电子技术发展与应用(精选8篇)
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摘要:近年来,随着通信技术的日新月异,手机、互联网宽带已经逐渐走进寻常百姓家,在“智慧江门”、“无线城市”的助力下,城市信息化也逐渐渗透到政务应用、农业应用以及安保等各个领域,造福和惠及了成千上万的侨乡居民,这恰与“上善若水”的理念不谋而合。本文从多个方面介绍了电子信息技术与我们人类生活密不可分的关系
关键词:多媒体 医疗 国防 物联网
Modern electronic information technology 's application
and development
student number(ID)namecollegeclass
Abstract: This paper introduces the electronic information technology and our human life's
inseparable relationship
Key words: Multi-mediaMedical careNational DefenseThe Internet of things
1.多媒体,改变我们生活的天使
现如今人类的生活愈发的丰富多彩,宅在家里我们可以通过电视,网络,手机了解世界上正在发生的事,了解我们感兴趣的事,而走在外面,巨大的广告荧幕,广告牌也为我们提供者各种信息,这些都有、可以归为一个词——多媒体,而多媒体的发展是离不开电子信息技术的。有了电子信息技术来发展多媒体,即使足不出户,我们也不再是信息闭塞的,由此可见,电子信息技术是改变我们生活的天使。多媒体,顾名思义,是相对于单媒体而言的。从计算机处理信息的角度,我们把自然界和人类社会原始信息归结为三种最基本的媒体:声,图,文。传统的计算机只能处理单媒体“文”,即文字,数字,至多加上图形,给人呆板和枯燥的感觉。它不能处理音频,视频信息的主要原因之一,是这两类信息数字化以后,所占空间太大,现有硬件难以支撑。如:一张普通3寸高密软盘可存两册毛泽东选集第二卷的文字,若用来存图像,仅普通计算机屏幕那么大的一张就满了。多媒体技术就是要解决这些问题,使电脑成为能同时处理三种媒体的集成信息系统。电视能传播声,图,文集成信息,但它不是多媒体系统。通过电视,人们只能悲痛的接受信息,不能处理这些信息。电脑则不同,人们可通过编程让它完成指定的工作,即实现人机对话,具有交互性。多媒体兼二者之长,集成和互交是其精髓。电脑技术与电视技术融合而成的多媒体技术在与通信技术结合后,一旦普及并实现全国乃至全球联网,呢么,传统电脑将一改刻板的“盲聋哑”形象,变成一位既善解人意又美丽动人的“天使”。
2.电子技术与医疗保健
电脑病历管理。昔日患者的病历的介质是纸张,尤其是长期病患者,其病历都是很厚一大摞,看病时医生翻阅,也很不方便,费时费力,同时保管起来也需要占用很大的空间,那一撂撂的病历占据了一个很大的“病历库”,患者挂完号之后,病历库的管理人员,还得一一
按号索取。如果病患者,需要转院治疗时,还得把病历借给新转到的那个医院。如今的病历已经不用纸了,而是一种新型的病历——“电子病历”,病历上所记载的全部内容,包括X光照片、心电图以及各种化验单据等,一揽子都存储在专门的“病历数据库”中,那原先庞大的“病历库”,也只好改作他用了。当患者到医院看病时,医生只要轻轻摁一下电脑按键,或点一下鼠标,就可以把“病历数据库”里该病患者的病历调出来,并在屏幕上显示出来,可以前后自动翻页。当病患者需要转院治疗,新的医院医生根据转院单,也可以从原医院的“病历数据库”中,把该患者的病历借来使用。当然,“病历数据库”为了安全起见,由电脑进行管理,不是任何人都可以去“调用”病历的。上面讲到的转院治疗的“转院单”,实际上还起到允许调用该病患者病历的“通行证”的作用。
电脑诊断。有的还称其为“电脑医生”。这是医疗领域中的最重要的组成部分之一,当患者到医院看病时,首先,向值班人员叙述症状,随即值班人员把这些症状,输入到电脑中去,“电脑医生”根据症状,立即从显示屏上显示出要化验或检查的项目,同时,从打印机上打印出化验单、检查单(如血、尿、便的化验,X光胸透,CT、B超、核磁共振等检查)。化验、检查结束后,化验及检查结果,由化验室及有关检查部门的电脑,直接传递到电脑医生那里,“电脑医生”根据患者的症状、化验及检查的结果,又结合病历,最后做出“诊断”,诊断为什么病,开出了医疗“处方”,如果需要休息时,它还可以开出“病假条”,这些诊断书、处方、病假条都由打印机打印出来。
如遇到疑难病症,而需要由远处的专家治疗时,电脑医生可以把患者的病历、症状、化验及检查结果,通过网络传输到身在远方的专家的电脑中,请其诊断,最后专家会将诊断结论及处方等再传回“电脑医生”那里。这样,患者在当地就可以得到身处远方的专家治疗。如果不是电子时代,做到这点,只是痴心枉想,“天方夜谭”罢了。
电脑管理病床。病床是病患者住院治疗必备的设施之一。采用电脑管理病床,使其管理工作更加现代化、科学化。病床按病区分区管理,它记录着患者姓名、何种病症、入院时间、出院时间、空床情况等信息,同时向住院部电脑计费系统,提供患者占用床位的有关信息,以便其计费时应用。另外,还能实时显示全院病床的利用情况。
电脑药库管理。采用电脑管理药品库以后,可全面反映药品库存情况及药品流动信息;可打印全部药品清单、指定部分的药品清单、三个月内将要失效的药品清单以及急需购进的药品清单;编制采购药品辅助计划表;提供进库数和出库数账单、发往下属药房的药品账单等。电脑药物咨询。可为医生提供以下咨询服务:①药物相互作用分析,每张处方最多可达15种药;②药名翻译,可任意输入中、英、拉丁文及代码中的一种,便可得到其它几种文字的药名,包括别名;③查询药物用途、规格、常用量、极限量及注意事项;④查询药物学的有关数据;⑤查询抗菌首选及次选药物和使用这些药物的指导性说明;⑥查询在某些疾病、生理状态下慎用和禁用的药物;⑦查询能够引起尿颜色改变的药物,查询使用麻醉、神经、毒性药物的有关规定等。查询时可任意选中、英、拉丁文或代码,可查询到4万种以上药品的各类信息,查询结果只需1分钟,显示或打印均可。
3.国防离不开电子信息技术
随着人类科技的发展,国家的发展,国防成了一项重要课题,我们越来越重视国防,各种先进武器都随着科技的发展应运而生,各类枪支,坦克,战斗机,航母,不得不提的就是雷达了,雷达充分运用了电子信息技术,从而为我们提供了各种战斗时期需要的信息,雷达是20世纪人类在电子工程领域的一项重大发明。雷达的出现为人类在许多领域引入了现代科技的手段。雷达是利用极短的无线电波进行探测的,雷达的组成部分有发射机、天线、接收机和显示器等。由于无线电波传播时,遇到障碍物就能反射回来,雷达就根据这个原理把无线电波发射出去,再用接收装置接收反射回来的无线电波,这样就可以测定目标的方向、距离、高度等。最初雷达主要用于军事。第二次世界大战期间,英国在海岸线上建起了雷达防
御网络。这些早期的雷达使英国人能够不断地成功抗击德军破坏性的空中和海底袭击。雷达被人们称为千里眼。在现代战争中,由于雷达技术的进步,使交战双方在相距几十公里,甚至上百公里,人还互相看不到,就已拉开了空战序幕,这就是现代空战利用雷达的一个特点――超视距空战。随着雷达技术的不断改进,如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。面对日益拥挤的天空,拥有精密的雷达监测系统至关重要。使用雷达设备可不受天气的影响,不分昼夜进行监测。民航管制员通过雷达直接获取飞机的位置、高度、航行轨迹等信息,及时调节飞行方位和高度。在雷达的使用科学原理中,雷达与目标之间有相地运动,回波信号的频率有多普勒频移,根据多普勒效应的原理可以求得其相对速度。这也是交通警在公路上测量汽车速度的测速雷达工作的原理。
我国在雷达技术方面发展很快,取得了很大成就。探地雷达就是我国研制的,它可适用于不同深度的地下探测。目前,探地雷达已经广泛应用于国防、城市建设、水利、考古等领域。中科院电子所研制成功了星载合成孔径雷达模拟样机,并对1998年长江中下游特大洪涝灾害进行了监测,获取了受灾地区的图像,为抗洪救灾提供了准确的灾情数据。随着高科技的不断发展,雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。
4.互联网与物联网
互联网与物联网在接入方式上是不相同的。互联网用户通过端系统的计算机或手机、PDA访问互联网资源,发送或接收电子邮件;阅读新闻;写博客或读博客;通过网络电话通信;在网上买卖股票,定机票、酒店。而物联网中的传感器结点需要通过无线传感器网络的汇聚结点接入互联网;RFID芯片通过读写器与控制主机连接,再通过控制结点的主机接入互联网。因此,由于互联网与物联网的应用系统不同,所以接入方式也不同。物联网应用系统将根据需要选择无线传感器网络或RFID应用系统接入互联网。移动互联网认为,移动互联网(Mobinet)是以移动网络作为接入网络的互联网及服务,它包括移动终端、移动网络和应用服务三大要素,它将移动通信和互联网这两个发展最快、创新最活跃的领域连接在一起,并凭借数十亿的用户规模,正在开辟信息通信业发展的新时代。移动互联网所改变的不仅是接入手段,也不仅是对桌面互联网的简单复制,而是一种新的能力、新的思想和新的模式,并将不断催生出新的产业形态、业务形态和商业模式。从移动互联网的内涵和体系、影响和变革、发展模式与特征、国内外移动互联网发展状况、我国移动互联网发展面临的机遇与挑战等方面进行分析总结,认为只要能够正确应对移动互联网安全管理、产业链定位等挑战,我国完全有可能通过全行业共同努力,在移动智能终端基础软、硬件、终端应用软件、移动网络技术、移动互联网服务等各方面实现创新突破,加快中国信息化的进程。物联网认为,物联网(IOT)是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸,它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别,通过网络传输互联,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。其关键要素包括由感知、网络和应用层组成的网络架构,物联网技术和标准,包括服务业和制造业在内的物联网产业,资源体系,隐私和安全以及促进和规范物联网发展的法律、政策和国际治理体系。**从物联网内涵与架构体系、国内外物联网应用现状及趋势、物联网的产业体系和发展现状、我国物联网发展面临的机遇和挑战等方面进行分析研究,认为全球物联网处于起步阶段,发达国家在产业链布局和应用上处于领先位置,我国物联网应用处于初创待发阶段,未来物联网应用将向规模化、协同化和智能化方向发展。
参考文献: 《电子信息技术的理论与应用》孔学东
《雷达系统导论》:(美)斯科尼克
《电子让人们梦想成真:现代电子技术》张孝澄
《大众传播学》李彬
《实用网络新闻学》程栋
《信息与电脑——电子病历管理系统的设计与实现》王万斌 《上海铁道大学学报——医院药品库的电脑管理》齐明 《探地雷达理论与应用》
《物联网:后互联网时代的信息》
关键词:电力电子技术,发展动向,应用
电力电子技术在国民经济发
电力电子技术是利用电力电子器件 (比如GTO、IGBT、晶闸管等) 对电能加以控制与变换的一种技术。它既是电子学在强电领域的分支, 也是电工学在弱电领域的分支, 总之它是强电与弱电相结合的一门学科。电力电子技术作为一门新兴技术, 已经被广泛应用于通信、能源、生命科学、环保以及材料等领域, 并且其发展势头日益强劲。电力电子技术在国民经济发展以及人们日常生活中扮演着非常重要的角色。本文分析了电力电子技术的发展动向, 并从五个方面, 简要论述了电力电子技术所应用的领域。
1 发展动向
纵观电力电子技术的发展动向, 是由低频技术处理向高频技术处理逐步转变。电力电子技术开始于上世纪五十年代末与六十年代初的硅整流器件, 随后经历了整流器时代、逆变器时代、变频器时代, 随着电力电子技术的快速发展, 这一技术已经被广泛应用于社会的诸多领域。而上世纪八十年代末与九十年代初出现的功率MOSFET与IGBT, 也就是高频、高压、大电流的功率半导体复合器件, 标志着传统电力电子技术时代的结束与现代电力电子时代的兴起。
上世纪九十年代的电力电子技术着重于研究高频化、集成化、模块化与智能化。理论与实践证明:电气产品体积与重量缩小与供电频率的平方根成反比, 也就是说, 当我们把50Hz的标准工频进行大幅度提高以后, 使用这一工频的电子仪器的体积与重量将会大幅度缩小, 这将会使用于制造电子设备的材料大幅度缩减, 运行过程中的电能节约也会日趋明显, 电气设备系统的各项性能将会大幅度改善, 这一点将会对冶金行业的快速发展产生深远影响。因此, 电力电子器件的高频化已经成为未来电力电子技术发展的主导方向, 同时硬件结构的模块化、标准化也将会是器件发展的一个必然趋势。现阶段, 飞速发展的模块已经囊括了开关元件和与其反向并联的续流二极管在内及驱动保护电路多个单元, 并且已经生产出一系列产品, 同时在可靠性上达到了非常高的标准。
随着经济的快速发展, 能源问题日益突显, 这使得世界各国普遍关注电力电子技术的发展态势, 也使各国投入大量精力对其进行生产研发。一方面有着自关断能力的高频元件的开发与利用已经取得了令人惊喜的地步;另一方面, 电力电子技术与微电子技术的融合也使新一代电力电子技术锋芒毕露。有的专家断言:智能化功率集成电路的兴起与推广必将在二十一世纪引起第二次电子学革命。
2 应用
2.1 在再生能源发电领域的应用
目前, 世界能源仍旧是以污染较为严重且资源有限的化石燃料为主。随着人们环保意识的逐渐提高, 那些干净清洁的可再生能源比如风能、生物质能、太阳能、潮汐能、地热能等等, 迎来了发展的黄金时期, 但是想要真正发挥这些绿色能源的巨大优势, 就必须广泛应用电力电子技术。比如在风能的开发与利用领域, 风能机电系统融合了机械制造学、空气动力学、计算机控制技术以及电子技术, 但最重要的还是电力电子技术, 因为电力电子技术在电能转换、机组控制以及电能质量改善等方面, 都发挥着至关重要的作用。
2.2 交通运输领域的应用
目前, 电气化铁道已经广泛应用电力电子技术, 比如直流机车所采用的整流装置, 交流机车所采用的变频装置。除了那些牵引类电机传动以外, 车辆之中的辅助电源也同样无法离开电力电子技术。比如电动汽车的电机主要是靠电力电子装置来实现驱动控制与电力变换的, 同时电动汽车的蓄电池充电, 也是依靠电力电子技术, 再比如飞机、轮船, 甚至是电梯, 都需要电力电子技术提供强大的支撑。
2.3 家用电器领域的应用
电力电子技术在工业制成品领域内被广泛应用的同时, 也在悄然改变人们的生活。比如电力电子控制学能够将人类从繁杂的家务之中解放出来, 洗衣机、洗碗机、空调等家用电器的出现, 使人类不再从事这些劳动, 使人们尽情享受生活。再比如变频空调器是一个最典型的例子, 它能够提高高频荧光灯的效率, 使高频荧光灯的效率比白炽灯提高了2—3倍, 同时还能够节约30%的电力能源。电视、音响以及计算机等设备都需要应用到电力电子技术, 没有这项技术, 上述这些机械设备都将无法正常运转。随着电力电子技术的快速发展, 家用电器也日趋智能化, 这必然为人们节省更多的时间来享受生活。
2.4 在UPS系统中的应用
紧急供电系统是电力自动化系统得以安全运行的重要保证, 同时也是通信设备、计算机以及其他要求持续供电场合所必备的一种可靠电源。目前, UPS系统通常采用的是利用脉宽调制技术和IGBT、MOSFET等电力电子元件, 这些电力电子元件的使用不但使电源的噪音大大降低, 同时也使设备的效率大幅度提高。
2.5 在节能领域中的应用
目前, 能源问题已经成为世界范围内广泛关注的问题, 而且工业能源与电力的关系也越发紧密。由于电力有着稳定、利用率高的优点, 而被广泛应用于工业生产, 可以毫不客气的说电能已经成为现代工业的能量之源。相关数据显示, 近些年, 国内工业用电量以每年15.9%的速度增长, 因此在我们在发展生产的同时, 还需要关注节能减排, 提高电能利用的效率。电力电子技术在这一时代背景下, 恰好能够发挥其自身的作用, 使应用电力电子技术的设备、元件提高电能使用的效率, 大大降低电源的消耗, 使设备、元件的性能提高, 节约原材料的使用。
3 总结
综上所述, 电力电子技术作为现代社会发展的科技支撑, 它在通信、能源、生命科学、环保以及材料等诸多领域都扮演着非常重要的角色, 相信随着科学技术的不断进步, 电力电子技术也必然会在社会的诸多领域得到广泛应用, 其前景也会日趋美好。
参考文献
[1]刘冬岩, 韩直.电力电子技术与节能[J].中国能源, 1997.
[2]朱磊, 侯振义, 张开.电力电子技术的发展及应用[J].电源世界, 2008.
[3]姜浩.现代电力电子应用领域的发展[J].黑龙江环境通报, 2007.
[4]冯少辉.浅谈电力电子技术的应用与发展[J].科技资讯, 2010.
[5]侯圣语, 刘建坤.电力电子技术的发展及应用[J].企业技术开发, 2011.
[6]梁斌.关于现代电力电子技术应用的探讨[J].科技风, 2011.
【关键词】EDA;电子系统;CPLD/FPGA;VHDL
1.引言
电子设计自动化(Electronic Design Aut-omation)的缩写即是EDA。EDA技术是把计算机技术应用在电子设计过程的一门技术,从而实现了电子设计的自动化进行,现今EDA技术已经广泛用于电子电路的设计仿真以及集成电路版图设计、印刷电路板的设计和可编程器件的编程等工作中。EDA技术是一门综合的学科,它代表了未来电子设计技术的发展方向,打破了软硬件之间的隔阂。
我们依据计算机辅助技术介入程度的不同,将电子系统设计分为以下三类:
1.1 人工的设计方法
此种设计方法从提出方案到验证方案等等均需要由人工来完成,并且方案的验证必须搭建实际的电路来完成验证。这种人工的设计方法缺陷在于:开销特别大,但是效率却极低,并且周期比较长,还有一点就是现在的产品不是单单靠人工就能够完成的。
1.2 计算机辅助设计CAD
1970年以来,计算机开始被应用于Ic版图设计以及PCB布局布线,后来发展为可对电路功能和结构进行设计,并且在原来的基础上增添了逻辑仿真、自动布局布线等等的功能。可以这么说CAD技术的应用取得了可喜的成果。但我们也不能过于乐观,因为各种各样的软件层出不穷,每一种设计软件只能够解决一部分的问题,这就造成了软件不能完全脱离人去设计,智能化程度不能够满足人们的需求。
1.3 EDA电子设计自动化
1990年以后是EDA时代的到来。伴随着电子计算机的不断发展,计算机系统被广泛的应用于电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造等各环节当中。由于电子产品的性能不断提高以及精密度的增加,产品的更新所需要的时间越来越短。相应的,电子产品的设计和电子产品的测试以及电子产品的制造也必须跟上更新的步伐。同时EDA也是CAD向前发展的必然产物,是电子设计的核心内容。
2.EDA的基本特征
作为现今社会电子设计最前沿的技术,电子设计工程师可以通过EDA从协议、算法等等开始对电子系统进行设计,这样可以使计算机完成大量的工作,并实现了从电路设计以及性能分析至设计出PCB版图整个过程完全在计算机上实现自动化处理。EDA设计工程师采用从系统设计入手,对功能方框图进行划分以及对结构进行设计。设计工程师对系统硬件功能的完成需要依靠EDA软件和硬件描述语言。
另一方面,电子设计的仿真和调试是在高层次上进行完成的,这样做的好处是方便在初期发现一些错误,主要是结构设计上的,这样可以有效地减少设计资源的浪费,同时避免了做大量的逻辑功能仿真工作,使设计能够取得一次性成功。又由于电子产品日趋复杂,集成度又显著提高,现存的中小型规模的集成电路已经不能够满足我们的要求,这就导致了电子电路设计由小规模芯片转向了大规模甚至超大规模芯片,产生了具有高集成度和低功耗等功能的可编程ASIC器件。
3.EDA的应用
随着EDA技术的迅猛发展,EDA技术主要在以下两个方面发挥了巨大作用。首先,在科研方面的应用:
主要是应用仿真工具,比如PSPICE、VHDL等,利用这些工具进行电路的设计以及电路的仿真;还用虚拟仪器对产品进行测试;在仪器中应用CPLD/FPGA器件;从事一些ASIC或者PCB的设计等等,总之EDA技术在科研方面获得了广泛的应用。取得了显著地经济和社会效益。其次,在教学方面的应用:可以这么说几乎设置有电子信息这个专业的院校,无论理工科还是文科类的高校,几乎都设有EDA的课程,设置这门课程的目的在于,让同学们了解EDA的原理,能够学会利用HDL对系统逻辑进行描述,同时掌握用其进行仿真实验的操作方法,达到无论是做毕业设计还是以后参加了工作,都能够进行简单的设计。为此我国每2年举办一次大学生电子设计的竞赛,这也是在考察学生的EDA技术水平,可以这么说,EDA技术已经是电子领域里不可或缺的一门技术。
4.EDA的常用软件
EDA软件很多,大体上分为PCB设计软件、IC设计、电路设计以及仿真工具等,下面简单介绍在我国应用比较多的几个软件。
4.1 电子电路设计以及仿真工具
电子电路设计以及仿真工具有:SPICE、EWB等等。
(1)SPICE工具是由美国加州大学研发出的电路分析软件,由于其广泛的被使用,同时功能足够强大,被认为是国际上对电子电路性能模拟的一个标准,具有文本输入和电路原理图的图形输入两种功能。
(2)EWB工具是加拿大Interactive Image Technologic Ltd公司研发的电子电路仿真工具。这款软件可以提供多种类型的虚拟仪器,可以像操作实际仪器一样对其进行操作。并且软件可以提供的元器件种类繁多,器件比较齐全,它在功能上模仿了SPICE,但是没有SPICE那么多的分析功能。
4.2 PCB设计软件
PCB设计软件包括Protel、Cadence PSD、OrCAD、PowerPCB等等,其中Protel在我国应用最广泛,它是由澳大利亚Protel Technology公司研发的电路板设计软件。许多理工类高校都设有这么课程,而且电路公司几乎没有一个不使用它的,它能够全方位的对电路进行设计,并且Protel具有易于使用、界面友好等优点,电路设计和PCB设计是其最有代表性的功能。
5.EDA的发展前景
21世纪后,大规模的FPGA、CPLD器件的涌出,使得EDA软件持续更新,EDA技术取得了更大的发展。如果想参与世界范围电子市场的竞争,提高竞争能力,那么EDA技术是需要熟练掌握的,只有這样电子企业才能够生存和发展下去。
参考文献
[1]李雪梅,张建辉.电子EDA技术及发展与应用[J].乐山师范学院学报,2004(05).
[2]顾青华.谈电子EDA技术的应用与发展[J].信息与电脑(理论版),2010(08).
[3]王晓丽.可编程逻辑器件CPLD/FPGA的发展[J].科技信息(科学教研),2007(28).
摘要:有效的水处理是维持电厂生产工作正常进行的基本条件,为了保证电厂锅炉等热力设备的生产效率得以提高,并在此基础上改善电力生产系统的运行工况,则应注意合理选用化学水处理技术。在选用化学水处理技术时不但需要考虑电厂的实际生产状况,同时还应考虑水处理过程是否符合节能及环保要求,以便能够降低水处理成本及提高电厂的运行效益。
关键词:电厂 化学水处理技术 工艺
水处理工作伴随着科学技术的进步和国家行业的要求,仍然需要在改革中进行创新,在继承中进行发展,需要我们用科学发展的眼光、用开拓进取的思维模式、用与时俱进的工作作风进行探索和思考,在电厂化学水处理工艺中,采用全膜分离技术替代传统的离子交换处理工艺,完全满足锅炉补给水要求,而且解决了传统工艺存在的一系列问题,并消除酸碱废液对环境的污染。我国电厂水的处理还是存在很大的问题的,与先进国家相比还是存在很大差距的,在我国社会迅速发展的今天水处理已是一个需要重视的关键性的问题了,引进国外的技术来发展是一个趋势,但是成本偏高则是影响推广的重要元素,我国电厂处理已发展几十年,在有些方面已经较完善,但是,还是存在不足需要改进的。水处理的发展是稳定的,是需要进一步结合我国国情研究发展的。
一、电厂化学水处理技术的发展
水处理质量及效率可对电厂的日常生产效率产生非常重要的影响,随着电力能源需求量的不断增加,对于化学水处理效率及质量也提出了更高的要求。电厂化学水处理技术的发展趋势具有以下三种特征:水处理设备的布置趋于集中化。传统的水处理步骤较多,所采用的设备种类及处理系统也较为繁杂,这就会给水处理工作带来生产分散及管理不便等问题。目前,多数电厂的水处理流程已经得到了优化,点状、松散及平面的设备布置形式也逐渐被集中、立体及紧凑的布置形式所代替。如此一来不但能够集中管理处理设备及相应的水处理工作,同时还可以提高水处理效率与质量。水处理方式趋于节能化与环保化。在采用化学方法进行水处理时,或多或少会添加一些化学药品,随着环保观念及意识的增强,尽量使用无污染的化学药品成为了水处理技术的发展趋势之一。水处理流程趋于自动化。传统水处理系统中主要使用模拟盘对生产流程进行控制,在机械化自动控制技术不断发展的情况下,PCL自动控制技术也逐渐取代了模拟盘控制技术。
二、电厂化学水处理技术
(一)循环水处理技术。在发电厂中对循环水进行有效处理可以提高水的利用率,降低生产成本,使电厂经济效益达到最大化。同时对水进行循环使用,可以减少废水排放量,这对环境也有一定好处。现在我国许多发电厂都在大力研发稳定水质技术和冷却水循环使用技术,该技术是提高水处理技术的重点内容。我国在循环水浓度研发方面同发达国家一直存在着差距,因此当前我国发电厂在水处理上的重点就是提高冷却水的循环使用率,减少二次污染,提高经济效益。
(二)废水处理技术。我国电厂在废水处理处理技术上缺乏创新,多数发电厂在废水处理模式上都是套用宝钢电厂的技术。即先将全部废水集中到一起,然后再将废水进行分步处理。一般对于污水处理时采用PH调整、曝气氧化以及混凝澄清等工艺。但由于污水的水质较为复杂,水成分变化较大,所以采用此种处理方法进行水处理难度较大,同时在一定程度上也会影响对水的回收及再次利用。随着技术的发展,两相流固液分离技术出现在人们的视线中,并逐渐被人们应用在电厂污水处理中。利用该技术对污水进行处理时,要注意的是加药混凝要一次性完成,并且要在一组设施内连续完成絮凝、澄清、污泥浓缩等一系列过程,这样就可以使水中的杂物可以在同一设施中分离开来。该处理方法不但可以改善水质,同时也增加了废水回用率,提高了经济效益。
(三)全膜分离技术。超滤(UF)超滤膜是一种利用压力除去水中胶体、颗粒和相对分子量大的活性膜。靠压力驱动,属于多孔膜上的机械截留,分离范围为大分子物质、病毒、胶体等。而采用全膜分离技术正好克服了传统水处理技术的缺陷,具有以下优点:膜分离设备的运动部件少,设备紧凑,结构简单,维修和操作简便,容易实现自动控制。产水品质高、性能稳定、能连续生产。膜分离过程可在常温下进行,工作环境安全,无酸碱排放,无污染。膜分离效率高,耗能低,设备体积小,占地少。
(四)锅炉炉水处理技术。在发电厂中对锅炉炉水的处理一直都是采用磷酸盐对其进行处理,该技术已经处于成熟期,在全球都已经得到广泛应用。该技术在之前之所以能够得到广泛应用,主要原因就是古老的锅炉设备内壁参数较低,长时间在存在钙镁离子的水中浸泡容易形成大量污垢,如果在锅炉炉水中加入一些磷酸盐含量较高的水,那么就可以除去锅炉炉水中的钙镁离子,这样就会降低锅炉炉水的硬度。因此,利用磷酸盐较高的水对锅炉炉水进行处理,不但具有除垢效果,同时也具有较强的防腐效果。但近年来随着锅炉参数的提高,酸性腐蚀逐渐成了腐蚀锅炉的主要“力量”。现在发电厂的一些高参数锅炉水处理都使用了二级除盐法,这样可以确保锅炉炉水中不存在硬度成分,磷酸盐在水处理中的作用也由处理硬度成分转变成了对PH进行调节以及防腐。所以,近几年人们又提出了平衡磷酸盐处理以及低磷酸盐处理法。采用低磷酸盐处理方法一般要将磷酸盐的密度控制在0.4mg/L左右,由于锅炉炉水中硬度不同可以适当地对磷酸盐密度进行调整,但不论锅炉炉水硬度多高,磷酸盐的浓度都不得高于3mg/L。平衡磷酸盐处理法原理是:在炉水能进行硬度反应的前提下,最大程度降低炉水中磷酸盐的浓度。在炉水中可以有低浓度的NaOH,其作用是对炉水的PH进行调节,确保PH值在9.2-9.5之间。
三、结束语
随着世界经济全球化的迅猛发展以及我国国民经济持续快速的增长,我国通信事业正面临着前所未有的发展机遇。但值得注意的是,中国加入WTO和互联网对传统通信业务的影响正在给我国快速成长的通信业造成不可低估的挑战,换句话说,中国通信业正经历着更为复杂多变的技术与市场环境的考验。
长期以来,通信行业在信息技术应用方面一直处于比较领先的水平,通信业信息化的发展与应用也走在了各行业的前头。在电子商务发展方面,通信业是为各行各业电子商务发展提供基础服务的重要产业,对全社会的电子商务发展水平和层次有着实质性的影响。与此同时,通信行业自身电子商务的发展与应用,不但对通信行业的健康、快速发展有着重要的促进作用,而且对社会各行业电子商务的发展有着很强的示范效应.
微创外科的发展现状与技术应用
微创外科的发展现状与技术应用 ·微创医学技术前沿· 微创外科的发展现状与技术应用 黄顺荣 徐 胜
(广西壮族自治区人民医院胃肠外科,南宁市 530021)黄顺荣,主任医师,终身教授,国务院特殊津贴专家,广西壮族自治区人民医院普外科首席专家(指导协调胃肠·外周血管外科、普通外科、小儿外科和肝胆腺体外科)、胃肠·外周血管外科主任兼广西微创手术中心主任,广西壮族自治区党委人才工作小组“人才小高地”、“微创手术”特聘岗位专家负责人,武汉大学医学院和广西医科大学硕士生导师,中华医学会外科分会腔镜学组委员、中华医学会疝和腹壁外科学组常委、中国医师协会外科分会微创专业委员会委员、中国研究型医院微创专业委员会委员和广西腹腔镜内镜外科分会主任委员、外科分会副主委、肝胆外科学组副主委、器官移植学组副主委,为广西科学技术进步奖励委员会专业评审组成员,担任《中国微创外科杂志》、《中国实用外科杂志》、《腹腔镜外科杂志》、《中国临床新医学》、《广西医学》等杂志编委。先后被授予内镜领域最高奖“恩德思国际内镜奖”、“恩德思内镜领袖奖”,获得“区直机关优秀共产党员”、“广西有突出贡献科技人员”、“广西五一劳动奖章”、“2007感动邕城十大好医生”、“全国卫生系统先进工作者”等多项荣誉称号。2008年获得“广西科技进步奖”二等奖,2007年与2015年获得“广西卫生适宜技术推广奖”二等奖。力求创伤最小化是医务人员的不懈追求。被称之为“西医之父”的希波克拉底,认为医学活动中必须尽可能创伤小,否则治疗导致的损伤可能比疾病的自然疗程更差[1]。自1806年内镜问世[2]到上世纪80年代腹腔镜、经肛门内镜的临床应用,再到上世纪90年代第一代3D腹腔镜诞生,至如今的外科机器人,甚至裸眼3D设备,充分体现了微创科技的巨大进步。在此过程中,诸多疾病的治疗手段发生演化。1983年英国外科医生Wickhanm等首次提出现代微创外科(minimally invasive surgery)的概念,外科手术方式向微创化发展,治疗理念也在不断进步。本文就微创外科现状与进展作一概述。1 腹腔镜外科 1987年,法国的Mouret医生完成了世界上第一例电视腹腔镜胆囊切除术,标志着腹腔镜外科革命的开始。我国第一台腹腔镜胆囊切除术1991年在云南曲靖完成,腹腔镜外科随后逐步盛行。腹腔镜微创手术已在普通外科广泛应用,如胆囊切除术、胆道结石取石术、十二指肠溃疡穿孔手术、胃切除术、早期胃癌手术、结直肠肿瘤手术等。而腹腔镜下操作复杂的手术,如腹腔镜胃癌D2(D2+)根治术、左/右半结肠癌根治术、直肠癌根治术、左/右半肝切除术、胰腺十二指肠切除术等,则需富有腹腔镜手术经验的外科医师或经系统规范培训的医师方能顺利开展。众所周知,腹腔镜胆囊切除术(laparoscopic cholecystectomy,LC)已成为一致认可的金标准术式。腹腔镜胃底折叠术治疗胃食管反流疾病,也已成为欧美国家的金标准术式[3]。近十年来,大量资料显示腹腔镜阑尾切除术(laparoscopic appendectomy,LA)几乎成为阑尾炎治疗的标准术式。郑民华[4,5]认为,腹腔镜有望在不久的将来也成为早期胃癌和结直肠癌的金标准术式。刘荣等[6]认为,腹腔镜肝左外叶切除术最有可能第一个取代开腹肝左外叶切除术,成为肝脏切除的金标准术式。日本胃癌学会[7]指出,临床Ⅰ期胃癌推荐腹腔镜远端胃切除术。美国国家癌症综合网络(NCCN)2016年版《结肠癌临床实践指南》明确指出,腹腔镜手术在左半结肠癌、右半结肠癌中与开放手术相比,拥有更快的术后恢复、更少的并发症。意大利一项临床指南认为[8],诊断性腹腔镜作为开腹胃癌手术的第一步受到强烈推荐,而腹腔镜胃癌手术应该仅由具备极富熟练经验的胃外科和腹腔镜外科医生实施。1994年Gagner等[9]首次报道腹腔镜胰十二指肠切除术(laparoscopic pancreaticoduodenectomy,LPD),随后国内外均逐步成功开展此术,将微创方法(腹腔镜、机器人)与开腹方法行胰十二指肠切除术结果比较,显示微创手术在肿瘤根治性、消化道重建等方面是安全的、可行的,在近远期疗效方面与开腹手术类似[10-12]。上世纪90年代已开发出第一代3D腹腔镜,但易导致术者视力疲劳而未能推广。直至本世纪推出机器人外科手术系统的3D技术,第二代3D腹腔镜又吸引了广大外科医师的兴趣。2012年第二代3D高清腹腔镜引进中国进入临床使用。微创设备的发展持续推动着微创外科的进步。从最初普及的电视腹腔镜系统,到2007年第一代高清系统、2014年超高清系统及3D+超高清系统都在一步步向清晰术野、方便操作提升,推动着微创医学进步;甚至多视点裸眼3D技术、虚拟现实(virtual reality,VR)技术,也很有可能更新现在的微创手术方式。3D腹腔镜技术将微创外科引领进入一个完全还原肉眼感官的三维立体图像时代,相对于平面腹腔镜,3D腹腔镜手术视野具备立体感、层次感、操作相对精准的特点。Storz等[13]通过选择20位医学生与10位超过100例腹腔镜胆囊切除术经验的外科医生进行了一项实验,要求实验者进行平面形状定位、不规则曲面定位、综合的三维移动、缝合及打结五项任务,统计完成时间与失误率,得出3D腹腔镜在基础操作上优于传统腹腔镜的结论。国内大多数开展3D腹腔镜手术的医生均认为,3D腹腔镜较2D腹腔镜更有优势:3D高清腹腔镜具备较高的手术性能、较短的学习曲线、较舒适的手术操作环境、更高的手术操作精准度、成本可控的手术费用,但部分学者对此也有争论[14-16]。如今我国已经有许多医院开展3D腹腔镜手术,2015年中华医学会外科学分会腹腔镜与内镜外科学组也达成了3D腹腔镜手术技术共识,认为3D腹腔镜手术的适应证范围与传统2D腹腔镜手术相当[17];对于胆道、阑尾、甲状腺、脾脏、胰腺、肝脏、结直肠、胃和疝手术等,3D腹腔镜作为可选的手术平台与方式;3D腹腔镜特别在胃、结直肠和胰腺手术等方面有较大优势。以发展的眼光来看,腹腔镜手术从简单的阑尾切除术、胆囊切除术,逐步发展到胃切除术、肝叶切除术、胃癌根治术、结直肠癌根治术,甚至胰十二指肠切除手术,其手术范围越来越广、困难程度越来越大。对具备熟练腹腔镜手术经验的外科医师,腹腔镜手术禁忌越来越少。随着临床研究规范化的开展和临床数据的不断积累,将为腹腔镜手术成为“金标准”术式呈现越来越多的资料支撑。2 经脐单孔腹腔镜外科 经脐单孔腹腔镜外科(transumbilical endoscopic surgery,TES)又称锁孔外科(“keyhole” surgery),是经脐部完成腹腔镜手术,达到实现体表瘢痕最小化的手术效果。TES是针对多孔腹腔镜技术之上的改良,由于脐部自然褶皱,因此单孔选择脐部边缘,一般主要认为具有切口美观、术后瘢痕小、创伤轻、术后康复快等特点。目前TES在普通外科、妇科、泌尿外科等广泛应用,如阑尾切除术、胆囊切除术、右半结肠切除术、结直肠切除术、胃癌根治术、子宫切除术、子宫肌瘤切除术、附件切除术、膀胱及前列腺根治性切除术、肾癌根治性切除术等[18-23]。TES操作均通过唯一脐孔进行,腹腔镜和各种器械几乎平行进入腹腔,没有所谓“三角关系”,腹腔器官牵拉显露困难,操作空间受限,临床使用较难普遍推广。TES需配备专用的单孔腹腔镜通道,市场产品均是一次性使用耗材,国内许多医生也采用自制单孔腹腔镜通道装置代替。TES可作为腹腔镜手术方式的补充,但由于其操作局限,不能替代多孔腹腔镜手术,其是否能达到真正手术微创、真正对患者有益,仍然需要单孔腹腔镜设备、工具的进一步改进,更需要高质量的大宗病例的多中心临床研究。3 机器人外科 随着工业机器人及现代科技、微创技术的进步,现代外科机器人(达芬奇手术机器人)于1997年在美国诞生,它具备图像导航、手术定位、远程遥控的精准操作特点,2000年被美国FDA批准应用于临床,已成为较广泛使用的外科机器人手术系统,其优势包括:具备多个操作臂,操作臂前端仿真手腕关节活动度超过人手,操作自由灵活;主刀术者在机器前的坐姿体位舒适,本人操作、暴露,手术协调性好;自动过滤人手震颤,视野稳定;放大的3D图像使操作更精细;可远程会诊手术。但也有一些劣势:术前准备包括机械臂安装、体位摆放等十分繁琐;手术开机费用高昂;消化道重建操作仍然复杂费时费力,中转开腹极为不便。2001年美国纽约的外科医师通过法国国斯特拉斯堡医院机器人“宙斯”,远程遥控成功进行了机器人腔镜微创胆囊切除术[24],标志着外科机器人时代的来临。机器人胆囊切除术已是世界上开展最早、例数最多的机器人手术,机器人胃底折叠术、食管贲门括约肌切开术、肠切除吻合术和肥胖症手术也已被成熟应用。2002年日本Hashizume等[25]首先报道机器人胃癌根治术,Weber等同年完成首例达芬奇机器人结肠切除术。现在机器人已在胃癌、结直肠癌、胰十二指肠、甲状腺及甲状旁腺、肝脏等脏器手术中广泛开展。自2006年中国大陆引进外科机器人以来,我国机器人手术发展较快,尤其在经济较发达地区的大型医院中。2010年余佩武等[26]在国内率先报道机器人胃癌根治术,随后又开展了647例胃癌及结直肠癌手术(其中胃癌305例,结直肠癌342例),术后近期疗效良好。2015年中国研究型医院学会机器人与腹腔镜外科专业委员会发表了《机器人胃癌手术专家共识(2015版)》[27],认为机器人胃癌根治术适应肿瘤浸润深度≤T4a,并且术前及术中分期为Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期者,而其淋巴结清扫顺序、消化道重建方式等与传统开腹/腹腔镜胃癌手术原则类似。自2002年美国FDA批准达芬奇手术系统用于临床并完成首例机器人结直肠癌手术以来,其临床应用也逐渐增多。《机器人结直肠癌专家共识(2015版)》指出[28]:机器人结直肠癌手术的优势主要在于更为精细的手术操作、更快的术后胃肠道功能恢复、更好地保护盆腔自主神经功能(排尿功能、性功能等)、更少的术中出血,比腹腔镜手术更低的中转开腹率和相似的术后并发症发生率及住院时间;在根治肿瘤方面,机器人手术的淋巴结检出率、远端切缘阳性率、局部复发率和长期生存率与腹腔镜和开腹手术相似。同时,许多有关机器人、腹腔镜、3D腹腔镜和开腹手术的大量病例对照研究,综合了术后近期疗效指标、肿瘤根治指标、经济费用指标的比较。杜晓辉等[29]回顾性分析达芬奇机器人直肠癌前切除术64例与3D腹腔镜直肠癌前切除术128例的临床资料,结果显示,达芬奇机器人组较3D腹腔镜组术中出血量明显减少,但手术时间较3D腹腔镜组延长,两组术后肛门排气时间、恢复进食时间、留置导尿时间、淋巴结清扫数目、术后并发症、术后住院时间等方面比较,差异均无统计学意义(P>0.05);达芬奇机器人组的手术费用明显高于3D腹腔镜组,提示3D腹腔镜与机器人手术系统在结直肠癌手术中,术后近期疗效指标和肿瘤根治指标类似,但具有更低的经济费用,推广应用价值更高。外科机器人手术系统价格不菲,折损耗材更是昂贵,疗效优势并不能明显超过腹腔镜手术,其主要限制在国内部分超大型医院开展。由于我国地域经济发展不平衡和分配差异,加上3D腹腔镜的推广应用,现阶段机器人外科系统不能替代腹腔镜,因而腹腔镜微创手术仍将发挥着主要作用。4 经自然腔道内镜外科 经自然腔道内镜外科(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)是一种结合内镜与腹腔镜技术,利用自然腔道(如口-食管-胃、肛门-直肠-结肠、阴道、尿道-膀胱等)对腔道外的各种器官进行检查、诊断和治疗的手术方法,包括探查、活检、病变外科处理与切除等。1998年首次提出了NOTES的概念。2007年Marescaux等[30]完成首例人体经阴道胆囊切除术,标志着NOTES从动物实验走向临床应用。随后,NOTES应用范围逐渐扩大,甚至能完成一些较复杂的外科手术。近年来国内也有一些NOTES报道,如阑尾切除术、胆囊切除术[31-32]、甲状腺手术[33]、肝囊肿开窗术[34]、异位妊娠及卵巢囊肿切除术[35]、脾切除、肝切除、疝修补术、胃空肠吻合等。跟随硬式内镜与机器人结合而发展出的外科机器人手术系统,软式内镜与机器人结合也出现了NOTES手术机器人系统,如主从式腔道内镜机器人(master and slave transluminal endoscopic robot,MASTER)、Viacath腔内手术机器人、i-Snake机器人、体内微型机器人(包括成像机器人、手术机器人、重组机器人)等[36],但这些系统目前主要在动物实验探索阶段,临床实践仍有待进一步开发微型、简便、安全的机器人辅助NOTES技术。无论采用经消化道入路还是生殖道入路,均要破坏正常体腔,同时由于唯一入路的“筷子效应”,NOTES又需要比较精密的手术设备器械和高超的手术技术,普遍推广仍有一定的难度。5 内镜微创外科 经消化道途径行消化道肿瘤的治疗,也可认为是NOTES技术在消化道病变中的应用,主要包括经肛门内镜微创手术(transanal endoscopic microsurgery,TEM)及内镜下黏膜切除术(endoscopic mucosal resection,EMR)、内镜黏膜下剥离术(endoscopic submucosal dissection,ESD)、内镜黏膜下挖除术(endoscopic submucosal excavation,ESE)、黏膜下隧道切除术(submucosal tunneling endoscopic resection,STER)、内镜全层切除术(endoscopic full-thick resection,EFTR)等。5.1 经肛门内镜微创手术 TEM是一种经肛门切除肿瘤的微创手术方法,兼备内镜及腔镜微创手术的特点。它通过一种特殊设计的直肠镜,把显像系统和压力调节装置结合,由固定支架固定于手术台上,直肠镜面板上有四个用特制的橡胶袖套密闭的操作孔,各式特殊的内镜器材包括组织抓钳、剪刀、电凝器等,通过面板操作孔进行手术操作;另有一通道可连接图像监视系统,低压(15 mmHg)CO2持续充气扩张直肠,使直肠及病灶充分暴露。手术用直肠镜外径40 mm,备有12 cm、20 cm两种长度,用于经肛缘不同位置的病灶选取,1995年香港首先引进、应用[37]。TEM的应用指征主要为[38-39]:①直径 5.2 内镜下黏膜切除术 尽管内镜下治疗手段众多,EMR或ESD被认为是标准方案,但ESD已成为早期消化道肿瘤及癌前病变的首选方法[40]。ESD治疗早期胃癌可实现较高的整块切除率(92.0%~97.0%)和完整切除率(73.6%~94.7%),5年总生存率和5年疾病生存率分别为96.2%~97.1%和100.0%。结直肠ESD的整块切除率和治愈性切除率分别为82.8%和 75.5%。2014年日本胃癌学会指出[8],对于组织病理为分化型腺癌、不伴溃疡结果(UL-),且浸润深度临床诊断为TIa和病灶直径≤2 cm的胃癌,EMR或ESD认为是标准治疗方案。6 双镜联合外科 腹腔镜主要是通过视觉或器械的间接触觉来感受胃肠道的膨胀、狭窄、浆膜的侵犯破坏,失去了直接对肿瘤定位的手感触觉,存在术中定位和判断的盲区;而内镜仅能在消化道进行腔内观察和操作。因此,利用腹腔镜和内镜的优势,双镜联合(腹腔镜联合内镜)外科技术也得到越来越多的重视。首先可双镜联合进行病灶定位、病理取材、染色剂淋巴结示踪、诊断分期等,如胃肠道息肉、胃肠道间质瘤、早期胃肠癌、消化道出血及小肠病变等,从而确定内镜或腹腔镜下实施手术治疗。对于局限于黏膜层或肌层、腔内生长的早期癌、癌前病变和消化道肿瘤,内镜治疗也成为治疗胃肠道良性病变和早期恶性肿瘤的“金标准”[41-42]。在胆道外科,腹腔镜联合胆道镜行胆石症取石手术也取得广泛应用。另外,腹腔镜下完成消化道重建吻合后,通过内镜进一步明确吻合满意度,防止吻合口出血或避免吻合口漏的发生。双镜联合使用时,可充分发挥腹腔镜为内镜手术“保驾护航”、内镜为腹腔镜手术“巡航定位”的作用。但如何精准地鉴别出早期恶性肿瘤的临床分期,如何判断有无淋巴结转移,合理选择内镜或是腹腔镜下手术等,仍有待于进一步的研究。7 展 望 随着药物进步或微型机器人技术的高速发展,外科越来越微创化,甚至某些病种无需外科干预即可能治愈,如部分直肠癌新辅助放化疗后,手术切除标本病理显示癌灶完全缓解消失,追加大创伤的手术有无必要?又譬如胃肠道间质瘤经靶向药物治疗后,部分病灶完全消失缓解。尽管手术仍是主要肿瘤治疗手段,多学科会诊却成了肿瘤治疗模式的主流。外科治疗的进步是在技术与理念进步的交互作用中不断前进发展的。随着人类整体的科技飞跃,如计算机智能技术、云计算、虚拟现实技术、新材料与生命科学、内镜腔镜技术等,无不革新着临床治疗方式,同时又作用于医学理念,让医学模式从生物疾病模式向生物社会心理模式不断前进。“数字人”解剖、影像学CT/MRI、机器人与“精准医学”的临床应用,让外科诊疗在不断的规范化、微创化中走向个体化与精准化。参 考 文 献: [1] 邹声泉.国内微创外科现状与前景[J].临床外科杂志,2004,12(1):23-24.[2] Bush RB, Leonhardt H,Bush IV, et al.Dr.Bozzini′s Lichtleiter.A translation of his original 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1制冷空调新技术的发展应用
1.1 冰蓄冷技术的发展应用
发展冰蓄冷技术的重要性和必要性:现代空调设备已成为人们生产与生活的迫切需要。空调用电量已占建筑物总耗电量的60%~70%。当前由于能源紧缺, 电力紧张, 空调事业的发展受到极大的影响。众所周知, 冰蓄冷空调就利用非峰值电能, 使制冷机在最佳节能状态下运行, 将空调系统所需要的显热与潜热的形式部分或全部释放的冷量来满足空调系统冷负荷时, 即用融冰释放的冷量来满足空调系统冷负荷的需要, 用来储存冰的容器成为蓄冷设备, 冰蓄冷空调技术可以对用电起到移峰填谷的作用, 且可增强系统的稳定性, 并能大大提高经济效率。
1.2 低温空气源热泵在城市供热和制冷上的应用
空气源热泵技术是基于逆卡若循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统通过自然能 (空气蓄热) 获取低温热源, 经系统高效集热整合后成为高温热源, 用来取 (供) 暖或供应热水, 整个系统集热效率甚高。空气源热泵使用范围广, 产品适用温度范围在-10 ℃~40 ℃, 并且一年四季全天候使用, 不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响, 都可以正常使用;热效率高:产品热效率全年平均在300%以上;热泵产品无任何燃烧排放物, 制冷剂选用了环保制冷剂R417A, 对臭氧层零污染, 是较好的环保型产品。因此, 低温空气源热泵特别在北方夏热冬冷的城市供热和制冷有着广泛的应用。
1.3 太阳能制冷空调技术
太阳能作为一种可再生清洁能源, 长期以来一直受到科学家的研究和重视。在太阳能的利用中, 太阳能制冷空调是一个极具发展前景的领域, 也是当前制冷技术研究中的热点。
太阳能制冷具有以下几个优点:首先是节能, 据统计, 国际上用于民用空调所耗电能约占民用总耗电的50%。而太阳能是取之不尽, 用之不竭的。其次是环保, 根据《蒙特利尔议定书》, 目前压缩式制冷机主要使用的CFC 类工质因为对大气臭氧层有破坏作用应停止使用, 现在各国都在研究CFC 类工质的替代技术。太阳能制冷一般采用非氟氯烃物质作为制冷剂, DOP (臭氧层破坏系数) 和GWP (温室效应系数) 均为0, 适合当前环保要求, 同时可以减少燃烧石化能源发电带来的环境污染。
太阳能制冷的另外一个优势是热量的供给和冷量的需求在季节和数量上高度匹配。太阳辐射越强、气温越高, 冷量需求也就越大。太阳能制冷还可以设计成多能源系统, 充分利用余热、废气、天然气等其他能源。
目前常用的太阳能制冷空调技术主要有以下几种类型:1) 吸收式太阳能空调。吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置, 即制冷剂在一定的压力下蒸发吸热, 再利用吸收剂吸收蒸汽。它相当于用吸收器和发生器代替压缩机, 热能可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。该系统应用较为广泛, 它将常规的溴化锂或氨水吸收式空调机与太阳能热水系统相结合, 实现夏季制冷、冬季供热功能。2) 喷射式太阳能空调。喷射式制冷系统制冷剂在换热器中吸热 (太阳能) 后汽化、增压, 产生饱和蒸汽, 蒸汽进入喷射器, 经过喷嘴高速喷出、膨胀, 在喷嘴附近产生真空, 再将蒸发器中的低压蒸汽吸入喷射器, 经过喷射器出来的混合气体进入冷凝器放热、凝结, 然后冷凝液的一部分通过节流阀进入蒸发器吸收热量后汽化, 这部分工质完成的循环是制冷循环。另一部分通过循环泵升压后进入换热器, 重新吸热汽化。3) 光电式太阳能空调。这种制冷系统实质是太阳能发电的一种应用。它利用光伏转换装置将太阳能转化成电能, 经过逆变 (高频或者工频) 后驱动一般的压缩式制冷机, 其制冷系统与通常的压缩式制冷系统完全一样。4) 金属氢化物空调。该系统利用金属氢化物在不同温度下放氢和吸氢过程中吸放热原理进行工作, 可在低温下进行。一旦金属氢化物成本降低, 吸放氢性能与寿命进一步提高, 将会是一种有前景的太阳能空调技术, 目前它已成为国内外专家研究开发的热点之一。
2空调制冷技术的发展趋势
总的来说, 节能、环保、健康、智能化是空调制冷技术的发展趋势。近期主要是针对九大热点技术开展研究, 即自动清洁技术、直流变频技术、节能技术、静音技术、加湿技术、彩板技术、新冷媒技术、铝替铜技术、远程网络控制技术。
许多国家已开始对家电产品严格控制能耗指标, 我国对空调节能技术亦十分重视, 我国空调行业在高效压缩机、高效换热器等方面掌握着世界前沿的技术。目前领先世界的PAM节能技术已被海尔集团用在“金元帅”系列空调中。现行的空调能效门槛已跟不上国家“节能减排”的迫切步伐, 计划今年将空调的能效门槛由现行的5级 (能效比2.6) 提高到2级 (能效比3.2) , 能效比较高的直流变速将成为空调变频技术发展的主方向。
环保技术也被广泛应用。1998年, 海尔空调根据市场需求和环境保护的需求, 首家研制成功R22替代空调器, 采用臭氧层破坏度ODP值为0的“HFC系列”制冷剂R407c及R410a, 经过重新对空调器的制冷系统进行合理设计和配置, 在实现绿色环保的同时实现了高效节能。
人们越来越重视健康, 空调理所当然担负了营造健康舒适环境的任务。目前空调健康技术共有9种:离子集尘技术、负离子发生技术、双向保湿换新风技术、健康除湿技术、多元光触媒技术、环绕立体自然风技术、三重防御技术、抗菌技术和静音技术。
追求最大舒适度的享受型空调将成为“卖点”。从美国供暖制冷空调工程学会和堪萨斯州大学有关资料中发现, 最佳舒适度应是由温度、相对湿度和风速等几方面获得, 而其中起决定作用的因素即为风速 (量) 。人们在大海边、草原、森林的感觉舒适, 最主要的因素是风速 (量) 不同所致。海尔集团最新开发成功的环绕风空调, 具有智能化的风量调节器, 解决了现有空调出风方向固定不变、冷热不均、舒适性差等缺点。它的环绕摆叶和立体送风风轮可进行上下左右自动调节, 对空气进行三维立体交叉扫描式送风, 上下导风板自由组合, 立体交叉, 可以最大形成48种送风模式, 达到人在中间坐, 风从周围绕的舒适效果。
3结语
保护环境, 节约能源, 从大概念上讲都是保护地球、关爱地球的最重要因素, 但考虑到开发周期、制造成本以及使用成本, 广大科学工作者、专业技术人员正在不懈地从易到难、由浅入深地研究既节约成本又有益于环保、节能和可持续发展的制冷设备。
参考文献
[1]赵婷婷.当前空调制冷技术发展动态和研究状况[J].数字家电, 2006 (6) :15-17.
摘要:体育信息技术是将信息技术应用于体育领域的技术。它是一种由遥感、通信以及计算机协同工作并控制全面信息的技术。近年来,网络科技、数据应用和数据应用软件领域都发生了飞速的发展。现在,在大型比赛、政府电视电话会议、科学研究和教学训练中人们越来越依赖电子信息技术的辅助。本文着重分析信息化技术在国内外大型体育赛事中的应用,总结体育信息技术在中国应用的状况,研究当前应用中出现的主要问题,并且阐述体育信息技术今后在在大型比赛、政府电视电话会议、科学研究和教学训练中的应用前景。
关键词:
中图分类号:G80-05文献标识码:A文章编号:1007-3612(2008)02-0145-03
1基本认识
信息化是当今世界发展的大趋势,是推动社会各领域快速发展与变革最重要的源动力。推进信息化是顺应世界信息化发展潮流的重要部署,是覆盖我国现代化建设全局的战略举措,是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。
近十几年来,我国各行业积极贯彻中央信息化战略决策,不断开拓进取,以金关、金税、金穗、金审等典型应用案例为代表的信息化工程在促进我国社会发展、繁荣与稳定等方面正发挥着无可替代的重要作用。信息化是社会发展的助推器。
信息技术是信息化建设最重要的技术支撑。信息技术主要包括感测技术、通信技术、网络技术、计算技术、多媒体技术和控制技术等。感测技术是获取信息的技术。通信技术和网络技术是传递信息的技术,近年来日趋合一,难分彼此。计算技术是处理信息的技术。多媒体技术是计算技术中的一种,只是特指处理声音、图形和图像的技术。控制技术是利用信息的技术。信息技术的定义不但涵盖了信息技术的门类,也明确了这些技术门类的概念与关系。其中通信技术和计算技术是信息技术的两大支柱。
信息技术应用深度在拓展。1) 应用范围在不断拓宽。20世纪50年代基于主机应用,70年代基于微机和局域网应用,90年代基于国际互联网应用。2) 处理内容在不断变化。50年代为数据处理,70年代为信息管理,90年代互联网的飞速发展和广泛应用,使计算机处理的内容向着知识管理的方向发展。3) 信息技术应用在不断深化。50年代主要侧重数据处理,70年代侧重业务流程控制,90年代人们借助互联网对现有的组织形态和结构进行改造,使其更能够适应信息时代的要求。
信息技术是高速发展中的技术。现主机速度每18个月提高一倍,存储量每12个月提高一倍,网络带宽每9个月提高一倍。换言之,信息产品具有更新淘汰快、技术寿命短的特点。由于该特点在信息化过程中始终存在,且代谢速率日趋加快,因而在信息化项目实施前,需要根据实际情况和条件,在投入力度、所需性能和实际效益三者间做客观的权衡和严谨的抉择。
信息技术的发展是一个过程,信息化建设是随信息技术发展而发展的一个实践的、应用的过程,它随人们认识的深化而提高,随需求的变化而发展。因此,信息化建设是一项长期的、永无止境的工程,它可划分阶段,没有结束,不可能一次建成,一劳永逸,它需要维护、升级和更新。
信息技术应用十分广泛,已应用于产业、服务业及家庭社会的一切领域,已成为一场空前的技术、信息和产业革命。信息技术不仅促进科学技术的快速发展,促进劳动生产率的极大提高和生产力的巨大发展,同时它还在深刻地影响着人们思想、观念的深刻变化,促进着社会体制的变革。体育信息技术的应用同样深刻影响着体育事业的发展和进步,它对群众体育、竞技体育与体育科研体育教育、体育产业等各领域的发展已经起到了重要促进作用,今后必将会发挥更大作用。
2体育信息技术应用概况
体育信息技术是信息技术用于满足在体育行业应用的技术,涵盖了感测、通信、计算机和控制几乎所有信息技术。在大型运动会、电子政务、科研、教学、训练等领域,已经越来越多依赖于信息技术的支持。
2.1奥运会信息技术应用
1960年,第17届罗马奥运会,计算机穿孔卡片被首次用于记录比赛成绩,这是在奥运会上使用计算机的最早记录。
1984年,第23届洛杉矶奥运会。以光纤通信网、信息系统集成等先进技术为支撑的赛事电子信息服务系统首次问世。当十几个国家突然宣布抵制洛杉矶奥运会时,该系统在短短几天时间内就对已安排就绪的住房分配、参观计划、比赛日程、器材预算和交通组织等进行了全面调整,保证了该届奥运会的顺利进行。此后,通信系统和信息系统被国际奥委会列为申奥国家的必备条件。
1988年,第24届汉城奥运会。与洛杉矶奥运会最大差异是,在通信系统方面主要选用本国的技术和生产商,这极大地促进了韩国民族信息通信业的发展。汉城奥运会直接盈利4.7亿美元,间接经济效益则高达70亿美元。
1992年,第25届巴塞罗那奥运会。首次使用高清晰电视系统;建立了功能强大的信息网络系统AMIC,为75000人提供了广泛的信息服务查询;实现了奥运空间的计算机控制;建立了体育评论员系统,实现了现场即时报道,通过触摸屏可跟踪所有比赛进展情况;还首次推出“全能运动操作系统",通过网络将原来分散在赛场上的电子计时、光电测距和自动记分等装置有机地连接在一起协同工作。
1996年,第26届亚特兰大奥运会。特色一,是首次使用了以网络计算机为支撑的比赛组织管理系统。特色二,是建立了三个主要网站:一为奥委会官方网站,二为本届奥委会与IBM为发布奥运信息而共同设立的网站,三为NBC奥运会网站。这是现代奥运会第一次与因特网“联姻"。
2000年,第27届悉尼奥运会。可称得上是最“e"化的奥运会:信息系统主要包括三套核心系统,即奥运管理系统、奥运成绩系统和奥运信息服务系统,再加上互联网的广泛应用,堪称历年来最“e"化的奥运会。
2004年,第28届雅典奥运会。本届奥运会成为有史以来高科技含金量最高的一届奥运会。1) 它使用了美国科学应用国际公司(SAIC)联手德国西门子共同研发的、规模空前奢华的监控系统“C4I"。该系统是一个高度数字化的神经中枢,借助宽带网络,覆盖了雅典和希腊的主要港口、飞机场以及其它赛事协办城市,它包括12艘巡逻船、4000部车辆、9架直升机、1架空中飞艇、4个移动指挥中心,数千台电脑终端、1577个监视摄像机、报警器、传感器等,总价值超过3000万美元,技术水平达到美英情报部门的顶尖水平,能在一秒钟内向奥运会116个紧急行动中心提供赛场内外的信息。C4I设在各地的传感器将采集的大量多媒体数据传给专业服务器,经处理后只将可疑数据提供安保人员分析,提醒安保人员酌情处置。C4I系统体现了高度智能化、自动化的网络科技发展趋势。2) 宽带固网、高端无线网络技术也在雅典奥运会得以普及或崭露头角,这种专用于奥运会的无线宽带系统被称为“无线奥林匹克工程"(WOW)。无线网络涵盖了移动电话、智能电话、车载系统、PDA终端等。使用者可以从公共WAP网站获得信息,发送e-mail,或者交换文件,强大的功能和移动通讯的便利使得移动装置成为一些奥运会赛场工作人员的理想工具。短信、视频点播、移动上网等新型通信服务也给雅典奥运会带来更多看点。3) 雅典奥运会是第一次启用多个3G网络的奥运会,在奥林匹克主赛区,3G网络覆盖率达100%。4) 2004年雅典奥运会期间,欧洲空间局启动名为“奥林匹克瞬间"的计划,为雅典提供卫星定位导航服务(EGNOS),也称“位置服务”(LBS),从而大大改善和加强了雅典奥运会期间的信息服务、安全保卫和交通等方面的工作能力。现代信息技术的综合运用,保证了雅典奥运会从安全检查、信息通讯到其它各环节的顺利进行,也把现代奥运装点得熠熠生辉。
2.2我国举办的国内外历届赛事信息技术应用我国赛事信息化的应用基本与国际同步。自1983年上海第五届全运会起,在赛事管理信息化方面进行了长期的尝试与探索,取得了可喜应用成果。
1983年上海第5届全运会首次使用计算机记录成绩。
1987年广州第6届全运会上,首次使用了计算机系统,实现了竞赛成绩的综合处理和信息内部发布。此后,信息系统便成为国内承办综合运动会的规定要求。
1990年,北京第11届亚运会,由我国自行设计、研制并保驾运行的“第11届亚运会电子信息服务系统"为大会组委会提供了快速、准确、全方位的信息管理与服务,满足了赛事管理、指挥调度、赛事组织、赛程编排、裁判仲裁、成绩处理、成绩发布、新闻宣传、安全保卫、交通运输、团队接待、人员注册、食宿安排、参观游览等工作的需求,获得了极大的成功。
此后,该系统的实现技术在国内举办的全国夏运会、全国冬运会、全国城运会、全国体育大会、43届世乒赛、远南残运会、东亚运动会、亚洲冬运会及世界大学生运会上都得到了广泛应用,并随需求拓展及信息技术发展而不断地完善与优化,逐渐形成了一套行之有效的管理模式和体系结构。
近两年,我国赛事信息技术服务的范围已拓展到香港、澳门和越南,相信在以后国内举办的各种赛事及2008年北京奥运会和残奥会上将有更精彩的应用展现。
2.3我国体育信息技术其它方面的应用我国体育信息技术从1983年开始,已经历了二十余年的建设历程。目前,在体育信息技术公共应用平台、门户网站、公文运转、外事管理、经济管理、赛事管理及彩票管理等方面的建设都取得了不小成绩:
1) 服务于备战2008年北京奥运会的政务内网、政务外网、信息安全及身份认证系统已运行三年,这标志着我国体育信息化的统一基础应用平台基本搭建完毕。
2) 总局门户网站“中国体育信息网"经十年建设,开设了全民健身、竞技体育、奥运知识等服务栏目500余个,日访问量近万人。
3) 采用最新技术开发的,以“一站式"服务为特色的第三代“电子政务系统"于2007年正式运行,实现了国家体育总局系统的网上办公。
4) 以体育外事、竞技体育、体育彩票、财务结算、校园网建设、体育教学、体育科研等为代表的一些体育业务管理软件及数据库的建设与应用取得良好效果。
5) 全国一些省级体育局的信息技术基础设施建设、电子政务应用和省体育局网站建设已经展开。
2.4我国体育信息技术应用存在的主要问题我国体育信息技术的应用和发展还存在以下主要问题:
1) 体育信息技术系统缺乏总体规划和技术标准,建设还没有完全摆脱各自为战的状况,重复多、孤岛多、效能差、难以互联互通和信息共享的现象普遍存在。2) 体育信息化“重硬轻软"的现象未得到根本扭转,“有路无车"现象普遍。3) 应用的领域和范围还不广。各管理业务的应用还没全面展开,群众体育、竞技体育的应用都还比较少,特别是运动项目的管理中的信息技术应用基本上还是空白,利用计算机仿真、模拟等信息技术进行运动训练还在初始阶段。4) 认识不高投入不足。还没真正认识到信息技术对体育各领域的提高与发展的重要作用,投入上严重不足,影响了信息技术在体育中的广泛和深入应用。
3体育信息技术应用前景
3.1体育场馆信息技术应用随我国的社会发展水平的提高,人民群众强身健体的愿望日益热切,全国正掀起现代化体育场馆设施的建设高潮。因而,现代化场馆设施的智能化应用(弱电系统)将有广阔应用前景。该系统一般包括楼宇自控系统、办公自动化系统及面向赛事管理的通讯系统、网络系统、检票门禁系统、竞赛信息系统、电视转播系统、新闻发布系统、大屏幕显示系统、指挥调度系统等等。
需注意的是,因我国体育场馆设施智能化发展历程短,故国内还没有专业从事体育场馆设施智能化设计的单位。由于一般工程设计单位缺乏体育场馆设计常识和赛事比赛常识,业主方又往往对场馆智能化技术实现与要求不甚明了,致使场馆布局不合理,信息化设备不符合赛事要求的事情屡有发生,或造成赛事不能顺利进行,或需重新设计、改造、施工,给工程各方带来不必要的麻烦和损失。如能在今后的场馆弱电建设中,能加强业主方、设计方、赛事方和国家体育总局相关职能单位的商洽与沟通,这些问题应能得到较好的解决。
3.2体育电子政务应用国家体育总局以“一站式"服务为特色的电子政务系统已经运行,并将稳步推广到全国体育系统,体育电子业务的应用也取得了一定进展,今后的建设重点是电子业务和电子商务的应用,并将呈现如下发展态势:
1) 《国家电子政务总体框架》将引导全国体育系统的信息化建设总体框架的设计自上向下展开,并趋于协调发展。
2) 为企事业及体育爱好者提供“一站式”体育在线服务,将成为体育电子政务发展的主旋律。
3) 体育电子政务的工作重心将转向对体育信息资源的采集、研究、分析、开发和利用。
4) 体育门户网站的主要职能将从信息公开逐步转变为提供公共体育信息服务。
5) 网络安全、信息安全、互联互通和信息共享将愈显重要。
3.3体育赛事管理信息技术应用今后体育赛事信息技术应用主要是突出更安全、更可靠、更准确、更快速、更便捷、更先进、更完善等方面的提高和发展,同时将会加大对“电子商务”及“位置服务”等技术的应用。
3.4运动项目管理信息技术应用体育运动项目管理是体育业务的核心,因而运动项目管理信息化应是体育信息化的重点。
鉴于我国的流体力学、运动力学、生物力学、运动医学及现代搏弈理论等方面都卓有建树,而且在一些重点体育科研院校中已部署了很先进的此类仪器设备,且当今信息技术中的虚拟宽带网技术、数据仓库变粒度分析技术、浏览器/服务器技术、多级集散式异构环境下多库协同技术、多媒体与模式识别技术、计算机仿真技术、数据挖掘与知识发现技术等又发展得较为成熟,因此,借助先进仪器设备和当代信息技术的支持,稳步构建适合我国体育特点的“多级、递阶、变粒度、宽带、集散式、智能化”的体育运动项目管理系统,努力满足体育运动项目管理不同层面、不同类型的应用需求,进一步提高中华民族身体素质,进一步提高我国竞技运动水平,促进我国体育事业更大发展,不仅意义重大,而且应用前景广阔。
运动项目管理系统主要包括运动项目的日常业务管理和运动队竞技训练管理,后者是建设重点。竞技训练管理应包括选材育人、训练计划、技术统计分析、训练成绩评估、国际对手档案、教练赛场助手及辅助决策支持等功能。技术统计分析要尽量融合多学科理论和多媒体技术,对训练竞赛情况力求给出定量或定性与定量相结合的科学技术分析,以利竞训水平的不断提高。我国跨栏运动项目竞技水平的迅速提高,已凸显出科学训练的重要作用。
3.5体育科研院校信息技术应用随着体育科研院校信息化进程的加快,其信息化环境得以逐步完善,以体育科研和教育为核心的信息技术应用将成为体育科研院校信息化的主旋律。体育运动科学的研究、重点体育信息的研究、体育教育与教学的研究,借助于信息技术的支持,将向更高层次发展,并将硕果累累。
3.6基于位置服务的信息技术应用位置服务(Location Based Services)是卫星导航技术与地理信息系统(Geographic Information System)、遥感技术、移动通讯技术、嵌入式系统技术融合的产物,是一种依赖于移动设备位置信息的服务,它通过空间定位系统确定移动设备的地理位置,并利用地理信息系统数据库和无线通讯向用户提供所需的基于这个位置的信息服务。汽车定位导航系统就是这方面的应用之一。
位置服务应用于体育领域,可广泛支持体育赛事管理和体育休闲健身等需要动态地理空间信息的应用。它可为体育赛事的组织指挥、安全保卫、交通管理、物流管理提供相关信息服务,还可为各类人群随时随地提供安全、方便、快捷、高效、无语言障碍、个性化的体育场馆、交通路线、赛事票务、比赛信息、住宿、餐饮、娱乐、购物、旅游、气象、交通、加油站、医院、剧院、博物馆等各类综合信息服务。
目前,国内提供位置服务的条件已经具备,相信在体育赛事与休闲健身等方面将会得到稳步应用。
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