技术推广展

技术推广展（精选12篇）

技术推广展 篇1

1 概况

在过去的十年中, 多相流计量系统的发展、评估和运用一直是世界油气工业的主要焦点。迄今为止, 已经开发了很多供选择的计量系统, 但是没有一个能够称得上是广泛应用或绝对精确。第一个商用多相流量计出现在大约十年前, 是80年代初期多相计量研究项目的结果。一直致力于研发多相流计量技术的大学研究中心和石油公司有:Tulsa (美国) 、SINTEF (挪威) 、Imperial大学 (英国) 、国家工程实验室 (英国) 、CMR (挪威) 、英国石油公司、德士古公司、埃尔夫石油公司、壳牌石油公司、阿吉普石油公司和巴西石油公司。对这些标准多相流量计进行的测试是由英国石油公司和德士古公司共同完成的。在不到十年之内, 多相流计量已经在油田中得到了认可, 并开始成为新油田开发考虑的首要计量方法。

2 多相流计量的基本原理

基本上, 有两种方法测量多相流的流量。第一种方法, 测量流动参数, 它是三个流量的函数。因此, 可以测定通过文丘里管流量计的压降、γ射线束的衰减和混合物的阻抗, 建立这些测量值与各相流量之间的关系, 要建立三相流动需要三个独立的测量值。没有方法能够理论上预测这种关系, 因此, 一定要通过校准来确定这些关系。但不可能在测量技术应用的所有情况下校准, 而且这种方法并不总是有效的。校准方法通常可以通过神经网络技术来得到增强, 这种技术可以高精度地确定函数关系。然而, 这种技术虽然有用, 但不能解决基本问题, 也就是说校准只用于实施校准的情况下。

第二种方法包括测量相位速度的基本参数和相位横截面分数 (持率) 或与它们有明确关系的量。为了测量管道中三种组分 (油、气、水) 的体积流量 (进而测质量流量) , 需要建立三个平均速度和三个相位截面。因此, 需要测量五个量 (三个速度和两个相位分数, 第三个相位分数由整体与两个测量值之和的差得到) 。当然, 这个难以达到的测量要求可以通过分离或均相化来减少。通过相分离, 就没有测量截面持率的必要了, 而三个体积流量可以通过传统单相计量技术来测定。但是, 相分离是很昂贵的, 而且在很多情况下很难实现。如果通过使混合物均相化来均衡速度也可以把测量要求减少到三个。这是更经济的选择, 而且是一些商用流量计的核心。但是, 能够达到均相化的范围总是有限的 (例如, 当大部分液体在壁面上而气体百分数很高时, 均相化就行不通。) 因此, 两种计量方法都有基本的缺陷, 正因为这个原因迄今为止还没有完全令人满意的计量方法。

从检测技术的角度看, 现有的多相流量计可以分为两大类:第一类是部分分离型多相流量计, 第二类是在线多相流量计, 二者各有优缺点。部分分离型多相流量计的特点是:需要一个简单的或者小型的分离器, 其体积一般为三相分离器的25%以下;一般比传统测试分离器的测量精度好、造价低;能够对含少量液体的气体或者含少量气体的液体进行计量, 需要一台配套的含水分析仪;在线多相流量计不需要分离器, 其主要特点是:体积为测试分离器的5%以下, 而质量仅为测试分离器的2%左右, 测量精度与测试分离器基本相当, 在沙漠、沼泽等地区都可以应用。

3 得到广泛应用的测量技术

3.1 双能量γ射线密度测量法

利用不同能量的γ射线源, 可以测定三相的持液率, 而且这些测量值与速度测量值结合产生所需的各相流量。该技术遇到的问题包括屏蔽、光源衰减、截面平均、基本统计不精确、检测设备的局限、改变水矿化度的影响以及水下应用中操作高精密电子仪器的普遍问题。尽管有这么多问题, 但是双能量γ射线技术的发展已经使它成为一种相当可靠和有效的方法。

3.2 阻抗和微波技术

用于很多商用多相流量计中。这些技术的基本困难是方法的反应取决于流动构造。即使在两相流中, 气泡、液滴和环状流之间的阻抗也有潜在的差别[1]。对于三相流, 由于第三相的存在使问题更加复杂。可以通过使用层析χ射线摄影技术来改进阻抗法, 但是此技术昂贵而且不能很好地建立三相流动。介电测量的另一个缺点是受连续相影响, 而且在反转区 (含水率通常在40%~60%之间) 运转不太好。

3.3 差压装置

一般用在单相和多相测量中。用于多相测量最普遍的装置是文丘里管流量计, 有时也用喷嘴或节流阀等其他装置。一般来说, 这种装置对多相流动的反应取决于上游的流动情况。实际上, 在Imperical大学, 最近已经尝试使用上游效应作为流量计的依据。如果流动十分均匀, 那么差压将由均匀流动模型给出。相反, 如果通过文丘里管的流动仍然十分分散 (例如环状流) , 那么就要使用不同的模型 (分离流动模型) 。真正分离流动模型的压降比均匀流动的压降低。可以对流动进行调节, 因此进入文丘里管时, 可以是分离流也可以是均匀流。但是, 结果表明入口处分离流的压降比均匀流的压降低。这是因为文丘里管起到了混合器的作用, 它再次把液体以液滴形式夹带出去, 然后加速产生了更高的压降。流动中的液体有效黏度取决于连续相、分散相的百分数和它们混合的程度。流动黏度的增大使通过流量计的差压增大, 可能会影响流动速度的计算。没有多相流通过文丘里管和其他装置的差压的广义关系。最好的方法是尽可能地使流动均匀化;均匀化在低的气体体积流量下最有效, 在高的气体百分数 (尤其是高于0.9时) 下最无效。最近在Imperial大学的工作集中在为高的气体百分数区域开发更好的均匀化方案。

3.4 互相关

沿管线的两个位置得到的信号之间的互相关在很多多相流量计中使用。因此, 两测量值之间的互相关函数的峰值代表两测量位置之间流动特性的“飞行时间法”。此方法可以应用的测量技术包括差压、阻抗、γ射线衰减和声的传播[2]。尽管互相关方法有可以直接测量速度的优点 (因此不依赖于校准) , 但是还有很多问题, 其中最重要的一点是为了测量速度, 要求有独特的流动特性。通常, 此流动特性是段塞。段塞很容易通过差压装置、γ射线或阻抗装置检测到, 因此可以测定段塞的速度。

这里的问题是将段塞速度与流体速度的精度关联起来。段塞速度与流体速度之间的关系是非常复杂的:在高速度下, 段塞以比流体速度大25%的速度移动;在低速度下, 段塞速度与流体速度的比值很高。而且, 段塞速度与流体速度的比值大大取决于物理性质。这个问题在三相体系中相转化点 (从连续的油相转变为连续的水相) 处尤为严重。还有建立广义关系的困难, 而且最终不能避免校准的要求。另一个影响段塞速度和流体速度之间关系的问题就是段塞速度脉动。如果段塞经过节流阀, 那么由于液体 (段塞) 区中对流动的较高的阻力, 流动在段塞通过的时间内逐步慢下来。在上游区域, 压力增大, 随后过余压力的释放导致了上游段塞的加速以及高于实际速度的速度记录。互相关技术常常可以由流动的预均相化得以改进。理想上, 这会导致与流体平均速度接近的特征速度 (在这种情况下, 会有均相化段塞的残余物) , 避免了校准的需要和含糊有效度的“理论”关系的引入。

4 国外研究现状

从上世纪80年代初至今, 国外多相流计量技术的开发和应用取得了重要的进展。截至目前, 国际公认的达到商品化程度并且在工业现场进行了较为广泛试验和应用的多相流量计产品包括:美国Agar公司的Agar-301/401、挪威Roxor公司的Fluenta1900Ⅵ与RFM流量计、挪威Framo公司的Framo多相流量计、美国Daniel公司的MEGRA流量计、McCrometer公司的V-Cone流量计、英国Solartron公司的DualStream流量计和美国PECO公司的PECO流量计、意大利TEA公司的VEGA流量计等[2];其中能够用于凝析天然气检测的流量计仅有最后四种。

商品化的多相流流量计在限定工况下能够以90%的置信概率达到10%以内的气液相测量精度。但由于使用条件的变化与误差传递等影响, 在某些工况下油水相测量不确定度可能远远超出±10%的限度。公开声称能够解决凝析天然气流量检测的仅有Solartron、McCrometer、PECO与TEA四家公司, 其余产品用于油气水三相流的计量, 用于凝析天然气计量时, 存在较大误差。其中已经发布成功应用报道的仅仅是英国的Solartron公司的DualStreamⅡ流量计。

英国帝国理工学院 (ImperialCollege) 多相流重点课题组开创性地将先进的神经网络技术运用于流体测量, 在实验室研制成功, 并ESMER多相流测量技术获得多项专利。英国石油软件公司在实验室科研成果的基础上, 开展了大量的应用研究工作, 得到了包括Shell、BP、ElfTotalFina等主要国际石油公司的积极赞助和支持。ESMER技术的核心是基于简单传感器的智能化软件系统, 其基本原理为:任意的多相流动存在唯一的流态;唯一的流态可以用一组湍流随机特征进行量化和表征;随机特征可以从对流态敏感的传感器信号中提取;随机特征与多相流存在一一对应的关系[3]。根据上述基本原理, ESMER运用先进的神经网络、信号处理和模式识别技术, 在大量模拟实验和油田现场测试的基础上, 建立了大型数据库 (大规模的多相流数据包括参考流量、湍流信号、随机特征、管线和流体的物理参数等) 和基于神经网络的自动匹配和自适应调节的模糊逻辑算法, 实现多相流流量的实时精确测量。

5 国内研究现状

目前西安交通大学、浙江大学、清华大学、大庆油田先后开展了多相流技术的研究。兰州海默公司的MFM2000多相流量计采用伽马射线互相关测量流速, 双能与单能伽马传感器测量相分率, 经过运算后输出各相流量, MFM2000内部增加了一个静态流型调整器, 使得测量精度受流型和相分率变化的影响较小;胜利稠油热采研究所与西安交通大学工程热物理所合作、辽河油田与清华大学自动化系合作都采用标准孔板流量计配差压变送器测量气液两相流, 由得到的差压与差压噪声信号结合半经验的拟合公式测量稠油开采过程中的高温高压蒸汽注入量。1994年胜利油田设计院开展了智能型在线无分离三相流量计研制, 设计了室内样机, 确立了计量模型, 完成了神经网络的设计以及气相计测量模型的构造, 取得了液相计量误差小于5%、气相计量误差小于10%室内试验的阶段性成果。

6 新的多相流量计技术

石油工业的工程人员认为目前应用的三相流量计并不十分理想, 理想的三相流量计应能精确地测量整个相分率范围内的各相流速。主要的石油集团对理想多相流流量的要求为:

◇ 相分率范围:体积含气率0~99%, 含水率0~90%

◇ 液体流速和气体流速:误差在±5%以内

由于许多油田的开采处于中晚期, 其含水率可能高达90%以上, 故要求含水率测量绝对误差小于±2%, 从机械设备的角度要求多相流量计是无介入式, 以避免对传感器腐蚀及对流动产生附加压降。

过去十年中对三相流量计的研制做了大量工作, 研制出一些型号的商用多相流量计, 但均不能达到误差在±5%以内的要求。目前广泛采用的综合测量法很难使误差达到±5%以内。

NMR (核磁共振) 及PNA (脉冲中子法) 等能直接测量被测相流速及相分率, 该项技术有一定的发展前景, 但由于其造价高昂和技术复杂性造成这种技术现场应用的障碍。

过程成像技术是过去五年中迅速发展起来的一项新技术, 但过去一直进行的是两相流成像, 直到最近才出现三相流微波成像技术, 所以此技术的性能指标还不清楚。

迄今为止, 基于神经网络的流型识别技术已经应用于电导探针、差压和γ射线密度计中。人工神经网络的主要优点就是不以预先定义的规则为基础 (如传统的信号处理技术) , 而是从培训用数据集获取经验[3]。这个特点使神经网络可以处理多相流动的非线性, 并且精度高。但是, 一旦这些智能系统用于超出所标定的范围工作, 就不能复制实体。此问题的一个可能的解决办法是实现模糊逻辑。简要地说, 不同类型测量 (或物理模型) 的独立的每个结果都通过神经网络解释出来, 那么, 以特殊流动构造的每个物理和神经网络模型的可靠性为基础, 通过一种决策树选择最精确的解决方法。已经表明这种集成方法比从单一神经网络模型衍生出的方法更精确。

7 结束语

多相流量技术是计量方面的前沿技术, 有着广阔的市场前景。近几年在海洋石油平台上安装了十几台不同原理的多相流量计。从应用的效果看, 流体的物性、温度、压力、组成对计量精度影响很大, 没有一种多相计量技术产品适用于各种场合。

摘要：多相计量技术是近年来发展起来的计量方面的前沿技术, 它是在不进行油气水三相分离的情况下, 实现三相在线、连续、自动计量。在海洋石油、沙漠油田或边远油气田等特殊作业环境有着广阔的市场。

关键词：油田计量,多相流量计,多相计量

参考文献

[1]杨向东等.多相流量计的原理与开发应用简介.石油工业技术监督[J], 2004, (4)

[2]洪毅, 毕晓星.多相流量计的研究及应用.中国海上油气 (工程) [J], 2003, (8)

[3]Tor Kragas F X BostickⅢ, Christopher Mayeu, Daniel L, Gysling, ALEX van der spek.Downhole fiber-optic multiphase flowmeter.2002SPE Annual Technical conference and Exhibition.

技术推广展 篇2

摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方向发展。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其中以超高砂轮线速度和超硬磨料砂轮为主要技术特征的超高速外圆磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景。为适应现代工业技术和高性能科技产品对机械零件加工精度、表面粗糙度与完整性、加工效率和批量化质量稳定性的要求，近年出现了一些先进的磨削加工技术，其中以超高砂轮线速度为主要技术特征的超高速外圆磨削、高效深切磨削、快速点磨削技术的发展最为引人注目。

关键词：先进磨削 超高速磨削 发展方向 关键技术 正文：

超高速磨削是近年迅猛发展的一项先进制造技术，被誉为现代磨削技术的最高峰。日本先端技术研究学会把超高速加工列为五大现代制造技术之一。国际生产工程学会将超高速磨削技术确定为面向21世纪的中心研究方向之一。东北大学自上世纪80 年始一直跟踪高速/超高速磨削技术发展，并对超高速磨削机理、机床设备及其关键技术等开展了连续性的研究，建造了我国第一台额定功率55kw、最高砂轮线速度达250m/s 的超高速试验磨床，进行了超高速大功率磨床动静压主轴系统研究、电镀CBN 超高速砂轮设计与制造、超高速磨削成屑机理及分子动力学仿真研究、超高速磨削热传递机制和温度场研究、高速钢等材料的高效深磨研究、超高速单颗磨粒CBN 磨削试验研究、超高速磨削砂轮表面气流场和磨削摩擦系数的研究等，部分研究成果达到国际先进水平。超高速磨削技术特点：

超高速磨削之所以应用这么广泛，与它特有的特点是分不开的，主要体现在以下几个方面

磨削效率高。超高速磨削时，单位时间内通过磨削区的磨粒数增多，如保持每颗磨粒的切深与普通磨削一样，其切入进给量可以大大增加，金属去除率 得到提高，磨削效率大幅度提高。

加工精度高。在进给量不变的条件下，超高速磨削的磨屑厚度更薄，在磨削效率不变时，法向磨削力随磨削速度的增大而大幅度减小，继而减小磨削过程中的变形，提高工件的加工精度。可以得到高质量、小粗糙度值的工件表面。砂轮耐用度大幅提高，有利于实现磨削加工自动化。超高速磨削时，单颗磨粒的切削力较小，使每颗磨粒的可切削时间相对延长。

可磨削难加工材料。超高速磨削可实现硬脆 材料的延性域磨削，使陶瓷材料的磨削加工成为了现实，并且能够获得极好的磨削表面质量和极高的磨削效率。大幅度提高磨削效率，设备使用台数少。磨削力小、磨削温度低、加工表面完整性好。砂轮使用寿命长，有助于实现磨削加工的自动化。实现对难加工材料的磨削加工。

超高速磨削不仅可对硬脆材料实行延性域磨削，而且对钦合金、镍基耐热合金、高温合金、铝及铝合金等高塑性的材料也可获得良好的磨削效果。超高速磨削纯铝的实验表明，当磨削速度超过200m /s时，工件表面硬化程度和表面粗糙度值开始减小，表面完整性得到改善。因为加载速度提高使得塑性应变点后移，增加了材料在弹性小变形阶段被去除的机率。因此塑性材料静态应力波速是实现“脆性”加工的临界点。

超高速磨削关键技术： 超高速磨削砂轮

超高速磨削砂轮应具有良好的耐磨性、高动平衡精度和机械强度、高刚度和良好的导热性等。以此来实现高性能加工。主轴系统

超高速磨床的主轴最高转速在10000r / mm 以上，传递的磨削功率常为几十千瓦，故要求其主轴系统刚性好、回转精度高、温升小、空转功耗低。近年来，超高速磨床越来越多地使用电主轴。

超高速回转的砂轮动不平衡引起的振动会严重影响主轴系统的工作性能和磨削质量。除了砂轮和主轴系统预先要进行严格的动平衡外，还应当在磨削的过程中实施在线自动平衡。砂轮自动平衡系统一般由电子传感及控制系统和平衡头组成。在高速及超高速磨床上常用的在线动平衡系统主要有液体式、气体式及机械式三种。砂轮在线动平衡装置是高速磨床上的重要组成部分。美国、日本和德国等工业发达的国家在高速磨床上均采用了自动平衡系统。砂轮修整技术

超硬磨料砂轮的修整特别是在线修整迄今仍是研究的热点。电解修整(ELlD)法适合金属结合剂超硬磨料砂轮的在线修整，激光修整法不仅便于修整树脂或金属结合剂超硬磨料砂轮，而且热影响区小、砂轮修整损耗小和易于实现自动化，修整效率也高，有很好的发展前景。目前对CBN 砂轮的修整广泛采用接触在线修整法，借助传感系统控制砂轮和修整工具的接触，然后通过进给系统进行微米级进给，得到理想的砂轮形貌，从而保证了精密及超精密加工的要求。磨削液供给系统

超高速磨削中，由于砂轮极高速旋转形成的气流屏障阻碍了磨削液有效地进人磨削区，使接触区高温得不到有效的抑制，工件易出现烧伤，严重影响零件的表面完整性和机械物理性能。因此，磨削液供给系统对提高和改善工件质量、减少砂轮磨损至关重要。超高速磨削常用的冷却液注人方法有高压喷射法，空气挡板辅助截断气流法，气体内冷却法，径向射流冲击强化换热法等。为提高供液效果，应对供液系统参数包括供液压力、流量、磨削液喷注位置、喷嘴结构及尺寸等进行优化设计，此外系统还需配有高效率油气分离和吸排风单元。超高速磨削进给系统

目前数控机床进给系统主要采用滚珠丝杠传动。随着高速超高速加工技术的发展，国内外都采用了直线伺服电机直接驱动技术。使用高动态性能的直线电机结合数字控制技术，避免了传统的滚珠丝杠传动中的反向间隙、弹性变形、磨擦磨损和刚度不足等缺陷，可获得高精度的高速移动并具有极好的稳定性。结语：

柔印技术新进展 篇3

一种技术总是在不断创新和发展中得以发展壮大，柔印技术也不例外。现在我们看看近年来柔印技术的创新和发展。

柔印制版和版材新技术

1 柔印版直接激光雕刻机及版材

2015年9月的IGAS展会，柔版、凹版直接激光雕刻机展示不少，典型的是德国Hell的激光雕刻机，该机在现场雕刻2.2米宽的柔性版，由于其激光束是分层雕刻，网点的形状可以在3D方向任意调整，使柔印版的网点可以根据需要进行适当调整，以达到最好的效果。

与直接激光雕刻机相配套，直接雕刻树脂版大量展出。如富士胶片展出了DLE柔性版，原来生产橡皮布和柔性版的厂家如博星、威仕兰、金阳社。东丽、旭化成、东洋纺等也纷纷推出直接雕刻树脂版、上光版和柔性版。

2 平顶网点技术不断发展

平顶网点制版技术的核心是，主曝光过程中隔绝氧气对网点形状的影响。平顶网点制版技术可以提高印刷质量；提高印版耐印率和印刷稳定性；实现黑膜网点和印版网点的1：1复制等优点。因此，多家公司推出自己的平顶网点柔版制版技术。平顶网点柔版制版技术不断发展和完善。

目前实现平顶网点的方式主要有：富林特的NExT、柯达的NX、麦德美的LUX、杜邦的Digiflow、艾司科的Inline UV等。这些技术都有各自的鲜明特点，但所涉及的额外材料或设备会提高其制版综合成本。为降低因此造成的成本提高，不少厂家推出不需要额外材料或设备的平顶网点版材。如富林特的NEF和FTF版材，麦德美的ITP版材，杜邦的EPR和ESP版材等。

3 柯达Flexcel NX网点技术

该技术采用方型激光器技术，随机生成多边矩形，最小网点直径10μm。

4 艾司科HD网点技术

该技术采用圆形激光器，主曝光过程中由于氧气参与，使感光树脂反应不彻底，通过洗版使网点变尖，直径变小。

5 日本旭化成（Asahi）的水洗版技术

该技术的特点是，具有与UV油墨表面张力相匹配的印版表面张力，所以印刷中不易堵版。

6 杜邦热敏版技术及赛丽Easy系列柔性版材

通过加温使未固化的感光树脂从固体变为液体，然后在一定压力下，由无纺布将液体吸出，避免了洗版液（包括有机溶剂和水性溶剂）洗版时对印版表面张力的干扰，可以控制印版着墨区与凹陷区的表面张力不产生波动，是真正免冲洗的环保制版技术。

杜邦公司2015年5月，首次公开其全新的杜邦赛丽Easy系列柔性版材，该版材将数字平顶网点直接集成到版材上，经过50多家柔印印刷厂试用和测试，简化了印前工艺，提高了生产效率和一致性。杜邦赛丽Easy柔性版材专为软包装/标签市场设计，基于全新的树脂配方，可实现更高的油墨转移率，色彩饱和度和分辨率。测试证明，油墨密度显著提高，同时不影响高光阶调。

7 康迪泰克的橡皮版技术

该技术是建立在马牌橡皮布基础上的，胶印橡皮布的耐印力非常高，可以达到500万～600万印。为降低成本提供了途径。

8 铝基柔性版和无缝套筒版

铝基柔性版的推出，提高了套准的精度，在局部精准上光上有独特的优势，已经在胶印机上光机组上广泛使用，实现了柔印、胶印的组合，柔印进入胶印领域。

无缝套筒柔性版使得柔印可以像凹印一样，可以实现连续不间断印刷。同时，无缝套筒版不需要双面胶黏贴平张的柔性版，可以提高印版精度，易于调整印刷压力和提高套准精度。

9 传统制版和数字制版曝光比较

①“微型网点”曝光比较：传统曝光，网点饱满，但网点被挤压容易变形而使网点增大。数字曝光，网点和侧壁坚挺，网点被挤压不易变形，从而网点不易增大。

②传统树脂版曝光比较：传统树脂版曝光在真空条件下进行，得到平顶网点。数字树脂版曝光在正常空气条件下进行，空气中的氧气会影响网点形成，从而形成圆顶网点。

网纹辊的新发展

印版网线与网纹辊网线的比例通常是1：4，后来逐步扩展为1：5，1：6甚至扩展到1：7。其扩展原则是，印版最小网点直径必须大于网纹辊网穴开口直径，以免印版最小网点塞进网纹辊网穴中。网纹辊网穴深度是开口直径的23%～33%，最佳值为28%。

通常柔印网纹辊的网穴是单个独立存在的。柔印连通型网纹辊如图1所示，它与电子雕刻凹版通沟技术非常相似。柔印连通型网纹辊大大提高了油墨储量，从而可以大大提高油墨颜色密度。为柔印提高墨膜厚度，达到凹印和胶印水平创造了条件。连通型网纹辊还可以大大降低网纹辊的种类数量，一般有4～5类即可。

柔印机新技术

1 机组式柔印机走肩铁

胶印机走肩铁技术已经逐步在机组式柔印机上应用，特别是柔印标签印刷机上应用较多。这对于控制柔印印刷压力和提高柔印印刷质量非常重要。

2 卫星式柔印机中心压印滚筒温度控制

中心压印滚筒印刷时温度上升而膨胀，使印刷网点增大，容易造成堵版。现在市场上已经有中心压印滚筒温度控制技术，而且很准确，绝对温差不超过1℃。

3 印刷压力自动控制

目前柔印印刷压力自动调整系统有开环和闭环两类控制系统。

①Kiss&GO印刷压力开环控制系统。采用CCD照相机采样，当中心压印滚筒受热膨胀后，可以通过自动控制软件使印版滚筒和墨系统后退，保持压力恒定。

②AVT印刷压力闭环控制系统。该系统是采用CCD照相自动检测并反馈的印刷压力闭环控制系统。先印刷一个光标，然后测定这个光标，用这个光标的网点大小为标准来衡量印刷中网点增大情况，如果网点增大发生变化，势必是中心压印滚筒与印版滚筒之间的间隙发生了变化。因此，该系统也可以检测中心压印滚筒与印版滚筒之间的间隙，在这个间隙变化（即网点增大变化）超出允差范围，系统便发出调整指令，自动调整印刷压力。

③检测滚筒阻力矩的压力控制系统。在全伺服机型，也有通过检测压印滚筒和印版滚筒的阻力矩并反馈，来控制印刷压力的技术。

责任编辑：李倩

论安防技术新发展 篇4

关键词：高清监控,智能分析,4G技术,生物识别

近年来,电视监控信号的传输和处理正在实现从互联网的信息时代向物联网的智能时代发展,网络化、智能化、高清化及4G产品诞生到逐步开始成熟应用已成为电视监控技术发展的大趋势,这无疑是安防产业发展的新的增长点。下面让我们共同分析一下近几年来不断发展的安防新技术热点。

1高清视频监控

高清监控摄像机、高清NVR、高清矩阵等一系列的高清安防产品构成了安防展最为抢眼的风景线。从芯片到镜头,从前端到后端,几乎所有监控厂家都推出了高清产品。尽管众安防厂家热情似火地推出高清产品,然而,应用到实际项目中的高清产品并不多,高清应用除了前端图像采集的高清外,还要求传输、存储、管理、显示等各个环节都能达到高清的要求,如果整个系统出现任何短板,高清也就无从谈起。

以高清摄像机为例,由于大部分的高清摄像机都采用CMOS传感器,其对光线的灵敏度较低,即使是采用百万像素CCD的传感器,也要比普通的低照度CCD灵敏度低许多。到了夜间就是漆黑一片,而监控大部分所要防范的时间段恰恰又是在夜间,这样就会使期望值很高的视频高清系统成为一个摆设。

经历了上海世博会、广州亚运会的洗礼,随着高清产品从雏形到应用经历的“磨砺”之后,近年的安防企业将会更加注重于高清产品的实际项目应用。

过去视频图像能达到标准清晰度D1就很不错了,但D1的分辨率为704×576,而高清以720p为例,其分辨率为1280×720 (1080p为1920×1080),可见其清晰成倍甚至成几倍地提高了。标清(D1)的像素为40万,高清已达100万、200万,甚至上千万了。可见,清晰地还原现场是视频监控一直追求的目标。

但总体而言,模拟监控技术在实际应用中更为成熟,因而必将保持应有的一席之地。就未来发展来看,网络化应用必将是大势所趋,模拟监控产品在不断提升技术指标的同时,需要面对的最大问题就是如何面对未来朝着网络化系统的顺利过渡,这也是目前一些模数混合系统出现的主要原因之一。

2智能视频分析报警技术

早期的视频报警只能做到将画面的某个部位设为禁区,一旦有人进入禁区即报警,仅此而已。目前视频报警的功能和运用已得到了很大的扩展:

(1)入侵检测报警(翻跃报警):它相当于红外对射报警,可以展现报警现场,可以做到多目标报警、多目标跟踪,但跟踪接力(交接)尚不成熟。

(2)非法停车检测报警:车辆停入禁停区域即可报警。

(3)徘徊检测报警:有人非法闯入禁区,且徘徊不定,视频监控可立即报警并实现PTZ自动跟踪。

(4)遗弃物检测报警:有人故意将物体遗弃在公共场合或设定区域即可报警。

(5)物品搬移检测报警:在原视场内有物体被搬移(丢失)即可报警。

(6)自动PTZ跟踪:当有犯罪车辆出现在摄像机视场后即可对其自动PTZ跟踪,目前在跟踪交接功能上尚不理想。

(7)游泳池溺水检测报警:利用水下、水上摄像机覆盖游泳池水面、水下全景,一旦出现泳者沉于池底或在水中挣扎的现象,立即报警。

视频报警的应用越来越多,且均基于视频监控画面,根据画面的变化,运用特定的软件模块进行分析判断然后发出报警信号,并对报警现场进行跟踪。与利用其他物理原理实现的报警相比,报警与警情现场的展现为处警者正确决策,为迅速处警提供充分的依据,是其他报警手段所不具备的。

智能分析在近两年被视频监控领域作为一个重要的发展方向提出来,很多视频监控企业推出了面部识别、车辆识别、人群控制和交通流量控制等解决方案。

目前,智能视频监控的实现方式有两种,一种是前端智能分析;另一种是后端智能分析。两种智能分析方式最大的区别在于前者是利用前端摄像机自身的芯片进行计算,而后者则是利用后端计算机纯软件的方式进行分析。但无论是前端嵌入式的还是后端软件方式,其功能的实现都是通过所开发的核心算法程序的运行而对视频信号进行分析而完成的。嵌入式与纯软件方式的区别仅在于运算平台不一样,前者可以在摄像机DSP芯片上完成核心算法的运行和相关计算;而纯软件方式的运算平台则是一台通用的计算机。

然而,随着大项目的增多,后台接入的信息量也越来越大,将所有分析工作都压在后台,势必加大后台压力,且在庞杂的信息中进行智能分析,也考验算法难度,在这种情况下,智能分析开始由“由后往前”移。

而如果把智能分析前移,视频监控系统的后端则只需要集中对前端摄像机发送过来的目标数据信息进行管理,而不需要对视频信号进行处理与识别,后端系统不需要昂贵的设备也能完成高效的智能视频分析。这样,由于后端只有前端发送来的预/报警事件的关联画面显示,使监控中心工作人员能够很轻松地完成整个系统的监视。而这种关联录像的功能,也使录像搜索和回放变得简单迅速,从而节省了宝贵的时间。另外,选择嵌入式视频分析架构将现有的传统视频监控系统升级为智能视频监控系统,是一种成本低且易于改造的方案。

目前,大部分网络摄像机知名厂商都把“应用前置”作为产品研发的主要核心内容,加强DSP处理器的计算能力进行前端智能分析,这是在当今网络和存储环境下,最吸引消费者和使用者的因素,可大大降低成本。

在博世亚太区产品经理Samuel Lee看来,前端智能分析和中心集中管理各有利弊,而他更倾向于智能分析前置的概念。他说,直接将VC A(Video Content Analysis,视频内容分析)模块内嵌到编码芯片中,图像内容不会受到干扰,分开的码流共同记录视频图像并进行分析,而中心集中管理则对管理中心功率需求、服务器处理能力有较大要求,如果单点发生故障,则可能影响整个系统的运行,同时集中分析的智能视频监控系统维护费用也比较高昂。

安讯士是网络摄像机的鼻祖,占据全球网络摄像机市场的35%份额,其中国区总裁张勇就表示:“应用分析前置是未来网络摄像机的发展趋势,也是安讯士未来主要投入的项目,这是智能监控的前提。”

应该说,随着嵌入式系统运算能力的增强和智能视频分析算法的改进,在视频服务器和网络摄像机等前端设备嵌入视频分析模块将成为趋势。

3 4G通信技术

4G网络技术对安防行业的影响主要表现在无线视频监控领域。无线技术是信息传播速度的关键。长期以来,无线网络传输的性能极大地制约了安防产业的发展,4G通信技术时代的开启,摆脱了有线传输的限制,打破了网络传输性能对安防产业发展的约束。

随着4G技术的应用,视频技术得到了发展。视频才能还原真相,这被越来越多地用在国家的反腐包括动态的监控,其中的一些事件发生等。4G技术第一可以满足高清视频监控图像的传输需求。第二就是消费化、民用化方向,也激发催生了很多跟安防监控相关的产品。4G移动网络与大数据、云计算技术的融合,促进安防业务的开放与创新,促进了安防与其他信息系统的结合。

移动互联网4G安防是我们提出的新模式,主要体现在几个方面,一个是移动智能终端数据采集,这里的移动终端主要指的是智能终端,包括PC机固定的监控摄像机对固定地点和场所所采集的图像或其他相关数据。第二是安防间数据无线回传,在移动环境、恶劣环境下不具备有线传输条件以及临时性场景,采用4G网络和无线网络可以实现无缝无线回传技术。第三是智能终端安防应用,不细讲了,只要是目前移动终端都可以实现安防的视频安全应用。第四就是2013年底安防企业注册微信公众平台超过1000个,现在采用微信安防业务营销的同时成为新的趋势。

可以预见,随着4G网络建设的不断深入及4G无线通讯技术的不断完善,4G对安防行业,尤其是在高清视频监控、数据传输、数据存储等方面将带来深远影响。4G技术的应用将推动高清网络视频监控迈向新阶段。

4生物识别技术

所谓生物识别技术,即通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性(如指纹、脸像、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。

传统的身份鉴定方法包括身份标识物品(如钥匙、证件、ATM卡等)和身份标识知识(如用户名和密码),但由于主要借助体外物,一旦证明身份的标识物品和标识知识被盗或遗忘,其身份就容易被他人冒充或取代。

生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方便性。生物特征识别技术具有不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。

由于人体特征具有人体所固有的不可复制的唯一性,这一生物密钥无法复制、失窃或被遗忘,利用生物识别技术进行身份认定,安全、可靠、准确。而常见的口令、IC卡、条纹码、磁卡或钥匙则存在着丢失、遗忘、复制及被盗用诸多不利因素。因此采用生物“钥匙”,人们可以不必携带大串的钥匙,也不用费心去记或更换密码。而系统管理员更不必因忘记密码而束手无策。生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现,很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合,实现自动化管理。

生物识别技术可广泛用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务。例如,一位储户走进了银行,他既没带银行卡,也没有回忆密码就径直提款,当他在提款机上提款时,一台摄像机对该用户的眼睛扫描,然后迅速而准确地完成了用户身份鉴定,办理完业务,这是美国德克萨斯洲联合银行的一个营业部中发生的一个真实的镜头。而该营业部所使用的正是现代生物识别技术中的“虹膜识别系统”。

目前已经出现了许多生物识别技术,如指纹识别、手掌几何学识别、虹膜识别、视网膜识别、面部识别、签名识别、声音识别等,但其中一部分技术含量高的生物识别手段还处于实验阶段。我们相信随着科学技术的飞速进步,将有越来越多的生物识别技术应用到实际生活中。

不过迄今为止,还没有哪一个单项的生物特征能达到生物识别技术应用完美无缺的要求,每种生物特征都有其自身的优点和缺点,有其自身的适用范围。比如,有些人的指纹无法提取特征,患白内障的人虹膜会发生变化等。在对安全有严格要求的应用领域中,人们往往需要融合多种生物特征来实现高精度的识别系统。多种生物特征相融合是一种更准确、安全的检测方法,将生物特征融合方法结合多种生理和行为特征进行身份鉴别,提高鉴别系统的精度和可靠性,这无疑是身份鉴别领域未来发展的必然趋势。

5结束语

化学发光免疫分析技术新进展 篇5

化学发光免疫分析技术新进展

本文评述了近5年国内外化学发光免疫分析技术的理论研究成果及应用进展,分别从基因工程试剂的应用、新标记物与标记技术、新固相材料、新联用检测技术和微型化、自动化检测仪器等方面进行阐述,并对该技术的发展进行了展望,引用文献162篇.

作 者：王栩 林金明 WANG Xu LIN Jin-ming  作者单位：北京,100084,北京海淀区清华大学化学系 刊 名：分析试验室  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ANALYSIS LABORATORY 年，卷(期)：2007 26(6) 分类号：O65 关键词：化学发光免疫分析   综述  

技术推广展 篇6

每一年“INTERFILIERE Hong Kong”及其“流行趋势论坛”都向业界展示大量的创新产品，吸引来自世界各地的业界专才及决策者，今年预计将有来自13个不同国家的超过170家参展商参展，将涵盖来自面料、辅料、蕾丝、刺绣、设备及纺织品设计等不同范畴的本地和国际参展商，成就一个价值独特的展览。

此外，今年展会还将在亚洲推广有关“化妆纺织品技术面料”的计划，秉承“化妆纺织品技术面料”在欧洲的成功，本届展会将透过一连串的活动向业内人士展示这种崭新产品及科技，例如如何应用于塑身衣的制造及纤体市场的微囊化技术。除了为参观者提供更多的产品种类，为了让展览更多元化，主办方同时也举办一系列与业界息息相关的专题研讨会及讲座，包括潮流趋势分析、最新技术及设备等。（文中伟）

首届中国大学生时装周将于4月举办

日前，宏华数码·2013中国大学生时装周新闻发布会在北京举行。中国大学生时装周主办方代表中国服装设计师协会主席李当岐、中国服装协会秘书长王茁、杭州宏华数码科技股份有限公司副总经理李莉以及国内30余所知名服装院校负责人和70余家媒体共同出席了新闻发布会。

在本次发布会上，主办方举行了中国大学生时装周战略合作签约仪式，同时揭晓了“宏华数码·中国大学生时装周”官方Logo，并启动了“宏华数码·2013中国大学生时装周”。

李当岐表示，中国大学生时装周的举办旨在为我国高校服装设计专业毕业生打造一个展示设计才华的舞台，为服装院校提供一个教学成果交流平台，为毕业生与用人单位之间建造一个人才交流的桥梁。

据悉，宏华数码·2013中国大学生时装周定于4月25日在北京举办，内容包括毕业生作品发布会、设计大赛、专业展览、专业论坛、学术研讨和人才交流等系列活动。届时，主办方将邀请服装企业代表、设计师工作室代表前来观摩与洽谈，组委会将尽全力为各发布院校和毕业生们做好服务工作。（赖松）

虎门新丝路时尚发布中心举办首秀

日前，一场以“草原魅影”为主题的“印象草原2013年春夏时尚发布会”在广东虎门富民商务中心内的新丝路时尚发布中心上演。而对于虎门的服装服饰产业而言，由政府打造的公共服务平台开始为企业提供服务，无疑具有里程碑般的意义。

这场发布会是2012年11月份新丝路时尚发布中心入驻虎门后，首次为服装企业提供新产品发布服务。市人大常委会副主任、虎门镇委书记、镇人大主席尹景辉及虎门镇众多领导都来到现场观看，虎门镇委镇政府的重视程度由此可见一斑。

新丝路虎门时尚发布中心正式入驻虎门，成为虎门镇政府为服装服饰企业提供的公共服务项目之一。新丝路公司依靠虎门良好的产业基础、完善的城市配套和强大的辐射能力加速业务拓展，立足虎门，进而成为整个珠三角乃至华南地区的时尚发布中心。虎门与新丝路联姻，再次成为强强联合、优势互补、合作双赢的一次有益尝试。

（黄宁）

射流钻井技术新进展 篇7

1 自激振荡式旋转冲击钻井技术

自激振荡式旋转冲击钻井装置, 在钻井的过程中被置于钻头之上, 利用相应的钻井液能量转换装置, 将钻井液在流动过程中脉冲效应转变成钻井中钻头的脉冲冲击载荷, 通过这一作用可以使钻头在做旋转切削运动的同时, 还有着钻头轴向上的冲击载荷。而且产生的脉冲钻井液在钻头处产生脉冲效应, 改变了钻头所切削岩石的受力状态, 增强了钻井液对岩屑的清洁作用。通过钻头上的轴向振动载荷和脉冲钻井液对井底岩屑的清洁作用, 大大提高了钻头的破岩效率, 从而提高钻井速度。

自激振荡式旋转冲击钻井技术在胜利、吐哈、大庆和川东北等油区现场应用近20口井, 平均提高机械钻速25%以上, 火成岩等坚硬地层的钻速可提高约50%。

自激振荡式旋转冲击钻井技术, 通过大量的理论和实验研究, 已经在现场应用后取得了显著的效果。该技术已经在胜利油田、大庆油田等油区现场应用了二十多口井, 在相同条件下, 和邻井相比可以提高钻井速度25%以上, 钻井提速效果显著。

2 粒子冲击钻井新技术

在石油钻井过程中, 地层岩石越硬, 钻井的时间越长, 花费就越高, 通常钻硬地层的费用占钻井总费用的70%或更多, 尽管硬地层只占钻井进齿的非常小的比例, 对于硬地层, 要钻穿如此硬的地层或研磨性地层, 在钻完几百米后, 将会导致钻头的失效, 地层越硬, 传统破岩方法破碎岩石所需的材料越好, 而且破碎深度越小, 如图2所示。

粒子冲击钻井技术是在现有的钻井条件下, 在钻井的过程中, 将一定比例的钢质粒子注入到钻井液, 通过立管进入钻杆到达井底, 通过井底钻头喷嘴, 高速冲击破碎井底岩石, 实现了高效破岩, 从而提高了破岩的效率, 提高了钻井速度, 该技术的原理图如图3所示。

粒子冲击钻井技术主要于钻遇硬地层、研磨性地层和硬夹层 (特别是平均进尺在0.3m/h或更低的硬、研磨性地层) , 该系统是一种移动系统, 随时适应典型的常规钻机, 其特点如下:

(1) 钻压:PID技术不需要高达50MPa地面压力, 在正常钻压下高速粒子从钻头喷嘴流出冲击爆破岩石。

(2) 钻头:PID系统的钻头特别设计针对“适合目的层”, 同时装有喷射喷嘴和聚晶金刚石复合片, 可适应典型的常规钻机钻井。

(3) 装配:在P I D系统设计必须与钻井服务连接并进展顺利, 以减少对正常钻井作业的干扰。所有P I D系统设备安装在卡车或拖车, 该系统可以安装在起下钻过程中。P I D控制系统可离线移动和操纵, 以免干扰钻井作业的进展情况。操作者完成P I D系统钻井。

(4) 应用:测试表明, PID控制系统能够以2至4倍的钻速高于目前的常规技术。取决于加入到钻井液中钢粒子的总量, 产生了比传统的牙轮钻头较高的钻速。利用粒子钻井控制系统减少钻井时间和减少其他钻探造成的问题, 估计节省35%和50%的常规钻井成本。

3 结论

通过理论和事件已经表明, 新型的射流破岩钻井技术, 可以提高破岩效率, 降低钻井成本, 在以后的理论和实践中, 通过对射流新技术的不断完善和发展, 新型的射流破岩新技术将会在提高石油钻井速度、保护油气的开采方面、发挥着重要的作用, 有着广泛的应用前景。

参考文献

[1]倪红坚, 韩来聚, 马清明, 等.水力脉冲诱发井下振动钻井工具研究[J].石油钻采工艺, 2006, 28 (2) :15-18

[2]Harry B.Curlett, David Paul Sharp, Marvin Allen Gregory.FORMATION CUTTING METHOD AND SYSTEM[P].US6386300B1, 2002-05-14

[3]熊继有, 钱声华, 严仁俊, 等.钻井高效破岩新进展[J].天然气工业, 2004, 24 (4) :27-29

专栏——肿瘤放疗技术新进展 篇8

精确放疗实施过程中, 最重要的是放射物理学的应用。肿瘤靶区给予高剂量, 必须保证精准, 除靶区勾划的准确性之外, 最重要的是每次治疗过程中, 靶区与治疗区域完全符合, 影像指引和靶区验证是绝对必要的手段, 以保证治疗时靶区固定, 使其不移动或不受移动的影响, 真正达到射线跟踪靶区治疗, 消灭分次间及分次内误差, 达到真正的4D放疗。

设备的进步为临床放疗开辟了一条康庄大道。最近十年, 直线加速器进步飞速, 更新换代频繁, 每2~3年均有重大革新, 在临床上不断增加适应证, 扩大治疗领域, 提高临床治疗效果。设备的更新, 关键是采用了先进的数字化物理技术, 而关于新技术的学习对医师、物理师和剂量师都是极大的挑战。每种新颖的设备在面世之初都令人眼花缭乱, 只有认真学习, 才有可能掌握新的设备技术中的关键, 使新的设备充分发挥特长。

甲醇生产技术新进展 篇9

甲醇作为先进工业制备原料, 其主动联合塑料、合成纤维进行化工格局梳理, 过程中相关合成反应的压力具体可以延展为低压与联醇途径。其中低压合成甲醇的制造工艺已经得到技术应用部门的广泛重视, 相关反应装置基本配备完全。按照3I法则研究, 关于细化操作工序排列格式简易, 同时联合特定工厂单位进行离心式压缩机的开发设计工作, 后期产品制备质量优异, 能够稳固反应热的规范动机需求。目前我国部分工业部门也着眼于这方面的规模建设, 并且主动联合天然气原料进行合理改造, 进而迎合目前多元市场调配的现实状况。

一、我国甲醇生产技术进展状况论述

因为我国已经开始广泛应用低压合成技术进行甲醇协调工艺改良, 有关产品归控质量已经足够优越, 细致节点的布置工序也相对成熟起来。按照现下科技调转创新理念与能源代替战略进行鉴定, 涉及综合形态的甲醇合成方式已经迎来全新阶段挑战。相关细节要论主要表现为以下特征:

我国在落实甲醇合成机理任务过程中主动联合创新装备与技术进行协调规范, 按照大型塔设工作流程界定, 有关大型催化剂规模整改活动正在大张旗鼓地进行。可想而知, 自从我国自主研发铜基催化剂之后, 并未放弃甲醇的再次开发任务, 并且主动依据低温活性与时空回收动机进行稳定节点修复。按照目前西南化工研究单位认证, 关于创新形态的甲醇合成催化剂已经在内部性能处理上实施精心调整, 并且逐步向赶超外国技术道路上迈进。

二、天然气与甲醇交织化开发动向鉴定

甲醇反应装置在整个制备技术中心起到形态完善的功效, 结合技术供应主体的竞争活动进行多类型反应设备的规整, 同时根据特定工艺流程中的并联、串联手段进行合理调节。

1. 节能型工艺类别鉴定

按照不同时段天然气以及原料标准分析, 关于废锅对于重油氧化部分的调试工作, 主要联合连续制气工具进行压力校验, 确保后续等压合成技术的整编功效。例如:运用垂直双套管进行合成塔结构调整, 为甲醇生产流程中的催化剂冷却效率进行提升处理, 借此稳固活性因子的延展动机, 整个转化工作较比过往工艺要优良许多。

2. 二氧化碳催化与纯氧换热转化工艺规整

运用二氧化碳与甲烷合成之后形成气体, 能够合理应对天然气、蒸汽在融合改造流程中突发的氢元素过剩结果, 稳固二氧化碳科学减排能效。目前经常应用的技术项目主要是蒸气两段格局转化模式。我国在上世纪研发纯氧换热技术手段。此类调试途径主要运用上述两段蒸汽转化器具进行热源反应调理, 最终巩固天然气能源的可持续应用潜质, 事实证明, 此类技术方案能够科学调节氢、碳交织影响隐患。经过两段空间反应器具搭配之后, 有关碳、氧协调规整动力便得到充分显现, 为后期天然气综合开发奠定适应条件。在布置细致任务过程中, 节点交接能效问题比较复杂, 因此后期相关技术推广活动并不是十分活跃。

3. 焦炉煤气转化甲醇途径解析

运用焦炉气进行甲醇提炼可以延展出两种形态, 包括完全催化和非催化两种基础样式。此类资源在发电产业与合成氨创新产品模型开发中延展地位深刻。按照现下能源市场空间范围鉴定, 合成氨与甲醇综合提炼技术显然成为阶段经济资源整改的必要渗透途径。因为焦炉气与合成氨转化调制技术较为复杂, 相关节点规整成本自然不小, 而甲醇提取模式恰巧克服了这一瓶颈限制效应, 因此这部分规划工作一直得到相关产业的广泛认可, 并主张实施规模布置。实施这类工艺的必要因素就是将焦炉煤气内部的甲烷元素进行纯氧改造, 之后联合氧化制甲醇进行规模扩展, 整体施工流程较为简易。运用纯氧白热化调试工艺, 能够有效应对外部加热活动的局限特征, 整体机理反应速率优异, 不至于耗费大量的焦炉煤气资源。按照目前工业甲醇提炼装置的布局潜质观察, 有关中国特色的知识产权与技术空间模型开始清晰呈现, 这将为后期专业化甲醇技术生产事业灌输创新规范活力。结语

综上所述, 透过化工产业可持续发展动机标准观察, 有关创新形态甲醇合成制备技艺, 包括二氧化碳、氢元素融合改造等, 技术人员在广泛吸纳外国综合催化技术的同时, 主动开展疏导流程细化工作, 为后期产业链延长与精细化工空间布局灌输适应活力;同时争取全面扩充甲醇就近转化能度, 维持产业竞争地位。这是目前多元工业布局动机的主要界定要求, 需要技术部门多加关注与协调管制。

参考文献

[1]那强.甲烷催化部分氧化制甲醇在炼油厂的应用前景[J].江西化工, 2009, 15 (03) :197-201.

[2]时锋.甲醇生产技术新进展与市场分析及预测[J].化工科技, 2010, 22 (04) :69-74.

[3]胡瑞生.甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃对比[J].煤化工, 2011, 17 (06) :48-53.

[4]李江兵.费托合成制低碳烯烃铁基催化剂研究进展[J].化工技术与开发, 2012, 16 (02) :52-59.

兔毛皮染整技术新进展 篇10

1 兔毛纤维的改性

兔毛纤维柔软平顺、丰足稠密、服用性好[5]。但由于毛纤维表面有一层致密的鳞片层,在加工过程中阻碍了化料助剂等向毛纤维内部渗透,使产品的后续加工产生困难,最终影响终端产品的质量。为使兔毛纤维的加工性能得到提高,在兔毛纤维的改性中应用到物理、化学和生物等多种方法[6]。

1.1 物理改性

1.1.1 低温等离子体技术

低温等离子体处理兔毛,在兔毛纤维表面能够形成刻蚀效应,增加了极性基团,可以改变兔毛纤维表面的性质,改善兔毛纤维表面的亲水性,进而提高染料与纤维之间的亲和力。低温等离子体改性的方法主要有等离子体聚合沉积(PPD)法、等离子体接枝聚合(PGP)法和等离子体表面改性(PST)法3种[7]。侯大寅[8]等利用等离子体表面改性(PST)法对兔毛纤维进行了改性,增加了极性基团改善其润湿性,使染料与纤维间的亲和力得到了提高,使兔毛纤维的染色性能得到了改善。王黎明[9]等研究了低温等离子体处理兔毛纤维后其染色性能,兔毛纤维经过离子体处理后,纤维表面的物理形态和化学组分都发生了变化,使得染料与纤维间的作用力增大,利于纤维对染料的吸附,进而提高了染料的上染率。

1.1.2 超声波技术

超声波是频率高于20 k Hz的声波,它具有方向性好,穿透能力强的优点[10],在液体中会产生强烈的空化效应[11]。毛纤维在超声波作用后,纤维表面刻蚀出微孔,这些微孔使染料分子向毛纤维内部扩散更容易,进而毛纤维的染色性能得到提高[7]。刘红艳[12]等研究了超声波辅助作用下酸性染料染獭兔毛纤维的染色性能。研究表明,超声波作用于獭兔毛纤维后,使其表面产生了刻蚀作用,使得染料与纤维间的亲和力提高,进而提高了染料的上染率和固色率,同时也缩短了染色时间。

1.1.3 微波技术

微波是一种电磁波,对物体的穿透性比较好。在微波的作用下进行染色可以加快分子的振动,加快染料和助剂的溶解以及向纤维内部的扩散,有利于染料的上染[7]。楼永平[13]等研究了在微波场中壳聚糖对兔毛纤维改性,在微波场的作用下兔毛与壳聚糖溶液充分接触,可使它们之间以一定化学键的形式结合在一起,增加纤维间摩擦系数,防止产品掉毛。

1.2 化学改性

1.2.1 天然高聚物改性

西安工程大学的楼永平[14]等采用天然高聚物作为固着剂,在微波场中对兔毛纤维与丝胶进行改性接枝,可提高兔毛纤维的摩擦因数,使纤维强力损伤率和白度降低率都较小。东华大学毛志平[15]等用天然高分子材料对兔毛纤维进行改性处理,研究表明,兔毛单纤维经1%的聚氨基酸和轻度降解的壳聚糖处理后,拉伸断裂强力明显提高,而且经轻度降解壳聚糖处理后兔毛纤维的摩擦系数也得到提高。

1.2.2 复合改性剂改性

基于酸碱处理的原理,天津工大的刘建中[16]采用复合改性剂对兔毛纤维进行改性。研究表明,在合适条件下,用复合改性剂处理毛纤维,兔毛纤维的卷曲幅度、个数以及纤维表面摩擦系数都增加,兔毛纤维的可加工性也得到有效的改善。

1.3 生物改性

绍兴文理学院的奚柏君[17]等用生物酶对兔毛纤维进行改性处理,经过氧化和生物酶处理后,毛纤维表面的形态结构发生变化,纤维间抱合力增加,兔毛纤维的可加工性得到提高[18]。川大的刘克胜[19]等采用酸性蛋白酶对兔毛皮进行预处理,毛纤维经预处理后鳞片层部分被破坏,使其亲水性增强,促使染料向纤维内部快速渗透,进而在较低温度下就能达到较高的上染率。

2 新型染整技术

2.1 微胶囊技术

微胶囊技术是指利用化学的或机械的方法使高分子材料将目标物质包裹起来,形成粒径在1~500 um常态下稳定的微小粒子的技术[20]。董朝红等采用分散大红S-BWFL、乙二胺(EDA)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,用界面聚合的方法制备染料微胶囊并对涤纶织物进行高温高压染色[21]。利用微胶囊的缓释功能,控制染料的上染速率,可以使染料均匀的吸附到纤维上,因此,在染色的过程中不使用匀染剂也可以达到匀染的目的。此外,利用微胶囊的隔离作用,使染料颗粒或染料溶液与被染纤维之间产生屏障避免其直接接触,因而避免了形成染色色斑。此外,在染色过程中由于不需要加入分散剂,因此也避免了助剂本身造成的染色污染。染色结束后,废水中含有的微胶囊粒子在经过静置、过滤后,可以回收再利用,减少了染色过程中产生的污染和对化料的浪费。

2.2 色媒体技术

色媒体是一种含反应性功能团的预聚体型染色助剂,当其渗透到纤维内部以后会发生聚合反应形成含染座的阳离子高分子材料。因此经色媒体预处理后的纤维对阴离子型染料有很好的吸附能力,染色时在无盐、无碱的条件下,染料可以被全部吸尽,从而做到染液无色或基本无色[22]。王洪海[23]采用色媒体改性剂对棉织物进行改性处理,改性后用酸性染料染色。棉织物经色媒体改性后,棉纤维引入了可以和酸性染料结合的阳离子基团,使纤维与酸性染料间的亲和力得到提高,染色时可达到无盐着色。

2.3 微悬浮体染色技术

微悬浮体染色技术是指利用特制的微悬浮体助剂进行染色。染色时,微悬浮体助剂在染浴中与染料能够形成稳定的染料微悬浮体体系,由于染料微悬浮颗粒细小,具有很强的渗透性,因此可以均匀地吸附在纤维表面及渗透到纤维间隙中,随着染液温度的升高,染料微悬浮体体系逐渐解体,染料分子被释放出来并向纤维内部渗透、固着,进而完成染色过程。微悬浮体染色技术使染色不均匀的现象得到改善,同时使上染百分率得到提高[24]。西安工程大学的邢建伟等采用微悬浮体染色技术对羊毛纤维进行了染色,比较了传统染色与微悬浮体染色工艺下羊毛纤维的染色性能及纤维的损伤程度。研究表明,微悬浮体染色可以减少羊毛纤维的染色时间,降低染色过程中毛纤维所受的损伤,与传统染色工艺相比其上染百分率和固色率都得到提高,染色制品的色泽也比较鲜艳[25]。栗志广[26]等采用微悬浮体染色工艺对狐狸绒进行染色,研究表明,与传统染色相比,微悬浮体染色在染色阶段可以实现快速升温,缩短染色时间,确保良好匀染性和上染率的前提下,可以显著减少狐狸绒在染色过程中所受的损伤。

2.4 反胶束技术

反胶束又称逆胶束或反胶团,是指表面活性剂在连续非极性有机溶剂中,当其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时,所自发形成的一种聚集体,是一种透明的、热力学稳定的W/O体系[27,28]。反胶束有着独特的特性,在非水的介质中可以提供稳定的含水微环境。在这种微环境中反胶束具有溶解亲水物质如染料、酶等的能力。在微环境中溶解的染料如果能被有效地吸附到纤维上,这个体系就能够与应用到无水介质的染色中,这是替代常规有水染色的一个可行方法[29]。易世雄[28]等采用非离子型反胶束体系,研究了酸性染料在反胶束和常规水浴中对羊毛纱线的染色性能。研究表明,以反胶束作为染色介质,能够降低染色体系p H,增加了染料与纱线间的亲和力,提高纱线的染色性能。

3 结语

以高新技术展行业实力 篇11

与同期举行的2013中国国际纺织面料及辅料（秋冬）博览会相比，本届秋冬纱线展虽然在规模上小了很多，但在展品的新、特、优等方面却毫不逊色。

功能性纱线成主流

吸湿、排汗、速干、保暖、亲肤、抗静电、抗菌、抗紫外线……这些词在本届秋冬纱线展上随处能被听到。在当前行业形势仍充满不确定因素、原料问题或长时间持续的背景下，纱线企业调整产品结构，将研发高科技、功能性纱线作为未来的发展方向。本届秋冬纱线展上，众多纱线企业的展品在这一点上体现得很明显。

苏州金辉新材料有限公司作为“国家功能性差别化纤维开发基地”，其生产的纱线在功能性上可谓独树一帜。本届秋冬纱线展上，该公司推出了“何惧世态‘炎’‘凉’”系列纤维。该公司展会负责人陈未然向记者介绍，“炎”代表舒暖绫系列产品，该产品能够有效地进行蓄热保暖，具有升温保健，轻柔舒适等功能；“凉”代表爽丽丝系列产品，该产品除了具有瞬间凉感外，同时还具有吸湿抗静电，导湿速干等功能。

如果说苏州金辉专门研发功能性纤维有先天优势的话，那么作为功能性纤维领域后起之秀的无锡四棉纺织有限公司越发具有新的活力。据该公司副总经理刘迪生介绍，此次参展的产品共分为时尚内衣系列、精品家纺系列、时尚T恤毛衫系列等。这些产品在功能上也各有特点，具有冰爽凉夏、发热保暖、亲肤养肤、抗菌防螨等功能。

南京东华纤维技术发展有限公司生产的功能性纱线Porel-A在市场上也颇具竞争力。Porel-A纱线制成的面料透气快干，具有普通棉布所不具有的动静态调整湿热传导功能。在动态条件下，纤维的亲水基团和纤维集合体间的毛细管效应进行液态水的传导，使得面料具有良好的透湿导湿性能，时刻保持皮肤的干爽。在静态条件下，纤维的柔性基团能使面料具有柔滑的触感，其空腔结构可调节织物内外的湿热平衡。

新型技术获认可

当前用新型的纺纱技术生产的产品越来越受市场的欢迎。宏扬控股集团有限公司利用涡流纺纱技术开发的系列产品引起了观众的注意。据了解，该公司目前拥有16台涡流纺机，生产的多种纤维混纺纱、低碳环保绿色纱线以及抗菌、除臭、抗紫外线等多个系列的纱线，在市场上获得广泛的认可，并远销至中东、欧美等地。

除了涡流纺技术外，目前利用其他新型纺纱技术开发的产品也在展会上深受客户的青睐。

逸棉系列产品便是其中之一。逸棉是具有高品质、高功能、低能耗和低排放特征的新一代仿棉聚酯纤维系列化产品，是运用结构可控的共聚酯连续聚合、形态性能可控的纺纱技术，新型纤维纺纱、织造、染整等关键技术集成开发的。

据了解，逸棉系列化产品具有棉的外观手感，可常压染色，具有亲水性，根据使用要求，可以具有抗菌、抗紫外线或阻燃等功能。

常规产品不逊色

近年来，纱线行业中最热门的产品莫过于新型纤维纱线了，相比之下，像包覆纱、尼龙纱、锦纶等常规的化纤纱线显得并不那么突出，但在本届秋冬纱线展上，记者发现，这些常规产品在性能上更加优异，竞争力也大大提升。

青岛中盛特种纤维有限公司是一家集各种纤维制作、服装加工、国际贸易于一体的大型企业，该公司在此次展会上展出的包覆纱，是由弹性纤维外缠各种纱线制作而成，具有柔软、舒适、不起皱、美体塑身等特点，可广泛应用于织袜、织布、织带、针织等领域，其独特的风格深受广大客户的欢迎。

在杭州壮大纱业有限公司展厅里，该公司展出的氨纶包覆纱线吸引了众多观众。“我们的产品是涤纶短纤与粘胶混纺的纱线，并混有一定比例的氨纶，使得纱线弹力性能更加优越。”该公司总经理方兴良介绍。

另外一家生产特种纱线的企业，浙江嘉华特种尼龙有限公司展出了该公司最新研发的新产品DTY系列产品。据该公司展会负责人介绍，该系列产品制成的织物柔软舒适、透气性好，主要用于生产户外服装、瑜伽服、长筒丝袜、内衣、泳装等面料。

海外高支纱来袭

近年来，海外参展企业数量的增长趋势引起了业界的关注，特别是印度、巴基斯坦企业带来的价格低廉的低支纱所占市场越来越大。但值得注意的是，与以往主推价格低廉的低支纱不同，此次展会上海外企业力推高支纱。

来自巴基斯坦的GUL AHMED集团产品品类十分广泛。在此次展会上，该公司参展的产品既有低支纱又有中支纱，同时还有高支纱等产品。该公司总经理lqbal saeed介绍说，拓展中国市场除了低支纱外，还必须有高支纱，目前公司生产出的高支纱能够达到160支。此外，该公司除了能够生产单纱外，还可生产双股、三股及四股纱线。

来自印度的Tirupati Yarns 公司在高支纱线同样具有很强的实力。该公司展会负责人介绍，公司可向中国企业提供8支到200支纱线产品。除此之外，该公司还能采用各种不同的纺纱工艺来满足中国客户的不同需求。

新象迭出 活力蓬勃

海外企业战略升级

在本届秋冬纱线展上，不得不提占据绝大多数的海外企业。在此次展会上，记者分别采访了数家海外企业，他们除了对中国市场前景依然看好外，更重要的是他们对于拓展中国市场不再以单一的手段来开拓，而是采取多种措施来紧紧抓住中国市场，这充分显示出海外企业对于拓展中国市场越发的成熟和得心应手。

产品的多样性无疑是此次展会上海外企业最大的亮点。

以前谈到印度、巴基斯坦等国家的纱线产品，给人印象大都数是低廉的、单一的纯棉纱线产品。但是在此次展会上，除了纯棉纱线外，还有部分的亚麻纱以及混纺产品，产品呈现出多样性。

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以印度展团为例，在此次展会上一共来了80多家企业，其中60多家企业除生产棉纱外，还生产亚麻产品。而在巴基斯坦的企业里，多种纤维混纺的产品也层出不穷，涤纶与棉的混纺纱、尼龙与棉的混纺纱以及莱卡、氨纶等混纺纱也在展会上引起了观众的注意。

实际上，在拓展中国市场上，海外企业也深知要想牢牢抓住中国市场，产品档次必须要有所提高。

值得注意的是，相比于以前，此次参展的海外企业所带来的产品的档次都有所提高。产品支数以前大多数集中在20支到40支上下，但是现在有些海外企业支数能够达到100支以上。

占据中国市场，服务必须要提升。

以前海外企业开拓市场主要是找代理商，而现在更多的是两条腿走路。一方面延续找代理商的方法，另一方面则主动积极寻找客户，直接与国内客户进行对接。除此之外，他们还在中国设立分支办事处，为客户提供更加优质和便捷的售后服务。

功能性纱线成研发方向

尽管此次参展的国内企业数量没有以往多，但是此次参展的企业大部分都是国内优秀的企业。他们带来的产品充分体现出当今国内纱线产品的研发方向。

功能性纱线无疑在此次展会上成为了主流。由于国内外悬殊的棉价差，国内普通纯棉纱线产品的竞争力大大减弱。在这种形势下，研发高科技、功能性纱线无疑成为国内众多纱线企业的方向。

除了传统的抗菌、抗静电、防异味、防辐射等功能外，具有保健功能的纱线产品也层出不穷。苏州金辉纤维新材料有限公司展出的舒虹绫产品便是典型的具有保健功能的纱线产品。该纤维富含无机锗，是一种半导体元素，仅在常温32摄氏度即可释放出负离子。而这种负离子可促使微血管扩张，加速血液循环，使人体温暖。

展会上，具有多种功能的纱线产品也深受观众的关注。宏扬控股集团有限公司生产的竹活性炭多功能纱线产品除了具有超强的吸附力和储热保暖外，还具有除湿与干燥的功效和保健功能。

功能性纱线的兴起，不仅能使国内纱线产品继续与国外企业抗争，同时也是中国纺织产业彰显竞争优势的一个重要领域。

新型纱线层出不穷

在每一届展会上，新产品的出现无疑比任何东西都能抓住观众的眼球。而在此次展会上，虽然新产品谈不上琳琅满目，但是也不乏有些新产品让人眼前一亮。

由北京东土时代纺纱有限公司推出的无捻复合纺纱，算得上是本届展会的新品之一。该产品具有松软、透气、智能等功能。无捻复合纺纱技术是传统纺纱技术领域的一项重大技术突破，该技术提高了纺织原料资源的综合利用，提高了纱线的综合性能，是纺纱技术的一次革命。

秋冬季新型保暖内衣用纱也是值得关注的一大新品。该产品由无锡四棉纺织有限公司推出，产品通过微细纤维开发应用，具有柔软的手感，良好的染色性，而干法工艺带来的毛绒感，与木代尔、天丝等纤维素纤维混纺产生的湿热转换效应起到了优越的保暖发热效果。

苏州金辉纤维新材料有限公司可谓是研发新型高性能纤维的专家，本届展会上，该公司展示的舒暖绫吸引了众多观众。该产品一是蓄热保暖，采用中空截面，中空度高达25%，可以储存大量空气；二是升温保健，添加了无机陶瓷粉体，可提高人体表温1～2摄氏度；三是轻柔舒适，纤维中空结构可减少织物20%的重量，保暖效果更出色。

除了上述几款产品外，展会上还有多款产品也引起了观众的广泛关注。新品的不断出现，除了反映出行业科技创新水平的提高外，还能充分体现出企业在当前形势下，要想保持稳定发展，那只有不断研发出更多的新产品，以此来开拓新的市场。

紫外探测技术的新发展 篇12

紫外和红外探测技术几乎同时产生于50年代,由于紫外探测器件灵敏度低,一直未能应用,而红外探测技术发展较快。直到90年代,日本开发出雪崩倍增靶摄像管,使得紫外摄像器件有较高的灵敏度和合适的光谱范围,紫外探测才得到广泛关注[1,2]。紫外探测技术以其独特优势在通信、预警和制导方面得到广泛的应用。由于紫外线的日盲特性和大气层中良好的传播特性,可飞越障碍物而实现非视线(NLOS)通信,具有低窃听率,高抗干扰性和全天候工作等优点,是一种具有很大发展潜力的新型通信方式[2]。紫外预警利用“日盲区”来探测导弹的火焰与羽烟,在背景洁净的日盲区,导弹羽烟的紫外辐射很容易被检测出来。由于避开了最强的太阳辐射背景,信息处理负担明显减轻,虚警率很低,与红外预警相比,不需要低温冷却,体积小、重量轻、响应快[1,2]。

1 紫外探测器的发展

1.1 真空型紫外探测器

早期真空型紫外探测器以光电倍增管(PMT)为代表,PMT是一种光电子发射型检测器,二次发射增益可达到104,对单个光子能够响应,具有极高的响应速度,可实现微弱信号探测[3]。目前PMT有专用“日盲”型的紫外PMT,日本滨松公司生产的改进型日盲紫外PMT R2078在“日盲”区外量子效率下降约50%,灵敏度是日盲区的1%,相差约2个数量级,比较适宜紫外光通信系统使用[2]。PMT只是概略探测紫外辐射源方位,不能成像,只能判断光谱信息来确定目标[2,3,4]。带有微通道板的光电倍增管———通道光电倍增管(CPM)是一种较新的紫外光电倍增管,不但探测灵敏度和角分辨率高,而且能成像,光电阴极以MCP为基底的CPM性能更好。

CPM采用双近贴式管型时,以输入窗为光电阴极基底,如图1所示。光电阴极(光电阴极镀在输入窗)和MCP近贴,距离为0.1~0.3mm,MCP又与荧光屏近贴,距离为0.5mm左右。由装架环和陶瓷管封接起来,工艺上很难实现,其间加有大于100V的电压,易引起场致发射;此时发射方式多为透射式,量子效率低[5,6]。

以MCP为基底,光电阴极直接镀到MCP的输入面,则输入窗和MCP间的距离要求不很严格,只需MCP的输出面与荧光屏近贴,光电子弥散就会减小,图像质量好。该器件发射模式为反射式,量子效率高,光电阴极前加一栅网,加电压后在其间形成一匀强电场,发射的光电子几乎都能进入通道而倍增,如图2所示。另外,输入窗可采用Mg F2材料做成透镜,光电阴极处于透镜的焦平面上,可以大大提高光电阴极的量子效率[5,6]。因此,以MCP为基底的通道光电倍增管成为发展趋势。

CPM具有响应速度快,抗磁场干扰能力强,电路简单,体积小,质量轻等特点[3,4,5,6]。采用像增强器作为核心探测器,虽然识别能力和探测灵敏度有所提高,但仍离不开高压电源[5,6,7,8]。像增强型CCD改进成背照式CCD(BCCD)后,就可消除这一缺陷,而且成像环节简化,灵敏度更高[7,8]。

一般CCD感光时,入射光是从MOS结构的正面进入,正面由于带有复杂的金属电极,反射较大。而背照式CCD(BCCD)刚好相反,光由CCD背面的单晶硅层入射,避免了金属电极对光的强反射,故能获得较高的量子效率,如图3所示,可见,无论感光灵敏度还是光谱响应宽度,背照式CCD都比前照式CCD要高要宽[8]。

像增强型CCD(ICCD)的成像过程为“光子-光生电子-倍增电子-光子-电子”,如图4所示,显然过多的成像环节会使图像质量逐渐恶化:MCP倍增使噪声被引入图像;光学元件的损耗及弥散会使ICCD的MTF(调制传递函数)进一步下降[8]。背照式CCD(EBCCD)去掉荧光屏、MCP和光学耦合器件,减少了ICCD中的图像传输链,成为“光子-光生电子-电子”链。当光生电子轰击减薄式CCD的背面时,产生电子-空穴对,电子得到增益。由于电子轰击半导体的噪声要远远低于MCP倍增的噪声,它的信噪比更高[8]。背照CCD通常要有足够薄的衬底,使得弱光信号能从CCD背面直接注入到芯片有源区,这样不但大大提高CCD的量子效率,而且对波长从10~1000nm的光子以及高能带电粒子都很灵敏[7,8]。

EBCCD的优点是增益高、空间分辨力强、噪声低,理论上甚至可以探测到单个光子,但是制作工艺复杂[7]。

1.2 固体紫外探测器

固体紫外探测器主要有紫外增强型硅光电二极管、二极管探测器、Si C紫外探测器和金刚石紫外探测器、紫外CCD等,其中基于Al Ga N的紫外探测器发展迅速,逐渐成为紫外预警探测器件的主流[9]。氮化镓基(Ga N Based)材料是指元素周期表中的III族元素铝、镓、铟和V族元素氮形成的化合物(Ga N、Al N、In N)以及由它们组成的多元合金(In Ga N、Al Ga N等)。其典型结构如图5所示[9]。

纤锌矿结构的III-V族材料是直接带隙材料。随着合金组分的改变,其禁带宽度可以连续变[17]。对于铝镓氮材料,其禁带宽度可以从Ga N的3.4e V连续变化到Al N的6.2e V,理论上讲,利用这种材料研制的本征型紫外探测器的截止波长可以连续地从365nm变化到200 nm。根据经验公式估算:日盲型紫外探测器AlxGa1-xN材料的组分x需要达到40%以上,即所谓的高铝组分Al Ga N材料[9]。

目前,制备高铝组分Al Ga N材料虽然取得阶段性进展,但还面临许多困难[9],特别是制备具有器件结构的材料难度较大:其一缺少晶格匹配的衬底,使薄膜中存在大量缺陷,各种反应过程复杂且难控制;其二随着Al摩尔比率的增加,掺杂的激活效率变低。

紫外CCD是硅CCD减薄后,靠荧光物质将紫外光耦合进器件的,它可使器件具有从近紫外到远紫外波段摄像的能力[9,10]。1997年美国国家航空航天局研制成功新颖的256×256像元Ga N基紫外CCD,它是把Ga N紫外探测器与硅CCD多路传输器通过铟柱倒装互连而成的混合式紫外CCD[10]。由于Ga N材料在365nm波段具有很尖的响应,因而降低了对滤波器的要求,使得Ga N基的光探测器具有日盲特性。美国北卡莱罗林纳大学Schetzina教授领导的研究小组报导的Ga N基可见光电二极管在零偏压下的响应度达到0.21A/W(工作波长356nm),相当于量子效率82%,探测率D*值为6.1x1013cm Hz1/2/W[9]。在传统CCD移位寄存器的末端和输出放大器之间插入电子倍增器,即可获得电子倍增CCD(EMCCD)[8],EMCCD在信号读出时,通过相对的高压,将信号逐步放大,提高灵敏度。因此EMCCD最大的优点就是具有非常高的灵敏度,适合微弱信号的探测。L3Vision系列CCD芯片是英国E2V公司最新的EMCCD产品。芯片采用最先进的片上电子倍增技术,在有效放大信号的同时保证了高水平的信噪比和一定的信号输出速率。EMCCD技术是目前CCD行业最先进、应用前景广泛的技术。

固体紫外探测器虽然灵敏度高,体积小,功耗小,但制作工艺的复杂性和性能的稳定性是攻克的难点[7]。

2 紫外探测新动向

2.1 面阵探测器是光电器件的发展方向之一

大规模、多波段集成的成像探测器件是简化应用系统、提高系统性能的重要手段之一。Ga N基紫外面阵探测器主要是朝着大规模日盲型发展,目前均采用与红外焦平面类似的工艺,将背照射Ga N基光电二极管阵列与硅CCD读出电路,通过铟柱互连方式得到紫外焦平面器件。1999年美国Nitronex公司与北卡罗来那大学、Honeywell技术中心以及美国夜视实验室成功地实现了基于Ga N/Al Ga N pin型背照射32×32列阵焦平面探测器数字照相机,响应波段为320~365 nm,峰值响应率达到0.2 A/W(358 nm),内部量子效率达到80%,理论峰值探测率达到6.1×1013 cm Hz1/2/W。2000年他们成功展示了128×128紫外焦平面探测器数字照相机,响应波长在320~365 nm。2002年该小组又研制出320×256日盲紫外探测器,但只有部分像元能够有效成像,且质量较差,主要原因可能是高质量的高铝组分的Al Ga N材料制备困难[9]。2005年美国西北大学也报道了日盲型320×256紫外焦平面探测器,给出了较清晰的图像,但是没有器件性能的详细描述[10]。由于制备高质量的高Al组分的Al Ga N材料工艺还有待于不断探索,阵列成像的质量还待于改进。

2.2 变相紫外CCD

由于硅在200~400nm波段的吸收深度小,因此在紫外波段成像比较困难,目前此问题有了突破性进展,Photometrics公司在正面照射的CCD上加一层薄发光转换涂料,该涂层能把紫外辐射转换成普通CCD能够响应的中等波长的可见光而不需要对硅本身作专门的处理,在200~400nm的波段内可达20%的量子效率[10]。如再经过适当背面注入处理,涂上抗反射层,则具有深耗尽层的背照式CCD可达50%以上的量子效率[7]。

ARP公司与CEA公司合作,研制出一种称为ANIMATERV3X的数字成像系统,采用512×512元的高分辨率传感器,该传感器为背照式薄型CCD,其响应波段可延伸至短紫外和软X射线区,入射光直接照在CCD器件上,产生的信息经数字化处理后,通过光纤传送给接口卡。ANIMATERV3X的最大优点是能够在紫外和X光波段内成像[10]。

2.3 紫外数字照相机

美国科学家发明了可感应紫外光的数字照相机。一般数字照相机只能“看见”可见光,对许多物体(如星球、生化武器)发出的紫外光是看不到的。物理学家Jan F.Schetzina表示,这个发明对拓展数字照相机用途有良好的促进作用。它的特别之处是用Al Ga N化合物作感光物质,而不是传统的硅,这种照相机显然在军事上很有用[1,10]。

3 结束语

随着紫外探测技术不断发展,其应用范围也越来越广。紫外探测不但用于紫外告警、紫外通讯,而且在空间科学,环境监测和工业生产中有重要应用。用于空间探测的紫外望远镜,紫外星敏感器,用于灾害天气的预报,电晕放电检测,水质检测等。紫外/红外双光谱探测也称为未来发展的方,据报道,美国北约盟军1989年使用的尾剌对空导弹就采用这种红外/紫外双色制导技术,白天飞机反射的日光紫外波段功率很强,则用紫外波段跟踪目标。夜晚紫外波段辐射功率小于红外辐射,则自动切换成红外波段跟踪目标[1,2,10]。

摘要：介绍紫外探测技术的新发展。真空型紫外探测器以通道光电倍增管为代表,分析了以MCP为光电阴极基底,输入窗为透镜式的管子的特点;固体紫外探测器以GaN基紫外CCD为代表,把GaN紫外探测器与硅CCD多路传输器通过铟柱倒装互连而成的混合式紫外CCD。由于GaN基材料的禁带宽度与组分有关,光谱响应从200nm-365nm,在365nm(紫外光)波段具有很尖的截止响应特性,因而降低了对滤波器的要求,具有光谱响应特性好,灵敏度高,噪声小等优点。并对紫外探测的关键技术和发展动向做了初步分析,为紫外技术的进一步发展提供参考。

关键词：紫外探测技术,真空型紫外探测器,通道光电倍增管,固体紫外探测器

参考文献

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