導語：如何才能寫好一篇電位差計的使用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】十一線板式電位差計；精密電阻板式電位差計；儀器研究；接觸電阻；精密電阻

用伏特表測量電位差或電源電動勢時，由于伏特表必然要從待測電路或電源中分取電流，因此測得的只能是包含伏特表在內的該并聯電路此時的端電壓，其值小于實際的電位差或電源電動勢。電位差計是利用補償原理和比較法精確測量直流電位差或電源電動勢的常用儀器，它準確度高、使用方便，測量結果穩定可靠，因此還常被用來精確地間接測量電流、電阻和校正各種精密電表。十一線電位差計是一種教學型板式電位差計，通過它的解剖式結構，可以更好地學習和掌握電位差計的基本工作原理和操作方法，培養連接電路和排除簡單故障的能力，有利于進一步使用箱式電位差計。

1 原理

1.1 測電源電動勢原理

電路如圖 1所示。根據全電路歐姆定律

3 儀器描述

3.1 十一線板式電位差計

普通板式電位差計又稱為十一線電位差計，它的構造如圖2所示。它實際上是一根11m長、截面非常均勻的電阻絲，折成十一段都是一米長的導線，固定在一塊平板上，其中a端通過導線和插頭可與1、2、…、10等十個插座中任何一個相連接.b端是滑動塊與銅片接觸點的引出端，其活動范圍為1.000m。在電位差計調平衡時起微調的作用.滑塊與電阻絲接觸的b點電勢，由頂端接線柱引出.滑塊的箭頭指示滑塊的位置，由米尺讀出，如果電位差計的靈敏度足夠高，則L可讀到mm位.若要取L=10.1866m時，可將a插入“10”插座，b移動到“0.1866m”的位置，其中最后一位數字“6”已屬于估計位.如果測Ex時，電位差計已調到平衡[6-7]，其中a的位置是5，b的位置指示著0.0853m，那么待測電池的電動勢Ex=0.100000×5.0853V=0.50853V。

3.2 精密電阻板式電位差計

精密電阻板式電位差計，它的構造如圖3所示。它實際上是在十一線電位差計基礎上改進的電位差計。把原前十米長電阻絲換成10個阻值均為6.6Ω的精密電阻，把原10個插孔改成10個接線柱，固定在一米長有機玻璃尺上的電阻絲的阻值為6.6Ω，其他與十一線電位差計相同[8]。

4 儀器改進研究

精密電阻板式電位差計與普通板式電位差計相比較，新式的具有如下優點：

（1）減小了電阻絲與插孔間接觸電阻產生的誤差；

（2）減小了插頭與插孔間接觸電阻產生的誤差（此項誤差最大）；

（3）減小了10根（米）電阻絲松緊程度不一致產（下轉第185頁）（上接第199頁）生的長度誤差；

（4）減小了10根電阻絲的讀數誤差；

（5）減小了10根電阻絲由于熱脹冷縮產生的電阻變化誤差；

（6）減小了插孔與儀器板之間的接觸電阻產生的誤差；

（7）減小了10根電阻絲隨儀器板熱脹冷縮產生的長度誤差；

（8）減小了10根電阻絲由于儀器板老化、彎曲等原因產生的誤差；

（9）尺子的優點比木尺好幾百倍；

（10）減少了故障率，使上課順利輕松；

（11）結構創新，造型高雅；

（12）物理模型清晰；

（13）儀器體積減小了一半以上。

【參考文獻】

[1]鄧太平.用板式電位差計測量電動勢和內阻實驗[J].考試周刊，2011（36）：175-176.

[2]封麗，符時民，陳維石.基礎物理實驗（第一冊）[M].沈陽：東北大學出版社，2007.

[3]邱忠媛，袁泉，吳中立.電位差計的使用研究及數據處理[J].遼寧工業大學學報，2012，32（4）：267-268.

[4]姚曉菊，戴劍峰，諸潤通，等.對十一線電位差計測電動勢值的討論[J].物理通報，2004（8）：32-33.

[5]劉鵬.測量電池電動勢和內阻中不確定度評定方法比較[J].物理與工程，2012，22（4）：16-17.

[6]豐遠.基于VB的十一線式電位差計仿真實驗設計[J].佳木斯大學學報，2010，28（3）：478-481.

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關鍵詞：用電檢查；認識；違約用電；竊電；行為

用電檢查是電力行業及相關組織或工作人員，根據相關經驗、規范標準、規則等，對電力的使用對象開展質量、計量、隱患、安全以及設施性能等方面的評估、檢測與管理的行為，從而為未來電力工作的研究提供重要依據，具有重要的作用。

一、用電檢查的作用

（一）確保電力系統安全運行

就現在電力系統故障來說，其出現的原因主要是電力設備的老化或電力用戶操作不規范。若電力系統存在安全故障，必然會對供電的安全性與可靠性造成一定的影響，從而對社會的生產與生活造成影響，更有甚者會導致電力安全事故的發生，對人們的生命財產安全造成嚴重的威脅。違章用電者、竊電者在不法用電的過程中，嚴重破壞了供用電設施和電能計量裝置，用電毫無節制、肆無忌憚，造成變壓器、電力線路重載、過載，危及到供用電安全以及其他用電客戶的用電權益。所以，必須采取用力措施予以打擊。

（二）確保電力用戶的用電秩序

用電檢查是供電公司給用戶提供的一個安全服務，通過用電檢查能夠有效確保電力用戶的用電秩序。此外，供電公司良好的用電檢查能夠有效提高公司在電力用戶心中的形象與地位，從而能夠有效提高電力公司的社會效益與經濟效益。違約用電與竊電行為嚴重侵害了供電企業的利益，侵吞了國有財產，破壞了正常的供用電秩序，帶來了不穩定因素。一方面造成了電量漏計，管理線損升高，供電企I蒙受巨大的經濟損失，供電企業還需支付因開展反違章、反竊電工作帶來的額外費用，營業成本增加。

（三）確保用電安全

一個良好的用電檢查工作，能夠有效避免偷電行為的出現，能夠有效約束電力用戶的行為，促使電力用戶養成一個良好的用電習慣，確保用電的安全，從而使得電力公司與用戶的利益得到切實保證。

二、違約用電的判斷

（一）擅自改變用電類別

主要是通過營銷稽查系統、用電營業系統或核算臺賬篩選執行電價低且用電量大的客戶，列為主要檢查對象。

（二）擅自超過合同約定容量用電

實踐中主要有以下三種方式予以判別，一是通過用電信息采集系統來查看其某一階段最大用電負荷；二是根據售電量、生產折算其用電負荷；三是通過高低壓鉗形電流表現場測試其用電負荷。

（三）擅自超過計劃分配指標用電

主要通過調度運行監控系統或用電信息采集系統監測，對發現用電負荷超過計劃分配指標的，應進行現場檢查，對檢查屬實的可要求其承擔違約責任。

（四）擅自使用辦理暫停或臨時減容手續、或者擅自啟用已經封存的電力設備

一是根據用電信息系統監測其最大用電負荷；二是根據售電量、生產班次折算其用電負荷。對于用電負荷明顯超出辦理暫停后設備總容量、或超出臨時減容手續后設備容量的，可列為重點檢查對象。同時，對現場檢查發現有私自更動或偽造負荷開關封印的，也可視為存在擅自開啟使用的違約嫌疑。

（五）擅自遷移、更動和擅自操作用電計量裝置、電力負荷控制裝置、供電設施以及約定由供電企業調度的客戶受電設備

一是查看用電計量裝置封印的完好性；二是檢查相關負控裝置、供電設施的位置是否發生了改變；三是檢查約定由供電企業調度的受電設備是否存在更動現象。

（六）未經供電企業許可，擅自引入、供出電源或者將自備電源擅自并網

一是檢查本區域或客戶用電量是否異常減少，此時可能其引入第二電源；二是檢查本區域或客戶用電量是否突然增大，此時可能其存在轉供電問題；三是在供用電設施計劃檢修或臨時檢修時，檢查客戶是否存在自供用電現象，對該類客戶重點檢查其發電機并網手續及相關安全措施。

三、竊電的判斷

（一）欠壓法竊電

故意改變電能計量電壓回路的正常接線，或故意造成計量電壓回路故障，致使電能表的電壓線圈失壓或所受電壓減少，從而導致電量少計。

一是使電壓回路開路，拉開TV（電壓互感器）熔斷器或弄斷熔斷器內熔絲，松開電壓回路的接線端子或人為制造接觸面的氧化，高壓客戶折斷電壓回路導線的線芯，松開電能表的電壓連片或人為制造接觸面的氧化層。

二是串入電阻降壓，在TV的二次回路串入電阻降壓，斷開單相表進線側的中性線而在出線至地（或另一個客戶中性線）之間串入電阻降壓。

三是改變電路接法，將三個單相TV組織Yy接線的V相二次反接，將三相四線三元件電能表或用三只單相表計量三相四線負荷時的中線取消，同時在某相再并入一只單相電能表，或將三相四線三元件電能表的表尾中性線接到某相的相線上。

（二）欠流法竊電

故意改變計量電流回路的正常接線或故意造成計量電流回路故障，致使電能表的電流線圈無電流通過或只通過部分電流，從而導致電量少計。

一是使電流回路開路，松開TA（電流互感器）二次出線端子、電能表電流端子或中間端子排的接線端子，斷開電流回路導線線芯，人為制造TA二次回路中接線端子的接觸不良故障，使之形成虛接而近乎開路。

二是短接電流回路，短接電能表的電流端子，短接TA一次或二次側，短接電流回路中的端子排。

三是改變TA的變比，更換不同變比的TA，改變抽頭式TA的二次抽頭，改變穿芯式TA一次側匝數，將一次側有串、并聯組合的接線方式改變。

四是改變電路接法，單相表相線和中性線互換，同時利用地線作中性線或接鄰戶線，加接旁路線使部分負荷電流繞越電能表，在低壓三相三線兩元件電能表計量的V相接入單相用電負荷。

（三）移相法竊電

故意改變電能表的正常接線，或接入與電能表線圈無電聯系的電壓、電流，還有的利用電感或電容特定接法，從而改變電能表線圈中電壓、電流間的正常相位關系，致使電能表慢轉甚至倒轉。一是改變電流回路的接線，調換TA一次側的進出線，調換TA二次側的同名端，調換電能表電流端子的進出線，調換TA至電能表連線的相別。

二是改變電壓回路的接線，調換單相TV一次或二次的極性，調換TV至電能表連線的相別。

三是用變流器或變壓器附加電流，用一臺一、二次側沒有電聯系的變流器或二次側匝數較少的電焊變壓器的二次側倒接入電能表的電流線圈。

四是用外部電源使電表倒轉，用一臺具有電壓輸出和電流輸出的手搖發電機接入電表，用逆變電源接入電表。

五是用一臺一、二次側沒有電聯系的升壓變壓器將某相電壓升高后反相加入表尾中性線。

六是用電感或電容移相，在三相三線兩元件電表負荷側U相接入電感或W相接入電容。

（四）擴差法竊電

私拆電能表，改變電能表內部的結構性能，致使電能表本身的誤差擴大，或利用機械外力損壞電能表，使電能表減少記錄電量或不能準確記錄電量。

一是改變電表內部的結構性能，減少電量線圈匝數或短接電流線圈，增大電壓線圈的串聯電阻或斷開電壓線圈，更換傳動齒輪或減少齒數，增大機械阻力，調節電氣特性，改變表內其他零件的參數、接法或制造其他各種故障。

二是機械力損壞或用大電流沖擊電能表，用過負荷電流燒壞電流線圈，用短路電流的電動力沖擊電能表，用機械外力損壞電能表。

三是能表的安裝條件，改變電能表的安裝角度，用機械振動干擾電能表，用永久磁鐵產生的強磁場干擾電能表。

（五）無表法竊電

無表法竊電是指未經報裝入戶就私自在供電企業的線路上接線用電，或有表客戶私自甩表用電。這類竊電手法與前述四類在性質上有所不同，前四類竊電手法基本上屬于偷偷摸摸的竊電行為，而無表法竊電則是明目張膽的帶搶劫性質的竊電行為，并且危害性更大，容易造成很壞的社會影響，此類現象一經發現，應嚴懲不貸。

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每一種測量設備都有最合適的測量范圍,我們需要做的是正確選擇測量設備,以及正確選擇測量設備上的測量擋位。我們不要認為選用精確度越高的,其測量結果越準確。

例如:被測直流功率約為1050W,電路電流:I=4.8A。一只功率表量限為220V,15A,0.2級,表的最大可能誤差:r=220×15×0.002=6.6W,測量誤差r≈0.6%。另一只功率表量限為220V,5A,0.5級的,表的最大可能誤差:r=220×5×0.005=5.5W,測量誤差r≈0.5%所以,我們應選用精度較低的0.5級的功率表來進行測量,而不是選用精度較高的0.2級的功率表。

數字儀表的輸入級離不開放大器,所以在數字電表的輸入端接被測對象時會有零電流流過,這個電流具有恒流源的性質,即電流不隨被測對象內阻變化而變化,輸入信號越小這項影響就越突出,操作人員要盡量選擇合適的輸入信號,減少零電流的影響。

測量儀器電鍵按鈕接觸不良,將導致回路接觸不良,熱電勢大,工作不穩定,而回路時斷時通引起讀數不穩定,主要原因就是銀觸點臟污造成的。轉換開關的質量和磨損程度對測量的影響也很大,對測量盤、溫度補償盤、變換量限開關等,無論是定軸式、動軸式、油浸式,只要其性能變差,其接觸電阻、接觸熱電勢都會引起誤差,這類故障引起的誤差有其特點,在切換到某一檔時,讀數不成規律變化或出現突變,或示值不穩,一般在反復旋動接點后,讀數會暫時恢復正常,要徹底解決問題就必須檢修。電位器觸點不良引起的誤差與此類似。換向開關、按鍵開關大多是不便拆開的,當其接觸電阻變差不穩定時,可以嘗試從手柄處滴人工業酒精同時不斷扳動手柄,有望恢復功能;轉換開關絕緣電阻降低,應注意觀察觸點問是否有殘余金屬粉末,一般清除后即可恢復。

輔助設備的狀況對測量誤差也有影響,例如電橋供電不足會嚴重影響測量精度,其電源的選用必須按照說明書要求進行,如沒有說明書時,可按不大于被測電阻或標準電阻額定電流的1/2作為電源的工作電流。對于電池的選取不當也會引起誤差,一般工作電流1毫安以上的要用蓄電池,1毫安以下的用甲電池,標準電池原則上只能提供電勢,不能提供電流,有的標準電池長期使用后雖有電勢但內阻過大,也會使線路靈敏度降低;對新充電的蓄電池必須經過人工放電到穩定值后才能使用。正確使用專用導線。因為有些測量儀器配有專用導線,對導線電阻的大小有要求。使用時,必須滿足。例如,低量限的電壓表和與分流器組合使用的大量限電流表;使用雙電橋時,跨線電阻必須很小。

2.環境因素產生的誤差

有些測量儀器受環境的影響較大,一般包括:溫度、濕度、電場、磁場、壓力、光照、振動、微塵和供電質量等。

溫度的變化對測量的結果影響十分明顯。標準電阻由錳銅制成,阻值隨溫度的變化而變化,變化的情況以溫度系數表示,一個標準電阻如果溫度系數未知,當不在20℃下使用,標準電阻值就無法準確確定,從而失去檢測的意義;對于內附穩壓源的設備,例如一些內附穩壓源電位差計,溫度的變化對穩壓值有影響,會影響到測量的結果。當然,上述設備發生溫度偏差也可以通過各種公式和系數進行換算,但是換算得出的畢竟只是個近似值,如果偏差過大,算出的結果是不能保證準確度的。

防止溫度變動對測量影響的首要條件就是按照規程要求,嚴格控制實驗室環境溫度在規定范圍。當溫度條件在20℃附近有少量偏差時,可以采用各種辦法進行修正,標準電阻要通過溫度系數進行換算;對于有溫度補償盤的電位差計要做好最小步值的檢測及調節。同時,嚴格按照規程的要求,對檢測設備及被檢儀器進行恒溫、預熱,不同的儀器對于預熱的要求是不同的,必須滿足技術說明書的要求;不同的儀器對恒溫的要求也是不同的,不能一概而論,例如,對于電阻的測量,由于其自身發熱引起誤差,通電后測量要快,尤其是測量0.1Ω以下的電阻,電流的正、反向開關應間歇使用,否則被測電阻因長時間通過大電流會引起很大的溫升誤差。

儀器對于環境濕度的要求也應給予足夠的重視。特別是在梅雨季節,房間內濕度往往偏高,儀器中的電子元件等受潮后,易銹蝕、霉變,造成儀器接觸不良、性能下降,甚至損壞。潮濕的環境還容易使儀器的絕緣性能變差,產生不安全的因素。濕度對靜電感應也會有影響,濕度低時靜電感應的影響會加大,這時操作者相當于一電容極板,儀器則是另一極板,簡單有效的檢查方法是,接好測量線后,用手靠近一下或輕碰一下儀器或引線,看看電流表有否不正常的偏轉,有偏轉則說明有靜電感應。防止靜電感應的辦法是使人與儀器的外殼等電位。平時可以利用空調機的去濕功能來控制實驗室的濕度,必要時應專門配備去濕機。對儀器內放置的干燥劑一定要定期檢查,一旦失效要及時更換。

在使用數字電壓表等含電子回路的儀表時,電、磁場及工頻電源干擾影響比較顯著。數字電壓表、直流比較式電位差計、直流標準電壓發生器,都使用工業電網供電,在獨立工作時每個儀表都合格,但是它們在聯成為一個測量線路時卻發生較大的誤差,表現為數字電壓表和電位差計出現了零位示值。我們采用的措施是可以在每臺儀器上采用雙屏蔽,并利用隔離變壓器隔離電源,就能將干擾限制在有限范圍內。同時盡量不與大電機,大的通風機,空調機等大的用電設備共用一條供電線路,以免在這些用電設備起動時,供電線路的電壓大幅度的波動,造成儀器工作不穩定。

儀器放置不水平,會使表計零點偏移;震動不僅會影響儀器的性能和測量結果,還會造成某些精密元件損壞,因此,要求將儀器安放在遠離震源的水泥工作臺或基座上;單方面的光照輻射及熱源會造成熱偏差,光照標準電池會引起變質及較大的滯后,必須將其放在不透光的容器內保存及使用。總之,要保證測量的準確度,我們需要認真對待環境的影響,在測量之前,必須仔細檢查全部量具和儀器的調整狀況、位置狀況,例如儀表指針調零,防止儀器之間的干擾等,需要做好充分的準備和保持良好的環境條件,才能保證測量的準確。

3.人為因素引起的誤差

人為因素引起的誤差主要是方法不當引起的誤差,如果方法使用不當,測量結果必然不對。

在連接測量儀表時,有時會發生連線錯誤、測試線脫開或接觸不好、連線順序不對等,這時機殼電位不但會引起誤差,而且可能損壞電路中的器件。當接入被檢設備時其端鈕和接線應擰緊,以減少接觸電阻的影響。插塞與插孔的配合要良好,保持清潔,插塞要插牢,每次松緊程度要一致。因此我們在開始檢測前一定要確認連接正確,一定要先連線,再檢查,之后開機。并且連接線一定要連接牢靠,不能出現松動現象。

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關鍵詞 ：熱電偶傳感器 檢定數據 原理 誤差

前言

熱電偶傳感器是利用“熱電效應”制成的，利用兩種不同導體組成閉合回路。當閉合回路的兩接點也就是熱電偶的工作端和自由端分別處于不同的溫度場中時，回路中將會產生電動勢，產生的電動勢只與工作端和自由端的溫度差有關。由于熱電偶產生的熱電動勢與兩端溫度有關，只需將冷端的溫度恒定，熱電動勢與熱端溫度構成單值函數。在實際應用中，熱電偶的冷端通常靠近被測對象，且受到周圍環境溫度的影響，其溫度不是恒定不變的，因此必須采取一些相應的措施進行補償，補償導線法是將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場所，相當于將熱電極延長，根據熱電偶回路中接入第三種導體，只要導體兩端接點溫度相同，回路中總的熱電動勢保持不變，這樣只要熱電偶和補償導線的兩個接點溫度一致，就不會影響熱電動勢的輸出。筆者設計了具有數據傳輸、數據處理和判斷功能的 Excel 應用程序，原始讀數通過數字電位差計傳輸軟件導入到編制好的 Excel 程序，通過程序自動計算檢定數據并判斷檢定結果。每次檢定時只需輸入環境條件、被檢熱電偶的基本信息和檢定溫度點，無需手工計算，即可得出檢定結論，通過數據傳輸與數據處理程序，就能夠完成熱電偶的日常檢定工作。

1. 熱電偶測溫的原理

把兩種不同原材料的半導體或者是導體的一側利用焊接工藝連接在一起就組成了熱電偶；構成熱電偶的半導體或導體就是熱電極；焊接的一側接入測量溫度的地區就是工作端，而另一側就是冷端。在兩側溫度不同的情況下會出現熱電勢，其屬于溫度測量的感溫器件，將溫度信息轉化成電信號，然后利用溫度儀表表現出來。熱電偶的溫度測量原理就是采用了熱電程度。熱電程度指的是將不同材料的金屬半導體或者是導體的兩端焊接成閉合回路的形式，在兩端溫度不同的情況下就出現熱電勢，從而生成熱電流。

熱電勢的具體大小情況和被焊接的材料有關，也和熱電偶兩側的溫度差存在一定的聯系。一定屬性的材料，其兩側的溫度和熱電勢之間的函數關系是固定的，利用這個函數關系能夠測量出溫度數值。隨著溫度的不斷上升，熱電勢將會不斷變大；當溫度不斷下降時，熱電勢將會不斷減小。熱電偶的熱電勢和熱電極的直徑大小、長度情況沒有任何關系。

對熱電偶冷端進行溫度補償。一般情況下，熱電偶利用貴金屬等較為貴重的材料，溫度測量點和測溫計之間的距離過遠，為了更好地節約熱電偶材料，進一步降低成本，一般利用導線補償方式將熱電偶冷端擴展到溫度較為平穩的控制地區內，并接入到溫度計端子中。此外，在利用熱電偶導線補償的過程中必須要充分考慮到型號的對應問題，極性不可以出現接錯的問題，導線補償和熱電偶相連處的溫度控制在1000C以內。熱電偶溫度測量的不足之處在于：熱電偶消耗情況較為明顯，從而導致維護量的增大，備用元件費用的增加。

2. 熱電偶示值誤差計算

5. 結束語

通過對檢定記錄 Excel 程序的編輯，數字電位差計與電腦連接，就可以快速高效地得到檢定結論。在實際工作中，為了保證上述數據傳輸與數據處理程序檢定結論的可靠性，分別運用傳統手工方法和上述數據傳輸和 Excel 程序對多根熱電偶進行檢定，通過比對發現，運用筆者設計的程序得出的檢定結論準確可靠，工作效率和準確率都有所提高。而且，在筆者給出的方法上進行細微修改，就可以制作出其他各種型號熱電偶和熱電阻的數據處理系統。

參考文獻：

[1]朱華金，熱電偶動態測量誤差補償技術研究[S].電源技術應用，2013.

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關鍵詞：自然電位測井；實驗室；模擬方法；常規測井方式；井下環境 文獻標識碼：A

中圖分類號：P631 文章編號：1009-2374（2017）06-0004-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.002

1 自然電位測井的原理與實驗室實現的依據

自然電位測井作為一種常規測井手段，已成為常規測井曲線之中不可或缺的一條曲線，該方法可以有效地反映裸眼井沿井軸方向自然電位值的高低變化。作為最早使用的測井方法之一，其簡潔、高效、成本低廉使得其在砂泥巖剖面淡水泥漿的裸眼井測井中占有重要地位。

1.1 自然電位的產生

大體上，自然電位的成因有兩類：其一是被稱為氧化還原電位的電位，其形成原因是礦體具有電子導電性；其二是被稱為擴散吸附電位的電位，其形成原因為溶液的離子導電性。在石油測井中主要研究的是第二種，擴散吸附電位。該電位多發生于頁巖、砂巖、碳酸鹽巖等沉積巖地層當中，而這些地層往往是很好的油氣儲集層，故而實驗模擬的重心也就放在了由擴散吸附電位而產生的自然電位上（《影響自然電位測井的因素及解決方法》）。

設Cmf為沖洗帶泥漿濾液當中氯化鈉的質量濃度，而原裝地層中的氯化鈉質量濃度為Cw并且無論是泥漿濾液當中還是底層水中分子都全部電離。當地層巖性很純時空隙中幾乎不會產生離子雙電層。在這種情況下，兩溶液的交界面即可視為通過由孔隙構成的滲透性隔膜。當地層水濃度高于泥漿濾液的濃度時，在滲透壓的作用下地層水當中的離子會通過交界面向泥漿濾液當中擴散。由于在此擴散作用當中氯離子遷移速度比鈉離子遷移速度高很多，從而導致分界面的兩側正負電荷富集，并且隨著離子w移使得接觸面上的電動勢增大到正負離子的遷移速率趨于一致的時候，兩側的電動勢不再增加，而是隨著離子遷移達到動態平衡一同趨于平穩，我們就將此時的電動勢稱為擴散電動勢。當溶液中只含一種電解質（以NaCl為例）時，可通過涅爾斯特（Nernst）方程來對擴散電動勢進行表示：

但是自然界中的地層大部分都并非為純砂巖，而是含有一定量泥質的巖性不那么純的地層。這時在巖石顆粒表面形成的離子雙電層將會對陽離子交換的量有一個顯著的貢獻。此時，巖石孔隙內相當于含有兩種水：一種是包括雙電層在內的黏土水，黏土水當中有著豐富的鈉離子和較少的氯離子，在擴散層內鈉離子可以保持正常的遷移率；另一種則是地層水，陰離子與陽離子濃度處于一個基本平衡的情況之下。故而此時離子擴散會分為兩個部分：其一是在地層水中如同純砂巖儲層內所發生的離子擴散一樣；其二是雙電層內被吸附的陽離子發生的擴散。二者共同作用從而使得陽離子的遷移率高于正常溶液當中同樣的陽離子，這種現象最為明顯的是在純泥巖地層當中，由于沒有孔隙內的“遠水”的存在使得自然電動勢完全是由擴散過去的陽離子產生的，我們說此時產生了擴散-吸附電動勢。由于此時巖石孔隙的作用與化學中的陽離子透過膜這種半透膜很相似，故而又稱為薄膜電動勢。

1.2 自然電位模擬的意義

自然電位測井有著悠久的歷史，作為常規九條測井曲線之一，自然電位測井曲線在巖性判別、地層對比、估算地層原生水電阻率、估算滲透性巖層厚度以及計算砂巖地層當中的泥質含量方面有著重要的應用。直觀生動地將自然電位產生的過程以及對其測量的原理展現在學生面前而非只是通過課本上枯燥的文字去了解自然電位測井將對學生理解自然電位測井的原理有著極大的好處。通過對上述自然電位產生的原因的論述，我們不難發現實驗室中最容易實現的，也是可以實現的最為準確的就是擴散吸附電動勢。因為它的原理可以抽象為如圖1所示的一個簡單的表述：

中間為一陽離子透過膜，可以模擬現實當中泥巖的孔隙環境，即上文所述的只允許陽離子通過這一條件得以實現。被半透膜分隔的兩側則是分別模擬地層水與泥漿，通過電位計顯示兩側所產生的電位差即可視為在地下此種情況下產生的自然電位。其中，電位計的示數要依據Cw與Cm的大小關系而定，C較小的一側為負極，另一側為正極。

2 實驗室模擬

由于測井方法都是在井眼中進行，無法為學生提供一個形象直觀的認識，這就使得通過對自然電位測井的原理加以歸納并進行抽象之后的模擬實驗是很有必要的。本文將對該實驗室內模擬的方法以及該方法的具體效果進行一個分析。

2.1 實驗器具及流程

該實驗需要的基本器材有可以拆分的有機玻璃半盒、UJ33D-2型電位計、膠墊、蓋板、半透膜、燒杯、純凈水、氯化鈉以及醫用注射器。這里面可拆分的有機玻璃半盒是器具中的關鍵。將半透膜固定于有機玻璃半盒的中間并加以固定，從而保證兩邊的水無法自由流通并且離子只能通過半透膜在兩邊的液體之間進行交換。

具體步驟為：

2.1.1 將半透膜安裝于兩個有機玻璃半盒間作為隔層，并用膠墊密封，在兩個半盒中注入等量的水，并將蓋子加上。

2.1.2 連接并調節電位差計。（1）將連有金屬接頭的導線分別接到面板左側的接線柱上；（2）將兩個接線柱短接，若示數非為0則進行調零處理；（3）將量程單位旋轉至2V量程，并將接頭分別放入A盒與B盒上方蓋子都為電位計接頭預留的孔洞當中；（4）屏幕所顯示電動勢，即為所測電動勢值。

2.1.3 分別通過頂部蓋子上預留的孔洞在半透膜兩邊的半盒中使用注射器注入等量的鹽水。

2.1.4 測量加入鹽水之后的初始電動勢值，待充分擴散后，進行測量。

2.1.5 根據下表改變半透膜兩邊半盒中的鹽水量，待充分擴散后，再次測量。

此處我們模擬的是擴散吸附電動勢，因為自然界當中泥巖的電動勢類型為擴散-吸附電動勢的居多。此處半透膜即為地層中的泥巖，而半盒被半透膜分隔的兩邊則為被分離開的儲集層中的地層水或是泥漿濾液與泥巖層分隔的泥巖孔隙內的水，并且為了保證不受溫度與鹽水濃度的影響，所選用的均為飽和鹽水并在室溫（25℃）下進行試驗。

2.2 實驗結果

實驗結果如下圖表所示：

根據上表并計算濃度比后可以將AB兩盒內NaCl濃度比與兩側電位計做交會圖可得：

如圖2所示當按照上述實驗結果所繪制的交會圖的點很好的符合對數關系，并且相關性極好。這與自然電位測井在提出的原理上的數學公式：

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[關鍵詞] 人才培養； 行業需求； 特色教學； 教學設計； 模塊

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 19. 062

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）19- 0111- 02

當前畢業生的就業問題已成為困擾高等院校的難題。在人才市場競爭越來越劇烈的形勢下，人們已清楚地認識到人才培養務必以社會需求和行業需求為導向，這決定著每個高等院校的生存與發展，在這種形勢下，物理實驗課的綜合教學改革也勢在必行。

教育部規定的物理實驗內容是為不同類型、不同層次、不同專業的理工科院校所設計的。在有限的授課學時下，教學內容的取舍、實驗目的的追求、實驗儀器的選購、實驗項目的安排等一系列的教學設計是物理實驗課綜合改革的核心問題。我們以學院的人才培養目標為方向，以本課程的定位為依據，以特色培養為主線進行課程改革。

1 建立科學的、創新的實驗教學體系

傳統物理實驗課的教學體系是按力、熱、光、電等模塊來劃分，在教學改革中我們考慮到每個模塊中都有基礎、綜合、設計等部分，這是其一。其二，不同院校的人才培養方向及行業需求不同，因此在每個模塊中的側重點不同。其三，物理實驗理論在工程實踐及高新技術中的應用大多是交叉型的知識結構。鑒于以上三點我們將物理實驗教學課的教學體系分為：基礎性實驗、綜合與設計實驗、實踐與創新、建筑物理實驗4個模塊，這種創新的教學體系適合人才特色培養。

2 基礎實驗的改革

突出知識傳授、技能培訓、素質教育融為一體的教學理念。

物理實驗是理工科院校唯一的一門獨立設課、學時較多的實踐性課程，學生進入大學后首先要在物理實驗中較為系統地接受實驗理論、實驗方法、實驗技能的基本訓練。與理論課不同的是，實驗課是以學生個體活動為主的課程，因此實驗過程也是樹立良好學風，提高科學素質修養的過程。

（1） 基礎實驗儀器的選擇。對應用型院校來說以驗證為目的的實驗不宜取之，應以本院的人才培養目標為方向，優選那些在實驗原理、實驗方法、實驗技術等方面應用廣泛、實驗現象鮮明的儀器，來訓練學生基本技能，培養其動手能力。

（2） 針對不同的學生群體，教學管理的實施手段是有差異的。在以培養精英人才為目標的研究型大學，學生群體的理論基礎與人文修養底蘊較為深厚，相比之下，我院部分學生學習基礎及主動性差一些。所以我們的做法是人手一套儀器或同一套儀器測試點、測試件不同，并嚴格執行對號入座，保證每個學生的獨立操作。學生的獨立操作是基礎實驗中因材施教的一種手段，體現了以人為本的教學理念，同時將儀器的使用與保管落實到人，利于培養學生良好的科學實驗習慣和愛護儀器、熱愛勞動等優良品質。

（3） 兼顧傳統的實驗技術與現代的檢測手段，使基本理論和實踐有機結合。由于物理實驗原理、方法、技術、手段具有通用性，依據本課程的定位，為使學生具備良好的理論基礎，我們采用傳統教學型與現代應用型儀器在同一實驗中并用的方法。比如：電橋實驗中，滑線式電橋與箱式電橋的并用；用標準電池校準工作電流的教學型的電位差計與可攜帶的箱式電位差計的并用等。

教學型儀器結構開放，實驗原理鮮明，但實驗操作步驟較多，初學者在使用中常常出現故障。然而故障的排除過程也正是啟發思維、解決問題的過程，是訓練基本技能、培養動手能力和思維能力的重要過程，長遠地講是工程經驗的積累過程。較多步驟的操作過程正是對實驗理論的逐步消化理解直至掌握的過程。

現代的應用型儀器為封閉式的，電路部分多為集成電路。因此實驗原理不如教學型的鮮明。但操作過程比較簡單，實驗數據的獲取簡捷、快速，體現了先進的科學技術在生產實踐中的應用。二者的并用可優勢互補，對培養學生能力起到相輔相成的作用。

（4） 突出基礎與前沿的結合。例如光柵衍射是基礎實驗，而生物分子的DNA螺旋結構就是首先用X射線衍射的方法揭示出來的。在基礎教學中我們通過介紹獲得諾貝爾獎的科學家的研究過程，來培養學生的創新意識，激發學生學習基礎理論的積極性。

3 實踐與創新

在該部分實驗中，我們提出將物理理論、高新技術、工程實踐融為一體的教學理念，以強化學生工程實踐能力與創新能力的培養。

（1） 實驗項目的選擇務必突破原有的框框束縛。以人才培養目標及行業需求為導向，優選為專業及工程實踐奠定實驗理論基礎、利于培養學生創新能力的項目，比如：我們開設了太陽能室外特性、懸臂梁測應力、超聲波檢測與探傷等實驗。這類實驗原理、實驗技術對我院普遍適用。

根據行業需求，我們打破常規，開設了一些建筑物理實驗內容，比如：適量開設些光度學、幾何光學實驗，如人工天穹，用其作光學基礎研究，能較好地為建筑設計提供理論根據，或用來測試特殊建筑物，以預測、檢驗采光性質。對建筑采光進行實測，才能對其室內光環境質量做出較準確的評價，進而分析建筑物采光設計的實際效果和存在問題，以便采取有針對性的措施。

再如墻體隔熱性能、傳熱、導熱實驗；聲學實驗中，樓板撞擊聲實驗、隔聲測量等，這些實驗為培養學生解決實際中的建筑技術問題奠定了基礎。

（2） 實踐與創新模塊中的實驗內容應與時俱進，將先進的高新技術檢測手段引入教學。例如：我們增設了紅外熱像儀實驗，由于紅外熱成像技術具有遠距離不接觸的優點，能彌補傳統檢測手段的不足，近幾年已在土木建筑無損檢測方面有了實踐性的應用，例如：房屋質量缺陷檢測、滲漏檢測、外墻飾面質量檢測等，可用于事故處理、施工驗收、陳舊建筑物安全鑒定等方面。

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關鍵詞：熱虹吸 散熱器 工質 均溫性

0 引言

熱管或熱虹吸換熱技術具備優良的熱傳導性能、二次間壁換熱、熱流密度可調節等普通換熱技術所不具備的優越性能，因而在工業換熱和回收節能等方面獲得廣泛應用，并在冶金、化工、建材、動力等行業有很多成功實例[1]。為了提高鋼制供暖散熱系統的承壓能力，解決容易出現的氧化腐蝕、低區超壓等問題，近年來，一些熱管或熱虹吸散熱器形式陸續出現，并成為散熱器開發的一個熱點。本課題以實驗為基礎研究熱虹吸管散熱器在使用不同工作介質時的熱工性能，并與常規散熱器做了系統比較，對熱虹吸管散熱器進行傳熱分析，為其進一步發展和完善以及工程應用提供了基礎數據和理論指導。

1 基本原理

熱虹吸管散熱器利用柱型或板型散熱器為殼體，在散熱器底部穿入熱媒管，殼體內注入工質，并建立真空環境，這是一種常溫重力式熱管。工作過程是：在散熱器底部，供熱系統通過熱媒管將殼體內的工質加熱，在工作溫度范圍內，工質沸騰，蒸汽上升至散熱器上部凝結放熱，凝結液沿散熱器內壁回流至加熱段被再次加熱蒸發，熱量通過工質的不斷循環相變由熱源傳遞至熱沉，達到供熱、加熱的目的。基本結構形式如圖1所示。

熱虹吸管散熱器與經典熱管的區別在于，冷凝液不是借助毛細力作用回流，而是在重力作用下沿著散熱器內壁面回流至液槽，因而傳熱方向不可逆；另一個方面，經典熱管的蒸發段與冷凝段的傳熱面積具有可比性，而作為散熱器形式的重力熱虹吸管，蒸發段相當于散熱器的“內熱源”，“冷凝段”的表面積遠遠大于“蒸發段”的表面積。

為了改善對室內熱微環境的影響，供暖散熱器理想的目標是一定的熱媒溫度下得到最大的散熱量，同時有均勻的表面溫度，避免散熱器表面出現“熱區”、“冷區”。

2 實驗系統

實驗系統參照文獻[2]建成，由熱水系統、測試小室真空系統、散熱器真空系統、溫度控制系統、參數測量系統等五個子系統組成。測試程序參照文獻[2]進行。

散熱器熱媒供回水溫度由WMY-01B數字溫度計測定，流量由LZB-15浮子流量計和臺秤測定，散熱器表面溫度由銅-康銅熱電偶和UJ-36型攜帶式電位差計測定，熱虹吸散熱器內部壓力由Z-60型真空壓力表測定，另外記錄時間的秒表一支，全部測試儀器、儀表經過校定，散熱器表面熱電偶布置如圖2所示。

本研究選用目前普遍使用的鋼制柱型散熱器為實驗對象，為了比較，同時作了常規散熱器實驗和不同工質的熱虹吸散熱器實驗。

熱管工質的熱物理特性對熱虹吸管的熱工性能有著關鍵性的影響，熱管是依靠工作液體的相變來傳遞熱量的，其選擇一般應考慮以下一些原則[1]：

（1）工作液體應適應熱管的工作溫度區，并有適當的飽和蒸汽壓；

（2）工作液體與殼體、吸液芯材料應相容，且應具有良好的熱穩定性；

（3）工作液體應具有良好的綜合熱物理性質，要求液體的輸運因素大；

（4）其他，包括經濟性、毒性、環境污染等。

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關鍵詞：斜向水泥土樁法；加固；鐵路路基

中圖分類號：U213.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）06-0106-02

斜向水泥土樁法作為一種能夠廣泛運用于鐵路列車通行狀況下進行加固路基建設的技術，在當今社會將發揮其更顯著的作用。在原有的鐵路路基加固方法和技術中，并沒有一種方法、技術能夠像斜向水泥土樁法一樣適合在鐵路列車通行狀況下進行加固路基作業，這樣的工作效率就顯得較為低下，嚴重影響列車通行，也影響城市運輸發展速度。

1 斜向水泥土樁法的概述

斜向水泥土樁法是唯一一種能夠在鐵路列車通行的狀況下進行路基加固的先進技術，同時也是牢固性極高、效率倍增的技術。斜向水泥土樁法就是將單管旋噴高壓注漿技術應用于加固技術中，在鐵路路基內里形成具有一定規模、既定間距和直徑的斜向柱狀水泥土固結構載體，載體呈柱狀，在形成加固鐵路路基的同時，還能夠有效減少因鐵路路基承載力不足以支撐各方壓力，導致路基下沉引發一系列不必要的危害。

斜向水泥土樁法最主要的獨到之處就是它施工工藝簡便，適用范圍廣泛，可在鐵路列車通行的同時進行路基加固，安全性能更大，而且可以在規定的0～90°范圍內進行任意加固角度調整，是一種集高強度、高效率、高質量于一體的鐵路路基加固施工技術。

2 系統化結構原理探究

運用斜向水泥土樁法進行鐵路路基加固時可分為兩個步驟，第一為噴鉆成孔，第二為噴射鞏固。

在噴射成孔的整個過程中，要求施工隊伍采用普通或者專用的鉆機預成孔，或者還可以選擇直接使用旋噴鉆機驅動噴射管頭進行噴射成孔。如果使用第二種方法，則施工隊伍選擇的噴射管必須帶有良好密封性，噴射頭必須選擇1～2個，且要具有橫向噴嘴的特殊裝置。另外，如果選擇普通鉆機預成孔，在鉆機鉆至原定的深度時，應改用旋噴機噴射頭進行施工，需將其下置至孔洞底部，在直接運用旋噴鉆機噴射成孔洞的時候要將噴射頭直接送至原定的深度再進行施工。

第二個步驟為噴射鞏固，在這個步驟執行過程中，應注意在使用高壓水泥漿或者其他的固化劑的時候最好以至少15 MPa的壓力進行噴射鞏固，經由噴射管送至噴射頭進行土中橫向噴射。這要求施工隊伍選擇直徑大約是兩毫米的橫向噴嘴進行施工。在橫向噴嘴進行土中作業時，要使鉆桿整體協助作業，邊上升邊旋轉，以提高作業效率。在這個步驟進行時，正是因為高壓噴射強流具備極強的削切力度，能夠使在土中噴射出來的水泥漿與噴射周圍區域的土壤形成攪拌混合、削切圓滑結合的關系，一邊使水泥漿和土壤攪拌混合成為它們相結合所成的加固體，成型后即“斜向水泥土樁”，這也就是斜向水泥土樁法的根本之處。

3 斜向水泥土樁法施工所需機具和相關器具

3.1 施工所需機具

①噴旋鉆機。噴旋鉆機作為斜向水泥土樁法的必備機具，在選擇時應注意對鉆進提升速度、提升力、旋轉速度等各方面技能進行相比較，選擇其功能優越者進行施工使用。可以選擇MG50-AX旋噴鉆機、MGJ-50型號的錨固旋噴工程鉆機、MGJ50A型鉆機等。具體要求體現為：鉆進提升速度應達到10～35 cm/min，提升力達到10～30 kN，旋轉速度則應為15～30 r/min。

②高壓注漿泵。高壓注漿泵作為液態單管旋噴的專用機具，其壓力一般要求至少達到15 MPa。通常在斜向水泥土樁法施工中，GPB-90型高壓旋噴注漿泵、GZB-40C型高壓注漿泵等型號較為常用。

③高壓膠管。高壓膠管就是用于高壓注漿泵和鉆機連接的軟性管路。在選擇時最好采用內徑為Φ19～25 mm的膠管，并用高壓鋼絲進行膠管編纏，致使其工作壓力不會比噴射泵壓力低。

④噴射注漿管。噴射注漿管主要是用于水泥土樁技術施工的專用機具，由單管導流器、噴射頭和鉆桿組成。

⑤泥漿攪拌機。泥漿攪拌機在用于水泥漿的攪拌作用，往往可以在施工過程中針對施工需要進行噴射量設計和加工改造。在此推薦單機高壓噴射注射水泥漿的時候應當保持以1.15 m3的水泥攪拌機容積為適宜，還要控制攪拌翼的旋轉速度，一般保持在30～40 r/min。

⑥排漿泵。在施工現場由于采用了水泥土樁法會出現大量廢棄泥漿，為保持施工場地整潔度，應及時進行廢棄泥漿處理。排漿泵可以幫助一些無法通過溝渠排放廢棄泥漿的施工方抽取、清通現場的廢棄泥漿。可以選擇BW-120型號的泥漿泵，采用低壓泥漿泵主要是其結構合理，操作便捷，且壓力大，流量穩定。

⑦發電機。由于在施工中難免會出現施工場地的外部電源難以接入的現象，在現場配置發電機可以減少不必要的時間浪費，自行發電，給場內各機具提供電源，同時可以應對以備不時之需。

3.2 相關的輔助器具

相關的輔助器具主要為監測儀表，這是為了保證施工質量達到施工設計原定的要求而設置的監測儀器，能夠對噴射工具的流量和壓力、噴射頭的提升速度和旋轉速度等做數據錄入。這是出于兩方面考慮，其一，在施工時一旦發現數據與原定的數值有差時可以通過儀器顯示燈等進行警報，督促施工隊伍及施工人員進行即時控制，減少后患。其二，這些儀器錄入的數據可以為日后的施工設備的選擇提供參數對照。

在施工中通常會需要一次儀表和二次儀表。一次儀表就是指轉換器、變換器等傳感器具，二次儀表就是指積算儀、毫安表、記錄儀等。例如選擇KLE-4A型號的儀表可以監測噴射工具的流量和壓力情況，包括對水、漿、氣等進行全面監測，而渦輪流量計和壓力變送器則為一次儀表，自動電位差計記錄儀則為第二儀表。在選擇KLE-4B型號的儀表時，則是對噴射頭的提升速度和旋轉速度進行數據錄入，在一次儀表的選擇中可以采用轉速表或渦輪流量計進行監測，二次儀表可以選擇自動電位差計記錄儀。

4 施工工藝總匯、分析及安全對策分析

4.1 施工前期準備

在斜向水泥土樁法開始進行施工之前，應對施工場地進行多次勘測和施工計劃組織，對各項準備工作列舉成冊并進行詳細安排，以確保整個施工工程的正常進行。在準備期間應按照施工設計圖紙樣板進行現場孔位勘測，探查有無障礙物阻礙施工或引起施工不安全，若發現有則應及時進行排除障礙物，如果障礙物難以移除，則應立刻與有關單位進行協商，修改孔洞設計處，另外，對施工場地的質地監測也十分重要，最終才可以對實際施工計劃組織進行策劃編制。

4.2 斜向水泥土樁法施工工藝的程序與操作

①施工工藝程序安排。斜向水泥土樁法的施工過程應當按照以下程序嚴謹進行：在鉆機就位后，利用鉆機進行開孔以備下管，放置注漿管，當鉆頭到達原定的深度之后使用高壓注漿泵進行高壓噴射注漿，這種自下而上的噴射注漿方式能夠幫助施工方更好把握整個工藝進行的程度，當發現水泥漿噴射到原定的高度時就結束整個噴射過程，停滯噴鉆機的鉆動，拔出注漿管后再及時對這些機具和孔口進行清潔。

②施工技術相關數據設定。在斜向水泥土樁法的施工中，其施工技術的相關數據應由施工方根據施工現場的土地質地和加固成效的要求，再與施工方的施工經驗進行結合，嚴謹要求各項相關數據的設定之后，還應將其實施于整個施工過程中，嚴格控制。

③斜向水泥土樁法的具體施工工藝。由于水泥土樁固結體成效好壞的因素較多，本文只集中針對施工工藝這一過程對于固結體成效好壞的影響進行研究，這也是其主要原因。主要分為噴射過程、第二次噴射過程、泥漿外冒處理、防止收縮處理。

在噴射的過程中，高壓噴射注漿是一種噴射管插入后由下而上、由里而外的噴射方式，而有時候會出現噴射注漿需要分次進行，就需要將噴射管拔出，然后再進行噴射注漿搭接，而對于搭接的長度也應保持不小于100 mm，這是為了確保固結體的整體性。

在進行第二次噴射時，應針對第一次噴射的部位進行再次噴射，必須確保噴到頂再將其放下以重噴這一部位，第二次噴射能夠通過增強土塊破壞有效長度，以增加固結體的長度和直徑，達到強化整體的效果。因此，條件允許的情況下可以進行多次重復噴射，這樣效果會越好。

泥漿外冒處理中應注意往往會夾雜著顆粒狀土塊，施工人員可以根據外冒的泥漿判斷土層和地質情況，可以根據實際情況適當修改旋噴的參數設置，以保證施工效果及其合理性。如果發現外冒的泥漿總量多于注漿總量的五分之一，或者沒有泥漿外冒情況，則應立刻停止施工，查明原因再進行進一步施工。

防止收縮的處理步驟中，應注意由于使用純水泥漿進行噴射時，會有漿液析水的現象，因此會造成一定程度的收縮情況，在固結體的上方會出現因為漿液析出性、地質層性質不同等因素影響的一些凹穴。所以，為了防止出現收縮情況，應當采用搗實并回灌外冒泥漿的方式進行二次注漿。

4.3 施工中安全和行車安全注意事項

斜向水泥土樁法運用于實際施工中有存在一定的隱患，并會對鐵路的運行產生一定影響，因此，可以采取以下三種對策：其一，需要對鐵路的列車進行限速，在不同的路面影響程度上設定對列車的限速安排。其二，利用天窗時間對臨近路基路肩的斜向水泥土樁和臨近觸網支柱基礎的斜向水泥土樁進行施工，可以減少噴射壓力。其三，在整個施工過程中應嚴格按照原先設定的順序進行施工，應將臨近路基路肩的土樁先完工，然后才可接著進行其余土樁施工。

5 結 語

在施工中，由于斜向水泥土樁法獨特的施工原理和施工工藝，它在實際操作和施工工藝完善的過程中不斷被提高運用程度，使得這種施工技術能夠適應更加廣闊的施工范圍和承載更加強大的施工壓力。

參考文獻：

[1] 王定舉.用斜向單管高壓旋噴樁整治朔黃鐵路路基病害[J].鐵道建筑，2006，（9）.

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【關鍵詞】能源調查；重點用能單位；城市；節能；對策

1　背景和意義

“十二五”期間，在全國節能工作的新要求下，節能工作的形勢發生一定的變化，為抓好“十二五”時期全市節能工作，推動重點用能單位節能降耗，武漢市發展改革委和市統計局按照2010年能耗萬噸以上的界定原則，聯合確定了80戶單位作為武漢市“十二五”期間重點用能單位，其中工業企業為56家，非工業單位24家。本文以對武漢市80戶重點用能單位能源消費情況調查數據為基礎，對武漢市重點用能單位能源消費情況進行系統分析，進而針對當前武漢市節能工作提出幾點建議，為武漢市政府完成“十二五”節能減排目標開展節能工作提供了科學依據和重要參考，也為同類城市節能管理工作提供了借鑒。

2　重點用能單位能源消費調查數據

2.1重點用能單位能源消費量

2010年，重點用能單位能源消費總量為2891萬噸標準煤，約占全市能源消費總量的60.4％，其中工業企業能源消費量為2586萬噸標準煤，約占全市能源消費總量的54.0％，占規模以上企業能源消費量的92.5％，占重點用能單位能源消費量的89.5％；非工業單位能源消費量為305萬噸標準煤，約占全市能源消費總量的6.4％，占重點用能單位能源消費量的10.5％。

2.2重點用能單位能源消費品種構成

2010年，重點用能單位能源消費品種有煤、油、電力、天然氣及其它能源品種，其消費量分別占總消費量比重的58.8％、32.4％、6.2％、1.0％和1.6％。對于工業企業，能源消費中煤的比重最大，比例達到總消費量的65.4％；對于非工業單位，能源消費中油的比重最大，達到總消費量的69.0％。

2.3重點用能單位能源消耗區域構成

2010年，全市重點用能單位綜合能源消耗總量為2011萬噸標準煤，重點用能單位能源消耗前三位的區依次是：青山區、新洲區和武昌區，分別為1310.9、226.8和140.7萬噸標準煤，占全市重點用能單位能源消耗量的65.2％、11.3％和7.0％。三個區的重點用能單位能源消耗之和占全市重點用能單位能源消耗總量的83.5％。

2.4重點用能單位能源消耗行業構成

武漢市重點用能工業企業綜合能源消耗總量為1706萬噸標準煤，武漢市重點用能工業企業能源消耗量前四位的行業依次是黑色金屬冶煉及壓延加工、電力和熱力的生產和供應、非金屬礦物制品、石油加工和煉焦四個行業，能源消耗分別為1169.7、263.5、80.8和76.4萬噸標準煤，占重點用能工業企業能源消耗量的68.6％、15.4％、4.7％和4.5％。這四個行業的能源消耗總量占重點用能工業企業能源消耗量的93.2％，占重點用能單位能源消耗量的79.1％。

武漢市重點用能非工業單位綜合能源消耗總量為305萬噸標準煤，重點用能非工業單位能源消耗量前四位的行業依次是房屋和土木工程建筑、鐵路運輸、零售業和航空運輸四個行業，能源消耗分別為96.4、55.6、48.5和48,3萬噸標準煤，占重點用能非工業單位能源消耗量的31.5％、18.2％、15.8％和15.7％。這四個行業的能源消耗總量占重點用能非工業單位能源消耗量的81.2％，占重點用能單位能源消耗量的12.3％。(以上行業均按照《GB／T 4754-2002國民經濟行業分類》進行分類)。

3　建議

根據調查統計數據，提出以下建議：

3.1　80戶重點用能單位，尤其是其中的56戶重點用能工業企業能源消費總量分別占全市能源消費總量的60.4％和54.0％，是武漢市“十二五'’期間節能工作的重點，對武漢市能否圓滿完成“十二五”節能目標具有舉足輕重的作用。要通過建立節能監管平臺等信息化手段加強對重點用能單位能源消耗情況的監控，掌握其發展動態；通過節能監督檢測評價等管理手段加強對重點用能單位的引導、服務和監管，提升其節能意識；通過幫助企業申報各級節能獎勵項目等政策手段，加大技改投資力度，加快技術升級速度，促使其能源利用水平不斷提高。

3.2煤、油兩種化石能源消費之和在武漢市能源消費結構中所占比例為91.2％，給武漢市環境保護工作帶來很大的壓力，也不利于碳減排任務的完成。應鼓勵有條件的單位，比如學校減少煤和油的消耗，生活熱水盡可能采用空氣源熱泵等高效清潔的能源利用方式或者加快鍋爐煤改氣、油改氣工作，降低煤的使用比例；對于公共交通，應鼓勵其采用電動汽車，可有效降低油的消耗，同時運行費用降低至少一半以上。

3.3武漢市能源消費在地域上相對比較集中，這對于建立區域性的資源和能源綜合利用是一個很大的優勢。可以在工業企業集中的區域繼續加強循環型經濟的研究、探索和實踐，建立企業間的能源資源循環，使各企業的能源達到減量化、再利用、再循環，建立并完善區域性的資源和能源循環利用體系。

3.4武漢市產業結構偏重，高能耗行業較多。應加大對鋼鐵、電力、玻璃、水泥、石化等行業的支持力度，通過資金、技術的支持，改造這些傳統高耗能產業，提高其能源利用率，同時在引進項目的時候，綜合考慮，減少高耗能行業項目的引進，增加低能耗高附加值的產業如生物醫藥、煙草、電子電氣等的引進。

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關鍵詞：溫度傳感器；溫度；攝氏度

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

溫度傳感器（temperature transducer），利用物質各種物理性質隨溫度變化的規律把溫度轉換為可用輸出信號。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。現代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中，也為我們的生活提供了無數的便利和功能。

一、溫度的相關知識

溫度是用來表征物體冷熱程度的物理量。溫度的高低要用數字來量化，溫標就是溫度的數值表示方法。常用溫標有攝氏溫標和熱力學溫標。

攝氏溫標是把標準大氣壓下，沸水的溫度定為100攝氏度，冰水混合物的溫度定為0攝氏度，在100攝氏度和0攝氏度之間進行100等份，每一等份為1攝氏度。熱力學溫標是威廉湯姆提出的，以熱力學第二定律為基礎，建立溫度僅與熱量有關而與物質無關的熱力學溫標。由于是開爾文總結出來的，所以又稱為開爾文溫標。

二、溫度傳感器的分類

根據測量方式不同，溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式溫度傳感器是指傳感器直接與被測物體接觸，從而進行溫度測量。這也是溫度測量的基本形式。其中接觸式溫度傳感器又分為熱電偶溫度傳感器、熱電阻溫度傳感器、半導體熱敏電阻溫度傳感器等。

非接觸式溫度傳感器是測量物體熱輻射發出的紅外線，從而測量物體的溫度，可以進行遙測。

三、溫度傳感器的工作原理

（一）熱電偶溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器結構簡單，僅由兩根不同材料的導體或半導體焊接而成，是應用最廣泛的溫度傳感器。

熱電偶溫度傳感器是根據熱電效應原理制成的：把兩種不同的金屬A、B組成閉合回路，兩接點溫度分別為t1和t2，則在回路中產生一個電動勢。

熱電偶也是由兩種不同材料的導體或半導體A、B焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。與導線連接的一端稱為自由端或冷端，導體A、B稱為熱電極，總稱熱電偶。測量時，工作端與被測物相接觸，測量儀表為電位差計，用來測出熱電偶的熱電動勢，連接導線為補償導線及銅導線。

從測量儀表上，我們觀測到的便是熱電動勢，而要想知道物體的溫度，還需要查看熱電偶的分度表。

為了保證溫度測量結果足夠精確，在熱電極材料的選擇方面也有嚴格的要求：物理、化學穩定性要高；電阻溫度系數小；導電率高；熱電動勢要大；熱電動勢與溫度要有線性或簡單的函數關系；復現性好；便于加工等。根據我們常用的熱電極材料，熱電偶溫度傳感器可分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶。鉑銠-鉑熱電偶是常用的標準化熱電偶，熔點高，可用于測量高溫，誤差小，但價格昂貴，一般適用于較為精密的溫度測量。鐵-康銅為常用的非標準化熱電偶，測溫上限為600攝氏度，易生銹，但溫度與熱電動勢線性關系好，靈敏度高。

（二）電阻式溫度傳感器。熱電偶溫度傳感器雖然結構簡單，測量準確，但僅適用于測量500攝氏度以上的高溫。而要測量-200攝氏度到500攝氏度的中低溫物體，就要用到電阻式溫度傳感器。

電阻式溫度傳感器是利用導體或者半導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的。大多數金屬在溫度升高1攝氏度時，電阻值要增加0.4%到0.6%。電阻式溫度傳感器就是要將溫度的變化轉化為電阻值的變化，再通過測量電橋轉換成電壓信號送至顯示儀表。

（三）半導體熱敏電阻。半導體熱敏電阻的特點是靈敏度高，體積小，反應快，它是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的。可分為三種類型：（1）NTC熱敏電阻，主要是Mn，Co，Ni，Fe等金屬的氧化物燒結而成，具有負溫度系數。（2）CTR熱敏電阻，用V，Ge，W，P等元素的氧化物在弱還原氣氛中形成燒結體，它也是具有負溫度系數的。（3）PTC熱敏電阻，以鈦酸鋇摻和稀土元素燒結而成的半導體陶瓷元件，具有正溫度系數。也正是因為PTC熱敏電阻具有正溫度系數，也制作成溫度控制開關。

（四）非接觸式溫度傳感器。非接觸式溫度傳感器的測溫元件與被測物體互不接觸。目前最常用的是輻射熱交換原理。這種測溫方法的主要特點是：可測量運動狀態的小目標及熱容量小或變化迅速的對象，也可用來測量溫度場的溫度分布，但受環境溫度影響比較大。

四、溫度傳感器的應用舉例

（一）溫度傳感器在汽車上的應用。溫度傳感器的作用是測量發動機的進氣，冷卻水，燃油等的溫度，并把測量結果轉換為電信號輸送給ECU.對于所有的汽油機電控系統，進氣溫度和冷卻水溫度是ECU進行控制所必須的兩個溫度參數，而其他的溫度參數則隨電控系統的類型及控制需要而不盡相同。進氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計或從空氣濾清器到節氣門體之間的進氣道或空氣流量計中，水溫傳感器則布置在發動機冷卻水路，汽缸蓋或機體上上的適當位置.可以用來測量溫度的傳感器有繞線電阻式，擴散電阻式，半導體晶體管式，金屬芯式，熱電偶式和半導體熱敏電阻式等多種類型，目前用在進氣溫度和冷卻水溫度測量中應用最廣泛的是熱敏電阻式溫度傳感器。

（二）利用溫度傳感器調節衛生間的溫度。溫度傳感器還能調節衛生間內的溫度，尤其是在洗澡的時候，能自動調節衛生間內的溫度是很有必要的。通過溫濕度傳感器和氣體傳感器就能很好的控制衛生間內的環境從而使我們能夠擁有一個舒適的生活。現在大部分旅館和一些公共場所都實現了自動調節，而普通家庭的衛生間都還是人工操作，尚未實現自動調節這主要是一般客戶不知道能夠利用傳感器實現自動化，隨著未來人們的進一步了解，普通家庭的衛生間也能實現自動調節。