应用类型和前景

应用类型和前景（通用10篇）

应用类型和前景 篇1

1 常见数据中心制冷架构

所有传输至数据中心内的IT负载的电能最终都将转化为热能,必须被排出以避免过热。空调系统对数据中心的作用就是高效率地收集这些复杂的热气流并将其所携带的热量排出机房之外。对于数据中心的制冷方案和整体架构的优化方式,原则上有三种选择,房间级制冷(room-oriented cooling)、行间级制冷(row-oriented cooling)、机柜级制冷(rack-oriented cooling)。

2 架构与趋势介绍

在房间级制冷架构中,CRAC(Computer Room Air Conditioner,计算机机房空调)机组与机房相关联,并行工作以应对机房的总体热负载。由于被局限到了房间级,其制冷架构可能由一台或多台机房空调组成,机房空调提供是不局限于管道、风门、通风口等约束的冷空气。

但房间级制冷架构的设计受机房物理特性很大影响,包括天花板高度、机房形状、地板上下的障碍物、机柜布局、机房空调的位置、IT负载功率密度分布等因素。其结果是可预测性较差,特别是在功率密度增大时更是如此。因此,可能需要利用CFD(Computational Fluid Dynamics,流体动力学计算模型)对设计安装细节进行计算。此外,诸如IT设备移动、增加及变更等也可能使性能模型失效,而需要进一步的分析和测试。而房间制冷的冗余性也难以真正计算确认。

在行级制冷架构中,机房空调机组与机柜行相关联,以针对特定机柜行为设计目的。机房空调机组可以安装在IT机柜之间,可以架空安装,也可以在地板下安装。与房间级制冷架构相比,其气流通路较短,且更为明确。此外,气流可预测性要好很多,机房空调的全部额定制冷量均可得到利用,并可以实现更高密度布局。

除制冷性能之外,行级制冷架构还有许多其他优点。气流路径缩短可降低空调风机功率,提高效率。行级制冷设计可以根据目标机柜行的实际需求确定制冷量和冗余度。例如,行级制冷架构允许一行机柜高密度应用,如安装了刀片式服务器,而另一行机柜则应安装较低密度的IT设备。此外,对具体行可针对性地采用N+1或2N式冗余设计。

在机柜级制冷中,机房空调与机柜相关联,以冷却特定机柜为设计目的。空调机组直接安装在IT机柜上或其内部。与房间级或行级制冷架构相比,机柜级制冷气流路径更短,且定义更为准确,使得气流完全不受任何设施变动或机房约束条件的影响。机房的全部额定制冷量均可得到利用,并可实现最高的负载密度。与高密度机柜的是虚拟化和云计算大数据发展的趋势,而针对高密度机组的模块化制冷也是契合强电模块化配电的发展趋势。而对高密度数据的能耗也是重要的考虑原因。

这种方式的主要缺点是相比其他方式需要大量空调设备及相关管路,特别是在较低负载密度的情况下更是如此。

3 各制冷架构分析

机柜级制冷架构的电力成本一贯较低,因为机房空调紧靠负载并匹配良好,并针对负载进行选型配置。所以不必要的气流能得以避免。

房间级制冷架构的电力成本在低功率密度时很低,但随着机柜平均功率密度超过3k W之后,将发生显著的退化。这实际上是由于需要将更多空气移动较长的距离,而且机房空调需要消耗更多电力方可搅拌或混合机房内的空气以避免热点出现。

行级制冷架构的相关电力成本在低密度下表现较差,但在较高密度下会有显著的改善。随着负载密度的增大,行级制冷的设计则具有最高的效率和最低的电力成本。这是因为空调机组紧靠热源与负载匹配良好,空调可用制冷量在高密度下得以保持,而且冗余设计使空调机组可以支持多个机柜。

参考文献

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[2]辛建华.基于气流组织优化技术的数据中心机房节能减排运用[J].广东通信技术,2015(2).

[3]陈钢.机房高热密度机柜空调解决方案[J].华南金融电脑,2010(8).

应用类型和前景 篇2

[关键词] 气质类型；高校教师；发展前景

[中图分类号] G443 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2016） 07-0052-03

近几年来，大学生的心理健康问题愈来愈引起全社会的关注，殊不知，作为高等教育人才的培育者的高校教师的心理健康问题也日趋严重。实际上，高校教师的工作表面看起来自由而有尊严，但很多教师的心理负荷已经到了临界点。虽然没有中小学教师那么多繁重的教学任务，但高校教师考核和评价机制越来越趋于的量化倾向，使教师的职业发展前景与科研成果紧密挂钩，让高校教师不堪其重，职称焦虑成为每一位沿着讲师—副教授—教授这个独木桥行走的教师的生活之绳。要在高校里取得学科地位和站稳脚跟，必须参与评职称，要参与评职称，就必须做科研。教书育人，教师的天职与使命，往往在与科研的比拼中，淡出教师的视野。对于教学，他可以几十年如一日地重复一套教材，教学效果差强人意也在所不惜，他将更多的精力放到科研上。而往往，科研和教学是脱节的。我们往往看到一些大受学生欢迎甚至在社会上具有很高知名度的教师，在连年的科研成果上乏善可陈，虽然经常被评为教学名师，甚至开的课程成为学校的名片，但科研成果的匮乏导致职称评定时的一再败北。另一方面，又有很多科研成果卓著的教授，在课堂上缺乏教学感染力，学生反映不佳，教学效果不理想。他们拥有很多课题，发表很多文章，但教学能力却一直平平。当然，也有少数老师能做到教学科研两不误，成为全能人才，这样的毕竟是少数。

教学与科研， 作为高校教师的两个主要学术活动，有其共同之处： 都以知识为基本对象； 都为高级智能活动； 都需要主体的投入和创造性的激发。二者之间也存在不同，在对活动主体要求的性格特征、智力形态及二者的活动方式、活动过程、活动目的等方面存在差异。 教学活动是一个表达、反馈、提升的外向性过程，需要接受者的更多配合与支持，重在普及与传播，强调表达与对话；科研活动是一个探索、反思、构建的内向性过程，是在科学的道路上不断挑灯前行，发现未知，填充空白，往更深处进发。高校教师队伍是一个复杂的人才系统。从个人适配度和发展前景来讲，高校教师大体可分为教学型、科研型、教学科研并重型三类。是人的差异，导致了从事同样的活动而产生了不同的结果。高校教师适合教学还是适合科研，从心理学和人才学的角度来看，气质类型起到了很重要的作用。本文侧重从气质类型的角度探讨高校教师的职业适配度与发展路径的选择。

一 高校教师气质类型的聚焦与阐释

气质属于人格的范畴，了解自己的气质特点，是一个人建立正确而全面的自我认知的必要步骤。自我认知是对自己身心活动的觉察，即自己对自己的认识，具体包括认识自己的生理状况（如身高、体重、体态等）、心理特征（如兴趣、能力、气质、性格等）以及自己与他人的关系。只有充分了解了自己，特别是能力倾向、气质类型和性格之后，才能判断自己同高校教师这个职业的最佳适配方式。霍兰德的“人业互择理论”就认为，适宜的职业环境中个人可以充分施展自己的技能和能力，表达自己的态度和价值观，并且能够完成那些令人愉快的使命。气质，从心理学的角度讲，是指心理活动表现在强度、速度、稳定性和灵活性等方面动力性质的心理特征，相当于我们日常生活中所说的脾气、秉性或性情。人的气质主要是由遗传决定的。目前，心理学家们普遍认为，在通常情况下，人的气质类型可分为胆汁质、多血质、粘液质和抑郁质四种。气质并不标志一个人的智力发展水平和道德水平，更不得用某种气质来评判员工的优劣，因为每种气质均有优缺点。如多血质思维灵活、反应迅速、好交际、敏感；但易浮动、急躁不稳重。胆汁质直率热情、精力旺盛；但失之鲁莽、易于冲动、准确性差。粘液质安静沉稳、自制忍耐；但反应绶慢，朝气不足。抑郁质细腻深刻、踏实细致；但多愁善感、孤僻迟缓。

一般来说，气质类型在个体身上表现得并不总是那么典型。大多数人都是两种或两种以上气质类型的混合体。但总有主要体现出某一类气质类型的倾向性。有研究者曾对教师的气质类型和教学风格做过探讨，认为不一样的气质类型体现出不一样的教学风格，而通过对230名学生做的抽样调查，发现学生喜欢多血质和胆汁质的人数多于喜欢粘液质和抑郁质的人数， 喜欢前两者的人数高出后两者35. 6%。四种气质类型中，多血质和胆汁质都属于外向型的气质类型，而粘液质与抑郁质则属于内向型的气质类型。由此我们可以推断，以多血质或胆汁质气质类型为主的高校教师，更适合从事教学工作，享受教学相长带来的愉悦感，属于教学型人才；而以粘液质或抑郁质气质类型为主的高校教师，更适合从事科学研究工作，体味探究与发现的乐趣，属于科研型人才。

教学型的教师具备较强的课堂管理能力，注重反馈，鼓励学生发言，实现了教育过程中的教学相长。他们语言风趣，善于变通，不因循守旧，认真对待每一堂课，注重发挥课堂艺术，为了有所成就而影响和鼓励他人，在教学中收获最大的成就感和幸福感；研究型教师，总体偏向理性而内敛，善于思考与发现问题，喜欢独立和富有创造性的工作，知识渊博，有学识才能，不善于领导他人。在工作岗位上，冷静型的人能够与同事合作，而忧郁型的人则能保证工作质量。他们工作上最大的成就感来自于科研成果的研发。认清自己适合进行教学，就要将精力主要放在教学实践中，并在教学中同样寻求研究的空间，教学中的科研同样能实现个人价值的最大化。教学科研不是孤立的，是互相渗透的。适合研究的教师，同样在研究工作中杜绝单枪匹马，科研团队和梯队建设至关重要。

二 高校教师职业发展路径的现状与突围

当下，我国高校教师的职业发展路径比较单一，职称道路的评价标准近年来不断改革与完善。但总体还是倚重教师的科研成果，轻视教学。所有教师走上工作岗位，经历两三年的工作适应期之后，都走上了同质化的发展道路，按照“助教—讲师—副教授—教授”，攀登同一个高校教师职业发展阶梯，而在教师评价体系中的科研绩效导向性即唯科研成果论的教师评价模式，使得高校教师对教学工作的热情和投入难以维系。

不论是多血质、胆汁质，还是粘液质、抑郁质，高校教师面临着同样的工作压力：承担过多的教学工作量，申报遥不可及的课题，硬着头皮撰写论文……现实要求每位教师都要成为全能型教师，教学、科研，样样出彩。特别是对于处在事业起步阶段的青年教师来说，适合教学的老师投入科研举步维艰，有意专研的教师被太多的教学任务占据了大部分精力。如此，使高校内的人力资本、社会资本都造成了极大的浪费，人不能尽其才，被自己不认同不擅长不喜欢的任务耗去了大量时间，自我效能感低，对工作的满意度低，由此带来的职业懈怠和消极情绪影响深远，不仅对教师自身的职业发展无益，更是大大削弱了团体（学科、学院、学校）的心理资本。“心理资本”这个概念，是由管理学家路桑斯教授提出的，他创造性地将积极心理学的思想延展到人力资源管理与组织行为学领域，旨在从根本上打造人的竞争优势。以信心、希望、乐观和韧性为核心的心理资本，是在当今工作场所中，能被测量、开发和有效管理，进而能提升绩效的能力。心理资本强调“你是谁”及“你想成为什么”，关注的重点是个体的心理状态。心理资本作为人力资源管理研究的新热点，已经普遍引起了学者们的重视，也应该引起处于人事改革浪潮中的高校教育管理者重视，高校人才的竞争将在很大程度上归结为教师心理资本的竞争。同样的道路，不一样的人，就会出现不同的结果。同一个起跑线，但不一样的心理资本，导致有人掉队，有人退出，有人知难而退，有人遥遥领先。

无论教学型还是科研型的教师，都会在自己的工作中寻求成就感、价值感以及自我实现。一个人最大的价值，来源于他在某一方面收获的存在感，他对别人的影响力，以及他对自己人生的掌控力，并在此中体现出来的让人无法抵挡的魅力。按照马斯洛的需要层次理论，当职业目标超过了对物质的需求的阶段，他在需要层次上又自动上升到追求自我实现的阶段。作为高校教师，都是受过多年高等教育的人，不可能仅仅满足于物质生活的无忧，他还要实现个人价值的最大化，这是每位教师的职业理想。但这种价值最大化的自我认同，往往被工具主义和功利主义所代替，外在的竞争更强化了这些世俗标准。安贫乐道，应该是高校教师的生命本色，但如今高校教师做不到潜下心来投注教学或科研，心浮气躁，个人的价值感、存在感成为奢谈的理想，越来越倚仗外界的评价和考评，对自我的反思与肯定能力逐渐退化，在与同专业教师的比较中自信心陷入萎缩状态。

相比较科研型的教师，教学型的教师很容易产生自我认同的危机，“自我认同的危机，也就是陷入生活的虚无状态以及生活意义的丧失”，随之而来地是职业的倦怠。即使硬逼着自己做科研，也难保科研成果质量，并且教学的积极性也会逐年降低，失去生活的目标感。他找不到可以肯定自己的坐标，虽然有来自于学校教学管理部门的重视、历年学生对其教学的好评，但职称的评定仍然倚重科研，成为教师职业发展上升的唯一通道，教师的绩效评价只重点考量科研成果，这不能不让教学型的教师走入困境。这种单一的评价体系越来越盛行。发表论文争取课题越来越成为功利化商业化运作。一方面，教学型的教师为了评职称，想尽一切办法，也从一定程度上助长了学术腐败。论文只重量不重质，文字游戏代替了真正对科研的兴趣。另一方面，科研型的教师对上课越来越敷衍，不注重与学生的交流，同时也被较多的教学任务分散掉很多精力，科研成果的产生也收到了影响。

我国《高等教育法》规定，现代大学有三大任务，培养人才、发展科学、服务社会。目前，我国高校大致区分为三种类型：研究型大学、教学研究型大学、教学型大学。而在全国 600多所高校中， 2/3以上的高校是以本科教学为主的教学型大学。但即使在教学型高校中，对教师的评价也越来越依仗教师的科研成果。对教学虽然也采取种种措施来加以重视，可在职称评定与上升空间上，仍然只重点考量科研成果，以发表论文和课题主持经费的多寡来论英雄，本质上忽略了高校的定位差异，使大量高校的发展和目标都呈现同质性，既削弱了高校自身独有的核心竞争力，又不利于整个国家高等教育事业的发展。

有研究者认为，高校之所以偏重或单单依赖科研成果的评价体系，是因为教学工作评价难以操作，过于繁杂与主观，对教学工作的评价需要专门人员、专门的评价程序、专门的评价指标体系，操作上相对麻烦，而且需要评比人做出自己的主观评价，其客观性、真实性、可靠性受到人们的质疑。而科研工作的评价相对较容易，有没有成果泾渭分明，重大成果和一般成果差异显著。以科研成果来评价高校易于操作，学校和教师也容易认同。实际上，教学和科研之间的矛盾也是大学和社会关系的矛盾的反映， 是社会现实需要与大学理想的冲突。当代教育家欧内斯特·波伊尔认为，大学教师的职能应该包括包括教学、科研以及直接为社会服务等三种形式；主张在不同的学术活动类型之间实行“有尊严地多样化”，重点抑制学术专业在进行纯知识的探索、传播与知识的社会应用和创收等具有不同价值定向的学术劳动中出现畸轻畸重的不平衡。

教育的本质是培养学生。从学生的成长中汲取快乐。科研应是教学之余的研究与反思，并通过反思的结果与学生分享知识和创造带来的乐趣。因此，为高等教育的长足发展缩小，迫切需要设置教学型教授与科研型教授平行的考评体系。这在不少高校职称评定系统中已有所体现，尝试为教学型的教师开拓适宜长足发展的职业发展前景，如设置教学工作量、教学效果、教学改革与研究等几个板块，立体化地对教师的教学质量与可持续发展进行全方位考核，让教学型的教师看到了未来发展的希望，为人才的培养用心尽力，努力实现自身的最大价值。对于科研型老师，则应适当压缩课时量，缩小班级上课规模，建立更多的科研小组，指导对专业研究有兴趣的大学生，结构比较宽松。很多科研型的教师在课堂外反而更灵活地与学生沟通与交流，融科研于教学之中。

在神经活动上，多血质和粘液质相对于胆汁质和抑郁质，具备更多的耐受性和均衡性以及更强的自我修复能力。在工作中，更具备直面现实、接受挑战的勇气与乐观心态。但现实是复杂的，气质是天生的，每一种气质类型都有积极的一面，也有消极的一面。高校教师除了主动地了解自己的气质类型和性格特点之外，更不能让气质类型成为自己发展的桎梏和借口。要充分发挥自己气质类型中积极的一面，以带动克服消极的一面。 除了教师在正确认知自我特征的前提下进行职业发展的调整完善之外，高校教师评价体系与考核体系也要逐步完善，摒弃传统的一刀切评价标准，设置更多的职业发展路径。作为高校，应为教学型和科研型的教师设置不同的职业上升空间与通道，人尽其才。既能发挥高校培养人才的重要职能，又能让科研人才真正倾心于科学研究，共同推动社会的全面发展。

参考文献

[1]沈洁.“霍兰德职业兴趣理论及其应用述评”[J].职业教育研究，2010（7）.

[2]肖耀根.教师气质类型与教学风格的关系[J].华中农业大学学报（ 社会科学版），2008（2）.

[3]于兆良，孙武斌 ，史海波.心理资本对高校教师伍稳定性的影响[J].高校教育管理，2013（2）.

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[5]武书连， 等.2002中国大学评价[J].科学学与科学技术管理， 2002（5）.

应用类型和前景 篇3

应急通信具有以下特点:

突发性。

应急通信主要满足在不确定时间和地点出现的信息传递需求,一旦需要就能立刻提供通信支持。由于事前无法预知,因此需要“应急”。

临时性。

突发性事件一般持续时间有限。应急通信发挥最大作用的时间段往往是突发事件的初始阶段。当突发事件转变为常态持续时,长期的信息传递需求仍将由逐步恢复的公众通信网所替代。

资源消耗性。

公众通信网的一个物理信道可以承载成百上千用户共同使用,而应急通信时一个物理信道在相同时间内仅可容纳一对用户使用,单信道承载的最大用户数不会过百。在应急事件发生时,为了尽力减小损失,将不惜成本的达到信息传送目的。应急通信的资源利用率很低,浪费巨大,同时成本投入也相对高昂。

业余无线电爱好者所在的地理位置分布和其工作习惯等特点,很多时候能够弥补公众通信网的不足,切合应急通信的需求。业余无线电个人爱好特点决定了业余电台在地理位置分布上的离散性。同时业余电台受个人工作性质、生活习惯的影响,其工作时间广泛而相对均匀地分散在任意时间点。这正好是应急通信所需要的。

业余无线电的应急通信多采用移动性能较强的小功率电台。提高移动能力能够在大部分时间和地点完成紧急情况的通信。为了达到较高的移动性能,业余无线电应急通信设备大都采取点对点或点对多点所需的较小功率发射,以减少电源的消耗,减小整体设备的重量和体积。

无论在哪种环境中进行通信,必不可少的设备就是通信电源。有合适、可靠的通信电源是保证应急情况下信息传递的基本要求。应急通信设备通常可以采用直流稳压电源、蓄电池、燃油发电机、太阳能电池等几种方法独立和混合进行供电。

在有220V交流市电供给的地方,使用直流稳压电源供电是最可靠、最稳定、经济成本最低的方法;如果需要经常性移动使用,则采用蓄电池是最佳方案;当蓄电池不能满足持续供给电源能量需求时,改用燃油发电机发电或者太阳能电池为蓄电池辅助充电。

直流稳压电源供电。

通过电源降压和稳压手段,将220V交流市电转换为适合电台设备使用稳定的低压直流电。这是业余无线电爱好者最常采用的供电方式。见图1。

★优点:电力充足、持久、成本低。可以不间断为电台提供可靠的电源供电。

★缺点:依赖220V交流市电供应,影响移动性能的发挥。

蓄电池供电。

蓄电池供电可以不受220V交流市电供应的限制,具有较好的移动性,往往在应急通信中发挥重要作用。同时直流稳压电源的输出会含有一部分交流分量和干扰杂波,在电台设备接收时表现为背景噪声。蓄电池能提供最纯净的直流电源,不会引入背景噪声,更加有利于应急通信时接收、辨析微弱的信号。见图2。

★优点:方便、移动性能好,可以在移动过程中使用电台设备。

★缺点:成本高,电力供给功率和持续能力有限。不能提供给较大发射功率的电台设备使用,电池的容量和负载设备的耗电量限制了可以使用的时间。

燃油发电机供电。

中小型燃油发电机和蓄电池一样不受220V市电供给的限制,可以移动为电台设备提供电力供应。当油料供应充足时,可以不受到电池那样有限供电时间的限制。但发电机工作时烦人的噪声对电台操作者收听微弱信号是个严重的干扰。发电机燃油的携带、储存和加注过程中存在一定的安全隐患。见图3、图4。

★优点:方便移动、持续提供足够功率的电源供应。

★缺点:使用成本高、机械部件维护保养麻烦、工作噪声大、燃油的储运使用过程需要特别小心。

太阳能电池供电。

太阳能是取之不尽用之不竭的绿色能源,既无噪声也不对环境造成污染。在日照充足的地区、白天可以为设备提供持续供电。但太阳能电池的转换效率还比较低,要获得足够功率的电力输出便需要足够大面积的电池板,并能获得足够强度的阳光照射。另外由于受到日照时间、地理纬度、云层遮挡等条件的影响,太阳能电池供电方案应用有比较大的局限。在业余无线电应急通信中使用不是很理想。为了弥补夜间或阳光照射强度不足时,太阳能电池输出电力弱的问题,一般采用太阳能电池结合蓄电池供电的方案解决应急通信的电源供给。见图5。

★优点:在日照充足的地区可以较长时间持续提供清洁干净的电源供给。

★缺点:成本高、夜间或阴天时不能获得充足电力、电池板占地面积大、携带不便。

每一种供电方案都有优点和缺点,业余无线电应急通信应结合具体的通信供电需求,在不同的环境下选择不同方案获得电力供应。也可以组合选择两种以上的供电方案互补长短,得到最佳的电力供给。下面分别介绍每种电源供电方案。

直流稳压电源

直流稳压电源分两大类:一类叫串联型(或并联型)直流稳压线性电源,简称“线性电源”;另一类叫开关型脉冲宽度调制(PWM)变换直流稳压电源。直流稳压电源结构图见图6。

串联型稳压电源是让电路工作在深度负反馈状态下达到稳定输出电压的目的。负反馈调整元件一般采用大功率晶体管或MOS管,让其工作在线性状态对输出负载两端的电压进行调整。

并联型稳压电源是让调整元件与负载并联,通过电路自动控制让调整管旁路负载电流,起到一个稳压管的作用,让输出电压得到稳定。

无论是串联型还是并联型稳压电源,为了满足在一定范围内稳定输出电压的要求,电路设计时都让调整管两端保持有一定的电压降或分担电流。当负载端电压有升高趋势时,自动提高调整管压降或分担电流抵消输出电压的上升。而当负载端电压有下降趋势时,自动降低调整管压降(或分担电流)抵消输出电压的下降。这样稳压管在正常稳压调整过程中将一直处于很大的功耗状态。通常线性电源的效率仅有30%～60%,并且有发热量大的缺点。

20世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为目标,为航天火箭上的设备开发了开关型稳压电源。开关型稳压电源采用功率半导体器件控制电流导通与关断,通过控制电流开关的占空比调整输出电压。负载端电压有下降趋势时,自动控制电流开关提高占空比抵消输出端电压下降趋势;反之,则控制减小电流开关占空比。在半个多世纪的发展中,开关电源以其独特的工作方式,众多的优点逐渐取代传统线性电源,被广泛应用于各种通信设备或各种机电设备当中。开关电源原理图见图7。

直流稳压电源的指标

一台直流稳压电源性能好坏以及是否适合用于通信可以通过一系列技术指标体系来描述。例如电源的工作频率、功率、效率、漏电流、稳压精度、动态可调范围、过流、过压保护能力、绝缘性能等。在业余无线电通信信中主要关心以下指标:

输入电压。

我国市电电网交流供电标称电压为220V,允许误差变化范围为±10%。不过在不同地区,电网质量差异,该误差值或许会达到-20%～+15%。直流稳压电源输入端电压应满足该适用范围。

输出电压。

按业余无线电通信的要求,一般电台设备的额定工作电压为直流13.8V,因此输出电压应满足负载要求。某些工业用直流电源输出标称为12V,通常用于电台供电也没有问题。

额定输出电流。

输出电流应满足负载需求。业余无线电通信中,一般发射功率在5W以下的手持式设备,要求其供电电流1～3A之间,一般的实验室电源都能满足电流供给要求。如果是发射功率25W以上的台式设备或车载电台设备,要求其供电电流10～15A之间。特殊大功率设备(比如高频功率放大器)则需要电源有更大的电流输出能力。通常输出能力越大的电源其重量和体积都相应增加,这需要在应急通信的保障能力中综合考虑。

输出电压可调范围。

输出电压可调范围是指在保证电压精度稳定的条件下,人工手动控制可以调整的电源输出电压范围。作实验或维修用的电源往往需要比较宽的输出电压可调范围,以满足不同电路所需的供电要求。业余无线电通信使用的电源只要固定输出13.8V即可。

输出电压波纹。

输出电压波纹是直流电源滤波不干净剩余的交流成分,其峰值一般在输出电压的0.5%以下。输出电压波纹对负载设备表现为噪声干扰,特别是对无线电接收机设备。

开关电源与线性的电源的优缺点

线性电源有电路简单、稳定、输出调整响应速度快的优点,但它的电路必须依赖沉重的工频变压器工作,因此有体积大、重量重的缺点,不方便携带和移动使用。在应急通信中不推荐使用线性电源为通信设备供电。

开关电源通过高频率的电源变换技术,不需要使用工频变压器。同等输出能力下与线性电源相比具有体积小和重量轻的特点。非常适合在应急通信中使用。不过由于开关电源的非线性特点,会产生大量的有害电磁辐射,对无线电通信可能形成干扰。另外,开关电源输出调整响应相对线性电源调整速度较慢,并且电路复杂、元器件众多,因此同等工艺水平条件下其稳定度和可靠性没有线性电源表现好。

本文介绍了业余无线电应急通信电源的基本要求和各种供电方案的特点对比。后一篇将结合实际应用介绍《品种丰富的直流稳压电源》。

Tips:游牧通信

应用类型和前景 篇4

[关键词]传感器；技术作用；现状分析；发展前景

[中图分类号]TP212.9 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0196-01

一、传感器技术理论概述介绍

能够把特定的被测量信息（如物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号的器件或装置，称为传感器。所谓“可用信号”，是指便于传输、便于处理的信号。就目前而言，电信号最为满足便于传输、便于处理的要求。因此，也可以把传感器狭义地定义为：能把外界非电量信息转换成电信号输出的器件或装置。

目前只要谈到传感器，指的几乎都是以点为输出的传感器。除电信号以外，人们在不断探索和利用新的信号媒介。可以预料，当人类跨入光子时代，光信号能够更为快速、高效传输与处理时，一大批以光信号为输出的器件和装置将加入到传感器的家族里来。传感器是生物体感官的工程模拟物；反过来，生物体的感官则可以看作是天然的传感器。

二、传感器技术的主要作用分析

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fin的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

三、传感器技术的国内外应用现状

1 光电传感器技术的应用现状

光电传感器在当前科研领域的运用范围很广，影响力巨大，尤其是基于光电传感器技术原理研发和制造出的新型光电传感器已成为当今传感器市场的主流，在国外，光电传感器技术已广泛地运用到各国军事技术、航空航天、检测技术以及车辆工程等诸多领域。例如，国外的城市交通管理也大多运用电子红外光电传感器进行路段事故检测和故障排解的指挥。同时，国外现有汽车中常装载有新型光电传感器如激光防撞雷达、红外夜视装置、测量发动机燃料特性、压力变化并用于导航的光纤陀螺等。

目前我国的光电式传感器在现代研究实力和影响范围上虽不及日本和欧美一些国。但却在研究的种类和样式上取得重大的突破，总体上可分为光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器以及细丝类物件的在线检测。同时，基于光电传感器技术的科技设备已在我国被广泛地应用于多种军事领域，其中较为广泛的应属紫外告警系统，它为探测来袭导弹提供了一个极其有效的手段。

2 生物传感器技术的应用现状

在国外，现代生物传感器已被详细划分为酶传感器、细胞传感器、免疫传感器、基因传感器等。酶传感器方面，由于酶的纯化困难，加之固化技术影响酶的活性现代生物传感技术中采用多酶体系，利用即对不同化合物采用不同类型的酶进行最大活性的催化反应，并运用多酶的反馈调节可大大节省原材料并提高工作效率固定化底物电极，并可连续检测和分析细胞在外界刺激下的生理功能免疫传感器是利用抗体对抗原的识别并能与抗原结合的功能构成的生物传感器。

在我国，生物传感器技术还处在大规模的研究阶段。然而，结合国内外相关技术研制的生物传感器在我国当前的工业、农业、环境监测及生物医学等众多领域还是有着广泛和重要的应用。为保证地区的淡水、饮用水质量，有效治理被污染水源等做出了贡献，微生物传感器用于测定空气和水中的含量和浓度，在发酵工业、整治大气污染等方面发挥功效。生物传感器还可探测除草剂含量应用于植物学研究和整治农药污染。在食品工业中，生物传感器用于食品鲜度滋味和熟度的测定，在食品生产和加工过程中起到重要作用，同时，还可测定食品中的细菌和毒素含量，及时避免人们误食此类食品危害健康。

四、传感器新技术发展前景分析

1 利用新材料发展新产品

高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。将高分子电介质做成电容器，测定电容容量的变化，即可得出相对湿度。利用这个原理制成的等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温度传感器，具有测湿范围宽、温度范围宽、响应速度快、尺寸小、可用于小空间测湿、温度系数小等特点。

陶瓷电容式压力传感器是一种无中介液的干式压力传感器。采用先进的陶瓷技术，厚膜电子技术，其技术性能稳定，年漂移量的满量程误差不超过0.1%，温漂小，抗过载更可达量程的数百倍。

光导纤维的应用是传感材料的重大突破，光纤传感器与传统传感器相比有许多特点：灵敏度高、结构简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲、便于实现遥测等。而光纤传感器与集成光路技术的结合，加速了光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件，光纤传感器又具有了高带宽、低信号处理电压、可靠性高、成本低等特点。

2 紧跟用户需求更易操作

传感器在技术水平和功能上的迅速发展，一方面来自于计算机、检测等技术的发展，另一方面则源于应用领域需求的驱动。广州市施克传感器有限公司高级产品经理崔丽丽表示，用户的新要求在推动着传感器技术的发展。“以机器视觉传感器为例，以前用户可能只需要213的效果，现在越来越多的用户开始要求能够实现3D的检测效果，施克的3D视觉传感器就是跟随着用户的需要而研发出来的。

3 MEMS技术带动传感器的发展

半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、沉积、平面电子工艺、各向导性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造。因而产生了各种新型传感器，如利用半导体技术制造出硅微传感器，利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏、湿敏传感器，利用溅射薄膜工艺制造压力传感器等。精量电子市场总监陈振指出，MEMS技术肯定是传感器技术未来的主要趋势之一。基于MIEMS硅微加工技术，传感器具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。

4 数字与模拟形式的发展

在一些控制领域的应用中，往往有很多不同的输入以及多变量的处理，这些复杂的要求只有数字电路应付得过来。然而，在另一些应用中，模拟依旧占主导地位。模拟器件设计相对简单，对应于简单的电路，特别是面对成本控制等诸多因素，模拟都是首选。随着传感器技术的进一步发展，传感器设备集成了越来越多的数字化电路和接口。

参考文献

[1]柳立峰等，基于概率覆盖模型的无线传感器网络密度控制算法[J]，北京邮电大学学报，2005年04期

[2]王福豹等无线传感器网络中的自身定位系统和算法[J]；软件学报；2005年05期

[5]覃伯平等，无线传感器网络的安全路由技术研究[J]；传感技术学报；2006年01期

[4]宋志高等，无线传感器网络路由协议的安全性分析与研究[J]；计算机仿真；2005年05期

应用类型和前景 篇5

1.雨水口的定义及作用

雨水口指的是管道排水系统汇集地表水的设施, 在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物, 由进水箅、井身及支管等组成雨水系统的基本组成单元。道路、广场草地, 甚至一些建筑的屋面雨水首先通过篦子汇入雨水口, 再经过连接管道流入河流或湖泊。雨水口是雨水进入城市地下的入口, 收集地面雨水的重要设施, 把天降的雨水直接送往城市河湖水系的通道, 既是城市排水管系汇集雨水径流的瓶颈, 又是城市非点源污染物进入水环境的首要通道。它既为城市道路排涝, 又为城市水体补水。

2.雨水口存在的一些问题

2.1部分雨水口采用平箅式收水。暴雨时雨水排除不及时, 产生积水现象。经常挟带树枝泥砂等杂物, 平箅式易被堵塞。

2.2为便于收集雨水, 雨水口设计时采用雨水口井圈低于该处道路路面 (30毫米) 。但施工时施工单位经常将井圈做得与路面相平, 降低雨水口的泄水能力。造成下雨时雨水很难进入雨水口。

2.3有些地方采用防盗式雨水口, 雨水箅子与井筒连接在一起, 无法开启。导致井筒内不好清淤, 暴雨时排水不畅, 形成积水。

2.4道路的低洼路段及道路交叉口处的雨水口布置不当, 均会造成排水不及时, 形成积水。

3.雨水口的类型

3.1行车道的雨水口类型

3.1.1平箅式雨水口

平箅式雨水口有缘石平箅式和地面平箅式。缘石平箅式雨水口适用于有缘石的道路。地面平箅式适用于无缘石的路面、广场、地面低洼聚水处等。

3.1.2立式雨水口

立式雨水口有立孔式和立箅式, 适用于有缘石的道路。其中立孔式适用于箅隙容易被杂物堵塞的地方。

3.1.3联合式雨水口

联合式雨水口是平箅与立式的综合形式, 适用于路面较宽、有缘石、径流量较集中且有杂物处。

3.2小区园路的雨水口类型

3.2.1绿色的复合树脂雨水口

应用于没有路侧石的园路且绿化种植面低于路面的, 雨水口宜布置在路边绿化位最低洼处且间隔较密, 雨水口宜采用较小尺寸的复合树脂雨水口, 既美观又不影响景观。

3.2.2石材开孔盖板的或有文化元素的铸铁开孔盖板的雨水口

有路侧石的园路或绿化种植面稍高于路面的, 雨水口宜布置在路面上, 材质宜选用同路面波打边同材质的石材开孔盖板或有文化元素的铸铁开孔盖板的雨水口。

4.排水明沟的定义、作用及注意事项

排水明沟的定义:明沟排水是在地面上开挖出小沟 (小渠) , 其断面通常是梯形或矩形, 沟底顺排水方向不断降低 (正坡) , 水靠自身重力流动。排水明沟能积极迅速地排走地面雨水。排水明沟应设置在地面的最低位置, 四周向明沟找坡;排水明沟与管道互相连接时, 连接处必须采取措施, 防止冲刷管道基础;排水明沟下游与管道连接处, 应设格栅和档土墙。

5.排水明沟的类型:

(1) 截水沟:应用于较小型铺装面或台阶的最低处。

(2) 卵石排水明沟:应用于没有路侧石的绿化地形处。

(3) 新型排水沟——线性排水沟:应用于大型铺装面。

线性排水沟优点是以缝隙的形式露出地面给人感觉干净简洁, 因为设计简洁与周围铺装环境容易搭配, 不会影响原设计理念;模块化系统不同的规格组和能应对各种排水的需求, .因为是线性连续性排水, 排水量优于普通的点式排水效果, 也不会出现局部积水现象;线性排水沟材质为树脂混凝土, 具有重量轻、抗老化、抗冻、抗腐蚀性强、承重力强、表面光滑、渗透率为零等特点;独特的“V”和“U”型的独特设计其截面能够有效增大排水能力, 增强自净功能;线性的设计给人很直观的线性观感简洁统一, 线性连续截水、排水效率极高;安装、检修方面, 施工挖沟深度浅、找坡简单、易于施工、安装施工速度快, 能够确保工期。

缝隙式排水系统是由钢制缝隙式盖板、树脂混凝土排水沟底座、跌水井和检修口组成的模块集成式排水系统。

(4) 无盖的沟渠:应用于山体公园。

90%以上的山体滑坡与雨水的作用有关。一旦雨水进入斜坡岩土体内, 它将增加岩土的重度并产生软化作用, 降低岩土的抗剪强度, 产生静水压力和动水力, 冲刷或侵蚀坡脚, 对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用, 当地下水在不透水层顶面上汇集成层时, 它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之, 不少滑坡在旱季原来接近于稳定, 而一到雨季就急剧活动, 具有“大雨大滑, 小雨小滑, 不雨不滑”的特点。

建造地表的排水设施提高滑坡的稳定性是非常有效的, 如横向的排水渠和沿滑坡边界的截水沟等。排水沟的坡度至少应为百分之二, 以确保水迅速流到远离滑坡的地区。最简单的一种排水设施是在不稳定的斜坡上面建造一个横向沟槽。排水沟渠仅仅对基岩或坚硬的不透水层上的浅层滑坡的治理才经济。

在上述的排水沟的排出口处均宜设置成雨水口形式, 以便检修或清洁。

6.结语

海藻的开发现状和应用前景 篇6

1 海藻的分类和组成成分

海藻属于低等植物，由于生长在复杂的海水环境中，导致其形体差异、代谢过程和代谢产物与陆地植物大相径庭。海藻是单细胞或多细胞的生物有机体，甚至有些海藻生物是单细胞个体，人的肉眼看不到，只有在显微镜下才能观察到，然而有些海藻的藻体却长达若干米，甚至达到百余米，非常庞大[4]。无论海藻的形态大小，它们都是非常高效的太阳能转换器，它们能像陆地植物一样，可以利用光、水和空气中的二氧化碳进行光合作用，甚至它们的光合作用效率比陆地植物更高，从而将光能转化为化学能，储存在海藻细胞内，脂肪是主要的储存化学能的表现形式，海藻脂肪的积累量通常大于干重的60%[5]。因此，近年海藻引起了生物柴油转化方向的科学研究者的高度关注。

1.1 海藻的分类

我国海岸线长，浅海面积大，海藻种类丰富，海藻受生态环境的影响很大，对海藻的分类相对困难。在过去的几十年，不同国家的研究人员集中研究了各种各样的海藻，它们形态各异，大小悬殊相差很大[6]。海藻一般分为微型海藻和大型海藻两类。通常情况下肉眼看不到微藻，它们是以漂浮的状态存在水中的，通常也被称为浮游生物，在海水中阳光光线能照射到的地方，均有微藻的分布，例如矽藻、涡鞭毛藻等等[7]。大型海藻是指生长在潮间带或亚潮带的海藻，是潮间带生态系统中重要的初级生产者，可以为多种生物提供栖息地和生物来源[8]。它们是肉眼可见的，形态庞大，例如海带，是所有藻类中最庞大、最具有经济价值的海藻植物。大型海藻的分类多种多样，通常根据色素的不同，可将大型海藻分为蓝藻、绿藻、褐藻及金藻四大类群，其中全世界的红藻约4100种，绿藻约910种[9,10]。

褐藻属于褐藻纲，海带是褐藻的典型代表，因为它的细胞壁含有聚合硅，呈现为褐色。几乎所有的褐藻细胞都含有色素，能够吸收二氧化碳，进行光合作用，将光能转换为化学能，以天然油的形式或碳氢聚合物的形式存储二氧化碳，其光合作用的效率非常高。

绿藻属于绿藻纲的真核、单细胞生物，是现代植物进化的祖细胞，典型代表有石莼、裙带菜、马尾藻等，其储量是相当丰富的，不论在淡水域还是海洋里都随处可见，然而绿藻生长速度相对较缓慢，但含有60%多的脂肪酸，其分泌物可以形成细胞壁[11,12]。

蓝藻属于蓝藻纲，原核生物，其细胞的组织结构与细菌很类似，这种海藻在固定大气中的氮气方面发挥了重要作用，其典型代表有真枝藻、微囊藻、螺旋藻等[13]。据统计，迄今为止在各种各样的栖息地发现的这种藻类物种大约有2000种。

金藻属于金藻纲，这种海藻的色素和生化成分与硅藻大同小异，它们有复杂的颜色系统，并且会出现黄色、棕色或橙色的颜色，目前在淡水系统中已知存在的大约有1000种[14]。

1.2 海藻的组成成分

海藻是原始的低等植物，它们没有根、茎和叶。海藻一般不开花、不结果，而是以孢子的形式进行繁殖。海藻细胞结构非常简单，除了主要的能量转换结构外，细胞中的叶绿素为光合作用的主要色素，但就是因为它们的细胞结构简单，使它们能够容易适应环境，长期蓬勃发展。

虽然海藻的细胞结构单一，但其化学成分多种多样，含量也比陆地植物丰富。大多数海藻含有丰富的碳水化合物(木聚糖、甘露聚糖和糖醇等)、氮类化合物、色素、脂类化合物、酚类化合物、维生素、海藻药类和无机成分等[15]。最近已有研究表明，整个海藻藻体都能够从海水中吸收无机物和小分子有机物质作养料，同时还可以向周围分泌出有机或无机物质，生产出各种各样的代谢物，因此海藻中也含有细胞分裂素、植物生长素、脱落酸和多种具有生理活性的有机化合物，进而被人们加工利用，生产出海藻衍生物产品[13]。

在上述成分中，海藻多糖是非常重要的生物大分子物质，通常总糖的含量会达到海藻细胞干重的40%～50%，这些多糖主要分为水溶性和非水溶性两种。水溶性多糖不易被消化，因此多被用作减肥食品中。海藻糖对冷鲜肉有保鲜和护色的作用，利用海藻糖制作的复合膜是优良的冷鲜肉包装，延长冷鲜肉的货架寿命[16]。海藻多糖也具有可抗病毒、抗肿瘤、免疫调节剂等多方面的生物活性，能有效激化器官活动，调节血糖、降血压和胆固醇，据报道日本消化器官癌发病率远低于欧美国家，可能与大量食用海藻中食用性纤维有关[17,18]。

海藻中含有大量益于健康的常量及微量元素、维生素和氨基酸等。人们经常食用的紫菜、裙带菜和海带，不仅味道鲜美，而且含有很多人体必须的氨基酸、蛋白质和无机盐。海藻可以从海水中选择性吸收并贮存人体所需的微量元素，例如绿藻中的浒苔等含铁量很高，紫菜是人们公认的富含多种无机和有机元素的海藻食品，多食用这些海藻能补充无机盐和微量元素，起到保健的作用[17]。

2 海藻目前的开发状况

海藻作为最原始的生命形态，属于低等植物，是海洋中的初级生产者，与人类生活及经济发展有着密切的联系。海藻具有生长速度快、细胞结构简单、环境适应能力强的特点，这使海藻的应用非常广泛，同时由于海藻含有大量现代生物和陆地生物所缺乏的生物活性物质、营养物质和新材料的成分以及一些种类的海藻具有细长的纤维形态，这些决定了海藻的抽出成分在食品[19]、保健品[20]、纺织及印染等方面具有重要的商业开发价值，海藻的纤维在食物纤维及其他纤维类产品相关行业也得到了一定的开发及应用。其中海藻的提取成分与营养性、药物性之间的关系属于食品及药品相关学科，然而海藻纤维及脂肪酸的转化属于生物质资源利用相关学科，是这篇综述关注的重点。

2.1 海藻纤维

海藻纤维分为天然海藻纤维和人造海藻纤维两种。

天然海藻纤维与黏胶纤维一样曾经被看作为一种商业用纤维，主要是因为红藻和褐藻中含量比较高的多糖类指代物，其有机多糖部分是由β-D-甘露醛酸(简称M)和α-L-古罗糖醛酸(简称G)两种组分构成，其中M是G在C-5位的立方异构体[21]。

人造海藻纤维通常采用湿法纺丝制备。将可溶性的海藻酸盐(铵盐、钠盐、钾盐)在室温下溶于水，经高速搅拌制成质量百分比为5%左右的海藻酸盐溶液的粘稠液体，经过滤、脱泡后得到纺丝溶液，纺丝溶液经计量泵、喷丝头进入含有二价金属阳离子的溶液(一般选用Ca Cl2溶液作为凝固浴)凝固，形成固态的海藻酸钙纤维长丝，该长丝经拉伸、水洗、烘干、卷曲等过程得到海藻纤维[21,22]。

经前人研究表明，天然海藻纤维和人造海藻纤维都可以均匀涂染各种颜色染料，并且透气性、吸湿性好、绿色安全环保，是一种可自然降解的、纯天然的无污染原料，但是耐洗涤和耐化学腐蚀性尚待提高。有研究者发现，通过纤维的改性，将活性元素添加到成型纤维核心，可以使纤维具有生物活性，从而增强产品的抗菌、抗病毒等作用[23]。

此外，尽管海藻纤维以其特有的高吸湿、高透氧、凝胶阻塞以及优异的生物降解性而引起广泛关注，但海藻纤维的生产技术复杂、加工处理成本高，而且海藻纤维还存在着强度低等缺点，限制了其在纺织服装领域的应用[24]。目前其产品大多为非织造布类，在医学上的应用比较多，主要作为医用纱布、绷带和敷料等，今后若能够在保持原有柔韧性的基础上，添加抗菌等功能，海藻纤维纺丝这一领域必将有广阔的发展前景。

从海藻中分离的纤维也是非常好的造纸材料，因为在海藻纤维中木质素的含量很低，可以大大降低制浆过程中脱木素的成本，从这个角度对于造纸来说，海藻比陆地植物具有更加显著的优势[25]。将海藻纤维与纸浆纤维以一定的比例混合，在一定程度上增加纸张的柔软度，例如生产卫生用纸、美纹纸等，可以降低这一类柔软纸的材料成本[26]。另外，从海藻中抽取生物脂肪后剩余的材料一方面可以用作动物的饲料，另一面也可以用作造纸材料中价格低廉的无机填料，甚至可以作为纤维的替代物[27]。由于海藻成分复杂，从生物质资源的零排放、无污染、全成分高效利用的角度出发，未来的研究可以从先分离提取生物脂肪转化生物柴油出发，剩余的纤维及无机物成分可作为细小纤维和无机填料用于造纸领域的研究。

在生物可降解复合材料领域中，也有很多研究者试图使用海藻纤维来代替木质纤维素纤维，将其嵌入到可降解的生物高分子复合基质中。由于海藻纤维有比较低的力学性能，可以增加材料的弹性模量，从而增加了复合材料的柔韧性。海藻的价格低廉，如果能用海藻纤维成功地取代木质纤维素纤维，增加生物复合材料的柔软度特性，极大地降低生物可降解聚合物的材料成本，将对海藻的利用及生物质新材料的开发具有极其重要的意义[28]。

2.2 海藻脂肪酸

海藻通常不含有脂质，但许多海藻物种能够诱导积累大量的脂肪酸，导致高油产量。不同海藻的脂肪酸的种类及含量也不同，例如原始小球藻的平均不饱和脂肪酸(62.8%)比脆弱刚毛藻(50.9%)高，海藻在不同的环境下生长，其海藻脂肪酸的含量也不同，在某些氮饥饿或其他压力因素的情况下，可以增强脂肪酸的含量[37]。

脂肪酸通常有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两种，这些饱和或不饱和脂肪酸的构成由12～22个碳原子构成，不同的营养饥饿环境因素、耕种条件和生长阶段都有可能影响脂肪酸的构成。来自动物肉和奶制品的脂肪酸是饱和脂肪酸，大多数植物油脂肪酸是不饱和的，所以海藻的光合作用产物通常被用来提供多元的不饱和脂肪酸，海藻生产的不饱和脂肪酸形式主要是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的形式，通常不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸熔点低[38]。

2.3 海藻生物质燃料

生物质燃料是一种从生物基质中提取的新型可再生燃料能源，可以代替车辆发动机的柴油和汽油，同时减缓化石燃料的压力和减轻化石燃料对环境污染的程度[29]。虽然生物质燃料的价格比化石燃料更加昂贵，但是全球对生物质燃料的需求仍然持续不断地增加。据相关统计，在政府政策和交通运输燃料目标的鼓励下，世界各地生产生物质燃料的目标大约超过了350亿公升，仅仅欧洲的生物质燃料替代柴油的比例就为82%，并且仍有持续增长的趋势[7,30]。

目前的生物质燃料主要有两种:生物柴油和生物乙醇。生物柴油是一种来自植物或动物的有机精油，通常由甲基酯组成，主要成分是甘油三酸酯，比传统柴油燃料更加环保，具有更大的优势。但生物柴油是从植物油(食用或非食用)或动物脂肪里面提取出来的，从而可能增加食用油的价格，导致生物柴油成本的增加，从这一方面来看，就阻止了生物柴油应用的前景[31,32]。生物乙醇是从农作物中提取的液体燃料，用现存的方法从农作物提取的生物乙醇不能完全可持续地替代化石燃料，同时又会影响其他粮食的供应，增加了与农作物耕地的竞争[33,34]。

海藻是海洋生物的主体，其中脂肪酸的含量较任何陆地植物都多，而且海藻生长周期短、产量高、种类繁多，有些种类的海藻以几小时双倍的高产量快速生产，例如青岛附近海岸线的浒苔在夏季产量庞大，至今还没有好的利用途径，形成环境的负担。此外，有些藻类可以在淡水域或在池塘里生长，甚至能以废水作为培养基，消耗废水中的铵根离子、硝酸根离子和磷酸根离子作为营养物质，如果大量的海藻能够高效地用于生物质燃料行业，既可降低生物质燃料的成本，又可减少生物质栽培林地与耕地的竞争[35]。

此外，在海藻生长的过程中，海藻生物可以固定工业燃气中的二氧化碳，减少工厂生产生物柴油产生的温室气体的排放，同时逐渐积累大量的三酸甘油酯，三酸甘油酯是生产生物柴油产品的主要原料，所以如果能实现海藻的选择性培养与利用，将形成一个植物脂肪酸利用与再生的绿色循环。海藻生物油脂含量高，很多海藻(小球藻、隐甲藻、细柱藻、杜氏藻、金藻、微球藻、菱形藻、褐指藻、紫球藻)的含油率都在20%～50%之间，甚至有些海藻的含油率可以达到70%[36]。海藻生物的价格低廉，直接从海藻中提取与植物油相似的油脂成分作为生物柴油原料的替代物将是一种非常好的选择。现在，以海藻为原料生产生物柴油的研究已经有很多，但鲜有做到产业化规模。这是由于海藻的成分多样，植物脂肪酸以外的其他成分如果不能同时得到有效利用，在产业化的经济链中就容易入不敷出。因此，以海藻为原料提出脂肪酸以外，为以海藻纤维为主的残渣开发新的应用路径，将对推动海藻纤维利用的产业化进程具有十分重要的意义。

3 海藻的应用前景

综上所述，除海藻提取物在食品、化学品等领域的应用以外，海藻脂肪酸在生物质燃料中的应用以及海藻纤维在纤维类复合材料的应用是海藻成分使用率较大的两个方向，如果能将海藻生物柴油的开发应用与海藻纤维的开发应用有机地结合起来，海藻资源的全成分利用就会指日可待。

化石燃料资源的形成和再生是短时间内难以复制的，同时化石资源作为燃料使用时向空气中排放的二氧化碳量大于生物质能源。从环境和经济可持续发展的角度来说，可再生的生物柴油的研究和发展是社会发展的必需。在海藻的众多应用中，生物柴油是一种清洁能源，燃烧生物柴油比传统柴油排放的二氧化碳量少78%，并可以减少一氧化物和灰分颗粒的产生，同时生物柴油里不含硫化物，可以减少二氧化硫和硫酸盐的形成和排放[39,40,41]。通过研究发现，海藻生物柴油的密度、黏度、燃点、凝固点和热值等属性与传统柴油基本相差无异，大多数的生物柴油质量检测和材料参数符合美国相关的标准，这就进一步证明了海藻生物柴油应用推广的可行性[42]。此外，Chisti等[43]报道，将海藻生物柴油与从木质纤维原料中获得的油料性质进行对比后发现，海藻生物柴油的热值较高，黏度较低。由此可以看出海藻生物柴油的质量更高，这进一步说明了海藻更适合作为柴油燃料的原料。与以食用植物油和动物脂肪为原材料生产的生物柴油相比，海藻生物柴油原料充足，是唯一能够满足全球运输燃料需求的可再生生物燃料。而且野生海藻和人工养殖海藻都容易入手，成本低、可操作性强。

此外，海藻生物种类繁多，光合作用效率高，生长繁殖快周期短产量高，自身合成油脂能力强，海藻与油料作物相比，其细胞生长呈指数式的生长繁殖的方式。最重要的是海藻不但油脂含量高，而且直接从海藻中提取得到的油脂成分与植物油相似，可以作为传统柴油的替代物直接应用于工业[36,44]。但不同种类的海藻油脂和脂肪酸含量不同，从目前研究来看，硅藻和绿藻是两种最好的生物柴油原料物种，例如，绿藻纲中的杜氏盐藻，藻株油产量占有机物的比例约为37%[38]。光合作用能为海藻提供多元不饱和脂肪酸，是一种低成本的生产方式，原料成本低这个特点能大大提高海藻利用的市场化和经济化生产。

同时，海藻由于成分复杂，前处理和后处理程序繁杂，带来了处理程序上的大量成本之外，在目前为止的开发利用中也面临着一些难题。以生物柴油为例，生物柴油的生产包括海藻的处理、加工和提取藻油的一系列过程。海藻的处理为了除掉大量的水分而获得一定体积的海藻生物，其处理过程包括沉淀、离心过滤、筛选、深度过滤等，有时也会含有絮凝这一过程，絮凝主要为了增加海藻细胞颗粒的大小[6,45]。此外，经过处理的海藻必须尽快进行加工处理，以免几小时后变质。海藻的加工过程比较困难，主要是海藻油的提取过程复杂，通常需要根据不同种类生物柴油的特性来量身定制，通常利用化学萃取剂-己烷可以提取70%～75%的海藻油，己烷萃取剂对藻油的破坏程度小，成本也相对较低且获取容易，可以降低处理的成本[46,47]。另外，利用纳米材料可以代替有机溶剂萃取剂，能显著提高酯交换的速度并获得更高的产量，而且此方法更加具有可持续性，但后续从产品中分离纳米材料过程难度较大，价格很昂贵，目前纳米材料在制取生物柴油的应用只在实验室规模范围内，还不能扩大到市场化规模[48]。萃取藻油后，剩余的海藻物质含有高蛋白，可以被用作动物饲料和生产有机肥料，利用海藻生物生产的有机肥料不仅提高农作物产量，还能保护土壤的养分，同时利用提取海藻生物质燃料的残渣来生产电力，可以实现海藻的循环利用[49,50]。但这些利用中，其实忽略了非常重要的一点，海藻除了具有大量的油脂和脂肪酸成分以外，还含有大量的细长纤维。从生物质资源分离与利用的学科角度出发，可以把生理活性物质等抽出成分以外的成分分为两类:一类是油脂和脂肪酸，另一类是植物纤维。我们主张用萃取或者稀碱法预处理海藻纤维，把植物油脂基本分离出来以后，剩余的细小纤维用于造纸领域，对调整纤维孔隙率、纸张柔韧性和纸张强度必定有积极作用。

4 结语

国内外对海藻产品应用的研究虽然已经取得了很多成绩，例如处理加工海藻为具有高附加值的海藻衍生物产品，包括生物燃料、化妆品和营养食品的添加剂等，生产饱和或不饱和脂肪酸等化学品，提取脂肪酸后剩余的残留物用作生产动物的饲料。尽管如此，海藻原料利用的规模化问题及治理渤海湾浒苔的大面积污染等问题，尚未得到有效解决。正如文中所述，如果我们能够有效解决海藻的脂肪酸与纤维的分步提取与分别利用的问题，将植物脂肪酸成功地应用于生物柴油领域，将海藻纤维与造纸行业相结合，提高海藻成分的利用率，必然会促进海藻工业化利用的进程。在化石燃料资源日益消耗、储备量减少的中国，如果能够成功地降低海藻生物柴油的成本、加大海藻生物柴油的使用规模，使海藻生物柴油逐步替代传统柴油，不仅能够大大缓解我国燃料资源的紧缺，而且也会减少二氧化碳等温室气体、硫化物等酸性气体的排放。大量利用海藻细小纤维既可以大量节省木材纤维资源的输入，在一定程度上降低造纸成本，又可以在海藻资源利用的经济链条中增加收入成本，这些对于维持生态平衡也具有重要的意义。

摘要：海藻种类、性质多样,在海藻研究开发中显示了广阔的应用前景。海藻含有丰富氨基酸、脂类、纤维和无机成分等,目前通过适当改性处理,海藻纤维在食品、药品及生物质能源等领域均有一定程度的利用。综述了海藻分类、组成成分、开发现状基础上,讨论开发研究中目前面临的问题,如何增强海藻的利用率将海藻用于生物质转化中,既能充分利用海藻脂肪酸又能利用其大量的天然纤维,为海藻规模化利用和协助治理海岸污染指出方向。

电子发票在中国的应用和前景 篇7

开具纸质发票时, 纳税人需要进行领购、验票、认证、抄报税等事项, 纳税人需要多次往返税务机关办理才能完成这个流程。而推行电子发票减少了以上这些环节, 提高了税务部门的服务效率。电子发票是纸质发票的电子影像, 是一串电子记录。电子发票的采用不仅减少发票的印制成本, 而且降低了企业发票管理间接成本。电子发票由于采用电子储存方式, 成本只相当于纸质发票的1/30。过去数十年来, 中国纸质发票在印制和管理方面的成本始终高居不下。以北京市出租车发票为例, 一卷机打发票的成本大约在18元左右, 再加上库存、购领、人工等管理成本, 分摊到每张普通发票的成本约为0.08元。北京市每年用于发票的印制和管理的支出就高达8000万元。据分析, 电子发票的使用可以带来多种经济效益。

政府效益-约可释放5万税务部门工作人员, 提高政府部门服务

企业效益-以京东为例, 年销售额1000亿, 日均订单100万, 每年发票成本3000万, 直接成本印刷成本0.2-0.3元, 加上人工保管快递成本0.5-0.8元。

社会效益-3000多亿的相关社会效益

同时, 税务机关还可通过电子发票管理系统, 实时记录和查询纳税人的真实经营信息, 有利于从源头上解决假发票和发票信息失真等问题, 实现从以票控税向信息管税的方式转变, 确保国家税收收入不流失。电子发票有利于加快简化发票的流转、贮存、查验、比对。

二、电子发票的境外应用

21世纪开始了国际上开始电子发票的应用, 目前发达国家 (地区) 美日欧台湾等都在成熟等应用的, 我国12年起步。

美国在电子发票的应用上走在前列, 电子发票被美国的大公司普遍采用, 约有80%左右的大公司在采购业务中采用了电子发票系统。

欧盟最早建立标准, 北欧领先, 芬兰丹麦等, 09年22%的公司在欧洲接收或发送电子发票, 电子发票数量从2005到2009上升了40%。以前30欧元每张处理成本, 电子化后节约80%。丹麦配套措施好, 05年成为首个禁止公共领域使用电子发票等国家。预计欧洲整体每年可节省约2430亿欧元的发票作业成本。

台湾起步早, 商业模式成熟:2000年电商不再寄送发票, 06年拓展到线下。全年印制量115亿张。2010年台湾“财政部”开始积极推动全台发票电子化, 2013年底, 初步实现消费者可以用手机、悠游卡 (通用于台北地区的非接触式交通电子票) 甚至内建电子芯片的手表来消费并同时产生电子发票。购物时只要用这些电子设备碰触一下收银机, 消费明细和发票号码等资讯就会上传到“财政部财税资料中心”的资料库, 无需再打印购物小票和发票。至2013年底, 台湾地区约可以生成40亿张电子发票, 相当于少砍伐4万棵树木.同时可以节省数千万新台币的费用。

三、电子发票在我国的发展现状

我国电子发票的探索从2009年起, 国家推出一系列政策法规鼓励条件成熟的行业地区试点, 电子发票蓄势待发, 蓝皮书将其推上轨道。

11年6月中国物流和采购联合会在京召开了《电子发票蓝皮书》发布会, 该蓝皮书以全球经济一体化趋势下电子商务的迅猛发展为背景, 提出了我国电子发票规范发展的思路与政策建议, 希望通过电子发票的推广为我国将来电子商务征税奠定坚实基础。

2012年年初在北京、浙江、广州、深圳等22个省市开展网络 (电子) 发票应用试点后, 国家税务总局在发布的《网络发票管理办法 (征求意见稿) 》中提到, 国家将积极推广使用网络发票管理系统开具发票, 并力争在三年内将网络发票推广到全国。

2013年6月27日, 北京市国家税务局、北京市地方税务局、北京市商务委员会、北京市工商行政管理局今日发布关于关于电子发票应用试点若干事项的公告。公告称, 经研究决定, 自2013年6月27日起, 在北京市开展电子发票应用试点。

2014年6月27日, 中国人民财产保险股份有限公司 (以下简称“人保财险”) 与北京市国税局电子发票服务平台实现正式对接, 成功地接收了国内第一张以电子化方式入账的电子发票。

我国开展电子发票应用试点以来, 面临着电子发票不便于作为入账凭证的难题, 若入账时还需将电子发票打印出来, 既失去了电子发票节能环保的意义, 也面临发票易复制、唯一性无法保障等使用安全问题, 制约了电子发票的推广应用。

人保财险作为试点企业, 在四部委和北京市相关政府部门指导下, 与京东和东港开展密切合作, 以来源可靠、管理可信、长期可用为原则, 依托成熟的安全技术方案, 首次实现了电子发票开具、取得、入账、归档、回传的全流程信息化闭环管理, 为全国统一制定电子发票及电子会计档案的业务和技术标准规范做出有益探索, 为相关制度安排和法律保障提供了决策参考, 为电子发票在全国推广提供了成功模式。

目前有8个城市开出首张电子发票北京1300万张, 青岛2715万张 (公共事业单位纳入试点) , 南京270万张等。我国网络发票探索从2009年开始, 截至2013年4月份, 共有47个省级国、地税局进行了试点, 有283.7万户纳税人使用, 开具网络发票15.82亿份, 占机打发票约10%。国税总局曾在2012年8月表示, 税务机关将力争在3年内把网络发票推广到全国。

四、电子发票推广的问题

电子发票的主动权主要是掌握在地方手中, 由于各地发展的不同, 电子发票的推广差异很大。现阶段还处于拓展时期, 各地以自己的理解为主。2013年四川省税务局曾对媒体表示:“由于我省为纳入去年电子发票应用的试点, 而电子发票应用所需的各个准备环节非常复杂, 从政策法规到硬件软件, 工程非常浩大, 因此, 我省短期内难以推广电子发票的应用。湖南省地税征管科技处也表示, 目前暂不能实现, 因为湖南还没有支持电子发票的系统。而电子商务起步较早的城市, 对电子发票的热情则是另一番景象。

相关部门应尽快加强系统建设, 开发标准数据接口, 让更多的地方看见电子发票带来的经济效益, 促进大规模转型。

相关政府管理部门要不断吸取各国电子发票的发展经验并充分利用我们现有税务发票管理体系, 改善其管理效率和效果以开发出更加完善的电子发票系统, 从而减少政府开支, 将更多的财务人员从繁琐的输入、录入、认证检查工作中解放出来, 参与到更高技术水平的业务中去。

电子发票完全替代纸质发票肯定需要过程, 增值税抵税发票安全级别高, 肯定是下一步再试点。电商单品种到全品种, 不可报销到可报销, 默认纸质发票还是电子发票是几个大的变化, 电子发票必然在电子商务发展的大趋势下迅速推广。

摘要：在全程电子商务的今天, 纸质发票已经不能适应电子商务迅捷化的需求, 电子发票的应用已经成为实现全流程电子商务和电子采购的关键。发票经历了手写发票到机打发票的发展, 正在经历转向电子发票的变革。电子发票是税收管理新模式, 实现“以票控税”向“信息管税”的改变。

医疗电子技术的应用和前景 篇8

1 医学电子学简介

医学电子学是一门由医学、电子学和工程学等多学科组成的交叉性边缘学科,自20世纪50年代作为一门独立学科分支出来,特别是随着集成电路集成度的提高和超大规模集成电路的发展,元件尺寸达到分子级,进入了分子电子学时代,用有机化合物低分子、高分子和生物分子作芯片,它们具有识别、采集、记忆、放大、开关、传导等功能,更促进了医学电子学的发展。

2 医疗电子仪器技术及其在医院内外的广泛应用

随着电子技术的发展和应用,通过便携式和低功耗等技术手段打破传统“医用”概念的束缚,进入更广阔“家用”和“保健”领域,已成为电子厂商的普遍策略。各医疗器械厂商想方设法提高技术水平,处处孕育商机的同时也带来良性竞争,在医院方面又可提高医疗水平,为病患带来福音。

(1)电子病历

将电子技术和计算机网络技术相结合应用在病历方面。电子病历和居民健康档案是医疗信息化的基础信息来源。电子病历是已执行的病人医疗过程、确定相关医疗责任的重要记录,为将要执行的医疗提供重要依据,也是医疗信息化建设的一个重要组成部分,其在可靠性、稳定性、安全性等性能上比其他行业要求更高。因此,使用电子病历系统必须建立一套高度可靠的安全机制,如身份认证、分布式权限分配机制、数据库安全性、文档安全性、域安全性和系统加密锁等多层次的安全设计,确保医院信息系统(HIS)的安全运行。而进一步提高电子病历、健康档案的安全性、可靠性、严肃性也就成了相关IT厂商挖掘商机的重要手段。

(2)传感器技术

传感器是一种能感受或响应规定的被测量物理量,并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。它可将输入变量转换成可供检测的电信号,并将各种参量送入计算机系统,进行智能监测、控制,是测量系统中的一种前置部件,是由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术,是一种将生物感应元件的专一性与一个能够产生和待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的分析装置,主要用于生物医学信息的检测。

生物芯片是指集成了成千上万乃至百万的生命信息,能进行各种生物反应,具有多种操作功能(如样品制备、生化反应、分离检测或亲和结合检测),能对DNA/RNA分子、蛋白分子、活体细胞以及人体软组织等进行快速并行处理和分析的微器件,简言之为片上的缩微实验室。其材料可以是半导体工业中常用的硅以及其他材料如玻璃、陶瓷或塑料等。传感器技术已广泛用于工业、农业、交通、能源、宇宙空间、资源开发、环境保护、自然灾害预报、医疗保健以及癌症诊断等各个领域。

(3)Zig Bee技术

Zig Bee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输,以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术,Zig Bee技术的成本和功耗都是很低的。

在医疗领域里,Zig Bee技术应用于长期护理,对于医疗护理者来说,快速、准确访问患者信息能提高护理质量。医疗对策不仅仅局限于患者床边,护理质量往往取决于护理器械之外的与临床医生实时共享病人生理数据的能力。长期护理患者所需的远程自动监控系统远程自动监控系统可分为多种,包括:患者监控、行动监控、安全监控和事件捕捉。Zig Bee可以用来传输数据到网关,当这些数据中的某个值超出极限时提醒监控人员。自动监控系统甚至可以设计为执行特殊命令。

Zig Bee技术很快被证明能有效应用在这些活动中,用于帮助患者摆脱自动监控设备的束缚,获得更大的自由行动能力。Zig Bee技术可以配置到许多产品中,以确保对患者完成更好的护理和更有效的护理跟踪。

(4)家庭便携式医疗电子仪器的普遍应用

医疗机构迫切需要实用的健康监测无线设备,利用无线网络或蓝牙技术,病患者可以佩戴着它,在家里正常地生活。佩戴在身上的无线传感器网络(WSN)使用价格低廉、具有互操作性、不会受到干扰的超低功耗(ULP)无线传感器,它连接到实时显示器上,例如手表,然后连接到家里的电脑上,而电脑则连接到互联网上。运用这个有创新性的无线传感器网络,病人就不必住院或者可以缩短住院时间,却仍然可以与医院经常保持联系。

手机也可以称为电子检测仪器,设计一块具有简单的检测心电、脉搏、体温的传感器芯片加载在手机里面,就可以形成一个便携式的家用自测心电监护仪。首先可以选择手机生理数据采集功能软件,然后登陆系统,检测脉搏、心电、体温等,屏幕显示相应的数据结果。类似这样的仪器还有电子血压计、电子血糖仪、电子理疗仪等,设计面积很小,使用方便,很多病人不一定每天跑医院就能在家里检测健康状况和治理一些小病小痛。

(5)远程医疗的应用

远程医疗是综合利用现代网络通信技术、计算机、微电子学与现代医学,来实现远距离医学检测、监护、诊断、治疗等功能。实现远程医疗的一项关键技术是医学影像存档及通信系统PACS的实现。远程医疗包括远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查和远程交流几大内容,主要涉及视频通讯、会诊软件、可视电话三大模块。PACS是迅速发展的综合性医院信息系统,是实现远程医疗的基础,可实现资源共享、管理无片化,以图像数字化来充分发挥计算机的图像处理功能和网络功能。它由图像采集、存储、数据库、计算机网络、高分辨率监视器等系统组成。远程医疗实际上也是一个混合的通信系统,基本传输介质是铜质电缆、光导纤维、微波中继、卫星转发等。

远程医疗的应用解决了跨地区医学信息资源最有利的共享与利用和边远地区的诊疗问题,能使医生对病人进行实时会诊、监护、咨询、指导治疗等等,可以在计算机上对异地病人资料进行收集、查阅、编辑,通过分析比较,做出研究,从而更人性化地服务于病人。

3 医疗电子的发展应用和未来趋势

医用电子学在放射医学的发展中日益重要。将各种电子技术应用于最新的医疗设备开发中,例如要提高X光设备的性能,可以通过提高分辨率来实现,为了满足医疗设备“清晰”和“小而低”的需求,更清晰地显示患病部位,提高对比度彻底细分灰阶,减少对患者的损害,缩小设备的体积,还不损害(低损害)患者的医疗,例如有X光装置,X-CT装置,磁共振成像装置,超声诊断装置,核医学成像装置,红外热成像装置,医用电子内窥镜装置,图像存档和传输系统等。

医用电子技术应用于检测仪器的发展。为诊断提供信息,是医学上应用面最广、临床基础最雄厚的医用仪器,主要包括检测分析和记录心电、脑电、肌电、眼震电、胃电等电生理信号的仪器;检测脉搏、呼吸、体温、血压、血糖、血氧饱和度、胆固醇等体征参数的设备。电子技术应用于医疗器械也使现代治疗技术出现了多元化的局面,利用各种物理因素的治疗仪器,在临床上发挥了越来越重要的作用,有放射治疗、微波治疗、超声治疗、激光治疗、毫米波治疗等。

医学电子技术在治疗诊断方面的应用和发展,传统的治疗技术主要是靠药物和手术,现代医疗器械的发展使现代治疗技术出现了多元化的局面,利用各种物理因素的治疗仪器在临床上发挥了越来越重要的作用。这类电子仪器有放射治疗仪、微波治疗仪、射频治疗仪、超声治疗仪、激光治疗仪、红外治疗仪等,以及各种利用声、光、电、磁、机械力的小型理疗设备。

医用电子技术的发展还可以应用在医学检验仪器领域、体外循环与移植仪器等领域。

虽然医疗电子已经广泛应用,但是开发医疗电子芯片和医疗电子方案比开发一般的电子技术难度高很多,可是这些难度不会让商家望而却步,其巨大的商业前景让未来医疗电子行业将朝着网络化、信息化、人工智能化的方向发展。例如在活组织(人造器官)的需求、数字助听设备、生理信号监视器、心脏的混合型外科手术方面和计算机诊断等方面的应用越来越广泛。近些年,医疗电子技术和高分子材料相结合应用,例如植入式心脏起搏器,一些虚拟技术的临床应用也越来越广泛。

4 总结

应用类型和前景 篇9

关键词：近场光学 显微技术 发展 应用 展望

中图分类号：O43 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—066—02

1 近场光学显微技术概述

近场光学的作用主要是对束缚在物体表面的非辐射场进行探测。普通光学的分辨率与近场光学的分辨率存在不同。在理论上，由于衍射极限的限制，使得普通光学成像的分辨率低于入射光波长的一半，根据估算大概在200 nm左右。近场光学的分辨率是根据衍射场的非辐射量而得到提高，大概在一个波长以下，其实它的工作原理是将扫描系统的频带拓宽。

近场光学原理在应用中最常见的便是扫描近场光学显微镜，通过对衍射分辨率的突破，然后收集纳米材料表面的光学信息。扫描近场光学显微镜（SNOM）它主要是由探针、信号采集和处理、探针—样品间距反馈控制、X—Y扫描以及图像处理几部份组成。对于SNOM来说，如果要完成超衍射分辨率的工作，必须要能够精确的掌握及控制探针—样品间距。截至目前为止，实现精确控制探针—样品间距主要有激光光点反馈模式和剪切力反馈模式。这两种模式存在主要的区别便是光的问题。激光光点反馈模式是利用激光在探针接近物体表面时产生的光斑来确定探针—样品间距。剪切力反馈模式就是根据样品间的作用力，使得探针针尖在接近物体表面时发生变化，根据这样的原理使得探针控制在z=5nm～20nm的范围之内。运用剪切力反馈模式的原理得出的光学成像更具有真实性。

另外一种以近场光学原理为主的光学显微镜是光子隧道扫描显微镜，这种显微镜具有更高的分辨力，它的工作原理是利用光线探针接近近场光信号，分辨率取决于物体表面上光线点的面积。

2 近场光学显微技术中的问题

2.1 纳米级探针的制作

进场光学显微技术是利用探针收集光场的信息，分辨率取决于探针尖的粗细和探测信息的精细结构。但是如果探针尖端过细，那么就会导致光的灵敏度降低。因此，在制作纳米级探针时，必须要做到具体问题具体分析，必须要解决两个问题：探针削尖化和亚波长孔径的制造。

（1）探针削尖的方法。

通常情况下，在探针削尖的过程中，可以有两种方法：

腐蚀法。这种方法被广泛使用，可以利用HF酸和氨水对光纤芯进行腐蚀进而制作出不同的探针尖，但是这种方法具有高度的重复性。探针的圆锥角是可以改变的，取决于HF酸和氨水的综合比例（1：X），当X由0.5增大到1.5时，针尖的圆锥角由15€霸龃蟮？0€啊5窃擞酶捶ㄖ谱魈秸耄沟霉庀呒獯嬖诿绦纬煞稚⑹降纳⑸渲行摹8莶欢涎芯糠⑾郑壳翱梢栽擞靡恢止庀吮；ぬ锥怨饧饨懈矗佣贸龅奶秸爰獗冉瞎饣？

熔拉法。这种制作方法的原理是利用二氧化碳熔融光纤，在光纤两端作用力使其形成丝状，在用大力迅速将其拉断，这样形成的断面是锥面，也可以用作探针尖。运用这种方法形成的探针尖比较光滑，在相同孔径的情况下，腐蚀法却比熔拉法的传输效率更高。熔拉法可以制作不同种类或形状的针尖，但是相对来说成本高，设备昂贵。

（2）亚波长孔径的制造方法。

纳米光刻法：首先对要制作的光纤尖镀膜，然后对其采用化学方法进行腐蚀，进而使用纳米光刻法制成亚波长孔径。

探针制造法：首先以二氧化碳激光加热单模光纤，利用熔拉法使光纤顶端形成抛物面型的传输铝尖，然后以5%的HF腐蚀探针尖端的细纤丝，这样得到的探针的针尖更适合近场光学探测。

2.2 纳米级样品—探针间距的控制

为了保证近场光学中的超高分辨率，必须要保证探针在探测过程中对样品的探测是无接触扫描探测，这就要求必须要掌控好样品—探针的间距。

在样品—探针间距控制的过程中，剪切力调制是一种最常用的方法。它的工作原理是在亚波长范围内保证探针—样品间距的可靠性和稳定性，这种方法是一种非光学调制法。

剪切力通常是通过光纤头与样品表面的振动频率探测得出的。当探针尖靠近样品时，光纤头的振动幅度是随着样品—探针间距和剪切力发生变化的，以此来测得探针—样品间距的大小。在实际生活中，样品—探针间距是通过压电陶瓷的压电效应测得的。

实际中通常采用压电陶瓷的压电效应测控样品—探针间距。将高频振动压电管分为上下两部分，下半部分以交流电压激励振动；上半部分有两个电极，用于探测压电陶瓷管（DPT）的振幅。由于剪切力对于探测振动的阻碍，DPT内部产生张力；又由于压电效应引起感应电压，将感应电压作为反馈信号，经锁相放大器达到控制样品—探针间距的目的。利用这种方法，可以使得近场光学显微技术更简单化。除了此种方法可以测得样品—探针间距，还可以利用电容传感器、电压—声学法等来测得样品—探针的间距

3 近场光学显微技术的应用

3.1 物理领域的应用

近场光学显微技术是物理领域重要的一部分，并且应用范围极广。

（1）光学可以成像，利用近场光学可以使得成像的分辨率达到纳米量级。

（2）应用近场光学显微技术，可以使得物理领域的光谱学研究更加深入。

由于研究发现的限制性，目前的光谱研究都处在宏观水平，即使利用微区光谱也只能达到微米的程度。但是利用近场光谱仪器，可以实现纳米级的测量，并且能够区分纳米量子线的光发射极多个量子线的发射谱。近场光学显微技术可以在研究纳米晶体、量子点、量子球方面发挥独特而优越的作用。

3.2 生物领域的应用

近场光学显微技术在生物领域的应用也是很广泛的。利用近场光学显微技术的超高分辨率，可以更清晰的测得生物标本中细胞膜和细胞壁的厚度以及它们的内部存在结构，并且还可以测得细胞膜内部与外部结构在不同环境下的不同变化。根据生物技术的发展，国外已经利用PSTM测得纳米生物标本噬苗体细菌图像的椭圆头直径为100 nm，圆柱尾直径为10 nm。这样精确的分辨率是以前的生物领域中不能做到的。

4 近场光学显微技术未来前景展望

近场光学显微技术使得衍射分辨率突破极限，并且促进了纳米光学的发展，而且带动了高密度光储存、检测生物单分子、细胞组织生命探测研究等多个领域的发展。

对于近场光学显微技术未来的前景展望，应进一步研究样品表面离激元产生机理，将更深入近场光学成像技术的创新和应用，包括亚波长和纳米材料的应用。表面等离子晶体的新型纳米光子学器件将得到迅速的发展，表面光波导将会引起科学领域的高度重视。在生命科学领域，TIRFM和SNOM的结合应用会获得高分辨率的生物单分子光学图像。另外，在大规模集成电路当中，利用反射式NSOM，对SRAM芯片进行表现成像来测量电路的线宽，将有非常广泛的应用前景。

对于近场光学显微技术的前景展望有着不可估量的飞跃，也必定会为各个领域的科学研究带来更大的作用。

参考文献：

[1] 王海潼，刘斐.近场光学显微技术[J].应用光学，2005（5）.

[2] 贾正根.光学显微技术探讨[J].光电技术，2001，42（4）：12—18.

浅谈甲醇蛋白的开发和应用前景 篇10

1 甲醇蛋白开发前景

甲醇蛋白生产的主要原料是甲醇。据统计, 2015年国内甲醇总产能达6976万吨, 实际产量3930万吨左右, 负荷率仅为56%, 产能过剩局面依然严峻, 导致价格一直低位徘徊, 对甲醇蛋白来说具有良好的发展机遇, 为甲醇蛋白的深度开发奠定了基础。

1.1 联产酶制剂

通过优化工艺条件, 合理选用菌种等某公司已成功实现甲醇蛋白联产酶制剂的开发应用。同时通过对甲醇蛋白下游产品的研究开发, 开发出了从单纯生产甲醇蛋白到甲醇蛋白联产酶制剂的生产工艺, 在生产甲醇蛋白的同时, 也能较好地地实现脂肪酶或木聚糖酶等酶制剂的稳定生产。

1.2 甲醇蛋白纤维的研发

甲醇蛋白纤维是将甲醇蛋白加入黏胶原液, 利用湿法纺丝工艺制造的新型再生蛋白纤维。目前, 对甲醇蛋白纤维的开发和研究尚处于起步阶段。有关实验表明, 甲醇蛋白纤维具有良好的耐热性, 能够满足常规的纺织和染整加工工艺的要求, 同时因其具有良好的可降解性, 对环境污染小, 具有重要的工业应用价值。

2 甲醇蛋白应用前景

甲醇蛋白作为优质营养原料, 在食品、饲料等行业有着广阔的应用前景和市场空间。

2.1 作为饲料仍处于发展起步阶段

1984年, 国务院办公厅就在国办发 (1984) 111号转发原国家经委《1984-2000年全国饲料工业发展纲要 (试行草案) 》的通知中, 要求把甲醇蛋白列为饲料工业发展的重要产品之一, 并要求化工部门抓好生产建设。由于国内尚未掌握相关技术, 一直没有取得突破性进展, 甲醇蛋白的技术及产业化在我国仍然处于起步阶段。

2.2 有利于化解甲醇产能过剩

在煤化工行业, 甲醇产能过剩一直是行业急需解决的关键问题之一, 拉长产业链, 加大下游产品的开发, 一直是化工传统产品发展的方向, 也是解决甲醇产能过剩的最有效途径。甲醇蛋白作为以甲醇为碳源经微生物发酵生产而获得的菌体蛋白, 若能成功实现工业化生产, 不仅能解决甲醇产能过剩的问题而且可以因地制宜消耗掉更多的劣质煤, 为煤化工产业的发展注入新鲜活力。

2.3 有利于粮食战略储备

近年来, 随着我国饲料工业的快速发展, 蛋白饲料原料缺口较大, 蛋白严重依赖国外进口。同时, 由于近年来全球气候异常, 地质灾害事件频发, 地区战争动荡不安, 导致粮食生产和粮食价格出现较大波动, 在部分地区一度出现动物与人争夺口粮的严峻局面。甲醇蛋白若能工业化生产将极大缓解我国饲用动物蛋白和植物蛋白不足的局面, 对提高人民生活水平, 保障我国粮食储备安全具有重大的战略意义。

2.4 在纺织领域商机巨大

目前, 甲醇蛋白作为饲料原料存在市场准入问题, 而且附加值相对较低, 无法实现企业利润的最大化。但是, 甲醇蛋白通过提纯后可以加工成甲醇蛋白纤维, 与羊绒、羽绒、牛奶蛋白纤维相比, 甲醇蛋白纤维生产成本低, 具有明显的价格优势。目前国内市场羊绒的年产量在1万吨左右, 吨价在80万元, 羽绒吨价30万元, 牛奶蛋白纤维吨价25万左右。甲醇蛋白纤维进入纺织领域用于代替部分羊绒、羽绒、牛奶蛋白纤维等纺织原料, 年消耗甲醇蛋白大约在300万吨, 市场潜力巨大。甲醇纤蛋白纤维的出现可以说是对传统纺织品的革命, 对整个纺织业而言, 具有深远的意义。甲醇蛋白纤维的产品价值塑造了消费者的品味与档次, 它是一个空白市场, 具有巨大的商机。

3 结语

随着甲醇产能严重过剩, 市场需求饱和, 甲醇蛋白作为甲醇下游产品, 为煤炭行业的发展开辟了新的方向, 甲醇蛋白的工业化生产既可有效解决部分甲醇产能过剩的问题, 又可缓解长期进口蛋白饲料的局面, 具有良好的经济效益和社会效益。

摘要：文章重点从甲醇蛋白的开发前景方面分析了甲醇蛋白产品的开发的优势和价值, 从应用前景方面阐述了甲醇蛋白作为原料的利用空间和范围, 以及对社会经济所起的作用。通过分析, 认为甲醇蛋白作为市场新兴产业, 对其进行合理的开发和利用有着广阔的发展空间。

关键词：甲醇蛋白,市场,前景

参考文献

[1]李双娟.甲醇蛋白的生产及发展前景[J].中氮肥, 2006 (3) :4-6.

[2]谷小虎, 李晓辉, 杨旭, 王育红, 陈茜茹.甲醇蛋白的技术与市场[J].煤化工, 2011, (5) :5-8.