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【關鍵詞】射線檢測,復合材料,無損檢測
中圖分類號:TU761.1+4 文獻標識碼:A文章編號:
前言
隨著近代高新技術的發展,對材料性能要求的日益提高,單質材料很難滿足性能的綜合要求和高指標要求。因此復合材料憑借其優良的性能得到了廣泛的開發和利用,成為了很多行業的優選關鍵材料。為了保證工程的質量必須要保證使用的復合材料的質量,這給復合材料的無損檢驗提出了更多更高的要求,如何提高無損檢驗技術也就成為了復合材料能否更多的被廣泛應用的關鍵,從目前的情況來看,復合材料的無損檢測技術有很多種,其中,射線檢測是比較重要的一種,射線檢測在工業產品的結構測量、缺陷監測和損傷評價等方面都得到了比較廣泛的應用,在現代復合材料的無損檢測中發揮著重要的作用,占據著重要的地位。
射線檢測法在復合材料無損檢測中的應用
X射線照相檢測法
這種檢測方法已經廣泛的應用于工業檢測領域,與現在的檢測技術來說,是應用比較早的檢測技術,是最傳統的無損檢測方法之一,其基本原理在于,通過射線來穿過不同的材料,因為材料的性質不同,射線在經過材料時的衰減量也是不一樣的,從而射線的透射強度也是變化的,在膠片上就會呈現出明暗變化不同的影像,通過觀察這些影像得到檢測結果。針對X射線照相檢測法可以檢測到的材料的缺陷問題,傾向性的觀點是可以發現夾雜物、氣孔,而不能發現垂直于射線方向分布的脫粘和裂紋。X射線照相檢測法的優點是成本低,易操作;其局限性為效率低,缺陷(裂紋)的方位是決定性的,要求與射線平行。
2、X射線實時成像檢測法
隨著生產規模的擴大和對復合材料質量的更高要求,早期的檢測方法已經不再適用于材料的無損檢測,它的可靠性和效率都已經不再適用新的要求,X射線實時成像檢測法就是比傳統檢測方法更進一步的無損檢測法,它的基本原理是利用X射線的特性,即穿透物體的時候,會因為物體的吸收及散射的原因產生衰減,從而在熒光屏上通過特殊的圖像增強器會形成與物體內部想對應的圖像,然后在通過攝像設備把圖像轉化成視頻信號,然后輸出,通過計算機的數字圖像處理技術,對輸出的視頻信號進行分析,從而得到結果。這種檢測法的優點就在于對材料的缺陷可以進行在線檢測,檢測結果自動生成,檢測效率較高。其缺點在于,
通過這種檢測方法得到的圖像樣品是層疊的影像,不利于觀看和分析,缺陷的影像也是累積的,而不是三維的空間影像信息。現在已經發展的主要成像系統有:數字實時成像系統、熒光屏成像系統、圖像增強器成像系統等。
射線計算機斷層掃描檢測法
此種檢測方法是起源于前面提到的第一種方法,與第一種方法的不同之處在于,它的區別在于采用的是圓錐狀射線,檢測原理在于通過準直設備將圓錐狀射線變成面狀或線狀掃描束,從而對射線穿過的物體的某一個斷面掃射,得到一個斷面的圖像,通過分析每一層斷面的圖像就可以得到詳細的檢測結果,達到檢測目的。
4、X射線斷層形貌成像檢測法
X射線斷層形貌成像檢測法的基本原理是利用樣品散射的空間探測來描述材料的內部特征,從而通過分析,得到檢測結果。這種檢測法是X射線散射和圖像成像的優點進行了結合的檢測法,可以對材料機械性能的關系、晶體的界面面貌組織,尺寸進行研究,并且可以對微觀的細小的損失進行分析。它具體的可以分為大、小角度X射線散射方法,大角度的X射線散射是無能量轉變的彈性散射,對結構比較小的分子和原子結構能夠快速反應。而小角度的X射線散射則是傳統的一種對膠體、生物和聚合物進行研究的工具,也可檢測纖維轉向。
5、X射線康普頓散射成像檢測法
康普頓散射成像檢測技術采用散射線成像,射線源與檢測器位于物體的同一側,其技術上的顯著特點是單側幾何布置。具有層析功能,一次可以得到多個截面的圖像,也可得到三維圖像。在理論上圖像的對比度可達到100%。其局限性為,由于康普頓散射成像檢測技術采用散射線成像,因此它主要適于低原子序數物質且位于近表面區厚度較小范圍內的缺陷檢測,通常它適宜檢驗的物體表層厚度區是:鋼約為3ram,鋁約為25ram,塑料和復合材料約為50ram。在應用時必須考慮基體材料和缺陷對射線的散射差別、檢驗要求的分辨力和成像時間。
6、中子射線照相檢測法
中子照相檢測法的基本原理是,通過準直器將中子源發射出的中子束射到被檢驗的物體上,因為不同的物體對中子的衰減系數是不同的,所以檢測器記錄到的已經投射形成的中子束分布圖像就是不均勻的,通過分析這些圖像,就可以對物體內部的雜質和缺陷有清晰的了解,與以前的R或X射線不同的是,中子射線照相檢測法還可以對放射性的物質進行檢測,并且可以對金屬中的一些低原子序數物質進行檢驗,對同一元素的不相同的同位素也可以進行區分,這種檢測法的缺點在于,中子源的價格昂貴,所以檢測耗費就比較貴,中子的安全防護也是必須要特別注意的問題。
三.結束語
綜上所述,目前已有多種射線檢測技術應用到復合材料無損檢測中,獲得了較好的結果,對復合材料制備過程的質量控制及其產品的質量評價等起到了至關重要的作用。提高了復合材料的使用可靠性,同時也為復合材料結構設計提供了更多的選擇機會。隨著復合材料設計水平的不斷提高和新制備方法的應用,將會有越來越多性能優良的復合材料被開發利用。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑工程;檢測技術;發展特點
中圖分類號:TU7文獻標志碼:A文章編號:2095-2945(2018)06-0057-02
工程檢測在建筑工程中的重要行主要體現在提高工程質量和保障施工安全兩個方面,與此同時其還能夠保障相關監督工作落實到位。近年來,我國建筑行業發展速度不斷加快,大量的新型材料被應用與建筑工程中,在此基礎上,工程檢測技術的發展進程不斷加快,目前我國工程檢測技術種類十分豐富。而所謂的工程檢測技術其存在的主要目的是利用相關手段來對工程的施工質量進行測試,并為工程建設提供可靠的技術依據。基于此可以看出,工程檢測技術的發展水平也在一定程度上影響著建筑行業工程的發展水平。
1研究現狀
伴隨著我國建筑工程行業的迅猛發展,工程檢測技術隨之日益豐富化、創新化,檢測技術水平不斷提升。我國學術界對于建筑工程檢測技術的發展進行了諸多研究,且研究碩果累累。解國梁、申向東等人(2011年)在文章《紅外熱像技術及其在建筑工程無損檢測中的應用》中著重分析了紅外熱像技術的應用原理,指出物體表面發熱率、大氣的吸收、背景的輻射都會對紅外熱像測試精度產生一定程度的影響,在此基礎上,從建筑節能是否達標、外墻飾面磚粘結質量是否良好、屋面、墻體是否有滲漏、受潮現象,混凝土表面是否存在缺陷等方面探討了紅外熱像檢測技術的具體應用。何忠華(2012年)在論文《淺談樁基檢測技術在建筑工程中的應用》中認為樁基工程是建筑工程的基礎,直接關系到建筑工程質量,對樁基檢測是控制建筑工程質量的重要手段,并提出樁基低應變、樁基高應變、單樁復合地基靜荷載三種樁基檢測技術,最后基于其多年在工程現場檢測中的經驗對樁基檢測做出了詳細總結,他指出,在樁身抗阻多變時,以低應變樁基檢測技術對樁身完整性進行檢測局限性較大,很難對樁身進行全面測量,檢測結果的準確性有待考量。并提出高應變在獲取相關參數后,可精準檢測出樁基單樁載荷能力,該方法是樁基檢測中最為快捷有效的方法。通過對我國建筑工程檢測具體案例的分析,筆者了解到近年來,在我國建筑工程檢測中應用最廣泛的當屬無損檢測技術。例如,張亞峰(2014年)在《無損檢測技術在既有建筑工程中的應用》一文中,分別論述混凝土強度無損檢測與鋼結構無損檢測,其中混凝土檢測主要利用聲波法、回彈法、探地雷達法、綜合法四種檢測方法;鋼結構檢測主要利用磁粉、滲透、超聲波三種方法進行檢測。最后提出,為進一步提升無損檢測精度,可建立更為完善的檢測體系,加強檢測過程的全程監控。另外,擴大檢測范圍與內容,實現對建筑結構的綜合檢測,從而有效確保的建筑結構的安全性與可靠性。
近年來,我國學者在建筑工程檢測上進行了多方位的理論研究與實踐探索,但伴隨著建筑工程行業的飛速發展,建筑工程檢測仍需不斷完善。本文在分析當前建筑工程檢測特點出發,分析其常用檢測技術,提出建筑工程檢測的未來發展趨勢。
2我國建筑工程檢測技術現狀
工程檢測主要有檢測工程建設中材料、施工質量以及工程使用功能的水平等內容,隨著檢測技術在建筑行業中的不斷應用和革新,我國建筑檢測技術發展速度加快,檢測技術種類不斷增加,但是這些檢測技術在應用過程中都或多或少的存在一些問題。而導致這一現象的主要原因在于我國建筑檢測工作中并沒有建立一個相對完善統一的檢測標準來規范檢測工作,這對于檢測技術的發展而言是一大阻礙。目前,建筑檢測技術中無損檢測技術的應用可以說是檢測行業中最新的突破,隨著無損檢測技術應用范圍的不斷擴大,其逐漸成為了檢測行業未來發展的主要趨勢。但是現有的技術并不能完全滿足建筑工程發展的需求,還需要對相關技術進行完善和發展。例如,在實踐過程中,對工程檢測技術中存在的問題進行深入的分析,并提出針對性的改善措施。總而言之,我國工程檢測技術雖然得到了一定的發展,但是其依然存在一定的不足之處,例如缺失相關的法律法規,需要對這方面的問題進行及時的完善。
3建筑工程檢測技術發展特點和發展中存在的問題
(1)相比其他國家,我國建筑工程發展的時間比較晚,為了對建筑質量進行更好地評定我國制定了一系列的質量評定規定、施工結構驗收、設計規范等標準,然而并沒有從原則方面對規范的方法和原則進行規范。(2)目前在工程中最常見的檢測方法主要有破損檢測、微破損檢測以及非破損檢測等。其中非破損檢測在對檢測系數進行判定時并不會對建筑結構產生破壞,且使用方便。其中,利用紅外線像技術來檢測混凝土的強度,用磁效應來測量鋼筋位置和直徑。非破損檢測技術能夠保有建筑原有的結構,應用十分方便,精確度較高,但是由于使用量大,因此會增加工程的成本。而另外兩種方法——微破損檢測以及非破損檢測都會對建筑結構產生一定的破壞,在此基礎上它們才能完成檢測估計。微破損法在對工程混凝土強度進行檢測時,一般采用鉆芯法和拉拔法來進行檢測;而破壞性檢測則是對建筑結構的破壞更大,如果想要不破壞建筑達到檢測的目的,就需要對建筑工程進行綜合性試驗,以試驗結果來對檢測值進行判定。通常情況下這兩種方法會用于局部建筑檢測中,這樣能夠減少資源的浪費。然而這兩種方法不僅會破壞建筑結構,同時檢測不全面,且由于取樣較少,因此精確度也無法與非破損檢測法相比。當然隨著我國科學技術水平的不斷提高,相關檢測技術的檢測水平也有了明顯的提高。(3)就目前我國檢測技術發展的現狀來看,其中存在的許多的問題,例如檢測結構的準確性低,檢測工程缺乏相對統一的規范,檢測技術研究不深入等。除此之外,檢測人員和檢測技術管理方面同樣存在一定的缺陷,例如檢測設備標準不統一,建筑工程檢測中的設備質量無法得到保障等。這些問題的存在會給建筑工程的檢測帶來負面的影響。例如檢測過程中使用不合格的檢測設備會對檢測結果有著直接的影響,導致檢測結構出現誤差。隨著科學技術的發展,無損檢測技術開始廣泛應用于過程檢測技術中,這種技術不僅能夠提高檢測的精確度,同時還能將對建筑結構的破壞降至最低。
4建筑工程的主要檢測方法
(1)紅外熱像技術。該方法主要依靠紅外輻射來提高溫度使得分子進行運動,分子運動輻射紅外線,倘若被檢測對象內部有缺陷或破損,會影響熱傳導。進而影響被檢測對象表面溫度分布,而借助紅外檢測設備則可準確定位被檢測對象的缺陷所在。當前工程檢測中常用的為檢測設備為紅外熱像檢測儀。一般情況下紅外熱像技術用于檢測建筑物的墻體、墻面以及屋頂等地方施工質量。(2)超聲波技術。一般情況下,在檢測建筑工程中巖石抗壓性時會使用該種技術,以此判斷巖石的性質,當然檢測路面也可以使用超過聲波技術來對路面損壞的情況進行了解。在檢測路面過程中,要將傳感器安裝在需要檢測的位置,利用超聲波算出波速,以此來對檢測材料的彈性和抗壓程度等情況進行判定。(3)頻譜分析技術。該種技術主要是通過頻率來進行檢測。例如在檢測路面時,會對路面施加垂直力,并讓頻率在路面上擴散,通過調整錘頭和錘重量的方法來獲取頻率信號,通過不同部位傳感器上的數據和相關進行來計算出介質的力學參數。(4)路用雷達檢測技術。在公路檢測、管線檢測以及水庫檢測時常常會用到路用雷達檢測技術,其主要的工作原理為在檢測時將電磁波發送到低下,通過電磁波遇到介質所反饋的信息可以了解相關的數據,如位置和結構等信息。路用雷達檢測技術在工程檢測中常常會在地面工程檢測中使用。
5建筑工程檢測技術的發展前景
隨著我國科學技術水平的不斷提高,我國檢測技術的種類逐漸豐富,其中無損檢測技術是其中主要的發展趨勢,其使用范圍不斷擴大。無損檢測技術之所以能夠受到廣泛的歡迎,是因為無損檢測技術既不會對建筑結構產生破壞,同時還能應用于各種工程建筑中,應用范圍十分廣泛。目前,我國對無損檢測技術的研究還在繼續,也在一定程度上推動了無損檢測技術的發展。在研究的過程中,理論和實際相結合的科學研究可以更好地推動無損檢測技術的發展,并且隨著網絡技術的發展,也為無損檢測技術的發展和推廣提供了一定的條件,但是無損檢測技術在不斷發展的同時一些問題也開始逐漸顯現出來。隨著無損檢測技術的發展,相關的檢測設備為了滿足該技術的使用要求,相關企業需要投入大量的資金購買相關的檢測設備。同時為了確保工程檢測的質量,相關的標準和規范也需要進一步完善,以此來提高檢測的整體水平。最后,檢測人員是否履行自身的監督職責對于工程檢測質量而言,有著十分重要的意義,因此企業在不斷提高自身檢測水平的同時,還需不斷培養相關檢測人員的整體水平,確保相關工作落實到位,從根本上保障建筑工程的整體質量。
關鍵詞:混凝土灌注樁,缺陷,超聲檢測法
前言:由于灌注樁可做成大直徑樁,以提高單樁承載力,又可以根據樁身內力狀態分段配筋。而且施工時對周圍建筑物影響較小,施工噪聲也較小,因而使用較廣。但灌注樁在工地條件下,現場灌注成樁,施工工藝較為復雜,影響灌注質量的因素較多,極易形成各種缺陷而影響樁身的完整性。據統計,現場灌注樁施工中樁身混凝土出現缺陷的概率約為15%—20%。而對這些缺陷的無損檢測技術中,超聲檢測應用較為廣泛,在此作簡要分析。
1.混凝土灌注樁常見缺陷
按混凝土的灌注方式而言,灌注樁可分為水下灌注和干孔灌注兩類。
1.1 水下灌注樁的常見缺陷
樁身混凝土中的缺陷與施工方法密切相關,不同施工方法出現缺陷的類型以及不同類型的缺陷出現的幾率都不一樣。水下灌注施工時,可能出現的缺陷有以下幾種。
1)斷樁(包括全斷面夾泥或夾砂)
這類缺陷多半因為導管提升時不慎冒口,新注入的混凝土壓在封口砂漿及泥漿上,以及因機械故障而停止灌注過久,提升導管時把已初凝的混凝土拉松,或繼續施工時對表面未加清理等原因所致。斷樁部位往往不是一個薄層,而是具有相當厚度的一個缺陷段,檢測時不難發現。斷樁嚴重影響樁的承載能力,檢測時不應漏檢或誤判。斷樁對承載力的影響程度與其出現的位置有關,應按樁的受力狀態分析,但斷樁均應采取適當措施修理或加固。
2)局部截面夾泥或頸縮
這類缺陷一般是由于混凝土導管插入深度不適當,導致混凝土從導管流出往上頂托時,形成湍流或翻騰,使孔壁剝落或坍塌,形成局部斷面夾泥或周邊環狀夾泥。局部截面夾泥或頸縮將影響樁的承載面積,同時由于鋼筋外露而影響耐久性,對這類缺陷檢測時應僅可能檢出其面積大小,以便核算樁的承載能力。
3)分散性泥團及“蜂窩”狀缺陷
其成因與孔壁因混凝土騷動而剝落有關外,還與混凝土離析及導管中被壓人的氣體無法完全排出有關。這類缺陷將影響混凝土的強度,若分散性泥團或氣孔數量不多,影響面積不大,則對混凝土強度的影響有限,可不予處理。
4)集中性氣孔
當導管埋人厚度較深,混凝土流動性不足時,間息倒人導管的混凝土會將導管中氣體壓人混凝土中而無法排出,有時會形成較大的集中性氣孔,將影響斷面受力面積。
5)樁底沉渣
在灌注前應徹底清孔,若清孔不凈,則導致樁底沉渣。對端承樁而言,樁底沉渣過厚會導致樁受力時沉降位移,因此,應進行樁底壓漿處理。科技論文。
6)樁頭混凝土低強區
在混凝土灌注過程中,封口混凝土或砂漿與水接觸,在頂托過程中會混入泥水,因而強度較低,灌注完成后應將其鏟除,若未徹底鏟除,則形成樁頂低強區。在橋梁樁中,樁頂低強區非但影響承載力,而且當河床變化時很容易被水流沖刷和腐蝕。由于樁頂一般均已露出地面,可用多種方法對混凝土強度進行檢測,所以其檢測值也可作為全樁混凝土強度超聲推算值的校驗值。
1.2干孔灌注樁的常見缺陷
干孔灌注時可能出現的常見缺陷有以下幾種:
1)混凝土層狀離析或斷樁
在地下水位較高的地區,常因地下水涌人孔中來不及抽干,澆人的混凝土被水沖刷或浸包,形成層狀離析,嚴重時砂石成層狀堆積,水泥漿上浮,形成斷樁。科技論文。
2)局部夾泥或“蜂窩”狀缺陷
干孔灌注時常因孔壁護筒滲漏,涌人泥水而形成局部夾泥,或灌注時未予搗實,形成“蜂窩”狀缺陷。
3)局部嚴重離析
由于混凝土注入高度超過施工規定,往往形成石子滾到邊緣的離析現象,此時,石子集中區易形成“蜂窩”,而砂漿集中區因聲速下降而被誤判。
4)樁底沉渣
操作工未清孔即澆人混凝土,形成樁底沉渣。
2.灌注樁缺陷無損檢測方法
灌注樁的綜合質量體現在以下三方面,即承載力、樁的完整性、樁的耐久性,其中承載力因樁體較大用無損方法難以準確測量,而當地下無明顯腐蝕性介質而且樁身完整時也未見有因耐久性破壞的報導。所以,完整性是混凝土灌注樁質量的主要指標。科技論文。所謂灌注樁的完整性是指樁身混凝土質量均勻,無全斷面斷裂及影響斷面承載面積或導致鋼筋外露的明顯缺陷。
混凝土灌注樁的完整性的無損檢測方法,目前主要是超聲檢測法。超聲檢測法是在樁內預埋若干根平行于樁的縱軸的聲測管道,將超聲探頭通過聲測管直接伸人樁身混凝土內部進行逐點、逐段探測,即逐點發射和接收超聲脈沖,通過接收信號的聲時、波幅、波形等參數,逐點判斷混凝土的質量,并分析缺陷向位置、性質和大小。其基本原理是根據超聲脈沖穿越被測混凝土時傳播時間、傳播速度及能量的變化反映缺陷的存在,并估算混凝土的抗壓強度和質量均勻性。但由于樁的混凝土灌注條件與上部結構的成型條件完全不同,尤其是水下灌注時差異更大,混凝土的配合比、灌注后的離析程度、聲測管的平行度等許多因素,都會嚴重影響對缺陷的判斷和對強度及均勻性的推算,因此,灌注樁的超聲檢測必須有一套適合其特點的方法和判據,而不能完全延用上部結構檢測的現有方法。其基本技術依據是《基樁低應變動力檢測規程》(JGJ/T93—95)、《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》(CECS 21:2000)以及大量研究資料。超聲檢測法因必須在設計或施工前即列入計劃,增加了工程量,但由于它比較直觀,可靠,在一些重大工程及大直徑灌注樁中得到廣泛應用。
3.檢測前的準備工作
進行灌注樁完整性超聲檢測前,除需認真檢查檢測單位和檢測人員的資質、儀器設備的技術狀態和預埋聲測管外,還應做好下列各項準備:
(一)了解工程概況,認真閱讀和分析下列資料:巖土工程勘察資料、基樁設計計算資料及圖紙、基樁位置平面圖及編號、基樁施工原始記錄、混凝土灌注齡期。
(二)確定被檢樁的基本原則
當某工程樁量較多,無法逐一檢測時,可按一定原則和比例進行抽測,抽測應有代表性,以便確切反映成批樁的質量,受檢樁的確定應考慮下列因素:
1).選擇設計方認為重要的樁;
2).選擇施工質量有懷疑的樁;
3).選擇巖土特性復雜,施工難度較大的樁;
4).選擇代表不同施工工藝條件和不同施工單位或班組的樁;
5).在同類樁隨機選取的基礎上,宜使被檢樁位置均勻分布。
(三)被檢樁的抽樣數量的基本規定
1).對于一柱一樁的建筑物或構筑物,全部樁均應進行檢測;
2).非一柱一樁的建筑物或構筑物,應根據上述原則進行抽測,抽取的數量不得少于樁的總數的20%,且不得少于10根。
3).當抽測不合格的樁數超過抽測數的30%時,應加倍重新抽測。
4).若加倍抽樣復測后仍有抽測數的30%不合格,則該批樁應全數檢測。
由于超聲檢測法需預埋聲測管,因此,檢測單位應盡早介入,事先提出檢測要求,并與設計和施工單位協商確定受檢樁數量和樁號。有預埋管的樁數應超過抽樣數,以備復檢之需,一般有預埋管的樁數可達樁總數的40%左右,某些重要工程則應100%埋管。當需要加倍復測,而又沒有足夠的埋管樁時,則可用其他檢測樁的完整性的方法補足應檢樁數量。
4.結語:
保證混凝土灌注樁的綜合質量,有助于提高整個建筑工程的質量,但由于灌注樁內部缺陷復雜,有時候用一種方法難以準確檢測并給予判定,因此需要相關工程檢測技術人員在實際工程中不斷摸索總結,同時聯合使用多種檢測方法,慎重判斷。
參考文獻
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無損檢測技術專業為該校的精品專業和骨干專業,其培養目標為:能從事機械制造、航空、航天、道路交通、能源、船舶制造、特種設備等行業原材料、產品無損檢測、理化測試等相關工作中的高級技術人才。要求學生掌握足夠的力學、熱學、電磁學、幾何光學、物理光學和原子核物理基礎知識。幾年來,該專業的物理課程教學一直采用理論教學和實踐性教學相結合的模式,學院辦學層次提高以后,對人才培養的目標有了更高的要求。為更好地服務專業基礎課和專業課教學的需要,必須對物理學的教學體系和教學內容以及教學方法做出改革,以適應高職教育的需要。下面就無損檢測專業高等職業教育中物理教學過程中的改革問題,談談該研究者的幾點想法。
1 高職物理教學現狀分析
(1)生源質量不高。由于社會大眾普遍對職業教育的認可度不高,再加上高職的錄取分數線在逐年降低,高職招收的學生入學成績較低,而該院無損檢測專業又可文理兼招,因此大部分學生入學前成績不理想,高中物理和數學知識很薄弱,學生在學習物理課程中存在學習動機不明確,學習興趣不濃等問題,這給物理課的教學帶來了很大的困難。
(2)物理教學內容多、課時少,與專業課教學的銜接不夠。該校無損檢測專業開設了一年的物理課,物理學作為一門基礎課程,按照高等職業教育對基礎知識的要求是“必需、夠用”,教學內容的“必需、夠用”是由專業教學計劃的整體知識結構和能力結構來確定的,實際教學中任課教師一般為基礎部的物理教師,由于他們對于不同專業對物理知識的要求缺乏了解,從而導致任課教師對“必需、夠用”的度把握不準,往往根據課時數和經驗來取舍教學內容。現有的高職物理課程體系和教學內容比較陳舊,基礎物理的內容比例較大,近現代物理的比例較小,且太注重知識體系的完整性,和其它相關學科的聯系及后續專業課程不能有效銜接,不能適應不斷變化的專業教學的要求和人才培養的需求。
(3)教材與專業課程不配套。由于該校高等職業教育起步較晚,物理課程一般都沿用理工類專科教材,缺乏與之配套的能反映高職特色和專業要求的教材。
2 物理在無損檢測專業學習中的重要意義
無損檢測是一門綜合性的應用技術科學,該技術以不損害被測對象的使用性能為前提,對各種工程材料、零部件和結構件進行有效地檢驗和測試,借以評價它們的完整性、連續性、安全可靠性及某些物理性能。無損檢測技術所使用的各種無損檢測方法的原理幾乎涉及到現代物理學各個分支,目前應用最廣泛的常規無損檢測方法主要是滲透檢測、磁粉檢測、渦流檢測、射線檢測、超聲波檢測。例如滲透檢測的基本原理是利用滲透液的濕潤作用和毛細現象,使滲透液進入工件表面開口的缺陷,隨后被吸收和顯像。磁粉檢測是利用導磁金屬在磁場中被磁化,并通過顯示介質來檢測缺陷特性的一種方法,鐵磁材料的工件若有缺陷就會磁化后產生漏磁,采用磁粉或霍爾元件可以檢測出漏磁場的存在,從而判斷缺陷位置、大小、形狀和性質。渦流檢測是建立在電磁感應理論基礎上,利用交變磁場作用在不同材料上會產生不同振幅和相位的渦流來檢測導電材料的物理性能、缺陷、結構情況的差異。射線檢測是利用X射線、γ射線和中子射線易于穿透物體,穿透物體過程中受到吸收和散射而衰減的性質,在感光材料上獲得與材料內部結構和缺陷相對應的黑度不同的圖像,從而檢測出物體內部缺陷的種類、大小、分布狀況。超聲檢測是工業檢測中應用最廣泛的一種方法,超聲波被用于無損檢測,如脈沖反射法,其原理是利用高頻電脈沖激勵壓電晶片,發出超聲波,通過偶合劑進入工件,在工件中傳播如果遇到缺陷發生反射,反射波再由壓電晶片轉化成電脈沖,放大后由儀器顯示出來,根據反射波可以確定缺陷的大小和位置。
近年來隨著物理學發展,許多無損檢測新方法和新技術也獲得了迅速的發展和應用,如聲發射、激光全息、微波、紅外線等。
由此可見學好物理是學好無損檢測專業課的基礎,同時學習過程中還能不斷培養學生的思維品質,讓學生的邏輯性、認知性有較大的提高,這對于學生的積極影響,是要遠超課程本身的內容。
3 無損檢測專業物理教學的改革探討
(1)提高認識,建立科學的課程教學體系。由于物理課的教學質量好壞會直接影響后續專業課的教學質量,因此教研室應對《物理學》教學有一個全面的規劃、整體設想,在物理課程教學方面真正形成一個多層次(高職三年制文理科、高職五年制構成),多模式(理論教學與實驗教學相結合,分級教學與大面積教學相結合,多媒體教學與黑板教學相結合)立體化的物理課程教學體系。
(2)正確定位高職物理課程教學思想。在高職教學中開設物理學,其目的不但要讓學生掌握物理學的基礎理論、基本規律及一些實際應用,而且還要培養學生的思維能力、用物理學知識解釋自然現象、分析問題、解決問題的能力,培養學生的觀察能力和實驗動手能力,通過物理實驗訓練培養學生實事求是的科學態度,使學生獲得可持續發展的能力。
(3)教學內容的改革。針對物理學時少、內容多、學生高等數學知識不足、基礎知識參差不齊等問題,決定在物理教學上實施以模塊為主的教學改革。在教學中淡化理論、注重實踐,不再保全物理內容的系統性,而強調其應用。該課程欲設計力學、熱學、電磁學、光學和原子物理5個模塊,分兩學期完成。第一學期開設力學和熱學等知識;第二學期開設電磁學、幾何光學和物理光學、原子物理學等知識。力學包括運動學、動力學、振動和波動等內容,對應無損檢測專業的超聲檢測;熱學包括分子的動理論基礎、液體的表面張力和毛細現象等知識,物理光學包括光的波粒二象性、光度學等知識,對應無損檢測專業的滲透檢測;電磁學包括靜電場、穩恒磁場、電磁感應等內容,對應無損檢測專業的磁粉檢測和渦流檢測;原子與原子核物理學包括原子和原子核結構理論、射線產生的機理、種類和性質等知識,對應無損檢測專業的射線檢測。
(4)積極探索教材建設。針對高職學生理論基礎較差這一特點,教研室應選擇或編寫出適合高職檢測專業要求的物理教材。具體是要注重教材知識的合理性、基礎性,對基本概念、基本理論、基本方法論述要深入淺出,清楚明白;內容編排要由易到難、循序漸進,注重知識的連貫性和銜接性;同時還要根據檢測專業的特點,注重物理教材的專業性和實用性;并且還要緊跟科學技術的發展,注重教材的先進性、實踐性,增加實驗內容的敘述。
(5)優化教學手段、完善教學方法。教學方法采用項目導向方法為主,多種教學方法靈活運用和體驗性學習的方法;教學手段采用高水平的多媒體教學影片、電子教案與多媒體課件、互聯網的使用、實踐教學等。
(6)明確高職物理教學目的,改革考核方式。
21世紀的今天,人們在快節奏的工作生活環境中,領悟到食品對身體的重要性,尤其對高質量的食品更是青睞。
南京農業大學食品科技學院在肉類的成熟機理,果蔬采后生理等的研究,新型食品發酵微生物和酶的篩選與鑒定,酶技術、超高壓技術、輻射技術在農畜產品貯藏加工中的應用基礎及其應用研究;同時在農畜產品加工新技術、新方法的研究,功能性食品的開放,農畜產品加工的質量控制以及利用聲、光、電磁等無損檢測技術與方法的研究,為我國農畜產品加工業的發展和提高人們對食品高質量的需求及農村經濟發展做出了貢獻。為此,記者一行專程前往該學院采訪了陸兆新院長。
具有儒雅的風度和睿智的思維的陸院長在百忙之中熱情地接待了我們,一席長談使我們了解到:該學院以研究農畜產品貯藏保鮮技術,即注重系統研究和專門研究相結合,又注重理論研究與應用技術相統一。緊密圍繞我國農業產業化和優質、高產、高效農業的要求選題,并與國際研究和標準接軌。該學院在近幾年內獲部省科技進步二等獎2項,發表學術論文70多篇,其中2篇被SCI收錄。
該院在食品微生物與生物技術研究方面的特色是:新型食品發酵微生物,如納豆和丹貝:新型食品用酶,如原果膠酶、羧肽酶等;固定化細胞及酶技術;食品發酵高效菌株選育及超濃食品發酵劑生產技術,切割蔬菜流通過程中微生物生長模型建立;食品微生物的分子檢測及標記等,在國內同行中具有明顯優勢。
該院1996年以來,共獲科技進步獎3項,完成和承擔國家自然科學基金、科技部“九五”攻關和省部級及地方科研項目23項,出版教材及專著7部,在國內外學術刊物上40多篇,在國際學術會議上5篇,SCI論文2篇。
該學院在農產品貯藏加工與質量檢測方面主要有三方面的內容:一是農產食品質量檢測與評價;二是農產品貯藏保鮮;三是農產品深度加工和綜合利用。在農產食品質量的檢測和評價方面,主要研究果蔬農藥殘留和農產品品質無損檢測技術及農產食品成分和功能的評價。在農產品的貯藏保鮮方面主要從事果蔬等采后的貯藏、保鮮機理及鮮切果蔬及凈菜的研究應用,農產品深度加工與綜合利用方面重點研究農副產品在原料處理、加工過程中的變化規律,并以此為據篩選科學合理的加工工藝和配方,用以指導生產實踐。在研究該項目五年來共獲部省級科技進步獎3項,承擔國家攻關、自然科學基金和部省級科研項目26項,在國內外學術刊物上60多篇,其中SCI或EI收錄16篇。