现代检测技术
【摘 要】本文介绍了几种常见的现代检测技术的产生以及衍变，对 XRD 技术、红外光谱分析、高效液相色谱、热重分析的应用作了具体介绍，并对它们进行了比较。简要介绍了现代测试技术的几个发展方向，最后对现代测试技术的发展做了展望。
【关键词】现代检测技术，热重分析，红外光谱分析
1 前言
随着现代科学技术的不断发展，社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数量值测量到参数的状态估计，从确定性测量到模糊的判断等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法。这些技术和方法统称为现代检测技术。
从应用的领域看，现代检测技术主要用于复杂设备、复杂过程的影响性能质量等方面的综合性参数的测量，从使用的技术或方法看，现代检测技术主要利用了新型的传感技术和传感器。例如 XRD 技术就是通过对材料进行 X 射线衍射，利用传感器技术，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态，获取物质信息。
2 现代测试技术介绍
2.1 XRD 技术
X 射线照射到物质上将产生散射。晶态物质对 X 射线产生的相干散射表现为衍射现象，即入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象，这是晶态物质特有的现象。绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质，都能产生 X 射线衍射。晶体微观结构的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的 X 射线衍射图是晶体微观结构立体场景的一种物理变换，包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其 X
射线衍射图。
XRD（X 射线衍射）是目前研究晶体结构(如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等)最有力的方法。XRD 特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异，它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。因此，通过样品的 X 射线衍射图与已知的晶态物质的 X 射线衍射谱图的对比分析便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定；通过对样品衍射强度数据的分析计算，可以完成样品物相组成的定量分析； XRD 还可以测定材料中晶粒的大小或其排布取向，应用十分广泛。
现代自动检测技术的发展现状及趋势
梁森，欧阳三泰，王侃夫.自动检测技术及应用.北京：机械工业出版社，2006.
趋势：
随着半导体和计算机技术的发展，新型或具有特殊功能的传感器出现，检测装置也向小型化、固体化及智能化发展，应用领域更加宽广。
1、不断提高监测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性
科学技术的发展要求测量系统有更高的精度。近年来，人们研制出许多高精度的检测仪器以满足各种需求。例如，用直线光栅测量直线位移时，测量范围可达二三十米，而分辨率可达到微米级；人们已经研制出测量低至几个帕的微压力和高达几千兆帕高压的；力传感器；开发了能够测出极微弱磁场的磁敏传感器等。
从20世纪60年代开始，人们对传感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大量的研究，使得监测系统的可靠性和使用寿命大幅度提高。
2、应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域
检测原理大多以各种物理效应为基础，近代物理学的进展如纳米技术、激光、红外、超声波、微波、光纤、放射性同位素等新成就为检测技术的发展提供了更多的依据。如图像识别、激光测距、红外测温、C型超声波无损探伤。放射性测厚。中子探测爆炸物等非接触测量得到迅速发展。
20世纪70年代以前，检测技术主要用于工业部门，如今，检测领域正扩大到整个社会需要的各个方面，不仅包括工程、海洋开发、航空航天等尖端科技和新兴工业领域，而且已涉及生物、医疗、环境污染监测、危险品和毒品的侦查、安全检测等方面，并且已经开始渗入到人们的日常生活设施之中。
3、发展集成化、功能化的传感器
随着半导体集成电路技术的发展，硅和砷化镓电子元件的高度集成化大量向传感器领域渗透。人们将传感技术与信号处理电路制作在同一块硅片上，从而研制体积更小、性能更好、功能更强的传感器。例如，高精度的PN结测温集成电路；又如，将排成阵列的上千万个光敏元件及扫描放大电路制作在一块芯片上，制成彩色CCD数码照相机、摄像机以及可摄像的手机等。今后还将在光、磁、温度、压力等领域开发出新型的集成度很高的传感器。
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前言:
随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量的要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数的量值测量到参数的状态估计，从确定性的测量到模糊的判断等等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。
检测的发展和现代检测技术：
检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量，而工业化的发展则对传统的检测提出了更高的要求，为了保证生产过过程能正常、高效、经济的运行，严格控制生产过程中某些重要的工艺参数（如温度、压力、流量等）进行严格的控制，基于这样的理念现代检测呼之欲出。
1 检测的发展：
检测技术是20世纪六十年代发展起来的一门具有广泛应运价值的交叉学科，发展过程经历了三个阶段。
(1)第一阶段是依靠人工为主。通过专家现场获取设备运行时的感观状态，感知异常的震动、噪声、温度等信息，凭经验确定可能存在何种故障或故障隐患。
(2)第二阶段是信号分析监测与诊断阶段。随着传感器技术、测量技术以及分析技术的发展，状态监测逐步发展为依靠传感器和测量仪器获取设备的工作参数(如频率、振幅、速度、加速度、温度等参数)，通过与正常工作状态下的参数进行对比，确定故障点或故障隐患点。
(3)第三阶段是现代化状态监测与故障诊断阶段。随着信号处理技术、软测量技术、计算机技术和网络技术的发展，状态监测与故障诊断技术也发展到计算机时代，数据采集工作站采集现场的各种传感器信号，通过计算机网络将数据发送到远程的监测与诊断工作站，利用各种信号处理技术和分析软件对设备状态进行监测。
题目：现代测试系统在工业工程领域的工程应用
班 级： ***
学生姓名： ***
指导教师： ***
二零一四年
1. 绪论
现代科技的进步以计算机的进步为代表，正以不可逆转之势从各个层面上影响着各行各业的技术进步。伴随着微电子技术、计算机技术和网络技术的迅速发展及其在电工电子测量技术领域的应用，测量仪器依次经历了指针式仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器的发展。这些智能信访仪器、总线仪器以及新型智能传感器的相继出现进一步推动了现代测试技术的发展，其主要发展趋势有一下几个方面：
1. 传感器的发展：智能化传感器、多传感器、多功能化和高精度化、传感器融合等。
2. 测试手段的发展：硬件功能软件化、集成化模块化、参数整定与修改实时化、硬件平台通用化。
3. 测试信号处理的发展：提高在线实时能力、提高分辨率和运算精度、扩大和发展新的专业功能等。
4. 开发平台的发展趋势：通用集成仪器平台的构成，该技术与数据采集、数字信号分析处理的软件技术是决定现代测试仪器、系统性能与功能的两大关键技术。
现代测试技术具有广阔的应用空间，由于各行各业的广泛需求，未来测试技术的发展将十分迅速。现代粒度测试技术；现代物理测试技术；现代土木测试技术；现代光电测试技术；现代分析测试技术；流动测试技术；现代集成电路测试系统；现代光通信测试技术等等。
本文后续内容主要针对工业工程的相关领域对于现代测控技术的应用进行展开，简略介绍射频识别技术、立体仓库系统、质量管理中的与测试技术相关的部分，其中用到的测试技术。
2. 射频识别技术
射频识别技术(Radio Frequency Identification)是一项从八十年代开始逐步走向成熟的自动识别技术。随着超大规模集成电路技术的发展，射频识别系统的体积大大缩小，进入了实用化的阶段。它是利用电磁感应、无线电波或微波进行非接触双向通信，以达到识别的目的并交换数据。目前的RFID系统有很多工作频段，包括了低频、高频和超高频段。工作原理也不尽相同，有的是利用近场的电磁感应，(所以有人把电子标签称作感应卡)，有的是利用电磁波发射。 2.1 射频识别技术原理[1]
