光学电场传感器的研究_章超重点
微型电场传感器在工频电场测量中的应用研究
微型电场传感器在工频电场测量中的应用研究仝杰;雷煜卿;刘国华;王鹤;金学明;杨鹏飞;彭春荣【摘要】该文基于高性能的MEMS电场敏感芯片研制出一种新型的工频电场测量系统.针对芯片调制被测电场后其输出信号的特征,采用正交相关检测原理提出一种可抑制背景干扰噪声的工频电场解调算法,设计出小型化、空间分辨力高的工频电场测量探头,并在基础上提出MEMS工频电场测量系统的系统级设计方案,成功实现了MEMS电场敏感芯片输出信号的无线采集、滤波、以及电场信号的高精度解调.高压输电线路下工频电场测量结果表明,MEMS工频电场测量系统与传统电场测量仪的测量结果具有良好的一致性.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】6页(P3036-3041)【关键词】电场传感器;工频电场;正交相关检测【作者】仝杰;雷煜卿;刘国华;王鹤;金学明;杨鹏飞;彭春荣【作者单位】中国电力科学研究院有限公司北京 100192;中国电力科学研究院有限公司北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析实验室北京100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析实验室北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司电力芯片设计分析实验室北京 100192;北京智芯微电子科技有限公司北京市电力高可靠性集成电路设计工程技术研究中心北京 100192;北京中科飞龙传感技术有限责任公司北京100083;北京中科飞龙传感技术有限责任公司北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TP212.11 引言电场探测技术在电力行业中不可或缺，已经成为一种非常有效的科学研究和测量手段。
精确地测量电力设备周围空间电场及变化，对电力设备的设计制造和安全运行具有非常重要的意义。
光的极化与偏振
光的极化与偏振光作为一种电磁波，在传播过程中有着特定的振动方向和方式，我们称之为光的极化与偏振现象。
在本文中，我们将探讨光的极化现象背后的原理及其在实际应用中的重要性。
一、光的极化原理光的极化是指光波电场振动方向的特性。
通常，光的电场矢量可以在垂直于光传播方向的平面内进行振动，我们将这个平面定义为光的偏振面。
而光的极化方式则取决于电场矢量的振动方向，可以分为线性极化、圆偏振和椭圆偏振三种。
1. 线性极化：线性极化是指电场矢量沿着同一直线上的振动，可以是垂直于偏振面的竖直方向或者平行于偏振面的水平方向。
线性极化光可以用于光学器件的传感、通信等领域，如偏振片、偏振镜等。
2. 圆偏振：圆偏振是指电场矢量在一个平面内以圆形轨迹旋转，可以分为顺时针和逆时针两种方向。
圆偏振光常用于光学显微镜、光学旋光仪等领域。
3. 椭圆偏振：椭圆偏振是指电场矢量在一个平面内沿着椭圆轨迹振动。
椭圆偏振光可以通过改变振动方向和振幅来实现对光的调控，广泛应用于激光技术、光学测量等领域。
二、光的极化的应用光的极化现象在许多领域都有着重要的应用价值。
以下是其中几个典型的应用：1. 光学显微镜：在光学显微镜中，通过使用偏振器和偏光镜，可以使只有特定偏振方向的光通过样本，增强图像的对比度，减少背景噪声，从而获得更清晰的显微图像。
这种技术在生物学、医学等领域中得到广泛应用。
2. 光通信：光通信是一种使用光信号传输信息的技术，其中光的极化起着至关重要的作用。
通过控制光的极化方向，可以实现光信号的编码和解码，提高传输效率和安全性。
3. 光学传感器：光学传感器利用光的特性来测量或检测物理或化学量。
例如，通过测量偏振状态的改变，可以用于检测材料应力、压力、温度等参数变化，广泛应用于工程、环境监测等领域。
4. 激光技术：激光是通过电磁辐射产生一种具有高强度、相干性和直线传播特性的光束。
激光的极化特性对于很多激光设备和应用至关重要，如激光加工、激光雷达等。
传感器原理与应用习题第8章光电式传感器
《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书第8章光电式传感器8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合，用方框图表示光电式传感器的组成。
8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应？答：外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化的现象。
光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。
8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。
答：光电池：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。
它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。
当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。
8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能？它们对正确选用器件有什么作用？8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件？试举例说明。
答：不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。
因此它不宜作定量检测元件，一般在自动控制系统中用作光电开关。
光谱特性与光敏电阻的材料有关，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。
8-6 简述CCD图像传感器的工作原理及应用。
8-7 何谓PSD？简述其工作原理及应用。
8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。
8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。
8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。
答：模拟式（透射式、反射式、遮光式、辐射式）、开关式。
应用：光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。
8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例，画出原理结构图并简单说明原理。
《传感器技术》教学课件第6章
当晶体受到沿y轴方向的压力作用时，晶体的变形如图6-4 （c）所示。与图6-4（b）情况相似，P1增大，P2、P3减小。在x 轴上出现电荷，它的极性为x轴正向为正电荷。在y轴方向上仍 不出现电荷。
如果沿z轴方向施加作用力，因为晶体在x方向和y方向所产 生的形变完全相同，所以正负电荷重心保持重合，电偶极矩矢 量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力，晶体不会产生压电 效应。
a、b——晶体切片的长度和厚度。
电荷qx和qy的符号由受压力还是受拉力决定。
15
上述讨论假设晶体沿x轴和y轴方向受到的是压力， 当晶体沿x轴和y轴方向受到拉力作用时，同样有压电效
应，只是电荷的极性将随之改变。石英晶片上电荷极性 与受力方向的关系如图6-3所示。
图6-3 晶体切片上电荷极性与受力方向的关系
在自然界中大多数晶体都具有压电效应，但压 电效应十分微弱。随着对材料的深入研究，发现石 英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等材料是性能优良的压 电材料。
7
表6-1 常用压电材料的性能参数
8
6.1.1 压电晶体
以石英晶体为例，它是单晶体中具有代表性同时也是应用 最广泛的一种压电晶体，化学式为SiO2。图6-2（a）表示了天 然结构的石英晶体外形是一个正六面体。
当压电元件受外力作用时，两表面产生等量的正、负电荷Q， 压电元件的开路电压（认为其负载电阻为无限大）U为：
压电常数 压电效应强弱：灵敏度 弹性常数（刚度） 固有频率、动态特性 介电常数 固有电容、频率下限 机电耦合系数 机电转换效率 电阻 泄漏电荷、改善低频特性 居里点 丧失压电性的温度
6
压电材料可以分为两大类：压电晶体和压电陶 瓷。压电材料要求具有大的压电系数，机械强度高， 刚度大，具有高电阻率、大介电系数和高居里点， 温度、湿度和时间稳定性好等特点。
光电传感器应用技术答案
光电传感器应用技术答案【篇一：传感器课后答案】是传感器？传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。
（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。
（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
1.5传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
第6章光敏传感器
IA/ μA
100
75
2
50
25
1
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Φ/1m
图6-1 光电管的光照特性 25
(3) 光电管的光谱特性
一般光电阴极材料不同的光电管对应不同 的红限频率，因此它们可用于不同的光谱范围。
另外，同一光电管对于不同频率的光的灵 敏度不同。以GD-4型光电管为例，阴极是用锑
紫外光
可见光
红外光
10 nm 380 nm 780 nm
1000,000 nm
性质：光都具有反射、折射、散射、衍
射、干涉和吸收等性质。
4
6.1.2 光源（发光器件） 1. 白炽光源
最为普通的是用钨丝通电加热作为光辐射源。 一般白炽灯的辐射光谱是连续的。
发光范围：320 nm~2500 nm, 所以任何光敏 元件都能和它配合接收到光信号。 特点：寿命短而且发热大、效率低、动态特性 差，但对接收光敏元件的光谱特性要求不高， 是可取之处。
倍增系数M
106 105 104 103
极间电压/V
25 50 75 100 125
最大灵敏度可达
图6-2 光电倍增管的特性
10A/lm不能受强光照射。
曲线
32
（3）暗电流和本底电流
由于环境温度、热辐射和其它因素的影响，即使 没有光信号输入，加上电压后阳极仍有电流，这 种电流称为暗电流。 在其受人眼看不到的宇宙射线的照射后，光电倍 增管会有电流信号输出—本底脉冲。
半导体激光器（如砷化镓激光器）
14
6.2 光电效应
两类：外光电效应和内光电效应。 6.2.1 外光电效应 在光的作用下，物体内的电子逸出物体表 面向外发射的现象叫做外光电效应。
第八章 图像信息的光电变换2-1节
序信号；CMOS图像传感器采用顺序开通行、列开关的方式完成像
素信号的一维输出。因此，有时也称面阵CCD、CMOS图像传感 器以自扫描的方式输出一维时序电信号。
监视器或电视接收机的显像管几乎都是利用电磁场使电子束偏
转而实现行与场扫描，因此，对于行、场扫描的速度、周期等参数 进行严格的规定，以便显像管显示理想的图像。
(8-1)
式中thf为行扫描周期，而W/thf应为电子 束的行扫描速度，记为vhf，式可改写为
f=fx〃vhf
（8-2）
CCD与CMOS等图像传感器只有遵守上 述的扫描方式才能替代电子束摄像管，因
此， CCD与CMOS的设计者均使其自扫描制式与电子束摄像管相同。
8.2.2 电视制式
电视的图像发送与接收系统中，图像的采集（摄像机）与图像
当摄像管有光学图像输入时，则入射光子打到靶上。 由于本征层占有靶厚的绝大部分，入射光子大部分被本征 层吸收，产生光生载流子。且在强电场的作用下，光生载 流子一旦产生，便被内电场拉开，电子拉向N区，空穴被 拉向P区。这样，若假定把曝光前本征层两端加有强电场 看作是电容充电，则此刻由于光生载流子的漂移运动的结 果相当于电容的放电。其结果，在一帧的时间内，在靶面 上便获得了与输入图像光照分布相对应的电位分布，完成 了图像的变换和记录过程。
传感器件通过电子束扫描或数字电路的自扫描方式将二维光学图像 转换成一维时序信号输出出来。这种代表图像信息的一维信号称为 视频信号。视频信号可通过信号放大和同步控制等处理后，通过相 应的显示设备（如监视器）还原成二维光学图像信号。 视频信号的产生、传输与还原过程中都要遵守一定的规则才能 保证图像信息不产生失真，这种规则称为制式。
第二，要求相邻两场光栅必须均匀地镶嵌，确保获得最高的清晰度。
物理必修三第九章知识点梳理
物理必修三第九章知识点梳理物理必修三的第九章是重要的一章，涉及到从电磁原理到光学原理的许多内容。
本章的主要讨论的重点是电磁场的物理和物理原理。
本章小结涉及到以下几个知识点：首先要搞清楚电磁场的定义及其属性。
电磁场是一个场，其中的能量由局部的电场和磁场组成。
电场是一种由电流或静电场产生的变量量，磁场是由磁通量产生的变量量。
电磁场可以产生推力作用，是一种有趣的能量场，能影响到电荷的运动方式。
其次是电磁场的产生机理，对于电磁场的产生机理有以下理论：一是电荷的移动，通电的导体中的电荷的移动会产生电磁场，既能影响到电荷运动，又能影响到周围物体。
二是电磁感应现象，电磁感应现象是指电磁场产生时，可以改变电偶极子的磁场强度，产生电磁感应电动势。
三是高频电磁波，高频电磁波是指超过一定频率的电磁波，它具有较强的透射能力，可以用来传播信息。
第三要掌握电磁场的定律，电磁场的定律可以描述电磁场的基本特征。
其中最为重要的是电动势定律、磁动势定律、电磁感应定律、牛顿-曼定律等。
电动势定律是指电场中电子的受力关系，磁动势定律是指电磁场中磁通量的受力关系，电磁感应定律是指电磁场的变化对其他物体的影响，而牛顿-曼定律是指电荷受到电磁场的作用下，会有一个力，该力可以把电子从一个区域向另一个区域转移。
同时要了解电磁场的用途，电磁场是能量传递的重要方式，已经广泛应用于日常生活中，如电辐射、磁性材料及电磁共振等。
电辐射是一种电磁波，它可以传播信息、同步电路，用来接收讯号或数据，并进行交流。
磁性材料也可以用来磁性传输，比如吸铁石的磁性将电流转换为磁通量，同时用来实现电磁铁的动力拉力。
电磁共振是指电荷受到电磁场的作用，可以产生共振现象，比如电磁阀可以由电磁场控制，进行开关控制。
最后要搞清楚光学原理，光学原理是由隐士纳兹等人在19世纪提出的，认为光是一种由电场和磁场产生的波，其实质是电磁场的振动，可以把热能转换为电场和磁场能量，也可以把电场和磁场能量转化为可见光。
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2013.No31摘要通过光电传感器检测绝缘子周围场强的分布,研究光电传感器的原理。
对光电效应的理论进行研究,由于电场
强度的变化会引起晶体介电常数的变化,通过对介电常数变化
来分析,检测场强的大小,同时由于晶体不含任何金属所以对
于周围电场影响小可以减小测量误差。
关键词光电传感器光电系数介电常数电场强度
相位差
根据经典电学理论,电位移矢量D和电场强度E存在如下关
系式:D=εE。
式中ε称为介电常数,对于各向异性的晶体,
ε是一个二阶张量,D和E的三个分量可以用下式表示
其中εij是二阶对称张量,独立分量个数为6个。
折射率n0和介电常数ε0的关系为n02=ε0。
外加电场引起
晶体的介电常数发生变化,相当于折射律的变化,因此
n=n0+αE
ε0、n0是静电场时的介电常数和折射率。
aE引起的折射率变化称为线性电光效应(Pockels效应。
引入逆介电张量β0=1/ε0,外加电场引起变化表示为•
β,对于存在线性电光效应的晶体有:
•β=γE
γ称为线性电光系数,由于β独立分量有6个(同ε,电
场方向的独立分量有3个,所以γ独立分量为6x3=18个
该矩阵乘法记为: •βn=γnkEk
外加电场使晶体折射率的变化可以用折射率椭球方程来描述,椭球体的矢径方向表示光线的坡印亭方向,其长度表示该方向折射率。
折射率椭球一般方程式展开写成:
β1x12+β2x22+β3x32+2β4x2 x3+2β5x1 x3+2β6x1
x2=1
1 理论原理
1.1 光学电场传感器原理
电场传感器的基本原理:光源发出激光耦合入单模光纤,
传感头内通过准直透镜将激光耦合到空间中,用起偏器使其成
为线偏振光,再经过1/4波片后分裂成圆偏振光,其快慢轴分别
平行于BGO晶体在电场作用下的两个感应主轴,通过晶体后,其
偏振态不变,但是相位发生了变化,且和被测电场强度相关。
用检偏器将两束相互垂直的偏振光提取同方向分量,得到干涉
光强。
将出射光进行光电转换,把光强的变化变成电信号的变
化,反应被测电场的变化
BGO晶体的线性电光系数矩阵如下:
光学电场传感器的研究
章超 1 朱龙顺 2
(1,山西省电力公司长治供电分公司,山西长治 046000
将BGO晶体的线性电光系数代入•βn=γnkEk得
其中(E1,E2,E3是外电场E在电光晶体主轴方向的分量, 展开得
•β1=•β2=•β3=0,•β4=γ41E1,•β5=γ41E2,• β6=γ41E3
在没有外电场及干扰双折射时,BGO晶体是光学各向同性体,其逆介电张量: β1=β2=β3=β0=1/ε0,β4=β5=β6=0
在外加电场E的作用下,BGO晶体的折射率椭球方程:
(x12+x22+x32/n02+2γ41(E1x2 x3+ E2x1 x3+ x1 x2=1当通光方向和外加电场方向平行时,电场作用下的光轴方向为y1y2y3,调制偏振光振动方向为y1y2
1.2 空间电场感应
对于空间电场测量的应用,由于传感头本身尺寸小,绝缘性能良好,材料介电常数都较小(2-16,且不含任何金属,因此对空间本身电场的影响可以忽略。
传感头绝缘性能良好,可以认为表面不会积累大量电荷, 因此近似认为晶体-空气界面上的电位移矢量D连续。
晶体的相对介电常数为ε2=16。
由D=εE,得到ε2 E2=ε1E1,即E2= E1/16。
上式表明,在不考虑边缘效应和的表面感应电荷积累的情况下,晶体感应电场强度为空气中电场强度的1/16。
2 验证试验设计和系统指标预测
2.1 晶体等效电光系数测量
实验环境下将传感头放在平板电极中间,间距8mm,其中晶体5mm,玻璃3mm,晶体通光方向垂直于电场方向。
交流电压 96V/50Hz。
晶体长度d2=2cm,晶体相对介电常数ε2=16,玻璃相对介电常数1
由: D1=D2
解得: E2= 33V/cm
BGO晶体的等效电光系数为γ(pm/V,电光效应相位差由下式计算:
δ=(π/λn03γE2l = (π/0.85x10-6 x23 x γ x10-12 x33 x 2=1.94x10-3γ
试验中,PIN探测器直流电压为160mV,交流电压幅度 17.8mV/51=0.35mV,对应变化率δ=2.18*10-3
由光电流变化率等于电光系数相位差计算得
γ=2.18x10-3/1.94x10-3=1.12(pm/V
2.2 空间电场测量线性度
非线性失真是由于加载信号到响应信号之间的关系实际上是正弦响应在4/π处的小范围变化,近似认为是线性关系,但实际上,认为sin(δ+4/π/sinδ= 1 的条件是x非常接近0。
|δ|<0.24时有,(δ-sinδ/sinδ<0.01,非线性失真小于1%的条件是δ<0.24,其对应的晶体内电场强度为
E= 0.24/[(π/λn03γl] =1.13kV/mm
对于GIS内电场测量,内部电场强度可达到1.1kV/mm,且内部充满SF6,其介电常数为3,因此晶体感应电场强度大约为 1.1kV/mm*3/16=0.206kV/mm,在此范围内,可认为测量结果线性,其误差小于1%。
在其他场合,例如绝缘子周围电场强度测试,其最高电场强度远小于GIS内部,可不用考虑测量电场强度范围。
2.3 传感器对强电场耐受能力
电光晶体作为电场传感器或者电压互感器的核心器件,其绝缘优势使其可以轻易的承受高电压和强电场。
通过简单地放置在绝缘外壳中增加合适的爬距就可以完成安装。
不但节省了造价,也节省了占地面积。
通常,该传感器放置在强电场中,即使空气都能击穿的电场强度也无法击穿传感头本身。
但在如此强的电场环境中, 虽然传感头不会损坏,但其测量结果会出现轻微的非线性。
这是材料固有的性质,无法通过外界手段来消除的。
需要做的只是通过内建电场仿真分析,调整传感头外壳内的的电场分布形式,同时测定传感头测量结果线性区所对应的外电场强度。
3 结论
本文通过对光电传感器理论和实验的研究,得出以下结论:
(1光电效应可以在检测电场强度的应用。
(2光学电场传感器对电场本身的影响非常小,可以用来准确地检测电场强度。
(3光学电场传感器有较好的线性度,能够满足现场检测数据的要求。
(4经实验光电传感器能够有较好的耐压。
保证了安全性综合上述分析,可以得出结论:通过光电传感器对绝缘子劣化检测能够得到很好的实验效果,可以有效地解决以往传统的检测方式的不足之处。
参考文献
[1] 李志全. 一种基于偏振调制的光纤电压传感器的研究 .仪器仪表学报.2002.05
[2] 王学跟.电晕放电使复合绝缘子劣化 . 中国电力 2009,(10:76-76.
[3] 汤小泓.王顺华集成光学马赫-泽恩德电磁场传感器的研究.激光杂
志.1991.01
[4] 苏富芳. 石英晶体旋光性的温度效应测试研究.光学学报.2005.05
[5] 李长胜. 光学电场传感器研究综述.电气应用.2008.16 [6] 姚境.传感器在高压输电线路绝缘子检测中的应用.传感器与微系统,2010,29(10
[7] 沈庆河,雍军.电网中运行绝缘子的检测.高电压技术 ,2002,28(6
①不包括热熔胶施工卷材。
②/③供需双方可以商定更高 /低的温度。
所选用的防水材料必须具有较高的抗拉强度、耐高温和高热、高温抗硌破、高温抗剪、低温抗裂等一系列特殊性能,而且能有效地遏制桥面裂缝的产生。
在我国路桥防水层通常采用在混凝土表面铺设柔性防水层或在混凝土中掺加刚性防水剂, 至于接缝密封防水,一般采用密封胶、橡胶止水带等。
3 路桥防水层的施工
路桥防水层施工技术需切实掌握防水涂料喷涂、卷材防水层、水泥砂浆找平层的施工工艺及质量的控制要点。
防水涂料喷涂施工过程中需要就路面表层出现的凹凸不平、边角的缺损部位、上下高差大于二十毫米的路基表面层进行修补,做
好基层混凝土的洒水,确保涂料的均匀度,按照每平方米的防水涂料为350±50克来保证黏结性能,同时做好防水剂喷涂层的保养工作,尤其在二次喷涂完成后,需派专人进行观察,在干饱和状态中喷洒水,不宜多也不能少以保证其强度达标。
防水工程实施工艺包括基层处理、基层涂刷冷底子油、铺贴防水卷材附加层、弹基准线、铺贴防水卷材等重要步骤。
基层平整度应达到直尺和基面之间的最大空隙不应超过5mm,且每米不多于1处,混凝土基层必须干净、干燥,其含水率应控制在 9%以下才能施工,以保证卷材粘贴牢固。
另外必须确保卷材防水层的铺贴、搭接以及收头必须与相关设计要求和技术标准相符、黏结牢固、无起泡和空裂以及翘边等等质量缺陷。
同时严格控制卷材的搭接宽度,最低不能低于标准的十毫米。
水泥砂浆找平层必须预留宽度为二十毫米的分格缝,再进行密封材料的嵌填,并确保分格缝之间的纵横缝间距在5±1米之间。
当找平层位于基层与桥面凸出结构相连接或基层转角部位时,应与基层一起做成圆弧状,圆弧的直径应大于等于二十公分,对于天沟,应优先采用轻质砼进行找坡。
唯有做好了防水层的施工技术处理,才能确保路桥工程质量,也才能有效预防路桥安全事故的发生,从而实现延长路桥使用寿命的最终目的。
参考文献
[1]刘业雄.路桥施工中防水层质量控制分析[J].黑龙江科技信息;2011
[2]沈春林.市政工程防水技术与施工.化工工业出版社; 2009
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