遠(yuǎn)距離操作設(shè)備簡介

在退役中考慮遠(yuǎn)距離操作設(shè)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(jīng)證實的技術(shù)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(jìn)行，或可擴(kuò)展到使用遙控機(jī)器人系統(tǒng)。

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

遠(yuǎn)距離操作設(shè)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(yuǎn)距離人工混合操作的情況，從人工操作的遙控設(shè)備到由遙控站操作的遙控設(shè)備；

（3）完全遙控操作。

當(dāng)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(shè)備的費用不僅包括投資（設(shè)備及輔助系統(tǒng)），還包括設(shè)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(chǎn)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(jìn)行比較時，要將遠(yuǎn)距離設(shè)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(dá)到手工退役所需條件而產(chǎn)生的流出物的廢物處理所造成的劑量考慮進(jìn)去。當(dāng)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(yuǎn)距離操作設(shè)備遙控設(shè)備應(yīng)滿足的條件

從實用的觀點出發(fā)，當(dāng)選擇遙控設(shè)備時，必須要滿足下列條件：

（1）設(shè)備必須安全，且容易安裝；

（2）設(shè)備必須容易去污，所產(chǎn)生的二次廢物量限制在可接受的水平；

（3）對于工人來說，設(shè)備必須在可接受的劑量水平下易于維修。

遠(yuǎn)距離操作設(shè)備影響操作設(shè)備的特殊情況

影響選擇遠(yuǎn)距離操作設(shè)備的其它特殊情況包括：

（1）一般的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)原因，如已經(jīng)擁有遙控操作設(shè)備和在現(xiàn)場受過適當(dāng)培訓(xùn)的隊伍，可能會促使作出使用遠(yuǎn)距離操作的決定（特別對那些由于設(shè)施運行的需要，通常已安裝有遠(yuǎn)距離操作設(shè)備的非反應(yīng)堆核設(shè)施）；

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

遠(yuǎn)距離操作設(shè)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(jī)械手；

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

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

（4）轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，將工具或廢物送入或移出工作區(qū)。

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

遠(yuǎn)距離操作設(shè)備劍式機(jī)械手

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

遠(yuǎn)距離操作設(shè)備主從機(jī)械手

穿墻套管式主從機(jī)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(jìn)行觀察，機(jī)械手在室內(nèi)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(jī)械手。

遠(yuǎn)距離操作設(shè)備護(hù)套

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

美、英、德設(shè)計的商用密封機(jī)械手的主要結(jié)構(gòu)其共同點是有一個機(jī)械密封穿墻管機(jī)構(gòu)，為保證氣體的密封，該機(jī)構(gòu)通常位于熱室墻中。維修時，從動臂可拆卸。

遠(yuǎn)距離操作設(shè)備熱室尺寸、機(jī)械手和窺視窗的關(guān)系

必須高度注意熱室尺寸，機(jī)械手的載荷及窺視要求之間的關(guān)系。就機(jī)械手而言，熱室屏蔽體的厚度決定了所用機(jī)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(jī)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(jù)此可計算出拆卸機(jī)械手所要求的空間。

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

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

（2）用于開發(fā)現(xiàn)有B205廠的后處理中間工廠，在那里由于空間狹窄和屋頂?shù)桶幸恍┨厥獾南拗啤?

（3）在MOX燃料生產(chǎn)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

海工工程GPS遠(yuǎn)距離打樁定位工法適用范圍

《海工工程GPS遠(yuǎn)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(yuǎn)距離打樁定位。

海工工程GPS遠(yuǎn)距離打樁定位工法工藝原理

《海工工程GPS遠(yuǎn)距離打樁定位工法》的工藝原理敘述如下：

一、設(shè)備及精度

采用GPS RTK、無棱鏡測距儀、精密測傾儀等先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合專門開發(fā)的打樁定位計算機(jī)軟件。實現(xiàn)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(jīng)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(dá)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(qiáng)度。

1.GPS系統(tǒng)及應(yīng)用

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

GPS采用差分技術(shù)提高定位精度。通過差分技術(shù)，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(dá)到2~3厘米。GPS RTK定位技術(shù)是采用數(shù)傳電臺，將參考站的衛(wèi)星數(shù)據(jù)實時傳送到流動站，可以實現(xiàn)實時高精度定位。

2.無棱鏡測距

隨著激光測距技術(shù)的發(fā)展，截至2005年，無棱鏡測距技術(shù)也有了迅速的發(fā)展，測距精度可以達(dá)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(dá)到0.05°。

二、船體位置與姿態(tài)確定

打樁定位的結(jié)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(xiàn)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(jī)（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(dāng)同時安裝三臺GPS和一臺船體測傾儀時，由三臺GPS RTK數(shù)據(jù)計算的船體傾斜可以與測傾儀測定的船體傾斜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和檢核。

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

三維坐標(biāo)系統(tǒng)之間的旋轉(zhuǎn)矩陣分別為：

旋轉(zhuǎn)角為從各個旋轉(zhuǎn)軸的正向看，逆時針旋轉(zhuǎn)角為正，順時針為負(fù)。

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

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

三、船體坐標(biāo)系與GPS坐標(biāo)系實時轉(zhuǎn)換

由于打樁船上設(shè)備位置和樁中位置是根據(jù)船體坐標(biāo)系進(jìn)行計算的。而RTK GPS的坐標(biāo)一般為WGS84或工程坐標(biāo)系坐標(biāo)，需要進(jìn)行實時轉(zhuǎn)換。

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

公式中的2個平移參數(shù)（△X_p，△Y_p）和1個旋轉(zhuǎn)參數(shù)（α_BP）需要根據(jù)GPS實時定位結(jié)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(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。從而可以實時地將通過測距儀測定的樁身在船體坐標(biāo)系中的位置轉(zhuǎn)換到GPS或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換到工程坐標(biāo)系中。

海工工程GPS遠(yuǎn)距離打樁定位工法施工工藝

• 工藝流程

采用《海工工程GPS遠(yuǎn)距離打樁定位工法》進(jìn)行打樁定位時，一般需要經(jīng)過三個階段。第一階段為建立坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換關(guān)系，第二階段為打樁系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，第三階段為實時打樁定位。

• 操作要點

《海工工程GPS遠(yuǎn)距離打樁定位工法》的操作要點如下：

一、建立坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換關(guān)系（圖2）

這一階段的主要工作是，根據(jù)設(shè)計的坐標(biāo)系統(tǒng)，建立GPS首級控制網(wǎng)，并根據(jù)已知的控制點坐標(biāo)計算GPS坐標(biāo)系統(tǒng)與施工坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

在建立坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系時，對特大型橋梁等大型施工項目，一般應(yīng)采用參數(shù)轉(zhuǎn)換模型，對較小規(guī)模的施工工程還可以采用平面轉(zhuǎn)換模型。應(yīng)當(dāng)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(yīng)盡可能使已知點分布均勻，所有已知點覆蓋的面積應(yīng)大于施工區(qū)域總面積的1/2以上。

轉(zhuǎn)換關(guān)系建立后，應(yīng)對坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)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(jié)果的差異在誤差允許范圍以內(nèi)，則說明坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換正確，否則應(yīng)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(jìn)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(shù)的正確性。

二、打樁系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

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

三、實時打樁定位

實時打樁定位包括6個步驟，選擇當(dāng)前樁號、定位、坡比、開始打樁、暫停打樁、結(jié)束打樁。

1.選擇當(dāng)前樁號

對話框中，定為系統(tǒng)要求選擇當(dāng)前施打樁的樁號、輸入當(dāng)前樁的實際坡比和當(dāng)前施打樁的打樁模式。系統(tǒng)在完成選擇當(dāng)前施打樁號后，在計算機(jī)的平面定位顯示屏幕（系統(tǒng)輔助屏幕）上將標(biāo)出當(dāng)前樁號位置，同時，將自動進(jìn)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(dāng)前樁的打樁模式是"精密定位"模式還是"標(biāo)準(zhǔn)定位"模式，都是以標(biāo)準(zhǔn)樁中位置計算實時樁中坐標(biāo)。

2.定位

在當(dāng)前施打樁基本就位進(jìn)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)定位"模式進(jìn)行定位，此時，水平測距儀處于關(guān)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(jù)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(dāng)打樁開始時，操作者應(yīng)及時用鼠標(biāo)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(guān)的打樁數(shù)據(jù)（圖4）。

在當(dāng)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(shù)器都處于工作狀態(tài)，在主計算機(jī)屏幕和輔助計算機(jī)屏幕上將分別實時顯示各類狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。

在當(dāng)前樁的打樁模式為"標(biāo)準(zhǔn)定位"模式時，兩臺水平測距儀不工作，樁中坐標(biāo)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樁中位置計算。在主計算機(jī)屏幕和輔助計算機(jī)屏幕上實時顯示的內(nèi)容與"精密定位"模式相同，但水平測距儀數(shù)據(jù)設(shè)為"0"。

一旦開始打樁，打樁過程的有關(guān)數(shù)據(jù)將被實時地記錄下來，并作即時處理。

當(dāng)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(biāo)高接近設(shè)計標(biāo)高值時，系統(tǒng)給出提示。但在操作者選擇"結(jié)束打樁"前系統(tǒng)仍處于打樁狀態(tài)，并繼續(xù)紀(jì)錄打樁數(shù)據(jù)。

因"暫停打樁"或意外中斷后，系統(tǒng)重新恢復(fù)"開始打樁"狀態(tài)，打樁數(shù)據(jù)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(xiàn)異常情況，如打樁船出現(xiàn)故障等導(dǎo)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(shù)據(jù)也停止紀(jì)錄。其他計算和顯示內(nèi)容與"開始打樁"期間相同。用鼠標(biāo)再次單擊"開始打樁"可恢復(fù)打樁狀態(tài)。

6.結(jié)束打樁

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

結(jié)束打樁后，應(yīng)及時生成打樁記錄表。

☉超遠(yuǎn)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(shè)備及接頭溫度

☉測量鐵路供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)線路溫度

☉其它行業(yè)中遠(yuǎn)距離測量各種物體的表面溫度

☉超遠(yuǎn)距離測溫儀距離系數(shù)大，適用于遠(yuǎn)距離測溫

☉光學(xué)瞄準(zhǔn)，非接觸快速測量溫度

☉測量準(zhǔn)確，可靠耐用

☉操作簡單，使用方便

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

現(xiàn)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(xiàn)場查看裂縫寬度信息，也可等測量完成后進(jìn)行縫體標(biāo)注和拼接等處理，進(jìn)行觀測報告的生成、打印等操作。