導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇光電探測(cè)器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】光電探測(cè)器 光電轉(zhuǎn)換 放大電路 PIN

1引言

隨著光纖通信的快速發(fā)展，光纖測(cè)試設(shè)備（光功率計(jì)，光時(shí)域反射儀，光纖故障診斷儀，光衰減器等）的需求也在逐漸增長(zhǎng)[1]。這些儀器設(shè)備是光纖通信系統(tǒng)在日常維護(hù)中是必不可少的。這些儀器設(shè)備內(nèi)部都需要用到光電探測(cè)器電路，光電探測(cè)器及其設(shè)計(jì)優(yōu)良的檢測(cè)電路對(duì)于測(cè)量?jī)x器性能來(lái)說(shuō)尤為重要。

2光電探測(cè)器的應(yīng)用分析

光電感應(yīng)器件又稱光電探測(cè)器。光探測(cè)器就是把光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)。光探測(cè)器通過(guò)感受入射于其上的功率變化，并把這種光脈沖功率的變化轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)變化的電流信號(hào)[2]。目前常用的半導(dǎo)體光探測(cè)器主要有具有本征層的光電二極管（PIN）、雪崩光電二極管（APD）、光電晶體管等，其中前兩種應(yīng)用最為廣泛。其中PIN光電二極管是在P-N結(jié)光電二極管的基礎(chǔ)上，為了得到高速響應(yīng)，通過(guò)減小二極管的PN結(jié)電容，并在大量摻入雜質(zhì)的P型和N型硅片層之間插入高阻抗的本征半導(dǎo)體材料層，從而提高了靈敏度和響應(yīng)速度，其性能指標(biāo)均超過(guò)P-N結(jié)光電二極管，得到了廣泛使用；雪崩光電二極管APD，在同樣負(fù)載條件下，具有高靈敏度，雖然具有內(nèi)增益可大大降低對(duì)前置放大器的要求，但卻需要上百伏的工作電壓；另外，其性能與入射光功率有關(guān)，通常當(dāng)入射光功率在1nW至幾W時(shí)，倍增電流與入射光具有較好的線性關(guān)系，但當(dāng)入射光功率過(guò)大，倍增系數(shù)M反而會(huì)降低，從而引起光電流的畸變。測(cè)量表明，只有當(dāng)入射光功率小于10-5W時(shí)，光電流二次畸變才小于-60dB。并且，其特性隨環(huán)境溫度的變化而變化。因此，PIN光電二極管可作為光功率和光纖故障診斷儀的光電轉(zhuǎn)換器。

3光電探測(cè)器的選擇

目前在光通信上被廣泛采用光波長(zhǎng)為1310nm與1550nm，InGaAs型的PIN光電二極管更適合于此類波長(zhǎng)。以武漢昱升光器件有限公司的YSPD728-G6型號(hào)光電二極管為例。該二極管是具有波長(zhǎng)范圍800-1700nm ，F(xiàn)C/ST/SC三種適配器可更換，響應(yīng)度大于0.85A/W等特點(diǎn)的插拔式同軸探測(cè)器，具有響應(yīng)度高、暗電流小、線性度高、穩(wěn)定度高、FC/ST/SC三種適配器可更換等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)在設(shè)計(jì)光功率計(jì)及光纖故障檢測(cè)儀中帶來(lái)很大的方便。

4 光電探測(cè)器放大電路設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)光電探測(cè)器電路設(shè)計(jì)的測(cè)試，其電路增益達(dá)到100倍以上，電路帶寬50MHz，探測(cè)器靈敏度高，能探測(cè)到微弱的光信號(hào)，如光時(shí)域反射儀需要探測(cè)的背向瑞利散射光信號(hào)，其性能參數(shù)基本達(dá)到光功率計(jì)及光時(shí)域反射儀等光纖測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)需求，具有一定應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]張明德.光纖通信原理與系統(tǒng)[M].南京：東南大學(xué)出版社 2003.9.

[2]微弱激光功率計(jì)研究[D].河北工業(yè)大學(xué).2007

篇2

關(guān)鍵詞：CPU；光電感煙；火災(zāi)探測(cè)器；硬件；軟件

引言

為了避免火災(zāi)的發(fā)生，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)歷經(jīng)150多年的發(fā)展，已進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段。如今，火災(zāi)探測(cè)器經(jīng)歷了開關(guān)量探測(cè)器、模擬量探測(cè)器和智能型探測(cè)器三個(gè)發(fā)展階段。

本文將介紹一種智能型火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)計(jì)過(guò)程。

光電感煙火災(zāi)探測(cè)器的硬件設(shè)計(jì)

本文中光電感煙火災(zāi)探測(cè)器硬件設(shè)計(jì)分為CPU選型、硬件電路和總線接口設(shè)計(jì)三個(gè)部分。

CPU選型

本文根據(jù)光電感煙火災(zāi)探測(cè)器的實(shí)際需求，從CPU的性價(jià)比、功耗、開發(fā)難易程度等方面綜合考慮，選用了PIC系列單片機(jī)。該系列單片機(jī)采用RISC結(jié)構(gòu)，其高速度、低電壓、低功耗、大電流LCD驅(qū)動(dòng)能力和低價(jià)位OTP技術(shù)等都體現(xiàn)出單片機(jī)產(chǎn)業(yè)的新趨勢(shì)。

PIC系列8位單片機(jī)共有三個(gè)系列，即基本級(jí)、中級(jí)和高級(jí)，通過(guò)對(duì)CPU的I／O口線、功耗、成本的比較，最終選擇了中級(jí)的PICl6C712。系統(tǒng)利用CPU的捕捉輸入端口接收控制器發(fā)來(lái)的地址、命令、數(shù)據(jù)，并將探測(cè)器的地址、報(bào)警閾值等信息存入E2PROM中，對(duì)接收放大電路輸出電壓進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。

硬件電路設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的光電感煙火災(zāi)探測(cè)器的電路系統(tǒng)主要由CPU、存儲(chǔ)器、發(fā)射電路、接收放大電路、總線接口電路、穩(wěn)壓電路、信號(hào)返回電路及確認(rèn)燈電路組成，如圖1所示。

串行E2PROM存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)探測(cè)器的出廠序列號(hào)、地址編碼、報(bào)警閾值等信息，該存儲(chǔ)器可在線電擦除、電寫入，具有體積小、接口簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)保存可靠、可在線改寫、功耗低等特點(diǎn)。

目前常用的串行EzPROM有兩線制、三線制兩種。兩線制產(chǎn)品用于需要12C總線、有抗噪聲性能、I／O口線受限制的應(yīng)用中，三線制產(chǎn)品用于有限制規(guī)約要求，且采用SPI規(guī)約、需要有更高時(shí)鐘頻率要求，或需要16位數(shù)據(jù)字寬的應(yīng)用中。

為節(jié)約CPU的I／O口線，本文選用兩線制串行EPROM芯片24LC01。

采用時(shí)鐘(sCL)和數(shù)據(jù)(sDA)兩根線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，接口十分簡(jiǎn)單。SDA是串行數(shù)據(jù)腳。該腳為雙向腳，漏極開路，用于地址、數(shù)據(jù)的輸入和數(shù)據(jù)的輸出，使用時(shí)需加上拉電阻。SCL是時(shí)鐘腳，該腳為器件數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐綍r(shí)鐘信號(hào)。

SDA和SCL腳均為施密特觸發(fā)輸入，并有濾波電路，可有效抑制噪聲尖峰信號(hào)，保證在總線噪聲嚴(yán)重時(shí)器件仍能正常工作。

總線接口設(shè)計(jì)

火災(zāi)探測(cè)器與火災(zāi)報(bào)警控制器之間采用總線連接，在直流24V電源上疊加7.5V脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)(包含地址與數(shù)據(jù))經(jīng)耦合后送至CPU進(jìn)行譯碼、接收。

火災(zāi)探測(cè)器利用CPU的捕捉輸入口接收控制器發(fā)來(lái)的地址、命令和數(shù)據(jù)信息，將探測(cè)器的地址、報(bào)警閾值等信息存入E2pROM中，對(duì)接收放大電路輸出電壓進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換。

為了在通訊時(shí)使總線電壓保持相對(duì)恒定，采用高低電平交替發(fā)送信息的辦法，即通過(guò)高電平或低電平的不同寬度來(lái)表示不同的信息，可以有效利用總線的帶寬。在本系統(tǒng)中，為了減少脈沖個(gè)數(shù)，每個(gè)脈沖表示兩位2進(jìn)制碼，如表1所示。

火災(zāi)報(bào)警控制器在巡檢時(shí)最多發(fā)送16位數(shù)據(jù)、2位校驗(yàn)位，其中前8位是地址或命令、后8位是數(shù)據(jù)，起始信號(hào)為5ms的低電平，校驗(yàn)脈沖同時(shí)也是停止脈沖。控制器還向火災(zāi)探測(cè)器等部件發(fā)送廣播信號(hào)，探測(cè)器根據(jù)不同的命令接收或返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

當(dāng)探測(cè)器接收到與自身地址碼相同的尋址信號(hào)時(shí)，CPU控制信號(hào)返回電路以脈沖幅度固定的電流信號(hào)向控制器返回探測(cè)器的地址、檢測(cè)值、故障、火警狀態(tài)等信息，返回的數(shù)據(jù)共10位，其中8位數(shù)據(jù)、2位校驗(yàn)，探測(cè)器在控制器發(fā)送數(shù)據(jù)完成1ms后立即返回?cái)?shù)據(jù)，脈沖幅度為40mA。信號(hào)波形如圖2所示。

光電感煙火災(zāi)探測(cè)器的軟件設(shè)計(jì)

報(bào)警廣播協(xié)議設(shè)計(jì)

為使火災(zāi)報(bào)警控制器能快速響應(yīng)探測(cè)器的報(bào)警信息，我們?cè)O(shè)計(jì)了報(bào)警廣播通信協(xié)議。火災(zāi)報(bào)警控制器定時(shí)向整個(gè)回路發(fā)送廣播信息，探測(cè)器收到廣播信號(hào)時(shí)，如該探測(cè)器有報(bào)警信號(hào)需要發(fā)送，則開始逐位發(fā)送自己的地址，此時(shí)可能有多個(gè)探測(cè)器有報(bào)警信號(hào)，例如兩個(gè)探測(cè)器的地址分別是1和2(以下稱1#和2#探測(cè)器)，探測(cè)器首先發(fā)送自己的最低位，如圖3中的A點(diǎn)，若最低位是1則發(fā)送脈沖寬度是1.024ms，如為0則寬度為0.768ms。

當(dāng)兩個(gè)探測(cè)器同時(shí)發(fā)送時(shí)，返回的實(shí)際數(shù)據(jù)是1，控制器收到后，立刻通過(guò)總線把數(shù)據(jù)返回，如圖3中B點(diǎn)，當(dāng)2#收到該信號(hào)l時(shí)，與自己剛才發(fā)送的0相比較，發(fā)現(xiàn)不一致即退出通訊，1#則繼續(xù)通訊，發(fā)送自己后邊的所有地址位，直到發(fā)送完成?？刂破髟谕ㄓ嵧瓿珊螅呀?jīng)獲知1#探測(cè)器有新報(bào)警，則通過(guò)巡檢該地址的方式獲得該探測(cè)器的報(bào)警信息。

1#探測(cè)器在成功進(jìn)行一次報(bào)警廣播通訊后，不再進(jìn)行廣播通訊，除非有新報(bào)警信息產(chǎn)生(所有信息有新的變化)。當(dāng)控制器在下一個(gè)周期發(fā)送廣播通訊時(shí)，2#探測(cè)器繼續(xù)返回自己的信號(hào)，直到通訊完成。這樣控制器在兩個(gè)巡檢周期內(nèi)完成了兩個(gè)報(bào)警信息的查詢。

探測(cè)器發(fā)送的每個(gè)脈沖必須在收到脈沖0.5－1ms時(shí)返回，所有探測(cè)器必須保持一致。

由于每次廣播通訊的過(guò)程中低電平的脈沖寬度都小于5ms，因此其它探測(cè)器可以據(jù)此判斷通訊是否結(jié)束。

報(bào)警判據(jù)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的光電感煙火災(zāi)探測(cè)器采用兩發(fā)一收的雙光路迷宮，微處理器實(shí)時(shí)計(jì)算與2個(gè)發(fā)射管構(gòu)成前向散射光路和后向散射光路的接收管，以響應(yīng)輸出值的比值。根據(jù)不同顏色、粒徑粒子的響應(yīng)輸出比值不同，對(duì)進(jìn)入探測(cè)室煙霧顆粒進(jìn)行分析、判斷，確認(rèn)煙霧顏色及水霧、灰塵等非火警因素，并根據(jù)煙霧顆粒的顏色調(diào)整探測(cè)器響應(yīng)閾值，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種顏色煙霧的均衡響應(yīng)。

前向散射、后向散射可各設(shè)一浮動(dòng)閾值，其中后向散射閥值小，當(dāng)檢測(cè)值變化量超過(guò)浮動(dòng)閾值進(jìn)行連續(xù)采樣判斷。當(dāng)前向散射、后向散射有一路出現(xiàn)故障時(shí)，另一路可獨(dú)立進(jìn)行火警判斷。

因?yàn)楣鈱W(xué)探測(cè)室的內(nèi)壁不可能成為絕對(duì)黑體，發(fā)光元件發(fā)出的光經(jīng)過(guò)內(nèi)壁多次反射后，必然在探測(cè)空間內(nèi)形成一定照度的背景光，通過(guò)對(duì)背景光變化信號(hào)的分析，判斷發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度、接收元件的接收靈敏度、探測(cè)室的狀態(tài)等，使探測(cè)器實(shí)現(xiàn)自診斷。

軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

為了使軟件有良好的可維護(hù)性，本文采用模塊化設(shè)計(jì)，流程如圖4所示。

主程序功能

實(shí)現(xiàn)對(duì)該程序的初始化設(shè)置，檢查探測(cè)器的地址、閾值、傳感器故障，判斷火警，寫EEPROM等。

捕捉中斷功能

該模塊接收控制器發(fā)送的編碼信號(hào)。

比較中斷功能

該模塊向控制器發(fā)送返回信號(hào)。

定時(shí)器0中斷功能

該模塊對(duì)接收到的編碼信號(hào)進(jìn)行分析處理，準(zhǔn)備需向控制器返回的數(shù)據(jù)。

定時(shí)器2中斷功能

該模塊進(jìn)行ACD采樣間隔、巡檢閃燈間隔的計(jì)時(shí)。

篇3

（1.中國(guó)69296部隊(duì)，陜西 西安 710000；2.中國(guó)68054部隊(duì)，陜西 西安 710000）

【摘　要】隨著通信行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，光纖通信技術(shù)與我們的聯(lián)系已越來(lái)越緊密。光纜作為一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)通信設(shè)施之一，其完整性與通暢性將直接影響通信的連接與信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。淺析了光纜維護(hù)的特點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)策略。

關(guān)鍵詞 光纜維護(hù)；特點(diǎn)；對(duì)策

作者簡(jiǎn)介：李傳峰（1970．01—），男，漢族，山東高唐人，本科，中國(guó)69296部隊(duì)，工程師，研究方向?yàn)楣舛送ㄐ拧?/p>

王效洪（1972.05—），男，漢族，山東濰坊人，中國(guó)68054部隊(duì)，高級(jí)講師。

張毅（1985.05—），陜西渭南人，中國(guó)68054部隊(duì)，助理講師。

目前，我國(guó)科技在通信行業(yè)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，在光纜維護(hù)的研究與實(shí)踐上也獲得了可喜的進(jìn)展。光纜線路的完好與維護(hù)措施直接關(guān)乎網(wǎng)絡(luò)通信連接和信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。而維護(hù)的主要目的是能夠及時(shí)避免未發(fā)生的故障，對(duì)已發(fā)生的故障及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，保障通信設(shè)備能正常使用及信息傳輸通暢。本文著重就光纜的維護(hù)特點(diǎn)及相關(guān)對(duì)策進(jìn)行了探究與討論。

1　光纜維護(hù)的主要特點(diǎn)

1.1　項(xiàng)目繁瑣性

在難以檢測(cè)的地域鋪設(shè)的光纜，因?yàn)殡y以檢測(cè)可能會(huì)超過(guò)使用年限，甚至已經(jīng)出現(xiàn)老化和無(wú)法使用的現(xiàn)象。同時(shí)，因?yàn)楣饫|本身也存在著一些技術(shù)指標(biāo)上的缺陷，建設(shè)過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)某些局部接線盒過(guò)于密集，都會(huì)大大增加檢測(cè)和維修方面的難度。生活中，光纜線路經(jīng)常會(huì)發(fā)生動(dòng)物啃咬和鳥啄的情況，當(dāng)一些工程項(xiàng)目動(dòng)工地域的光纜分布過(guò)于密集且其施工未按照相關(guān)法律規(guī)定時(shí)，對(duì)地下的光纜會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p壞。更嚴(yán)重的是不法分子故意對(duì)光纜線路進(jìn)行的破壞或偷盜。這都會(huì)給光纜的維護(hù)增加了繁重的工作量和巨大的難度。應(yīng)對(duì)這些情況就必須做到每日監(jiān)測(cè)與維護(hù)。為了保障通信及信息傳輸?shù)耐〞撑c安全，也應(yīng)當(dāng)做到日有維護(hù)、周有檢查、月有巡視。這是應(yīng)對(duì)光纜維護(hù)項(xiàng)目繁瑣性必不可少的應(yīng)對(duì)手段。

1.2　季節(jié)變化性

光纜的維護(hù)問(wèn)題在季節(jié)性上也有許多的難點(diǎn)。比如，夏季，暴風(fēng)暴雨、雷擊、電擊汛期、太陽(yáng)直接暴曬；冬季，強(qiáng)霜、大雪、冰凍,這些自然災(zāi)害都會(huì)對(duì)光纜線路進(jìn)行大面積的破壞。為此，在這些惡劣季節(jié)到來(lái)之前，光纜維護(hù)的相關(guān)部門及維修的工作人員要加大對(duì)光纜線路的檢測(cè)與巡查的密度,一定要保障通信的正常。在某些法定節(jié)假日，可能會(huì)發(fā)生工作人員不夠的情況。但是即使是國(guó)家法定節(jié)假日也務(wù)必要做好對(duì)光纜線路的維護(hù)巡查工作。加強(qiáng)對(duì)光纜線路薄弱環(huán)節(jié)的檢修和加固，做好季節(jié)性問(wèn)題的預(yù)防,采用切實(shí)有效的的手段，避免不必要的問(wèn)題發(fā)生。

1.3　時(shí)效性

光纜線路維護(hù)工作中最主要的就是對(duì)光纜線路突然出現(xiàn)的故障修復(fù)，線路上一旦出現(xiàn)問(wèn)題，相關(guān)部門就應(yīng)當(dāng)立刻派維修人員趕往修復(fù)。及時(shí)的搶修應(yīng)以優(yōu)先通暢正在使用系統(tǒng)為目的，以減少故障時(shí)間為根本，不分白天黑夜、不分天氣好壞、不分維護(hù)限制，用最短的時(shí)間最有效的方法搶通正在使用的傳輸系統(tǒng)。故障處理的總原則是：“先搶通，后修復(fù)；先核心，后邊緣；先本端，后對(duì)端；先網(wǎng)內(nèi)，后網(wǎng)外，分故障等級(jí)進(jìn)行處理。當(dāng)兩個(gè)以上的故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，對(duì)重大故障予以優(yōu)先處理。線路障礙未排除之前，查修不得中止。”（注：此段內(nèi)容出自光纜電纜維護(hù)管理?xiàng)l例第八十八條）光纜線路出現(xiàn)故障問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)把事故產(chǎn)生的損失最小化，及時(shí)處理，快速應(yīng)對(duì)。此外，應(yīng)對(duì)所有的用戶進(jìn)行篩選。重要的用戶進(jìn)行優(yōu)先處理，以將故障損失減小到最少。

1.4　及時(shí)預(yù)防性

光纜維護(hù)應(yīng)采用“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的方針。對(duì)線路故障問(wèn)題的預(yù)防，以提高其維護(hù)水平，保證設(shè)備傳輸線路工作正常為目的。努力避免在線路設(shè)備維護(hù)調(diào)試上的疏忽所造成的設(shè)備故障，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信中斷，給大量用戶帶來(lái)使用上的不便，或是對(duì)企業(yè)工廠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐烧匾畔⒌膫鬟_(dá)通暢而產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。由此可見光纜線路設(shè)備維護(hù)的重要性。

1.5　側(cè)重點(diǎn)性

在對(duì)光纜線路進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候，工作人員應(yīng)當(dāng)篩選重點(diǎn)和分清主要次要故障。光纜線路的很多線段深埋地下，光纜是在潮濕、陰暗、富含酸堿鹽的土壤環(huán)境之中，容易受到損壞。在維護(hù)工作中要把地下光纜的維護(hù)標(biāo)記作為重點(diǎn)，及時(shí)巡查加以保證線路通暢和維修，除此之外可以給地下光纜保護(hù)層外面再加上復(fù)合材料保護(hù)層，使其和土壤、化學(xué)物質(zhì)隔離開來(lái)，從而確保光纜線路不易受損。光纖是光纜的關(guān)鍵部位，是信息傳播的主要介質(zhì)。光纖一旦被破壞，通信將遇到阻礙而不能通暢地傳輸，所以保護(hù)光纖是光纜維護(hù)的重中之重。

2　光纜維護(hù)的對(duì)策

2.1　設(shè)置線路避雷設(shè)施

在光纜線路經(jīng)過(guò)山區(qū)制高點(diǎn)，或在土壤電阻率較高的地域，我們要采取避雷的應(yīng)對(duì)措施，如果條件允許，應(yīng)避免將光纜線路鋪設(shè)在山頂和土壤中電子活動(dòng)活躍的地域。城市中若采用光纜線路架空鋪設(shè)的方式，則在線竿與線路相連接的地方也要使用接地線避雷的方法。由于電磁感應(yīng)，光纜中的金屬構(gòu)件、光纜接頭會(huì)產(chǎn)生電弧放電，所以也要在金屬構(gòu)件上加裝防雷設(shè)備及措施。在操作過(guò)程中，構(gòu)件應(yīng)當(dāng)前后切開，采用接地處理，將光纜金屬構(gòu)件短接以使電位達(dá)到均衡，同時(shí)也可以采用與電氣接通的方式來(lái)避雷。

2.2　光纜日常維護(hù)務(wù)實(shí)化

按時(shí)檢測(cè)光纜分配器、分支器、放大器的端口及插件松動(dòng)脫落問(wèn)題，查驗(yàn)是否積水或被腐蝕，檢測(cè)每段線路是否出現(xiàn)老化、浸水或破損現(xiàn)象。戶外的光纜、終端頭、瓷套管要按時(shí)段來(lái)清理，一定要檢查終端的透水及銹蝕情況，及時(shí)檢查接線處的連接是否良好，如果出現(xiàn)這些問(wèn)題必須及時(shí)保質(zhì)保量處理。為了避免土壤的腐蝕，要在特定路段預(yù)埋線管，至少也要將中性土壤填埋在光纜周圍。

2.3　對(duì)工程破壞，認(rèn)為損壞的策略

光纜線路的鋪設(shè)大多是在地下，因此在鋪設(shè)光纜地段的路面每隔120米應(yīng)當(dāng)設(shè)置光纜標(biāo)志，防止施工不注意造成光纜線路的破壞。當(dāng)線路穿過(guò)人口稀少的區(qū)域時(shí)，因?yàn)榫用竦牟徽J(rèn)識(shí)，會(huì)發(fā)生光纜的誤傷害，此時(shí)就應(yīng)在線路鋪設(shè)的周圍設(shè)置宣傳欄和警示牌加以宣傳警戒。針對(duì)人為的故意破壞及偷盜現(xiàn)象，要設(shè)置警示牌并加大處罰力度。

3　總結(jié)

自從改革開放之后我國(guó)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)通信方面取得了巨大的成就。當(dāng)然，這與我國(guó)光纜線路設(shè)施的良好維護(hù)密不可分。上述內(nèi)容是對(duì)當(dāng)下關(guān)于光纜維護(hù)特點(diǎn)及相應(yīng)對(duì)策的總結(jié)：保證光纜使用通暢和網(wǎng)絡(luò)通信的質(zhì)量，是維護(hù)工作者的分內(nèi)之事，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)搶修是光纜維護(hù)的重中之重。

參考文獻(xiàn)

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［2］魏學(xué)英.淺談光纜維護(hù)技術(shù)[J].軍事通信技術(shù),1995(01).

篇4

關(guān)鍵詞秸稈沼氣;優(yōu)點(diǎn);制作方法;推廣對(duì)策;江蘇淮安;淮陰區(qū)

淮安市淮陰區(qū)位于蘇北平原腹部，地處亞熱帶和暖溫帶交界區(qū)，兼有南北氣侯特征。區(qū)內(nèi)氣侯溫和，年平均氣溫14 ℃，年降水量970 mm，四季分明，雨量充沛，適宜多種農(nóng)作物生長(zhǎng)。全區(qū)區(qū)域面積1 264 km2，其中耕地面積6.5萬(wàn)hm2，人口88萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口68萬(wàn)人，是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)大區(qū)，秸稈資源極為豐富。

秸稈沼氣技術(shù)是一項(xiàng)農(nóng)村能源替代新技術(shù)，不僅拓寬了農(nóng)村秸稈資源利用的途徑，而且打破了沼氣建設(shè)對(duì)畜禽飼養(yǎng)的依賴性[1-2]。秸稈生物氣化，既有原料，又得肥料，是秸稈資源化利用的一個(gè)創(chuàng)新。推廣以秸稈為原料的沼氣生產(chǎn)技術(shù)，不僅可有效地解決原料不足的問(wèn)題，還可以提高資源利用效率[3-4]?，F(xiàn)就秸稈沼氣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、制作方法以及推廣方法作簡(jiǎn)要介紹。

1秸稈沼氣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.1改善衛(wèi)生條件

以農(nóng)作物秸稈作為沼氣生產(chǎn)原料，不僅來(lái)源充足、成本低廉，為沼氣建設(shè)提供原料保障，還能有效解決大量廢棄秸稈造成的環(huán)境污染[5-6]。使用封閉式化糞池，不僅改善了農(nóng)戶廁所的衛(wèi)生環(huán)境，消滅了寄生蟲卵等危害人們健康的病原菌，還解決了農(nóng)作物秸稈利用的問(wèn)題。

1.2增加肥料

沼氣殘?jiān)米鞣柿吓c沒(méi)有經(jīng)過(guò)發(fā)酵的糞便相比，肥力提高了30%。通過(guò)沼氣發(fā)酵后的農(nóng)作物秸稈，能量利用效率比直接燃燒提高4～5倍;沼液、沼渣作飼料，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量的利用率增加20%;通過(guò)厭氧發(fā)酵過(guò)的糞便(沼液、沼渣)，氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分沒(méi)有損失，且轉(zhuǎn)化為可直接利用的活性態(tài)養(yǎng)分。通過(guò)上述綜合利用，秸稈的氮素總利用率達(dá)到90%，總能量利用率達(dá)到80%。1個(gè)8 m3的沼氣池，1年提供的沼肥相當(dāng)于50 kg硫酸銨、40 kg過(guò)磷酸鈣和15 kg氯化鉀，擴(kuò)大了有機(jī)肥料的來(lái)源。

1.3促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)，改善土壤結(jié)構(gòu)

使用沼肥能增強(qiáng)作物抗旱、防凍能力，并有促進(jìn)增產(chǎn)、抗寒、抗病蟲的功能。實(shí)踐證明，施用沼肥能使所有的糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和果樹增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度一般在5%～20%。長(zhǎng)期施用沼肥的土壤，有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的含量明顯增加，土壤酶活性增強(qiáng)，土壤物理性狀得到改善，能提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)作物持續(xù)增產(chǎn)。

1.4省工節(jié)本增效

沼氣池首次投料需2～3 h，平時(shí)投料只需要20～30 min，原料為農(nóng)村廢棄的農(nóng)作物秸稈，成本極低，1個(gè)普通沼氣池足夠一個(gè)三口之家常年使用，隨開隨用，非常方便。秸稈在農(nóng)村量很大，麥稈、稻稈、玉米桿都可以作原料，人畜糞便加入秸稈后，增加了產(chǎn)氣量，延長(zhǎng)了使用時(shí)間，一次投料可以使用8~9個(gè)月，效益高。

2秸稈沼氣技術(shù)制作方法

以8 m3的沼氣池為例:準(zhǔn)備300 kg左右的秸稈，用鍘草機(jī)鍘成5～7 cm的長(zhǎng)度。加水?dāng)嚢?，攪拌到秸稈全部浸濕、用手抓起?lái)不滴水為準(zhǔn)。用1.0～1.5袋的綠秸靈加5.0～7.5 kg的化肥，混合攪拌。將準(zhǔn)備好的秸稈和混合菌進(jìn)行充分混合攪拌，拌好后做堆，秸稈堆高1.2～1.4 m，底寬0.9～1.0 m，上部呈半圓形。做好堆后蓋上農(nóng)膜，農(nóng)膜底邊距地面10～15 cm，以保持空氣流動(dòng)，使沼氣菌充分繁殖。氣溫在10 ℃以上時(shí)覆蓋2～3 d，秸稈堆內(nèi)溫度可達(dá)50 ℃左右，一般5～7 d即可下池，投料。一般在下午投料，秸稈投入池后先壓實(shí)后加水，用地面水最好，溫度適宜(冬季除外)，加蓋封口。氣溫高時(shí)10～15 d放第1次氣，一般放2次氣即可試火。秸稈沼氣使用時(shí)要保持沼氣池內(nèi)有一定的水流，才能正常使用。

3秸稈沼氣技術(shù)推廣對(duì)策

3.1成立沼氣合作協(xié)會(huì)，與沼氣戶簽訂服務(wù)協(xié)議

每個(gè)示范點(diǎn)免費(fèi)提供配備鍘草機(jī)1臺(tái)，并提供復(fù)合菌劑供前期試驗(yàn)。采取政府引導(dǎo)、市場(chǎng)操作的方式，建立村級(jí)沼氣物業(yè)管理站，并免費(fèi)提供1臺(tái)出料機(jī)，對(duì)參加協(xié)會(huì)的沼氣戶進(jìn)行服務(wù)。

3.2采取村支部與沼氣物業(yè)管理站聯(lián)合進(jìn)行推廣

針對(duì)秸稈沼氣出料難的問(wèn)題，示范每個(gè)網(wǎng)兜裝10 kg發(fā)酵好的秸稈投放入池，用鋼筋鉤鉤出。對(duì)全區(qū)各沼氣項(xiàng)目村有關(guān)人員進(jìn)行秸稈沼氣培訓(xùn)，宣傳秸稈沼氣的綜合利用技術(shù)，取得了較好的效果。

3.3建立沼氣秸稈技術(shù)推廣示范村

在充分試驗(yàn)論證的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持先示范后推廣的原則。2010年在市政府和市農(nóng)業(yè)局的領(lǐng)導(dǎo)下，結(jié)合全市秸稈禁燒和綜合利用工作，積極響應(yīng)推廣秸稈沼氣技術(shù)，召開全區(qū)秸稈沼氣綜合利用技術(shù)培訓(xùn)班，發(fā)動(dòng)各沼氣項(xiàng)目村推廣秸稈沼氣技術(shù)。利用農(nóng)作物秸稈資源豐富的優(yōu)勢(shì)，積極支持單獨(dú)農(nóng)戶、聯(lián)戶和自然村推廣以秸稈為原料的沼氣技術(shù)，以解決好沼氣原料問(wèn)題，已建成袁集鄉(xiāng)雙莊村、丁集鎮(zhèn)農(nóng)莊村秸稈沼氣技術(shù)推廣示范村。

3.4爭(zhēng)取政策及項(xiàng)目資金支持

結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，在康居示范村、集中居住點(diǎn)等人口較為稠密區(qū)域，積極向上爭(zhēng)取相關(guān)政策及項(xiàng)目資金支持，加快推進(jìn)秸稈氣化和沼氣工程建設(shè)。利用全區(qū)已建成的戶用沼氣池、秸稈氣化集中供氣工程，大力推行秸稈沼氣處理，實(shí)現(xiàn)能源再生利用、農(nóng)村環(huán)境改善和土壤有機(jī)質(zhì)提高的良性循環(huán)。

4結(jié)語(yǔ)

以秸稈為原料生產(chǎn)沼氣，原料來(lái)源充足、分布廣泛，不受時(shí)間和空間限制，不產(chǎn)生焦油、廢水和廢氣等污染物，可實(shí)現(xiàn)秸稈的完全生態(tài)循環(huán)和高效利用。其不僅可以解決大量秸稈的環(huán)境污染問(wèn)題，還可為沼氣生產(chǎn)開辟新的大宗原料來(lái)源，為在更大規(guī)模和更大范圍內(nèi)推廣沼氣提供原料保障，為正在深入發(fā)展的社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)服務(wù)，具有十分廣闊的推廣應(yīng)用前景。

5參考文獻(xiàn)

[1] 張培棟，楊艷麗，李光全，等.中國(guó)農(nóng)作物秸稈能源化潛力估算[J].可再生能源，2007(6):80-83.

[2] 韓魯佳，閆巧娟，劉向陽(yáng)，等.中國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002，18(3):87-91.

[3] 張榮成，李秀金.作物秸稈能源轉(zhuǎn)化技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2005(6):3.

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篇5

1實(shí)驗(yàn)方法

1．1實(shí)驗(yàn)材料及試劑Zn靶，純度為99．99%，尺寸為60mm×3mm;Ag靶，純度為99．99%，尺寸為60mm×3mm;丙酮，去離子水，電導(dǎo)率＜1．2μS/cm;石英襯底，尺寸為10mm×8mm×1mm，依次經(jīng)丙酮，去離子水，丙酮超聲清洗10min，經(jīng)紅外燈烘干后備用。

1．2ZnO紫外探測(cè)器的制備采用沈陽(yáng)科儀FJL560型超高真空磁控濺射裝置，以Ar作為濺射氣體，O2為反應(yīng)氣體，純度均大于99．999%，通過(guò)直流反應(yīng)濺射在石英襯底上沉積ZnO薄膜。實(shí)驗(yàn)中總氣體流量為50sccm，氬氧比為1∶1，工作壓強(qiáng)為1．5Pa，濺射電流1mA，濺射時(shí)間為30min。濺射前，在Ar氣氛中預(yù)濺射5min去除Zn靶表面氧化物。濺射反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)ZnO薄膜進(jìn)行500℃×2h退火處理。隨后在樣品表面沉積厚度約為50nm的Ag薄膜，采用光刻技術(shù)得到Ag叉指電極，指長(zhǎng)為8mm，指寬及指間距均為20μm。MSM結(jié)構(gòu)ZnO紫外探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1．3性能測(cè)試ZnO薄膜的微觀形貌由FEI-SIRION型掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè);晶體結(jié)構(gòu)采用X'PertPro型自動(dòng)X射線衍射儀測(cè)試，輻射光源為Cu靶的Kα射線，掃描步長(zhǎng)為0．02o/s;ZnO紫外探測(cè)器的光電特性由AgilentE5272A半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試儀測(cè)量。

2結(jié)果與討論

篇6

截止到2006年，已經(jīng)商業(yè)化的小動(dòng)物PET機(jī)型有5個(gè):eXplorerVista(GeneralElectricHealthcare)，microPETFocus(ConcordMicrosystemsInc．)，Quad-HIDAC(OxfordPositronSystemsLtd．)，MOSAIC(PhilipsMedicalSystems)，YAP-PET(I．S．E．Srl，Italy)［22］。Quad-HIDAC(4探頭HIDAC系統(tǒng))和YAP-PET在前文已有介紹，以下比較GE、Siemens和Philips三家公司的代表產(chǎn)品。MicroPETFocus是第三代microPET系統(tǒng)［23］。該系統(tǒng)晶體橫截面變大，長(zhǎng)度變短，犧牲了一些空間分辨率，在保持系統(tǒng)靈敏度的同時(shí)改善了全視野分辨率的不均勻性;光纖長(zhǎng)度減小，降低了光傳輸過(guò)程的損耗。InveonsmallanimalPET(SiemensMedicalSolutions)是microPETFocus的后續(xù)產(chǎn)品型號(hào)［24－25］。Inveon系統(tǒng)使用了與Focus系統(tǒng)一樣的晶體，晶體陣列變大，使用錐形多像素光導(dǎo)耦合到PS-PMT，其探測(cè)器單元如圖6所示。大面積晶體陣列耦合小面積PS-PMT能夠提高光子吸收效率，降低光電探測(cè)器數(shù)量，提高軸向視野。這樣，系統(tǒng)能夠進(jìn)行小動(dòng)物全身成像。eXploreVISTASmallAnimalPET［26］是GE公司開發(fā)的專門用于嚙齒類小動(dòng)物PET的成像系統(tǒng)。系統(tǒng)使用雙層晶體Phoswich結(jié)構(gòu)修正DOI誤差，上層晶體使用LYSO，下層晶體使用GSO，根據(jù)兩種晶體的衰減時(shí)間不同來(lái)得到DOI信息。光電探測(cè)器使用PS-PMT。系統(tǒng)固有空間分辨率和靈敏度均達(dá)到較高水平，能量分辨率要比單層閃爍體探測(cè)器稍差。MOSAICsmallanimalPET系統(tǒng)在空間分辨率方面進(jìn)行了一定的妥協(xié)，盡量提高視野范圍，其靈敏度在反映低比活度的放射性配體時(shí)表現(xiàn)仍可接受［27－29］。原型機(jī)使用GSO耦合PMTs的探測(cè)器結(jié)構(gòu)，后使用LYSO晶體替換GSO晶體，LYSO具有更高的阻斷能量和光輸出。閃爍晶體和PMTs之間采用連續(xù)帶溝槽的光導(dǎo)連接，如圖7所示。連續(xù)光導(dǎo)能夠最小化探測(cè)器死區(qū)的影響，溝槽結(jié)構(gòu)是為了更好地分辨晶體。MOSAIC系統(tǒng)由于具有高等效噪聲計(jì)數(shù)率(NoiseEquivalentCountRate，NECR)和大視野區(qū)域，可以進(jìn)行高速全身小動(dòng)物PET成像。商業(yè)化產(chǎn)品大多采取環(huán)形探測(cè)器結(jié)構(gòu)，使用比較成熟的技術(shù)，在分辨率、靈敏度、成本和系統(tǒng)穩(wěn)定性之間尋找平衡，尤其無(wú)法兼顧分辨率和靈敏度，但多以追求高的空間分辨率為主，如表3所示。

2小動(dòng)物PET探測(cè)器技術(shù)挑戰(zhàn)與展望

2.1研究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的DOI修正方法

目前，已經(jīng)有多種修正DOI誤差的方法提出，比如前面已經(jīng)提到的Phoswich結(jié)構(gòu)。同樣采用Phoswich結(jié)構(gòu)的還有Hyun等設(shè)計(jì)的高性能TraPET［30］，其探測(cè)器模塊由整塊錐形LSO晶體連接LuYAP晶體陣列組成，通過(guò)分析SiPM(SiPMT，硅光電倍增管)陣列輸出脈沖的波形獲取DOI信息。Nishikido等開發(fā)出基于4層LYSO晶體陣列一對(duì)一耦合PSAPD陣列的小動(dòng)物PET原型機(jī)，通過(guò)識(shí)別伽馬射線穿過(guò)每層晶體的位置獲取DOI信息［31］。近年來(lái)，很多具有DOI能力的小動(dòng)物PET采用錐形晶體陣列兩端耦合PSAPD的探測(cè)器模塊，錐形晶體陣列如圖8所示。錐形結(jié)構(gòu)可大大減小探測(cè)器間距，顯著提高系統(tǒng)靈敏度。StJames等設(shè)計(jì)的小動(dòng)物PET探測(cè)器，在通道數(shù)不變的情況下，比采用傳統(tǒng)矩形晶體陣列的探測(cè)器靈敏度提高了64%［32］。Yang等設(shè)計(jì)的小動(dòng)物PET探測(cè)器，靈敏度也實(shí)現(xiàn)了41%的提高，同時(shí)具有2.6mm的DOI分辨率［33］。Rodríguez-Villafuerte等提出的小鼠腦部PET，基于像素錐形晶體和PSAPDs雙端讀出方式，其深度編碼精度達(dá)到2mm，并且獲得(0.70±0.05)mm的超高分辨率。此外，還有基于連續(xù)晶體探測(cè)器模塊的DOI修正方法［34］。這些方法從實(shí)驗(yàn)上證明DOI引起的誤差可以進(jìn)行修正，但都會(huì)導(dǎo)致硬件成本增加［32］。因此，研究出能夠減少硬件消耗，尤其是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的方法，是一個(gè)很有潛力的方向。

2.2開發(fā)性能更好的新型半導(dǎo)體探測(cè)器材料

2.2.1SiPM(siliconphotomultiplier)

SiPM又稱蓋革模式雪崩二極管(Geigermodeavalanchephotodiode，GAPD)、SSPM(solidstatephotomultiplier，固態(tài)光電倍增管)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、增益高、響應(yīng)迅速、偏壓低等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)逐漸取代傳統(tǒng)PMT，在PET上得到應(yīng)用。SiPM對(duì)磁場(chǎng)不敏感的特性使PET可與MRI結(jié)合［35］，其快速響應(yīng)時(shí)間能夠滿足TOF-PET(timeofflight，飛行時(shí)間)技術(shù)的要求［36］。Kwon等提出LGSO晶體陣列耦合SiPM陣列的小動(dòng)物PET探測(cè)器［37］。Llosá等提出基于連續(xù)LYSO晶體耦合集成SiPM陣列的PET探測(cè)器探頭設(shè)計(jì)，通過(guò)算法獲取DOI信息，使用5mm厚度晶體可實(shí)現(xiàn)0.7mm半高寬(fullwidthathalfmaximum，F(xiàn)WHM)的空間分辨率［38］。Cerello等提出基于連續(xù)LYSO晶體雙面耦合SiPM陣列的PET探測(cè)器模塊，該探測(cè)器可通過(guò)DOI信息去除視差，并獲得各向相近的高分辨率，而且能夠應(yīng)用TOF技術(shù)精確地測(cè)量湮滅事件在響應(yīng)線上的位置［39］。

2.2.2CdTe(碲化鎘)、CdZnTe(碲鋅鎘)

CdTe、CdZnTe等半導(dǎo)體材料能夠直接將伽馬射線轉(zhuǎn)換成電子，靈敏度高，能量分辨率好，阻止本領(lǐng)高，可用于制造不需閃爍晶體和光電倍增管的新型PET探測(cè)器。Ishii等開發(fā)的小動(dòng)物PET探測(cè)器模塊由雙層毫米級(jí)帶狀CdTe探測(cè)器組成，具有DOI能力，可實(shí)現(xiàn)0.8mmFWHM的FOV中心分辨率［40］。該團(tuán)隊(duì)又開發(fā)出基于二維位置敏感型帶狀CdTe探測(cè)器(見圖9(a))的高分辨率PET，并提出疊加這種新型CdTe探測(cè)器可獲得具有DOI能力的三維超高分辨率PET［41］。Ario等研究了一種肖特基CdTe二極管探測(cè)器，得到1.2%FWHM(511keV)的能量分辨率和6nsFWHM(500keV)的時(shí)間分辨率。這表明，CdTe探測(cè)器可用于開發(fā)新型PET等核醫(yī)學(xué)探測(cè)器［42］。CdZnTe探測(cè)器已實(shí)現(xiàn)在小動(dòng)物PET中的應(yīng)用［43］，并且體現(xiàn)出高性能特點(diǎn)。Yin等提出的高像素(350μm)CdZnTe小動(dòng)物PET探測(cè)器(見圖9(b))，可獲得優(yōu)于700μm的高空間分辨率［44－45］。Gu等開發(fā)出基于CdZnTe晶體探測(cè)器的小動(dòng)物PET，CZT晶體兩面為交叉帶狀電極，使探測(cè)器具有3D位置靈敏能力，能夠獲得(0.44±0.07)mm的分辨率和3.06%±0.39%(511keV)的能量分辨率［46］。Yoon等提出的CZTComptonPET探測(cè)器使用小像素CdZnTe，通過(guò)獲取康普頓散射信息的方法，使能量分辨率提高了2.75倍［47］。目前，SiPM已在PET探測(cè)器上得到部分應(yīng)用，但由于其造價(jià)較高等因素未廣泛應(yīng)用，因此開發(fā)新工藝、降低成本是其得到推廣的前提。CdTe、CdZnTe探測(cè)器的性能直接受其晶體工藝技術(shù)和電子學(xué)結(jié)構(gòu)的影響［48］，開發(fā)出具有較高電阻率、較好完整性和較大單片面積的晶體，對(duì)設(shè)計(jì)更高性能的半導(dǎo)體探測(cè)器具有十分重要的意義。2232.3通用的前端電子學(xué)設(shè)計(jì)在探測(cè)器單元中，前端電子學(xué)線路包括放大甄別電路和符合系統(tǒng)電路兩部分，分別對(duì)光電轉(zhuǎn)換部分輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、時(shí)間及能量甄別和符合判斷等處理。目前開發(fā)的小動(dòng)物PET系統(tǒng)，其探測(cè)器的前端電子學(xué)線路都是根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)特殊定制的，除少數(shù)同系列產(chǎn)品可以通用外(microPETP4與microPETII使用了基本相同的處理電路)，基本不具備跨平臺(tái)移植性。無(wú)論是位置譯碼讀出方式，還是像素獨(dú)立讀出方式，輸出信號(hào)處理過(guò)程具有一定的相似性，理論上可以進(jìn)行跨平臺(tái)移植。設(shè)計(jì)具有一定通用性的前端電子學(xué)線路能夠節(jié)省大量重復(fù)工作，可將研究重心轉(zhuǎn)移到探測(cè)器組態(tài)、新材料研發(fā)和改進(jìn)等方面，有利于小動(dòng)物PET的快速發(fā)展。目前，已經(jīng)有適用于多種基于SiPM小動(dòng)物PET探測(cè)器的讀出電路模塊設(shè)計(jì)［49］。

3結(jié)束語(yǔ)

篇7

此研究選取了某在建商場(chǎng)的一個(gè)防火分區(qū)為研究對(duì)象。實(shí)驗(yàn)區(qū)尺寸為38m（長(zhǎng)）×21m（寬）×5．4m（高）。采用感溫火災(zāi)探測(cè)器和感煙火災(zāi)探測(cè)器來(lái)測(cè)試火災(zāi)的探測(cè)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)與探測(cè)器的布置，如圖1所示。根據(jù)DGJ08－88－2000《上海市民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》，對(duì)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的商場(chǎng)，火源大小考慮為3．0MW。由池火單位面積熱釋放速率計(jì)算可得，實(shí)驗(yàn)需使用直徑為1．4m的柴油池火作為火源，放置在實(shí)驗(yàn)區(qū)的中心位置。在汽油的引燃作用下，柴油很快迅速點(diǎn)燃并劇烈燃燒。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的各火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間如表1和表2所示，所有探測(cè)器均在1min內(nèi)探測(cè)到火災(zāi)，且基本上探測(cè)時(shí)間有隨探測(cè)器與火源中心距離的增加而增大的趨勢(shì)，但也發(fā)現(xiàn)了個(gè)別感溫火災(zāi)探測(cè)器距離大反而先報(bào)警的情況。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，這些探測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)的探測(cè)器與火源上方有結(jié)構(gòu)梁的分隔。這表明，結(jié)構(gòu)梁會(huì)減緩頂棚煙氣前期溫度的升高速度，使得其探測(cè)時(shí)間變長(zhǎng)。

2火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警時(shí)間分析

2．1感溫火災(zāi)探測(cè)器感溫火災(zāi)探測(cè)器的原理主要是通過(guò)傳感器感知周圍氣體的溫度變化，以判斷火災(zāi)的發(fā)生。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，燃燒會(huì)產(chǎn)生大量熱量，使得空間內(nèi)溫度（尤其是頂棚附近）發(fā)生劇烈變化。因此，感溫火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)保護(hù)范圍中某一點(diǎn)或某一區(qū)域溫度變化進(jìn)行響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。當(dāng)探測(cè)器周圍溫度發(fā)生變化時(shí)，感溫火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)部分與外界進(jìn)行能量的交換，因此探測(cè)器應(yīng)符合能量守恒定律，如圖2所示。熱量主要通過(guò)對(duì)流的形式進(jìn)入感溫火災(zāi)探測(cè)器內(nèi)部，因此其應(yīng)滿足式（1）。假設(shè)傳感器原件的質(zhì)量為m，則溫度變化可以轉(zhuǎn)換為式（2）。為了便于計(jì)算，Heskestad和Smith提出了時(shí)間常數(shù)的概念，時(shí)間常數(shù)是傳感器質(zhì)量、比熱、熱對(duì)流系數(shù)和傳感器表面積的函數(shù)，如式（3）所示。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，時(shí)間常數(shù)與探測(cè)器感應(yīng)元件的形狀、結(jié)構(gòu)及材料有關(guān)，同時(shí)還近似與速度的1／2次方成反比，因而定義了探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)tRTI，如式（4）所示。式中：u為頂棚處羽流速度。探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間tRTI只是探測(cè)器的一種屬性，與外部參數(shù)無(wú)關(guān)，生產(chǎn)廠家在出廠時(shí)往往會(huì)給出探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。將式（4）代入式（2）得到式（5）。當(dāng)t＝0時(shí)，探測(cè)器傳感器溫度與環(huán)境溫度相同，即：當(dāng)探測(cè)器出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，探測(cè)器傳感器溫度為感溫火災(zāi)探測(cè)器動(dòng)作溫度。由此可以解得感溫火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間，如式（6）所示。式中：T∞為頂棚處溫度的最大值，℃；Tr為環(huán)境溫度，℃。Aplert通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于穩(wěn)態(tài)火源，羽流的溫度場(chǎng)是火源功率和幾何尺寸（包括空間高度H和與火源中心線的距離r）的函數(shù)。對(duì)于溫度分布，在火羽流撞擊頂棚的影響范圍內(nèi)，即：r／H≤0．18時(shí)，溫度分布由式（7）計(jì)算。式中：Q·為火源功率。當(dāng)羽流撞擊頂棚后，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，羽流溫度也隨著與火源中心線的增加而降低，即：r／H＞0．18時(shí)，溫度分布可由式（8）計(jì)算。根據(jù)對(duì)感溫火災(zāi)探測(cè)器的理論分析，可以得到感溫火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間隨與火源中心線距離的變化關(guān)系，如圖3所示。從圖3可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)探測(cè)器距火源中心線2m時(shí)，探測(cè)器理論探測(cè)時(shí)間約為35s；當(dāng)探測(cè)器距火源中心線6m時(shí)，探測(cè)器理論探測(cè)時(shí)間約為200s。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，理論計(jì)算得到的結(jié)果明顯大于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此采用該理論來(lái)進(jìn)行相關(guān)感溫火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)時(shí)間預(yù)測(cè)的結(jié)果偏于保守。2．2感煙火災(zāi)探測(cè)器煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一，感煙火災(zāi)探測(cè)器就是基于這種火災(zāi)特征，能夠?qū)馂?zāi)產(chǎn)生的煙顆粒進(jìn)行辨識(shí)的火災(zāi)探測(cè)器。感煙火災(zāi)探測(cè)器有各種各樣的形式，但最常見的是點(diǎn)式光電感煙火災(zāi)探測(cè)器。這種探測(cè)器被廣泛用于住宅、商場(chǎng)、娛樂(lè)、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所的火災(zāi)探測(cè)。光電感煙火災(zāi)探測(cè)器的原理是基于火災(zāi)煙氣對(duì)光束的遮擋作用，當(dāng)火災(zāi)煙氣進(jìn)入探測(cè)器腔體時(shí)，光束由于受到火災(zāi)煙氣的遮擋，光路接收器上接收到的光強(qiáng)減弱，從而實(shí)現(xiàn)了光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。光電感煙火災(zāi)探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間與進(jìn)入探測(cè)器腔體內(nèi)的火災(zāi)煙氣量有關(guān)，但現(xiàn)有的火災(zāi)模型并不能簡(jiǎn)單地預(yù)測(cè)煙氣的分布。Brozovski研究發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)感煙火災(zāi)探測(cè)器附近的空氣流速達(dá)到某一臨界速度后，煙氣顆粒才能夠進(jìn)入探測(cè)器感煙元件內(nèi)部，并很快使探測(cè)器觸發(fā)并報(bào)警。對(duì)大部分感煙火災(zāi)探測(cè)器，臨界速度約為0．15m／s。Aplert同時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于速度分布，在火羽流撞擊頂棚的影響范圍之內(nèi)，即r／H≤0．15時(shí)，速度分布可由式（9）計(jì)算。當(dāng)羽流撞擊頂棚后，速度方向發(fā)生改變，羽流速度也隨著與火源中心線的增加而降低，即r／H＞0．15時(shí)，這時(shí)速度分布可由式（10）計(jì)算?；谶@一理論，可以得到感煙火災(zāi)探測(cè)器理論的保護(hù)范圍。根據(jù)上述分析，由式（9）和式（10）可以計(jì)算得到距火源中心線不同距離處的速度分布，如圖4所示。從圖4中可以看出，在這種工況下，據(jù)火源中心線20m范圍內(nèi)頂棚處速度都遠(yuǎn)大于臨界速度0．15m／s，因此，從理論分析的角度，感煙火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)范圍可以遠(yuǎn)大于感溫火災(zāi)探測(cè)器。但在實(shí)際的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到探測(cè)時(shí)間的影響，GB50116－1998《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定了感煙火災(zāi)探測(cè)器的最大保護(hù)半徑為5．8m。在這一范圍內(nèi)，感煙火災(zāi)探測(cè)器都能較快速探測(cè)到火災(zāi)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，距離火源中心線5．5m處的感煙火災(zāi)探測(cè)器僅需15s就能探測(cè)到火災(zāi)，快于距離更近的感溫火災(zāi)探測(cè)器；其他感煙火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間也都在40s之內(nèi)。筆者對(duì)感溫火災(zāi)探測(cè)器和感煙火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)范圍進(jìn)行了理論比較，感煙火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)面積要遠(yuǎn)大于感溫火災(zāi)探測(cè)器，而感煙火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間要明顯小于感溫火災(zāi)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間。因此，在探測(cè)時(shí)間上感煙火災(zāi)探測(cè)器比感溫火災(zāi)探測(cè)器性能更優(yōu)。

3機(jī)械排煙系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間分析

防排煙系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間通常應(yīng)包括火災(zāi)探測(cè)時(shí)間、報(bào)警延時(shí)時(shí)間和啟動(dòng)延時(shí)。其中，火災(zāi)報(bào)警延時(shí)時(shí)間和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間在相關(guān)規(guī)范中已有較為明確的規(guī)定，而且這些參數(shù)都是系統(tǒng)可設(shè)置的參數(shù)。根據(jù)GB4717－2005第5．2．2．2條及GB16806－1997第4．2．4條規(guī)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量與理論分析發(fā)現(xiàn)，所有的感煙火災(zāi)探測(cè)器和感溫火災(zāi)探測(cè)器都能在60s之內(nèi)探測(cè)到火災(zāi)，在火災(zāi)報(bào)警延時(shí)和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)延遲時(shí)間總和設(shè)置不超過(guò)60s條件下，再考慮50％的安全系數(shù)，在層高不超過(guò)6m的建筑內(nèi)可以認(rèn)為機(jī)械排煙啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)180s。

4結(jié)論

篇8

關(guān)鍵詞GaN；肖特基結(jié)構(gòu)；紫外探測(cè)器；AlGaN

中圖分類號(hào)：TN23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0009-02

現(xiàn)階段，GaN紫外光探測(cè)器被認(rèn)為是和藍(lán)光發(fā)光二極管、藍(lán)光激光器具有同樣作用的一種器具。早在20世紀(jì)末期，US就規(guī)定在寬禁帶半導(dǎo)體的生產(chǎn)目標(biāo)，凡是壽命在1000 h的紫外光探測(cè)器和壽命為1000 h的藍(lán)光發(fā)光二極管、藍(lán)光紫光激光器都將成為GaN材料的主要研究對(duì)象。全球范圍內(nèi)已經(jīng)有很多個(gè)不同的國(guó)家對(duì)這種GaN紫外探測(cè)儀進(jìn)行了各種結(jié)構(gòu)形式的探究和研制，如光電導(dǎo)結(jié)構(gòu)、p-n結(jié)構(gòu)、p-i-n、p-π-n結(jié)構(gòu)、肖特基結(jié)構(gòu)、MSM結(jié)構(gòu)、異質(zhì)結(jié)構(gòu)等。在上面這些不同類型的探測(cè)儀當(dāng)中，肖特基結(jié)構(gòu)由于具有勢(shì)壘高度高、回避p型等特征，成為業(yè)界最常使用的一種結(jié)構(gòu)類型，不過(guò)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用實(shí)踐我們也可以看到它有一個(gè)明顯的不足之處：很容易受到一些狀態(tài)的影響，筆者對(duì)此進(jìn)行了專門的分析，詳細(xì)情況如下。

1結(jié)構(gòu)示意圖和結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖1AlGaN肖特基型紫外探測(cè)器

圖1是GaN肖特基結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)儀結(jié)構(gòu)示意圖。20世紀(jì)末期的時(shí)候，就有專門的研究者對(duì)GaN的光電導(dǎo)性能展開了探究。在接下來(lái)的時(shí)間里，對(duì)于GaN基光電子器具的研究長(zhǎng)時(shí)間受到下面兩個(gè)問(wèn)題的困擾而不能順利進(jìn)行下去：缺乏優(yōu)質(zhì)的單晶襯底材料（藍(lán)寶石襯底與GaN的晶格失配度很高）；找不到合適的措施對(duì)GaN完成p型摻雜這項(xiàng)工作。這項(xiàng)工作進(jìn)行的步驟如下：用低壓（1.013×104 Pa）MOCVD方法在藍(lán)寶石（0001）襯底上生長(zhǎng)六方相GaN，其他的幾種材料分別是三甲基鎵（TMGa）、氮源為高純氨氣（NH3）以及載氣為氫氣（H2）。在具體的研制過(guò)程中，用來(lái)對(duì)各種材料器件進(jìn)行測(cè)試的一個(gè)APPS來(lái)自US的一所大學(xué)，通過(guò)這個(gè)軟件來(lái)完成模擬計(jì)算工作，通過(guò)這個(gè)工具我們可以完成對(duì)光伏特性的研究。在具體的測(cè)算過(guò)程中，主要的探究對(duì)象是AlGaN（在這里我們先假設(shè)Al組分約為15.1%）窗口層的數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)器具產(chǎn)生一定的作用。第一步我們要在550.1℃生長(zhǎng)一個(gè)低溫GaN緩沖層（buffer），厚度大概是20.1 nm，接下來(lái)我們要在1100.1℃生長(zhǎng)高摻雜n型GaN外延層，厚度大概是1.1 μm，混合濃度為5.1×1018 cm-3；接著生長(zhǎng)本征GaN外延層，厚度約為0.6 μm，電子濃度為1×10 cm-3。

在對(duì)該結(jié)構(gòu)類型的紫外探測(cè)儀的暗電流以及C-V特征進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候我們使用的是HP4280檢測(cè)儀。通過(guò)該項(xiàng)檢測(cè)工作，最后我們可以得到該類型的紫外探測(cè)儀能夠產(chǎn)生的光響應(yīng)曲線的類型。在具體的測(cè)試工作中我們使用到的光源為75 W的氙燈，它發(fā)出的光通過(guò)折射，返回進(jìn)入單色器具，然后又反射到器具上。探測(cè)器串聯(lián)一個(gè)2 kΩ負(fù)載電阻，與電源形成一個(gè)回路，在它的作用之下獲取光電流信號(hào)，然后通過(guò)Si紫外探測(cè)儀來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行確定，從而得到GaN肖特基結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器的光響應(yīng)曲線。使用的時(shí)間的長(zhǎng)短是檢測(cè)體系光源使用過(guò)程中325.1 nm的He-Cd激光器，在對(duì)光線進(jìn)行調(diào)整以后，由高速響應(yīng)的Si紫外探測(cè)器測(cè)量得到光脈沖的上升時(shí)間約為2Ls。光線會(huì)照射到探測(cè)設(shè)備上，探測(cè)設(shè)備接2 kΩ負(fù)載電阻，示波設(shè)備與負(fù)載電阻設(shè)備遵循并聯(lián)的連接形式，從示波設(shè)備能夠看到探測(cè)設(shè)備的光信號(hào)波狀，從中可以獲得該紫外探測(cè)設(shè)備的響應(yīng)所需的時(shí)間的長(zhǎng)短。

2模擬計(jì)算結(jié)果與討論

2.1 新結(jié)構(gòu)與普通結(jié)構(gòu)器件的性能比較

一般情況下，一些比較普通的肖特基結(jié)構(gòu)類型的紫外探測(cè)設(shè)備中，表面態(tài)所引起的表面復(fù)合容易引起設(shè)備量子性能的變小，我們對(duì)不同的復(fù)合性能的結(jié)構(gòu)類型與比較常見的結(jié)構(gòu)類型的設(shè)備進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)它們之間在性能上的卻別。如圖2（a）、（b）所示，分別表示的是表面復(fù)合速度為1.1×107 cm/s，1.1×1010 cm/s時(shí)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、一般的結(jié)構(gòu)類型，GaN紫外探測(cè)設(shè)備的響應(yīng)光譜，在這種情況下，n型AlGaN層的薄厚是20.1 nm、載流子為1.1×1016 cm-3的濃度都可以看得出來(lái)，當(dāng)表面復(fù)合速率為1.1×105 cm/s的情況下，不管是什么類型的結(jié)構(gòu)設(shè)備它的量子性能之間的區(qū)別性都沒(méi)有太大的顯現(xiàn)，同時(shí)其量子性能會(huì)隨隨著其波射的長(zhǎng)度變化發(fā)生細(xì)微的變化，響應(yīng)光譜很平；當(dāng)表面復(fù)合速率為1×107 cm/s時(shí)，新結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了無(wú)論在長(zhǎng)波、短波，新結(jié)構(gòu)的量子效率都高于普通結(jié)構(gòu)，但是兩者的響應(yīng)光譜在短波處都有所下降；當(dāng)表面復(fù)合速率為1×105 cm/s時(shí)，新的結(jié)構(gòu)體系與普通的結(jié)構(gòu)體系之間具有很大的區(qū)別性，新結(jié)構(gòu)器件的量子效率明顯高于普通結(jié)構(gòu)的探測(cè)器，涉及到的范圍值為331.1 nm到361.1 nm，該種類型的結(jié)構(gòu)體系的主要特點(diǎn)在于量子性能要比一般的性能好得多。

圖2

2.2 對(duì)該紫外探測(cè)器的暗電流和C-V特性的測(cè)試

根據(jù)上圖顯示的檢測(cè)體系，測(cè)量得到該紫外探測(cè)器的光響應(yīng)曲線，這種類型的監(jiān)測(cè)體系使用的光源是75 W的氙燈，它所發(fā)出的光在經(jīng)過(guò)器調(diào)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)折調(diào)節(jié)以后射入單色設(shè)備，接著又反射到探測(cè)設(shè)備上，探測(cè)設(shè)備連接著2 kΩ負(fù)載電阻，和與電源共同形成一個(gè)回路系統(tǒng)，通過(guò)負(fù)載電阻取得的光電流信號(hào)，在通過(guò)Si紫外探測(cè)設(shè)備進(jìn)行目標(biāo)的明確以后，我們可以獲得GaN肖特基體系紫外探測(cè)設(shè)備的光響應(yīng)曲線。響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)體系會(huì)讓光源為325.1 nm的He-Cd激光設(shè)備，該設(shè)備產(chǎn)生的光線經(jīng)過(guò)斬波設(shè)備調(diào)節(jié)以后，由高速響應(yīng)的Si紫外探測(cè)器測(cè)量得到光脈沖的上升時(shí)間約為2Ls。

2.3 時(shí)間響應(yīng)依賴于肖特基接觸面積、材料的摻雜和遷移率

在響應(yīng)性能方面肖特基二極管具備一定的平滑性，適于寬帶光電探測(cè)器，響應(yīng)效率的最大值要受到半透明頂部接觸的光反射狀態(tài)的限制。最初研制出來(lái)的肖特基GaN光電探測(cè)設(shè)備使用的是Ti/GaN二極管，通過(guò)這一點(diǎn)我們可以看到主要的限制范圍僅僅為20，而其具體的響應(yīng)性能為130.1 mA/W，有專門的研究人員采用的是5nmPd在n型GaN上制成肖特基二極管，響應(yīng)性能為180.1 mA/w，在RC電路的限制之下，反向偏壓為-1.35 V時(shí)，等效噪聲功率為4.0nw；E.Monroy等人。使用MOCVD該項(xiàng)工具的時(shí)候在藍(lán)寶石襯底上制備Au、Ni及半透明性質(zhì)的Si：AIGaN肖特基光電探測(cè)設(shè)備，最后的檢測(cè)結(jié)果顯示響應(yīng)性能和設(shè)備尺寸與肖特基金屬不存在任何關(guān)系，AlGaN肖特基光電探測(cè)設(shè)備的響應(yīng)性能在零偏壓的情況下是29.4 mA/W，通常情況下為14.1 ns，具有相同作用的噪聲性能為41.5nw。為了研制快速反應(yīng)設(shè)備，可在未摻雜的頂層用肖特基接觸，在重?fù)诫s的底層用歐姆接觸發(fā)展垂直結(jié)構(gòu)。

3結(jié)論

在研制藍(lán)光紫光和紫外光大功率短波長(zhǎng)耐高溫設(shè)備這一項(xiàng)上，GaN材料已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，GaN紫外探測(cè)設(shè)備現(xiàn)階段仍然處在研究過(guò)程中，這對(duì)于波長(zhǎng)超過(guò)365.1 nm的可見光和紅外光不具有任何特殊的影響，但是對(duì)于那些波長(zhǎng)不夠長(zhǎng)，短于365.1 nm的紫外光就能夠產(chǎn)生很大的作用，能夠提高探測(cè)設(shè)備的靈敏性。目前主要面對(duì)一個(gè)問(wèn)題還是材料問(wèn)題，所以只要能夠找到合適的方式解決這個(gè)問(wèn)題，那么固態(tài)紫外探測(cè)設(shè)備依靠它本身具備有的強(qiáng)大的特點(diǎn)將可以快速替代大部分的真空紫外探測(cè)設(shè)備，并能推廣其使用范圍。

參考文獻(xiàn)

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篇9

[關(guān)鍵詞]火災(zāi)；報(bào)警系統(tǒng)；故障

中圖分陳類號(hào)：TU892 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）34-0211-01

在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅到公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一。它威脅著人們的健康、生命和財(cái)產(chǎn)安全，一旦引發(fā)火災(zāi)，就能使成千上萬(wàn)的財(cái)產(chǎn)瞬間變?yōu)榛覡a，其所造成的損失約為地震的5倍，僅次于干旱和洪澇災(zāi)害。因此火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)防工作已變得日益緊迫，及時(shí)尋找預(yù)防火災(zāi)的有效方法。當(dāng)前市面上的火災(zāi)報(bào)警器種類很多、產(chǎn)量很大、通用很廣，但是由于傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警器本身的局限性、還有其只能對(duì)部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)報(bào)警，無(wú)法實(shí)現(xiàn)其整體聯(lián)動(dòng)，現(xiàn)在越來(lái)越多廠家更加趨向于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研制。下文將對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的論述。

一、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的概述

1.火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，一般由火災(zāi)探測(cè)器、聯(lián)動(dòng)單元和控制器三部分組成。由火災(zāi)探測(cè)器首先探測(cè)到火災(zāi)的萌芽而后通過(guò)聯(lián)動(dòng)單元傳輸至控制器分析其形勢(shì)從而實(shí)現(xiàn)是否報(bào)警?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)除了具有預(yù)防報(bào)警之外，還有遙控檢測(cè)功能，它能夠根據(jù)總臺(tái)的監(jiān)測(cè)預(yù)防的要求而有所對(duì)其功能模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

2.火災(zāi)探測(cè)器的分類

火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)部件，它的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，它是整個(gè)系統(tǒng)最為重要的部件，是識(shí)別火災(zāi)是否發(fā)生的專門儀器。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，探測(cè)器通過(guò)把火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種非電量參數(shù)（如煙、氣體濃度等）轉(zhuǎn)化成電量參數(shù)從而得到統(tǒng)一測(cè)量參數(shù)，然后再傳送給控制器。其特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性，準(zhǔn)確性。其能夠?qū)崟r(shí)跟隨各種非電量參數(shù)的變化而變化?；馂?zāi)探測(cè)器根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象可以分為：感溫型、感煙型、圖光型、感聲型、氣敏型五大類。在日常生活中我們常用的火災(zāi)探測(cè)器主要有感煙型、感溫型、感光型、可燃?xì)怏w型、復(fù)合型五大類。

第一，感煙型火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)發(fā)生前兩個(gè)階段會(huì)產(chǎn)生大量氣溶膠和煙霧。早期階段的火災(zāi)最重要的特征之一是產(chǎn)生很多煙霧，感煙型火災(zāi)探測(cè)器是通過(guò)對(duì)可見的或不可見的煙霧粒子濃度的探測(cè)做出響應(yīng)的儀器，其能夠把探測(cè)范圍的煙霧濃度變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)以實(shí)現(xiàn)報(bào)警。感煙型火災(zāi)探測(cè)器可以分為離子感煙型探測(cè)器和光電感煙型探測(cè)器。其中離子感煙型探測(cè)器是利用煙霧對(duì)具有放射性性質(zhì)的镅241的影響，從而通過(guò)檢測(cè)電路檢測(cè)其反應(yīng)，并做出響應(yīng)。但是由于含有放射性物質(zhì)，在一定程度上會(huì)污染環(huán)境，不利于彩色環(huán)保。光電感煙型探測(cè)器是基于煙霧粒子對(duì)光線產(chǎn)生散射、吸收原理而做成的煙霧探測(cè)器。

第二，感溫型火災(zāi)探測(cè)器

在火災(zāi)起火燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使周圍的溫度急劇升高。通過(guò)對(duì)溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從而可以得到所測(cè)量范圍的溫度參數(shù)所作出響應(yīng)的探測(cè)器就是感溫型火災(zāi)探測(cè)器。根據(jù)測(cè)量依據(jù)的不同，可以把感溫型火災(zāi)探測(cè)器分為定溫型、差溫型和差定溫型三種類型。

第三，感光型火災(zāi)探測(cè)器

火災(zāi)燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生火焰，并伴隨著發(fā)射出各種輻射光線。根據(jù)所探測(cè)火焰輻射的光線不同，感光型火災(zāi)探測(cè)器可以分為兩大種：一種對(duì)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光輻射敏感的紅外光輻射探測(cè)器，另一種對(duì)波長(zhǎng)較短的光輻射敏感的紫外光輻射探測(cè)器。

第四，可燃?xì)怏w火災(zāi)探測(cè)器

在火災(zāi)起火燃燒的過(guò)程除了會(huì)產(chǎn)生煙霧、熱量、光三種產(chǎn)物外，還會(huì)產(chǎn)生多種可燃?xì)怏w。可燃?xì)怏w火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)探測(cè)的單一或者多種可燃?xì)怏w濃度做出響應(yīng)的探測(cè)器。

第五，復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器

復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器即使能夠?qū)煞N或兩種以上的火災(zāi)參數(shù)做出響應(yīng)的探測(cè)器?，F(xiàn)在市面上常用地復(fù)合型火災(zāi)探測(cè)器主要有有煙溫復(fù)合型探測(cè)器，煙溫氣三復(fù)合型探測(cè)器，光電、離子、感溫三復(fù)型合探測(cè)器等。

二、火警與故障處理方法的分析

1.火警的處理方法

第一，當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，首先應(yīng)按“消音”鍵中止警報(bào)聲。當(dāng)班員工佩戴好發(fā)毒面具等勞動(dòng)保護(hù)，根據(jù)控制器的報(bào)警信息，趕往現(xiàn)場(chǎng)查看原因。確認(rèn)是否有火災(zāi)發(fā)生；若確認(rèn)有火災(zāi)發(fā)生，應(yīng)根據(jù)火情采取相應(yīng)措施：疏散人員；打報(bào)警電話等。

第二，若為誤報(bào)警，應(yīng)采取如下措施：

檢查誤報(bào)火警部位是否有較大的灰塵、水蒸氣、溫度較大、溫度劇烈變化、氣流大、有較大的物體在移動(dòng)等，確認(rèn)是否是由于人為或者其它因素造成的誤報(bào)。

若確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)是誤報(bào)，立刻回到控制室按“復(fù)位”鍵，使控制器恢復(fù)正常狀態(tài)；如果是有規(guī)律的發(fā)生誤報(bào)，報(bào)相關(guān)人員維修。

2.故障的處理方法

第一，如果是主電電源發(fā)生故障或停電時(shí)設(shè)備自動(dòng)切換到“備電”工作，處于充滿狀態(tài)的備電可工作8小時(shí)，“備電”工作超過(guò)8小時(shí)后，應(yīng)關(guān)閉主/備電源開關(guān)，否則容易造成備電電池?fù)p壞。設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)主/備電要同時(shí)工作，若關(guān)機(jī)主/備電必須同時(shí)關(guān)。使用過(guò)的備電供電以后，需要盡快恢復(fù)主電供電，并及時(shí)給備電充電48小時(shí)，以防備電損壞。

第二，如果是系統(tǒng)發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)報(bào)維修人員維修，若需要關(guān)機(jī)，應(yīng)做好故障發(fā)生的所有記錄。

第三，如果為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障，也應(yīng)及時(shí)報(bào)維修人員維修，如因特殊原因不能馬上排除的故障，可利用系統(tǒng)提供的屏蔽功能將故障暫時(shí)屏蔽，待故障排除以后再將設(shè)備恢復(fù)。

三、火災(zāi)報(bào)警器的日常維護(hù)與檢修

1.每日檢查和試驗(yàn)

值班人員每日在交接班時(shí)應(yīng)對(duì)火災(zāi)報(bào)警控制器的下列功能進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，并按要求填寫相應(yīng)的記錄?？刂破鲌?bào)警自檢功能；消音、復(fù)位功能；故障報(bào)警功能；火災(zāi)優(yōu)先功能；報(bào)警記憶功能（打印機(jī)能否正常工作）；主、備電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能；屏蔽、隔離設(shè)備情況。

2.季度檢查和試驗(yàn)

每季度應(yīng)檢查和試驗(yàn)系統(tǒng)的下列功能，并按要求填寫相應(yīng)的記錄。

探測(cè)器報(bào)警功能：用探測(cè)器試驗(yàn)器或其它方法對(duì)火災(zāi)探測(cè)器進(jìn)行加煙、加溫等試驗(yàn)。手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕試驗(yàn)；火災(zāi)顯示盤、火災(zāi)警報(bào)裝置的聲光顯示；對(duì)主電源和備用電源進(jìn)行1-3次自動(dòng)切換試驗(yàn)。

3.年度檢查和試驗(yàn)

每年應(yīng)用專用檢測(cè)儀器對(duì)所安裝的全部探測(cè)器和手動(dòng)報(bào)警裝置試驗(yàn)至少1次，并按要求填寫相應(yīng)的記錄。

4.探測(cè)器的清洗

感煙火災(zāi)探測(cè)器投入運(yùn)行2年后，應(yīng)每隔3年至少清洗1遍。清洗時(shí)應(yīng)由有相關(guān)資質(zhì)的單位人員進(jìn)行。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，正確使用和維護(hù)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，不僅能降低系統(tǒng)的故障率，減少誤報(bào)警，同時(shí)還能延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，切實(shí)提高火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。另外，要提高相關(guān)人員的應(yīng)急反應(yīng)和處置能力，真正發(fā)揮好火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)和控制初期火災(zāi)的作用，從而降低火災(zāi)的發(fā)生幾率，促進(jìn)生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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篇10

關(guān)鍵詞：溢油探測(cè)；紫外熒光；溢油厚度；背景光屏蔽

引言

我國(guó)是一個(gè)河流眾多的國(guó)家，如果把我國(guó)的天然河流連接起來(lái)，總長(zhǎng)度可達(dá)43萬(wàn)公里。然而在這樣豐富的水資源背景下，不容忽視的是由于各種原因所帶來(lái)的河流污染，惡意的偷排漏排，油品存儲(chǔ)與運(yùn)輸中的泄漏，都危害著水資源的安全，特別是飲用水源的安全。油污染事故危害時(shí)間長(zhǎng)，影響范圍廣，給沿岸生產(chǎn)、生活帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給河流及海洋生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，生態(tài)恢復(fù)困難。及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢油的存在并預(yù)警對(duì)水資源的保護(hù)具有重要的意義。

1 水面溢油探測(cè)方法

從探測(cè)方法的角度討論，目前可用于溢油探測(cè)的方法有5類，分別為：（1）被動(dòng)紅外遙感；（2）被動(dòng)紫外遙感；（3）微波輻射遙感；（4）機(jī)載雷達(dá)遙感；（5）紫外熒光遙感[1]。

被動(dòng)探測(cè)方法的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，但是虛警率較高，并且易受氣候影響，提供的油膜信息較少，目前主動(dòng)遙感分為兩大類，雷達(dá)遙感與紫外熒光遙感，前者主要用于大面積海域的溢油檢測(cè)，載具通常為飛機(jī)，造價(jià)昂貴但覆蓋面積廣，分辨能力強(qiáng)。紫外熒光遙感主要特點(diǎn)是體積小，成本低，適用于定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，測(cè)量精度可達(dá)微米級(jí)厚度的油膜（0.3μm），并且可以探測(cè)海岸線以及冰面上的油膜。

2 激發(fā)光源的選擇

從激發(fā)光源的角度討論，目前常用的激發(fā)光源有以下三種。

目前實(shí)驗(yàn)室中常用的激發(fā)光源為激光光源，因?yàn)楣庠礋o(wú)需濾波，準(zhǔn)直擴(kuò)束后即可發(fā)射到溢油表面，激發(fā)熒光的量子效率較高，相應(yīng)的獲得的熒光光譜也相對(duì)準(zhǔn)確，如果利用光譜特性來(lái)分析區(qū)別油膜的種類，該光源更適用于這樣的定性實(shí)驗(yàn)。

氙氣燈是目前較為成熟的工作光源（例如InterOcean 公司研發(fā)的SS300 溢油探測(cè)系統(tǒng)），工作時(shí)需要保持35v的穩(wěn)定工作電壓，而觸發(fā)電壓則需要瞬間到達(dá)35kv。由于這種光源光強(qiáng)度高，相應(yīng)的激發(fā)熒光的強(qiáng)度也較高，在利用200nm-300nm的紫外光源照射柴油及油時(shí)，可得到熒光發(fā)射光譜，熒光波段主要集中在400nm-600nm[4]。

由于氙氣燈的發(fā)光光譜全覆蓋可見光波段且在熒光波段也有很強(qiáng)的發(fā)射光譜，故其在溢油表面的反射光也形成了一種背景光干擾，使用該光源時(shí)對(duì)背景光的屏蔽要求很高。

LED是一種新型光源，其特點(diǎn)是光強(qiáng)穩(wěn)定性高，啟動(dòng)電壓為0.7v 耗能低，噪聲小，目前作為一種新型光源正用于實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，隨著LED功率的不斷提高，光強(qiáng)增大，其優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，LED將替代傳統(tǒng)氙氣燈，作為激發(fā)光源使用。

3 望眼鏡系統(tǒng)的背景光屏蔽

從屏蔽背景光的角度討論，由于背景光在整個(gè)探測(cè)過(guò)程中始終存在，并且強(qiáng)度隨日光的改變而變化，同時(shí)光電探測(cè)器本身的暗電流與散粒噪聲也對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果造成一定的影響，所以背景光的屏蔽可分為兩部分，（1）反射式望遠(yuǎn)鏡遮光結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（2）光電信號(hào)的采集與處理。常見的反射式望眼鏡有牛頓系統(tǒng)、卡塞格林系統(tǒng)、格雷戈里系統(tǒng)等，采用反射式望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)勢(shì)在于其主鏡與副鏡的焦距相互重疊，使得鏡筒的長(zhǎng)度縮短，實(shí)驗(yàn)中我們采用卡塞格林望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，其便于垂直水面觀測(cè)目標(biāo)區(qū)域，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)遮光結(jié)構(gòu)分為三大部分[5]，其屏蔽作用歸納如表3。

穩(wěn)壓電路及信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)是屏蔽背景信號(hào)的關(guān)鍵，首先應(yīng)設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源，為光電探測(cè)器、集成運(yùn)放等元件提供穩(wěn)定的工作電壓。其次在探測(cè)系統(tǒng)中外加反向偏壓的PIN光電二極管將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光電流，其中包括直流光電流和交流光電流，分別通過(guò)電感與電容傳輸，在取樣電阻上呈現(xiàn)電壓差，直流分量隨入射光強(qiáng)度變化而變化，反應(yīng)入射光強(qiáng)度的大小，噪聲光電流通過(guò)電容傳輸，從而達(dá)到降低噪聲的目的。

4 紫外熒光探測(cè)溢油實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用波長(zhǎng)為365nm的LED紫外光源作為激發(fā)光源，對(duì)光源進(jìn)行濾光，紫外光垂直照射在油膜表面，在暗室環(huán)境下分別探測(cè)，機(jī)油、汽油、食用油的熒光強(qiáng)度，對(duì)照組為純水，如圖1。

由于探測(cè)器及激發(fā)光源放置高度與位置的不同，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的整體變化。在實(shí)驗(yàn)中為了保證激發(fā)強(qiáng)度以及探測(cè)效率，設(shè)定探測(cè)器與光源等高平行，互不遮擋。

由于探測(cè)器距離油面垂直距離越遠(yuǎn)，探測(cè)光強(qiáng)越弱，實(shí)驗(yàn)選定探測(cè)器距離油膜5cm作為探測(cè)高度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖2所示，在探測(cè)器中，光強(qiáng)的變化可以直接反應(yīng)為光電流的大小，而電流通過(guò)取樣電阻產(chǎn)生電壓差值，通過(guò)讀取取樣電阻兩端的電壓值則可以判斷光強(qiáng)的大小，光強(qiáng)與電壓值成正比[6]。實(shí)驗(yàn)中，探測(cè)純水的電壓值為激發(fā)光在水面反射后的光強(qiáng)。

在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，即有背景光的條件下，不改變其他測(cè)量條件，再次探測(cè)不同油類的電壓值。如圖3所示，此時(shí)探測(cè)純水的電壓值為0.0087v，其中包括背景光與激發(fā)光源的反射光。此時(shí)背景光的電壓值為0.0040v，而通過(guò)照度計(jì)探測(cè)到背景光的強(qiáng)度為45.6lx。由此可見，通過(guò)改變?nèi)与娮璧闹导纯墒固綔y(cè)電壓值與光強(qiáng)近似相等[7-8]。

通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論。

（1）探測(cè)器與光源位置的變化將整體改變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。