遠距離操作設備

遠距離操作設備需考慮方面

編制去污和拆卸階段的計劃時，可以從以下三個方面考慮：

（1）只用手工操作；

（2）遠距離人工混合操作的情況，從人工操作的遙控設備到由遙控站操作的遙控設備；

（3）完全遙控操作。

當選擇這三種選項中的任何一個時，必須考慮各種因素，如價格、職業(yè)照射劑量和具體的管理特點。在各項選擇中，使用遙控設備的費用不僅包括投資（設備及輔助系統(tǒng)），還包括設備的運行、維修、回收和處置費用。對于手工操作，必須包括任何額外去污工作，而去污工作對創(chuàng)造一個合適的低輻射環(huán)境和處置額外產生的廢物（工作服、流出物等）是必需的。在對職業(yè)輻照劑量進行比較時，要將遠距離設備安裝、維修和事故排除過程中所受的劑量、增加去污工作造成的劑量、以及為達到手工退役所需條件而產生的流出物的廢物處理所造成的劑量考慮進去。當考慮選項時，也需要比較一些管理特點，如可完成的時間表和如何使工作更容易和更有效。

遠距離操作設備遙控設備應滿足的條件

從實用的觀點出發(fā)，當選擇遙控設備時，必須要滿足下列條件：

（1）設備必須安全，且容易安裝；

（2）設備必須容易去污，所產生的二次廢物量限制在可接受的水平；

（3）對于工人來說，設備必須在可接受的劑量水平下易于維修。

遠距離操作設備影響操作設備的特殊情況

影響選擇遠距離操作設備的其它特殊情況包括：

（1）一般的技術、經濟原因，如已經擁有遙控操作設備和在現場受過適當培訓的隊伍，可能會促使作出使用遠距離操作的決定（特別對那些由于設施運行的需要，通常已安裝有遠距離操作設備的非反應堆核設施）；

（2）在剩余的工作可用手工操作前采用遠距離作業(yè)，可以使工作效率獲得顯著的提高。

遠距離操作設備特殊情況下遙控系統(tǒng)的組成

在人員無法接近的地方，遙控系統(tǒng)可以由下列幾部分組成：

（1）操縱工具用的遙控機械手；

（2）轉運工具，如車輛，或者將機械手的隨動手臂帶人工作區(qū)的機械展開系統(tǒng)；

（3）貫穿系統(tǒng)，使轉運工具和手臂可以進入工作區(qū)，同時能維持其密封；

（4）轉運系統(tǒng)，將工具或廢物送入或移出工作區(qū)。

在聯合王國，英國核燃料有限公司（BNFL）正使用遠距離操作技術幫助非反應堆退役工程，包括：

（1）原塞拉菲爾德后處理廠（B204），由于設施中高、中放設備室的尺寸很大，需要在長方向展開系統(tǒng)上安裝遠距離操作機械手。

（2）用于開發(fā)現有B205廠的后處理中間工廠，在那里由于空間狹窄和屋頂低矮有一些特殊的限制。

（3）在MOX燃料生產中使用的干法造粒中間廠，這里主要考慮的是很高的钚污染。 2100433B

在退役中考慮遠距離操作設備的主要目的是降低對工人的常規(guī)的和核的危害，它可以使經證實的技術最優(yōu)化或自動化，采用它們使退役工作在更舒適的條件下進行，或可擴展到使用遙控機器人系統(tǒng)。

遠距離操作設備可以應用于不允許人工就近持續(xù)操作的惡劣環(huán)境下進行退役工作的地方，例如高放射性水平、人員不可能接近設備的地方、將工人的劑量減至最少以及容易提高機械和重復性操作的效率和工作負荷大的地方。

遠距離機械手可以模擬人手的操作。近年來，機械手取得了很大的進步，如從簡單的劍式機械手發(fā)展為動力機械手，直至高精度的隨動機械手，并有完全可拆卸的隨動端。

遠距離操作設備劍式機械手

屏蔽工作箱通常使用帶有專用附件的劍式機械手，有的劍式機械手具有腕關節(jié)和肘關節(jié)。

遠距離操作設備主從機械手

穿墻套管式主從機械手，載荷為5kg，并備有兩個輔助運動性能，即可在橫向和縱向作位移運動，如此，操作者可更好地進行觀察，機械手在室內的覆蓋范圍更大。市場上可選擇到滿足特殊要求和目的的各種機械手。

遠距離操作設備護套

使用護套是為了防止對動臂的污染，保持包容設備的完整性，抗介質腐蝕及為更換和修理機械手提供一個安全系統(tǒng)。

美、英、德設計的商用密封機械手的主要結構其共同點是有一個機械密封穿墻管機構，為保證氣體的密封，該機構通常位于熱室墻中。維修時，從動臂可拆卸。

遠距離操作設備熱室尺寸、機械手和窺視窗的關系

必須高度注意熱室尺寸，機械手的載荷及窺視要求之間的關系。就機械手而言，熱室屏蔽體的厚度決定了所用機械手的類型，熱室的縱深寬度確定了從動臂的最大展開長度，該展開長度又決定了熱室的最小高度。熱室的長度或者稱之為兩個機械手之間的操作位置由二者之間的距離決定（通常是70～80cm）。窺視窗的尺寸由熱室的屏蔽厚度、長和高決定。據此可計算出拆卸機械手所要求的空間。

海工工程GPS遠距離打樁定位工法適用范圍

《海工工程GPS遠距離打樁定位工法》適用于所有水工工程和橋梁工程的沉樁定位，尤其是海工工程遠距離打樁定位。

海工工程GPS遠距離打樁定位工法工藝原理

《海工工程GPS遠距離打樁定位工法》的工藝原理敘述如下：

一、設備及精度

采用GPS RTK、無棱鏡測距儀、精密測傾儀等先進技術與設備，結合專門開發(fā)的打樁定位計算機軟件。實現了實時、主動的船身和樁身位置的精確計算。突破了傳統(tǒng)的經緯儀或全站儀定位方法必須要求通視的限制，使水上精密打樁定位的離岸距離達到20千米以上。大大提高了施工效率，最大限度地減輕了勞動強度。

1.GPS系統(tǒng)及應用

經過20多年的發(fā)展，截至2005年，GPS及RTK定位技術被作為一項非常重要的技術手段和方法，已經在測繪、工程施工等各種測量領域中占據重要地位，并替代了大部分的常規(guī)測量。

GPS采用差分技術提高定位精度。通過差分技術，可以有效地消除衛(wèi)星信號的各種誤差，使相對定位精度達到2~3厘米。GPS RTK定位技術是采用數傳電臺，將參考站的衛(wèi)星數據實時傳送到流動站，可以實現實時高精度定位。

2.無棱鏡測距

隨著激光測距技術的發(fā)展，截至2005年，無棱鏡測距技術也有了迅速的發(fā)展，測距精度可以達到1~3毫米。

3.精密測傾儀

精密測傾儀是一種高精度的傾斜傳感器，一般可以測定諸如船身或樁架等對象的縱橫傾斜，其精度可達到0.05°。

二、船體位置與姿態(tài)確定

打樁定位的結果是要測定樁身的位置、方位和傾斜度，由于不能將GPS天線直接安裝在樁身上，因此為實現對樁身的定位和定向一般在打樁船上安裝兩臺或三臺GPS RTK接收機（流動站）、一臺測傾儀以確定船體的位置和姿態(tài)，以確定船體的位置與姿態(tài)。當同時安裝三臺GPS和一臺船體測傾儀時，由三臺GPS RTK數據計算的船體傾斜可以與測傾儀測定的船體傾斜數據進行比較和檢核。

如圖1中所示，坐標系統(tǒng)O-XYZ對應的是三維船體坐標系統(tǒng)，假設船體的縱傾和橫傾分別為α和β，首先繞X軸順時針旋轉β角，得到坐標系XY"Z'，該坐標系繞Y"軸逆時針旋轉α得到過三維船固坐標系原點且位于水平面的坐標系統(tǒng)O-X"Y"Z"，稱該坐標系統(tǒng)為瞬時船體水平坐標系統(tǒng)，該坐標系統(tǒng)的平面坐標與工程坐標系統(tǒng)存在平移、旋轉的關系。

三維坐標系統(tǒng)之間的旋轉矩陣分別為：

旋轉角為從各個旋轉軸的正向看，逆時針旋轉角為正，順時針為負。

由三維船固坐標系統(tǒng)O-XYZ轉換到瞬時船體水平坐標系統(tǒng)O-XYZ的轉換矩陣為：R=R_X（-β）·R_Y（α）。

工程坐標系統(tǒng)xoy與瞬時船體水平坐標系統(tǒng)XOY之間的關系式為：

三、船體坐標系與GPS坐標系實時轉換

由于打樁船上設備位置和樁中位置是根據船體坐標系進行計算的。而RTK GPS的坐標一般為WGS84或工程坐標系坐標，需要進行實時轉換。

船體坐標系統(tǒng)與工程坐標系統(tǒng)都是平面直角坐標系統(tǒng)，將（X_B，Y_B）轉換為（X_P，Y_p）的計算公式：

公式中的2個平移參數（△X_p，△Y_p）和1個旋轉參數（α_BP）需要根據GPS實時定位結果計算。

通過這一計算過程，可以建立起GPS與船體之間的坐標轉換關系。從而可以實時地將通過測距儀測定的樁身在船體坐標系中的位置轉換到GPS或進一步轉換到工程坐標系中。

海工工程GPS遠距離打樁定位工法施工工藝

• 工藝流程

采用《海工工程GPS遠距離打樁定位工法》進行打樁定位時，一般需要經過三個階段。第一階段為建立坐標系統(tǒng)轉換關系，第二階段為打樁系統(tǒng)參數設置，第三階段為實時打樁定位。

• 操作要點

《海工工程GPS遠距離打樁定位工法》的操作要點如下：

一、建立坐標系統(tǒng)轉換關系（圖2）

這一階段的主要工作是，根據設計的坐標系統(tǒng)，建立GPS首級控制網，并根據已知的控制點坐標計算GPS坐標系統(tǒng)與施工坐標系統(tǒng)之間的轉換關系。

在建立坐標系統(tǒng)之間的轉換關系時，對特大型橋梁等大型施工項目，一般應采用參數轉換模型，對較小規(guī)模的施工工程還可以采用平面轉換模型。應當注意的是，不管采用何種模型，已知控點的精度和分布對最終的定位精度有很大的影響，應盡可能使已知點分布均勻，所有已知點覆蓋的面積應大于施工區(qū)域總面積的1/2以上。

轉換關系建立后，應對坐標系統(tǒng)轉換關系進行必要的檢核。具體方法是，對第一根或開始幾根樁在施打時同時采用常規(guī)測量和 GPS打樁定位兩種方法，兩者相互檢查。如果兩種定位方法結果的差異在誤差允許范圍以內，則說明坐標系統(tǒng)轉換正確，否則應查明原因，直到檢核一致后才可以采用單獨的GPS定位方法進行打樁。通過這一檢核，還可以檢查GPS打樁系統(tǒng)的其他參數的正確性。

二、打樁系統(tǒng)參數設置

打樁系統(tǒng)參數包括坐標轉換參數、船形參數、設備參數和樁參數。其中坐標轉換參數由上述中計算得到，可以是參數轉換或平面轉換參數。船形參數和設備參數在系統(tǒng)安裝時測定，對同一條打樁船來說.這兩項參數一般情況下不會改變。因此，除非系統(tǒng)設備的安裝位置有所變化，否則這兩項參數不需要重新測定和設置。

三、實時打樁定位

實時打樁定位包括6個步驟，選擇當前樁號、定位、坡比、開始打樁、暫停打樁、結束打樁。

1.選擇當前樁號

對話框中，定為系統(tǒng)要求選擇當前施打樁的樁號、輸入當前樁的實際坡比和當前施打樁的打樁模式。系統(tǒng)在完成選擇當前施打樁號后，在計算機的平面定位顯示屏幕（系統(tǒng)輔助屏幕）上將標出當前樁號位置，同時，將自動進入"移船"工作狀態(tài)。此時必須至少有兩臺GPS處于正常工作狀態(tài)，而兩臺測距儀暫停工作。無論當前樁的打樁模式是"精密定位"模式還是"標準定位"模式，都是以標準樁中位置計算實時樁中坐標。

2.定位

在當前施打樁基本就位進行精密定位時，在系統(tǒng)子菜單中選擇"定位"功能項。此時，系統(tǒng)將檢查當前樁的打樁模式。若打樁模式為"精密定位"模式則系統(tǒng)將打開水平測距儀，并開始精密定位。否則，系統(tǒng)按"標準定位"模式進行定位，此時，水平測距儀處于關閉狀態(tài)（圖3）。

3.坡比

由于多種原因，在的定位和施打過程中，樁的傾斜坡比可能會發(fā)生變化。此時，若不對這一變化加以改正，則可能會影響到定位精度。子菜單項中的"坡比"項就是用于修改實際樁坡比的。樁的實際坡比在打樁過程中可根據需要隨時修改。

如果系統(tǒng)在樁架上安裝了測傾儀，一般不需要人工改變坡比。

4.開始打樁

當打樁開始時，操作者應及時用鼠標點擊此子菜單項中的"開始打樁"控件，以便系統(tǒng)開始記錄并處理有關的打樁數據（圖4）。

在當前樁的打樁模式為"精密定位"模式時，此時GPS、水平測距儀、測傾儀及錘擊計數器都處于工作狀態(tài)，在主計算機屏幕和輔助計算機屏幕上將分別實時顯示各類狀態(tài)數據和控制數據。

在當前樁的打樁模式為"標準定位"模式時，兩臺水平測距儀不工作，樁中坐標根據標準樁中位置計算。在主計算機屏幕和輔助計算機屏幕上實時顯示的內容與"精密定位"模式相同，但水平測距儀數據設為"0"。

一旦開始打樁，打樁過程的有關數據將被實時地記錄下來，并作即時處理。

當打樁的實時貫入度接近或小于最小允許貫入度，或樁頂實時標高接近設計標高值時，系統(tǒng)給出提示。但在操作者選擇"結束打樁"前系統(tǒng)仍處于打樁狀態(tài)，并繼續(xù)紀錄打樁數據。

因"暫停打樁"或意外中斷后，系統(tǒng)重新恢復"開始打樁"狀態(tài)，打樁數據將添加在前次記錄文件中，以確保打樁記錄的完整性。

5.暫停打樁

由于在沉樁施工中出現異常情況，如打樁船出現故障等導致沉樁施工暫停。系統(tǒng)的各傳感器繼續(xù)工作。實時貫入度將停止計算，打樁數據也停止紀錄。其他計算和顯示內容與"開始打樁"期間相同。用鼠標再次單擊"開始打樁"可恢復打樁狀態(tài)。

6.結束打樁

在當前樁施打完成后，需要選擇"結束打樁"功能項。此時系統(tǒng)關閉水平測距儀，但GPS仍然處于工作狀態(tài)，主計算機和輔助計算機屏幕顯示內容鎖定不變。

結束打樁后，應及時生成打樁記錄表。

☉超遠距離測溫儀測量輸電線路接頭及線路溫度

☉測量變電站電設備及接頭溫度

☉測量鐵路供電系統(tǒng)接觸網線路溫度

☉其它行業(yè)中遠距離測量各種物體的表面溫度

☉超遠距離測溫儀距離系數大，適用于遠距離測溫

☉光學瞄準，非接觸快速測量溫度

☉測量準確，可靠耐用

☉操作簡單，使用方便

遠距離裂縫觀測儀用于鐵路、混凝土橋梁、隧道等現場裂縫進行遠距離觀測，也可用于遠距觀測公路橋梁、壩體、建筑物等各種裂縫。

現場只需記錄儀器到縫體之間的距離，裂縫圖像的拍攝位置等信息，可以現場查看裂縫寬度信息，也可等測量完成后進行縫體標注和拼接等處理，進行觀測報告的生成、打印等操作。