定系统工作原理

在行驶车辆上要装有能够定位和记录时间的GPS系统, 并在车辆前头安装具有探测车辆前进方向3s车程的装备和本文介绍的缓和曲线评定系统。

车辆在启动时, 这三个系统同时都开始工作, 首先车头前的探测装备定位到模型中的A点, 同时GPS记录该点的坐标和发现时间后上传到缓和曲线评定系统内, 随着车辆的行驶, 探测装备定位到模型中的B点, 同理, GPS记录下坐标和发现时间并上传, 通过缓和曲线评定系统的处理 (计算出L的长度及时间差, 结合此时的车速计算出所要的缓和曲线曲率) , 将曲线曲率数值显示出来, 然后根据数据库中的数据区间指导司机的驾驶。而车辆再往前行驶t时间后, 读取的新点C又进入系统里面, 此时通过B、C数据显示新的曲率数据。

在这里提到的数据库是通过大量驾驶操作进行汇总, 分析并总结各个数值区间驾驶者的操作行为, 经过大量试验比较, 可提出在遇到某个区间的曲率数值时, 如何操作及以什么速度可平稳行驶, 从而达到该系统开发的价值。

3 现存问题

本系统的开发初衷仅仅是针对缓和曲线, 理论上对于圆曲线也应该适合, 但是没有考虑直线路段如何工作, 如何处理直线向缓和曲线过渡, 缓和曲线向直线过渡的问题;数据库会因为知识有限不能提出完备的路线类型而受影响;同时驾驶者的感觉分析带有主观性, 两个人碰到同样的事情会有不同的感觉, 在舒适平稳概念上会有出入;同时计算中的弧线AB和车辆行驶轨迹是不能完完全全的重合, 有待进一步的改善。

4 结论及展望

本文通过理论分析及计算说明, 可得出缓和曲线在整条线路中的重要性, 在使车辆平缓过渡的同时更重要的是如何监测路线变化情况, 为驾驶者的安全平稳行驶提供数据提示。通过结合GPS及相关设备推出一套缓和曲线评定系统, 来达到上面提出的目标。

如果进一步的解决上面提出的问题, 那么该系统不仅仅能够适用于缓和曲线的评定, 同时预测路线的范围也会大大延长, 对于驾驶者的使用也会更加方便, 如果可能, 将该系统升级对全国所有路线的各个坐标及量化数据存入数据库, 到时仅仅利用GPS定位就可调取行驶车辆前的任一位置数据, 从而更好的指导驾驶者的操作。

参考文献

[1]凌天清.道路工程[M].北京:人民交通出版社, 2005.

评定系统 篇5

1、专业工作年限 按周年计算，每年1分，坚守教学一线超过20年的，自第二十一年起，每增加一年增加0.5分。（教龄从招聘之日算起）

2、学历 第一学历：本科20分，专科15分，中专10分。

第二学历：本科15分，专科10分，中专5分。

说明：1.学历均以毕业证书为准，只按最高学历赋分；2.后取得学历，自取得学历之日起应满三年，不足三年的仍按原学历计分。

3、专业工作奖励 教学能手（学科带头人）赋分： 国家级14分，省级11分，市级8分，县级5分

优质课赋分：国家级一等奖13分，二等奖12分，三等奖11分；省级一等奖10分，二等奖9分，三等奖8分；市级一等奖7分，二等奖6分，三等奖5分；县级一等奖4分，二等奖3分，三等奖2分。说明：1.以上奖项须是任现职以来的专业工作奖励；2.以上奖项不累计计分，只按最高项得分。

4、荣誉 受到政府表彰或同级人事、教育部门联合表彰的优秀教师、优秀教育工作者、优秀少先队辅导员赋分： 国家级25分，省级20分，市级15分，县级10分。部门表彰的其它荣誉赋分：按同级别（模范）分数减半。

说明：(1).以上所列须是任现职以来取得的荣誉。(2).以上荣誉不累计计分，只按最高项赋分。

5、考核 优秀3分，合格2分，最高计10分

晋升一级教师，按近四年的考核结果；晋升高级教师，按近5年的考核结果。

6、课题 国家级课题：主持人11分，其他人员9分

省级课题：主持人9分，其他人员7分

市级课题：主持人7分，其他人员5分

县级课题：主持人5分，其他人员3分

说明：（1）.须是任现职以来完成的课题；（2）.课题应有立项报告、实施方案、实验记录、结题报告和结题证书等主管部门的审批手续。

7、教学成绩、教学常规(1).教师：按上学年教学成绩与常规检查得分之和将全体教师分为五类：一类加10分；二类8分；三类6分；四类4分；五类2分。

(2).教办人员：教办人员按所包学区的教学成绩与常规检查得分分为四类：一类10分；二类8分；三类6分；四类4分。

(3).校长：不但课的校长按其学校量化成绩在全镇中的类次（全镇学校量化分为三类）赋分：一类10分；二类8分；三类6分；担课的校长按两者（所教学科教学成绩与所在学校量化成绩）中较高的一项赋分。

8、班主任加分

意甲其他球队评定 篇6

支出：6080万欧元

收入：2385万欧元

那不勒斯再度归来，上赛季马扎里的球队在意甲联赛中力压尤文图斯和罗马，跻身三甲之列，从而得以参加本赛季的冠军联赛。不过，在电影大亨德劳伦蒂斯看来，南方球队仅仅获得了阶段性的胜利，要想有更大的成就，尤其是参加冠军联赛的背景下，他的球队更需要在转会市场上大展拳脚，国际米兰前锋潘德夫的租借加盟便是在冠军联赛小组赛抽签仪式之后敲定的。

那不勒斯在今夏的引起多数是在保持上季阵容的查漏补缺，门将德桑蒂斯如今已34岁，虽在门将位置上尚属当打之年，但科隆博和罗萨蒂的加盟至少让马扎里不会面对门荒这个让意甲三强都揪心的难题。西班牙新人维克托·鲁伊斯在那不勒斯仅呆了七个月，便被巴伦西亚以800万欧元邀回伊比利亚半岛，那不勒斯经理比贡对此的回应是邀得上赛季表现优异的博洛尼亚后卫布里托斯和阿根廷人布里霍夫加盟。相比后场的波澜不惊，那不勒斯的中前场人员达到了臃肿的地步，曼尼尼和因勒、潘德夫等人的到来，或许会让主教练马扎里有点幸福的烦恼，加之哈姆西克和拉韦奇、卡瓦尼的前场三叉戟，那不勒斯本赛季继续惊艳的步伐将不足为奇。当然，赛季前的热身赛被巴塞罗那五球羞辱，大换血所引起的阵容磨合应当引以为戒。

乌迪内斯

支出：2250万欧元

收入：6955万欧元

在冠军联赛附加赛上被阿森纳淘汰出局，但从两场比赛中却不难发现，乌鸡军团的本赛季依然具备强悍的攻击力，尤其是在上赛季意甲金靴迪纳塔莱留队的情况下。桑切斯和因勒的离去不可避免地致使乌迪内斯的实力下降，但乌迪内斯近几年在意甲联赛的成功得益于他们有出色的培训体制，今年夏天该队在转会市场上大获收益，令意大利足坛和欧洲足坛为之震惊。

圭多林虽无豪门执教经历，但浸淫意甲多年，早就让他练就了一双火眼金睛，如今被誉为“罗马尼亚梅西”的托尔热在他的指点下，或许成为下一个桑切斯。而以300万欧元加盟的巴西年轻后卫纽顿已经赢得了圭多林的认可，对阵阿森纳的两场比赛中，小将都获得了出场机会，最后一场更是首发打满全场。与托尔热情况相似的还有法国中场A.西索科和阿根廷中场罗伯托·佩雷拉，后两人都属“90后”，且在之前的球队中都展现出一定的发展潜力。

虽然球队与之前几年一样大进大出，但乌鸡军团的主力框架并未大动，新人又能立即融入球队，圭多林的球队在新赛季的目标确保前四，这一点相信他们能够做到。

拉齐奥

支出：2480万欧元

收入：2145万欧元

蓝鹰军团上赛季让人眼前一亮，甚至长时间占据第一集团的位置，的确，对于已无大牌的拉齐奥来说，能够跻身欧洲赛场本身来说就是奇迹，不少“蓝鹰”球迷自然会将上赛季的佳绩与2009-2010赛季堪堪保级的痛悲对比，如此鲜明的上升趋势来自于一个人的点石成金，老帅雷亚的运筹帷幄当记头功。

本赛季的拉齐奥告别了一前一后的两位核心球员，乌拉圭门将穆斯莱拉和阿根廷射手萨拉特分别加盟加拉塔萨雷和国际米兰，但意大利国门马尔凯蒂和德国前锋克洛泽的引入很大程度上弥补了缺陷，加之阿根廷门将卡里佐和法国前锋西塞的补充引入，雷亚不必为此担忧。从赛季前的两场欧罗巴联赛资格赛实战效果来看，拉齐奥新赛季的战术在“4231”和“442”进行轮换，已经展露威力，克洛泽和西塞都在6∶0大胜马其顿拉波特尼基的拉齐奥新赛季首场正式比赛中收获进球，而德国前锋还上演了助攻帽子戏法。虽然能够征战欧罗巴联赛，但两线作战的压力会影响到拉齐奥在联赛中的成绩，毕竟“蓝鹰”军团的主力阵容中多数已达而立之年，这需要拉齐奥的新人火速成长。

罗马

支出：7863万欧元

收入：2560万欧元

罗马“西化”的迹象并不仅是主教练恩里克的到来，博扬、加戈、奥斯瓦尔多和何塞·安赫尔四位西甲球员的到来，让恩里克的战术安排“西化”更明显，海因策当年还曾在皇马感受西班牙足球的细腻，三条线上均有西甲经历的球员担纲主力，这在“红狼”的历史上当属首次。

刚买下罗马的美国人迪·本内德托今夏大出血，之前的两个赛季夏季转会窗口罗马总投入才1200多万欧元，本季美国老板则在转会市场砸下7863万，大笔投入下的罗马自然给了球迷无限的遐想，尤其在面对曼城诱惑德罗西的关键问题上，罗马表现出强硬的态度。新赛季的罗马主打阵型为“433”，荷兰门将斯特克伦堡占据主力位置毋庸置疑，卡塞蒂、胡安、凯尔和安赫尔是后防线的主力人选，恩里克视对手在中场的组合上有多种变化，但德罗西的核心地位将不容改变。与德罗西在中场的雷打不动相似，以1200万欧元加盟的西班牙前锋博扬在恩里克的心目中，绝对是锋线上的第一人，毕竟他与少帅深谙巴萨“433”战术的精髓，奥斯瓦尔多、博列洛、拉梅拉、托蒂则要为锋线上的主力位置进行竞争。对于罗马来说，全新的阵容意味着进取，同时也暗藏着危险，毕竟在风云诡异的意甲赛场，不允许任何球队犯错。

巴勒莫

支出：3353万

收入：7070万

上赛季的巴勒莫在联赛起伏不定，与主席赞帕里尼的疯狂换帅有莫大的关系，原本大有希望冲进前四的巴勒莫最终只获得了联赛第8名的成绩。即便如此，在新赛季即将开打的8月31日，赞帕里尼依然解聘了主教练皮奥利，由青年队教练曼吉亚接任。然而在今年夏天的转会市场，巴勒莫的球员却是大卖，让赞帕里尼赚得盆满钵满，这也导致了巴勒莫的新赛季征途充满了迷雾。

帕斯托雷的离开，从而致使巴勒莫在前场犀利的攻击力急速下滑，上赛季阿根廷人在联赛中不仅攻入11球，还奉献了5次助攻，更为重要的是，在他的策动下，巴勒莫展现出与其他意甲球队截然不同的足球风格。这也间接促使新任主教练曼吉亚改变巴勒莫的战术安排，防守将成为这支球队的首要任务，毕竟上赛季的主力11人中，只有六人留下，而据法国《队报》透露，巴尔扎雷蒂有可能在冬季转会期与西里古和帕斯托雷重聚法国首都。虽然在夏季转会窗的最后一天，赞帕里尼签下三位大将，虽然西尔维斯特里和扎哈维的实力有望填补空缺，但争夺一个欧战资格才是巴勒莫本赛季最高的目标，当然赞帕里尼更希望已经续约的伊利契奇和巴西诺维奇这对斯洛文尼亚双星能延续帕斯托雷的故事。

佛罗伦萨

支出：1522万欧元

收入：0欧元

佛罗伦萨主教练米哈伊洛维奇表示，“紫百合”新赛季的目标是联赛前六，然而他的话语却在事实面前显得苍白，穆图、多纳代尔、弗雷、桑塔纳、达戈斯蒂诺的离去给佛罗伦萨的打击是致命性的，桑普多利亚的前车之鉴显然未能让德拉瓦莱兄弟警醒。

上赛季的佛罗伦萨已经让人看到了日暮西山的迹象，以往引领意甲中流球队的佛罗伦萨在上赛季对阵北方三强时，竟然无一胜绩，且被米兰双雄完成了双杀。本赛季，约韦蒂奇的复出是这支陷入泥潭中的球队利好的消息，米哈也因此将“4231”作为球队新赛季的主打阵容。后防线与上赛季基本无异，唯一的变化在于卡萨尼出任主力右后卫，蒙托利沃和贝赫拉米在中场负责组织和拦截，巴尔加斯、约韦蒂奇和切尔奇在前场突破和传球，吉拉迪诺充当单箭头，虽看起来与上赛季出入不大，但缺乏有力的替补却是不争的事实。蒙托利沃和巴尔加斯两位中场大将在今夏曾传出转会绯闻，“紫百合”的军心不稳难以掩盖，加之，弗雷临走时的一句“带着骄傲在热那亚终结自己的职业生涯”，更是让佛罗伦萨的球迷为之心碎。

热那亚

支出：3218万欧元

收入：5550万欧元

加斯佩里尼挂印而去，是热那亚今夏最大的变数，但继任者马莱萨尼在意甲闯荡多年，自然深晓意甲的生存之道，对于小富即安的热那亚老板普雷齐奥西来说，没有比马萨莱尼再合适不过的主教练。

马莱萨尼接任后给球队最大的变化是天翻地覆的，之前球员演练到炉火纯青的“343”阵型将被更注重攻守平衡的“4312”阵型所替代，球员需要时间来适应，也意味着球队不可避免地出现成绩下滑。默克尔和卡拉乔洛作为新人，也被马莱萨尼所看好，尤其是后者，这位高中锋熟稔意甲后卫的特点，与帕拉西奥的锋线组合不容小觊，当然从博卡青年引入的普拉托也是对手加以防范的重点对象，总体而言，热那亚新赛季最合适的目标保持在前十。

基耶沃

支出：1180万欧元

收入：1150万欧元

“飞驴奇迹”是基耶沃给球迷最好的记忆，但之后他们发现保住意甲资格才是最好的选择，之前的两个赛季，基耶沃联赛排名均在十名开外，但无降级之虞。对于小城球队来说，存在即现实，为之他们在今夏的转会市场上，严守这一信条。

在《米兰体育报》的夏季转会评分上，基耶沃的得分尚未及格，而在预测的新赛季阵容中，该报也认为基耶沃将有七个位置上人员更迭，但不论是帕洛斯基还是布拉德利都是身经百战的好手，快速融入球队对于他们而言并不是难事，况且新任教头迪卡洛又是基耶沃的老熟人，上赛季执教桑普多利亚虽有降级之辱，但手中无人才是他兵败水手军团的实质。基耶沃不奢望超乎实际的目标，能拼则拼，总是在不经意间完成不可能完成的任务，这样的球队才让豪门后怕。

帕尔马

支出：920万欧元

收入：1475万欧元

相比上赛季，帕尔马本赛季的阵容变化不大，尽管有多名球员离开，但主力球员尚在塔尔迪尼，尤其是完成焦温科的一半所有权收购，让帕尔马老板吉拉尔迪非常兴奋。上赛季，“原子蚂蚁”就为帕尔马在联赛中贡献了七球三助攻，最终带领帕尔马取得了联赛第12名的成绩。

上赛季帕尔马历经了保级的艰难，对此主教练科隆巴深有体会，他是赛季中途接手，在下半赛季稳扎稳打，才惊险保级成功。新赛季他显然不想重复上赛季的路程，所以他的引援多为中后场居多，稳固防守伺机反击才是立身之本。“442”为帕尔马的主打阵型，国际米兰一季游的比亚比亚尼本赛季重回帕尔马，他的边路突破将成为帕尔马进攻的利器，加之弗洛卡里的高点过度和焦温科的调度及突破，帕尔马面对弱旅有取胜之钥，面对强敌也有逼平之诀。

卡塔尼亚

支出：414万欧元

收入：990万欧元

上赛季卡塔尼亚两度换帅，才最终勉强保级，不过，西蒙尼的到来让这支海岛球队演变成了“阿根廷纵队”，其潘帕斯的成色在今夏继续加深，新引进的12人中有四人来自阿根廷，唯一令人惋惜的是西蒙尼被更年轻的蒙特拉所取代。

进攻依旧会成为卡塔尼亚的主旋律，不仅主教练蒙特拉在球员生涯便赢得了“滑翔机”的美誉，卡塔尼亚队中如今进球人员比比皆是，也是促成卡塔尼亚狂攻不已的必然因素。与此同时，阿尔米隆和帕格利亚伦加的到来让卡塔尼亚在中场中路的防守上得到了提升，虽然西尔维斯特里加盟巴勒莫，但效力过尤文图斯和AC米兰的中卫莱罗塔列完全有实力填补空缺。一言以蔽之，卡塔尼亚本赛季已经具备了黑马的潜质，但能否展现黑马的特质，还需要蒙特拉的调教。

卡利亚里

支出：520万欧元

收入：2370万欧元

撒丁岛的首府球队联赛尚未开打，先让意大利足坛为之一惊，上赛季带领球队保级成功的多纳多尼在8月被俱乐部解职，而上赛季同为保级功臣的切塞纳主教练菲卡登蒂成为了继任者，虽然在就职宣言中，43岁的菲卡登蒂信誓旦旦表示球队的目标不仅仅是保级，但从俱乐部的换帅和转会市场的吝啬来看，确保下赛季的意甲资格才是球队唯一且可行的目标。

临阵易帅，卡利亚里战术安排却不能发生大的变化，除去主力马尔凯蒂外，菲卡登蒂至少能排出与上赛季毫无变化的后防线。但对于中前场的变化，菲卡登蒂要费一番思量，阿夸弗雷斯卡的离去，让卡利亚里缺少了一枚关键的进攻棋子，而核心球员科苏上赛季末期的低迷，也应当引起菲卡登蒂的警惕，新晋瑞典国脚埃克达尔或许能为卡利亚里的进攻贡献自己的力量。

切塞纳

支出：730万欧元

收入：750万欧元

切塞纳上赛季作为升班马，在意甲联赛中波澜不惊地完成保级任务，今年夏天的转会窗他们同样波澜不惊，这也是其去年夏天风格的延续，补进球员带有很强的针对性，佩列格里诺和菲利佩租借期满回到自己的球队，切塞纳则吸纳了马尔科·罗西和科莫托两位意甲老油条；新秀贾切里尼转投尤文图斯，穆图立马以自由身投奔。虽有主力频繁更迭，但切塞纳老板卡佩德利在转会市场上的慧眼独具，是这支小球会完成保级大业的根本原因。

像穆图这种如今处在职业生涯暮年的球员，需要放松的环境，就像当年效力布雷西亚的巴乔，小球队和老球星所发生的奇妙故事，往往会成为意甲足坛的佳话。穆图需要重新证明，埃德尔、坎德雷瓦同样如此，新任主教练詹保罗更是如此，当然不能奢望他们创造奇迹，但再度保级对于他们来说，并非难事。

博洛尼亚

支出：1295万欧元

收入：1960万欧元

比索利在切塞纳成名之后，一时间成了意大利足坛的风云人物，但转战卡利亚里不到半个赛季，他便成了待业者，如今博洛尼亚给了这位少帅再度证明的机会，他也希望能够东山再起。

博洛尼亚近几个赛季一直在降级区苦苦挣扎，要想换个活法并不是仅仅换个主教练便能达成的，比索利虽推崇攻势足球，但稳住球队的成绩是他留任的前提，对后防的改造成了他今年夏天的首要任务，吉莱特、里克勒、拉吉和洛里亚这四位有着多年意甲经历的球员的引入自然能找到其原因。锋线上不能完全依靠高效射手迪瓦约，毕竟他如今已经35岁了，为他寻找一位合适的搭档和加班人有所必要，阿夸弗雷斯卡具备这样的条件。

莱切

支出：40万欧元

收入：405万欧元

对于莱切来说，新赛季的保级战从今年夏天的转会窗开始，事实上他们已经先折一阵，上赛季几位保级功臣皆因租借期期满后返回老东家；而主力门将罗塞蒂则以290万欧元的身价转投那不勒斯；乌拉圭射手切万顿索性拒签续约合同，返回南美足坛等待退役……引援工作同样不利，尽管有多名大将来到莱切，但事实上他们大多数是租借球员，且在老东家多为替补。

主教练同样发生了更迭，面对一毛不拔的俱乐部，上赛季带领球队保级成功的德卡尼奥赛季结束后拂袖而去，俱乐部管理层请来的是意乙教头迪弗朗西斯科。或许迪弗朗西斯科所崇尚的风格是积极奔放的，但意甲联赛和意乙联赛则是云泥之别，莱切新赛季的命运自然令人担忧，何况迪弗朗西斯科执教下的佩斯卡拉上赛季仅获得意乙第14名。

亚特兰大

支出：1050万欧元

收入：665万欧元

对于意甲的记忆和熟悉，亚特兰大比其他两支升班马更为深刻，他们仅仅在意乙联赛呆了一个赛季，便以意乙冠军的身份重返亚平宁顶级赛场，但假球案的曝光导致球队受到了意大利足协的处罚——扣七分，主力中场多尼被禁赛三年半。

这样的处罚对于亚特兰大来说，实在是沉重的打击。尽管球队之前在引援上做足了功课，多尼的缺阵并不会影响到球队保级的信心，但亚特兰大并不是当年的尤文图斯，而且亚特兰大当年引以自豪的青训体系近些年并没有闪现出耀目的星光，球队在意乙联赛能够获得冠军，保留征战意甲的班底才是首因，为此，主教练克兰托诺在新赛季的意甲征途中将防守作为重中之重。相比而言，亚特兰大的进攻则寄望于球员个人的发挥，四位新援莫拉雷斯、丹尼斯、奇加里尼和布里吉的个人能力突出，在克兰托诺的调教下，如果整体战术得以发挥的话，亚特兰大实现保级任务并非空话。

锡耶纳

支出：990万欧元

收入：280万欧元

带领锡耶纳升级的功勋教头孔蒂执掌尤文图斯的教鞭，但升班马并没有因此而慌乱，低级别联赛球队瓦雷泽主教练桑尼诺一跃成为这支升班马的新任主教练。萧规曹随，桑尼诺并没有对上赛季冲级成功的球队大动手术，反而在原有的基础上增加了稳定系数。

阵容和打法基本上与上赛季保持不变，但球队在人员的选择上显然下了一番功夫，前意大利国脚达戈斯蒂诺和从那不勒斯转投而来的曼尼尼的中场组合让球队的“442”更具灵性和威胁，而锋线上的德斯特罗和冈萨雷斯作为新人，自然希望在新东家里找到王者的荣耀，尤其是德斯特罗。作为国米青年队曾经的天才前锋，德斯特罗被《米兰体育报》称为“就像是为禁区而生的”，还有人将他看成是下一个维耶里，但他的爆发需要一块跳板，锡耶纳或许就是那块最适合他的跳板。

诺瓦拉

支出：355万欧元

收入：179万欧元

55年的等待并没有消磨诺瓦拉队的雄心壮志，即便所有人都认为这支升班马只是潇洒意甲一季游的铁定游客，但所有轻视这支球队的对手都受到了惩罚。上赛季，刚从意丙升入意乙联赛的诺瓦拉同样遭到了多数人的质疑，等到赛季结束后，取得第三名的诺瓦拉在升级附加赛中，又将雷吉纳和帕多瓦两队轻挑下马，笑到最后的依然是他们。

评定系统 篇7

在能源动力、航空等工业生产中, 复杂曲面的应用广泛。曲面工件在加工的过程中, 由于各种外界因素如加工切削时的振动以及热处理变形、内应力等的作用, 会产生弹性变形而造成曲面轮廓度误差[1]。复杂曲面轮廓度误差对整个曲面工件的质量甚至是整台机器的运行质量, 都起着至关重要的影响作用[2]。例如, 飞机壁板曲面的轮廓度误差会影响飞机的飞行姿态和受力; 汽轮机叶片曲面的误差会影响汽轮机的工作效率等。因此, 评定复杂曲面的轮廓度误差, 对于提升工业生产的品质和安全具有深远的影响。现今, 随着精密零件生产加工精度要求的逐渐提高, 该项曲面误差评定的精确与否也变得越来越重要。因此, 其评定方法的理论研究已经被提上议程。

本文基于MATLAB GUI开发了复杂曲面轮廓度误差评定系统, 并通过对飞机壁板的实测数据进行处理和评定进行了验证应用。

1 复杂曲面轮廓度误差评定的数学模型

曲面轮廓度误差是指工件的实际测量要素对理想要素的变化量, 并且理想要素满足最小条件准则。定义中的最小条件准则, 指的是理想要素的所处位置要使得实际测量要素对其理想要素的变化量最大值为最小[1，3]。

1. 1 曲面插值拟合模型

实际测量曲面的原则是: 在x轴上每隔一定的间距 Δx , 测量该曲面的一个截面; 在测量截面时, 需要在y轴上每个一定的间距 Δy , 测量该接触点的坐标值。因此, 实测数据x、y坐标值构成了一个网格, 每一个实测数据是该网格的一个节点。采用二维节点插值方法, 利用三次样条函数进行插值拟合。

本文利用Matlab软件实现曲面的插值拟合及显示。在Matlab软件中, 运用interp2 命令进行二维插值, 具体插值方式采用‘bicubic’双三次样条插值。

1. 2 测量数据的测头半径修正

对测得的测头中心坐标值, 运用样条插值拟合曲面的理论, 获得更多的曲面数据; 利用微平面法[4]计算测头中心轨迹曲面上各测点处的法向量值, 对实测数据在各测点曲面法向上进行修正, 修正公式得出测量数据的修正公式[3]为:

式中:

r ———测头半径值;

O ( x, y, z) ———实测数据, 即测头中心坐标;

P (x, y, z) ———实际接触点坐标;

n ( x, y, z) ———测头中心的轨迹曲面上的测量点处的法向量。

当被测实际曲面的法向量指向测球时, 公式中取“ - ”; 当被测实际曲面的法向量背离测球时, 公式中取“+ ”。

1. 3 测量曲面与理论曲面的匹配

首先进行旋转变换[5]: 将测点分别绕x、y、z轴旋转的角度α、β、γ 作为变量, 求取实测点 ( xi, yi, zi) 处的法向量ni, 再求取理论曲面上对应点 ( xoi, yoi, zoi) 处的法向量noi, 以这两个法向量的夹角为目标函数, 对目标函数求最小值获得坐标旋转变换参数, 代入参数对实际测量点进行旋转变换, 使测量曲面与理论曲面的方向大致相同;

1) 测点绕x轴旋转的变换矩阵

2) 测点绕y轴旋转的变换矩阵

3) 测点绕z轴旋转的变换矩阵

式中:

α———测点绕x轴旋转的角度;

β———测点绕y轴旋转的角度;

γ———测点绕z轴旋转的角度。

经过坐标旋转变换后, 测量曲面上各测点处的法向量变为

将所得的各测点处的法向量n'i代入式 ( 6) 所示的优化函数中,

当F ( α, β, γ) 为最小时, 测量曲面与理论曲面的方向一致, 即两曲面大致平行。

然后进行平移变换[5], 以沿x、y、z轴平移的距离为参数, 以旋转后的曲面上测点与理论曲面对应点的最小二乘距离为目标函数, 对旋转后曲面作平移优化; 利用上一步变换所得的坐标平移参数, 对实际测量点进行平移变换, 得到最终的曲面匹配结果[5]。

沿x、y、z轴平移的变换矩阵:

式中:

x0———测点沿x轴平移的参数值;

y0———测点沿y轴平移的参数值;

z0———测点沿z轴平移的参数值。

经过坐标平移变换后, 测量曲面上各测量点的坐标变为:

将计算所得的各测点处的坐标值 ( x″i, y″i, z″i) 代入式 ( 8) 所示的坐标平移优化的目标函数中:

根据前提所述, 当F ( x0, y0, z0) 为最小时, 测量坐标系就能够与理论坐标系达到统一的状态[5，6]。

1. 4 误差评定

应用变尺度法优化理论计算得出变换参数, 坐标系经过旋转和平移变换后, 使得实测坐标系与理论坐标系达到统一, 即实测曲面和理论曲面相互匹配后, 此时, 实测点到理论对应点的距离的最大值max ( di) 达到最小。此时, 依据最小区域原则, 复杂曲面的轮廓度误差为: 实测点到理论曲相应点的距离的最大值max ( di) 的两倍[1], 如式 ( 10) 所示:

2 基于MATLAB GUI的误差评定系统

根据复杂曲面轮廓度误差评定的数学模型, 笔者选用具有强大数学计算能力和图形化编程功能MATLAB GUI作为误差评定系统的开发平台。

在MATLAB的GUIDE平台下, 通过设置各种菜单和控件并对其进行位置布置和属性编辑, 可以设计出软件的交互界面[7]。完成软件交互界面设计后, 通过编写各菜单和控件回调函数的程序代码, 可以使各控件实现相应功能[8]。

笔者开发的误差评定系统主要分为三大模块, 即数据导入模块 ( 数据文件的读取及存储) 、误差评定模块和图形显示模块。图1 为误差评定软件的运行流程图。

2. 1 数据导入模块

在软件界面“导入数据”模块中, 通过点击“实测数据”和“理想数据”按钮, 可在弹出的“选择数据文件”窗口中选择相应数据文件, 如图2 所示, 并导入三坐标测量机测量数据和理想数据。“数据文件路径”显示出该数据文件的路径, 同时, “曲面数据坐标”模块会显示出导入数据的坐标值。

Matlab语句表述为:

2. 2 误差评定模块

信号的分析处理主要分成三各部分: 曲面插值拟合、侧头半径修正、旋转平移变换以及误差计算。依次点击“曲面插值拟合”、“测头半径修正”、“旋转参数”和“平移参数”控件可得到误差评定过程中的各项参数值, 点击“误差计算”, 可以得到最终误差值。在上述各控件的回调函数中写入误差评定数学模型中的相应算法, 实现对实测数据的分析和处理, 并最终进行误差评定。

2. 3 图形显示模块

为了使该系统具有直观友好的人机交互界面, 方便使用者操作, 本系统加入了图形显示程序, 使曲面轮廓度误差评定的过程更加直观和快速。通过选择下拉菜单按钮, 可以获取不同数据处理步骤的实时曲面图形。MATLAB语句表述为:

3 误差评定验证实验

实验中, 对015 型飞机壁板的一段双曲面的中心部位局部曲面样件进行了测量, 其测量范围为800 mm × 600 mm。测量的部分数据[5]如表1 所示。

通过软件计算, 得到评定出的飞机壁板局部曲面的曲面轮廓度误差为:0.0547328 mm =54.7328 um, 如图3 所示。查询表《标准公差数值》 ( 摘自GB1800—79) 可知, 基本尺寸大于500 mm时, 六级公差IT6 为40 um, 七级公差IT7 为63 um, 曲面轮廓度误差为54. 7um, 在六级公差和七级公差之间, 满足精度要求。

由如上实验结果可以得以下结论:

( 1) 通过仿真计算, 肯定了该项曲面误差评定的数学计算模型的正确性;

( 2) 肯定了数学计算模型中所采用的各个数学算法的正确性, 并计算了各个算法的精度, 发现均满足要求;

( 3) 通过实验测量, 肯定了评定复杂曲面的轮廓度误差系统软件的可用性, 实现了对飞机壁板局部曲面的轮廓度误差评定。

4 结语

笔者详细介绍了复杂曲面轮廓度误差评定的数学模型, 基于MATLAB GUI设计了复杂曲面轮廓度误差评定软件, 提供了良好的交互性和可扩展性。并通过对飞机壁板的一段双曲面的中心部位局部曲面样件进行测量和曲面轮廓度误差的评定, 验证了误差评定软件系统系统的正确性与可行性。

参考文献

[1]汪恺.形状和位置公差标准应用指南[M].中国标准出版社, 1999.

[2]李世阳.形位误差检测[M].陕西科学技术出版社, 1988.

[3]戴能云.复杂形状轮廓的几何形状误差评定方法研究[D].中南大学, 2010.

[4]蔺小军, 王增强, 单晨伟.自由曲面CMM测量测头半径补偿方法[J].航空制造技术, 2011 (10) :75-78.

[5]郑航船.一种大型曲面在线测量技术的研究[D].西安交通大学, 2007.

[6]史恩秀, 郭俊杰, 周宏菊, 等.大型薄板曲面件在机测量技术的研究[J].仪器仪表学报, 2009 (9) :1795-1800.

[7]贾莉莉, 王汝笠.基于MATLAB GUI的声发射信号特征参数分析平台[J].仪表技术, 2009 (6) :9-11.

评定系统 篇8

随着移动测量技术的发展日益迅速,国内外一些专家学者在移动测量精度评定方面做了很多相关研究。王万峰针对CCD影像数据精度进行了实验,分析了车速和扫描距离对影像数据的影响[6];张卡根据误差传播定律,推导了X、Y、Z三个方向上的影像坐标误差公式及点位误差公式[7];刘梅余也做了车速和摄影距离对影像数据的影响尺度分析[8];李峰用地面控制点来提高车载点云精度,取得了一定效果[9];WangJian分析了车载点云误差来源,进行了详细的理论分析[10]。然而,目前针对移动扫描点云数据精度分析方面的研究还非常少,亟需相关方面的资料和数据。本文旨在通过一系列的实验,实现对移动测量系统点云精度影响尺度的具体分析,为工程实践提供相应的参考,弥补相关研究的不足。

1 实验方案设计及数据采集

1.1 实验方案设计

移动测量系统MSS集成了GPS、LS(Laser Scanner)、IMU(Inertial Measurement Unit惯性测量单元)和CCD等多种传感器技术,具有数据获取快速化和实时化,处理自动化和数据多样化的特点[11,12]。

MSS能够快速采集目标数据,但也存在各种误差影响因素[13],如:GPS定位误差、IMU定姿误差、车速变化引起的时间同步误差、扫描本身误差、扫描距离引起的误差、外界环境影响等,这些因素会不同程度地对激光点云数据结果精度造成影响,本文将针对主要客观影响因素车速和扫描距离,对移动测量点云数据的影响尺度展开研究。

为保证实验结果的准确性和科学性,需要整体考虑MSS和外部环境等各种实验因素,分析各种因素对实验结果的影响,在此基础上设计合理的实验流程。具体实验设计操作流程如图1所示。

对移动测量数据质量进行评定,所采用的方法是将车载扫描数据与高精度测量仪器测得结果相比较。作为传统测量仪器,电子全站仪在坐标测量方面拥有绝对优势,精度已达毫米级甚至更高。所以实验中选择将高精度电子全站仪坐标测量数据作为坐标测量的“准真值”,将车载扫描数据与其进行对比,以此衡量车载扫描数据的精度。

实验中采取布设球靶标、花杆及利用建筑物特征等方式,分别对移动测量数据的点、线、面进行精度评价。实验中,相邻两标识间距均超过2m,在需要测量的特征点位处,都安置了反射片,尽可能地保证数据的准确性。

1.2 移动测量数据采集

实验所用移动测量系统包括集成了GPS、IMU、Laser Scanner等先进的传感器设备,移动平台采用的是越野车型,其中车载GPS动态测量标称精度H: 10mm+1.0ppm, V: 15mm+1.0ppm,根据选取反射率的不同,其激光扫描设备扫描范围最远可以达到30~80m。

实验时,选取一个空阔区域架设了GPS基准站,以便有足够的GPS信号来满足移动测量点云数据的实时点位信息获取。共均匀布设球面靶标8个,相邻间隔在2m以上;在实验用建筑物墙面上均匀布设若干反射片和自制平面靶标;在平行于建筑物墙面和车行方向上,利用全站仪放样了一排标杆,即花杆点位均在一条平行于车行路线的直线上,且相邻间隔在2m以上,标杆高于地面高度保持为1.1m;另外利用建筑物墙面、窗户、墙角点等特征处也作为参考对象;以上实验过程中的所有球面靶标、反射片、自制平面靶标、花杆点位及实验区建筑物所需特征点均于实验前获取了其全站仪坐标。

在数据采集前,将移动采集车开至一处能接收到不少于6颗卫星信号的地点,进行五分钟的初始化。实际采集时,首先要保持10km/h的车速,采集出扫描距离距标杆分别为5.2、11.7和37.6m时的三组数据,其中车辆扫描距离以距标杆的距离为参考基准,每次采集后均用皮尺严格测量实际扫描距离;其次,保持扫描距离为11.7m的情况下,分别采集出车速为10、30和50km/h时的三组数据。对所采集数据进行后处理,通过七参数法,将采集到的点云从大地坐标系转换到本地坐标系。

2 点云数据精度分析

由于移动测量系统最直接的测量成果就是点云的三维坐标,坐标精度自然成为点云数据质量评价的直接指标,因此,将点位误差作为判断点云数据质量的首要依据,下面将针对部分采集状况较好的移动测量点云数据进行精度分析。

2.1 点位误差分析

扫描点在三个轴向的误差为:

式(1)中,(x′,y′,z′)为移动测量坐标,(X,Y,Z)为全站仪坐标。

若测量了n个点,则点位中误差为:

表1和表2分别为车速对点位精度的影响和扫描距离对点位精度的影响的部分数据,据此可以对移动测量数据进行分析。

从表1和表2的结果分析可以看出,当车速为10km/h时,扫描距离在1.5~37.5m范围内时,点位误差最小为5.32cm,最大为16.44cm,且在一定范围内,随着车速或扫描距离的增加,扫描点云的点位误差会越来越大。

2.2 其它方面精度分析

除点位误差外,线、面扫描精度也是评价点云精度的一个比较直观的指标。图2和图3分别为车速和扫描距离对线段扫描精度的影响;图4和图5分别为车速和扫描距离对面扫描精度的影响,据此可以对移动测量数据精度进行分析。

通过图2~图5可以看出,尽管数据观测次数较少,但通过几项数据的对比可以看出,车速与扫描距离对线段、面扫描影响趋势显著,在一定范围内,随着车速或扫描距离的增加,线段、面扫描误差会越来越大,反之则越来越小;其中图4中,车速30km/h时,墙面面积差为奇异值。

3 实验精度评定与应用分析

3.1 实验精度评定

对上节的实验数据进行分析,可以得到如下结论:

(1)通过对表1、表2分析可以看出,当扫描距离固定时,随车速增大,点位误差随之增大;同样,当车速固定时,随扫描距离增大,点位误差也随之增大。对表中数据进行插值处理后,可以得到,车速30km/h时,距离约17.5m范围内,其点位精度可达到20cm;车速10km/h,扫描距离约45m内时,点位误差也可达到20cm。

(2)通过图2~图5可以看出,当车速为10km/h时,扫描距离在2.2~45.3m范围内时,线段扫描的相对误差在1/415~1/246之间逐渐增大,即当车速固定时,随扫描距离增加,线段扫描误差均增大,相对误差也增大;当扫描距离固定时,随车速增加,线段扫描误差也都增大,相对误差增大。同样,移动扫描系统对面扫描精度也有相似的影响,随车速或扫描距离的增加,面扫描精度也逐渐降低。

(注:图中标志点处数值为相应的相对误差)

(注:图中标志点处数值为相应的相对误差)

(注:图中标志点处数值为相应的相对误差)

(注:图中标志点处数值为相应的相对误差)

根据以上分析结论,车速和扫描距离对移动测量点云精度影响较大,在一定范围内,当车速或扫描距离增加时,扫描误差均随之增大,点云精度降低。

3.2 应用范围分析

通过以上实验和分析,可知车速10km/h,扫描距离在约45m范围内时,移动测量点云数据基本可以达到1∶2000地形图测图的精度要求;当车速10km/h,扫描距离在约13m范围内时,移动测量点云数据基本可以达到1∶1000地形图测图的精度要求。当车速30km/h,扫描距离在17.5m范围内时,点云数据可以达到1∶2000地形图测图的精度要求。另外,通过实验结果,可以推断出针对该移动系统扫描范围内,完全可以满足1∶1万的基础地理信息数据库快速更新的要求。

目前,在地形图测绘方面,大比例尺地形图是应用非常多的一部分,也是最花费人力物力的一部分。因此,提高MSS的总体精度,对扩大其应用领域,使之成为遥感成图、航测成图的重要补充,具有非常重要的意义。

4 结论

本文从点、线、面三个方面具体分析了车速和扫描距离对MSS点云数据精度的影响,通过点位误差、绝对误差和相对误差等指标具体而直观地实现了对MSS点云精度的评价,对MSS的工程应用起到了有益的借鉴作用。

移动测量系统可以快速获取空间三维信息,具有相当大的应用潜力和市场需求,其必将引导未来的测绘市场,引起一场测绘界的革命。目前,大比例尺地形图测绘任务繁多,费时、费力、费财,因此分析MSS的数据采集精度,对提高移动测量数据的利用效率,及其在地理空间数据快速采集和更新等方面的应用,具有重要的实际意义和研究价值。

摘要：随着移动测量技术的快速发展,移动测量系统的精度受到越来越多的关注。在分析移动测量系统误差影响因素的基础上,针对主要客观因素车速和扫描距离对移动测量点云数据的影响,设计了多种实验,从点、线、面等三个方面比较和分析了实验结果的绝对误差、相对误差和点位误差,对点云数据精度进行评定,并确定了车速、扫描距离对移动点云精度的具体影响尺度。据此给出了不同比例尺地形图测量时的移动测量方案,提高了移动测量数据的利用效率,为工程实践提供了参考。

评定系统 篇9

推力测量是喷管力学性能的评判依据,是飞行器轨道保持和姿态控制的关键环节[1]。目前飞行器根据不同的喷管反作用力组合,实现其俯仰、偏航和滚转。推力测试方法通常有两类:一类是喷管固定于测力台架上的方法,该方法实现喷管真实推力的测量,但受外部管道和线路影响,喷管集成后不便测量;另一类是喷管对准测力探头喷射的方法,该方法测量的是喷管尾流的冲击力,不等同于喷管的真实推力,需要标定测量力[2]。

测量是相对准确的,受测量系统、测量方法、环境及其他因素的影响,测量结果存在测量不确定度[3,4]。为了表征这种分散性,测量不确定度用标准偏差或置信区间的半宽度表示。一个完整的测量结果,除了应给出被测量的最佳估计值外,还应同时给出测量结果的不确定度[5]。

本研究基于喷管对准测力探头喷射的方法,设计并搭建推力测量系统。首先需要通过标定试验确定传感器测力面的位置和推力的修正系数。推力测量系统经过标定之后,需要分析测量系统的误差源,计算其引入的不确定度分量。

1 组合喷管推力测量原理

组合喷管推力测量示意图如图1所示。

推力测量系统共需测量10个喷管的推力,每个喷管都有对应的测力挡板、压力传感器和电压放大器。系统测量流程为:首先,在上位机上将测量软件系统初始化,设置信号的采样频率;其次,打开需要接收信号的通道,然后打开相应通道的气阀,使喷管向相应测力挡板喷气,测力挡板接受喷管尾流的冲击力,压力传感器将这个冲击力转化为电信号,经电压放大器放大后,通过数据采集卡将模拟信号转换为数字信号;最后,测量软件根据推力与电压之间的关系及推力的修正系数,计算出推力值。

每个喷管推力值的计算公式如下:

式中:Fi—所测推力值,ki—推力的修正系数,Ui—采集电压值,Fs—压力传感器的量程,Us—电压放大器的量程。修正系数是通过推力标定试验确定的。

进行测量系统推力标定的装置如图2所示。

左边一侧定义为A组,从里到外分别为A1、A2、A3、A4、A5;右边一侧定义为B组,从外到里分别为B1、B2、B3、B4、B5;A1,A5,B1,B5—外侧小喷管,属于同一种类型,对应表1中的喷管Ⅰ型;A2,A4,B2,B4—内侧大喷管,属于同一种类型,对应表1中的喷管Ⅱ型;A3,B3—中间大喷管,属于同一种类型,对应表1中的喷管Ⅲ型

2 推力标定过程

在测量系统测量喷管的推力之前,需要对测量力进行标定。首先,需要确定传感器测力面的位置,即测力挡板距喷口的距离;然后,需要以标准值标定测量值,确定推力的修正系数。

2.1 传感器测力面位置的确定

本研究对不同尺寸的喷管进行数值计算发现,测力挡板在距喷口一定的距离范围内,受到的冲击力较稳定,并且对喷管内部流场几乎没有影响,因此对测量结果影响很小。在标定试验中,使传感器跟随测力挡板在这个距离范围内移动,找出冲击力相对较大的位置,即为传感器测力面的位置。试验中使用了3种不同尺寸类型的喷管,喷管分类表如表1所示。

表1中相关尺寸依次为喷管的入口直径、喉部直径、出口直径。由于喷管的尺寸、结构不同,其推力大小不同,测力挡板所受冲击力最大时传感器测力面的位置也不同。因此,需要分别确定不同喷管的传感器测力面位置。

传感器测力面的位置最终是通过试验的方法确定的。在喷管推力标定试验中,测力挡板及传感器是可以移动的,通过改变测力挡板与喷口的距离,从而得到不同位置上的测力大小。实际上,对3种不同的喷管,测力挡板所受冲击力较稳定的位置区域是不同的。为了统一并兼顾测力挡板合适的位置区域,使测力挡板距喷口分别为4 mm、6 mm、8 mm、10 mm。通过测力试验,获得不同类型喷管在不同测力位置的推力均值,从而确定测量力最大的位置,即传感器的测力面位置。喷管Ⅰ、喷管Ⅱ、喷管Ⅲ在不同测力位置的测力值如表2所示。

从表2中可以看出,喷管Ⅰ在4 mm处产生的冲击力最大,则其测力面位置为测力挡板距喷口4 mm;喷管Ⅱ在6 mm处产生的冲击力最大,则其测力面位置为测力挡板距喷口6 mm;喷管Ⅲ在10 mm处产生的冲击力最大,则其测力面位置为测力挡板距喷口10 mm。由此可知,不同类型喷管的测力面位置不同。喷管Ⅰ的尺寸较小,喷管本身气流量较小,因此推力尺度是最小的,测力面位置最近;喷管Ⅱ和喷管Ⅲ的尺寸相同,由于喷管Ⅱ属于弯通式内部结构,而喷管Ⅲ属于直通式内部结构,喷管Ⅲ的测力面位置比喷管Ⅱ远。

2.2 推力标定系数

在同样气流喷射条件下,本研究对3种不同喷管进行现场测力试验。测量过程模仿地面真实过程,对空气进行喷射,利用电子天平测量推力的大小。试验表明,喷管Ⅰ的均值为1.629 N,喷管Ⅱ的均值为7.700 N,喷管Ⅲ的均值为8.074 N,把相应喷管的均值作为标准值。

本研究在推力标定试验中,将测力挡板固定于测力面处,对每个通道的喷管进行单独测试。由于当测力挡板位于测力面时,推力的测量值在所要求的测量精度范围内波动,且每类喷管的标准值固定不变,可以认为修正系数是常数。把测量值与标准值进行比较,得到修正系数。各个通道喷管的推力标定系数表如表3所示。由表3可知,修正系数接近于1,说明当测力挡板位于合适的位置时,测量值与标准值很接近,这种测量方式对喷管推力的影响不大。

3 不确定度来源分析

推力测量系统的测量链由测力挡板、压力传感器、电压放大器、数据采集卡和计算机软硬件组成,从理论上讲,该测量链中所有组成部分引入的误差源,都会对系统的测量不确定度产生影响[6]。由测量重复性误差引入的测量不确定度,可作为测量系统的A类不确定度分量;由测量链引入的测量不确定度,可作为测量系统的B类不确定度分量。由测量环境中温度、压强的变化引入的误差,已反映在测量结果中,不作为不确定度分量考虑。测力挡板与喷管轴线不垂直时导致所测推力比实际推力偏小,引入不确定度分量。压力传感器拾取被测信号,电压放大器实现测量信号的放大,引入的误差源有非线性误差、重复性误差、迟滞误差、灵敏度误差和零点温度误差等;数据采集卡引入的误差源有量化误差、增益误差、调节时间误差和通道间干扰误差等;这些误差源都会引入不确定度分量。而测量数据的处理、结果显示等由计算机软件系统实现,该阶段没有引入不确定度分量[7]。

4 推力测量系统的不确定度评定

测量不确定度是评定测量结果质量的重要指标,是对测量结果不确定范围的标度,表征测量结果的分散性、准确性和可靠程度。测量不确定度按评定方法的不同分为A类不确定度分量和B类不确定度分量[8]。A类不确定度分量来源于推力多次重复测量,用统计方法评定;B类不确定度分量来源于传感器、放大器等仪器本身产生的误差,用非统计方法评定[9,10]。

4.1 A类不确定度评定

对于重复性测量引入的不确定度分量,通常采用贝塞尔法评定A类不确定度[11,12]。推力测量系统总共有10个通道,需要评定每个通道的A类不确定度分量。在推力测量试验中,分别单独地对每个通道喷管的推力进行测量,共得到了5组数据,标定后喷管推力作用测试表如表4所示。

用下式求取每个通道喷管推力的平均值:

式中:Fij—实测推力值,—推力的算术平均值。

用下式求取单次测量的试验标准差,即为各个通道的A类不确定度分量:

式中:UAi—A类不确定度分量,下标i—通道序号,下标j—测量组号。

4.2 B类不确定度评定

B类不确定度分量包括测力挡板、压力传感器、电压放大器、数据采集卡各自引入的B类分量。测力挡板引入的B类分量涉及喷管尾流的冲击力,因此各个通道并不相同。每个通道所用的压力传感器和电压放大器属于同一类型,且共用一个数据采集卡,所以各个通道由它们引入的B类分量是相同的。

4.2.1 测力挡板引入的B类分量

从理论上讲,测力挡板应与喷管轴线垂直,从喷口喷出的气体垂直击打在测力挡板上,才能真实地反映喷管的推力。但实际上受制造与安装的局限,测力挡板与喷管轴线并不垂直,所测的推力比实际推力偏小。假设测力挡板向左倾斜一定角度,喷管尾流的冲击力简化为集中力,测力挡板倾斜图如图3所示。

用下式求取喷管的实际冲击力:

式中:k—推力的修正系数。

用下式求取测力挡板实际所受冲击力:

以垂直于测力挡板表面的方向为x轴,建立直角坐标系;虚线矩形—测力挡板理论位置;实线矩形—测力挡板实际位置;θ—测力挡板的偏角;F—喷管的实际冲击力;F'—测力挡板实际所受冲击力

两者之差就是冲击力的变动量。

式中:δF—冲击力的变动量。

在测量中,θ的最大估计值为3°,对应的δF值为冲击力的最大变动量。

若冲击力的最大变动量为δFmax,假定冲击力在区间(F-δFmax,F)内为正态分布的左函数,取置信因子为2,则测力挡板引入的B类不确定度分量为:

4.2.2 传感器引入的B类分量

DJSX型压力传感器的主要误差源如表5所示,其中灵敏度漂移和零点漂移都与温度有关。

测量试验在空调房中进行,温差不超过1℃。各误差源对应的B类分量已在表5中给出。压力传感器的误差源之间是不相关的,则其B类不确定度分量[13,14]为:

4.2.3 放大器引入的B类分量

DJKZ-BS型电压放大器的精度为0.1%F.S.,即最大允许误差为0.02 N,服从均匀分布[15],则其B类不确定度分量

4.2.4 采集卡引入的B类分量

PCI-9113采集卡的精度为0.01%F.S.,即最大允许误差为0.002 N,服从均匀分布,则其B类不确定度分量。因此,各个通道的B类不确定度分量[16]为:

式中:UB1i—各通道对应的测力挡板引入的B类不确定度分量。

4.3 合成不确定度与扩展不确定度

推力测量系统每个通道的合成标准不确定度由下式计算确定[17,18,19]。

取置信概率为95%,包含因子μ=2,用下式计算相应的扩展不确定度[20]:

扩展不确定度是确定推力测量结果区间的量,推力测量值包含于此区间[21,22]。将推力测量系统各个通道的不确定度分量及总不确定度的计算结果汇总如表6所示。

从表6可以看出,每个通道由测力挡板和采集卡引入的B类分量较小,传感器引入的B类分量与各个通道的B类不确定度分量较接近,说明各个通道的B类不确定度分量主要由传感器决定,其次是放大器。因此,每个通道的B类不确定度分量接近。通道A1、A5、B1、B5的A类不确定度分量较小,其对应的合成标准不确定度和扩展不确定度也相应较小;通道A2、A4、B2、B4的A类不确定度分量较大,其对应的合成标准不确定度和扩展不确定度也相应较大。这说明每个通道的测量不确定度与喷管的尺寸和内部结构是有关的。

单位:N

用下式求取各通道的平均扩展不确定度:

其对应的扩展不确定度方差由下式计算确定:

经计算,平均扩展不确定度,扩展不确定度方差DU=0.000 13。推力测量系统各通道的扩展不确定度分布图如图4所示。

从图4可以看出,对于推力测量系统而言,各通道的扩展不确定度分布于平均扩展不确定度的两侧,且相对比较集中;通道A3、B3的扩展不确定度与系统的平均扩展不确定度最接近。

5 结束语

通过推力标定试验,本研究确定了每个通道传感器测力面的位置和推力的修正系数。当喷管的内部结构相同时,尺寸较小的喷管,其测力挡板距喷口的距离较近;当喷管的尺寸相同时,弯通式喷管,其测力挡板距喷口的距离较近。传感器测力面的位置确定后,推力的测量值与标准值很接近,说明测力挡板没有影响喷口流场,这种测量方式对喷管推力的影响不大。

评定系统 篇10

压水堆 ( PWR) 核电站二回路系统的功能是将热能转换为机械能, 并构成一个完整的热力循环。对于已服役运行的核电站, 二回路系统热力设备会不可避免地出现老化降质问题, 其中均匀腐蚀、流动加速腐蚀 ( FAC) 、停用腐蚀及冲刷腐蚀是常规岛二回路系统热力设备常见的老化降质形式[1~3]。

通过对主要热力设备进行目视检查, 并借助X - 射线衍射仪 ( XRD) 对其腐蚀产物或沉积物进行分析, 就可确定二回路系统主要设备的腐蚀状态, 为评价机组运行过程中的水化学控制水平提供参考。本文结合检查分析结果, 对主要热力设备的重要腐蚀情况进行了总结, 并针对主要存在的腐蚀问题, 提出了相应的改进建议。

二、主要热力设备腐蚀检查结果

在大修期间设备内部检修工作开展之前, 采用目视检查方法对各主要热力设备实施表观检查, 通过目视检查和相片记录, 获得上一个燃料循环周期内设备内部典型区域的表面沉积、腐蚀状态相关信息, 并以此开展腐蚀状态评估/评定。下面分别对除氧器、汽水分离再热器、凝汽器、高压加热器、低压加热器等主要热力设备的腐蚀检查结果进行分析。

( 一) 除氧器。通过大修期间的目视检查, 认为除氧器的主要现象有: 一是除氧器水箱内壁可见明显的运行水线 ( 液位线) ; 水箱内壁液位以下表现为均匀腐蚀, 壁面附着薄层均匀的棕红色粉末, 疏松易擦除, 质感细腻; 二是水箱内壁液位上方受高温、水蒸汽、氧及不凝结气影响, 表现为烧蚀, 主要产物为氧化铁皮, 质硬, 手感粗糙; 三是喷嘴周围易出现明显的冲刷痕迹; 四是停机期间因积水, 易发生停用腐蚀, 产生黄色锈斑, 清除浮锈可见较小的蚀坑。具体情况如图1 所示。

( 二) 汽水分离再热器。通过目视检查, MSR的主要现象有: 一是MSR壳体内不锈钢覆板易产生灰白色致密沉积物, 较难清除; 二是高压缸排汽末端封头处存在因两相流引起的虎纹斑 ( 无规则的) 和因气相沉积产生的细腻颗粒状粉末 ( 易刮落) ; 三是再热器换热管主体呈灰色, 支撑构件则存在明显的腐蚀痕迹; 四是第一级再热器抽汽管道内流体为两相流, 管道内壁可见流动加速腐蚀两相流的特征痕迹, 管板可见明显的冲刷痕迹。

( 三) 凝汽器。图2 为某核电站大修期间凝汽器目视检查记录, 通过目视检查, 认为凝汽器汽侧的主要现象有: 一是顶层钛管易受蒸汽冲刷减薄, 易被流体带入的铁锈沉积覆盖, 易被落物砸伤; 二是汽侧内支撑构件、复式低加及旁路蒸汽扩容器外壳表面、连通管内壁等可见明显的冲刷减薄; 三是聚水盘、热阱上方构件和管道表面存在均匀氧腐蚀, 附着红色锈迹; 四是底部因积水产生停用腐蚀, 包括点蚀、缝隙腐蚀和电偶腐蚀。

凝汽器热阱主要现象有: 一是热阱主体颜色为锈红色, 表面附着一层均匀的铁锈, 易擦除; 二是磁性过滤器吸附大量铁磁性粉末, 但吸附能力非常有限, 大量腐蚀产物可能会迁移至蒸汽发生器; 三是热阱底部及凝结水母管内常伴有大量积水无法排尽, 易引发停用腐蚀。

( 四) 高/低压加热器。图3 为某两个核电厂大修期间高/低压加热器目视检查记录, 其主要现象有: 一是低加水室内部整体呈现锈红色, 而高加水室内表面主要呈钢灰色, 水室底部均附着少量积水 ( p H = 7 ~ 8) , 若积水未得到及时清理, 极易引起停用腐蚀; 二是高低加水室表面及换热管内均存在一定量的腐蚀产物沉积, 但高加附着的腐蚀产物量要明显少于低加; 三是高加汽侧加热蒸汽来自汽轮机抽汽, 因蒸汽湿度较大, 换热管及汽侧内壁产生冲刷腐蚀, 低加汽侧表层换热管表面因腐蚀产物的迁移而附着棕红色或灰色沉积物, 不易擦除; 四是低加汽侧筒体内常存在凝结水, 易引发停用腐蚀。

从以上分析结果可以看出, 除氧器、低加、凝汽器及热阱等热力设备, 因为运行期间二回路介质溶解氧 ( DO) 含量偏高, 设备内表面主体呈锈红色, 为典型氧化性环境中的腐蚀特征; 汽水分离再热器、凝汽器 ( 汽侧) 、高压加热器等热力设备, 因为运行期间二回路介质经过热力除氧和化学除氧, 溶解氧 ( DO) 含量很低, 因此, 容器内表面呈灰色, 为典型还原性环境中的腐蚀特征。机组运行期间, 液体介质为水或汽水两相的热力设备常伴有流动加速腐蚀、冲刷腐蚀; 设备停运检修期间常有发生停用腐蚀。因此设备的防腐工作仍有较大的改善空间, 各核电站应对各热力设备腐蚀状态的跟踪及设备停 ( 备) 用期间的保养引起高度重视。

三、热力设备腐蚀状态跟踪

通过目视检查方法获得的腐蚀相关信息毕竟有限, 一是肉眼分辨率有限, 很难明确判断点蚀、应力腐蚀开裂早期缺陷萌生状态; 二是对腐蚀状态的评估需要有关于设备材质及运行的相关经验, 且判断带有一定主观性。因此, 还需要结合腐蚀产物/沉积物的定量和定性分析, 以帮助验证二回路水化学工况控制情况。通过定期 ( 主要以燃料循环为周期) 收集凝汽器汽侧底部磁性过滤器吸附腐蚀产物称重来评估二回路系统整体腐蚀状况; 通过 ( 主要以燃料循环为周期) 定期测定各热力设备腐蚀产物中氧化铁、四氧化三铁物相含量来辅助评估容器腐蚀状态; 通过跟踪各燃料循环周期内各容器内腐蚀产物物相组成, 来验证并实现对二回路系统各设备的良好水化学工况控制及其优化。另外, 还对除氧器进行筒体内壁的沉积物进行取样, 并利用沉积物量计算除氧器表面沉积物的厚度。通过对磁性过滤器吸附物、蒸汽发生器残渣和除氧器水箱内部沉积物的长期跟踪, 认为各设备的腐蚀产物无明显增多, 可从侧面说明这些机组水化学工况控制良好。除此以外, 还对某核电站二回路系统主要热力设备内部粉末状沉积物取样进行物相分析。分析结果表明, 沉积物均为铁的氧化产物。对XRD分析图谱采用Rietveld全谱拟合, 计算出各成分的百分含量, 具体情况如图4 所示。

四、结语

通过对二回路系统主要热力设备的腐蚀检查结果、沉积物分析结果及停机保养记录的分析总结, 可得出如下结论:目视检查结果表明, 汽水分离再热器、高压加热器主要表现为强还原性环境中的轻微均匀腐蚀; 低压加热器、除氧器、凝汽器汽侧主要表现为低氧化性环境中的轻微均匀腐蚀; 机组运行期间也常伴有冲刷腐蚀和流动加速腐蚀; 设备在停 ( 备) 用期间常有发生停用腐蚀。XRD分析表明, 各设备内的沉积物主要为铁的腐蚀产物, 主要物相有磁铁矿 ( Fe3O4) 、赤铁矿 ( Fe2O3) 、针铁矿 ( Fe O ( OH) ) , 设备运行温度越高, 还原性环境越强, 氧化产物中磁铁矿含量越高, 蒸汽发生器内沉积物磁铁矿含量接近100% 。此外, 磁性过滤器吸附物中的少量铁单质粉末是由于流体的冲刷腐蚀所产生。机组在停 ( 备) 用期间, 设备内残留的积水可造成金属设备的停用腐蚀。停用腐蚀造成的破坏在短期内虽不明显, 但在随后的运行阶段成为其它腐蚀类型的诱因, 如点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等, 这些局部腐蚀有可能对设备的安全运行造成极大的威胁。

参考文献

[1]朱德年.压水堆核电站常规岛设备和管道的水蚀和腐蚀问题[J].热力透平, 1992, 3:9~17

[2]高俊, 张维, 刘忠等.核电站高压加热器水室隔板穿孔原因分析[A].核电站设备可靠性及失效分析国际研讨会论文集[C].2011:29~34

[3]方可伟, 陈汉明, 杨国栋等.汽轮机抽汽疏水管泄漏失效分析[A].核电站设备可靠性及失效分析国际研讨会论文集[C].2011:110~113