導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇電磁輻射的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：礦井煤巖破裂；探測(cè)技術(shù)

1 引言

煤礦采礦活動(dòng)造成地下巖體應(yīng)力的重新分布和巖體的破裂損傷，伴隨著采動(dòng)的影響，將會(huì)誘發(fā)礦山煤巖體的震動(dòng)破壞（即礦震或沖擊）。煤礦煤巖動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生往往與人工開(kāi)挖過(guò)程具有特定的聯(lián)系，例如：采動(dòng)損傷造成煤巖體內(nèi)部積聚的大量能量瞬間釋放，將會(huì)導(dǎo)致沖擊礦壓；采動(dòng)損傷極大地改變圍巖的滲透性，將會(huì)導(dǎo)致頂板、斷層帶或底板突水事故；采動(dòng)損傷造成煤巖體的卸壓以及松散，將會(huì)導(dǎo)致煤與瓦斯涌出（突出），甚至發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)害，這些災(zāi)害事故隨著開(kāi)采深度增加日益嚴(yán)重。煤礦采場(chǎng)圍巖空間破裂形態(tài)與應(yīng)力場(chǎng)的關(guān)系，是預(yù)測(cè)和控制沖擊地壓、礦井突水、煤與瓦斯突出以及頂板整體冒落等礦井災(zāi)害的基礎(chǔ)。因此，探究煤巖破裂的機(jī)理和煤巖破裂的探測(cè)技術(shù)十分重要。

2 煤巖破裂及其動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生原理

裂紋的擴(kuò)展開(kāi)始是零星和隨機(jī)的，隨著應(yīng)力變形的增加，裂紋不斷擴(kuò)展和連通，而且逐漸集中在某一局部范圍；當(dāng)應(yīng)力達(dá)到煤巖體峰值強(qiáng)度以后的階段，煤巖體的破壞方式為剪切滑移，而且破壞集中在局部區(qū)域；針對(duì)沖擊礦壓與突出的發(fā)生需要滿(mǎn)足能量條件、剛度條件和沖擊傾向性條件。煤礦中，煤層、底板、頂板構(gòu)成一個(gè)平衡系統(tǒng)。其中頂?shù)装宓膹?qiáng)度均比煤層的大，而且煤體是開(kāi)采的對(duì)象，故在壓力作用下，煤體極易遭到破壞，如果是穩(wěn)定破壞，則表現(xiàn)為煤柱的變形、巷道的壓縮等，如果是非穩(wěn)定破壞，則表現(xiàn)為沖擊礦壓或突出（即煤層沖擊）。

3 煤巖破裂探測(cè)技術(shù)的分析

煤巖災(zāi)害動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)生過(guò)程，或者結(jié)構(gòu)材料的失穩(wěn)破壞，實(shí)際上是一種能量釋放的物理或化學(xué)過(guò)程，通過(guò)檢測(cè)聲波、聲發(fā)射，電磁輻射、地電或溫度變化規(guī)律，就可以對(duì)其變形破裂過(guò)程和特點(diǎn)進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)。

3.1 煤巖破裂的聲波探測(cè)。采用聲波技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)開(kāi)采引發(fā)的采礦動(dòng)力危險(xiǎn)（沖擊地壓、煤和瓦斯突出），其基本原理是沖擊礦壓等采礦動(dòng)力危險(xiǎn)是巖體中的應(yīng)力造成的，與巖體的物理力學(xué)特性有關(guān)，而巖體中的應(yīng)力分布狀態(tài)與巖體的物理力學(xué)參數(shù)和聲波的分布有關(guān)。聲波測(cè)量的基本參數(shù)是不同類(lèi)型的地震波的傳播速度，以及在阻尼系數(shù)的影響下，振幅和能量的變化。

上述聲波的參數(shù)，特別是地震波的傳播速度與巖體中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)有很大的關(guān)系。巖體中重要的礦山壓力參數(shù)為裂隙率。巖體的破壞過(guò)程伴隨著裂隙區(qū)域的變化，對(duì)應(yīng)聲波參數(shù)的變化及范圍的變化，那么就可以通過(guò)測(cè)量波速來(lái)辨別。

3.2 煤巖破裂的聲發(fā)射探測(cè)。巖石在荷載作用下發(fā)生破壞，主要與裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展及斷裂過(guò)程有關(guān)。裂紋擴(kuò)展，造成應(yīng)力弛豫，貯存的部分能量以彈性波的形式突然釋放出來(lái)，產(chǎn)生聲發(fā)射（Aeoustlc Emis-sion）。巖石的每一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)都反映巖石內(nèi)部缺陷性質(zhì)的豐富信息，對(duì)這些信息加以處理分析和研究，可以推斷巖石內(nèi)部的形態(tài)變化。

巖石聲發(fā)射研究的目的是確定巖體中的應(yīng)力狀態(tài)以及預(yù)測(cè)采掘面及周?chē)鷰r體突然、猛烈的破壞。如沖擊礦壓、煤和瓦斯突出、垮落等。

聲發(fā)射法是以脈沖形式記錄弱的、低能量的地音現(xiàn)象。其主要特征是頻率從幾十到至少2000Hz或更高，能量低于100J，下限不定，振動(dòng)范圍從幾米到大約200m，甚至更多。

采礦聲發(fā)射方法主要用來(lái)確定在掘進(jìn)的巷道或正在回采的工作面的沖擊礦壓危險(xiǎn)，采用的方法主要有站式連續(xù)監(jiān)測(cè)和便攜式流動(dòng)地音監(jiān)測(cè)。用來(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)局部震動(dòng)的危險(xiǎn)狀態(tài)及隨時(shí)間的變化情況。主要記錄聲放射頻度（脈沖數(shù)量）、一定時(shí)間脈沖能量的總和、采礦地質(zhì)條件及采礦活動(dòng)等，

3.3 煤巖破裂的電磁輻射探測(cè)。煤巖體裂紋擴(kuò)展時(shí)，處于裂紋尖端表面區(qū)域中在應(yīng)力誘導(dǎo)極化作用下積聚大量正負(fù)電荷，裂紋尖端表面區(qū)域的擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)、電荷的遷移過(guò)程以及破壞停止后正負(fù)電荷的快速中和過(guò)程均會(huì)伴隨電磁輻射效應(yīng)。煤巖剪切摩擦過(guò)程微觀上是破壞過(guò)程，同樣也會(huì)伴隨電磁輻射效應(yīng)。因此，承載煤巖在微觀上非均勻應(yīng)力作用下的變形及破裂過(guò)程必然伴隨著電磁輻射效應(yīng)。煤體中應(yīng)力越高，變形破裂過(guò)程越強(qiáng)烈，電磁輻射信號(hào)越強(qiáng)，其主頻帶也越高。

地層中的煤巖體未受采掘影響時(shí)，基本處于準(zhǔn)平衡狀態(tài)。當(dāng)掘進(jìn)或回采空間形成后，周?chē)簬r體失去應(yīng)力平衡，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生變形或破裂，以向新的應(yīng)力平衡狀態(tài)過(guò)渡，即發(fā)生變形或破裂，從而產(chǎn)生電磁輻射。即使當(dāng)采掘空間或巷道周?chē)簬r體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由于煤巖體仍然承受著上覆巖層的應(yīng)力作用，此時(shí)工作面煤體處于流變狀態(tài)，同樣會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。

煤體受載破裂時(shí)，其聲發(fā)射信號(hào)的頻譜不是一成不變的，而是隨載荷及變形破裂過(guò)程而發(fā)生變化，基本上是隨著載荷的增大及變形破裂過(guò)程的增強(qiáng)，聲發(fā)射信號(hào)增強(qiáng)，主頻帶增高。因此，可將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤巖動(dòng)力災(zāi)害、研究煤巖體等材料的破裂過(guò)程。

3.4 煤巖破裂的地電探測(cè)。采礦電法是利用巖石電特性的變化來(lái)解決頂板、地質(zhì)及采場(chǎng)技術(shù)的問(wèn)題。

其探測(cè)方法有電阻法和雷達(dá)法兩種。在電阻法中，主要是測(cè)量巖體的電阻及其隨時(shí)間變化的規(guī)律，測(cè)量電阻可以獲得采礦影響下巖體結(jié)構(gòu)及變化信息。雷達(dá)法是屬于電磁波傳播的方法之一，其物理基礎(chǔ)是利用電磁波傳播和阻尼與巖體結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，這種波的傳播就像地震波的傳播一樣。電磁波正傳播途中遇到電介質(zhì)不同的邊界會(huì)反射回來(lái)，形成反射波。根據(jù)反射波傳回的時(shí)間和速度可對(duì)邊界定位，從而可以探測(cè)煤巖體的破裂及裂隙等。

3.5 煤巖破壞的紅外溫度探測(cè)。紅外遙感對(duì)物質(zhì)的溫度十分敏感，在軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了巨大的效果。紅外遙感目前探測(cè)的物理量主要是物質(zhì)的紅外輻射溫度。

煤柱承載直到屈服破壞是一個(gè)動(dòng)力過(guò)程；煤爆、煤巖與瓦斯的突出也是一個(gè)動(dòng)力過(guò)程；煤層頂板運(yùn)動(dòng)破壞也是一個(gè)動(dòng)力過(guò)程，它們?cè)诘貞?yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力的共同作用于產(chǎn)生移動(dòng)變形，并會(huì)引起煤巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理化學(xué)變化，其中必然包括能量的轉(zhuǎn)移和電子的躍遷。那么，作為電磁輻射之―的熱紅外輻射溫度的特征變化必然反應(yīng)上述物理化學(xué)過(guò)程，并提供一些前兆信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，目前應(yīng)用較為廣泛的煤巖破裂探測(cè)方法有聲波法、聲發(fā)射法和電磁輻射法，這些測(cè)試方法不受人工和工作面煤巖體分布均勻及穩(wěn)定的影響，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高，成本低，不需打鉆，對(duì)生產(chǎn)影響小，預(yù)測(cè)費(fèi)用大幅度降低。其中電磁輻射法真正實(shí)現(xiàn)了非接觸預(yù)測(cè)，而且這些方法能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)采掘工作面的煤巖體活動(dòng)，但是由于使用的探頭需要和煤巖體耦合，這給探測(cè)帶來(lái)了誤差。地電法中的雷達(dá)（地質(zhì)雷達(dá)）法也有一定的應(yīng)用，但是地下巖層包含黏土、水和鹽類(lèi)物質(zhì)的這些特性，顯著減小了雷達(dá)的穿透能力，因而有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。 近年來(lái)，紅外溫度探測(cè)法雖然有了很大的發(fā)展，但是輻射衰減以及其他輻射源的干擾仍然是面臨的新問(wèn)題，還需要進(jìn)一步的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫玉成，煤巖破裂產(chǎn)生的沖擊破壞及其探測(cè)技術(shù)，《煤炭科技》雜志，2009、11

篇2

關(guān)鍵詞：防輻射服裝；應(yīng)用現(xiàn)狀；電磁波；防輻射材料

中圖分類(lèi)號(hào)：J523.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2009）01-0014-02

隨著經(jīng)濟(jì)和物質(zhì)文化生活水平的提高，琳瑯滿(mǎn)目的家電產(chǎn)品和手機(jī)成為我們生活中必不可少的一部分，在這些大小家電的使用過(guò)程中，看不到、摸不著又令人防不勝防的“電磁輻射”成為人們生存環(huán)境中新的威脅，被稱(chēng)為“電磁污染”。這類(lèi)污染對(duì)不同的人群產(chǎn)生著不同的危害，兒童和孕婦更是對(duì)“電磁污染”敏感人群。常期處于電磁污染中的兒童，會(huì)造成小兒智障、抵抗力差、視力下降、造血功能障礙甚至癌癥的發(fā)病率提高；常期遭受電磁輻射的孕婦，容易產(chǎn)生胎兒畸形、先天性疾病或死胎。所以，防輻射越來(lái)越為世人重視。

一、防輻射服裝的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）國(guó)外研究現(xiàn)狀

英國(guó)、日本、加拿大、瑞典、美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)20年代、40年代就開(kāi)始進(jìn)行特種防護(hù)服裝與織物的研究。60年代國(guó)際上制定出電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)后，電磁輻射屏蔽材料隨之出現(xiàn)。最早的防護(hù)材料是金屬絲和服飾混編織物，其后出現(xiàn)了金屬纖維混紡織物、電鍍織物、化學(xué)鍍織物等。以上材料均以反射為主，存在環(huán)境二次污染，且不適于穿著。到了80年代，美國(guó)北美航空公司研制成功為保護(hù)生物力量防止雷達(dá)探測(cè)被發(fā)現(xiàn)的防護(hù)衣和頭盔，這種防護(hù)衣與頭盔系由微波吸收材料制作。日本等國(guó)研究開(kāi)發(fā)了用不銹鋼軟化纖維與植物纖維混紡織成的屏蔽織物，制成屏蔽服裝用在微波防護(hù)上，比如雷達(dá)防護(hù)服等。80年代后期到90年代初期，英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、瑞典、美國(guó)、臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)，為防止家用電器的輻射危害，諸如微波爐、電磁爐、電腦、電熱毯、吸塵器等對(duì)人體特別是孕婦與少年兒童的影響，掀起了主婦穿屏蔽圍裙、屏蔽大褂以及青少年穿屏蔽馬甲、屏蔽西服的熱潮。從此防電磁輻射屏蔽服裝走進(jìn)家庭，成為民用服裝。90年代，日本、韓國(guó)又開(kāi)始了導(dǎo)電纖維的開(kāi)發(fā)工作。到了90年代中期，日本率先研制成功金屬化纖維在普通織物纖維基礎(chǔ)上進(jìn)行硫化銅處理，使其具有抗靜電、殺菌作用。日本已用此種纖維織物制作高檔襯衣上市，售價(jià)高達(dá)每件4000元人民幣，推廣困難。世界上許多國(guó)家已經(jīng)瞄準(zhǔn)了抗靜電、防電磁輻射、殺菌等功能特種防護(hù)服裝民用化市場(chǎng)，正在組織力量進(jìn)行深入研究。

（二）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

在我國(guó)，北京勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所于上世紀(jì)60年代開(kāi)始研究電磁輻射防護(hù)服，70年代正式生產(chǎn)銅絲與柞蠶絲混紡布制成的屏蔽服。70～80年代該所研制成功并生產(chǎn)了微波吸收防護(hù)物的研究，研制成功不銹鋼軟化纖維織物與服裝、特殊工藝鍍膜屏蔽織物與服裝，并開(kāi)始裝備從事雷達(dá)、微波加熱、微波理療、衛(wèi)星地面站、微波通訊等系統(tǒng)操作的人員，受到普遍歡迎。

二、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)常見(jiàn)防輻射材料

（一）多離子電磁屏材料

多離子織物是當(dāng)今國(guó)際最先進(jìn)的第六代屏蔽電磁輻射材料，是目前屏蔽低、中頻段電磁輻射最先進(jìn)的民用防護(hù)材料。多離子織物經(jīng)精紡加工，具有柔軟舒適、色澤均勻、除臭抗菌性強(qiáng)、耐洗、耐磨、耐氣候、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，由其制作的防護(hù)服與僅具有可靠的安全防護(hù)性，同時(shí)具有優(yōu)良的服用性。

多離子織物采用目前國(guó)際最先進(jìn)的物理和化學(xué)工藝對(duì)纖維進(jìn)行離子化處理。該產(chǎn)品以吸收為主，將有害的電磁輻射能量通過(guò)織物自身的特殊功能轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)掉，從而避免了環(huán)境二次污染，凈化了空氣。由于織物中含有大量金屬陽(yáng)離子，可起到殺菌除臭作用，對(duì)皮膚無(wú)刺激，有助人體表皮微循環(huán)；同時(shí)具有防靜電、防X射線(xiàn)及紫外線(xiàn)等功能。

目前投入產(chǎn)業(yè)化的主要有以生產(chǎn)服裝聞名的紅豆集團(tuán)與科研單位聯(lián)手開(kāi)發(fā)的高科技產(chǎn)品――多離子電磁屏蔽夾克衫該產(chǎn)品面料經(jīng)上海測(cè)試中心檢測(cè)，電磁輻射屏蔽衰減值達(dá)到99.4%，可有效防止因使用手機(jī)、電腦、復(fù)印機(jī)、電視機(jī)、微波爐等電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁波對(duì)人體的危害。該產(chǎn)品可廣泛用于勞動(dòng)保障部規(guī)定的59個(gè)需要作電磁防護(hù)行業(yè)的工種，還可運(yùn)用于軍隊(duì)的保密、偽裝等領(lǐng)域。上海利昂高科技有限公司也有類(lèi)似產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

（二）金屬絲與纖維混合物

金屬纖維織物，利用服裝內(nèi)金屬纖維構(gòu)成的環(huán)路產(chǎn)生感生電流，由感生電流產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽，主要是反射電磁波為主。采用金屬纖維與純棉纖維混紡工藝，也就是把金屬絲抽成纖維狀，在面料內(nèi)部形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)前市面上的金屬纖維織物，主要是由銅、鎳、鋁、不銹鋼或其它合金，甚至金或銀纖維，所用的金屬纖維直徑一般是4～8微米之間的中強(qiáng)型。

天津工業(yè)大學(xué)（原天津紡織工學(xué)院）研制成功利用金屬絲不經(jīng)化學(xué)整理而具有多種功能的婦女用乳罩支撐材料，這種材料融抗靜電、抗菌、防微波輻射為一體。其靜電效果經(jīng)國(guó)家棉紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，織物的電荷密度為1.6μC/cm2，最大值為2.32μC/cm2，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于日本靜電指南中最高值Q7μC/cm2的規(guī)定，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平?？咕裕簩?duì)大腸菌群、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、綠膿桿菌、傷寒桿菌等細(xì)菌具有很好的抗菌性，抑菌率在96%以上。

（三）HTCU特種纖維材料

HTCU特種纖維材料由上海華天電磁波防護(hù)材料有限公司研制生產(chǎn)。HTCU特種纖維通過(guò)特種處理后，在纖維表層、中層和局部深層形成一種金屬成膜薄層的有機(jī)導(dǎo)電型纖維。HTCU具有以下主要功能：

1．優(yōu)良的電磁輻射屏蔽功能：有效地吸收電磁波，消除電磁波輻射的傷害。

2．良好的抗靜電功能：在正負(fù)電荷帶電物體與HTCU織物接近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相反電荷將靜電消除。

3．抑菌抗臭功能：對(duì)金黃色葡萄球菌、肺炎桿菌、大腸桿菌及綠膿桿菌有抑制和防擴(kuò)散作用；對(duì)氨水、三甲氨、硫化氨、甲硫醇等惡臭有消除作用。

4．特殊用途的防護(hù)和標(biāo)識(shí)物：精密設(shè)備、軍事設(shè)備等防護(hù)材料；搜索識(shí)別目標(biāo)等。

（四）化學(xué)鍍金屬織物

采用化學(xué)鍍法制備具有電磁屏蔽性能的聚酯類(lèi)化纖織物[1]。化學(xué)鍍作為一種優(yōu)良的表面金屬化處理技術(shù)，已應(yīng)用在織物功能整理領(lǐng)域。[2]

（五）金屬化合物與纖維混合物

眾所周知，金屬化織物屏蔽電磁波，其作用是將電磁波過(guò)濾、吸附或反射使之減弱此外，金屬化織物還具有其他功能，如抗靜電、紫外線(xiàn)屏蔽和抗菌防臭等，因此，織物金屬化技術(shù)實(shí)為一種多功能工藝。

金屬化織物中最典型的產(chǎn)品是由金屬纖維或紗線(xiàn)織成的織物，這種產(chǎn)品確切地應(yīng)稱(chēng)謂金屬網(wǎng)，用于防昆蟲(chóng)、特殊濾層，傳送網(wǎng)、防射頻和電磁波，以及導(dǎo)電織物等如用鉛纖維織成的織物，可作隔音及防X射線(xiàn)的圍裙等防護(hù)織物其次，由不銹鋼等金屬纖維與其他纖維混紡織成的織物，這類(lèi)產(chǎn)品有良好的導(dǎo)電性和屏蔽性，用于高凈室空氣過(guò)濾材料和計(jì)算機(jī)的遮蓋材料等。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析可知，隨著人們生活水平的日益提高，健康越來(lái)越成為們關(guān)注的話(huà)題。隨著防輻射材料的不斷發(fā)展，不斷研究并推出服用性、防輻射性能具佳的防輻射服裝已成為必然。

參考文獻(xiàn)

[1]杜寧，等．化學(xué)鍍法制備電磁屏蔽聚酯織物的研究[J]．北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，3（3）．

篇3

關(guān)鍵詞：天線(xiàn)；電波傳播；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；多媒體；教改實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）05-0024-03

引言：

《天線(xiàn)與電波傳播》課程是通信工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修課程，也是電磁場(chǎng)理論的后續(xù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。在該課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣普遍不高，對(duì)基礎(chǔ)理論的推導(dǎo)有畏難情緒，無(wú)法正確把握該課程在無(wú)線(xiàn)通信中的重要地位。筆者嘗試開(kāi)展天線(xiàn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，利用多媒體動(dòng)畫(huà)三維顯示的方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生對(duì)天線(xiàn)和電波傳播知識(shí)的認(rèn)知能力，取得了較好的教學(xué)效果?，F(xiàn)就該課程的基本情況和所做的教改實(shí)踐加以介紹。

1 天線(xiàn)與電波傳播課程特點(diǎn)

該課程圍繞天線(xiàn)與電波傳播兩大內(nèi)容展開(kāi)，在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中分別起到發(fā)射/接收和傳播的作用。該課程的先修課程為電磁場(chǎng)與波，需要學(xué)生預(yù)先具備電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁輻射的基礎(chǔ)理論知識(shí)。與電磁場(chǎng)與波課程相比，該課程注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。在天線(xiàn)基礎(chǔ)理論和電波傳播基本分析方法的基礎(chǔ)上，該課程講授各種主要類(lèi)型的線(xiàn)天線(xiàn)、面天線(xiàn)和各種電波傳播方式。在此基礎(chǔ)上，講授“地面移動(dòng)通信中接收?qǐng)鰪?qiáng)的預(yù)測(cè)”這一實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。

本課程的內(nèi)容包括多種類(lèi)型的天線(xiàn)形式及其輻射特性分析方法，內(nèi)容比較廣泛，理論性較強(qiáng)。該課程要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用電磁輻射傳播理論和矢量代數(shù)運(yùn)算方法解決天線(xiàn)輻射和電波傳播中的具體問(wèn)題。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

為改善教學(xué)效果，筆者嘗試運(yùn)用天線(xiàn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)和多媒體動(dòng)畫(huà)演示等方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將天線(xiàn)輻射特性分析的基本概念融合到具體的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，同時(shí)利用多媒體的三維動(dòng)態(tài)顯示手段，加深學(xué)生對(duì)天線(xiàn)輻射特性和電波傳播基礎(chǔ)知識(shí)的理解。

2.1天線(xiàn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)教學(xué)

筆者所在學(xué)院建立了“電磁場(chǎng)與波和天線(xiàn)原理”實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室配備了場(chǎng)強(qiáng)儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、八木天線(xiàn)、振子天線(xiàn)、對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)、RFID天線(xiàn)等儀器設(shè)備。筆者運(yùn)用這些設(shè)備開(kāi)展了天線(xiàn)輻射特性的測(cè)量、天線(xiàn)輸入阻抗和駐波比的測(cè)量等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

在天線(xiàn)輻射特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將八木天線(xiàn)固定在三腳架上，輸出端連接場(chǎng)強(qiáng)儀，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)八木天線(xiàn)來(lái)測(cè)量周?chē)臻g的電磁波信號(hào)，讀取場(chǎng)強(qiáng)儀上的場(chǎng)強(qiáng)值，通過(guò)換算再繪制八木天線(xiàn)的方向圖。在該實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中，首先讓學(xué)生建立起復(fù)雜電磁環(huán)境的概念。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，各種類(lèi)型的通信設(shè)備研制并投入使用，使得各種制式、各個(gè)頻段的電磁波信號(hào)在空間輻射傳播，構(gòu)成了空間的復(fù)雜電磁環(huán)境，自由空間中存在著多種多樣的電磁信號(hào)。其次，加深學(xué)生對(duì)頻段這一概念的理解。待測(cè)信號(hào)為移動(dòng)電視信號(hào)，需要將場(chǎng)強(qiáng)儀上的頻率值調(diào)諧到移動(dòng)電視信號(hào)的頻率上才能正確接收并讀取數(shù)據(jù)。有的實(shí)驗(yàn)小組就自主地將實(shí)驗(yàn)設(shè)備移至空曠的區(qū)域，獲得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，筆者強(qiáng)調(diào)了極化、E面方向圖、阻抗匹配的基本概念，使學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，加深了對(duì)電磁波輻射傳播基本概念的理解。

在天線(xiàn)輸入阻抗和駐波比測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，筆者首先簡(jiǎn)要講解了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本原理，介紹了微波網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將天線(xiàn)視為一個(gè)單端口器件。該單端口器件與外部電路構(gòu)成發(fā)射（接收）模塊，與傳輸媒質(zhì)（空氣）共同構(gòu)成無(wú)線(xiàn)通信的信號(hào)鏈路。然后結(jié)合實(shí)際操作講解了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)方法，并指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手對(duì)多種類(lèi)型的天線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量的過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)如果將測(cè)試頻率設(shè)置為默認(rèn)的300kHz-3GHz頻率范圍，則測(cè)量結(jié)果（輸入阻抗、駐波比）在整個(gè)頻率范圍變化很大。此時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生與課堂教學(xué)中的理論知識(shí)相對(duì)應(yīng)。課堂教學(xué)中，通過(guò)理論推導(dǎo)獲得了對(duì)稱(chēng)振子的輸入阻抗表達(dá)式。該表達(dá)式是關(guān)于振子長(zhǎng)度、半徑、波數(shù)和工作波長(zhǎng)的函數(shù)。在不同的工作頻率上，輸入阻抗的值是不同的。此處學(xué)生通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)果加深了這一概念，引導(dǎo)學(xué)生深入理解天線(xiàn)工作頻率的意義。在測(cè)量過(guò)程中，有的學(xué)生直接用手握住天線(xiàn)的輻射端，造成測(cè)試數(shù)據(jù)不穩(wěn)。筆者及時(shí)加以指導(dǎo)，結(jié)合課堂教學(xué)中的天線(xiàn)近/遠(yuǎn)場(chǎng)概念和天線(xiàn)輻射的基本原理引導(dǎo)學(xué)生思考這一現(xiàn)象的原因。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈的求知欲。在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，筆者不斷加以引導(dǎo)，使其將理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)果相聯(lián)系，深化學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的理解，取得了很好的教學(xué)效果。

2.2多媒體輔助教學(xué)

《天線(xiàn)與電波傳播》課程以電磁信號(hào)的有效輻射接收和傳播為主線(xiàn)，重點(diǎn)研究了典型天線(xiàn)的輻射特性和傳播媒介對(duì)電波傳播特性的影響。在課程教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生們通常對(duì)電磁波極化、天線(xiàn)的E/H面方向圖、天線(xiàn)陣方向圖與陣元間距和相位差之間的關(guān)系等概念和內(nèi)涵難以理解和掌握。而教材中關(guān)于這些概念的講解圖示又局限在紙面的二維靜態(tài)顯示，加大了學(xué)生的理解難度。筆者充分利用多媒體教學(xué)手段，直觀展示了電磁波的輻射傳播過(guò)程，幫助學(xué)生們加深對(duì)這些物理概念本質(zhì)的理解和把握。

首先，運(yùn)用Matlab編程軟件編輯了三維空間中左旋橢圓極化波在傳播過(guò)程中電場(chǎng)強(qiáng)度方向與傳播方向的相對(duì)位置關(guān)系，直觀顯示了電場(chǎng)強(qiáng)度矢量端點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)提示學(xué)生們注意電場(chǎng)強(qiáng)度方向和傳播方向的相互垂直特性。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自主思考右旋橢圓極化波和線(xiàn)極化波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)演示的方式，形象直觀地描述了橢圓（圓，線(xiàn)）極化波的基本形態(tài)。通過(guò)課后作業(yè)和課堂提問(wèn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生能夠正確理解并掌握電磁波極化這一物理概念。

其次，運(yùn)用Matlab的三維可視化技術(shù)顯示了振子天線(xiàn)的立體三維方向圖。在課堂教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用鼠標(biāo)拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)該方向圖的旋轉(zhuǎn)，使得學(xué)生能夠從三維空間的各方向觀察到該方向圖的形狀。在此基礎(chǔ)上，演示了兩個(gè)相互正交的平面切割該立體方向圖，獲得E面和H面方向圖。電場(chǎng)強(qiáng)度矢量所在并包含最大輻射方向的平面為E面，磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量所在并包含最大輻射方向的平面為H面。這種教學(xué)方式下，學(xué)生較易理解E面/H面方向圖的基本概念。

然后，編程實(shí)現(xiàn)了不同陣元間距和相位差情況下線(xiàn)陣方向圖的變化情況。隨著相位差由負(fù)到正變化，整個(gè)線(xiàn)陣的最大輻射方向也隨之從一端掃描到另一端。通過(guò)演示這個(gè)動(dòng)畫(huà)，使得學(xué)生理解了相位控制波束形成的基本概念，這也正是相控陣的基本原理。通過(guò)交互式輸入線(xiàn)陣的間距、相位差等參數(shù)，實(shí)時(shí)直觀地顯示了線(xiàn)陣方向圖的形狀，學(xué)生可以直觀觀察出主瓣方向、旁瓣個(gè)數(shù)、主瓣寬度隨線(xiàn)陣參數(shù)的變化情況，將教材中數(shù)頁(yè)的實(shí)例分析用交互式動(dòng)畫(huà)的方式直觀地演示了出來(lái)。

通過(guò)運(yùn)用交互式多媒體的教學(xué)方式，實(shí)時(shí)直觀地顯示了電磁信號(hào)輻射和傳播的空間特征，加深了學(xué)生對(duì)電磁波空間參數(shù)的理解。學(xué)生普遍反映對(duì)這種教學(xué)方式更易接受，教學(xué)效果較好。

3 結(jié)束語(yǔ)

在《天線(xiàn)與電波傳播》的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)天線(xiàn)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)并充分利用多媒體教學(xué)手段和方法，筆者較好地激發(fā)起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生去獨(dú)立思考天線(xiàn)和電波傳播的相關(guān)知識(shí)，強(qiáng)化了課堂教學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋錚，張建華，黃冶.天線(xiàn)與電波傳播[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2003.

篇4

1淵源與發(fā)展

《周易》是中國(guó)經(jīng)典文化的“原體”有“群經(jīng)之首”之稱(chēng),她通過(guò)卦的形象變化來(lái)尋求自然、人化的規(guī)律。生動(dòng)的反映了中國(guó)古代樸素而豐富的辨證法思想,極大地深化了中華民族的理論思維。中醫(yī)學(xué)的理論體系是通過(guò)進(jìn)取諸身、遠(yuǎn)察諸物、取類(lèi)比象的方法而建構(gòu)的，這正是《周易》所創(chuàng),所以說(shuō)醫(yī)源于易。明代張介賓的“醫(yī)易同源”論曰:“易者易也,具陰陽(yáng)動(dòng)靜之妙；醫(yī)者意也,合陰陽(yáng)消長(zhǎng)之機(jī)。雖陰陽(yáng)已備于中醫(yī)學(xué)#而變化莫大于《周易》。故曰天人一理者，―此陰陽(yáng)也；醫(yī)易同源者，同此變化也。豈非醫(yī)易相通,理無(wú)二致，可以醫(yī)而不知易乎？”醫(yī)易同源，不僅是指在世界觀、方法論上的一致，更重要的是指理論形態(tài)的合一。

中醫(yī)發(fā)源于先秦，其理論體系形成于戰(zhàn)國(guó)至秦漢,經(jīng)歷了三次發(fā)展，第一次出現(xiàn)于戰(zhàn)國(guó)到秦漢時(shí)期，此期《黃帝內(nèi)經(jīng)》的產(chǎn)生標(biāo)志著以整體觀念為基本特征的中國(guó)醫(yī)學(xué)理論體系初步形成。該書(shū)基于秦漢以前的天文、歷法、氣象、數(shù)學(xué)、生物、地理等學(xué)科的重要成果，在氣一元論、陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)指導(dǎo)下，總結(jié)春秋戰(zhàn)國(guó)以前的醫(yī)療成就和治療經(jīng)驗(yàn),確定了中醫(yī)學(xué)的理論原則，成為中醫(yī)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和理論源泉?！饵S帝內(nèi)經(jīng)》與確立辨證論治原則的《傷寒雜病論》、系統(tǒng)總結(jié)藥物學(xué)的《神衣本草經(jīng)》以及《難經(jīng)》和《黃帝內(nèi)經(jīng)》被歷代一家奉為四大經(jīng)典，確立了中醫(yī)學(xué)獨(dú)特的理論體系。第二次為唐、宋、金、元時(shí)期，此期各種專(zhuān)科和綜合性論著層出疊見(jiàn)，金元四大家學(xué)術(shù)思想各具特色，各有創(chuàng)見(jiàn)，均從不同角度豐富和發(fā)展了中醫(yī)學(xué)。第三次為明清時(shí)期，吳又可提出治療傳染病的學(xué)術(shù)見(jiàn)解，創(chuàng)立了溫病學(xué)說(shuō)，與傷寒學(xué)說(shuō)相輔相成，成為中醫(yī)治療外感熱病的兩大學(xué)說(shuō)。此期，李時(shí)珍《本草綱目》問(wèn)世，而清代王清任的《醫(yī)林改錯(cuò)》標(biāo)志著古典形態(tài)中醫(yī)學(xué)理論體系的成熟。

中醫(yī)學(xué)以“氣一元論”為指導(dǎo)思想，以藏象經(jīng)絡(luò)學(xué)說(shuō)為核心，以陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)為說(shuō)理工具，說(shuō)明人體的生理活動(dòng)和疾病的病理變化;運(yùn)用望、聞、問(wèn)、切四診手段，診察病情；運(yùn)用八綱、臟腑、經(jīng)絡(luò)、精氣血津、衛(wèi)氣營(yíng)血“六經(jīng)”和“三焦”等多種辨證方法,根據(jù)病情表現(xiàn)，辨明疾病的癥候,確定相應(yīng)的治則治法,采用中藥、針灸、推拿等多種治療手段治療疾病。在治療疾病時(shí)，強(qiáng)調(diào)因人制宜、因地制宜和因時(shí)制宜。

西醫(yī)源于古希臘文明，最早創(chuàng)造醫(yī)學(xué)體系的是愛(ài)奧尼亞地區(qū)柯斯島上的希波克拉底〔公元前460年左右），以他的名義流傳下來(lái)的著作集成《希波克拉底文集》是有關(guān)西醫(yī)的第一本著作。希波克拉底創(chuàng)建了體液理論，認(rèn)為人身上有4種體液，即血液、黃膽汁、黑膽汁和黏液，這四種液體的流動(dòng)維系著人的生命,它們相互調(diào)和、平衡，人就健康;如果平衡破壞,人就生病。希臘化時(shí)期，蓋倫（公元130-200年)總結(jié)了希臘醫(yī)學(xué)自希波克拉底以來(lái)的成就并基于大量的解剖實(shí)踐和臨床實(shí)踐，創(chuàng)立了自成體系的醫(yī)學(xué)理論。蓋倫的醫(yī)學(xué)理論在歐洲持續(xù)了一千多年直到文藝復(fù)興。

文藝復(fù)興迎來(lái)了西方科學(xué)技術(shù)的大發(fā)展，16-17世紀(jì),維薩留斯通過(guò)人體解剖校正了蓋倫的人體生理結(jié)構(gòu)，出版了偉大的著作《人體結(jié)構(gòu)》》標(biāo)志著解剖學(xué)的誕生。哈維等則發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)理論,將物理學(xué)、化學(xué)的概念引入生物醫(yī)學(xué)中。顯微鏡的發(fā)明不但確立了“細(xì)胞”概念而且認(rèn)識(shí)了微生物。18-19世紀(jì)，細(xì)胞學(xué)、實(shí)驗(yàn)生理學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)等學(xué)科的建立標(biāo)志著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的誕生。巴斯德滅菌法的發(fā)明使手術(shù)死亡率降到15%，而疫苗的發(fā)明使傳染病有效控制,標(biāo)志著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)走向成熟。20世紀(jì)抗生素和化學(xué)藥物的出現(xiàn)使現(xiàn)代醫(yī)學(xué)完全進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用時(shí)代。50年代,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),奠定了70年代基因工程技術(shù)的誕生,使在分子水平上進(jìn)行生命的探索、操作和創(chuàng)造成為可能。西醫(yī)學(xué)發(fā)展達(dá)到了巔峰。

西醫(yī)學(xué)把人簡(jiǎn)化為生物學(xué)客體,注重人的組織器官、細(xì)胞、分子屬性,是通過(guò)解剖尸體，用實(shí)驗(yàn)做出生物學(xué)等指標(biāo)來(lái)解釋人體的生命現(xiàn)象和規(guī)律。把人的疾病與健康問(wèn)題還原為生物的、物理的、化學(xué)的問(wèn)題。認(rèn)為疾病是由某些生物、化學(xué)、物理等致病因子,對(duì)人體某一部分的損害,或人體缺乏某些必需物質(zhì)所致。因而一旦特定病因被查出來(lái)了,診斷便確立。治療上，西醫(yī)是依靠藥物等治療手段，針對(duì)致病因素進(jìn)行對(duì)抗治療，強(qiáng)調(diào)消除人的病。

量子中醫(yī)學(xué)是中醫(yī)理論現(xiàn)代化的科研成果，它是基于在科學(xué)、哲學(xué)層面的充分比較中醫(yī)之氣與量子的本質(zhì)特性特征，提出“量子表征中醫(yī)之氣”的觀點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，利用量子理論、自組織理論、（耗散結(jié)構(gòu)理論論)、特別是機(jī)體電磁輻射的相干性理論，揭示中醫(yī)理論的陰陽(yáng)、五行、藏象、經(jīng)絡(luò)、天人相應(yīng)、藥性等學(xué)說(shuō)的科學(xué)內(nèi)涵。擬用量子理論等現(xiàn)論轉(zhuǎn)化中醫(yī)理論，建立現(xiàn)代的中醫(yī)診察和實(shí)驗(yàn)研究體系。其基本思想是以整體觀和辨證唯物論為哲學(xué)思想，以量子理論等現(xiàn)代學(xué)科為理論基礎(chǔ)，基于機(jī)體電磁輻射場(chǎng)表征中醫(yī)人體之“氣”的觀點(diǎn)，運(yùn)用微觀狀態(tài)的電磁輻射光（量子）輻射、能量（熱）等量子形式,研究闡述中醫(yī)理論關(guān)于人的健康與疾病轉(zhuǎn)化規(guī)律及其預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)和保健的科學(xué)。概括的講，量子中醫(yī)學(xué)就是在機(jī)體電磁輻射層面研究人體健康與疾病轉(zhuǎn)化規(guī)律及其預(yù)防、診斷、治療康復(fù)和保健的一門(mén)學(xué)科。當(dāng)然，量子中醫(yī)學(xué)目前還僅僅是個(gè)概念，形成一個(gè)完整學(xué)科還有很長(zhǎng)的路要走，需要大量的理論和實(shí)驗(yàn)層面的支撐。但隨著中醫(yī)理論科學(xué)內(nèi)涵的揭示，量子中醫(yī)學(xué)的雛形已經(jīng)形成。

2科學(xué)哲學(xué)觀

中醫(yī)學(xué)的哲學(xué)觀同中國(guó)古代哲學(xué)觀，為辨證、有機(jī)唯物主義，主要以取象思維為主。其方法論為思辨。中醫(yī)藥學(xué)是采用模型建構(gòu)、整體認(rèn)知、直覺(jué)觀測(cè)、動(dòng)態(tài)把握的方法來(lái)看問(wèn)題。其特點(diǎn)為：①整體觀，認(rèn)為人體是一個(gè)有機(jī)的整體,構(gòu)成人體的各個(gè)組成部分之間在結(jié)構(gòu)上不可分割，在功能上相互協(xié)調(diào)、互為補(bǔ)充,在病理上相互影響。而且人體與自然界也是密不可分的，自然界的變化隨時(shí)影響著人體生理病理轉(zhuǎn)化,人類(lèi)在能動(dòng)的適應(yīng)自然和改造自然的過(guò)程中維持著正常的生命活動(dòng)。②功能性，中醫(yī)學(xué)在認(rèn)識(shí)解剖形體的基礎(chǔ)上,特別重視人體的功能活動(dòng)，常常從這一角度分析和認(rèn)識(shí)人體的生命規(guī)律。③恒動(dòng)性，中醫(yī)學(xué)認(rèn)為人體是一個(gè)不斷發(fā)生著氣的升降出入運(yùn)動(dòng)而維系著形氣相互轉(zhuǎn)化過(guò)程的機(jī)體,人的生理和病理過(guò)程是機(jī)體氣的動(dòng)態(tài)平衡和失衡的過(guò)程。

西醫(yī)學(xué)的哲學(xué)觀為機(jī)械唯物主義，以還原分析論為其方法論，其思維方式為邏輯思維，西醫(yī)學(xué)是采用物質(zhì)分析、數(shù)學(xué)定量、實(shí)驗(yàn)實(shí)證的方法來(lái)看問(wèn)題^其特點(diǎn)為①將人體視為各個(gè)零部件的組合。主要從病灶局部出發(fā)，用微觀的、分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法及實(shí)驗(yàn)手段，來(lái)研究和認(rèn)識(shí)人體的病灶一一人的病。②注重結(jié)構(gòu)忽視功能，以解剖學(xué)為基礎(chǔ)，著重研究人體的形體器官和化學(xué)構(gòu)成，認(rèn)為人是一臺(tái)機(jī)器,只有物理的關(guān)系，而沒(méi)有情感的融通。缺乏對(duì)人的整體生命的考察。③注重人體生理、病理的靜態(tài)、局部忽視其變化、動(dòng)態(tài)及整體。

量子中醫(yī)學(xué)的哲學(xué)觀與中醫(yī)學(xué)相同，為有機(jī)、辨證唯物主義,其思維方式則以邏輯思維為主，方法論以還原、綜合并重。量子中醫(yī)學(xué)是中醫(yī)學(xué)理論框架下，利用量子理論等現(xiàn)論轉(zhuǎn)化構(gòu)建而形成的。其特點(diǎn)與中醫(yī)學(xué)有諸多相同點(diǎn),①整體觀,量子的通訊聯(lián)系性可以將具有電磁輻射的萬(wàn)物聯(lián)系起來(lái)，具有整體觀外，量子組成的電磁場(chǎng)在宇宙的空間中伸延且沒(méi)有邊界，表現(xiàn)為整體性；量子的糾纏性、非定域性、超距作用等特性，更深刻的刻畫(huà)出量子的整體觀的屬性,②功能性,機(jī)體的量子是機(jī)體內(nèi)非分子型的通訊信使，機(jī)體電磁輻射是生命現(xiàn)象基礎(chǔ)特征，其形成的電磁輻射場(chǎng)具有高度相干性，與生命體系相互關(guān)聯(lián)，是調(diào)節(jié)生命功能和生命狀態(tài)的有效途徑。③恒動(dòng)性，電磁輻射都是恒動(dòng)的、永無(wú)靜止的。④量子可以通過(guò)基于光電效應(yīng)的儀器，定量的測(cè)知機(jī)體輻射的量子的數(shù)目、頻率及量子統(tǒng)計(jì)，從而分析生物體系（如：人）的狀態(tài)。與中醫(yī)氣的可察性相比，量子的可測(cè)性更客觀更縝密，這是量子中醫(yī)學(xué)建立診察和實(shí)驗(yàn)研究體系的基礎(chǔ)。

3支撐學(xué)科

中醫(yī)學(xué)的支撐學(xué)科是中國(guó)古代哲學(xué)，以中國(guó)古代哲學(xué)的陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)、五行學(xué)說(shuō)作為其思辨工具。這是目前唯一的不但以哲學(xué)作為其指導(dǎo)思想而且以哲學(xué)作為其說(shuō)理工具的自然科學(xué)范疇的學(xué)科。造成了中醫(yī)理論抽象化、概念模糊化、診察方法主觀化,缺乏現(xiàn)代科學(xué)的清晰性、嚴(yán)密性和可證性等基本特征,使中醫(yī)的特色和優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到充分的發(fā)揮和顯現(xiàn),而且難以理解和掌握。

西醫(yī)學(xué)的支撐學(xué)科為16-19世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的經(jīng)典物理學(xué)、化學(xué)等近代科學(xué)體系，西醫(yī)學(xué)以經(jīng)典的物理學(xué)、化學(xué)的基本原理和技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了解剖學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)、病原生物學(xué)等為基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)理論體系和診察及實(shí)驗(yàn)研究體系,形成了西醫(yī)的生物醫(yī)學(xué)模式。具備現(xiàn)代科學(xué)的清晰性、嚴(yán)密性和可證性等基本特征。

量子中醫(yī)學(xué)的支撐學(xué)科是量子理論、自組織理論、機(jī)體電磁輻射的相干性理論以及電磁理論等現(xiàn)代科學(xué)體系。量子中醫(yī)學(xué)是用量子理論等現(xiàn)代科學(xué)轉(zhuǎn)化中醫(yī)學(xué)的陰陽(yáng)五行、氣等哲學(xué)思辨工具形成的學(xué)科,是在機(jī)體電磁輻射層面上研究人體健康與疾病轉(zhuǎn)化規(guī)律及其預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)和保健的，基于量子的強(qiáng)度、頻率及量子統(tǒng)計(jì)等建立起診察和實(shí)驗(yàn)研究體系的。

綜上可見(jiàn)，中醫(yī)學(xué)、西醫(yī)學(xué)、量子中醫(yī)學(xué)的支撐基礎(chǔ)學(xué)科不同，決定了其研究層面不同，中醫(yī)學(xué)是以人體之“氣”這一抽象的物質(zhì)概念為研究對(duì)象,西醫(yī)學(xué)是以機(jī)體的器官、細(xì)胞、分子為其研究對(duì)象的，量子中醫(yī)學(xué)是以機(jī)體的量子、（電磁輻射）為研究對(duì)象的。

4臨床診治

中醫(yī)理論是基于“氣一元論”思想建立起來(lái)的，認(rèn)為氣是世界的本原，整個(gè)宇宙都是由氣構(gòu)成的，人的生理、病理轉(zhuǎn)變也是氣的使然,氣的陰陽(yáng)平衡是衡量機(jī)體健康與否的標(biāo)準(zhǔn)尺度,氣的狀態(tài)是由醫(yī)者通過(guò)望診、聞診、問(wèn)診、切診等四診之診察方法收集的資料、癥狀和體征，通過(guò)分析、綜合，利用八綱、臟腑、病因、病機(jī)等中醫(yī)基礎(chǔ)理論,辨清疾病的原因、性質(zhì)、部位，以及邪正之間的關(guān)系，概括、判斷為某種性質(zhì)的證即氣的狀態(tài)。然后根據(jù)辨證的結(jié)果，確定相應(yīng)的治療方法如方劑、針灸、推拿等,這一過(guò)程中醫(yī)稱(chēng)為辨證論治。

四診診斷方法依據(jù)有三條:①司外揣內(nèi)。意為通過(guò)觀察、分析病人的外部表現(xiàn),測(cè)知其體內(nèi)的病理變化。②見(jiàn)微知著,通過(guò)觀察局部的、微小的變化，測(cè)知整體的、全身的病變。人體是一個(gè)不可分割的有機(jī)整體,其任何一部分都與整體或其它部分密切聯(lián)系，因而局部可反映整體的生理、病理信息。③以常達(dá)變，即以正常的狀況為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)太過(guò)或不及的異常變化。意為以健康人體的表現(xiàn)或狀態(tài)去衡量病人，即可發(fā)現(xiàn)病人的異常之處及病變所在，從而為做出正確的診斷提供線(xiàn)索和依據(jù)。

中醫(yī)主要應(yīng)用源于天然的中藥和以疏通經(jīng)絡(luò)為主的各種非藥物治療，用中醫(yī)藥理論對(duì)藥物進(jìn)行復(fù)方組合，對(duì)人體進(jìn)行有重點(diǎn)的整體治療。在大量長(zhǎng)期的臨床實(shí)踐中，先者們根據(jù)不同的癥候總結(jié)出大量的相應(yīng)的藥方，這是我國(guó)勞動(dòng)人民在社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中的智慧結(jié)晶，有是證用是方是中醫(yī)的重要醫(yī)則。中醫(yī)主要是通過(guò)調(diào)整機(jī)體的狀態(tài)恢復(fù)患者的健康的，以治未病為主的,所以其治療的范圍有限。

西醫(yī)在診斷疾病過(guò)程中，根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí),并借助于各種實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備及檢查技術(shù)對(duì)疾病進(jìn)行定性和定量分析。包括病因診斷、病理解剖診斷、病理生理診斷等方面。

西醫(yī)主要應(yīng)用化學(xué)藥品和手術(shù)治療，消除病原體的侵襲和彌補(bǔ)機(jī)體的代償功能。隨著技術(shù)的發(fā)展,西醫(yī)治療還有放射治療，介入治療,透析治療，物理治療等等。在治療疾病的不同階段,西醫(yī)可能會(huì)采用一種治療方法,或一種方法為主同時(shí)采用多種治療方法。

西醫(yī)學(xué)的治療原理是針對(duì)病變的特異性病因、病理，運(yùn)用藥物的化學(xué)作用性質(zhì)和方式,形成特異性地消除病因、糾正病理的治療。治療思想是針對(duì)病因、病理、病位以直接控制的逆施性對(duì)抗療法。治療手段的選擇和設(shè)計(jì)是以能夠特異地消除病因、糾正病理為標(biāo)準(zhǔn)，治療活動(dòng)就是運(yùn)用這種手段去消除病因、糾正病理的過(guò)程。隨著觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越向更低的微觀層次深入，越來(lái)越趨向于在分子水平的層次上理解疾病和醫(yī)學(xué)現(xiàn)象。

量子中醫(yī)學(xué)是在傳統(tǒng)中醫(yī)的框架下，用量子理論轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)中醫(yī)哲學(xué)內(nèi)容構(gòu)建的，認(rèn)為量子可以表征中醫(yī)之氣。其診斷方法是用生物光子分析系統(tǒng)或其他檢測(cè)生物超微弱發(fā)光、電磁、熱能等儀器檢測(cè)機(jī)體的量子行為，定量確定機(jī)體的狀態(tài),通過(guò)建立機(jī)體量子的行為與方劑、針灸等的定量數(shù)理關(guān)系，實(shí)施治療的。量子中醫(yī)學(xué)的治療方法和治療理念與傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)一樣，最大的區(qū)別在于量子中醫(yī)學(xué)實(shí)現(xiàn)治療的定量化，中醫(yī)學(xué)則是定性的。

5討論

中醫(yī)理論源于東方文明，西醫(yī)理論源于西方古希臘文明，量子中醫(yī)學(xué)卻是用源于西方文明的量子理論轉(zhuǎn)化來(lái)自東方文明的中醫(yī)理論而來(lái)的。他們有相同的目的性即抵御人的疾病保障人的健康。

中醫(yī)學(xué)是建立在人體之“氣是構(gòu)成并維持人生命活動(dòng)的最重要、最基礎(chǔ)的物質(zhì)”這一哲學(xué)抽象概念之上的，量子中醫(yī)學(xué)是建立在人體之“氣是機(jī)體電磁輻射場(chǎng)”這一具體物質(zhì)概念之上的，中醫(yī)學(xué)“氣”的概念是哲學(xué)層面的概念是徹底的、絕對(duì)的，量子中醫(yī)學(xué)“量子”的概念是物理層面的概念,是實(shí)在的、可定量檢測(cè)的。量子中醫(yī)學(xué)認(rèn)為量子與氣具有同構(gòu)性,而西方傳統(tǒng)的思想文化以原子和還原論為代表,認(rèn)為“原子”是世界萬(wàn)物的本原；量子中醫(yī)學(xué)是以中醫(yī)學(xué)為實(shí)踐基礎(chǔ)，以量子理論等現(xiàn)代科學(xué)為理論基礎(chǔ)建立的學(xué)科，同中醫(yī)學(xué)一樣強(qiáng)調(diào)人體生命的功能變化規(guī)律，西醫(yī)是以經(jīng)典的物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等近代科學(xué)為支撐建立的學(xué)科,強(qiáng)調(diào)人體生命的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，強(qiáng)調(diào)征服自然。中醫(yī)學(xué)以中國(guó)古代哲學(xué)為支撐學(xué)科，以陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)、五行學(xué)說(shuō)等哲學(xué)思辨工具為其說(shuō)理工具。中醫(yī)學(xué)和量子中醫(yī)學(xué)重視機(jī)體的整體性、恒動(dòng)性、功能性,形神統(tǒng)一，西醫(yī)則重視臟器和細(xì)胞組織分析、強(qiáng)調(diào)局部、靜態(tài)、結(jié)構(gòu)，排斥精神因素；中醫(yī)學(xué)重唯象研究，強(qiáng)調(diào)陰陽(yáng)平衡，而量子中醫(yī)學(xué)和西醫(yī)學(xué)則重實(shí)證研究,注重實(shí)證分析、綜合。量子中醫(yī)學(xué)從機(jī)體電磁輻射層面研究人體;西醫(yī)學(xué)從分子水平研究人體，中醫(yī)學(xué)則從整體水平來(lái)研究人體的變化；中醫(yī)學(xué)的診斷擅長(zhǎng)司外揣內(nèi)的功能觀察法，辨證邏輯和定性分析，量子中醫(yī)學(xué)和西醫(yī)學(xué)的診斷盡可能運(yùn)用一切科學(xué)技術(shù)發(fā)明，以定量檢測(cè)為主；治療上中醫(yī)學(xué)和量子中醫(yī)學(xué)是以天然的中藥、針灸、拔罐等通過(guò)調(diào)整機(jī)體的狀態(tài)，調(diào)動(dòng)機(jī)體的抗病潛能達(dá)到恢復(fù)健康的目的，并用多種藥物配伍，多種方法并用來(lái)提高療效,側(cè)重于治未病，西醫(yī)治病則主要是以化學(xué)藥物、手術(shù)等為主要工具，通過(guò)對(duì)抗局部病灶達(dá)到消除疾病的目的，側(cè)重于治已病。

量子中醫(yī)學(xué)剛剛形成，是基于中醫(yī)現(xiàn)代化研究的結(jié)果,其理論性實(shí)踐性都是初步的、尚未完善的#需要大量的長(zhǎng)期的理論和實(shí)驗(yàn)研究。中醫(yī)學(xué)和西醫(yī)學(xué)已分別誕生了兩千多年和四百多年，理論成熟,臨床實(shí)踐豐富。

篇5

1.量子通信的基本原理及發(fā)展

量子是對(duì)原子、電子、光子等物質(zhì)基本單元的統(tǒng)稱(chēng)。量子通信（Quantum Teleportation）是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通信方式，是量子論和信息論相結(jié)合的新研究領(lǐng)域。量子通信主要涉及：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。

1.1量子通信的起源

量子通信起源于19世紀(jì)20年代的“量子糾纏”。在量子力學(xué)中，有共同來(lái)源的兩個(gè)微觀粒子之間存在著某種糾纏關(guān)系，不管它們被分開(kāi)多遠(yuǎn)，只要一個(gè)粒子發(fā)生變化，就能立即影響到另外一個(gè)粒子，即兩個(gè)處于糾纏態(tài)的粒子無(wú)論相距多遠(yuǎn)，都能“感知”和影響對(duì)方的狀態(tài)，類(lèi)似于人類(lèi)的“心靈感應(yīng)”。值得一提的是，盡管愛(ài)因斯坦最早注意到微觀世界中這一現(xiàn)象的存在，卻不愿意接受它，并把它斥之為“幽靈般的超距作用（spooky action at a distance）”，認(rèn)為在量子力學(xué)的詮釋背后一定有著更根本的規(guī)律，它們才能正確、全面地解釋量子現(xiàn)象。

1.2量子通信的雛形

量子通信的概念是美國(guó)科學(xué)家貝內(nèi)特（C.H.Bennett）于1993年提出，即是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式，利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實(shí)現(xiàn)保密通信過(guò)程。量子通信的概念提出后，有6位來(lái)自不同國(guó)家的科學(xué)家基于量子糾纏理論，提出了利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)等傳統(tǒng)信道與量子糾纏技術(shù)相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)量子隱形傳送的方案，即將某個(gè)粒子的未知量子態(tài)傳送到另一個(gè)地方，把另一個(gè)粒子制備到該量子態(tài)上，而原來(lái)的粒子仍留在原處，這就是量子通信最初的基本方案。量子隱形傳態(tài)不僅在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)θ藗冋J(rèn)識(shí)與揭示自然界的神秘規(guī)律具有重要意義，而且可以用量子態(tài)作為信息載體，通過(guò)量子態(tài)的傳送完成大容量信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。

1.3量子通信的現(xiàn)狀

目前對(duì)量子通信的理論方案和實(shí)驗(yàn)研究，主要集中于利用光纖信道和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的陸地?zé)o線(xiàn)光信道。在標(biāo)準(zhǔn)光纖信道中，2007年6月，一個(gè)由奧地利、英國(guó)、德國(guó)研究人員組成的小組，在量子通信研究中創(chuàng)造了通信距離144公里的紀(jì)錄。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信上，2008年，在《新物理學(xué)》（New Journal of Physics）雜志上，一支意大利和奧地利科學(xué)家小組宣布，他們首次識(shí)別出從地球上空1500公里處的人造衛(wèi)星上反彈回地球的單批光子，實(shí)現(xiàn)了太空絕密傳輸量子信息的重大突破。在多點(diǎn)通信上，2009年9月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，建成了3節(jié)點(diǎn)鏈狀16公里的自由空間量子信道，并在此基礎(chǔ)上建成了世界上首個(gè)全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語(yǔ)音量子保密通信，在23km的自由空間信道中，實(shí)現(xiàn)了基于單光子的量子密鑰分配；在600m的自由空間中實(shí)現(xiàn)了基于糾纏光子對(duì)的量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)。如果按照這種速度發(fā)展下去，量子通信預(yù)計(jì)在2020年之前就可以進(jìn)入實(shí)用。

2.量子通信的主要特點(diǎn)

量子通信與成熟的傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，具有以下主要特點(diǎn)：一是保密性強(qiáng)。量子密碼通信其實(shí)不在于密碼通信本身，量子密碼技術(shù)不是用于傳輸密文，而是用于建立傳輸密碼本。根據(jù)海森伯不確定性原理和量子不可克隆的特點(diǎn)，信息的量子比特或量子位一經(jīng)檢測(cè)，就會(huì)產(chǎn)生不可還原的改變，用量子位傳遞加密信息，若在到達(dá)預(yù)定接收者途中被竊取，預(yù)定接收者肯定能夠發(fā)現(xiàn)。再加上量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，且絕對(duì)不會(huì)重復(fù)使用，確保了通信的保密安全。

二是隱蔽性高。量子通信利用單量子糾纏現(xiàn)象，使光子、電子甚至是原子之間能相互影響（制約），從而傳遞信息。當(dāng)其中的一個(gè)量子發(fā)送信息時(shí)，它本身并不移動(dòng)，也不用借助其他媒介，另一個(gè)相關(guān)量子自然會(huì)接收到這個(gè)信息，空間距離和中間介質(zhì)將不再成為通信的障礙。由于量子通信過(guò)程不存在任何電磁輻射，無(wú)論現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)電探測(cè)系統(tǒng)性能如何先進(jìn)，對(duì)量子通信這種完全無(wú)“電磁”的通信目標(biāo)，也是無(wú)能為力的。

三是應(yīng)用性廣。由于量子通信過(guò)程與傳播媒質(zhì)無(wú)關(guān)，傳遞的過(guò)程不會(huì)被任何障礙阻隔，甚至量子隱形傳態(tài)過(guò)程中可穿越大氣層，所以說(shuō)量子通信的應(yīng)用非常廣泛，它既可以在太空中進(jìn)行通信，又可以在海底等惡劣條件下通信，還可以在光纖等介質(zhì)中進(jìn)行信息“傳遞”。應(yīng)用到衛(wèi)星通信、深海通信、太空通信和光纖通信等領(lǐng)域的前景廣闊。

四是時(shí)效性高。由于量子通信時(shí)延為零，可以實(shí)現(xiàn)超光速通信，將極大地提高通信速度；量子通信具有空間遠(yuǎn)距離、大容量、易組網(wǎng)等特點(diǎn)，可以用來(lái)構(gòu)筑高速、大容量的通信網(wǎng)絡(luò)，用于高清晰度圖像、大容量、超高速數(shù)據(jù)的傳輸，便于建立量子因特網(wǎng)。

3.量子通信的應(yīng)用前景

3.1建立全新衛(wèi)星通信網(wǎng)

由于單光子在現(xiàn)在的硅光纖和陸上自由空間中的傳輸距離受到了限制，使量子通信的距離目前只有百余公里，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全球范圍意義上的量子通信?，F(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的衛(wèi)星通信和空間技術(shù)，給全球范圍的量子通信提供了一種新的解決方案。即可以通過(guò)量子存儲(chǔ)技術(shù)與量子糾纏交換和純化技術(shù)的結(jié)合，做成量子中繼器，突破光纖和陸上自由空間鏈路通信距離短的限制，延伸量子通信距離，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球量子通信。

3.2構(gòu)建超光速信息網(wǎng)絡(luò)

隨著量子通信技術(shù)的研究突破和日趨成熟，可以利用量子隱形傳態(tài)以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特點(diǎn)，建立有特殊需求的超光速量子通信網(wǎng)絡(luò)。利用量子通信網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)大容量、高速率信息傳輸處理及按需共享，滿(mǎn)足信息綜合分析及輔助決策的需求。

3.3用于深海通信

目前岸基與深海之間的通信是采用長(zhǎng)波通信方式，不僅系統(tǒng)龐大、設(shè)備造價(jià)高、抗毀性差，而且僅能實(shí)現(xiàn)海水下百米左右的通信。量子通信不同于傳統(tǒng)的“波”通信，在同等條件下，量子通信獲得可靠通信所需的信噪比，要比其他現(xiàn)有通信手段低30～40dB，加之量子通信的光量子隱形傳態(tài)與傳播媒質(zhì)無(wú)關(guān)，這為深海通信開(kāi)辟了一條嶄新的途徑。

3.4用于隱蔽保密通信網(wǎng)

通信隱身的關(guān)鍵之一是要降低電磁輻射，而目前的無(wú)線(xiàn)電通信都要依靠電磁波傳輸信號(hào)，特別是遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)電通信需要輻射很強(qiáng)的電磁波，即使是激光通信，也要輻射很強(qiáng)的光波，而量子通信既無(wú)電磁波輻射，也無(wú)強(qiáng)光波輻射，且采用“一次一密”的加密方式，密碼具有“不可破特性”和“竊聽(tīng)可知性”，從而確保了信息傳輸?shù)陌踩岣吡诵畔⒈Ｗo(hù)和信息對(duì)抗能力。

篇6

關(guān)鍵詞：變頻器；電磁干擾；抗干擾

一、變頻器干擾的來(lái)源

首先是來(lái)自外部電網(wǎng)的干擾。電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過(guò)變頻器的供電電源干擾變頻器。電網(wǎng)中存在大量諧波源如各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備，非線(xiàn)性負(fù)載及照明設(shè)備等。這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對(duì)電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)生危害的干擾。變頻器的供電電源受到來(lái)自被污染的交流電網(wǎng)的干擾后若不加處理，電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過(guò)電網(wǎng)電源電路干擾變頻器。供電電源的干擾對(duì)變頻器主要有：（1）過(guò)壓、欠壓、瞬時(shí)掉電；（2）浪涌、跌落；（3）尖峰電壓脈沖；（4）射頻干擾。

1、晶閘管換流設(shè)備對(duì)變頻器的干擾

當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有容量較大的晶閘管換流設(shè)備時(shí)，由于晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口，波形嚴(yán)重失真。

2、電力補(bǔ)償電容對(duì)變頻器的干擾

許多用戶(hù)都在變電所采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)提高功率因數(shù)，在補(bǔ)償電容投入或切出的暫態(tài)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管因承受過(guò)高的反向電壓而擊穿。

其次是變頻器自身對(duì)外部的干擾。變頻器的整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來(lái)說(shuō)是非線(xiàn)性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波對(duì)同一電網(wǎng)的其它電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。另外變頻器的逆變器大多采用pwm技術(shù)，當(dāng)工作于開(kāi)關(guān)模式且作高速切換時(shí)，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。

（1）輸入電流的波形，變頻器的輸入側(cè)是二極管整流和電容濾波電路。顯然只有電源的線(xiàn)電壓ul大于電容器兩端的直流電壓ud時(shí)，整流橋中才有充電電流。

（2）輸出電壓與電流的波形，絕大多數(shù)變頻器的逆變橋都采用spwm調(diào)制方式，其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形式形波；由于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電感性質(zhì)，定子的電流十分接近于正弦波。

二、干擾信號(hào)的傳播方式

變頻器能產(chǎn)生功率較大的諧波，由于功率較大，對(duì)其它設(shè)備干擾性較強(qiáng)，其干擾途徑與一般電磁干擾途徑是一致的，主要分傳導(dǎo)（即電路耦合）、電磁輻射、感應(yīng)耦合。

1、電路耦合方式，即通過(guò)電源網(wǎng)絡(luò)傳播。由于輸入電流為非正弦波，當(dāng)變頻器的容量較大時(shí)，將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變，影響其他設(shè)備工工作，同時(shí)輸出端產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)銅損、鐵損大幅增加，影響了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。

2、感應(yīng)耦合方式，當(dāng)變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設(shè)備的電路挨得很近時(shí)，變頻器的高次諧波信號(hào)將通過(guò)感應(yīng)的方式耦合到其他設(shè)備中去。感應(yīng)的方式又有兩種：a、電磁感應(yīng)方式；b、靜電感應(yīng)方式。

3、空中幅射方式，即以電磁波方式向空中幅射，這是頻率很高的諧波分量的主要傳播方式。

三、變頻調(diào)速的抗干擾對(duì)策

據(jù)電磁性的基本原理，形成電磁干擾（emi）須具備三要素：電磁干擾源、電磁干擾途徑、對(duì)電磁干擾敏感的。為防止干擾，可采用硬件抗干擾和軟件抗干擾。（1）所謂干擾的隔離，是指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開(kāi)來(lái)，使它們不發(fā)生電的聯(lián)系。（2）在線(xiàn)路中設(shè)置濾波器的作用是為了抑制干擾信號(hào)從變頻器通過(guò)電源線(xiàn)傳導(dǎo)干擾到電源從電動(dòng)機(jī)。（3）屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏;輸出線(xiàn)最好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號(hào)控制變頻器時(shí)，要求信號(hào)線(xiàn)盡可能短（一般為20m以?xún)?nèi)），且信號(hào)線(xiàn)采用雙芯屏蔽，并與主電路線(xiàn)（ac380v）及控制線(xiàn)（ac220v）完全分離，決不能放于同一配管或線(xiàn)槽內(nèi)，周?chē)娮用舾性O(shè)備線(xiàn)路也要求屏蔽。（4）正確的接地既可以使有效地抑制外來(lái)干擾，又能降低設(shè)備本身對(duì)外界的干擾。在實(shí)際應(yīng)用中，由于電源零線(xiàn)（中線(xiàn)）、地線(xiàn)（保護(hù)接地、接地）不分、控制屏蔽地（控制信號(hào)屏蔽地和主電路導(dǎo)線(xiàn)屏蔽地）的混亂連接，大大降低了的穩(wěn)定性和可靠性。（5）采用電抗器。在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波分量（5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等所）所占的比重是很高的，它們除了可能干擾其他設(shè)備的正常運(yùn)行之外，還因?yàn)樗鼈兿牧舜罅康臒o(wú)功功率，使線(xiàn)路的功率因數(shù)大為下降。在輸入電路內(nèi)串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)變頻器應(yīng)用過(guò)程中干擾的來(lái)源和傳播途徑的分析，提出了解決這些問(wèn)題的實(shí)際對(duì)策，隨著新技術(shù)和新理論不斷在變頻器上的應(yīng)用，重視變頻器的emc要求，已成為變頻調(diào)速傳動(dòng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用必須面對(duì)的問(wèn)題，也是變頻器應(yīng)用和推廣的關(guān)鍵之一。變頻器存在的這些問(wèn)題有望通過(guò)變頻器本身的功能和補(bǔ)償來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)：

1、吳忠智,吳加林.變頻器應(yīng)用手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

2、張燕賓.變頻器調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社.

篇7

在8月31日于北京舉辦的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“Qi”首發(fā)儀式上,這個(gè)模仿無(wú)線(xiàn)充電過(guò)程的動(dòng)作,讓人聯(lián)想到美國(guó)麻省理工學(xué)院的著名實(shí)驗(yàn):2007年6月,馬林•索爾賈?？祟I(lǐng)導(dǎo)的麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)給一個(gè)直徑60厘米的線(xiàn)圈通電,點(diǎn)亮了2米之外連接在另一個(gè)線(xiàn)圈上的60瓦燈泡。

該實(shí)驗(yàn)在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表后,引起巨大反響,使得電磁感應(yīng)發(fā)電這項(xiàng)誕生于100多年前的技術(shù),再度進(jìn)入大眾視線(xiàn),點(diǎn)燃了市場(chǎng)對(duì)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的熱情。

Powercast、WildCharge和Powerbeam等多家專(zhuān)門(mén)從事無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的公司相繼浮出水面,馬林•索爾賈?？艘渤闪⒘艘患颐麨閃iTricity的公司,繼續(xù)推進(jìn)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的改進(jìn)和商業(yè)化。

2008年12月17日,WPC應(yīng)時(shí)而生。不過(guò),與麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)方向不同,WPC認(rèn)為遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)充電沒(méi)有效率,倡導(dǎo)近距離電磁感應(yīng)技術(shù)。

作為飛利浦公司標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)主管,WPC主席曼諾•特里夫斯希望將已經(jīng)在飛利浦電動(dòng)牙刷上實(shí)現(xiàn)商用的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù),應(yīng)用在更為普遍的設(shè)備和領(lǐng)域中。

技術(shù)比拼

“充電牙刷主要是應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù),而麻省理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)來(lái)自電磁諧振原理?！敝袊?guó)科學(xué)院電工研究所前沿探索部顧問(wèn)童建忠告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者,“一直應(yīng)用于傳遞信息的無(wú)線(xiàn)電波,也是無(wú)線(xiàn)能量傳輸?shù)囊环N方式。利用天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收無(wú)線(xiàn)電波方式可實(shí)現(xiàn)80%以上的傳輸效率。此外,還可以靠激光束傳輸,但應(yīng)用難點(diǎn)在于激光束需要有固定通道?！?/p>

不過(guò),在目前無(wú)線(xiàn)充電主要的幾種方式中,最為常見(jiàn)的還是電磁感應(yīng)技術(shù)。“類(lèi)似于傳統(tǒng)的變壓器,通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線(xiàn)圈的互感作用產(chǎn)生電流。”童建忠介紹說(shuō),當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)圈距離很近時(shí),其中一個(gè)產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布,將在空氣中與另一個(gè)線(xiàn)圈勾連起來(lái),感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),實(shí)現(xiàn)功率的傳遞。

而當(dāng)線(xiàn)圈間距逐漸增大時(shí),磁場(chǎng)能量會(huì)隨距離的增加而衰減,傳輸隨之受到影響,直到不再發(fā)生感應(yīng)。而利用電磁諧振原理,可在稍遠(yuǎn)的距離上實(shí)現(xiàn)磁耦合,使得兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的物體之間高效地傳輸能量。

在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中,馬林•索爾賈希克小組還使用了諧振天線(xiàn)。當(dāng)發(fā)射端通電時(shí),并不會(huì)直接向外發(fā)射電磁波,而是在周?chē)纬梢粋€(gè)非輻射的磁場(chǎng),用來(lái)與接收端聯(lián)絡(luò)并激發(fā)諧振。一旦發(fā)射端與接收端頻率相同,就會(huì)形成一個(gè)諧振系統(tǒng),能量可以在系統(tǒng)內(nèi)部傳輸,而不會(huì)對(duì)外面的物體產(chǎn)生影響。這同時(shí)解決了傳輸能量時(shí)的損耗問(wèn)題。

2007年的公開(kāi)演示中,利用電磁諧振原理實(shí)現(xiàn)的無(wú)線(xiàn)充電效率只能達(dá)到40%。

2008年8月,在英特爾開(kāi)發(fā)者論壇(IDF)上,約書(shū)亞•史密斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組向麻省挑戰(zhàn),將基于電磁諧振技術(shù)的無(wú)線(xiàn)充電傳輸效率提升到75%。而馬林•索爾賈?？艘搽S即宣稱(chēng)已將傳輸效率提高到了90%,下一步研發(fā)目標(biāo)將轉(zhuǎn)向縮小線(xiàn)圈體積,同時(shí)增加傳輸距離。

隨著無(wú)線(xiàn)充電成為技術(shù)比拼的擂臺(tái),各種無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品也成為各種消費(fèi)電子展上的?？?。從戴爾Latitude Z筆記本的無(wú)線(xiàn)感應(yīng)充電基座,到微軟uPad無(wú)線(xiàn)充電板裝置;從Palm Pre手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電底座,到海爾“無(wú)尾”概念電視。各大消費(fèi)電子廠商都在嘗試引入無(wú)線(xiàn)充電功能。

而無(wú)論電磁感應(yīng)還是諧振技術(shù),得以實(shí)現(xiàn)的基石,都來(lái)自于邁克爾•法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)理論,以及1890年尼古拉•特斯拉確立的無(wú)線(xiàn)輸電構(gòu)想。

“盡管各種技術(shù)的歷史悠久,但我們現(xiàn)在才開(kāi)真正了解無(wú)線(xiàn)充電解決方案的市場(chǎng)潛力?！笔袌?chǎng)研究公司In-Stat公司首席技術(shù)戰(zhàn)略專(zhuān)家吉姆•麥格雷戈表示。

根據(jù)In-Stat的報(bào)告,到2014年,用于移動(dòng)設(shè)備無(wú)線(xiàn)充電的市場(chǎng)收入將高達(dá)43億美元。

應(yīng)用難題

與之相比,國(guó)內(nèi)無(wú)線(xiàn)充電研究和應(yīng)用尚處于起步階段,但從事手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品的大小公司已不在少數(shù)。在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的專(zhuān)利檢索頁(yè)面,輸入“無(wú)線(xiàn) 充電”字樣,各種專(zhuān)利認(rèn)證達(dá)63個(gè)之多,其中大多與手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)相關(guān)。

在很多公司的宣傳頁(yè)面上,甚至可以看到各色山寨版的“線(xiàn)圈燈泡”實(shí)驗(yàn),以證實(shí)其無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)所言非虛。

“不是說(shuō)兩個(gè)線(xiàn)圈一弄,燈泡亮了,就是無(wú)線(xiàn)充電。”深圳市啟欣科技有限公司無(wú)線(xiàn)充電項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人薛金海對(duì)《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者說(shuō),“基本原理大家都知道,但能否真正安全和高效地應(yīng)用到手機(jī)上,還有很多難題需要解決?！?/p>

具體到安全問(wèn)題,主要包括兩個(gè)層面。一是如何保證電磁波只輻射到手機(jī)接收部分,不會(huì)影響到人體健康,或干擾其他設(shè)備;二是讓電磁輻射在錯(cuò)誤使用情況下不至于損壞電池和充電器,比如識(shí)別無(wú)線(xiàn)充電器上的異物,防止鋰電池過(guò)熱導(dǎo)致的變形或爆炸的危險(xiǎn)等。

“這些都要通過(guò)大量的軟硬件工作來(lái)實(shí)現(xiàn)?！毖鸷１硎?“在傳輸效率方面,號(hào)稱(chēng)能達(dá)到90%以上的不大可信。有線(xiàn)充電的效率大概也就是87%左右,對(duì)于無(wú)線(xiàn)充電來(lái)說(shuō),外殼的厚度也會(huì)影響到充電效率。在5mm厚度情況下,傳輸效率最高能達(dá)到70%。”

7月23日,WPC歷時(shí)18個(gè)月,推出首個(gè)無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)Qi,用于手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等不超過(guò)5瓦的低功率設(shè)備。針對(duì)市場(chǎng)上主要采取的電磁感應(yīng)技術(shù),Qi標(biāo)準(zhǔn)在“界面規(guī)范、測(cè)試程序、最低性能要求”三個(gè)方面進(jìn)行了規(guī)定。

不過(guò)WPC也承認(rèn),在市場(chǎng)發(fā)展上仍需分階段逐步過(guò)渡,尚有很多問(wèn)題待解決。

不確定的未來(lái)

“我覺(jué)得中國(guó)無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)還沒(méi)有形成,實(shí)際的接受程度怎么樣還值得探討。”薛金海說(shuō)。

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)此前多應(yīng)用在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,需要保證產(chǎn)品密閉性的地方,如水下設(shè)備、體內(nèi)醫(yī)療裝置等。但面對(duì)龐大的消費(fèi)級(jí)設(shè)備市場(chǎng),這項(xiàng)處于起步階段的技術(shù),能否說(shuō)服人們“擺脫最后一根線(xiàn)纜”,還是未知數(shù)。

據(jù)悉,WPC將在10月啟動(dòng)中等功率(不超過(guò)120瓦)技術(shù)規(guī)范的制定工作,以求將Qi繼續(xù)拓展到筆記本電腦、上網(wǎng)本、電動(dòng)工具、家用電器等更多領(lǐng)域。

但薛金海認(rèn)為,在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,仍然面臨很多新的技術(shù)課題。

篇8

關(guān)鍵詞：變頻器 應(yīng)用 干擾 方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TD611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0088-01

1 變頻器的應(yīng)用

現(xiàn)代化的工業(yè)擁有許多大型電子電氣設(shè)備。由于電子電氣設(shè)備工作的特點(diǎn)，要求電動(dòng)機(jī)必須具有超強(qiáng)的調(diào)速功能。以前，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速一直是個(gè)難題，調(diào)速性能要求比較高的電動(dòng)機(jī)都采用直流調(diào)速的方式，但直流調(diào)速機(jī)有著諸如調(diào)速機(jī)體積大、噪聲大、維修困難、耗電量大等缺點(diǎn)，逐漸不再適應(yīng)生產(chǎn)的需要。

變頻器調(diào)速技術(shù)融合了自動(dòng)化、微電子、電氣等多種高新技術(shù)。由于其采用軟啟動(dòng)，可以減少設(shè)備和電機(jī)的磨損，從而延長(zhǎng)了設(shè)備和電機(jī)的壽命。變頻調(diào)速機(jī)的應(yīng)用不但可以提高生產(chǎn)機(jī)械的精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，而且變頻調(diào)速系統(tǒng)還具有顯著地節(jié)能效果。隨著變頻器技術(shù)的發(fā)展，變頻器在交流電動(dòng)機(jī)中的使用越來(lái)越多，逐漸替代了直流調(diào)速機(jī)等其他調(diào)速設(shè)備。

2 應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法

隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，隨之出現(xiàn)的問(wèn)題也越來(lái)越多。主要表現(xiàn)在：電磁干擾、振動(dòng)、發(fā)熱等方面。本文針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)解決方法。

2.1 電磁干擾

2.1.1 主要電磁干擾源和干擾途徑

電磁干擾是以外部噪聲和無(wú)用信號(hào)的形式在接收中所造成的干擾。主要包括外部組件對(duì)變頻器的干擾和變頻器對(duì)外部組件的干擾兩個(gè)方面。其干擾途徑主要分電磁輻射、傳導(dǎo)和感應(yīng)耦合三種。

（1）外部組件對(duì)變頻器的干擾。變頻器的整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備、照明設(shè)備等對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是非線(xiàn)性負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一電網(wǎng)的其他電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾。主要是這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變，從而對(duì)電網(wǎng)中其他設(shè)備產(chǎn)生有害的干擾。變頻器的供電電源受到電網(wǎng)中畸變的波形干擾后，若置之不理，電網(wǎng)噪聲就會(huì)通過(guò)電網(wǎng)電源電路干擾變頻器，使其不能正常工作。

（2）變頻器對(duì)外部組件的干擾。變頻器相對(duì)整個(gè)局域電網(wǎng)來(lái)說(shuō)也是非線(xiàn)性負(fù)載，因此變頻器也對(duì)周?chē)渌M件產(chǎn)生干擾。另外，變頻器的逆變器大多采用PWM技術(shù)，當(dāng)工作于開(kāi)關(guān)模式并作高速切換時(shí)，產(chǎn)生大量耦合性噪聲。因此，變頻器對(duì)居于電網(wǎng)內(nèi)其他的電子、電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)也是一個(gè)電磁干擾源。

2.1.2 抗電磁干擾的措施

產(chǎn)生電磁干擾必須同時(shí)具備電磁干擾源、干擾途徑、對(duì)易受干擾的組件三個(gè)要素。電磁干擾源和易受干擾的組件都是電網(wǎng)系統(tǒng)中不可缺少的部分，為防止干擾，主要是采用硬件抗干擾措施切斷干擾的傳播途徑或者直接在干擾源上采取措施直接切斷或減弱干擾源的干擾外泄。其他的輔助措施還有采取措施降低易受干擾組件對(duì)干擾信號(hào)的敏感性。

具體措施在工程上可采用空間隔離、加裝濾波裝置、干擾信號(hào)屏蔽、正確接地等方法。

（1）空間隔離。在實(shí)際的工程布局時(shí)，最好將變頻器單獨(dú)放置，盡量將變頻器遠(yuǎn)離其他易受干擾的設(shè)備，使其產(chǎn)生的電磁干擾在到達(dá)最近的電子設(shè)備的時(shí)候減弱至影響可忽略的程度。但是由于受區(qū)域面積的限制，單獨(dú)放置的變頻器顯然不太現(xiàn)實(shí)，應(yīng)盡量將易受干擾的弱電控制設(shè)備與變頻器分開(kāi)放置，中間布局不易受干擾的其他設(shè)備，比如將動(dòng)力配電柜放在變頻器與弱電控制設(shè)備之間以減小干擾的影響。

（2）濾波裝置。變頻器在實(shí)際工作中產(chǎn)生大量高次諧波，對(duì)局域電網(wǎng)及其組件產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，使電網(wǎng)波形嚴(yán)重變形，可能造成電網(wǎng)壓降過(guò)大。由于電網(wǎng)功率因數(shù)較低，大功率的變頻器更容易產(chǎn)生更大的影響。主要的解決方法是采用無(wú)功補(bǔ)償裝置，調(diào)節(jié)功率因數(shù)，還可以在變頻器輸出側(cè)和輸入側(cè)加裝濾波器來(lái)減弱電磁干擾通過(guò)電源線(xiàn)傳導(dǎo)到電源和電動(dòng)機(jī)。

（3）干擾屏蔽。最好的屏蔽方式變頻器完全封閉在金屬殼內(nèi)，然后金屬殼再接地，這樣基本上就能保證變頻器對(duì)外界的輻射干擾減小到最小值，使其對(duì)電子線(xiàn)路和設(shè)備的影響減到最低。另外，變頻器是由極精細(xì)的微處理器等集成電路組成的，對(duì)其他組件產(chǎn)生的電磁干擾比較敏感，很容易由此引起嚴(yán)重的錯(cuò)誤。其他組件的電磁干擾從變頻器控制電纜為途徑進(jìn)入，所以要對(duì)電纜采取較強(qiáng)的抗干擾措施。一般措施是：模擬量控制線(xiàn)路一定要使用屏蔽線(xiàn)，屏蔽層?？拷冾l器一側(cè)應(yīng)接控制電路的公共端，而不能接在變頻器的接地端或者直接接地。屏蔽層的另一端懸空處理就可以。

（4）正確接地。正確的接地方式對(duì)變頻器的正常運(yùn)行至關(guān)重要。當(dāng)變頻器與其他設(shè)備或多臺(tái)變頻器同時(shí)需要接地時(shí)，所有設(shè)備應(yīng)單獨(dú)分開(kāi)接地，而不能將一臺(tái)或者多臺(tái)設(shè)備的接地端連接后再接地。這樣就減少了變頻器和其他設(shè)備之間的相互干擾，使變頻器和其他設(shè)備能夠正常工作，發(fā)揮更好的作用。

2.2 振動(dòng)干擾

變頻器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高次諧波引起的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)許多機(jī)械部件產(chǎn)生電磁策動(dòng)力，策動(dòng)力的頻率如果和某些機(jī)械部件的頻率接近或相等，就會(huì)產(chǎn)生電磁原因?qū)е碌恼駝?dòng)。

減弱或消除振動(dòng)的方法主要是在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間接入交流電抗器，主要是為了減弱變頻器輸出電流中的高次諧波。此電抗器一定要安裝在距離變頻器最近的地方，以減少引線(xiàn)的距離。

2.3 發(fā)熱問(wèn)題

由于變頻器長(zhǎng)時(shí)間工作和部件老化等原因不可避免的產(chǎn)生多余的不能擴(kuò)散的熱量會(huì)給變頻器帶來(lái)很?chē)?yán)重的問(wèn)題，其中98%的熱量是主電路產(chǎn)生的，其他部分產(chǎn)生的熱量很少。為保障變頻器正?？煽康剡\(yùn)行，必須對(duì)變頻器進(jìn)行降溫。主要方法有以下幾點(diǎn)。

（1）采用風(fēng)扇散熱。利用變頻器箱體的內(nèi)部風(fēng)扇可將變頻器內(nèi)部的熱量帶走。也可以在設(shè)備機(jī)房設(shè)置循環(huán)風(fēng)扇通過(guò)循環(huán)風(fēng)來(lái)給變頻器降溫。

（2）調(diào)節(jié)環(huán)境溫度。變頻器是極精細(xì)的電子設(shè)備，包含多種電子元件和電解電容等組件，溫度的高低直接影響著其使用壽命的長(zhǎng)短。一般變頻器的運(yùn)行環(huán)境一般要求在-10～50℃之間，如果能降低變頻器運(yùn)行的環(huán)境溫度，既延長(zhǎng)了變頻器的使用壽命，又能保障設(shè)備性能的穩(wěn)定。所以比較重要的設(shè)備機(jī)房都會(huì)設(shè)有專(zhuān)門(mén)的散熱冷卻系統(tǒng)，主要包括加裝空調(diào)、加裝風(fēng)道、加裝水冷設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

通對(duì)變頻器運(yùn)行過(guò)程中存在的干擾問(wèn)題的分析，提出了解決這些問(wèn)題的實(shí)際方法和措施。隨著變頻器相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，變頻器應(yīng)用存在的干擾問(wèn)題有望通過(guò)變頻器本身的設(shè)計(jì)來(lái)解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 范錫普.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：水利電力出版社，1987.

[2] 王維儉.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，1991.

篇9

關(guān)鍵詞：節(jié)約能源溫差發(fā)電路燈可行性

1.1 溫差發(fā)電的基本原理：溫差發(fā)電是基于熱電材料的塞貝克效應(yīng)發(fā)展起來(lái)的一種

發(fā)電技術(shù)，將P 型和N 型兩種不同類(lèi)型的熱電材料（P 型是

富空穴材料，N 型是富電子材料） 一端相連形成一個(gè)PN 結(jié)，如圖所示，置于高溫狀態(tài)，另一端形成低溫，則由于熱激發(fā)作用，P（N）型材料高溫端空穴（電子）濃度高于低溫端，因此在這種濃度梯度的驅(qū)動(dòng)下，空穴和電子就開(kāi)始向低溫端擴(kuò)散，從而形成電動(dòng)勢(shì)，這樣熱電材料就通過(guò)高低溫端間的溫差完成了將高溫端輸入的熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的過(guò)程。單獨(dú)的一個(gè)PN結(jié)，可形成的電動(dòng)勢(shì)很小，而如果將很多這樣的PN 結(jié)串聯(lián)起來(lái)，就可以得到足夠高的電壓，成為一個(gè)溫差發(fā)電器。

1.2 右圖為溫差路燈的工作裝置簡(jiǎn)圖：熱端熱源為太陽(yáng)輻射，吸熱涂層吸收熱量使熱端溫度提高與冷端產(chǎn)生溫差，進(jìn)而空穴與電子運(yùn)動(dòng)，利用蓄電池把電能貯存起來(lái)。其中干路的光敏開(kāi)關(guān)控制溫差發(fā)電器使其在夜晚不再工作，而控制路燈的開(kāi)關(guān)則設(shè)計(jì)成是夜晚工作。由此可以看出要使路燈正常工作，發(fā)電器必須產(chǎn)生足夠的功率。

這也是本裝置的關(guān)鍵所在！影響發(fā)電功率的因素都有哪些呢？如何削弱不利因素呢？就是我們要討論的主要內(nèi)容。

2. 研究表明：溫差發(fā)電器的輸出功率和發(fā)電效率與高溫端溫度、低溫端溫度、負(fù)載電阻、發(fā)電器電阻等因素有密切的關(guān)系。在不同的條件下，溫差發(fā)電的性能差別較大，本裝置采用如下措施來(lái)改善其發(fā)電性能：

2.1選用合適的PN材料

熱電材料是熱電器的核心部分，其性能的優(yōu)劣之間決定著器件性能的好壞。

評(píng)價(jià)材料熱電性能的綜合參數(shù)為無(wú)量綱優(yōu)值ZT=(α2σ/κ)T， 其中α 為材料的溫差電動(dòng)勢(shì)率, 即Seebeck 系數(shù)，σ 為材料的電導(dǎo)率，κ 為熱導(dǎo)率，T 為絕對(duì)溫度。無(wú)量綱優(yōu)值越大，材料的熱電轉(zhuǎn)換效率越高。以Bi2Te3 為基的熱電材料ZT 值約為1，是目前室溫下熱電性能最好的材料。而且，摻雜可以提高材料熱電性能，有研究發(fā)現(xiàn)室溫下P 型Bi2Te3 基材料的優(yōu)化配方為Bi0.49Sb1.51Te3，seebeck 系數(shù)達(dá)到158μv/K，N 型材料的優(yōu)化配方為Bi2Te2.75Se0.25，seebeck 系數(shù)達(dá)到-120μv/K。同樣，還有其他諸如：鈷基氧化物熱電材料、準(zhǔn)晶體材料、超晶格薄膜熱電材料、納米熱電材料等，但尚在研究階段，暫不使用。

2.2 在熱端使用吸熱涂層

為了在太陽(yáng)輻射狀態(tài)下產(chǎn)生較高的溫度，可以在熱端使用選擇性吸熱涂層，本裝置采用的是以金屬陶瓷薄膜為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能選擇吸收涂層。該涂層吸熱能力強(qiáng)，高溫下

具有較高的抗氧化和抗擴(kuò)散能力，同時(shí)與基底材料具有良好的結(jié)合力。

2.3 在冷端進(jìn)行散熱

為了增大溫差，在溫差發(fā)電片的冷端采用銅鋁散熱器。該散熱器主要特點(diǎn)就是將散熱器中通風(fēng)部件與散熱部件分別處理、發(fā)揮銅材耐蝕特長(zhǎng)及鋁材重量輕、導(dǎo)熱好、易成型的特點(diǎn)。

2.4在熱端使用矩形柵格

在溫差發(fā)電器的熱端加上一定數(shù)量的用鋼板做成的矩形格柵，由于格柵材料

用的材質(zhì)為鋼板,其吸收系數(shù)大于0.9,基本接近黑體(吸收系數(shù)為1) ,可近似將其處理為黑體。當(dāng)電磁波把輻射能由熱源輸送到熱端進(jìn)入格柵后，經(jīng)過(guò)多次反射,電磁能從矩形格柵輻射出去的幾率很小，即大部分電磁輻射能還是能夠被格柵所吸收,從而熱端溫度得以提高。因此改進(jìn)后的溫差發(fā)電器可以更多的吸收熱源所釋放的能量,減少損失，進(jìn)而提高了溫差發(fā)電器冷熱端的平均溫差。

前述采用的各項(xiàng)措施，雖然可以提高溫差，但并不是說(shuō)一味的增加溫差就可以提高發(fā)電功率。高溫還會(huì)帶來(lái)很多不利因素也得加以削弱。

3.1高溫加速了器件的損壞，因?yàn)楹附犹幒噶涎趸蜕A；加速了導(dǎo)流片中的銅原子通過(guò)固體擴(kuò)散作用進(jìn)入到溫差電材料中，而隨著時(shí)間及擴(kuò)散作用的進(jìn)行，溫差電材料中的雜質(zhì)原子濃度不斷增加，從而抑制了空穴及電子擴(kuò)散作用的進(jìn)行，導(dǎo)致擴(kuò)散作用逐漸減弱，使得發(fā)電器的發(fā)電效率降低。本裝置使用的是目前較常用的解決辦法：在銅連接片和元件端面鍍鎳。

3.2 發(fā)電器冷熱端之間形成較大溫差，這將造成冷端連接片收縮或熱端連接片膨脹，從而產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力的存在使得剛性的接頭或P、N 電臂很容易斷裂，最終可能導(dǎo)致溫差電偶的損壞，從而縮短了溫差電組件的使用壽命。熱脹冷縮產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力是不可能完全消除的，主要的改善方法有：1)在連接片的中間部分開(kāi)一缺口或彎曲成弧形，從而使連接片具有一定的收縮性，從而減小作用在P、N 電臂上的機(jī)械應(yīng)力；2)過(guò)渡層。在P、N 電臂上加一層過(guò)渡層，這種過(guò)渡層要求有足夠的塑性和較低的電阻，通常用鉍或鉍合金；3)改變基體材料。如果采用有一定柔性而又能起支撐作用的新材料來(lái)代替陶瓷片，通過(guò)基體的柔性來(lái)緩解機(jī)械應(yīng)力，將能有效地解決電臂斷裂的問(wèn)題。

上述討論是考慮如何能增加溫差，降低其不利影響。那么溫差發(fā)電器能產(chǎn)生多大溫差？是否滿(mǎn)足實(shí)際需求呢？根據(jù)現(xiàn)有資料，使用20 組溫差電組件，熱電材料為Bi-Te 基材料，最大溫差174 ℃，最大輸出功率可達(dá)到255 W，而傳統(tǒng)路燈的功率在250W左右，而使用大功率LED路燈50W就可滿(mǎn)足使用要求。因此該裝置所產(chǎn)生的功率是滿(mǎn)足我們的實(shí)際需要的。

應(yīng)用前景及推廣性

本裝置是以太陽(yáng)輻射為能量來(lái)源，無(wú)污染，無(wú)噪聲，并且可以與太陽(yáng)能發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電聯(lián)合使用。在“節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境”的大背景下，利用該裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)供電路燈對(duì)城市道路、人行道、廣場(chǎng)、學(xué)校、公園、庭院、居住區(qū)，廠區(qū)以及其他需要室外照明的場(chǎng)所進(jìn)行照明,是值得使用推廣的。而且，隨著對(duì)溫差發(fā)電器研究的深入以及新材料的出現(xiàn)，該項(xiàng)裝置的優(yōu)勢(shì)會(huì)日漸凸顯！

參考文獻(xiàn)：

[1]趙建云,朱冬生.溫差發(fā)電技術(shù)的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀.電源技術(shù)（綜述），2010，（4）：310

[2]湯廣發(fā),李濤.溫差發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用和展望.制冷空調(diào)與電力機(jī)械，2006，（6）：8

[3] 李時(shí)潤(rùn),徐熙平 .中高溫太陽(yáng)能選擇性吸收涂層.太陽(yáng)能,2010,(3):16

[4]王志宏.銅鋁散熱器的簡(jiǎn)單分析與比較.雞公大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(5):16

篇10

1采用生動(dòng)和有效的教學(xué)方法

“儀器分析”課程包括多種儀器的基本原理和結(jié)構(gòu)、使用方法及分析方法的建立等內(nèi)容，而每種分析儀器也不盡相同，有些儀器原理和結(jié)構(gòu)的部分內(nèi)容比較抽象，學(xué)生往往因畏難而厭學(xué)，這就要求教師采用生動(dòng)和有效的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

1.1綜合比較法的應(yīng)用

由于不同儀器有不同的工作原理、結(jié)構(gòu)及使用方法，在教學(xué)中，應(yīng)以?xún)x器的工作原理和結(jié)構(gòu)為主線(xiàn)，啟發(fā)學(xué)生把相對(duì)獨(dú)立的分析方法進(jìn)行歸納與分類(lèi)，通過(guò)對(duì)比和分析，總結(jié)出分析方法的共性與個(gè)性.例如，光譜分析內(nèi)容可做以下對(duì)比：按照與電磁輻射作用的粒子不同，光譜分析的方法可分為原子光譜分析法、分子光譜分析法和核磁共振波譜法三大類(lèi)，其中，原子光譜分析法包括原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法，分子光譜分析法包括紫外-可見(jiàn)光譜法、紅外光譜法和發(fā)光分析法等；按照電磁輻射與粒子的作用過(guò)程不同，包括發(fā)射光譜法(發(fā)射過(guò)程)、吸收光譜法(吸收過(guò)程)、拉曼光譜法(散射過(guò)程)、衍射光譜法(衍射過(guò)程)、旋光色散法和圓二色光譜法(光的偏振特性)等.通過(guò)這種方法的教學(xué)，學(xué)生對(duì)分析方法之間的聯(lián)系與區(qū)別可以有更深的理解.

1.2形象比喻法的應(yīng)用

“儀器分析”課程中的原理和概念比較多，有些原理和概念比較抽象，不易理解，若采用形象化的比喻，將日常生活中的事物和現(xiàn)象融入課堂教學(xué)，則便于學(xué)生理解和應(yīng)用.例如，色譜分析中分離原理的理論描述是：當(dāng)流動(dòng)相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時(shí)，其與固定相發(fā)生相互作用.由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上具有差異，與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強(qiáng)弱不同，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)，混合物在兩相間經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時(shí)間不同，從而按一定次序由固定相中流出.對(duì)于這種描述，學(xué)生會(huì)感到復(fù)雜，難于接受，若用走親訪(fǎng)友作比喻，把走親訪(fǎng)友的過(guò)程看作色譜的分離過(guò)程，親友的家是固定相，走進(jìn)去的人是流動(dòng)相，進(jìn)進(jìn)出出就是流動(dòng)相的不斷運(yùn)動(dòng)，根據(jù)雙方關(guān)系親疏遠(yuǎn)近(色譜中的相互作用力大小)，會(huì)有不同表現(xiàn)(不同的作用情況).若是雙方關(guān)系親近(色譜中的相互作用力大)，人們就會(huì)在親友家中停留的時(shí)間長(zhǎng)(保留時(shí)間長(zhǎng))，反之，則停留時(shí)間短.不同的人群(分離對(duì)象)由此就可以得到區(qū)分(色譜分離).這種貼近生活的比喻可以幫助學(xué)生正確理解分離原理.

1.3電化教學(xué)法的應(yīng)用

“儀器分析”課程涉及的一些大型貴重分析儀器，如電感耦合等離子發(fā)射光譜儀、質(zhì)譜儀、核磁共振波譜儀等，很難普及到一般的本科院校；即使是一些常見(jiàn)的分析儀器，出于保護(hù)分析儀器不受損害或防塵的需要，也不會(huì)向?qū)W生展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu).在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生很難真正了解儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，也不能很好地掌握儀器的使用方法.多媒體技術(shù)集文字、圖片和聲音等信息于一體，具有較強(qiáng)的直觀性和形象性.借助多媒體技術(shù)，把教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象地展現(xiàn)給學(xué)生，可以讓學(xué)生通過(guò)形、聲、色及其變化，認(rèn)識(shí)“儀器分析”世界.把多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)方式恰當(dāng)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化.以紫外-可見(jiàn)分光光度儀為例，不同的單色器和光路系統(tǒng)組成了不同類(lèi)型的儀器，通過(guò)演示儀器工作原理的Flas，學(xué)生能輕松理解可見(jiàn)分光光度儀的工作原理.

2建立多元化的考核體系

“儀器分析”課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的能力為重點(diǎn)，知識(shí)、技能并重，并以能力和技能考核為主線(xiàn).在對(duì)學(xué)生的考核中，總成績(jī)的評(píng)定采用“平時(shí)成績(jī)+階段考試+期末考試+實(shí)驗(yàn)技能”的模式，即理論課平時(shí)成績(jī)占20%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%、專(zhuān)題報(bào)告成績(jī)占10%、期末考試成績(jī)占50%.各部分成績(jī)?cè)u(píng)定使用多元化的考試、考核手段，不僅檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，更檢測(cè)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力、實(shí)踐動(dòng)手操作能力、教學(xué)參與程度等.這種考核方式避免了由期末考試決定學(xué)業(yè)成績(jī)的弊端，鼓勵(lì)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，不做考前突擊，不搞死記硬背，有利于學(xué)風(fēng)建設(shè).

平時(shí)成績(jī)注重考查學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，包括課堂練習(xí)、課堂交流、完成作業(yè)的情況等.例如，在教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)所講的分析方法，要求學(xué)生查閱相應(yīng)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，并做成PPT文件，然后進(jìn)行課堂交流.通過(guò)查閱，學(xué)生了解了國(guó)內(nèi)外相關(guān)儀器及分析方法的發(fā)展動(dòng)態(tài)，鞏固了課堂教學(xué)成果，提高了查閱文獻(xiàn)、獨(dú)立思考的能力.

階段考試是根據(jù)章節(jié)的教學(xué)要求采用提問(wèn)、單元測(cè)驗(yàn)和期中考試等方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果所做的評(píng)價(jià)方式.通過(guò)階段考試，教師可以了解學(xué)生掌握知識(shí)體系、運(yùn)用知識(shí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、綜合素質(zhì)方面的情況，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，并不斷地改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，積極完成各階段的學(xué)習(xí)任務(wù).實(shí)驗(yàn)技能測(cè)試是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行操作能力的考核和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告有機(jī)結(jié)合，能有效地考查學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

期末考試考查的是學(xué)生對(duì)知識(shí)的組織、理解、運(yùn)用和分析的綜合能力，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的整體把握，通過(guò)期末考試，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行求異思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力以及分析和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力.

3結(jié)束語(yǔ)