０．引言
自上世纪六十年代第一台激光测距仪研制成功，三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期激光应用研究的又一项重大突破，它通过高速激光扫描测量，大面积、高分辨率获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速获取空间物体的三维数据信息提供了一种全新的技术手段。根据权威专家预测，该项技术是即ＧＰＳ技术后的又一项测绘技术新突破，其应用推广将会引起测绘技术的又一次革命。 １．三维激光扫描技术工作原理
扫描仪的发射器通过激光二极管发射近似红外波长的安全激光束，对所测对象进行立体面状扫描，借助设备获取不同对象对激光的反射时间差，从而测出激光与物体之间的距离，最后用编码器来测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度，获取被测对象表面每个采样点空间立体坐标，得到被测对象的采样点（离散点）集合，称之为“距离影像”或“点云”。所获取的由点云组成的影像与通常的扫描的栅格影像最大的区别就是具有矢量化的特性，点云之间具有可量测性。
２．设备分类
按照空间位置分类，三维激光扫描设备可分为：１：机载类；２：地面类。地面扫描设备按照扫描方式
的区别细分为地面、车载和船载；以ＯＰＴＥＣＨ公司的三维激光扫描仪为例，地面类按照其功能分为ＩＬＲＩＳ—３６Ｄ、ＩＬＲＩＳ—３ＤＥＲ、ＩＬＲＩＳ—３ＤＭＣ、ＩＬＲＩＳ—３ＤＶＰ四种型号。ＩＬＲＩＳ—３６Ｄ配备有一个马达驱动可旋转和仰俯机座，提供３６００的视场，可无缝扫描大面积的区域；ＩＬＲＩＳ—３ＤＥＲ距离增强型，使可视能力增加４０％；ＩＬＲＩＳ—３ＤＭＣ适合于车载和船载进行移动扫描；ＩＬＲＩＳ—３ＤＶＰ是基本型。
３．设备性能参数
以徕卡ＨＤＳ６０００、ＴｒｉｍｂｌｅＧＸ３Ｄ、ＩＬＲＩＳ－３Ｄ三种扫描仪为例进行性能参数比较：
①徕卡ＨＤＳ６０００扫描仪：扫描距离７９ｍ，速度５０００００／秒，单点测量精度３ｍｍ，距离精度０．１ｍｍ，标靶获取精度２ｍｍ，角度２５”。
②ＴｒｉｍｂｌｅＧＸ３Ｄ扫描仪：扫描距离２００ｍ，加长３５０ｍ，速度５０００／秒，单点测量精度１２ｍｍ＠１００ｍ，距离精度７ｍｍ＠１００ｍ，标靶获取精度小于１ｍｍ，角度（水平角１２”；垂直角１４”）。
③ＩＬＲＩＳ－３Ｄ扫描仪：扫描距离１５００ｍ，速度２５００／秒，距离精度７ｍｍ＠１００ｍ，定位精度８ｍｍ＠１００ｍ，最小点步距（Ｘ，Ｙ轴）０．００１５０。
４．系统组成
系统组成包括硬件和软件两个部分：硬件即三维激光扫描仪，软件即点云影像后处理系统。
５．系统工作流程
整个系统工作流程是：方案制定→外业扫描→数据处理（点云定向（合并）、点云处理等）→成果输出。
在任一幅的扫描的距离影像中，点云间的相对位置是完全正确的，而不同的距离影像中的点云相对位置是否正确，则取决与能否将它们通过一定的转换统一在同一坐标系下。大多情况下，一幅点云图像无法反映测区整体，多幅点云影像的拼接，就要在数据处理阶段完成坐标纠正，使多幅图像处于同一坐标系下，这就是所谓的点云定向。
实际点云影像定向就如两个不同空间坐标系的转换一样，需要解决的转换参数共有七个：三个平移参数，三个旋转参数和一个尺度比参数．实际应用中有两种方式可以完成定向：相对方式和绝对方式。相对方式就是以一幅点云图像坐标系为基准，其他点云图像统一在该扫描图的坐标系下，前提条件是不同点云图像之间存在重叠或者事先设置有控制点和靶点。实际测绘过程中，工作要求将点云图像统一在大地坐标系下或者某一特定的坐标系下，绝对转换方式就是将所有扫描图都转换到控制点的坐标
系中，该种方式最大的优点是消除转换误差的累积，通常实际应用中，可将结合两种方式综合起来应用。
扫描得到的是散乱的海量数据，需要对采集点云数据进行噪音滤除、点数据平滑处理、剪裁等处理步骤，另外对于某些观测死角和暗部，需要进行必要的“织补”，或采用特殊方式进行扫描处理。
上述的点云定向与处理，是整个数据处理的核心，将直接影响后续成果的质量。
６．三维激光扫描技术优点
三维激光扫描技术的最大的优点就是快捷、方便、准确、动态、实时、全数字化，具有高精度、测量方式灵活、不接触等特点，可以迅速获取对象物体的空间三维数据，进而建立其立体模型，以便对其模型进行数据处理、分析，或者为相应的数字化产品提供基础数据源。同传统的测量方式相比，其获取数据的特点和方式，弥补了传统测量方法的弊端．譬如利用该项技术对某一区域扫描，采集点位密度大，数据信息丰富，可以真实反映现实环境，实现精细化测绘，同时带来工作效率提高，劳动强度降低，测绘投入费用减少等诸多好处。
７．应用与前景
①：立体模型的建立：此项功能是三维激光扫描技术的强项，主要用于物体立体模型的建立（房屋、
桥梁、城堡、厂区设备等）、考古与文物保护、工业设备计测、三维数字地面模型建立、三维城市漫游建立，满足未来３Ｄ数据采集等方面。诸如这方面的应用，例如１９９９年，来自斯坦福和华盛顿大学的３０人小组利用三维激光扫描系统完成著名的米开朗基罗的大卫雕像三维模型；２００１年３月，清华大学和徕卡技术人员，利用Ｃｙｒａ三维激光测量系统完成清华大学二校门三维可视模型的建立；在文物保护方面，２００５年底，徕卡技术人员与西安四维航测遥感中心的技术人员，完成兵马俑二号坑的扫描工作。另外，为迎接北京２００８年奥运会，数字北京建立，以及即将开展三维万里长城立体图像的建立，三维激光扫描技术都将发挥重要的作用。
②：借助机载和船载激光扫描设备可以完成水地和地面地形扫描测量。
③：滑坡监测和确定滑坡区域：通过比较两次或多次扫描数据，从而进行分析和确定滑坡区域和对滑坡区域检测，达到减灾防灾和对灾害造成范围的确定。
洪水区域的分析：根据ＯＰＴＣＨＩＬＲＩＳ－３Ｄ扫描仪的性能参数，扫描范围从３ｍ－１５００ｍ，是大面积数据获取成为可能，通过洪灾发生前后三维地形对比分析，一来可以根据降水量，预测确定洪水达到的区域，达到防灾的目的；二来可以通过洪水前后的扫描数据对比，计算出淹没区域的洪水体积。
变形监测：传统变形监测方式是通过全站仪或ＧＰＳ以及其他形式监测方式，在易发生变形的地方设
置检测点，通过连续和定期观测，对多次观测的数据的对比分析，完成对工程安全性的确定，此种方式只是对离散监测点位移变化分析，做出安全与否判断，结果可能存在瑕疵．而三维激光扫描技术，可以高精度，高密集对监测对象，进行立体空间面状扫描，获取监测体的整体数据，通过定期或周期对监测体的扫描数据对比分析，做出对检测对象的正确评估．例如：ＯＰＴＥＣＨ公司完成韩国的Ｈｏｅｎｇｓｃｏｎｇ水利大坝监测，以及瑞典Ｐｏｒｊｕｓ水利大（下转第３６页）
三维激光扫描系统在测绘技术中的应用前景
郑俊锋１于水敬２张志友２胡国奇３刘铁柱１
（１．郑州市市政工程勘测设计研究院河南郑州４５００５２；２．郑州市路桥集团河南郑州４５００５２；
３．河南省郑州新郑国际机场管理有限公司河南郑州４５１１６１）
【摘要】近年来，随着三维激光扫描技术的不断完善与发展，该项技术在数据采集方面显示出高效、快捷、准确、方便等优点，本文通过介绍三维激光扫描的原理与数据处理技术，以及在国内、国外的实际应用，展示三维激光扫描在测绘技术中的应用前景。
【关键词】三维激光扫描技术；点云
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（上接第１０页）坝利用三维激光扫描技术的可行性研究，研究结果表明利用该项技术对坝体结构的监测，精度可以达到毫米的水平。
补充、扩充和完善地理信息系统：三维激光扫描技术可以完成对空间数据信息的确认，作为下一代的测量手段加上数据管理功能，可以作为电子手簿或ＧＩＳ的有利工具和数据采集手段，改变就的数据管理方式具有重要的意义，同时丰富和完善了测绘信息的获取手段和表现形式。
数字均衡器
另外，三维激光扫描技术在森林树种统计与覆盖情况、
空间与大气监测、南极与北极和高山兵雪融化监测、高山与峡谷测图、矿山测量、矿产储量分析、天然洞库考察都会发挥重要作用，同时丰富和完善了测绘信息的获取手段和表现形式．
电子交易系统８．结束语
伴随三维激光技术的不断完善与发展，以及三维控制信息需求的增加，三维空间技术将和现代经典测量技术相互融合，作为一种新的空
间数据采集手段，三维激光扫描技术具有广阔的发展空间，将成为一种普遍应用的技术。【
参考文献】［１］Ｓｔｒｏｕｔｈ，ａ．Ｅｂｅｒｈａｒｄｔ，ｅ．三维激光扫描在岩石滑坡灾难中的应用．加拿大Ｂｒｉｔｉｓｈ
Ｃｏｌｕｍｂｉａ大学．
［２］张远智，胡广洋．用激光扫描获取城市空间精细三维数据．清华大学土木工程系．
作者简介：郑俊锋，男，１９７３．８出生，工程师，测量工程、计算机科学与技术双本科学历，现工作于郑州市市政工程勘测设计研究院，主要从事ＧＰＳ应用与市政工程勘测设计工作。
［责任编辑：王新萍］
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喷燃器是锅炉设备燃烧的关键部件。锅炉运行质量的好坏，锅炉运行安全与否，锅炉效率的高低，运行周期长短，都与喷燃器质量密切
运行，每个一环节都受影响，即是说，喷燃器在锅炉运行中出现的问题，存在着设计不合理，或安装
中出现异常，或运行调试不理想，或煤种变异，或机组不匹配等因素的一项或几项因素合成的结果。作为生产一线工程技术人员，更多关心的是喷燃器的安装和运行调试，其中安装质量是运行调试的前提
和基础，现场组装喷燃器则易出现更多的问题，如偏摆、
倾斜、仰头、下倾等，其结果是运行中易灭火，或结焦，或喷口变形烧毁，或锅炉燃烧 不完全、热效率低、出力小，或气流冲刷磨损管材，或气流场不均、
热负荷偏差大、引起爆管，或加快金属材料的损坏等等。因此，现场安装、检修喷燃器时，应充分重视正确安装的意义、方法，对缺陷和问题的补救
方案，以保证锅炉的安全、
经济、稳定运行。现场组装要求符合安装工艺和图纸，符合连接工艺（本部件之间的组合以及本部件与外部管道的连接），保证喷口的冷却充分均匀和喷燃器的膨胀以及组装时的支架固定。
１．安装应符合图纸要求
１．１基准定位
现场组装喷燃器应根据图纸要求，确定喷燃器的
位置。一般从安全和施工方便角度考虑，安装时以下排二次风（或者说最下排喷口）位置作为基准，其余喷口安装均以此为基准，所以此基准必须准确，即标高正确，水平位置正确，各下排二次风在同一水平面，伸入炉膛长度符合图纸要求等。
１．２喷燃器组合应符合图纸要求和安装工艺要求各组喷燃器基准定位后，其理想气流中心线应在炉膛中心假想切圆上，其余各喷口的安装均应符合图纸要求。基本要求是：糖浆罐
（１）同一组喷燃器各喷口中心在同一铅垂面上。
（２）同一组喷燃器各喷口气流理想中心线应在炉膛中心假想切圆圆柱的同一母线上。
（３）各喷口标高及喷口之相对距离（高度）应符合图纸要求。（４）各喷口倾角应符合图纸要求。
（５）各组喷燃器同一种喷口应在同一平面上。（６）各组喷燃器同一种喷口伸入炉膛长度相等。管路接头
该工作是安装工程中关键。应谨慎小心，最大限度地符合图纸和安装工艺要求，换言之，应将误差缩小到最低，并认真作好安装记录。
２．喷燃器的连接（１）现场组装时，由于场地不如意，空间不充足，喷燃器部件较重、搬动移动不便，给安装工作带来了不少困难。即便如此，也不得将喷口与本应与喷口相连且中心共线的管道分开。换言之，不得将喷口单独安装后再与管道连接，以防造成气流的弯折或气流中心线的偏斜。
（２）现场组装时，由于锅炉构架位置限制，喷燃器与外部管道连接时，空间受阻或需要绕弯。现场安装人员更多考虑的是能否将二者连接起来，而忽略一项比连接更重要因素：弯头距喷口出口截面的直管段长度。根据现场经验，此长度不小于喷口出口截面当量直径的２．５倍。否则易产生气流方向不确定，出口截面气流风速不均，若是一次
风，则易产生出口气流中风粉不均。
因此而产生运行中的冲刷管材、结焦、燃烧不稳易灭火、喷口烧毁等现象。
（３）喷燃器与外部管道连接时，不得用推、
拉等外力强行连接，也不得任意大角度弯折相连。
３．喷口的冷却
喷口的风速不均，含粉量不均，材质不良，喷口风道结构设计不合理，煤质变化、负荷变化都影响喷
口的冷却。如：喷口风速不均，则风速小的部位壁温高，含粉量高。风速小的喷口火焰因靠近喷口，喷口温度高、易变形、烧毁喷口，尤其风速低且含粉的一次风口应使用耐热且有一定耐热强度的材料。一般用耐热钢制成。若用普通材料易烧毁。喷口风道结构设计方面，若弯头靠近喷口，或风门靠近喷口，或油长期伸入风道，均影响喷口的冷却。
４．喷燃器的膨胀
所有喷燃器在运行中均受热膨胀。若安装时预留膨胀间隙不足，运行中会发生变形，尤其在喷口出口截面大的喷燃器更容易发生喷口壁面变形直至烧毁的现象。而对一般小口径喷燃器喷口，在风速均匀
合适的前提下，可以不专设膨胀间隙。
而区域热负荷过高，即锅炉负荷变化，运行调试不理想，煤种变化等均能引起区域热负荷过高，也能使喷燃器烧毁。这是双通道多煤种稳燃主喷燃器在我厂３５ｔ／ｈ锅炉上应用不成功的一个很重要的因素。
５．安装时的临时固定
在喷燃器安装工作中，临时固定是一个重要环节。它包括：基础和支架及固定点。要求是：基础要坚实，一般用混凝土基础；支架要稳定可靠；固定要牢固，不得用木板、砖头等易引起误差的物件支垫；
并且临时固定好的喷燃器不能作为脚手架的支点，也不能作其他任何起重、攀悬等受力点。
以上所述，是现场组装喷燃器中应注意的问题，而它包含了大部分其他类型喷燃器安装中可能出现的问题。表述它的意义不仅在于安装工作中应引起足够重视，而且在于运行维护检修改造工作更要注
意。在执行安装检修工艺要求基础上，重视以上几条，安装或检修或改造后的喷燃器方可满足运行需要。［责任编辑：翟成梁］喷燃器安装应该注意的问题
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关键词：锅炉；喷燃器；安装
