电源纹波的测试方法范文

电源纹波的测试方法篇1

绕组计算对于进行方波转换的高频变压器，其基本设计公式为［4］（式略）式中:N1为变压器原边绕组匝数(T);V1为施加在该绕组上的电压幅值，这里指输入电压，V1=27V;B为工作磁通密度，B=3400GS;SC为磁心有效截面积，SC取0．42cm2;f为高频变压器工作频率，f=80×103Hz。由式(1)得N1≈5．9T，取N1为6匝（式略）式中:N2为变压器副边绕组匝数(T);V2为变压器副边绕组输出电压，V2=1250V。由式(2)得N2=277．8T，取N2为278匝。导线线径计算集肤效应的考虑导线中通过交变电流时会产生集肤效应。由于电流的集肤效应，使导线有效截面积减少，因而导线在交流电作用时的实际电阻将比它在直流电作用时要大［5］。显然，交变的频率越高，电阻增大也越多。本电路工作频率是80kHz，在选择电流密度和导线线径时必须考虑集肤效应引起的有效截面积的减少。导线通有高频交变电流时有效截面积的减少可以用穿透深度Δ来表示。Δ是交变电流沿导线表面开始能达到的径向深度，它所具有的横断面积即为导线的有效截面［6］。Δ随电流的交变频率f、导线的导磁率μ以及电导率γ的不同而异，有下述关系（式略）显然，在选用高频变压器原副边绕组导线线径时应遵循小于两倍穿透深度。当使用的导线线径大于由穿透深度决定的数值时，应知由于集肤效应引起的电阻的增加，以便计算线路压降和温升。导线在交变电流下的电阻RAC和直流电阻RDC的比值用Kr来记，有（式略）式中:Kr称为趋表系数［8］。Kr值的大小不仅与交变电流的频率有关，而且还与材料的性质、导线的形状等有关，要精确地计算颇难，在实际应用时通常利用现成的曲线图表查得。初级线圈线径计算变压器最大输出功率P0=4W，η=85%，则流过（式略）

绕组的绕制要求

高频变压器绕制时需要特别注意漏感带来的影响。漏感将会引起关断电压尖峰，虽然可以用RC吸收网络加以抑制，但最根本的办法还是在选择磁芯和绕组绕制时尽可能地减小漏感。无论何种磁芯形状都应使原副绕组尽可能紧密耦合。对于环形磁芯结构，不管原副边绕组匝数多少均应沿磁环圆周均匀地分布。

变压器的屏蔽

处理屏蔽有3类，即电磁屏蔽、静电屏蔽和磁屏蔽。电磁屏蔽主要是防止高频电场的影响，利用电磁场在金属导体内部产生涡流从而起屏蔽作用，因此来自空间的辐射干扰将受到电磁屏蔽的保护。如果将电磁屏蔽接地，则兼有静电屏蔽的功能。静电屏蔽是切断相邻导体之间的静电耦合，并且通过分布电容和适当的接地点(或某个对地有固定电位差的授位点)，为干扰提供一个旁路通道。磁屏蔽防止磁耦合，用高导磁率材料将需要屏蔽的地方包起来，以便将磁力线限定在磁阻小的磁屏蔽导体内部，防止扩散到外部去，或者避免外部漏磁闯进来。变压器的安装位置及屏蔽方法，对电路的设计至关重要。一个变压器如不设磁屏蔽，则漏磁不可避免地要和周围电磁元件发生交连。漏磁在X方向上最显著，Y方向上最少，。又因漏磁影响与距离平方成反比，所以仔细选择变压器的安装位置对改善漏磁干扰有一定效果。磁屏蔽材料必须具有一定的厚度，否则磁屏蔽不可能彻底［10］。在多种变压器的安装方式中选择两种典型的方式进行测试对比(两种电源的原理及所用器件一致)。Ⅰ型高压电源的输入插座置于变压器的X方向上，且距离较近，变压器未加屏蔽。Ⅱ型高压电源的输入插座距离变压器较远，不在变压器X方向上，且变压器加屏蔽板，屏蔽板厚度为0．5mm，材料为铜。输入插座为高压电源提供两路输入电压:一路为控制芯片的工作电压;另一路为变压器的供电电源，都为+27V。Ⅰ型高压电源测试结果芯片工作电源纹波Vp-p=3．6V，工作电源已受到变压器的干扰，频率与变压器工作频率相同。在芯片工作电源处增加滤波电容，纹波仍然，且未减小。输出电压纹波杂乱且不稳定，长时间通电，纹波还会增大。为减小纹波在控制电路及反馈电路中增加滤波电容，但效果不明显，没有改观。Ⅱ型高压电源测试结果芯片工作电源纹波Vp-p=560mV，波形如图7所示。纹波只是电源自身及测试线造成的纹波，变压器对电源测试结果分析从测试结果可看出:Ⅰ型高压电源+27V工作电源受到一个固定的尖脉冲干扰，这个固定尖脉冲的周期与变压器的工作周期相同，即便增加滤波电容也无明显改善，并由此导致板极电压的纹波大。由此可见输入电压插座在变压器X方向，且变压器未加屏蔽时对输入电压的干扰严重，这种干扰很难减弱，并会影响整个电路的正常工作。而Ⅱ型高压电源+27V工作电源的纹波是由电源自身及测试线引起，幅值很低，对输出没有造成影响。改变输入插座的安装位置，使其远离变压器，并对变压器进行很好的屏蔽处理，可将变压器的干扰减少到最小。

产品测试结果与结论

电源纹波的测试方法篇2

关键词： 纹理图像功率谱； 带材速度； 霍夫变换； 工业带材

中图分类号： TN911.7?34； TP391.4 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）13?0031?05

Design of industrial strip velocity detection system

LIU Dong1， FAN Bo?yang2， ZHAO Jing2

（1. The First Aircraft Institute of AVIC， Xi’an 710089， China； 2. Xi’an University of Technology， Xi’an 710048， China）

Abstract： In order to realize real?time accurate detection on velocity of strip during production of the industrial strip， a new non?contact detection system based on the texture image power spectrum is designed in this paper. The system chooses linear array CCD to get the strip image and then puts pretreatments on the texture image such as image denoising， binarization and corrosion. Finally， the power spectrum of the image is analyzed and the direction of the power spectral distribution of the strip image is obtained by the use of Hough transform. Thus， the velocity of the strip can be worked out indirectly. The experimental results show that the proposed system can effectively measure the real?time strip velocity and make the deviation within ±0.03m/s.

Keywords： texture image power spectrum； strip velocity； Hough transform； industrial strip

0 引 言

在工业带材生产过程中，带材传动速度实时精确检测是目前工业测量问题中的一大难点和重点，如：钢板带材速度的测量精度直接影响到轧制钢板的厚度和质量。所以设计一种精确的带材速度检测系统显得尤为重要。

传统的带材速度检测方法基本上属于接触式测量方法，其中最常用的一种是利用旋转式编码器对轧辊的转速进行测量[1]，间接获得带材速度。这些方法简单易行，但是由于轧辊与带材之间的存在相对滑动，使得测量结果不准确。近些年来，非接触式测量在带材速度检测中应用逐渐增多，非接触式测量通常利用光、声和磁等介质，具有不影响被测对象的特点。常用的非接触式速度测量方法主要有以下三种：激光多普勒测速法[2?3]、空间滤波法[4?7]、相关法[8?10]。随着科学技术的发展，测量技术手段发展迅速。目前一些速度检测方法，融合了图像图形学、计算机科学、模式识别、信息处理和融合等科学，具有精度高、适应力强，可靠性高等优点。

本文设计提出一种基于纹理图像功率谱的带材速度检测系统，属于非接触式测量方法领域。能较准确地测量不同材质的工业带材速度，具有较强的鲁棒性。

1 带材速度检测系统的构成和图像采集原理

1.1 带材速度检测系统的硬件构成

图1为工业带材速度检测系统原理图。它主要由被测物体、光源、图像采集单元、硬件处理单元、主机等部分构成。被测物体由步进电机驱动的转动平台带动，运行时最小速度约为0.4 m/s，最大速度约为2 m/s。光源选择高亮度的卤素灯光源，具有较高的发光强度和较长寿命。图像采集采用线性CCD和可变焦长焦镜头。硬件处理单元包括CCD驱动模块、电源模块、振荡电路模块等。采集图像信号传送到主机进行后续处理。

图1 带材速度检测系统原理图

1.2 图像采集原理

目前比较常用的图像采集工具是电荷耦合器件（CCD），电荷藕合器件的突出特点是以电荷为信号，而不同于其他大多数光电转换器件是以电流或电压为信号。CCD具有体积小、重量轻、功耗低、坚固耐用、输出方便、抗干扰强等特点，使得CCD技术得到了广泛的应用。

CCD器件按其感光单元的排列方式分为面阵CCD和线阵CCD两类。面阵CCD的优点是可以直接获得获取图像信息，缺点是帧幅率一般比较低。而线阵CCD的优点是一维像元数量多，并且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标的测量。由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。

本带材速度检测系统采用线阵CCD，由于此系统对图像采集要求较高的放大倍数，故配备可变长焦镜头。

线阵CCD每个扫描周期只能采集一行图像信号，每一行图像信号经过二值化后都是明暗相间的序列。若将一段时间内所采集的若干行图像信号累积叠加起来，就可以组成一幅二维的数字图像，而且在这个图像中随着被测物运动速度的不同会显现出具有不同方向趋势的纹理图案，如图2所示。

图2 生成的纹理图像

2 带材速度检测系统软件算法

2.1 带材纹理图像预处理

测速要达到很高的精度和较小的误差，这就对CCD所采集的带材纹理图像的效果提出了很高的要求。通常直接由CCD采集的原始图像由于存在干扰噪声等因素的影响不能直接进行处理，还需要一些前期的预处理过程。例如滤波、二值化、形态学处理等。

2.1.1 带材纹理图像滤波算法

常用的图像去噪方法有均值滤波和中值滤波，均值滤波对高斯噪声的去除效果比较理想但会模糊图像，中值滤波对椒盐噪声的去除效果则比较好。

（1）均值滤波法

对待处理的当前像素，选择一个模板，该模板由其近邻的若干像素组成，用模板中全体像素的平均值来代替原来的像素值。用公式表示即：

[Ix，y=1MNx，y∈RxyIx，y] （1）

式中：[Ix，y]为带噪图像的像素值；[Ix，y] 为均值滤波后图像的像素点[x，y]的值；[Rxy]为定义的模板区域。

（2）中值滤波法

对待处理的当前像素，选择一个模板，该模板由其近邻的若干像素组成，将模板中全体像素值按大小顺序排列，取中值来代替原来的像素值。用公式表示即：

[Ix，y=Med{Ix，y，x，y∈Rxy}] （2）

式中：Med为取序列中值；[Ix，y]为模板中的各像素值。

2.1.2 带材纹理图像二值化和形态学处理算法

经过滤波的图像消除了噪声对其影响，但其纹理的质量的优劣直接关系到测量结果的精确度。所以还需对图像进行进一步处理，首先对图像进行二值化，然后再采用形态学处理中的腐蚀操作对带材图像进行处理以得到更高纹理质量的带材图像。

腐蚀操作是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程。可以用来消除小而无意义的目标。对[Z]中的集合[A]和[B]，使用[B]对[A]进行腐蚀，用[AB]表示，其定义为：

[AB={z|（B）z?A}] （3）

式（3）说明使用[B]对[A]进行腐蚀是所有[B]中包含于[A]中的点[z]的集合用[z]平移。

2.2 带材纹理图像功率谱分析

有时将图像变换到频率域可以从另外一个角度来分析图像信号的特性，便于更为准确的处理和分析图像。

常用的分析纹理的方法有灰度差分统计法，灰度共生矩阵法，灰度梯度法，空间域能量法、随机场模型法，傅里叶变换法。

本系统采用傅里叶变换法，因为傅里叶变换可以提供有关图像的全局性信息。假设图像在空域[x，y]位置上的像点具有灰度[Ix，y]，其傅里叶变换定义为：

[Fu，v=x=0M-1y=0M-1fx，yexp-2πiux+vy/N] （4）

式中：[u，v=0，1，2，…，M-1。]

其功率谱为：

[Fu，v2=Fu，vF?u，v] （5）

功率谱[Fu，v2]的分布规律与[fx，y]的纹理特征有密切的关系。这种关系表现在两个方面：

（1）[Fu，v2]的径向分布与[fx，y]的空域中的纹理粗细有关。对于“稠密”的细纹理，[Fu，v2]沿径向分布比较分散，呈现远离原点的分布；对于“稀疏”的粗纹理，[Fu，v2]往往比较集中分布于原点附近。

（2）[Fu，v2]的分布的方向性与空域中纹理的方向性有关。两者呈垂直关系。例如，空域中的水平条纹纹理反映在功率谱分布上将是与之垂直的条状分布。

功率谱纹理特征提取用极坐标比较行之有效。设[ρ，θ]是[u，v]平面上的极坐标，对[ρ]和[θ]分别求[Fu，v2]的积分，即

[f1ρ=02πFu，v2dθ] （6）

[f2θ=0+∞Fu，v2dρ] （7）

对于离散情况可以用求和代替积分。以采样间隔：[ρ2iu2+v2

[f1ρi=2φ=0πFu，v2] （8）

式中：[i=1，2，…，n]；[f1ρi]称为环特征；环面宽度为[ρi+1-ρi=C/2n]；[C]为窗口宽度；[n]为离散采样数。

以采样间隔[θiarctan uv

[f2θi=2ρ=0ρnFu，v2] （9）

式中：[i=1，2，…，n；][f2θi]称为楔特征。扇面张角[θi+1-θi=]

[πn]。

各离散环面内的总功率谱随半径[r]的散布程度可用从原点峰值的下降率来表示，粗细纹理功率谱的下降率不一样。各离散扇面内总功率谱随角度[θ]的分布情况也是一条曲线，但曲线的峰值会出现在功率谱的条形方向上。因此从分布中的峰的位置可以确定其纹理的方向性。

通过对图像功率谱的环、楔特征的提取，可以把图像的纹理分析问题化为对两个一维波形的分析问题。

2.3 霍夫变换

霍夫变换[11?14]是图像处理中从图像中识别几何形状的基本方法之一，应用十分广泛。霍夫变换的基本思想是点—线的对偶性，即研究空间的线到点的变换，可以将笛卡尔坐标空间中的线与极坐标空间中的点联系起来。

图3（a）是直角坐标系中的一条直线，如果用[ρ]代表直线到原点的法线距离，[θ]代表该法线与[x]轴的夹角，过点[x，y]的直线可用如下参数方程表示：

[ρ=x?cosθ+y?sinθ] （10）

图3 直线的霍夫变换

直线的霍夫变换在极坐标域中是一个点，直角坐标系中共线的点映射到极坐标系便成为共点的一簇曲线。如图4所示。霍夫变换根据这些关系把在图像空间中的直线检测问题转换到参数空间，通过参数空间的累加统计完成检测。

图4 共线点的霍夫变换

找出霍夫变换结果中值最大的点，将其纵坐标转化为角度，即为功率谱分布方向与[x]轴的夹角。

3 带材纹理图像功率谱测速基本原理

对于CCD采集的纹理图像，当带材运动时，同一点的像素在前后帧中的位置的变化如图5所示。

假设[m1]与[m2]为相隔[H]扫描周期的图像信号，那么有下列关系：

[L=Htanθ] （11）

式中：[L]为这两个像素在水平方向上的相对像素差数。[L]与带材的运动速度[v]存在下列关系：

[L=v?H?td] （12）

式中：[t]为[m1]与[m2]间隔的帧数；[d]为一个像素宽度对应的实际长度。

由式（11）与式（12）可得：

[v=dt?tanθ] （13）

从式（13）可以看出，带材的运行速度[v]与[θ]之间存在固定关系。根据上步中纹理图像的功率谱分布图，可以确定功率谱分布方向，得到纹理的分布方向[θ]，继而可以求得带材速度[v]。

图5 同一点在不同帧中的位置变化图

4 测量实验与结果

实验环境为：AMD双核1.6 GHz（1G RAM）的计算机，光源环境为：卤素灯（24 V，250 W，4 500 lm）。试验对象为印有黑白相间且粗细不均匀的条码的白纸、印刷品、皮带，如图6所示。

图6 实验对象

实验一，对条码、印刷品和皮带在速度为0.43 m/s的情况下分别进行图像获取、预处理、功率谱分析，霍夫变换等处理，结果如图7所示。

实验二，纹理图像像素从[100×100]～[300×300]，速度设定从0～0.9 m/s。将文献[8?10]的算法记作算法1，本文的算法记做算法2。采用算法1对条码、印刷品、皮带的试验结果见表1～表3，采用算法2对条码、印刷品、皮带的试验结果见表4～表6。

图7 实验图像

表1 采用算法1获得的条码试验结果

[模板长度

/pix＼&带材的速度 /（m/s）＼&0＼&0.43＼&0.52＼&0.66＼&0.76＼&0.90＼&400＼&0.00＼&0.37＼&0.48＼&0.60＼&0.68＼&0.77＼&450＼&0.00＼&0.38＼&0.49＼&0.60＼&0.70＼&1.03＼&500＼&0.00＼&0.47＼&0.54＼&0.62＼&0.70＼&1.00＼&550＼&0.00＼&0.44＼&0.53＼&0.69＼&0.80＼&0.82＼&600＼&0.00＼&0.42＼&0.51＼&0.68＼&0.72＼&0.84＼&]

表2 采用算法1获得的印刷品试验结果

[模板长度

/pix＼&带材的速度 /（m/s）＼&0＼&0.43＼&0.52＼&0.66＼&0.76＼&0.90＼&400＼&0.00＼&0.38＼&0.46＼&0.57＼&0.65＼&0.77＼&450＼&0.00＼&0.39＼&0.47＼&0.74＼&0.85＼&1.06＼&500＼&0.00＼&0.47＼&0.56＼&0.59＼&0.83＼&0.79＼&550＼&0.00＼&0.41＼&0.53＼&0.60＼&0.67＼&0.80＼&600＼&0.00＼&0.45＼&0.50＼&0.61＼&0.68＼&0.82＼&]

表3 采用算法1获得的皮带试验结果

[模板长度

/pix＼&带材的速度 /（m/s）＼&0＼&0.43＼&0.52＼&0.66＼&0.76＼&0.90＼&400＼&0.10＼&0.64＼&3.05＼&0.93＼&0.52＼&1.63＼&450＼&0.10＼&0.64＼&3.04＼&0.93＼&0.52＼&1.63＼&500＼&0.09＼&0.63＼&3.06＼&0.92＼&0.57＼&1.66＼&550＼&0.09＼&0.68＼&3.06＼&0.93＼&0.53＼&1.68＼&600＼&0.10＼&0.63＼&3.05＼&0.92＼&0.53＼&1.68＼&]

表4 采用算法2获得的条码试验结果

[分辨率＼&带材的速度 /（m/s）＼&0.00＼&0.43＼&0.52＼&0.66＼&0.76＼&0.90＼&[100×100]＼&0.01＼&0.42＼&0.53＼&0.65＼&0.75＼&0.92＼&[200×200]＼&0.01＼&0.42＼&0.53＼&0.65＼&0.75＼&0.92＼&[300×300]＼&0.01＼&0.43＼&0.53＼&0.65＼&0.75＼&0.92＼&]

表5 采用算法2获得的印刷品试验结果

[分辨率＼&带材的速度 /（m/s）＼&0.00＼&0.43＼&0.52＼&0.66＼&0.76＼&0.90＼&[100×100]＼&0.01＼&0.42＼&0.54＼&0.64＼&0.75＼&0.92＼&[200×200]＼&0.01＼&0.42＼&0.53＼&0.64＼&0.75＼&0.93＼&[300×300]＼&0.01＼&0.43＼&0.52＼&0.65＼&0.75＼&0.92＼&]

表6 采用算法2获得的皮带试验结果

[分辨率＼&带材的速度 /（m/s）＼&0.00＼&0.43＼&0.52＼&0.66＼&0.76＼&0.90＼&[100×100]＼&0.01＼&0.42＼&0.54＼&0.64＼&0.74＼&0.93＼&[200×200]＼&0.01＼&0.42＼&0.54＼&0.64＼&0.74＼&0.93＼&[300×300]＼&0.01＼&0.42＼&0.54＼&0.64＼&0.75＼&0.92＼&]

5 结 语

本文根据工业带材速度检测精度高、实时性好等要求，设计了一种高性能、非接触式测量系统。首先，介绍了带材速度检测的系统工作原理和各个环节。然后研究了图像功率谱分析方法和图像检测中常用的霍夫变换方法；最后介绍了带材纹理图像速度检测基本原理。实验结果表明，该方法检测工业带材速度的误差可以缩减到±0.03 m/s之内，远远优于相关测速法。

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电源纹波的测试方法篇3

关键词：螺旋波纹钢管；涵洞；应变测试；有限元分析

中图分类号：U449.83文献标志码：B

Abstract： Through the field test of spiral corrugated steel pipe culvert with diameter of 15 m， the finite element software was used to analyze the tube and axial test data， and the results of the analysis were compared with the actual deformation of the culvert. The results show that the tangential strain difference of the wave crests of the spiral corrugated pipe is basically independent of the position； when there are vehicles running on the road， the wave crests of the spiral corrugated pipe all show tension strain. This study provides the basis for the use and analysis of domestic spiral corrugated steel pipe culverts.

Key words： spiral corrugated steel pipe； culvert； strain test； finite element analysis

0引言

随着波纹钢管在道桥工程建设中的推广应用，其工期短、工艺简单等优点逐渐突显，越来越多的工程，尤其是涵洞、小桥等，选择用波纹钢管取代钢筋混凝土结构[13]。其中应用和研究较多的是环形波纹钢管，如纳启才等[46]对冻土区波纹钢管涵洞进行应变测试及效益分析，为波纹钢管在高寒高海拔地区的应用提供了参考；张红宇等[79]研究了大孔径波纹钢管涵洞的受力和经济效益，为大孔径波纹钢管的使用提供了经验；张东山等[1012]通过大孔径波纹钢管涵洞在多雨山区公路上的应用，提出了山区公路波纹钢管涵洞施工的质量控制标准。这些工作在一定程度上都给出了环形波纹钢管涵洞在实际工程应用中的研究成果；但是随着波纹钢管的推广，螺旋波纹钢管也开始出现，有关螺旋形波纹钢管的应用和研究还比较少。

本文以泗许高速公路为依托，通过对现场螺旋波纹钢管涵洞进行应变测试，探讨螺旋波纹钢管涵洞在实际应用中的受力应变情况，为螺旋波纹钢管的推广和应用提供参考。

1试验方案

1.1涵洞基本情况

泗许高速公路安徽淮北（宿州）段1标有直径15 m小孔径螺旋波纹钢圆管涵洞，桩号为K8+4233。波形采用125 mm×25 mm形式，波圆弧半径为40 mm；设计壁厚为3 mm，填土高度为329 m，斜交角为70°。

1.2变片及测点布置方案

管周应变测试点布置如图1所示。

在距离路中心线2 m处，取波谷、波峰2个测试断面，每个断面布设12个测点，共计24个测点；其中奇数表示波谷位置，偶数表示波峰位置，每个测点处布设1个应变片，粘贴于管内侧。轴向应变测试方案为：沿管轴线方向自路中心线2 m处至边坡，在管顶0°处的波谷、波峰位置依次均匀布设56个轴向应变片，将管周0°测试位置作为轴向测试的起始位置；之后54个应变片分3个测区，每个测区长45 m且均匀布设18个应变片，即每4个波（05 m）中在1个波峰和1个波谷上布设应变片，如图2所示。应变片通过导线连接至BZ2205C程控静态电阻应变仪。

测试时填土高度为26 m，车辆前轴重286 t，后轴重992 t，总重1278 t，轴距为45 m，轮距为18 m。以后轴作用点对应位置为各个测试工况。车辆按照图3所示的方向沿道路前进，以管中间跨中位置为坐标零点（对应编号19、29、39），分别沿路线方向以1 m的距离向两端延伸。试验工况设计为：车辆在超车道、行车道、紧急停车道（路肩）行驶时平行测试3组，共39个试验工况，编号11～113为紧急停车道（路肩）行驶工况，21～213为行车道行驶工况，31～313为超车道行驶工况。

1.3应变片粘贴与仪器连接

在对应测点内表面粘贴应变片。应变片的粘贴步骤依次为：定点打磨、砂纸磨平、酒精清洗、粘贴应变片、粘贴端子、绝缘处理、焊接端子与应变片、焊接电线、检查连接、连接测试箱、连接仪器、准备测试。各仪器按要求连接，避免断路、短路和线路接触不良等情况发生。连接波纹管、应变片、平衡铁块、应变仪、计算机，并外接电源，使各仪器稳定正常工作。

1.4测试步骤

测试仪器连接妥当后，使车辆在对应工况位置停车测试，完毕后进入下一工况。按照平衡、测量、读数的操作步骤使用应变仪进行测量，在第1次测量前只进行1次平衡。

2螺旋波纹钢圆管周向试验数据分析

图4～6分别为车辆在路肩、行车道、超车道移动时波纹管的应变变化。可以看出，车辆在3个车道移动时波谷、波峰表现出的应变变化规律基本是相同的：随着车辆驶来，螺旋波纹钢管波谷、波峰的切向应变随之增加。但是在模型计算中并没有这种现象，所以本文在有限元的数据中只提取了车辆位置在-8～0 m的数据。其原因可能是土壤黏结力和内摩擦角造成的“延时效应”[1315]。

从图4（a）、图5（a）和图6（a）可知：波谷应变值在管周45° 位置较其他位置大，225° 位置最低。说明无论波峰、波谷，车辆驶来时45° 测点的应变都会受到很大的影响。分析图6（b）可得，超车道对应应变值较大的测点依次为135°、30°、45°、90°；180° 测点最小。与图4（b）、图5（b）相对比，超车道这种现象更加明显。这是由于超车道是管周测区所在位置车道，车辆对管周应变的影响较大，同时车辆移动接近测区时，0°～180° 这一侧是迎着车头的测区，其应变值较180°～360° 侧大。

为有效分析螺旋波纹钢圆管的断面应变，把每个车道距涵管中心-8 m处作为初始测点，用后续

波峰、波谷数值分别减去该值，得到螺旋波纹钢管相对初始测点的有效应变值，在此基础上可以对管周应变进行分析。

图7为车辆在路肩移动时波纹管的应变，可知波峰、波谷切向沿着断面基本为拉应变，且应变值基本相当，呈现出等拉的“周向圆环状”，即螺旋波纹钢管应变沿管周基本不变，这是螺旋波纹钢管由钢带螺旋状卷制形成的结果[1617]；波谷45° 测点处存在突出点。车辆位置从-7～0 m变化时相邻工况的2条曲线间隔较大，对应的应变增量较大。车辆位置继续变化，对应曲线间隔较小，相应增量也较小。

图8为车辆在路肩移动时波峰、波谷的应变差，其随管周角度的变化规律为：应变差在15°、135°、225°和300°测点表现为正值，在180°表现为较大的负值。这是因为在管顶填土的情况下，180°时管底波谷与基础直接接触，拉应变较大，且上部荷载越大，该部位的波峰、波谷应变差也就越大。波峰、波谷切向应变差值基本与荷载位置没有很大关系，而且各个测点应变差在一个很小的范围内变动，基本保持一个相对固定的值。这说明随着车辆荷载的移动，各个测点的波峰和波谷的变化基本相同。

图9为车辆在行车道移动时波峰、波谷切向应变变化，可知沿着断面基本为拉应变，且应变值基本相当，呈现出等拉的“周向圆环状”。45°波谷具有一定的缺口，但随着车辆位置的移动，这些缺口慢慢被修复。管底最大压应变为47 με，且随着车辆位置的移动，压应变也被缓和。即荷载的加入使得管周受力更加均匀，让管材结构形式得到充分发挥。

图10为车辆在行车道移动时波峰、波谷应变差随着管周角度的变化规律，可知波峰、波谷应变差在135°、225° 测点表现为正值，在180° 测点表现为较大的负值。对每个测点进行分析可得：波峰、波谷切向应变差值与荷载位置没有很大关系，而且各个测点的应变差都在一个很小的范围内变动，基本保持一个相对固定的值。这说明各个测点的波峰和波谷应变变化基本相同，且与车辆荷载的相关性较小。

对比图10、12分析可知：车辆在不同车道移动时，波峰、波谷应变差随着管周角度的变化规律具有一定的相似性，即波峰、波谷应变差在135°、225° 测点大多表现为正值，在180°处表现为负值。这是因为在管顶填土的情况下，180°时管底波谷与基础直接接触，拉应变比较大，且上部荷载越大，该部位的波峰、波谷应变差也就越大。

3螺旋波纹钢圆管轴向试验数据分析

图13～15为各车道荷载移动对管顶横向位置应变的影响，可以看出：车辆在路肩行驶时，管顶波谷、波峰切向应变在21～28波变化幅度较大，波谷、波峰应变值变化比较活跃，0～21波则没有明显跳动。说明在低路堤路肩施加荷载时，螺旋波纹钢管涵洞管端受力影响较明显；同时螺旋波纹钢管的受力优势正是在于其波形的存在，当车辆靠近螺旋波纹钢管时，波峰、波谷的应变值立即就会发生明显变化，以抵抗外界荷载。

车辆在行车道行驶时，波谷、波峰切向应变在8～22波变化幅度较大。同时可以看出低路堤的重车荷载对螺旋波纹钢管涵洞的影响幅度在15个波左右，影响管长为75 m。

当车辆在超车道行驶时，波谷、波峰切向应变在0～7波变化幅度较大。可见车辆对涵洞的影响范围并没有其在行车道移动时大，这是因为车辆扩散长度超出测试区域所致。

4结语

（1）螺旋波纹钢管的管周向应变值在0°～180° 测区位置较180°～360° 大，且波峰、波谷最大应变值分别出现在45°、135° 测点。随着车辆驶来，各车道对应的螺旋波纹钢管波谷、波峰切向应变随之增加。波峰、波谷切向应变差值基本与车辆荷载位置不相关，而且各个测点应变差基本保持在一个相对固定的值。

（2）随着车辆的移动，波峰、波谷切向沿着周向断面基本为拉应变，且应变值基本相当，呈现出等拉的“周向圆环状”。

（3）车辆在各个车道行驶时对应的该区域轴向应变值变化较活跃，大多数是谷值大于峰值；荷载对低路堤螺旋波纹钢管涵洞的影响范围在15个波左右。

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电源纹波的测试方法篇4

[关键词] 标准汤剂/煎液； 金银花； 质量评价； 指纹图谱； 质谱鉴定； 出膏率； 转移率

[Abstract] Decoction of single medicinal herb is a reference for the standardization of different dosage form of Chinese medicine and it provides a new direction for solving the problems existing in the quality of Chinese medicinal granules such no uniform dosage forms and no clear quality standard. There are few reports on the idea， method and preparation of single herb standard decoction. Our country is in urgent need of that information in order to improve the consistency and stability of traditional Chinese medicine products. Here， Lonicerae Japinicae Flos was selected as an example to elucidate the preparation and quality evaluation of Chinese single herbal medicine decoction. Twelve batches of representative Lonicerae Japinicae Flos were collected， UPLC fingerprints were established， and the chemical structures of main peaks were identified with UPLCQTOFMS and standard compounds. The main components in the decoction are organic acids and iridoids. The extract rate of the standard decoction was （34.2±2.9）% and the transfer rate is （78.6±8.4）% in the form of chlorogenic acid， within the range of 75%125% of mean. This paper established a method for the quality evaluation of standard decoction of Lonicerae Japinicae Flos and provided reference for the quality control method of terminal products from decoction of Lonicerae Japinicae Flos.

[Key words] decoction of single medicinal herb； Lonicerae Japinicae Flos； quality evaluation； fingerprint； mass spectrometry； extract rate； transfer rate

中汤剂/煎液是一种传统的临床广泛使用的用药形式。但饮片质量的参差不齐，严重影响了煎剂的临床疗效。为了满足临床用药的便利性、一致性的需求，中药配方颗粒等现代中药剂型不断出现。但是不同现代剂型之间存在质量标准不明确、剂量不统一、质量不均一等问题。导致上述问题的主要原因是饮片的来源不明确，生产工艺各异，缺乏有效的质量标准和质量监控体系等[1]。2016年，陈士林研究员首次提出采用中药饮片标准汤剂来标准化不同用药形式，以其提高临床用药的准确性和疗效的一致性[2]。

中药标准汤剂，又称中药标准煎液，是以中医理论为指导、临床应用为基础，参考现代提取方法，经标准化工艺制备而成的单味中药饮片水煎剂，用于标准化临床用药，保障用药的准确性和剂量的一致性[2]。中药饮片标准煎液的特点是饮片来源有代表性、制备方法遵循临床经验。标准煎液的制备工艺参数以临床汤剂制法为依据，经实际测定和实验比较，得出关键参数（加水量、煎煮时间）的量化值[2]。中药标准煎液为连接传统中药饮片和现代中药制剂的“桥梁”，为控制中药终端产品的质量提供了参照物；为标化中药不同用药形式，确保质量的均一性、疗效的一致性提供了参照物；为评价不同厂家产品质量的一致性提供了参照物[2]。因此，中药标准汤剂质量标准的制定将为所有源于饮片水煎剂的终产品的质量标准的制定提供基础。

以配方颗粒为例，中药标准汤剂是保证配方颗粒不同批次、不同厂家之间的产品质量一致性的“参照物”，用以矫正原料质量波动（不同批次）和制备工艺差异（不同厂家）造成的终产品质量不均一的问题。配方颗粒生产中，企业通过原料之间的勾兑缩小了浸膏粉（中间体）质量的波动范围。下一步，以标准汤剂作基准，从浸膏粉末到配方颗粒，可以通过调节辅料的加入量而最终获得质量均一的配方颗粒，具体过程见图1。根据标准汤剂制备成配方颗粒所需的辅料量，即可计算出中间体制备成配方颗粒所需加入的辅料量，从而得到质量均一的配方颗粒。因此，中药标准汤剂为实现产品的一致性提供了有效途径。

单味中药标准汤剂的质量标准不同于以往的以药材醇提液为主的质量标准。以往的质量标准，为了使得药材中化学成分最大限度的提取出来，大多以高浓度的乙醇为溶媒。而标准汤剂以水为溶媒，限制了药材中的脂溶性成分的溶出，而提高了水溶性成分的溶出，而且煎煮过程可能导致一些热不稳定成分的降解。因此，单味中药标准汤剂质量标准的建立要建立在对汤剂所含化学物质进行详细研究的基础上。其中，多波长指纹图谱结合共有峰的质谱鉴定是系统研究中药化学成分群的有效方法。

金银花（源于忍冬科植物忍冬 Lonicera japonica Thunb.）的主要化学成分包括有机酸类、黄酮类、环烯醚萜类、挥发油类、三萜类[4]。2015年版《中国药典》以有机酸类的绿原酸和黄酮类的木犀草苷的含量测定作为判断药材是否合格的标准[3]。目前有关于金银花多指标成分含量测定及指纹图谱的研究[57]，但研究大多针对醇提取部位，这与中药传统使用的水煎方式还存在着较大的差别。而且以往的指纹图谱研究，研究大多采用药典规定的指标成分的检测波长，忽略了其他波长下可能存在的大量的成分，未能反应汤剂中的主要成分及其相对含量。

本文以金银花标准煎液为例，阐述中药饮片标准煎液的制备和质量评价方法。金银花药材选择主要包括金银花主产区和主要药材市场；金银花标准煎液的制备完全按照《中药饮片标准汤剂研究策略》中推荐的制法[2]，对主要工艺参数出膏率范围、指标成分转移率范围和煎剂密度进行了标定；建立了UPLC标准煎液对照指纹图谱，对其主要成分进行了指认； 建立了指标成分绿原酸的含量测定方法并标定了其含量范围。本文展示了对金银花标准煎液从源头药材质量控制、中间过程参数标定和标准煎液的化学指纹标定的整个质量控制过程，以其为中药饮片标准煎液的研究提供参考。

1 材料

Acquity UPLC Hclass 超高效液相系统，Waters Xevo G2XS QTof |谱系统（Waters Corporation，Milford，MA，USA），Unifi 1.8 软件。水为纯净水，乙腈为色谱纯，其余试剂均为分析纯。绿原酸、木犀草苷纯度大于98.0%，购于北京世纪奥科生物技术有限公司。

金银花药材共12批金银花药材，购于山东、河南、河北、安徽亳州市场等地，包括了金银花的主产区，道地产区和国内的主要的药材市场；DNA测序与数据库比对鉴定为忍冬科植物忍冬L. japonica的干燥花蕾。根据《中国药典》2015年版金银花的含量测定项测定绿原酸和木犀草苷的含量，见表1，结果显示所有批次的药材绿原酸量均大于1.5%，木犀草苷量均大于0.05%，全部符合药典标准。

2 方法

2.1 标准煎液和供试品的制备

2.1.1 金银花标准煎液制备方法

称取金银花饮片100 g，至于圆底烧瓶中，加12倍水，充分润湿，放置浸泡30 min，加热煮沸后回流提取30 min，趁热3层纱布过滤，滤渣再加入10倍水回流提取20 min，滤过，合并滤液并水浴浓缩至500 mL即得。

2.1.2 供试品溶液的制备

取所得的标准煎液置于2 mL离心管中，12 000×g离心5 min，取上清液既得。

2.1.3 对照品溶液的制备

取绿原酸和木犀草苷对照品适量，精密称定，置棕色量瓶中，加甲醇制成绿原酸质量浓度为1.2 g・L-1，木犀草苷质量浓度为0.67 g・L-1的混合标品溶液，摇匀，作为对照品溶液。

2.2 HPLC色谱条件

含量测定采用Agilent 液相色谱仪进行，配有PDA检测器，采用YCMTriart C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）进行分离；流动相为0.1%三氟乙酸水（A）乙腈（B），梯度洗脱，洗脱程序为0～12 min，90%～86% A； 12～30 min，86%～76% A； 30～35 min，76%～60% A； 35～40 min，60%～10% A； 40～45 min，10% A；流速为1.0 mL・min-1；检测波长327 nm；柱温20 ℃；进样量为10 μL。

2.3 HPLC方法学考察

2.3.1 线性关系考察

将混合对照品储备液，分别用甲醇稀释2，4，8，16，32，64倍，按2.2项下的色谱条件测定，进样10 μL，以进样量10 μL 中对照品质量（μg）为横坐标，327 nm波长下的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。绿原酸的线性方程为Y=16 742X+5 101，r=0.999 8。

2.3.2 精密度试验

取供试品溶液按HPLC色谱条件进样6次，每次进样量为10 μL，绿原酸峰面积RSD为0.26%，符合含量测定要求。

2.3.3 稳定性试验

取供试品溶液放置0，1，4，6，12，24 h后按HPLC色谱条件进样10 μL进行测定，记录所有共有峰的峰面积，24 h内绿原酸峰面积RSD为0.28%，符合含量测定要求，说明金银花供试液在24 h内稳定。

2.3.4 重复性试验

取同一批样品，按供试品备样方法平行制备6份供试品溶液，分别按HPLC色谱条件进样10 μL进行测定。绿原酸峰面积RSD为0.32%，说明本实验采用的方法重复性良好。

2.3.5 回收率试验

平行精密量取已知绿原酸浓度的供试品溶液6份，分别加入绿原酸对照品0.036 mg，混匀，按照供试品备样方法备样，进样10 μL，记录绿原酸峰面积，计算含量和回收率。

2.3.6 含量测定

分别精密吸取12批供试品溶液10 μL，注入液相色谱仪，记录327 nm波长下绿原酸的色谱峰面积，带入标准曲线进行计算。

2.4 UPLC指纹图谱测定和色谱峰指认

2.4.1 UPLC色谱条件

采用 Acquity UPLC HSST3 C18 柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm，Waters 公司）；柱温为30 ℃，体积流量为0.4 mL・min-1；进样量为1 μL；流动相为0.2%甲酸水（A）乙腈（B），B 相比例随时间变化：0～3 min，10%～15.7% B；3～6 min，17.5%～30% B；6～8 min，30%～100% B；8～10 min，100%～10% B。检测波长238，350，327 nm。

2.4.2 质谱条件

采用Xevo G2XS QTOF质谱仪，电喷雾电离离子源 （ESI），离子化模式为正、负离子，离子源温度为150 ℃，脱溶剂气体为高纯度氮气，温度为550 ℃，流速为800 L・h-1，毛细管电压为1.0 kV，锥孔电压为30 V，扫描范围为m/z 50～1 200。亮氨酸脑啡肽（m/z 554.261 5）作为外标（Lock SprayTM）进行质量实时校正。

2.4.3 UPLC分析方法学考察

2.4.3.1 精密度试验 取供试品溶液按HPLC色谱条件进样6次，每次进样量为10 μL，记录所有共有峰的峰面积，同时用相似度评价软件计算各色谱指纹图谱的相似度。

2.4.3.2 稳定性试验 取供试品溶液放置0，1，4，6，12，24 h后按HPLC色谱条件进样10 μL进行测定，记录所有共有峰的峰面积，同时用相似度评价软件计算各色谱指纹图谱的相似度。

2.4.3.3 重复性试验 取同一批样品，按供试品备样方法平行制备6份供试品溶液，分别按HPLC色谱条件进样10 μL进行测定。记录所有共有峰的峰面积，同时用相似度评价软件计算各色谱指纹图谱的相似度。

2.4.4 UPLC指纹图谱采集

分别精密吸取12批供试品溶液1 μL，注入超高效液相色谱仪，得12批金银花提取物238 nm 波长下的UPLC指纹图谱。图谱采用药典委推荐的“中药色谱指纹图谱相似度评价系统（2004A）”软件进行色谱峰匹配，计算谱图的相似度；找出12批药材的共有峰，计算其相对保留时间和相对峰面积。

2.4.5 UPLC指纹图谱共有峰的指认

吸取供试品溶液1 μL，注入UPLCQTOFMS系统，采用完全相同的色谱条件运行，记录质谱信号。采用MassLynx4.1 对正负离子模式总离子流图进行处理，采用UNIFI 1.8 数据处理系统，结合Mass （质量和二级碎片）、保留时间、标准品和文献对照，对238，327 nm波长下色谱图中共有峰进行结构指认。

2.5 金银花标准煎液过程评价指标参数的测定

2.5.1 出膏率

分别取2.1项下的溶液50 mL，冷冻干燥，称取浸膏重量（m），根据如下公式计算标准煎液的出膏率，出膏率（ER%）=干膏量（E）/饮片量（M）×100%=m×10/100×100%。

2.5.2 转移率

分别将2.3.1项下和2.5.1项下的绿原酸含量带入如下公式计算标准煎液中绿原酸的转移率，转移率=煎剂中指标成分含量/饮片中指标成分含量×100%。

2.5.3 密度

将密度仪用空气和蒸馏水分别校正，吸取2.1项下的溶液1.5 mL，注入密度仪，测定其密度值，所测数据均为20 ℃条件下，平行测定3次，取平均值。

3 结果

3.1 金银花标准煎液含量测定

3.1.1 方法学考察

线性关系考察显示，绿原酸的线性方程为Y=16 742X+5 101，r=0.999 8。精密度、稳定性、重复性的结果显示，绿原酸峰面积RSD均小于0.3%，符合含量测定要求，说明所建立的含量测定方法精密度高、稳定性好、重复性高；结果显示平均回收率为96.20%，RSD为2.2%，表明该方法可以用于绿原酸含量的准确测定。

3.1.2 含量测定

分别记录12批药材在327 nm 波长下绿原酸的色谱峰面积，带入标准曲线进行计算，结果见表2。结果显示12批药材（JY1～JY12）的标准煎液中，G原酸的量范围为1.6%～2.8%，平均质量分数为2.2%； 按照投入药材量计算，绿原酸的提取率为1.7%～2.8%，平均提取率为（2.2±0.4）%；根据各批药材不同的出膏率，浸膏粉中绿原酸的范围为4.0%～7.9%，平均为（6.4±1.1）%。

3.2 金银花标准煎液指纹图谱

3.2.1 方法学考察

精密度、稳定性、重复性的结果显示，所有共有峰的峰面积RSD均小于3%，同时所得指纹图谱的相似度均>0.99，说明所建立的指纹图谱方法良好。

3.2.2 指纹图谱及共有峰参数

12批金银花提取物238，327 nm波长下指纹图谱匹配结果见图2。所有药材的相似度位于0.98～0.99，均大于0.9，符合指纹图谱要求。平均数生成对照指纹图谱，238 nm波长下有20个共有峰，327 nm波长下有9个共有峰，且所有峰在238 nm均有吸收峰，因此选择238 nm波长下的指纹图谱为金银花标准煎液的指纹图谱。238 nm波长下，峰面积百分比大于2%有9个共有峰，以绿原酸峰作参照，计算9个主要共有峰的保留时间、相对保留时间、峰面积、峰面积百分比、相对峰面积，见表3。

3.2.3 金银花标准煎液中主要色谱峰指认

通过比对精确相对分子质量、特征碎片峰，并结合Mass FragmentTM确定化合物的相对分子质量和可能分子式，比对已建立的目标数据库和文献[49]，推测共有峰可能的化合物结构，相关离子推断见表4。其中对照品比对确认峰6，14，16 分别为 3咖啡酰奎宁酸（绿原酸）、芦丁和木犀草苷。通过与文献比较色谱峰轮廓[6]，确定1，7，18，19，20分别为5咖啡酰奎宁酸（新绿原酸，cryptochlorogenic acid）、4咖啡酰奎宁酸（隐绿原酸，cryptochlorogenin acid）、3，4二咖啡酰奎宁酸（异绿原酸B，isochlorogenic acid B）、3，5二咖啡酰奎宁酸（异绿原酸A，isochlorogenic acid A）、4，5二咖啡酰奎宁酸 （异绿原酸C，isochlorogenic acid C）。

3.2.4 金银花标准煎液过程指标参数的测定

12批煎剂出膏率范围为30%～39%，平均值为34.2%，不同批次的出膏率相差不大。转移率以绿原酸计算为68%～90%，平均转移率为78.6%。平均密度为1.02 g・cm-3，不同批次之间密度没有差异。

4 讨论

本文对标准煎液的质量控制主要从3方面把关：①药材源头控制：药材具有代表性，共12个批次，对药材鉴定精确到物种，质量标准符合2015年版《中国药典》各项规定；②制备过程控制：标准煎液的制备过程有统一的标准化操作[1]，所得12批煎剂出膏率为（34.2±2.9）%，转移率以绿原酸计算为（78.6±8.4）%，平均密度为1.02 g・cm-3；③标准煎液的质量控制：采用化学指纹图谱、指标成分含量测定相结合的模式，从整体定性和指标成分定量的角度标定煎剂的化学轮廓和质量标准。且对16个主要的共有峰进行了成分指认，明确了标准煎液中的主要成分。这将为所有源于金银花水煎剂的制剂的制备和质量控制提供参照。

2015年版《中国药典》以绿原酸和木犀草苷含量作为判断药材是否合格的标准。但由于标准煎液中木犀草苷色谱峰小，质量分数为0.016%～0.05%，含量偏低，因此本实验对金银花标准煎液仅标定了绿原酸的含量范围，而木犀草苷作为指纹图谱共有峰进行定性标定。

指纹图谱是有效控制标准煎液、配方颗粒等失去中药外表特征的中药制剂的有效手段。本文所得12批金银花标准煎液的相似度值均大于0.98，相似度良好。对9个主要的共有峰进行相对保留时间和峰面积计算，其中单峰面积占总峰面积大于或等20%共有峰，其差值为6%；相对峰面积在10%以下的色谱峰，其变化范围暂不要求。因此，12批金银花标准煎液具有稳定的相似度结果和相对峰面积，表明不同批次药材水提液之间一致性良好。但峰面积大于10%而小于20%的峰为马钱子苷，该峰宽且峰面积批次间差异大，其原因有待进一步考察。

通过采用UPLC-Q-TOF-MS对指纹图谱中的主要色谱峰进行了结构鉴定，明确了金银花水煎液中的主要成分。通过质谱分析共鉴定了6个有机酸、2

个黄酮类和8个环烯醚萜类成分。已有文献[7]对20批金银花测定结果显示，药材中绿原酸的质量分数范围为1.8%～3.6%，木犀草苷为0.05%～0.185%，芦丁为0.05%～0.19%，总黄酮的质量分数约为0.2%[5]，獐牙苦菜苷可高达6.9%[10]。结合已报道的含量测定结果和本文所得的峰面积比例，可知，金银花中有机酸和环烯醚萜类（iridoids）是主要的大类成分，而黄酮类成分所占比例很小。而且环烯醚萜类化合物具有保肝利胆、抗氧化、抗肿瘤等重要活性[9]。因此，建议金银花的多指标含量测定的质量标准应该考虑绿原酸和环烯醚萜类成分。

指纹图谱采集选择了3个检测波长。环烯醚萜类的最大吸收波长为237 nm，绿原酸的最大吸收为327 nm，黄酮类的最大吸收为350，255 nm。因此，327 nm用于绿原酸的含量测定；350 nm 用于木犀草苷的含量测定，但是所测药材中该成分含量均低，没有列入质量标准范围； 238 nm下，含量最高的成分绿原酸的吸收变弱，而环烯醚萜类有最大吸收，黄酮类也有较强吸收，因此本文选择237 nm用于指纹图谱的采集，该波长下的指纹图谱共有峰多，能反应出金银花水煎液中的主要化学成分，因此优于传统的327 nm下的指纹图谱。

对于标准汤剂的质量评价方面，主要采用单成分的含量测定和指纹图谱轮廓分析相结合的模式进行，其中含量测定成分为指纹图谱中的参照峰。含量测定对指标成分进行了定量测定，指纹图谱中以该成分为参照峰，对所有的共有峰进行相对保留时间、相对峰面积和峰面积的标定，二者结合，基本达到了对标准汤剂的整体质量评价。该方法比已有的单成分的含量测定方法，在方法的整体性方面具有很大的进步性。

转移率和出膏率重点主要考察制备工艺的稳定性或者均一性，而含量测定主要考察最终所得不同批次汤剂质量的均一性。对于转移率和含量的计算，采用同一指标成分，优先考虑药典对饮片规定的指标成分。若药典指标成分为脂溶性，转移率很低，基本不能提出来，汤剂中含量也很低，不适合作为评价指标，笔者会重新找新的指标成分。选择不同的指标成分，其转移率可能会有差别，尤其对于同一药材中水溶性好和水溶性差的化合物而言，水溶性好的转移率要高于水溶性低的成分。研究结果显示，如果指标选择合理，工艺一致，转移率的变化范围一般可以固定在均值的75%～125%。

采用本文建立的方法，所得金银花标准煎液的平均出膏率为（34.2±2.9）%，出膏率范围为30%～39%，位于均值的75%～125%；金银花标准煎液中绿原酸的平均转移率为（78.6±8.4）%，转移率范围为68%～90%，位于均值的75%～125%；密度为（1.02±0.0） g・cm-3；所得煎剂中绿原酸平均浓度为（4.3±0.7） g・L-1，浸膏粉中绿原酸平均量为（6.4±1.1）%，均位于均值的75%～125%。这些数据表明金银花标准煎液质量均一性良好。

[参考文献]

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[9] 夏远，李弟灶，裴针昭，等.金银花化学成分的研究进展[J].中国现代中药，2012，14 （4）：26.

电源纹波的测试方法篇5

关键词：EMI；DC-DC微型模块；低热耗散

开关稳压器噪声辐射

有两种类型的辐射：传导和辐射。传导依赖于连接一个产品的导线和走线，因此噪声局限于设计中的特定终端或连接器，在开发过程中，常常可以用良好的布局或滤波器设计相对较早地保证符合传导辐射的要求。

辐射则不同。电路板上所有携带电流的东西都辐射出电磁场。电路板上的所有走线相当于天线，而所有铜平面都是谐振器。不同于纯正弦波或DC电压的任何信号都产生遍布信号频谱的噪声。即使进行了仔细设计，仍然不可能在系统测试之前知道辐射情况有多糟，而辐射测试直到设计基本完成才能正式进行。

那么设计工程师能做的是什么呢?一种方法是采用经过预先测试并已知具有低辐射的器件。使用这些“经过检验和认证”的器件可极大提高设计师成功的机会。

任何变化的电流或电压都会产生电磁(EM)形式的能量。这种能量在蜂窝电话、Pc、医疗扫描仪、汽车、发送器、荧光灯以及电线等中以不同强度出现，且是在一定频率范围内定义的强度，强度随距离而变化。噪声这个名称尽管不是一个科学定义的术语，但是在EM能量干扰、中断或禁止其它电子器件和组件工作时，仍然用噪声来表示这种能量，它也被称为电磁干扰或EMI。

滤波器可通过衰减在某一频率上或一个频率范围内的EMI强度来降低EMI。这种能量通过空间传播(辐射)的部分靠增加金属或磁屏蔽衰减。依赖于PCB走线(传导)的部分靠增加铁氧体珠和其它滤波器来控制。EMI不能消除，但可衰减到一个其它通信和数字组件可接受的水平。此外，几个监管机构实施了一些标准，以确保符合EMI要求。

超低噪声DC-DC稳压器系统级封装

凌力尔特公司一个新的Dc－DC微型模块(μModule)稳压器系列通过在DC-DC稳压器电路这个源头衰减传导和辐射能量。一个DC-DC微型模块是一个完整的DC-DC系统级封装，它包括电感器、控制器Ic、MOSFET(或开关组件)、输入和输出电容器以及补偿电路，这些组件搭建在一个基片上并装入一个密封的表面贴装塑料封装中，就像一个IC一样。

这个系列已经过鉴定合格的EMI测试机构的评估，并通过了国际规范CISPR22的认证。换言之，这些产品经过检验和认证，可实现低噪声工作。

超低EMI DC-DC微型模块稳压器

一个开关稳压器的噪声主要由接通和断开时电流(和电压)的快速通断动作所引起。LTM4606和LTM4612作为完整的开关稳压器系统，用来实现低输入和输出噪声，同时提供开关稳压器电路的所有优点。表1给出其特性比较。LTM4612与LTM4606类似，但具有更大的输入和输出电压范围。

在这两款产品的输入端上集成了一个输入高频电感器，以衰减输入噪声。为了进一步衰减低输出噪声，这两款器件内部都安装了用于MOSFET和噪声消除网络的优化栅极驱动器，以减轻噪声耦合。

辐射EMI噪声测试结果

LTM4606和LTM4612集成了一种功能，以最大限度地降低辐射EMI噪声。输入Ⅱ型滤波器可以减轻从该器件耦合到主输入总线的噪声，因此减轻了影响其它电路系统的风险。它还限制传导噪声环路。在欧洲，容许的电磁辐射一般由EN55022定义。另一个常用规范是CISPR22，它来自国际机构Comite International Special desPerturbations Radioelectriques。结果显示，新的DC-DC微型模块稳压器具有比CISPR22 ClassB(准峰值)辐射限制低超过12dBμv的裕度，如图1所示。

一种用于高速SERDES和FPGA I／O的干净高效的电源

尽管线性稳压器仍然是在FPGA和AsIc中为I／O线路供电的可行而简单的解决方案，但随着以非常高速率(在有些情况下超过8Gbps和高达10Gbps)工作的SERDES(串行器－解串器)的推出，线性稳压器不得不提供比过去更大的功率。在提供大输出功率的同时，线性稳压器要耗散更多热量。其结果是，器件变得更热，而热量管理可能变得昂贵、具有挑战性并常常变得不切实际。

另外，因为线性稳压器的电源抑制比(PSRR)在100kHz以上会大幅降低，所以线性稳压器在从高频开关稳压器(如500kHz)中滤除噪声方面是无效的。由此，铁氧体珠和Ⅱ型滤波器被加入到线性稳压器中，以降低高频噪声。

诸如新的低噪声微型模块稳压器系列等经仔细设计的开关稳压器解决方案，不仅能以只相当于线性稳压器一小部分的热耗散就提供同样的输出功率，还实现了非常低的噪声性能，因此可用于FPGA或ASIC系统中的高速收发器。

将Dc－Dc微型模块噪声性能转换成抖动和眼图扫描结果：DC－Dc微型模块系列经过赛灵思公司检验，适用于RocketIO。

用这个超低噪声Dc－Dc稳压器系列实现噪声降低已经显示了极好的结果。目前，经过几次测试，这些结果已经转换到了数字域。根据赛灵思公司设置的试验，可以得出几个结论。

眼图扫描

用来测量收发器眼图张开度的眼图扫描结果显示了良好的质量。如图2所示，眼图张开度保证这个DC-Dc微型模块稳压器系列提供大电流(能提供高达6A的电流)，而且不会降低眼图质量。

抖动测试

收发器的性能取决于发送器产生的抖动和接收器的抖动容限。包括LTM4606在内的4个产品都显示了相当于线性稳压器且在有些情况下比线性稳压器还好的值。换句话说，微型模块对抖动的影响可忽略不计，参见图3与表2。

纹波

系统设计师用于高速I／O电源的另一个测量指标是电源纹波。更低的纹波是首选。表2还显示了每个DC-Dc微型模块在1.0V和1.2V的输出纹波。与线性稳压器(LTC3026)的纹波相比，结果有时更好。

结语

结合超低EMI、低热耗散和紧凑外形的DC-DC解决方案像线性稳压器一样简单，适用于高速I／O和SERDES。

一个创新性DC-DC微型模块稳压器系列已经设计出来，用于在高速数据传输中关注EMI和／或最低BER的噪声敏感电子系统。这些器件已经通过获得认证可进行EMI评估的测试实验室测试。此外，这个产品系列的一个子集在高速收发器系统上经过测试，以评估其对抖动的影响。

由于如下原因，这些微型模块稳压器能以高效率、紧凑型封装和类似线性稳压器的简单设计提供超低噪声性能：屏蔽的电感器；仔细的布局；片上滤波器；受控MOSFET栅极驱动，低输入和输出纹波，采用表面贴装封装的完整DC-DC电路。

电源纹波的测试方法篇6

关键词 LM5117；降压型开关稳压电源；闭环控制

中图分类号：TN492 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）06-0036-03

Abstract This system design chooses LM5117 chip and CSD18532-KCS MOSFET of TI Company as control core voltage stabilizing system， and builds a stable and efficient buck type DC switching power supply. It uses the closed-loop feedback control voltage， im-proving the stability of output voltage. Design reduces the output ripple voltage， selecting the appropriate switching frequency com-pensation and loop network to enhance the stability and load capa-city， make output voltage more stable.

Key words LM5117； Buck DC； feedback control

1 引言

开关电源凭借其相对于线性电源的体积小、效率高、可靠性强的优点，在越来越多的场合得到应用。传统的PWM开关电源电路结构复杂，开关频率低，电源功耗高，纹波系数大。随着对开关电源性能要求的不断提高，传统的PWM开关电源逐渐不能满足性能要求，随着半导体技术的迅猛发展。模块化的开关电源控制芯片的优越性能得到越来越广泛的应用，工作频率高，纹波系数小，带负载能力强，便于调试。TI公司生产的军工级新型同步降压控制器LM5117就是优秀代表。

2 LM5117介绍

LM5117是一款同步降压控制器，适用于高电压或各种输入电源的降压型稳压器应用。其控制方法基于采用仿真电流斜坡的电流模式控制。电流模式控制具有固有的输入电压前馈、逐周期电流限制和简化环路补偿功能。使用仿真控制斜坡可降低脉宽调制电路对噪声的敏感度，有助于实现高输入电压应用所必需的极小占空比的可靠控制。LM5117的工作频率可以在50～750 kHz范围内设定。可利用自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS功率开关管（《LM5117技术手册》）。

3 方案描述

为满足题目要求，本系统能够处理两种输入信号：16 V直流输入电压、外部负载R。通过人工方式在两种输入信号之间进行功能的切换，然后通过LM5117为核心的稳压电路，分别实现16 V输入、5 V恒压输出，负载R可变输入、1～10 V电压输出这两种功能。同时利用采样电阻采集电流信号交给比较器控制，进行过流保护，提高系统可靠性。整体设计框图如图1所示。

4 方案设计

降低纹波 本系统采用加强输入输出的LC滤波网络，输入输出信号在送到对应端口之前均采用多个电容并联，大大降低纹波电压；输出端的LC滤波网络选用较小电感（10 μH），降低电路功耗，有助于提高电源效率；输出端采取C1和R21阻容吸收网络，消除尖峰[1]。

负载R检测 本系统使用LM358构成的恒流源电路[2]，将负载R的阻值转化成电压差分信号送入INA118仪表放大器进行放大，经恒流源转化后差分信号Ud与负载阻值R之间满足题目要求计算公式：Ud=R/1k（V）。

Ud被放大后通过运放，成为VOUT输出。

负载R检测如图2所示。其中，U1A构成恒流源，RL为待测负载R（仿真电路中条件RL=5k），U2的INA118P为仪表放大器[3]，处理恒流源转化的电压差分信号R3/R5和R6/R4分别构成的分压电路和比例电路。

稳压控制 本系统采用以LM5117芯片为核心的稳压电路，内部高增益误差放大器产生一个与FB引脚电压和内部高精度0.8 V基准之差成正比的误差信号。选取合适的RCOMP、CCOMP和CHF构成π型环路补偿元件，连接至COMP引脚的误差放大器。选取合适的反馈调节网络，使输出电压稳定到需求值[4]。

过流保护 LM5117芯片的UVLO端口是欠压锁定编程引脚。当UVLO引脚低于0.4 V时，稳压器处于关断模式，所有功能被禁用。如果UVLO引脚电压高于0.4 V并低于1.25 V，稳压器随VCC稳压器运行而处于待机模式，此时SS引脚接地，且HO和LO输出端不会切换。决定利用这一特性，使工作电流超过额定电流时强制拉低UVLO口的电压至0.4 V～1.25 V之间，将LM5117芯片置于待机状B。

采集输出电流，将取样电压与达到额定电流时的电压进行比较，将比较结果使用CD4013进行锁存，并反接肖特基二极管SS14，使过流时的UVLO端口钳位到0.7 V，达到过流保护的效果[5]。过流保护如图3所示。主电路整体原理图如图4所示。

5 测试方案与测试结果

首先，将本系统与外部直流电源相连接，调节直流电源输出电压，使得系统输入UIN=16 V，保持恒定。调节负载大小，当IO=0.2IOMAX，记录UO，即为轻载输出电压；当IO=IOMAX，记录UO，即为满载输出电压，计算负载调整率SI。

其次，调节直流电源输出电压，当系统输入UIN=13.6 V和UIN=17.6 V时，分别记录UO13.6V、UO17.6V，计算电源电压调整率SV。

再次，调节直流电源输出电压，使得系统输入UIN在13.6～17.6 V范围内变化，在其中选取5组不同输入电压值进行测量。记录不同输入电压UIN分别对应的输入电流IIN、输出电压UO以及输出电流IO，计算转换效率η。

最后，调节直流电源输出电压，使得系统输入UIN=16 V，保持恒定。改变外接待测电阻R大小，测量并记录不同阻值下对应的输入电流IIN、输出电压UO以及输出电流IO，计算转换效率η。

测试结果如表1～表4所示。

经测试，本系统能够完成题目所有的设计性能要求。并且在负载调整率及转换效率方面均优于设计要求。

6 结论

通过一系列功能测试，本系统以LM5117为核心设计稳压电路，实现16～5 V的DC-DC电压变换，同时能够检测外接负载R大小并根据一定的公式调节输出电压。经测试，系统能够实现所有要求，并提高电源效率达到91%以上，负载调整率降至0.4%，同时将纹波电压峰峰值控制在20 mV

以内，是一款性能优良的降压型直流开关稳压电源。

参考文献

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电源纹波的测试方法篇7

关键词：测量仪光栅装置应用分析

中图分类号：TN29文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）03-0000-00

测量机属于精密仪器，选择安装地点时，要考虑机器类型、外型尺寸、机器重量、结构形式、周围环境，如振动情况、温度条件、适合的吊装，辅助设备如：合适的气源、电源的安排等。安装测量机最合适的地方是温度、湿度和振动等都可以被稳定控制的房间，一般不适于有阳光的直射方向，最好朝向为北向或没有窗户，因为阳光对于室内的温度有影响，不利于温度的控制，本文重点对数控机床中的光栅测量的装置问题进行了探讨和研究。

1、数控机床中测量装置的技术分析

当前最为先进的测量技术都是采用材料累加原理，以光敏树脂为原材料，导入三维图利用Magics软件进行编程数据处理，能在很短的时间内直接制造产品样品，无须传统的机械加工机床和模具。设计者可以把快速成型出来的实体手板样件对设计方案进行评定，对产品功能进行验证，经过模拟试验进行生产可行性评估，根据用户对设计方案的反馈信息，对设计方案再进行修改和再验证，这样可以得到工作性能和经济性能优良的设计方案，既节省了设计费用，又缩短了产品研制周期。它的最大的特点是制作过程和制作成本不受样件本身的复杂程度影响，真正实现了想得到，做得到。光栅快速成型机的具有成型速度快、精度高和表面质量好等特点。

目前由上海沪量测量公司研发的RS系列SLA激光快速成型机通过了高新技术成果论定，是国内快速成型制造设备的典型代表之一。RS系列激光快速成型设备采用国际上最先进的激光快速成型工艺Stereo Lithography(SL)。SL工艺是机械、激光、光化学、软件、控制技术的结晶,它是基于光敏树脂受紫外光照射凝固的原理,计算机控制激光逐层扫描固化的截面是由零件的三维CAD模型软件分层得到，直至最后得到光敏树脂实物原型。目前快速成型技术已经在汽车、航空、航天、电子、家电、工业设计以及高等教育等国民经济的主战场得到广泛应用。公司研发生产的SLA激光快速成型机已出口多个国家和地区，产生了显著的社会效益，应用前景十分广阔。

2、光栅测量装置的应用

2.1测量原理

光栅测量是利用光的衍射原理，通过叠放的光栅的相对运动，产生与之同步移动的莫尔条纹信号，然后通过读数头与后续电路，将导轨、工作台的位置等信号转变成信号读出来，其读数分辨率可达5nm。当两块相同的长光栅跌合，如果栅线的夹角很小时，莫尔条纹的方向与光栅条纹方向近似垂直。光栅盘上黑白刻线的相对移动，会产生光强度周期性变化，此光信号经光电池转换成为周期性的电信号，对电信号进行分析处理，就可获得光栅相对移动的位移量。

2.2光栅尺工作原理

光栅由光源、主光栅、指示光栅及光电元件所组成。其中计量光栅主要利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移，这种方法具有测量精度高，对测量时的相对约束小等优点；在测量过程中，要将光源放置在主光栅的侧面，光电元件放置在指示光栅的侧面，当主光栅与指示光栅发生相对位移时，由于光源的照射造成两光栅尺的线纹相交，从容产生了明暗相间的莫尔条纹。光栅传感器会产生近似正弦函数的曲线，指示光栅的光元件将这种放大信号进行整合，输入脉冲信号，最终形成了两路相角相差90°的脉冲方波，从而进行测量位移的大小和方向。

2.3光栅莫尔条纹的辨向

光栅信号的辨向是实现光栅动态测量的关键步骤，因为莫尔条纹的光强度近似呈正弦曲线变化，所以光电元件所感应的光电流也会成为近似正弦曲线的规律变化；对于这种信号，经过放大、整合后会形成脉冲，最终转换成数字信息输出，可以根据脉冲的个数确定位移量。在测量中，可以利用计数器的脉冲数的增加和减少来辨别莫尔条纹的移动方向，如果输入可逆计数器的脉冲数累加，则莫尔条纹向正向移动，如果输入可逆计数器的脉冲数减少，则莫尔条纹反向移动。因此，在光栅的动态测量时，一定要掌握光栅条纹的辨向。

3、光栅测量装置的维护

3.1 Z轴检测信号丢失

在数控机床工作过程中，由于设备磨损，导致零件间隙过大，或者零件损坏，都会产生机器故障，因此在数控机床工作期间要做好光栅测量装置的维护工作，及时在设备运行中发现问题。当光栅测量装置使用时间过长，可能会出现零件老化等问题，出现信号丢失，没有将这些数据读入设备，最终导致测量出现错误，为了保证测量过程中信号不会丢失，就要做好光栅测量装置的维护。在机床工作的过程中，从扫描单元输出三组信号，其中两组增量信号由四个光电池产生，把两个相差180°的光电池连接在一起，他们的推挽就会形成两组近似正弦波，相位相差90°的信号串；另外一组基准信号也由两个相差180°的光电池接成推挽式，输出一个尖峰信号，这个信号智慧在晋国标志时，产生，用来确认机床的基准点。两组正弦波增量信号经过放大整形后成为三角波信号串，这些信号分频后会在一个信号周期中产生多个脉冲，即所谓的倍频处理。增量信号经倍频细分后，经输出板处理成为矩形信号串，送入数控系统测量板。而光栅尺栅距为100μm，增量信号经过处理后，每一刻绘产生1μm，这就是机床的分辨率。

3.2加工时出现周期性波纹

当机床加工过程中出现了表面出现周期性波纹的情况，观察机床，会看到X轴电机在低速运转时出现周期性摆动，这是就需要检查机械和液压系统是否存在问题，若这些部位正常工作，则故障可能出现X轴测量装置，可以用双路示波器观察扫描单元送出的两路正弦信号；造成电机低速运转，且不稳定的原因主要是测量装置输出的信号不稳定，而造成测量值失误，计算机因而送出的指令电压就不稳定，当更换一个新的扫描单元后，机床就会恢复正常工作。

4、结语

虽然光栅测量装置能达到较高的测量精度，但对操作者的要求也较高。操作者必须了解光栅测量装置的工作原理，熟练掌握其使用功能，才能在实际应用中发挥出它的优势地位，提高机床的加工精度，有效的进行误差检测并将误差控制到最小，以满足用户对加工精度的具体要求。

参考文献

[1]孙亮.精密工作台光栅定位测量与控制系统的设计[J],测试技术,2011.

电源纹波的测试方法篇8

【关键词】电梯检验；起重机；质量检验；安全运行

0.前言

随着无损检测技术的发展，根据电梯起重机械材料，焊缝及零部件易出现的缺陷类型，可用于电梯起重机械上的无损检测技术和方法也将越来越多。但是由于电梯在使用单位使用过程中的管理不科学，从而导致一系列挤伤、触电、高处坠落、吊物（具）坠落、吊钩破断等起重机械生产安全事故的发生。因此，加强起重机械的安全管理和提高检验技术是减少此类事故发生的根本途径。

1.电梯检验前应具备的条件

1.1应提交完整的资料和文件

制造企业应提供装箱单；产品出厂合格证；机房井道布置图；使用维护说明书；动力电路和安全电路的电气示意图及符号说明；电气敷线图；部件安装图；电梯整机型式试验报告；安全部件：门锁装置、限速器、安全钳、上行超速保护装置及缓冲器型式试验报告结论副本。安装单位应提供：自检记录和检验报告；安装过程中事故记录与处理报告，由电梯使用单位提出的经制造企业同意的变更设计的证明文件。以上资料文件均应有相关责任人签章和相关单位盖章。

1.2有符合要求的电源和电源控制装置

电源应为正式电源，供电电压应符合电梯工作条件的规定；电源箱应安装在机房门口容易接近的位置，接线规范，接地完好有效，线径符合供电容量要求。

1.3机房、井道、底坑和门厅、通道

机房、井道、底坑和门厅、通道等处全部清理干净，检验现场通道畅通，无杂物；相关现场应放置表明正在进行检验的警示牌。

1.4电梯各种装置设备与部件

设备与部件已妥善固定，安装用的临时工艺孔口全部封闭，现场的栏杆，梯子安装符合要求。电梯各种装置安装到位，安全装置齐全有效，活动部件已按要求；电梯已进行运行试验并自检合格。电梯无故障运行 3000 次，运行记录，厂家调试完成，安装单位自检合格。

2.对起重机检验的技术要求

起重机械的所有零部件，如吊钩，电磁铁，真空吸盘，集装箱吊具及高强螺栓，钢丝绳套管，吊链，滑轮，卷筒，齿轮，制动器，车轮，锚链和安全沟等，以及金属结构的本体和焊缝，如主梁腹板，盖板和翼缘板等对接焊缝等而言，均不允许存在裂纹等损伤，各机构在试验后也不允许出现裂纹和永久变形等损伤，大部分摩擦部件，如抓斗铰轴，吊具，钢丝绳，吊链环，滑轮，卷筒，齿轮，车轮等表面磨损量也都有严格的规定；某些部件及焊缝，如吊钩，正空吸盘，金属结构原料钢板，各机构焊接接头等的当量尺寸也有明确规定，某些专用零部件，如钢丝绳等，也有专用的质量要求，有的对表面防腐层厚度也有规定。具体要求可参考各种电梯及零部件的技术规范，必须根据相应的技术要求针对不同的检测对象采用适当的检测方法和监测工艺。

3.检验电梯的主要方法

当前我国电梯安装工程质量总体较好，尤其是电梯安装质量检验优良率不断提高，但距国家及广大用户的实际要求仍有较大差距。据了解，目前电梯安装工程质量依然存在检查验收标准不统一；有关电梯安装施工质量检验的技术资料距真实、准确、齐全、无假数据的要求有差距。这些都是造成电梯不能安全运行的根源所在。这就要做好电梯的安全技术检验工作，它是电梯安全控制的重要环节。

3.1目视检测

目视检测是为了检测电梯起重机械的整体质量和各功能部件的性能。主要检测内容：（1）机械部分，金属结构的几何尺寸测量，表面质量检查，载荷试验，机械装置试验和安全保护装置试验等。（2）电气部分，电控装置，电气保护装置，保护接地，照明及信号电路检验等。检验方面主要采用量具测量和机构试运行等。

3.2射线检测

一般在电梯起重机械制造和安装阶段对钢结构部分对接焊缝进行射线检测，在用设备则较少采用。起重机械多采用钢板材料制造，与锅炉，压力容器等承压设备相比，壁厚较薄，常规X射线即可对起重机械的焊接质量进行检查，电梯起重机械射线检测的对象主要是厚度均匀，形状较规则的钢板或钢管制工件和部件的对接焊缝，如成品片式吊钩钩片及悬挂夹板的焊缝、集装箱专用吊具的主要受力构件金属结构焊缝、桥式和门式起重机主梁翼缘板和腹板的对接焊缝、主梁上下盖板和腹板的拼接对接焊接、∏形梁内壁的对接焊缝、桥架的组装焊接以及塔式起重机中主要钢结构的对接焊缝等。

3.3超声检测

超声方法可对材料对接或角接焊缝的内部缺陷进行检测，故在起重机的焊缝质量检查中，超声检测是较为常用的方法，可检测如锻造吊钩内部的裂纹、白点和夹杂等缺陷，自由锻造吊钩坯料，吊钩钩柄圆柱部分的内部裂纹。白点及夹杂物等缺陷，片式吊钩钩片及悬挂夹板的螺栓质量，内部裂纹等缺陷，起重真空吸盘主要受力构件的裂纹等内部缺陷，集装箱专用吊具金属结构主要受力构件焊缝质量和高强度，桥门式起重机原材料钢板质量，主梁盖板与腹膜的拼接和对接焊缝质量，∏形梁内壁的焊缝质量，主梁翼缘板和腹板对接焊缝质量，塔式起重机主要结构的对接焊缝以及门座式起重机主要受力构件焊缝质量等。

3.4磁粉检测与渗透检测

表面和近表面裂纹是电梯起重机械的重要检测内容，电梯起重机械的钢结构和零部件及焊缝表面都不允许存在裂纹，鉴于一般电梯起重机械材料多是钢材，磁粉检测也就成为其最主要的无损检测手段之一。电梯起重机械主要检测的缺陷类型是裂纹，其中表面开口裂纹的危险性更大。而有时因为材料和结构形状等原因，有些部件或部位不利于磁探仪的操作，用其他无损检测方法也难以取得理想的检测效果，此时，渗透检测便成为唯一可选的无损检测方法。

3.5电磁检测

3.5.1涡流膜层测厚

电梯起重机械的表面漆层厚度检测主要利用涡流的提高效应，即涡流检测线圈与被检金属表面只吉恩的漆层厚度（提离）值会影响检测线圈的阻抗值，对于频率一定的检测线圈，通过测量检测线圈阻抗（或电压）的变化就可以精确测量出膜层（提离）的厚度值。涡流是空间的电磁耦合，一般无需对检测表面进行处理，但为使膜层厚度的测量更加精确，建议对测量表面进行适当的清理，以去除可能对检测精度有影响的油漆防护层上的杂质。

3.5.2裂纹检测

电磁法检测裂纹时，用一交变磁场对金属试件进行局部磁化，试件在交变磁场作用下，也会产生感应电流，并生成附件的感生磁场。当试件有缺陷时，其表面会产生泄露磁场梯度异常，用磁敏元件拾取泄露复合磁场的畸变就能获得缺陷信息，如裂纹的位置和深度等。此种裂纹检测的方法快速准确，并能对裂纹进行定性和半定量评估。受集肤效应影响，波形幅度与裂纹深度呈非线性关系，在工程应用中，可用人工对比试样来得到更准确的深度信息。

3.5.3钢丝绳检测

钢丝绳一般采用漏磁方法进行检测。探头对进入其中的钢丝绳进行局部饱和磁化或者技术磁化，根据缺陷引起的磁场特征参数（如磁场强度和磁通量等）的变化情况对钢丝绳的缺陷情况进行判别，并可进行定性（断丝或腐蚀等）和定量（断丝数和横截面积损失量）分析。

3.6金属记忆检测与振动测试

金属磁记忆是对金属结构的应力集中状况进行检测的。磁记忆是一种弱磁检测方法，无需对工件进行磁化，其应力集中部位在磁场的作用下即可显示出磁记忆信号。但是一旦对工件进行了磁粉检测而又未进行有效的退磁操作，则微弱的磁记忆信号将被磁化后的剩余磁场信号湮没，所以检测时机应放在磁粉检测之前。振动特性（动刚度）是指起重机的消振能力，通常以主梁自振周期（频率）或者衰减时间来衡量。自振频率（特别是基频）和振型是综合分析和评价结构刚度的重要指标。主梁在载荷起升离地或下降突然制动时，会产生低频率大振幅的振动，影响司机的心理和正常的作业，对电动桥门式起重机，当小车位于跨中时的满载自振频率≥2Hz。振动测试时，在主梁跨中上（或中下）盖板处任选一点作为垂直方向振动检测点，小车位于跨中位置，把应变片粘在检测点上，并将引线接到动态应变仪输入端，输出端接光线示波器，起升额定载荷至2/3的额定起升高度处，稳定后全速下降，在接近地面处紧急制动，从示波器记录的时间曲线和振动曲线上可测得频率，即为起重机的动刚度（自振频率）。

4.结语

我国政府特种设备安全监查机构本着对企业安全生产高度负责，对人民生命财产高度负责的精神，以型式试验、行政审评和定期检验等监督方式对起重机械的设计、制造、安装和检验进行了全面管理。电梯起重机械作为现在工业不可缺少的特种设备，在工业生产中起着重要的作用，无损检测方法综合应用可以确保各种监督检验手段的科学有效。 [科]

【参考文献】

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[2]《起重机设计规范》GBT3811-2008[J].2008.

[3]王福绵.起重机械技术检验[M].北京：学苑出版社，2000.