光學(xué)應(yīng)用技術(shù)范文
時(shí)間:2023-11-28 18:35:23
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篇1
(1)液晶顯示器。利用光電子技術(shù)對(duì)有源陣列液晶顯示器進(jìn)行制造,其主要是利用光刻技術(shù),對(duì)薄膜晶體管著、色濾波器的陣列進(jìn)行制作,并且通過(guò)對(duì)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)的利用,對(duì)顯示器產(chǎn)品進(jìn)行最后的監(jiān)視。在顯示器的制作中,光電子技術(shù)一直貫穿著整個(gè)過(guò)程,尤其是在診斷工藝的時(shí)候,對(duì)微粒的控制和檢測(cè)則利用光學(xué)之后,還利用紫外光解決液晶在密封上的問(wèn)題,最后,在對(duì)加工中存在的缺陷問(wèn)題上利用了激光對(duì)其進(jìn)行查找定位、處理。
(2)信息儲(chǔ)存。在進(jìn)行信息儲(chǔ)存的時(shí)候,主要采用的是DVD、CD等方式,其主要采用的技術(shù)就是利用光儲(chǔ)存信號(hào)來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)存的,而儲(chǔ)存的容量大小則需要由寫入的光源來(lái)進(jìn)行決定,光盤儲(chǔ)存量則和光斑之間具有反比的關(guān)系。從剛開始的時(shí)候,對(duì)于光電子激光器來(lái)說(shuō),主要采取的是氣體激光器,隨著社會(huì)的發(fā)展,逐漸發(fā)展成為半導(dǎo)體激光器。此時(shí),當(dāng)寫入的光源產(chǎn)生的光斑則會(huì)與激光波的平方產(chǎn)生反比例的關(guān)系,使VCD、CD的儲(chǔ)存量得到有效擴(kuò)大。
(3)通信技術(shù)。在通信技術(shù)領(lǐng)域中,應(yīng)用光電子技術(shù)具有保密性高、信號(hào)容量大、結(jié)構(gòu)輕便、通信距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),主要是利用激光技術(shù),將信息都加載于激光束之上,利用激光束快速傳播的方式來(lái)進(jìn)行通信,與無(wú)線電技術(shù)相比,激光通信多了光電和光電轉(zhuǎn)換過(guò)程,經(jīng)由信號(hào)的轉(zhuǎn)變其,將已有的影像、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使其轉(zhuǎn)成為電信號(hào)之后,將信號(hào)利用調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制成為一束激光,由于此調(diào)制成的激光參數(shù)會(huì)受到信號(hào)控制的影響,從而使信號(hào)在激光上得到加載。此時(shí)將激光利用發(fā)射端進(jìn)行發(fā)射,在接收端進(jìn)行接收,利用光檢測(cè)器對(duì)電信號(hào)檢測(cè),最終使用調(diào)節(jié)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行還原。
2光電子技術(shù)科學(xué)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域
(1)激光測(cè)距儀。在飛機(jī)、坦克、火炮和艦艇中,激光測(cè)距儀是這些武器裝備的重要組成技術(shù)裝備,使各戰(zhàn)術(shù)武器裝備在系統(tǒng)上具有更強(qiáng)的攻擊力,并且具有更高的準(zhǔn)確性。通常情況下,能夠使其首發(fā)的命中率高于80%,使各武器裝備能夠充分發(fā)揮自身的作用。
(2)熱攝像儀。在目前的熱攝像儀中,GaAlAs/GaAaQWIRFPA是熱攝像儀應(yīng)用最為廣泛的技術(shù),而非制冷IRFPA的熱攝像技術(shù),不僅使在極度低溫冷卻的工作問(wèn)題得到解決,而且還使熱像儀在密度和成本上更具優(yōu)勢(shì)。在目前,非制冷熱像儀主要應(yīng)用在低中擋的傳感器中,其所采用的陣列主要分為640×480、320×240,其可以進(jìn)行探測(cè)的溫差為0.05K。
(3)預(yù)警和干擾設(shè)備。利用飛機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行一系列的偵測(cè),其主要利用的是加載在飛機(jī)上的光電子預(yù)警設(shè)備,其可以對(duì)空間坐標(biāo)、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行確定和偵測(cè),經(jīng)過(guò)相關(guān)判斷之后,對(duì)存在的危險(xiǎn)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)警。其主要是利用在不同的物質(zhì)上、背景上所產(chǎn)生的光電子電磁波存在不一致的反射,將四周反射出來(lái)的電磁波與目標(biāo)進(jìn)行差異性的比較,以此來(lái)得以識(shí)別和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)之后對(duì)其進(jìn)行跟蹤、預(yù)警。目前在火箭、導(dǎo)彈中的紅外預(yù)警器得到應(yīng)用。
3結(jié)語(yǔ)
篇2
關(guān)鍵詞:光信息科學(xué);光信息技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號(hào):O438 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2017)02-0236-01
社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步以及人們對(duì)于科技知識(shí)的不斷探索,使得各種現(xiàn)代高新技術(shù)不斷涌現(xiàn),并深刻的影響著人們的日常生活和工作,同時(shí)也推動(dòng)著人類文明到達(dá)著一個(gè)新的高度。相對(duì)來(lái)說(shuō),光信息科學(xué)與技術(shù)是一門新興的科學(xué)技術(shù),其是將光學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)進(jìn)行綜合的產(chǎn)物。該技術(shù)的誕生,改變了傳統(tǒng)的通信方式和信息存儲(chǔ)方式,同時(shí)也給人們的日常生活工作帶來(lái)了深刻的影響。
1 光信息科學(xué)與技術(shù)的基本內(nèi)涵
光信息科學(xué)與技術(shù)源自于20世紀(jì)60年代初期,隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和技術(shù)的不斷更新,其也在不斷發(fā)展變化,并日漸成為了現(xiàn)代高新技術(shù)之一。自人類進(jìn)入到21世紀(jì)以來(lái),人們?nèi)諠u重視到信息資源的重要性,使得人們對(duì)于搜尋信息、存儲(chǔ)信息和傳播信息提出了更高的要求。而若繼續(xù)采用傳統(tǒng)的信息存儲(chǔ)方式,勢(shì)必影響到人們對(duì)于信息資源的使用需求。于是,光信息科學(xué)與技術(shù)應(yīng)時(shí)代而生。光信息科學(xué)與技術(shù)目前廣泛應(yīng)用到光信息存儲(chǔ)、光纖通信、光電網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域,并日漸影響著人們的日常生活和工作方式[1]。
2 光信息科學(xué)與技術(shù)的具體應(yīng)用
2.1 光纖通信技術(shù)的具體應(yīng)用
傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)主要采取的是寬帶傳輸方式,隨著科技的不斷發(fā)展,光纖系統(tǒng)以其損耗低,穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)在近年得到了廣泛的應(yīng)用,并且日漸成為長(zhǎng)途電話傳輸?shù)闹饕浇?。然而光纖通信在發(fā)展之處,其容量相對(duì)較小,其功能也未能得到完全的開發(fā)和利用。隨著信息時(shí)代的到來(lái),人們對(duì)于通信系統(tǒng)的要求日益提升,加之信息技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,光纖通信技術(shù)日將朝向大容量、極速花和遠(yuǎn)程操控的方向發(fā)展,從而帶給用戶更多更好的服務(wù)感受。諸如電信的光纖傳輸,當(dāng)其傳輸速率達(dá)到60M以上的時(shí)候,基本上能夠帶來(lái)最好的網(wǎng)絡(luò)極速體驗(yàn)。此外,光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展,也在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用,且成效顯著,諸如互聯(lián)網(wǎng)、有線電視、電話信號(hào)以及國(guó)家電網(wǎng)傳輸方式中也能看到光纖通信的身影。
2.2 光信息存儲(chǔ)技術(shù)的具體應(yīng)用
受制于技術(shù)因素,傳統(tǒng)的光信息存儲(chǔ)技術(shù)十分容易受到光衍射的作用,這樣一來(lái),光就無(wú)法聚集在體積小于1010cm3的材料之上。于是需要在105bit/cm3的存儲(chǔ)器上面來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的存儲(chǔ),這嚴(yán)重限制了光信息存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí),105bit/cm3類型的存儲(chǔ)器需要相對(duì)較大的存儲(chǔ)空間,不便攜帶,使用也極其繁瑣??梢?jiàn)傳統(tǒng)光信息技術(shù)顯然不適應(yīng)新時(shí)代信息技術(shù)的發(fā)展。而光信息存儲(chǔ)技術(shù)的誕生,能夠顯著縮小光信息的存儲(chǔ)空間,同時(shí)還能夠切實(shí)提升信息的存儲(chǔ)速度和讀取速度,此外,對(duì)于信息存儲(chǔ)的穩(wěn)定性也是大有裨益的。將該技術(shù)應(yīng)用到光信息存儲(chǔ)領(lǐng)域中,其主要是利用持續(xù)光譜燒孔技術(shù)原理。該技術(shù)可以突破傳統(tǒng)二維光信息存儲(chǔ)技術(shù)的局限性,并逐步過(guò)渡到三維光信息存儲(chǔ)領(lǐng)域中去。
2.3 光信息全息信息存儲(chǔ)技術(shù)的具體應(yīng)用
目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,科技技術(shù)也不斷得到提升和完善。但是受到多種因素的影響,其依然難以達(dá)到國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平。例如,我國(guó)目前依然多采用的是光盤存儲(chǔ)信息的方式,這種存儲(chǔ)方式成本較低,儲(chǔ)存的信息容量也是十分可觀的。不過(guò),該存儲(chǔ)方式實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)的方式主要為光學(xué)頭機(jī)械運(yùn)動(dòng)刻錄,因此其穩(wěn)定性相對(duì)欠佳。同時(shí),外界的影響對(duì)于該存儲(chǔ)方式的影響是十分巨大的,一旦未能合理有效保護(hù)好光盤,比如硬物刮傷了光盤,則極為容易誘使光盤中存儲(chǔ)的信息資源無(wú)法被讀取或者直接被損壞掉。隨著光信息科學(xué)與技術(shù)逐步應(yīng)用于全息信息存儲(chǔ)領(lǐng)域中,其可以顯著對(duì)當(dāng)前我國(guó)信息存儲(chǔ)方式予以改善,且能夠?qū)崿F(xiàn)信息存儲(chǔ)的快捷性、大容量和可靠性[2]。
2.4 激光打印技術(shù)的具體應(yīng)用
激光打印機(jī)的打印原理為:首先利用充電輥給處于旋轉(zhuǎn)中的感光鼓的表面上布設(shè)一層均勻的正電荷。然后,帶有數(shù)字信號(hào)的激光束,開始掃描感光鼓的表面。被激光束照射到的位置會(huì)變成導(dǎo)體,進(jìn)而促使靜電荷消失。相反,未有激光束照射的位置則保持原有的電荷不變,于是一種靜電潛像會(huì)緩慢在感光鼓的表面上產(chǎn)生。緊接著,當(dāng)表面上吸附了一定量的碳粉,則磁輥的磁性將會(huì)接通,同時(shí)將負(fù)電充上,進(jìn)而負(fù)電荷將在碳粉顆粒上產(chǎn)生。帶有負(fù)電的碳粉顆粒將會(huì)受到電場(chǎng)的影響,進(jìn)而吸附感光鼓上面的正電荷區(qū)域,以便于確保需打印的圖像清晰可見(jiàn)。最后,帶有碳粉圖像的感光鼓隨之轉(zhuǎn)動(dòng),紙張也呈現(xiàn)出相同的轉(zhuǎn)速。正電壓將有轉(zhuǎn)印輥施加給紙張的背面,最終確保含有負(fù)電的碳粉被吸附到紙張之上。
3 Y語(yǔ)
總之,伴隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)度,各種高新技術(shù)快速涌現(xiàn),這其中也包含著光信息科學(xué)與技術(shù)的誕生和發(fā)展。該技術(shù)極大的便利人們的日常工作生活,同時(shí)也在多個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,切實(shí)提升了相應(yīng)領(lǐng)域的生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)
篇3
摘 要:“微課”是指為使學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)獲得最佳效果,經(jīng)過(guò)精心的信息化教學(xué)設(shè)計(jì),以流媒體形式展示的圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開展的簡(jiǎn)短、完整的教學(xué)活動(dòng)?!拔⒄n”是在傳統(tǒng)單一的教學(xué)資源基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來(lái)的一種新型教學(xué)資源。在高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)將其更好地應(yīng)用及推廣。
關(guān)鍵詞 :微課 高等數(shù)學(xué)教學(xué) 應(yīng)用
高等數(shù)學(xué)作為高職院校一門重要的基礎(chǔ)課程,對(duì)學(xué)生后繼學(xué)習(xí)和思維能力的培養(yǎng)起著重要作用。當(dāng)前,高職院校仍采用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式。教學(xué)手段是黑板與多媒體結(jié)合,每次課90分鐘的時(shí)間,包含大量的知識(shí)點(diǎn),教學(xué)內(nèi)容多,師生互動(dòng)少。教師基本是上課時(shí)來(lái),上完課就走。學(xué)生有問(wèn)題得不到及時(shí)解決,越積越多,在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸產(chǎn)生厭煩情緒。加之學(xué)生本身基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性,最終導(dǎo)致惡性循環(huán),不僅讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)更加“望而生畏”,而且嚴(yán)重影響到專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
如果在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中,應(yīng)用和推廣“微課”這種新型教學(xué)模式,就能較好地解決以上問(wèn)題。
一、“微課”的主要特點(diǎn)
“微課”(micro lecture)在國(guó)外,最早是由美國(guó)新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級(jí)教學(xué)設(shè)計(jì)師、學(xué)院在線服務(wù)經(jīng)理戴維·彭羅斯(David Penrose)于2008年秋首創(chuàng)的。后來(lái),戴維·彭羅斯被人們戲稱為“一分鐘教授”。
“微課”是指為使學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)獲得最佳效果,經(jīng)過(guò)精心的信息化教學(xué)設(shè)計(jì),以流媒體形式展示的圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)開展的簡(jiǎn)短、完整的教學(xué)活動(dòng)?!拔⒄n”主要指教學(xué)視頻,同時(shí)還包含與之相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等輔教學(xué)資源。它們以一定的關(guān)系和方式共同營(yíng)造了一個(gè)“小環(huán)境”。因此,“微課”既有別于傳統(tǒng)單一的教學(xué)資源,又是在其基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來(lái)的一種新型教學(xué)資源。它具備以下主要特點(diǎn)。
第一,教學(xué)時(shí)間短。教學(xué)視頻是微課的核心組成內(nèi)容?!拔⒄n”的時(shí)長(zhǎng)一般控制為20分鐘以內(nèi)。因此,相對(duì)于傳統(tǒng)的40或45分鐘的一節(jié)課的教學(xué)課例來(lái)說(shuō),“微課”可以稱之為“課例片段”或“微課例”。
第二,教學(xué)內(nèi)容少。相對(duì)于包含眾多知識(shí)點(diǎn)的傳統(tǒng)課堂,“微課”的問(wèn)題集中,主題突出?!拔⒄n”主要是針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)(如教學(xué)中重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)內(nèi)容)的教學(xué)片段,或是反映課堂中某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)主題的教學(xué)活動(dòng),因此又可以稱為“微課堂”。
第三,制作方法易。制作“微課”常用的方法有兩種:攝像機(jī)加黑板,錄屏軟件加ppt。第一種要求有相對(duì)較好的攝像器材及攝像技術(shù),一般高職院校都具備。第二種只要掌握錄屏軟件的使用即可。兩種方法均可制作出高質(zhì)量的“微課”。
第四,資源容量小。制作“微課”視頻及配套輔助資源的總?cè)萘恳话阍趲资鬃笥遥曨l格式是支持網(wǎng)絡(luò)在線播放的流媒體格式(如rm、wmv、flv等),可保證流暢地在線觀摩,也可靈活方便地將其下載保存到終端設(shè)備(如筆記本電腦、手機(jī)、MP4等)上,為隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)交流提供了很好的保障。
第五,適用范圍廣?!拔⒄n”可用于知識(shí)點(diǎn)的介紹、學(xué)生的問(wèn)題答疑、教師課后的教學(xué)反思及教學(xué)同行間的觀摩交流等,真正構(gòu)成了一個(gè)主題鮮明、類型多樣、結(jié)構(gòu)緊湊的“微教學(xué)資源環(huán)境”。廣大教師和學(xué)生在這種真實(shí)的教學(xué)情景中可實(shí)現(xiàn)思維能力的提高、知識(shí)的遷移和提升,從而迅速促進(jìn)教師的專業(yè)成長(zhǎng),提高學(xué)生的學(xué)業(yè)水平。
二、“微課”在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用
“微課”在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用按教學(xué)內(nèi)容可分為理論知識(shí)點(diǎn)的講述、圖形變化的演示、例題練習(xí)的答疑、問(wèn)題的交流討論等,按教學(xué)方法可分為教授法、討論法、演示法、啟發(fā)法、練習(xí)法等,按教學(xué)環(huán)節(jié)可分為課前預(yù)習(xí)、新課導(dǎo)入、練習(xí)鞏固、反思小結(jié)、課后拓展等。
結(jié)合近年來(lái)高職學(xué)生的實(shí)際情況及筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),可將“微課”在以下幾方面進(jìn)行應(yīng)用。
1.將每節(jié)的重點(diǎn)及難點(diǎn)做成“微課”
筆者所在學(xué)院的高等數(shù)學(xué)教材共分十章,50小節(jié)。時(shí)間緊,內(nèi)容多,學(xué)生個(gè)體差異大,僅憑課堂時(shí)間要求所有學(xué)生去消化吸收,不太現(xiàn)實(shí)。教師可以把每一節(jié)的重點(diǎn)難點(diǎn)做成短小精悍的專題,供學(xué)生進(jìn)行選擇,根據(jù)自己的實(shí)際情況,課下仔細(xì)琢磨推敲,從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。
2.將學(xué)生反饋的求解難題做成“微課”
定期在學(xué)生中做調(diào)查,將集中反映較多的問(wèn)題做成專題。這樣可以在不耽誤正常教學(xué)時(shí)間的前提下,滿足學(xué)生對(duì)問(wèn)題的不同需求,比如讓學(xué)生比較頭疼的函數(shù)的極限、復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)、隱函數(shù)的求導(dǎo)、換元積分法、廣義積分、二重積分的計(jì)算、冪級(jí)數(shù)的收斂性等等。課上時(shí)間有限,教師可能一遍而過(guò),從而導(dǎo)致有些學(xué)生的反應(yīng)跟不上,影響了聽(tīng)課質(zhì)量。將這些問(wèn)題的典型例題分類做成“微課專題”后,就可以讓學(xué)生課下反復(fù)觀看,搞清每一步驟,彌補(bǔ)課上的不足,進(jìn)而做到舉一反三。
3.將新課的預(yù)習(xí)做成“微課”
在新課講授之前,可以用“微課”的形式引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。90后的學(xué)生是先進(jìn)科技產(chǎn)品的忠實(shí)擁護(hù)者,我們可以利用這一點(diǎn),將他們?cè)缫艳饤壍淖x書預(yù)習(xí)以“微課”這種新穎的形式呈現(xiàn)出來(lái),激發(fā)他們的興趣,通過(guò)“微課”中布置的問(wèn)題,使其對(duì)所學(xué)內(nèi)容有初步認(rèn)識(shí),從而取得聽(tīng)課的主動(dòng)權(quán),起到事半功倍的效果。
4.將課后的拓展做成“微課”
為了照顧各個(gè)理解層次的學(xué)生,課堂上通常不允許對(duì)知識(shí)進(jìn)行過(guò)多的延伸和拓展。這對(duì)部分有能力的和希望專升本的學(xué)生來(lái)說(shuō),總是感到“意猶未盡”。教師可聯(lián)系專升本教材,對(duì)內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)加深,將這些部分單獨(dú)做成“微課”,提供給有需要的學(xué)生。例如筆者學(xué)校使用的教材只講授二重積分,若參加試點(diǎn)本科函授或?qū)I荆赡芫蜁?huì)涉及三重積分。
三、展望
在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,將“微課”應(yīng)用在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中,是課程改革的又一發(fā)展趨勢(shì)?!拔⒄n”的制作是一個(gè)精心設(shè)計(jì)、反復(fù)推敲,修改完善的過(guò)程,不僅可以滿足學(xué)生針對(duì)性的學(xué)習(xí),對(duì)知識(shí)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué),也適合作為案例,在教師、同行、專家之間進(jìn)行展示、交流、指導(dǎo)和共享。但是,在推廣的同時(shí),也應(yīng)注意一些問(wèn)題:一是“微課”教學(xué)不能完全代替課堂教學(xué),應(yīng)作為課堂教學(xué)的輔助手段;二是“微課”最好以系列的方式呈現(xiàn),充分體現(xiàn)知識(shí)的連貫性和完整性,做好內(nèi)容的銜接;三是不應(yīng)一味將內(nèi)容進(jìn)行拆分做成“微課”,應(yīng)選擇合適的、最大限度發(fā)揮“微課”特點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn);四是“微課”應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的審核后才能,作為優(yōu)秀資源在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)共享。
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篇4
關(guān)鍵詞:活體成像;生物發(fā)光;熒光;應(yīng)用
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)動(dòng)物研究時(shí),常采用的方法是處死老鼠,解剖后通過(guò)肉眼觀察臟器病理變化,再組織切片觀察等,無(wú)法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)整個(gè)活體內(nèi)生物學(xué)事件的發(fā)生、發(fā)展,而活體動(dòng)物光學(xué)成像( optical in vivo imaging) 主要采用生物發(fā)光(bioluminescence)與熒光(fluorescence)2種技術(shù)在活體動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行生物標(biāo)記,通過(guò)成像系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)或靜態(tài)監(jiān)測(cè)被標(biāo)記分子或細(xì)胞在活體動(dòng)物體等的發(fā)展進(jìn)程,以及觀測(cè)活體動(dòng)物體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移、感染性疾病發(fā)展過(guò)程、特定基因的表達(dá)等生物學(xué)過(guò)程[1-3]。生物發(fā)光是通過(guò)熒光素酶(Luciferase)基因標(biāo)記細(xì)胞或DNA,而熒光技術(shù)則采用熒光報(bào)告基因(GFP、RFP及dyes等)進(jìn)行標(biāo)記。兩者的主要區(qū)別在于生物發(fā)光是動(dòng)物體內(nèi)的自發(fā)熒光,不需要激發(fā)光源,而熒光則需要外界激發(fā)光源的激發(fā)出熒光再通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè),就可以直接觀察到被測(cè)物體內(nèi)的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和基因行為。
1原理與分類
活體動(dòng)物光學(xué)成像技術(shù)是指在活體動(dòng)物體內(nèi)利用報(bào)告基因-熒光素酶基因表達(dá)使其產(chǎn)生的熒光素酶蛋白再與小分子底物熒光素作用,需在氧、Mg2+存在的條件下消耗ATP之后發(fā)生氧化反應(yīng),這時(shí)將產(chǎn)生的化學(xué)能量轉(zhuǎn)化變?yōu)榭梢?jiàn)光能釋放,最后在體外再利用敏感的檢測(cè)器CCD設(shè)備形成圖像。熒光素酶基因可以入多種基因的啟動(dòng)子(promoter),成為某種基因的報(bào)告基因,通過(guò)監(jiān)測(cè)報(bào)告基因從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)基因的監(jiān)測(cè)。
1.1生物發(fā)光技術(shù) 生物發(fā)光熒光實(shí)質(zhì)是一種化學(xué)發(fā)光,其過(guò)程需要底物螢火蟲熒光素酶的參與,通過(guò)氧化其特有底物的過(guò)程中,將會(huì)釋放可見(jiàn)光光子,其波長(zhǎng)廣泛約為560 nm(460~630 nm),甚至包括超過(guò)600 nm的重要的波長(zhǎng)紅光范圍。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)吸收可見(jiàn)光的主要成分是血紅蛋白,能吸收中藍(lán)綠光波段的大部分可見(jiàn)光;吸收紅外線主要是水和脂質(zhì),但均對(duì)波長(zhǎng)為590~800 nm的紅光至近紅外線吸收能力較差,因此波長(zhǎng)范圍在紅光超過(guò)600 nm的區(qū)域即使有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳動(dòng)物組織被敏感的CCD檢測(cè)器檢測(cè)到。常用方法是構(gòu)建熒光素酶基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)染目標(biāo)細(xì)胞,并移植到受體靶器官中,觀察時(shí)注入外源熒光素,目標(biāo)細(xì)胞內(nèi)即可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生熒光,通過(guò)活體動(dòng)物光學(xué)成像系統(tǒng)(如IVIS spectrum系統(tǒng))就可以檢測(cè)生物發(fā)光[4]。生物發(fā)光技術(shù)因?yàn)橛兄^高的靈敏度,最少可以檢測(cè)到小動(dòng)物體內(nèi)102個(gè)細(xì)胞此外,還具有對(duì)環(huán)境變化反應(yīng)迅速、成像速度快、圖像清晰等優(yōu)點(diǎn)[5]。
1.2熒光成像技術(shù) 與生物發(fā)光不同,熒光發(fā)光不需要底物的參與,但需要外部的激發(fā)光源,利用激發(fā)光使熒光基團(tuán)(如綠色熒光蛋白、紅色熒光蛋白或者熒光染料)達(dá)到較高的能量水平,然后發(fā)射出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的發(fā)射光[6]。熒光成像技術(shù)的信號(hào)水平取決于發(fā)光細(xì)胞的數(shù)量及激發(fā)光的強(qiáng)度,光線穿過(guò)的組織對(duì)其有強(qiáng)烈的吸收,而且小動(dòng)物的皮膚、毛發(fā)、軟骨和體內(nèi)的食物等都會(huì)產(chǎn)生熒光,將會(huì)對(duì)目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生干擾,因此熒光成像技術(shù)的敏感性較生物發(fā)光技術(shù)差,熒光強(qiáng)度會(huì)隨著目標(biāo)深度的增加而成遞減。但是熒光成像技術(shù)具有標(biāo)記靶點(diǎn)的多樣性、一次可以應(yīng)用不同的熒光基因標(biāo)記不同的細(xì)胞的優(yōu)勢(shì),因而在進(jìn)行一些分子生物學(xué)以及小分子體內(nèi)代謝研究中得到了廣泛應(yīng)用[7]。
2成像過(guò)程
活體動(dòng)物光學(xué)成像系統(tǒng)一般由高靈敏度的低溫CCD相機(jī)、成像暗箱和成像軟件組成。一般成像過(guò)程是:小動(dòng)物麻醉后放入成像暗箱平臺(tái),也可以同時(shí)檢測(cè)多只動(dòng)物,只需要調(diào)整控制平臺(tái)升降到一個(gè)合適的視野,選擇合適的條件,對(duì)于熒光成像,需要選擇合適的濾光片,開啟激發(fā)光源,激發(fā)熒光物質(zhì)而發(fā)光,拍攝出背景圖與小動(dòng)物體內(nèi)發(fā)出的光,將其疊加可以清晰地顯示活體內(nèi)發(fā)光情況,完成圖像采集。最后可以通過(guò)軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析,當(dāng)選定需要測(cè)量的區(qū)域后,軟件可以計(jì)算出此區(qū)域發(fā)出的光子數(shù),獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[8]。
3優(yōu)勢(shì)
比較目前的活體生物體內(nèi)成像技術(shù),如超生(ultrasound)、計(jì)算機(jī)斷(Computed Tomography,CT)、核磁共振(Magnetic Tesonance imaging,MRI)、正電子衍射成像(Positron-Emission Tomography,PET)、單光子衍射(Single-Photon-Emission Computed Tomography,SPECT)等技術(shù),活體動(dòng)物體內(nèi)光學(xué)成像具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):①無(wú)創(chuàng)性,②操作簡(jiǎn)便,③測(cè)量快,④可多個(gè)動(dòng)物同時(shí)測(cè)量,⑤費(fèi)用低廉等[9]。它可以檢測(cè)基因的表達(dá),標(biāo)記細(xì)胞后進(jìn)行體內(nèi)示蹤,觀察藥物在體內(nèi)的治療效果,使量化變?yōu)榭赡堋?/p>
4應(yīng)用研究
4.1抗癌藥物標(biāo)記 信號(hào)在抗癌藥物研究中,在活體動(dòng)物體內(nèi)運(yùn)用已標(biāo)記抗癌藥物,注射入已接種腫瘤的小鼠體內(nèi),觀察抗癌藥物在不同治療方式時(shí)運(yùn)用不同劑量觀察不同療程的變化。利用小動(dòng)物活體成像技術(shù),不僅可以靜態(tài)觀察,也可以通過(guò)在不同時(shí)間段動(dòng)態(tài)觀察癌細(xì)胞在體內(nèi)的變化過(guò)程,從而可以觀察到抗癌瘤藥物的最佳治療方式、用藥劑量、給藥時(shí)間等。
4.2示蹤細(xì)胞標(biāo)記 小動(dòng)物活體成像技術(shù)在示蹤細(xì)胞應(yīng)用方面采用了生物發(fā)光和熒光兩種技術(shù),生物發(fā)光對(duì)標(biāo)記少量細(xì)胞5000個(gè)/視野。近紅外熒光對(duì)標(biāo)記細(xì)胞數(shù)量>300個(gè)/視野較敏感。在不同時(shí)間點(diǎn)通過(guò)示蹤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞存活狀態(tài)及分布走向進(jìn)行觀察,有報(bào)道可示蹤的細(xì)胞包括造血干細(xì)胞、心肌干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞等[10-11]。
4.3細(xì)菌與病毒標(biāo)記 利用細(xì)菌熒光素酶基因可以分為標(biāo)記革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性細(xì)菌??梢酝ㄟ^(guò)標(biāo)記好的革蘭氏陽(yáng)性或革蘭氏陰性細(xì)菌感染活體動(dòng)物,從而觀察動(dòng)物體內(nèi)受感染部位的變化,用藥物處理后可以觀察感染部位細(xì)菌數(shù)量的變化及受外界刺激后的反應(yīng),從而通過(guò)系統(tǒng)研究篩選出藥物最佳劑量、給藥濃度及時(shí)間,還可觀察記錄藥物不同劑量對(duì)活體的毒副作用。
4.4轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型標(biāo)記 通過(guò)將靶基因、靶細(xì)胞進(jìn)行熒光素酶標(biāo)記再將轉(zhuǎn)入活體動(dòng)物體內(nèi),形成所需的各種活體動(dòng)物轉(zhuǎn)基因模型,包括癌癥、免疫缺陷、感染等各種疾病,通過(guò)基因治療,先將基因及其代謝產(chǎn)物高效的、安全的傳遞到體內(nèi)靶細(xì)胞,再利用生物發(fā)光觀察目的基因在活體動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)情況,是持續(xù)的還是抑制的。目前基因治療已經(jīng)是一個(gè)熱門話題,可用于癌癥等多種疾病的綜合治療[12-13]。
4.5藥效評(píng)價(jià) 對(duì)于一些需要化學(xué)方法進(jìn)行標(biāo)記的物質(zhì),比如合成藥物,肽段及納米藥物等,可通過(guò)化學(xué)合成的方法與熒光染料進(jìn)行偶聯(lián),或者量子點(diǎn)標(biāo)記物質(zhì),再轉(zhuǎn)入活體動(dòng)物內(nèi),檢測(cè)熒光的發(fā)光情況,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)活體體內(nèi)藥物的追蹤,觀察藥物在活體體內(nèi)實(shí)時(shí)表達(dá)和藥物對(duì)體內(nèi)的準(zhǔn)確反應(yīng) ,還可用來(lái)評(píng)估候選藥物和其它化合物的毒性 ,為藥物在疾病中的作用機(jī)制及效用提供研究方法。目前應(yīng)用較多的是通過(guò)腹腔或尾靜脈注射一些腫瘤靶向藥物,觀察其在活體體內(nèi)對(duì)靶點(diǎn)的識(shí)別及跟蹤藥物在體內(nèi)的分布及代謝情況等[14]。
5前景
活體動(dòng)物熒光成像技術(shù)利用自身優(yōu)勢(shì)在不處死動(dòng)物前提下能夠觀察到活體動(dòng)物體內(nèi)的相關(guān)基因表達(dá)及其在體內(nèi)的變化,將從體外分子生物學(xué)研究擴(kuò)展活體小動(dòng)物體內(nèi)的變化,已經(jīng)被大量的科研人員應(yīng)用到基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)甚至臨床的研究領(lǐng)域。本儀器采用高靈敏度的檢測(cè)器,使用成本低廉,操作方便,相信在以后的醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)等科學(xué)研究領(lǐng)域會(huì)有相當(dāng)長(zhǎng)的應(yīng)用空間。
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篇5
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù);研究進(jìn)展;應(yīng)用
章編號(hào):1004-7484(2014)-03-1787-01
化學(xué)發(fā)光免疫分析起源于1977年,化學(xué)發(fā)光免疫分析主要利用了化學(xué)發(fā)光測(cè)定技術(shù)和免疫反應(yīng),化學(xué)發(fā)光測(cè)定技術(shù)有著非常高的靈敏性同時(shí)免疫反應(yīng)有著非常高的特異性,通過(guò)兩者的結(jié)合使得化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)成為現(xiàn)今最新的免疫分析技術(shù)?;瘜W(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)較其他免疫分析技術(shù)而言擁有著高靈敏度、價(jià)格低以及操作簡(jiǎn)便等多種優(yōu)點(diǎn),正因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)使得化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)被廣泛的運(yùn)用。
1 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)的基本原理
化學(xué)發(fā)光免疫分析最關(guān)鍵的步驟就是化學(xué)發(fā)光以及免疫,免疫分析技術(shù)就是對(duì)分析的抗原進(jìn)行標(biāo)記,而化學(xué)發(fā)光分析技術(shù)就是對(duì)所產(chǎn)生的微觀反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè),以此來(lái)達(dá)到分析的目的。免疫分析就是利用抗原與抗體之間的特異性結(jié)合所產(chǎn)生的明顯現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)所檢測(cè)物質(zhì),而采用標(biāo)記免疫分析就是通過(guò)對(duì)抗原進(jìn)行放射性的標(biāo)記,這樣就能夠更好的檢測(cè)微觀物質(zhì)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)[1]?;瘜W(xué)發(fā)光技術(shù)則是化學(xué)反應(yīng)中的一種現(xiàn)象,化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的遷移,而具備能量的分子為了達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)就要釋放多余的能量,能量則是通過(guò)光形式釋放出來(lái),對(duì)所發(fā)出的光和能量遷移進(jìn)行分析便可以知道內(nèi)部所發(fā)生的化學(xué)變化。
2 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)的應(yīng)用
由于化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)不僅擁有較好的靈敏度以及較高的自動(dòng)化程度,而且其還有較高的精密程度,所以得到了較多的應(yīng)用?;瘜W(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在獸醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)以及食品分析中都得到了相當(dāng)多的應(yīng)用,下面將進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2.1 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用還處于早期階段,因此沒(méi)有得到較多的應(yīng)用。主要原因則是化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在獸醫(yī)學(xué)的應(yīng)用中會(huì)跨越化學(xué)、獸醫(yī)以及生物學(xué)科方面的知識(shí),而這樣加大了化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)的應(yīng)用難度,因此沒(méi)有在獸醫(yī)學(xué)中得到較多的應(yīng)用。但是化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)仍然是獸醫(yī)學(xué)中一項(xiàng)疾病快速檢測(cè)的方法,即通過(guò)化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)可以精準(zhǔn)快速的判定動(dòng)物所發(fā)生疾病的原因,而且通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用還可以監(jiān)測(cè)動(dòng)物體內(nèi)的疾病發(fā)生概率[2]?;瘜W(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在我國(guó)沒(méi)有較多的應(yīng)用到獸醫(yī)學(xué)中,而且技術(shù)也沒(méi)有國(guó)外先進(jìn),這進(jìn)一步制約了化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用。國(guó)外化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用較多,比如國(guó)外利用化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)來(lái)進(jìn)行動(dòng)物腸道病毒檢測(cè)試驗(yàn)、豬肉中沙門菌抗體檢測(cè)以及評(píng)價(jià)胰島素濃度對(duì)奶牛繁殖性能的影響,并且取得了較好的成果。
2.2 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中有較多的應(yīng)用,比在獸醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用要更加廣泛,而且在臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用中非常重要。美國(guó)通過(guò)對(duì)化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),使得其具備更好的靈敏性以及精準(zhǔn)性,現(xiàn)今化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中主要用來(lái)檢測(cè)甲狀腺系統(tǒng)、性腺系統(tǒng)、血液系統(tǒng)以及心血管系統(tǒng)中激素濃度。后來(lái)有科學(xué)家利用金剛烷衍生物在堿性磷酸酶的條件下可產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間輝光的特性將其運(yùn)用到化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)中,即通過(guò)堿性磷酸酶來(lái)作為標(biāo)記物,完善后的化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)科用來(lái)檢測(cè)心臟病、傳染病、糖尿病以及過(guò)敏癥狀,另外還可以用于血液系統(tǒng)和胰島素的檢測(cè)中?,F(xiàn)今將化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)運(yùn)用的最好的就是Roche公司,其所創(chuàng)造的ECL分析系統(tǒng)可以檢測(cè)到及其細(xì)微的反應(yīng)信號(hào),并且特異性反應(yīng)極為強(qiáng)烈,操作過(guò)程也非??旖?。
2.3 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)在食品分析上中的應(yīng)用 現(xiàn)今食品安全已成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題,檢測(cè)食品中含有的違規(guī)成分也有一定的難度。但是通過(guò)化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)的運(yùn)用可以快速精確的測(cè)定食品中違規(guī)成分的含量,使得食品檢測(cè)部門可以更好的測(cè)定食品中含有成分的含量。化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)可以用于雞肉樣品中CAP的檢測(cè)以及牛奶中黃曲霉毒素的檢測(cè),國(guó)外科學(xué)家還利用化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)來(lái)測(cè)定牛奶、牛肉以及雞蛋中肉毒梭菌毒素A的含量,由于化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)有著較高的靈敏度,所以所測(cè)定的結(jié)果非常準(zhǔn)確,而且極大的節(jié)省了測(cè)試所需要的時(shí)間[3]。Yang M等科學(xué)家將增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)技術(shù)以及電荷耦合器件結(jié)合起來(lái)創(chuàng)造了檢測(cè)食品中葡萄球菌腸毒素B的技術(shù),其靈敏度非常高、方法實(shí)用而且檢測(cè)成本非常低。
3 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)的新研究進(jìn)展
3.1 新的標(biāo)記物 化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)運(yùn)用的重點(diǎn)就是檢測(cè)內(nèi)部微觀化學(xué)反應(yīng)的情況,而為了達(dá)到更好的檢測(cè)效果就需要發(fā)光物質(zhì)發(fā)光時(shí)間更加持久發(fā)光更加明亮,而這可以通過(guò)標(biāo)記新的標(biāo)記物來(lái)得以實(shí)現(xiàn)。各國(guó)科學(xué)家都致力于研究標(biāo)記物的發(fā)光時(shí)間以及發(fā)光強(qiáng)度,標(biāo)記物發(fā)光需要特定酶的催化,這需要科學(xué)家通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐才能夠證明哪一種標(biāo)記物在哪一種酶的催化下才能夠達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)光以及高強(qiáng)度的發(fā)光,另外對(duì)于標(biāo)記物發(fā)光過(guò)程還需要較高的穩(wěn)定性。目前科學(xué)家通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得到luminol-H2O2在HRP2A的催化下可以發(fā)出高強(qiáng)度而且長(zhǎng)時(shí)間的光,而且發(fā)光的穩(wěn)定性非常好?;瘜W(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)能夠快速、靈敏、精準(zhǔn)的測(cè)定非常細(xì)微的物質(zhì)含量,對(duì)于醫(yī)學(xué)檢測(cè)以及食品安全檢測(cè)都有著較多的應(yīng)用,通過(guò)不斷的研究會(huì)使得該技術(shù)得到更廣泛的運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)
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篇6
[關(guān)鍵詞]光伏發(fā)電;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);校內(nèi)外實(shí)踐
[中圖分類號(hào)]G712
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]2095-3712(2014)34-0077-02
一、引言
目前,現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展帶動(dòng)了人類對(duì)自然資源的大量消耗,尤其是近幾年化石能源的需求量日益增長(zhǎng),導(dǎo)致了化石能源出現(xiàn)不可忽視的危機(jī),同時(shí)也產(chǎn)生了一系列環(huán)境污染問(wèn)題。為了整個(gè)人類的可持續(xù)發(fā)展,各國(guó)將目光投向清潔的新型能源,特別是取之不盡用之不竭的太陽(yáng)能更是新能源的首選,太陽(yáng)能必將是未來(lái)解決環(huán)境與資源問(wèn)題的必然選擇?;诖?,國(guó)家能源局出臺(tái)《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,以期提高國(guó)家太陽(yáng)能光伏發(fā)電規(guī)模。2013年8月12日,中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司下發(fā)了《南方電網(wǎng)公司進(jìn)一步支持光伏等新能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(南方電網(wǎng)計(jì)〔2013〕84號(hào)),進(jìn)一步支持和促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)有序協(xié)調(diào)發(fā)展,大力推廣光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
伴隨政策的出臺(tái),除了大容量光伏電站投產(chǎn)建設(shè)之外,各種包含個(gè)人屋頂光伏系統(tǒng)在內(nèi)的小型分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)也不斷建立起來(lái),這要求從事光伏產(chǎn)業(yè)的電力類專業(yè)學(xué)生具備光伏發(fā)電專業(yè)知識(shí)?!疤?yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)”課程為電力類專業(yè)的一門專業(yè)選修課,具備較為全面的光伏發(fā)電系統(tǒng)知識(shí),考慮到該課程概念性與實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn),為使學(xué)生更好理解掌握關(guān)鍵技術(shù)知識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,以項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)配合校內(nèi)外實(shí)踐動(dòng)手教學(xué)方式,采用貼近生活的項(xiàng)目任,配合學(xué)生動(dòng)手與參觀實(shí)踐相結(jié)合方式促進(jìn)課程的學(xué)習(xí)。在成績(jī)提交和考核階段,以類似于產(chǎn)品會(huì)形式展示自己作品成果,提升學(xué)生對(duì)完成成果的自豪感,且牢牢記住完成項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程步驟和所涉及的知識(shí)。
二、以項(xiàng)目任務(wù)將概念知識(shí)具體化
(一)課程專業(yè)體系分析
1.課程內(nèi)容分析
“太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)”課程涉及原理概念多,各個(gè)原理雖以光伏發(fā)電系統(tǒng)為實(shí)例,對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)包含的關(guān)鍵部分,如光伏組件、光伏逆變器、光伏組件控制器、光伏交直流配電配等,都做了或具體或簡(jiǎn)略的講解,但還是比較抽象,學(xué)生難以將書本上的原理與實(shí)際器件相聯(lián)系。即使將系統(tǒng)做個(gè)整體講解,學(xué)生也只能知道個(gè)大概用處,對(duì)專業(yè)知識(shí)仍無(wú)法深刻理解。
雖然課程概念性強(qiáng),但具體的系統(tǒng)設(shè)備在日常生活中均可以見(jiàn)到,可以引入常見(jiàn)系統(tǒng),再結(jié)合動(dòng)手操作,引導(dǎo)學(xué)生從小系統(tǒng)到大系統(tǒng)自主分析設(shè)計(jì),在主人翁狀態(tài)中學(xué)習(xí)知識(shí)。
2.課程專業(yè)崗位分析
在光伏專業(yè)目標(biāo)是成為能獨(dú)立設(shè)計(jì)光伏發(fā)電站的光伏工程師,通過(guò)學(xué)習(xí)本課程,學(xué)生可以從光伏工程師助理開始,半獨(dú)立設(shè)計(jì)光伏發(fā)電站,逐步積累經(jīng)驗(yàn),接著成為光伏工程師,最后成為完全能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)的高級(jí)光伏工程師。
(二)生活實(shí)例形成項(xiàng)目,以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法教學(xué)
為引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,將生活分布式小型光伏發(fā)電系統(tǒng)引入形成項(xiàng)目任務(wù),首先根據(jù)學(xué)生初次了解知識(shí)的情況設(shè)定崗位,其次是完成各項(xiàng)任務(wù),在任務(wù)不斷學(xué)習(xí)過(guò)程中根據(jù)考核其學(xué)習(xí)情況改變崗位,接著對(duì)任務(wù)進(jìn)行成果講解,最后做集體分析總結(jié),因此,根據(jù)學(xué)習(xí)知識(shí)掌握能力的崗位變化,可以形成幾人形成一個(gè)項(xiàng)目組,也可以個(gè)人成組。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)及校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)過(guò)程如圖1所示:
圖1項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)及校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)過(guò)程
項(xiàng)目任務(wù)由小到大,由簡(jiǎn)到繁,由生活到生產(chǎn)的內(nèi)容制定,從日常生活的小型太陽(yáng)能發(fā)電器件引入,激起學(xué)生興趣,同時(shí)導(dǎo)入相關(guān)原理知識(shí)點(diǎn),在完成任務(wù)中學(xué)習(xí)原理知識(shí)點(diǎn)。課程在執(zhí)行過(guò)程中,為強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與知識(shí)點(diǎn)理解,把校內(nèi)外實(shí)踐安排在完成任務(wù)過(guò)程中,形成項(xiàng)目任務(wù)與校內(nèi)外實(shí)踐相結(jié)合,貫穿在整門課程的教學(xué)始終。
三、利用校內(nèi)外資源,形成實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)化特色化
(一)校內(nèi)資源實(shí)踐系統(tǒng)化
在完成本門課程過(guò)程中,為使學(xué)生更系統(tǒng)理解任務(wù)需求,更好對(duì)任務(wù)進(jìn)行展開。每項(xiàng)任務(wù)在進(jìn)行之前,應(yīng)讓學(xué)生先樹立系統(tǒng)概念。此時(shí),采用參觀校內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備,讓學(xué)生實(shí)際動(dòng)手運(yùn)行,做好筆記心得,同時(shí)教師做部分講解,提醒應(yīng)該注意的方面。最終學(xué)生對(duì)任務(wù)項(xiàng)目具有具體而系統(tǒng)概念,實(shí)際動(dòng)手完成任務(wù)時(shí)考慮較為周全。
(二)校外資源實(shí)踐特色化
因校外大型實(shí)際投產(chǎn)運(yùn)行中的光伏發(fā)電系統(tǒng)不允許學(xué)生動(dòng)手操作,學(xué)生只能大致參觀一遍,但可根據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)的任務(wù)項(xiàng)目,參與部分校外小型光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè),進(jìn)行“小而全”的特色系統(tǒng)工作,如個(gè)人家用小型屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目。學(xué)生實(shí)際參與光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè),做力所能及實(shí)事,結(jié)合自己設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容,既可以鍛煉動(dòng)手能力,又進(jìn)一步掌握專業(yè)知識(shí)。
四、以“產(chǎn)品”與答辯形式將考核趣味化
根據(jù)目前翻轉(zhuǎn)課堂的思想,當(dāng)學(xué)生為課堂主人翁時(shí),更能融入到學(xué)習(xí)當(dāng)中去。在課程每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)執(zhí)行后考核中,將完成的項(xiàng)目任務(wù)作為“產(chǎn)品”,小組代表作為小組“產(chǎn)品人”展示成果,講解完成過(guò)程、系統(tǒng)涉及原理、系統(tǒng)功能特點(diǎn)等內(nèi)容,同時(shí),接受其他學(xué)生的提問(wèn),并做出回答。教師在過(guò)程中加以引導(dǎo),最終根據(jù)學(xué)生綜合表現(xiàn)給予相應(yīng)成績(jī),對(duì)于只有單人成組完成項(xiàng)目的學(xué)生,在成績(jī)上可適當(dāng)增加權(quán)值。通過(guò)這種形式,學(xué)生更深刻理解自己執(zhí)行的項(xiàng)目過(guò)程,牢記項(xiàng)目任務(wù)執(zhí)行時(shí)遇到的問(wèn)題與所用到的知識(shí),更好地掌握本門課程。
五、結(jié)束語(yǔ)
太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)仍將是國(guó)家和地方政府不斷推廣的新能源產(chǎn)業(yè),各地區(qū)不斷興起一批批與太陽(yáng)能光伏相關(guān)的企業(yè),因此,具有太陽(yáng)能光伏專業(yè)知識(shí)的學(xué)生必將有所發(fā)展。“太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)”課程提供了較為全面的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)知識(shí),采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)與校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合方式,將概念知識(shí)具體化,更容易讓學(xué)生掌握知識(shí),在今后教學(xué)過(guò)程中可使用多種信息設(shè)備與虛擬軟件,豐富教學(xué)呈現(xiàn)手段,進(jìn)一步提高教與學(xué)的效率。
參考文獻(xiàn):
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篇7
【關(guān)鍵詞】ITO;TCO;AZO;電導(dǎo)率
由于薄膜產(chǎn)品特別是各種光電產(chǎn)品薄膜,在太陽(yáng)能電池、等離子技術(shù)、光學(xué)薄膜期間、微電子器件等方面有著廣泛應(yīng)用,因此收到光學(xué)材料界的高度重視。能否準(zhǔn)備無(wú)誤測(cè)量出各種薄膜的光學(xué)厚度也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),尤其是在光電子產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)中,薄膜的光電特性參數(shù)――膜厚多少直接關(guān)系到薄膜產(chǎn)品是否能正常工作,能否對(duì)鍍膜工藝有所改進(jìn)等諸多問(wèn)題,可見(jiàn)膜厚測(cè)量的重要性。而橢偏技術(shù)在測(cè)量薄膜的厚度和介質(zhì)折射率等參數(shù)方面得到了廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中,薄膜有著廣泛的應(yīng)用,因此測(cè)量薄膜的技術(shù)也有了很大的發(fā)展。膜厚的測(cè)量方法有電阻法、放電電壓法、電容法、激光衍射法、光纖位移傳感器法、橢偏法以及超聲共振法等等。隨著由于電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的目前已有的測(cè)量薄膜的最精確的方法之一就是橢偏法。膜厚測(cè)量方法一般是從兩個(gè)角度出發(fā),要么從光學(xué)理論出發(fā),用光的波動(dòng)性包括干涉、衍射、偏振等方法來(lái)測(cè)量膜厚;要么從具體實(shí)際出發(fā),根據(jù)測(cè)量厚膜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件不同,例如根據(jù)光源的不同,是激光源進(jìn)行測(cè)量還是用普通白光源進(jìn)行測(cè)量等等,選用不同的測(cè)量方法。不同的測(cè)量方法所帶來(lái)的膜厚測(cè)量的精確度也不一樣。
一、橢偏技術(shù)原理
當(dāng)振幅為A的面偏振光入射到石英晶體做成的1/4波片時(shí),若振動(dòng)方向與波片光軸夾角為θ,o光和e光的振幅分別為A0=Asinθ和Ae=Acosθ。從波片出射后的o光和e光的合振動(dòng)方程為橢圓方程,合振動(dòng)矢量的端點(diǎn)軌跡一般為橢圓,即獲得橢圓偏振光,再將其經(jīng)過(guò)待測(cè)薄膜產(chǎn)品表面反射,反射光是線偏振光。由之前的橢偏到后來(lái)的線偏,光振動(dòng)的相位和振幅發(fā)生了改變,通過(guò)這些參數(shù)變化即可判定薄膜產(chǎn)品的表面光學(xué)特性。
圖1 (a)光滑下表面 (b)粗糙下表面
如上圖,待測(cè)件是玻璃薄膜產(chǎn)品。入射光束以某一角度入射,根據(jù)菲涅爾公式,光在兩種介質(zhì)的交界面上反射與透射時(shí),垂直紙面的s分量和平行于紙面的p分量可根據(jù)r■=■,r■=■計(jì)算得到。式中,n■、n■分別為入射介質(zhì)與折射介質(zhì)的折射率,θ■、θ■分別為入射角和折射角。而反射系數(shù)P=■也是復(fù)數(shù),可根據(jù)干涉原理計(jì)算出來(lái)。測(cè)量膜厚之前,首先需將根據(jù)橢偏技術(shù)制成的橢偏儀的光路進(jìn)行調(diào)節(jié),使得光源經(jīng)過(guò)反射鏡后成平行光,經(jīng)過(guò)偏振片后得到線偏振光。線偏光入射到待測(cè)薄膜表面后所得到的反射光,其偏振狀態(tài)必將發(fā)生變化??捎脝紊珒x將光路分光,再用光電探測(cè)器將光信號(hào)變成電信號(hào),送入計(jì)算機(jī)軟件分析。測(cè)量時(shí),先確定光路經(jīng)過(guò)的第一個(gè)偏振片是否放在通光軸為零度的位置,然后將待測(cè)薄膜放在起偏器和檢騙器的中間,插入1/4玻片并旋轉(zhuǎn)至消光。此時(shí)薄膜的快軸與設(shè)備的光軸平行。最后將起偏器的通光軸放在45度的地方,開始用軟件取樣、測(cè)量。由計(jì)算機(jī)分析計(jì)算出薄膜各光學(xué)性能參數(shù)。
二、幾種測(cè)量方法的比較
(1)根據(jù)激光透射法測(cè)量膜厚,以光在基體內(nèi)不產(chǎn)生干涉為前提。用這種方法可以獲得相當(dāng)高精度的膜厚測(cè)量,數(shù)量級(jí)為幾nm,能測(cè)量膜厚為1到幾百nm的薄膜。但由于設(shè)備復(fù)雜,環(huán)境要求高,只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。(2)采用激光反射法測(cè)量膜厚,有很大的優(yōu)勢(shì)――測(cè)量范圍大,從微米級(jí)到納米級(jí)都可以,但是調(diào)試過(guò)程繁瑣,難于實(shí)現(xiàn)。(3)基于白光光源的顏調(diào)檢測(cè)法制成的橢偏儀測(cè)量膜厚時(shí),實(shí)施起來(lái)不難,但不能用來(lái)測(cè)量均勻膜厚,而只能用來(lái)測(cè)量不均勻膜厚,測(cè)量范圍雖和透射法測(cè)量膜厚的范圍差不多,但精度低,系統(tǒng)誤差較大。(4)采用分光光度測(cè)量法做成的橢偏儀,測(cè)膜厚的效率較高,設(shè)備成本也不高,容易實(shí)現(xiàn)。測(cè)量膜厚范圍雖然是微米級(jí)別,但精度比較高。(5)采用激光光源進(jìn)行激光干涉法的橢偏儀中,激光束通過(guò)顯微鏡,入射到放在焦點(diǎn)處的薄膜產(chǎn)品后,薄膜的上面兩個(gè)表面分別反射出的光在特定的位置發(fā)生等傾干涉,在觀察面用CCD接收,根據(jù)與CCD相連的計(jì)算機(jī)軟件分析干涉圖樣,即可計(jì)算出薄膜產(chǎn)品的膜厚。這種橢偏儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量迅速,很適合在工業(yè)生產(chǎn)線上測(cè)量10~100um的膜厚,但精度只能達(dá)到um數(shù)量級(jí)。通過(guò)上述分析和比較,不難發(fā)現(xiàn),利用薄膜上下兩表面反射光干涉原理制成的橢偏儀測(cè)量范圍適中,但精度很高,而且設(shè)備簡(jiǎn)單,容易在實(shí)驗(yàn)室以外的地方實(shí)現(xiàn),適合工業(yè)檢測(cè)。
三、應(yīng)用
利用橢偏技術(shù)作成的橢偏儀在不斷發(fā)展,測(cè)量的光譜范圍越來(lái)越寬,可以滿足不同鍍膜材料的測(cè)量要求,針對(duì)在紅外、紫外波段要進(jìn)行特殊材料的測(cè)量要求,也出現(xiàn)了專用橢偏儀;橢偏技術(shù)覆蓋了半導(dǎo)體、大面積光學(xué)薄膜、有機(jī)薄膜、金屬、玻璃等各種材料的工業(yè)實(shí)時(shí)檢測(cè)領(lǐng)域。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,使得橢偏儀的自動(dòng)化程度得到提高,也促成了橢偏儀的自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的深入結(jié)合。由于橢偏測(cè)量技術(shù)的高精度、高效、設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)中,例如對(duì)材料的光學(xué)性質(zhì)測(cè)量。被測(cè)的材料可以是固體或是液體,可以是各向同性或異性。根據(jù)菲涅爾公式,橢偏測(cè)量技術(shù)也可用于不同材料交界面的分析。在微電子與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中,橢偏測(cè)量技術(shù)常用于半導(dǎo)體加工或微電子研究中薄膜生長(zhǎng)的監(jiān)控與分析,現(xiàn)代新材料的研究開發(fā)也常常使用橢偏技術(shù)作為研究手段。在生命科學(xué)領(lǐng)域里,橢偏測(cè)量技術(shù)可用于細(xì)胞表面膜相互作用、蛋白質(zhì)等大分子的測(cè)量。
四、結(jié)論
隨著光電技術(shù)以及微電子技術(shù)的快速發(fā)展,表面和薄膜科學(xué),微電子器件及納米技術(shù)等迅速發(fā)展,將使一起開發(fā)和檢測(cè)方法體系研究成為真空鍍膜技術(shù)中的發(fā)展重點(diǎn)。薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,各種厚度只有幾百甚至數(shù)十納米的單層或多層功能薄膜成為當(dāng)前材料研究的熱點(diǎn)。薄膜的厚度、折射率和消光系數(shù)決定了薄膜的投射、反射和吸收等各種光學(xué)特性。橢偏法具有無(wú)損非接觸、高靈敏度、高精度的特點(diǎn)、無(wú)需特別制備樣品,能對(duì)數(shù)納米厚的超薄薄膜測(cè)量,無(wú)疑是比較可靠的測(cè)量方法。當(dāng)然,在測(cè)量膜厚時(shí)依然存在某些問(wèn)題,例如膜厚范圍的擴(kuò)大等,都有待于進(jìn)一步探索和研究。
參 考 文 獻(xiàn)
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篇8
[關(guān)鍵詞]導(dǎo)向靴 采煤機(jī) 耐磨性能 激光熔覆
中圖分類號(hào):TG146 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)17-0211-01
導(dǎo)向靴是采煤機(jī)行走部的重要零件,它將采煤機(jī)與刮板運(yùn)輸機(jī)銜接在一起,支撐鏈輪與銷排嚙合以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)。由于采煤工藝及井下特殊環(huán)境的影響,導(dǎo)向靴工作狀態(tài)下頻繁與輸送機(jī)、銷排摩擦碰撞,受力復(fù)雜,工作環(huán)境惡劣,比較容易磨損,磨損到一定程度后會(huì)發(fā)生斷裂。如何提高接觸面耐磨性能一直是我單位亟待解決的難題。
1 導(dǎo)向靴內(nèi)槽面耐磨性能的技術(shù)探索
確保采煤機(jī)井下行走部件的壽命和使用性能,對(duì)于煤礦高效開采具有重要意義。為此,我單位曾嘗試過(guò)諸如表面淬火、堆焊耐磨層、焊耐磨板以及激光熔覆處理等各種方案。
1.1 內(nèi)槽面表面淬火
內(nèi)槽面表面淬火是我公司研發(fā)生產(chǎn)第一代采煤機(jī)時(shí)選擇的表面處理方法。作為衡量材料耐磨性的重要指標(biāo)之一,在同種材料圖1導(dǎo)向靴內(nèi)槽面(標(biāo)識(shí)的部分)示意圖的情況下,不考慮其他因素,硬度越高,耐磨性越好。為此,在機(jī)械加工后對(duì)內(nèi)槽面進(jìn)行感應(yīng)加熱表面淬火以提高其表面硬度。表面淬火硬度達(dá)到HRC48-52,淬硬層深度5-7mm。由于鋼的芯部仍保持冷態(tài),這種方法變形量小,尺寸比較容易控制[1]。但使用效果欠佳,在惡劣的工作狀態(tài)下,導(dǎo)向靴破裂現(xiàn)象仍然會(huì)經(jīng)常發(fā)生。不能從根本上改變導(dǎo)向靴仍是綜采設(shè)備中的易損件的現(xiàn)狀。
1.2 內(nèi)槽面堆焊耐磨層
為了改善導(dǎo)向靴內(nèi)槽面的表面耐磨性能,我單位選用高錳合金耐磨焊條堆焊耐磨層。在最終機(jī)械加工工序時(shí)在內(nèi)槽面為堆焊層留下空位。經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)及礦井下生產(chǎn)運(yùn)行檢驗(yàn),此堆焊耐磨層的處理方案使用效果良好,也未收到來(lái)自于煤礦方的不利消息。但因?yàn)閷?dǎo)向靴內(nèi)槽面的結(jié)構(gòu)限制,對(duì)焊接操作工提出了非常高的技術(shù)要求,并且生產(chǎn)效率不高;因?yàn)榇诉^(guò)程完全由焊工手工操作,焊接質(zhì)量不好控制,會(huì)出現(xiàn)平面誤差太大且過(guò)于粗糙的現(xiàn)象。
1.3 內(nèi)槽面焊耐磨板
耐磨板是由基板及耐磨層組成,在焊接時(shí),基板處需要用正常焊條,耐磨層處需要用不銹鋼焊條焊接。同堆焊耐磨層類似,需要在最終機(jī)械加工工序時(shí)在內(nèi)槽面留下空位。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,由于內(nèi)槽面的復(fù)雜結(jié)構(gòu),同樣對(duì)焊接操作工提出了更高的技術(shù)要求。經(jīng)客戶反映,經(jīng)常有導(dǎo)向靴因焊接效果不好,耐磨板在使用過(guò)程中易發(fā)生脫落。并且一臺(tái)采煤機(jī)(2件導(dǎo)向靴)需要1740元,相對(duì)表淬及堆焊而言,費(fèi)用更昂貴。
為了解決這個(gè)長(zhǎng)久以來(lái)沒(méi)有克服的問(wèn)題,我廠于2012年年初試制了6件導(dǎo)向靴,并與太原理工大學(xué)等學(xué)術(shù)單位及專業(yè)制造商進(jìn)行了交流,應(yīng)用了激光熔覆處理技術(shù)。
2 激光熔覆處理技術(shù)試用分析
不同于傳統(tǒng)減材成形的技術(shù)路線,激光熔覆處理技術(shù)以其材料累加[2]為基本特征的獨(dú)特加工方法及預(yù)期的效果贏得了同行業(yè)兄弟單位的青睞,并在導(dǎo)向靴的加工及廢件修復(fù)方面進(jìn)行了試探性的使用。因此,我們對(duì)激光熔覆處理及其他同原理的增材制造技術(shù)產(chǎn)生了濃厚興趣,希望能滿足采煤機(jī)某些特定零件的特種技術(shù)要求。
激光熔覆技術(shù)可以以填料的方式在被涂覆基體表面上放置耐磨的涂層材料,經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化,從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等。
熔覆后的尺寸要求熔入本體2-3mm,突出2mm,熔覆后各面的表面硬度為HRC46-52,各面在磨損4-5mm之內(nèi)硬度保持不變,沖擊韌性不低于75.4J/cm2,經(jīng)過(guò)本批次6件導(dǎo)向靴的試生產(chǎn),熔覆處理過(guò)程中暴露了以下問(wèn)題。
2.1 熔覆處理后表面平整度較低
熔覆處理導(dǎo)向靴內(nèi)槽各面后,有樣板不能穿過(guò)內(nèi)槽面的現(xiàn)象,不能滿足圖樣要求。而在熔覆處理后零件尺寸不合適的情況下,因內(nèi)表面堆焊的是一層耐磨陶瓷粉末,對(duì)熔覆表面進(jìn)行后期修整加工相當(dāng)困難。無(wú)奈只能購(gòu)買昂貴刀具進(jìn)行銑削加工,效率低下,成本昂貴。
2.2 價(jià)格過(guò)高,不適合批量生產(chǎn)
六件導(dǎo)向靴的熔覆處理費(fèi)用為一萬(wàn)元左右。相比上述其他處理方案,費(fèi)用更高。
經(jīng)過(guò)這次嘗試,我廠在激光熔覆處理的技術(shù)方案上積累了一定的經(jīng)驗(yàn),雖然熔覆處理有其不足之處,但我們對(duì)增材制造的先進(jìn)性有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。
2.3 實(shí)際使用情況良好
在制造完成后,根據(jù)客戶反映,此批導(dǎo)向靴機(jī)械性能良好,斷裂現(xiàn)象相比較上述其他處理方案而言有了一定程度的緩解,導(dǎo)向靴更加耐用。
2.4 技術(shù)具有先進(jìn)性
使用不同材料進(jìn)行增材制造以獲得不同的力學(xué)性能的階梯型的零件結(jié)構(gòu),運(yùn)用增材制造可以獲得芯部高韌性,表層高硬度、高耐磨性的零件[3]。這將是機(jī)械制造業(yè)的一場(chǎng)革新。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,激光熔覆處理技術(shù)很快能真正應(yīng)用到重載裝備中。
3 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)對(duì)提高導(dǎo)向靴內(nèi)槽面表面耐磨性能的各種方案的探索及總結(jié),我們積累了諸多經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)其他零件的表面處理積累了一些有用的參考數(shù)據(jù)。而本次對(duì)于熔覆處理的嘗試,讓我們認(rèn)識(shí)到了增材制造技術(shù)的先進(jìn)性,雖然還不夠成熟,但希望在不遠(yuǎn)的將來(lái),增材制造技術(shù)能達(dá)到更高的加工精度,實(shí)現(xiàn)更高的機(jī)械性能,并且在性價(jià)比足夠合理的情況下普及到煤炭裝備行業(yè)中來(lái)。
參考文獻(xiàn)
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篇9
中圖分類號(hào):TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2012)04-0000-00
1、學(xué)校機(jī)房系統(tǒng)維護(hù)方法概述
學(xué)校機(jī)房是學(xué)生實(shí)踐的開放式場(chǎng)所,主要服務(wù)對(duì)象是學(xué)生,特別是高校的機(jī)房,除了要完成正常的教學(xué)任務(wù)之外,還要承擔(dān)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì),甚至有時(shí)還要負(fù)責(zé)各種從業(yè)人員的上機(jī)考試,計(jì)算機(jī)的使用量非常大,因此各個(gè)學(xué)校的管理人員都采取了一定的維護(hù)措施,總結(jié)如下:(1)保護(hù),即使計(jì)算機(jī)不被破壞;(2)開放系統(tǒng)的部分功能,這些功能可以使用,但不允許安裝軟件;(3)使用硬盤還原卡,在很大程度上保護(hù)了系統(tǒng),但是經(jīng)常導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失;(4)通過(guò)用戶權(quán)限進(jìn)行控制。
顯然以上幾種方案都嚴(yán)重限制了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的自由使用,特別對(duì)于制作課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等大型課題的學(xué)生,這些限制將嚴(yán)重影響其進(jìn)度,甚至可能造成嚴(yán)重的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題,而且無(wú)法徹底對(duì)病毒進(jìn)行防護(hù),這些維護(hù)方案已經(jīng)難以達(dá)到學(xué)校機(jī)房維護(hù)的要求。
2、 Ghost技術(shù)簡(jiǎn)介
Norton Ghost,即諾頓克隆精靈,是美國(guó)賽門鐵克公司旗下的一款硬盤備份還原工具,可以實(shí)現(xiàn)FAT16、FAT32、NTFS、OS2等多種硬盤分區(qū)格式的分區(qū)及硬盤的備份還原。Ghost的備份還原是以硬盤的扇區(qū)為單位進(jìn)行的,它是將一個(gè)硬盤上的物理信息完整復(fù)制,而不僅僅是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)復(fù)制。Ghost支持將分區(qū)或硬盤直接備份到一個(gè)擴(kuò)展名為.gho的文件里,也支持直接備份到另一個(gè)分區(qū)或硬盤里,需要時(shí)這個(gè).gho文件或另一個(gè)分區(qū)或硬盤里的備份文件將恢復(fù)到相應(yīng)的硬盤或分區(qū)中。Ghost的企業(yè)版增加了同時(shí)多點(diǎn)傳送的多播功能,可以使學(xué)校機(jī)房的維護(hù)時(shí)間顯著縮短。
Ghost廣播是指透過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò),從一臺(tái)計(jì)算機(jī)中克隆多臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬盤數(shù)據(jù),使Ghost能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安裝。
3、基于Ghost廣播技術(shù)的系統(tǒng)維護(hù)方案
3.1 系統(tǒng)維護(hù)方案需求
學(xué)校機(jī)房對(duì)系統(tǒng)維護(hù)的速度、效率等有著較嚴(yán)格的要求,因此本系統(tǒng)維護(hù)方案要滿足以下幾點(diǎn)需求:(1)支持同時(shí)多臺(tái)或單臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的恢復(fù);(2)支持學(xué)校機(jī)房常使用的操作系統(tǒng)的恢復(fù);(3)傳輸速度能夠滿足管理人員的時(shí)間要求;(4)方案流程盡可能簡(jiǎn)單易懂,方便管理人員的掌握。
3.2 服務(wù)器與工作站連接的建立
考慮到系統(tǒng)恢復(fù)一般在原系統(tǒng)崩潰的情況下進(jìn)行,因此本系統(tǒng)維護(hù)方案設(shè)計(jì)了在工作站無(wú)操作系統(tǒng)的條件下,服務(wù)器和工作站的連接方法,即采用Intel公司開發(fā)的最新技術(shù)PXE。
PXE工作于C/S網(wǎng)絡(luò)模式,使工作站能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)端服務(wù)器下載系統(tǒng)鏡像,實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)的啟動(dòng),在這個(gè)過(guò)程中,工作站請(qǐng)求服務(wù)器分配地址,然后用TFTP協(xié)議下載啟動(dòng)軟件包到本機(jī)內(nèi)存并執(zhí)行,該啟動(dòng)軟件包通過(guò)對(duì)工作站進(jìn)行軟件設(shè)置,來(lái)引導(dǎo)備份在服務(wù)器中的工作站操作系統(tǒng)。
PXE采用的是TCP/IP協(xié)議,其無(wú)盤工作站的啟動(dòng)過(guò)程如下:(1)工作站開機(jī),做自我測(cè)試;(2)TCP/IP Bootprom發(fā)送BOOTP/DHCP請(qǐng)求來(lái)獲得IP;(3)若服務(wù)器接收到工作站的請(qǐng)求,即送回IP地址、預(yù)設(shè)網(wǎng)關(guān)及相關(guān)文件;(4)Bootprom通過(guò)TFTP協(xié)議,從服務(wù)器下載這些文件;(5)工作站通過(guò)這些文件啟動(dòng)機(jī)器。
通過(guò)PXE、DHCP和TFTP技術(shù)的結(jié)合,使工作站和服務(wù)器在工作站無(wú)操作系統(tǒng)的條件下建立了連接,為傳輸系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。
3.3 系統(tǒng)維護(hù)方案的設(shè)計(jì)
在實(shí)現(xiàn)學(xué)校機(jī)房的系統(tǒng)維護(hù)之前,需要先安裝和配置相應(yīng)的軟硬件環(huán)境。軟件的配置主要有以下幾個(gè)方面:(1)添加和配置DHCP服務(wù)器,用來(lái)為工作站動(dòng)態(tài)的提供IP地址;(2)配置和啟動(dòng)TFTP服務(wù)器,為啟動(dòng)軟件包的傳輸做準(zhǔn)備;(3)安裝與配置企業(yè)版Ghost軟件,為工作站硬盤數(shù)據(jù)的備份做準(zhǔn)備;(4)制作PXE啟動(dòng)文件。
在硬件設(shè)施滿足以上要求的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)維護(hù)方案的步驟如下:(1)用Ghost技術(shù)將計(jì)算機(jī)硬盤資料生成備份文件,并上傳到指定的母盤;(2)運(yùn)用上文中的PXE技術(shù),在工作站無(wú)操作系統(tǒng)的前提下,使工作站和服務(wù)器建立連接;(3)多臺(tái)需要維護(hù)的機(jī)器同時(shí)連接到服務(wù)器,從服務(wù)器端下載DOS操作系統(tǒng),以及相應(yīng)的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)、企業(yè)版Ghost軟件客戶端,服務(wù)器通過(guò)DHCP、TFTP等技術(shù)進(jìn)行配合;(4)工作站與服務(wù)器達(dá)到同步,服務(wù)器通過(guò)Ghost廣播技術(shù)向工作站傳輸操作系統(tǒng)備份文件。
3.4 系統(tǒng)維護(hù)方案的優(yōu)點(diǎn)
基于Ghost廣播技術(shù)的學(xué)校機(jī)房系統(tǒng)維護(hù)方案不僅能夠使學(xué)生具有充分的使用機(jī)房計(jì)算機(jī)的自由,而且對(duì)于嚴(yán)重病毒的入侵也具有良好的系統(tǒng)恢復(fù)機(jī)制,此外,該方案還具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)采用廣播技術(shù),使得維護(hù)簡(jiǎn)單,布網(wǎng)成本較低,同時(shí)在很大程度上降低了服務(wù)器的流量負(fù)載;(2)Ghost廣播技術(shù)支持快速地同時(shí)對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù),節(jié)省時(shí)間和人力;(3)該維護(hù)方案對(duì)硬件條件的要求很低,普通的PC機(jī)即可以作為服務(wù)器;(4)運(yùn)用DHCP技術(shù)動(dòng)態(tài)的分配IP,工作站不需要管理人員手動(dòng)的配置TCP/IP。
4、結(jié)語(yǔ)
本文總結(jié)了目前幾種流行的學(xué)校機(jī)房維護(hù)方法,針對(duì)其限制學(xué)生使用自由和不能防護(hù)病毒的缺點(diǎn),從快速恢復(fù)系統(tǒng)的角度提出了一種基于Ghost廣播技術(shù)的系統(tǒng)維護(hù)方案。隨著計(jì)算機(jī)的更加廣泛的使用,每個(gè)專業(yè)的學(xué)生都離不開計(jì)算機(jī),學(xué)校機(jī)房的計(jì)算機(jī)使用率將變得更高,管理也將變得更加困難,利用新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校機(jī)房的維護(hù)仍然是一個(gè)值得深入研究的課題。
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篇10
【關(guān)鍵詞】 鼠疫監(jiān)測(cè);分子生物學(xué)技術(shù);推廣和應(yīng)用;意義探析
鼠疫又被稱為黑死病,是由鼠疫耶爾森菌所引起的自然疫源性疾病。鼠疫耶爾森菌嚴(yán)重危害了人類的生命安全,因而鼠疫監(jiān)測(cè)與防治工作顯得尤為重要。鼠疫是在野生啃齒動(dòng)物之間流行的疾病,鼠是一種重要的傳染源。而人類主要是通過(guò)鼠、蚤等媒介,經(jīng)過(guò)皮膚傳入從而引起腺鼠疫,經(jīng)過(guò)呼吸道的傳入誘發(fā)肺鼠疫。在臨床當(dāng)中,鼠疫患者主要有肺炎、淋巴結(jié)腫大、嚴(yán)重性毒血癥狀以及發(fā)熱、出傾向血等癥狀,進(jìn)一步發(fā)展成為敗血癥。鼠疫傳染性非常高,而且致死率也極高,是世界上對(duì)人類的危害最為嚴(yán)重的一種烈性傳染疾病,屬于國(guó)際性檢疫傳染病。在我國(guó)當(dāng)中,則將鼠疫列為甲類的傳染病之首[1]。滿洲里位于中、蒙、俄三國(guó)交界的地方,是我國(guó)目前最大的陸運(yùn)岸口,也是動(dòng)物鼠疫的活動(dòng)性疫源地。在滿洲里口岸范圍內(nèi)分部的嚙齒動(dòng)物主要包括黑線毛足鼠、達(dá)烏爾黃鼠、狹顱田鼠、黑線倉(cāng)鼠、小家鼠、達(dá)烏爾鼠兔、長(zhǎng)爪沙鼠、五趾跳鼠、蒙古旱獺等。在多年的監(jiān)測(cè)工作中,由傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法,向分子生物學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)變。1 開展分子生物學(xué)技術(shù)鼠疫監(jiān)測(cè)的必要性
1.1 我國(guó)鼠疫監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀 到目前為止,我國(guó)全國(guó)性的鼠疫監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建立比較完善,每年當(dāng)中有400多個(gè)縣市開展了鼠疫監(jiān)測(cè)工作,被剖檢的嚙齒類動(dòng)物多達(dá)十幾萬(wàn)只,監(jiān)測(cè)的規(guī)模與工作量均位于世界前列。雖然建立了全國(guó)性的鼠疫監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),但是仍然出現(xiàn)了沒(méi)有發(fā)現(xiàn)動(dòng)物鼠疫情況下突然發(fā)生的鼠疫事件,給人們的生產(chǎn)與生活帶來(lái)了嚴(yán)重的損失。因?yàn)檫@些患者多數(shù)是發(fā)生在鼠疫自然疫源地未知以及沒(méi)有開展鼠疫監(jiān)測(cè)地區(qū),導(dǎo)致鼠疫診斷存在較大困難。由于檢測(cè)技術(shù)上的落后,使我國(guó)鼠疫監(jiān)測(cè)所需要的工作量與檢測(cè)時(shí)間更大、更長(zhǎng),這就加劇了由于監(jiān)測(cè)面積不足而不足應(yīng)應(yīng)付突發(fā)的鼠疫事件。
1.2 鼠疫監(jiān)測(cè)技術(shù)比較落后 雖然我國(guó)的鼠疫監(jiān)測(cè)工作開展的比較早,監(jiān)測(cè)的規(guī)模與工作量均位于世界前列,但是采取的監(jiān)測(cè)技術(shù)卻是相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家比較落后。目前仍然在使用的“四步檢驗(yàn)法”,早就在20世紀(jì)40年代左右即已形成,而且也一直使用到了現(xiàn)在。在鼠疫監(jiān)測(cè)當(dāng)中所使用抗體檢測(cè)技術(shù),是世界衛(wèi)生組織于1974年所推薦的間接性的血凝方法。而在當(dāng)今世界上,一些開展鼠疫監(jiān)測(cè)工作相對(duì)較晚的國(guó)家,在國(guó)際組織的支持之下也已經(jīng)開始采取免疫熒光技術(shù)等新檢測(cè)技術(shù)。而由于這些技術(shù)目前仍然能夠使用,導(dǎo)致新的監(jiān)測(cè)技術(shù)在我國(guó)的推廣相對(duì)比較滯后,造成我國(guó)的鼠疫監(jiān)測(cè)技術(shù)比較落后[2]。2 鼠疫監(jiān)測(cè)中推廣和應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)的意義
2.1 縮短了檢測(cè)時(shí)間 傳統(tǒng)的“四步檢驗(yàn)法”雖然技術(shù)比較成熟,但是檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng),容易延誤對(duì)鼠疫的診斷與治療。通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù),大大縮短了發(fā)現(xiàn)鼠疫的時(shí)間,能夠快速地檢測(cè)出鼠疫茵特異核酸以及抗原,為臨床治療贏得了時(shí)間。例如,紙條法金標(biāo)記的抗體檢測(cè)技術(shù),這一技術(shù)使用起來(lái)快速簡(jiǎn)單,往往在30min之內(nèi)就可以得出檢測(cè)結(jié)果,非常適合在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè),以及一些條件欠發(fā)地區(qū)開展應(yīng)用。在2006年的時(shí)候,我國(guó)已經(jīng)成功將紙條法金標(biāo)記的抗體檢測(cè)技術(shù)開發(fā)為商品化標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)試劑,這為鼠疫監(jiān)測(cè)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2 提高了樣本檢測(cè)的可靠性 由于鼠疫茵生長(zhǎng)需要大量的時(shí)間,從提高鼠疫菌的生長(zhǎng)速度來(lái)講,已經(jīng)沒(méi)有了太多的余地。因此,在監(jiān)測(cè)工作當(dāng)中,要提高檢測(cè)樣本的可靠性,積極發(fā)展不依賴于細(xì)菌培養(yǎng)抗原或者是基因檢測(cè)的方法,才有可能實(shí)現(xiàn)縮短鼠疫診斷時(shí)間的目的。到目前為止,免疫熒光技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)外鼠疫檢測(cè)技術(shù)的一項(xiàng)主力技術(shù)。這一項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是可靠性極高。因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)觀察到鼠疫茵形態(tài)以及抗原特異性,所以從一般意義上來(lái)講,不用再等到細(xì)茵培養(yǎng)結(jié)果出來(lái),可以根據(jù)觀察結(jié)果直接作出判斷。雙抗夾心酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)是一種專門用于測(cè)定抗原的實(shí)驗(yàn),它的可靠性要高于現(xiàn)在所應(yīng)用的反相間接性血凝實(shí)驗(yàn)。一些學(xué)者發(fā)現(xiàn),PCR技術(shù)不能夠判斷出鼠疫茵的存活狀態(tài)。因此,PCR技術(shù)還是無(wú)法全部取代鼠疫茵分離的技術(shù)[3]。在鼠疫監(jiān)測(cè)的過(guò)程當(dāng)中,根據(jù)PCR等一些快速檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)鼠疫線索,再輔以傳統(tǒng)細(xì)菌的分離培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)二者之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),將二者進(jìn)行有效的技術(shù)結(jié)合,不斷提高提高樣本檢測(cè)的可靠性。3 討 論
分子生物學(xué)是從分子水平上來(lái)研究生命現(xiàn)象物質(zhì)基礎(chǔ)的一門學(xué)科,研究細(xì)胞成分化學(xué)、物力性質(zhì)以及這些性質(zhì)之間的變化與生命現(xiàn)象之間的關(guān)系,例如基因復(fù)制、翻譯、表達(dá)產(chǎn)物、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)調(diào)控等生理功能,遺傳信息傳遞,基因結(jié)構(gòu)等。隨著人們對(duì)鼠疫菌研究的不斷深入,對(duì)它的毒力因子、生化特征、結(jié)構(gòu)形態(tài)、毒力以及免疫學(xué)特性有了深入的了解,在鼠疫監(jiān)測(cè)方面逐漸發(fā)展起病原學(xué)以及血清學(xué)的檢測(cè)方法。近幾年以來(lái),伴隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們開始逐漸將生物芯片的技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)研究以及基因技術(shù)等生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用到了鼠疫科研、監(jiān)測(cè)、鑒定以及診斷等方面,使鼠疫監(jiān)測(cè)工作發(fā)生了翻天覆地的變化,在檢測(cè)技術(shù)方面取得了突破性的進(jìn)展。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷成熟,在鼠疫的分子流行病學(xué)方面得到了快速地發(fā)展,而且在分型診斷等方面表現(xiàn)出了極高的臨床實(shí)用價(jià)值。分子生物學(xué)技術(shù)具有程序簡(jiǎn)便、快速靈敏等特點(diǎn),大大縮短了鼠疫實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)時(shí)間,為疫情早期診斷與控制提供了強(qiáng)有力的支持[4]。尤其是在鼠疫茵的突變導(dǎo)致毒力增強(qiáng)方面,分子生物學(xué)技術(shù)起到了關(guān)鍵的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 夏冠斌,沈一鳴,俞愛(ài)芬,陳靜.我國(guó)鼠疫監(jiān)測(cè)中推廣和應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)的意義[J].上海預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,2010,06(11):1220-1221.
[2] 宋潤(rùn)珞,張雁冰,魏風(fēng)輝,張芳.分子流行病學(xué)在鼠疫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)地方病防治雜志,2011,15(05):306-308.
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