现代光学测量技术(6篇)

时间：2024-08-02

现代光学测量技术篇1

【关键词】电子测量；技术发展；广阔前景

0前言

随着我国经济不断发展，我国居民的生活水平都在提高，使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面，能够精准高效率的测量许多数据，方便人民的生产生活，下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。

1电子测量技术的简单介绍

新形势下，随着现代化科技的蓬勃发展，电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术，作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术，广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看，可以说，电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用，新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现，在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量，例如，电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量，例如，它通过各种类型的传感器，能量转化器把非电量（如热力学、光学、机械学的物理量）转换为电量（如电流、电压、频率等）进行研究，而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展，测量的内容愈来愈广泛，通常包括以下几个方面：（1）电能量的测量，包括对于电流、电压、电功率的测量。（2）信号的特性及所受干扰的测量，例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。（3）元件和电路参数的测量，例如电限、电感、电容、电子器件（电子管、晶体管、扬效应管等）的测量，集成电路的测量，电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降，国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策，已成为仪器行业专家们共同关注的问题。

2电子测量技术的优点

2.1电子测量技术的测量频率范围广

相对于以往的测量技术来说，电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用，能够利用电子测量仪器，进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作，一定程度上降低了测量人员的工作强度，同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外，电子测量技术的测量频率范围宽、量程广，还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大，要求测量仪器的量程也极宽，同一台电子仪器，经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表，可以测出几欧姆至几十欧姆电阻，量程宽达六、七个数量级。

2.2电子测量技术能够实现遥测

电子测量技术的遥测优势，具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作，而且不间断测量，又能够保证测量的数据具有高度的实时性，同时它拥有直观、清晰的显示方式，能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方，在对象运行的状态下能够持续进行测量，并直观地记录下相关的数据，这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时，电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来，将频率以示波的方式显示在荧光屏上，都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时，电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果，具有直观、清晰的效果，便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法，便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。

2.3与计算机技术相结合

电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持，因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降，通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件，例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等，有了这些通用硬件平台，根据不同仪器的具体技术要求，开发出相应的软件，就可以产生不同的测试功能，输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术，可以设计出风格不同的人机操作界面，并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器，充分发挥计算机或数字信号处理器的作用，对仪器功能进行变换组合，因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中，测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展，检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展，让电子测量仪器能够更加便捷地携带，能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存，体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。

3电子测量技术的发展前景

随着信息技术的高速发展，信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素，它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势，被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一，从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求，必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等，用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求，仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器，再到目前的虚拟仪器的发展历程，微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大，现代科学技术的发展和现代化工业大生产，必定会对电子测量仪器提出更高的要求，相应地，电子测量仪器的发展会呈现出新的特点，主要会包括：测量仪器的通用化；测量仪器的模块化；融合大量的高新技术；测量仪器的网络化。

4结束语

通过本研究的介绍，我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点，相信在未来一定会有更好的发展前景，应用到我们的生产和实践中去，为我们提高优质的生活。

【参考文献】

[1]杨龙鳞.电子测量技术[M].北京：人民邮电出版社，2006.

现代光学测量技术篇2

关键词：测量技术；发展历史；现状；高新技术

1引言

科学的产生和发展是由生产力决定的。测量科学也不例外，它是人类长期以来在生产、生活方面与自然斗争的结晶。测量技术的发展也经历了一个长期的、艰难的历程，且至今仍处在不断发展之中。本文主要对这一历程进行了总结概述。

2测量技术的发展历史

2.1地图测绘方面

目前见于记载最早的古地图是西周初年的洛邑城址附近的地形图。战国时管仲著有《管子》一书，书中第十卷专门论述了地图的重要用途和内容。但遗憾的是，秦代以前的古地图都已失传。长沙马王堆三号墓出土的公元前168年陪葬的古长沙国驻军图和地形图是现在能见到的最早的古地图。图上有军事要素、道路、河流、山脉和居民地等。西晋时裴秀编制了《方丈图》和《禹贡地域图》，并创立了《制图六体》的地图编制理论。此后，历代都编制过各种地图，如明代郑和下西洋绘制的《郑和航海图》；清代康熙年间绘制的《皇舆全览图》；1934年，上海申报馆出版的《中华民国新地图》等。在我国历史上，能绘制出如此水平的地图，与测量技术的发展是密切相关的。

我国古代测量长度的工具有记里鼓车、步车、测绳和丈杆等。测量高程的工具仪器有水平(相当于现在的水准仪)和矩。测量方向的仪器有指南针和望筒。测量技术的发展离不开数理知识的支撑。公元前问世的《九章算术》和《周髀算经》都记载有利用相似三角原理进行测量的知识。之后，三国时期刘徽所著的《海岛算经》，介绍了利用丈杆进行两次、三次甚至多次测量的方法求解河宽、山高的实例，极大地推动了我国测量技术的发展。

2.2研究地球大小和形状方面

早在公元前就已经有人提出通过丈量子午线上的弧长来推断地球大小和形状的方法。唐代在僧一行的主持下，实际测量了北极的高度及从河南白马，经扶沟、浚仪到上菜的距离，算得子午线上一度的弧长为132.3km，为正确认识地球做出了巨大贡献。17世纪末，惠更斯和牛顿从力学的观点出发，提出了地球是两极略扁的“地扁说”，从此与地缘说展开了一场大论战。直到1739年经过弧长测量才证实了地扁说的正确性。1849年，斯托克斯提出利用重力观测资料确定地球形状的理论，之后又提出了用大地水准面代表地球形状，从此确认了大地水准面比椭球面更接近地球真实形状的观念。

2.3测量理论方面

我国古代在测量理论方面有不少创新，其中，高斯的横圆柱投影理论和最小二乘法理论，就是重要的例证之一，并一直沿用至今。早在古希腊，托勒密就已经在《地理学指南》一书中提出了原始的地图投影问题，同时也首先提出了用数学的方法将地球表象描绘成平面图。我国西晋时期的裴秀总结了前人的制图经验，拟定了小比例尺地图的编制法规，即《制图六体》，堪称世界上最早的制图规范之一。此后，历代也都编制过多种地图。但是测量工作仍是手工式生产方式。直到1903年飞机的发明，才使得航空摄影测量技术成为了可能。该技术不但提高了成图工作速度，减轻了劳动强度，而且改变了测绘地形图的工作现状，为推动手工生产方式向自动化方式的转变奠定了基础。

2.4测时方面

早在颛顼高阳氏时，我国劳动人民为了不误农时，就已经开始观测五星、日、月，来确定一年的长短。春秋战国时编制了“四分历”，将一年确定为365.25日，比古罗马人的“儒略历”早四五百年。南北朝时期祖冲之测得塑望月为29.530588日，与现今采用的数值只有0.3秒的误差。宋代杨忠辅编制的《统天历》中，将一年限定为365.2425日，与现代值相比只差26秒。由此可见古代的测量技术之精确。

3测量技术的发展现状

3.1国外测量技术的发展

测量科学的发展很大程度上是从测量仪器的发展开始的，测量仪器的发展促使测量技术的变革。1947年，光波测距仪问世。20世纪40年代，自动安平水准仪问世，标志着水准测量自动化的开端。之后，又发展了激光扫平仪、激光水准仪，为提高水准仪的测量精度、拓宽其应用范围创造了条件。到20世纪中期，空间科学、计算机科学、信息学、电子学等新科学技术飞速发展，给测绘技术的发展注入了新的活力，开拓出广阔的道路，推动着测量仪器和技术的进步与变革。20世纪60年代，激光作为光源应用于电磁波测距，使长期以来艰苦的手工业生产方式的测距工作，发生了根本性的变革，彻底改变了大地测量中以测角换算距离的面貌。之后，随着微处理机和光源的问世和应用，测距工作开始逐步向着自动化的方向发展。固体激光器的应用大大提高了测量量程，使得测卫、测月工作得以实现。氦氖激光光源的应用使测量精度达到±(5mm+5x10-6•D)，测程达60km以上。

从20世纪80年代开始，多色载测距的出现，减弱、抵偿了大气条件的影响，使测距精度大大提高。与此同时，激光光源和砷化钾发光管的使用，大大减轻了测距仪的重量，使其向着小型化的方向迈进了一大步。随后，美国研制的全球定位系统(GPS)问世，该系统采用卫星直接进行空间点的三维定位，带来了测量工作的重大变革。由于卫星定位具有高精度、快速、全天候、全球、无需建立高标等优点，被广泛应用在地形测量、工程测量、大地测量和军事的定位导航上。到20世纪80年代末，微波测距技术有了长足进步，全自动化的微波测距仪WN-20、CA-100已开始广泛的用于军事等部门。

3.2我国测量技术的发展

自新中国成立开始，我国的测量科学便进入了一个崭新的发展阶段。中国共产党一向十分关怀测绘事业，即使在战争时期也注重测绘人才的培养。1956年成立了国家测绘总局，中国科学院也成立了地球物理及测量研究所，另外，各相关部门也纷纷成立了测绘机构，专门培养测绘人才的各级学校也相继出现。我国测量技术的发展主要从以下两方面进行概述：

(1)测绘仪器制造方面。我国在这方面从无到有开始发展，但发展非常迅速。主要表现为：①已制造出多种不同型号、不同等级的电磁波测距仪；②全站仪在我国已能够实现批量生产；③国产的GPS接收机已被广泛使用，传统的测量仪器产品也已经配套生产；④在全国范围内实现大面积的GPS控制，各部门已开始着手建立其各自行业的GIS系统。

(2)测绘工作方面。主要有：①完成了国家基本图的测绘工作；②建立了全国的大地控制网、基本重力网和国家水准网，完成了水准网和大地网的整体平差；③建立和统一了全国高程系统和坐标系统；④进行了南极长城站和珠峰的高程及地理位置测量，另外，如葛洲坝水电站、长江大桥、宝山钢铁厂、同步辐射加速器、正负电子对撞机、核电站等特殊和大型工程建设的测量工作也取得了显著的成就；⑤出版发行的地图有1600多种，发行量超过11亿册。

综上所述，由于测量仪器的飞速发展和计算机技术的不断渗透应用，使得我国的测量事业取得长足进步，为国防建设和国民经济建设做出了不可磨灭的贡献，但相比国际先进水平仍存在一定的差距。

现代光学测量技术篇3

[论文摘要]随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量学也发生了深刻的变化,并取得很大的成就。着重阐述数字化技术的应用给工程测量学带来的变化。

一、引言

工程测量学科是一门应用学科,它是直接为国民经济建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,随着科技的飞速发展,特别是电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供新的方法和手段,有力地推动和促进工程测量事业的进步与发展,使工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。

二、先进的测量仪器在工程测量中的应用

80年代以来出现许多先进的测量仪器,为工程测量提供了先进的技术工具和手段,如:光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等,为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件,改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。三角网已被三边网、边角网、测距导线网所替代;光电测距三角高程测量代替三、四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量。激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现,实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能,使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。激光准直仪和激光扫描仪在高层建筑施工和大面积混凝土施工中是必不可少的仪器。国产JDA系列多功能自动激光准直仪,具有6种自动保持精度的基准,可用于高层和高耸建筑的轴线测控;滑模测偏、测扭、水平测控;构筑物与设备安装放线控测;各类工程测平,结构变形观测等。陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等工程测量的另一类主要的地面测量仪器,新一代的陀螺经纬仪是由微机控制,仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰,观测时间短、精度高,如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度,比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍,作业效率提高近10倍,标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。

三、数字化绘图技术在工程测量中的应用

大比例尺地形图和工程图的测绘,是城市与工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作,同时还有大量的室内数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一,难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。

随着电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统的开发研究主要是面向城市大比例尺基本图、工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地籍图、地下管线图等各类图件的自动绘制。系统可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。

四、GPS定位技术在工程测量中的应用

80年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定3维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。在我国GPS定位技术的应用已深入各个领域,国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术。随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除,单点定位精度不断提高,GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景。

五、结束语

综上所述,随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,工程测量科技进步很大,发展很快,取得了显着成绩;面向21世纪工程测量技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。

参考文献:

[1]郑汉球,洪立波,陶福海.工程测量技术的发展和我们的对策.北京测绘,1996(l).

现代光学测量技术篇4

关键词：岩矿工业；技术方法；技术革新

1岩矿测试工作

在我国的地质工作中，岩矿分析和测试是地质研究工作的重要组成部分。并且在当前的科学技术推动下，相应的设备不断升级换代，技术也在不断更新，对于岩矿的分析和测定技术产生有效的推动的同时，对我国当代的地质研究事业起到了巨大的促进作用。

在当前的岩矿测试技术中，可以主要分为宏观和微观两个方面。其中，宏观针对的主要是从天文学的角度上进行，放眼于整个宇宙；而微观方面主要是针对岩矿的分子结构和相应的化学性质进行具体的分析，从而提高岩矿的整体分析和测试技术。

对于当前的地质工作来说，现代分光光度法是一项具有发展潜力和拓展空间的新技术。通过这项技术在岩矿测试工作中的进一步推广，我们可以填补一些传统技术上存在的误区和盲点，从而帮助我们制定出更加细致、更加精确、更加完善的测试工作方案，帮助我们更好地完成岩矿测试工作。

2分光光度分析法的优势

相较于传统的岩矿测试工作中的分析方法，光度分析法具有多项新的优势。首先，实验方案的制定、操作和结论都有更强的理论依据，增强的实验整体的科学性；其次，通过对试验方法的改良，我们获得了更多的试验方式，实现了试验方法的多样性；再次，由于试验方法获得了不断的更新，分光光度法的功能也得到了不断的完善，使得分光光度法具有更全面的功能和更强的实用性；最后，对于分光光度法，相关部门有一套完整的、实时更新的规章标准，帮助我们进行专业的设备校正，保证测试结果的客观性、科学性、严谨性和准确性。

3分光光度法简介

所谓的分光光度法是一种常用的测试分析法。在岩矿工业中，通过对被测物质进行特定波长或者某一波长范围内进行吸光度和发光强度的测定对被测矿物进行定型分析和定量分析。

分光光度计，是在进行分光光度测试中最常使用的设备之一。在分光光度计的使用过程中，通过将不同波长的光连续照射在被测矿物络合物样本上。在这一过程中，矿物会相应的对某一波长的光进行吸收，这样便可以得出此种矿物对该波长的光的吸收强度。同时建立相应的坐标系，通常我们会以波长为横坐标，以吸收强度为纵坐标，结合测试得到的数据，我们可以得到被测矿物的吸收光谱曲线。利用这种方法，结合绘制出的吸收光谱曲线，我们可以对于矿物进行定性和定量的分析，这种方法就是分光光度法，也被称为吸收光谱法。

对于分光光度法，在实际的工作中还可以进行更加具体的分类。首先，以紫外线为光源测定无色物质的方法成为紫外分光光度法；利用可见光光源及进行有色物质测定的方法，我们称之为可见光光度法。类似于比色法，这些方法都是通过Lambert-Beer定律作为基础。在当前的实际工作中，常用的光源主要是紫外线光源和可见光光源，对于红外线虽然也有应用，但是使用频率不高。

在实际的工作中，我们需要根据国家指定的计量检测规定规程，定期地对分光光度计进行校正，保证分光光度计的精确性和准确度，确保测试结果不会出现影响生产的偏差。

4现代分光光度法新技术、新方法研究以及在岩矿测试中的具体应用

随着科技的发展，现代分光光度发已经取得了技术和使用方法的革新。不但丰富了分光光度法的具体功能，同时也实现了原有功能的强化，使得分光光度法在测试方法中取得更优质的测试结果和更低的误差。

在现代的分光光度法技术开发中，我们通过运用技术手段，首次实现了显色剂隐色反应机制，创建了一种新型的纯净络合物光度分析新方法。通过这种方法的推广与应用，可以有效地解决分光光度分析法中，长期存在的显色剂高背景对实验结果产生严重不良影响的技术难题，同时，建立起了线性范围更宽、灵敏度更高、精确度更细致的分光光度分析新途径。

通过对光度分析中吸收光谱的双峰出现的具体规律，我们提出了负峰出现并可用的具体定量关系式，可以具体的表述为：

CR・L

同时，我们进一步确认了负峰效应下，对于分光光度分析法的线性范围有一定的扩大效果，并且可以进一步提高实验中的线性范围，提高灵敏度，将误差降到最低范围；并且通过结合负峰参数，对于络合物的组成成分比进行确定，得出以下关系式：

在实际过程中，我们对上述理论进行了科学性和合理性的验证。经过具体的理论分析和实验证明，分光光度法可以有效地测定出岩矿中痕量铼的双峰双波长的动力学方法。

在这一试验项目中，通过对表面活性剂和疏水显色剂的结构和反应特征的具体的研究，得出了运用姜黄素作为阴离子显色剂，从而进行岩矿中痕量铍、钛、锆、铁等金属成分的具体测定。通过这样的测定，进一步开发了有机显色剂的价值。

同时，对在对分光光度法的新技术开发中，我们还进行了荧光导数光谱测定的新技术研究，总结除了通过运用荧光二阶导数进行的导数光光谱零点分析法和等值点法。通过运用这种新技术，我们可以有效地解决因为化学性质过于相近，并且存在严重光谱干扰的铌钽、钨钼一类元素的同时测定，从而提高岩矿分析的精确度和设备整体的工作效率。

目前，我国的地质学整体研究水平在科学技术的发展和推进过程中不断获得新的发展。而对现代分光光度法的新技术和新方法的研究，在不断提升实验的精确度和效率的同时，也全面促进了我国地质学的发展。因此，从事岩矿勘探工作的工作人员应当加强对于分光光度分析法的学习，结合自身的岩矿勘探实践经验，将我国的地质勘探事业提升到一个新的高度，为我国的经济发展和资源开发贡献新的力量。

参考文献

[1]何佳乐，潘忠习，冉静.激光拉曼光谱在岩矿鉴定中的应用[J].四川地质学报，2016，6：346-349.

[2]余前英.浅析离子色谱技术在岩矿测试中的应用[J].科技论坛，2016，7：47.

现代光学测量技术篇5

关键词：测绘技术；发展情况；应用分析

前言

现代科学技术发展的综合化整体方向极大地影响着现代测绘科学的发展趋势，这种趋势表现在现代测绘新理论的概括性增强，测绘新技术的技术综合程度提高，各专业学科之间的相互交叉与渗透，测绘学与其它门类科学的联系增强加大，测绘学吸收和移植其它学科成果的速度加快，这种学科内外的综合化发展，将使现代测绘学不断开拓出新的领域。测绘将成为构建“数字地球”、“数字中国”的主力军。

1、工程测绘内容概述

工程测绘是工程勘察的基础工作，在诸项勘察方法中最先进行。按一般勘察程序，主要是在可行性研究和初步勘察阶段安排此项工作。但在详细勘察阶段为了对某些专门的工程问题作补充调查，从而进行工程测绘。

工程测绘是对与工程建设有关的各种工程现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程条件。将工程条件诸要素采用不同的颜色、符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料，编制成工程图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价。

工程测绘所需仪器设备简单，耗费资金较少，工作周期又短，所以测绘工作在结合岩土工程时应力图通过它获取尽可能多的工程信息，对建筑场地或各建筑地段的地面工程情况有深入的了解，并对地下工程情况有较准确的判断，为布置勘探、测试等其他勘察工作提供依据。高质量的工程测绘还可以节省其他勘察方法的工作量，提高勘察工作的效率。

根据研究内容的不同，工程测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。综合性工程测绘是对场地或建筑地段工程条件要素的空间分布以及各要素之间的内在联系进行全面综合的研究，为编制综合工程图提供资料。在测绘地区如果从未进行过相同的或更大比例尺的工程或水文工程测绘，那就必须进行综合性工程测绘。专门性工程测绘是对工程条件的某一要素进行专门研究，如第四纪工程、地貌、斜坡变形破坏等；研究它们的分布、成因、发展演化规律等。所以专门性测绘是为编制专用工程图或工程分析图提供资料的。无论何种工程测绘，都是为工程的设计、施工服务的，都有其特定的研究目的。

2、现代测绘新技术的发展情况分析

2.1全球定位系统（GPS）的发展：GPS即全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem）。它最初是由美国国防部开发的，利用离地面约两万多公里高的轨道上运行的24颗人造卫星所发射出来的讯号，以三角测量原理计算出收讯者在地球上的位置。GPS采用的是全球性地心坐标系统，坐标原点为地球质量中心。

2.2遥感技术的发展：遥感技术在近一、二十年内飞速发展，这种发展主要表现在新型传感器的研制和应用的日新月异，其发展的特点如下：

①不断研制新型传感器，既有框幅式可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影、彩红外摄影、紫外摄影，又有全景摄影机、红外扫描仪，红外辐射计、多光谱扫描仪、成象光谱仪，CCD线阵列扫描和矩阵摄影机、微波辐射计、散射计，合成孔径雷达及各种雷达和激光测高仪等。②形成多级空间分辨率影象序列的金字塔，以提供从粗到精的观测数据源。传感器的研制在向更高的空间分辨率方向发展的同时，也向全方位的立体观测能力方向发展。③可反复获取同一地区影象数据的多时相性。一般是空间分辨率低的而时间分辨率高。遥感多时相性，提供了人们长期、系统和动态研究地球表面的变化及其规律的可能性。

2.3地理信息系统的发展：从系统角度看，在未来的几十年内，地理信息系统（GIS）将向着数据标准化（InteroperableGIS）、数据多维化（3D&4DGIS）、系统集成化（ComponentGIS）、系统智能化（CyberGIS）、平台网络化（WebGIS）和应用社会化（数字地球DE）的方向发展。

InteroperableGIS互操作地理信息系统（InteroperableGIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。

3D&4DGIS三维（四维）地理信息系统（3D&4DGIS）目前研究重点集中在三维数据结构的设计，优化与实现，以及体视化技术的运用，三维系统的功能和模块设计等方面。

ComGIS面向对象和构件技术的地理信息系统（ComGIS）是把GIS的功能模块划分为多个控件，每个控件完成不同的功能，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终GIS应用。

WebGIS基于WWW的地理信息系统（WebGIS）是利用Internet技术在Web上空间信息供用户浏览和使用。DigitalEarth它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源，从而完成数字地球的核心功能，光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。

3、工程测绘新技术的应用分析

3.1大地控制测量

控制测量是工程测绘的基础，工程测区布设平面控制的方法，一是在国家一、二等三角控制下进行三、四等三角点的加密，另一是在国家一、二等三角点下不能加密情况下布设独立的三、四等三角或五秒小三角锁网作为测区基本平面控制.独立的三角锁网必须测定锁网的起算边长。对于内部范围不大的测区来说，采用光电测距仪、全站仪进行三角锁、导线的测量，生产效率比丈量基线也提高几十倍。所以对于小范围测区来讲，光电测距（半站仪、全站仪）除测定起算边外，还应用于测边网、测距导线代替常规的测角网。

大地控制测量成果的平差计算，以往用对数表人工计算，进度慢、差错多，现在也普遍引入计算机软件进行处理，象GPS后处理软件、控制精灵等等，又提高效率也减少误差出现的几率，所以在短时间内就得到了很大的普及。

3.2地形测量技术

地形测量的加密图根控制，传统的方法是在矿区基本控制点下布设测角图根线形锁及测角交会点，现在则采用导线测量、GPSRTK模式，极大地减少工作量，也提高了精度。

地形测量是工程测绘工作重要的任务，长期以来的测图方法，以大平扳仪测图，至今在大比例尺地形测图中仍然是普遍采用的主要手段之一。但是占主导地位的已经是全野外数字化测量了，采用全站仪、RTK一天的工作量已是大平板仪所不能比拟，完全不可同日而语了。

4、结束语

综上所述，现代测绘技术的核心是卫星导航定位技术、遥感技术和地理信息系统技术。其中，卫星导航定位技术和遥感技术是航天技术、卫星技术、传感器技术、现代通信技术、计算机技术等高新技术综合集成的结果，地理信息系统技术是计算机技术、数据库技术、空间分析与模拟（虚拟现实）技术综合集成的结果。因此，现代测绘技术是空间技术和信息技术等现代高新技术的综合集成，也是国家高新技术的重要组织部分。

参考文献：

现代光学测量技术篇6

关键词：珠宝检测；测试技术；应用分析；鉴定水平

中图分类号：P61文献标识码：A

1现代测试技术对珠宝检测的作用

测试技术作为有效的鉴定珠宝的手段与方式之一，能够准确地分辨出合成珠宝与天然珠宝，并分析珠宝的成分、结构以及特点等性质。同时在进行珠宝的交易中能够为消费者提供较好地质量保障，有效树立商家的良好形象与信誉；避免不法分子的以次充好或者以假乱真现象给消费者造成的损失；可有效抵制国际非法珠宝贸易，促进国内珠宝行业的稳定发展。同时现代测试技术的运用能够有效提高对珠宝鉴定的准确性及可靠性；为较好地解决珠宝检测时遇到的难题或疑点现象；全面分析珠宝的内在成分、光学性质以及结构特点，有利于做好珠宝鉴定与分析评价等工作。

此外对珠宝的测试应确保珠宝的无损，尽量不改变珠宝的外观与形状；对珠宝的准确、客观测试对于维护消费者的合法权益、维护天然珠宝的商业价值具有重要的意义。

2珠宝检测中现代测试技术的运用

由于折光仪及宝石显微镜等传统测试工具仅能进行定性的鉴定结果，因此利用现代测试技术对珠宝矿物的光学性质与其他的物理性质进行测定，从而较好地辨别珠宝的成分、微量元素及其的含量、结构特点等方面进行详细的划分。用于珠宝的现代测试技术主要有：电子探针技术、X线衍射技术、拉曼光谱与扫描电镜分析技术、红外吸收光谱技术、可见光谱分析以及紫外光谱技术等。以下介绍几种主要的珠宝测试技术[1]，为全面、客观地对珠宝进行鉴定提供有效的方式。

2.1拉曼光谱技术1

2.1.1测试天然宝石与人工合成宝石

蓝宝石具有多种颜色，并具有刚玉晶体，即A1Z03；晶体内含微量的杂质元素，这些微量元素决定了宝石的颜色。例如蓝色是由于晶体含少量的钛（Ti）与铁（Fe）；绿色者含有微量的钒（V）与Co；黄色者含微量镍（Ni）。天然的蓝宝石进行结晶之时通常会包入细线状的金红石包体；而人造的产品将会出现不同形态的氢气。天然蓝宝石与人工合成蓝宝石的拉曼特征峰也有显著性的差别：人工合成蓝宝石与天然的蓝宝石相比，人工合成宝石没有191cm-1、241cm-1以及341cm-1谱峰。因此能够根据这个特征准确地判别人工合成蓝宝石与天然的蓝宝石，图1中a表示天然的蓝宝石特征谱，b表示人工合成蓝宝石特征谱。

2.1.2荧光光谱测试技术

部分珠宝中有来自天然海水的珍珠以及人工养殖的淡水与海水珍珠，CaCO3在2000cm-1到6000cm-1范围内产生的荧光光谱可进行鉴别。例如天然的海水珍珠中的荧光谱在4200cm-1附近出现最大值，并且荧光谱比较平整与光滑；而对于人工养殖的珍珠（海水养殖或者淡水养殖）而言，其的荧光谱中的极大值出现于3000cm-1附近。因此运用光谱中峰位的不同，能够有效鉴别天然珍珠与人工养殖珍珠。

2.1.3用于翡翠的鉴别

拉曼光谱技术运用于高档的翡翠鉴别具有重要的经济价值，市场上较多的填充AB胶或者是环氧树脂的翡翠（B货）较多，为翡翠的真伪鉴别造成较大的困难。由于环氧树脂、AB胶、石蜡以及石蜡油的化学结构以及成分各不相同，因此运用拉曼光谱技术，能够清晰地通过拉曼光谱特征峰清晰地显示出这些特性。

硬玉作为翡翠矿物的主要成分，硬玉的表示为（NaAl[Si2O6]），对于翡翠的不同品级采用激光拉曼仪扫描2个波段，同时使用200cm-1到1200cm-1的拉曼谱对翡翠是否含有硬玉成分进行测定。最后使用2800cm-1到3100cm-1波段检测翡翠是否含有环氧树脂有机基团，是否含有有机色素CH2以及有机配位基团CH3，以便有效区分A货翡翠与B货翡翠。

对于天然的A货翡翠而言，位于200cm-1到1200cm-1范围有代表硬玉晶体的2个尖锐的特征峰（结构Si-O伸缩振动及Si-O-Si弯曲振动的1041cm-1与701cm-1）。位于2800cm-1到3100cm-1范围没有明显的拉曼谱峰，如图3所示；对于另外的一组翡翠出现硬玉晶体特征的拉曼谱峰，即1037cm-1与698cm-1。然而在2800cm-1以后也出现了2870cm-1、2916cm-1以及2940cm-1的拉曼谱峰，由此表明翡翠中含有有机胶，该组的翡翠是人工处理过的为B货翡翠。如图3所示，a表示天然翡翠即A货；b表示经漂胶处理后的翡翠即B货。

2.2红外光谱技术

红外吸收光谱技术英文表示为IR，又可称为红外光谱，其的波长范围是0.78μm到1000μm，波数的范围是12820到10cm-1。（见表1）

2.2.1技术鉴别应用

在天然以及合成祖母绿当中运用红外光谱技术进行测定，能够有效将祖母绿晶体当中结构水及其类型、CO2等成分鉴定出来，同时该测试技术也是准确区分合成祖母绿以及天然祖母绿的有效方法。此外天然祖母绿在2400cm-1到2500cm-1范围出现吸收光谱；当处于3000cm-1到4000cm-1范围时出现水分子红外吸收光谱；此外由热液组合成的祖母绿处于3500cm-1附近时出现水分子红外吸收谱峰；而由熔剂法进行生产的合成祖母绿没有吸收峰，如图4（1表示熔剂法合成的祖母绿；2表示热液法合成的祖母绿；3表示天然祖母绿）。与此同时，红外光谱还可用于合成黄晶以及天然黄晶的区分，天然黄晶可见微弱的红外吸收峰，如图5所示（T表示天然的黄晶；S与C及X表示热液合成的黄晶）[2]。

.2.2紫外光谱与可见光谱技术

此外紫外光谱与可见光谱技术也用于珠宝的测试以及鉴定，通常紫外光谱用于测定珠宝所含的致色元素及元素的价态。例如有色的水晶大部分是由于水晶含有微量的致色元素：铁；而在紫晶当中铁是以Fe3+的形式存在的；绿水晶与蓝色水晶则是以Fe2+形式存在，均可采用吸收光谱技术进行测试。与此同时紫外光谱以及可见光谱测试技术可用于鉴别人工合成宝石、辐照改色宝石以及部分天然宝石。天然的翡翠与染色的翡翠在可见光范围中吸收光谱各不相同，在红光波段更加明显，该情况还可在分光镜当中得到较好地观察，图6中为天然翡翠与染色翡翠的可见光吸收光谱比对情况。

图6天然翡翠与染色翡翠的可见光吸收光谱

结语

总而言之，随着经济和科学技术的快速发展，珠宝测试技术也将不断开发与完善，在今后的发展过程中珠宝的测试技术也更加简便、快速及准确，同时测试时也更能确保珠宝的完好无损。此外还能有效提高珠宝的测试技术水平以及鉴定的准确率，进一步全面推动我国珠宝行业的顺利健康发展。