導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇激光檢測(cè)技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

激光超聲的震動(dòng)位移是在納米級(jí)別，所以要檢測(cè)到微弱的激光超聲需要外差干涉系統(tǒng)有較高的靈敏度。為了提高測(cè)量精度對(duì)光路進(jìn)行了改進(jìn)，采用雙光路外差干涉儀增強(qiáng)系統(tǒng)抗環(huán)境干擾能力，使用3聚焦透鏡增強(qiáng)干涉儀的聚光能力，提高進(jìn)入干涉儀的光通量，從而提高精度；在光電探測(cè)器前加濾光片，濾除雜散光，提高系統(tǒng)信噪比。通過(guò)高頻超聲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)的位移分辨率能達(dá)到0.1nm。

關(guān)鍵詞：

納米位移；外差干涉；激光超聲；聚焦

對(duì)于激光超聲位移的檢測(cè)，目前多用光學(xué)方法檢測(cè)［1］。最常用的方法是外差干涉法，它最顯著的特點(diǎn)是利用載波技術(shù)，將被測(cè)物理量的信息轉(zhuǎn)換成調(diào)頻或者調(diào)相信號(hào)，具有抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量速度快、信噪比高、易于實(shí)現(xiàn)高分辨率測(cè)量等特點(diǎn)，得到了很大的發(fā)展，用于微小振動(dòng)的測(cè)量有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。隨著超精密檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)激光外差干涉儀的測(cè)量精度提出了更高的要求［2］。實(shí)驗(yàn)研究表明外差系統(tǒng)的實(shí)用性主要受其穩(wěn)定性和環(huán)境噪聲的影響。探測(cè)系統(tǒng)的通光量對(duì)探測(cè)靈敏度影響也非常大。此外，頻移裝置的頻率漂移將引起干涉信號(hào)的不穩(wěn)定，雜散光會(huì)導(dǎo)致光路噪聲大，降低系統(tǒng)的信噪比，影響干涉效率［3］。本文旨在對(duì)傳統(tǒng)外差干涉微振動(dòng)測(cè)量光路進(jìn)行改進(jìn)，提高系統(tǒng)的測(cè)量精度。

1激光外差干涉系統(tǒng)微位移檢測(cè)原理

外差干涉光路系統(tǒng)如圖1所示，激光器發(fā)出激光進(jìn)入聲光調(diào)制器產(chǎn)生移頻，頻差為80MHz。從聲光調(diào)制器出來(lái)的1級(jí)光和0級(jí)光經(jīng)過(guò)PBS（PolarizationBeamSplitter）偏振分光棱鏡后又分為兩束光，經(jīng)BS1和R1干涉后進(jìn)入光電探測(cè)器作為參考信號(hào)，另一路經(jīng)M1、M2、BS2、R2干涉后進(jìn)入光電探測(cè)器做為探測(cè)光［4］。M1和M2是三角棱鏡，R1和R2是反射鏡。

2影響系統(tǒng)測(cè)量精度的因素及改進(jìn)方法

（1）外差干涉系統(tǒng)對(duì)表面位移非常敏感所以很適合測(cè)量只有幾十納米的超聲位移，但同時(shí)對(duì)外界環(huán)境的干擾也十分敏感，外部環(huán)境震動(dòng)會(huì)對(duì)干涉信號(hào)產(chǎn)生相位誤差，用電信號(hào)做參考信號(hào)進(jìn)行解調(diào)會(huì)影響測(cè)量精度，基于上述原因采用雙光路［7］干涉可以減弱環(huán)境干擾帶來(lái)的誤差。（2）外差探測(cè)系統(tǒng)中，兩束光在光電探測(cè)器的光敏面上發(fā)生干涉，對(duì)干涉信噪比影響最大的是相位匹配［8］，當(dāng)被測(cè)目標(biāo)處于近場(chǎng)，信號(hào)光束和本振光束都不能近似的看作平面波。近場(chǎng)高斯波函數(shù)以及外差探測(cè)理論得系統(tǒng)外差效率。Us和Ul是兩束光的復(fù)振幅，是它們的相位差，A是光電探測(cè)器的光敏面，積分在光敏面上。由以上公式可得外差效率會(huì)隨著探測(cè)器光敏面的面積逐漸增大最后穩(wěn)定在一個(gè)值。在探測(cè)光路中加入聚焦透鏡，縮小從鋁板反射回來(lái)的光斑，可以增大干涉效率。（3）被測(cè)鋁板在拋光的情況下也會(huì)產(chǎn)生散射光斑，只有當(dāng)光束聚焦在物體表面上成為一個(gè)衍射受限點(diǎn)，僅探測(cè)一個(gè)光斑時(shí)，才能得到最好的探測(cè)條件［10-11］。利用聚焦透鏡能收集大光斑來(lái)獲得高靈敏度，聚焦后的光束有更高的轉(zhuǎn)化效率，能收集到更多的超聲信號(hào)。還能增大進(jìn)入干涉儀的通光量，使光電探測(cè)器光敏面接受的信號(hào)更強(qiáng)更集中，兩束光能更好的準(zhǔn)直干涉［12］。這個(gè)改進(jìn)使得靈敏度顯著增強(qiáng)。（4）在光電探測(cè)器前加濾光片，只能通過(guò)632.8nm的激光，有效濾除雜散光，提高系統(tǒng)信噪比。（5）為了避免聲光調(diào)制器0級(jí)光和1級(jí)光的混疊，采用專用的不加外部信號(hào)的聲光移頻器驅(qū)動(dòng)源，提供更穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

光路調(diào)試到最佳狀態(tài)時(shí)兩路光的干涉信號(hào)分別達(dá)到552mv和736mv，如圖2所示。結(jié)果用MATLAB基于反正切運(yùn)算的相位生成載波解調(diào)方法解調(diào)出位移信號(hào)。為了檢驗(yàn)干涉系統(tǒng)的效果首先用壓電陶瓷模擬微震動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真如圖3~圖4。模擬震動(dòng)的頻率為5kHz，100mV，實(shí)驗(yàn)表明解調(diào)后的探測(cè)主頻為5kHz，噪聲頻率與主頻相差很大，很大程度上降低了噪聲干擾。圖5用脈沖激光器作激勵(lì)源，激勵(lì)被測(cè)樣品（鋁板）產(chǎn)生超聲信號(hào)。激勵(lì)激光器的波長(zhǎng)1064nm，激光脈沖能量150mJ，脈沖寬度為8ns。圖6為改進(jìn)前的探測(cè)信號(hào)。改進(jìn)前后超聲探測(cè)的對(duì)比圖5~圖6所示用MATLABb解調(diào)出位移信號(hào)，從圖中可以看出有3處時(shí)間間隔基本相同的明顯回波，是由于超聲波遇到樣品內(nèi)部缺陷后反射回來(lái)作用于探測(cè)點(diǎn)，由于多普勒效應(yīng)產(chǎn)生頻移，通過(guò)程序解調(diào)得到位移信號(hào)。超聲信號(hào)的頻率是2.5MHz，改進(jìn)光路以前探測(cè)結(jié)果噪聲信號(hào)幅度在0.2V左右，信噪比為7.5，新型雙光路探測(cè)結(jié)果中噪聲幅度小于0.04V，信噪比125，干擾震蕩時(shí)間比以前小很多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新型雙光路外差干涉檢測(cè)系統(tǒng)的信噪比提高了16.7倍。

4總結(jié)

篇2

（中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院，河南南陽(yáng)451191）

【摘要】光電檢測(cè)這門技術(shù)在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于精密制造以及高科技武器等行業(yè)中。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的調(diào)查和研究一種基于單片機(jī)技術(shù)的激光檢測(cè)方法。主要是利用單片機(jī)進(jìn)行激光脈沖信號(hào)的調(diào)制以及控制發(fā)射,在此基礎(chǔ)上，結(jié)合單片機(jī)與光電檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)了檢測(cè)電路，從而實(shí)現(xiàn)利用激光傳載信號(hào)，進(jìn)行多路控制的方法與途徑。

關(guān)鍵詞 光電檢測(cè)；單片機(jī)；脈沖信號(hào)；多路控制

簡(jiǎn)單地講，單片機(jī)是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要分支，在工業(yè)檢測(cè)、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、信息處理、光機(jī)電設(shè)備、家電等電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用從而單片機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展到各行各業(yè)。在20世紀(jì)60年代末，隨著光學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、材料技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，在此基礎(chǔ)上大范圍地推動(dòng)了光電技術(shù)的發(fā)展，使得光電技術(shù)得到人們的廣泛關(guān)注以及認(rèn)可。特別是在軍事中得到了很好的應(yīng)用，舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，反激光制導(dǎo)武器系統(tǒng)、激光雷達(dá)這兩者都利用到了光電技術(shù)。與此同時(shí)，在一些特殊的工業(yè)行業(yè)中，舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，在零件檢查、精密制造、精密測(cè)量、光纖通信等生產(chǎn)技術(shù)中，都在光電技術(shù)的運(yùn)用中有很大程度上的依賴。并且因?yàn)楣怆娂夹g(shù)的應(yīng)用而讓他們的工作效率大大的提高。但是，目前的光電技術(shù)在現(xiàn)如今的發(fā)展形勢(shì)下還屬于比較前沿的技術(shù)，現(xiàn)存的一些光電產(chǎn)品由于原理非常復(fù)雜以及對(duì)生產(chǎn)加工技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，所以光電技術(shù)的造價(jià)一直以來(lái)都比較高，不能被普通消費(fèi)水平的用戶所受。所以，本文主要利用單片機(jī)結(jié)合光電技術(shù)從而進(jìn)行開(kāi)發(fā)并設(shè)計(jì)了這一光電控制系統(tǒng)[1]。以求讓更多的人能感受到光電技術(shù)的好處所在。

1基本原理

光電控制系統(tǒng)的基本原理是利用光電檢測(cè)技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)兩者相結(jié)合的情況下來(lái)應(yīng)用。

該系統(tǒng)利用了單片機(jī)對(duì)電源的控制，從而形成了一串有序的電源脈沖（鍵入了用戶的基本信息），利用這一串有序的電源脈沖來(lái)控制半導(dǎo)體激光器，從而發(fā)射出一串載有用戶信息的激光脈沖波（信號(hào)波）。在光電系統(tǒng)的檢測(cè)下，再將信號(hào)波轉(zhuǎn)化為電脈沖波（此時(shí)的電脈沖波的信號(hào)微弱而且受到外部因素的干擾，所以此時(shí)的信號(hào)不可以直接應(yīng)用）。再通過(guò)前置放大電路對(duì)電脈沖波進(jìn)行放大和除噪音的處理，此時(shí)的信號(hào)便可以通過(guò)單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)來(lái)使用并進(jìn)行譯碼和判別處理，通過(guò)這些處理，單片機(jī)能夠生成信號(hào)并以此來(lái)啟動(dòng)控制設(shè)備。

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1激光調(diào)制技術(shù)以及編碼技術(shù)

激光調(diào)制的一般概念是：激光是一種頻率更高（1013~1015Hz）的電磁波，它具有很強(qiáng)的相干性，因而像以往電磁波（電視、收音機(jī)等）一樣可以用來(lái)作為傳遞信息的載波，由激光“攜帶”的信息有：符號(hào)、圖像、文字、語(yǔ)言等，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)一定的傳輸通道（光纖、大氣等)送到接收器，再由光接收器鑒別并還原成原來(lái)的信息，這種將信息加載于激光的過(guò)程稱之為激光調(diào)制技術(shù)[2]。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，控制面板TD19C23具有性價(jià)比高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，并且在用途上使用廣泛。其具體的編碼過(guò)程是：首先在檢測(cè)到一組二進(jìn)制的編碼時(shí)的情況下在單片機(jī)內(nèi)設(shè)定，如果檢測(cè)到“1”，通電為30μs，如果檢測(cè)到“0”就斷電為30μs，然后再進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行，便會(huì)形成一周期脈沖。

2.2光電檢測(cè)器件的選取

在現(xiàn)如今的發(fā)展形勢(shì)下，光電檢測(cè)技術(shù)中常用到的一些光電檢測(cè)器件有光敏電池、CCD陣列、光敏電阻、PIN、光電三極管、光電二極管、光電倍增管、以及雪崩二極管等一些半導(dǎo)體器件。

其中光電二極管是最佳選擇，它具有做好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，面積比較小，所以選擇它作為此系統(tǒng)的光電檢測(cè)器。不過(guò)在連接時(shí)要注意光電二極管在反偏狀態(tài)時(shí)的檢測(cè)情況

2.3檢測(cè)電路的頻率特征分析

如上圖所示：當(dāng)我們給定輸入光照度時(shí)，在負(fù)載上取得最大功率輸出時(shí)的條件是：足RL=Rb和g<<Gb。此時(shí)，uL=(RL/2)Se/(1+jkf)，時(shí)間常f=RLCj/2，上限頻率fHC=1/2πf=1/πRLCj;同樣可以得出，電流放大時(shí)希望得到最大輸出電流，此時(shí)要求滿足RL<<Rb?且g很小，uL=SeRL/(1+jkf)，時(shí)間常數(shù)f=RLCj，限頻率fHC=1/2πRLCj;電壓放大時(shí)，希望得到最大輸出電壓，則要求滿足RRb(例如RL≥10Rb)且g<<Gb。此時(shí)，uL=SeRb/(1+jkf)，時(shí)間常數(shù)f=RbCj，上限頻率fHC=1/2πRbCj。此處，Cj為光電二極管結(jié)電容，Rg為內(nèi)阻，Se為光電流。RL?是前置放大電路的輸入電阻。在設(shè)計(jì)中考慮到為從光電二極管中得到足夠的信號(hào)功率和電壓，RL和Rb不能太小。根據(jù)其微變等效電路可得RL和Rb過(guò)大又會(huì)引起高頻截止，頻率下降，降低了通頻帶寬度[3]。

2.4噪聲處理以及前置放大電路的設(shè)計(jì)

噪聲的處理以及前置放大電路的設(shè)計(jì)是光電檢測(cè)電路中最關(guān)鍵的部分，因?yàn)樵趯?shí)際光電檢測(cè)電路中有很多的噪聲和外部的干擾，外部的干擾主要是隨機(jī)的波動(dòng)和光調(diào)制以及電路干擾、光路傳輸?shù)慕橘|(zhì)的端流和入射的散光。這些外部的干擾可以通過(guò)去除雜散光轉(zhuǎn)而選擇偏振片或者穩(wěn)定光源等方法來(lái)操作[4]。內(nèi)部的干擾主要有光電檢測(cè)電路中的部分半導(dǎo)體器件，也可以通過(guò)電容耦合的方法來(lái)得到解決。

3結(jié)束語(yǔ)

這個(gè)系統(tǒng)具有價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定、原理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，能夠讓更多的用戶認(rèn)識(shí)到它的重要性。在智能化程度更高的要求方面，會(huì)有很大的前景發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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［2］秦志春,陳西武,周彬,徐漢中,田桂蓉,杜其學(xué),徐振相.小型點(diǎn)火器燃燒特性的光電子診斷[C]//新世紀(jì)新機(jī)遇新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊(cè)）.2014.

［3］吳強(qiáng),劉其奇,楊全勝,徐造林,王曉蔚.基于系統(tǒng)軟件分析與設(shè)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)[J].計(jì)算機(jī)教育,2015(04).

篇3

關(guān)鍵詞：通信光纜 OTDR 單模光纖 參數(shù)設(shè)置

1、引言

目前，高速公路通信網(wǎng)要求同時(shí)傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像，通信量較大，光纖通信具有其它通信傳輸方式無(wú)可比擬的通信容量大、抗電磁干擾能力強(qiáng)、通信質(zhì)量高、傳輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此，光纖通信方式被廣泛應(yīng)用于高速公路通信系統(tǒng)中，成為高速公路信息傳輸?shù)闹饕侄巍Ｔ诠こ舔?yàn)收階段光纜布線系統(tǒng)的檢測(cè)就成為必要步驟，不同的光纖檢測(cè)技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。本文重點(diǎn)介紹實(shí)際檢測(cè)中反射損耗測(cè)試技術(shù)即OTDR技術(shù)。

2、反射損耗測(cè)試技術(shù)——光時(shí)域反射計(jì)OTDR 技術(shù)

反射損耗測(cè)試是光纖線路檢修非常有效的手段。它應(yīng)用光時(shí)域反射計(jì)OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)來(lái)完成檢測(cè)任務(wù)。OTDR是利用光脈沖在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的高科技、高精密的光電一體化儀表?；驹砭褪抢脤?dǎo)入光與反射光的時(shí)間差來(lái)測(cè)定距離，從而準(zhǔn)確判定故障的位置。入射光脈沖在線路中傳輸時(shí)會(huì)在沿途產(chǎn)生瑞利散射光和菲涅爾反射光，大部分瑞利散射光將折射入包層后衰減，其中與光脈沖傳播方向相反的背向瑞利散射光將會(huì)沿著光纖傳輸?shù)骄€路的進(jìn)光端口，經(jīng)方向耦合分路射向光電探測(cè)器，光電探測(cè)器把被測(cè)光纖反射回的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后將反射回的信號(hào)與發(fā)送脈沖比較，計(jì)算出響應(yīng)數(shù)據(jù)并在顯示器上顯示出相關(guān)曲線。

返回的有用信息由OTDR的探測(cè)器來(lái)測(cè)量，它們就作為被測(cè)光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或曲線片段。從發(fā)射信號(hào)到返回信號(hào)所用的時(shí)間和光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計(jì)算出距離d（單位：m），如式（1）所示：

光纖長(zhǎng)度: （1）

再用入射光脈沖和反射光脈沖對(duì)應(yīng)的功率電平和被測(cè)光纖的長(zhǎng)度計(jì)算出衰減 （單位:dB/km），如式（2）所示：

（2）

2.1測(cè)試步驟

本文以JDSU公司生產(chǎn)的MTS 5000系列OTDR測(cè)試儀為例，闡述光纖測(cè)試的整個(gè)過(guò)程以及各參數(shù)的設(shè)置方法。

首先在通信機(jī)房的熔纖盤處，將一根單模尾纖垂直儀表測(cè)試插孔處插入，并將尾纖凸起U型部分與待測(cè)備纖的插口凹回U型部分充分連接，并適當(dāng)擰固。然后開(kāi)啟OTDR，并對(duì)下列參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：

(1)測(cè)試波長(zhǎng)選擇：測(cè)試波長(zhǎng)是指OTDR激光器發(fā)射的激光的波長(zhǎng)，在長(zhǎng)距離測(cè)試時(shí)，由于1310nm衰耗較大，激光器發(fā)出的激光脈沖在待測(cè)光纖的末端會(huì)變得很微弱，這樣受噪聲影響就比較大，形成的軌跡圖就不理想，宜采用1550nm作為測(cè)試波長(zhǎng)。

（2）脈沖寬度設(shè)置：選擇測(cè)試激光的脈沖寬度，主要取決于被測(cè)光纖的長(zhǎng)度，當(dāng)需要測(cè)試長(zhǎng)距離的光纖時(shí)，盡量選用較大脈寬；

（3）取樣分辨率：采樣分辨率是儀器所要求的兩個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn)之間的最小距離。此參數(shù)很重要，它與脈沖寬度和距離范圍的選擇有很大關(guān)系，它定義了最終的距離精度以及OTDR故障查找的能力。因此，為了保持最佳分辨率，必須在取樣期間取得更多采樣點(diǎn)。

（4）探測(cè)時(shí)間選擇：由于后向散射光信號(hào)極其微弱(大約每米100光子)，一般采用統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)提高信噪比，探測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，噪聲電平越接近最小值，動(dòng)態(tài)范圍就越大，曲線也就越平滑，得到的可測(cè)距離也就越長(zhǎng)。

（5）光纖參數(shù)的設(shè)置：包括折射率n和后向散射系數(shù)h的設(shè)置。折射率就是待測(cè)光纖實(shí)際的折射率，折射率參數(shù)與距離測(cè)量有關(guān)，后向散射系數(shù)則影響反射和回波損耗的測(cè)量結(jié)果。因此折射率如果選擇不準(zhǔn)，將會(huì)對(duì)測(cè)試長(zhǎng)度有很大影響。

（6）曲線存儲(chǔ)：OTDR的操作功能與計(jì)算機(jī)操作功能相似，都有存儲(chǔ)功能，將OTDR測(cè)試的曲線存儲(chǔ)，以便將來(lái)查找分析。

3、結(jié)語(yǔ)

光時(shí)域反射儀OTDR在光纖通信中起著至關(guān)重要的作用，是進(jìn)行光纜故障定位的一種快速手段，也是高速公路交工驗(yàn)收檢測(cè)通信系統(tǒng)必不可少的工具。它采用背向散射技術(shù)能較準(zhǔn)確地測(cè)試光纖的各種參數(shù)，但是操作人員如果對(duì)儀器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或不注意儀器的保管而引起誤差，都會(huì)影響光纖測(cè)試的精度。本文根據(jù)在高速公路交工驗(yàn)收檢測(cè)過(guò)程中的實(shí)際操作，用OTDR測(cè)得的光纖中的所有參數(shù)，反映被測(cè)光纖的長(zhǎng)度和總損耗及沿途損耗狀態(tài)，計(jì)算平均衰耗是否小于等于0.39dB／Km，從而評(píng)價(jià)光纖線路是否合格。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高效率、高精度的測(cè)試技巧有待于進(jìn)一步研究，OTDR進(jìn)行光纖參數(shù)自動(dòng)測(cè)試的技術(shù)也會(huì)趨于精確可靠，快速簡(jiǎn)便。

參考文獻(xiàn)：

[1]田國(guó)棟.光纖通信技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.

篇4

0引言

化學(xué)耗氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）是指在一定條件下用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，以氧含量（mg•L－1）來(lái)表示．它可以反映水體受有機(jī)物的污染程度，是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一．水體中COD的測(cè)定方法有化學(xué)法、紫外吸收法、熒光法以及臭氧氧化法等［1－4］．目前環(huán)保領(lǐng)域COD的測(cè)量主要是采用化學(xué)法中的高錳酸鹽指數(shù)法和重鉻酸鉀回流法．水體中COD的測(cè)定受諸多因素的影響，如加入的氧化劑種類、濃度、反應(yīng)液的pH值、反應(yīng)溫度、時(shí)間以及催化劑的種類和用量等［5］．目前采用的高錳酸鹽指數(shù)法和重鉻酸鉀回流法，分析周期長(zhǎng)，能源浪費(fèi)大，受回流設(shè)備的限制不能進(jìn)行大批量分析，且會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的貴金屬銀鹽及汞鹽污染．近年來(lái)利用光學(xué)法進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)已成為國(guó)際的研究熱點(diǎn)［6－10］．與傳統(tǒng)方法相比，光學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、不需要消耗試劑、重復(fù)性好、測(cè)量準(zhǔn)確度高和檢測(cè)快速的優(yōu)點(diǎn)［11－15］，非常適合對(duì)環(huán)境水樣的快速在線監(jiān)測(cè)．本文基于紫外光譜法的COD測(cè)量技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種全光譜分析的水質(zhì)COD在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用最小二乘法建立了計(jì)算模型，并進(jìn)行模型參量反演．針對(duì)現(xiàn)實(shí)水樣的復(fù)雜性，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配制模擬水樣進(jìn)行測(cè)量，并與相關(guān)儀器測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明．該方法無(wú)需消耗任何試劑，測(cè)量準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，可以應(yīng)用于復(fù)雜水質(zhì)的COD在線監(jiān)測(cè)．

1測(cè)量原理與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

從20世紀(jì)60年代起，國(guó)外就開(kāi)始了紫外吸收光譜法測(cè)量COD的研究，其發(fā)展經(jīng)歷了單波長(zhǎng)法、雙波長(zhǎng)法、多波長(zhǎng)法、全光譜法的發(fā)展歷程．單／雙波長(zhǎng)光度計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只適用于成分單一的水質(zhì)COD的測(cè)定．而實(shí)際水樣COD的測(cè)定會(huì)受到多種因素的干擾，且水體中有機(jī)物組分不同，最大吸收峰也并非都在254nm處（如圖1，圖中1～6分別表示苯胺、苯酚、丙酮、腐植酸、鄰苯二甲酸莖鉀和水楊酸）．因此，只用254nm來(lái)捕捉全部有機(jī)物是非常困難的．全光譜法COD測(cè)量的理論基礎(chǔ)：大多數(shù)有機(jī)物在200～400nm紫外波段都有吸收，通過(guò)測(cè)定水中有機(jī)物在紫外波段的吸光度值，可以間接反應(yīng)出水體中有機(jī)物的含量，從而廣泛應(yīng)用于水中有機(jī)物的定性、定量測(cè)定．整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2．系統(tǒng)采用流通式進(jìn)水方式，進(jìn)水口通過(guò)進(jìn)水泵控制水流速度，排水口通過(guò)電磁閥控制排水；光源采用光纖燈（賀利士氘－鎢燈，型號(hào)：DTM6－10），波長(zhǎng)范圍覆蓋200～1100nm波段；光源通過(guò)光纖耦合到樣品池，樣品池兩端設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)的SMA905接口，為了保證入射光、透射光的傳輸效率，在樣品池兩端增加透鏡組；光譜檢測(cè)設(shè)備采用微型光譜儀作為檢測(cè)終端（OceanOpticsUSB4000），負(fù)責(zé)光譜信號(hào)的采集；控制單元是測(cè)量系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)光源控制、進(jìn)水泵控制、電磁閥排水、光譜信號(hào)采集與處理．

2基于全光譜分析的COD計(jì)算方法

2．1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇配制了5種不同COD的鄰苯二甲酸氫鉀溶液．圖3為其吸光度光譜圖，測(cè)量波長(zhǎng)范圍為200～750nm．從圖中可以看出，5種濃度的溶液在400750nm的波段內(nèi)基本沒(méi)有吸收，結(jié)合圖1中6種有機(jī)物在此波段內(nèi)也基本不產(chǎn)生吸收，所以本文選取了200～400nm波段范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)模型的建立．

2．2系統(tǒng)模型建立數(shù)據(jù)的處理流程如圖4，其中計(jì)算模型的流程如圖4（a）．光譜值通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取．采集的原始光譜一般會(huì)有噪音，通過(guò)小波濾波的方法對(duì)光譜進(jìn)行預(yù)處理，濾除環(huán)境雜散光帶來(lái)的擾動(dòng)．光譜經(jīng)過(guò)濾波預(yù)處理后，進(jìn)行吸光度計(jì)算，計(jì)算公式依據(jù)朗伯－比爾定律A＝－lg（I／Io）（1）式中，A表示吸光度，I表示透射光強(qiáng)度，Io表示入射光強(qiáng)度．根據(jù)吸光度的計(jì)算結(jié)果，選取特征波長(zhǎng)處吸光度用于模型計(jì)算．參量反演數(shù)學(xué)模型：將200～400nm波長(zhǎng)段的吸收光譜分成n個(gè)區(qū)間，建立吸光度系數(shù)a與濃度c的方程．取n個(gè)區(qū)間的中心波長(zhǎng)作為特征波長(zhǎng)，n即為特征波長(zhǎng)的個(gè)數(shù)．將特征光譜映射為COD值的特征向量，可以建立如下方程那么式（3）可以記為ax＝c．其中，a為吸光度，x為傳遞系數(shù)，c為COD值．吸光度a可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法計(jì)算得到，COD為待測(cè)量．這樣對(duì)傳遞系數(shù)x的求解可以轉(zhuǎn)換為通過(guò)m個(gè)方程解n個(gè)未知數(shù)的問(wèn)題．利用最小二乘法對(duì)方程組進(jìn)行多元線性回歸，就可以得到相應(yīng)傳遞系數(shù)．在本文的實(shí)際應(yīng)用中，n取值20，m取值30．

3結(jié)果與討論

3．1精密度及檢出限實(shí)驗(yàn)精密度的測(cè)定：取20mg•L－1的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測(cè)定11次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2．93％，精密度良好．檢出限的測(cè)定：平行測(cè)定質(zhì)量濃度為1．0mg•L－1的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液7次，據(jù)式（4）計(jì)算最小檢出限ρMDL＝S＊t（n－1，0．90）（4）式中S為標(biāo)準(zhǔn)偏差，t（n－1，0．90）表示置信度為90％、自由度為n－1時(shí)的統(tǒng)計(jì)量t值，本實(shí)驗(yàn)中t（6，0．90）＝1．94．計(jì)算得本法的檢出限為0．0985mg•L－1．

3．2模擬水樣的測(cè)定人工配制21種模擬水樣，利用本文所建立的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行COD的測(cè)定，并與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，實(shí)驗(yàn)室方法采用S：：CAN（lyserII）測(cè)量?jī)x進(jìn)行COD的測(cè)定．圖5為本文建立的最小二乘法擬合模型計(jì)算得到數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比．其中，點(diǎn)線表示實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)線表示利用模型擬合得到的數(shù)據(jù)．為了驗(yàn)證兩者的線性關(guān)系，對(duì)模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了線性擬合（見(jiàn)圖6），滿足線性關(guān)系：y＝－0．32005＋1．00046x，r2＝0．99818．從擬合結(jié)果來(lái)看，本文所建立的模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果存在良好的相關(guān)性，可以滿足測(cè)量的實(shí)際需求．為了進(jìn)一步分析本系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，表1給出了本測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的20個(gè)模擬水樣的COD與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量值的誤差比較．結(jié)果表明，本測(cè)量系統(tǒng)的最大誤差在2％左右，其測(cè)量結(jié)果能夠較好地與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)吻合，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的需求．

篇5

1 皮膚光老化檢測(cè)方法

1.1光數(shù)值等級(jí)：1992年，Griffiths等[4]以光數(shù)值等級(jí)對(duì)數(shù)個(gè)光老化皮膚參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。他們選擇了不同階段光老化患者的典型照片，用遞增的9個(gè)階段標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)不同的參數(shù)（0為無(wú)，8為最嚴(yán)重）。這些參數(shù)為細(xì)紋、粗皺紋、色斑和臉色發(fā)黃的程度，臨床證明基于典型照片的光數(shù)值等級(jí)優(yōu)于書面描述。光數(shù)值等級(jí)方法簡(jiǎn)單易行，有一定可重復(fù)性，可用于門診治療中，由有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師和患者共同進(jìn)行治療前后面部改善情況的評(píng)價(jià)。

1.2 檢測(cè)皮膚表面特性：皮膚光老化的一個(gè)顯著特征就是皮膚表面光滑度下降，粗糙度增加。目前國(guó)際上一個(gè)常用的方法是制作皮膚表面的硅膠復(fù)膜樣品，待復(fù)膜硬化后可將其掃描至電腦或以激光輪廓測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。常規(guī)掃描方法有機(jī)械掃描法和光學(xué)掃描法，最近發(fā)展起來(lái)的透射測(cè)量法使用平行光照射非常薄的硅膠復(fù)膜樣品。Lee等[5]采用這種薄的硅膠復(fù)膜樣品分析皮膚粗糙度，復(fù)膜厚度為0.5mm，取下后放在光源和CCD攝像機(jī)之間，通過(guò)對(duì)其灰度的測(cè)量，可以得到不同年齡人群皮膚粗糙度的顯著差異。這種方法測(cè)量的速度較快，但是很薄的復(fù)膜樣品不容易制作。激光輪廓測(cè)量技術(shù)是根據(jù)光的放大和反射原理研制出來(lái)的，采用激光頭掃描，精確測(cè)量復(fù)膜樣品的三維坐標(biāo)并轉(zhuǎn)化為圖像[6]。當(dāng)然，這種方法耗時(shí)且價(jià)格昂貴，無(wú)法應(yīng)用于常規(guī)皮膚檢查。另外一種檢測(cè)手段就是皮膚鏡的使用，皮膚鏡可以對(duì)活體皮膚直接無(wú)創(chuàng)性放大，觀察皮膚表面精微形態(tài)，最新發(fā)展的利用偏振光原理制作的皮膚鏡可以提供皮膚表面紋理、色素和血管的更多信息[7]。聯(lián)合使用數(shù)字圖像處理技術(shù)可作為一種常規(guī)色素治療功效評(píng)價(jià)的定量測(cè)量工具。該技術(shù)起步較晚，需要特定的儀器和軟件，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。Takeshi等[8]研究了二次諧振的偏振光（SHG）顯微鏡在UVB暴露皮膚中膠原與皺紋之間的聯(lián)系，SHG發(fā)出的光可以被真皮層中的膠原纖維產(chǎn)生倍頻諧振，可以清晰地看到膠原纖維的分布以及與皮膚表面的距離，再通過(guò)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)得出與皺紋之間的聯(lián)系。

1.3檢測(cè)皮膚內(nèi)部特性：雖然皮膚活檢可以很方便地提供光老化皮膚相關(guān)的結(jié)構(gòu)改變，但這畢竟是一種有創(chuàng)方法，很多患者無(wú)法接受。越來(lái)越多的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)手段發(fā)展起來(lái)。

1.3.1超聲檢測(cè)法：同其他以超聲為基礎(chǔ)的技術(shù)一樣，用可以發(fā)射超聲波的探頭接觸皮膚，通過(guò)超聲波作用到表皮下從而測(cè)得表皮下結(jié)構(gòu)[9]。隨著技術(shù)的發(fā)展，高頻率的超聲換能器實(shí)現(xiàn)了對(duì)皮膚高分辨率的測(cè)試。Lee等[5]采用Dermascan C高頻率超聲測(cè)試儀對(duì)皮膚真皮層的距離和密度做出測(cè)量，由微處理器評(píng)價(jià)和可視化成為一個(gè)二維彩色圖像[10]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示皮膚真皮層密度與皮膚表面粗糙度有強(qiáng)烈的正相關(guān)關(guān)系，這為我們提供了一種新的直接測(cè)量皮膚表面皺紋的方法。

1.3.2磁共振成像：磁共振成像（MRI）是一種廣泛應(yīng)用于身體各部位診斷的檢測(cè)技術(shù)，尤其是皮膚深處的組織。由于無(wú)法獲取高的空間分辨率，該方法在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都不適用于皮膚。新發(fā)展的磁共振微成像（MRM）可以無(wú)創(chuàng)性地呈現(xiàn)出高分辨率的皮膚圖像，并借助計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)獲取皮下的3D結(jié)構(gòu)，得到毛孔大小、表皮厚度和真皮結(jié)構(gòu)改變[11]，可用于皮膚不同層次變化的評(píng)估。

1.3.3共聚焦顯微鏡：共聚焦顯微鏡（CLSM）是一種非創(chuàng)性、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)掃描三維成像技術(shù)，可對(duì)活體的不同皮膚層面進(jìn)行分析，被稱為“皮膚CT”。共聚焦顯微鏡利用組織細(xì)胞不同聚焦面的發(fā)射系數(shù)不同，一層層對(duì)皮膚進(jìn)行顯像，空間分辨率達(dá)1μm[12]。超聲檢測(cè)和MRI檢測(cè)更適合于觀測(cè)真皮和皮下組織，而共聚焦顯微鏡在觀測(cè)角質(zhì)層、表皮和真皮層上更有優(yōu)勢(shì)。共聚焦顯微鏡是一種準(zhǔn)確敏感，可以把年齡對(duì)皮膚的影響量化和特征化的工具。用這種技術(shù)對(duì)青年（18～25歲）和老年人（大于65歲）前臂內(nèi)側(cè)的皮膚檢測(cè)，逐層分析表皮和真皮層，隨年齡增長(zhǎng)，角質(zhì)層厚度無(wú)明顯改變，顆粒層、基底細(xì)胞層厚度增加，真皮數(shù)目顯著減少[13]。紫外線照射皮膚之后，在皮膚還未發(fā)生肉眼可見(jiàn)的變化時(shí)，共聚焦顯微鏡即可觀測(cè)到黑素細(xì)胞體積增大，數(shù)量增多，當(dāng)局部毛細(xì)血管血流增加被腎上腺素阻斷后，可以減少色素沉著的發(fā)生[14]。共聚焦顯微鏡最大的優(yōu)點(diǎn)是可以將皮膚受到外界刺激之后表皮和真皮的變化量化，這為臨床和實(shí)驗(yàn)研究提供了統(tǒng)計(jì)依據(jù)。Christopher等[15]最近報(bào)道有一種新的手持共聚焦激光掃描顯微鏡MEMS （Lucid Vivascope 3000），可以直接測(cè)量一些較難的部位，拍到毛細(xì)血管情況并且提供更加高清的圖片。

1.3.4光學(xué)相干斷層掃描：光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（OCT）是超聲的光學(xué)模擬品，檢測(cè)生物組織不同深度層面對(duì)入射弱相干光的不同反射信號(hào)，可得到活體組織表面2～3mm深的超微二維或三維結(jié)構(gòu)圖像，可用于無(wú)創(chuàng)檢測(cè)活體表皮和真皮超微結(jié)構(gòu)[16]，具有廣闊的發(fā)展前景。高分辨率的OCT能檢測(cè)到人體健康皮膚的表皮層、真皮層、附屬器和血管。Welzel等[17]用各種外部刺激引導(dǎo)正常皮膚形態(tài)和功能的改變，并成功地應(yīng)用OCT檢測(cè)了角質(zhì)層厚度的改變，黑素可輕微減少真皮中的信號(hào)強(qiáng)度，紅斑和水腫可減少光衰減，表明不同的生理狀況將影響皮膚的光學(xué)特性。

1.3.5多光子激光掃描成像：多光子吸收的歷史可追溯到1931年，當(dāng)時(shí)Meier做出了高光強(qiáng)度下多光子吸收會(huì)發(fā)生的理論預(yù)斷。多光子激光掃描顯微鏡采用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外激光，能量脈沖式激發(fā)，能量密度高，在生物組織中的穿透力更強(qiáng)，熒光激發(fā)只發(fā)生在焦點(diǎn)，定位準(zhǔn)確，對(duì)活細(xì)胞損傷小，可以從細(xì)胞及分子水映真皮基質(zhì)膠原情況[18]。Keiichi等[19]通過(guò)多光子激光掃描顯微鏡攝取志愿者臉頰部皮膚圖像，可以深入到皮膚表面110μm的深度，分析發(fā)現(xiàn)SHG和SAAID與年齡線性相關(guān)，并且準(zhǔn)確反映真皮膠原層和皮膚彈性，可以認(rèn)為SHG和SAAID指數(shù)可以作為評(píng)價(jià)皮膚老化的有效客觀指標(biāo)。多光子激光掃描顯微鏡彌補(bǔ)了共聚焦顯微鏡易產(chǎn)生光漂白和光毒性的不足。各種無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

1.4皮膚機(jī)械性能檢測(cè)：皮膚彈性無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)把皮膚彈性的研究加以量化，使皮膚彈性的評(píng)價(jià)有了客觀標(biāo)準(zhǔn)。目前的測(cè)量方法主要分為三類：①?gòu)椥郧辛Σy(cè)量法：如DensiScore，該儀器通過(guò)接觸皮膚，按壓雙臂水平施加同等壓力，在青年人的皮膚，水平壓力可以產(chǎn)生細(xì)小的皺褶，而皺褶的數(shù)目和寬度隨著年齡而增長(zhǎng)。這為測(cè)量年齡相關(guān)的皮膚機(jī)械性能下降提供了直接的檢測(cè)技術(shù)。與DensiScore不同的是，Extensometer[20]采用伸拉的方法測(cè)量，傳感器記錄皮膚可被牽拉的伸展度，此方法耗時(shí)較短，使用起來(lái)比較方便；②扭力法：早在1989年Escoffier等[21]開(kāi)始應(yīng)用twistometer研究年齡對(duì)皮膚生物特性的影響，該儀器可以輕柔地?cái)Q轉(zhuǎn)皮膚，通過(guò)不斷施加特定時(shí)間間隔的轉(zhuǎn)力，研究者可以測(cè)量皮膚的變形程度，以及變形恢復(fù)到基線狀態(tài)所需要的時(shí)間。研究者可據(jù)此計(jì)算皮膚的伸展性、粘性和還原性。優(yōu)點(diǎn)是較適合對(duì)皮膚硬度做評(píng)價(jià)，但對(duì)其他彈性參數(shù)無(wú)法獨(dú)立評(píng)價(jià)；③吸力法：代表是CK公司的Cutometer[22]系列，這種方法目前應(yīng)用最廣泛。從最早的SEM474到SEM575、MPA580，都是基于吸力和拉伸原理設(shè)計(jì)。在被測(cè)試皮膚表面產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓將皮膚吸進(jìn)一個(gè)特定的測(cè)試探頭內(nèi)，皮膚被吸進(jìn)測(cè)試探頭的深度通過(guò)一個(gè)非接觸式光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)得，得到一條皮膚被拉伸的長(zhǎng)度和時(shí)間的關(guān)系曲線，通過(guò)此曲線得到的彈性參數(shù)代表皮膚彈性特征。該方法測(cè)試程序迅速簡(jiǎn)便，采用的參數(shù)不受皮膚厚度的影響，是研究皮膚老化的較好指標(biāo)。缺點(diǎn)是測(cè)試部位較局限，并且不能測(cè)量較硬皮膚的粘彈性和評(píng)價(jià)皮膚的各向異性。

1.5皮膚水分的檢測(cè)：皮膚屏障功能在很大程度上依賴于角質(zhì)層的水分和脂質(zhì)成分[23]。皮膚水分的非創(chuàng)傷性檢測(cè)用于在保證皮膚不受任何損傷的情況下，測(cè)量出人體皮膚的水分比值。主要采用電容原理，即根據(jù)水和其他物質(zhì)的介電常數(shù)的差別進(jìn)行皮膚含水量的測(cè)定。較常見(jiàn)的有corneometer測(cè)試儀，通過(guò)測(cè)定角質(zhì)層對(duì)電流的抵抗力，檢測(cè)皮膚電特性[24]，可提供直觀、可信的角質(zhì)層水分檢測(cè)方法。另外，還可以使用Evaporimeter濕度計(jì)檢測(cè)經(jīng)表皮失水率，檢測(cè)在一定時(shí)間內(nèi)水蒸氣丟失量[25]。

1.6皮膚脂質(zhì)產(chǎn)物檢測(cè)：皮膚表面的脂質(zhì)可以通過(guò)顯微鏡觀測(cè)，也可以采用更加方便的方法，比如Lipometer、Sebumeter或Sebutape進(jìn)行檢測(cè)，后者是一種可以吸收油脂的卷帶[26]，這種卷帶是不透明的薄膜，當(dāng)接觸皮膚油脂后變?yōu)橥该?，然后放入脂質(zhì)儀中通過(guò)記錄透明區(qū)域的大小和數(shù)量檢測(cè)脂質(zhì)產(chǎn)量和皮脂腺活躍度。

2 展望

縱觀皮膚光老化的無(wú)創(chuàng)性測(cè)量方法，老方法得到不斷研究擴(kuò)展，新方法不斷開(kāi)發(fā)和引進(jìn)，如何制定出一套系統(tǒng)客觀有效的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)成為一個(gè)值得思索的問(wèn)題。隨著數(shù)碼技術(shù)的發(fā)展，從主觀目測(cè)發(fā)展到客觀的計(jì)算機(jī)數(shù)字化處理體系的應(yīng)用，以及多種技術(shù)和方法的聯(lián)合應(yīng)用。最終目的均在于使得檢測(cè)更為簡(jiǎn)便、精確和科學(xué)，從而為光老化皮膚的診斷和治療提供科學(xué)依據(jù)。但必須意識(shí)到各種方法均有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選擇，特別是在精確性、實(shí)際可操作性方面，如臨床治療效果評(píng)估要求快速方便，可借助于皮膚鏡、數(shù)碼照片、評(píng)分表等。而對(duì)精確性要求較高的科研工作，可借助昂貴的大型儀器，如共聚焦顯微鏡、多光子激光掃描顯微鏡和光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)等。

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篇6

【關(guān)鍵詞】光纖光柵；Bragg原理；在線檢測(cè)；切削力

0 引言

隨著光纖光柵制造技術(shù)的進(jìn)步和性能的改善，光纖光柵傳感器在傳感器領(lǐng)域中會(huì)處于越來(lái)越重要的地位。傳統(tǒng)的 “干涉型”光纖傳感器缺點(diǎn)日益明顯，而以光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating， FBG）為主的光纖光柵傳感器最主要的優(yōu)點(diǎn)是傳感信號(hào)為波長(zhǎng)調(diào)制以及復(fù)用能力強(qiáng)，避免了干涉型光纖傳感器相位測(cè)量模糊不清等問(wèn)題。光纖布拉格光柵感測(cè)技術(shù)滿足了抗電磁干擾強(qiáng)、可靠性高、易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊方面的測(cè)試要求，在切削系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)化管理等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

本文首先對(duì)基于Bragg原理的光纖光的理論和工作原理作了具體的介紹；然后從技術(shù)路線方面分析了在線切削測(cè)量主要環(huán)節(jié)的技術(shù)核心；最后對(duì)切削力指數(shù)公式進(jìn)行了曲線擬合，得出均方差值，驗(yàn)證了測(cè)量重復(fù)性；光纖光柵在線檢測(cè)方法為切削力的精確測(cè)量提供了保障，在現(xiàn)代化機(jī)加工領(lǐng)域起著重大的作用。

1 基本理論

2 測(cè)量原理

光源將某個(gè)特定波長(zhǎng)的光傳輸?shù)焦饫w中，例如，波長(zhǎng)的范圍在1310nm～1390nm?？虒懺诠饫w內(nèi)部的布拉格光柵反射該特定波長(zhǎng)的光，這部分的光被傳輸?shù)浇庹{(diào)儀中，而另一部分沒(méi)有被布拉格光柵反射的光到達(dá)了光纖的另一端。當(dāng)光纖Bragg光柵的某一部分受到切削力時(shí)，切削力會(huì)改變布拉格光柵反射的光的波長(zhǎng)，有效折射率neff和光柵平面的周期間隔？撰會(huì)受到應(yīng)力及溫度T的影響，引起反射光波長(zhǎng)的偏移，波長(zhǎng)由λB增加到λ'B。從式（6）可以看出光柵對(duì)應(yīng)變和溫度的影響是不一樣的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，測(cè)力裝置粘貼FBG位置遠(yuǎn)離刀尖，幾乎不受切削熱影響，因此認(rèn)為FBG的溫度不變化，波長(zhǎng)的偏移量λB只受切削刀具應(yīng)變改變的影響，則光纖光柵反射波長(zhǎng)的偏移可用式（7）表示。如圖1所示為光纖Bragg光柵感測(cè)原理圖。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與技術(shù)分析

通過(guò)建立并標(biāo)定光纖Bragg光柵的應(yīng)變響應(yīng)與切削力產(chǎn)生的應(yīng)變的關(guān)系，由Bragg波長(zhǎng)的變化測(cè)量出應(yīng)力的變化。光纖布拉格光柵感測(cè)系統(tǒng)由光源、FBG、光學(xué)變換、光電探測(cè)、解調(diào)濾波器、PC機(jī)、網(wǎng)口和顯示輸出裝置組成，光纖光柵解調(diào)最直接的方法是利用虛擬光譜儀。系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖2所示。

加工過(guò)程中產(chǎn)生的切削力通過(guò)刀桿傳遞給測(cè)力裝置內(nèi)嵌的彈性元件，彈性元件表面粘貼的FBG采集應(yīng)變量信息，刀具切削引起的應(yīng)變?chǔ)抛饔糜诠鈻派稀Ｍ瑫r(shí)，光源將光入射到光纖中，由于纖芯折射率周期性變化，使光纖中向前和向后傳輸?shù)碾姶挪詈?。光柵周期？撰發(fā)生變化，這樣就改變了中心布拉格波長(zhǎng)λB的大小。布拉格的中心波長(zhǎng)λB光譜峰值的移動(dòng)通過(guò)光譜儀中的成像反光鏡成像在陣列接收器的接收面上，形成光譜譜面。讓整個(gè)光譜中任一個(gè)微小譜帶照射到光電探測(cè)器的像元上，探測(cè)器將移相后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。然后經(jīng)過(guò)解調(diào)濾波，由PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，最后顯示器顯示輸出或者通過(guò)網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，就可以直接在計(jì)算機(jī)上確定應(yīng)力σ的數(shù)值。

4.2 測(cè)力系統(tǒng)重復(fù)性分析

為了驗(yàn)證相同切削用量條件下測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性，試驗(yàn)中主軸轉(zhuǎn)速取200r/min，刀具進(jìn)給量0.13mm/r，切削深度為0.25mm進(jìn)行動(dòng)態(tài)切削實(shí)驗(yàn)。x、y、z三個(gè)方向加載后應(yīng)變值的測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

5 結(jié)論

研究結(jié)果表明，Bragg光柵光纖切削力在線檢測(cè)的測(cè)量結(jié)果的均方差值很小，測(cè)量精度高、可重復(fù)性好、分辨能力強(qiáng)。Bragg光柵調(diào)制技術(shù)創(chuàng)造性地將傳感、在線檢測(cè)、遠(yuǎn)傳原有的技術(shù)有機(jī)組合，是一種新型的創(chuàng)新技術(shù)。接下來(lái)的工作將致力于光纖光柵的溫度補(bǔ)償領(lǐng)域，從而使這種先進(jìn)的技術(shù)能夠更有效、廣泛的應(yīng)用于高溫機(jī)加工等工作溫度環(huán)境十分惡劣的條件。

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篇7

【關(guān)鍵詞】短波廣播信號(hào)；監(jiān)測(cè)技術(shù)；特征

引言

短波廣播在具體應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離信息傳輸，因此應(yīng)用十分廣泛。但是，從短波廣播的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，會(huì)受到外界因素的干擾，在信號(hào)傳輸過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定和失真情況，從而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，影響信號(hào)的傳遞。由此可見(jiàn)，做好短波廣播信號(hào)特征與監(jiān)測(cè)技術(shù)分析意義重大。

1.短波廣播信號(hào)特征

短波廣播信號(hào)與其一般廣播信號(hào)相比有著許多不同之處，廣播短波信號(hào)的性質(zhì)直接決定了其具有許多特征。短波廣播信號(hào)發(fā)射形式為A3E，AM是使其調(diào)制方式，寬帶處于3-9kHz之間。短波廣播信號(hào)傳播過(guò)程中，信號(hào)強(qiáng)度的改變會(huì)引起電平信號(hào)的轉(zhuǎn)變，并且信號(hào)普遍集中在特定廣播頻段之內(nèi)。但是，其中也會(huì)存在一些非法電臺(tái)的信號(hào)。由于廣播大寬帶信號(hào)具有較強(qiáng)的特殊性，短波廣播與調(diào)頻立體聲之間的音質(zhì)差異巨大。但是，短波廣播具有悠久的發(fā)展歷史，在世界任意一個(gè)國(guó)家都能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸。此外，從而短波廣播信號(hào)接收結(jié)構(gòu)來(lái)看，可以在室外和室內(nèi)使用，并且也能夠在一些交通工具中使用。例如，可以在火車、汽車等結(jié)構(gòu)中使用。綜上所述，短波廣播具有較多特征，并且每一項(xiàng)特征都十分明顯。從目前廣播的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，短波廣播在廣播中所占的比例最高。相關(guān)部門的調(diào)查結(jié)果顯示，短波廣播具有其它類型廣播所不具有的優(yōu)勢(shì)和特征。

2.監(jiān)測(cè)短波廣播信號(hào)技術(shù)

2.1通過(guò)設(shè)備監(jiān)測(cè)廣播電臺(tái)頻率

利用設(shè)備對(duì)短波廣播頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)是一種比較常見(jiàn)的方式。在利用儀器對(duì)廣播進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要做好相應(yīng)的設(shè)置工作。首先，將步長(zhǎng)設(shè)置為1MHz,在白天將門限電平設(shè)置在0dBuV，夜間則設(shè)置為5dBuV。在設(shè)定門限電平時(shí)，可依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這主要是因?yàn)椴煌A段的背景下，廣播信號(hào)強(qiáng)度以及廣播內(nèi)容之間都存在較為明顯的差異。其次，將AM設(shè)置為設(shè)備調(diào)解方式，持續(xù)20秒。利用這種方式搜索短廣播信號(hào)十分有效，如搜索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)超出電平的信號(hào)，則會(huì)在該頻道暫留20秒。通過(guò)該方式可以區(qū)分收聽(tīng)到的廣播信號(hào)，可以很好的分析廣播信號(hào)頻率，并對(duì)分析后的內(nèi)容進(jìn)行記錄。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比確認(rèn)發(fā)射源

目前，短波信號(hào)在全球范圍內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用，因此國(guó)際電聯(lián)制作了合法的專業(yè)電頻數(shù)據(jù)庫(kù)。在尋找短波發(fā)射源位置過(guò)程中，對(duì)于短波發(fā)射源位置的確定可以通過(guò)國(guó)際頻率對(duì)比方式進(jìn)行。但是，需要注意的是國(guó)際短波廣播中經(jīng)常會(huì)應(yīng)用不同的語(yǔ)言，這使監(jiān)測(cè)人員的工作變得更加困難。在這情況下，工作人員在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料進(jìn)行對(duì)比時(shí)，確定了廣播信號(hào)的發(fā)射源后，還需要通過(guò)合理的方式收集一段播音，然后利用網(wǎng)絡(luò)分別播音語(yǔ)言，最后利用大量的資料判斷發(fā)射源。

2.3聯(lián)合側(cè)向定位技術(shù)在短波廣播信號(hào)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

該技術(shù)的應(yīng)用需要2個(gè)監(jiān)測(cè)站的支持，并且2個(gè)監(jiān)測(cè)站在地理位置上不能處于平行。在具體監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要充分利用短波廣播寬帶寬、電平強(qiáng)、場(chǎng)強(qiáng)大等諸多特點(diǎn)。在監(jiān)測(cè)信號(hào)時(shí)，要判斷監(jiān)測(cè)信號(hào)一致與否，同時(shí)在該過(guò)程中需要通過(guò)對(duì)比頻譜特征集信號(hào)就參數(shù)特征確定信號(hào)種類，并排除監(jiān)測(cè)站收到的其它信號(hào)，利用側(cè)向系統(tǒng)音頻傳輸功能整理與分析監(jiān)測(cè)信號(hào)中的內(nèi)容。如果通過(guò)最終的監(jiān)測(cè)，確定該信號(hào)來(lái)自同一電臺(tái)，那就可以測(cè)量示向度，對(duì)信號(hào)發(fā)射源進(jìn)行確定，尋找到信號(hào)的發(fā)射位置。若2個(gè)（或2個(gè)以上）監(jiān)測(cè)站在運(yùn)行過(guò)程中，只有一個(gè)可以監(jiān)測(cè)到短波信號(hào)，那么在實(shí)際操作過(guò)程中，要應(yīng)用單站定位功能對(duì)發(fā)射信號(hào)源進(jìn)行檢查。若監(jiān)測(cè)站沒(méi)有單站定位能力，在操作過(guò)程中則需要加派兩輛監(jiān)測(cè)車與固定基站進(jìn)行配合，追蹤信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行定位。在定位信號(hào)時(shí)，需要注意保持監(jiān)測(cè)車與固定站之間的距離，對(duì)于兩者之間距離的動(dòng)態(tài)測(cè)量與修正可以通過(guò)兩者之間的夾角完成，在整個(gè)過(guò)程中尋找最大夾角距，找到最佳距離。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)確定固定短波來(lái)源的監(jiān)測(cè)效果十分顯著，但是需要注意的是，對(duì)于突發(fā)短波信號(hào)的處理，該技術(shù)的作用效果并不理想。

2.4利用分析法確定短波發(fā)射源的具置

分析法主要是對(duì)整點(diǎn)呼號(hào)方式和語(yǔ)言進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，在利用分析法對(duì)短波廣播信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)人員的語(yǔ)言水平必須能夠達(dá)到工作要求。這主要因?yàn)?，短波信?hào)涉及到的語(yǔ)言種類相對(duì)較多，因此操作人員需要能夠準(zhǔn)確分辨不同種類的語(yǔ)音，掌握世界各個(gè)地區(qū)的語(yǔ)音類型，在分析信號(hào)中能夠快速甄別播報(bào)語(yǔ)言的類型，找到問(wèn)題出現(xiàn)的源頭。例如，亞洲區(qū)域具有較多的語(yǔ)言類型，除了日語(yǔ)、韓語(yǔ)、印尼語(yǔ)等多個(gè)國(guó)家的語(yǔ)言外，還有嶺南語(yǔ)、廣東話等不同類型的語(yǔ)言，因此監(jiān)測(cè)員要想準(zhǔn)確判斷廣播信號(hào)發(fā)射源所處的位置，就必須掌握大量的語(yǔ)言知識(shí)。以整點(diǎn)呼號(hào)方式為基礎(chǔ)，對(duì)廣播信號(hào)進(jìn)行分析，整點(diǎn)呼號(hào)指的是發(fā)射源所具有的一種特殊性的標(biāo)志，在分析廣播信號(hào)過(guò)程中可以結(jié)合這一特特征完成對(duì)信號(hào)源地及區(qū)域的判斷。利用分析法能夠更加直觀判斷廣播信息，但是該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在的一個(gè)較大的困難，就是工作人員需要掌握大量的語(yǔ)言知識(shí)，而從實(shí)際情況來(lái)看，這種掌握大量語(yǔ)言知識(shí)的人才比較短缺，因此，該方法大范圍推廣難以實(shí)現(xiàn)，但是這無(wú)法否定語(yǔ)言分析法在短波廣播信號(hào)監(jiān)測(cè)的優(yōu)秀性。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，短波廣播是廣播發(fā)展過(guò)程中不可獲取的一個(gè)組成部分，對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用，可以大幅度提高廣播質(zhì)量及廣播效果。因此，相關(guān)工作人員需要對(duì)短波廣播有一個(gè)更加清楚的認(rèn)識(shí)，全面掌握短波廣播特征，并且通過(guò)合理的監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)短波廣播信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保短波廣播傳輸質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而為促進(jìn)廣播行業(yè)的發(fā)展提供支持。

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篇8

關(guān)鍵詞：廣播； 信號(hào)； 監(jiān)測(cè)； 技術(shù)

隨著我國(guó)廣播事業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的電視、廣播節(jié)目總體數(shù)量呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在這種大背景下，通過(guò)現(xiàn)金的方式方法對(duì)廣播電視內(nèi)容進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理，就顯得尤為重要，正是這種需求的存在，導(dǎo)致了行業(yè)內(nèi)部的監(jiān)播系統(tǒng)的產(chǎn)生?，F(xiàn)階段，在我國(guó)全國(guó)范圍內(nèi)，共計(jì)2000多個(gè)廣播電視機(jī)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際的監(jiān)督管理需要，各地成立了數(shù)量眾多的廣電部門來(lái)對(duì)日常的播放行為進(jìn)行監(jiān)督和管理。而如何針對(duì)我國(guó)當(dāng)前階段社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求，對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)為數(shù)眾多的廣播電視機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督和管理，也就成為我國(guó)各地廣電部門工作中的重點(diǎn)內(nèi)容，為了更好的了解廣播電視信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù)，筆者從廣播電視監(jiān)視系統(tǒng)的功能和工作原理，系統(tǒng)的工作流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)及技術(shù)難題進(jìn)行詳細(xì)探討。

2 廣播電視監(jiān)播系統(tǒng)的功能和工作原理

作為一套復(fù)雜而完整的監(jiān)督系統(tǒng)，廣播電視監(jiān)播系統(tǒng)能夠根據(jù)事先設(shè)置的指令，對(duì)廣播電視播出的內(nèi)容進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理，為事后的查詢和管理提供必要的數(shù)據(jù)支持。利用這套系統(tǒng)，能夠?qū)Σコ龉?jié)目中的內(nèi)容、廣告、時(shí)長(zhǎng)等要素進(jìn)行監(jiān)督和控制，尤其是能夠針對(duì)事先設(shè)定的特殊詞匯進(jìn)行有效的監(jiān)管，更是規(guī)范了我國(guó)當(dāng)前的廣播電視行業(yè)，為我國(guó)的社會(huì)主義精神文明的建設(shè)提供了必要的支持。其工作目的主要包括如下幾個(gè)方面。(1)提取關(guān)鍵詞，或者根據(jù)預(yù)先設(shè)定的特殊圖像來(lái)對(duì)播出內(nèi)容進(jìn)行有效的監(jiān)督和管理；(2)根據(jù)預(yù)先設(shè)定要求，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行特殊記錄和信息提??；(3)對(duì)播出的非法信號(hào)進(jìn)行有效的識(shí)別和切換；(4)從監(jiān)測(cè)的最終結(jié)果出發(fā)，自動(dòng)生成節(jié)目播放串單。實(shí)際上，在這一系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)所監(jiān)督的播放內(nèi)容進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)才是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。該系統(tǒng)的主要功能在于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序要求，對(duì)廣播電視播出的內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別和控制，從而能夠保證播出內(nèi)容符合我國(guó)的根本利益，這就要求從播出內(nèi)容的共性出發(fā)，有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督和管理。一般來(lái)說(shuō)，在我國(guó)當(dāng)前的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系下的廣播和電視臺(tái)，在當(dāng)前階段所播放的節(jié)目中，以下幾點(diǎn)特點(diǎn)值得我們給予特別關(guān)注：首先，同一廣告的播出，在短時(shí)間內(nèi)具有非常明顯的連續(xù)性和重復(fù)性，在一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行連續(xù)的疲勞轟炸。其次，廣告播放過(guò)程中具有非常明顯的矢量差異性。

在該系統(tǒng)中，實(shí)際上就是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的揭幕的原始音頻信息提取隨時(shí)間變化的語(yǔ)音特征序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播電視的播出內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)和識(shí)別。這一過(guò)程中，重點(diǎn)內(nèi)容就是矢量提取，從上世紀(jì)七八十年代出現(xiàn)以來(lái)，該技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，而矢量量化問(wèn)題更是成為當(dāng)前對(duì)廣播電視播放內(nèi)容進(jìn)行有效監(jiān)控的重要前提。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)陳各種，如果檢測(cè)出存在于矢量文件夾中相同或者相近的內(nèi)容，那么就可以根據(jù)具體的要求來(lái)對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行更為細(xì)致的監(jiān)測(cè)，通過(guò)實(shí)踐算法和其他數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用來(lái)具體的出現(xiàn)次數(shù)和首次出現(xiàn)時(shí)間、最后出現(xiàn)時(shí)間。

3 系統(tǒng)的工作流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)及技術(shù)難題

我國(guó)當(dāng)前的光電節(jié)目監(jiān)播系統(tǒng)的主要工作流程一般都是先從多路廣播電視中的信號(hào)采集，將一般的廣播電視信號(hào)轉(zhuǎn)化成為 MPEG- 4或者其他能夠被系統(tǒng)識(shí)別的格式文件，然后通過(guò)矢量計(jì)算，對(duì)信號(hào)的矢量特征進(jìn)行提取，形成能夠被系統(tǒng)識(shí)別的矢量文件夾，在此之后，利用控制識(shí)別算法，對(duì)這一文件夾中的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，形成一定格式的數(shù)據(jù)錄入相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)中，最終通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的調(diào)用和查詢，形成監(jiān)控信息，通過(guò)顯示設(shè)備形成具體的統(tǒng)計(jì)圖表，送交專人處理，實(shí)際上，完成這一目標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)有磁盤列陣、多路電視信號(hào)轉(zhuǎn)播器以及必要的矢量處理板卡等。這些設(shè)備對(duì)系統(tǒng)功能的最終實(shí)現(xiàn)具有非常重要的顯示意義，一定程度上其工作效果決定了系統(tǒng)的最終性能和整體的穩(wěn)定性。

在該系統(tǒng)中，識(shí)別引擎設(shè)計(jì)對(duì)于系統(tǒng)的整體性能的發(fā)揮具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，但是下面幾點(diǎn)問(wèn)題在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)于系統(tǒng)性能的影響是直接影響，需要我們給予足夠的重視。(1)識(shí)別準(zhǔn)確度。通常來(lái)說(shuō)， 識(shí)別準(zhǔn)確度不高于20%，那么對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)識(shí)別的，但是識(shí)別準(zhǔn)確度過(guò)高，所帶來(lái)的巨大計(jì)算量，對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)同樣是難以承受的。(2)計(jì)算能力。Dsp系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，就是由于傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)于如此巨大的數(shù)據(jù)流和計(jì)算量無(wú)法進(jìn)行有效的處理。(3)處理速度。一般情況下，每套系統(tǒng)基本上都要針對(duì)十套以上的電視臺(tái)節(jié)目，這樣就形成了對(duì)硬件系統(tǒng)更高的要求。

當(dāng)前階段，由于西方資本主義國(guó)家在政治經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展普遍較好，而且廣播電視事業(yè)的發(fā)展時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于我國(guó)，所以其監(jiān)播系統(tǒng)的發(fā)展同樣走在了我國(guó)的前面，尤其是其種類繁多、系統(tǒng)性能多樣的特點(diǎn)，更是對(duì)市場(chǎng)形成了一定的壟斷。而我國(guó)當(dāng)前的廣電事業(yè)的發(fā)展同樣取得了前所未有的成就，節(jié)目頻道以及接受群體的快速增加，導(dǎo)致監(jiān)播系統(tǒng)的市場(chǎng)需求量不斷攀升。

4 國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的比較及發(fā)展前景

應(yīng)該看到，雖然我國(guó)廣電事業(yè)發(fā)展相對(duì)落后，監(jiān)播系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)水平同樣低于國(guó)際先進(jìn)水平，但是由于我國(guó)政府對(duì)這一問(wèn)題給予了足夠的重視，同時(shí)我國(guó)的技術(shù)起點(diǎn)相對(duì)較高，所以在很多方面也走在了世界的前面，尤其是系統(tǒng)的整體性能，更是達(dá)到了國(guó)際平均水平。

實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播電視播出節(jié)目的有效監(jiān)控，是所有監(jiān)播系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)目標(biāo)，而對(duì)于這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的評(píng)價(jià)方式，一般主要有主觀評(píng)價(jià)和指標(biāo)評(píng)價(jià)兩種。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)所采用的評(píng)價(jià)方式，基本上都是采用主觀評(píng)價(jià)方式，但是這種評(píng)價(jià)方式實(shí)際上對(duì)于節(jié)目的內(nèi)涵的判定是非常不準(zhǔn)確的，作為最為基礎(chǔ)的判斷部分，主觀評(píng)價(jià)只有通過(guò)必要的定量分析之后，才能夠保證其監(jiān)督的準(zhǔn)確性。但是在我國(guó)最初的廣電事業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，模擬體系沒(méi)有數(shù)字化條件，而且主觀評(píng)價(jià)相對(duì)于指標(biāo)評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)，更為方便快捷，所以被廣泛應(yīng)用于監(jiān)播系統(tǒng)中。而在現(xiàn)階段，指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用，配合人工主觀評(píng)價(jià)模式，已經(jīng)為我國(guó)的整體監(jiān)播系統(tǒng)性能的提升提供了必 要的條件[3]，一定程度上為監(jiān)播事業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率的提升提供了條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)于國(guó)外平均水平來(lái)說(shuō)，我國(guó)當(dāng)前的廣播電視信號(hào)檢測(cè)技術(shù)在很大程度上來(lái)說(shuō)還處于初級(jí)階段，這一問(wèn)題存在的原因是多方面的，不僅僅由于我國(guó)當(dāng)前的廣播電視各個(gè)部分的技術(shù)的落后，同樣還因?yàn)槲覈?guó)當(dāng)前階段的基本國(guó)情的影響。從我國(guó)當(dāng)前的市場(chǎng)實(shí)際需求出發(fā)，我們急切的需求能夠符合當(dāng)前我國(guó)國(guó)家政策需求的先進(jìn)的媒體監(jiān)督提取技術(shù)，開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能的數(shù)字電視信號(hào)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)播系統(tǒng)，快速多通道巡回檢測(cè)算法等技術(shù)的大量應(yīng)用，必將為我國(guó)的廣電事業(yè)的發(fā)展提供巨大的支持和幫助，而當(dāng)前階段的有線電視全網(wǎng)絡(luò)( 前端播控及各級(jí)分配分支點(diǎn)) 的分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)，更是代表了自動(dòng)化監(jiān)播系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。應(yīng)該看到，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，自動(dòng)化監(jiān)管設(shè)備在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的市場(chǎng)發(fā)展空間將會(huì)是非常巨大的。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡航. 語(yǔ)音信號(hào)處理. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010(1): 271- 279.

篇9

【關(guān)鍵詞】近紅外光譜分析技術(shù);肉類產(chǎn)品;檢測(cè);鑒定;預(yù)測(cè)精度

一、檢測(cè)肉類產(chǎn)品化學(xué)成分分析

傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法不適宜于再現(xiàn)即時(shí)檢測(cè)，具有很大的破壞性，并且花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)。但是肉的食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)受到肉品化學(xué)成分的影響很大，而為了評(píng)定肉品的品質(zhì)，NER技術(shù)可以快速、無(wú)損測(cè)定原料肉和肉類制品中多種組分的含量。近些年看來(lái)，在肉品化學(xué)成分快速檢測(cè)方面，近紅外光譜技術(shù)取得很多進(jìn)展，如：Cozzolino為了對(duì)51只羊身上不同部位的306塊肌肉進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用了可見(jiàn)/近紅外光譜，發(fā)現(xiàn)測(cè)定的結(jié)果與花足額分析測(cè)得的結(jié)果具有較好的相關(guān)性，得到水、蛋白質(zhì)、肌內(nèi)脂肪系數(shù)分別為0.76、0.83、0.73。而除了這三種主要組分外，肉的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受脂肪中脂肪酸的組成和含量的影響也挺大，如：Sierra為了預(yù)測(cè)牛肉中各種脂肪酸含量、飽和脂肪酸、支鏈脂肪酸、單一不飽和脂肪酸的系數(shù)，采用了NIR技術(shù)，得到相關(guān)系數(shù)分別為0.837、0.701、0.852。另外，在肉類微量元素含量的近紅外光譜分析方面，Gonzalez-Martin為了檢測(cè)Iberian鮮豬肉糜中的礦物質(zhì)元素Fe、Zn、Ca、Na和K，利用近紅外反射光譜得到了其相關(guān)系數(shù)分別為0.842、0.695、0.761、0.639、0.781。

另外，一些學(xué)者采用近紅外反射儀構(gòu)建了肉糜在線檢測(cè)系統(tǒng)，表明了肉糜力度越小，其預(yù)測(cè)誤差越小。由此可見(jiàn)近紅外光譜技術(shù)對(duì)韓皮昂較少其他化學(xué)成分的檢測(cè)精度不是特別理想，但是可以準(zhǔn)確的測(cè)定肉中主要成分的含量，為了提高檢測(cè)精度需要改善光譜參考方法，同時(shí)，對(duì)于完整肉片檢測(cè)的時(shí)候，近紅外光譜法能達(dá)到在線檢測(cè)的要求，可增加掃描次數(shù)或擴(kuò)大取樣范圍，并將肉切碎或絞碎均勻混合成肉糜狀，檢測(cè)精度要比整塊肉樣要高[1]。

二、應(yīng)用于肉類產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)的分析

肉色是肉品感官評(píng)定的重要指標(biāo)。肉類的感官指標(biāo)主要是肉品的顏色、文理、風(fēng)味等，利用這些指標(biāo)，近紅外光譜技術(shù)與肉品其他物化性質(zhì)的關(guān)聯(lián)性可對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。如：Cozmlino采用修正的偏最小二乘分析法，利用可見(jiàn)光和NIR技術(shù)對(duì)肉的顏色、紅度、黃度進(jìn)行檢測(cè)，得到了同品種豬肉L*和a*的驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)較高。其次，肉類食用品質(zhì)中重要的衡量指標(biāo)還包括嫩度。如：Byrne等在750～1098nm的光譜范圍內(nèi)，采用成分分析法研究了牛肉背最長(zhǎng)肌的嫩度、文理、風(fēng)味與近紅外光譜的相關(guān)性。而Shackelford等利用遠(yuǎn)紅外光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)牛肉畜體的質(zhì)量評(píng)價(jià)和產(chǎn)量分級(jí)。再者，通過(guò)揮發(fā)性鹽基氮這一指標(biāo)來(lái)表示，利用近紅外光譜可以快速評(píng)定肉品的新鮮度。如：Leroy為了評(píng)價(jià)豬肉的新鮮度，利用近紅外光譜技術(shù)，在1200～1300nm波長(zhǎng)建立了揮發(fā)性鹽基氮預(yù)測(cè)模型。由此可見(jiàn)，由于肉類多不均勻，造成了研究肌肉部位受到限制，如果近紅外光譜技術(shù)與機(jī)器視覺(jué)技術(shù)等方法進(jìn)行融合的話，不但可以評(píng)定多種肉品指標(biāo)，還可以提高肉品的感官評(píng)定精度。并且在一定程度上，可以提高在線檢測(cè)效率和實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益。也就是說(shuō)，近紅外光譜技術(shù)快速檢測(cè)肉類主要感官指標(biāo)是可行性的[2]。

三、應(yīng)用于肉類產(chǎn)品物理特性上的分析

肉品系水力式肌肉組織保持水分的能力。在對(duì)肉類物理特性的檢測(cè)時(shí)，NIR技術(shù)主要包括pH系水力和剪切力等。在生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，由于肉品系水力不良，會(huì)造成嚴(yán)重的質(zhì)量損失。近些年來(lái)，在對(duì)生鮮肉系水力進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，國(guó)內(nèi)外利用金宏外光譜技術(shù)的結(jié)果并不理想。如：Hoving-Bolink在線檢測(cè)時(shí)，利用近紅外光譜發(fā)現(xiàn)對(duì)滴水損失的預(yù)測(cè)效果不佳。而Kapper在對(duì)132個(gè)豬肉樣品進(jìn)行紅外光譜分析，得到滴水損失的相關(guān)系數(shù)為0.73。Prevolnik為了研究豬肉的滴水損失，利用近紅外光譜技術(shù)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和偏最小二乘回歸分別建模，預(yù)測(cè)的誤差相近。另外，在對(duì)多種肉類pH進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，廖義濤采集了豬肉肉塊樣本的可見(jiàn)/近紅外光譜，研究了豬肉pH的可見(jiàn)/近紅外光譜在線檢測(cè)，同時(shí)測(cè)定pH，經(jīng)一階微分結(jié)合多元散射校正對(duì)光譜預(yù)處理后RMSEP為0.051，建模型的預(yù)測(cè)相關(guān)系數(shù)為0.905。由此可見(jiàn)，基于近紅外光譜預(yù)測(cè)肉品滴水損失存在一定的局限性，但是近紅外光譜分析技術(shù)更具有在線無(wú)損檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，其他評(píng)價(jià)系水力的方法都存在破壞樣品、樣品準(zhǔn)備復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)等諸多原因。因此，近紅外光譜技術(shù)對(duì)預(yù)測(cè)肉品滴水損失具有一定的顯示意義。提高了近紅外光譜法對(duì)肉品滴水損失的預(yù)測(cè)精度，防止了在因素對(duì)光譜獲取的影響和改善參考方法。

四、對(duì)肉類品種的判斷和安全鑒定

食品安全檢測(cè)中，對(duì)原料肉明確來(lái)源是非常重要的。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)肉類的品種判斷和安全鑒定，近紅外光譜技術(shù)可以對(duì)肉類的化學(xué)成分和含量的分析等為依據(jù)。如：McDevitt為了鑒別不同四樣條件的雞肉，采用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合經(jīng)典化學(xué)分析方法，得到脂肪、蛋白質(zhì)和灰分的相關(guān)系數(shù)為0.93、0.86、0.71，并且快速判別出養(yǎng)殖條件，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖時(shí)間短的雞肉含有更高的脂肪，還含有更低的蛋白質(zhì)和灰分。Andres對(duì)232個(gè)羊羔肉樣品分析獲得NIR光譜曲線，并且進(jìn)行了感官分析，得到的相關(guān)系數(shù)都小于0.40，但是近紅外光譜技術(shù)具有快速辨別羊羔肉的感官特定，能夠區(qū)分優(yōu)良感官指標(biāo)的肉品。一般情況下，化學(xué)方法鑒別真?zhèn)位ㄙM(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，而近紅外光譜技術(shù)可應(yīng)用于原料肉品質(zhì)的快速定性和鑒別分析，能快速對(duì)肉類摻假進(jìn)行鑒別[3]。

五、總結(jié)

近紅外光譜技術(shù)可以代替那些具有污染環(huán)境，危害健康的檢測(cè)器工具或技術(shù)，是一種具有對(duì)大量肉樣的化學(xué)組成進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，并且還能對(duì)肉的物理性質(zhì)和感官品質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)于更好地完善肉及肉制品行業(yè)的安全監(jiān)控具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]趙松瑋，彭彥昆，王偉，張海云，宋育霖，趙娟.基于近紅外光譜的生鮮豬肉新鮮度實(shí)時(shí)評(píng)估[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2012（06）.

[2]廖宜濤，樊玉霞，伍學(xué)千，成芳.豬肉pH值的可見(jiàn)近紅外光譜在線檢測(cè)研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2010（03）.

[3]胡耀華，熊來(lái)怡，蔣國(guó)振，劉聰，郭康權(quán)，佐竹隆顯.基于可見(jiàn)光和近紅外光譜鮮豬肉蒸煮損失和嫩度檢測(cè)的研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2010（11）.

課題：兵團(tuán)科技支疆項(xiàng)目（NO.2014AB037）。

作者簡(jiǎn)介：

篇10

這就是引力波。對(duì)于這種神秘現(xiàn)象的搜尋已經(jīng)持續(xù)了一個(gè)世紀(jì)。這是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種現(xiàn)象，但是長(zhǎng)久以來(lái)物理學(xué)家們一直在爭(zhēng)論其是否的確真實(shí)存在。

1957年，物理學(xué)家們證明，如果引力波的確存在，那么它必定要攜帶能量并因此引發(fā)震蕩。但同樣顯而易見(jiàn)的一點(diǎn)是，這些攜帶能量比太陽(yáng)光高出100萬(wàn)倍的波所引發(fā)的震蕩幅度將會(huì)比一個(gè)原子核直徑還要小。

要想檢測(cè)這樣的波動(dòng)，建造相應(yīng)的探測(cè)裝置似乎是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。但就在1960年代，馬里蘭大學(xué)一名標(biāo)新立異的物理學(xué)家約瑟夫?韋伯（Joseph Weber）開(kāi)始嘗試設(shè)計(jì)第一款這樣的裝置，并且在1969年宣布取得了成功！

這一消息引發(fā)一片興奮和驚愕之情。如此巨大的能量如何能與我們對(duì)恒星和星系的理解相協(xié)調(diào)？于是，一股科學(xué)的淘金熱誕生了。在兩年內(nèi)，全世界的頂尖實(shí)驗(yàn)室便研制出了10種新型探測(cè)設(shè)備。但實(shí)際進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果是一樣的：什么都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。

需要更好的設(shè)備

有些物理學(xué)家感到灰心，放棄了這一領(lǐng)域的研究。但在接下來(lái)的40多年里，有越來(lái)越多的物理學(xué)家們參與了進(jìn)來(lái)，他們致力于研制靈敏度更高的探測(cè)設(shè)備。到了1980年代，全世界范圍內(nèi)的科學(xué)家們相互合作，致力于研制5臺(tái)稱作“低溫諧振桿”的新型設(shè)備，其中一臺(tái)名為“NIOBE”的探測(cè)器設(shè)在西澳大利亞大學(xué)。

這些探測(cè)器簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一些被冷卻到接近絕對(duì)零度的金屬棒。科學(xué)家們使用超導(dǎo)探測(cè)器，其精度比韋伯當(dāng)年的檢測(cè)水平高出100萬(wàn)倍。

1990年代的大部分時(shí)間這一探測(cè)系統(tǒng)一直都在運(yùn)行。如果銀河系內(nèi)的兩個(gè)黑洞發(fā)生碰撞，或是一個(gè)新的黑洞形成，這一探測(cè)系統(tǒng)都應(yīng)該能夠“聽(tīng)見(jiàn)”在宇宙中傳來(lái)的輕微時(shí)空“漣漪”。但事實(shí)是，一片寂靜。

但在研制和使用“低溫諧振桿”系統(tǒng)的期間，科學(xué)家們也的確得到了一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。他們加深了對(duì)量子論如何影響測(cè)量結(jié)果方面的理解，即便在噸一級(jí)的尺度上也是如此。這些探測(cè)器的研制迫使科學(xué)家們轉(zhuǎn)向采用新的測(cè)量方法。如今這已經(jīng)成為一個(gè)主流研究領(lǐng)域，稱作“宏觀量子力學(xué)”。

但檢測(cè)的零結(jié)果并不意味著一切的終結(jié)，而是說(shuō)明我們必須對(duì)宇宙開(kāi)展進(jìn)一步的研究。黑洞碰撞在某一個(gè)特定的星系中可能非常罕見(jiàn)，但如果你對(duì)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的星系進(jìn)行監(jiān)測(cè)，那么它就將成為一種普遍的現(xiàn)象。

激光束

現(xiàn)在，科學(xué)家們急需一種新的技術(shù)，能夠大大提升檢測(cè)系統(tǒng)的敏感度。到了2000年，這種技術(shù)終于出現(xiàn)了，這就是所謂“激光干涉技術(shù)”。

這項(xiàng)技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是使用激光束來(lái)測(cè)量?jī)蓧K相距遙遠(yuǎn)的鏡子之間的細(xì)微震動(dòng)。而這兩塊鏡子之間的距離越大，檢測(cè)到的震動(dòng)也會(huì)越大！而如果轉(zhuǎn)而采用L型的鏡子排布，則將可以讓信號(hào)強(qiáng)度翻倍，并排除來(lái)自激光的噪音信號(hào)。

幾個(gè)物理學(xué)家小組花費(fèi)多年時(shí)間對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究，其中就包括一個(gè)來(lái)自澳大利亞國(guó)立大學(xué)的小組。激光測(cè)量可以在很大的空間尺度上進(jìn)行，因此科學(xué)家們?cè)诿绹?guó)、歐洲和日本建造了直徑達(dá)到4公里的巨型探測(cè)器。

澳大利亞引力天文學(xué)委員會(huì)在該國(guó)珀斯以北建造了一個(gè)研究中心，作為未來(lái)在南半球開(kāi)展引力波研究的探測(cè)器。世界需要這樣做，因?yàn)橹挥羞@樣做，科學(xué)家們才有可能采用三角測(cè)量法計(jì)算出信號(hào)源的位置。

最新的探測(cè)器

這一新的探測(cè)器方案包括兩個(gè)階段。由于該項(xiàng)目包含巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，因此第一步的目標(biāo)僅是驗(yàn)證激光技術(shù)的確可以在4公里的尺度下開(kāi)展應(yīng)用，但在此期間使用較低能級(jí)的激光束，這意味著其能夠探測(cè)到任何信號(hào)的可能性僅有幾個(gè)百分點(diǎn)。

這些大型探測(cè)器都被放置在世界上最大的真空系統(tǒng)之中，其使用的鏡面必須要比望遠(yuǎn)鏡水平的鏡面還要光滑100倍，必須采取措施抵消地震波的影響，并且實(shí)驗(yàn)中使用的激光束必須是最為純凈的光束。

項(xiàng)目的第二階段，研究人員將建造完成更大的鏡面，使用強(qiáng)大得多的激光束，采用更加精確的震動(dòng)控制技術(shù)。這套系統(tǒng)一旦建成，預(yù)計(jì)其高靈敏度將使其每年檢測(cè)到20～40次中子星碰撞形成黑洞的事件。

在計(jì)劃開(kāi)展這兩個(gè)階段的研制工作期間，澳大利亞都受到美國(guó)方面的盛情邀請(qǐng)。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）將承擔(dān)系統(tǒng)中超高精度鏡面的制造工作，這是整個(gè)系統(tǒng)的核心組件之一。

集思廣益

澳大利亞方面在今年早些時(shí)候召開(kāi)會(huì)議，商討這項(xiàng)新的國(guó)家計(jì)劃的議題。該計(jì)劃的一部分是建造一座80米尺度激光研究設(shè)施，就相當(dāng)于某種小型版的引力波探測(cè)裝置。研究人員在這里開(kāi)展涉及新型探測(cè)器的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)，尤其著重于激光方面的研究。

這里的研究組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種新的現(xiàn)象，其中包括激光的光子從聲波的“顆粒”――聲子上發(fā)生的反射。這一現(xiàn)象有著重要意義，因?yàn)樗梢宰鳛橐环N工具，讓研究人員防止這一新型探測(cè)系統(tǒng)中存在的不穩(wěn)定性。

光能也可以被制成“光柱”――回想一下《星球大戰(zhàn)》中的光劍吧！這種裝置可以捕捉更多的引力波能量，從而打開(kāi)一扇通向未來(lái)新型引力波探測(cè)器研制可能性的大門。

發(fā)現(xiàn)的最后階段

2006年，這套系統(tǒng)第一階段的研制達(dá)到其靈敏度目標(biāo)，并且和預(yù)期的一樣，他們沒(méi)有探測(cè)到任何信號(hào)。

按照計(jì)劃，第二階段的探測(cè)器建造將在明年開(kāi)始。澳大利亞的研究組目前正在為此進(jìn)行準(zhǔn)備，因?yàn)檫@套新型探測(cè)器將完全改變現(xiàn)有的游戲規(guī)則。

歷史上第一次，我們對(duì)可能的結(jié)果有了堅(jiān)實(shí)的預(yù)期：我們知道信號(hào)應(yīng)該具有的強(qiáng)度，我們也知道應(yīng)該出現(xiàn)的信號(hào)數(shù)量。我們已不再需要苦苦等候罕見(jiàn)而難以預(yù)期的事件發(fā)生。

我們將得以首次對(duì)大范圍的宇宙空間開(kāi)展監(jiān)視，我們也非常有信心，我們將能夠“聽(tīng)見(jiàn)”遙遠(yuǎn)的宇宙深處發(fā)生的中子星合并事件，或是黑洞的誕生。

一旦這套系統(tǒng)完全建成，預(yù)計(jì)我們幾乎將每周就能接收到一次信號(hào)。但究竟何時(shí)我們能夠達(dá)到這一程度，目前還很難說(shuō)，沒(méi)人可以打包票。我們必須學(xué)習(xí)如何操控這套巨大而復(fù)雜的設(shè)備。