光电检测技术篇1
关键词：光电检测技术；精密测量技术
中图分类号：TN247文献标识码：A文章编号：
1.概论
世界已进入信息时代，人们在利用信息的过程中，首先要解决的就是获取可靠的信息，因此传感器技术越来越受到人们的重视。而随着传感器技术的发展，传感器所要面向的应用范围从纳米尺度到天文尺度两段都在不断扩展，精密测量技术已经得到了越来越多的研究和重视，这就使得作为现代精密测量的核心技术的光电检测技术的重要性与日俱增，因为传统的检测方法已经无法满足这些工作条件下的特殊要求。因此，光电检测技术的教学和研究已越来越受到国内为高等院校、科研机构和相关企业的重视。
现在一起科学技术是机械、光学、电学、计算机以及控制技术的综合化，光、机、电、算一体化已经成为仪器发展的趋势。传感器的微型化、纳米技术的发展，也对现代精密测量技术提出了越来越高的要求。在这种情况下，光电检测技术的重要性越来越明显。然而，在目前的测控技术月仪器体系中，光电检测技术的重要性并没有得到足够的重视。本文首先介绍了现代精密测量技术的发展现状，随之介绍了光电检测技术的基本内容及其面临的问题，最后提出应当突出光电检测技术的重要性，使之在测控技术与仪器专业体系中占有重要地位，这对培养具有创新能力和前瞻意识的高素质人才具有良好的促进作用。
2.现代精密测量技术的发展现状
现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造机计算机技术为一体的综合叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。
科学技术向微小领域发展，由毫米级、微米级继而涉足到纳米技术，即微/纳米技术。微/纳米技术研究和探测物质结构的功能尺寸与分辨能力达到微米至纳米级尺度，使人类在改造自然方面深入原子、分子级纳米层次。
纳米级加工技术可分为加工精度和加工尺度两方面。加工精度由本世纪初的最高精度微米级发展到现在的几个纳米数量级。金刚石车床加工的超精密衍射光栅精度已达1nm，实验室已经可以制作10nm以下的线、柱、槽。
在这一大背景下，传统的测量方式已经很难发挥大的作用。因此，与精密测量技术的发展需求相对应，光电检测技术得到了越来越多的重视和应用。由于光电检测技术在工业测控、精密测量和计量方面的重要作用，特别是随着社会对产品质量意识的逐步提高。
3.测控技术与以其专业及其只是结构组成
测控技术与仪器技术隶属于信息技术领域的仪器科学与技术学科，其内容主要涉及测量控制与仪器仪表技术领域。随着科学技术尤其是电子信息技术的飞速发展，测量控制欲仪器仪表技术领域也发生了很大的变化。其自身结构已从单纯机械结构或机电结合或机光电结合的结构发展成为集传感技术、计算机技术、电子技术、现代光学、精密机械等多种高新技术于一身的系统，其用途也从单纯数据采集发展为集数据采集、信号传输、信号处理以及控制为一体的测控国产。特别是进入21世纪以来，随着计算机网络技术、软件技术、微纳米技术的发展，测量控制与仪器仪表呈现出虚拟化、网络化和微型化的发展趋势，从而使仪器科学与技术学科的多学科综合及多系统集成的属性越来越明显。
由此可见，测控技术与仪器专业的学生其知识面必须比较宽，横跨了传感器、通讯、控制、计算机等多方面的内容。
光电检测技术的简介
技术的业务培养目标是：培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各个部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。
技术的业务培养要求是：主要学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论、测量与孔子理论和有关测控仪器的设计方法，手奥现代测控技术和仪器应用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的应用级设计开发能力。
光电检测技术的基本内容及其面临的问题
光电检测技术是测控技术与仪器专业能使技术人员了解和掌握光电转换的基本原理及光电检测技术所必须的各种知识，了解和掌握常用光电测量方法及常用测量仪器的使用，具备进行各种基本光电测量所需技能和设计简单光电检测电路的能力。
光电检测技术基本内容包括三方面的内容。
掌握与光电技术有关的基础知识、基本原理和基础效应。如：阴极光电效应，半导体光电效应，PN结的光电效应：光电池及光电二三极管工作原理，光电成像原理，CCD工作原理，直接检测的典型光路。
理解光电技术的基本应用。了解常用光电器件如光电培正管、摄像管、CCD器件、光电池、光电二三极管等的特性参数。了解基本光电检测系统的主要参数。
了解光电检测的基本方法及光电检测电路的设计思想。了解光电技术的发展及广泛应用。掌握各种基本光电检测方法的有关技术。
6.光电检测技术在测控技术与仪器专业体系中的作用
综上所述，《光电检测技术》课程在测量控制与仪器仪表技术领域的重要性在不断增加。然而，在目前的测控技术与仪器专业课程体系中，《光电检测技术》课程的重要性并没有得到足够的重视。因此，我们需要对《光电检测技术》在测控技术与仪器专业课程体系中的作用进行重新认识。
光电检测技术在测控技术与仪器专业课程体系中的作用可以概括为四个字：承前启后。“承前”是指光电检测技术是传感器技术、工程光学、测控电路等内容的深入和拓展，“启后”则是指光电检测技术的内容是后续如光电仪器设计、智能仪器设计等环节的重要知识基础。没有对光电检测技术知识的良好掌握，要实现对各种现代精密测量技术的整体把握、实现符合要求的具有良好性能价格比的精密测量系统是不可能的。
7.结束语
因此，本文认为，在测控技术与仪器技术学习中，应当突出光电检测技术的重要性，在实验设备、授课学时、人员配置、科研技术等方面予以重点支持，使之在测控技术与仪器专业课程体系中占有与其在测量控制与仪器仪表技术领域的重要性相称的重要地位，这对于培养具有创新能力和前瞻意识的高素质人才具有良好的促进作用。
参考文献：
[1] 叶声华， 王仲， 曲兴华。 精密测试技术展望。机电一体化。2001，6: 6―7.
[2] 曲兴华。仪器制造技术。北京：机械工业出版社，2005.光电检测技术篇2
[关键词]动态测角误差、可编程动态靶标、光电经纬仪
中图分类号：TH761.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0354-01
1、概述
检测光电经纬仪跟踪性能、动态精度和测角精度等技术指标的方法分为外场和室内两种检测方法。外场检测是将经纬仪运到靶场，在靶场测控网跟踪飞机、拍星等。获得飞行轨迹参数，同时用靶场的其它高精度设备进行跟踪测量统一目标，并以此为真值，与光电经纬仪获得的参数在同一坐标系下进行对比，从而标定出其跟踪精度和动态测角精度。可见，外场检测方法受到时间、场地、天气、运输等因素的限制，要消耗大量人力、物力，且实验周期长，组织协调困难，而且校飞目标很难达到设备设计的指标速度和加速度检测要求，所以外场检测方法有很多局限性和弊端。另外用靶场其它测量设备进行对比测量还存在多种误差源，很难给出高精度的真值，使得被检测光电经纬仪无法与其进行精度对比。
室内检测方法是指在实验室内用精度动态靶标模拟空间运动目标及其运动规律，对光电经纬仪跟踪性能和测角精度进行检测。可见室内检测方法可以在实验室内及时发现和解决光电经纬仪存在的技术问题，保证外场检测和应用中不会出现技术问题。如今，对光电经纬仪的总体性能，尤其是对其跟踪精度和测角精度指标的要求越来越高，所以用于检测光电经纬仪精度的动态测角误差精度也受到了高度的重视。
2、光电经纬仪发展情况简述
因为经纬仪的研究情况、技术指标和生产能力是一个国家在光学仪器领域和靶场光测设备领域中水平高低的重要衡量标准，所以存在相关技术封锁，尤其是有关检测方法的相关资料极少透露。
随着科技进步和靶场建设的需要，20世纪80年代研制的电影经纬仪开始加装可见光电视和红外电视系统，经纬仪从单一的对飞行目标跟踪、弹道测量，到现在对靶场各类飞行目标的目标特性、姿态、拦截、子母弹炸点解爆、子弹散落特性等性能的测量。近几年以来，由于可见光电视、红外电视图像可实时传输、实时提取目标脱靶量等优点，逐渐取代电影胶片成为光电经纬仪主光学系统的成像器件。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所从1958年开始研制我国第一台150光学跟踪测量设备，到160、179、331、260、662等电影经纬仪以来，在电影经纬仪的研制生产中逐步建立了自己的静、动态检测方法。电影经纬仪检测架如图1.
随着科技进步和靶场建设的需要，20世纪80年代研制的电影经纬仪开始加装可见光电视和红外电视系统，到现在电视、红外已完全取代电影胶片作为图像测量和记录系统，经纬仪从单一的对飞行目标跟踪、初始段和载入段弹道测量，到现在对靶场各类飞行目标的目标特性、姿态、拦截、子母弹炸点解爆、子弹散落特性等性能的有效装置―旋转靶标，解决了光电经纬仪动态跟踪和捕获性能的室内检测问题，已经在同行和军方使用部门得到推广应用。利用该靶标已经检测了多种型号的光电经纬仪，直到现在还在检测跟踪性能方面继续发挥其作用。
3、电视、红外动态测角误差检测
随着摄影胶片被可视光电传感器件所取代，而用传统摄影动态误差检测方法，由于胶片与可视光电传感器件的曝光特性的不同，无法满足光电经纬仪在工作速度和工作加速度的条件下动态测角误差的检测。随着可编程动态靶标的研制成功可实现对电视、红外动态测角总误差的检测，可编程动态靶标与光电经纬仪空间关系图2。
用高精度测角仪标定出可编程动态靶标锥角b、半锥角a，根据球面三角定理，可编程动态靶标相对于光电经纬仪的方位角A、俯仰角E都随θ角的变化按公式改变：可得方位角A、俯仰角E值。
由此可得可编程动态靶标理论方位角A、俯仰角E值为：
可编程动态靶标和光电经纬仪数据采样同步，在相同的数据采样时刻能提供一个准确的空间角度值，可以为光电经纬仪提供理论真值。光电经纬仪电视、红外测量系统在以工作速度或工作加速度自动跟踪可编程动态靶标目标状态下，调整靶标转速满足电视、红外测量系统在65°高角时工作角速度和工作角加速度的要求。由计算机记录可编程动态靶标的绝对时间Ti、编码器角度值，并依据公式（3）、（4）计算出可编程动态靶标相对光电经纬仪在T时刻的方位角Ai和高低角Ei位置信息；电视、红外测量系统对测量的目标进行实时数据记录（绝对时间Ti、方位编码器A、高低编码器E、方位脱靶量ΔAi、高低脱靶量ΔEi），选取在65°高角时的一个正弦的测量周期，计算出电视、红外测量系统的测量合成脱靶量ΔAi′、ΔEi′：
同理可对记录的电视、红外视频图像进行视频判读，得到视频伴读的方位脱靶量ΔAi、高低脱靶量ΔEi，计算出电视、红外测量系统事后动态测角误差。
4、结束语
以上是在GD-280、GJ1208等光电经纬仪电视、红外动态精度检测实际应用效果良好，通过编程控制靶标转动，可以实现对主光学系统和不加分光器偏离经纬仪3轴旋转中心的电视、红外动态测角误差的检测。开展关键检测技术研究，用于光电经纬仪可见电视、红外电视室内动态测角误差检测，通过对动态测量误差室内性能评价，可作为准确的设计与研制适合靶场试验要求的光电经纬仪提供科学的实验数据，为光电经纬仪靶场弹道测量工作的可靠性做出较真实的评估。
参考文献：
[1] 何照才、胡保安. 光学测量系统. 北京：国防工业出版社，2002.光电检测技术篇3
关键词：微弱光信号；现代光电检测技术；应用现状
1 概述
微弱光信号检测技术及其相应的光电检测技术可应用于各个领域，如在军事领域，用于隐形目标侦查、武器制造和目标距离检测以及无线通信等；在工业领域，可用于检测产品质量、控制环境污染量及产品计量等方面；在化学分析领域，可用于鉴定物质结构、检测分析药物成分等：在医学领域，可用于分析医学电子图像，通过回测微弱信号检测疾病等[1]。微弱光信号检测技术的研究意义重大。
2 微弱光信号检测技术研究现状
对于微弱光信号检测来说，其难点在于微弱信号采集部分的设计以及转换电路的设计。近些年来，随着现代光电技术的发展，关于微弱光信号的检测、采集与处理技术的研究也取得巨大发展。在采集检测系统的设计与实现方面，众多学者从不同角度进行了尝试和探索。
如采通过在信号处理电路中设置信号通道和参考通道方式，利用微处理器将广义白噪声滤除，开发出“BHJ-400”型红外测温仪。该红外测温设备即使在强噪声的背景下也能实现对微弱光的检测[2]；文献[3]基于信号的相关性原理，设计一锁相放大器并用于检测微弱光信号的测量系统中。从而研制出红外多光谱辐射温度测量系统，同时采用将方法与函数模型法相结合并根据自动化原理设计出双向反射分布函数自动测量系统[3]；采用在同一测量装置上集成非接触式光学成像CCD传感器和接触式光纤传感器方式测量工件的孔径，由于测量技术的科学先进性，该测量设备的测量精度可以达微米级[4]；文献[5]以采用高精度运算放大器及FLASH型芯片核心进行硬件系统和软件系统设计，其测量输出光功率的稳定度可达±0.01nW，有效实现了在光纤通讯领域中对传输终端的微弱光信号功率的高精度测量[5]。
可以看出现有方法多数基于相关检测原理设计锁相放大器，实现对微弱光信号的检测。然而这类方法都有实现成本高、流程和结构比较复杂等不足。寻找一种精度较高、成本较低且结构简单的微弱光信号检测系统十分必要。近期许多学者提出了一些改进的检测方法，取得了较好检测效果。
如文献[6]对传统的全部采用专用集成电路来检测微弱光信号的方法进行改造，将传统方法中不能适用于多变场合的缺点进行优化。该系统采用部分集成电路与相对分立元件相结合的方式形成两种放大器，系统中的光电转换电路以低输入偏置电流放大器AD549 为主。实验证明，分立电路既保留了传统检测系统抗干扰能力强等优点，且具有可操作性强和测量方式多变等优点[6]。文献[7]采用S2387系列光电二极管，结合多级放大路与T型反馈电阻网络，设计了一种放大倍率可编程的微弱光强信号采样电路。基于对实验数据的分析，通过对前后级放大倍数的合理分配，实现对光强或波长变化比较大的微弱光信号的最优放大，使得到的图像波形更加便于分析、研究。同时该电路兼顾了提高响应速度与降低噪声的要求，简洁可靠，测量精度高[7]。文献[8]通过设计下位机将待测光信号进行光电转换、放大和滤波等处理，下位机由光电转换电路、前置放大电路、多级放大电路、有源滤波电路和数据传输电路构成。通过采集卡将下位机采集到的信号送到上位机处理，提出一种自适应窄带功率谱滤波方法[8]。
此外，微弱光信号检测方法的理论研究也得到了较快发展，如文献[9]采用最优混沌模型李亚普诺夫指数法定量检测微弱光电信号幅值方法。基于最优混沌模型，解决了传统混沌方法检测时出现的可检测信噪比高、检测阈值误差大等问题[9]。文献[10]基于相关检测理论，设计微弱光纤陀螺信号检测系统，实现对开环背景噪声中微弱光纤陀螺信号的精确检测[10]。文献[11]基于数字正交相关检测方法，设计用于微弱激光信号检测的光电检测装置，在数字相关检测基本原理的基础上完成对光电检测系统的整体设计开发。仿真和实验结果验证了该方法的有效性[11]。
3 结束语
综上所述，国内外科研领域对微弱光信号检测技术的关注度较高，为开发高精度、低成本的微弱光信号检测装置，进行了探索并取得了显著成效。另一方面众多学者也将传统集成元件检测方法改进以适应不同检测场合，促进了微弱光信号检测技术的发展。微弱光信号检测技术在各个领域都占据着比较重要的地位，未来微弱光信号检测技术在相关领域的应用会越来越广泛，同时也将向智能化、数字化方向发展。
参考文献
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2011年12月27日由国家档案局技术部组织专家，对由国家档案局档案科学技术研究所、中央档案馆信息中心和北京盛赞光盘备份技术有限公司共同完成的“光盘图像文件自动检测平台”项目进行鉴定，并通过了鉴定。该项目围绕着电子档案移交接收和数字化成果验收过程中，以光盘为主要载体的图像文件自动检测问题进行研究。
在现行的相关标准规范中明确要求对接收的电子档案和载体进行鉴定检测。GB／T 18894――2002《电子文件归档与管理规范》中规定“电子文件的鉴定工作，应包括对电子文件的真实性、完整性、有效性的鉴定”。“对磁性载体每满2年、光盘每满4年进行一次抽样机读检验，抽样率不低于10％，如发现问题应及时采取恢复措施”。DA／T38-2008《电子文件归档光盘技术要求和应用规范》中规定“归档光盘检测的时间周期为：未达到一级预警线，归档光盘每两年检测错误率一次；从一级预警线到二级预警线之间，归档光盘每一年检测错误率一次；从二级预警线到三级预警线之间，归档光盘每半年检测错误率一次”。而随着光盘载体的大量产生，需要有与之相适应的光盘载体自动检测平台。
项目研究是以我国档案行业相关标准为依据，结合电子档案光盘载体在档案馆工作中的实际情况，在认真调查、创新思考的基础上，针对光盘可读性、电子文件可读性、图像文件规范性和光盘可靠性进行自动检测研究，力图建立一个与档案信息化建设进程相匹配的光盘和图像文件自动检测平台，服务于档案行业。
只有在理论突破创新的基础上，才能完成创新型的技术实现。首先在理论上将“电子文件真实性、完整性、有效性和长期可读”一个既有深度又有广度，既有全面性又有完整性的一个原则性要求，如何落实到技术实现上?真实性是电子档案从产生开始，在整个生命周期中由系统工程保证的，此项目所解决的是阶段性的工作。在电子档案接收和数字化成果验收过程中真实性主要是依赖于数据来源途径的正确性；完整性和有效性部分地可以用规范性表述；有效性和长期可读可以部分地用可读性和可靠性表述。将“电子文件真实性、完整性、有效性和长期可读”的整体性、原则性要求具体落实到自动检测过程中，对光盘和图像文件“可读性、规范性和可靠性”验证，将一个原则性要求转化成为可实施的技术性要求。
在技术实现方面，将光盘物理检测与图像文件检测有机地整合在一起。光盘可读性检测与文件可读性检测同步进行，光盘主要物理参数检测与图像文件规范性检测同步进行。同步技术是项目的技术核心之一。
项目研究成果主要以“光盘检测软件”形式呈现，光盘检测仪是配套必需设备，光盘检测仪所用光驱必须是兼容CD／DVD格式的高精度检测光驱。对接与控制技术同样是项目的技术核心之一。
光盘检测软件包括两大部分：一是检测功能实现部分，二是光盘检测仪驱动控制部分。软件是在前期已有技术积累的基础上的再创新和再提高。
光盘检测软件共有六个模块：文件管理、全盘扫描、数据(文件)检测、移交检测、光盘复检和检测管理。
全盘扫描，验证光盘的可读性和文件的可读性。对CD／DVD光盘进行全盘扫描。提取光盘背景文件、验证光盘可读性和文件可读性，验证光盘是否存在不可修复坏点和文件是否有损坏。
数据检测，验证目录文件规范性、图像文件规范性、图像加工质量和文件挂接正确性。
移交检测，数据检测和光盘检测的同步检测。光盘检测主要是对CD／DVD光盘刻录后主要物理参数的检测。CD：块错误率BLER，不可校正错误E32，信号对称度SYM，抖晃Jitter；DVD：奇偶校验内码错误PIE，奇偶校验外码失败POF，信号不对称度ASYM，抖晃DC Jitter。
光盘复检，对已经检测过的光盘及存档光盘进行的再次检测。
光盘检测有两种方式，一种是全盘逐点扫描检测即全盘检测，一种是半径抽点检测即快速检测。两种方式具有可选择性，使用者根据需要进行选择。刻录后的光盘初次检测和接收检测须采用全面检测，光盘复检即再次检测可采用全面检测也可以选择采用快速检测，两种检测的测量值会有所不同。两种检测方式均可以给出检测结果和评定结论。判断光盘可归档、―级预警、二级预警、三级预警等级别。
检测管理，对于检测结果和检测报告进行管理和输出。
光盘检测软件解决了档案行业电子档案进馆接收、数字化成果验收采用人工检查效率低，难以保证电子档案质量的问题。实现了进馆接收、数字化成果验收专业化和自动化，可提高工作效率和工作质量，为电子档案以光盘为载体的长期保存提供了技术保障，对档案行业数字资源体系建设具有积极的意义。
项目的作用和推广前景主要表现在以下几个方面：
1　光盘进馆接收检测。光盘检测软件将图像文件自动检测与光盘自动检测相结合，两项检测同步进行。可验证电子档案的可读性、规范性和挂接正确性以及移交光盘的品质。
2　数字化成果验收。全国每年数亿计的扫描数字化加工形成的图像文件，成果验收缺少有效的检测方法，光盘检测软件可以为发包方的档案部门提供一个有效的检测手段，准确把握数字化成果的质量与数量。光电检测技术篇5
【关键词】电子技术 无损检测技术 应用
最近几年，电力电子技术、计算机技术、微电子技术等的飞速发展，推动了各行各业的信息化进程。在工业生产、建筑工程等领域，经常需要对产品的质量进行检测，传统的破坏性检测虽然可以获得准确的结果，但是其本身的破坏性不仅会导致成本的增加，而且注定只能采用抽样检测的方法，在这种情况下，无损检测技术得到了越来越多的关注。
1 无损检测技术概述
无损检测，是指在尽可能避免对被检测对象造成损伤，不破坏其内部组织，不影响其使用性能的前提下，结合物理化学手段以及现代化的仪器设备，针对检测对象的内部结构、性质等进行检测，及时发现其中存在的缺陷和问题。无损检测是在工业化进程不断加快的背景下，基于电力电子技术而产生和发展起来的，可以在一定程度上反映出国家的工业发展水平，其重要性不容忽视。
无损检测的目标并非单纯的分析被检测对象的质量和完整性，还可以为工艺技术的和改进提供有效指导，进一步提升产品的质量及安全，同时，通过分阶段的无损检测，可以及时发现产品生产环节存在的问题，及时进行处理，缩短了问题处理的时间和消耗，能够有效降低成本。
无损检测技术具备几个比较显著特点：
1.1 非破坏性
这也是无损检测最为重要的特征，可以在有效剔除不合格产品的同时，避免损失，因此不会受到很大的限制，可以根据实际需求选择抽样检测或者全面检测，更加灵活，更加可靠。
1.2 动态性
无损检测可以针对正在使用中的产品进行检验，同时可以针对产品运行期的累计影响进行定期考察，明确机构的失效机理。
1.3 严格性
无损检测需要专业的设备和人员，依照规范的流程进行操作，才能保证检测结果的准确性。
1.4 检测结果分歧性
简单来讲，就是在针对同一个试件进行检测时，不同检测人员可能会得到不同的结果，在这种情况下，需要通过“会诊”的方式，对结果进行统一。
2 基于电子技术下的无损检测技术应用
无损检测技术在许多领域中都有着广泛的应用，可以将其分为两种不同的类型：
（1）常规无损检测技术，包括超声检测、渗透检测、磁粉检测、射线检测等，
（2）非常规无损检测技术，包括红外热成像、导波检测、声发射、微波检测以及光全息照相等。
在实际应用中，需要根据具体的需求以及检测对象，选择合适的检测方法。这里主要针对两种比较常见的无损检测技术进行简要分析。
2.1 激光检测技术
在无损检测中，激光检测技术的应用相对较晚，不过由于其本身的独特性能，发展速度较快，应用范围也在持续扩大，逐步形成了许多全新的无损检测技术，推动了无损检测的发展和繁荣。
2.1.1 激光全息无损检测
这种技术是激光技术在无损检测领域最初的应用，也是最为广泛的应用，可以针对被检测物体施加外部荷载，检测其不同部位的形变量，通过外部荷载加载前后的全息图像叠加，发现结构内部是否存在缺陷。
2.1.2 激光超声无损检测
相比较传统的超声无损检测，激光超声检测的具有几个明显的优势，
（1）可以在不接触被检测对象的情况下，实现一定距离之外的检测，因此不存在匹配和耦合等问题；
（2）结合超短激光脉冲，能够得到较高的时间分辨率和超短声脉冲，实现宽带检测；
（3）聚焦简单，可以提升扫描和成效的效率。我国对于激光超声无损检测的研究起步较晚，目前可以实现高温条件、放射环境、特殊工件等的检测，而国外已经将其应用到复合材料检测、化学气相沉积等的实时检测方面，表明该技术具备良好的发展前景。
2.2 超声检测技术
超声检测技术具有适用范围广、检测深度大、灵敏度高、定位准确、成本低廉等优点，几乎在所有的工业部门中都有着一定的应用，工作频率在0.4-5MHz之间，在一些特殊情况下，还可以被应用到频率要求在10-50MHz的特殊领域中，同样能够取得良好的检测效果。
2.2.1 超声导波技术
超声导波技术在目前被用于大型固体、火箭客壳体以及航空结构件的无损检测，相比较传统的超声检测技术更加快速，结果也更加可靠。
2.2.2 声发射技术
这是一种被动式的检测技术，材料或者构件在内力或者外力的作用下，自主发出声波或者超声波，通过对声波的接收和评价，判断结构的完整性。声发射技术是一种比较新颖的超声检测技术，常被用于材料及构件裂缝的监测分析、泄漏的检测与定位以及构件失效报警等。
2.2.3 非接触超声换能技术
常规的超声检测采用的均为接触式换能，在实际应用中存在着一定的局限性，而伴随着技术的持续发展，非接触超声换能技术不断涌现，如静电耦合法、电磁声法、空气耦合法以及激光超声法等，前两种方法在实验室环境以及特殊的工业生产中有着良好的适用性，换能器与被检测对象的距离较近，后两种方法则可以进一步拉大换能器与被检测对象之间的距离，实现中距离甚至长距离的无损检测。
3 结语
总而言之，伴随着社会的持续发展，做好各种产品的质量检测非常重要，无损检测技术可以在保证被检测对象使用性能和完整性的同时，实现对其内部结构的准确检测，发现其中存在的缺陷和问题，不仅避免了不合格产品进入市场，还可以降低成本，推动工艺技术的改革发展。近年来，伴随着电子技术的发展，无损检测技术也出现了许多全新的变化，检测效率和检测精度大大提高，受到了越发广泛的重视。
参考文献
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作者简介
卢威（1980-），男，江西省永S县人。大学本科学历。现为江西现代职业技术学院信息工程学院讲师。研究方向为电子与通信工程。光电检测技术篇6
随着科技的不断进步，我国正大力推进输变电站的智能化改造，在线监测技术则是实现输变电站智能化的核心。在线监测技术的应用，使得输变电设备运行更加安全可靠，并降低了电能的损失。输变电设备在线监测技术的运用，很大程度上促进了我国电力事业的不断进步。
1、输变电设备在线监测技术现状及特点
当前，能源紧缺日益严峻，对供电要求日渐提高，电力系统面临着巨大的挑战，电网智能化已成为一种必然的选择。西方发达国家都加强智能电网研究，并将其上升至国家战略层面。随着通信技术以及计算机技术的进步，输变电设备状态的监测及诊断技术得到了快速发展，并取得很大的突破。相较而言，我国电网智能化研究晚，但是已取得了很多举世瞩目的成就。例如，高压设备智能化、红外线测温、输变电设备状态监测及诊断评估等已得到了广泛应用。输变电设备在线监测是通过持续供电实现对设备的周期性或连续性地自动监测。它能够在各种工作环境下应用，及时获取高清晰数字照片及视频，通过对输变电设备的监测发出警报，并能对摄像机录像、拍照以及方位的调整等进行远程操控，且具有良好的防雷、防尘以及抗电磁干扰能力。由于它的应用，将我国电网供电安全性提升到更高的层次。
2、主要输变电设备在线监测技术研究
2.1变压器在线监测技术
2.1.1变压器油色谱在线监测变压器出现不同的故障时，会产生不同的气体。油色谱在线监测的关键就在于油气分离技术以及气体检测技术。其中，油气分离技术主要有动态顶空脱气及渗透膜脱气；而气体检测技术则主要是光声光谱法及气相色谱。油气分离技术的原理是分理出油中溶解的气体，主要包括薄膜脱气法和真空和脱气法，油气分离技术的脱气效率较高，重复性较好，具有较高的灵敏度。气体检测技术是检测装置核心部件，它的性能对于整个检测装置性能具有决定性作用，它是通过对各种气体浓度的测定，判断变压器的内部故障和存在的绝缘问题。2.1.2变压器局部放电在线监测变压器局部放电表现为脉冲型火光放电、非脉冲型辉光放电以及亚辉光放电三种。根据变压器局部放电的特征，可以通过脉冲电流法、放电能量检测法、超声波法、射频法等检测方法进行判断。在具体对放电在线监测技术的选取时，应根据要求合理选择。例如，射频检测能够有效提取变压器局部放电的信号，安装也较为方便，测量频率高，但是对于三相变压器，它无法起到检测作用。再如。放电能量检测能够测量其他方法难以相应的亚辉光放电，但是该方法的灵敏度较差。此外，变压器局部放电产生的高频电磁从波特性复杂，可能会受到电压器箱壁及内部结构的影响，所以在具体应用时需要注意该方面的影响。2.1.3变压器绕组变形在线监测绕组是变压器内常见的容易产生故障的部件，而大部分绕组故障是由于绕组变形的原因。对绕组变形检测主要采用的方法有频率响应分析、短路电抗测试以及振动信号分析三种。其中，频率响应分析是通过对绕组变形前后产生的电容及电感值的变化进行正弦波扫描，反映绕组情况，它的灵敏度高，抗干扰能力强，重复性好。短路电抗测试是通过空载测试对励磁电流影响的修正，在线求出短路电抗并进行诊断，实现对绕组变形问题的在线监测。振动信号分析则是通过振动传感器对绕组及铁芯运行振动信号进行测量反映其情况，2.1.4变压器铁心接地电流在线监测据统计，变压器铁芯问题也是变压器故障中出现非常多的一种情况，而变压器铁心故障中变压器铁心接地又是最为常见的原因。变压器铁心接地存在两种情况，单点接地以及多点接地。接地情况不同，流过接地线电流值也会产生较大的不同，而根据国标，接地线电流值不得超过0.1A。为了及时发现铁心接地故障，可以通过穿心电流传感器监测铁心接地的电流值。
2.2避雷器在线监测技术
氧化锌避雷器出现故障时多是由于受潮和电阻片的老化，故障通常表现为元件发热。氧化锌避雷器受潮故障初期表现为故障元件发热，严重时非故障元件也会发热，且其发热量要高于故障元件。电阻片老化故障通常表现为普遍的元件发热，电阻片不同程度的老化，其发热程度也不相同。漏电流是避雷器运行情况判断的重要参数，它也是避雷器在线监测的对象，监测方法有阻性电流谐波分析法、总泄漏电流法等。其中谐波分析运用数字化测量技术以及谐波分析技术，测取较准确的阻性电流基波值。
2.3电缆在线监测技术
2.3.1电缆局部放电监测在工程施工或者生产过程中，交联电力电缆可能会掺入一些杂质或残留一些气泡，而杂质及气泡击穿电压较低，因此在存在杂质或气泡的部位容易产生局部放电。电缆内产生局部放电时，常常伴随一些现象，如产生超声波、电脉冲、电磁波或发光发热等，还会产生一些化学方应出现新的物质以及气压变化。根据这些电缆的局部放电特征，监测中采用的方法有超声波检测法、高频电流检测法以及超高频检测法等。其中，超声波监测法是利用超声波感应器对局部放电现象中产生的超声波监测的方法，它不需和高压电气相连，能够在不断电的情况下实现对电缆的检测，但是该方法声波衰减较大，因而灵敏度较低，抗干扰能力较弱。超高频检测法利用超高频传感器检测由于局部放电而激发的电磁波信号，判断电缆是否出现局部放电问题。该方法能够进行局部定位，且传感器可移动，因此十分适合于在线监测。高频电流法相对而言，较为简单。它仅要对电缆本体及接电线部分进行检测即可。我们可将电缆本体视为一根天线，根据实际检测效果来看，高频电流法在检测时会受到很多干扰，因此，数据处理时需要辨识出电缆局部放电的脉冲。如电缆局部放电，可通过电缆将脉冲电流接地，因此可将高频传感器连接在电缆接地线上，以确定是否产生局部放电。2.3.2电缆光纤测温通过对电缆外层温度的监测，计算电缆线芯的温度，能够实现对电缆输电能力进行在线监测的作用。光纤测温的原理是从光纤一端摄入激光脉冲，光脉冲会沿光纤传播，而在光纤每一点进行传播时均会发生反射，而喇曼散射反射光则会反向传播，最后回到入射端。喇曼散射反射光强度与反射点温度是密切相关的，它会携带反射点温度信息。目前常用的光纤测温方法有光纤光栅测温方法以及分布型光纤测温方法。光纤光栅测温是根据光纤材料所具有的光敏特性通过光纤传感器对光纤芯进行温度测定，把宽光谱光经反射作用成为单色光。反射光中心波长与光纤芯的有效折射率相关，而有效折射率则会受到温度的影响，因此对波长的监测就可以判断光纤光栅温度变化情况。分布型光纤测温方法在电缆内部或保护层表面安置光纤，再通过光纤热传感测量电缆表面或表层温度的分布情况，它具有较强的抗干扰能、较高的精度以及较好的兼容性。
3、结束语
当前，我国正处于高速发展的阶段，各行各业都有着巨大的用电需求，供电的安全可靠性是满足用电需求的重要方面。为了确保输变电设备的正常运行，需要通过在线监测技术对其状态进行监测。通过有效的实时监测发现输变电设备中存在的安全故障，并及时解决，从而确保电力运行的稳定。目前，我国在线监测技术仍然有很大的技术提升空间，只有通过不断的技术研发，才能加强在线监测技术在输变电设备中的运用，为输电、用电的安全保驾护航。
参考文献
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[2]周朝枫.输变电设备在线监测技术应用探究[J].中国新技术新产品,2015(19):15.光电检测技术篇7
现有主要重金属含量检测支撑技术
目前重金属的定量分析和检测方法主要有光谱法、电化学方法以及新型检测技术等。光谱法是比较传统的方法，主要有原子吸收法（AAS）、原子荧光法（AFS）、电感耦合等离子体法（ICP）、X荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）、紫外可见分光光度法（UV）等。日本和欧盟国家部分采用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）进行标准检测，但对国内用户而言，仪器成本过高，很难推广。也有部分采用X荧光光谱（XRF）分析，优点是无损检测，可直接分析成品，但检测精度和重复性不好。电化学检测方法是目前比较流行的检测方法，包括极谱法、电位分析法、伏安法等，检测速度较快，精度较高，但在其他离子的抗干扰测量方面有待提高。另外，一些比较新的检测技术，如酶抑制法、免疫分析法、生物传感器法和太赫兹光谱法等，相关学者也展开了探索研究。在《中国土壤环境质量标准》(GB15618-1995)[16]中，国家规定了用于土壤重金属含量检测的标准方法，如表1内容所示，该方法主要是采用强酸消解后，运用光谱法进行重金属含量的定性定量检测。光谱法是比较传统的检测方法，它能以较高灵敏度对样品中的重金属离子含量进行有效分析，但大多需要大型仪器设备，分析方法成本高。样品前处理过程中需要经过消解，操作复杂，分析时间长，很难用于土壤重金属的现场快速检测。光谱法较为成熟，这里只对其原理及优、缺点做简单介绍。原子吸收光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)是基于气态的基态原子外层电子对紫外光、可见光范围的对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法[17-18]。具有检出限低（可达μg/cm–3级）、准确度高（相对误差小于1%），选择性好、分析速度快、应用范围广等优点。缺点主要表现在，不能多元素同时分析，测定元素不同时必须更换光源灯。而且标准工作曲线的线性范围较窄，在低含量样品测定任务中，测量精度下降。如何进一步提高检测灵敏度和降低干扰，是今后原子吸收光谱分析工作者研究的重要课题。3.1.2原子发射光谱法原子发射光谱法(AtomicEmissionSpectrometry，AES)是依据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性与定量分析的方法[19-20]。由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发作用下，样品中每种元素都发射自己的特征光谱，根据特征光谱的谱线强度进行定量分析。优点是分析速度快、选择性好，可同时检测一个样品中的多种元素。缺点是成套仪器设备昂贵，被测元素含量较大时，准确度较差。在经典分析中，影响谱线强度的因素较多，尤其是试样组分的影响较为显著，所以对标准参比的组分要求较高。3.1.3电感藕合等离子体-原子发射法电感藕合等离子体光源(InductivelyCoupledPlasma,ICP)可以产生稳定的光源，是目前应用最为广泛的AES光源之一[21-23]。相较于其他方法，ICP-AES分析速度快，干扰低，可同时读出多种元素的特征光谱并进行定性、定量分析。该方法的缺点是设备较为昂贵，操作费用也高。原子荧光光谱法(AtomicFluorescenceSpectrometry,AFS)[24-26]是介于原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）之间的光谱分析技术。原子蒸汽吸收一定波长的光辐射后被激发，随之发射出一定波长的光辐射，即为原子荧光，在一定的试验条件下，荧光辐射强度与分析物的原子浓度成正比，根据荧光波长分布可进行定性分析。此方法具有较高的灵敏度，校正曲线线性范围宽，能进行多元素的同时测定。但许多物质，包括金属在内，本身不会产生荧光，需要加入某种试剂才能达到荧光分析的目的，所以其应用范围不够广泛。质谱法(MassSpectrometry,MS)是用电场和磁场将运动的离子按质荷比分离后进行检测的方法。测出离子准确质量即可确定离子的化合物组成[27-28]。二十世纪八十年代痕量元素及同位素分析的一项重要进展就是等离子体质谱法(ICP-MS)的应用。ICP-MS检测限低，分析精度高，速度快，干扰少，可同时测定多种元素并获得精确的同位素信息。但仪器造价高，预处理过程繁琐，仪器自动化实现比较困难。紫外可见分光光度法(Ultravioletandvisiblespectrophotometer,UV)检测原理是：显色剂通常为有机化合物，通过特殊化学键，与重金属发生络合反应，生成有色分子团，溶液颜色深浅与浓度成正比[29-30]。在特定波长下，通过比色检测。大多数有机显色剂本身为有色化合物，与金属离子反应生成的化合物一般是稳定的螯合物。分光光度分析有两种，一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定；另一种是生成有色化合物，即“显色”，然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见光区有吸收，但因一般强度较弱，所以直接用于定量分析的较少。加入显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定，这是目前应用最广泛的测试手段。该方法具有较好的重金属检测应用前景。X射线荧光光谱法(X-rayfluorescencespectrometry,XRF)是利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性、定量测定组成成分的方法[31]。具有分析速度快、样品前处理简单、可分析元素种类广、光谱干扰少，样品测定时的非破坏性等特点。它可用于常量元素和微量元素的测定，其检出限可达10-6数量级。多通道分析设备可在几分钟之内同时测出20多种元素的含量。但X射线的使用会给操作者和样品带来电离辐射危险。激光诱导击穿光谱技术(LaserInducedBreakdownSpectroscopy,LIBS)是利用高功率脉冲激光聚焦到待测样表面激发等离子体，通过直接观察等离子体中的原子或离子光谱来实现对样品中元素的分析[32-33]。与目前常见的X-ray，AAS、ICP-AES等检测手段相比，其优势在于无须对样品预先处理，可对多种成分并行快速分析，实现对微量污染物无接触在线探测，是一种具有良好发展前景的元素分析技术。电化学分析法是基于物质在溶液中和电极上的电化学性质建立起来的分析方法。电化学分析的测量信号是电量、电位、电流、电导等电信号，不需信号转化就能直接记录。其仪器装置比光分析、核化分析仪器装置小而且简单，便于连续分析，易于实现自动化。电化学方法应用于水环境重金属污染分析目前已有相关报道[34]，但将其应用在土壤重金属快速检测中还面临着很多关键问题需要解决。从1976年电化学溶出分析法开始用于环境、临床样品的痕量检测，具有较好的灵敏度[35]；Baumbach[36]于1981年将丝网印刷技术应用于电化学传感器的制作过程；JosephWang[37]于1992年采用汞膜修饰丝网印刷电极，在水环境中对重金属离子进行检测；由于汞本身就是一种危害很大的重金属成分，R.O.Kadara[38]在2005年提出采用氧化铋修饰丝网印刷电极进行重金属离子的检测；浙江大学平剑锋等[39]利用铋膜制作丝网印刷电极进行了水中的铅和镉检测研究，取得了较好的检测结果。电化学分析法在进行土壤重金属离子检测方面具有一定的应用研究潜力，但是土壤体系复杂，检测时采用普通浆料的电极极易受到诸如表面活性剂、有机物、大分子颗粒等污染物的影响，灵敏度高、抗干扰能力强的电化学传感器有待于进一步研发。
近年来，一些结合生物学的检测方法也被应用于重金属的检测研究中，这些新的检测方法还在深入研究中。其工作原理是金属离子与固定在电极材料上的特异性蛋白结合后，使蛋白构象发生变化，通过灵敏的电容信号传感器定量检测这种变化。近年来，人们不断开发多种生物传感器用于测定水溶液中的毒性化合物（包括重金属络合物），如特异性蛋白生物传感器[40]等。生物传感器寿命主要取决于生物活性，受环境、时间限制较大，一般寿命很短，制约了其应用和发展。酶抑制法是重金属离子与形成酶活性中心的甲琉基或琉基结合后，改变其结构、性质，引起酶的活力下降，从而使显色剂的颜色、电导率和吸光度等发生变化，然后借助光电信号放大、显示，建立重金属浓度与酶系统变化对应数学关系。该方法可用于环境、食品、水和蔬菜中重金属的定性检测。柳畅先等[41-42]通过镉离子对醇脱氢酶的抑制作用检测Cd2＋，检出限为2.00μg/L，可应用于蔬菜中Cd2＋的分析，进行了这方面的初步探索。酶抑制法具有方便、快速、经济等优点，可用于现场快速检测，但是它的灵敏度和准确性低于传统检测技术。免疫分析法是一种具有高度特异性和灵敏度的分析方法，用免疫分析法对重金属离子进行分析，首先必须进行两方面的工作：第一是选用合适的络合物与金属离子结合，使其获得一定空间结构，从而产生反应原性；第二是将结合了金属离子的化合物连接到载体蛋白上，产生免疫原性，其中与金属离子结合的化合物的选择是能否制备出特异性抗体的关键。Johnson[43]和Darwish[44]应用该方法实现了对Cd2+离子的有效检测。筛选特异性好的新型螯合剂、单克隆抗体将是今后的发展方向。免疫分析法检测速度快、灵敏度高、选择性强，在重金属快速检测方面有一定的研究前景。太赫兹光谱是近年来发展起来的一种国际前沿科技，它可用来探测分子间或分子内部介于氢键和微弱的内部相互作用（范德华力等）之间的激励带来的振动引起的能量吸收特性，对重金属络合物的分子振动特性有一定的探测作用。本文作者于2010年在美国俄克拉荷马州立大学公派留学期间，开展了太赫兹光谱技术用于土壤重金属污染检测问题的初步研究，通过设计大量的实验，获取数据进行建模分析，初步探索到土壤样品主要重金属含量与对应的太赫兹吸收谱之间存在一定的对应关系，得出利用太赫兹光谱技术进行土壤主要重金属含量检测具有可行性的结论，目前正在进一步研究中[45-46]。
农产品产地土壤重金属污染检测主要问题分析及结论光电检测技术篇8
关键词：ICP-AES技术；ROHS指令；重金属检测；应用
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.23.130
1 前言
2003年，欧盟在全球率先提出了《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》，即RoHS指令，规定输往欧洲的电子产品及其组件需对六种有害物质的使用加以限制。电子电气产品中的六种有害物质为：铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬（Cr6+）、多溴联苯（PBBs）、多溴二苯醚（PBDEs）等。之后，包括中国在内的世界其他各国各地区也紧随其后，制定了类似的有害物质管控法规和指令。我国的《电子信息产品污染控制管理办法》也在2006年颁布，目前该管理办法已在电子电器、质量检测、环保等相关行业广泛实施应用。
对铅、镉、汞等重金属元素的检测方法主要以光谱学分析方法为主，基本可概括为以下几种方法：原子光谱法、分光光度法、化学发光法等，其中原子光谱法又可分为火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、冷原子吸收光谱法、原子发射光谱法等。
近几年，光谱学分析方法在重金属元素检测方面的研究取得很大的进展，特别是仪器分析方法之间的相互渗透以及联用技术的发展，使得分析的准确性、灵敏度和自动化程度都得到很大的提高。
2 ICP-AES技术在基于RoHS指令的重金属检测中的应用
因ICP-AES根据特征谱线的强度与元素含量的线性关系进行定性定量，抗干扰性强，故具有分析灵敏度高、精密度好的优点，又因其方法的线性范围宽且能够实现多元素同时检测，使其在电子电器产品中重金属的检测方面得到广泛地应用。
由于ICP-AES技术要求试样以溶液或气体形式进入雾化器，故对制样技术提出了较高要求。常用与ICP-AES法相匹配的制样方法有：溶剂直接浸提法、微波消解技术、固相萃取法，其中微波消解技术特别是高压微波消解技术，具有制样高效快捷、节省试剂、污染小、操作简单、样品溶解完全等特点，使其在利用ICP-AES联用技术的检测中应用较为广泛，是最具发展前景的制样方法之一。
陶绪泉等采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法同时测定聚氯乙烯（PVC）塑钢门窗中的多种重金属元素含量。实验中，制样方法采用微波消解制样技术，检测方法采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法，确定了同时测定聚氯乙烯（PVC）塑钢门窗中的Pb、Zn、Ti、Cu等重金属元素含量测定的最佳实验条件。方法的检出限达0.01840～1.034μg/mL，回收率达94.23%～103.5%，相对标准偏差控制在4.6%以内。该方法快速、准确、灵敏度高，可基本满足PVC塑钢门窗中多种金属元素的同时测定。
王英锋等利用微波消解技术-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法实现了对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）塑料中的铅、镉、汞、铬、砷五种元素的同时测定。在实验中对仪器的参数设置、进样条件进行了优化，并对样品的消解体系、消解温度、恒温时间以及酸用量等前处理条件进行了优化。建立的检测方法检出限为0.7～6.5ng/g，回收率为89.8%～110.8%，相对标准偏差为2.8%～11.3%。
黄庆君等用电感耦合等离子法测定塑料样品中镉的含量。实验采用微波消解技术对样品进行消解，通过对仪器的工作条件进行优化，发现镉含量在0～1000mg/L的范围内，特征谱线强度与目标物含量具有良好的线性关系（相关系数为0.9999）。结果表明，方法检出限达0.005mg/L，样品回收率达95.96%～99.33%，RSD为0.591%（n=6）。
邱静等建立了电感耦合等离子体质谱法同时测定塑料包装材料中十二种元素的方法。实验采用硝酸-过氧化氢消解溶液，用高压微波消解对塑料包装材料样品进行处理，建立了电感耦合等离子体质谱法对塑料包装材料中铅、镉、砷、铬、锑、汞、硒、钡、镍、锡、锶、铊等十二种元素同时测定的方法。方法的检出限为0.02～0.20μg/L，加标回收率为88.0%～117.0%，相对标准偏差（RSD）小于10%。
李宣等通过测定有证参考物质和国际水平测试，研究了多种不同塑料基体中不同浓度的镉、铅、汞和铬的测定方法。实验通过对样品的消解程序和消解试剂的优化进行研究，确定了塑料样品的微波消解方法。采用上述微波消解方法对样品进行预处理，用电感耦合等离子体-原子发射光谱法测定了不同样品中的目标物，结果表明，该方法具有很好的准确度和精密度，相对标准偏差（RSD）为1.8%～2.4%，回收率为97.3%～98.8%，能够同时测定各种塑料中镉、铅、汞和铬。
钟志光等采用微波消解技术，用全谱直读DUO-ICP-AES测定塑料样品中铅、镉、铬和汞。实验硝酸-氟硼酸-过氧化氢在210℃的温度下加热约1h处理样品，将电子电气产品中的塑料样品完全溶解后进行检测，实验结果表明，该方法的回收率为91.2%～100.5%，精密度为0.45%～3.18%，可应用于电子电气产品塑料中的铅、汞、铬和镉日常检验。
3 结语
在基于RoHS认证的多种检测方法中，ICP-AES技术作为一种成本低、时间短、方便快捷的测定有害重金属元素含量的方法，已在涉及到RoHS检验的环境监测及检验检测等部门被广泛应用。
随着科技发展，ICP-AES技术愈加先进，检测范围愈加广泛，但ICP-AES技术在实际检测过程中仍存在一些问题有待进一步改进，这将是今后重要的研究课题。
参考文献
[1]陶绪泉，王怀生，崔艳云等.电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法在重金属检测中的应用[J]//ICP-AES法测定PVC塑钢门窗中的重金属元素.塑料，2008，（06）.
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[3]黄庆君.微波消解-电感耦合等离子发射光谱法测定塑料中的镉[J].电子世界，2012，（11）.
[4]邱静，郑平，韩芳等.微波消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）同时测定塑料包装材料中有毒有害元素[J].包装工程，2011，（03）.光电检测技术篇9
【关键词】 化学发光免疫分析技术;基本原理;分类;应用
近10多年来,当代生物技术的研究和应用取得高速发展的同时,也大大推动了化学发光免疫分析方法(CLIA))的更新换代速度。化学发光免疫分析法(CLIA)是建立在放射免疫分析技术(RIA)理论的基础上,以标记发光剂为示踪物信号建立起来的一种非放射标记免疫分析法,具有灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单、操作方便、分析速度快和容易实现自动化和不污染环境等优点,特别是能在较短的时间内得到实验结果,因此深受检验医学工作者和临床医师的好评。
1 化学发光免疫分析的原理
化学发光免疫分析技术的基本原理,化学发光免疫分析含有免疫分析和化学发光分析两个系统[1]。免疫分析系统是将化学发光物质或酶作为标记物,直接标记在抗原或抗体上,经过抗原与抗体反应形成抗原-抗体免疫复合物。化学发光分析系统是在免疫反应结束后,加入氧化剂或酶的发光底物,化学发光物质经氧化剂的氧化后,形成一个处于激发态的中间体,会发射光子释放能量以回到稳定的基态,发光强度可以利用发光信号测量仪器进行检测[2]。根据化学发光标记物与发光强度的关系,可利用标准曲线计算出被测物的含量。
2 化学发光免疫分析的分类
化学发光免疫分析根据应用发光体系应用于免疫分析中的方式不同可分为直接标记发光物质的免疫分析,酶催化化学发光免疫分析,电化学发光免疫分析(ECLIA)。直接标记发光物质的免疫分析,目前常见的标记物主要为鲁米诺类和吖啶酯类化学发光剂。
3 化学发光免疫分析的临床应用
CLIA已广泛应用于基础和临床医学的各个领域,成为替代RIA的首选技术。Amersham公司针对AmerliteTM发光增强酶免疫分析系统研制出的试剂盒项目有甲状腺功能检测的促甲状腺素、三碘甲腺原氨酸、甲状腺素、甲状腺素结合球蛋白、游离甲状腺素,与性激素有关的有促黄体激素、促卵泡激素、人绒毛膜促性腺激素、甲胎蛋白、雌二醇、睾酮,以及其他方面的如癌胚抗原、铁蛋白、地高辛等。Amersham公司虽然研制出这10余种试剂盒,但因操作不够简便,检测项目仅限于蛋白质类大分子化合物,未能广泛应用于临床医学检测。
美国Ciba Corning公司研制的ACS:180自动CLIA系统能非常精确测量闪光。经过不断的改进,实现了ACS:180CLIA系统的全自动化,推出全新产品"ADVIA系列"。现有检测项目47项,更多的项目还在开发之中。主要有甲状腺系统、性腺系统、血液系统、肿瘤标记物、心血管系统、血药浓度及其他一些检测项目。
经过改良后,金刚烷衍生物在碱性磷酸酶作用下可发出高强度的辉光,光信号可持续1～2 h。随后国外生产厂家研制出以碱性磷酸酶为标记物的试剂盒,与之相匹配的有DPC的IMMULITE全自动CLIA系统和Beckman的ACCESS全自动微粒子CLIA系统。IMMULITE全自动CLIA系统可检测项目有心脏病、甲状腺功能、性腺激素、传染病、药物、血清学、血液病、成瘾药物、糖尿病、过敏检测和肿瘤标志物。ACCESS全自动微粒子CLIA系统主要可检测甲状腺功能、血液系统、内分泌激素、药物、肿瘤因子、心血管系统和糖尿病等项目。
目前商品化的ECLIA分析系统只有Roche公司的ECLIA全自动分析系统。主要特点是本底信号极微,特异性更高,最小检出值可达1 pmol以下,操作十分简便快速,是CLIA优点较为集中的完美分析技术。已提供试剂盒的项目有肿瘤标志物、甲状腺功能、内分泌、传染病、心肌标志物和维生素类等项目。
王阳[3]运用了电化学免疫分析技术,检测了3种肿瘤标志物癌胚抗原(Carcinoem-bryonic Antigen,CEA)、细胞角蛋白l9片段(Cytokeratin 19fragments,CYFRA21,1)和神经元特异性烯醇化酶(Neuron-specific enolase,NSE)水平,对肺癌诊断有实际应用价值。张忠英[4]等利用电化学发光免疫分析技术检测尿CK19片段,结果显示尿CK19检测对膀胱癌等泌尿系统肿瘤诊断和复发监测具有敏感性高、无创伤性的优点,优于血清CK19和尿细胞学检查。动态观察尿CK19片段含量的变化可降低急性尿感患者的假阳性率。王利娜[5]等应用ECLIA测定和酶免疫测定(EIA)检测乙肝标志物。结果:应用ECLIA方法检测HBsAg精密度,最大批内变异≤8.30%,最大日间变异≤15.33%,HBsAg灵敏度0.05 ng/ml,HBeAg灵敏度0.03NCU/ml。HBsAg检测范围0.01～7 000 COI。显示ECLIA检测HBsAg灵敏度高,重复性好,检测范围宽。检测HBeAg灵敏度可能更高。李锦洲[6]等采用ECLIA法对卵巢癌、良性卵巢肿瘤及健康妇女血清CA125分别进行测定,ECLIA用于第二代CA125(CA125-Ⅱ)测定,使CA125测定更加敏感恒定,每日之间差异较小。黄琛,汤汉红等[7]在ECLIA法检测与蛋白质芯片法多肿瘤标志物结果差异的研究中显示:两种方法有较好的相关性(P
化学发光免疫分析技术在医学的临床应用已非常成熟,有取代放射免疫分析技术和酶联免疫分析技术而成为诊断市场上的主流产品的趋势。国外的化学发光免疫分析检测系统价格昂贵,普及有一定的困难;国内的化学发光免疫分析检测系统虽然价格较国外产品便宜很多,但其检测的灵敏度和可靠性,还有待进一提高。研究者在如何提高免疫诊断的敏感性和特异性、发展新的分析体系和检测技术便携化等方面仍需要不断努力。
参 考 文 献
[1] 李美佳.当代免疫学技术与应用.北京:北京医科大学国协和医科大学联合出版社,1998:549-561.
[2] 翟艳,王卉.化学发光免疫分析及其进展.长春中医药大学学报,2009,25(4):619-621.
[3] 王阳.电化学发光免疫分析技术检测3种肿瘤标志物对肺癌的诊断意义.Chin J Lab Diagn,2006,10(3):294-296.
[4] 张忠英.电化学发光免疫分析技术检测尿CK19片段的临床应用及其评价.中华检验医学杂志,2005,28(1):50-53.
[5] 王利娜,姚智.电化学发光免疫分析技术检测乙肝标志物的应用.天津医科大学学报,2008,14(1):48-50.
[6] 李锦洲,洪锡田,吕晓娴.肿瘤标志物CA125检测在卵巢癌诊断中的价值.中国误诊学杂志,2005,5(8):1456-1457.
[7] 黄琛,汤汉红,王敏民.蛋白质芯片技术与电化学发光技术检测多肿瘤标志物结果的评价.天津医药,2008,36(12):942-944.
[8] 张瑞,贾良勇.电化学发光免疫分析法在HCG定量检测中的应用.延安大学学报(医学科学版),2008,6(3):108-109.
[9] 田润华,郑春喜,王士珍.电化学发光免疫分析与临床应用.齐鲁医学杂志,2004,19(5):464-465.
[10] 周建光,杨梅.电化学发光免疫分析技术与临床应用.医疗装备,2010,23(5):23-24.光电检测技术篇10
关键词：无损检测；农产品；分级
引言：自1993年开始,我国果品总产量超过印度、巴西和美国,跃居世界首位。因此,水果的品质分析就显得更加重要。水果品质检测主要包括硬度、糖度、酸度等多种指标检测,传统的检测方法主要采用的是化学方法,测量过程复杂,等待时间长,也就降低了其实际的使用意义。无损检测技术(Nondestructive Determination Techonol ogies,简称NDT)主要指的是在不破坏或损坏被检测对象的基础上,利用农产品内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,来探测各种农产品等内部和表面缺陷,并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价。
一、农产品无损检测技术介绍
(一)核磁共振技术
核磁共振技术(NMR)是一种探测浓缩氢质子的技术,它对农产品中的水、脂的混合团料状态下的响应变化比较敏感。自1946年美国科学家F.Bloch和E.M.Purcell发现了核磁共振现象以来,核磁共振技术在研究物质的结构方面得到了广泛应用。核磁共振能生成果实内部组织的高清晰图像,不仅可用于检测果品的压伤、虫害、成熟度,在测定苹果、香蕉的糖度等方面也具有潜在价值。对于采收成熟度直接影响品质的品种,利用核磁共振技术可大大提高收获、运输的可靠性。目前,该项技术真正用于果品的内部检测和质量评价还有很多问题有待研究,但由于其卓越的优点,将会是一种很好的果品无损检测方法。
(二)声学特征的应用
声学特性反映的是声波和农产品相互作用的基本规律,利用声学特性主要是指根据农产品在声波作用下反射特性、散射特性、吸收特性、衰减系数和声波传播速度及本身声阻抗、固有频率等的变化与农产品内部组织变化如结构、成分、物理状态等物化特性信息间的关系进行。用于检测的超声波一般为低能超声波,在被检测物中传播时不会引起其物理或化学特性的变化。低能超声测量中最常用的3个参数为:声速、声衰减系数、声阻抗。声学无损检测技术与光学、电学及其他无损检测技术相比,有适应性强、投资较低、操作简便快捷等优点,适用于在线检测,在农产品检测领域的应用前景良好。
利用农产品声学特性对其内部品质进行无损检测和分级是生物学、声学、农业物料学、电子学、计算机等学科在农产品生产和加工中的综合应用,该技术适应性强,检测灵敏度高,对人体无害,成本低廉,易实现自动化,是果品无损检测技术发展的重点领域。虽然国外学者对此技术已做了较多基础研究,但这些研究基本上是研究农产品声学特性共振频率、反射折射透射特性、吸收特性、衰减特性、传播速度、声阻抗等中的某一特性与农产品某一品质指标的关系,而对多种声学特性对农产品某一内部品质指标或多种内部品质指标的综合影响的研究报道很少,阻碍了声学检测精度的提高。
(三)近红外分析法的应用
近红外光谱分析技术(Near Infrared Spectroscopy Analysis,简称NIR)是利用样品中有代表性的有机成分在近红外光谱区域的最强吸收波长不同,以及吸收的强度与有机成分呈线性关系的原理进行定量分析。通过对已知有机成分含量的样品与其近红外光谱特征的回归分析,建立定标方程,即可对含有同一种有机成分的样品进行定量估测。
近红外线波长为800～2500 nm,近红外线照射在果实上,果实中构成糖和酸的官能基(-OH,-CH2,-NH)吸收与相应分子固有振动相一致的特定光线,近红外分光法就是利用上述特性,从被吸收的光量非破坏检测糖、酸、水分和叶绿素等成分的一种技术。该方法仅在建立标定线时破坏果实测定其化学成分,标定线做成后,只需测定样品的近红外线分光频谱,就可得到成分的预测值,还能在瞬间同时测定多个成分。
(四)X射线检测技术的应用
X射线检测技术是指利用X射线的穿透能力对果蔬品质进行检测的一种方法。X射线具有很好的穿透能力,而物质的密度大小又影响了其穿透量的多少,通过对透过穿透量多少的分析从而可以对物质的内部品质进行分析。检测时所需的X射线强度弱,所以通常称为软X射线检测技术。X射线检测技术本来是为检测一些不易拆卸分解的大型构件或机械零件的内部缺陷而开发应用的,近来已被成功地移植到农产品加工领域。
(五)机器视觉技术的应用
20世纪70年代开始,计算机视觉技术开始被应用到工业和农业之中,主要进行的是植物种类的鉴别、农产品品质检测和分级。由于图像处理技术专业的出现以及计算机成本的降低,机器视觉技术在农产品品质检测与分级领域的应用中越来越具有吸引力。
计算机视觉是以计算机和图像获取部分为工具,以图像处理技术、图像分析技术、模式识别技术、人工智能技术为依托,处理所获取的图像信号,并从图像中获取某些特定信息。计算机视觉技术无需接触特定对象便可从获取的图像中得到大量的信息,通过对这些信息的分析得到物体尺寸、表面缺陷、外观形状、表面色度等具体信息,进而实现外观质量的综合评价。
现在,用于农产品品质检测与分级的可见光快速检测主要是基于计算机视觉的检测技术,利用光学传感器或扫描摄像机摄像,综合测出果品的表面颜色、对特定光的透光率、形状和大小,并与事先贮存在计算机中的数据模型进行对比,推算出成熟度和糖分。
(六)电子鼻技术的应用
电子鼻技术是近年来兴起的一种农产品无损检测的方法,电子鼻一般由气敏传感器阵列、信号处理子系统和模式识别子系统等3大部分组成。它以特定的传感器和模式识别系统快速提供被测样品的整体信息,从而指示样品的隐含特征。与普通的化学分析仪器,如色谱仪、光谱仪等不同,电子鼻得到的不是被测样品中某种或某几种成分的定性与定量结果,而是给予样品中挥发性成分的整体信息,也称“指纹”数据。
由于在同一个仪器装置里采用了多类不同的矩阵技术,使检测更能模拟人类嗅觉神经细胞,根据气味标识和利用化学计量统计学软件对不同气味进行快速鉴别。在建立数据库的基础上,对每一样品进行数据计算和识别,可得到样品的“气味指纹图”和“气味标记”。
二、无损检测技术的应用前景
无损检测技术作为一种新兴的检测技术,在不破坏果蔬品质的基础上,对果蔬的品质进行检测和分级利用光学、电学以及电脑信息技术等的先进技术对果蔬的品质进行准确、快速的检测。随着我国人民生活水平的提高,我们对新鲜果蔬的品质要求也越来越高,无损检测技术适合加工高效率、大规模的要求,因此,这种检测方法必将在未来的农产品检测和分级中得到广泛的应用。
参考文献：}

专栏/x射线测厚仪应用在什么方面？大成精密为你揭晓2021年08月25日 01:35--浏览 ·
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--评论锂电池是由正极活物质、负极活物质、隔膜、电解液、电池壳等关键材料及零部件组成。其中极片面密度和厚度的精度控制对锂电池的稳定性和一致性有着直接影响，因此对在线检测设备也有极高的要求，大家知道对应的检测设备可以用什么吗？深圳市大成精密设备股份有限公司的X射线微斑面密度仪（也称为厚度面密度测量一体机，属于x射线测厚仪的一种）能应用在锂电池极片涂布工序，它可以检测极片正常区域的面密度厚度，同时可精准输出极片头尾、边缘削薄区、AT9的厚度轮廓，并支持输出0.01mm宽度数据并保证测量精度。下面笔者向大家介绍一下该仪器的面密度和厚度测量原理。1、面密度测量原理单位面积上极片的质量，称为极片的面密度，极片的面密度是决定电池的一致性的最重要的因素。面密度测量原理：射线吸收法。如图1所示，I0为初始射线强度，I为透射后的射线强度，二者满足m=1/λ（㏑（I0/I））的关系，其中λ为单位面密度极片的射线吸收系数，m为面密度。（图1）2、厚度测量原理厚度测量原理：对射式、激光三角法。测厚模块由两个激光位移传感器上下对射的方式组成的，上下的两个传感器分别测量被测体上表面的位置和下表面的位置，通过计算得到被测体的厚度。如图2所示，L为2个激光位移传感器的距离，A为上传感器到被测极片距离，B为上传感器到被测极片距离，T为被测极片厚度，则T=L-A-B。（图2）大成精密的X射线微斑面密度仪优点是测量精准、测量便捷、快速，仪器具有高稳定性、高效率等特点，如果有需要测量锂电池极片面密度和厚度，可前往大成精密官方网站查看对应产品信息。大成精密是一家集研发、制造、销售、服务于一体的国内领先的新能源设备生产企业，他们十年来一直专注于锂电检测和生产设备，主要产品有三大类，分别是涂布辊压后的在线极片测量设备（X/β射线面密度测量仪、CDM厚度面密度测量一体机、激光测厚仪等在线及离线检测设备）、真空干燥设备（接触加热全自动真空干燥线、接触加热全自动真空隧道炉及注液后的高温静置全自动陈化线）和Overhang检测设备（X-RAY高清成像仪），他们的产品一致获得宁德时代CATL、比亚迪BYD、中航锂电、国轩高科、远景AESC、亿纬锂能EVE等一线电池企业的高度好评。本文禁止转载或摘编------0}