发展前景和应用

发展前景和应用（精选十篇）

发展前景和应用 篇1

我国经济的高速增长,带动了交通运输和汽车工业的快速发展,公路建设的规模不断扩大和道路质量标准进一步提高,沥青需求量特别是高性能沥青的需求持续增长。随着我国汽车工业和道路建设的迅速发展的同时,也造成大量废旧轮胎对生存环境的黑色污染。

将废旧轮胎胶粉用于公路建设是解决以上问题的有效途径之一。我国在20世纪80年代开始研制废旧轮胎橡胶粉改性沥青。随着近些年来废旧轮胎胶粉加工工艺的改善,精细废旧轮胎胶粉的生产成本不断降低,废旧轮胎胶粉在公路工程中的应用研究已全面开展。

2 废旧轮胎胶粉在沥青中的作用机理分析

一般轮胎橡胶粉中含有天然橡胶、合成橡胶、硫磺、碳黑、抗老化剂等组成成分,这些成分对改善沥青混凝土的品质都十分有益。橡胶的掺入能提高沥青的软化点,改善低温下的流动性,降低针入度,提高延度(尤其是低温下的延度),使沥青产生良好的弹性变形。碳黑可以改善沥青的粘附性、耐久性和抗磨性提高沥青混合料的抗车辙性能。硫磺可以改善沥青的温度稳定性,抗老化剂能提高沥青抗老化性能。从废旧轮胎胶粉的成分可以看出,废旧轮胎胶粉的掺入对沥青的高低温性能、抗老化性能、弹性性能都有不同程度的改善。但由于橡胶粉和沥青都是惰性较强的高分子材料,大多数橡胶粉并未经过脱硫处理,自身有良好的交联结构,因此将橡胶粉和沥青均匀拌和、形成一种稳定的路用材料并不是件易事,其对沥青的改性机理也和常规改性沥青的机理有所不同。

废旧轮胎橡胶粉的来源为废旧轮胎,它是已经硫化(交联)的橡胶,具有空间网状结构,虽经机械粉碎变成粉末状,但是其粒子的微观结构仍保持空间网状结构。交联点之间保持着较长的柔性链段,橡胶粉的部分交链段与沥青基质胶团均匀地分布在沥青油中,形成了一个稳定的不易产生分离的相容体系,与橡胶S.P值相近的油蜡组分,会缓慢的扩散进入橡胶链段的空隙中,使橡胶分子链段松动,脱离以至混溶。

废旧轮胎胶粉掺入到沥青中以后制成橡胶粉与沥青的共混物,成为橡胶改性沥青。目前橡胶粉与沥青之间的相互作用机理有多种说法:物理共混说、网络填充说以及化学共混说,每种说法各有千秋。这些学说所论及的橡胶粉与沥青的相互作用,在其共混过程中都有可能存在,只是程度不同。这与橡胶粉的成份、沥青的品质、添加剂的种类以及加工方式等因素有较密切的关系。

3 废旧轮胎橡胶粉对沥青性能的改善

废旧轮胎橡胶粉对沥青性能的改善的试验研究:采用滨州90号重交通沥青,常温研磨法粉碎的废旧轮胎橡胶粉,胶粉的目数初步设定为30目、60目、80目、120目;其掺量为8%、15%、20%(外掺量),使用高速剪切机拌和,制备了12种不同掺量和目数的橡胶粉沥青进行橡胶沥青的各项性能试验,研究橡胶粉的掺入对沥青性能的影响状况。在这里笔者不再展开来说,只对各项指标的影响结果作一下表述。

3.1 针入度

沥青中掺入橡胶粉后,沥青的针入度存在不同程度的变化。与基质沥青相比大多数是明显变硬,但也有比基质沥青变得更软的,这与橡胶粉的种类、掺入量有较大关系。大多数橡胶沥青都存在随着胶粉剂量的增加,沥青逐渐由硬变软的现象,可能是由于橡胶粉吸收沥青中的油分,溶胀后均匀分布在沥青中,使得沥青整体变软。

3.2 软化点

由于掺入橡胶粉,橡胶沥青的软化点明显提高,提高幅度在2~8℃之间(一般情况下)。但是随着橡胶粉掺入量的增加软化点并无明显的变化。当量软化点的变化情况与软化点基本一致,不再叙述。

3.3 粘度

粘度是沥青材料的重要技术指标,粘度大的沥青在荷载作用下产生较小的剪切变形,弹性恢复性能好,与沥青混合料的动稳定度有很好的相关关系。对于试验的12种沥青采用毛细管法测的运动粘度。通过实验得出,橡胶粉的掺入能够大大提高沥青的粘度,而且随着掺入量的增加,橡胶沥青的粘度表现出良好的规律性。

3.4 低温延度

从试验结果来看,橡胶沥青5℃的延度明显大于基质沥青的5℃的延度,且橡胶粉掺量对橡胶沥青5℃的延度有明显的规律的影响。废旧轮胎胶粉微粒在橡胶沥青体系中还起着增强作用。废旧轮胎胶粉粒子体积小、数量多,在低温时他们与基质沥青的模量不同,可产生高度的应力集中,提高了沥青的冲击强度和低温柔韧性。

3.5 当量脆点

从试验结果看出,随着废旧轮胎胶粉掺量的增加,橡胶沥青的当量脆点明显降低。

3.6 对老化性能的改善

沥青老化是一个逐渐发展的过程,其速率直接影响路面的使用寿命,是影响沥青混凝土路面耐久性主要因素。我们采用了薄膜加热试验的方法进行测试。在废旧轮胎胶粉中含有丰富的碳黑、防老化剂等化学成分,其中的碳黑含量在30%以上,而碳黑是一种性能良好的沥青补强剂。将这样的废旧轮胎胶粉与沥青配合使用,在高温重交通路面中可有效提高软化点、减轻交通车辙,而且对提高沥青的抗老化性能、延长道路使用寿命有着实际的应用意义。

4 工程中的实际应用

4.1 目标配合比的研究

4.1.1 级配设计:

根据不同规格矿料的筛分结果,通过计算机试算确定初试矿料级配。初试配合比的合成级配曲线见图1。

4.1.2 油石比研究:

根据沥青析漏试验的反弯点作为最大沥青用量,以飞散试验的反弯点作为最少沥青用量。在此范围内,考虑现场条件等因素后,决定最佳沥青用量。

根据废旧轮胎胶粉改性沥青混合料级配的特殊性,按4.4%、4.7%、5.0%、5.3%、5.6%多种不同的油石比在170℃成型温度下,以两面各击实75次制作马歇尔试件,测定混合料的毛体积相对密度、空隙率、马歇尔稳定度和流值。根据试验结果得出相应指标和油石比的关系。

参照AC最佳油石比确定图(见图2)计算最佳油石比。

由图2可求出:

4.2 目标配合比验证

选定目标配合比后,进行最佳油石比时的废旧轮胎胶粉改性沥青混合料残留稳定度和稳定度检验。另外考虑到废旧轮胎胶粉改性沥青混合料的特殊性,相应补充了配合比设计、混合料弯曲、冻融劈裂部分检验试验内容。

4.3 生产配合比设计验证

《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004规定对连续式拌和机可以省略生产配合比设计步骤,但考虑对应用新材料的稳妥性,仍然进行了生产配合比设计。依据目标配合比对料场的原材料取样筛分,反复调整冷料仓的进料比例,达到供料均衡后,从拌合机热料仓取样、筛分、确定各热料仓的材料比例,并取目标配合比的最佳油石比5.0及5.0±0.3,5.0±0.6五种油石比在180℃拌合,170℃成型条件下进行马歇尔试验确定生产配合比为:

10~20mm:5~10mm:3~5mm:机制砂:矿粉=42:26:7:16:9

油石比为5.0±0.2%。

在试验段的铺筑也是生产配合比验证的部分内容,所以在试验段施工前,在拌和站进行了试拌。沥青混合料拌合采用了生产配合比拌合。

a.在热料仓取料,验证集料比例,其偏差均在允许范围内。

b.对沥青混合料作沥青含油量和矿料级配试验均满足要求。

4.4 生产及施工工艺控制

4.4.1 拌和厂热拌胶粉改性沥青混合料允许偏差

4.4.2 拌和温度控制

4.4.3 施工温度控制

首先进行沥青混凝土混合料在不同温度条件下(按照每5℃温度对150℃~200℃范围内进行试验检测)成型的马歇尔试验。通过实验碾压成型温度为170℃~175℃。

4.5 试验路段检测结果

在2004年10月29日在天津中心城区快速路进行了废旧轮胎胶粉改性沥青混合料的试验段施工。该段落为4cm厚沥青混凝土面层,全长270m,总面积为2430m2。施工后委托专业咨询监理公司试验检测中心对试验段进行了检测,检测内容包括沥青路面渗水试验、抗滑性能检测、压实度、厚度检测、平整度监测、弯沉检测。检测结果见表3、表4。

在对试验段11个断面进行弯沉检测后,各点弯沉值均满足规范和设计要求,弯沉代表值为17.020。

4.6 施工要点

4.6.1 温度控制

废旧轮胎胶粉改性沥青路面除按照一般沥青混凝土路面施工要求外,尚需注意温度的影响。根据η-T关系曲线,可以确定废旧轮胎胶粉改性沥青的适宜加工温度和废旧轮胎胶粉改性沥青混合料的适宜拌和温度,以及胶粉改性沥青路面施工各阶段的适宜温度。

由粘温曲线计算得出该废旧轮胎改性沥青混合料拌和温度为200℃~207℃,压实温度为186℃~192℃,由于结果偏大不宜采用。结合已有经验及取得的试验结果,确定该改性沥青混合料的拌和温度可取为180℃~185℃,压实温度为170℃~175℃。

4.6.2 准备工作

施工前的准备工作很重要,要做好各环节的准备工作。注意基层准备、原材检验、配合比试作、拌合厂的准备、施工设备配备、对操作人员的技术交底等工作。

4.6.3 拌合和运输

在拌和工程中要严格控制个环节的温度。运输时要防止装料造成的离析;另外还要注意苫盖保温。

4.6.4 摊铺和碾压

摊铺时速度要放慢且必须保证匀速,一般控制在2.5~3m为宜。严禁行人在未碾压的工作面上走动,对于收水井、侧石部位需要处理时,人员要站在人行道上。对于路中的检查井,在初压后再进行处理。处理时耙子手要快、利索,否则温度下降后处理起来非常困难,因为混合料的粘性较大。碾压时要快跟紧压,压路机不得和摊铺机间距过大。

4.6.5 开放交通

废旧轮胎胶粉改性沥青路面要在其表面温度控制在50℃以下方可开放交通。

4.7 应用工程

天津市近年来在快速路、高速公路路面改造工程、国道应力吸收层等工程中进行了废旧轮胎胶粉改性沥青的应用。废旧轮胎胶粉改性沥青的性能和稳定性得到了业主、监理等各单位和社会各界的一致肯定。

5 胶粉改性沥青发展前景

应用废旧轮胎胶粉改性沥青,不仅大幅度提高了沥青的品质、路面质量,降低了道路建设造价和维护成本,而且还治理污染,节约资源,符合国家可持续发展战略和大力发展循环经济的要求。保证公路建设与环境保护工作的可持续发展,实现资源的综合利用。产生了显著的经济、环境和社会效益,具有良好的发展前景。

参考文献

[1]刘尚乐.聚合物沥青及其建筑防水材料[M].北京:中国建材工业出版社,2003.

[2]黄文元.轮胎橡胶粉改性沥青路面性能及应用研究[D].上海:同济大学博士学位论文,2004.

人机工程学的起源、应用和发展前景 篇2

1．电话机的设计是人机工程学的发端

提起人机工程学首先要介绍一个人物――亨利·德雷夫斯（Henry Dreyfess，1903-1972），他是人机工程学的奠基者和创始人。德雷夫斯起初是做舞台设计工作的，1929年他建立了自己的工业设计事务所。他1930年开始与贝尔公司合作，德雷夫斯坚持设计工业产品应该考虑的是高度舒适的功能性，提出了“从内到外（from the inside out）”的设计原则，贝尔公司开始认为这种方式会使电话看来过于机械化，但经过他的反复论证，公司同意按照他的方式设计电话机。这以后德雷夫斯的一生都与贝尔电话公司有结缘，他是影响现代电话形式的最重要设计师。

大家知道自从贝尔先生发明电话机以来的相当长时间，贝尔公司是美国具有垄断地位的最大的电话公司和电话生产厂家，基本不受竞争的威胁。因而，德雷夫斯可以比较少的考虑外型设计在市场上的竞争效果，而更多地集中在电话机的完美功能性设计方面。

贝尔公司1927年首次引进横放电话筒，改变了以往纵放电话筒的设计，1937年德雷夫斯提出了从功能出发，听筒与话筒合一的设计。德雷夫斯设计的300型电话机，今天看起来虽然老式，但这一设计首次把过去分为两部分、体积很大的电话机缩小为一个整 体。由于这个设计的成功，使贝尔公司与德雷夫斯签订了长期的设计咨询合约。

五十年代初期，制作电话机的材料由金属转为塑料，从而基本确定了现代电话机的造型基础。到五十年代末，德雷夫斯已经设计出一百多种电话机。德雷夫斯的电话机因此进入了美国和世界的千家万户，成为现代家庭的基本设施。

德雷夫斯的人机工程学的其它研究成果是在1955年以来他为约翰·迪尔公司开发的一系列农用机械中，这些设计围绕建立舒适的、以人机学计算为基础的驾驶工作条件这一中心，特点是外型简练，其中与人相关的部件设计合乎人体舒适的基本要求，这是工 业设计的一个非常重要的进步与发展。

德雷夫斯的设计信念是设计必须符合人体的基本要求，他认为适应于人的机器才是最有效率的机器。他经过多年研究，总结出有关人体的数据以及人体的比例及功能，1955年出版了专著《为人的设计》，该书收集了大量的人体工程学资料，1961年他又出版了著

作《人体度量》（the Measure of Man），从而为工业设计领域奠定了人机工程学这门学科，德雷夫斯成为最早把人机工程学系统运用在设计过程中的一个设计家。

2．人机工程学的研究方向

人机工程学现在已发展为一门多学科交叉的工业设计学科，研究的核心问题是不同的作业中人、机器及环境三者间的协调，研究方法和评价手段涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来

指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高。

人机工程学从不同的学科、不同的领域发源，又面向更广泛领域的研究和应用，是因为人机环境问题是人类生产和生活中普遍性的问题。其发源学科和地域的不同，也引起了学科名称长期的多样并存，在英语中，主要有Ergonomics（欧洲的提法）、Human Engineering（美国的提法）等，在汉语中，则还有“人类工效学”、“人类工程学”和“人体工学”等表述。我国一般把“人类工效学”作为这个学科的标准名称，而“人机工程学”的叫法更为普遍。总之，人类和工效的研究和人机关系是这个学科的核心内容。

人机工程学的各个分支学科的研究，在第二次世界大战期间获得了突破性的进展，因为战争中复杂武器的发展，使得人机协调问题的突然激化。例如空战和歼击机提出对飞行员的体能和智能要求，使得人员的选拔和培训难度不断增大，促使在飞机的仪表显示、操纵工具和飞行员座椅等部件的设计中，不得不加大对人的因素的考虑，进而带动了有关的技术和方法的迅速发展。

人机工程的应用领域是十分广泛的，几乎涉及人类工作和生活的各个方面。下面列出几大类主要应用方向：

（1）人体工作行为解剖学和人体测量；工作事故，健康与安全

包括人体测量和工作空间设计；姿势和生物力学负荷研究；与工作有关的骨骼、肌肉管理问题；健康人机工程；安全文化与安全管理；安全文化评价与改进（2）认知工效学和复杂任务；环境人机工程

认知技能和决策研究；环境状况和因素分析；工作环境人机工程（3）计算机人机工程；显示与控制布局设计；人机界面设计与评价

软件人机工程；计算机产品和外设的设计与布局；办公环境人机工程研究；人机界面形式

（4）专家论证：多工作环境；人的可靠性

专家论证调查研究；法律人机工程；伤害原因；人的失误和可靠性研究；诉讼支持；（5）工业设计应用

医疗设备；坐的设计与舒适性研究；家具分类与选择；工作负荷分析；

（6）管理与人机工程

人力资源管理；工作程序；人机规则和实践；手工操作负荷（7）办公室人机工程与设计；医学人机工程

办公室和办公设备设计；心理生理学；行为标准；三维人体模型（8）系统分析；产品设计与顾客；军队系统；

组织心理学；产品可靠性与安全性；服装人机工程；三维人体模型；军队人机工程；自动语音识别；

（9）人机工程战略；社会技术系统；暴力评估与动机；

（10）可用性评估与测试；可用性审核；可用性评估；可用性培训；试验与验证；仿真与试验；仿真研究；仿真与原型；

3．人机工程学的应用方向

人机工程学作为一个工程应用学科，基本研究对象是人的工作，常常是针对具体的现实问题。其中许多原理认识之后常常显得非常浅显，而认识之前又常常难以发现或被忽视。

最常见的如青少年的学习姿势不当会导致近视眼。为了防止写字时驼背和近视眼，人们曾设计出各种姿势纠正器具，来限制弓腰，使学生写字时保持直坐姿势。这些器具未必使学生满意。问题的关键是：人的眼睛是向前长在脸上的，适合于正面的观察，而看

书和写字要求面部向下倾斜，这时要挺直脊柱，必然导致颈部弯曲角度加大。如果又要挺胸又要直颈，就只好使劲向下撇眼睛。实际上，在作业中自然形成的适度的驼背姿势，把这个角度的扭曲交由脊柱、颈部和眼睛来共同分担，倒可能是更适合人的生理特性的 姿势。这个问题合理的解决办法是让桌面具有适当的斜度，另外椅座应该设计为具有瀑布形的前缘，所以相应的桌椅设计是最重要的。

类似的问题，也出现在操作计算机的上机姿势中。一般情形下操作员常常是手臂向前悬空着来操作键盘和鼠标的。手臂的悬空形成肩颈部的静态疲劳，使得操作员不便背部后靠在椅子靠背上工作，而当操作员脱离靠背又手臂悬空时，体重就全部需要由脊柱 来承担，其结果或者是腰背的疲劳酸痛，或者是腰肌放弃维持直坐姿势而塌腰驼背，或者是把手腕抵在桌沿而引发腕管综合症。

又如大客车座椅，或者老板椅的靠背上部，都有一道鼓起来的凸包。从设计上来说，这道凸包本来是用来垫靠颈部的凹处，使人的头颈更舒服的。而对于大多数中国人来说，这个凸包常常是顶在后脑勺，使得当身体后靠在椅背时，不得不稍稍低头。问题的出现 是由于这些座椅的设计是从国外引进，而生产者在尺寸上完全照搬。由于中国人的身材较西方人小，就成为现在这样的结果。

随着信息化社会的到来，在计算机人机接口方面已经进入沟通和智能交互的时代，基于语音的应用和笔等自然的人机交互手段开始进入实用阶段。像电脑触摸屏、光电笔输入设备，实现了书写手感自然舒适，与用笔在纸上移动的感觉相似。笔可以代替鼠标，使用者用电脑笔击点触摸屏，就可以完成电脑操作；笔也可代替键盘，直接在显示屏上书写；此外汉字形变连笔的汉字识别问题也解决了。还有IBM的语音识别技术，尤其是中文语音识别技术产品Via Voice实现了“你读计算机能够识别出来”。这样使未受过专业

训练的普通百姓也能利用计算机与大家共同交流了。

4．人机工程学在中国的发展

中国人机工程学研究是从本世纪三十年代开始的，但系统和深入的开展则在改革开放以后。1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会。1984年，国防科工委成立了国家军用人－机－环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会 的建立，有力地推动了我国人机工程学研究的发展。1989年又成立了中国人类工效学学会，再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。

如北京航空航天大学设立了人机环境专业的教学和科研；北京医科大学公共卫生学院也开展了包括坐姿作业导致的肌肉骨骼劳损、粉尘污染致癌等职业病学的研究，同时也就涉及到作业姿势，作业环境评价等方面的人机工程学的研究。

人机工程学在中国的进展和发达国家相比有相当大的距离。随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求也逐步提高，对产品的人机工程特性也会日益重视。我们高兴地看到看到目前市场上的琳琅满目的产品，有许多也是充分考虑了人性 化的需求。

需要指出的是，人机工程学在我国不仅有待研究和提高，更需宣传和普及。5．展望二十一世纪的人机工程学

二十一世纪人类步入了信息时代，人机工程学的发展必然向着信息化、智能化、网络化的方向发展。人机工程学作为应用性学科，与人的工作生活息息相关，设计生产出更加人性化、高效能的设备、工具和日常生活用品是努力的目标。

以发展的眼光看，人机工程学又分为技术人性化和人的技术化两个方面。

下一个世纪技术人性化的最大体现将在于计算机虚拟现实技术的实用化。从人与计算机交互方式的演变，从利用穿孔纸带输入计算程序，到面对终端机上的字符操作界面，再到个人计算机上的图形界面和多媒体，继而是网络和虚拟现实，就是计算机技术的日 益“人性化”的过程，也就是人机工程特性的不断提高。盖茨的《未来之路》、尼葛洛庞帝的《数字化生存》和美国前副总统戈尔的“数字地球”的讲演都谈到虚拟现实的有关概念和前景，从人机工程学的角度来说，虚拟现实技术把人类的空间感、行走等感觉和 行为功能纳入到人机交互之中，使得人与信息的交流变得更加自然和没有阻碍。

在二十一世纪，随着计算机技术和网络技术的发展，基于人机工程学的虚拟设计和测试评价已经成为可能，这不仅可以节省大量的时间和资源，而且可以增强企业的竞争能力，使产品更具有使用性和人性化。

在人的技术化方面，一方面人自觉和主动地进行学习、接受训练和选拔，从而获得更大的能力；另一方面也会被动地和不自觉地接受技术的约束，和形成对技术的依赖，后者例如使用计算器后心算能力的减退，继而使用电脑记事后记忆力的减退。

英国科学家霍金认为：由于人类社会和技术环境的复杂性的不断提高，使人类作为一种生物所具有的有限能力和复杂性日益难以适应，因而利用基因技术来改造和提高人类的素质将成为必然的选择。此观点意味着人类这个认识和改造的主体，将自觉地将其所

发展的技术手段应用于对自身的根本性改造，这将对人类未来的演进带来复杂和深远的影响。值得注意的是，和技术的人性化相比，人的技术化涉及到社会、文化、宗教层面的争论，而这样的争论就超出科技的范畴了。

“请问星期三从北京到上海的航班有哪些？”通过普通电话，用自然的语音交流方式，一位学生正试着从网上查找需要的信息。不久前英特尔公司在京办的一个研究论坛上，展示了其微处理器体系结构及人机界面领域的最新研究成果。英特尔微处理器研究试验室主任傅雷德·鲍莱克称：“现在人们一提上网就想到电脑，其实人们需要的并不是计算机，而是一个可以帮助人们工作的助手。人们希望能和电脑对话，用身体语言和它交流，甚至希望它能理解你的每一个暗示。计算机将从以机器为中心的界面转向更为人性化的界面。”

浅析地震勘探的应用和发展 篇3

【摘要】 地震勘探是地球物理勘探中发展最快的一项技术，特别是在第二次世界大战结束以后，石油作为重要的战略资源和能源，地震勘探在石油勘探中发挥着突出作用，因而促进了这种技术的发展，反射波和折射波法的勘探技术不仅得以应用而且不段提高和进步。

【关键词】 地震勘探；石油工业；工程物探

地震勘探是利用岩石的弹性性质研究地下矿床和解决工程地质，环境地质问题的一种地球物理方法。通常用人工激发地震波，地震波通过不同路径传播后，被布置在井中或地面的地震检波器及专门仪器记录下来，这些地震拨携带有所经过地层的丰富地质信息，计算机对这些地震记录进行处理分析，并用计算机进行解释，便可知道地下不同地层的空间分布，构造形态，岩性特征，直至地层中是否有石油、天然气、煤等，并可解决大坝基础，港口，路，桥的地基，地下潜在的危险区等工程地质问题，以及环境保护，考古等问题。

一、勘探过程

地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释3个阶段组成。

1、地震数据采集

在野外观测作业中，一般是沿地震测线等间距布置多个检波器来接收地震波信号。常规的观测是沿直线测线进行，所得数据反映测线下方二维平面内的地震信息。这种二维的数据形式难以确定侧向反射的存在以及断层走向方向等问题，为精细详查地层情况以及利用地震资料进行储集层描述，有时在地面的一定面积内布置若干条测线，以取得足够密度的三维形式的数据体，这种工作方法称为三维地震勘探。三维地震勘探的测线分布有不同的形式，但一般都是利用反射点位于震源与接收点之中点的正下方这个事实来设计震源与接收点位置，使中点分布于一定的面积之内。

2、地震数据处理

数据处理的任务是加工处理野外观测所得地震原始资料，将地震数据变成地质语言──地震剖面图或构造图。经过分析解释，确定地下岩层的产状和构造关系，找出有利的含油气地区。还可与测井资料、钻井资料综合进行解释(见钻孔地球物理勘探)，进行储集层描述，预测油气及划定油水分界。

地震数据处理的另一重要目的是实现正确的空间归位。各种类型的波动方程地震偏移处理是构造解释的重要工具，有助于提供复杂构造地区的正确地震图像。

地震数据处理需进行大数据量运算，现代的地震数据处理中心由高速电子数字计算机及其相应的外围设备组成。常规地震数据处理程序是复杂的软件系统。

3、地震资料解释

包括地震构造解释、地震地层解释及地震烃类解释或地震地质解释。

地震构造解释以水平叠加时间剖面和偏移时间剖面为主要资料，分析剖面上各种波的特征，确定反射标准层层位和对比追踪，解释时间剖面所反映的各种地质构造现象，构制反射地震标准层构造图。

地震地层解释以时间剖面为主要资料，或是进行区域性地层研究，或是进行局部构造的岩性岩相变化分析。划分地震层序是地震地层解释的基础，据此进行地震层序之沉积特征及地质时代的研究，然后进行地震相分析，将地震相转换为沉积相，绘制地震相平面图，划分出含油气的有利相带。

地震烃类解释利用反射振幅、速度及频率等信息，对含油气有利地区进行烃类指标分析。通常需综合运用钻井资料与测井资料进行标定分析与模拟解释，对地震异常作定性与定量分析,进一步识别烃类指示的性质,进行储集层描述，估算油气层厚度及分布范围等。

二、地震勘探在石油工业上的应用

地震勘探是由研究天然地震的地震孕育而来的。地震勘探作为一种工业方法在其实现真正工业应用前经历了漫长的思想与基础理论准备，然而地震勘探却是为寻找石油和天然气而发展起来的，第一次世界大战结束后，经济恢复对石油的需求迅速增长，而用地面地质的方法寻找石油的收益却开始下降，地震方法便应允而生，地震勘探在随后几十年的发展中逐渐成为石油勘探的绝对勘探方法。1951年3月我国组建了第一个地震队，从此掀起了我国石油地震勘探历史的新篇章。目前几乎所有的石油公司都需要依靠地震资料来确定每一口探井位置，世界上绝大多数油气田都是先由地震工作找到构造，再由钻井发现的，而且在油气田开发与管理上越来越依赖于地震工作。目前为止，世界上还没有一中探测方法能像地震勘探那样对地下介质作出的精确而详细的三维描述，无论是重力、磁法、电发、放射性或测井等地球物理方法还是钻井、地质等其它方法。正因为如此，地震勘探在石油工业中得到普遍的应用。世界地球物理勘探费用里，地震勘探占95%以上，重力、磁力、电法、放射性及测井等地球物理方法费用加在一起尚不足5%，可见，地震勘探在石油工业中的应用有着举足轻重的地位。

三、地震勘探在工程物探的应用

我国的工程地震已在水文、工程、环境地质调查、岩土力学参数原位测试、工程检测以及人文调查等领域得到了广泛的应用。

在水文、工程、环境地质中的应用有：测定覆盖层厚度及基岩界面起伏形态，测定基岩岩性及风化层厚度的变化，测定隐伏断层、裂缝、破碎带的位置、宽度及展布方向，测定砾石层中潜水面深度和地下含水层分布，探测岩溶及地下洞穴，划分松散沉积地层层序，滑坡及塌陷等灾害地质调查以及进行浅层地质填图等。

在区域和场地稳定性调查评价中的应用有：进行岩体及场地分类，测定场地卓越周期，判定砂土液，场地土地震效应分析及反应谱，场地局部构造的调查等。

在工程质量检测及人文调查中的应用有：地基基础检测和岩土弹性力学参数测定，古墓、古建筑物及地下埋设物探测等。

随着科学技术的进步，工程地震勘探方法技术不段发展，应用范围将不段扩大。

当前，我国正处在社会主义市场经济的发展时期，不断加快国民经济建设的步伐，因之，亟待科学技术的进步，不断开辟技术市场，以适应和满足形势的需求。相信未来，地震勘探这支在波澜壮阔的社会主义市场经济大潮中不断前进的科技力量，必将会使浅层与地壳深部的探测研究紧密地结合为一体，在应用领域上发挥无限光明的前景。

参考文献：

[1] 雷宛、肖宏跃、邓一谦，工程与环境物探，地质出版社，2006

[2]王有新、王延光，地震勘探技术概述，油气地球物理，2007

[3]张德忠，陆上石油地震勘探技术进步50年石油，地球物理勘探2000

[4] 侯卫生、刘江平，工程地震勘探新进展，勘探地球物理进展，2002

[5]袁明德，工程地震勘探技术的进展，地球物理学进展2004

特种印花的发展和应用 篇4

随着生活水平的提高和科学技术的发展, 人们对纺织品的外观、花色、性能有了更高的要求, 特种印花赋予纺织品新奇的美感和风格方面的独特之处, 使得科学家在对特种印花的新工艺、新技术的研究上不断深入, 推陈创新。经历过近30年的发展历程后, 特种印花在织物面料印花、服装衣片印花上发展迅速, 不管是在对原有特种印花的技术改进与创新, 还是对开发新型特种印花方面都有了突飞猛进的发展。特种印花大致可分类如下表1。

1 新型的银光印花

早期的银光印花实际上是铝粉印花, 其铝分子的纯度为99.5%, 印制后的织物如二氧化钛膜的结晶形式, 即把钛膜包覆时的温度, 继续提高, 比云母钛珠光粉包覆时的温度高得多, 这样包覆后的折光率可达2.7, 能获得像白银一样的光芒, 如果再改变包覆的钛膜层的厚度, 还可以衍生出黄、红、蓝、绿等各种色泽的银光品种, 这主要是由于钛膜层厚度不同, 选择了某种颜色的波长, 而反射出各种色泽的光芒。

云母包覆体银光印花浆与化学品相容性很好, 印制到织物上后, 稳定性也很好, 各项牢度 (摩擦, 皂洗, 沾色) 也都很好, 并能保持长久的银色光芒, 经测试, 氙 (psule) 处理织物 (浸轧, 印花或涂层) 后, 能持续有效地发挥着银微粒子胶囊化的抗菌效果。

印花工艺:印花→预烘 (110℃, 2min) →焙烘 (150℃, 2min) 。

这种银粉印花的最大问题是, 因铝粉的化学性质很活泼, 在空气中很容易被氧化, 故印花后也很难长期保持闪烁亮丽, 并且其耐高温性也很差。在印花色浆中可以加入苯并三氮防氧化剂, 但加入量不宜太多, 否则影响其牢度。

2 植绒印花

植绒印花是现今纺织行业新兴发展起来的技术, 它是利用高压静电场在坯布上面栽植了短纤维的一种产品。植绒产品工艺简单, 立体感强, 成本低, 因此广泛应用在橡胶、塑料、人造革、装饰产品上, 特别是对于小批量的旅游产品更显示出它的优越性。

随着高压静电加工的工业化和高分子化, 植绒加工用的树脂粘合材料得到迅速改良, 产品质量得到提高, 大面积植绒加工工艺也开始向衣料方面发展, 其用途非常广泛。

2.1 植绒印花工艺原理

植绒印花是在承印物表面上印涂粘合层, 并植上纤维绒毛使之与粘合层粘合, 获得平绒织物样印刷品的一种工艺方法。这种工艺在印染工艺中很具特色。静电植绒是根据在一个电场中, 两个带有不同电荷的物体同性相斥、异性相吸的原理而设计的一种工艺。静电发生器生成的高压静电场, 一端接装在有绒毛的金属网上, 一端接在涂有粘合剂的植绒坯布的地极上。在金属网上的绒毛带有负电荷, 由于受带正电的接地电极所吸引, 便垂直加速植到涂过粘合剂的坯布上, 如果绒毛没有被植上, 由于受电场影响而带正电, 那就会被吸引回金属网上。绒毛将在静电场内不停地跳动, 直到坯布上均匀地植满绒为止。静电植绒的原理虽比较简单, 但静电植绒的技术对于我国来说, 尚属起步阶段。要求把电学、化学、纤维、机械四方面的技术配合起来, 才能加工出独特的植绒产品。

2.2 植绒原料

静电植绒的三种基本材料是绒毛、坯布、粘合剂。

2.2.1 绒毛

目前, 用于植绒印花的纤维最为普遍的是粘胶、锦纶、腈纶、涤纶4种纤维。植绒厂可根据产品需要来选择纤维绒毛, 需耐磨的产品可选用锦纶或涤纶, 成本低廉的可采用粘胶纤维。绒毛的规格是指绒毛的长度和细度。两者之间有一定的比例关系, 如果这种比例关系失调, 就难以植出合格的产品。如绒毛太细长, 则容易产生缠绕, 植绒时难以在粘合剂层上扎深。反之绒毛太细短, 植绒表面粗糙, 失去风格。

2.2.2 粘合剂

目前植绒粘合剂多属乳剂型, 大多数选用自交联型丙烯酸酯乳液粘合剂。植绒工艺要求粘合剂具备下列条件。

对坯布及绒毛粘结力大;

植绒后手感柔软, 表面成膜性适当, 以利于植绒;

粘度适中, 以利于在坯布上喷、涂、刮;

化学稳定性好, 有良好的耐气候性和耐洗涤性;

操作方便, 使用时加入少量粘度调整剂即可调整粘度;

无毒无害, 不易燃烧, 保存期在半年以上。

2.2.3 坯布

坯布亦称基布。植绒基布应根据植绒产品的用途来选择, 帷幕、毡毯、装饰类宜用厚重织物为基布, 而用于服装、帽子等的植绒织物则以轻薄织物为基布较好。原料一般为纯棉、化纤或两者混纺物, 但氯纶和丙纶纤维的织物不宜作植绒基布, 因为它们的耐热性差。此外, 具有收缩性的弹性织物及未经定形处理的化纤织物均不宜作为植绒基布, 因为这些品种的基布植绒时幅宽收缩率很大。作为一般性的植绒基布要求如下。

经纬密度不能过疏, 表面不能凹凸不平或有疵点;

色牢度好, 预烘和焙烘时不变色;

伸缩性小, 以防止造成绒面起皱;

基布要耐高温。

基布色调与绒毛色调基本相同, 如暖色绒毛植在冷色基布上, 则色泽萎暗。反之冷色绒毛植在暖色基布上, 色泽变淡。白色绒毛一定植在漂白基布上, 才会反射出较好白度。

2.3 植绒工艺

植绒工艺的流程:涂粘合剂→植绒→干燥与焙烘→清刷。

粘合剂的粘度应控制在15000～30000cp之间, 粘度过高, 绒毛难以深扎入基布中, 以致绒毛粘结强度不够造成脱落;粘度过低, 则易渗透到基布内部, 绒毛虽能扎入粘合剂内层, 耐磨性提高了, 但手感较硬。因此, 粘合剂层厚度为0.2～0.4mm为宜。

植绒的给毛量多少影响植绒织物的质量, 给毛量不足则植绒密度不够;给毛量过多, 大部分绒毛被粘合剂粘在基布上, 而未被粘合剂粘着的剩余绒毛在电场的作用下会继续不断上下飞动, 影响室内清洁。

预烘的目的是把粘合剂中的有机溶剂和水分蒸发掉。一般在80℃左右。焙烘的目的是提高牢度, 即可使粘合剂与绒毛及基布牢固结合。温度低, 达不到固着牢度, 温度高, 致使粘合剂中的催化剂析出酸性物质而使基布硫化, 温度一般控制在150±5℃。

清刷的目的是将植绒织物上未植入粘合剂的浮毛刷去回收利用。

3 微胶囊印花

微胶囊印花是采用微胶囊染料在织物上获得彩色花点的印花效果。微胶囊染料由内芯和囊衣组成, 内芯为染料、囊衣为明胶。微胶囊主要有三种类型:单芯型、多芯型和复合型。单芯型含一种染料和一层皮膜;多芯型含多种染料, 包在一个囊体中, 但不混色, 每种染料都有囊衣包起来, 集中到一个囊体中;复合型是每种染料各被囊衣包覆构成独立小囊体, 由多层外膜构成的复合微胶囊。微胶囊染料的粒子在10～30μm之间, 也称微粒子印花染料。

微胶囊的外膜是由亲水性高聚物作材料, 如明胶、果胶、琼脂、甲基纤维素及丙稀酸酯类等。微胶囊印花是利用高分子化合物的凝聚原理把染料包覆囊体, 通过印花方式把微囊染料印到织物上, 通过汽蒸或焙烘使胶囊在高温中破裂, 把染料转移到织物上并固着, 获得无规律的彩色效果。微胶囊染料一般为分散、酸性、阳离子染料。分散染料主要用于涤纶、锦纶;酸性染料用于丝绸和毛;阳离子染料用于腈纶。也可把几种纤维混纺或交织, 采用复合型胶囊染料, 获得独特粉色的风格。

其主要工艺过程:印花→预烘→焙烘 (或高温汽蒸) →皂洗→烘干→拉幅→成品。

印花浆中可加入一些尿素、氯酸钠 (防还原) 、载体 (MCP) 、海浆等, 可用酒石酸调节pH值。此法在合纤上使用较多。

4 香味整理印花

该产品采用缓释压敏微胶囊新技术, 制成含香树脂, 把含香树脂加入涂料色浆中进行印花, 使含香树脂被涂料色浆中的粘合剂粘在织物上, 通过焙烘与纤维交联, 牢固地固着在织物的表面。通过不同的花型可以印出不同的色彩, 根据各种花型和图案, 选择合适的香型, 香味可以释放6个月以上。该产品通过人们在日常穿着时不断运动产生摩擦、挤压, 使微胶囊不同程度破裂把香味释放出来, 使您体验到花的芳香、草的清新、果的香甜, 恰似置身于大自然百花丛中, 飘香四溢。

其工艺过程:印花 (含香树脂) →烘干 (80～100℃) →焙烘 (140～160℃) →拉幅→成品。

该产品香味品种繁多:有古龙香、薰衣草香、桂花香、玫瑰香、茉莉香、柠檬香、草莓香、百爱神、黛伦等香型, 可根据花型图案选择各种香型。

5 数码喷墨印花

数码喷墨印花是将花样图案通过数字形式输入到计算机, 通过计算机印花分色扫描统一编辑处理, 再用印染专用软件控制喷嘴印花系统将专用色料 (如活性、酸性、分散等染料或颜料) 直接喷射到纺织品上形成原设计要求的印花织物, 简单地说就是数字化图像的喷墨技术。数码印花色彩丰富采用CMYK4色加专色, 可印出1670万种颜色。整个印花加工过程数字化、自动化, 省去了传统的分色分套描稿制版、制网、调色打样等过程, 缩短了生产周期。数码印花印制出的色彩为真彩色, 颜色是在织物上拼混而成, 因而过渡色逼真、色彩丰富、层次鲜明。

数码喷墨印花中油墨的高速喷射是决定性因素, 决定了纺织品基质是否能成功实施印制。因此必须仔细按配方配置油墨, 以使所用油墨的物理和化学特性符合最佳工艺参数, 确保有效的印花操作和在织物表面获得满意的印花图案。用于高速数码喷墨印花的油墨要求性能均衡, 确保油墨应用前稳定性最佳, 使高速喷射无障碍进行。数码喷墨印花对油墨的具体要求是墨水的粘度应非常低, 20℃时, 粘度应低于20cp, 最好是1～10cp;墨水的表面张力要较高。在连续式喷墨印花中墨水的表面张力决定着液滴在何处形成。在按需喷墨技术中, 表面张力有助于控制喷嘴处的弯月形液面。墨水中各组分的纯度要高, 以防止堵塞喷嘴;墨水显色性要高, 因为印花时墨水用量少, 需要用量很低时也能呈现出浓艳的颜色。与传统印花方式相比, 数码喷墨印花有如下优点。

5.1 数字化

印花全过程实现数字化, 从而使印花产品的设计、生产不仅能快速反应订单需求, 而且有很大的随机性, 可按需要进行柔性化生产, 真正做到立等可取。传统印花则需要进行分色、制网、配色、调浆、印花、后处理等工序, 花费的时间长且制作成本大。

5.2 灵活性

数码喷墨印花有较高的灵活性, 设计样稿可在计算机上任意修改。把设计师的设计理念、审美观念完全、充分地表现出来。传统印花中, 一旦设计师的样品确定, 很难进行二次创作与修改。图案、花型、颜色搭配等在制作上都缺少灵活性和快速的市场应变能力。

5.3 色彩连贯, 花型逼真

数码喷墨印花技术通过数码控制喷嘴, 在需要染料的部位按需喷射相应的染液微点, 许多微小的点构成所需花型, 达到视觉上的色彩连贯和花型逼真。传统印花对色彩的饱和度和层次的鲜明性表现相对较差, 对于一些花纹过渡也较难把握。

5.4 精度高

印花精度高, 在织物上印照片基本可达到印刷水平。因为数码印花机印花精度高, 几乎不存在对花及套色准确性的问题。无论何种花型、多少种套色, 全部一次印花方法完成。避免了传统“雕印”工艺中大量还原剂的污染与染料的浪费, 同时保证了鲜艳的色光和色牢度。

5.5 不存在“花回”

数码印花工艺过程中可以不存在“花回”的概念。使设计师的设计思路得到充分发挥。传统印花工艺中, 设计师设计的花型图案要根据印花设备的特点设计“花回”, 这就在一定程度上限制了设计师才能的发挥。

5.6 可小批量生产

数码喷墨印花小批量生产, 比传统印花成本低。这为适应多品种、小批量印花市场打下了良好基础。

5.7 绿色生产

数码印花属于绿色生产方式。喷印过程中不用水, 不用调制色浆, 无废染液色浆、噪音小分贝。传统印花对水的需求量非常大, 产生的废液、废水、废浆等会对环境产生极大污染。

随着纺织印花产品的发展, 特种印花将会不断投放国内外市场, 进入我们的日常生活, 以上介绍的只是特种印花的一部分, 还有很多, 如萤光印花、转化效应印花、滴塑印花、涂料拔印、多色着色印花、喷射印花、数码印花等等。

6 结语

人们对纺织产品需求的不断增加, 对织物个性化图案及印染质量要求的提高。一方面给织物印染企业带来了更大商机, 另一方面也提出了挑战。在今后的发展中, 纺织品印花将有广泛的市场份额, 特种印花也将占有一定的印花比例。我们要不断探索新的印花方法, 不断挖掘最新的印花技术, 开拓创新, 跟上时代的发展步伐, 研制出更新、更好的印花产品, 占领市场、引导市场, 提高国内产品在国外市场上的竞争力。

参考文献

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[3]唐增荣.纺织品立体 (发泡、烂花) 印花[A].沪、浙江、苏印花技术与信息研讨会论文集[C].上海:2000.

[4]薛迪庚.特种印花研究[A].国内外印花先进工艺和技术研讨会论文集[C].杭州:1999.

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木质材料应用的现状和前景 篇5

木质材料应用的现状和前景

[摘 要]木材由裸子植物和被子植物的树木产生，具有丰富的生物多样性。树木生长是一个复杂而协凋的生物化学过程，通过光能利用二氧化碳、水分和矿物等使自身发育成一 个粗大的有机体，木材就是树木营养生长的主要产物。木材的形成是吸收二氧化碳、固碳并释放氧气的过程，有利于改善生态环境。

木材作为传统的材料，一直为人类所利用。随着自然资源和人类需求发生变化和科学技术的进步，木材利用方式从原始的原木逐渐发展到锯材、单板、刨花、纤维和化学成分的利用，形成了一个庞大的新型木质材料家族，如腔合板、刨花板、纤维板、单板层积材、集成材、重组木、定向刨花板、重组装饰薄木等木质重组材料，以及石膏刨花板、水泥刨花板、木／塑复合材料、木材／金属复合材料、木质导电材料和木材陶瓷等木基复合材料。

木质材料在建筑、家具、包装、铁路等领域发挥着巨大的作用。在不可再生资源日益枯竭、人类社会正在走向可持续发展的今天，木材以其特有的固碳、可再生、可自然降解、美观和凋节室内环境等天然属性，以及强度-重量比高和加工能耗小等加工利用特性，将为社会的可恃续发展做出显著贡献。与其他材料相比，木材具有多孔性、各向异性、湿胀干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质，如何更好地利用这些特性和最大限度地限制其副作用，是木材科学家和工程技术专家长期努力解决的主要问题。近年来林学家也积极参与木材科学研究，从树木的遗传学角度认识和改良木材的基本特性。

[关键词] 木质环境；居住性；木质材料 室内木质环境研究的发展现状

由于木材具有大自然赋予它的独特美感以及优越的材料特性，人类自古以来就喜欢用木

材装点室内环境，制作室内用家具，由此提高居住环境的舒适性，这些已为人们的经验所熟 知。但是，由木材、木质环境的那些构造因子和材性参数，对人类生活的舒适性起什么样的 作用，目前尚未有科学而准确的定论，对此问题作出科学解答也是比较困难的。

随着木材科学研究的不断深入和发展，有关木质材料作为室内环境用材的研究随时代发

展应运而生，并随人类生活水平的提高而与时俱进，与人类生活的关系越来越密切。20 世 纪70 年代中期由日本学者首先开始了有关木材-人类-环境之间相互关系的研究，及至80 年 代末期90 年代初期，这方面的研究逐渐被认可并发展壮大起来，最终形成木质环境学研究 领域。木质环境学的研究定位于探索木材、木质材料作为居住和装饰用材给予居住者的感觉 特性、心理作用以及健康影响，运用一些客观的物理量因子和主观的评价量表来反映这种影

响的好坏和程度，评价木质材料所营造环境空间的可居住性及对人类生活舒适性的贡献。因 此，如何评价迄今为止的木材科学研究，如何进行今后的木材科学工作，木质环境学特性的 研究具有重要的意义。

古以来，木材一直是深受人们喜爱的建筑材料之一，也是构成室内环境的主要材料。由于木材重量轻强度高。保温隔热。吸音隔声。防震、吸收紫外线以及美观自然等，至今仍是最受人们青睬的一种居室内装饰材料和家具制造原材料。特别是近十几年来，随着人们主活水平的不断提高，人们开始追求一种返朴归真。接近于自然的高质量的生活，越来越多的人喜爱用木材建造房屋，用木质材料装饰居室，以营造一个舒适自然的生活环境。木材之所以能称为绿色建筑材料，是因为它具有以下特性：原料生产再生性。产品制造低能耗低污染性、产品使用节能性以及产品利用循环性。木材是一种籍太阳能可再生的天然材料，木质制品在制造过程中资源。能源消耗较之砖瓦材料低得多，且产生的废料、废气、废水量少，对环境污染小。木材及其制品具有良好的保温隔热性能，可以节省因取暖制冷而入量消耗的能源，并且在完成使用功能后可以进行循环再利用。正是因为木材具有上述特性，在各个领域的应用越来越受到人们的关注和青睐，尤其在建筑市场极具竞争力。

1.1 调温调湿特性

木材是一种多孔性材料，导热系数较小，是热的不良导体。木材或木质人造板作为墙体或装饰材料，对居室的温度起一定的调节作用。台湾研究人员对混凝上造房屋与木结构房屋进行了自然状态下的对比试验，结果表明冬季混凝土结构的居室温度比木结构居室温度低1℃多。木材除了具有保温隔热。抵御外界大气环境对室内环境影响的功能外，还具有温暖、柔和、细腻的触觉和视觉效应，在寒冷的冬季可以给人们带来温暖的感觉，这是其它建筑材料所无法相比的。

1.2 隔声吸音特性

噪声经常占据公害的第一位，因而室内的声环境是设计师们所必须重视的问题。对于室内声环境，一是隔声性能要好：二是要求能够听到赏心悦耳的音响，即室内的音响特性要好，回音时间等要合适：三是要求吸音性要好，能够消除一些杂音。木材是多孔性材料，具有良好的吸声功能。据居室内谈话清晰程度的研究表明，在由木质材料装修的室内与混凝土造居 室内声音的回晌时间不同，在混凝上造居室内声音的回响时间约为0.4一0.6秒，而在木造居室内约为0.2一0.4秒。如果有两组以上的人在同一居室内谈话，则在混凝土造居室内谈话易被干扰的程度大于木造居室。这是因为木质材料具有良好的吸音性，而声波遇到坚硬的混凝土墙会发生反射导致回响，因而引起居室内不同声音的混杂，形成噪声影响人们的听觉感受。

通常，单层木质材料由于密度较低而导致隔声性能较差，一般不宜用单层木质材料作隔声墙，可采用双层亘台结构。通常面层材料采用密度较大的木质人造板，中间为空气层，以提高隔声性能。如木质材料用作地板，可采用弹性材料作面层，减弱撞击地面的能量（面层法）：或木质地板下构筑龙青，形成浮筑地板（浮筑法）：以及楼板下设吊顶，形成空气层（吊顶法）等，以减轻因撞击引起的噪声。

1.3 光学视觉特性

近年来，随着办公室自动化的快速普及，办公室的事务简化之余，却引起了工作人中员眼睛疲劳的症状。主要原因在于自动化所使用的电脑映像是由不连续的波状光线构成的，易使眼睛感到疲劳。人类的眼睛是很难配合着机械而改变其机能，然而高科技的机器今后还将渐渐地普及到每个家庭，因此，为了创造一个舒适的视觉环境人们喜爱用具有自然色泽、花纹、图案的木材装点室内环境和制作室内用具。木材相对其他材料具有视觉上优越性主要表现在：木材具有柔和的自然光泽。通过对木材视觉物理量与感觉特性的研究表明，木材颜色分布范围为：色相主要分布在2.5Y一9.0R（浅橙黄一灰褐色），以5YR一10YR（橙黄色）居多，明度主要集中在5一8之间；纯度主要位于3一6之间。其次，木材，具有吸收紫外线反射红外线的功能。虽然紫外线（380mm以下）和红外线（780mm以上）是肉眼看不见的，但对人体的影响不可忽视。木材可以吸收阳光中的紫外线，减少紫外线对人体的危害，同时木材又能反射红外线，这与木材会给人带采温暖感有直接联系。木材是多孔性材料，表面会形成小的凹凸，在光线的照射下，会呈漫反射现象，或吸收部分光线，所以会使令人眩晕的光线变得柔和。因此，木制桌面。壁面对干工作人员的视觉神经刺激最小。室内木质环境研究的发展前景

木质材料研究的发展与社会、经济和资源、环境的发展紧密相关，新的生长点和交叉点不断出现，并不断向其他相关学科延伸。这既促进了木质材料研究自身的发展，又丰富了森林科学和材料科学的内涵。概括起来，木质材料研究的发展趋势有四个方面。

－是木材科学研究的范围和对象不断扩大。从传统的木材构造、物理、力学、化学、缺 陷和材质改进扩大到生物学、林学和加工利用学，研究对象扩展到竹材、藤材及其他禾本、草本植物和藻类植物，木材科学正向植物材料学方向发展。

二是木质材料研究与相关学科不断交叉、渗透，新的学科增长点不断出现。木材加工学与复合材料学相结合，向木基复合材料学和木质重组材料学方向发展；木材机械加工学与先进制造技术相结合，向木制品先进制造技术学方向发展；木材加工学与生态环境材料学相结合，向木质生态环境材料学方向发展，木结构工程学与环境学相结合，向木结构环境工程学方向发展；木材化学与化学工程学相结合，向木材化学加工学方向发展。

三是木质材料研究注重应用先进的研究方法和分析仪器，不断加深对木质材料的认识。计算机仿真模拟、隧道扫描电子显微镜、固态与液态核磁共振仪、计算机图像分析处理技术、气质联用仪、动态热机械分析仪、原子表面力分析仪和模型化合物等的应用以及各类木质材料数学模型的建立，使研究木质材料的成分、结构、工艺和性能的关系和研究木材化学成分与微生物、酶和其他材料的反应成为可能。

四是木质材料研究不但注重其基本性质的改进，还注重赋予其新的功能。木材的基本性质得到很大的改进，其易腐性、易燃性、尺寸不稳定性、各向异性、变异性得到很大改善；木材陶瓷被赋予新的硬度、摩擦性、磨耗性以及远红外线放射性和吸收性；木质导电材料被赋予新的导电性、电磁屏蔽性和体积电阻率。总结

木材是一种来自于可再生资源的传统材料，生态环境协调性最好，却时常被人忽视。木材工业是非常传统的工业，但也是现代林业和现代材料工业的重耍组成部分，担负着向社会提供木质材料及其制品、为林业产业建设和林业可恃续发展提供经济

可以说木质环境学正处于一个方兴未艾的阶段，我国在这方面的工作刚刚起步，所 以，首先应立足于基础性的研究，而后再进行综合性的调查研究，以争取在这一崭新的研 究领域取得新的突破和进展。

[参 考 文 献]

[1] 山田正，《木质环境の科学》，日本:海青社出版，1987 [2] 刘一星，《木材视觉环境学》，哈尔滨：东北林业大学出版社，1994 [3] 庄惟敏，SD 法与建筑空间环境评价，清华大学学报(自然科学版)，1996, [4] 王松永．术材与生瀛1989．

[5] 王捂永．自然舒适的居住空间——原木量．1993． [6] 姜乾金，《医学心理学》，北京：人民卫生出版社，2002 [7]宮崎良文，自然環境要素が人の快適性に及ぼす影響，网刊，2001 [8] 陈戴永等．术质壁扳隔音性之研究(一)——声音透过损失之测定与分杯林产工业(台)-1996-14(1)．

浅谈RFID技术的应用和发展 篇6

关键词 RFID 应用 发展

中图分类号：TP31 文献标识码：A

1RFID技术简介

RFID技术，又称射频识别技术，是基于雷达技术的发展和应用原理开发出来的，是一种无线的、非接触方式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，不用直接接触，可工作于各种恶劣环境，并且成本低、尺寸小、操作方便快捷。

2RFID技术的应用

RFID技术的出现和发展虽然只有短短的几十年，但RFID技术被业界公认为是本世纪最有前途的应用技术之一。该技术的工作原理和当前数字化移动商务相适应，并且可以实现远程实时的监控及管理，可以用来跟踪和管理几乎所用的物理对象，在军事领域、商业自动化、工业自动化、运输、医疗、物流管理和动物监控管理等领域有广泛的应用前景。

按照工作频段的不同，RFID系统可以分为低频、高频、超高频和微波等几类，其中大部分RFID系统为低频和高频系统，目前低频 RFID 系统技术比较成熟，其已经广泛的应用到了人们的日常生活中，比如门禁管理系统，居民第二代身份证等。超高频和微波频段 RFID 系统有很广阔的应用前景，比如超高频段的RFID系统具有通讯速度快、操作距离远、成本低、尺寸小、不受恶劣气候影响等优点，可以应用到高速公路无人收费系统、物联网领域等等。微波频段产品由于电磁环境复杂，技术门槛较高，虽然已经开始应用，但是还处于探索发展阶段。由于具有许多无可比拟的优势，并且其应用范围和领域之广，使得RFID技术具有广阔的前景。

3RFID技术的发展

3.1RFID技术的国外发展状况

RFID技术是优先在国外发展起来的，斯托克曼是最早对RFID技术进行理论研究的，其后科学家们才在实验室广泛开展对RFID技术的研究。很快许多商家意识到这项新技术所潜在的巨大商机，纷纷投入到这项新技术的研究中来，特别是上世纪90年代，RFID技术得到了迅速的发展。以美国为首，对RFID系统的标签芯片、天线、射频模块等都有较深入的探索和研究。如：美国德州仪器公司最早致力于RFID技术研发，它较早的开发了一些与人们的日常生活紧密相关的低频和微波频段的产品，比如：高速公路自动收费系统、大型养殖企业动物的跟踪管理系统以及车辆的防抢防盗系统、高端小区的门禁管理系统等，为后续技术的提高和产品开发奠定了基础。目前国外的很多物流仓储企业比如沃尔玛、家乐福和一些包裹服务企业也都支持RFID的应用。美国不仅在民间非常重视，军方也非常重视，在2004和2005年的时候就要求军用物资都贴上RFID标签。

欧洲对RFID技术的研发和应用紧随美国之后，开发速度和开发能力也是非常强大的。第一个单芯片读写RFID系统就是飞利浦半导体公司研发出来的，而且最早是在1990年。还有，像NOKIA、SAP等许多企业也在致力于RFID技术在各自领域的应用，RFID技术的一项核心问题——反碰撞问题就是在欧洲最早发明的，低频13.56MHZRFID系统也是首先在欧洲试验成功的，所以欧洲RFID技术的发展速度大有赶超美国之势。

日本是一个制造业强国，政府将RFID作为一项关键的技术来发展。所以，它在电子标签研究领域起步较早。日本曾在包括消费电子、书籍、服装、音乐、建筑机械、制药和物流等七大产业做好RFID的应用试验。2004年，三菱成功地开发出了避免RFID读卡器之间干扰的新技术。NEC宣布，生产笔记本个人电脑产品公司引进了使用RFID标签的生产管理系统。

韩国主要通过国家联合民间企业的力量来推动RFID的发展。 2004年3月韩国提出了IT839计划，RFID的重要性得到了进一步加强。

3.2 RFID技术的国内发展状况

相对于国外，国内对RFID系统开展研究的比较晚。我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此射频识别技术在我国的发展及应用迅猛开展，它也是我国开展RFID技术研究的标志。在我国，RFID技术的典型应用就是二代身份证技术，二代身份证采用了13.56MHZ的RFID技术作为其内核技术，在防伪方面取得了重大的突破。RFID技术在国内的其它应用还包括在机动车辆出入控制管理系统的应用、在交通收费管理系统的应用、RFID金融卡、门禁管理系统的应用、图书馆的图书管理系统的应用、物流管理领域的应用等等。

参考文献

[1] 高峰. RFID技术在图书馆中的应用 [J].科技情报开发与经济.2012

[2] 梁永裕.基于RFID技术的港口车辆管理系统的设计与实现[J].现代电子技术.2013

发展前景和应用 篇7

1 中草药和微生态剂在养殖业的应用

1.1 中草药在养殖业中应用种类

中草药在养殖业中应用种类近300多种。应用对象主要包括畜产动物、水产动物和蜜蜂等。主要作用有免疫增强、中草药抗菌和驱虫、催肥增重、促生殖、抗应激、调味剂和饲料保藏剂等。生态剂应用对象主要包括畜禽和水产动物等。主要作用有提高日增重、饲料转化率、提高免疫力、改善反刍动物瘤胃发酵环境、抑制水产病原微生物的生长繁殖等。

1.2 可作为饲料添加剂

中草药饲料添加剂具有益气健脾、消食开胃, 补气养血, 镇静安神, 营养保健和防治疾病等作用。中草药添加剂具有无抗药性、无残留、无副作用、无环境污染不引发药源性疾病等优点。

微生态饲料添加剂既有安全、有效、无耐药性、无污染的特点, 又有增强机体免疫机能、提高动物抗应激能力、改善动物生产性能等优点。因此, 二者很受我国畜牧工作者的重视。它们既能解决长期困扰我国畜牧业发展的抗生素残留问题, 又满足了当今人们对无公害、绿色食品的生活追求。

1.3 在动物疾病防治中的优势

中草药来源于动物、植物和矿物, 其本身为地球和生物机体的组成部分, 但仍然保持各种成分的自然状态和生物活性。并且, 具有抗病促生长作用、减少抗生素和人工化学合成药物的使用量。在现代药理学和生物技术理论的指导下, 经过实践证明, 其有效成分多糖、生物碱、苦味素等, 具有抗菌、抗病毒作用。虽抗菌和抗病毒不及抗生素, 但无抗药性, 因此在治疗动物疾病具有一定优势。

微生态制剂又称益生素活菌制剂等, 它是在微生态平衡理论、微生态失调理论、微生态营养理论和微生态防治理论指导下, 人工分离正常菌群, 并通过特殊工艺制成活菌制剂。通过大量的试验证明, 可保持动物的微生态平衡、改善健康状况, 提高生产能力, 并且不对人类健康带来现实和潜在的威胁。同时具有抗菌、抗病毒作用, 无耐药性。因此, 作为抗生素的替代品将在饲料工业中发挥重要的作用, 在动物疾病预防和治疗中有明显的优势。

1.4 可改善动物源性食品品质

1) 改善动物源性食品的色、味和营养;

2) 提高饲料转化率和利用率, 促进动物生长中增“廋”减“肥”;

3) 清处和减少动物胴体中有害物质。

2 中草药、微生态剂在养殖业应用中存在的问题

2.1 生产使用管理不规范发展具有盲目性

由于中草药、微生态制剂, 被各有关行业普遍看好, 特别是近年来, 各地争先建厂, 盲目开发, 然而, 因为缺乏合理的规范化和宏观管理, 致使中草药、微生态制剂产量供过于求。很多产品没有进行准确的药效评定和质量监控, 经不起重复验证, 导致中草药、微生态产品的信誉度收到冷漠, 销售量逐渐的下降。

2.2 产品缺乏稳定性、高效性

目前, 中草药、微生态饲料添加剂在市场上类型泛滥, 但从功用上来看, 大部分都是综合性的功能, 缺乏专一性产品, 质量高、效益好的名牌产品寥寥无几, 更缺少稳定性和高效性产品。成本效益比将是制约中草药饲料添加剂应用的关键因素之一。

3 中草药、微生态制剂在养殖业中发展前景

近些年, 世界上尤其欧美一些国家的消费者以及医药工作者, 市场上抗生素的滥用, 他们的抵触情绪很严重。他们认为由于在饲料中大量使用抗生素, 使耐药菌增加, 等于人类在慢性自杀, 面对这种形势, 研究人员一方面在努力加紧进行兽用专用抗生素的研究开发, 同时对中草药和活菌治疗的领域越来越重视。事实上, 在畜禽饲养业确实存在抗生素的滥用情况, 包括将医用或治疗用抗生素任意作为饲料添加剂使用和不对症使用等情况。由于抗生素的研究周期长, 开发费用高昂, 这种滥用造成的抗生素使用寿命变短导致了经济上的巨大浪费。与此相比, 中草药和微生态制剂的开发相对要容易得多, 费用较小, 而且使用不存在毒性、残留、耐药性和环境污染等问题, 并且, 具有以下特点: (1) 溶解性好, 容易吸收; (2) 药性强, 药效高; (3) 疗效确切、稳定、不摇摆; (4) 易于储存, 防潮、防蛀; (5) 携带和保存方便; (6) 拥有严格的质量标准, 安全、无质量隐忧; (7) 卫生、环保, 节省资源; (8) 适用范围广, 组方灵活方便。

汽车安全技术的应用和发展 篇8

1.1主动性的技术

1.1.1防止驾驶员困倦的监测体系

长距离的行驶很容易使驾驶员困倦, 但是如果汽车里有定位的摄影机拍下人的表情, 经过计算机的监测和处理, 一经发现驾驶员有打瞌睡的现象就会马上发出警报, 并且可以释放出有提神作用的香气;如果这些气体没有达到效果, 汽车就会开启制动体系, 而且会用闪关灯向周围的车发出警告。

1.1.2检测路线正确与否的体系

一旦车辆形式的路线拍你正常的轨道, 这个体系的摄影机会拍下不准确的路线信号, 由此, 它就可以及时的对驾驶员发出警报进而采取有效的措施, 避免危险的发生, 当汽车想要回到正常的路线时也会提醒周围行驶的车辆, 这样就会防止追尾事故。

1.1.3扩大驾驶员视线的体系

其实要想扩大视线, 那也要分为正常和不正常的情况, 因情况的不同方法也是不同的。首先, 在正常的情况下可以利用平视的显示器和后视镜作为辅助的设施, 这样会加大驾驶员的视线, 不论是前方还是后方, 视野清晰;再者, 在晚上的时候光线不足, 我们就可以用比较先进的传感器和前照灯来扩大驾驶员的视野;当遇到下雨天时不要担心, 具有排水气功能的玻璃和先进的玻璃涂层技术可以将雨滴转变成水珠, 没有了水膜, 问题就迎刃而解了。

1.1.4自动制动的监测体系

当驾驶员进行紧急制动的过程时, 人的脚在加速和制动踏板上的移动时间大约是零点八秒。但是这个体系就能够在一发现驾驶员有制动的动作时, 迅速的进行自动制动, 同时制动灯也会亮, 提醒后边的驾驶员以前做好应对的措施[1]。

1.1.5卫星导航体系

在车辆行驶的过程中, 这个体系会提供一些道路方面的信息给驾驶员, 比如说路面的状况、交通拥堵、是否有交通事故等, 驾驶员就能够选取最好的行驶路线, 这样才能安全顺利的到达目的地。

1.2被动型的技术

1.2.1设置人员安全保护体系

在这个体系中, 安全气囊和智能的安全带是必须要具有的, 一旦发生了家庭事故, 安全带就会收紧, 保护车里的人员, 转向柱也会收缩, 座椅向后进行移动, 这样安全气囊就会很快的产生作用[2]。发动机的气囊会沿着机体罩思维形状伸开, 保护成年人的臀部和腹部, 对于儿童就会抱回他们的胸部和头部不受到伤害。在这些体系中大大地降低了伤害的程度。

1.2.2设置冲击吸能体系

当发生交通事故时, 车体也一定会受到撞击, 而这个体系具有很高的吸能性, 人们称为“压扁区”。它有很大的作用, 能够用可以预见的方式产生各种损坏, 在一定程度上尽可能的吸收外来的撞击能量, 减少了见解的作用力, 这样车辆中的人员就不会直接受到碰撞。车辆的车门等强度要够, 即在受到撞击后, 不但要避免人员被甩到车外, 而且要使车门容易打开以便顺利的实施求助。汽车上的保险杠也要有保护和有吸收撞击的作用, 保护路上的行人也是很重要的。汽车中的转向柱是缩进式的, 这样汽车受到碰撞的时候就会发生折叠的现象, 撞击的力量也会减弱, 驾驶员就会受到更大的保护。

1.2.3设置车锁自动开启体系

一旦事故发生时, 该体系会确定发生了撞击, 车锁也会自动的开启, 车里的乘员就会很容易的从车里解救出来, 为事故救援提供了宝贵的时间。

1.2.4设置车中灭火体系

这个体系在监测火情是通过传感器进行的, 灭火的装置会自动的开始灭火, 反应速度要比人快很多, 如果这个装置不能正常的工作, 发动机的罩也会自动的打开来从外面进行灭火。

二、汽车安全技术的发展趋势

伴随着现代技术的进步与发展, 汽车的安全技术也在不断地更新和探索。现代的汽车的经济性、舒适性、动力性是目前人们追求的目标。除此之外对汽车的安全性能的要求也随之提高, 因此, 对于汽车安全技术的研究也越来越受到人们的重视。

在过去很长的一段时间里, 我们都把对于汽车安全技术的研究目光放在如何在发生交通事故的时候能第一时间的保护乘客和行人的安全这方面, 这是一种被动的安全性能。而现阶段, 在一些发达国家, 研究人员已经把目光放到了如何提高主动安全性能方面, 这就意味着, 现阶段研究人员更加重视对于如何才能避免交通事故发生方面的研究, 这才是汽车安全技术的未来发展趋势和最终目标。

但是经过科学家的不断实践证明, 主动安全系统并不能完全的发挥出被动安全系统的全部作用, 就算我们在车辆上安装了巨型计算机, 让车辆自身的计算速度和灵敏度提高很多, 也不可能完全的避免交通事故的发生, 因此, 被动安全系统在汽车安全技术方面仍然发挥着无可替代的作用。

在我看来, 汽车安全技术中, 主动和被动安全系统之间是相辅相成的。他们有各自的优点, 也有无法取代对方的地方, 二者缺一不可。主动安全系统和被动安全系统相互协调, 共同发挥作用是未来汽车安全的发展趋势。将影响传感、远程雷达、近距离雷达、稳定控制传感这些复杂的技术应用到汽车安全技术领域内, 对驾驶环境的监控起到了肥城重要的作用, 可以集中的分析多方面采集到的数据, 在关键时刻, 能辅助驾驶员进行正确的保护措施。在最大程度上保证汽车、乘客以及行人的安全。他们综合应用的价值已经远远超过了他们独自工作的防护系统[3]。

现代科学技术不断的发展, 未来的汽车安全技术将会向着纳米技术、车载网络系统、软件技术、微处理器等更加先进的技术领域发展。随着这些高科技技术不断的应用到汽车安全技术领域, 相信在未来我们的汽车将会变得更加安全可靠, 向人性化、智能化的方向迈进。

总结:现代科学技术的飞速发展, 在不就得将来汽车安全也会得到更多的重视, 软件技术、声呐传感、集成技术等也会随之应用。越来越多的新技术会把汽车的安全推向高潮。我们可以相信, 未来的汽车发展会更加的安全, 更加的人性化、智能化、合理化。

参考文献

[1]郭鸿瑞;;汽车主动安全新技术及其发展趋势[J];汽车实用技术;2010年05期

[2]王安琦;;汽车安全新技术的应用及发展趋势[J];交通科技与经济;2008年04期

精准农业应用现状和发展对策 篇9

1. 精准农业的概念

精准农业 (Precision Agriculture) 又称精确农业、精细农业, 是高科技联合应用于农业的产物。它把科学的精确性引入农业生产, 利用3S技术、计算机技术、自动化技术、网络通讯技术等与传统学科有机结合, 控制农业生产, 是一种既能提高农业产量, 又能有效利用资源、保护生态环境的可持续发展的新型农业, 为农业发展带来了革命性的变化。

2. 精准农业的基本技术

精准农业是3S技术和计算机技术的完美结合的产物。所谓3S, 是指GIS (地理信息系统) 、GPS (卫星定位系统) 和RS (遥感技术) 。

(1) 地理信息系统GIS (Geographic Information System) 起源于20世纪60年代, 它主要通过对空间和地理相关数据进行采集、图形和图像数字化、储存管理、查询检索、分析处理, 向人们提供、描述和输出特定的空间和地理的相关信息, 为农业生产和人类生活服务。如今GIS的应用范围涵盖了各个行业, 就农业来说, 农田信息采集、农业生产管理、资源动态监测等方面几乎都能看到GIS的身影。

(2) 全球卫星定位系统GPS (Global Positioning System) 由空间星座、地面监控和用户设备3部分组成。用户可以通过用户设备接收GPS卫星信号, 并通过对信号的处理获得用户的位置、速度等信息, 进行导航和定位。其在农业上的应用, 主要是配合其他技术进行农田信息定位, 通过计算机分析得到的数据, 对农业生产做出决策。

(3) 遥感 (Remote Sensing) 是应用现代信息手段, 从人不可及的距离拍摄信息图像, 根据这些图像, 遥测和辨别出水体、植被、农田, 甚至更小的物体, 这些信息在农业生产中起到了至关重要的作用, 可方便技术人员调查农业资源、对农作物进行估产、生态环境动态监测、自然灾害监测等。它获取信息速度快、周期短, 可以及时有效地为决策部门提供数据支持。

二、精准农业在国外的发展

作为精准农业的起源地, 自20世纪90年代以来, 美国的精准农业一直走在世界的前列。目前, 美国的大中型农场大部分实现了计算机控制农业生产, 包括作物生产管理自动化、畜禽生产管理自动化、农田灌溉自动化等;各种信息管理系统也应运而生, 为科研人员和农民提供服务。同时, 建成了世界上最大的农业计算机网络AGNET, 覆盖了世界十几个国家和地区, 用户足不出户, 通过家中的通讯设备, 就可随时获取网络中的天气、灾害、技术、市场等信息。据统计, 美国目前有500多万农民, 互联网占有率达到62%, 90%以上的大型农场安装了卫星定位系统, 1/4的农场在耕作中用上了飞机, 每年有近1/3的农业销售通过网络进行。计算机等高科技的应用, 为美国农业的快速发展做出了巨大贡献。

美国精准农业的快速发展, 与政府的大力支持密不可分。自精准农业在美国兴起以来, 政府把它作为未来农业的发展方向, 从各方面对其加以支持。主要措施有:加大资金投入, 建立各级农业科技信息中心, 配备所需的各项软硬件, 保证运行费用;建设辐射面更广、速度更快、更稳定的互联网络;加大各种农业数据库、专家系统的开发力度, 向各种农业、信息科研机构、大学等提供政府资助来进行项目研究, 产生的成果以成本价格提供给社会;健全相关的法律法规, 保证信息资源的真实有效, 明确了各个主体的权利和义务;进行广泛的宣传推广工作, 让农民认识到科技信息技术的重要性, 感到物有所值。

下面是美国一个普通农场主实施精准农业的过程。首先, 在种植作物前, 先对土壤进行检测。农场主把采集到的土壤样品送到检测部门, 检测部门通过仪器检测和电脑分析, 向农场主提供数据图表, 表明这块土地在种植各种作物时所需要的肥料、水分以及未来产量等各种情况。农场主据此选择栽培作物种类, 随后制定相应的施肥、播种配方, 并输入相应农业机械的电脑中。这些同样装有定位系统的农业机械, 在运行时可以做到施肥和播种的定位与定量。在作物生长过程中, 农场主可以通过航拍照片发现杂草蔓延情况和病虫害情况, 及时防治。到了收获的季节, 还可以把定位系统安装在联合收割机上, 再配以传感器和电脑, 收割机工作时便可自动记录农作物产量。通过这些方式, 农场主基本做到了按时按需灌溉、施肥、喷药, 不但节省了种植成本, 而且避免了盲目过量地使用化学用品对环境的污染。

正是因为精准农业具有合理利用资源、降低成本、提高产量和保护环境等诸多优点, 除美国外, 英国、德国、西班牙、荷兰等农业发达国家也在大力推行。

三、我国精准农业发展现状

1. 发展精准农业存在的困难

(1) 投入成本高, 回报周期长我国目前主要的农业生产模式还是以家庭为单位的小农业模式, 普通农民没有能力购置精准农业所需的软硬件, 而且精准农业只有在农业生产达到一定规模后效益才会比较明显, 而普通农户显然做不到规模化生产。

(2) 需要比较高的软硬件技术水平精准农业依托的3S技术在我国尚处在研究阶段, 很多技术还不成熟, 而且与之配套的智能化农业机械也处在起步阶段, 不能满足日常精准播种、施肥、灌溉等需要, 而完全依赖进口也不现实。

(3) 需要多年大量的农业数据支持我国传统的农业生产模式导致几乎没有各地块相关的数据积累, 没有这些数据, GIS和GPS的作用就大打折扣, 各种决策和控制软件缺少数据支持也会缺乏客观性和真实性。

(4) 社会环境尚未形成普通农民文化水平不高, 接受和学习新事物能力较差, 可能会导致精准农业只能局限在技术水平较高的大型农业企业, 很难像国外那样普及到农户。

这些问题在短时间内很难得到解决, 这也就决定了我国的精准农业不能照搬农业发达国家的运行模式, 必须找出一条适合我国国情的精准农业发展之路。

2. 我国农业目前急需解决的问题

(1) 水资源严重短缺很多地方缺乏农田灌溉条件, 基本是靠天吃饭, 降雨不足全靠超采地下水弥补。很多地方没有使用正确的灌溉方法, 灌溉水利用率只有30%~40%, 造成水资源大量浪费。

(2) 化肥、农药用量过高过量施用各种化肥、农药, 造成生态环境的严重污染。农业源污染比例居高不下, 太湖、滇池等地表水富营养化严重, 地下水和蔬菜水果中硝态氮含量超标, 国家不得不投入大量人力物力治理。

四.适合我国的精准农业发展之路

1.在精准农业的推广上, 要因地制宜

根据各地区不同情况制定相应的发展策略。可先在规模化农场和农业综合试验区开展研究性试验, 不断总结经验, 改进做法, 为以后的进一步推广打下基础;然后在规模化和机械化程度较高的地区, 分批分层次开展精准农业;最后逐步延伸到具备条件的农村和农户。从我国农业现状来看, 这将是一个相当长的过程。

2.增加农业信息基础设施建设

农业信息化是精准农业的信息基础, 为精准农业的实施过程提供大量数据。因此, 要持续加大农业信息基础设施建设的力度, 提高软硬件水平, 并制定相关法律法规, 确保信息资源真实有效。

3. 加大相关集成技术体系及相关软件的开发力度

研制智能化的农业机械设备, 完成从手工操作到自动操作的过程。逐步积累农业区土壤、环境等数据, 建立相应的信息系统, 为精准农业的应用提供必要的数据支持。

4. 建立完善的技术研究和推广体系

EPON技术的发展和应用 篇10

1.1 EPON技术

EPON (Ethernet Passive Optical Network以太网无源光网络) , 无源光网络 (PON) 的概念由来已久, 它具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点, 在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时, 以太网 (Ethernet) 技术经过20年的发展, 以其简便实用, 价格低廉的特性, 几乎已经完全统治了局域网, 并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升, 以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进, 逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合, 便产生了以太网无源光网络 (EPON) 。它同时具备了以太网和PON的优点, 正成为光接入网领域中的热门技术。

EPON就是一种新兴的宽带接入技术, 它通过一个单一oltodn-onu的光纤接入系统, 实现数据、语音及视频的综合业务接入, 并具有良好的经济性。业内人士普遍认为, FTTH是宽带接入的最终解决方式, 而EPON也将成为实现这一目标的一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点, 宽带入户的特殊优越性, 以及与计算机网络天然的有机结合, 使得全世界的专家都一致认为, 无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

随着epon技术的普及应用, 并不断完善, epon正日益成为宽带, 语音, 视频接入的主流设备。

2 EPON设备

2.1 OLT:epon光网络的业务汇聚设备

OLT:optical line terminal (光缆终端设备) , 用于连接光纤干线的终端设备。

OLT功能:

1) 向ONU以广播方式发送以太网数据;

2) 发起并控制测距过程, 并记录测距信息;

3) 为ONU分配带宽;即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。

EPON无源光网络系统中的局端设备 (OLT) , 是一个多业务提供平台, 同时支持IP业务和传统的TDM业务。放置在城域网边缘或社区接入网出口, 收敛接入业务并分别传递到IP网。

EPON无源光网络系统组网灵活, 下联半径20公里范围内处于业务接入点的多个终端, 构成EPON系统网络。该系统可支持多种业务模式, 适应多种工作环境, 为用户提供FTTx系列解决方案。

OLT除了提供业务汇聚的功能外, 还是集中网络管理平台。在OLT上可以实现基于设备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。不仅可以监测、管理设备及端口, 还可以进行业务开通和用户状态监测, 而且还能够针对不同用户的Qo S/SLA要求进行带宽分配。

OLT路由功能测试方法可用CDRouter进行全自动测试

2.2 分光器:epon技术的核心技术应用的基础

ODN (optical distribution network) 光配线网络是基于PON设备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分, ODN从局端到用户端可分为馈线光揽子系统, 配线光揽子系统, 入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。

分光器是组建EPON网络的一个组件, 是一个连接OLT和ONU的无源设备, 采用单纤波分复用技术 (下行1490nm, 上行1310nm) , 它的功能是分发下行数据, 并集中上行数据。分光器带有一个上行光接口, 若干下行光接口。从上行光接口过来的光信号被分配到所有的下行光接口传输出去, 从下行光接口过来的光信号被分配到唯一的上行光接口传输出去。只是光信号从上行光接口转到下行光接口的时候, 光信号强度/光功率将下降, 从下行光接口转到上行光接口的时候, 同样如此。各个下行光接口出来的光信号强度可以相同, 也可以不同。

2.3 Onu:epon接入终端

ONU (Optical Network Unit) 光节点。

一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。通过唯一的MAC地址实现在汇聚层olt的自动注册。可以接入拨号用户和专网用户。接入方式可以是电缆, 网线和光纤。

ONU功能:

1) 选择接收OLT发送的广播数据;

2) 响应OLT发出的测距及功率控制命令;并作相应的调整;

3) 对用户的以太网数据进行缓存, 并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。

3 EPON应用

3.1 光分路器原理及参数详解

与同轴电缆传输系统一样, 光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配, 这就需要光分路器来实现。光分路器又称分光器, 是光纤链路中最重要的无源器件之一, 是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件, 常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。

3.2 光分路器的分光原理

光分路器按原理可以分为熔融拉锥型和平面波导型两种, 熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成;平面波导型是微光学元件型产品, 采用光刻技术, 在介质或半导体基板上形成光波导, 实现分支分配功能。这两种型式的分光原理类似, 它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合 (耦合度, 耦合长度) 以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量, 反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体, 而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点, 目前成为市场的主流制造技术。

熔融拉锥法就是将两根 (或两根以上) 除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰, 在高温加热下熔融, 同时向两侧拉伸, 最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构, 通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度, 可得到不同的分光比例。最后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内, 这就是光分路器。这种生产工艺因固化胶的热膨胀系数与石英基片、不锈钢管的不一致, 在环境温度变化时热胀冷缩的程度就不一致, 此种情况容易导致光分路器损坏, 尤其把光分路放在野外的情况更甚, 这也是光分路容易损坏得最主要原因。对于更多路数的分路器生产可以用多个二分路器组成。

3.3 光分路器的常用技术指标

3.3.1 插入损耗

光分路器的插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的d B数, 其数学表达式为:Ai=-10lg Pouti/Pin, 其中Ai是指第i个输出口的插入损耗;Pouti是第i个输出端口的光功率;Pin是输入端的光功率值。

3.3.2 附加损耗

附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的DB数。值得一提的是, 对于光纤耦合器, 附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标, 反映的是器件制作过程的固有损耗, 这个损耗越小越好, 是制作质量优劣的考核指标。而插入损耗则仅表示各个输出端口的输出功率状况, 不仅有固有损耗的因素, 更考虑了分光比的影响。因此不同的光纤耦合器之间, 插入损耗的差异并不能反映器件制作质量的优劣。对于1*N单模标准型光分路器附加损耗如下表所示:

分路数2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16

附加损耗DB 0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2

3.3.3 分光比

分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值, 在系统应用中, 分光比的确是根据实际系统光节点所需的光功率的多少, 确定合适的分光比 (平均分配的除外) , 光分路器的分光比与传输光的波长有关, 例如一个光分路在传输1.31微米的光时两个输出端的分光比为50:50;在传输1.5μm的光时, 则变为70:30 (之所以出现这种情况, 是因为光分路器都有一定的带宽, 即分光比基本不变时所传输光信号的频带宽度) 。所以在订做光分路器时一定要注明波长。

我们举一个简单的例子计算分光造成的的衰减:Ai=-10lg K (K为分光比)

当使用1:32的分光器时, 单路光衰Ai=-10lg K=-10lg32=-50lg2=-50×0.3=-15dbm

注:这是维护中的一个很重要的参数, 以此计算光信号可以覆盖的范围。

3.3.4 隔离度

隔离度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。在以上各指标中, 隔离度对于光分路器的意义更为重大, 在实际系统应用中往往需要隔离度达到40d B以上的器件, 否则将影响整个系统的性能。

另外光分路器的稳定性也是一个重要的指标, 所谓稳定性是指在外界温度变化, 其它器件的工作状态变化时, 光分路器的分光比和其它性能指标都应基本保持不变, 实际上光分路器的稳定性完全取决于生产厂家的工艺水平, 不同厂家的产品, 质量悬殊相当大。在实际应用中, 本人也确实碰到很多质量低劣的光分路器, 不仅性能指标劣化快, 而且损坏率相当高, 作于光纤干线的重要器件, 在选购时一定加以注意, 不能光看价格, 工艺水平低的光分路价格肯定低。