时间：2023-05-31 09:33:22
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇声速测量实验，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】声速；空气；共振干涉法；相位比较法
0 引言
近几年来随着声学的发展，检测声学在现实生活中得到了越来越广泛的应用。比如：无损检测、流体测速、探伤、定位、测距等[1]。声速的测量在声学检测领域占有非常重要的地位。空气中的声速测量实验因其应用性强、便于操作、易于实现等优点被很多高校选作基础物理实验。媒质的特性及状态等因素决定了声波在其中传播的速度，通过媒质中声速的测定，如：测量氯丁橡胶乳液的比重、氯气、蔗糖的浓度以及输油管中不同油品的分界面等等可以了解媒质的特性或状态变化，因此声速测定在某些工业生产上具有非常重要的实用意义[2]。在教学中一般采用以下两种理论方法来测量声速：第一种是测量声波传播的距离s和时间t，然后根据公式v=s/t计算出声速。这种方法中学采用的比较多。另一种是测量声波的频率f和波长λ。然后根据任何相邻的振幅最大值的位置之间波动过程中波速v、波长λ和频率f之间存在着下列关系：v=λf，计算出声速[3]。目前高校中普遍采用的是这套理论。而在实际操作中，也有很多不同的方法来实现。例如双踪示波法[4]，声音共鸣法[5]，驻波法[6]等。本文中本文用共振干涉法和相位比较法首先测定了声速在空气中的传播速度，并与理论值进行比较，然后进行误差分析，以便检测测量方法的实用性。
1 理论方法
1.1 共振干涉法（驻波法）
声源S1发出的声波经空气传播到位置S2，S2在接收S1的声波信号的同时反射部分声波信号，如果接收面与发射面严格平行，则入射波就在接收面上垂直反射，反射波与发射波会产生相干涉就会形成驻波。声源S1发出声波的振动方程为：A1=Acos（wt-2πx/λ），声源S2反射的声波的振动方程为A2=Acos（wt-2πx/λ），两者相互叠加形成的驻波的振动方程为：A3=2Acos（2πx/λ）cos（wt），w为声波的角频率，t为声波传播经过的时间，λ为测量声波的波长，x为声波经过的距离。可以看出两列波叠加之后形成的驻波的强度随距离之间按cos（2πx/λ）规律变化。如果改变S2位置，即改变S1与S2之间的距离，则任何相邻的振幅最大值的位置之间或者相邻的振幅最小值的位置之间的距离均为λ/2。
1.2 相位比较法
声源S1发出声波后就会在其周围形成声场，设声源S1的振动方程为A1=Acos（wt），但是在声场中的任一点S2的自振动相位是随时间而变化的，例如S2接收到的振动为A1=Acos（w（t- x/v）），但此点和声源的振动相位差不随时间变化。S1 和S2振动的相位差为？驻φ=ωx/v。当x=nλ，合振动为一斜率为正的直线，当x=（2n+1）λ/2时，合振动为一斜率为负的直线，当x为其它值时，合成振动为形状不同的椭圆形，移动S2，当其合振动连续两次为正斜率直线时，S2移动的距离即为一个波长。
2 数据处理
2.1 声波频率的测定
任何相邻的振幅最大值的位置之间波动过程中波速、波长和频率之间存在着下列关系：v=λf，观察接收波的电压幅度变化，在某一频率点处电压幅度最大，此频率即是f。改变S2的位置（即改变S1、S2之间的距离）直至示波器显示的正弦波振幅达到最大值，再次记下此时频率f的数据于表1。
2.2 共振干涉法测量声波的波长
改变S1、S2之间的距离，当接收波形的振幅为最大值时，读出S2的位置x1，沿同一方向继续改变S1、S2之间的距离，当波形振幅再次为最大时，读出S2的位置x2， 为了提高测量的准确性，共测量五组数据，每组测量6次，把每次测量的数据列xi，记录到表格2中。
2.4 相位法测量声波的波长
对于相位法来说，首先观察李萨如图的变化规律。当观察到波形为正斜率直线时，记下S2的位置x1，改变S2 的位置，记下示波器出现正斜率直线时S2的位置x2。为减少误差，S2 的测量位置改变了6次。然后重新改变S2的起始位置，重复刚才的步骤，一共测量五组数据。把每一组测量得到测量列 xi记入表格3中。
2.6 结果分析
在测量时，误差虽然无法消除，但我们可以通过多种方法减少误差。第一种是多次重复测量取平均值。在一组条件完全相同的重复实验中，个别测量值肯能会出现异常，如测量值偏大或偏小，多次重复测量可以使测量值分布更平均，测量结果更接近真值。在这个试验中，每次实验都重复测量5组数据。例如驻波法测量声波的波长中，虽然单次测量存在一定的误差，声波的波长结果分别是346.69m/s，344.08m/s，337.75m/s，342.59m/s，在这些结果中有的大于理论值，有的小于理论值，但是取平均值后就比较接近于理论值，多次重复测量的方法可以减少误差的产生，提高测量的准确度。第二种是利用逐差法处理数据。所谓逐差法，是把测量数据中的因变量进行逐项相减或按顺序分为两组进行对应项相减，然后将所得差值作为因变量的多次测量值进行数据处理的方法。逐差法可以提高实验数据的利用率，减小随机误差的影响，是物理实验中处理数据常用的一种方法。
逐差法是针对自变量等量变化，因变量也做等量变化时，所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果。其优点是充分利用了测量数据，具有对数据取平均的效果，可及时发现差错或数据的分布规律，及时纠正或及时总结数据规律。这里在计算声波波长时我们用逐差法处理数据保持了多次测量的优点，充分的利用了所有的测量结果，尽可能的减小了误差，提高了测量的准确性。
3 结论
首先由声速测定专用信号源读出声波频率，用共振干涉法和相位比较法求出波长。最后由v=λf分别得到声波在空气中的传播速度，实验值与理论值比较接近，说明这两种方法测量声速的可行性。
【参考文献】
[1]张涛，黄立波，等.空气中声速测量的实验研究[J].西安科技大学学报，2004，24（4）：518-521.
[2]姜永超.空气、液体介质中的声速测量[M].大学物理实验，北京：中国农业出版社，2015：154-151.
[3]朱鹤年.物理实验研究[M].北京：清华大学出版社，1994：219-233.
[4]魏国瑞，潘沛，等.超声波声速测量新方法[J].西安建筑科技大学学报，2009， 36（3）：75-78.
关键词 Matlab 可视化 光学仿真 牛顿环
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.07.022
Abstract Using the GUI function of MATLAB in visual processing and scientific computing ability， we designed physics experiment of Newton's ring optical simulation simulation， from the point of view of simulation results and experimental simulation very vivid. At the same time， it can simulate measurement， to achieve the desired effect.
Key words Matlab； visualization； optical simulation； Newton's ring
Matlab是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的简称，是美国Math Works公司出版的商业数学软件，不仅具有数据分析、科学计算和图像处理等功能，还具有交互式图形用户界面等功能，Matlab语法简单方便，数值计算高效，图形功能完备，所以matlab在物理现象演示、作图、数据处理优化和模拟仿真方面应用非常广泛。①
本文基于Matlab GUI②设计，通过牛顿环、声速测量、迈克尔逊干涉仪的模拟和具体实例分析，从而了解Matlab可视化在大学物理中的演示应用，及数据处理过程。③通过数字化模拟演示，生成动态图像，完成数据测量及数据处理分析，并扩展了实验的观察项目，达到明晰原理，提高观察效果，分析误差成因等更好的教学效果。鉴于物理设备和光学实验的操作规范性强等原因，实物操作实验存在原理清晰度不够、观察吃力、测量误差大等不足。而Matlab可视化演示能在实物实验的基础上提供更加理论的补充，能在设备不变操作时辅助课堂教学，能在对比实验中寻求误差原因等等，从而促进大学物理的教学。目前我们已近积累了相关演示项目近30余项，也为目前全国推进的慕课和微课作好了资源储备。下面是我们可视化的两个具体项目。
1 牛顿环Matlab可视化演示项目
1.1 牛顿环干涉原理
牛顿环是通过可见光的等厚干涉而得到的一系列同心圆环，通过测量干涉圆环的直径，我们可以间接测量半凸透镜的曲率半径。牛顿环实验光路图如图1所示。
我们在实际测量过程中，为了提高测量精度，都是测量圆环的直径。通过测量级和级暗环的直径，得到半凸透镜的曲率半径为⑤
1.2 牛顿环的Matlab模拟
牛顿环干涉的光强分布为⑥
可由（1）式可得到：
我们利用Matlab计算牛顿环的光强分布，应用GUI的图形化处理功能和交互式用户界面，得到如图2的牛顿环演示实验界面，界面的左边为实验原理装置部分，右边为干涉图像。测量控件的光强回调函数如下：
lamda=str2double（get（handles.lamda，'string'））；
R=str2double（get（handles.R，'string'））；
d=str2double（get（handles.d，'string'））；
lamda=get（hObject，'Value'）；
set（handles.lamda，'String'，num2str（lamda））；
lamda=lamda*1e-7；
d=d*1e-7；
lamda1=lamda*1e9；
set（handles.text2，'string'，lamda1）；
[x，y]=meshgrid（linspace（-0.006，0.006，600））；
r2=（x.^2+y.^2）；
di=2.*（d-（R-sqrt（R^2-r2）））-lamda/2； %光程差
I=（cos（di.*pi/lamda））.^2； %光强分布
axes（handles.axes2）；
imshow（I）；
在交互式部分，我们可以通过滑条改变入射光的波长，半凸透镜的半径，以及半凸透镜与平板玻璃底部的距离，观察干涉条纹的变化，从而了解影响干涉条纹的要素。同时我们还设计了与实际测量相仿的测量方式，通过十字标线读取圆环的位置坐标，从而到达测量圆环直径的效果。
2 声速测量的Matlab模拟演示项目
我们还设计了如图3所示的声速测量模拟演示实验，通过输入超声波频率和调节滑条，达到转动轮转动，同时超声波接收器移动，示波器上的李萨茹图形发生变化，以及共振法的波形振幅改变，从而达到模拟实验测量的效果。
3 结论
我们通过上面的具体实例，讨论了Matlab在大学物理演示实验中的应用，同时，也可以利用Matlab强大的图形处理功能和计算功能，将更多的物理实验展示给学生，我们还做了单缝衍射，光栅衍射等模拟演示实验，通过上面的讨论，利用Matlab数值计算及可视化功能，实现了大学物理实验的模拟设计，不仅可以利用Matlab来演示物理实验，也可以作为物理实验教学过程的一个辅助手段。同时，在理论教学过程中作为物理演示展示给学生，帮助学生理解和学习物理原理。使得教学过程和内容更加生动。
注释
① 刘志成，张君霞，黄蕊.Matlab可视化在大学物理实验中的应用.大学物理实验，2015（1）：69-72.
② 张志涌.精通MATLAB 6.5版.北京航空航天大学出版社，2003：482-495.
③ 黄蕊，张君霞，刘志成.用MATLAB比较双缝干涉和双缝衍射.大学物理实验，2015（1）：90-22.
④ 马文蔚，解希顺，周雨青.物理学（第五版）下册.高等教育出版社，2006：111-113.
【关键词】小船；工程物探勘察；各调查系统安装；管理方法
1、概况
工程物探勘察是海洋油气开发中的重要一环，随着平台及管线的逐年增加，我们所进行工程物探勘察作业的区域也变的多种多样起来。本文所提的特殊区域是指大型船舶受其体积及吃水影响不能进入，或出于安全方面的考虑大型船舶不得进入的区域。
根据经验查找到确实的理论根据，根据理论结果来指导我们现实的工作。
在这些区域我们作了很多工程物探勘察作业，其中不乏受总公司关注的重大项目，作为整个项目的有机组成部分，其特殊区域往往租用小船进行作业。由于每年都有这类工程，例如，平湖管线检测，涠洲11-1N油田开发项目，春晓油气田开发项目等。本文对这些特殊区域所进行的工程物探勘察作业进行总结，得出租借外雇船舶的技术要求，各调查系统安装的注意事项，各系统相互配合进行作业时的注意事项，现场对船舶及人员进行安全管理的经验。
2、海上工程物探勘察作业对船舶选择的特殊要求
（1）作业船舶要具有适合本海域的相应船舶证书，经健康、安全、环保部门相关负责人员审核并书面许可后方可进行作业，并召开健康、安全、环保交底会议，告知船舶人员工作目的、流程和健康、安全、环保注意事项，并在交底单上签字。在开工前提交健康、安全、环保措施，并进行备案。
（2）作业船舶舵效要高，因勘察作业测线较多且其长度较短（如平湖管线检测中，测线长度为300米，总数有上千条），作业船舶转向频繁，如果舵效差，操舵人员的体力很难保证，从而影响作业质量和进度。
（3）作业船舶要能够低速运行，在进行管线检测中，尤其是利用管线仪进行直径较小管线检测时，较低的船速会增加管线仪的分辨率，而有些小船由于其主机性能的影响，其速度只能在5节或5节以上，如果强行降低其船速则会失控，这样的船舶是不适合进行工程物探勘察作业的。
（4）所选船舶要考虑设备安装的方便、可行。船舶甲板应有开阔的空间以方便工程人员装卸仪器，船舷应适合各种仪器的安装、固定。船上要有密闭性较好的空间充当仪器操作间，以避免雨天对仪器操作的影响，尤其在南部海区进行作业时，由于降雨频繁且有时雨势较大，如果操作间进水，有时会烧坏仪器从而影响作业进度。
（5）作业船舶的操舵人员要有熟练的操舵技能和较强的责任心，由于跑测线不同于航行，进行勘察作业时要求船舶跑直线，偏移量通常为左右5米，所以对操舵人员的操舵水平要求较高。
3、主要测试系统的安装及使用注意事项
安装仪器要注意与驾驶台的相互配合，由于外雇船舶作业，每次使用的船舶不同，作业人员不同，工期一般又较紧张，此时需要工程项目经理跟操船和作业人员进行有效沟通，当安装不同仪器时，操船人员如何操纵船舶给予配合，这些需要在开工前沟通清楚。
（1）定位系统：工作前要进行平面坐标测量参数的测量，并统计测量中误差；电罗经、姿态系统要测量安装误差，并校准电罗经的坐标方位角；精确测量各仪器相对于GPS天线的精确位置。
（2）测深系统：（以多波束测深为例）多波束测量系统：首先，在进入调查区域后，在船体完全停稳后，要对调查区域的海水声速进行采集，最终得到一个准确的平均声速值。
然后安装要选择船上牢固及不活动的部位；安装位置远离噪音源；安装杆要在尽量靠近水线的地方设置固定点；声纳头要超出船底；要做必要的试验以检查回收和放下声纳头后声纳头校准是否有改变；要仔细选择声纳头安装位置，远离船主机、副机和泵；声纳头安装不要太靠后，否则会受到螺旋桨的影响；三维姿态传感器和光纤罗经的安装原则：要尽可能地装在船的重心位置，中线方向要尽量与船中轴线方向一致，并进行检查和校正安装误差。多波束要进行系统参数的校准，包括横摇、纵摇、定位延迟、船舶吃水等参数。在测区附近要进行船舶对磁力的影响试验等。
（3）地层剖面系统：安装位置要远离噪音源，远离船主机、副机、泵和螺旋桨。根据各区的地质状况选择适当频率、增益和适当的船速及电缆长度，使记录达到最佳状态，并把有关参数标注在记录的开始。每天作业前，做好仪器的调试，保证信号清晰准确，校对仪器中各测量参数的正确性，并做好记录。
（4）地貌系统：安装位置要远离噪音源，远离船主机、副机和泵；连接拖体和电缆，计算并确认拖放长度，拖放长度根据调查区域水深、海况及使用船只的噪声水平综合确定。同时应根据资料情况在作业中进行适当的调整，以达到最佳的资料接收状态；拖鱼与拖鱼电缆在甲板连接后，另一人必须进行检查，查看连接是否牢固，以免发生拖鱼丢失事故；拖鱼入水前必须开机在甲板检查拖鱼两侧换能器是否正常工作；拖鱼入水时应与船舶驾驶人员联系，保持船舶航向及航速，使拖鱼安全平稳入水，达到预定的工作深度。
（5）磁力仪：计算并确认拖放长度，作为一般原则，电缆释放长度应至少为船长的三倍；磁力仪探头与电缆在甲板连接后，查看连接是否牢固，以免发生探头丢失事故，同时应检查浮球绳索是否系牢；磁力仪探头入水前必须开机在甲板检查探头否正常工作；磁力仪探头入水时应与船舶驾驶人员联系，保持船舶航向及航速，使探头安全平稳入水，达到预定的工作深度；在磁力仪下水前应根据工区水深和合同（或甲方代表）的要求调整拴在磁力仪探头尾部用来调整磁力仪探头平衡和深度的浮球的绳子的长度，使磁力仪探头在达到预定的深度的同时又和海底保持一定的距离，避免探头触碰海底；根据磁偏角调整铯光泵的方向，入水观察电压电流值、信号强度、磁场值、深度及高度计值是否正常。
（6）发电机：根据所使用仪器的种类合理选择不同功率的发电机。发电机放置地方要离仪器操作间远些以防止废气对人的危害，同时要防止发电机爆晒和雨淋。
4、小船进行工程勘察作业的工作计划
4.1工作计划的确定
制定详细的调查计划，首先要考虑到调查船航行的时间和调查主要内容、调查船及主要设备的技术要求。调查成果提交的最终成果形式、完成时间和对成果的鉴定方式。合作的伙伴、资料传输、经费预算等。随着安全生产的形势日益严峻，为保障人员、设备安全和保护环境，制定符合实际情况和《海洋石油作业健康安全环保标准》要求的应急计划也是非常重要的作业计划。
4.2测线布设
由于工程物探调查经常多种仪器同时作业，所以要根据设备的测量范围，合理布设计划测线。
1、多波束测量要求全覆盖测量，测线之间一般要求有10%的条幅重复率。
2、旁扫声纳测量也要求有一定的条幅重复率。
3、单波束测深，浅地层，管线仪和磁力测量不要求全区覆盖。因此，根据测区的重要性和要求，合理布设测线。对比较重要和特殊区域要加密测量。在长度上考虑拖体的电缆长度，以及密切关注实际的航迹，在遗漏的区域要及时安排补测。
5、进行工程作业时各个系统注意事项
（1）导航定位系统是最基础的数据，在工作中要确定各个托体在船舶坐标系统中的坐标，并在导航记录中分别记录各个拖体的坐标，在工作中除了要记录船舶的航迹之外，还要根据实际情况确定定位的间距，记录拖体的航迹。每天需要提供船舶、拖体的航迹图、航迹坐标。为第二天的工作安排提供数据。
（2）声速测量测量时要充分了解测量区域的水文变化状况，确定声速测量的计划，在浅水区作业一般至少应在早、中、晚进行3次声速剖面测量。在声速变化比较剧烈的地方，还应加密声速测量剖面点的数量。测量声速剖面时还要注意记录测量时间，注意仪器投放的速度要均匀，要注意设备不能触底。测量完成过程中要注意海流的大小，小心声速剖面仪的安全。测量结束后，要及时提取数据，并确定测量数据有效无误后可以进行下一步的工作。
（3）多波束测量测量前要对多波束测深仪及各种设备进行检查、测试和校准。测量前对多波束测量系统进行如下实验包括：稳定性试验：选择水深大于20m的平坦海区，对水深进行重复测量，要求水深比对限差小于1%，观察主机及其他设备是否工作正常；根据测区的地形地貌特征和不同设计航速，进行不同深度和不同航速条件下的航行试验，试验时要选择有代表性的海底地形起伏变化的海区，测定系统在不同深度和不同航速下的工作状态，要求每个发射脉冲接收到的波束大于总波束数的80%；在每个航次正式测量前，要选择适宜海区设测多条往返重复测线进行横摇、纵摇、导航延迟、光纤罗经偏差等系统参数校正。此外，在试验过程中还要检查、测试DGPS、声速剖面仪、三维姿态传感器和光纤罗经是否工作正常。
完成测前试验后，即要进行多波束系统实测前的准备。检查系统各电缆线连接是否良好正确，用万用表或示波器检查供电电源、主电源UPS及主电源变压器的输入、输出端电压是否正确。系统启动时，先打开设备如GPS、姿态传感器和光纤罗经，光纤罗经要输入测区所在纬度并预先稳定半个小时。启动主机和实时采集计算机，检查导航系统和系统各项校正参数如横摇、纵摇、导航延迟和电罗经偏差校正值，一般不作改动，只有在获得新的校正值后才需要改变。装入声纳参数，包括频率、纵横摇范围、输出功率、脉冲宽度、ping增益和船的吃水等。装入声速剖面文件，并根据实际情况进行修改。根据工作计划输入导航测线，并根据已有资料估算测量起始点的水深值，启动多波束系统处于发射状态。
（4）浅地层剖面仪在海上测量前要对剖面仪及各种设备进行检查和测试。检查仪器工作是否正常，层理是否清晰。注意发射频率不能长时间太高，否则会烧毁设备。
（5）磁力仪拖鱼入水后，观察电压电流值、信号强度、磁场值、深度及高度计值一段时间。各信号正常后，继续投放拖鱼至技术要求深度，在此过程中，要始终检测各信号并保持慢航速至确认系统工作正常，逐步升高航速至正常航速，开始上线测量。
（6）调查船要严格按照预定测线进行航行，导航员将严格按照有关质量标准指导船舶航行。调查作业中非紧急情况严禁倒车及急速转向。在进入测线的延长线前将船舶的航向及航速调整到要求情况以使各仪器进入稳定的工作状态。在调查工作中，船只航速必须保持稳定且最大航不得高于5节。调查中当船体吃水发生变化时必须校正各换能器吃水参数。调查中当测线偏离设定测线的距离超过规定测线间隔的20%时必须重做。注意观察各个拖体之间的影响，关注拖体的之间的物理位置是否发生变化，电缆是否交叉；尤其注意电信号之间是否影响等。
6、小船进行工程物探勘察作业管理方法
由于小船作业船舶，导航定位和仪器操作人员一般为外雇人员，合同签署形式不同，大家经济利益不同，从而造成现场管理中的一些难度。
1）每天坚持收听气象，并做好记录。不同海区受风向影响的大小不同，项目经理在作业中要及时总结各海区不同季节天气特点，潮汐变化，选择合适的时机出海作业，从而缩短工期。
2）注意遵守公司的规章制度，维护企业形象。
3）根据不同的作业区域，进行相应的安全防范。
渔业作业区：在渔业作业区域要加强瞭望，注意渔网走向，注意船舶和仪器安全，避免拖体被渔网挂住而受损。必要时要先进行清网再开始进行作业。
浅水区域：浅水区域水深较浅，要注意潮汐变化引起的水深变化，防止船舶搁浅。
深水区域：离岸较远，注意收听气象，如果天气处于台风季节，安全应急计划必须得到保证。
航道穿越区域的检测：在航道内进行管线检测时，由于航道内有工程施工保护管线的石头，有时层厚达到1米，会给管线调查带来技术上的困难。可采取加大发射次数，降低船舶速度，改变计划测线方向，与管线方向斜交。在利用浅地层剖面没有发现管线的部分，利用磁力仪进行探测，结合多波束测量成果和浅地层剖面特征确定管线埋深。由于航道是船舶运输通道，船舶航行密度大，在航道工作需要办理相关证件外，还要加强观察，注意避让。
4）由于小船抗风能力差，工期一般较紧张。抓住好天气进行高效作业就很重要。现场作业仪器安装完成后，要进行仪器测试。测试仪器时，应进行动态测试，保证仪器正常运转。如遭遇恶劣天气，避风时间较长时，避风期间更应注意对仪器进行测试，做到有问题及时发现，排除。以保证天气转好时，立即进入高效作业状态。
5）作业日报详细记录，尤其是天气恶劣或仪器发生故障从而影响工期时，及时与公司和甲方进行沟通，以促进工程的顺利进行。
关键词：土木工程；混凝土；无损检测；
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
1.概述
所谓混凝土的无损检测技术是指以不损害将来使用和使用可靠性的方式对混凝土的内部缺陷、几何形状、化学成分、组织结构和力学性能的测定，进而对其使用性做出评价的一项科学技术。无损检测技术是一门以物理学、材料科学、变
形固体力学、电子学等学科为基础，在不改变被测对象的前提下，探测和评价被测对象性能的综合性应用技术。
1.1 混凝土无损检测技术的特征：
① 不破坏构件或建筑物的结构
② 可进行全面检测，能较真实的反映混凝土的质量
③ 能对内部空洞、开裂、表面烧伤等进行检测
④ 可应用于无任何原始资料的建筑物的检测
⑤ 可以实现非接触检测，简便快捷
⑥ 可进行连续、重复测试
2 综述各种检测方法
2.1 回弹法检测混凝土抗压强度
回弹法检测混凝土抗压强度在我国使用已达四十余年,因其简便、灵活、准确、可靠、快速、经济等特点而倍受工程检测人员的青睐,是我国目前工程检测中应用最为广泛的检测手段之一。当对工程结构质量有怀疑时,均可运用回弹法进行检测。
2.1.1 检测方法
首先要在构件上选择及布置测区，所谓“测区”系指每一试样的测试区域。每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块。
每一结构或构件的测区应符合下列规定:
（1）每一结构或构件测区数不少于10个，对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个；
（2）相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m；
（3）测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时，可使用回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；
（4）测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预埋件；
（5）测区的面积不宜大于0.04m2；
（6）检测面应为原状混凝土表面，应避开蜂窝、麻面，并应清洁、平整，不应有装饰层、疏松层、浮浆、油垢、涂层等，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，并清理残留的粉末或碎屑；
（7）对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。
按上述方法选取试样和布置测区后，先测量回弹值。测试时回弹仪应始终与侧面相垂直，并不得打在气孔和外露石子上。每一测区的两个侧面用回弹仪各弹击8点，如一个测区只有一个测面，则需测16点。同一测点只允许弹击一次，测点宜在测面范围内均匀分布，每一测点的回弹值读数准确至一度，相邻两测点的净距一般不少于20mm，测点距构件边缘与外露钢筋、铁件的间距不得小于30mm。检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上测量碳化深度值，测点不应少于构件测区数的30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。
碳化深度值测量，可采用适当的工具在测区表面形成直径15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。同时，应采用浓度约为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，测量不应少于3次，取其平均值。每次读数精确到0.5mm。当碳化深度值大于6.0mm时，取6.0mm。
2.2 超声法检测混凝土抗压强度
超声法是超声检测的基本装置。它的作用是产生重复的电脉冲去激励发射换能器。发射换能器发射的超声波经耦合进入混凝土，在混凝土中传播后为接收换能器所接收并转换成电信号，电信号被送至超声仪，经放大后显示在示波屏上。
2.2.1 声速值的测量
超声仪必须是符合技术要求并具有质量检查许可证。超声测点应布置在回弹测试的同一测区。为了保证换能器与测试面间有良好的声耦合，采用凡士林为耦合剂，测量时采用对测法，在一个相对测试面上测量三点或一点，为了避免不同测距对测试结果的影响，发射和接收换能器应在同一轴线上。
2.2.2 超声法检测混凝土强度的影响因素
原材料及配合比的影响：组成混凝土的原材料对超声波的影响是不可避免的，不同的原材料使得超声声速值有差异；即使同样的原材料，也因配合比的不同，产生各不相同的声速值。（1）水泥品种影响。（2）矿物细掺料对超声声速的影响。（3）粗骨料的品种、粒径和含量的影响。（4）砂率。（5）配合比。
外部条件的影响：（1）龄期。（2）养护方法。（3）温度和含水率。
其它条件的影响：（1）结构中钢筋的影响与修正。（2）混凝土中缺陷与损伤对测强的影响。
2.3 超声回弹“综合法”检测混凝土抗压强度
超声回弹综合法是采用超声仪和回弹仪在同一测区分别测量声时值和回弹值，推算该测区混凝土强度的一种方法。
2.3.1 检测方法
（1）回弹试验：同回弹法检测混凝土强度试验研究。
（2）超声声速测试：回弹后试块取没有回弹的两个相对浇注侧面测声速值，用黄油做耦合剂。用大游标卡尺测量试块测试面距离，精确至0.1mm，用直尺在每个测试面上定出五个测点位置，在测点上涂一薄层黄油，将发射和接收换能器压紧在试块上注意轴线保持在一直线上，测出声速值。
（3）立方体抗压强度测量：同回弹法检测混凝土强度试验。
（4）碳化深度值测量：同回弹法检测混凝土强度试验。
（5）记录检测数据：原材料检验结果；成型配合比、养护情况；超声声速值；回弹值；抗压强度值；碳化深度值。
3混凝土强度无损检测的必要性
施工单位、质量检测部门以及各级管理机构对现场混凝土进行强度评定的方法，在绝大多数情况下主要是按规定保留的标准立方体试块进行压力破坏试验，根据实测极限破坏荷载与混凝土抗压表面积计算出抗压极限强度值，试验一般在
压力试验机上完成。混凝土抗压强度试验在全世界已沿用 80 余年，成为混凝土与钢筋混凝土结构设计、施工及验收的基本依据。虽然混凝土标准试件的抗压试验具有直观、可靠、数据稳定（离散性小）等诸多优点，但仍有其实际应用中的局限性，这种局限性主要表现在：
①混凝土标准试件一般在实验室条件下进行标准养护，同现场结构混凝土相比，存在环境条件方面的差别，因此，试验强度值与结构混凝土实际强度值必然存在差异；
②即使是某些重要结构部位的混凝土标准试块采用了现场同条件养护，但在成型条件、捣制方法、受力状态等方面仍与结构混凝土存在差异，这种差异在强度值方面也必然有所反映；
③混凝土标准抗压试验的时间、数量毕竟有限，标准试件测量值只能被认为是混凝土在特定条件下的性能反映，而不能代表所有结构部位混凝土的真实状态；
④对旧房屋建筑来讲，特别是无技术资料年代久远的老建筑混凝土强度检测评价来讲，留置试块根本无法实现，给长龄期混凝土的抗压强度试验带来困难；
⑤各级管理部门以及监督机构在必要时对结构混凝土强度进一步确认或进行强度普查时，往往由于缺乏足够的预留试块，使工作难以开展；
⑥根据一些研究发现留置试块的强度发展在一定龄期之后与结构实体混凝土的强度发展有很大的差异；
⑦预留试块检测由于涉及的单位比较多，各方为了维护各自的利益，在预留试块时弄虚作假，以高标号代低标号进行检测的情况时有发生，这样就使检测变的毫无意义了。
因此，为克服上述各种困难，混凝土强度无损检测的各种方法相继开展起来，由于无损检测方法简便易行、可靠性较高，已被土木工程各单位广泛应用于现场混凝土强度评定工作。
无损检测（ Non Destructive Testing 或 Non Destructive Evaluation ，简称 NDT 或 NDE ），又称非破坏性检测，是利用材料的不同物理力学或化学性质在不破坏目标物体内部及外观结构与特性的前提下，对目标物体相关特性（如形状、位移、应力、光学特性、流体性质、力学性质等）进行测试与检验，尤其是对各种缺陷的测量。无损检测的最大特点是既不破坏材料的原有特性，而且能在短时间内获得期望的结果，以便操作人员迅速作出判断，有利于连续生产和提高生产效率，还有利于作出正确的决策。同时也是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。 通过使用 无损检测，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。 无损检测能应用于产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查（维修保养）等多方面，在质量控制与降低成本之间能起最优化作用。无损检测还有助于保证产品的安全运行和（或）有效使用。 无损检测包含了许多种已可有效应用的方法，最常用的无损检测方法是：射线照相检测、超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测、目视检测、泄漏检测、声发射检测、射线透视检测等。 下面我们就通过两个具体的例子来说明一下无损检测技术的应用：
一. 无损检测在木材保护中的主要用途和常用的无损检测技术
主要用途为：1.木材含水率无损检测 ：木材含水率是影响与决定木材使用的重要指标，对古建筑木构件，含水率更具有重要意义。一般地，木构件含水含水率过高，则意味着古建筑木构件发生病虫害的可能性增大，必须引起重视。 常用的木材含水率无损检测仪器有根据直流电、高频电流、介电常数、微波、红外线等原理开发制造的仪器。
2.古建筑木结构部件的现场检测：古建筑木结构维修和保护，不能破坏原有木构件，就需要采用无损检测技术对其木结构安全进行评价，通过无损检测为在维修前进行设计与确定维修或更换木构件等工作，提供有力的证据。这也是无损检测的一个重要应用，主要检测木构件的残余强度和木构件内部缺陷 , 为木结构建筑的可靠性、安全性和使用寿命做出评价。
3.古树名木的健康状况评价 ：古树名木不仅是重要的自然资源和景观，也已成为重要的文化遗产，得到世界各国政府的重视与保护。为加强古树名木的保护，必须对古树内部缺陷在不破坏其生长和引起新的灾害的条件下进行检测，这就需要应用无损检测技术，这也是目前美国、欧洲和日本等发达国家对城市树木进行保护必须采用的重要技术。
常用的技术：
1.肉眼观察 ：最简单和最古老至今仍在使用的无损检测方法就是肉眼观察，可帮助对无损检测结果进行判别和验证。如对产品和组成成分的变化等需要做出判断时，就需要肉眼观察和识别，采用的办法包括对破裂碎片、机械破坏、后期腐朽和严重的虫蛀等情况的进行仔细观察和分析。根据肉眼观察判断的结果确定检测部件或产品的优劣与是否合格或淘汰。
2. 声应力波 ：声应力波是最常用的古建筑木结构安全评价的无损检测方法。声应力波是通过冲击或用给定的应力使其产生振动，但目前主要采用的是冲击产生振动的方法。
声应力波方法常采用测定声传播速度或测定振动波谱的方法来进行分析。 对木构件常用测定声速来计算木构件的残余动弹性模量，因为声速测定简便易行，其计算公式为E=DV 2
其中 E—— 是木材动弹性模量； D—— 木材密度； V—— 声应力波速度
利用应力波测定残余动弹性模量需要检测木材密度，而密度测定必须在现场采样，然后在实验室进行测定。
当木材发生腐朽或虫蛀时，垂直于木材纹理方向的传播速度急速增加。一般地，当应力波传播速度增加 30% 时，就意味着木材强度损失已达到 50% ；当应力波传播速度增加 50% 时，就意味着木材遭到了严重损害；横向（径向或弦向）是探测腐朽的最佳途径。
为此在进行应力波无损检测时，最好选择声应力波振动波谱分析的应力波检测仪，如果采用测定声传播速度检测方法的仪器，应采用相应的方法弥补测定仪器带来的不便。
3.超声（应力）波 ：超声应力波同声应力波方法基本相同，主要不同在于超声波应用的频率超过 20kHz 。
超声波测定的原理分为穿透应力波系统和脉冲 - 反应系统两种，现有设备也是按照这两种原理设计生产制造的。穿透应力波系统是指超声波沿被检测木材的厚度方向传播，而被检测的木材的声波特性就在另一边被记录下来；而脉冲 - 反应系统是指测定记录被传播到材料内部表面的回声波的特征，可以测定木材腐朽深度等。
4. 其它无损检测技术：
① 电学方法：利用木材电阻和木材含水率的相关关系进行无损检测，可以测定木材含水率。还可以利用木材电阻特征在现场探测木材腐朽。
② γ 射线：利用 γ 射线可以定量化探测木材内部腐朽程度，也可以定量测定防腐剂痕量元素在木材中的分布。这种检测方法的不利因素是要用到放射性元素。
③ X- 射线： 这是实验室和生产线上常用的一种方法，主要用于检测木材内部腐朽、木材微密度测定、木材节疤等的检测等，如常见的软 X 射线木材微密度测定仪、 X- 射线木材缺陷检测系统等。
二.混凝土无损检测技术：
混凝土是我国建筑结构工程最为重要得材料之一，它得质量直接关系到结构得安全。多年来，结构混凝土质量得传统检查方法是以按规定得取样方法，制作得立方体试件，在规定得温、湿度环境下，养护28天时按标准实验方法测得得试件抗压强度来评定结构构件得混凝土强度。用试件实验测得得混凝土性能指标，往往是与结构物中得混凝土得性能有一定差别。因此，直接在结构物上检测混凝土质量得现场检测技术，已成为混凝土质量管理得重要手段，这一检测技术已引起各国建筑工程界得重视和承认。 所谓混凝土“无损检测”技术，就是要在不破坏结构构件得情况下，利用测试仪器获取有关得混凝土质量等受力功能得物理量，因该物理量与混凝土质量（强度、混凝土缺陷）之间有较好得相关关系，
关键词：翻转课堂；自主能力；大学物理实验
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）31-0269-02
“翻转课堂”是近年来全球教育界诸多学者关注并研究的热点之一。在基础教育学校中已有很多教育者将翻转课堂的教学模式付诸于行动，并取得了良好的效果。翻转课堂教学模式完全颠覆了传统教学，真正将学习主动权完全交给了学生，激发了学习动力，实现了学习的个性化，提高了教学效果。在高等教育中，也有部分高校成为了翻转课堂的试点，高校教师也积极参与到翻转课堂的观摩、学习与讨论中。但是，在诸多高校的翻转教学实践中，都是将翻转课堂模式与理论课程教学相结合，而实验课程由于其特殊性很难与翻转课堂联系起来。
然而，实验课程对于培养学生科学素质、实际动手能力有着不可替代的作用。根据教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会2010年颁布的《理工科类大学物理课程教学基本要求》中说明了大学物理实验课程的具体任务是培养学生的基本科学实验技能、科学实验基本素质，能够使学生在知识、技能、思维等方面得到培养。和传统课堂相比，“翻转课堂”与大学物理实验课程的结合具有很大的优势。
一、传统教学的困难
目前，在全国高校中，由于实验设备、教学环境、实验教师等各方面客观条件的限制，大学物理实验的教学往往还是传统的以教师讲授为主的模式。学生在传统的灌输模式下，在基本实验原理的掌握、实验基本操作上具有扎实的训练，但在培养创新思维和科学研究能力上存在明显的不足，也限制了学生的自主性学习、个性化学习。
（一）课程定位与教学过程的矛盾
大学物理实验的课程定位通常是专业必修基础课，教学目标是培养学生的科学思维能力、研究方法。但是，在各高校中，由于受到课程性质、课时、实验设备等客观因素的影响，大学物理实验课程没有受到各专业及学生的重视，各地方高校中大学物理实验课程的实际教学情况与教育部或各高校的课程定位有较大的差距。在具体教学中，大学物理实验教学内容陈旧、与专业方向脱节、教学方式传统、手段单一，学生在实验过程中体会不到发现问题、解决问题的乐趣。长期以来，形成了学生机械地按照教师安排的步骤完成实验的现象。
（二）教师与学生的矛盾
学生的直观能动性不强。在竞争日益激烈的社会中，高校学生也受到社会较大的影响，部分学生的目的性非常强，对于不在考研范围、课时学分少的大学物理实验课程大多采取蒙混过关的态度，实验的主动积极性不够，缺乏学习兴趣和热情。另一方面，高校的实验教师往往更注重实验原理的讲授，不注重教学方法。教师按照实验教材，按部就班地进行实验原理、实验仪器、实验内容的讲授，将教材内容原原本本地讲授一遍，无法激发学生的兴趣。最终导致在大学物理实验课中，教师完全起主导作用，使学生被迫成为实验操作的被动接受者。
（三）教学资源与学生自学的矛盾
各地方高校实验室设施参差不齐，实验项目、实验仪器更是千变万化，即使是同一原理、同一实验内容的仪器由于生产厂家的不同也有较大区别，所以实际教学中很难将教材上的实验内容与实际仪器对应起来。所以，对于实验课程，学生就不能在课前对实验内容、实验仪器进行很好的预习，即便是对实验课程感兴趣的同学也不能进行自学，这就造成了学生在课内需要占用大量的时间去熟悉实验仪器，而对于实验原理、实验内容、实验结果的思考较少。
二、“翻转课堂”教学资源的建设
为了解决实验课程实际教学中出现诸多问题，各高校的老师们都采用了很多办法。在激发学生学习兴趣的同时，完善、补充各种教学资源。
（一）专用教材的编写出版
教材是学生学习的第一手资料。为了更好地配合翻转课堂模式的实施，我们在分析了学生预习的习惯后，编写了翻转课堂专用教材，已由高等教育出版社出版，也为翻转课堂的实施提供了必要的基础。根据学生学习的特点，教材中首先设置了预习要点，提示学生在预习过程中需要掌握的知识。在教材中需要特别讲解的地方设置了二维码，学生预习时可以用手机扫描二维码，链接到学校网站上，看到教师提前录制好的教学视频或其他教学资料。
对于实验类课程，高质量的实验视频是实现翻转课堂模式的关键。实验课程与理论课程相比，有其自身的特点，我们将每个实验的实验原理、实验内容、仪器操作等内容拆分为5～10个关键知识点，编写脚本，用微课视频的形式将关键问题说明。然后将实验视频上传至学校的网络课程中心，将视频的网址转换为二维码，放置在教材中，学生在预习过程中，遇到关键知识点，用手机扫描二维码即可打开视频，进行学习，实现了按需学习、随时学习。
（三）实验项目的重组
在大学物理实验课程中我们根据学生的专业，有针对性地设置了不同的实验项目。将实验方法或实验内容接近的项目进行了分组。再如，给电气专业、信息专业的学生设置了“二踪示波器的使用”和“声速的测定”这一组实验操作相关的实验，学生在学会使用示波器后，紧接着进行声速测定实验，复习巩固了示波器的使用，又顺利地完成了声速在气体、固体中的测量。
三、“翻转课堂”教学模式的实践
根据以上对高校中大学物理实验传统教学的分析，结合翻转课堂以及前期教学资源的建设，充分发挥微课视频的优势，我们在多个班级中进行了“翻转课堂”教学模式的实践。
（一）教学流程设计
针对大学物理实验教学的要求与特点，我们按照充分发挥学生主观能动性的原则，设计了“翻转课堂”教学模式的流程，如图所示。
（二）实践过程
1.课前预习阶段。学生通过教材、微课视频、预习报告等多种学习资源进行实验预习。学生根据我们设定的预习问题进行教材的阅读、视频微课的观看、预习报告的填写来完成预习。要做好学生的预习，教师必须根据学生学习认知的特点设计该实验项目的预习问题、预习报告，然后教师对实验项目的知识体系进行构建，完成微课视频的拍摄与编辑。学生需要在上课时提交自己的预习报告，并将预习中的疑点反馈给教师，以便教师及时掌握学生的预习情况。
2.课堂实验阶段。在上课时，学生独立自主地完成实验，这是学生掌握知识的关键阶段。教师不再讲授内容，不占用课堂时间，但要负责组织、维护好实验课堂的教学秩序，同时还要监督好实验仪器的使用情况，避免实验仪器的损坏。在这个阶段，教师鼓励学生在实验过程中发现问题、提出问题，并引导学生自己解决问题，培养学生动脑思考的能力。教师在整个实验课堂中，不间断地了解学生的实验情况，发现学生在预习或实验操作中出现的问题，及时对学生的实验方案进行修正，根据学生的问题进行个性化指导。
3.评价阶段。教师对学生的评价贯穿于整个教学流程，是对学生学习情况的综合评定，是一种形成性评价。良好的评价能够对学生的学习起到监督和强化作用。教师需要对学生的课前预习、课堂操作、课后报告进行多维度的分析评级，发现学生在实验课程中的亮点并给予及时的肯定。正确、适当的学生评价可以对学生的学习动机起到很大的激励作用，也能最大限度地体现实验课程的教育功能。大学物理实验课程的评价也是多角度、多方位的。我们以完成实验为基本要求，鼓励学生展示个性。例如，对在实验课程中，常问问题，又有很多想法的同学，应当积极给其建议，使其发挥喜欢动脑的优势，培养科学分析、研究问题的能力。
四、结束语
本文利用翻转课堂的教学模式契合了“以学生为中心”的教学理念，体现了课堂上学生的主体地位、教师的主导地位，符合学生的认知规律，利于学生知识架构的有效形成。在教学过程中，教师借助信息化网络发挥主导作用，贯彻“自主―探究―合作”的教与学的观念。学生在教师的指导下，根据自己的个性需要，激发自身的控制和校正能力，建立实验的知识框架，发现问题、解决问题，独立或团队协作完成实验。
参考文献：
[1]钱保俐.翻转课堂教学模式在高等院校实验课程教学中的应用设计[J].中国教育技术装备，2014，（6）：114-115.
关键词：石油测井仪器；可靠性；指标
中图分类号：C35 文献标识码： A
前 言：有人曾经提出对测井仪器进行可靠性评估时，应该从系统工程的角度出发，同时根据产品实际的应用环境特点等逐步构建新的可靠性研究模型。同时也应该依据构建出来的这种模型对测井仪器的稳定性、一致性和经济性能等能够直接反映出仪器可靠性的相关指标进行测试。
1石油测井的类型概述
1.1电法测井
运用井下测井设备，发射相应频率电流到地层，对地质层进行勘测，进而获取地层电阻率的石油测井方法被称作“电法石油测井技术”，此法简称为“电法测井”。电法测井是石油测井技术中重要方法之一。
1.2放射性测井
放射性测井在业界又被称为“核测井技术”。该石油测井技术工作原理并不复杂，其依据所发射和测量的放射源物质，通过对地质层岩石见空隙流体蕴含的核物质性质进行分析研究，从而探测出石油层油气储备。放射性石油测井技术类型多样，可划分为：伽马放射性石油测井技术和中子放射性石油测井技术。其中，以自然伽马射线能谱测井、自然伽马密度射线测井以及中子空隙测井技术最为常见。伽马放射性石油测井主要以伽马射线作为技术基础；中子放射性石油测井主要以中子作为技术基础，通过中子和岩石空隙流动的相互作用来完成石油层的勘探。
1.3声波测井
对环井眼地质层进行声学勘测，进而判断井眼地质层现状、推断地质层石油储藏状况的技术被称作声波测井。声波石油测井分为三种技术类型：声幅测井、声速测井、声波全波测井技术。声波测井技术优势显著，该技术可依据声波能量精准判断出石油储备层和井眼特性，还可将岩性空隙密度压力、渗透率、次生孔隙度、流体类型、裂缝方位等石油探测数据进行准确勘测。
1.4套管钻井测井
套管钻井测井是尚未成熟且未能得到广泛应用的测井技术，该技术目前还处于理论化和技术研发阶段。套管钻井测井技术的理论操作方式为：使用套管作为石油勘探钻井的钻杆，当井眼成形，套管同时下放到井下。
1.5开发性测井
在石油层开发期间所进行的多角度全方位发掘工作，被称作开发性测井技术。开发性测井技术的主要工作任务贯穿于整个石油油气储备层开发阶段：包括对石油储藏量进行评价、对开发价值进行评估、对油井实施作业及井下地质状况进行实时监测和石油开发效果评价等。开发性测井技术的重要作用在于对石油储藏饱和度、生产测井、井间测井进行实时数据监测，确保石油层开发工作顺利开展。
1.6套管井测井
套管井石油测井技术通过极低的测井次数，且运用低价格的完井钻机进行高效低成本作业，该测井技术能大幅度降低勘测仪器故障及裸眼井测井风险。同时，套管井测井能将石油储藏层全貌清晰呈现，可全面取代传统裸眼井电缆石油测井技术。据行业内可靠数据披露，在西方发达国家，石油测井工作总量的百分之五十由管套井石油测井技术占据。
2常用的石油测井仪器可靠性指标
在石油测井仪器的研发和生产过程中，人们通常会借助三个例行试验来评价测井仪器的稳定性。这三个实验就是高温、长期和电源拉偏试验。常用的这三个例行试验无乱在时间还是空间上都是各自独立的，实验之间相互没有关系。这三个实验实质把石油测井仪器的基本使用特征静态地分开研究。这种做法的带来的后果就是这个实验虽然有利于试验的顺利的完成，但是却没有正确地模拟出石油测井仪器的基本使用特征。因为在实际的测井的作业中，测井仪器要同时经受多种应力对她的作用。所以显然常规的实验方法不能真实地反映这一实际情况，所以这三种实验指标不能全面的反映出石油测井仪器的稳定性和可靠性。
根据可靠性理论，针对仪器常用可靠性指标主要包括以下的四个方面。即系统的可靠度Rs、系统失效率（或系统故障率）入s、平均的故障间隔时间MTBF、平均的维修时间mttr这四个方面。上述的这些评价指标可以在不同的层面对测井仪器的相关技术性能、维修性能和系统的有效性能进行大体的评估和衡量。但是其中有一些指标在获取或者测量方面存在着一定的难度。所以上述的评价指标也只是局限于理论方面，如果我们具体到测井仪器可靠性评价当中的话，我们一般衡量测井仪器可靠性的指标是从仪器的其他性能来间接体现出来的。例如我们一般利用多次测井井次免维修次数来衡量仪器功能的平均故障间隔。如果利用这种方法就比仪器免维修次数获取更简单我们一般利用其内在的某些联系从而达到评价测井仪器的可靠性。
3石油测井仪器可靠性模型
是否具有一个可靠性模型是研究测井仪器系统可靠性的基础，石油测井仪器的可靠性研究的基本假设是建立石油测井仪器可靠性模型。在测井仪器系统的可靠性时，基本设想主要包含以下的三个设想。A假设测井系统的各个单元只有两种状态―正常工作的的或出现故障的；B测井的各个单元是不可修复的，也就是说―旦一个单元发生故障之后，整个任务期间保持不变不能自己修复；C各单元的统计工作是独立的，工作互补影响。
根据以上的假设，人们提出了一种石油测井仪器的模型。这是一种可修复的机电一体化系统，按照系统工程的观点，我们可以把系统划分为人、硬件、软件和环境这四个子系统。测井的可靠性模型也应该包括这四个方面，而且构成石油测井仪器的4个子系统应该为一个串联的模型。人们对于各个模型都建立了数学模型。
4 测井仪器可靠性评价新方法
针对以上常用的方法因为具有局限性，所以人们又提出了一些新的方法来评价测井仪器的可靠性。这些方法可以更好地测试和评价石油测井仪器的可靠性。
4.1 延长高温试验的最高温度恒温时间，并且同时延长全程温度试验的时间周期长短。根据测井的相关规程，我们知道井段应该至少进行两次测量，以避免事件出现的重复性。这个过程中，仪器承受的温度虽然会有一点的改变，但是都不会超过仪器能承受的最高温度，所以我们可以利用最高温度来进行模拟此仪器受到温度作用的反应。因为最高温度恒温时间一般是三个小时，而且实验一般不超过八个小时，所以我们可以选取八个小时为一个周期。
4.2 在各个阶段进行电源拉偏实验和震动冲击实验。在实际测井作业中仪器要经受振动和冲击这种作用。震动冲击这种作用的大小和仪器的下井速度和土提速度紧密相关。如果在试验过程中仪器一直处于静止状态的话，就不能准确的反映这一种实际情况。所以我们建议在各个阶段同时进行振动、冲击试验。同时在整个实验中进行电源拉偏实验。
4.3 可以进行双应力试验方法来分析仪器的稳定性。我们可以首先把长期稳定性试验作为主线，并且同时进行电源的拉偏双应力试验和长期稳定性试验，每隔一小时测试一次，而且每次都应该在电源拉偏的情况下测试仪器输出的计数率。可以在不同供电电压的情况下进行八次计数测试，最后利用图形处理方法从而正确的处理出双应力试验数据。为评价其稳定性作出一定的参考。
结束语
综上所述，人类技术的发展史，就是指人类不断的挑战人类极限的历史。伴随着石油工业的不断发展，石油测井仪器将会面临着更为严峻的考验。但是同时由于测井仪器可靠性的相关指标中存在着一些无法定量分析的指标，所以这也就直接导致了我们无法使用理论性的工程方法对测井仪器进行可靠性的评价。在实际应用可靠性这个指标的时候，我们获取更多的是通过试验和实际工程应用情况统计来得到相关的数据的。石油测井仪器的可靠性要求是一个不断提高的过程，随着工作的进一步深入，可靠性评价还需要不断的摸索和改进。
参考文献
[1]陈光远.论电子产品可靠性设计新思维[J].电子产钻可靠性与环境试验，2010（03）：31-33.