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对材料工程测试技术的探讨
摘要：材料工程测试技术针对材料工程的检测技术。针对工程材料进行科学有效的检测，是保证工程材料符合建设要求的前提。文章主要对检测的概念和一般方法，以及相关方面的最新发展状况进行分析。
关键词：材料工程;测试技术;新发展
1材料工程的测试技术
材料工程测试技术针对材料工程的检测技术，其任务是：一方面对成品或半成品进行检测和测量，另一方面有效的检查、监督和控制某个生产过程，或者运动对象，保证这些环节都处于最佳状况，以便能够全程掌控反映这种最佳状况的各种数据。因此，相关技术和测试人员就需要随时对这些参数的大小和变化情况，进行定性检查或定量测量。为了适应科技进步和生产发展，材料工程需要不断的更新和发展，不断研制出性能优异的新型材料。实践表明，制备新型材料的需要有严格的生产工艺，同时要提高某种材料原有性能，也会对加工工艺有较高的要求，而要满足这些要求，就需要自动控制技术来保证。而自动控制技术的开展，需要在求出相关参数的基础上，经处理后送人控制装置，然后再实施自动控制。
2测量误差和提高准确度的方法
①测量误差概述。被测对象某参数的量值之真实大小(真值)xo是客观存在的，但是由于种种原因，测量结果可能会存在一定的误差。为了保证测量结果的准确性，将误差控制在一定的范围内，同时尽可能的用数学办法估算出大小。同时也掌握测量误差出现的规律，尽量减少误差的产生。
②误差产生的原因。测量方法方面：测量方法的不完善、不合理，定义的不严密，以及结果表达式不当，导致测量结果无法得到反映等因素所引起的误差统称方法误差;测量设备方面：测量所使用的仪器、仪表、量具及附件不准确都可能引起误差;环境方面：在测量中，由于实际环境条件与规定的条件各不相同，可能会引起的误差;测?a href='//www.xuexila.com/yangsheng/kesou/' target='_blank'>咳嗽狈矫妫涸诓饬渴庇捎谌嗽钡姆直婺芰α⒎从λ俣取⒏芯跗鞴佟⑶樾鞅浠⒐ぷ髟鹑涡摹⒉僮?a href='//www.xuexila.com/fanwen/jingyan/' target='_blank'>经验、心理的固有习惯等存在差异，这就可能引起相应的认为误差。
3提高测量准确度的方法
要想很好的提高测量准确度，就必须要尽可能的减小误差。提高准确度，需要根据具体的产生误差的原因进行分析，在科学的测量原理的指导下，通过优良的仪器设备，提高操作人员的素质才能实现。从实际的测量工作来看，在现有的条件下，通过对测量方法、校正手段以及数据处理这些环节，来提高准确度具有更有效更积极的意义。主要的方法有以下几个方面：首先，掌握产生误差的规律，并通过专业的理论分析，从测量方法的调整着手，完成测量的校正，或者在实验数据的指导下，找出应修正的量值大小。其次，因为缓变误差有不平稳、随机过程的特点，当前要对此问题进行解决，往往是通过不断校正，且校正周期尽量短一些的办法来解决。再次，坏值是指带有粗差的测量数据，在测试过程中一旦发现就要马上剔除，因此，掌握发现坏值的方法至关重要。最后，随机误差，针对随机误差，我们一般是通过掌握统计规律来减小误差量，减少随机误差的影响，保证测量结果的准确性。
下文将主要分析利用统计规律估算随机误差、减小和剔除粗差的方法。
3.1随机误差的估算
尽管通过正确有效的处理测量仪表的间隙和摩擦以及外界噪声干扰，可很好的减小产生随机误差的影响，然而，从随机误差的特点看，其产生的原因是由众多微小因素共同造成的。所以，在测量时需要利用其出现的统计分布规律，结合所得出的测量结果，尽量把估算出的随机误差的范围缩小。在随机误差出现的概率分布上，测量人员必须有要对多数随机误差产生的独立因素有所理解。而误差出现的概率分布正好符合正态分布，那对一个不变的量作n次测量，其随机误差的概率密度函数p(δ)为：
p()=·e-
3.2粗大误差的减小和剔除准则
含粗差的测量值是与事实不符的坏值，在实际的测量中必须要在主观上避免出现，也就是要避免测量的操作者出错，防止外界的各种重大干扰，同时要保证测量设备的完好。如果在测量中发现问题，应该马上剔除。在测量中判别坏值主要有两种方法，即物理判别法和统计判别法。
所谓的物理判别是指测量人员一旦发现在测量过程中，有读错、记录错、操作错等错误现象，或者发现不符合测量条件或环境突变的情况下，应该随时剔除，并重新进行测量取值。统计判别是在完成自动检测中待测量后，再通过统计办法来处理所取得的测量数据。如果是在无系差的测量情况下，产生随机误差的可能性是比较小的，而且出现大误差的次数是很小的，所以我们可以制定出剔除准则，常材料工程测试技术用的有3σ。
4检测的一般方法
①电测量和非电量电测量。由于电测量的参数差别很大，很难直接检出和测量，所以一般情况下都是采用非电量电测量技术进行测量的。也就是通过传感器把待测的非电参数转换成电参数，接着测出此电量，最后再按原转换的规律逆向找出待测非电量。传感器是指能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。而敏感元件则是指传感器中能够直接感受，或者响应被测量输出与被测量成确定关系的其他量，如果这个量已是电量，那就会被称为转换元件。
②主动检测和被动检测。主动检测是指为了检测，主动向被测对象施加能量，通过得到的反馈情况实现检测，这种检测类似于我们在日常生活中检测瓷瓶是否破裂，就敲击一下，提高其发出的声音来判断。当然，这里要指出的是主动检测会干扰对象的状态。而相对主动检测而言，被动检测不需要向对象施加能量。
③接触检测和非接触检测。所谓的接触检测，就是让检测仪器和对象直接接触。这种直接检测的方式必然会对对象产生一定的干扰，甚至能够对测定的正确性产生较大的影响。在特殊情况下，如有高腐蚀、高辐射等情况时，对象是不便或不能直接接触被测对象的。所以，我们往往会采用非接触检测的方式，这种方法一般不会对对象的原来状态造成破坏，不过也会因为非接触，而造成侵入外界干扰的情况。
④偏差法、平衡法和微差法、替代法。这些方法的共同特点是，在测量过程的被测量和单位量对比操作上，做出相应的变化，这样能够在原有仪表的作用下，提高测量准确度。偏差法是常规的测量方法。被测量的大小是由模拟的显示仪表指针偏转来反映的，其与家用电压表测电压相似，操作简单且快速，仪表的等级对准确度有决定性的作用。像天平称重那样，平衡法是通过不断地调节已知标准量的大小，使之与被测量平衡。如果指零仪表示零时，则表明此时达到平衡，这种情况下标准量大小就是被测量的大小。电位差计和平衡电桥均都是在此原理之下完成的。测量的高准确度，主要决定于示零仪表的灵敏度是否到位。微差法与平衡法很相似，不过这种方法可以有微小差值，不用把标准量调整到和被测量完全相等，可以用偏差法测出此差值，被测量大小就是此微差值和标准量之和，其准确度比直接用偏差法更高。替代法也是测量方法的一种，曹冲称象是最典型的例子，以石块替代大象，使船只吃水深度达到原承载大象时的深度，然后称出石头的总重量，即为大象体重。这种方法可以很好的解决直接称重存在困难的问题，其在检测中常常会被采用，比如辐射测温等。
5结语
材料工程测试技术是一项复杂工程，涉及了多个方面的内容。无论是测试的种类，还是测试的方法，都是多种多样的。测试人员只有对各种类型的测试技术有所了解，并结合工程的需要，才能更好的完成测试工作。
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核特色环境工程专业建设的探索与实践
摘要：对南华大学环境工程专业在人才培养方案与培养模式、师资队伍建设、实践教学等环节如何探索与实践核特色建设以及取得的成绩进行了阐述，以期为大学本科专业特色建设提供交流和参考。
关键词：环境工程;专业建设;核特色
作者简介：刘迎云(1964-)，女，湖南岳阳人，南华大学环境保护与安全工程学院副院长，教授;刘泽华(1966-)，男，湖南攸县人，南华大学教务处处长，教授。(湖南 衡阳 421001)
基金项目：本文系湖南省高校教改项目(项目编号：湘教通[2009]321号-176)的研究成果。
中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1007-0079(2011)08-0027-02
环境工程是一门与土木建筑、化学工程、生物学、气象学、管理学和社会学等多门学科相关的交叉学科，我国环境工程专业从1982年2月毕业的第1届、7所院校有本科生的基础上，发展到目前稳定在251所院校、年招生人数达2万人的规模。这一方面体现了随着国家对环境保护投入的增加和环境管理力度的加强，环境工程专业繁荣发展的景象，但也预示着办学竞争的不可避免。南华大学(以下简称“我校”)环境工程专业2001年开始招生，在十余年的办学过程中，依托我校核类学科专业齐全、培养层次完整、办学规模大、特色鲜明的背景，环境工程专业的核特色建设取得了一定的成效。本文将对我校环境工程专业在人才培养方案与培养模式、核特色内容引入课程教学、师资队伍建设、实践教学等环节，对核特色建设以及取得的成绩进行阐述，以期为专业特色建设提供交流和参考。
一、核特色人才培养方案与培养模式
按照高等学校环境工程专业教学指导委员会通过的环境工程专业本科培养规范的要求，本专业的培养目标是：具有可持续发展理念，具备水、气、声、固体废物等污染防治和给排水工程、环境规划和资源保护等方面的知识;具有进行污染控制工程的设计及运营管理能力，制定环境规划和进行环境管理的能力，以及环境工程方面的新理论、新工艺和新设备的研究和开发能力;能在政府部门、规划部门、经济管理部门、环保部门、设计单位、工矿企业、科研单位、学校等从事规划、设计、管理、教育和研究开发方面工作的环境工程学科的高级工程技术人才。
我校环境工程专业在制定培养方案时，以“能适应国防工业以及核工业发展的需要，具有从事放射性环境监测与评价、核设施与核尾矿库退役治理能力的高素质应用型高级专门人才”为特色，构建环境工程专业人才培养目标。为了实现人才培养的核特色，首先在课程体系、培养模式等方面进行了大胆的探索与实践。
1.核特色鲜明的环境工程专业课程体系
我校环境工程专业整个课程体系贯彻“加强学科基础、拓宽专业口径”的原则，分为公共基础课程平台、学科基础课程平台和专业课程平台，每个平台分为必修课程与选修课程两个模块，在每个课程平台均有核特色课程或实践环节。课程体系见表1，具体课程名称见表2。
以上课程体系是与教育部高等学校环境工程专业教学指导委员会制定的《高等学校本科环境工程专业规范》中确定的环境工程专业课程体系(由通识教育课程、基础课程、专业课程、专业实践教学内容组成)是相吻合的。
由表2可以看出，我校环境工程专业为了实现核特色人才培养，在公共基础课程平台选修课部分设有“核工业概论”课程;在学科基础课平台选修课部分设有特色课程“原子核物理”、“辐射防护基础”、“放射化学”、“放射生物学”等;在专业课平台必修课部分设有特色课程“放射性三废处理”，在选修课部分设有特色课程“核通风空气净化”、“核环境学”、“核辐射探测实验”、“核电运行”、“核环境学”、“辐射监测与评价”、“特殊分离方法”、“核安全法规”等。
2.贯穿于整个本科学习阶段的核特色培养模式
我校环境工程专业在人才培养模式上，实施教学改革，探索“4+x”与“规范+特色”的人才培养模式。同步实施本专业4年制本科教学计划(“4”)和核特色培养(“x”)，在贯彻环境工程专业教指委制定的环境工程本科培养规范要求的同时坚特色办学，核特色培养贯穿于学生的整个本科学习阶段。在刚入校的专业教育时，学生就参观铀矿冶生物技术国防重点学科实验室、“氡”湖南省重点实验室、学校的核电模型室等特色实验室，感性了解我校环境工程专业的特色。在学生4年的学习期间，通过在核课程教学和非核课程引入核特色内容以及实验、实习、课外科技活动、毕业设计(论文)等环节，每个学期不间断地坚持核特色培养。
二、将核特色内容引入课程教学
为了加强核特色建设，我校环境工程专业在制定课程教学大纲时，采用全体教师参与的专题研讨方式，针对课程有意识地增加核环境知识并注意课程间的衔接，使核特色体现在非核课程教学中。如在“环境监测”课程的实验教学部分，增加了“公路(污染道路)的γ辐射剂量率监测”、“室内空气氡的测量”、“222氡与222氡子体测量”、“场地氡析出率的测量”等系列实验，使学生掌握放射性监测的基本原理与监测方法，得到常用监测仪器的操作、放射性监测布点方法及监测数据的处理与辐射剂量计算等训练。学生保存这些实验监测数据，用于“环境评价”课程里“放射性环境影响评价报告”专题实训作业。在“大气污染控制工程”课程中，增加了“核工业与通风”这一章，使学生获得铀矿通风与辐射防护的基本知识，并了解我校教师在铀矿井通风研究领域的研究成果与动向;在“水污染控制工程”课程教学中，多年来以“生物吸附法处理低浓度含铀废水”、“铀污染土壤生物修复技术”等为专题，老师课堂讲授相关理论知识，指导学生上网查阅科技文献、参与实验研究，在“培养并构建抗辐射超富集铀的工程菌”、“u(ⅵ)印迹复合吸附剂对铀的去除”、“土壤微生物对铀的吸附”等研究课题上取得了较多的成果。这种核特色教学内容的引入以及课程之间相互衔接的教学模式，既大大提高了学生的学习兴趣，又有利于培养学生的创新能力，同时也加强了专业特色的内涵建设，收到了较好的效果。
三、师资队伍建设
教师是专业特色建设的主体，我校环境工程核特色建设在师资方面有多年的积累。学校前身之一的原衡阳工学院隶属于原核工业部，有多年从事核辐射防护、放射性污染治理等方面研究的积累;2002年原核工业第六研究所并入后，其通风安全组与环保组的部分专业技术人员，被吸收到环境工程专业教研室或实验室;学校现有核反应堆工程、核工程与核技术、核化工与核燃料工程、核物理、辐射防护、采矿工程、放射医学、核安全工程等八个核类专业。这些都为我校环境工程核特色的建设奠定了良好的师资队伍基础。为了提高本专业核特色教学水平，我们主动配合学校教师教学工作管理模式，建立跨院(系)、跨学科的联合教学模式，即部分核特色课程由其他学院(学科)的专业老师担任主讲教师，如“原子核物理”课程由我校核科学技术学院的老师主讲，“放射生物学”由公共卫生学院的教师主讲，毕业设计(论文)也有其他学院的教师进行指导等等，各相关学科交叉渗透、协同合作，充分保证了环境工程专业核特色人才培养的师资力量。另外，我们也重视青年教师的培养和提高，已有多人分别攻读采矿工程、核技术及应用的博士研究生。
四、重视实践性教学环节的核特色建设
实践教学是提高教学质量、培养创新人才的一个关键环节。我校环境工程专业在实验、实习、课程设计与毕业设计等实践教学环节非常重视核特色建设。
根据环境工程专业交叉性强的特点，在专业实验室规划建设时，重点建设了“核环境工程实验室”。该实验室能进行“离子交换树脂吸附铀浸出液”、“放射性环境监测与评价(222-氡及222-氡子体、γ辐射剂量)”、“含铀废石铀、镭浸出”等综合性实验以及“环境γ的监测”、“场地氡析出率测量”等设计性实验。实验室采用开放式管理模式，为学生和老师的课堂教学、课外科技活动、科学研究等服务。
为了凸显核特色，我校环境工程专业与中国原子能研究院、中核二七二铀业有限责任公司、核工业743矿、核工业741矿等企事业单位签订了实习基地建设协议，为学生提供放射性废水处理、放射性废弃物处理与处置、放射性环境监测与防护等方面的实习机会。
毕业设计(论文)是大学四年最后一项实践性教学内容，我校环境工程专业主要采用如下措施实现核特色培养：第一，将教师科研课题的子课题作为学生毕业设计(论文)内容。近年来，环境工程专业教师在铀尾矿冶退役治理、铀矿井通风等研究领域获得了多项国家自然科学基金的资助，每年的毕业设计(论文)都有多人次完成这些课题的部分研究。第二，产学研结合，学生参与校企横向合作项目。我校与某铀尾矿库及多个铀业公司建立了稳定的合作关系，学生在尾砂固化、覆盖降氡、农田修复、周围环境监测与安全性评价等方面就实际问题开展调查研究。每年的毕业设计(论文)总人数中有1/3至1/4是与核工业有关的环境问题的设计或研究，使学生得到了较好的实践训练。
五、结束语
我校环境工程专业尽管办学时间不长，但经过十年来专业核特色建设，取得了较好的成绩。2008年核环境工程实验室所属的污染控制与资源化技术实验室获得湖南省普通高等学校重点实验室立项建设，2009年环境工程被评为南华大学特色专业，“大气污染控制工程”、“环境影响评价”等课程遴选为我校精品建设课程，近2年获得铀尾矿冶退役治理、铀矿井通风等核类国家自然科学基金项目3项，获得湖南省教改项目1项，毕业生在铀业公司、核工业环保公司等相关企事业单位就业率达10%以上并获得好评。今后一段时间，我校环境工程专业将在实验室建设、师资队伍建设、课程教学、实习基地建设等方面进一步加强核特色建设的探索与实践，为我国国防工业和核电事业培养更多、更高层次的人才作出更大贡献。
参考文献：
[1]刘泽华,等.建筑环境与设备工程专业特色建设探索[j].高等建筑教育,2010,(3):23-26.
[2]蔡敬民,董强,余国江.高等院校校外实习基地建设新思考[j].中国大学教学,2009,(2):77-78.
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3.高级工程师职称论文发表(2)
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