微小型化范文10篇

时间:2023-03-15 13:50:45

微小型化范文篇1

微光学、微电子、微机械的结合产生出一类新的应用范围很广的器件——微型光机电系统(MOEMS),它也是机、电、光、磁、化学、传感技术等多种技术的综合。MOEMS日益成为新的光学工具,已经对许多基于光学的仪器显示出应用前景。作为MOEMS的一种,微型光谱分析仪具有许多大型光谱仪所不具备的优点,如重量轻、体积小、探测速度快、使用方便、可集成化、可批量制造以及成本低廉等,像普通光谱仪一样微型光谱仪有着巨大的应用市场,可以应用在实验室化学分析、临床医学检验、工业监测、航空航天遥感等领域,因而引起了人们广泛的兴趣。

微型光谱仪的实现可以应用多种技术,目前常用的方法包括:采用新型滤光技术制作微型光谱仪;利用光纤的化学传感性制成光纤探针进行光谱分析;使用微细加工制作集成式微型光谱仪等。

一、采用新型滤光技术的微型光谱仪

声光可调滤光片(AOTF)是一种微型窄带可调滤光片,是光谱仪微型化的一个发展方向,它通过改变施加在某种晶体上的射频频率来改变通过滤光片的光波长,而通过AOTF光的强度可利用改变射频的功率进行精密、快速的调节。它的分辨率很高,目前可以达到0.0125nm,没有可动部件,波长调节速度快、灵活性高。

美国Brimrose公司和JetPropulsion实验室联合设计一种微型电晶体NIR光谱仪。这种基于AOTF的反射型近红外微型光谱仪主要造用于航天领域,使用发光二极管(LED)阵列作为光源,光纤作为光波传输介质,该光谱仪重量<250克,尺寸小9.2×5.4×3.2cm,超快速(4000波长/秒),高可靠性并经过美国国防核子局的防辐射测试。

美国HughesSantaMara研究中心研制的线性楔形光谱仪(专利产品),是由一个微小模状滤光片和一个阵列检测器组成,可以对多个光谱频带进行检测。模形光谱仪内有一个模形的多层薄膜介电材料构成的干扰滤光片,滤光片与两维检测器紧临,这样根据滤光片在不同位置的带通,每一列检测器可以接收不同光谱波段的能量,所以单独一个模形光谱仪可以覆盖很宽的光谱范围。模形光谱仪的光谱范围受到滤光片、探测器材料特性的限制,还需要使用多种阻挡滤光片。工作光谱范围分布在可见光和近红外区(从400nm到1030nm)。该光谱仪在实验中还获得了线性色散率,色散率与点带宽无关,而且滤光片可以根据检测器阵列设计成不同的几何形状。

二、利用光纤制作的微型光谱仪

光纤传感器的主要特点是具有很高的传输信息容量,可以同时反映出多元成分的多维信息,并通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、时间分辨、收集瞬时信息等来加以分辨,真正实现多道光谱分析和复合传感器阵列的设计,达到复杂混合物中特定分析对象的检测,这对电传感器和声传感器而言是望尘莫及的。光纤的探头直径可以小到与其传播的光波波长属于同一数量级,这样小巧的光纤探头可以直接插入那些非整直空间和无法采样的小空间(如活体组织、血管、细胞)中,对分析物进行连续检测。

OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一种紧凑级联光纤DIP探针微小光谱仪,该系统的设计是使用单股光纤以获得高分辨率光谱信息,对于决定液体的吸收、发射和散射,或测量pH或有毒金属浓度使用固定指示材料。光谱仪的模式限制光学设计得到很高的光通量,常规应用中可以使用50μm的光纤。

微型光纤光谱仪还有美国Stwenchristesen等人研制的便携式光纤拉曼光谱仪,便携式光纤拉曼光谱仪可以对化学试剂鉴定盒进行非接触分析,它包括二极管激光器、中阶梯摄谱仪、电荷桐合器件(CCD)检测器和一个带有滤光涂层的光纤探针,这种光谱仪被用来分析密封玻璃容器中的化学试剂和其它有毒化学物。拉曼光谱是通过使用一个带有25m光纤的EICRamanProbe探针获得的。探针输出功率在紫翠玉激光器下为80mW,而二极管激光器为137nW。这种微型拉曼光谱仪也可以用T单个活细胞的分析。

三、集成微型光谱仪

利用MEMS和MOEMS的微加工技术也可以制作出微型光谱仪。GayiinM.Yee等人利用微机械加工方法直接在CCD成像器件上制作衍射光栅构成集成式微型光谱仪,得到的光谱仪系统衍射效率可以达到63%,色散率为1.7mm/像元,分辨率为74.4。

IMS(InstituteofMicrotechnology,UniversityofNe11chatel,Switzerland)制作了一种基于光MEMS技术的微型傅里叶变换光谱仪(FTS),它用一种由静电驱动的电梳执行器来完成微镜的扫描运动。测量得到执行器在38.5mm位移下的非线性为±0.5mm,在消除非线性后得到校正光谱,光谱重现率为±25nm。相位校正后在633nm波长下测量得到光谱仪的分辨率为6nm。公务员之家

四、结论

微小型化范文篇2

关键词:微型弹药接口;AEIS;多路复用;隔离网络

现代战争大多为局部战争,且多发生在人口较为密集的城市之中。用于单兵或小分队作战的先进的侦查、监视和精确打击武器装备需求日益迫切。其中,微型灵巧弹药[1]及其小型化的无人运载系统技术迅猛发展。近年来,微小型无人机技术已日趋成熟。这些小型无人机在战术性能方面,大多具有10~15千米航程、60分钟以上续航能力、配备先进的数据链,战术型无人机还挂载智能微型灵巧弹药。小型无人机在多国已实现批产和装备部队。微型弹药发展的主要驱动力来自满足战术无人机精确打击的作战需求。目前,国外在研或装备的微型弹药主要供战术无人机使用,如美国的“短柄斧”微型制导弹药、“毒蛇出击”反坦克导弹。为了提高飞机与悬挂物的电气连接系统兼容性,降低武器系统的集成成本,美国颁布了MIL-STD-1760《飞机/悬挂物电气连接系统接口要求》,国内参照该标准颁布了GJB1188[2]。借鉴上述两项标准发展的经验和教训,随着微型弹药及作为其运载平台的无人机系统的种类及数量的不断增多,开展微型弹药接口标准及其应用技术的研究工作需求迫切且意义重大。

1飞机/悬挂物电气连接系统标准簇

不同重量级别的悬挂物的体积、功耗和成本需求相差很大。因此,需要制定多样化的飞机/悬挂物电气连接系统(Aircraft/StoreElectricalInterconnectionSystem,AEIS)接口标准。微型弹药是指一种悬挂物,其典型特征是重量不超过25千克,且外径不小于38毫米。微型弹药接口标准就是为了适应微型灵巧弹药及小型化运载平台的迅猛发展而产生的。20世纪80年代初,美国机动车工程师协会(SocietyofAutomotiveEngineers,SAE)编制了MIL-STD-1760,截止目前,最新版本已发展到E版[3]。为了满足小型及微型武器及运载平台的应用需求,SAE又补充了AS5725《小型任务悬挂物接口》标准[4](最新版本为B版)和AS5726《微型弹药接口》标准[5](最新版本为A版)。三项标准共同组成常规、小型和微型互相搭配的飞机/悬挂物电气连接系统标准簇。三项标准相应规定的三种标准电气接口信号规模依次减小,既有继承也有演进。三项标准分别应用于指导不同级别的悬挂物和运载系统的开发与验证[6]。图1三种标准接口信号组演变过程Fig.1Processofevolvementonthreestandardizedinterfacesignalset如图1所示,从电气接口信号功能的角度分析,信号组规模不断缩小。微型弹药接口在满足微型武器使用需求的前提下,使信号数量尽可能地最小化。

2微型弹药接口组成及要求

2.1接口组成。处于运载系统一侧的电气接口称为微型弹药运载系统接口(MicroMunitionsHostInterface,MMHI)。处于微型弹药一侧的电气接口称为微型弹药接口(InterfaceforMicroMunitions,IMM)。AS5726定义了两类IMM接口:I类接口的工作电源为直流28V;II类接口的工作电源为直流56V。这两类使用相同型号的连接器。AS5726中的微型弹药接口信号定义部分继承了AS5725中的小型任务悬挂物接口。IMM主要包括数字数据总线、离散量和电源三种信号类型,具体的信号定义如图2所示。2.2工作电源图。Fig.3Isolationnetworkschematic/UFC接口功能及要求工作电源接口和上行光纤通道(UpFiberChannel,UFC)接口是复用的,为微型弹药提供工作用电源和上行数字数据总线接口。工作电源用于微型弹药内部电子设备基本操作和非安全关键性功能。I类接口通过工作电源接口提供28VDC±5%电源。II类接口通过该接口不仅能提供56VDC±5%电源,还能够提供28VDC。UFC满足AS5653B《MIL-STD-1760用高速网络》要求[7]。2.3安全允许电源。/DFC接口功能及要求安全允许电源接口和下行光纤通道(DownFiberChannel,DFC)接口是复用的,为微型弹药提供工作用电源和下行数字数据总线接口。安全允许电源用于微型弹药安全关键性功能,提供28VDC±5%电源。安全使能电源单次应用的最大持续时间不超过2秒。DFC满足AS5653B《MIL-STD-1760用高速网络》要求。2.4匹配状态接口功能及要求。匹配状态接口用于运载系统和微型弹药确认彼此的电气接口匹配状态。当匹配状态接口与工作电源回线之间的电压超过工作电源电压值的20%时,运载系统认为两者是匹配的。当微型弹药的工作电源接口和内部电源交叉点与匹配状态接口之间的电压超过工作电源电压值的80%时,微型弹药认为两者是不匹配的。2.5安全允许离散接口功能及要求。安全允许离散作为微型弹药的安全关键性功能联锁条件。当且仅当安全允许离散为有效状态时,微型弹药才能够执行来自DFC的安全关键性控制指令。

3微型弹药接口新特性分析

AS5726是飞机/悬挂物电气连接系统标准簇中时间最晚且适用对象更加强调小型化、低功耗和低成本的一项标准。因此,微型弹药接口与1760标准接口、小型任务悬挂物接口相比,呈现出以下几个独有的特点:1)直流功率信号与高频数字数据信号复用。为了减少信号线数量,采用频分复用的方式使得直流电源信号与高频的数字数据信号共用传输线对。每一对信号线两端通过图3所示的3端口隔离网络与光纤驱动器和工作电源接口连接。2)采用FC作为唯一的数字数据总线。在1760接口和小型悬挂物接口中,除了光纤通道还有专门的数字数据总线接口,如1553B总线和10Mb/s1553B总线。在微型弹药接口中,只能在光纤通道上使用FC-AE-1553协议传输命令和控制数据。由于取消了HB3和LB接口,光纤通道上还应能够使用FC-AV协议传输数字化的音频和视频数据。3)不同电源电压共用工作电源接口。在1760接口和小型悬挂物接口中,不同的电源均采用独立的接口。而在II类微型弹药接口中,28V和56V的工作电源是兼容的。当给II类接口提供28V工作电源时,II类微型弹药可当作I类微型弹药使用,可实现其全部或部分功能。当I类微型弹药连接到II类运载系统上时,应确保微型弹药不被损坏。这就要求微型弹药上做好过压保护。4)采用模拟信号实现匹配控制。在小型悬挂物接口中,使用两个不同方向的单向数字开关信号完成运载系统和悬挂物之间的匹配确认。而在微型弹药接口中,通过图4所示的两个串联电阻分压,运载系统和悬挂物分别采集匹配状态接口上的模拟电压值,完成匹配确认。减少了一根信号线且匹配起来更加简单。微型弹药接口的上述四个新特性均体现了接口规模最小化的设计原则,很好地契合了微型弹药和小型运载系统的设计需求。

4微型弹药接口应用技术

针对AS5726定义的标准微型弹药接口新的特性,相较于传统的悬挂物管理系统和悬挂物接口电路设计技术,应着重考虑以下几项特殊的设计问题。4.1隔离网络设计与分析。频分复用是一种典型的多路复用方式。直流电源信号作为低频分量,光纤数字信号作为高频分量,两者的复合信号采用铜缆传输。图3所示的隔离网络由高通滤波器和低通滤波器构成。内部电源端口处,低通滤波器将高频分量滤除,剩下的电源信号分量连接到DC电源或负载。内部FC端口处,高通滤波器将低频分量滤除,剩下的光纤数字信号分量连接到FC发送器或接收器。图3中的低通滤波器由一个高频扼流电感线圈组成,利用其通直流且阻交流的特性实现低通滤波。图3中的高通滤波器是一种工程中广泛应用的一阶RC无源滤波器[8],其传递函数为()221jfHfjfπτπτ=+(1)式中,f为频率,τ=RC。其幅频特性公式为()()()2212fAfHffπτπτ==+(2)若A(f)=2/2,则截止频率为12cfπτ=(3)依据AS5726规定,高通滤波器的截止频率为10MHz。当R1=R1=75Ω时,由式(3)计算可得,C1=C2=212pF。此时,即可实现满足标准要求的截止频率为10MHz的高通滤波器。4.2匹配状态接口电路设计。当微型弹药与运载系统连接后,匹配状态接口对运载系统和微型弹药匹配电路均呈现的为模拟电压信号。可采用模/数转换采集电压或电压比较器两种设计方案。由于匹配状态接口的标准电压值偏高,故需要使用运放电路将电压比例衰减。匹配状态接口电路的主控制CPU采用飞利浦公司的ARM7架构微控制器芯片LPC2294。当采用模/数转换方案时,使用12位ADC芯片AD7892,控制CPU根据匹配状态接口上实际采集到的电压值与工作电源的20%作比较,即可获得匹配结果。当采用电压比较器方案时,使用电压比较器芯片LM393,控制CPU直接读取电压比较器的输出,获得匹配状态。4.3控制流程设计。在向微型弹药工作电源接口施加实际电源之前,标准中允许在工作电源接口暂时施加3~12VDC的低电压电源,该临时电源仅用作匹配状态的确认。一旦确认了匹配状态,即可施加正常的工作用电。之后,运载系统就可以完成微型弹药的识别、初始化、准备和发射/投放控制[9],[10]。图5给出了一种典型的微型弹药控制流程。

5结束语

微小型化范文篇3

【关键词】绿色化学;高中化学实验;渗透分析

“绿色化学”理念始终坚持人与自然的和谐统一,是一个为了适应未来社会发展和环境保护而提出的,全新的化学理念。该理念力争做到从源头就尽量的防止污染,这一理念的提出,对人类今后的生产和生活都将产生巨大的影响和作用。这一概念的提出,对我国目前高中化学教学,特别是实验课教学现状起到了非常显著的改善作用,并且会对于我国化学实验的科学、绿色发展产生积极而深远的影响。

一、绿色化学教育理念的意义

绿色化学从字面意义上来讲就是绿色的化学,也就是环保意义上的化学。如今环境问题日益严重,为了共同保护我们赖以生存的环境,将绿色化学教育理念渗透到高中化学实验教学中,主要有两方面的意义,第一方面,从学校的角度来说,通过高中化学实验教学,运用绿色化学教育理念,首先可以培养教师的环保意识,并通过教师带动学生,积极的培养学生们的环保意识。并且通过绿色化学教育理念,还能够使高中化学实验中产生的化学废弃物更少,节约高中化学实验材料的同时,减少高中化学实验中产生的废弃物对人体的污染。通过课堂实践让学生们树立正确的观念,这样才能更好的在学生今后的工作和生活中践行可持续发展的理念。“绿色化学”教育理念还可以引导学生们养成绿色化学的意识,让学生在化学学习中深切感受到化学对环境污染问题的影响,并在实验过程中要时刻谨记。第二个方面,可以从国家的角度进行分析,绿色化学理念十分适应我国可持续发展的战略方针,“绿色化学”教育理念可以在化学教学中培养学生们拥有可持续发展的意识。学校作为向社会中输送人才的培养皿,有环保意识的学生在今后,往往会成为有环保意识的社会建设人才。通过对绿色化学教育理念进行应用,能够培养大批对绿色化学支持的人才,在今后的生产生活中降低化学实验所产生的污染,大大保护我国的环境,推动我国的环境保护与可持续发展。

二、绿色化学教育理念的特点

绿色化学,又被称为环境无害化学,其含义就是在生产及教学中遵循可持续发展的要求,以此来尽量减少在化学生产和实验中产生的废物及有害物质对环境产生的伤害与副作用。在高中化学实验的教学中,绿色化学是指在引导学生进行化学实验中,尽量采用实验废物及有害物质产生较低的方式来进行,引导学生树立一种无环境污染的化学实验步骤,甚至通过对化学实验产生的污染物,进行二次处理,使其化解变为无污染的实验产物,以满足绿色化学所提倡的无污染环境理念。在绿色化学教育理念中,至关重要的部分有两方面,一是高中化学实验教学老师。化学老师的指导作用是至关重要的。在当前高中化学的教学中,不仅仅要做到知识的传授,同时也是一种素质的培养。在实验中,指导教师们需要组织并引导学生们,让他们积极参与并投入到实验中,通过化学教学中的实验课程,将“绿色化学”的理念灌输到学生的脑海中。第二方面则是参与高中化学实验的学生。通过老师对学生进行绿色化学教育理念的引导,学生有进行主动的吸收,并运用到实际生活中去,才能够将绿色化学理念成功的实践并传播出去,绿色化学教育理念在高中化学实验教学中的渗透才算完整的完成。

三、将“绿色化学”理念渗透到化学实验中

(一)充分把控实验内容,挖掘绿色化学的切入点。现阶段,许多高中化学实验教学中还存在着,化学实验材料浪费、试验方法不合适造成化学污染、教师对化学实验步骤不明确导致重复试验浪费实验材料等现象,为了避免这些不合理现象的发生,这就要考验教师对于实验内容的了解,是否有充足的把控与研究,只有充分的了解,才可以有效的将绿色化学的概念渗透到实验当中,达到让学生在积极参与化学实验的效果,并在实验过程中领悟到绿色化学的真谛[1]。例如,实验中的实验试剂总会出现各种各样的浪费现象,为了避免这种现象发生,可以针对实验中的各种常见试剂,设定出具体实验的限量标准,规定好一次实验用量不得超过该限量标准。这样做可以极大的节约实验试剂,避免出现浪费情况,也可以培养学生节约资源的习惯。化学实验不可避免的会产生部分有害气体,例如在浓盐酸与二氧化锰制氯气的实验中产生的氯气有刺鼻性气味,而且有毒,在此类实验中,老师要着重强调尾气的处理,减少有毒气体对环境的影响。同时,教师们可以在此类实验的基础之上,轻松的发掘出绿色化学理论在实验中的切入点。(二)通过微小型化学实验,减少化学废物的产生。在某些化学教学的实验课程中,微型化学实验是非常不错的选择,可以通过借助小型试管、滴管等容量相对比较小、刻度相对精确的化学仪器来进行实验,通过微型化学实验方法强化学生们对于实验材料用量的控制[2]。通过微小型化学实验,将实验用料等进行减少,即使其产生化学废物,也是较少量的化学废物,对环境构不成污染,满足了绿色化学的教学理念。并且微小型化学实验是正常化学实验的缩影,学生可以通过微小型化学实验进行手动操作,既体验了实验步骤,掌握了实验方法,学习到了实验知识,又产生了较少的化学物废物,满足了绿色化学的教学理念。在我们的教材中,有一部分化学实验的操作要求中,并没有很具体的用量标准,从而产生较多的化学实验废物。举例来说,在化学实验教学中,如果我们利用小型试管来制备乙烯,这一简单的改变,既节省了实验的原材料乙醇,还可以有效减少浓硫酸这一危险物质的排放。通过类似这种微小型实验,不仅可以有效的节省实验试剂的使用,避免浪费,更是可以降低实验废物的产生。(三)利用多媒体演示高危实验。有一些实验的危险系数是比较高的,实验过程中可能会触及到很多有毒有害物质,不仅容易出现突发事故威胁到师生的人身安全,而且还可能会对环境造成很大的危害。针对这一类的实验,是不适宜采用传统的化学实验实践操作进行演示的。现在科技发达,教师们可以事先通过多媒体、电脑、电视等设备,将实验数据设置好,再进行实验的模拟演示。通过多媒体演示高危实验的方式,不仅避免了高温实验所带来的危险性,还将其所产生的高污染化学实验产物,真正变为无污染化学实验产物。

科技在不断的进步,人们的环保意识也日益增强,在这样的大环境下,绿色化学是化学发展的一个非常必要的趋势。通过绿色化学教育理念在当下高中化学实验教学中有效的渗透,积极贯彻绿色化学的思想,可以更好的促使学生们树立正确的化学观念、环保观念,提升学生们对于环境保护的意识以及学生们的化学素养。如果不能有效的改善化学实验中产生的对环境有害的物质,就会导致环境的持续性恶化,这样对于工业产品的生产也会有一定的影响,违背可持续性发展的原则。

参考文献:

[1]张强.绿色化学的理念在中学化学实验教学中的渗透[J].科学咨询(教育科研).2018(11):119.

微小型化范文篇4

微型光谱仪的实现可以应用多种技术,目前常用的方法包括:采用新型滤光技术制作微型光谱仪;利用光纤的化学传感性制成光纤探针进行光谱分析;使用微细加工制作集成式微型光谱仪等。

2采用新型滤光技术的微型光谱仪

声光可调滤光片(AOTF)是一种微型窄带可调滤光片,是光谱仪微型化的一个发展方向,它通过改变施加在某种晶体上的射频频率来改变通过滤光片的光波长,而通过AOTF光的强度可利用改变射频的功率进行精密、快速的调节。它的分辨率很高,目前可以达到0.0125nm,没有可动部件,波长调节速度快、灵活性高。

美国Brimrose公司和JetPropulsion实验室联合设计一种微型电晶体NIR光谱仪。这种基于AOTF的反射型近红外微型光谱仪主要造用于航天领域,使用发光二极管(LED)阵列作为光源,光纤作为光波传输介质,该光谱仪重量<250克,尺寸小9.2×5.4×3.2cm,超快速(4000波长/秒),高可靠性并经过美国国防核子局的防辐射测试。

美国HughesSantaMara研究中心研制的线性楔形光谱仪(专利产品),是由一个微小模状滤光片和一个阵列检测器组成,可以对多个光谱频带进行检测。模形光谱仪内有一个模形的多层薄膜介电材料构成的干扰滤光片,滤光片与两维检测器紧临,这样根据滤光片在不同位置的带通,每一列检测器可以接收不同光谱波段的能量,所以单独一个模形光谱仪可以覆盖很宽的光谱范围。模形光谱仪的光谱范围受到滤光片、探测器材料特性的限制,还需要使用多种阻挡滤光片。工作光谱范围分布在可见光和近红外区(从400nm到1030nm)。该光谱仪在实验中还获得了线性色散率,色散率与点带宽无关,而且滤光片可以根据检测器阵列设计成不同的几何形状。

3利用光纤制作的微型光谱仪

光纤传感器的主要特点是具有很高的传输信息容量,可以同时反映出多元成分的多维信息,并通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、时间分辨、收集瞬时信息等来加以分辨,真正实现多道光谱分析和复合传感器阵列的设计,达到复杂混合物中特定分析对象的检测,这对电传感器和声传感器而言是望尘莫及的。光纤的探头直径可以小到与其传播的光波波长属于同一数量级,这样小巧的光纤探头可以直接插入那些非整直空间和无法采样的小空间(如活体组织、血管、细胞)中,对分析物进行连续检测。

OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一种紧凑级联光纤DIP探针微小光谱仪,该系统的设计是使用单股光纤以获得高分辨率光谱信息,对于决定液体的吸收、发射和散射,或测量pH或有毒金属浓度使用固定指示材料。光谱仪的模式限制光学设计得到很高的光通量,常规应用中可以使用50μm的光纤。

微型光纤光谱仪还有美国Stwenchristesen等人研制的便携式光纤拉曼光谱仪,便携式光纤拉曼光谱仪可以对化学试剂鉴定盒进行非接触分析,它包括二极管激光器、中阶梯摄谱仪、电荷桐合器件(CCD)检测器和一个带有滤光涂层的光纤探针,这种光谱仪被用来分析密封玻璃容器中的化学试剂和其它有毒化学物。拉曼光谱是通过使用一个带有25m光纤的EICRamanProbe探针获得的。探针输出功率在紫翠玉激光器下为80mW,而二极管激光器为137nW。这种微型拉曼光谱仪也可以用T单个活细胞的分析。

4集成微型光谱仪

利用MEMS和MOEMS的微加工技术也可以制作出微型光谱仪。GayiinM.Yee等人利用微机械加工方法直接在CCD成像器件上制作衍射光栅构成集成式微型光谱仪,得到的光谱仪系统衍射效率可以达到63%,色散率为1.7mm/像元,分辨率为74.4。

IMS(InstituteofMicrotechnology,UniversityofNe11chatel,Switzerland)制作了一种基于光MEMS技术的微型傅里叶变换光谱仪(FTS),它用一种由静电驱动的电梳执行器来完成微镜的扫描运动。测量得到执行器在38.5mm位移下的非线性为±0.5mm,在消除非线性后得到校正光谱,光谱重现率为±25nm。相位校正后在633nm波长下测量得到光谱仪的分辨率为6nm。

5结论

微小型化范文篇5

微型光谱仪的实现可以应用多种技术,目前常用的方法包括:采用新型滤光技术制作微型光谱仪;利用光纤的化学传感性制成光纤探针进行光谱分析;使用微细加工制作集成式微型光谱仪等。

2采用新型滤光技术的微型光谱仪

声光可调滤光片(AOTF)是一种微型窄带可调滤光片,是光谱仪微型化的一个发展方向,它通过改变施加在某种晶体上的射频频率来改变通过滤光片的光波长,而通过AOTF光的强度可利用改变射频的功率进行精密、快速的调节。它的分辨率很高,目前可以达到0.0125nm,没有可动部件,波长调节速度快、灵活性高。

美国Brimrose公司和JetPropulsion实验室联合设计一种微型电晶体NIR光谱仪。这种基于AOTF的反射型近红外微型光谱仪主要造用于航天领域,使用发光二极管(LED)阵列作为光源,光纤作为光波传输介质,该光谱仪重量<250克,尺寸小9.2×5.4×3.2cm,超快速(4000波长/秒),高可靠性并经过美国国防核子局的防辐射测试。

美国HughesSantaMara研究中心研制的线性楔形光谱仪(专利产品),是由一个微小模状滤光片和一个阵列检测器组成,可以对多个光谱频带进行检测。模形光谱仪内有一个模形的多层薄膜介电材料构成的干扰滤光片,滤光片与两维检测器紧临,这样根据滤光片在不同位置的带通,每一列检测器可以接收不同光谱波段的能量,所以单独一个模形光谱仪可以覆盖很宽的光谱范围。模形光谱仪的光谱范围受到滤光片、探测器材料特性的限制,还需要使用多种阻挡滤光片。工作光谱范围分布在可见光和近红外区(从400nm到1030nm)。该光谱仪在实验中还获得了线性色散率,色散率与点带宽无关,而且滤光片可以根据检测器阵列设计成不同的几何形状。

3利用光纤制作的微型光谱仪

光纤传感器的主要特点是具有很高的传输信息容量,可以同时反映出多元成分的多维信息,并通过波长、相位、衰减分布、偏振和强度调制、时间分辨、收集瞬时信息等来加以分辨,真正实现多道光谱分析和复合传感器阵列的设计,达到复杂混合物中特定分析对象的检测,这对电传感器和声传感器而言是望尘莫及的。光纤的探头直径可以小到与其传播的光波波长属于同一数量级,这样小巧的光纤探头可以直接插入那些非整直空间和无法采样的小空间(如活体组织、血管、细胞)中,对分析物进行连续检测。

OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一种紧凑级联光纤DIP探针微小光谱仪,该系统的设计是使用单股光纤以获得高分辨率光谱信息,对于决定液体的吸收、发射和散射,或测量pH或有毒金属浓度使用固定指示材料。光谱仪的模式限制光学设计得到很高的光通量,常规应用中可以使用50μm的光纤。

微型光纤光谱仪还有美国Stwenchristesen等人研制的便携式光纤拉曼光谱仪,便携式光纤拉曼光谱仪可以对化学试剂鉴定盒进行非接触分析,它包括二极管激光器、中阶梯摄谱仪、电荷桐合器件(CCD)检测器和一个带有滤光涂层的光纤探针,这种光谱仪被用来分析密封玻璃容器中的化学试剂和其它有毒化学物。拉曼光谱是通过使用一个带有25m光纤的EICRamanProbe探针获得的。探针输出功率在紫翠玉激光器下为80mW,而二极管激光器为137nW。这种微型拉曼光谱仪也可以用T单个活细胞的分析。

4集成微型光谱仪

利用MEMS和MOEMS的微加工技术也可以制作出微型光谱仪。GayiinM.Yee等人利用微机械加工方法直接在CCD成像器件上制作衍射光栅构成集成式微型光谱仪,得到的光谱仪系统衍射效率可以达到63%,色散率为1.7mm/像元,分辨率为74.4。

IMS(InstituteofMicrotechnology,UniversityofNe11chatel,Switzerland)制作了一种基于光MEMS技术的微型傅里叶变换光谱仪(FTS),它用一种由静电驱动的电梳执行器来完成微镜的扫描运动。测量得到执行器在38.5mm位移下的非线性为±0.5mm,在消除非线性后得到校正光谱,光谱重现率为±25nm。相位校正后在633nm波长下测量得到光谱仪的分辨率为6nm。

5结论

微小型化范文篇6

1、《三国演义》是明初罗贯中作的历史演义小说,它取材于东汉末年和魏、蜀、吴三国鼎立的一段历史,为那个群雄逐鹿的动荡时代提供了全景式的历史图卷,创造了数以百计的栩栩如生的人物画廊。

最能准确复述这段话主要意思的是:(B)

A、《三国演义》是一部历史演义小说

B、历史演义小说《三国演义》的背景及主要内容

C、《三国演义》的作者是明初罗贯中

D、《三国演义》塑造了很多人物

2、写作要有题目,就是要有中心思想,要有内容。目的性要明确,例如这篇文章是记载一件事情,或提出一个问题,解决一个问题,或发表自己的主张、见解等等。总之,要有所为而作。无?quot;为"的文章,尽管文理通顺,语气连贯,但是内容空洞,只能归入废话一栏,以不写为好。

这段话主要支持了这样一个论点,即:(B)

A、写作要有题目

B、写作之前一定要有一个明确的目的,这样才能言之有物

C、文章有很多种类,要根据不同的种类确定不同的写作内容

D、不要写废话

组选:

3、主题:

原始地球形成后的八亿年,其内部逐渐变热使局部熔融并超过铁的熔点,原始地球中的金属铁、镍及硫化铁熔化,并因密度大而流向地球的中心部位,从而形成液态铁质地核。同时,地球的平均温度进一步上升(可达约2014℃),引起地球内部大部分物质溶融,比母质轻的熔融物质向上浮动,把热带到地表,经冷却后又向下沉没。这种对流作用控制下的物质移动,使原始地球产生全球性的分异,演化成分层的地球,即中心为铁质地核,表层为低熔点的较轻物质组成的最原始的陆核,陆核进一步增生,扩大形成地壳。地核与地壳之间为地幔。分异作用是时球内部最重要的作用,它导致了地壳及大陆的形成,并导致大气和海洋的形成。所以说,我们的地球是原始地球再生的,这个再生过程大约发生在40亿年前(或说37亿年前至45亿年前之间),即我们已经发现的最古老岩石的形成时期之前。氢和氧合成的水,原先潜藏于一些矿物中。当原始地球变热并部分熔融时,水释放出来并随熔岩运移到地表,大部分以蒸气状态逸散,其余部分在漫长的地质历史进程中逐渐充满大洋。在原始地球变热而产生异作用的过程中,从地球内部释放出来的气体形成了大气圈。早期地球的大气圈万分与现代不同,正是由于紫外线辐射的能量促使原始大气万分之间发生反应,从无机物质生成有机小分子,然后发展成有机高分子物质组成的多分子体系,再演变成细胞,生命得以开始和进化。

(1)不属于"分异作用"的一项是:()

A、金属铁、镍及硫化铁熔化,并因密度大流向地球中心部位

B、比母质轻的熔融物质向上浮动

C、无机物质生成有机小分子

D、陆核进一步增生,扩大形成地壳

(2)按产生先后次序正确排列的一项是:()

A、地核、地幔、地壳、水

B、地核、地壳、地幔、大气

C、地核、地壳、有机小分子、细胞

D、地核、地幔、地壳、大气、细胞

(3)原始地球再生过程发生在:()

A、原始地球形成后的几亿年

B、地球平均温度达2014℃时

C、液态铁质地核开始形成的时期

D、大气和海洋开始形成的时期

(4)分析有误的一项是:()

A、地球一直处于发展变化过程中,至今依然如此

B、地球形成的历史不超过50亿年

C、生命产生于大气成分之间的反应

D、氢和氧结合成的水最终大部分汇集成了海洋

4、主题:

多少年来,人们一直在幻想研制一种航空航天运输工具,它既能从机场跑道起飞,又能以高超音速穿越大气层进入宇宙空间,完成航天任务后再入大气层,在机场水平着陆,而经过简单维修后,短期内又能重上蓝天,重复使用几十几百次,这类既具有高超音速运输功能又具有天地往返运输系统功能的重复使用有翼飞行器,被称之为航空航天飞机,简称空天飞机。这是一种新型运输工具,具有一般飞机和航天器所没有的优越性。首先,与普通运输客机相比,它能够以更高速度在大气层上层(或近宇宙空间)机动飞行,从而大大缩短远距离运输的时间,如德国桑格尔空天飞机(第一级改进型)由法兰克福经洛杉矶飞至东京仅需3小时15分钟,美国"东方快车"由华盛顿飞至东京仅需2小时,而由欧洲飞至澳大利亚仅需1小时。再者,与以往的一次性使用飞船和多次部分重复使用航天飞机相比,它在重复使用性、机场水平起降能力,利用大气层能源、灵活机动性、发射操作费用、可维修性和复飞间隔时间等方面均有大幅度改进。如其重复使用次数可增至50至数百次,发射(运输)费用仅相当于运载火箭发射费用的三分之一(甚至十分之一或二十分之一),大型航天飞机发射费用的五分之一,比起用火箭发射小型航天飞机的费用也要降低10-30%。再如复飞间隔时间,空天飞机一般在着陆后数小时或略长时间内即可重新起飞。这是航天飞机所无法做到的。因此,空天飞机有着十分广阔的发展与应用前景,不仅可以进行全球性的高超音速运输,而且可以完成各项成本较低、效益较高的航天运输使命,为空间站往返运输人员和货物,执行各种航天军事任务,展望21世纪,它必然会成为遨游于大气层中与宇宙空间的骄子。

(1)空天飞机是指:()

A、兼具飞机与火箭功能的运输工具

B、能从机场起飞,穿越大气层进入宇宙空间的运输工具

C、具有高超音速运输机功能,又具有天地往返运输系统功能的重复使用有翼飞行器

D、是航天飞机的一种、使用费用较低

(2)空天飞机的优越性表现在:()

A、机场水平起降能力超过飞机

B、灵活机动性超过飞机

C、大大缩短远距离运输的时间

D、能够在大气层上层机动飞行

(3)空天飞机发射操作费用有误的一项是:()

A、运载火箭发射费用的三分之一

B、是大型航天飞机费用的五分之一

C、是火箭发射小型航天飞机的费用的10-30%

D、完成任务各项成本较低,效益较高

(4)分析有误的一项是:()

A、普通飞机从华盛顿到东京将会超过2小时

B、空天飞机主要以载人运输为主

C、航天飞机也能完成天地往返,但完成下一次航行,要进行大量部件更换

D、空天飞机的成本及用途,决定了它在下个世纪的美好前景

5、主题:

微电子技术的研究重点是集成电路。集成电路是指以半导体晶体材料为基片,采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线集成在基片内部、表面可基片之上的微小型化电路和系统。微小型化电路简称微电路,是一种结构上比最紧凑的分立元件的电路小几个数量级、重量轻几个数量极的微结构电路。标志集成电路水平的指标之一是集成度。所谓集成度就是指在一定尺寸的芯片上(这个芯片的尺寸比小拇指的指甲还小)能做出多少个晶体管。也有的用在一定尺寸的芯片上能做出多少个门电路(一个标准的门电路是由一个或几个晶体管组成的)来衡量集成度。集成电路发展的初期仅能在这个小面积上制造十几个或几十个晶体管,因而其电路的功能也是有限的。一般将集成100个晶体管以下的集成电路称为小规模集成电路。到60年代中期,集成度水平已经提高到几百甚至上千个元器件。我们把集成100-1000个晶体管的集成电路称为中规模集成电路。70年代是集成电路飞速发展的时期,集成电路已经进入1000个以上元器件的大规模集成时代,这期间已出现了集成20多万个元器件的芯片。大规模集成电路不仅仅是元器件集成数量的增加,集成的对象也起了根本变化,它可能是一个复杂的功能部件,也可能是一台整机(如单片计算机)。80年代可以看作是超大规模集成电路的时代,芯片上集成的元件数已达10万以上,而且已经突破了百万大关。生产集成电路的原料是硅、铝、水、某些化合物和一些普通气体,这些材料都不昂贵,但是,制造集成电路的过程却相当复杂,对所有的设备要求很高,所以建立集成电路产业的投资是相当巨大的。而芯片价格的下降,只有依靠现代化的大批量生产才能达到。在硅片上制造微电路是成批地制造,在微小的面积上制出晶体管、电阻、电容而且按要求连成电路已属不易,而在一定面积的硅片上制造出性能一致的芯片就更加困难。集成电路的生产,大多是从硅片制备开始的,硅片的制造需要专门的设备和严格的生产条件。集体成路的制作过程很复杂,为了保证工艺质量需使用大量昂贵的设备。而且,对生产厂房的温度、湿度、空气的清洁度都有很高的要求,集成电路的生产一般都要在超净车间中进行,这种厂房的基本建设投资也大大地高于一般生产厂房。

(1)对集成电路表述有误的一项是:()

A、一种微小型化的电路或系统

B、包括微电路,结构上比最紧凑的分立元件电路小几个数量级、重量轻几个数量级

C、以集成度作为水平指标

D、由基片、晶体管、元器件、互连线组成

(2)分析有误的一项是:()

A、集成度越高,晶体管也就越多

B、集成度同晶体管的尺寸成反比

C、集成20多万个元器件属大规模集成电路

D、集成对象是元器件,也可能是一个复杂的功能部件或单片计算机

(3)选择正确的一项:()

A、芯片的原料是硅、铝、水,某些化合物、或普通气体

B、集成电路产业投资巨大,产品价格昂贵

C、集成电路元器件存在于半导体晶体材料内部

D、集成电路制作精细,材料昂贵

(4)芯片价格下降,只有依靠现代化的大批量生产,下列叙述中不是其原因的是:()

A、制造集成电路的过程相当复杂

B、在一定面积的硅片上制造出性能一致的芯片非常困难

C、建立集成电路产业投资巨大

D、生产集成电路设备要求高,材料价格昂贵

答案:

1、B2、B

3、(1)C(2)C(3)A(4)D

微小型化范文篇7

早在远古时期,人们就知道某些物质具有和温度有关的自发电偶极距,因为它们被加热时具有吸引其它轻小物体的能力。1824年Brewster观察到许多矿石具有热释电性。l880年约·居里和皮·居里发现当对样品施加应力时出现电极化的现象。但是,早期发现的热释电体没有一个是铁电体。在未经处理的铁电单晶中。电畴的极化方向是杂乱的,晶体的净极化为零,热释电响应和压电响应也十分微小,这就是铁电体很晚才被发现的主要原因。直到l920年,法国人Valasek发现了罗息盐(酒石酸钾钠,NaKCH4O·4H2o)特异的介电性能,才掀开了铁电体的历史。

在铁电发展史上的重要历史事件按年代顺序列于表l中。

1四个发展阶段

有关铁电的发展历史,大体可以分为以下四个阶段。

1.1罗息盐时期一发现铁电性

1919年,JosephVa1asek在美国明尼苏达州大学读探究生,师从物理学家WFGSwan教授。从事宇宙射线物理理论探究工作而闻名于世的Swan教授建议Valasek探究罗息盐单晶的物理性能。在接下来的两年里,Valasek测量了罗息盐的线性介电响应、非线性介电性能、压电性能、热释电现象等宏观性能。1920年4月23日在华盛顿举办的美国物理学会会议上,铁电性概念诞生了。

Valasek在“PiezoelectricandalliedphenomenainR0chellesalt”报告中指出:电位移D、电场强度E、极化强度尸分别类比于磁学中的、和,.罗息盐中P和E之间存在的回线和磁滞回线类似。1921年。该报告全文发表在PhvsicalReview期刊上。它奠定了两个里程碑:(1)第一次表明罗息盐自身存在持久极化;(2)首次给出电荷和电场之间的回线(见图1)。Valasek是在介电领域使用自发极化和居里点这两个概念的第一人_71。有趣的是,他从未使用过铁电性(Ferr0electricitv)这个词。也许他并不知道。在19l2年闻名的欧文·薛定谔就已经提出了这一概念。

1.2KDP时期一铁电热力学理论

1931年比利时布鲁塞尔大学的物理化学教授JErrera发表了一篇论文,文中指出罗息盐的介电常数随外加电场频率的变化呈典型的反常色散现象。其实AMNich0lson早在1919年就发表了有关罗息盐强烈谐振曲线的论文,但Errem和瑞士苏黎世的物理学家都不知道。他们认为非凡宽的色散曲线不会是分子共振引起的,并决定重复Errera的实验。Scherrer的学生GBusch,将此新问题作为其博士学位论文进行了探究。Busch他找到和此新问题相关、在1897年至1932年出版的文章仅约20篇。其中包括GSteulmann的文章“InstitutfnrallgemeineElektmtechnik”,Steu1.mann测量了K3PO、K2HPO、KH2PO等粉体的介电常数。前面两种盐的值很平常,分别为7.75和9.O5,而KH2PO的值却高达3O。但这些材料都不含结晶水.因而没有引起Busch的重视。在经过诸多失败后,他才探究KH2PO的性能,并于l935年3月13日采用简易的电桥观察到超过量程的大电容。随后,Busch赴柏林做低温实验,证实KH2PO确实是铁电体。有关KH2P0介电常数一温度关系的第一批实验结果见图2。

在理论探究方面,Mnller首先将热力学理论应用于铁电体。VLGinsburg将郎道(Landau)相变理论应用于KH2P0型铁电体,并迈出了将这一理论应用于更一般情况的第一步。德文希尔(Devonshire)将其进行完善,发展为今天仍行之有效的郎道一德文希尔理论。

1.3钙钛矿时期一铁电软模理论

BaTi0铁电性的发现主要源于战争期间对电子元器件(尤其是电容器)的探究。众所周知,金红石具有高介电常数(£100),当时有几个实验室试图将TiO和其他氧化物(非凡是碱土金属氧化物)共烧制备高介电常数陶瓷。有四个国家独立地发现了BaTiO3的铁电性:

(1)美国1941年报道了通过烧结TiO2和BaO制备的陶瓷具有高介电常数。经测试介电常数高达1l00。

(2)英国1942年就发现了碱土金属钛酸盐具有高介电常数。由于战争时期保密限制使得发表时间推迟至1945年。而且在最初的出版物中并没有提及铁电性。

(3)俄国报道了BaTi0,的反常介电行为。虽然探究者意识到这是铁电现象,但是他们最初猜测反常行为是由高介电介质中的介电击穿引起的。不过,

他们很快明白发现了一种新的铁电体,并找出了居里一外斯定律,测定了电滞回线。

(4)日本也发现了BaTi0,的反常介电行为。日本从战前到二战期间一直进行着罗息盐的探究。BaTiO,是第一种不含氢且不溶于水的铁电体。此后,陆续发现了其他钙钛矿铁电体,例如KNb0,和KTa03fMatthias,1949年),LiNbO3和LiTa03(Matthias和Remeika,1949年),PbTi03(Shirane、Hoshima和Suzuki,1950年)。至20世纪50年代末,大约有100种化合物被发现具有铁电性。截至199O年,已知的铁电体约为250种。

1958年11月在莫斯科召开的苏联第二届电介质会议上Anderson提出了软模理论,而Cochran则独立地进行了更具体的探究。Barker和Tinkham运用红外光谱以及随后的C0wlev利用非弹性中子散射进行了实验验证。截至1970年.有关铁电相变晶格动力学的主要思想已经阐明。

1.4铁电薄膜及器件时期一小型化

虽然二战时BaTiO就已经用于器件中.且随后铁电材料被广泛应用于生产多种器件,但是,90年代以前并没有器件真正用到铁电材料的铁电性,而是利用铁电材料的其他性质.主要是压电性和热释电性。80年代中期薄膜制备技术取得了突破性进展,基本扫清了制备高质量铁电薄膜的技术障碍。由于铁电薄膜具有介电性、压电性、热释电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等重要特性,人们单独利用其中某一性质或综合利用多种特性研制出了众多的铁电薄膜器件(见表2)。

随着整机和系统向着小型化、轻量化方向发展,微电子、光电子、微电子机械等对铁电材料提出了小型化、薄膜化、集成化等要求。在此背景下,铁电材料和工艺和传统的半导体材料和工艺相结合而形成了一门新兴的交叉学科一集成铁电学。同时,铁电材料及器件的探究发生了两个重要的转变:一是由单晶器件向薄膜器件发展:二是由分立器件向集成化器件发展。

微小型化范文篇8

【关键词】软钎焊;空分设备;装配工艺;微小型;高精度

1引言

氪氙氖氦等稀有气体在空气中含量较少,被称为黄金气体,随着工业生产和科学技术发展,它们的用途也越来越广,在灯光行业、精细化工、核化学、放射化学等领域都有很大用途。在国防工业和石油化学工业的发展中,开发稀有气体等微型或小型高精尖空分设备已成为空分市场未来发展的趋势。

2研究目的

撬装快结构氪、氙、氖、氦提取设备具备结构紧凑、灵活、安装方便等特点。移动式的撬装设备要求精馏塔内部空间有限,运输高度受到限制,所以筛板式结构分流塔在移动式撬装设备中得到首选。但是微型或小型筛板塔组装空间狭小,结构复杂,装配难度大大提高,采用中大型空分分流塔安装方法显然达不到功能设计的要求。急需探索一种高效、简洁、实用的装配方法为设备微型化设计做工艺保障。

3分馏塔分类和特点

3.1分馏塔结构特点对比

分馏塔按结构可分为:填料式和筛板式两类。对比优缺点如下。优点:填料式分馏塔:①节能、效率高、技术成熟;②在减压和常压蒸馏条件下,单位塔截面积通气能力较好;③压力降小。筛板式分馏塔:①气或液每经过一层塔板都可得到近乎完全混合,液体沟留不均或气体分布不均都只会影响这一层的分馏效果,对整体影响较小;②持液量较大,易于操作;③内部结构简单,灵活性高;④计算比较准确可靠且方便安装冷却管。缺点:填料式分馏塔:①在高液气比的条件下传输率较低;②塔内采用液体分布器,占比空间大,灵活性差,填料层容易堵塞;③操作范围小,对液体负荷的变化敏感。当液体负荷较小时,其表面不能很好地润湿,传递效果下降;当液体负荷过大时,容易产生液泛。筛板式分馏塔:①在减压、常压、低压操作下,分离效率略低;②压降相对高,耗能大。

3.2塔板制作方案分析

移动式分馏塔采用的是筛板塔,内部塔板分别由接液板、孔板、挡板和溢流斗四部分连接组成,由于筛板塔塔板厚度较薄,所以在选材和复合工艺上做了不同对比分析。

3.2.1装复方法分析

对于分馏塔塔板各部件的组装连接主要有焊接和铆接两种,各自特点主要有以下方面。塔板的质量在分馏塔分馏工况具有重要作用,塔板平整度和塔板的孔径,孔距精度直接影响精馏效果,所以大型空分设备塔板多采用铆接结构,这样就减少焊接变形,保证塔板的平整度公差在±0.5mm内。而撬装式稀有气体分馏塔体积较小,内部塔板间的连接空间有限,且分馏塔内塔板各部件要求密封度高,不得漏液,堵塞孔径。由表1可知,焊接连接强度高,密封性好,重量小,结构简单,而铆接连接需要母材搭接,还需要大量的铆钉固定,对于小型分馏塔塔板连接消耗的无效面积大,在有限空间,使得塔内精馏功能和效果降低。

3.2.2焊接方法分析

目前焊接方法主要有熔化焊和钎焊两种。①熔化焊:将填充材料和工件的连接区基本材料共同加热至熔化状态,在连接处形成熔池,熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接接头,使分离工件连接成一个整体。优点:焊缝密封性好,强度能达到与母材一致。缺点:焊接过程中加热,母材局部受热致使变形,不易控制。②钎焊:采用比母材熔点低的金属材料作为钎料,将钎料和钎剂加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。根据塔板的特殊结构和使用功能,锡钎焊具备以下优势:①稳定性好,钎焊对母材的物理化学性能影响小,焊接应力和变形较小,焊件变形可降到最低程度,易保障焊件的尺寸精度,可连接性能差别较大的异种金属。②应用范围广,对工件厚度无严格要求。③操作简单,锡钎焊设备简单,采用烙铁加热钎料,使接头光滑平整。适合在小空间,连接各种复杂工件。小型塔板要求密封性好,且塔板平整度高,考虑塔板厚度较薄,极易焊接变形,塔体直径小,空间有限,选用烙铁锡钎焊更为合理。黄铜H62的最低抗拉强度为δH62=315MPa,强度相当,具有足够的连接强度,适用于塔内件固定和连接。

3.2.3材质选择

分馏塔设计温度为-196℃,为压力容器。内部清洁度很高。因此要求材料选择和受压焊缝具有一定的强度保证。将上述分析,锡钎焊工艺评定抗拉强度无法达到母材最低强度要求,从压力容器安全角度出发,建议受压件筒节选用不锈钢,采用氩弧焊对接,而内件选用H62黄铜,采用锡钎焊装配。

4结论

①锡焊温度低,密封性好,具有一定的连接强度,焊后母材不易变形,相比铆接结构,锡焊装配更简单,且重量小,刚性、稳定性更好。适用于结构精巧、复杂的小型塔板等内件的装复连接。②微小型压力容器选用不锈钢作为外壳受压件首选材料,而黄铜更适合加工容器内件。黄铜硬度低,冷变形加工性能佳,能满足锡钎焊工艺特性,对于小型分馏塔塔板高精度,高平整度的质量要求,成为设计首选材料。③黄铜锡钎焊接头抗拉强度率低于母材,在容器受压焊缝中应用存在一定风险,因此黄铜材质和锡钎焊工艺在小型空分设备内件制作具有极大的优势,实践证明该工艺方案可行性、安全性满足生产和技术要求。

【参考文献】

【1】陈裕川.焊接工艺设计与实例分析[M].北京:机械工业出版社,2009.

微小型化范文篇9

(1)全控化。随着电子信息技术的高速发展,电力电子器件也获得了很大的完善,其功能越来越强大,不同类型的自关断功率器件逐渐取代了传统的半控型器件。全新的大容量电力自关断功率器件具有全控化的作用,电路更加简单。(2)集成化。从分立形式的角度来看,原有电子器件同集成化器件具有很大的差异,单元器能够对大量的全控型器件进行整合,使之于基片中形成整体。(3)高频化。在电子器件集成化程度逐渐提高的过程中,高频化发展方向使工作效率大大提升,能够在短时间内快速完成相应的处理工作,GTR、IGBT及功率MOSFET对应的工作频率分别为10、几十和百千赫兹。(4)高效率化。大容量电力电子应用系统中的变换技术、器件是高效率化特征的主要表现,因为逐渐变小的器件导通压降,导致产生的导通损耗也明显降低,再加上器件控制元件的切断和连接速度较快,使得开关器件的消耗大大变小。在正常工作过程中,充分发挥了变换器软开关技术的优势,电力电子器件的工作效率大大提升。(5)变换器小型化。变换器规模及体积逐渐变小也是大容量电力电子技术的关键特点之一,控制元件及滤波电路由于器件工作频率的不断提高,电路也逐渐向着微小化、集成化的方向发展,致使其占有的空间变小,主电路体积越来越小型化。变换器因为现代先进技术别的应用和其他集成化器件的应用,体积也更小。

2电力电子技术的应用

2.1电气节能介绍

有源滤波、电能质量及变频调速等内容都属于电气节能的范畴,其中电机节能最为重要,主要是采用变频调整方式,改善风机、泵类电机系统,而电气节能方面中的变频调速系统的电力来源主要是变频器,在社会经济发展和科学技术不断进步的过程中,变频调速方面的相关技术获得了很大的完善,具有非常广阔的应用,相关设备的更新频率大大降低。如果我们使用变频技术,使电机根据我们需要的速度进行运行,对原有的系统进么智能改造和控制,仅电机这一项消费我国一天就可以节约大约30%的电能,工业领域的节能效果更大。由此可见,这是我们不容忽视的一个重要作用,关系到了国民经济高效的发展。

2.2风力、太阳能等新能源发电

目前世界范围内应用频率较高的可在利用新型能源主要包括:生物质能、太阳能、风能及地热能等,但这些新型能源的利用都必须要借助大容量电力电子系统来实现。电力电子技术在利用新能源进行电力生产的过程中,具有较大的供应不确定性,必须要根据天气的变化进行调整,必须要满足电网电力、并网发电方面较高的要求,可以保障供应电能的质量,不存在较大的功率变化情况。由于我国的科学技术发展水平较低,依靠引进国外网格转换器的方式来进行电力生产,需要进行进一步的研究和探索,从根本上提高设备的稳定程度,优化设备性能,并应用统一、规范、系统的标准对应用设备进行管理和控制。

2.3电力牵引

随着交通流量的增大,交通事业的进步成为各个国家关注的重点,应用电力牵引方式,对电动汽车、地铁、高速铁路及轻轨等交通设施进行改造成为主流化趋势。例如:高铁的机头。目前,高铁已覆盖了我国的等多数地区,已经将利用电力牵引的汽车在一些地区进行应用测试。这些混合性电力动力汽车所需的变换器的来源是国外技术发达的国家,我国要加大对电力牵引方面的研发力度,如:开发集成技术和冷却技术来提高电力电子变换器的效率和功率密度;

2.4智能电网

智能电网是一个新概念,一般认为电力电子技术为智能电网的实施提供了坚实的技术保障,能够提供更大的动力,还涉及到电网控制技术、传感技术等多种先进的技术。其中,传感技术、储能技术、输电技术及控制技术等都涵盖于电力电子技术的范围内,能够使电网发电形式转变为新型能源开发,大大提高电网的工作效率,变得更加安全可靠。我国电力体制改革和建设工作实施过程中,对特高压输电内容的研究充分运用了智能电网技术,并在一些城市建造成功,能够对高达800kv的电压进行输送。根据我国对电网建设方面的设计规划工作,预期在2020年投资将近一亿元人民币进行特高压输电建设;并2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。

3主要关键技术

(1)硬件和电力半导体器件的发展分析。系统的性能和可靠性往往由设备的好坏决定,而大容量电力电子应用系统对高功率半导体器件要求更高。目前,宽带隙的新型半导体的开发,如碳化硅材料,被人们越来发挥重视,还有对氮化镓(GaN)设备的发展也引起了人们的关注。(2)拓扑的研究。在对多电平变换器拓扑关系及结构方面的探索处于低级阶段,预测在未来的发展过程中会向着混合式结构形式的方向发展。(3)应用PWM控制方法。大容量多电平转换电路是脉冲宽度调制的主要应用领域,但由于拓扑结果形式及特征各不相同,必须要满足相应的功能要求。

4存在的关键问题分析

(1)半导体开关器件的特性没有完全足够掌握。(2)主电路的设计未能与实际紧密结合,协调配合有所欠缺。(3)对不清楚的装置、设备的电磁瞬态过程进行描述。(4)缺乏对设备的失效作用分析。目前仍需要处理的任务为:(1)提高设备模型的适应能力。(2)定义对可靠运行区域。(3)理解不同时间尺度过程。(4)能源控制问题。

5总结

微小型化范文篇10

【关键词】农村金融服务体系新农村建设

永春属于传统农业大县,农业仍是永春经济的重要支撑,新农村建设是海峡西岸经济区建设的重要内容,也是永春实现中部崛起的重要突破口。但是,当前农村金融与新农村建设要求相比还存在很多差距,本文将以科学发展观为指导,致力于构筑县域金融服务支撑体系方面进行前瞻性探讨,以最终实现新农村建设目标。

一、永春农村金融服务体系现状

据统计,永春县农业、乡镇企业和农副产品贷款余额占全部贷款余额的比重由2002年的42.9%下降到2006年的32.06%,至2006年底,全县农业贷款余额占各项贷款余额25.96%。

1、农村金融组织体系概况。目前,永春县农村的正规金融组织,除了四大国有商业银行外,还有农村信用社、邮政储蓄机构。2004年,农业发展银行撤掉后,现由农业银行、农村信用社形成了商业金融与合作金融分工协作的农村金融格局(见表1)。

2、农村金融需求及满足情况。据专家估计,建设新农村在未来15年内平均每位农民需要投资约为1700元到4900元,以此类推,按永春县53万农业人口计算,新农村建设的资金缺口将在9.01亿元至25.97亿元之间,巨大的资金需求为拓展农村金融提供了广阔的市场。而农民和农村企业从正规渠道获得的信贷支持还是不够的,一定程度上抑制了农业和农村经济的扩大再生产,问卷调查显示,百户乡村企业信贷资金满足程度为四成,而千户农户10万元以上的大额信贷资金满足程度不足一成。从结构上来看,农业银行支农贷款比重由2002年的44.71%下降为2006年的2.57%,而农信社的比重则由55.29%上升为97.43%,农信社已成为发放支农贷款的主力军。

二、现行农村金融存在的问题

以科学发展观审视当前永春县新农村建设的金融瓶颈主要体现在经济金融互依存度低,县级金融机构因大量撤并而呈萎缩之势,金融产品和金融服务种类单一,农村经济发展与金融资源供给不相匹配。农村金融的“边缘化”,正在成为社会主义新农村建设的“瓶颈”。

1、农村金融组织功能存在缺陷。近年来,国有商业银行纷纷退出县域市场转向大中城市、大中型企业和优势行业,信贷资金集中调度,贷款权纷纷上收,这导致县域金融中信贷规模逐年萎缩。而且,目前农村的电子网络远远落后于城区,农村信用社基本上只有简单的存贷款、结算业务,现代商业银行的创新业务基本未延伸至农村金融市场。

2、“一社难支三农”。2006年,农村信用社净增各项存款2.05个亿,当年其净增贷款1.9个亿,新增存贷比达到了93%,在资金满负荷运用的情况下,还只能满足农户小额贷款及部分基础设施投入,对农业产业化、现代化的资金需求,只能心有余而力不足。因此当前现行的农村金融制度安排,农村金融面临“边缘化”,信贷资金投入严重不足,不利于金融支持农村经济发展的客观需要。

3、金融支持面临收益性障碍。当前农村信贷满足程度与农业生产规模效益不相称,2002-2006年,农村信用社农业贷款余额分别达2.99亿元,4.09亿元,5.17亿元、5.95亿元和7.07亿元,占金融机构贷款总额比由2002年的16.9%提高到2006年的25.1%,但同期每百元农业贷款实现的农业总产值却分别为424元、334元、310元、289元、254元,单位贷款创造的比较收益不断下滑,相应抑制了金融机构的贷款投放意愿和投放效果。

4、农业保险改革刚刚启动,“三农”经济缺乏风险补偿机制。福建是自然灾害高发省份,永春农业发展易受台风、干旱和洪涝等自然灾害的侵袭。总体上,农业保险还处于初期摸索阶段,政府组织难、保险公司经营难、农民交费难的“三难”问题尚未得到很好解决。

三、构筑新农村建设金融服务体系若干思考

由于农村金融改革的复杂性、反复性和特殊性,农村金融服务体系不完善、网点覆盖率低、金融供给不足、竞争不充分、服务功能不强的问题一直较为突出,农村金融组织体系亟待进行重新架构。全国金融工作会议提出加快构建多层次、广覆盖、可持续的农村金融新体系,这为农村金融改革指明了方向。

1、合理规划网点布局,引导错位充分竞争。一是在充分发挥农村合作金融机构主体功能的前提下,以引入竞争机制、改善农村金融服务为目标,加快建立“覆盖全面、适度竞争、分工合理、竞争充分、功能完善、服务高效”的农村金融新体系。二是发展商业金融要牢固确立“错位竞争、优势互补、共同发展”的原则。农业银行应当将网点布局主要定位为城区和大集镇,依托其系统、网络、结算优势,重点支持商业化程度高、资金需求量大的农业产业化龙头企业、农村村镇化和农村基础设施建设以及县域以上工商企业。在经济较为发达或城乡一体化程度较高的地区,引导其他国有商业银行和股份制商业银行进入市场,形成商业金融充分竞争、提升服务的良好格局。对经济欠发达地区,商业银行不宜盲目跟进,竞相争夺稀缺的金融资源,以致造成过度性竞争,影响当地金融稳定。三是新型金融机构的设立必须科学规范,不可盲目冒进,以致酿成不应有的风险。从目前情况来看,主要是选择在经济相对落后、网点覆盖率低、金融供给严重不足的地区进行。新的金融机构的设立尤其要注意发挥各自特点和优势,确立不同市场定位,努力避免产品服务同质化、客户群体同一化倾向。民营银行要以在经济薄弱地区开展小额农贷业务为主。村镇银行、贷款公司、农村资金互助社等新型的农村金融机构进入农村金融市场后,可以开办小额农贷业务,开展资金互助合作,发挥对合作金融和商业金融的补充功能。公务员之家

2、根据农户和企业的多层次性,构建多层次农村金融体系。按照联合国粮农组织的恩格尔系数标准,农村居民户可分为贫困户、温饱户、小康户和富裕户;按照农村经济运行规模形态,有从事农产品加工的规模以上的龙头骨干企业、乡镇企业、个体工商户和种植农户等。收入和经济规模的差异性必然要求多层次、多类型的金融机构提供特质不同的金融产品,构建功能完善、分工合理、产权明晰、多种所有制并存、竞争性的多层次农村金融市场体系。一是在一定范围内允许并规范民间借贷行为。恩格尔系数在0.6以上的农村贫困户,生产和生活资金缺乏且无抵押物,资金需求量小、零散,风险高,除了政策性扶助以外,只能通过亲朋好友之间带有互助性质的借贷方式满足其少量的资金需求。二是积极推动小额信贷机构、农村典当业的发展。恩格尔系数在0.5-0.59之间为温饱户,虽然是在解决了温饱问题的基础上谋求发展,虽然有一定抵押物但风险还是比较高,从比较大的商业性金融机构获得资金需求的难度大。因此,对温饱户、小规模的个体工商户以及微型农企,可以通过发展小额信贷机构、农村典当来满足他们的要求。三是进一步深化农村信用社改革,建立竞争性商业金融机构。对恩格尔系数在0.4以下为小康或富裕户、规模以上的龙头骨干企业和乡镇企业可以通过竞争性的金融机构来满足他们相对多样化的金融需求。鼓励这些金融机构对农业产业化、农业基础设施、农村城镇化等建设项目的信贷支持力度。允许基层信用社自主决定是否组成联社、合作银行或商业银行;在农村金融市场中进行民营资本参与试点;在以资本充足率为监管核心的基础上降低农村金融市场中金融机构准入的门槛,加大新金融机构进入的牌照发放;把国有商业银行撤出的县级分支机构重组为新型农村金融机构,充分利用这些分支机构的相对较好的人员素质和经营网络。

3、拓展农村保险市场,为农业生产保驾护航。各保险机构要结合农业生产实际和地方特点,不断创新业务品种,推出适合农户种植、养殖特点的保险业务,并加大宣传力度,使农户了解投保的意义和所产生的收益,增强农户的投保意识。政府对涉及农户种植、养殖业方面的保险应给予一定的补贴和支持,对一些特困户等弱势群体加大补贴力度,从而推动农村保险市场的快速发展。

4、培育良好的政策环境和恰当发挥政府的作用。建立公平的市场环境,其中,构建能够在竞争的基础上为农户和微小企业提供零售金融服务的金融机构体系,是农村金融创新的关键。原因在于:可以整合县域金融存量资源,发挥现有金融机构的作用;改善县域金融资源增量配置结构。以国有大型为主的正式的金融制度安排,难以适应农户经济为主的小规模融资需求。与农户和农村微小型企业信贷需求特点相适应的农村金融机构,更多的应该具有地方性、区域性、小型化、草根性、非正式性等特点。因此,构建地方性、区域性、小型化、草根性为主要特征的农村金融机构体系是解决目前农村金融市场供求矛盾的最佳选择;可以通过立法形式将商业银行推入农村金融市场,或是促进商业银行业务创新和客户群体下移,增加商业银行在县域内的资金供给;要强化政策性金融机制;以私有、非正式为原则,探索改善增量结构的路径。

【参考文献】

[1]马忠富:中国农村合作金融发展研究[M],中国金融出版社,2001.

[2]何广文:2002b:“农村金融服务供求现状、问题及对策建议”、“农村金融服务问题研究”专题报告[R],农业部“中国农业和农村经济结构战略性调整”课题,2002-8-10.

[3]毛英煌:建立农村金融服务体系的构想[J],世界经理人周刊,2003(8).