第一篇：多用戶檢測(cè)技術(shù)綜述

多用戶檢測(cè)技術(shù)綜述

摘 要 本文主要介紹3G系統(tǒng)的核心技術(shù)——多用戶檢測(cè)技術(shù)。在分析傳統(tǒng)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，介紹了最新的多用戶檢測(cè)技術(shù)的概念和各種檢測(cè)方案的特點(diǎn)、性能及不足，并指出了現(xiàn)有多用戶檢測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題和局限性，對(duì)于多用戶檢測(cè)技術(shù)在第三代寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)也作了一定的分析和展望。

關(guān)鍵詞多用戶檢測(cè) 寬帶CDMA 多址干擾 遠(yuǎn)近效應(yīng)

正文

一、多用戶檢測(cè)的概念

多用戶檢測(cè)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中寬帶CDMA通信系統(tǒng)抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)，其定義為：聯(lián)合考慮同時(shí)占用某個(gè)信道的所有用戶或某些用戶，消除或減弱其它用戶對(duì)任一個(gè)用戶的影響，并同時(shí)檢測(cè)出所有這些用戶或某些用戶的信息的一種信號(hào)檢測(cè)方法。多用戶檢測(cè)有時(shí)又稱聯(lián)合檢測(cè)(Joint Detection)。含多用戶檢測(cè)技術(shù)的CDMA接收機(jī)稱為先進(jìn)接收機(jī)(Advanced Receiver)。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)完全按照經(jīng)典直接序列擴(kuò)頻理論對(duì)每個(gè)用戶的信號(hào)分別進(jìn)行擴(kuò)頻碼匹配處理，因而抗多址干擾（MAI）能力較差；多用戶檢測(cè)(Multi-User Detection, MUD)技術(shù)在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用造成多址干擾的所有用戶信號(hào)信息對(duì)多個(gè)用戶做聯(lián)合檢測(cè)或從接收信號(hào)中減掉相互間干擾的方法，有效地消除MAI的影響，從而具有優(yōu)良的抗干擾性能。在理想情況下，應(yīng)用多用戶檢測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)的性能將接近單用戶時(shí)的性能。這顯然消除了“遠(yuǎn)—近”效應(yīng)的影響，可以簡(jiǎn)化用戶的功率控制，降低系統(tǒng)對(duì)功率控制精度的要求。并且由于MAI的消除，用戶在較小的信噪比下就可達(dá)到可靠的性能，單用戶信噪比的降低可以直接轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)容量的增加，因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源，顯著提高系統(tǒng)容量。

1979年和1983年，K.S.Schneider，R.Kohno分別提出了多用戶檢測(cè)的思想，利用其他用戶的已知信息消除MAI，實(shí)現(xiàn)無(wú)MAI的多用戶接收，并指出了一些研究方向，這是多用戶檢測(cè)的最早的文獻(xiàn)。此后，多用戶檢測(cè)取得了很大的發(fā)展，形成了幾條比較清晰的思路，理論工作也日漸完善。

多用戶檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.提高CDMA的系統(tǒng)容量，增加用戶數(shù)。用戶數(shù)的增加，意味著更高的無(wú)線頻譜效率。

2.降低CDMA用戶設(shè)備（UE）的發(fā)射功率，提高UE的待機(jī)及通話時(shí)間。另一方面，表現(xiàn)為降低了UE射頻部分的成本及故障率。

3.減小射頻輻射對(duì)用戶的生理及心理影響，移動(dòng)通信設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響更綠色化。

4.增加通信距離，增大基站的覆蓋面積，降低了基站綜合成本。

二、主要的多用戶檢測(cè)方法簡(jiǎn)介

經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，對(duì)抑制多址干擾的多用戶檢測(cè)方法已研究的十分廣泛和具體。根據(jù)上面多用戶檢測(cè)的定義，在不同的準(zhǔn)則下，多用戶檢測(cè)具有不同的分類方法。按性能的不同，多用戶檢測(cè)可分為最優(yōu)多用戶檢測(cè)法及準(zhǔn)最優(yōu)多用戶檢測(cè)法。從結(jié)構(gòu)上看，多用戶檢測(cè)又 分為線性多用戶檢測(cè)及非線性多用戶檢測(cè)方法。

１．基站中的多用戶檢測(cè)方法

基站（Base Station, 或Node B）中多用戶檢測(cè)方法。由于基站知道所有用戶的特征碼(signature sequence)，考慮到算法復(fù)雜度之后，基站中的多址干擾抑制方法一般選擇針對(duì)多用戶的多用戶檢測(cè)方法。下面分別介紹基站中的典型多用戶檢測(cè)方法。

（1）最優(yōu)多用戶檢測(cè)法

最優(yōu)多用戶檢測(cè)法，即最大似然序列估計(jì)（MLSE）方法，1986年由Verdu提出。該算法的復(fù)雜度隨著用戶數(shù)成指數(shù)增加，從目前器件經(jīng)濟(jì)的可實(shí)現(xiàn)性來(lái)看，當(dāng)用戶數(shù)大于9時(shí)，是不可行的。最優(yōu)多用戶檢測(cè)法為我們提供了性能改善的極限值。

（2）線性準(zhǔn)最優(yōu)多用戶檢測(cè)法

由于最優(yōu)多用戶檢測(cè)法的復(fù)雜度太高，1989年以后的研究均側(cè)重于準(zhǔn)最優(yōu)多用戶檢測(cè)法。準(zhǔn)最優(yōu)多用戶檢測(cè)可分為線性及非線性兩大類。所謂線性或非線性，即是判斷算法的輸出是否是輸入的線性變換。線性多用戶檢測(cè)算法主要包括去相關(guān)法（Decorrelator）和最小均方估計(jì)法（MMSE）。去相關(guān)法及MMSE法的復(fù)雜度均隨用戶數(shù)線性增長(zhǎng)，其中去相關(guān)法不需估計(jì)各用戶的幅度，具有較好的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)能力，而MMSE檢測(cè)法則需估計(jì)各用戶的幅度，抗遠(yuǎn)近效應(yīng)能力不如去相關(guān)法，但去相關(guān)法對(duì)信道噪聲有放大作用，MMSE法則沒(méi)有。當(dāng)信噪比較大時(shí)，使用去相關(guān)法較好；當(dāng)信噪比較小進(jìn)，易于使用MMSE法。

從本質(zhì)上看，去相關(guān)性及MMSE法均需要對(duì)互相關(guān)矩陣求逆，當(dāng)用戶數(shù)量很多時(shí)，使用去相關(guān)法及MMSE法的復(fù)雜度還是太大。為此Moshavi等人提出了矩陣求逆的多項(xiàng)式分解法，只取多項(xiàng)式的前幾項(xiàng)代替整個(gè)逆陣，從而化簡(jiǎn)求逆的復(fù)雜度。多項(xiàng)式分解法跟蹤信道參數(shù)的變化，造成性能下降，而且由于訓(xùn)練序列的存在，必將加大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。

（3）非線性準(zhǔn)最優(yōu)多用戶檢測(cè)法

由于線性多用戶檢測(cè)法復(fù)雜度高，收斂慢，從可實(shí)現(xiàn)性角度考慮的研究方向主要集中于非線性多用戶檢測(cè)方法。非線性多用戶檢測(cè)方法主要有多級(jí)型、判決反饋型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等幾種方法。

多級(jí)型多用戶檢測(cè)算法，根據(jù)每一級(jí)各用戶的檢測(cè)形式不同，又可劃分很多形式。若每一級(jí)各用戶并行的采用匹配濾波器或相關(guān)器檢測(cè)，這就是傳統(tǒng)的并行干擾對(duì)消（parallel interference cancellation: PIC）算法。若每一級(jí)的每個(gè)用戶，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度的大小，采用串行的匹配濾波或相關(guān)檢測(cè)的方法，這就是串行干擾對(duì)消（successive interference cancellation: SIC）算法。當(dāng)然，每一級(jí)各用戶還均可以采用去相關(guān)檢測(cè)、MMSE等算法，這時(shí)的性能會(huì)更好一些，但算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度也更高一些。多級(jí)型多用戶檢測(cè)算法的每級(jí)一般算法結(jié)構(gòu)相似，因而多級(jí)型的每一級(jí)的最后（除最后一級(jí)），還有一個(gè)各用戶信號(hào)的再生、還原過(guò)程，這也是多級(jí)型方法的特點(diǎn)之一。

判決反饋多用戶檢測(cè)算法，有與多級(jí)型算法類似的種類。從本質(zhì)上看，判決反饋多用戶檢測(cè)算法等價(jià)于多級(jí)型算法。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，判決反饋法將多級(jí)型方法采用循環(huán)的方式一級(jí)來(lái)完成，通過(guò)對(duì)一級(jí)的多次循環(huán)，完成多級(jí)型相同的功能。從實(shí)現(xiàn)上來(lái)看，判決反饋多用戶檢測(cè)算法比多級(jí)型算法需要更多的存儲(chǔ)空間。

多用戶檢測(cè)從本質(zhì)上看，是一個(gè)組合優(yōu)化問(wèn)題。因而，所有解決組合優(yōu)化的算法原則均可適用于多用戶檢測(cè)。其中基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的解組合優(yōu)化問(wèn)題當(dāng)然可以適合多用戶檢測(cè)。

２、用戶設(shè)備中的多用戶檢測(cè)方法

對(duì)于用戶設(shè)備（User Equipment, UE，又稱移動(dòng)終端： Mobile Station, MS）來(lái)說(shuō)，從安全及復(fù)雜度上考慮，它只知道自己使用的特征序列。這時(shí)的多址干擾抑制方法（為了方便，我們也稱為多用戶檢測(cè)方法），與基站中的多址干擾抑制方法有很大的差別。用戶設(shè)備中多用戶檢測(cè)的各種方法。我們把傳統(tǒng)CDMA檢測(cè)器作為固定式多用戶檢測(cè)方法也歸納進(jìn)來(lái)了。所謂傳統(tǒng)CDMA檢測(cè)器，即采用了相關(guān)器或匹配濾波器檢測(cè)方法。傳統(tǒng)CDMA檢測(cè)器為了減弱多址干擾的影響，在系統(tǒng)級(jí)中采用了功率控制的方法，它要求到達(dá)某一接收機(jī)輸入端的各個(gè)用戶的功率相等。這是一種最簡(jiǎn)單、原始的多址干擾抑制方法，已成功應(yīng)用于軍、民用CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)，反映為固定式多用戶檢測(cè)類。

為了更有效的對(duì)抗多址干擾，用戶設(shè)備一般采用自適應(yīng)技術(shù)來(lái)抑制多址干擾。所謂自適應(yīng)多址干擾抑制算法，即接收機(jī)的多址干擾抑制。部分采用了自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)，濾波器的系數(shù)是自適應(yīng)變化的，標(biāo)準(zhǔn)是滿足某種標(biāo)準(zhǔn)下的最優(yōu)化。自適應(yīng)式多用戶檢測(cè)方法也可劃分 為兩大類：線性及非線性。類似于基站中的多用戶檢測(cè)方法，用戶設(shè)備中的自適應(yīng)非線性多用戶檢測(cè)方法包含有判決反饋、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。下面主要介紹用戶設(shè)備中的自適應(yīng)線性多用戶檢測(cè)方法。

自適應(yīng)線性多用檢測(cè)方法

（1）線性高復(fù)雜度自適應(yīng)多用戶檢測(cè)算法

線性高復(fù)雜度自適應(yīng)多用戶檢測(cè)算法，根據(jù)自適應(yīng)算法抽頭間距（也可以表述為自適應(yīng)算法對(duì)輸入信號(hào)的采樣間隔）的大小，可以劃分為碼元空間、分?jǐn)?shù)空間兩種。如果抽頭間距等于接收機(jī)擴(kuò)頻碼的一個(gè)碼元寬度，這就是碼元空間法。分?jǐn)?shù)空間法則定義為自適應(yīng)算法抽頭間距只是碼元寬度的一部分。分?jǐn)?shù)空間法自適應(yīng)多用戶檢測(cè)算法則包含最優(yōu)線性同軛線性算法（optimum linear-conjugate-linear, LCL）及復(fù)時(shí)間相關(guān)自適應(yīng)濾波算法（complex time dependent adaptive filter, TDAF）。復(fù)時(shí)間相關(guān)自適應(yīng)濾波算法還可以進(jìn)一步劃分，濾波算法是基于波形估計(jì)濾波式的，還是基于符號(hào)估計(jì)濾波式。

（2）線性低復(fù)雜度自適應(yīng)多用戶檢測(cè)算法

線性低復(fù)雜度自適應(yīng)多用戶檢測(cè)算法，依據(jù)對(duì)高復(fù)雜度自適應(yīng)多用戶檢測(cè)算法簡(jiǎn)化的方法的不同，可分為兩類：最優(yōu)簡(jiǎn)化法、次優(yōu)簡(jiǎn)化法。其中次優(yōu)簡(jiǎn)化法包含循環(huán)位濾波器組法及符號(hào)過(guò)采樣法。

三、當(dāng)前多用戶檢測(cè)技術(shù)存在的局限及最新發(fā)展

多用戶檢測(cè)的研究，必須考慮復(fù)雜性和處理時(shí)延兩大障礙。從處理時(shí)延考慮，數(shù)10ms的處理時(shí)延對(duì)語(yǔ)音信號(hào)數(shù)據(jù)是不可接受的；從復(fù)雜性考慮，最佳檢測(cè)器的指數(shù)復(fù)雜性是不現(xiàn)實(shí)的，次最佳檢測(cè)的線性復(fù)雜度隨技術(shù)的發(fā)展可能會(huì)得到廣泛應(yīng)用。多用戶檢測(cè)技術(shù)的局限性主要有，首先多用戶檢測(cè)只是消除了本小區(qū)內(nèi)的干擾，小區(qū)間的干擾并沒(méi)有消除。其次多用戶檢測(cè)的復(fù)雜性的限制，使之僅適用于上行信道，不能直接用于下行鏈路的接收，因此由多用戶檢測(cè)帶來(lái)的上行信道增益不一定能帶來(lái)同等的系統(tǒng)總體增益。

針對(duì)以上多用戶檢測(cè)技術(shù)的局限性，人們提出了半盲和盲檢測(cè)技術(shù)。所謂半盲檢測(cè)就是干擾用戶特征序列部分已知部分未知條件下的檢測(cè)，適用于小區(qū)基站。所謂盲檢測(cè)就是不知道所有干擾用戶特征序列條件下的檢測(cè)，適用于移動(dòng)臺(tái)。兩者的主要思想都是通過(guò)子空間跟蹤技術(shù)獲得信號(hào)子空間，并利用它來(lái)消除未知用戶造成的干擾。半盲檢測(cè)器的代表有混合型半盲檢測(cè)器，它采用了解相關(guān)和最小均分誤差相結(jié)合的方法。盲檢測(cè)器有基于信號(hào)子空間的MMSE盲檢測(cè)器和基于正交投影的盲檢測(cè)器。不過(guò)，信號(hào)子空間跟蹤結(jié)果的準(zhǔn)確性直接影響了盲和半盲檢測(cè)器的性能。

結(jié)束語(yǔ)

目前，算法復(fù)雜度低、性能優(yōu)良的多用戶檢測(cè)算法是研究的重點(diǎn)之一。當(dāng)CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻序列較長(zhǎng)時(shí)（一般對(duì)應(yīng)于CDMA系統(tǒng)的用戶容量較大），多用戶檢測(cè)算法的復(fù)雜度高，處理時(shí)延也較大。在寬帶CDMA系統(tǒng)中應(yīng)用多用戶檢測(cè)還需要做很多研究工作，盡管如此，寬帶CDMA是第三代移動(dòng)通信中最有前途的多址接入方式，而多用戶檢測(cè)是可以大幅度提高其系統(tǒng)容量的關(guān)鍵技術(shù)，它們必將在未來(lái)的移動(dòng)通信中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

楊峰義，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，北京人民郵電出版社，2000

吳偉陵，移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)，北京，北京郵電大學(xué)出版社，2000

John G.Pioakis著，張力軍，張宗橙，鄭寶玉等譯，數(shù)字通信，北京，電子工業(yè)出版社，2001。

第二篇：檢測(cè)技術(shù)[推薦]

《檢測(cè)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排表

第九周星期四上午 8：00-11:20C11-4班前半班20110143--20110163

星期六上午 8：00-11:20C11-4班后半班 20110164---…

第十周星期四上午8:00-9:40

20110143--20110163

星期四上午9:40-11:20

20110164---…

C11-4班前半班C11-4班后半班

第三篇：檢測(cè)技術(shù)及儀表

檢測(cè)技術(shù)及儀表》課程組

自動(dòng)化與電子工程學(xué)院

2010年5月

《檢測(cè)技術(shù)及儀表》課程精品課程

建設(shè)方案

一、課程簡(jiǎn)介

《檢測(cè)技術(shù)及儀表》課程是自1972年我校創(chuàng)辦化工自動(dòng)化專業(yè)以來(lái)，一直是自動(dòng)化專業(yè)以及現(xiàn)在的測(cè)控專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。30多年來(lái)，很多老師曾主講過(guò)本門課程，也使用過(guò)很多版本的教材。特別是近年來(lái)由于電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的廣泛應(yīng)用，使得該門課程的內(nèi)容不斷更新，技術(shù)含量不斷提高。

本門課程是在學(xué)習(xí)模擬電子、數(shù)字電子、控制理論之后的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)本門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生充分掌握檢測(cè)壓力、溫度、流量和物位的方法和儀表類型，以及顯示裝置的種類、結(jié)構(gòu)、性能及其使用方法。

二、課程建設(shè)的目標(biāo)與思路

根據(jù)學(xué)校建設(shè)“教學(xué)研究型名牌大學(xué)”的定位，以及“厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、重創(chuàng)新、強(qiáng)能力的新型優(yōu)秀人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。在實(shí)現(xiàn)校級(jí)優(yōu)秀課程建設(shè)的基礎(chǔ)上，按照教學(xué)研究型大學(xué)的教學(xué)課程的基礎(chǔ)性與前沿性。落實(shí)講授、討論、作業(yè)、考試考核和教材等教學(xué)要素的教學(xué)理念，進(jìn)一步向教學(xué)研究型的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化。全面深入地開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容、體系和方法的現(xiàn)代化改革，結(jié)合檢測(cè)技術(shù)及儀表研究的進(jìn)展和高新技術(shù)發(fā)展的需要，不斷更新課程內(nèi)容，提升各教學(xué)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)能力和功能。開(kāi)展立體化的多媒體課件、學(xué)件等課程資源的研究與制作，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，為課程的教與學(xué)構(gòu)建高效、暢通和靈活的多維網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。并且形成一支合理的優(yōu)秀教師梯隊(duì)，將本課程建設(shè)內(nèi)容繼續(xù)細(xì)化，從質(zhì)量上進(jìn)一步提高，建設(shè)成有影響力的校級(jí)精品課程。

本課程的建設(shè)目標(biāo)是：通過(guò)對(duì)師資隊(duì)伍、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、教材建設(shè)等方面的建設(shè)，力爭(zhēng)使“檢測(cè)技術(shù)及儀表”課程建設(shè)，在教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)管理、教學(xué)條件等方面再上一個(gè)新臺(tái)階，努力將該課程建成校級(jí)、省級(jí)精品課程，為國(guó)家培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。

三、課程建設(shè)的內(nèi)容與特色

本門課程的教學(xué)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到我校自動(dòng)化和測(cè)控專業(yè)的畢業(yè)生的專業(yè)水平，也直接影響這兩個(gè)專業(yè)學(xué)生的就業(yè)就職。因此課程組老師們，經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論，準(zhǔn)備從下面幾個(gè)方面進(jìn)行課程建設(shè)：

（1）改革現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容要依據(jù)教材，但又不能完全依賴于教材，要緊緊跟隨檢測(cè)技術(shù)及儀表的發(fā)展步伐，站在學(xué)科的前沿，將最新、最適用的檢測(cè)技術(shù)及儀表裝置引入教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)上要采用板書、多媒體、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、設(shè)計(jì)等多種模式。開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等先進(jìn)教學(xué)模式的研究及應(yīng)用，形成具有一定創(chuàng)新特色的教學(xué)模式，注重工程特色和學(xué)科優(yōu)勢(shì)的結(jié)合，加強(qiáng)課程的實(shí)用性。

（2）建立結(jié)構(gòu)合理的教師梯隊(duì)。要大力提高課程組的職稱層次、學(xué)歷層次和教學(xué)科研水平，鼓勵(lì)教師們走出校門多參加國(guó)內(nèi)外的各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，鼓勵(lì)年輕教師攻讀碩士、博士學(xué)位。

（3）編寫具有特色的適用的高水平教材和講義，進(jìn)一步完善多媒體課件和課程網(wǎng)站，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。

（4）重視實(shí)踐教學(xué)。結(jié)合工程實(shí)際，自制實(shí)驗(yàn)裝置，自編實(shí)驗(yàn)講義、在保質(zhì)保量的完成基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分利用好綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等裝置，建立穩(wěn)定的校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（5）抓好課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的教學(xué)，鼓勵(lì)老師多選擇一些具有實(shí)際意義的設(shè)計(jì)題目，使學(xué)生一畢業(yè)就能很快適應(yīng)新的工作環(huán)境，擔(dān)負(fù)起自己的具體實(shí)際工作任務(wù)。

四、課程建設(shè)的步驟與進(jìn)度

經(jīng)過(guò)近兩年的優(yōu)秀課程的建設(shè)，經(jīng)過(guò)課程組全體老師們的積極努力，已經(jīng)基本達(dá)到了最初設(shè)定的優(yōu)秀課程建設(shè)目標(biāo)，這次如能獲得校級(jí)精品課程建設(shè)立項(xiàng)，為達(dá)到校級(jí)精品課程建設(shè)目標(biāo)，經(jīng)課程組研究決定，將按照如下步驟和時(shí)間進(jìn)度開(kāi)展課程建設(shè)工作。

1、課程建設(shè)步驟：

（1）師資隊(duì)伍建設(shè)

一流的師資隊(duì)伍是精品課程建設(shè)的根本保證。檢測(cè)技術(shù)及儀表課程在精品課程的建設(shè)過(guò)程中,要把精品課程建設(shè)與高水平教師隊(duì)伍建設(shè)相結(jié)合, 著力培養(yǎng)并

逐步形成一支教學(xué)水平和科研水平高、知識(shí)結(jié)構(gòu)和年齡結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)較高的教師梯隊(duì)。

今后還要進(jìn)一步提高課程組老師的職稱層次和學(xué)歷層次，鼓勵(lì)青年教師進(jìn)修提高，攻讀碩士、博士學(xué)位。

（2）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

“檢測(cè)技術(shù)及儀表”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，近幾年實(shí)驗(yàn)室投入了大量經(jīng)費(fèi)，購(gòu)置了檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制儀表與裝置、傳感器、虛擬儀器等大量實(shí)驗(yàn)裝置，滿足了基本實(shí)驗(yàn)要求，下一步的計(jì)劃是：開(kāi)設(shè)針對(duì)性強(qiáng)的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開(kāi)放測(cè)控實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。并結(jié)合社會(huì)需求與學(xué)科發(fā)展情況，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室設(shè)備與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（3）教材建設(shè)規(guī)劃

采用全國(guó)優(yōu)秀教材、面向21世紀(jì)的重點(diǎn)教材，保證教材內(nèi)容與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展水平相同步。

同時(shí)積極參加教材的編寫和出版工作，近年來(lái)課程組已出版教材2部。目前《檢測(cè)技術(shù)及儀表》和《智能儀器基礎(chǔ)》兩門課程2009年獲學(xué)校教材立項(xiàng)。這些教材將融入課程組教師科研成果，教材的編寫和出版將會(huì)極大推動(dòng)課程建設(shè)。

另外還要進(jìn)一步完善《檢測(cè)技術(shù)及儀表實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》。

（4）雙語(yǔ)教學(xué)改革

在教學(xué)形式上，擬在課堂教學(xué)中部分采用英漢雙語(yǔ)教學(xué)，并選用國(guó)外著名高等學(xué)校現(xiàn)用教材。雙語(yǔ)教學(xué)的內(nèi)容要求學(xué)生用英文完成作業(yè)，并用英文考試。提高學(xué)生的專業(yè)外語(yǔ)水平，改變?yōu)榭荚噷W(xué)英語(yǔ)的傾向，提高學(xué)生的英語(yǔ)聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫能力，為檢測(cè)技術(shù)及儀表教學(xué)與國(guó)際接軌起到積極的推動(dòng)作用。

（5）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)

學(xué)校校園網(wǎng)的鋪設(shè)為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了良好的平臺(tái)，我們擬建設(shè)檢測(cè)技術(shù)及儀表網(wǎng)站，提供檢測(cè)技術(shù)及儀表課程的電子教案和多媒體課件、習(xí)題集、雙語(yǔ)教學(xué)中對(duì)應(yīng)的中文學(xué)習(xí)參考、實(shí)驗(yàn)的基本操作和注意事項(xiàng)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上授課、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論、網(wǎng)上測(cè)試一體化，滿足學(xué)生進(jìn)一步自學(xué)的需求。

2、課程建設(shè)時(shí)間進(jìn)度安排：

（1）2010年6月-2010年10月：總結(jié)前面優(yōu)秀課程建設(shè)的工作，對(duì)照校級(jí)

精品課程的標(biāo)準(zhǔn)和要求，找差距、不足，研究對(duì)策；

（2）2010年11月-2011年3月：修改教學(xué)大綱、試驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)講義等相

關(guān)教學(xué)材料；編寫教材；

（3）2011年4月-2011年9月： 修改和完善多媒體教學(xué)課件、電子教案；

完善教材編寫；

（4）2011年10月-2012年6月：編寫自學(xué)輔導(dǎo)類資料，實(shí)現(xiàn)基本教學(xué)資源

（教案、課件等）全部上網(wǎng)，至少一位主

講教師部分章節(jié)授課錄像上網(wǎng)。

五、課程組已取得的成果及條件保證

1、近幾年主要的教學(xué)建設(shè)與改革成就

（1）師資隊(duì)伍建設(shè) 幾年來(lái)以培養(yǎng)和引進(jìn)相結(jié)合，現(xiàn)在基本形成了一支知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)比較合理的師資隊(duì)伍。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，現(xiàn)有教授2人，副教授5人，講師2人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師1人；具有博士學(xué)位的教師2人，碩士學(xué)位6人，學(xué)士學(xué)位2人。通過(guò)師資隊(duì)伍的建設(shè)努力形成一支結(jié)構(gòu)合理，人員穩(wěn)定，師德優(yōu)良，教學(xué)水平高，教學(xué)效果好的5～6人主講的教師隊(duì)伍，并配備數(shù)量適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教師。

（2）課件制作 課程組老師根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，制作了《檢測(cè)技術(shù)及儀表》，經(jīng)過(guò)幾輪使用教學(xué)效果良好；并且此課件獲得第九屆全國(guó)多媒體課件大賽優(yōu)秀獎(jiǎng)和校第二屆多媒體課件大賽二等獎(jiǎng)。

（3）教學(xué)文件修訂 修訂了測(cè)控專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃，修改了本課程的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)講義等教學(xué)文件；

（4）實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 實(shí)驗(yàn)在原來(lái)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了智能顯示儀表、超聲波流量計(jì)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在測(cè)控實(shí)驗(yàn)室與自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室合并為自動(dòng)化測(cè)控實(shí)驗(yàn)中心，并被評(píng)為校級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的共享。

（5）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè) 學(xué)校校園網(wǎng)的鋪設(shè)為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了良好的平臺(tái)，我們已經(jīng)建設(shè)了檢測(cè)技術(shù)及儀表課程網(wǎng)頁(yè)，提供了檢測(cè)技術(shù)及儀表電子教案、多媒體課件、習(xí)題集、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容，滿足了學(xué)生進(jìn)一步自學(xué)的需求。

（6）獲獎(jiǎng)情況 課程組負(fù)責(zé)人2008、2009年獲得校級(jí)教學(xué)研究成果一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。課程組中兩名老師獲得“我最喜愛(ài)的教師”稱號(hào)。2009課程組老師還獲得省部級(jí)三等獎(jiǎng)。

（7）課程組科研、教研水平大大提高 無(wú)論是教改項(xiàng)目還是科研項(xiàng)目以及論文都有明顯增加。其中教改項(xiàng)目6項(xiàng)、教改論文5篇、科研項(xiàng)目11項(xiàng)、論文35篇，被EI/ISTP等收錄的論文16篇，編寫教材2部。

第四篇：pcr檢測(cè)技術(shù)

《食品安全學(xué)》綜述

PCR快速檢測(cè)技術(shù)綜述

1．前言

聚合酶鏈反應(yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR）是80年代中期發(fā)展起來(lái)的體外核酸擴(kuò)增技術(shù)。它具有特異、敏感、產(chǎn)率高、快速、簡(jiǎn)便、重復(fù)性好、易自動(dòng)化等突出優(yōu)點(diǎn)；能在一個(gè)試管內(nèi)將所要研究的目的基因或某一DNA片段于數(shù)小時(shí)內(nèi)擴(kuò)增至十萬(wàn)乃至百萬(wàn)倍，是肉眼能直接觀察和判斷；可從一根頭發(fā)、一滴血、甚至一個(gè)細(xì)胞中擴(kuò)增出足量的DNA供分析研究和檢測(cè)鑒定。過(guò)去幾天幾個(gè)星期才能做到的事情，用PCR幾個(gè)小時(shí)便可完成。PCR技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的一項(xiàng)革命性創(chuàng)舉和里程碑。

該酶促反應(yīng)最基本的3個(gè)環(huán)節(jié)是：[1]模板DNA的變性，即在94℃下模板雙鏈DNA變?yōu)閱捂淒NA；[2]引物與模板鏈的特異性復(fù)性；[3]引物鏈的延伸。

2.研究的目的與意義

聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)建立以來(lái)，定性技術(shù)不斷改進(jìn)和完善，可以達(dá)到檢測(cè)單個(gè)靶序列的水平、但實(shí)際工作中常需要定量檢測(cè)標(biāo)本中核酸，而不是某一特定序列存在與否，借助PCR對(duì)基因快速、敏感、特異而準(zhǔn)確定量成為目前分子生物學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。定量PCR旨在評(píng)估樣品中靶分子數(shù)，此測(cè)定可以是絕對(duì)的，如每微克樣本中靶DNA的分子數(shù)；也可以是相對(duì)定量，即與設(shè)定的內(nèi)參照或外參照比較而言。鑒于PCR方法主要有5個(gè)，即對(duì)PCR產(chǎn)物的直接定量、極限稀釋法、靶基因與參照基因的同步擴(kuò)增、競(jìng)爭(zhēng)性PCR和熒光定量PCR[1]。這幾種放啊各有利弊，對(duì)其選擇取決于靶基因的特性、對(duì)PCR產(chǎn)量的期望值、對(duì)準(zhǔn)確度的要求、需要相對(duì)還是絕對(duì)定量。

人類對(duì)于核酸的研究已經(jīng)有100多年的歷史。20世紀(jì)60年代末70年代初，人們致力于研究基因的體外分離技術(shù)。但是，由于核酸的含量較少，一定程度上限制了DNA的體外操作。Khorana于1971年最早提出核酸體外擴(kuò)增的設(shè)想。但是，當(dāng)時(shí)的基因序列分析方法尚未成熟，對(duì)熱具有較強(qiáng)穩(wěn)定性的DNA聚合酶還未發(fā)現(xiàn)，寡核苷酸引物的合成仍處在手工、半自動(dòng)合成階段，這種想法似乎沒(méi)有任何實(shí)際意義。

1985年，美國(guó)科學(xué)家Kary Mullis在高速公路的啟發(fā)下，經(jīng)過(guò)兩年的努力，發(fā)明了PCR技術(shù)，并在Science雜志上發(fā)表了關(guān)于PCR技術(shù)的第一篇學(xué)術(shù)論文。從此，PCR技術(shù)得到了生命科學(xué)界的普遍認(rèn)同，Kary Mullis也因此而獲得1993年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

但是，最初的PCR技術(shù)相當(dāng)不成熟，在當(dāng)時(shí)是一種操作復(fù)雜、成本高昂、“中看不中用”的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。1988年初，Keohanog通過(guò)對(duì)所使用的酶的改進(jìn)，提高了擴(kuò)增的真實(shí)性。爾后，Saiki等人又從生活在溫泉中的水生嗜熱桿菌內(nèi)提取到一種耐熱的DNA聚合酶，使得PCR技術(shù)的擴(kuò)增效率大大提高。也正是由于此酶的發(fā)現(xiàn)使得PCR技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用，使該技術(shù)成為遺傳與分子生物學(xué) 分析的根本性基石。在以后的幾十年里，PCR方法被不斷改進(jìn)：它從一種定性的分析方法發(fā)展到定量測(cè)定；從原先只能擴(kuò)增幾個(gè)kb的基因到目前已能擴(kuò)增長(zhǎng)達(dá)幾十個(gè)kb的DNA片段。到目前為止，PCR技術(shù)已有十幾種之多，例如，將PCR與反轉(zhuǎn)錄酶結(jié)合，成為反轉(zhuǎn)錄PCR，將PCR與抗體等相結(jié)合就成為免疫PCR等。3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1.基礎(chǔ)研究方面的應(yīng)用

目前從事分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)室和研究人員，幾乎每天都在使用PCR，可以說(shuō)幾乎沒(méi)有一個(gè)分子生物學(xué)家沒(méi)有使用過(guò)PCR。因此，PCR與分子克隆一樣是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)方法，可用于達(dá)到以下目的：

[1] 擴(kuò)增目的基因和鑒定重組子； [2]克隆基因；

[3]基因功能和表達(dá)調(diào)控的研究； [4]基因組測(cè)序； [5]制備單鏈模板； [6]致突變；

3.2.PCR在臨床上的應(yīng)用[2]

[1]在遺傳學(xué)上的應(yīng)用：人類的遺傳性疾病是因?yàn)槟骋粔A基序列發(fā)生了突變，使之缺失或形成某一限制性內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，通過(guò)PCR結(jié)合限制片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析（PCR-RFLP），就可以從基因的水平對(duì)遺傳性疾病進(jìn)行分析。例如，血友病甲是一種常見(jiàn)的遺傳性出血性疾病，患者體內(nèi)缺乏凝血因子FVIII這是由于基因第14個(gè)外顯子的第336位氨基酸的編碼基因發(fā)生了突變，產(chǎn)生了一個(gè)新的PstI酶切點(diǎn)，因此可以使用PCR-RFLP對(duì)血友病進(jìn)行診斷。PCR還可以用來(lái)檢測(cè)遺傳性耳聾和Leber遺傳性視神經(jīng)病。

[2]在腫瘤研究中的應(yīng)用：PCR已日益廣泛應(yīng)用于腫瘤的病因與發(fā)病機(jī)理研究以及腫瘤診斷與治療的研究中。例如，差異顯示PCR技術(shù)能針對(duì)不同腫瘤尋找其特異而敏感的標(biāo)志物，并用于腫瘤早期診斷、判斷預(yù)后及療效評(píng)估。另一方面，在使用普通放療、化療的同時(shí)可結(jié)合定量PCR技術(shù)檢測(cè)微小殘留病灶，以進(jìn)一步改進(jìn)治療方案。此外，由于癌癥的發(fā)生在一定意義上是單個(gè)細(xì)胞分子發(fā)生變化，因而可以使用單細(xì)胞PCR技術(shù)對(duì)癌癥的發(fā)病機(jī)理進(jìn)行研究。[3]在基因分型中的應(yīng)用：當(dāng)進(jìn)行器官移植時(shí)并須先組織配型工作，此時(shí)常應(yīng)用序列特異性寡核苷酸多態(tài)性PCR（PCR-sequence specific oilgonucleotide polymorphism,PCR-SSOP）對(duì)人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen,HLA）進(jìn)行分型，使移植成功率大大提高。此外PCR-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性也可以用于對(duì)HLA的分型。3．3.在法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[3]

例如：最早應(yīng)用DNA限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性結(jié)合PCR-RFLP來(lái)進(jìn)行法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別和親子鑒定。目前發(fā)現(xiàn)在真核生物基因組編碼和非編碼序列中的短串聯(lián)重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)在個(gè)體間存在著差異，因此可以使用短串聯(lián)重復(fù)PCR技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析。使用PCR技術(shù)進(jìn)行法醫(yī)鑒定的優(yōu)點(diǎn)是樣品用量小并且適于對(duì)高度降解材料的檢測(cè)。除剛才提到的之外，可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列（variable number tandem repeat,VN-TR）PCR也可以用于法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別和親子鑒定。所以，綜上所述，PCR的確是一種分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)技術(shù)。在它30多年的發(fā)展中衍生出了諸如PCR-RFLP、PCR-SSOP、VN-TR，以及免疫PCR、致突變PCR和定量PCR等十幾種不同的技術(shù)方法。PCR技術(shù)可以為基因工程提供目的基因，并廣泛地應(yīng)用于個(gè)體識(shí)別、親子鑒定、免疫配型、疾病診斷等方面。可以說(shuō)，PCR已經(jīng)滲透到了生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。21世紀(jì)是生物工程的世紀(jì)。我相信，在今后的發(fā)展中PCR技術(shù)會(huì)不斷地得到擴(kuò)充和完善，PCR技術(shù)也將4.相關(guān)檢測(cè)技術(shù) 4.1.技術(shù)原理

DNA的半保留復(fù)制是生物進(jìn)化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種酶的作用下可以變性解鏈成單鏈，在DNA聚合酶與啟動(dòng)子的參與下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則復(fù)制成同樣的兩分子挎貝。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，DNA在高溫下也能發(fā)生變性解鏈，當(dāng)溫度降低后又可以復(fù)性成為雙鏈。因此，通過(guò)溫度變化控制DNA的變性和復(fù)性，并設(shè)計(jì)引物做啟動(dòng)子，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復(fù)制。

但是，DNA聚合酶在高溫時(shí)會(huì)失活，因此，每次循環(huán)都得加入新的DNA聚合酶，不僅操作煩瑣，而且價(jià)格昂貴，制約了PCR技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。發(fā)現(xiàn)耐熱DNA聚合同酶--Taq酶對(duì)于PCR的應(yīng)用有里程碑的意義，該酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活，不需要每個(gè)循環(huán)加酶，使PCR技術(shù)變得非常簡(jiǎn)捷、同時(shí)也大大降低了成本，PCR技術(shù)得以大量應(yīng)用，并逐步應(yīng)用于臨床。4.2.工作原理

類似于DNA的天然復(fù)制過(guò)程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物。PCR由變性--退火--延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成：①模板DNA的變性：模板DNA經(jīng)加熱至93℃左右一定時(shí)間后，使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR 擴(kuò)增形成的雙鏈DNA解離，使之成為單鏈，以便它與引物結(jié)合，為下輪反應(yīng)作準(zhǔn)備；②模板DNA與引物的退火(復(fù)性)：模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對(duì)結(jié)合；③引物的延伸：DNA模板--引物結(jié)合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應(yīng)原料，靶序列為模板，按堿基配對(duì)與半保留復(fù)制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補(bǔ)的半保留復(fù)制鏈重復(fù)循環(huán)變性--退火--延伸三過(guò)程，就可獲得更多的“半保留復(fù)制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。每完成一個(gè)循環(huán)需2～4分鐘，2～3小時(shí)就能將待擴(kuò)目的基因擴(kuò)增放大幾百萬(wàn)倍 4.3.工作步驟

標(biāo)準(zhǔn)的PCR過(guò)程分為三步：

1.DNA變性（90℃-96℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA 2.退火（25℃-65℃）：系統(tǒng)溫度降低，引物與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈。

3.延伸（70℃-75℃）：在Taq酶（在72℃左右最佳的活性）的作用下，以dNTP為原料，從引物的5′端→3′ 端延伸，合成與模板互補(bǔ)的DNA鏈。每一循環(huán)經(jīng)過(guò)變性、退火和延伸，DNA含量既增加一倍。現(xiàn)在有些PCR因?yàn)閿U(kuò)增區(qū)很短，即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的時(shí)間內(nèi)復(fù)制完成，因此可以改為兩步法，即退火和延伸同時(shí)在60℃-65℃間進(jìn)行，以減少一次升降溫過(guò)程，提高了反應(yīng)速度 5.研究方案

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)大致可分為形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、血清免疫學(xué)和分子生物學(xué)幾大類，其分別代表幾代實(shí)驗(yàn)診斷技術(shù)。60年代DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)及半保留復(fù)制模式的出現(xiàn)，70年代基因重組及體外基因克隆技術(shù)、分子雜交技術(shù)的應(yīng)用使分子生物學(xué)在疾病診斷中得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是1985年Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)，使醫(yī)學(xué)界真正興起了基因診斷技術(shù)熱，成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的又一里程碑。用于臨床檢驗(yàn)的PCR技術(shù)與經(jīng)典的PCR反應(yīng)在操作上稍有區(qū)別，有其自己的特色。一般在樣品處理上，多采用非離子去污劑一次加熱處理，這種方法對(duì)DNA純化有限，但適應(yīng)臨床微量、快速的特點(diǎn)。另外PCR反應(yīng)體系中各組成成份往往都預(yù)分裝到反應(yīng)管中，既減少操作者的工作強(qiáng)度而且也減少了污染的機(jī)會(huì)，具有極高的使用價(jià)值。本公司率先研制并推出單管單人份的PCR診斷試劑，具有開(kāi)創(chuàng)性意義。這些改進(jìn)都不影響PCR效果，同樣表現(xiàn)出高特異性、高敏感性、簡(jiǎn)便快捷等PCR最優(yōu)秀的特征，在常見(jiàn)傳染病、性病、腫瘤、遺傳病、寄生蟲(chóng)病、優(yōu)生優(yōu)育、法醫(yī)學(xué)等廣泛領(lǐng)域中有相當(dāng)高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。5.1研究方法

① 早期診斷，因?yàn)镻CR擴(kuò)增極其敏感，理論上可檢出100CID/ml乙肝病毒的患者血清，在感染潛伏期即可被PCR法檢出。

② 對(duì)低持續(xù)感染乙肝病人的診斷，有些乙肝病人體內(nèi)的病毒長(zhǎng)期低復(fù)制感染，血清病毒濃度極低，一般酶標(biāo)試劑無(wú)法檢出，可以用PCR法檢出。

③ 療效跟蹤及病程判斷，因?yàn)镻CR能半定量檢測(cè)乙肝病毒基因，是病毒是否存在及其數(shù)量多少的最直接指標(biāo)。在治療過(guò)程中通過(guò)監(jiān)測(cè)血清或白細(xì)胞中病毒基因存在與否及其動(dòng)態(tài)變化即能準(zhǔn)確地了解病情。丙型肝炎病毒在血清中的濃度很低，丙肝病毒的分離尚未成功。目前用于丙肝病毒檢驗(yàn)的方法主要是ELISA法測(cè)定血清中的HCV抗體。由于HCV尚無(wú)法分離純化，所以用于包被的抗原是人工合成肽或基因工程蛋白，這些人工抗原與天然病毒抗原有一定的區(qū)別，理論上是存在假陽(yáng)性或假陰性。同時(shí)血清中抗體的出現(xiàn)及動(dòng)態(tài)變化與病人病情無(wú)線性相關(guān)關(guān)系。RT－PCR技術(shù)使這些困難得到解決。HCV是RNA病毒，需先將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA（RT）后再進(jìn)行PCR擴(kuò)增，這種技術(shù)稱之為逆轉(zhuǎn)錄－PCR（RT－PCR）。PCR敏感性高可以檢測(cè)出血清中低濃度的病毒，了解病毒在體內(nèi)復(fù)制的動(dòng)態(tài)狀況。RNA純化要求嚴(yán)格，是RT－PCR的技術(shù)關(guān)鍵，本公司目前使用的高效基因釋放劑，聯(lián)合特異性固相基因吸附乳膠顆粒，對(duì)樣本中的RNA進(jìn)行分離純化，使這一問(wèn)題得到解決。通常用于RNA→cDNA逆轉(zhuǎn)錄的酶大致可以分為二大類，即低溫逆轉(zhuǎn)錄酶，如AMV/MLV逆轉(zhuǎn)錄酶，高溫逆轉(zhuǎn)錄酶，如Tth酶。Tth酶在錳離子作用下，具有逆轉(zhuǎn)錄酶活性，Tth酶活性溫度高，可以使核酸充分線性化，提高逆轉(zhuǎn)錄效率及特異性。Tth酶在鎂離子的作用下，又具有DNA聚合酶活性，從而真正實(shí)現(xiàn)單管單酶單人份的擴(kuò)增要求，這樣就在不降低擴(kuò)增敏感性的條件下，一步完成擴(kuò)增，不僅簡(jiǎn)化操作，而且又減少污染，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。國(guó)內(nèi)本公司已采用這種技術(shù)推出單管單酶單人份的RT－PCR診斷試劑。丁型肝炎病毒是缺陷病毒，與乙型肝炎病毒協(xié)同感染。甲型肝炎病毒、戊型肝炎病毒主要存在于急性病人糞便樣本中，戊型肝炎病毒也長(zhǎng)期存在于血清中。在PCR檢測(cè)時(shí)，需注意取材的合理性。在消化道傳染性疾病中，另一類最重要的感染性疾病是幽門螺旋桿菌（HP）所引起的胃炎、胃潰瘍等。HP可以經(jīng)口－口途經(jīng)傳播并定位于胃粘膜上皮細(xì)胞，早期表現(xiàn)為淺表性胃炎，可發(fā)展成為胃潰瘍。我國(guó)胃炎發(fā)病率之高估計(jì)比乙型肝炎更嚴(yán)重，對(duì)HP的檢測(cè)應(yīng)受到廣大醫(yī)務(wù)工作者的重視。對(duì)HP的檢測(cè)可以用生化法測(cè)試尿素酶或用免疫法測(cè)試血清中對(duì)HP特異性抗體，也可對(duì)胃液、胃粘膜樣本進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)及菌種鑒定。PCR法檢測(cè)HP非常敏感且特異性高，有研究發(fā)現(xiàn)可以從病人的唾液或口腔含漱液中檢出HP.PCR法避免了取胃液及胃粘膜，減少病人痛苦，5.2.技術(shù)路線

PCR技術(shù)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCR）是一種選擇性體外擴(kuò)增DNA或RNA片段的方法。具有特異性強(qiáng)、敏感性高、快速、簡(jiǎn)便、可擴(kuò)增RNA或cDNA、對(duì)起始材料質(zhì)量要求低等優(yōu)點(diǎn)。5.3.所用儀器與材料

引物: PCR產(chǎn)物的特異性主要取決于引物鏈的特異性。由于存在同源序列，隨意設(shè)計(jì)的引物鏈，其PCR產(chǎn)物在電泳分析時(shí)可能出現(xiàn)多條鏈，因此在設(shè)計(jì)引物鏈時(shí)應(yīng)充分考慮引物特異性。引物長(zhǎng)度一般為15-30個(gè)堿基,G+C含量為40-60%,濃度0.1-1umol/L。TaqDNA聚合酶：濃度為1-4ul/100ul。TaqDNA聚合酶單位用量增長(zhǎng)可能導(dǎo)致非特異DNA擴(kuò)增。模板DNA：應(yīng)避免混有任何蛋白酶、核酸酶、DNA聚合酶抑制劑及能結(jié)合DNA的蛋白酶。DNA摸板的制備方法有加熱法、凍溶法、超聲波粉碎法、堿變性法、SDS裂解法等多種。

4×dNTPs ： dNTP儲(chǔ)存液pH應(yīng)為7.0，在反應(yīng)體系中，4種dNTP的濃度應(yīng)相同，每種dNTP的濃度以50-200 umol/L為宜。緩沖液及其他成份：PCR反應(yīng)體系中，一般采用Tris-HCl緩沖液。適宜的Mg2+濃度為高于dNTP總濃度0.2-2.5 mmol/L。

6．研究?jī)?nèi)容

PCR技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)法醫(yī)學(xué)的發(fā)展也有不可低估的作用。在法醫(yī)物證如血斑、毛發(fā)、組織碎片等的確證，DAN多態(tài)性分析遠(yuǎn)比血清學(xué)或等方法確實(shí)可靠。早期DNA多態(tài)性分析主要使用Southern印跡雜交的方法。1985年Jeffreys首先采用肌紅基因第一個(gè)內(nèi)含子中的串聯(lián)重復(fù)序列作探針，從人的基因庫(kù)中篩選出小衛(wèi)量DNA，使用阿交法產(chǎn)生雜交圖譜即DNA指紋。這一技術(shù)成功地應(yīng)用于個(gè)人識(shí)別及親子鑒定。這種方法仍受到樣本量的限制，當(dāng)樣本DNA數(shù)量不足時(shí)或DAN嚴(yán)重降解則不能正常檢出。且雜交技術(shù)常使用同位素杯記探針要求較鎬的防護(hù)措施。PCR技術(shù)的出現(xiàn)，可以對(duì)極少量物證如一根毛發(fā)、一滴血液、極小精斑都可以進(jìn)行分析。在人類基因組中有許多由10-15bp核心順序構(gòu)成的串聯(lián)重復(fù)DNA序列，具有單位點(diǎn)特征的稱為VNTR結(jié)構(gòu)，多位點(diǎn)串聯(lián)成為衛(wèi)星DNA。6．1.檢測(cè)對(duì)象

常見(jiàn)的傳染性疾病有細(xì)菌、病毒、衣原體、支原體等，可引起消化、呼吸、循環(huán)、泌尿生殖等不同系統(tǒng)相應(yīng)的病變。消化系統(tǒng)感染性疾病在我國(guó)具有代表性意義的有肝炎、胃炎及腸道感染性疾病。引起肝炎的病原體主要包括乙型肝炎病毒（乙肝）、丙型肝炎病毒（丙肝），其它還有甲型肝炎病毒（甲肝）、丁型肝炎病毒（丁肝）、戊型肝炎病毒（戊肝）、庚型肝炎病毒（庚肝）等。這幾種肝炎病毒中只有乙型肝炎病毒是DNA病毒，其余均為RNA病毒。我國(guó)是乙肝高發(fā)區(qū)，乙肝病人為世界乙肝病人總數(shù)的50％。[4]乙肝病毒經(jīng)血液傳播，病毒主要在肝細(xì)胞中增殖，也可以長(zhǎng)期存留在骨髓細(xì)胞或外周血白細(xì)胞中。通常用PCR法檢測(cè)血清中的乙肝病毒。有報(bào)道用PCR法可以在淚液、乳汁、精液及血白細(xì)胞中檢出乙肝病毒，這些發(fā)現(xiàn)提示其它傳染途經(jīng)存在的可能 6．2檢測(cè)內(nèi)容

PCR反應(yīng)混合物經(jīng)過(guò)循環(huán)擴(kuò)增后，所需做的工作就是檢測(cè)反應(yīng)液中是否存在預(yù)期擴(kuò)增產(chǎn)物及產(chǎn)物的特異性。目前已經(jīng)發(fā)展了許多檢測(cè)分析PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的方法。包括凝膠電泳、高壓液相色譜、核酸探針雜交、探針捕獲酶免疫分析、酶切圖譜分析、單鏈構(gòu)型多態(tài)性分析、核酸序列分析。

PCR技術(shù)類型[5]

免疫PCR技術(shù) 原位PCR技術(shù) 不對(duì)稱PCR技術(shù) 巢式PCR技術(shù) 反向PCR技術(shù) 逆轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)

復(fù)合PCR技術(shù)

彩色PCR技術(shù)

抗原捕獲PCR技術(shù) 增敏PCR技術(shù)

酶標(biāo)PCR技術(shù)

二溫式PCR技術(shù)

錨定PCR技術(shù)

定量PCR技術(shù)

毛細(xì)管PCR技術(shù)

多重PCR技術(shù)

巢式或套式PCR技術(shù) 7.預(yù)期目標(biāo)PCR 技術(shù)在大腸桿菌O157: H7檢測(cè)中

（1)簡(jiǎn)單PCR： Meng等以eae基因5′末端附近一段688bp DNA片段為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一對(duì)引物,擴(kuò)增產(chǎn)物為633bp的DNA片段。其退火溫度為60℃－63℃, 應(yīng)用煮沸法與基因釋放法,大腸桿菌O157: H7檢出限分別為25與38CFU/ml,檢測(cè)時(shí)間為3h。Thomas等用PCR擴(kuò)增了slt基因片段。引物： 正鏈5′-(TTTACGATAGACTTCTCGAC)-3', 反鏈5′-（CACATATAAATTATTTCGCTC）-3’

其PCR產(chǎn)物由凝膠電泳測(cè)定,檢測(cè)時(shí)間為ld。

徐建國(guó)等根據(jù)O157: H7 特有的hlyA、B基因序列設(shè)計(jì)了PCR引物,產(chǎn)物為338bp。

PCR技術(shù)在大腸桿菌O157: H7檢測(cè)中（2）多重PCR:由于鑒定O157: H7血清型不能僅僅依靠簡(jiǎn)單PCR,近年來(lái)國(guó)外學(xué)者對(duì)多重PCR方法在大腸桿菌O157: H7的診斷價(jià)值方面進(jìn)行了研究。Meng等同時(shí)擴(kuò)增了eae 上游基因片段、sitⅠ基因片段、sit Ⅱ基因片段,其長(zhǎng)度分別為633、210、484bp。此引物設(shè)計(jì)可有效區(qū)別O157: H7血清型與O55: H7、O55: NM。Fratamico等在一個(gè)單一反應(yīng)中同時(shí)擴(kuò)增了eae基因、slt Ⅰ、Ⅱ的保守序列及60MDa質(zhì)粒保守序列,其產(chǎn)物分別為1087、227、224、166bp。嚴(yán)笠選用針對(duì)大腸桿菌O157: H7志賀樣毒素Ⅰ、Ⅱ（SLT－Ⅰ、SLT－Ⅱ）和溶血素（Hly）基因的三對(duì)引物,在同一擴(kuò)增體系中進(jìn)行PCR,檢測(cè)12株不同來(lái)源的O157: H7大腸桿菌及其它致病性大腸桿菌及沙門菌、志賀菌15株。結(jié)果復(fù)合PCR方法較單一PCR方法具有較高的特異性，12株O157: H7取得了穩(wěn)定、可靠的陽(yáng)性結(jié)果。能迅速、有效地與其它致病性大腸桿菌及沙門氏菌、志賀菌相鑒別。

PCR技術(shù)在大腸桿菌O157: H7檢測(cè)中的應(yīng)用（3）原位PCR: kurokawa等不用培養(yǎng)過(guò)程,直接用原位PCR技術(shù)結(jié)合落射顯微鏡,在單細(xì)胞水平快速檢測(cè)O157: H7。

4.23SrRNA在大腸桿菌O157: H7分型、檢測(cè)中

傳統(tǒng)的細(xì)菌分類方法主要依賴于細(xì)菌的形態(tài)學(xué)、代謝產(chǎn)物、酶活性和表面抗原等特征。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)理論和技術(shù)的迅速發(fā)展，微生物檢測(cè)進(jìn)入了基因時(shí)代，以核糖體核糖核酸序列為基礎(chǔ)的分類方法為微生物的鑒別提供了新的分子生物學(xué)方法。[6]如16srRNA、23srRNA、16-23srRNA區(qū)間序列分析等等，它完全不同于傳統(tǒng)方法，具有快速、簡(jiǎn)便、敏感和特異等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛忠源;熒光定量PCR檢測(cè)DPV弱毒免疫鴨消化道和呼吸道大腸桿菌、葡萄球菌、乳酸桿菌及其數(shù)量變化規(guī)律的研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

[2] 徐煥賓,賁昆龍,曾濤,李勁光;檢測(cè)HIV-1載量的熒光實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)的建立及其應(yīng)用[J];中國(guó)病毒學(xué);2001年02期

[3] 顧鳴，韓偉.復(fù)合PCR鑒定沙門菌的方法.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志[J]，2003，13(2):154-157 [4] 冉陸.腸出血性大腸埃希菌(EHEC)流行趨勢(shì).中國(guó)食品衛(wèi)生雜志[J]，1999，3:31-35 [5] 石嵐;實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)IgH基因重排的研究[D];昆明醫(yī)學(xué)院;2004年 [6] 王穎.食品安全學(xué)技能訓(xùn)練.2010.10

第五篇：激光散斑檢測(cè)技術(shù)

《無(wú)損檢測(cè)導(dǎo)論》

課程論文

激光散斑檢測(cè)技術(shù)在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

一、應(yīng)用背景

復(fù)合材料在航空、航天、兵器、船舶、汽車、建筑、醫(yī)療、制藥、壓力容器、橡膠工業(yè)等行業(yè)中占的比例越來(lái)越大，然而復(fù)合材料在生產(chǎn)和使用過(guò)程易產(chǎn)生開(kāi)膠、分層、沖擊損傷、滲水、蜂窩變形等缺陷，缺陷的擴(kuò)展給裝備帶來(lái)安全隱患。目前國(guó)內(nèi)復(fù)合材料的檢測(cè)普遍采用落后的敲擊法、超聲波、聲阻檢測(cè)方法，這些方法普遍存在靈敏度低、對(duì)操作者要求高、缺陷難以定量和定位、檢測(cè)速度慢等問(wèn)題。國(guó)外普遍采用先進(jìn)的激光錯(cuò)位散斑成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，不僅檢測(cè)靈敏度高，缺陷可以直觀數(shù)碼成像，還可以精確測(cè)量缺陷的尺寸、位置，操作簡(jiǎn)捷方便、速度快，成為復(fù)合材料生產(chǎn)或現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)專門解決方案。

成立于1977年的美國(guó)激光技術(shù)有限公司(LTI)是世界激光散斑成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，其激光散斑成像技術(shù)克服了其它檢測(cè)手段和早期激光干涉檢測(cè)技術(shù)的許多瓶頸和局限，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、艦船、飛船、裝甲等生產(chǎn)或在役檢測(cè)，在實(shí)踐中證實(shí)了巨大的成本效益和超強(qiáng)的無(wú)損檢測(cè)能力。

二、發(fā)展

激光散斑檢測(cè)技術(shù)于八十年代初期開(kāi)始應(yīng)用于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，縱觀激光檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史,經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段。20世紀(jì)80年代,出現(xiàn)了激光全息技術(shù),雖具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn),也存在著干版化學(xué)處理繁瑣、必須在隔振臺(tái)和一定暗室條件下才能工作的缺點(diǎn)。通過(guò)CCD攝像機(jī)取代干版、隔振性能改善等一系列改進(jìn),出現(xiàn)了電子散斑干涉技術(shù)(ESPI),但其還不能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需要,目前已進(jìn)入到激光錯(cuò)位散斑技術(shù)(shearography)時(shí)代。

激光錯(cuò)位散斑干涉技術(shù)該技術(shù)具有全場(chǎng)性、非接觸、無(wú)污染、高精度和高靈敏度、快速實(shí)時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)適用于蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、橡膠輪胎、復(fù)合材料粘結(jié)質(zhì)量的檢測(cè)，并已在航空、航天、汽車和建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用

三、基本原理

激光錯(cuò)位散斑干涉也稱剪切散斑，是在單光束散斑干涉的基礎(chǔ)上，利用有一定角度的玻璃光楔使得成像平面上造成特定的錯(cuò)位，在照相干板得到雙曝光錯(cuò)位散斑圖，再以適當(dāng)?shù)墓饴凡贾蔑@現(xiàn)出條紋進(jìn)行分析 通過(guò)被檢物體在加載前后的激光散斑圖的疊加，從而在有缺陷部位形成干涉條紋。由于是利用物體表面反射的光通過(guò)棱鏡后產(chǎn)生的微小剪切量形成散斑干涉圖，不需要參考光路，因此外界干擾的影響小，檢測(cè)時(shí)不需要防震工作臺(tái)，便于在現(xiàn)場(chǎng)使用。隨著激光散斑測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，采用CCD攝像機(jī)輸出干涉圖像信號(hào)，省去了顯影定影等繁雜的濕處理手續(xù)，大大提高了檢測(cè)效率，同時(shí)可直接將輸出的數(shù)字化信號(hào)與計(jì)算機(jī)連接，自動(dòng)處理，并可在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)觀察到干涉圖形，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用十分方便。

散斑檢測(cè)和全息檢測(cè)一樣，都是大范圍、非接觸、高精度的檢測(cè)方法。目前高分辨率的激光散斑檢測(cè)系統(tǒng)可檢測(cè)出91．4cm視場(chǎng)范圍內(nèi)大小僅o．64cm的機(jī)身脫膠缺陷，用于登機(jī)檢測(cè)的便攜式激光散斑攝像器最輕重量?jī)H有141．8g[3|。散斑技術(shù)在飛機(jī)機(jī)身及部件的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、火箭殼體和襯套的分層缺陷檢測(cè)、復(fù)合材料的檢測(cè)等方面都有廣泛應(yīng)用。

激光散斑檢測(cè)技術(shù)(Laser Shearography tes-ting)是利用激光干涉原理,測(cè)量物體表面的離面位移,通過(guò)選用適當(dāng)?shù)募虞d方式(加熱、真空、加壓振動(dòng)等),使激光超聲檢測(cè)復(fù)雜型面零件缺陷處產(chǎn)生與正常部位不一樣的離面位移,從而在檢測(cè)圖像中顯示出來(lái),其機(jī)理如圖1所示。

具有非接觸檢測(cè)、微米級(jí)能可靠檢測(cè)、變形信息二維實(shí)時(shí)顯示、能檢測(cè)出緊貼性脫粘缺陷、高靈敏度和高效率的優(yōu)點(diǎn)。

四、應(yīng)用

激光散斑檢測(cè)技術(shù)已在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,據(jù)美國(guó)LTI公司介紹,該公司的激光散斑系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)安裝使用了450套,主要用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)缺陷的檢測(cè)。如夾層結(jié)構(gòu)的脫粘、層板結(jié)構(gòu)的分層、蜂窩芯格變形、拼接裂紋、氣泡、沖擊或撞擊損傷、滲水、腐蝕和外來(lái)物等。

激光散斑檢測(cè)技術(shù)除了可以測(cè)量物體的位移（包括內(nèi)位移）、應(yīng)變以外，還可用于無(wú)損檢測(cè)、物體表面粗糙度測(cè)量、塑形區(qū)測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量、紋間位移場(chǎng)測(cè)量等。

目前高分辨率的激光散斑檢測(cè)系統(tǒng)可檢測(cè)出91.4 cm視場(chǎng)范圍內(nèi)大小僅0.64 cm的機(jī)身脫膠缺陷,激光散斑檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例如圖2所示。

1、熱加載多層粘接層壓板的檢測(cè)：

2、熱加載蜂窩結(jié)構(gòu)的檢測(cè)：

3、壓力加載復(fù)合材料纏繞高壓容器的檢測(cè)：

4、真空加載泡沫夾心復(fù)合材料檢測(cè)：

5、鋼瓶一橡膠粘接檢測(cè)：

五、多種形式的激光散斑成像檢測(cè)設(shè)備

l、生產(chǎn)型檢測(cè)系統(tǒng)：生產(chǎn)型固定式激光散斑無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)在航空、航天、造船、壓力容器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并且可以根據(jù)具體檢測(cè)需求進(jìn)行定制。

2、便攜式檢測(cè)系統(tǒng)：便攜式激光散斑檢測(cè)系統(tǒng)既適合于生產(chǎn)或修理車間，也適合外場(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)：

值得注意的是由于該技術(shù)是通過(guò)表面變形檢測(cè)缺陷的,某些加載方式有時(shí)會(huì)使被測(cè)缺陷產(chǎn)生異常變形,因此,如有可能,應(yīng)先采用材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可檢測(cè)性。

六、檢測(cè)工藝

以激光錯(cuò)位散斑干涉技術(shù)對(duì)預(yù)置脫粘缺陷的鋁蜂窩結(jié)構(gòu)樣件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)為例說(shuō)明激光散斑檢測(cè)過(guò)程。檢測(cè)儀器

采用LTI-5100HD激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，該系統(tǒng)主要包括了CCD相機(jī)，加載裝置，激光器，控制臺(tái)四部分。其中CCD相機(jī)為L(zhǎng)TI-5100HD數(shù)字激光剪切散斑相機(jī)，激光光源為He-Ne激光，波長(zhǎng)λ=532nm，能量為150mV。裝置如圖2所示：

被檢測(cè)對(duì)象

本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)對(duì)象為根據(jù)航標(biāo)HB5461-1990《金屬蜂窩膠接結(jié)構(gòu)缺陷類型及試塊》制造的蜂窩結(jié)構(gòu)標(biāo)樣件[5]，大小為450mm×330mm，蒙皮材料為鋁，蒙皮厚度為0.4mm，蜂窩芯材料為鋁。對(duì)樣件預(yù)置圓形人工缺陷，直徑分別為10mm、15mm、20mm、30mm四種規(guī)格，預(yù)制缺陷分為四種類型的脫粘缺陷：

第一排為上貼膜傷：在蒙皮和膠膜之間加一層聚四氟乙烯膜，模擬蒙皮與膠膜之間緊貼型脫粘；

第二排為去膜下陷傷：去除蒙皮與蜂窩芯子之間的膠層，并將蜂窩下壓2mm，模擬膠膜與蜂窩之間有間隙型的脫粘缺陷；

第三排為下貼膜傷：在蜂窩與膠層之間加一層聚四氟乙烯膜，模擬膠膜與蜂窩之間緊貼型脫粘；

第四排為下陷加膜傷：將蜂窩芯下陷2mm，并在蒙皮與蜂窩間加兩層聚四氟乙烯膜，模擬膠膜與蜂窩之間有間隙型的脫粘缺陷。其中聚四氟乙烯膜的厚度為0.02mm，膠層厚度為0.15~0.02mm。四種類型、四種直徑，共計(jì)16個(gè)模擬脫粘缺陷。檢測(cè)過(guò)程

選取參數(shù)：激光錯(cuò)位散斑檢測(cè)常用的加載方式有熱加載、壓力加載、真空加載、振動(dòng)加載等。因?yàn)闄z測(cè)對(duì)象為鋁蜂窩，針對(duì)其導(dǎo)熱性和熱膨脹系數(shù)較高等性能，用熱加載會(huì)取得比較理想的變形效果，本試驗(yàn)選取熱加載方式對(duì)試件進(jìn)行檢測(cè)，首先在物體加載前獲取一幅錯(cuò)位散斑干涉圖，隨后獲取加載后的錯(cuò)位散斑圖，兩圖進(jìn)行組合運(yùn)算得出相位圖并進(jìn)一步處理，得出檢測(cè)結(jié)果如圖3所示：

七、激光散斑無(wú)損檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)

1實(shí)時(shí)、全場(chǎng)、非接觸；

2無(wú)害、無(wú)需水或其它介質(zhì)，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染； 3 檢測(cè)分辨率和靈敏度高，可達(dá)微米級(jí) ；

4更高的檢測(cè)效率，是超聲等其他檢測(cè)的2.5到120倍； 5對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)特定要求，可檢測(cè)復(fù)雜型面（平面和曲面均可）； 6檢測(cè)結(jié)果直觀、易讀，可以精確定位缺陷大小、位置； 7檢測(cè)不受外界條件的影響，可在外場(chǎng)或車間等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) 8自動(dòng)化處理、可安裝在監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)線上 9操作流程簡(jiǎn)單方便，軟件自動(dòng)化程度高；

八、常用復(fù)合材料檢測(cè)精度

1.通過(guò)大量實(shí)際工程檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)碳纖維層壓板，LNDT-200型檢測(cè)儀可檢測(cè)出厚度為0-4 mm范圍內(nèi)的層壓板內(nèi)部Φ5mm的缺陷；針對(duì)碳纖維層壓板粘接結(jié)構(gòu)，可檢測(cè)出厚度為0-8mm范圍內(nèi)Φ5mm的缺陷。

2.通過(guò)大量實(shí)際工程檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)鋁蒙皮鋁蜂窩結(jié)構(gòu)，LNDT-200型檢測(cè)儀可檢測(cè)出蒙皮厚度為0-2mm范圍內(nèi)，蜂窩芯厚度為0-60mm的產(chǎn)品內(nèi)部Φ5mm的缺陷（蒙皮與蜂窩的粘接缺陷）；針對(duì)碳纖維蒙皮或玻璃纖維蒙皮的Nomex蜂窩層結(jié)構(gòu)，可檢測(cè)出蒙皮厚度0-4 mm，蜂窩芯厚度為0-50 mm的產(chǎn)品內(nèi)部Φ5mm的缺陷（含：蒙皮內(nèi)部分層缺陷和蒙皮與蜂窩的粘接缺陷）。

3.通過(guò)大量實(shí)際工程檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)碳纖維蒙皮或玻璃纖維蒙皮泡沫夾芯材料，可檢測(cè)出蒙皮厚度0-4mm，泡沫夾心厚度為0-50mm的產(chǎn)品內(nèi)部Φ5mm的蒙皮內(nèi)部分層缺陷和Φ10mm的蒙皮與泡沫粘接的缺陷。

九、發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)材料的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的材料已經(jīng)不能滿足使用需求，復(fù)合材料因有很好的綜合性能將越來(lái)越多地運(yùn)用，未來(lái)的航空器除一些重要?jiǎng)恿Y(jié)構(gòu)零件外，大部分的零件將使用復(fù)合材料，所以復(fù)合材料的檢測(cè)成為一個(gè)重要環(huán)節(jié)，激光散斑干涉技術(shù)非常適合復(fù)合材料的檢測(cè)，由于其優(yōu)越性，激光散斑干涉技術(shù)將成為復(fù)合材料的最佳檢測(cè)方法。