红外探水
红外探测
在超前地质预报中的应用
所在单位：南广超前地质预报项目部
报告编写：申克克
指导人：詹龙飞史存焕
2011年1月18日
准确预报隧洞开挖前方的地质条件是隧道建设者们的迫切要求，红外探水在隧洞的开挖中起着举足轻重的作用。
基于目前各种隧道地质预报的方法，对水的探测预报有效方法很少，今年来，红外探水技术开展隧道掌子面前方含水体进行探测预报，取得了一定的成果。红外探测仪是一种非接触式防爆红外探测仪，其灵敏度高，可应用于煤矿井下进行红外探测，如：探水、探火、探瓦斯等防灾工作。红外探测本质就是根据红外探测仪测出的、沿隧道轴线一定范围内的围岩场强值绘出红外探测曲线和曲线的特征，来判断正常场或异常场，从而分析判断是否存在灾害源，为施工提供有价值的地质信息。
关键词：超前地质预报掌子面左边墙右边墙拱顶正常场异常场灾害源含水地质体
一、红外探水仪器 (3)
1.1简介 (3)
1.2用途 (3)
1.3使用环境条件： (4)
1.4技术参数： (4)
二、红外探测的基本原理和方法 (5)
2.1红外探测的基本原理 (5)
2.1.1红外辐射场的形成 (6)
2.1.2正常场和异常场 (6)
2.2基本方法 (7)
2.2.1探测曲线的分析 (10)
2.2.2报告的编写 (10)
三、对红外探水的初步评价 (14)
四、小结 (14)
参考文献： (15)
致谢 (16)
一、红外探水仪器
1.1简介
地质体每时每刻都在由向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，必然会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。
当隧道前方和外围介质相对比较均匀，且不存在隐蔽灾害源时，沿隧道走向分别对顶板、左边墙、右边墙向外进行探测，所获得的红外探测曲线，具有正常场特征。当隧道断面前方或隧道外围任一空间部位存在隐蔽灾害源时，隐蔽灾害源产生的灾害场就一定会迭加到正常场上，使正常场中的某一段曲线发生畸变，畸变段称作红外异常。红外探测就是根据红外异常来确定隐蔽灾害源的存在。隐蔽灾害源是指含水断层、含水溶洞、地下暗河。
HW－304型红外探测仪，是在303型的基础上向前迈进了一步，它可将探测场强数据储存在仪器内，用通讯电缆与计算机连接后，可将探测数据直接传输至计算机，实现快速准确成图。
1.2用途
在复杂地质条件下，特别是岩溶发育地区，相对掘进隧道的隐伏水体或含水构造，除了出现在掘进前方之外，还可能出现在顶板上方、底板下方、两边墙外部。针对复杂水文地质特点，红外探测仪可实现全空间全方位探测。其具体地质预报内容如下：
1、通过超前探测可预报掘进前方30米范围内地下水发育情况。
2、通过对顶板上方探测，可确定隧道上方30米范围有无含水层或含水构造。
3、通过对底板下方探测，可了解下方有无含水构造，以预防滞后突水。
4、分别向两边墙外部探测，了解30米范围内有无含水体或者含水断层，以预防含水断层在前方与隧道相交造成大突水。
1.3使用环境条件：
温度：0℃——+40℃
湿度：应不大于80％。在潮湿环境工作不应超过8小时。
大气压力：（0.8－1.1）×105Pa。无腐蚀性气体和强电磁场干扰。
1.4技术参数：
瞄准方式：红色激光
电源：镍氢可充电电池
电源电压：1.2V×5
电流参数：正常工作电流为 18mA
背景光电流为 28mA
激光器电流为 20mA
辐射场场强分辨率：H档为：0.05 mw/cm2
M档为：0.07 mw/cm2
液晶显示：LCD，带背景光照明
仪器尺寸：180×88×34（mm）
重量：350 g
二、红外探测的基本原理和方法
2.1红外探测的基本原理
基于目前各种隧道地质预报的方法，对水的探测预报有效方法很少，今年来，红外探水技术开展隧道掌子面前方含水体进行探测预报，取得了一定的成果。红外探测仪是一种非接触式防爆红外探测仪，其灵敏度高，可应用于煤矿井下进行红外探测，如：探水、探火、探瓦斯等防灾工作。
岩层由于分子振动和晶体格振动，每时每刻都在向外辐射电磁波，并形成红外辐射场。红外探测技术就是通过红外探测前方一定范围内的红外辐射场的变化，即通过探测仪显示出红外辐射温度的变化。当探测前方不存在隐伏的地质异常体时，红外辐射场就是一常值。当探测前方一定范围内存在隐伏的地质异常体时，地质异常体产生的辐射场就要叠加在正常辐射场上，从而使得正常辐射场发生畸变。因此根据红外辐射场曲线的变化规律，就可以全空间、全方位探查地质异常体。在隧道掘进现场，当掌子面前方存在含水构造时，含水构造产生的异常红外辐射场会叠加到
围岩的正常辐射场上，仪器显示屏上的曲线出现数据突变。而当掌子面前方没有含水构造时，所测定的红外辐射场为正常场值，数据曲线近似为一条直线。
红外探测本质就是根据红外探测仪测出的、沿隧道轴线一定范围内的围岩场强值绘出红外探测曲线和曲线的特征，来判断正常场或异常场，从而分析判断是否存在灾害源，为施工提供有价值的地质信息。
2.1.1红外辐射场的形成
物质由分子组成，分子处于不停的运动状态，由于分子震动或转动，地下岩体、水体每时每刻都在向外界发射红外波段的电磁波，从而形成红外辐射场。物理场具有能量、方向、动量等信息特征。地质体由内向外发射红外电磁波时，必然会把各种地质信息以变化场的形式传播出来。
有灾害必定有灾害源，有灾害源必定有灾害场。而物理场传播的距离永远大于场源，因此，在安全距离之外，根据灾害场的出现，可提前发现和预报灾害源的存在。
2.1.2正常场和异常场
（1）、正常场：当隧道掌子面前后的围岩较好时，即围岩的介质相对正常时，在掌子面后方（已开挖部分）探测时所获得的红外探测曲线将近似为一条直线，该红外辐射场就是正常场，其
物理意义是被探测隧道掌子面前方30m范围内没有灾害源，因此必须要掌握正常场，不知道正常场就无法确定异常场。
（2）、异常场：当隧道掌子面前方或隧道边墙存在含水构造时，同样在掌子面后方（已开挖部分）探测时，红外探测曲线就会出现明显的弯曲，曲线上的数据也将出现突变，即会出现含水构造产生的红外辐射场与围岩的正常辐射场相叠加，从而形成异常场，其物理意义是被探测隧道掌子面前方30m范围内有灾害源。
2.2基本方法
①红外探测工作流程框图（见下图）
②探测时间：应选在爆破及出渣完成后进行。
③测线布臵：在掌子面上均匀布臵9个测点，地质情况复杂或探测过程中发现异常后加密测点。
④掌子面测量：测量开始前应对一点进行重复测量，当多次读数基本稳定时再开始正式测量。测量值应为红外场强平均值。每测完一个点应松开测量开关，然后再进行下一点的测量。
⑤洞身段测量：同④掌子面测量。注意在测量时应尽量避免干扰源，如照明灯、通风口、空压机等，如不能避免，在探测过程中应在备注栏中注明。
⑥在下列情况下所采集的探测数据为不合格：
a.仪器已显示电池电压不足，未更换电池而继续采集的数据
b.开挖工作面炮眼、超前探孔等钻进过程中所采集的数据
c.喷锚作业后水泥水化热影响明显的部位所采集的数据
d.爆破作业后测线范围内温差明显时所采集的数据
e.测线范围内存在高能热源场（如照明灯、空压机等）时所采集的数据
⑦探测数据和曲线的分析与判定应符合下列要求：
a.探测数据和曲线的分析与判定以地质学为基础，并结合现场的工程地质和水文地质条件
b.通过探测与施工开挖验证，总结出正常场的特点，才能分辨出异常场
c.分析由探测数据绘制的探测曲线前，必须认真检查探测数据的可靠性
d.分析解释时应先确定正常场，再确定异常场，由异常场判定地下水体的存在
e.在分析单条曲线的同时，还应对所有探测曲线进行对比，比如两边墙探测曲线的对比，依此确定隐蔽水体或含水构造相对隧道的所在空间位臵
f.沿隧道轴向的红外探测曲线和开挖掌子面红外探测数据最大差值应结合起来分析，在实践中不断总结经验，作出符合实际的分析
⑧资料分析：有效预报长度应在30m以内，连续预报时前后两次重叠长度应大于5m。根据掌子面上9个测点数据之间的最大差值来判断掌子面前方是否存在含水构造。将隧道拱顶以及两侧
边墙测得的数据分别绘制红外辐射曲线，根据曲线的趋势来判断是否存在含水构造。
2.2.1探测曲线的分析
（1）、探测曲线的可靠性，是建立在正确数据的基础上。当你探测读数错误和记录错误时，或者绘图报错数据时，你都会得到错误的曲线，错误的曲线将会导致误判。
（2）、为避免上述错误的发生，故要求：
①操作人员在探测过程发现读数出现明显变化时，应在探点周围多探几个点，以确认读数的可靠性
②记录人员听到报数后，应回报并记录，遇到读数突变点要求操作员重测
③输入计算机的数据应作检查
（3）、分析曲线前应审查探测曲线是否正确：如果左边墙和右边墙所测曲线上某个点位出现了高值或低值，而该条曲线相对位臵没有任何异常，显然是探测时读数错误；如果在开挖面上探测，断面中部某个点位读数值很低，而周围点位的读数值很接近，显然是读数错了，因为这不符合场的变化规律。
（4）、在复杂水文地质条件下，除了预防前方，还要预防隧道外围的隐蔽水体。这是通过曲线对比来完成的。
2.2.2报告的编写
（1）、通过对边墙探测进行超前探水预报
从掌子面往洞口方向布臵3条测量线（左右边墙各一条、拱顶一条），沿隧道轴线方向布设点距为5m的n条测线，在南广超前高铁隧道超前地质预报中n取值为11，当探测曲线起伏在安全值范围内，则说明前方不存在隐含水体；当探测曲线起伏超出安全值范围，则说明前方存在隐含水体。地质情况复杂或探测过程中发现异常后增加测线及加密测点。
对边墙探测进行的预报实例（图1、图2）：
图1 笔架山隧道进口D3K337+775.4～+805.4开挖区段红外探测法成果图
通过对边墙探测得出的探测数据和探测曲线图。探测曲线起伏超出安全值范围，由此推断在探测段D3K337+775.4～+805.4范围内无水或少量渗水。
图2 北岭山隧道出口D1K394+612～+582开挖区段红外探测法成果图
通过对边墙探测得出的探测数据和探测曲线图。探测曲线起伏超出安全值范围，由此推断在探测段D1K394+612～+582范围内为一般多水带，做好防排水工作,小心施工。
（2）、通过对掌子面探测进行的超前探水预报
在掌子面上布设n 行探点，每行m 个点，计算出每一行和每一列任意两数值间的最大差值，在此次探测中n 取3, m 取3。当最大差值大于安全值10时，说明前方存在隐含水体。
对掌子面探测进行的预报实例（图3、图4）
图3 北岭山隧道出口D1K394+612～+582掌子面红外探测数据图
通过对掌子面探测由图3可知：掌子面红外场强值最大为285 ，最小为273，差值为12 ，差值未在安全值范围之内(在南广线隧道经过多次探测安全值范围定为10 )。由此推断掌子面前方有含水构造。
图4 笔架山隧道进口D3K337+775.4～+805.4掌子面红外探测数据图通过对掌子面探测由图4可知：掌子面红外场强值最大为336 ，最小为330，差值为6 ，差值在安全值范围之内。由此推断掌子面前方没有隐伏的汗水构造。
（3）、验证情况：北岭山隧道出口2010年12月23日现场素面显示：距拱顶约1.5m处，偏右有一约1m×0.1m的裂隙往外涌水，水量较大，约为250m3/h。笔架山隧道进口2011年1月10日地质素描显示：岩体破碎，结构松散，无水。
（4）、结论：在实际开挖中，笔架山隧道进口地下水不发育，无水；北岭山隧道出口掌子面发育有股状水，左右边墙淋雨状出水。由此得出红外探水报告内容与实际情况总体相符。
三、对红外探水的初步评价
（1）、红外探水仪对含水构造很敏感，因此在预防隧道掌子面前方断层破碎带含水情况等方面有着重要的作用。
（2）、红外探测技术虽然能判断掌子面前方是否存在含水地质体，但不能判断水量的大小与确切距离。掌子面的安全值虽能成为判断含水构造是否存在的一个重要因素，但却不能成为是否发生大涌水和突水的限值，因此红外探测技术应与其他地质预报探测技术（TSP探测、地质雷达探测、超前探孔）相结合，作为对其他地质预报探测技术的一种验证。
（3）、红外探测技术最好的使用条件是掌子面及其后方已开挖区段的围岩表面没有水，如果掌子面及其后方已开挖区段的围岩表面有大面积水体，红外探测技术就是去了应有的作用。
四、小结
隧道超前地质预报是隧道科学施工的必然产物，是安全、快速施工的要求。在隧道的设计中，由于工作条件或工作时间等因素，勘测院提交的隧道设计图往往达不到精度要求，有些主要的不良地质体没有被勘察到，从而给隧道施工带来了极大的困难。同时在简单的隧道工程地质情况的基础上，施工单位在施工过程中也很少进行细致的地质力学分析，多数施工单位也缺少专门的地质技术人员，这就给施工造成极大的难度，事故也就在所难免。
南广线超前地质预报小组采用综合多种预报手段，对隧道进行全面的超前地质预报，并取得了一定的成果。
准确预报开挖前方的地质条件是隧洞建设者们的迫切要求，20世纪80年代以来世界各国都把这类问题列为重点研究课题。但是隧洞施工超前预报又是一项复杂而又艰难的任务，尚需在工程施工中不断创新、优化、总结、完善和提高，要真正搞好隧洞施工超前预报任重道远。
加强地质知识的学习与补充，才能对仪器的处理结果作出正确判断，并作出合理的解释，进而作出正确的预报
参考文献：
【1】北京华安恒业科技有限公司《HW－304红外探测仪使用说明书》
【2】中华人民共和国铁道部2008-07-04发布《铁路隧道超前地质预报技术指南》
【3】詹龙飞《隧道工程红外探测作业指导》
致谢
感谢领导给我一个展示的平台，在此我学到了许多在学校里所学不到的知识，让我在今后的工作和生活中更有信心。在我论文的进展中，詹龙飞经理和史存焕总工给我莫大的帮助，得以让我的论文顺利完成。感谢各位同事对我的支持和帮助。
(完整版)红外各基团特征峰对照表
红外各基团特征峰对照表 一、红外吸收光谱中的重要区段： 1) O-H、N-H伸缩振动区(3750~3000 cm-1) 2) 不饱和碳上的C-H伸缩振动区(3300~3000 cm-1) 不饱和碳(三键和双键、苯环)上的C-H的伸缩振动在3300~3000 cm-1区域中出现不同的吸收峰。 3) C-H伸缩振动区(3000~2700 cm-1) 饱和碳上的C-H伸缩振动(包括醛基上的C-H) 4) 叁键和累积双键区(2400~2100 cm-1) 波数在2400~2100 cm-1区域内的谱带较少。 5) 羰基的伸缩振动区(1900~1650 cm-1) 羰基的吸收最常见出现的区域为1755~1670 cm-1。由于羰基的电偶极矩较大，一般吸收都很强烈，常成为IR光谱中的第一强峰。 6) 双键伸缩振动区(1690~1500 cm-1) 该区主要包括C=C，C=N，N=N，N=O等的伸缩振动以及苯环的骨架振动(σC=C)。 7) X-H面内弯曲振动及X-Y伸缩振动区(1475~1000 cm-1) 这个区域主要包括C-H面内弯曲振动, C-O、C-X(卤素)等伸缩振动, 以及C-C单键骨架振动等。该区域是指纹区的一部分。 8) C-H面外弯曲振动区（1000~650 cm-1） 烯烃、芳烃的C-H面外弯曲振动（σC-H）在1000~650 cm-1区。苯环邻二取代：770~735cm-1；苯环间二取代：710~690、810~750cm-1；苯环对二取代：830~810cm-1 具体对照表如下所示： （其中：VS：很强；W：弱；S：强；VW：很弱；m：中等；w：宽） 1、O-H、
红外谱图峰频与基团对照表
红外谱图峰频与基团对照表 4000~2500 cm1 氢键区νO-H νN-H νCH 2500~2000 cm1 叁键区νC≡C νC≡N 2000~1500 cm1 双键区νC=C νC=N νC=O 1500~1000 cm1 单键区νC-C νC-N νC-O 3750~3000 νOH νNH 3300~3000 νCH（双键，三键，苯环） 3000~2700 νCH（单键） 2400~2100 νC≡C νC≡N 1900～1650 νC=O 1645~1500 νC=C νC=N 1475~1300 δC-H 1000~650 δC=C-H δAr-H 1．烷烃 －CH3 对称、不对称伸缩振动2870、2960cm－1附近； 对称变形振动1380 cm－1附近． 有异丙基1380cm-1分裂为1385 cm-1与1375 cm-1（两强度相似） 有叔丁基1380 cm-1分裂为1395 cm-1及1370 cm-1（两强度不等） －CH2－ 不对称、对称伸缩振动2925、2850 cm-1附近． 剪式振动148O～1440 cm-1区，强度中等．
2．烯烃和炔烃 烯烃： =C－H 伸缩振动3100～3000 cm-1 峰尖锐，强度中 C=C 伸缩振动1680～1620 cm-1 共轭时移向低频约20cm-1 =C－H 面外弯曲1000～650 cm-1 －CH=CH2 面外振动990，910 cm-1 两个很强谱带 炔烃： ≡C－H 伸缩振动3310～3300 cm-1 弯曲振动642～615 cm-1之间 C≡C 伸缩振动2140～2100 cm-1（末端） 2260～2190 cm-1（中间） 3．芳烃 芳环上的=C－H 伸缩振动3100～3000 cm-1之间有三个吸收带 芳环的骨架C=C 伸缩振动1600，1500及1450 cm-1附近有三个吸收带，特别是前两个带是芳环的最重要特征带 芳环与其他不饱和体系发生共轭1600 cm-1带往往分裂成1600及1580 cm-1两吸收带 芳环上=C－H 面外弯曲振动900～650cm-1，随相邻芳氢数的增加移向低频。 单取代2个吸收带740、690cm-1 邻二取代1个吸收带740cm-1 间二取代3个吸收带860、780、710cm-1
模拟电子课程设计-红外线控制自动水龙头的设计
********大学*******学院模拟电子课程设计 红外线控制自动水龙头的设计 指导老师：****** 学生姓名：****** 系别：****************** 专业：************ 班级：**************—*班 学号：**********
摘要 本课程设计介绍了利用红外发射与接收电路设计自动水龙头的原理及设计方案。电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，“节能降耗”是我们追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费水资源。在这个基础上，我设计了自动供水电路。不仅可以节约用水，而且外形美观，使用起来也很方便。红外线控制自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。
目录 第一章绪论 (1) 第二章元器件方案 (2) 2.1 传感器 (2) 2.1.1 CCD图像传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (2) 2.1.3 超声波传感器 (3) 2.1.4 光电传感器 (3) 2.2 发光二极管（LED） (4) 2.3 接收管 (5) 第三章红外线控制自动水龙头设计 (7) 3.1 水龙头的构成及传感器控制 (7) 3.2 系统组成方框图 (7) 3.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (8) 3.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (9) 3.4.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 (9) 3.4.2 红外线水龙头控制电路的原理图 (9) 3.4.3 红外线水龙头控制电路工作原理 (9) 3.5 单元电路的设计 (9) 3.5.1 +5v的稳压电源的设计 (9) 3.5.2 振荡器电路的设计 (10) 3.5.3 红外接受控制电路的设计 (10) 3.5.4电压放大电路的设计 (12) 3.5.5音调译码器的设计 (13) 3.5.6 三端稳压器 (15) 3.5.7 LM567调制传感器 (15) 元器件清单 (18) 心得体会 (19) 参考文献 (20) 附录 (21)
HS-S310红外探水仪应用
一、产品应用概述 红外探测属广义遥感技术,它建立在红外辐射场的基础上。地球上一切物质,每时每刻都在向外辐射红外电磁波,并形成红外辐射场。物质在向外部发射红外辐射的同时,必然会把它内部的信息传递出来。因而根据场的变化,即探测曲线上所出现的异常,提前发现隐蔽的地质灾害体,从而预防灾害的发生。红外辐射场理论应用于隧道地质预报中,就是当隧道外围空间和掘进前方存在隐伏水体或含水构造时,隐伏水体或含水构造产生的异常场就要叠加到正常场上,使隧道内的正常场产生畸变,根据拱顶、隧底、边墙、掌子面探测曲线和测量数据的变化就能确定隐伏水体或含水构造所在空间方位。HS-S310型红外探水仪，将探测场强数据储存在仪器内，与微机连接后，可将探测数据传输至HS-S310红外探水仪专业软件，自动实现快速准确成图,提示场强畸变数据。 二、红外探水仪在超前地质预报中的作用 超前探水指在某些地区，不能确保设有水害威胁时，在采掘工作之前必须进行探水，进一步探明水文情况，确切掌握水源的位置和距离。这是预防突然涌水的重要措施。红外探测仪可实现拱顶、隧底、边墙、掌子面全空间全方位探测，其预报内容：掘进前方、上方、下方、两边30米范围内有无含水断层和溶洞。 三、专利产品 专利号：201520225699.1 四、技术参数 1、显示屏：LCD（128*64白屏） 2、探测距离：≦30米 3、存储数据：700组 4、瞄准方式：红色激光指示 5、通信接口：RS232 6、电源：充电电池 7、电源电压：1.2V×5 8、按键：一体化膜按键 9、仪器箱：定制专业三防箱 10、提供检测报告模版 五、使用环境要求 1、温度：0℃～＋45℃ 2、湿度：应不大于85％。 3、无腐蚀性气体以及强电磁场干扰。 六、服务支持 提供专业技术支持和免费培训。
隧道超前地质预报与监控量测技术方案
第八篇技术实施方案 一、现场超前地质预报和监控量测编制依据 本次新建铁路巴准线2标段隧道工程的监控量测所执行的国家和行业标准与规范主要有： (1)《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007 (2)《工程测量规范》GB50026-93 (3)《铁路隧道设计规范》TB10003-2005 (4)《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008 (5)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086—2001 (6)《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004 (7)《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设[2008]105号 (8)《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS02:88 二、总体概况和特点概述 新建铁路巴准线隧道共19359km/16座，占线路总长的15.11%。其中第2标段隧道8918米/8座，主要分布于低中山区。 1.1 工程概况 (1) 隧道概况 敖包沟隧道位于内蒙古高原区，主要地貌单元为低中山区，地形凌乱，冲沟较发育，沟底多见基岩出露，地面高程在1343.5~1431m，相对高差87.5m，隧道最大埋深86.8m。隧道起讫里程为DK32+809~DK34+763，全长1954m，为双线隧道，洞身左线DK34+506.82至隧道出口段于R=800m的曲线上，其余段均位于直线上，洞内纵坡为-5.0‰和-3.0‰单面下坡。 王家梁隧道位于内蒙古高原区，主要地貌单元为低山丘陵区，地形凌乱，冲沟和沟谷较发育，多呈“V”字形，部分呈“U”字形，沟底多见基岩出露，地面高程在1315~1420m，相对高差105m。隧道起讫里程为DK45+599~DK48+816,全长3217m，为双线隧道，最大埋深约83m，洞身除左线进口至DK45+637.45位于R=1200m的曲线段上及右线进口至DK45+655.70位于R=1195.7m的曲线段上外，余均位于直线段上，洞内设计纵坡为+3.0‰、+3.5‰的单面坡。 忽吉图沟隧道位于低中山区，地形起伏不大，冲沟较发育，冲沟断面多呈“V”字形，
红外主要官能团对应谱图
主要基团的红外特征吸收峰
双取代 顺 式 反 式 910 ～ 905 730 ～ 650 980 ～ 965 ～ ～ ～ 强 强 强 三、炔烃类CH伸 C≡C 伸 CH弯（面内） CH弯（面外） ～3300 2270～2100 1260～1245 645～615 ～ ～ ～ ～ 中 中 强 四、取代苯类CH伸 泛频峰 骨架振动 （ C C= ν） CH弯（面内） CH弯（面外） 3100～3000 2000～1667 1600±20 1500±25 1580±10 1450±20 ～ ～ ± ± ± ± 变 弱 强 三、四个峰， 特征 确定取代位 置
1250～ 1000 910 ～ 665 ～ ～
单取代 邻双取代 间双取代 对双取代 1,2,3,三取代 1,3,5,三取代 1,2,4,三取代 ﹡1,2,3,4四取代 ﹡1,2,4,5四取代 ﹡1,2,3,5四取代 ﹡五取代CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） 770～730 770～730 810～750 900～860 860～800 810～750 874～835 885～860 860～800 860～800 860～800 865～810 ～860 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 极强 极强 极强 中 极强 强 强 中 强 强 强 强 强 五个相邻氢 四个相邻氢 三个相邻氢 一个氢（次 要） 二个相邻氢 三个相邻氢 与间双易混 一个氢 一个氢 二个相邻氢 二个相邻氢 一个氢 一个氢 一个氢
红外线控制自动水龙头的设计
哈尔滨德强商务学院 实验设计 课程名称：自动检测技术及应用 系别：计算机与信息工程系 专业：应用电子技术(专) 班级：10-1 学号：2010520292 学生姓名：翟宏刚 11年12月20日
实验室名称：工业工程专业实验室实验机器号：实验分组：7 实验时间：11年12月20 指导教师签字：姚健成绩： 一. 水龙头的构成及传感器控制概述 水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图3-1所示）。 图3-1 反射式红外传感器 反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。 二．结构成方框图 红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个部分。系统组成方框图如图1所示。
图1 系统组成方框图 三. 红外反射式光电传感器特性与工作原理 反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、 日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图3-3所示） 。 反射光强度的输出信号电压（V out ）是反射面与传感器之间的距离（X ）的函数，设反射面物质为同种物质时，X 与V out 的响应曲线是非线性的（如图 3-4所示）。设定出电压达到某一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值，电压是不同的。 四. 红外线水龙头控制电路系统的组成 红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器 4 V out
隧道超前地质预报—红外探水
项目七隧道超前地质预报—红外探水 知识目标： 1.了解红外探水仪的工作原理； 2.掌握红外探水仪的使用方法； 3.掌握红外探水数据处理的方法。 能力目标： 1.能够使用红外探水仪进行超前地质水文预报； 2.能够独立完成测设数据的处理及分析。 一、使用仪器设备 仪器设备：HW-305红外探水仪 二、仪器原理与仪器使用 1.HW-305红外探水仪结构组成 仪器组成：红外发射器，数据记录系统，测距系统，电池等组成，如图2-3所示。 图2-3 HW-305红外探水仪 2.HW-305红外探水仪基本原理 红外探水仪是根据地质体每时每刻都在由向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，必然会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。 三、红外探水仪使用 1.红外探水仪操作流程 （1）首先检测仪器是否可以安全使用。 （2）打开仪器，进行参数设置。 （3）隧道基地测点布设。 （4）记录数据，处理并分析。 2.隧道红外探水方法 （1）检测仪器是否可以安全使用，连接仪器并打开仪器，进行参数设置如图2-4所示；
（2）隧道轴向布置测线，如图2-5所示；掌子面测线布置，如图2-6所示； （3）测点布设好后,按F2进入测量模式，如图2-7所示，用红外线进行对点，进行测量，反复测两次，取平均值后，并做好数据记录。 图2-4 参数设置 图2-5隧道轴向布置测线布设 图2-6断面和掌子面测线布设 图2-7进入测量模式
图2-8 红外对点图2-9 红外线找点 三、数据处理 1.数据处理方法 本次实训采用HW-305红外探水仪进行隧道实训基地衬砌水探测，数据记录如下：
红外线控制自动水龙头系统设计
毕业设计（论文） 课题: 红外线控制自动水龙头系统设计 学生:颜肖系部: 通信工程系班级:通信092 学号:2009006228 指导教师:吴世富 装订交卷日期: 2012-01-06
注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制
注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制
摘要 (1) 1 、红外线控制自动水龙头系统设计 (2) 1.1 水龙头的构成及传感器控制 (2) 1.2 系统组成方框图 (3) 1.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (4) 1.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (5) 2、单元电路的设计 (6) 2.1 稳压电源的设计 (6) 2.2 振荡器电路的设计 (7) 2.3 红外接受控制电路的设计 (7) 2.4电压放大电路的设计 (8) 2.5音调译码器的设计 (9) 2.6 三端稳压器 (11) 2.7 LM567调制传感器 (12) 参考文献 (13) 附录 (14) 元件列表 (19)
随着经济的不断发展，人们对淡水的需求不断增加，不久的将来，淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。据报道我国是一个水资源短缺的国家，若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的四分之一，世界排110位。 由于全自动感应水龙头有自动控制水龙头开闭的效果，它杜绝了水资源的浪费，避免了人们因为忘记关水龙头致使水白白流走的问题，伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所。 在公共场所，由于人员流动性比较大，公共设施的卫生情况普遍比较恶劣，传统水龙头必须通过人手操作，很容易造成病菌的大规模传播，而它就避免了洗手后，再次触摸水龙头造成的细菌污染，开关水完全由感应器自动完成，无需接触水龙头，有效避免细菌及交叉感染。 全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可
隧道红外探水超前预报
编号：LXTL-CHPSD-XD-012 一般?长期共7页 科大工程检测中心 Engineering Inspection and Test Center of HNUST 超前地质预报 Geological Forecast 工程(样品)名称 Name of Engineering/Sample 丽香铁路长坪隧道斜井 监测容 Monitoring and measurement Content 红外探水(XDK0+154-XDK0+124) 监测类别 Monitoring and measurement Classification 超前预报 委托(送检)单位 Authorized Company 中铁十六局丽香铁路站前四标项目部 批准人 Approved By 根南 审核人 Checked By 黄林华 监测人 Measured By 曾文杰、郭威 资质证书编号：湘GJC乙011 Certificate No.: Xiang GJC B011 地址：省市雨湖区石码头2号计量认证编号：2014180707R Metrology Certification No.：2014180707R 传真/Telephone/Fax：08 报告日期：2015年11月17日Testing Date Year Month Day
声明 Disclaimer 注意事项/Notices： 1．报告涂改、错页、换页、漏页无效； The report is invalid if pained page, mistook page, charged page, missed page. 2．对本报告有异议或需说明之处，可在签发报告后的15日向本单位书面提出，本单位将于5日给予答复； Different opinions and required explanations about the report should be reported to the test department within 15 days from the date of receiving the report, then, given a reply within 5 days.
红外主要官能团对应谱图
主要基团的红外特征吸收峰 基团振动类型波数（cm-1）波长（μm）强度备注 一、烷烃类CH伸 CH伸（反称） CH伸（对称） CH弯（面内） C-C伸3000～2843 2972～2880 2882～2843 1490～1350 1250～1140 3.33～3.52 3.37～3.47 3.49～3.52 6.71～ 7.41 8.00～8.77 中、强 中、强 中、强 分为反称与对称 二、烯烃类CH伸 C＝C伸 CH弯（面内） CH弯（面外） 单取代 双取代 顺式 反式3100～3000 1695～1630 1430～1290 1010～650 995～985 910～905 730～650 980～965 3.23～3.33 5.90～ 6.13 7.00～7.75 9.90～15.4 10.05～10.15 10.99～11.05 13.70～15.38 10.20～10.36 中、弱 中 强 强 强 强 强 C＝C＝C为 2000～1925 cm-1 三、炔烃类CH伸 C≡C 伸 CH弯（面内） CH弯（面外） ～3300 2270～2100 1260～1245 645～615 ～3.03 4.41～4.76 7.94～8.03 15.50～16.25 中 中 强 四、取代苯类CH伸 泛频峰 骨架振动（ C C= ν） CH弯（面内） CH弯（面外）3100～3000 2000～1667 1600±20 1500±25 1580±10 1450±20 1250～1000 910～665 3.23～3.33 5.00～ 6.00 6.25±0.08 6.67±0.10 6.33±0.04 6.90±0.10 8.00～10.00 10.99～15.03 变 弱 强 三、四个峰，特征 确定取代位置 单取代 邻双取代 间双取代 对双取代 1,2,3,三取代1,3,5,三取代1,2,4,三取代 ﹡1,2,3,4四取代﹡1,2,4,5四取代﹡1,2,3,5四取代﹡五取代CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） CH弯（面外） 770～730 770～730 810～750 900～860 860～800 810～750 874～835 885～860 860～800 860～800 860～800 865～810 ～860 12.99～13.70 12.99～13.70 12.35～13.33 11.12～11.63 11.63～12.50 12.35～13.33 11.44～11.98 11.30～11.63 11.63～12.50 11.63～12.50 11.63～12.50 11.56～12.35 ～11.63 极强 极强 极强 中 极强 强 强 中 强 强 强 强 强 五个相邻氢 四个相邻氢 三个相邻氢 一个氢（次要） 二个相邻氢 三个相邻氢与间 双易混 一个氢 一个氢 二个相邻氢 二个相邻氢 一个氢 一个氢 一个氢
红外线控制自动水龙头设计
目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 第一章需求分析 (3) 第二章红外线控制自动水龙头系统设计 (4) 2.1 水龙头的构成及传感器控制 (4) 2.2 系统组成方框图 (4) 2.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (5) 2.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (6) 第三章单元电路的设计 (7) 3.1 稳压电源的设计 (7) 3.2 振荡器电路的设计 (7) 3.3 红外接受控制电路的设计 (9) 3.4电压放大电路的设计 (10) 3.5音调译码器的设计 (11) 3.6 三端稳压器 (13) 3.7 LM567调制传感器 (13) 总结 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18) 附录 (19) 元件列表 (20)
摘要 本文介绍的全自动感应水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。 【关键词】传感器；红外线；自动控制 ABSTRACT The fully-automatic faucet described in this paper is fabricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut off. It is simple in design and easy to use. Comparing with traditional faucets, it is also water-saving. Fully-automatic tap is more convenient and artistic, and it enables the users to wash their hands directly without touching the tap, avoiding the transmission of germs. It can be widely used into people-intensive sites such as shopping malls, schools and office blocks. 【Key words】 sensor, infrared, automatic control
红外探水仪
红外探水仪型号:M294924 红外探测概述 地质体每时每刻都在由向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，必然会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。 当隧道前方和外围介质相对比较均匀，且不存在隐蔽灾害源时，沿隧道走向分别对顶板、底板、左边墙、右边墙向外进行探测，所获得的红外探测曲线，具有正常场特征。当隧道断面前方或隧道外围任一空间部位存在隐蔽灾害源时，隐蔽灾害源产生的灾害场就一定会迭加到正常场上，使正常场中的某一段曲线发生畸变，畸变段称作红外异常。红外探测就是根据红外异常来确定隐蔽灾害源的存在。隐蔽灾害源是指含水断层、含水溶洞、地下暗河。 红外探测仪，可将探测场强数据储存在仪器内，用通讯电缆与微机连接后，可将探测数据直接传输至微机，实现快速准确成图。 二、红外探水仪在超前地质预报中的作用 在复杂地质条件下，特别是岩溶发育地区，相对掘进隧道的隐伏水体或含水构造，除了出现在掘进前方之外，还可能出现在顶板上方、底板下方、两边墙外部。针对复杂水文地质特点，红外探测仪可实现全空间全方位探测。其具体地质预报内容如下： 1、通过超前探测可预报掘进前方30米范围内有无含水断层和溶洞。 2、通过对顶板上方探测，可确定隧道上方30米范围有无含水层或含水构造。 3、通过对底板下方探测，可了解下方有无含水构造，以预防滞后突水。 4、分别向两边墙外部探测，了解30米范围内有无含水体或者含水断层，以预防含水断层在前方与隧道相交造成大突水。 三、使用环境条件： 温度：0℃--＋40℃ 湿度：应不大于80％。在潮湿环境工作不应超过8小时。 大气压力：（0.8－1.1）×105Pa。 无腐蚀性气体和强电磁场干扰。 四、技术参数： 瞄准方式：红色激光。 电源：镍氢可充电电池 电源电压：1.2V×5 电流参数：正常工作电流为：28mA 背景光电流为：18mA 激光器电流为：20 mA 测量辐射场场强分辨率：H档为：0.05 mw/cm2
隧道红外探水超前预报
编号：LＸTL-CHPSD-ＸD －０12 一般?长期共 7页 湖南科大工程检测中心 Eｎｇineeriｎg Inｓpeｃｔｉon and Test Ceｎtｅr of HNUSＴ 超前地质预报 ＧeolｏgiｃaｌFoｒecａsｔ 工程(样品)名称 Namｅ oｆＥｎｇinｅ ering/Sampｌe 丽香铁路长坪隧道斜井 监测内容 Moniｔorｉng ａnd ｍｅ ａsurｅment Content 红外探水(XDＫ0+15４—XDK0＋124） 监测类别 Monitoring and ｍeasurｅ ment Cｌaｓsificatioｎ 超前预报 委托(送检）单位 Ａｕｔhｏriｚed Coｍpａny 中铁十六局丽香铁路站前四标项目部 批准人 Approvｅｄ By 陈根南 审核人 Cheｃkｅd By 黄林华 监测人 Ｍｅａｓure ｄ Bｙ 曾文杰、郭威 报告日期：２０15年１1月１7 日 ＴｅstiｎｇＤate Year Ｍonｔh D ａy
资质证书编号：湘ＧＪC乙011 Ｃertifｉcａte No。: Xiang GＪC B011 地址:湖南省湘潭市雨湖区石码头2号 Addreｓｓ：ＹuhｕＤｉstrｉcｔ， XianｇTaｎ, Hunan 计量认证编号:201４18０707R Metrｏｌｏgy Certifiｃａｔioｎ No．:２０14１8０7０7R 电话传真／Teｌephoｎｅ/Ｆax:8 邮编/Post Cｏde：411２０1
声明 Dｉｓclａimer 注意事项/Nｏtices： 1。报告涂改、错页、换页、漏页无效； Ｔｈe repoｒt ｉs ｉnｖａlid iｆ pａiｎeｄ page， mistooｋ pａge, cｈarｇed pａｇｅ, missed page． 2．对本报告有异议或需说明之处,可在签发报告后的15日内向本单位书面提出,本单位将于5日内给予答复; Ｄｉffereｎｔｏpinions and required explanatｉｏｎs aｂoｕt ｔhe report shｏuld be ｒeｐorｔｅd tｏthe tｅst deparｔmｅnt ｗithiｎ 1５ d ａｙｓ frｏm ｔhｅｄａte ｏf receｉving tｈe report, thｅn， given a ｒe ｐlｙwithin 5 dａys。
红外水龙头设计资料
本例介绍的自动水龙头采用了红外控制开关及电磁水阀，其特点是制作简单、灵敏可靠、安装方便、 节水效果好。 电路工作原理 红外自动水龙头电路由红外线反射开关A、功率开关集成电路「、电磁水阀YV及电源变换电路等组成， 如图3-182所示。 接通电源后，交流220V电压经电源变压器T降压、二极管VD2-VD5桥式整流及电容器C滤波后，产生 约+l2V电压供给水龙头控制电路。 平时，由于A内部红外发光二极管向外发射的调制红外线 (频率约为4OkHz)遇不到反射物体，所以，与其同向并排安装的光敏晶体管接收不到红外信号而处于截止状态，使A的输出端 (OUT)处于低电平，IC 的5脚无合适的控制电压输入，因而其内部电子开关 "断开"被控电磁水阀不工作。 当有人洗手或用水时，接近水龙头的手或盛水容器将红外线反射回去一部分，被光敏晶体管接收并转换成相同频率的电信号，经A内部电路一系列放大、解调、整形、比较后，由A的OUT端输出高电平信号，从而使IC第5脚通过分压电阻器Rl、R2得到合适的控制电压 (1.6V阀值电压)，控制IC内部电子开关 《闭合"，使电磁水阀通电自动开阀放水。 当手或盛水容器离开水龙头时，A内部光敏晶体管失去红外脉冲信号，电路又恢复到平时的待机状态。 Rl和R2均选用1/8W碳膜电阻器。 C选用耐压值为16V的铝电解电容器。 VDl-VD5均选用1N4001型硅整流二极管。 FU选用带管座的250V、O.l5A熔断器。 IC选用TWH8778型功率开关集成电路。 T选用3W、二次电压为l2V的电源变压器。 电磁水阀可选用D-l2型电磁水阀或全自动洗衣机专用的l2V电磁水阀。 A选用TXO5D型低功耗红外反射开关 (该器件是模块化产品)，它内部采用了低功耗器件和抗外界干扰电路，全部电路焊装在尺寸为46.5mmx32mmxI7mm的塑料小盒内。盒侧面设有一个红色发光二极管，用来指示开关工作状态 (平时熄灭，有反射物时发光);另有一调节孔，顺时针调节反射监测距离增大，逆时针调 节反射监测距离缩小，调节范围一般在5-12Ocm。 整个水龙头控制电路与电磁水阀一起焊装在体积相当的绝缘材料盒内，可直接替代传统的水龙头。安装时要注意做好防水工作，以免电路元件被水损坏。A的红外线发射方向应指向水龙头下方。电磁水阀的进水口可直接拧在原来接水龙头的螺纹口处。反复调节A上的灵敏度调节旋钮，使人手接近水龙头lOcm出 水即可。 抽于电磁阀工作时只有开或关两种状态，所以出水时水流量是固定不变的。可以通过在出水口包一一 层或两层纱布来调节水流量。
TSP、地质雷达、红外探水在工程中的应用原理
地质雷达方法 地质雷达检测是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式，其工作过程是由置于地面的发射天线发送入地下一高频电磁脉冲波(主频为数十兆赫至数百兆赫乃至千兆)，地层系统的结构层可以根据其电磁特性如介电常数来区分，当相邻的结构层材料的电磁特性不同时，就会在其界面间影响射频信号的传播，发生透射和反射。一部分电磁波能量被界面反射回来，另一部分能量会继续穿透界面进入下一层介质，电磁波在地层系统内传播的过程中，每遇到不同的结构层，就会在层间界面发生透射和反射，由于介质对电磁波信号有损耗作用，所以透射的雷达信号会越来越弱。探地雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备(计算机)等组成。 各界面反射电磁波由天线中的接收器接收并由主机记录，利用采样技术将其转化为数字信号进行处理。从测试结果剖面图得到从发射经地下界面反射回到接收天线的双程走时t。当地下介质的波速已知时，可根据测到的精确t值求得目标体的位置和埋深。这样，可对各测点进行快速连续的探测，并根据反射波组的波形与强度特征，通过数据处理得到地质雷达剖面图像。而通过多条测线的探测，则可了解场地目标体平面分布情况(如图2.2所示)。通过对电磁波反射信号(即回波信号)的时频特征、振幅特征、相位特征等进行分析，便能了解地层的特征信息(如介电常数、层厚、空洞等)。
红外探水仪 简介 地质体每时每刻都在由向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，必然会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。 当隧道前方和外围介质相对比较均匀，且不存在隐蔽灾害源时，沿隧道走向分别对顶板、底板、左边墙、右边墙向外进行探测，所获得的红外探测曲线，具有正常场特征。当隧道断面前方或隧道外围任一空间部位存在隐蔽灾害源时，隐蔽灾害源产生的灾害场就一定会迭加到正常场上，使正常场中的某一段曲线发生畸变，畸变段称作红外异常。红外探测就是根据红外异常来确定隐蔽灾害源的存在。隐蔽灾害源是指含水断层、含水溶洞、地下暗河。 HW－304型红外探测仪，是在303型的基础上向前迈进了一步，它可将探测场强数据储存在仪器内，用通讯电缆与微机连接后，可将探测数据直接传输至微机，实现快速准确成图。 用途 在复杂地质条件下，特别是岩溶发育地区，相对掘进隧道的隐伏水体或含水构造，除了出现在掘进前方之外，还可能出现在顶板上方、底板下方、两边墙外部。针对复杂水文地质特点，红外探测仪可实现全空间全方位探测。其具体地质预报内容如下：
红外光谱实验报告
红外光谱实验报告 一、实验原理： 1、红外光谱法特点： 由于许多化合物在红外区域产生特征光谱，因此红外光谱法广 泛应用于这些物质的定性和定量分析，特别是对聚合物的定性 分析，用其他化学和物理方法较为困难，而红外光谱法简便易 行，特别适用于聚合物分析。 2、红外光谱的产生和表示 红外光谱定义：分子吸收红外光引起的振动能级跃迁和转动能级跃 迁而产生的吸收信号。 分子发生振动能级跃迁需要的能量对应光波的红外区域分类为： i.近红外区：10000-4000cm-1 ⅱ.中红外区：4000-400cm-1——最为常用，大多数化合物的化键振 动能级的跃迁发生在这一区域。 ⅲ.远红外区：400-10cm-1 产生红外吸收光谱的必要条件： 1）分子振动：只有在振动过程中产生偶极矩变化时才能吸收红外辐射。 ⅰ.双原子分子的振动：（一种振动方式）理想状态模型——把两个 原子看做由弹簧连接的两个质点，用此来 描述即伸缩振动；
图1 双原子分子的振动模型 ⅱ.多原子分子的振动：（简正振动，依据键长和键角变化分两大类） 伸缩振动：对称伸缩振动 反对称伸缩振动 弯曲振动：面内弯曲：剪切式振动 （变形振动）平面摇摆振动 面外弯曲振动：扭曲振动 非平面摇摆振动 ※同一种键型，不对称伸缩振动频率大于对称伸缩振动频率，伸缩振动频率大于弯曲振动频率。 ※当振动频率和入射光的频率一致时，入射光就被吸收，因而同一基团基本上总是相对稳定地在某一特定范围内出现吸收峰。ⅲ.分子振动频率： 基频吸收（强吸收峰）：基态到第一激发态所产生分子振动 的振动频率。 倍频吸收（弱吸收峰）：基态到第二激发态，比基频高一倍 处弱吸收，振动频率约为基频两倍。 组频吸收（复合频吸收）：多分子振动间相互作用，2个或2
红外线控制自动水龙头课程设计
红外线控制自动水龙头 设计报告 学生姓名：笑嘻嘻 专业班级：电子信息工程本1502 学生学号：154110201 2017年12月12日
一、红外线传感器介绍 红外线传感器利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，也称红外探测器。红外线即红光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只有它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图1-1所示） 反射光强度的输出信号电压（Vout ）是反射面与传感器之间的距离（X ）的函数，设反射面物质为同种物质时，X 与Vout 的响应曲线是非线性的（如图1-2所示）。设定出电压达到某一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值，电压是不同的。 图1-1 红外发射接收原理图 图1-2 光强度相应曲线图 发射 接收 反 射 表 面 x 10 4 V out x/mm
红外线探水报告
一、工程简介 (1) 二、红外线超前探水法的原理 (1) 三、掘进掌子超前探水的测线布置 (1) 四、数据分析 (2) 五、结论及建议 (5)
红外线探水法超前探测预报报告 一、工程简介 二、红外线超前探水法的原理 任何物体都会发射出红外线，形成一个红外场。将一个稳定的质体作为探测对象的场源时，由该物体所形成的红外场的强度与场源本身的场强相一致。当地质体中含地下水，那么地下水场源产生的红外场会对地质体场源所产生红外场产生影响，使其场强发生变化。地质体所形成的红外场场强变化可用红外线探测仪探测。根据围岩红外场强的变化来预报掌子面前方是否隐状含水体。 利用红外线进行超前探水是目前较为先进的一种地下水探测预报方法，能够定性确定一定深度范围地层中含水的部位和类型，现已广泛地应用于地下工程施工中的地下水探测。 三、掘进掌子超前探水的测线布置 掘进掌子面场强测点布置，应根据掘进掌子面的大小，将掘进掌子面划分为若干个区域，一般情况下，将掘进掌子面划分为多个区域，每个区域设定1个测点，如图1所示。
图1 掌子面测点布置示意图 沿已开挖隧道边墙纵向进行测点布置时，分别在拱顶、两侧边墙上各布置两条测线。从掘进掌子面开始，向已开挖方向(背离掘进掌子面方向)，每间隔1 m ～5 m 设置一个测点，测点数不少于12个，如图2示。 拱顶 图2 拱顶及侧帮测点布置示意图 四、 数据分析 根据隧道走向与场强曲线进行超前探水的判据，建立各测点的场强(y 轴)与测点到掘进掌子面的距离(x 轴)的函数关系，并绘制出函数图形，根据函数图形特征进行超前探水预报。如果函数图形为一水平直线，表明掌子面前方不存在含水构造，见图3(a)。 如果函数图形为一斜线，表明掌子面前方存在具有含水构造的可能性，需要进一步探测，见图3(b)。 如果函数图形开始部分存在阶跃突变，后部为水平或斜线，表明掌子面前方存在含水构造，见图3(c)。