原理与应用前景

原理与应用前景（精选10篇）

原理与应用前景 篇1

从现阶段我国经济体制的发展趋势来看, 通信网络的整体要求由先前承载单个业务项目的独立网络朝着能够承载多项业务项目的网络, 也就是我们所说的NGN网络的方向发展。不论是从功能上还是容量上看传统的电路信息交换法都不能满足现今通信的发展需求, 接口兼容的软交换、多信息共融、大储存空间方式才是符合时代需求的产物。

1 下一代网络的软交换技术

传统的电信网络交换技术是以程控交换机构成的网络为基础, 但下一代网络是以软交换构成的信息交换平台为基础。其中, 软交换技术是上下两代网络的承接枢纽, 以固定网络智能化技术为基础, 实现有机融合多用户的存储平台、呼叫控制平台、传送承载平台、业务供应平台和多样化的兼容形式, 符合运营商的经济操作需求, 有效满足商家的在业务发展方面的需求, 通过软交换技术的运用, 能够充分利用起网络资源, 保护并增加已有的投入价值, 成为PSTN网络向下一代网络过渡的中转站。因此, 人们越来越看好将软交换技术作为核心技术的网络发展前景, 它们也逐步成为通信网络的重点发展内容。

新研发出来的NDN技术充分发挥了网络通信的作用, 在改变传统呼叫控制和网络业务相连局面的基础上隔离了与承载方式的联系空间, 使得网络业务实现了从所未有的高独立性和散发性。这种的独立性业务能够依据客户需求制定相关业务内容, 在一定程度上降低了业务内容中承载网络类型的局限性, 推动了网络业务在灵活性方面的发展。以SOFT SWITCH为网络核心基础的软交换网络体系极大的拓展了网络业务的发展内容和发展方向, 充分体现出了静态网络和动态网络的有机融合, 同时也顺应了现今社会网络发展的趋势。现阶段社会发展对通信便捷化、个性化、稳定化、移动化的要求日益提高, 而下一代网络所提供的语言通话、数据交换、视频的播放与缓存等多媒体服务都能很好的满足此类发展要求, 同时也能充分体现出网络发展的时代化、多元化和全面化, 是促进网络可持续发展的重要途径。

2 软交换在通信网络运用中的优点

2.1 运营费用低

软交换技术在相对于以往的设备交换在功率的耗损和集成度方面都占有一定的优势, 在耗能方面省去了对供电的需求, 在节约能量的同时也省却了机房的占地面积。因软交换的控制与承载介质是以相分离的状态存在, 因此采用集中管理和集中放置的方式来作为软交换通信的核心, 从运营维护的成本方面达到减少网络成本的最终目的。

2.2 建设成本低

以往的网络交换在构架上有一定程度的封闭性, 与现今的软交换技术所拥有的开放性相比在交换结构上存在很大的差别, 新型的软交换技术在核心控制方面也作出了一些改变, 通过运用开放端口和通用协议, 说明了网络里的全部用户就是软交换得以进行的对象。其间, 网络构架也从以往的高成本演变为低成本投入, 从以往的封闭式走向现今的开放式, 很大程度上的提高了业务部署和发展的速度。软交换通过PSTN向NGN技术的转换, 推动了IMS与2G等网络间的兼容。软交换技术的传输介质一般是帧, 它能在有效的提高信息传输的速度并在一定程度上降低投入成本。软交换技术网络模式里的设置与管理模式都较为集中, 相对于传统的业务覆盖区域来说也更大, 减少网络侧位置更新的次数和局部切换是改善网络和服务质量的重要基础, 实施对软交换设置与模式的集中管理, 能够有效简化网络管理过程。

3 软交换技术的应用与发展

3.1 有效实现资源共享的目的

运营商通常会将智能网发展作为业务拓展的标准之一。CDMA和TDMA是自由空间传播的电磁波中运用的借口技术, 分别拥有码分多址和时分多址的基本特性。软交换虽处于迅速的发展时期, 但在使用过程中缺乏一定的成熟性和稳定性, 没有统一的技术标准和原则。因此, 不同厂家间的技术交流还不能有效实现。在实践过程中, 要在资源共享的有力基础上实现网络的有效共享才能搭建起不同软交换的桥梁, 减少网络交流里的技术阻碍。

3.2 运用分布式交换减少回程费用

使用传统的通信手段, 系统的运行和维护成本都较高, 其电路交换主要是运用MSC在PSTN和RAN之间集中以此完成语音交换的目的。在企业网络里, 集中的MSC作为大型设备, 要在PSTN与RAN之间构建不同的话音回程电路。在进行整体呼叫时, 很大一部分的本地呼叫会让电路加倍, 同时也增加了很大一部分的建设投入成本, 从RAN到MSC再到PSTN, 整个通信过程的电路都是围绕着本地运转。但在软交换的技术里, MSC是其结构体系中由服务器和媒体网关组成的一个中转站, 而控制各种呼叫控制就是最大发挥出呼叫控制网关和媒体网关设立在一起的价值。

摘要：本文从NGN技术与IP网络平台的技术原理上进行分析, 初步探讨它们的应用前景。

关键词：软交换通信技术,技术原理,应用前景

参考文献

[1]刘晓波.通信工程中软交换技术的应用[J].中国科技博览, 2012 (23) :619-619.[1]刘晓波.通信工程中软交换技术的应用[J].中国科技博览, 2012 (23) :619-619.

[2]陈玉喜.浅析通信工程中如何应用软交换技术[J].科技与企业, 2013 (1) :108.[2]陈玉喜.浅析通信工程中如何应用软交换技术[J].科技与企业, 2013 (1) :108.

原理与应用前景 篇2

低位料仓在上料过程中产生大量的粉尘，如果不进行治理会对周围环境造成严重的污染。为此必须对其进行净化处理。双列低压脉冲长袋除尘器，滤袋材料为覆膜涤纶针刺毡。含尘气体经过收集后通过风道由除尘器下面的灰斗进入除尘器，再通过微孔材料—覆膜涤纶针刺毡，滤去气体中的尘粒达到净化气体的目的。净化后的气体经过净气箱、风道由风机排出。本文以宣钢炼钢厂150吨炉区低位料仓除尘系统为例简单分析了双列低压脉冲长袋除尘器的工作原理，展望了其应用前景。

2、宣钢双列低压脉冲长袋除尘器的系统组成及技术参数

型号：YLCM-3300型长袋低压脉冲除尘器

最大处理风量：190000～220000m3/h

最大过滤风速：0.95～1.12m/min

过滤面积：3290m2

仓室数：6个

滤袋数：1344条

滤袋规格：φ130×6050

布置形式：双排布置

清灰方式：在线清灰

滤料：覆膜涤纶针刺毡

耐压：≥5000Pa

除尘阻力：≤1500Pa

压缩空气耗量：2～4m3/min

3、除尘系统工作原理

宣钢炼钢厂低位料仓除尘为针对6个料仓在翻斗车向料仓卸料时产生的粉尘进行控制治理，低位料仓共6个地面料位，每个料仓各自独立，可供6辆翻斗车同时卸料，亦可分别单车单料位卸料，为用较少的风量控制粉尘飞扬在每个料仓的吸风管道上设控制阀门，平时没有卸料作业时阀门均是关闭状态，等某一个料仓开始卸料时阀门自动打开，实现料仓吸风除尘工作，控制阀门的自动开启由红外线开关实现，当卸料车辆靠近卸料仓时红外线开关接受信号打开阀门，而车辆离开后红外线开关同样接受信号，阀门关闭，其他各仓均有一套这样的控制装置，可根据各料仓车辆卸料与否控制各除尘阀门的开启。风机的变频系统与此联动，各阀门关闭时（无车辆卸料）除尘风机维持一个最低转速，当有一个阀门打开时，风机转速升为650rpm（可调），当有两车卸料时（打开两个阀门时）风机转速升为760rpm（可调），三个或三个以上阀门开启时风机达到满载运行（960rpm），车辆卸完料离去后阀门自动关闭，依阀门关闭的多少，风机转速降到对应的数值。地面人员也可以根据料仓的工作情况用设在料仓旁的手动控制箱（电控施工厂家制作）实现手动开、关阀门的操作及控制风机转速。整个除尘系统电气部分包括除尘罩处6套红外线开关（电控制作厂家配套选型）；除尘罩处管道控制阀门6个（配套6台电机，电压380伏，功率1.5千瓦/台，电控箱进线电压220伏，电控箱阀门厂家配套）；除尘器灰斗处配6台振动电机，電压380伏、功率0.25千瓦/台，星形卸料器6台（电机电压380伏，功率1.5千瓦/台）；上箱体处96个脉冲阀，电压24伏，功率约8瓦/个）；除尘风机（风机电机315千瓦，6000伏及变频器一套）；灰斗下部排灰系统配两台刮板机（电机功率5.5千瓦/台）和螺旋输送机一台（电机功率3千瓦）。

4、除尘系统调试

压缩空气管路连接储气罐前应先对已安装完工的管路进行喷吹清理，清理管路内的灰尘及杂物等。活塞减压阀的初设输出压力定为0.35～0.45Mpa，设备在实际的运行中还须必要的调整。安全阀购入时已经设定其最大压力为0.6Mpa，并由安全监察部门认可。安装后确认铅封是否损坏，安装进出口是否正确。耐震压力表的量程为0～1.0Mpa，主要用于显示储气罐和来气管路的压力。安装后确认铅封是否损坏，联接有无漏气现象。检查排水阀和进气阀门安装否正确，是否存在漏气现象。然后关闭阀门。初步运转周期参数的设定脉冲阀的喷吹间隔为30秒，每个室的喷吹时间约为480秒，整个清灰周期为3480秒。喷吹后设备阻力初设为小于1500Pa。

5、除尘系统辅助系统

除尘器清灰系统是指除尘滤袋经过一段时间工作后，表面附集了一定厚度的粉尘，必须将其清除保证除尘设备正常工作，清灰过程是由压缩空气通过脉冲阀实现的，96个脉冲阀按一定的时间顺序工作，每个脉冲阀上有一个电磁阀，由PLC程序自动控制，亦应有手动控制功能。整个PLC控制程序为系统供电后（风机启动后），清灰程序处于待机状态，2分钟后第一个脉冲阀开始动作，动作时间（脉冲宽度）0.1秒，经30秒后第二阀动作，脉冲宽度0.1秒，以后类推至第96个阀动作后一个清灰过程结束，延续10分钟开始下一个清灰过程，循环往复直至系统断电。中间可人为停止和再次启动清灰程序（手动控制箱施工厂家制作）。

除尘器排灰系统由6台星形卸料器、6台振动电机、两台刮板机和一台螺旋输送机共同完成，由于除尘器收集的粉尘需返回到转炉上料系统中，因而必须与上料系统联动，转炉上料系统运转除尘器排灰系统开始工作。每台刮板机受料由3个星形卸料器供给。如3台星形卸料器同时卸料，刮板机输送能力不足，因此3台星形卸料器需分时间段卸料，当排灰系统启动后，刮板机及螺旋输送机随之启动，此时按顺序第一台星形卸料器启动，工作3分钟后停止。第二台星形卸料器在第一台星形卸料工作2分钟后启动，工作3分钟后停止。第三台星形卸料器在第二台星形卸料器工作2分钟后启动，工作3分钟后停止，第一台星形卸料器在第三台星形卸料器工作2分钟后启动，工作3分钟后停止，星形卸料器工作过程按上述形式循环，直至排灰系统停止运转。待下次转炉上料系统运转，除尘器排灰系统按上述过程再次联动运转。其另一条刮板机亦按此形式运转工作。其中灰斗上的振动电机只在排灰系统第一次运转（转炉上料系统运转启动）与所在灰斗上星形卸料联动工作，工作时振动20秒即停止。待下次转炉上料系统再次启动时，除尘器排灰系统再次联动工作。排灰系统应有手动启、停操作箱（机旁放置，操作箱电气施工厂家制作）。

6、结语

双列低压脉冲长袋除尘器是一种安装简易，操作便利，适用工况广泛的除尘系统设备。在当前经济形势下，为适应国家环境保护要求，具有广泛的应用前景。

原理与应用前景 篇3

目前已批准上市的蛋白水解酶抑制剂有沙奎那韦 (saquinavir) 、利托那韦 (ritonavir) 、奈非那韦 ( nelfinavir) 、茚地那韦 (indinavir) 、安普那韦 (amprenavir) 和洛匹那韦 (lopinavir) 等多个品种[1];它们都是基于受体/ 结构 ( receptor/ structure-based) , 分析这几个HIV蛋白水解酶抑制剂的发现:①其生物利用度均不高:利托那韦为78 % , 安普那韦为70 % , 茚地那韦为60 %, 奈非那韦为43 % , 沙奎那韦4%;②食物对药物吸收的影响:沙奎那韦、奈非那韦、茚地那韦受食物影响较大, 而利托那韦和安普那韦受影响稍小;③对细胞色素p450的抑制:利托那韦和奈非那韦对其抑制较强, 沙奎那韦和安普那韦较弱, 而茚地那韦则处于中等;④这类药物都是肽类似物, 其使用通常会伴随许多问题, 包括较高的给药剂量、毒性和抗药性等[2]。

现已开发出具有全新结构的非肽类蛋白酶水解酶抑制剂, 能与蛋白酶的保守残端相结合, 因此可以将病毒抗药性发生的几率降至最低。可对所有肽类蛋白水解酶抑制剂产生抗药性的病毒株发挥有效的抑制作用。用于那些其他抗逆转录病毒疗法治疗无效或者感染多药抗药HIV株且病毒仍在体内进行复制的成年艾滋病患者。尽管毒性作用仍有待改善, 但其显示对病毒抗药性的一种重要突破。

参考文献

[1] De Clercq E. New approaches toward anti-HIV chemotherapy . J Med Chem, 2005 , 48 (5) :1297-1313.

原理与应用前景 篇4

有一种小鼠体色有黑色与黄色两种，经分析，它们是由一对等位基因控制的相对性状，在不考虑突变发生的情况下，一对黑色小鼠生育七只子代小鼠，这七只子代小鼠体色为六黑一黄，问这七只小鼠都是纯合子的概率是多少？

这道试题虽然比较简单，但也比较典型，我在对学生讲解类似试题时，常用数学中的两个原理解决。

在学习中学数学的排列组合模块时，有两个重要的计数原理，一是加法原理，另一个是乘法原理，这两个原理在生活中有非常广泛的应用，在中学生物学关于遗传概率的计算中，应用也非常广泛。

比如：从甲地到乙地可以乘火车、汽车与航班，其中火车每天有3列，汽车有4班，同时有2个航班，因此，在同一天从甲地可以有3+4+2=9种去乙地的方法。这就是加法原理，而如果从甲地到乙地，必须经过丙地，从甲地到丙地可以有3种走法，从丙地到乙地有4种走法，所以从甲地到乙地共有3×4=12种方法。这就是乘法原理。

加法原理与乘法原理不但可以应用于计数，在概率计算中也可以根据类似的情况进行叠加或连乘，如下图，是位于常染色体上的一对等位基因（A、a）控制的相对性状。

P           ♀黑色×♂黑色         ♀黑色×♂黑色

↓                               ↓

F1        白色            黑色×黑色               白色

↓

F2                                   ？

求子代中黑色的基因型与概率：通过对题意的分析可知，亲本黑色为杂合子，而F1代的黑色个体基因型有两种情况，如下表：

因此，F2代是黑色杂合子的概率可用以下方法计算：每一种婚配类型所产生的后代可用乘法原理计算，将这件事分为三个步骤，先定F1中的父本，再定F1中的母本，最后一步是所生子代概率，比如上表中第三种婚配类型子代的黑色杂合子为（2/3×2/3）×1/2，我通常将这种方法称为“先算婚配概率，再算子代概率”。

由于F1的婚配有四种类型，所以其产生的子代应该用回法原理将这四种婚配所产生的子代情况叠加，即：

[（1/3×1/3）×0]+[（1/3×2/3）×1/2]+[（2/3×1/3）×1/2]+[（2/3×2/3）×1/2]

为4/9。

现在我们讨论所提出的话题，黑色和黑色杂交，得到6黑1黄，求这7只全为纯合子的概率多少，答案给出的是1/2的7次方，一对等位基因控制。

从题中可以看出，雌雄亲本黑色都是显性杂合子，其所生子代如上表中的第四种杂交类型，而6黑1黄可以是下表几种情况：

对于第一种，黄色是纯合子为1，黑色为纯合子为1/3，所以概率为1×1/3×1/3×1/3×1/3×1/3×1/3，因为有七种情况，所以将每一种情况的概率叠加，是1/3的6次方再乘以7。

这一方法还可应用于符合自由组合定律的多对等位基因的概率计算中，如下题：

已知亲本的基因型为AabbDDEeFf×aaBbDdEeff且各等位基因分别位于不同的同源染色体上，则这对杂交亲本可以产生子代的基因型与表现型各是多少？

由于各等位基因位于不同的同源染色体上，相互独立遗传，因此可以将此题分为五个步骤，第一步考察A、a的遗传情况，第二步考察B、b遗传情况，以此类推，最后用乘法原理解决，如下表：

从表格中可知，我们不但可以算出这对亲本所产生子代的基因型或表现型的种数，而且可以进一步计算每种基因型的概率，比如子代为AaBbDdEeFf概率为（1/2）×（1/2）×（1/2）×（1/2）×（1/2）。

原理与应用前景 篇5

人机语音交互技术其定义总结如下, 机器识别并分析提取语音信号语义特征信息, 与标准信息库中语义特征相对比, 输出相应文字或转化成我们想要的输出结果。其交互的对象包括人与人之间 (语音远距离通信) 、机器和人、机器和机器之间, 该项技术让不同交互对象可以自由的进行高效信息传递。其需完成身份认证、语义理解、语音应答、语音压缩编码。

现有比较成熟的技术有A S U、A S R系统。其结构包括预处理模块、特征提取模块、训练语音模型、模式匹配、识别测试模式, 通过训练产生的词汇表进行识别判别, 进行句法分析完成语义分析。语音的预处理主要包括:噪声消除noise detection、端点检测endpoint detection、加强high frequency enhancement.

人机语音交互技术是一门综合技术, 是我们信号处理的分支研究方向, 其涉及的领域广泛, 包括生理学、心理学、语言学、计算机科学以及人的体态语言 (人在沟通交流时其表情、手势、形体动作是有其含义包含其中的) 。

各国在人机交换技术方面均投入了大量研究, 1982年日本提出了智能计算机系统, 目标90年代完善人机交换技术, 我国1986年提出863高科技计划, 目标实现自动语音翻译系统, 1997年Microsoft提出语音人机交换计划, 经过多年的研究, 确实攻克很多技术难题, 取得了多项技术成果, 但是仍有大量问题存在。

人机交互技术的现状、困难及其发展趋势:虽然经过数十年的发展人机交换技术有了重大的突破性发展但是仍然有许多亟待解决的技术难题: (1) 人类语音信号极其复杂多变, 虽然经过大量积累研究现阶段我们并未完全掌握和分离提取各类特征。 (2) 人机交换技术其适应性较差, 受各种因素干扰。其具体应用对特定环境依赖性强, 训练和识别的环境差异将会大大影响其结果的准确性。在特定的训练环境训练的系统不能灵活应用于其他场景。语义分析时不同说话人的变化也会造成识别系统的正确率下降。 (3) 受噪声音响大, 人类在沟通交谈时下意识自动排除环境因素的诸多干扰, 但是机器的噪声排除能力很差。高噪声环境时系统稳定性准确性下降。 (4) 语音建模并不完善, 其涉及到多领域包括心理学、生理学、语言学等等。 (5) 其应用并未真正市场化、商品化, 很多研究经验只停留于实验阶段, 没有成熟丰富的商品应用经验, 其稳定性、准确性、安全性有待提高。

人机交互技术的应用及最新进展:随着人机交互技术的应用, 电脑将变成一为亲密的伴侣, 你只要对着麦克风自如的和它说几句话, 即可轻松的实现那些隐藏在Windows层层菜单后面的功能。如今语音输入已经取代传统的键盘和鼠标成为我们与机器交流的又一方式。现有的智能计算机带有的语音识别系统对于语音识别的平均最高识别率达到90%, 经过“训练”, 已经具备简单的“自主学习”能力, 这将明显极大降低电脑应用的障碍, 例如许多残障人士、年纪较大的长者, 可以摒弃传统的操作, 不再依赖传统输入设备鼠标和键盘, 是我们的操作更加灵活、简单、人性化, 语音识别技术使得计算机能够向人一样听懂自然的语音指令, 因此, 将语音识别、语言理解与大量的数据库检索和查询技术相结合, 就能够实现更轻松的信息查询方式。

TTS语音合成系统现在已经比较成熟, 他可以准确无误的把文字合成人的自然语音, 当前存在的问题是虽然准确程度得到了保证, 但是合成的声音并不自然, 缺乏正确自然的情绪变化快慢节奏的调节。因此, 如果想真正走向商业化投入市场, 上有许多不足之处。

在许多技术、经济发达国家, 人机交互的智能产品已经投市场和众多服务领域。很多设备已经包含了语音识别拨号功能、语音记事本功能。可以完成语音识别与语音合成, 为我们生活提供了极大便利。

摘要：随着人机语音交互技术的发展, 会有更多的服务、设备等与此项技术相结合, 我们将不必再按键, 不必使用传统鼠标和键盘, 人机语音交互技术成为一项重要研究课题。

关键词：人机语音交换技术,ASR,信号处理

参考文献

[1]朱民雄, 闻新, 黄健群, 等.计算机语音技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2002.

[2]肖春秀.人机交互技术研究[D].湖南大学, 2004.

[3]刘晓华.机交互技术及应用技术[D].吉林大学大学, 2009.

[4]张敏贵.机交互技术及语音特征提取技术研究[D].西北大学, 2004.

[5]山士官.语音识别技术及应用技术[D].东北大学, 2011.

[6]何好义.计算机语音识别技术及其应用[J].大众科技, 2005 (6) .

[7]柳春.语音识别技术研究进展[J].甘肃科技, 2008 (9) .

光纤传声器的原理及发展前景 篇6

1 光纤传声器的原理及类型

光纤声传感器的原理图如下:

图1我们给出了结构示意图。如图1所示, 从LED灯管发出的光线经由光耦合器耦合至多模光纤中, 再投射到位于探头部分的弹性膜片上, 经弹性膜片反射后的部分光线被重新耦合进入多模光纤, 再经过耦合器和接收光纤进行输出, 被PIN管接收, 外界产生的声压使弹性膜片受迫震动, 从而可以对反射回多模光纤中的光进行调制, 最后经过信号处理器进行信号处理过后的声音进入扬声器, 就可以实现对声源进行还原。

光纤传声器目前主要有三种调制模式:光强调制型、相位调制型以及偏振调制型。

1.1 偏振调制型

偏振调制型的光纤传声器是基于改变光在光路中的偏振状态, 并且使用偏振选择光来改变作用在光电二极管上的光强度来进行工作。由于所有的光电二极管都可以实现光强度响应, 则任何光调制过程都需要发生光强的变化, 并且在通过光电探测器后将光转换成电信号。

1.2 强度调制型

强度调制型光纤传声器是更为简单的一种类型, 其基本原理为:由光源发出光线, 通过光纤入射到金属涂层处理的膜片, 当声音作用于膜片时, 由于有声压的作用, 膜片与光纤之间原本的距离发生变化, 导致入射光被调制, 反射后, 再经由接收光纤传送到探测器上, 解调后就可以还原为声音信号。

1.3 相位调制型

相位调制型传声器是通过光干涉来调制光路中的光强度, 其优点是不易受光功率波动以及光纤的传输损耗变化等干扰的影响, 保真度较高, 更有利于实现对高精度声压的测量。

2 几种新型光纤传声器

2.1 基于 MEMS 技术的光纤传声器

该传声器基于微机械电子系统 (MEMS) 与光纤传感技术。与传统的机械传声器相比, MEMS光纤传声器具有很多特点。它具有高灵敏度, 探测端口电绝缘, 抗电磁干扰性能佳等诸多明显优势。

该传感器基于衍射光栅敏感结构的超声波传感器, 利用硅光栅敏感膜自身发生形变后产生的精位相调制实现对超声信号进行检测, 用MEMS工艺将工作点偏置到高灵敏度线性区域 , 其内部通过双光纤准直器实现了整体封装, 保证仪器有较高灵敏度的同时也可以很好的解决均匀硅膜的频率受限。通过理论分析之后对硅薄膜的尺寸进行优化处理, 调整了脊区厚度和周期结构参数。当谐振频率达到MHz级以上时, 硅光栅薄膜的灵敏度仍可保持。该产品具有微型化, 材料机械电气性能优良等特点。

2.2 反射式光纤声传感器

该传感器系统由光源、驱动电源、探头、光纤、光电检测电路、光探测器、耦合器等组成。

工作原理是:通过发射光纤将光源入射到振动薄膜上, 由声音信号驱动薄膜产生振动, 引起薄膜产生曲率、位移的变化。然后对反射回接收光纤的光强进行接收并调制, 通过光电检测电路、光电探测器处理得到反映声音特征的电信号。其过程可分为三个阶段。

声—机转换。由声音信号引起的薄膜振动并且产生了位移, 这个转换的关键在于把握薄膜的频率特性和灵敏度, 即薄膜位移量与固有频率之间的关系。

机—光转换。薄膜由于声音信号产生位移后导致发射光纤发射回接收光纤的光线将受到调制。这一转换过程的主要特性是确定光强调制函数, 即接收光强和薄膜与光纤端面距离的关系。

光—电转换。接收光纤接收的调制光经过光电探测器转换成为电流信号后, 再经过光电检测电路就可以转化成电压信号。这一转换过程的主要特性是确定光电转换系数即输出电压与接收光强的关系。

2.3 萨格奈特 (Sagnac) 干涉式光纤声传感器

该传感器利用萨格奈特干涉仪结构的原理, 进而来感知声音信号的。

由萨格奈特效应可知, 当干涉仪没有外力作用时, 在其中若有按顺、逆时针传播的两束光线, 其光程差为0。当在非中心点的光纤回路某个位置上受到声音的作用时, 就会导致顺、逆两束光到达声源扰动位置的时间不同, 形成相位差。

本干涉器就是基于该效应原理对声音进行声光转换, 并对声源扰动的位置进行确定。

3 发展前景

光纤传声器作为新一代声传感器, 其具有的小型化, 抗电磁干扰、使用寿命长、精度高等特点, 将会在未来的传感器发展研究领域占有重要的位置。尤其是随着光纤制造水平的提升, 各种新型高精度, 高强度的光纤的引进, 必将会为光纤传声器的发展增加技术支持与动力, 相信在未来, 改型传感器将会有更多学科交叉领域产品问世, 在更多领域为国民经济的发展发挥作用。

(上接第146页 ) [7]金泰义, 李胜利, 王延安, 等. GW-II型光纤测微仪的研制[J].光学精密工程, 1996, 4 (3) :100-105.

[8]金晓丹, 廖延彪.强度调制型光纤传感器的补偿技术[J].光学学报, 1996, 16 (7) :1002-1 005.

[9]邓越, 宫铭举, 乔东海.PGC解调光纤传声器技术的讨论[J].声学技术, 2007, l26 (5) :l014-1015

[10]倪明, 雄水东, 孟洲, 张仁和, 数字化相位载波解调方案在光纤水听器系统中的实现[J], 应用声学, 2004, 23 (6) :5-11.

参考文献

[1]汪钱纯.光纤光栅检测超声波系统设计[J].浙江大学, 2005, 2.

[2]应崇福.超声学[M].北京:科学出版社, 1990.

[3]张宝芬.自动检测技术及仪表控制系统[M].北京:化学工业出版社, 2000:1-5.

[4]Fatikow, U.Rembold, Mierosystem Technology and Microrobotics[M].SPringerVerlag, Berlin Heidelberg, 1997.

[5]高世桥, 曲大成.微机电系统 (MEMS) 技术的研究与应用[J].科技导报, 2004.4.

[6]吕海宝, 余志雄, 颜树华, 等.反射式光纤传感器光纤对输出特性的数学模型[J].光电工程, 1998, 25 (5) :16-23.

[7]金泰义, 李胜利, 王延安, 等.GW-II型光纤测微仪的研制[J].光学精密工程, 1996, 4 (3) :100-105.

[8]金晓丹, 廖延彪.强度调制型光纤传感器的补偿技术[J].光学学报, 1996, 16 (7) :1002-1 005.

[9]邓越, 宫铭举, 乔东海.PGC解调光纤传声器技术的讨论[J].声学技术, 2007, l26 (5) :l014-1015

LED原理与应用 篇7

(一) LED的原理

简单地说在一块本征半导体的两边通过不同的掺杂分别做成P型和N型半导体。P型半导体中空穴为多数载流子, N型半导体中电子为多数载流子。由于浓度差, 这两种载流子会自发向对方区域扩散。因为空穴带正电, 电子带负电, 所以两种载流子会在交界面复合, 从而在交界面两侧形成一个空间电荷区, 其电场方向由N指向P, 这就是PN节。这个内电场的形成阻碍了多数载流子的扩散运动, 因此一定温度下PN节的尺度是确定的 (见图1) 。

当PN节外加正向电压时 (P型半导体接电源正极, N型半导体接电源负极) , 外电场与内电场作用, 总的效果是削弱内电场, 从而空穴和电子可以再向对方区域扩散形成稳定的电流。此时高能态的电子与空穴复合时就把多余的能量以光的形式释放出来, 从而把电能直接转化成光能 (见图2) 。当然在发光二极管的PN节上加反向电压 (P型半导体接电源负极, N型半导体接电源正极) , 由于内电场被加强, 所以进一步阻止了多数载流子的扩散运动, 电路不能导通就不能发光。光二极管的, 目前用得较多的是GaP (磷化稼) , GaAsP (磷砷化稼) 等。通常的LED结构见图3。

值得注意的是, 不是所有的半导体材料都能用来做成发光二极管的, 目前用得较多的是GaP (磷化稼) , GaAsP (磷砷化稼) 等。通常的LED结构见图3。

(二) LED的优势

与目前大量使用的白炽灯、日光灯、高压汞 (钠) 灯等相比, LED具有以下的优势:

1. 发光效率高节能效果明显。

要达到相同的照明度, LED消耗的电能只有白炽灯的10%, 在能源紧缺的今天具有较大的经济效益。

2. 使用寿命长。

传统的马路照明使用的高压灯一年半左右要更换一次, 而大功率的LED光源则可以使用10年以上, 使用寿命是普通照明灯具的10倍。

3. 安全可靠。

LED具有工作电压较低、密封性好、体积小、没有易碎的玻璃、抗震性好等特点, 因此使用时安全可靠;

4. 单色性强、无频闪现象。

目前在这一领域中已开发出单色性好的红、橙、黄、蓝、绿LED, 应用于交通指示、夜景装饰照明等有特殊需要的场合, 不久前高亮度的白色LED也研发成功, 可用于普通照明领域。由于其发光时无频闪现象, 能有效保护人的视力。

(三) LED的应用

LED作为新型、高效、节能、环保的产品, 正悄然走进人们的生产生活。在许多领域都得到了广泛的应用[4][5][6,7,8]。

1. 交通指示信号

在交通指挥中, 要大量用到红、黄、绿色的信号灯, LED的单色性能满足这一要求。目前这一邻域的大部分灯具都是LED的产品 (见图4) 。

2. 夜景照明

在城市中, 一些重要的建筑、商业中心、休闲娱乐场所等在夜间需要用各种不同颜色的灯光进行装饰。以前大量使用的是霓红灯, 存在制作工艺难度大、玻璃部件过多易碎、工作电压高、能耗大等弊端和安全隐患。现在在政府的大力推动下, 越来越多的LED产品应用到夜景照明中。如上海的东方明珠电视塔, 全塔的光导点现已换成了LED灯, 且夜间光彩依旧, 每天因此而节约下来的电够800多户居民使用4小时。

3. 特种照明

在一些特殊场场合, 如军事和医疗上, 需要光源无红外辐射和热辐射。若采用普通的光源则很难达到要求, 采用LED后则可以消除这些弊端。采用LED照明的军用车辆, 能在夜间行使时更具隐蔽性和安全性。手术室的照明若采用LED则能满足不发热、无重影的良好效果 (见图5) 。

4. 作为背光源

在液晶电视、手机等显示屏后大多采用LED作为背光源。普通萤光灯、日光灯发光响应时间一般为毫秒级, 而LED则能达到纳秒级, 从而使电视图象看起来更加流畅和鲜明。并且能有效节约用60%以上的电能 (见图6) 。

5. 城市道路照明

LED在开始研发阶段其功率只有几毫瓦, 而目前国内的很多LED产家都能生产出单灯功率超过200瓦的产品。上海、北京、杭州等城市已决意采用高效节能的LED来代替传统的高压钠 (汞) 灯做为夜间道路的照明 (见图7) 。

在机场、地铁等地经常看到利用电子牌提示的相关信息、为出行的人提供相关的信息, 给大家带来方便。其实这种电子牌就是利用LED来制作的。在一些商业区, 户外的电子广告墙小的有几平米, 大到几十平米, 其基本元件也是LED, 通过相应的控制电路, 让这数千数万个LED发出不同颜色的光, 就能显示出很流畅的图像 (见图8) 。

值得一提的是近年来该领域发展的一种新思路—太阳能与LED的结合。在一些生活小区、公园、景区等地, 已出现利用太阳能电池板对LED进行供电的示范工程。这种照明是独立成系统, 不需要从电网获得能量。从而进一步拓宽了太阳能和LED的应用, 能取得更好的节能效果 (见图8) 。

参考文献

[1]吕慧敏, 蔡永泉.节能高手——LED的应用[J].现代显示2006, 70:49-51.

[2]刘向阳.发光二极管 (LED) 和背光源透视[J].光源与照明, 2008, 4:14-17.

[3]屠大维, 吴仍茂, 杨恒亮, 等.LED封装光学结构对光强分布的影响[J].光学精密工程2008, 16 (5) :833-837.

[4]王春丽.LED光源的电视应用[J].信息通讯, 2008, 5:75-77.

芬顿的原理与应用 篇8

目前长江中下游地区化工厂数量较多, 每个化工厂都有污水产生, 因此污水处理对于长江水源的保护有着重要的作用。由于化工废水大多数具有高毒性, 很难被传统方法直接处理, 所以需要进行预处理。Fenton作为一种很好的预处理方式, 对于提高废水的可生化性有着很好的作用, 本文就对Fenton处理废水进行浅谈。

1 Fenton的原理

芬顿反应一般都是在酸性条件下进行, 反应的最佳pH值条件是pH值为2~4。

芬顿反应是由Fe2+和H2O2之间的催化氧化反应, 催化生成羟基自由基 (·OH) , 反应过程中的Fe2+是作为反应的催化剂, 与H2O2经过反应产生羟基自由基 (·OH) , 主要起到氧化作用[1]。芬顿反应的作用原理如下:

EF法反应还原溶解氧生成H2O2, 如离子反应式 (2) 、 (3) 所示, 反应得到的H2O2继续与Fe2+发生芬顿反应, 可以产生·OH。

2 电芬顿技术在化工废水处理中的分析和发展

目前EF法研究方向的分析包括:协同氧化技术;对电极材料的研制;催化剂的分析;电解池的结构开发。

2.1 EF协同氧化技术

目前发展较好的是应用电和光协同反应。发展方向可以把电流和紫外光外加在传统Fenton法的基础上, 经过两种反应作用加速反应, 进而达到去除污染和快速深度地降解有机物的目的。

Brillas等[1]做了很多的工作。他们对降解效果不同的各种方法进行分析, 在降解速率方面得到的结论可以看出来, PEF法对于TOC的去除率要大于其它方法。主要原因是加入了可以使EF氧化加速的照射和紫外光, 使整个反应过程中的中间产物可以降解, 可以使污染物完全矿化为CO2, 从而缩短反应时间并且减少消耗H2O2的量[2]。最近在EF系统中引入超声波或等离子的技术也出现在研究中。这两种技术都能使H2O2的产量及水体中污染物的降解效率有所提高。

2.2 电极材料

电极材料的分析一直都是电化学氧化的热点, 比如阴极材料的分析常见的有:碳-PTFE、多孔石墨、活性炭纤维 (ACF) 等。阳极材料分析常见的是在对Pt和涂布硼砂的金刚碳或其它氧电位较高的惰性材料为主。

分析阴电极时, 由于吸附催化性能较好的石墨、石墨-PTFE电极得到广泛应用[3]。聚吡咯导电聚合物的电极, 提升H2O2的生成量可以在pH为中性条件下实现。乙酰壳多糖络合铁因为稳定性和催化性较好, 可以作为一种新颖的夹层电极, 同时可以实现重复使用。此外纳米材料在EF系统中的电极也有应用。

2.3 其余类型催化剂的分析

按照正常情况分析, 过渡金属可能具有较高催化性能, 包括Mn、V和部分过渡金属氧化物, 整个反应过程容易得到再生, 比较于Fe2+, 代替催化剂本身具有较好的催化效果[4]。比较催化剂Fe2+和Mn2+得出结论, 初期Fe2+的降解效果好, 但在后期情况却相反[5]。主要是由于Mn3+更易转化为Mn2+的原因, 从而保证后期大量的·OH从水溶液中产生。相似的情况例如Cu+/Cu2+体系相比较于Fe2+/Fe3+体系的降解有机物能力更高效, 矿化速率更快且耗电量更高[5]。

所以在对H2O2具有催化作用的Fe2+以外, 其余均相金属离子如Fe3+、Cu2+、Mn2+、Co2+等均能与铁粉、石墨以及铁锰的氧化矿物同样具有相似的功能。

2.4 电解池结构分析

从目前对于Fenton研究的总体分析来看, 国内外对微电极产·OH的分析还很不透彻[5]。对电场分布和变化规律、三维电极反应器内的粒子电极电位分布和颗粒的物理化学性质、有机物降解等规律有必要进行分析得出结论。

目前较为常见的是一体式阴阳极电解系统大量应用于分析中的电解池。

3 EF技术在废水处理中的展望

从反应机理方面来看, 分析者们对于芬顿反应的基本原理有共识, 可是有机物的EF降解原理很复杂, 主要有复杂的催化原理以及电化学原理等多种机理。认清其降解机理是EF法技术是实际用化突破的第一步[6]。

4 结语

通过Fenton处理过的废水, 其可生化性得到了很大提高, 同时, 不同的Fenton处理方法对于废水处理有着各种不同的作用。研究出其各种不同芬顿方法的反应机理和过程是研究的重点, 对于废水处理有着重要的作用。

摘要：电芬顿作为一种新型电化学氧化技术, 由于它在阴极和阳极都能产生羟基自由基 (·OH) 氧化降解水体中污染物, 引起了学者们广泛的关注。针对含苯酚废水来源广、危害大、成分复杂的特点, 采用Fenton技术对苯酚废水的处理效果进行了研究, 考察了催化剂、氧化剂、粉煤灰的用量和pH值对芬顿试剂氧化苯酚的影响。

关键词：苯酚废水,Fenton试剂,粉煤灰,电芬顿,水处理技术,羟基自由基

参考文献

[1]王代芝, 周珊, 叶双凤, 等.电-Fenton法处理间甲基苯酚废水[J].江苏化工, 2005 (3) :42-45.

[2]Neyens E, Bacyens J.A review of classic Fenton's peroxidation as advanced oxidation echnique[J].Journal of Hazardous Material, 2003 (B98) :25-28.

[3]文军.微波场强化Fenton反应[D].广州:华南理工大学, 2002.

[4]雷乐成, 何峰.均相Fenton氧化降解苯酚废水的反应机理探讨[J].化工学报, 2003 (11) :1592-1597.

[5]陈胜兵, 何少华, 资金生, 等.Fenton试剂的氧化作用机理及其应用[J].环境科学与技术, 2004 (3) :105-107.

原理与应用前景 篇9

关键词：PLC原理及应用；教学法；应用

【中图分类号】G642

1.传统一般教学方法的不足

1.1教材不适用

传统教材一般是按照基本原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成各个独立的章节，如果教师按照教材的顺序进行教学，那么在一段时期内学生学习完所有指令后，印象不深刻，往往是学习了后面的知识又忘记了前面学习的内容，容易混淆概念、指令。到基本应用时，又得重新对所涉及的指令进行学习，效率不高，甚至使学生失去对本专业的学习兴趣。

1.2传统授课方法与实践相脱节

由于受传统“知识本位”教学理念的影响，课程教学内容过分强调课程学习的系统性、逻辑性。在理论学习阶段，指令学习比较集中，学生感觉指令难记，学习枯燥无味，久而久之便失去了兴趣；在实践教学环节，由于理论知识没学好，学生会感到束手无策，无从下手。这种先理论后实践的教学模式，难以取得良好的教学效果。

2.《PLC原理及应用》教学法分析

2.1系统案例教学

2.1.1教材内容和案例相结合

将教学内容中的知识与案例进行结合。每个案例都结合教材的理论知识，将理论知识应用到解决案例中的实际问题。

比如，在讲解可编程控制器的组成和工作原理时，先介绍一个非常简单的单片机系统电路，由此引出PLC的控制：CPU、存储器、输入、输出接口等。

2.1.2案例环环相扣，形成系统

案例的设计需要周密考虑。案例在设计之初要考虑的问题是，如何在每次案例教学中即能讲解当前知识，又能复习上次课程的内容并引出下次课程的教学内容。这样便使学生在接受新课之前可以完成对上次课程的回顾，又对下面的内容充满好奇。此外，工程应用所采用的知識面涉及内容非常多，掌握每个案例需要大量的课时，理论课时有限，让案例环环相扣，形成系统，可以减少理解案例的时间，又能够很好掌握课程内容。

2.2项目教学法

（1）项目安排：从浅到深，从易到难首先，对 PLC控制及应用这门课程进行可行性分析研究，认为该课程适合用“项目教学法”进行教学。笔者结本门课程的实际特点，依次安排了以下几个个项目： 热风炉控制系统主要低压电器的识别、检测与选型；热风炉控制系统主要电气图设计；热风炉控制系统主要电路的安装与调试；热风炉控制系统设计、安装与调试；粮食除杂控制系统设计、安装与调试； 基于触摸屏的粮食除杂控制系统的设计、安装与调试；换热站节能系统设计、安装与调试；基于组态的换热站控制系统的设计、安装与调试。

（2）根据认知规律与学生心理，通过“项目”导向的方式让学生更容易理解理论知识PLC 编程需要讲解编程语言，要记住常用的十几条指令，还要掌握梯形图及 STL（顺序）结构设计的编程方法，这些理论知识往往会使学生感到枯燥无味且难以理解。因此，笔者用以上介绍的几 个项目贯穿于理论知识的讲解中，使学生真正理解和掌握 PLC控制系统设计的理论知识，学生也很快用于项目实施中，真正做到了“学以致用”。

3.教学实践

3.1验证性内容

验证性实践内容包括基本指令的使用、定时器的使用、计时器的使用、中断程序应用等。通过这一部分的实践，使学生掌握PLC编程软件的使用，掌握PLC实验箱的使用，熟悉继电控制电路向PLC程序的转化；掌握定时器、计时器的使用技巧；掌握PLC的基本指令，熟悉PLC的模块扩展方法。

3.2设计性内容

给出了PLC设计题目及要求，由实验者自行设计PLC外部接线和应用程序，并反复进行程序的输入、修改、调试，直至得出正确的运行结果，意在提高创新和独立思考能力及设计能力。了解工业生产过程中PLC控制方法，学会熟练使用PLC解决生产实际问题。

3.3综合性内容

为提高学生学习PLC的兴趣，创造条件对学生开设综合性实践教学环节。我们设置了PLC的课程设计、毕业设计、工程实践、产品开发等不同层次的综合实践教学内容。本环节是“PLC原理及应用”课程的延续，让学有余力的学生自主构思PLC综合实践。实验中心在课外对学生开放，采用开放性实践方式，在教学过程中，教师仅起侧面辅导和把关作用，主要注重培养学生的综合实践能力与创造思维能力。

4.课程考核

“PLC原理及应用”课程考核方式要求满足“理论与实践一体化”教学的需求，采取的措施具体体现在考核成绩的评定上，课程成绩的评定由三大部分构成。第一部分：平时成绩，占总成绩的20%。平时成绩由任课教师根据学生的上课情况和作业情况打分。第二部分：理论考试成绩，占总成绩的40%。理论考试采取问卷形式，主要考核学生对电气控制原理图的读图、识图能力以及对PLC编程指令等有关内容的掌握程度。依据是学生的答卷成绩。第三部分：实验教学成绩，占总成绩的40%。每个实验完成以后，任课老师会根据学生的操作能力、解决问题的能力等进行综合的评定，给出相应的成绩。实验成绩就是所有实验项目的平均成绩。同时，我们鼓励学生进行创新。对于在本课程整体实践中有创新、积极协助教师完成PLC实践环节、发表PLC相关论文、参加与本课程相关的技能大赛等的学生，任课教师在总分不超过100分的情况下，可以给其酌情加分，最多加10分。

结束语：

总而言之，通过学习本课程，学生加深了对PLC的理解，增强对对控制系统的认识，能运用所学的专业知识来完成工业控制领域的应用，符合工艺标准要求、解决实际问题。同时，在今后的教学过程中，还需要进一步探索和总结教学方法，激发学生的学习积极性。

参考文献：

[1]余江.基于案例教学法应用角度下的PLC教学研究[J].滁州职业技术学院学报，2014，03：72-74.

性能化防火设计的原理及发展前景 篇10

长期以来规范化防火在建筑工程消防设计中一直居于主导地位。该种方法以国家相关的规范为指导, 思路清晰明确, 但随着社会的发展, 各种新型、大型、复杂型建筑不断涌现, 这种设计方法在处理这些建筑的防火设计时越来越显得力不从心起来, 因此性能化防火设计就应运而生。

2 性能化防火设计的原理

所谓性能化防火设计, 就是以火灾安全工程学为理论依据, 建立在对火灾性能充分假设的基础上, 对建筑物遇到火灾时可能出现的情况进行假设, 从而提出预防措施从而进行减灾设计, 它是根据建筑物实际火灾发展特性来决定防火需要的, 这就使火灾安全目标、火灾损失目标和设计目标三者有机的统一起来, 从而在火灾的救护中达到经济性和有效性的最大统一。

以火灾性能为基础, 这是性能化防火区别于规范化防火设计的最重要的一点。我国当前的最主要的建筑防火设计规范从基本上来说大部分还是处方式的, 在新型建筑不断涌现的今天, 无论是对新型建筑的设计还是对原有建筑的改造都会遇到许多原有的防火规范无法解决的问题。因此性能化防火设计是时代发展的必然产物。

3 性能化防火设计的主要流程

综合现在国际上各个国家对性能化防火的不同认识, 经过仔细分析, 可以看出:当前已有的性能化规范或者说标准, 它们有的注重的是性能化分析应包括的实际内容, 比较注重量化分析, 而有的除此之外还规定了许多辅助性的要求。这些国家无一例外都将设计工作做出了许多细致的要求, 显然这样可以在很大程度上方便设计人员的综合应用, 也能从很大程度上规范分析设计人员的报告格式, 便于业主和有关消防主管部门的检查验收, 也在某种程度上更利于相互之间进行性能比较。

性能化设计过程可以简单地分为三个大体的阶段:项目准备、量化分析和报告编制[1]。准备阶段主要就是对要对其进行设计的对象进行现场考察, 对其现场特点和使用要求有一个大体的把握, 理清防火设计的目的所在。其次就是量化分析, 就是根据可能的火灾危险源, 利用一定的数学工具对其进行推算, 把抽象的火灾危险特征变成具体的量化分析数据。最后是报告的编制, 就是对前面两个阶段进行一个概括和总结, 并提出自己的设计方案。

性能化防火的设计的具体流程[2]如图1示。

在整个性能化防火设计过程当中, 性能化防火的分析和设计无疑是最为重要的两个环节。而做好这两个方面最重要的就是做好对于火灾发生情况的量化分析。

设计对象的分析包括定性分析和定量分析, 性能化分析设计步骤[3]见图2。

4性能化设计过程中存在的主要问题及解决方法

在性能化设计过程中, 也存在着许多的不确定因素。不确定性问题是建筑物性能化防火设计过程中所固有的。对不确定性的辨认和处理直接影响到设计完成的质量的好坏, 甚至关系到设计能否通过有关部门的检验。不确定性的处理是在保证和维持适当安全水平的同时又能降低消防投入的关键所在。如果对不确定性因素视而不见或者没有给予充分的重视, 那就可能是整个工程的消防设计的质量得不到充分的保证;但是相反, 如果太过于强调不确定性素的影响, 从而采取比较保守的设计, 那又将从另一方面形成过度的保护, 这样就极大的增加了消防投入, 造成了资金的浪费。因此, 正确的对待和处理性能化设计中的不确定性因素也是确保整个设计成功的关键。

性能化设计过程中各个步骤中的不确定性问题[4]如表1示。

性能化设计过程之中的不确定性主要表现在以下几个方面:

4.1 定义、概念或阐述问题的不确定性

建筑物性能化防火分析和设计都是比较新的概念。美国的SFPE在进行性能化规范和设计研究之初就成立了一个专门小组来研究 (或者说规范) 性能化语言问题。该小组对性能化研究中比较常用的术语进行了界定, 如什么是性能化设计, 什么是建筑物性能化防火设计等。但有些术语, 如“安全水平”或者“可接受的安全水平”就比较模糊, 不同的人自然也就会有不同的理解。

4.2 论证论据的不确定性

(1) 理论和模型的不确定性 (所用的理论是否正确;假设是否有效) ; (2) 数据与输入的不确定性 (是否有相关数据;数据是否足够;数据是否有被篡改的现象) ; (3) 计算的局限性 (等式是否正确或完整) ; (4) 模型的详细程度 (模型制作过程中所考虑的因素是否足够) ; (5) 设计火灾场景的代表性 (所选设计火灾场景是否最具有代表性) 。

4.3 人员行为方面的不确定性

(4) 对火灾警报的反映时间的不确定性; (2) 疏散过程中的人员行为的不确定性; (3) 确定目标的不确定性; (4) 提出性能标准的不确定性; (5) 评估现场火灾场景的不确定性。

4.4 对风险的理解与评价的不确定性

(1) 人们理解与评价风险的方式具有多变性和不确定性; (2) 对等效概念的理解的不确定性。

4.5 与建筑物使用寿命和安全有关的不确定性

在建筑物的使用寿命内会发生很多事情。例如, 建筑物的使用类型和使用形式有可能会改变;建筑物的结构也有可能会改变。

由于人们对出现的许多新技术、新材料的了解和应用局限性都有太多的不确定性, 对未来事情将要发生的变化也不是了如指掌, 因此任何新技术、新材料的出现, 必然会随之带来与其有关的风险和不确定性问题。不确定性问题产生的原因与不确定性因素的内容密切相关, 如测量时出现的误差、对事物缺乏完整的认识、现实中存在很大不确定问题 (如无法预测建筑物在使用2年或者30年之后, 其使用性质或者内部陈设会发生什么变化) 、人的行为的不可预见性、下定义的难度和对定义的理解差别以及人们对风险的理解和态度的不同等。所有这些原因都会导致建筑物性能化分析和设计过程中不确定性问题的出现。实际上, 工程设计除了要有一定的科学依据之外, 还要进行一定的假设。在提出假设之后要对假设进行验证。但这种验证也是近似的行为, 比如我们可能要用一定的模型来验证, 验证结果如果跟假设相近, 就可认为我们的假设正确, 于是在具体的设计中也就采用这种假设。但毕竟模型的建立是在一定限制条件基础上做出来的, 模型本身就存在很大的不确定性[6]。另外, 鉴于模型的限制条件, 不可能让一个模型来适应很多设计情况。而事实却是如此, 这就给我们的设计带来了很大的不确定性因素。

对不确定性因素的传统处理方法有决策法、敏感度分析法和安全系数法等。对于那些难以通过科学方法来确定的不确定性问题, 人们一般通过规范控制方法来解决, 或者由有关人员坐在一起, 对此问题进行研究, 然后达成一致意见。敏感度分析是“研究某方法或模型的一个或多个参数的改变对方法或模型的结果有什么影响”, 是确定和论述不确定性问题的一个有用工具。除了上述提到的处理方法外, 另外还有一些降低消防安全分析和设计过程中不确定性问题的手段, 如选取“最不利火灾情况”、选用比较保守的参数值、进行不确定性分析等。如果处理得当, 这些方法都能有效降低设计过程中的不确定性问题。但对不确定性问题的处理, 目前世界上还没有特别完备的方法, 所以还有待进一步的研究, 寻找新的有效方法, 同时不断完善传统的处理方法。不确定性问题不可能在实际中将其完全消除, 但可以通过研究, 尽量降低这些不确定性因素对分析和设计带来的影响。另外, 在分析和设计过程中, 并不需要对所有的不确定因素都要进行分析和考虑。因为不确定性因素确实很多, 但对分析和设计起关键作用的并不是很多。我们在进行性能化分析和设计之前, 要考虑各种不确定性因素, 同时选取那些对分析和设计起决定性作用的因素进行重点处理, 而忽略那些对决策无关的不确定性因素。

5 我国当前的性能化防火设计发展现状及前景

目前我国性能化防火设计尚处于起步阶段, 但从长远来看, 它是满足当前经济发展的大趋势的, 也和我国目前国情相符合。我国近年来综合国力不断上升, 经济不断发展, 人民生活水平有了很大的提高, 而各种复杂的新型的复合性建筑不断涌现, 以往的那种防火设计方法已经越来越不能满足当前社会的需求, 而性能化防火设计则是在这种大环境下逐步发展起来的。经济和社会的发展给了它蓬勃的生命力。因此我们看到, 在不久的将来性能化防火设计将在防火设计行业中占据越来越重要的地位, 并将逐步取代以往落后的规范化防火设计手段

摘要：性能化防火设计是以火灾安全工程学为理论依据, 建立在对火灾性能充分假设的基础上从而提出的减灾设计。作为一种新型的防火设计手段, 已经为越来越多的地方和国家所重视, 但由于人员观念、引用定义等多方面因素的主观性和不确定性, 又使它在应用过程中出现了很多的问题。本文主要从它的原理和中间存在的不确定性问题以及它的发展前景等多个方面进行了综合阐述。

关键词：性能化防火设计,原理,不确定性分析,火灾安全

参考文献

[1]王浩波, 霍然, 胡隆华.关于性能化防火分析与设计规程的讨论.合肥:中国科学技术大学.2003.

[2]王福亮, 刘激扬, 王宝伟, 庄磊, 陆守香.我国性能化防火设计的实施方法[A].合肥:中国科学技术大学, 2005, 44.

[3]王福亮, 刘激扬, 王宝伟, 庄磊, 陆守香.我国性能化防火设计的实施方法[A].合肥:中国科学技术大学, 2005, 45.