膜技术发展的展望

膜技术发展的展望（通用8篇）

膜技术发展的展望 篇1

《特种加工》课程论文

题 目：特种加工技术的发展和展望

姓 名：郭健朗

学 号：1 3 4 1 1 0 1 0 8 6

院 系： 机 械 与 能 源 工 程 系

专 业：机 械 设 计 制 造 及 其自 动 化

指导老师：雷先明

特种加工技术的发展和展望

摘 要: 全面介绍了特种加工技术的类型及发展现状, 指出了其优势和存在的问题;阐述了电火花加工、电解加工、电子束加工、超声波加工、激光加工、化学机械复合加工、水喷射加工等加工方法;探讨了各种加工方法的工作要素、加工特点及应用;最后, 指出了特种加工的发展趋势。

Abstract: the author introduces the types and current situation of the development of special processing technology, points out its advantages and problems;describes the electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, ultrasonic machining, laser processing, chemical mechanical processing, water jet machining processing method;discusses the processing characteristics and application of work elements, all kinds of processing methods;finally, points out the development trend of special machining 关键词: 特种加工;电火花加工;电解加工;电子束加工;超声波加工

Key words: special machining;EDM;electrochemical machining;electron beam machining;ultrasonic machining 1.引言

特种加工(又称非传统加工)是二次世界大战后发展起来的一类有别于传统切削与磨削加工方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上,从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等;特种加工 方法可以完成传统加工方法难以实现的加工, 如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温材料和工程陶瓷、磁性材料等难加工材料的加工以及精密、微细、复杂形状零件的加工等。

特种加工技术有以下几个特点:⑴加工方法主要不是依靠机械能, 而是用其他能量(如电能、光能、声能、热能、化学能等)去除材料。⑵传统加工方法要求刀具的硬度必须大于工件的硬度, 即“以硬切软;而对于特种加工,由于工具不受显著切削力的作用,特种加工对工具和工件的强度、硬度和刚度均没有严格要求。⑶加工没有明显的切削力作用,一般不会产生加工硬化现象, 又由于工件加工部位变形小,发热少,或发热仅局限于工件表层加工部位,工件热变形小,由加工产生的应力也小,易于获得好的加工质量,且可在一次安装中完成工件的粗、精加工。⑷特种加工中能量易于转换和控制,有利于保证加工精度和提高效率。⑸特种加工方法的材料去除速度一般低于常规加工方法,这也是目前常规加工方法在机械加工中仍占主导地位的主要原因。

2.特种加工技术

特种加工有多种分类方法:如按加工过程材料增减可分为去除加工、结合加工和变形加工等;按作用能源可分为机械能、热能、化学能、复合能等。

2.1 电火花加工

电火花加工的工作原理;是利用工具电极与工件电极之间的火花放电:产生瞬时高温将金属熔化,电火花加工过程可分为四个阶段: ①介质电离、被击穿, 形成放电通路;②形成火花放电,工件电极产生熔化、气化;热膨胀;③抛出蚀除物;④间隙介质消电离(恢复绝缘状态)。电火花加工的工作要素包括电极材料、工作液、放电间隙、脉冲宽度与间隔等。对工具电极的基本要求是导电、损耗小、易加工。常用的工具电极材料有紫铜、石墨、铸铁、钢、黄铜等,其中又以紫铜和石墨最为常用。工作液是电火花加工中必不可少的介质,其主要功用是压缩放电通道区域,提高放电能量密度和加速蚀除物的排出。常用的工作液有煤油、机油、去离子水、乳化液等。合理的放电间隙是保证火花放电的必要条件。为保持适当的放电间隙, 在加工过程中, 需采用自动调节器控制机床进给系统,并带动工具电极缓慢向工件进给。

电火花加工特点是:① 电火花加工不受加工材料硬度限制,可加工任何硬、脆、韧、软的导电材料。②加工时无显著作用力,发热小(发热仅局限于放电区极小范围内),适于加工小孔、薄壁、窄槽、形面、型腔及曲线孔等,且加工质量好。精加工时,加工尺寸

精度可达0.005～0.01mm, 表面粗糙度可达Ra 为0.1～0.05um。③脉冲参数调整方便,可一次安装完成粗、精加工。④易于实现自动化。目前,实际应用的电火花加工主要有两种类型,即电火花成形加工和电火花线切割。2.1.1电火花成形加工

主要指孔加工和型腔加工。电火花打孔常用于加工冷冲模、拉丝模、喷嘴、喷丝孔等。型腔加工包括锻模、压铸模、挤压模、塑料模等型腔加工,以及叶轮、叶片等曲面加工。

2.1.2 电火花线切割

用连续移动的钼丝(或铜丝)做工具阴极,工件为阳极。机床工作台带动工件在水平面内做互相垂直方向的移动,可切割出二维图形。丝架也可做小角度摆动,可切割出斜 面。电火花线切割广泛用于加工各种硬质合金和淬硬钢的冲模、样板、各种形状复杂的板类零件、窄缝、栅网等。电火花线切割加工按走丝速度可分为快走丝和慢走丝两类。快走丝速度一般为l0m/s, 电极丝可往复移动,并可以循环反复使用(使用一段时问后需进行更换).慢走丝速度为2～8m/min,单向运动,电极丝一次性使用。慢走丝线切割走丝平稳,无振动,电极丝损耗小,加工精度高。

2.2 电解加工

电解加工的工作原理 是工件接阳极,工具(铜或不锈钢)接阴极,两极间加6～24V 的直流电压,极间保持0.1～1mm的间隙。在间隙处通以6～60m/s高速流动的电解液,形成极间导电通路,工件表面材料不断溶解,其溶解物及时被电解液冲走。工具电极不断进给,以保持极间间隙。

电解加工的特点是:①不受材料硬度的限制,能加工出任何高硬度、高韧性的导电材料, 并能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的形面和型腔。②电解加工比电火花加工的形面和型腔效率高5～10倍。③加工过程中阴极损耗小。加工表面质量好,无毛刺、无残余应力和变形层。④加工设备投资较大, 有污染, 需防护。

电解加工广泛应用于模具的型腔加工,枪炮的膛线加工,发电机的叶片加工,花键孔、内齿轮、深孔加工,以及电解抛光、倒棱、去毛刺等。

电解磨削是利用电解作用与机械磨削相结合的一种复合加工方法。工件接直流电源正极, 高速回转的导电磨轮接负极,两者保持一定的接触压力,导电磨轮表面突出的磨料使磨轮导电基体与工件之间有一定的间隙。当电解液从问隙中流过并接通电源后,工件产生阳极溶解, 工件表面上生成一层称为阳极膜的氧化膜, 其硬度远比金属本身低, 极易被高速回转的磨轮刮除,使新的金属表面露出,继续进行电解。电解作用与磨削作用交替进行,电解产物被流动的电解液带走,使加工继续进行,直至达到加工要求。

电解磨削效率比机械磨削高,且导电磨轮损耗远比机械磨削小,特别是磨削硬质合金时, 效果更明显。

2.3 电子束加工

电子束加工的工作原理是在真空条件下,利用电流加热阴极发射电子束,经控制栅极初步聚焦后, 由加速阳极加速, 通过透镜聚焦系统进一步聚焦, 使能量密度集中在直5～10um 的斑点内。高速而能量密集的电子束冲击到工件上,被冲击点处形成瞬时高温(在几分之一微秒时间内升高至几千摄氏度),工件表面局部熔化、气化直至被蒸发去除。电子束加工的特点及应用是: ①电子束束径最小可达0.01～0.005 mm,长度可达束径的几十倍,故可加工微细深孔和窄缝。②材料适应性广,原则上各种材料均可加工,特别适用于加工特硬、难熔金属和非金属材料。③加工速度较高,切割1mm 厚的钢板, 切割速度可达240mm/min。④在真空中加工,无氧化,特别适于加工高纯度半导体材料和易氧化的金属及合金。⑤加工设备较复杂,投资较大,多用于微细加工。

2.4 超声波加工

超声波加工的工作原理;是利用超声波发生器将工频交流电能转变为有一定功率输出的超声频电振荡, 通过换能器将超声频电振荡转变为超声机械振动。此时振幅一般较小,再通过振幅扩大棒(变幅杆),使固定在变幅杆端部的工具振幅增大到0.01～0.15mm。利用工具端面的超声(16～25kHz)振动,使工作液(普通水)中的悬浮磨粒(碳化硅、氧化铝、碳化硼或金刚石粉)对工件表面产生撞击抛磨,实现加工。超声波加工的特点及应用:①适用于加工各种脆性金属材料和非金属材料, 如玻璃、陶瓷、半导体、宝石、金刚石等。②可加工各种复杂形状的型孔、型腔、形面。③被加工表面无残余应力, 无破坏层, 加工精度较高, 尺寸精度可达0.01～0.05 mm。④加工过程受力小, 热影响小,可加工薄壁、薄片等易变形零件。⑤单纯的超声波加工,加工效率较低。采用超声复合加工(如超声车削、超声磨削、超声电解加工、超声线切割等),可显著提高加工效率。

2.5 激光加工

激光是一种受激辐射而得到的加强光。其基本特征是: 强度高,亮度大;波长频率确定, 单色性好,相于性好, 相干长度长, 方向性好,几乎是一束平行光。由激光器发出的激光, 经光学系统聚焦后,照射到工件表面上,光能被吸收,转化为热能,使照射斑点处局部区域温度迅速升高,此处材料被熔化、气化而形成小坑。由于热扩散,使斑点周围材料熔化,小坑内材料蒸气迅速膨胀, 产生微型爆炸,将熔融物高速喷出并产生一个方向性很强的反冲击波,于是在加工表面上打出一个上大下小的孔。

激光加工的特点及应用:①加工材料范围广,可加工各种金属和非金属材料,特别适用于加工高熔点材料、耐热合金及陶瓷、宝石、金刚石等硬脆材料。②激光可透过透明材料进行加工。③激光加工为非接触加工,工件无受力变形,受热区域小,工件热变形小,加工精度高。④可进行微细加工。激光聚焦后焦点直径理论上可小至0.001mm 以下,实际上可实现0.01mm 的小孔加工和窄缝切割。激光切割广泛用于切割复杂形状的零件、栅网等。在大规模集成电路的制作中, 可用激光进行切片。⑤ 加工速度快。例如在宝石上打孔,加工时间仅为机械方法的1%。⑥激光加工不仅可以打孔和切割,也可进行焊 接、热处理等工作。⑦激光加工可控性好,易于实现加工自动化,但加工设备昂贵。

2.6 化学机械复合加工

化学加工是利用酸、碱和盐等化学溶液对金属或某些非金属工件表面产生化学反应, 腐蚀溶解而改变工件尺寸和形状的加工方法。如果仅进行局部有选择性的加工,则需对工件上的非加工表面用耐腐蚀性涂层覆盖保护起来,而仅露出需加工的部位。化学机械复合加工是指化学加工和机械加工的复合。化学机械复合加工是一种超精密的精整加工方法, 可有效地加工陶瓷、单晶蓝宝石和半导体晶片,化学机械复合加工可防止通常机械加工用硬磨料引

起的表面脆性裂纹和凹痕,避免磨粒的耕犁引起的隆起以及擦划引起的划痕,可获得光滑无缺陷的表面。

化学机械复合加工中常用的方法有机械化学抛光和化学机械抛光。机械化学抛光使用比工件材料软的磨料(如对Si3N4 陶瓷用Cr2O3 ,对Si 片用SiO2),靠运动磨粒本身的活性以及因磨粒与工件间的摩擦, 在微观接触区产生的高压、高温, 使很短的接触时间内出现固

相反应。随后这种反应生成物被运动的磨粒的机械摩擦作用去除,其去除量可小至0.1nm 级。化学机械抛光的工作原理是由溶液的腐蚀作用形成化学反应薄层,然后由磨粒的机械摩擦作用去除。

2.7水喷射加工

水喷射加工(Water Jet Machining)又称水射流加工或水刀加工,它是利用超高压水射流及混合于其中的磨料对材料进行切割、穿孔和表面材料去除等加工。其加工机理综 合了由超高速液流冲击产生的穿透割裂作用和由悬浮于液流中磨料的游离磨削作用。

水喷射加工具有如下特点: ①可加工各种金属和非金属材料;②切口平整,无毛边和飞刺,可用于去除阀体、孔缘、沟槽、螺纹、交叉孔上的毛刺;③切削时无火花,无热效应产生, 也不会引起工件材料组织变化, 适于易燃易爆物件加工;④加工洁净,不产生烟尘或有毒气体。

水刀加工基本可对各种材料进行处理及切割,非金属物质,如木材、纸类、塑料、纤维、海绵等;对切割金属或较硬的材质时,如各种石材、玻璃、陶瓷、砖等材质时,可以将80 目左右, 较细颗粒的石英砂料与水箭混流在一起, 以增强其切割能力,此种高速加砂的水刀几乎可以切割任何材质,为此在家具制造过程中,可以用来对原木的分割和实木成型材料的分切, 使得在用料方面取得更为精确。为节约用材提供很好的途径。

水刀加工在下料开片的切割加工中,比起与它拥有同样功能的“ 前辈”--电锯、电弧切割和激光切割来它有着许多优越性, 它无尘、无烟、没有火光,在作业时,切割面上的温度能保持不变(电弧、激光切割和钢锯则办不到这一点),它不会产生强光而灼伤人眼;更不用担心因高温而引发火灾,十分安全。然而它具有强大的“威力”,可以随心所欲地切割加工各种工件和不同口径的管材。对于机械制造加工,由于水刀的加入,也使得在消防防火方面得到更好的保证。

水刀自动化系统已应用于汽车内饰件加工甚至对空中客车A380 大型航空件、飞机外壳等, 高强度的碳素纤维的复杂零件表面上进行的切割、修边、开孔等加工任务。为制造领域开辟了新的天地,而且它可以在几乎完全自然的条件下加工, 因此对已完成的上道工序, 基本不会产生任何影响。更没有任何粉尘的危害,也不会有刀刃磨损的缺点。水刀还可以做水下作业,对沉船的切割、修理可以得到绝无仅有的效果。可能在未来对潜水艇的自救也能开辟一种新的可能。

水刀切割加工速度极高, 尺寸精度、加工的质量较高,不需要第二次加工。同样也可以不用担心水的加工影响材料的含水量,极高的速度几乎不能让水分留下。操作程序简单易行, 编辑程序可以随时调用, 有记忆功能。水刀的一般零配件使用寿命较长,机械可使用时间长, 相对成本较低。水刀切割时不会产生灰尘及有毒气体, 可提供一个较为清洁及安全的工作环境, 更重要的是,水刀是以水作为切割的刀具,不用像其它的切削刀具需要刃磨,它是一把永不磨损型的刀具, 因此水刀以其独特的优势,在未来的各种加工制造中, 一定会有更广泛的应用前景。

3.特种加工技术的展望

特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分, 随着难加工材料、特殊结构零件需求的日益增加, 特种加工技术近十几年来得到了快速发展,在世界范围内越来越受到人们的重视, 发挥的作用也越来越大。特种加工采用不同的能量形式加工零件,相对于传统的切削加工技术, 特种加工普遍具有以柔克刚、加工力影响较小等优势。为进一步提高特种加工技术水平及扩大其应用范围,当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点:1)采用自动化技术。2)趋向精密化研究。3)开发新工艺方法及复合工艺。4)污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍。5)进一步开拓特种加工技术。细微化是特种加工技术发展的重要趋势,由于当前的工业产品越来越追求小型化和微型化,微细结构和微细零件的加工需求不断增长,同时带动了各种制造技术向小型化、微细化发展。比如细微的电火花加工、微细电化学加工、微细的激光加工、微细离子束加工 等技术可以实现很小尺度内的加工, 这些技术在国内外都发展得很快而且得到越来越广泛的应用。

4.结束语

特种加工技术集成了机械、电子、信息、材料技术和计算机等技术，发展异常迅速。现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的额出现，以及制造精密细小 形状复杂和结构特殊的零件 的需要而产生的，具有其他常规加工技术无法比拟的优点，已成为航空航天、汽车、仪器、仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术 随着科学技术和现代工业的 发展，特种加工技术必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1] 孔庆华.特种加工[M].上海: 同济大学出版社, 2003.[2] 刘振辉, 杨嘉楷.特种加工[M].重庆: 重庆大学出版社, 2000.[3] 余承业.特种加工新技术[M].北京: 国防工业出版社, 2003.[4] 张广文, 曾庆良, 陈玉良.绿色切削加工技术的研究[J].轻工机械, 2004(2): 55-57.[5] 刘晋春, 赵家齐, 赵万生.特种加工[M].北京: 机械工业出版社, 2004.[6] 赵万生.特种加工技术[M].北京: 高等教育出版社, 2001.[7] 苏士达, 黄晨华, 蔡小梦, 等.超声波加工与放电加工的几种复合加工方式[J].轻工机械, 2004(3): 75-77.

膜技术发展的展望 篇2

(一) 中国轧钢技术的发展概况

我国轧钢行业在借鉴西方发达工业国家先进技术的基础上, 自力更生、坚持自主创新, 在轧制工艺、装备、系统和开发未来钢铁材料等方面取得了巨大成就, 为中国钢铁工业的科学发展建立了不朽的功勋。经过中国钢铁人的不懈努力, 中国建设了一大批具有国际先进水平的轧钢生产线, 掌握了国际上最先进的轧制技术, 具备了轧钢设备独立研发、制造、创新能力, 具有国际先进水平的钢材产品源源不断地供应到国民经济各个部门, 为中国经济发展、社会进步、百姓安居乐业提供了重要的基础原材料。

19世纪70年代以来, 以宝钢建设为契机, 中国成套引进了热连轧、薄板坯连铸连轧、钢管轧制等各类轧制工艺技术以及相应的轧制设备和自动化系统, 迈出了中国发展轧制技术的第一步。中国钢铁人, 先是消化吸收发达工业国家的先进轧钢技术, 继而自主研发、不断创新, 掌握了重型轧机的设计、制造、安装的核心技术, 并具备了自主研发和制造先进轧机的能力。利用先进的轧钢工艺和装备技术, 凭借科学先进的管理, 中国钢铁人自主开发了一大批先进的钢铁材料, 满足了国民经济迅速发展的需求, 产品的质量水平也有了很大程度的提高。进入21世纪以来, 工作在轧钢战线的广大科技工作者以“自主创新, 重点跨越, 支撑发展, 引领未来”为方针, 以节省资源、工艺和产品的绿色化为目标, 在工艺、装备、系统等方面积极创新, 打破了制约轧钢技术发展的瓶颈, 自主研发并建设了一大批轧钢生产线, 实现了轧钢工业的迅速发展, 为中国经济的进步和国家综合国力的提升提供了强有力的支撑。

1. 初轧机的发展

我国初轧机的发展大致经过了3个阶段。1959年, 我国开始自行设计制造开坯机, 并制成了700mm, 750mm, 850mm, 1150mm初轧机。到20世纪70年代初, 我国初轧机的轧辊直径已增大到了1500mm。20世纪80年代以来, 连铸技术得到飞速的发展, 连铸连轧工艺、设备及系统也日趋完善, 初轧机的职能已转变为辅助连铸, 增加钢的品种和规格。

2. 带钢连轧机的发展

在市场需求的所有钢材中, 板带材占有相当大的比重。我国于1981年从日本引进了1700mm热连轧机的全套设备。随后, 一大批具有先进生产工艺的热连轧和冷连轧板带厂如雨后春笋迅速崛起。至2007年, 我国热轧宽板带材的年生产能力超过了5500万吨, 冷轧宽板带材的年生产能力超过了3000万吨。热连轧机发展的主要特点有:加大带卷和坯料重量, 减少切头切尾损耗, 提高产品收得率;采用加速轧制, 提高钢材产量, 带钢热连轧机精轧机组的出口速度已从20世纪50年代的10m/s~12m/s提高到现在的35m/s;增加产品规格, 提高精度;采用计算机控制, 提高自动化水平等。冷轧钢板的生产成本、投资费用虽然比热轧钢板高, 但由于冷轧钢板的性能和质量比热轧好, 在同样用途下, 节约金属材料甚至可以达到30%, 因此冷轧板生产得到迅速发展。一些工业发达的西方国家 (如美国) 使用的薄板, 几乎全部是冷轧的。热轧板只作为冷轧板、焊管、冷弯型钢的坯料。我国于1965年末制成了300mm五机架试验性窄带钢冷连轧机, 20世纪80年代又从原西德引进了1700mm五机架带钢冷连轧机成套机组, 90年代后期将六辊HC轧机、CVC轧机投入生产。带钢冷连轧机正在向大型化、高速化、高精度和自动化方向发展。

3. 钢管轧机的发展

钢管的生产方式分为焊接和轧制两种。建国以前, 我国不具备生产热轧钢管的能力。建国以后, 我国不仅生产出了大直径的螺旋焊管, 满足了石油、煤气等长距离输送的需要, 而且广泛采用周期式冷轧管机生产冷轧钢管。20世纪90年代, 我国建成了大直径热轧无缝钢管厂, 现拥有各种热轧钢管设备50余套, 产品品种达1000多种。

4. 型钢轧机的发展

型钢主要以热轧方式生产。用于热轧型钢的轧机按轧辊直径和产品规格分为轨梁、大型、中型、小型和线材轧机。近年来, 型钢轧机得到较大的发展, 初、中轧采用万能轧机, 减少翻钢次数, 缩短间隔时间;精轧采用短应力线轧机和预应力轧机, 增加轧机刚性, 保证产品在小公差范围之内;改进导卫装置及其装拆方法, 延长导卫装置的使用寿命及减少停车时间;采用自动压下设定机构, 以保证轧件的精确尺寸, 缩短调整及试轧时间;采用辊系的组合换辊以缩短换辊的时间等。线材轧机用来生产5mm~12.7mm的圆形断面轧材。近30年来, 线材轧机在高速、大盘重、高产量、高精度方面有了较大的发展。20世纪40年代的线材轧机需要人工喂钢, 最高轧制速度限制在10m/s以下, 盘重在800k N-900k N左右;60年代中期, 出现了Y型高速无扭转轧机, 最高轧制速度达50m/s~70m/s, 线材盘重达25000k N;70年代发展起来的悬臂式45°无扭精轧机组出口速度达到65m/s~80m/s, 有的甚至可以达到120m/s。

(三) 当前轧钢技术发展前景

1. 自主创新, 研发前沿性轧钢工艺, 开发引领性新产品

中国钢铁行业的发展与其它行业的发展是相互依赖、相互激励的。中国制造业、建筑业、交通运输业等行业正在谋求跨越式发展, 对钢铁原料在产量、品种、质量等方面提出了更高的要求。钢铁工业企业, 只有以积极的态度应对这一新的市场需求, 在非调质钢、硅钢、高强高韧结构钢、汽车用钢、能源用钢、建筑用钢等钢材品种方面谋求快速发展, 才能为相关行业提供低成本、高性能、绿色化的新材料, 才能引领中国钢铁材料的飞跃发展。

只有采用新的工艺、装备、技术, 才能发展引领性新产品。国内轧钢科技工作者, 根据国民经济的客观需求, 自主创新, 在新一代高强高韧汽车用钢生产技术、冷轧柔性连退技术、涂镀板生产技术和创新性涂镀产品等重大技术的研发方面, 取得了重大突破, 并带动了引领性新产品的开发, 加速了中国国民经济的发展。实验研究是新工艺、技术研发的前提。因此, 在建立产学研相结合的技术创新体系的过程中, 进一步加强企业技术中心、技术研究院的建设, 建立具有自己特色的硬件、软件工艺技术和产品开发平台, 通过各种新技术的应用, 开发新的钢铁工艺流程和新的钢铁材料。

2. 轧钢智能化技术

随着全球竞争的日趋激烈, 市场对钢铁产品的产量和质量提出了更严格的要求。传统的轧制力计算公式, 将渐渐退出历史舞台。取而代之的是一种精度更高、更理想的设计方法—数学模型方法。轧制过程受各种因素的综合作用, 使得轧制过程的模型理论分析变得极其困难, 神经网络等方法在轧制过程中的应用解决了这个难题。它有助于预报精度和生产控制水平的提高, 对工艺过程进行定量和定性优化, 为钢铁工业提供低成本的优化策略。

作为一门新兴技术, 软计算也被应用于轧制系统的设计优化, 把人类知识和求解方法论相结合, 为处理现实中问题的不确定性和模糊性提供了途径, 主要包括进化计算、模糊逻辑、神经计算和概率计算。

3. 节能减排, 实现科学发展

研发减量化技术, 实现节约型制造, 是材料生产的发展趋势。针对钢铁材料轧制过程, 应当利用新技术、新工艺, 实现材料成分的减量化设计, 节约稀有资源;应当开发新的减量化工艺流程, 提高材料的利用率;应当开发环境友好型新产品, 节省能源, 保护环境, 营造人与自然和谐相处的良好氛围。因此, 必须大力发展钢铁材料全生命周期评价技术、用户服务技术、生产厂家早期介入技术、低成本生产技术等新的轧制技术, 推进节能减排, 实现科学发展。

参考文献

[1]翁宇庆.我国轧钢生产技术近年来的进步与发展[J].轧钢, 2008, (05) .

[2]王国栋.新一代TMCP的实践和工业应用举例[J].上海金属, 2008, (3) :1.

图像融合技术的发展及未来展望 篇3

关键词：图像融合小波变换反变换

0引言

在图像融合中，参加融合的源图像是由不同的图像传感器或者是同一传感器在不同时刻得到的，所以在进行融合之前需要对图像进行配准和一些预处理操作。在本文中所提到的参加融合的图像都是经过配准了的，图像融合的过程可以发生在信息描述的不同层，通常将图像融合分为像素级、特征级和决策级。像素级的图像融合是最低层次的图像融合，但该层次的融合准确性最高，能够提供其它层次上的融合所不具备的细节信息。可以说像素级图像融合是特征级和决策级图像融合的基础，是最基本、最重要的图像融合方法。

1像素级图像融合方法

像素级融合的过程一般可分4个步骤：预处理、变换、综合和反变换《重构图像》。大多数研究像素级融合的论文都假设被融合的图像已经配准，不过也有一些研究论文专门研究配准处理变换阶段采用的主要方有：PCA，有时也称PCT；HIS变换；多分辨方法，如金字塔(pyramid)算法和多分辨小波变换wavelet。综合阶段将被融合图像的变换结果进行综合处理，从而获得最终的融合图像。综合方法可分为：选择法。即根据某种规则，分别选择同被融合图像的变换系数，组成一组新的变换系数；加权法。即用某种加权平均算法将不同被融合图像的变换系数综合为一组新的变换系数；优化法。即根据应用不同，构造某个评价融合效果的性能指标，综合结果使该性能指标达到最优。反变换阶段是根据综合阶段得到的一变换系数进行反变换操作，得到融合图像。

2加权平均法

假设参加融合的两个源图像分别为A，B，图像大小为N₁×N₂，经融合后得到的融合图像为F，那么对A，B两个源图像的灰度加权平均融合过程可表示为F(n₁，n₂)=ω₁A(n₁，n₂)+ω₂B(n₁n₂)式中：ω₁+ω₂=1，ω₁，ω₂在不同类的图像融合当中，通过仿真确定它们的值。当两幅图像很相似时，合成图像就采用两幅图的平均值也就是权值分别为0.5和0.5：当两幅图像差异很大时，就选择最显著的那一幅图像，此时的权值为0和1，上面的权值选择方法基本上都是基于人眼的视觉特征，而没有考虑到实际应用中的目标特征。Lallier利用军事应用中的目标特征提出了一种自适应的权值选择方法，所产生的融合算法计算量较少，适于实时处理，而且稳定性非常好。

3小波变换法

小波变换也是一种图像的多尺度、多分辨率分解，而且小波分解是非冗余的，使图像经小波分解后的数据总量不会很大；同时，小波分解具有方向性，利用这一特性就有可能针对人眼对不同方向的高频分量具有不同分辨率这一视觉特性，获得视觉效果更佳的融合图像。

这里以两幅图像的融合为例，对于多幅图像的融合方法可由此类推。设A，B为两幅原始图像，F为融合后的图像。其处理的基本步骤如下：第一步对每一源图像分别进行小波变换，建立图像的小波塔形分解；第二步对各分解层进行融合处理，各分解层上的不同频域分量可用不同的融合算子进行融合处理，最终得到融合后的小波金字塔：第三步对融合后的小波金字塔进行小波逆变换(即进行图像重构)，得到的重构图像为融合图像。

4总结及展望

光纤通信技术的发展与展望论文 篇4

[摘要]分析光纤通信技术的发展历史与发展现状，并对光纤通信技术的发展趋势进行了展望。

[关键词]光纤通信技术 发展 现状 趋势 展望

一、光纤通信技术的发展及现状

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出，20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上，1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米，1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤，1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。

目前国内光纤光缆的生产能力过剩，供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口，但总量不大，国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别，成本无法再降，已经是零利润，在国际市场没有太强竞争力，出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展，WDM和PON，这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面，一方面是更有效承载以太网业务、数据业务，另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中，或是在网络中实现了一些功能，但是一些核心作用还没有达到。

二、光纤通信技术的趋势及展望

目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。

(一)向超高速系统的发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验研究阶段。

(二)向超大容量WDM系统的演进

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1%，还有99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps)，美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来，实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

(三)实现光联网

上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。

由于光联网具有潜在的巨大优势，美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。建设一个最大透明的、高度灵活的.和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

(四)开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中，全波光纤将是以后开发的重点，也是现在研究的热点。从长远来看，BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

(五)IPoverSDH与IpoverOptical

以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2.4吉位每秒的链路容量时，则有可能最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。

(六)解决全网瓶颈的手段一光接入网

近几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都己更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络，而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差，制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题，必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点：

(1)减少维护管理费用和故障率;

(2)配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖;

(3)充分利用光纤化所带来的一系列好处;

(4)建设透明光网络，迎接多媒体时代。

参考文献：

[1]赵兴富，现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].(11):27-28.

膜技术发展的展望 篇5

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精密与特种加工的发展现状与技术展望

精密与特种加工的发展现状

精密加工是指加工精度和表面质量达到极高精度的加工工艺，通常包括精密切削加工和精密磨削加工，加工精度的不断提高对提高机电产品的性能、质量和可靠性，提高装配效率等都有至关重要的作用。精密和超精密加工已成为当前国际经济竞争的关键技术。精密工程，微米工程和纳米技术已成为世界技术的制高点，是现代制造技术的前沿，也是明天技术的基础

特种加工是将电能、热能、光能、声能和磁能等物理能量或其组合乃至机械能组合直接施加到被加工的部位上，从而实现材料去除的加工方法，也被称为非传统加工技术。近半个多世纪以来，相继出现了数十种特种加工方法，如电解加工、超声波加工、放电成型加工、激光加工、电子束加工等。特种加工在难加工材料加工、磨具及复杂面加工、、零件精细加工等领域已成为重要的加工方法或仅有的加工方法。

随着航空航天、核能热能以及微电子工业的发展，产品向高精度、高速度、耐高温、耐高压、耐腐蚀、大功率、小型化和高可靠性方向发展，零件的特殊结构和新材料的应用对制造业提出了更高的要求，特种加工作为跨世纪的先进制造技术的重要组成部分将在21世纪人类社会进步及我国现代化建设中发挥重大作用。

精密加工

精密、超精密切削加工

所谓精密加工是指加工精度和表面质量达到极高程度的加工工艺。目前，在工业发达的国家中，一般工厂能掌握的加工精度是1微米，精密工程正在向其终极目标—原子级精度逼近，也就是实现“移动原子”。

精密加工总是与高加工成本联系在一起，在过去它主要应用于军事、航空航天等部门。近十几年来，随着科学技术发展和人们生活水平的提高，精密加工的产品已经入人民生活的各个领域，工业发达国家已将精密加工机床直接用于产品零件的精密加工，产生了显著的经济效益。正是精密加工具有优良的特性，因此得到了世界各地的高度重视。我国必须大力发展精密加工技术，使其为我国的国民经济创造出巨大的经济效益。

精密机床是实现精密加工的先决条件，随着加工精度的提高和精密加工技术的发展，机床的精度不断提高，精密机床获得了飞速发展。

我国在20世纪60年代起开始发展精密机床，经过40多年的努力，我国的精密机床已有相当规模，不仅品种上基本满足我国生产需求，而且精度和质量都达到一定水平。例如北京机床研究所已批量生产多种规格的三坐标测量机。我国超精密机床的生产和研究其比较晚，和国外的差距较大。由于涉及到许多保密技术，从国外引进超精密机床受到限制，我们必须加大力度研制性能更优越的超精密机床，为国防工业、尖端技术的发展创造条件。

超精密切削加工是20世纪60年代发展起来的新技术，它在国防和尖端技术的发展中起到了重要的作用。例如导弹的命中精度等等。另外，由于采用了超精密切削技术，一些民用产品其生产成本降低，生产率提高，产品性能得到极大的改善。超精密加工的尖端部分分担着支撑最新科学技术进步的重任，必须把分散在各个领域的技术成就集结在一起，把加工精度提高1～2个数量级。为此需要在国家的科学研究规划中投入大量的财力和人力。

根据我国当前的实际情况，参考国外的发展趋势，我国应该开展超精密加工技术的基础研究，其主要内容包括超精密加工的基本理论和工艺、环境控制技术、材料和超精密加工设备的精度、动特性及热稳定性。只要我们能对精密加工技术给与足够的重视，投入相当的人力财力进行研究，相信我国能在15～20年内达到美国等先进国家的水平，并在某些主要单项技术上达到国际先进水平。精密超精密磨削加工

磨削是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的主要切削工具，磨削在切削加工中的比重日益增大。在工业发达的国家磨床在机床总数中的比重占到30%～40%，且有不断增长的趋势。磨削在机械制造业中将得到广泛的应用。

随着科学技术的不断发展，近年来电子工业、航天工业和核工业等领域给精密加工提出了更高的要求，为了达到这个目标，精密机械进一步朝着精密加工方向发展。因此超精密磨削是近年发展起来的最高加工精度、最小表面粗糙度值的砂轮磨削方法，这将进一步促进超精密磨削的发展。

特种加工

电火花加工

电火花加工又称放电加工，是一种电、热能加工方法，利用工具和工件两级间脉冲放电时局部瞬时产生的高温把金属腐蚀去除来对工件进行加工的一种方法。在20世纪50年代开始研究并逐步应用生产。

目前，电火花加工技术已广泛应用于宇航、航空、电子、原子能等行业，以及科学研究部门，主要以解决难切削加工及复杂形状工件的加工问题。加工范围小至几微米大到几十米的超大型磨具和工件中。

电化学加工

电化学加工是指通过电化学反应从工件上去除或在工件上镀覆金属材料的特种加工方法，近十几年来，借助高新技术，在精密电铸等方面取得较快发展。目前，电化学加工技术已成为一种不可缺少的去除或镀覆金属材料及进行微细加工的重要方法之一，并广泛应用于兵器、汽车、医疗器械、电子和模具行业之中，电化学加工在很多方面还有待进一步的发展和提高，如加工过程监测与自动化控制、工具设计、加工精度的提高，以及电化学作用产物的处理等。

高能束加工

激光加工、离子束加工和电子束加工是近几年来得到较大发展的新兴特种加工。我国20世纪60年代初期开始对电子束加工工艺进行研究，目前已经在仪器仪表、微电子工业、航天航空部门和化纤等工业中得到应用，激光的应用范围日趋广阔，在工业、商业、医疗、军事等研究等方面具有广泛的应用，而且用于各种精细加工。激光加工技术是实用化很高的技术，同时也是附加值很高的加工方法，对象的材质、形状。尺寸、加工环境的自由度都很大。

复合加工

特种加工可以解决传统加工难以或无法加工的难题，在加工范围、加工质量、生产效率等方面，显示了许多优越性和独到之处，但是，科学的发展，各种材料的应用，国防、航空、尖端工业生产的需求向其提出更新的问题，有许多问题是

不能用一种加工手段来解决的。人们既不能一味追求“以柔克刚”，发展某种特种加工加工方法；也不排斥“以硬对柔”的某些特点，从而从加工的可能性、方便性、经济性等因素综合考虑，探索研究新的加工方法。复合加工正是在这种前提下生产和发展起来的。

膜技术发展的展望 篇6

球磨机作为物料在破碎机破碎基础上再次进行破碎的关键设备，广泛被应用于各种矿物和原材料的深加工。在我们日常接触到的水

泥、油漆、涂料、陶瓷、冶金、化工、等行业都离不开球磨机，球磨机深加工与超细粉磨这种技术密切联系。

以前我国的超细粉磨技术还不完善，我国虽然是高岭土矿蕴藏丰富的国家之一，但是只得将非金属矿原矿以低廉的价格

出口或粗加工出口到境外，为了发展自身，我们还得高价从国外购买技术，这是我们的老处于被动的地位。

随着科技的发展，我们的超细粉末技术已经今非昔比了，而且非矿资源越来越多地进入各行各业，球磨机的这一超细技

术必给建材行业带来一项大变革，推动我国超细粉体加工技术的发展。此外，我国的一些矿上机械的大型企业每年都花费大量的资

金来研制我们自己的粉体加工应用及科研方面的产品。特别是近几年已成为科研机构和专业公司发展研究的主攻方向。

目前我国中型以上水泥厂较多地使用管式球磨机，一般由多个磨机组成生产线，并配以性能优越的分选设备，从而使产

成品细度达到ISO新标准规定指标。如何寻求一种高效方法，增加水泥新品，以适应水泥市场所需，是我国硅酸盐生产工业急待解

决的难题。

球磨机的超细技术的发展任重而道远，但是我相信不久的将来我们会拥有我们的专利，我们会克服一个个难题，在矿山

光纤通信技术的发展与展望 篇7

一、光纤通信的发展史

在60年代中期以前, 人们虽然历经苦心研究过光圈波导、气体透镜波导、空心金属波导管等, 想用它们作为传送光波的媒体以实现通信, 但终因它们或者衰耗过大或者造价昂贵而无法实用化。

1966年7月, 英藉、华裔学者高锟博士 (K.C.Kao) 在PIEE杂志上发表了一篇十分著名的文章《用于光频的光纤表面波导》, 该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性, 并设计了通信用光纤的波导结 (即阶跃光纤) 。更重要的是科学地预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性, 即加强原材料提纯, 加入适当的掺杂剂, 可以把光纤的衰耗系数降低到20d B/km以下。而当时世界上只能制造用于工业、医学方面的光纤, 其衰耗在1000d B/km以上。对于制造衰耗在20d B/km以下的光纤, 被认为是可望不可及的。以后的事实发展雄辩地证明了高锟博士文章的理论性和科学大胆预言的正确性，所以该文被誉为光纤通信的里程碑。

1970年美国康宁玻璃公司根据高锟文章的设想, 用改进型化学相沉积法 (MCVD法) 制造出当时世界上第一根超低耗光纤, 成为使光纤通信爆炸性竞相发展的导火索。

虽然当时康宁玻璃公司制造出的光纤只有几米长, 衰耗约20d B/km, 而且几个小时之后便损坏了。但它毕竟证明了用当时的科学技术与工艺方法制造通信用的超低耗光纤是完全有可能的, 也就是说找到了实现低衰耗传输光波的理想传输媒体, 是光通信研究的重大实质性突破。

自1970年以后, 世界各发达国家对光纤通信的研究倾注了大量的人力与物力, 其来势之猛, 规模之大、速度之快远远超出了人们的意料之外, 从而使光纤通信技术取得了极其惊人的进展。

二、光纤通信优点

光纤通信和其它通信手段相比, 具有无以伦比的优越性。

通信容量大, 从理论上讲, 一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量, 但用一根光纤同时传输24万个话路的试验已经取得成功, 它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大, 而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤, 如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用, 其通信容量之大就更加惊人了。

中继距离长, 由于光纤具有极低的衰耗系数 (目前商用化石英光纤已达0.19d B/km以下) , 若配以适当的光发送与光接收设备, 可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆 (1.5km) 、微波 (50km) 等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导, 用一根光纤同时传输24万个话路、100公里无中继的试验已经取得成功。此外, 已在进行的光孤子通信试验, 已达到传输120万个话路、6000公里无中继的水平。因此, 在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。

保密性能好光波在光纤中传输时只在其芯区进行, 基本上没有光“泄露”出去, 因此其保密性能极好。

适应能力强, 适应能力强是指, 不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀, 可挠性强 (弯曲半径大于25厘米时其性能不受影响) 等。

体积小、重量轻、便于施工维护, 光缆的敷设方式方便灵活, 既可以直埋、管道敷设, 又可以水底和架空。

原材料来源丰富, 潜在价格低廉, 制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子, 而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。

三、光通信的展望

光纤通信从1970年真正起步, 迄今为止虽然仅有近三十年的时间, 但光纤通信的技术取得了极其惊人的进展, 它已经成为现代通信最主要的传输手段。光纤的衰耗从刚开始的20d B/km, 而现在已经低达0.14d B/km, 它已经十分接近石英光纤的理论衰耗极限0.1d B/km, 光纤的带宽也从刚开始的10MHZ?km发展到现在1000GHZ?km以上。光源器件从刚开始的结构简单的、发光功率只有几十微瓦、寿命仅几小时的Ga As激光器发展到现在的发光功率在1毫瓦以上、寿命达几十万小时的分布反馈式和多量子阱的单纵模激光器。光纤通信系统的水平也在不断地提高, 从1976年的45Mb/S发展到现在的10Gb/S。1985年多模光纤通信商用化, 1990年单模光纤通信又迅速商用化, 而现在技术更加先进的SDH光纤通信已经席卷世界各地。

但是, 光纤通信的潜力是巨大的, 我们目前的光纤通信应用水平据分析仅仅是其能力的1~2%左右。因此光纤通信技术并未停滞不前, 而是向更高水平、更高层次的方向发展。

（一）波分复用技术（WDM）。

所谓波分复用，就是用一根光纤同时传输几种不同波长的光波以达到扩大通信容量的目的。

在系统的发送端, 由各个分系统分别发出不同波长的光波如λ1、λ2、λ3、λ4, 并由合波器合成一束光波进入光纤进行传输, 而在接收端用分波器把几种光波分离开, 分别输入到各个分系统的光接收机。

可以看出波分复用的关键技术是光波的合波器与分波器。近几年已经出现几种形式的合波器与分波器, 如半透镜与滤光片、自聚焦棒与滤光片以及平面光栅与偏振光栅等。

(二) 相干光通信。

所谓相干光通信, 就是在发端由激光器发出谱线极窄、频率稳定、相位恒定的相干光, 并用先进的调制方法如FSK、ASK和PSK对之进行调制。在收端, 把由光纤传输来的相干光载波与本振光源发出的相干光, 经光耦合器后加到光混混频器上进行混频与差频, 然后把差频后的中频光信号进行放大、检波。

相干光通信技术一则可以增大光纤的传输容量, 二则可以大大提高光接收机的灵敏度 (可提高10~20d B) 。

相干光通信的关键技术是光源器件、光波的匹配。由发送端的光源和接收端的本振光源所发出的光, 必须谱线十分狭窄 (接近单频) 、频率十分稳定、相位也非常恒定, 否则无法进行混频与差频。此外, 本振光和从光纤传输来的光载波必须具有良好的匹配, 这就要求光纤应该是偏振保持光纤。

（三）超长波长光纤通信。

石英光纤的衰耗目前已接近理论极限值，再无多大潜力可挖。经研究发现，氟化物光纤在波长3.4 微米处的衰耗理论极限，可低达 10 - 3 d B/km;而金属卤化物光纤的衰耗理论极限可低达 10 - 2～10 - 5d B/km，若真的实现光纤衰耗小于10 -3 d B/km，中继距离可达三万多公里，那么实现全球无中继的光纤通信就会成为现实。人们把波长大于 2 微米的通信称为超长波长光纤通信。

(四) 光集成技术。

它和电子技术中的集成电路相类似, 是把许多微型光学元件如光源器件、光检测器件、光透镜、光滤波器、光栅等集成在一块很小的芯片上, 构成具有复杂性能的光器件;还可以和集成电路等电子元件集成在一起形成功能更复杂功能的光电部件如光发送机与光接收机等。

(五) 光孤子通信。

我们知道, 通信容量越大, 要求光脉冲越窄, 如2.5Gb/s系统的光脉冲宽度约为400ps。窄光脉冲经光纤传输后因光纤的色散作用而出现脉冲展宽现象而引起码间干扰, 因此脉冲展宽一直是制约大容量、长距离传输的关键因素。经研究发现, 当注入光强密度足够大时会引起光脉冲变窄的奇特现象, 其光脉冲宽度可低达几个ps, 即所谓光孤子脉冲。因此用孤子脉冲可以实现超大容量的光纤通信。

(六) 实现超大容量通信的近期趋势。

社会的不断进步和发展对通信提出了越来越高的需求, 光纤通信的容量也一直在不断地扩大, 而技术难题也不断地出现。

TDM方式

时分复用方式 (TDM) 是提高光纤容量的有效手段。据测算, 速率每提高一个等级, TDM的每比特的成本会下降30%-40%。但码速率越高, 光纤色散的影响也越严重, 因此必须采用色散补偿技术。如10Gb/S系统就是如此。目前, 国际上TDM实验室水平已达到40 Gb/S。

WDM方式

波分复用 (WDM) 方式因配置灵活、扩容方便, 又可以节省光纤, 所以其发展前景看好。但是国际上以2.5Gb/S还是以10Gb/S作为WDM的基群问题上出现了分歧。

此外, 由于G.653光纤在开放WDM应用时会出现四波混频效应 (FWM) , 所以最适合于WDM方式的光纤是G.655光纤。目前国际上WDM最高实验室水平为2640Gb/S。

OTDM方式

光时分复用 (OTDM) 和传统的TDM的区别是:光/电和电/光转换在系统中的位置不同。

我们现在采用的TDM方式, 是把光/电和电/光转换放在高速率信道上。如先对线路信号进行光/电转换, 然后对电信号进行解复用。而OTDM则是直接对高速率光信号进行复用和解复用, 然后再对分支光路信号进行光/电和电/光转换。目前OTDM最高实验室水平为200 Gb/S。

浅析汽车检测技术的发展与展望 篇8

文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0006-02

摘要:

随着社会生产技术的不断进步，人们生活质量的不断提高，汽车不仅已经成为人们生活中的必需品，而且综合性能也越来越高，汽车系统的复杂性也越来越突出，这时汽车的维修与保养工作就显得尤为重要。对此，本文将对汽车检测技术的发展趋势进行展望，并提出了有针对性的对策与建议，希望对提高我国汽车的检修水平能夠有所帮助。

关键词:汽车；检测技术；发展；展望

伴随着世界经济的发展，汽车保有量在不断增长，但随着市场需求的不断变化，以及生态环境保护问题的日益突出，与汽车发展以及节能减排相关的政策和技术也在不断发展，在一定程度上推动了汽车检测工作的进一步开展。汽车检测技术不仅要满足汽车在安全环保方面的检测需求，确保汽车的高效、安全运行，还需要对汽车的综合性能进行检测，通过多种检测技术以及手段，确保机动车辆的动力性、可靠性和经济性，并对发动机的故障情况进行准确诊断。因此，对汽车检测技术的未来发展进行展望具有十分重要的现实意义。

1汽车检测技术的发展趋势

1.1网络化。

随着电子信息技术的快速发展，汽车检测技术和管理模式开始朝着网络化的方向发展。从我国目前汽车检测站的检测系统来看，多数已经应用了计算机管理系统进行汽车检测，运用计算机进行测控能够提高检测站的工作效率，同时便于实现网络化发展。通过检测系统和检测站点的网络化发展，能够实现信息资源的共享。伴随我国自主研发技术的不断加快，在不久的将来，高速公路将会充分借助信息系统构建互联网络，实现对各区域车辆状况的掌握，这在一定程度上促进了我国汽车检测技术的提升。

1.2智能化。

汽车检测技术的又一发展方向是人工智能化，从汽车检测技术的发展态势来看，汽车检测以及汽车诊断技术发展的重点是监控预测功能，将会实现对汽车运行的动态监控。汽车检测技术逐渐系统化、智能化、科学化，当汽车检测发展到对元件状态的有效测控后，汽车的使用寿命将得以延长，而且汽车运行的可靠性将大大提高，从而促进汽车诊断参数信息的识别、技术传感技术、故障解析技术的不断进步。此外，汽车检测技术的不断开发与创新，将会实现高速微处理机及大容量廉价记忆装置的普及和推广。

1.3规范化。

人们生活水平不断提高，对物质文化生活提出了更高的要求，而且随着环保理念的推行，越来越多的人开始把关注重点从汽车的外观设计转向汽车的安全指数、驾驶性能、耗油标准以及碳排放量等方面。由此可见，加强对汽车的轮胎、轴距、扭矩、制动、悬挂等方面的检测变得越来越重要，这客观上促进了汽车检测技术的规范化、标准化。汽车检测行业发展越迅速，就越需要统一规范的检测标准。如果缺乏对汽车检测技术以及检测设备的规范化要求，在很大程度上就会影响检测结果的准确性和科学性。因此，有必要制定规范的、标准的检验方法，完善汽车检测项目，使之更加科学化、人性化，促进汽车检测领域逐渐实现硬件和软件的和谐发展。

2应对汽车检测技术发展趋势的有效对策

2.1与高校进行大力合作，开设汽车检测等专业课程。

我国汽车检测与计量的工作起步较晚，在各大院校没有形成系统性的学科体系，有些院校没有设置相关专业，有些院校虽然设置了与汽车检测与维修相关的课程，但是缺乏对汽车检测、维修有关的专业性技能培养，这影响了我国汽车检测的发展速度。因此，我国应迎合社会发展需求，完善相关体系设置，提高学科的技术含量，这时政府要加大扶持力度，给予教育资金支持，加大对汽车检测技术的研发力度，为提高我国汽车检测行业发展奠定基础和技术支持。

2.2加强汽车检测设备的法律法规体系建设。

在建立健全汽车检测的法规标准体系的过程中，根据我国汽车行业发展的实际情况，建立汽车检测设备的认证制度，对于进入市场的汽车性能检测设备和仪器实行市场准入制度，加强行业的规范性。汽车行业的主管部门要发挥重要作用，培育和扶植专门的检测机构对汽车检测设备进行检测，定期对检测设备的精度、功能进行抽检，对于不合规定的检测设备要进行清理，不断提升汽车检测设备的开发应用水平，从而提高汽车检测技术和维修水平。

2.3建立完善的计量检定体系。

汽车的检测与计量本身就是一项复杂性、技术性较强的工作，需要对汽车制造技术、检测技术和计量学知识、汽车使用与维修技术等进行有机的整合，逐步建立起完善的计量检定体系。对此，可以在国家交通部门的统一领导与负责下，建立汽车检测计量站、汽车综合性能检测站、汽车检测与计量检定人员的培训机构等，形成覆盖全国的汽车检测和检测设备计量检定体系，为我国机动车辆的正常使用和检测工作提供良好的技术保障。

2.4提升操作人员的操作技能和质量观念。

虽然具备了科学先进的汽车检测设备和技术，构建了安全的网络操作环境，但是如果操作人员的操作技能不高，质量观念淡薄，将会严重影响汽车检测技术的进一步发展。由此可见，提升操作人员的实际操作技能是非常重要的。因此，我们要对操作人员进行系统、全面的技能培训，提升操作人员应对实际问题的能力，同时要开展科学的管理机制培训，增强操作人员的自身素养，使操作人员能够依据汽车检测的行业标准提供更加优质的服务。

3结语

伴随我国国民经济的快速发展，交通运输业和汽车制造业呈现繁荣发展态势，机动车的保有量也将出现大幅上升，对于汽车检测技术的要求也会越来越严格，我国的汽车检测部门要不断进行设备和技术的改革和创新，有效借鉴发达国家的先进检测技术，引进先进的设备和管理技巧，缩短与发达国家的差距，从而实现与国际先进水平接轨，推进我国汽车检测技术的快速发展。

参考文献

［1］车淑贤. 浅谈汽车检测诊断技术的应用及发展方向［J］. 中国科技博览, 2012, (4): 283.

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