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光纤机器护理毕业论文

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光纤机器护理毕业论文

护理专业的毕业论文写法如下:

(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。

(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。

严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,

应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。

学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。

(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。

(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志对论文投稿规定办即可。

(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。

只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。

而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。

实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。

能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。

(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。

应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。

(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。

在现今社会下,培养护理专业的大学生具有较高的信息素质应成为我国高等护理 教育 的重要目标。下文是我为大家搜集整理的关于护理 毕业 论文的内容,希望能对大家有所帮助,欢迎大家阅读参考!

浅析新生儿肺出血早期察看与护理

1临床资料

一般资料:患儿男,双胎足月儿,出生体重,出生第3天发病,体温°C,全身皮肤青紫,四肢冰凉,患儿口周微绀,反应一般伴吸吮力差,给予保温、吸氧8小时,7小时后发现患儿面色苍白,拒哺,即入NICU,1小时后确诊为肺出血。

治疗 方法 与结果:该患儿即给予气管插管,止血、纠酸、强心、利尿、保温、改善微循环、防治感染等综合治疗,并同时应用呼吸机治疗。该患儿治愈出院。

2观察

肺出血的高危因素:缺氧、感染、早产、低体重、低体温等是新生儿肺出血的危险因素。该患儿体重,低体温,符合肺出血发病的高危因素,肺出血治疗成功的关键是早期发现,及时治疗。早发型在生后24h内发病,甚至出生后即发病;晚发型多在出生后2—4d发病。在治疗护理过程中,要熟悉肺出血的发病特点,细心观察病情,早期发现病情变化。

发病时间及原发病:生后1周内起病约占95%,其中生后12小时内发病约占半数;超过1周者为数极少。原发病有多种,如早产、低体重出生儿、感染性肺炎、重度窒息、先心病、硬肿症、颅内出血、败血症等,都可能引起新生儿肺出血。

临床表现特征:主要表现有拒哺、不吸吮或吸吮无力;气急,呼吸快速而不规则,半数有呼吸暂停,可见鼻翼扇动;青紫,多见于鼻唇沟青紫;呻吟,声音微弱;低体温,可在35°C以下,四肢发凉;出血,开始为血性泡沫痰液,重时可口鼻出血、窒息。

早发现,早插管,早上机:新生儿肺出血从开始少量渗血到最后大量出血不需很长时间,如能及早察觉病情有变,早插管,早上机,则预后大不一样。为此,当班护士对患儿仔细观察能够在较早发现问题,马上采取 措施 ,吸痰吸出血性液体,即行气管插管证实有肺出血,马上上机以赢得治疗时机。

3护理

预防护理:

①保温:置暖床保温,床温30-35℃,根据体温调节床温,保持体温在—℃,防止低温损伤。病情稳定后,体重<者置温箱保温。

②供氧:缺氧代谢可引起酸中毒诱发肺出血,供氧可改善缺氧状态,促进有氧代谢。常规面罩吸氧,氧流量,密切观察患儿面色、呼吸情况,缺氧状况有无改善,如无改善,及时调整供氧方式及氧流量。

③控制输液速度:使用输液泵,控制滴速3~4mr/(),防止输液速度过快引起心衰、肺水肿,诱发肺出血。

④做好消毒隔离,防止交叉感染具有重要意义。接触患儿先洗手,吸痰时戴消毒橡胶手套,治疗护理操作集中进行。用空气净化器消毒空气,6次/d,11/次;每日用速消净拖地,3次/d.

气管插管护理:

①用物准备:负压吸引器调节负压≤,吸痰机、生理盐水、手套、复苏囊、胶布、昕诊器、喉镜、气管插管。

②气管插管:协助医生进行气管插管。待插入气管插管,退出喉镜后协助接上复苏囊及氧气,正压通气,听诊双肺呼吸音,协助固定气管插管。③气管内吸痰:迅速吸出气管内血性分泌物,清理呼吸道,复苏囊气管内加压给氧5~10次,再清吸,氧压力—,压力稍大有助止血,频率40次/min,尽快予呼吸机治疗。

④气管内滴入1:10000肾上腺素,有收缩血管,利于止血;减轻支气管痉挛和黏膜充血、水肿,改善通气,加强心肌收缩力,增快心率等作用。

使用呼吸机的护理:

①预先消毒呼吸机管道,湿化瓶加无菌蒸馏水,连接呼吸机管道,调定呼吸机参数,无误后连接气管插管,应用呼吸机治疗。②调节加温湿化器,夏天3032qC,冬天34—35℃。更换消毒呼吸机管道,1次/d,更换湿化瓶蒸馏水,1次/d.③桡动脉采血进行血气分析,指导呼吸机参数的调节。④经常检查,严防插管扭曲、折叠或脱出。翻身时,要防脱管、脱机。⑤肺出血早期减少搬动,以免加重肺出血。肺出血停止及恢复期患儿呼吸道分泌物较多,每2h翻身、拍背、吸痰1次,保持呼吸道通畅。⑥密切观察患儿面色、呼吸、心率、胸廓起伏及双侧呼吸音是否对称等情况。⑦患儿肺出血停止,恢复自主呼吸,循环系统稳定,血气分析在正常范围可撤机。

参考文献:

【1】韩玉昆,傅文芳,许植之。实用新生儿急救指南【s】。沈阳:沈阳出版社。1997,306—307.

【2】陈克正。新生儿肺出血几个问题的探讨【J】。中华儿科杂志,1997,35(6):331.

浅谈高血压性脑出血患者的察看和护理

【摘要】

目的: 总结 高血压性脑出血的护理 经验 及康复措施。方法对我院2007年1月至2009年1月收治的26例高血压性脑出血患者开展饮食、心理、专科护理和健康教育,加强口腔护理,保持血压稳定,保护肢体和皮肤,保持大小便通畅,防止各种并发症的发生。在恢复期适当锻炼,促进患肢运动功能康复。结果12例基本痊愈,部分恢复11例,死亡3例。结论高血压性脑出血患者经过科学有效的护理和适时的健康教育,可以提高其治疗效果,降低病死率和致残率。

【关键词】高血压;脑出血;观察;护理作者:马桂清

脑出血是高血压病最严重的并发症之一,其发病率与血压升高的程度有关,大多发生于50~60岁的患者,但年轻人患高血压病者也可并发脑出血。其中男性多于女性,临床上以头疼、眩晕、呕吐、肢体偏瘫、失语甚至意识障碍为其主要表现,由于此病有较高的致残率和病死率,因此,及时有效的治疗和科学护理对提高本病的治疗效果有着重要意义。

1临床资料

一般资料:我院神经内科2007年1月至2009年1月共收治高血压性脑出血患者26例。男17例,女9例,年龄46~75岁,平均56岁;均经cT检查,出血量35—100ml;出血部位位于基底节13例,脑室6例,脑干4例,小脑2例,额叶1例;入院时嗜睡、浅昏迷15例,中度昏迷8例,深昏迷3例。

治疗结果:26例患者中,医`学教育网搜集整理基本痊愈12例,部分恢复11例,死亡3例。

2病情观察

严密观察病情变化:每15—30分钟测量心率、心律、呼吸、血压、血氧饱和度、神志、瞳孔并及时准确详细记录。

意识和瞳孔的观察:经常呼唤患者或做压眶反应,观察瞳孔的大小、形态、对光反应。瞳孔散大、缩小、不等大,对光反应迟钝或无反应,均提示病情有变化,如一侧瞳孔散大,意识障碍加重,说明仍有脑出血或脑疝的可能,应立即 报告 医生。患者意识由昏迷到朦胧、嗜睡状态,说明病情好转;单纯躁动有时为尿潴溜所致,导尿后即可安静。

控制血压:用多功能监护仪监测血压,维持血压在140—160/90~100mmHg(1mmHg:),对血压升高者除应用好脱水剂外,早期可采用静脉点滴硝酸甘油或微泵推注硝普钠,可进食者或有胃管者改用口服降压药,不宜过度降血压。

记录24h出入量:多数脑出血患者年龄大、肾功能差,需认真准确记录24h尿量,特别注意每小时尿量变化,若发现出入量不平衡或尿量<25ml/h,应及时报告医生,以便采取相应治疗措施,防止脱水、电解质紊乱或补液过多引起的肾功能不全加重病情。

3护理措施

休息与安全:急性期绝对卧床2~4周,抬高床头15-30°以减轻脑水肿,躁动患者严防坠床,保持环境安静安全,严格限制探视,避免各种刺激,各项治疗护理操作集中进行。

生活护理:给予高蛋白、高维生素的清淡易消化饮食;做好口腔和饮食的护理,昏迷患者按常规进行口腔护理,每天2~3次,清醒患者可用吸管吸生理盐水或朵贝氏液漱口,每天3次,防止呛咳。认真做好饮食护理,患者多半有咀嚼或吞咽困难,进食、进水应缓慢,防止呛咳,呕吐时迅速清除呕吐物;昏迷或有吞咽障碍者,发病第2~3天应遵医嘱胃管鼻饲,进食前检查胃管是否在胃内,少量多餐,每次不超过200ml,间隔为2h,温度在38℃,同时严格限制钠盐摄人,以低盐、低胆固醇饮食为主,每日摄入食盐以4~5g为宜,摄入胆固醇应<300g.

保持呼吸道通畅:

①及时清除口腔及呼吸道分泌物,保持呼吸道通畅。平卧头侧位或侧卧位,开放气道,取下活动性义齿,防止舌根后坠,根据患者咳嗽有痰,呼吸不畅,肺部有痰鸣音,选择合适的吸痰时机,把握吸痰方法。吸痰后应听诊肺部,评价吸痰效果,注重观察痰液的性状、颜色和量。

②确保有效供氧,一般供氧浓度在30%~50%,保持氧饱和度97%.

保持大小便通畅,做好肢体和皮肤的护理:

患者常有便秘、尿潴留或尿失禁现象,尤其是在应用脱水剂及未留置导尿管的情况下,更易引起患者烦躁不安,甚至诱发再度出血,应给予相应的护理,大便不畅时可给予番泻叶煎剂以促进肠蠕动和消除肠腔积气,必要时行清洁灌肠。尿失禁时严格在无菌操作下导尿并留置尿管,同时观察尿液色、质、量,预防导尿管脱落以免反复插管致尿路感染。

保持肢体功能位置,指导和协助肢体被动运动,预防关节僵硬和肢体挛缩畸形。患者的手腕和足踝应置于关节功能位置,各关节受压部位应托以棉垫,定时给予低幅度、慢动作变换体位和皮肤按摩;当翻向健侧时,应垫以枕头支持患肢,以防关节强直。

每天床上擦浴1~2次,每2~3小时应协助更换体位1次,注意保持床单整洁、干燥,有条件者使用气垫床或自动减压床以预防压疮。但发病24~48h内变换体位时只能小范围的动肩、臀部,以免因翻身而牵动头部,加重出血。

用药护理:建立良好的静脉通道,遵医嘱准确用药,保证脱水剂的快速使用。一般认为高血压性脑出血非凝血机制改变,故难以药物止血,但如并发消化道出血时,止血药和凝血药的应用可发挥一定作用,故临床上对脑出血患者仍可选用。按医嘱给予保护胃黏膜和止血的药物,如静脉点滴6EACA,PAMBA、止血敏等止血药,静脉推注生理盐水20ml加奥美拉唑40mg,2次/d.胃管注入冰去甲肾上腺素、云南白药和其他止血药物,及时评估用药后的反应,抽取胃液看颜色是否正常,观察大便是否正常及其色泽变化。

引流管护理:高血压脑出血术后,头部引流管一般放置2—3d,防止引流管打结、扭转、拔脱,检查是否通畅。注意每日引流量、颜色,并做好记录。颜色鲜红,提示脑内有继续出血的可能,注意头部敷料是否干燥,如有渗湿应及时报告医生处理,加强无菌操作,定时消毒套管。

心理护理:瘫痪患者神志转清后易出现不同程度的心理问题,如极度消沉、自暴自弃或脾气暴躁、出言不逊。护士要针对患者不同心理状态、年龄、职业、 文化 程度,做出相应的心理护理,耐心地解释、开导和劝慰,对患者的每一点进步,做充分及时的肯定,不断给予鼓励,调动患者的积极性。

并发症的防治:消化道出血的防治:消化道出血是高血压脑出血患者常见的并发症,也是其主要死亡原因之一。应注意观察患者有无呃逆、上腹饱胀不适、胃痛、呕血、便血、尿量减少等症状和体征;严密观察患者呕吐物,大便颜色及全身情况。

坠积性肺炎的防治:首先要保持呼吸道通畅,昏迷患者要定时吸痰,定时翻身拍背,用蒸馏水100ml、庆大霉素16万U、糜蛋白酶4000U、沐舒坦15mg雾化吸入,2次/预防压疮的发生:定时翻身,用温水擦浴2次/d,保持皮肤清洁,按压骨隆突处,必要时垫海绵块,同时,做肢体的被动功能锻炼,防止静脉血栓形成。

预防泌尿系感染:神志清楚的患者,在病情允许情况下,鼓励患者多饮水,尿道口护理2次/d,定时开放尿管,每日更换集尿袋,每周在无菌技术操作下更换导尿管1次,集尿袋及引流管的位置不能高于耻骨联合,以防尿液返流引起泌尿系统感染,2周后仍不能自行排出尿液者应行膀胱冲洗2次/d,遵医嘱定时监测尿液。

健康教育:恢复期护理:恢复期护理主要是促进瘫痪肢体的功能恢复。开始可作按摩及被动运动,每日3次,每次15min,以后逐渐增加活动量。外出时要有人陪伴,病情允许可鼓励患者散步、打 太极拳 等适当锻炼。失语患者应积极进行言语训练。

出院指导:出院前向患者及家属做好健康教育,指导其出院后按时服药,定期监测血压,保持良好的情绪,避免不良刺激,对有烟酒嗜好者应忌烟酒,科学的搭配饮食,适当减少饮食的盐含量,养成清淡饮食的好习惯,坚持锻炼身体,劳逸结合,如有异常及时就诊。

综上所述,高血压性脑出血的护理工作是细致而繁重的,关系到患者的生存质量。护理人员要具有高度的责任感和精湛的专科护理技术,积极有效的护理可以使患者安全渡过并发症的危险期,同时对提高治疗效果、促进机体功能恢复和减少病残发生具有重要意义。高血压病患者科学的饮食结构、医`学教育网搜集整理轻松愉悦的情绪,长期合理地口服降压药,定期监测血压等,能大大降低脑出血发生的几率。

以前写过光纤链接的论文但是具体好像跟你的不完全一样呢呵呵

光纤激光器毕业论文

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《模具工业》2001. No . 4 总 242 40激 光 加 工 技 术 在 模 具 制 造 中 的 应 用江苏理工大学(江苏镇江 212013) 张 莹 周建忠 戴亚春[摘要]随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光设备价格的逐渐下降 ,给产品和模具的制造工艺带来了新的变革 ,在模具制造、 模具表面强化与维修、 取代模具等 3个方面 ,就激光优化模具制造工艺作了较为详细的分析和探讨。关键词 模具 激光 工艺优化[ Abstract ]Wi t h t he mat uri ng of t he las e r p r oces si ng t echnology and t he dec r easi ng of p rice of t hei ndus t rial la r ge - p owe r las e r e quipme nt , a new i nnovat ion was br ought t o t he manuf act uri ngt echnology of t he p r oduct s and t he dies and moulds . A r elat ively de t ailed analysis and dis cus sionwas made on t he las e r op t imized manuf act uri ng p r oces s f or dies and moulds f r om t hr e e asp ect s ofmanuf act uri ng , s urf ace r ei nf orceme nt and mai nt e nance , and s ubs t i t ut ive dies or moulds .Key words die and mould , las e r , t echnological p r oces s op t imizat ion1 引 言激烈的市场竞争使制造企业对快速响应市场需求和一次制造成功等要求日益迫切。而在常规制造系统中 , 产品生产所需大量模具的设计、制造和装配调试不仅耗费大量资金 , 更严重的是延长了产品生产的准备时间 , 从而延长了新产品开发周期 ,形成制造过程中的瓶颈。因此 , 如何快速有效地制造出高质量、低成本的模具及产品 , 就成为人们不断探索的课题。随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光器设备价格的下降 , 给产品和模具制造工艺带来了重大变革。本文在模具制造、模具表面强化与维修、取代模具等 3个方面 , 就激光加工在模具制造中的应用作一些探讨。2 模具制造2. 1 模具的激光叠加制造1982年 ,日本东京大学的中川教授等人提出用薄片叠加法制造拉伸模 , 1985年 , 美国加州某公司推出了模具的激光叠加制造法 , 并获得专利 , 其工艺流程见图 1 ,原理为将激光切割的多层薄板叠加 ,并使其形状逐渐发生变化 , 最终获得所需的模具立体几何形状。日本在冲模的激光叠加制造方面已达到实用阶段 ,所制的凸、 凹模质量高 ,加工尺寸精度— — —— — —— — —— — —— — —— — ——收稿日期:2000年8月10日已达 ±0. 01mm ,切割厚度为 12mm。 经激光切割后 ,在切口表面形成深 0. 1~0. 2mm、 硬度为 800HV 的硬化层 ,用来冲裁 1mm 厚的钢板 ,单凭自冷硬化层就可冲压 10 000 件 , 如在激光切割后再经火焰淬火 ,则可冲压 3~5万件。 由于各薄板间的连接简单 ,故用叠加法制作冲模 ,成本可降低一半 ,生产周期大大缩短。用来制造复合模、落料模和级进模等都取得了显著的经济效益。图 1 激光叠加模具制造工艺流程由模具 CAD 和激光切割相结合构成一个完整的模具 CAD/ CAM 系统 ,实现板料切割的 FMS ,适用于多品种小批量生产。用激光切割的薄板来叠加合成任意三维曲面的制造系统 , 不仅为在塑性加工和模具领域中实行 FMS 提供了思路 , 而且对于内部结构复杂的模具制造 ,如型孔、 中孔体及复杂的冷却管道等 ,也是快速而经济的制造模具的有效方法 ,并且能带动其他技术如固相扩散等的发展。2. 2 快速模具制造模具 CAD三维设计二维外形NC 程序激光切割去除梯级创层面精加工成形模具装配薄片连结精加工NC 程序模 具 制 造 技 术《模具工业》2001. No . 4 总 242 41快速成型制造技术(RPM)是 80年代后期出现的一项制造技术 , 目前 RPM 技术已发展了十几种工艺方法。基于 RPM 技术快速制造模具的方法多为间接制模法 , 即利用 RPM 原型间接地翻制模具。(1) 软质简易模具 (如汽车覆盖件模具) 的制作。采用硅橡胶、低熔点合金等将原型准确复制成模具 , 或对原型表面用金属喷涂法或物理蒸发沉积法镀上一层熔点极低的合金来制作模具。这些简易模具的寿命为 50~5 000件 ,由于其制造成本低 ,制作周期短 , 特别适用于产品试制阶段的小批量生产。(2) 钢质模具制作。RPM 原型 — — — 三维砂轮— — — 整体石墨电极 — — — 钢模 ,一个中等大小、 较为复杂的电极一般 4~8h 即可完成。 美国福特汽车公司用此技术制造汽车覆盖件模具取得了满意的效果 ,与传统机械加工制作模具相比 , 快速模具制造省去了耗时、 昂贵的 CNC加工 ,加工成本及周期大大降低 ,具有广阔的应用前景。3 模具表面强化与修复为提高模具的使用寿命 , 常常需对模具表面进行强化处理。常用的模具表面强化处理工艺有化学处理 (如渗碳、 碳氮共渗等) 、 表层复合处理 (如堆焊、 热喷涂、 电火花表面强化、 PVD 和 CVD 等) 以及表面加工强化处理(如喷丸等) 。这些方法大多工艺较为复杂 , 处理周期较长 , 且处理后存在较大的变形。采用激光技术来强化和修复模具 , 具有柔性大 , 表面硬度高 , 工艺周期短 , 工作环境洁净等优点 ,因此具有很强的生命力。3. 1 激光相变硬化激光相变硬化 (激光淬火) 是利用激光辐照到金属表面 , 使其表面以很高的升温速度达到相变温度 (但低于熔化温度) 而形成奥氏体 ,当激光束离开后 , 利用金属表面本身热传导而发生自淬火 , 使金属表面发生马氏体转变 , 形成硬度高、抗磨损的表层 , 从而使金属表面得到强化。所用设备为三轴联动的数控激光加工机。影响激光强化的主要因素有激光功率、光斑尺寸和扫描速度。在强化过程中要对这些参数进行优化 , 并对具体材料选择合适的激光处理参数。对于CrWMn、 Cr12MoV、 Cr12、 T10A 及 Cr-Mo 铸铁等的常用模具材料 , 在激光处理后 , 其组织性能较常规热处理普遍改善。 例如 ,CrWMn 钢在常规加热时易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳化物 , 显著增加工件脆性 ,降低冲击韧性 ,使用在模具刃口或关键部位寿命较低。采用激光淬火后可获得细马氏体和弥散分布的碳化物颗粒 ,清除网状 ,并获得最大硬化层深度以及最大硬度 1 017. 2HV。Cr12MoV 钢激光淬火后的硬度、抗塑性变形和抗粘磨损能力均较常规热处理有所提高。对 T8A 钢制造的凸模和Cr12Mo 钢制造的凹模 ,激光硬化深 0. 12mm ,硬度1 200HV , 寿命提高 4~6倍 , 既由冲压 2万件提高到 10~14万件。 对于 T10钢 ,激光淬火后可获得硬度 1 024HV、 深 0. 55mm 的硬化层;对于 Cr12 ,激光淬火后可获得硬度 1 000HV、 深 0. 4mm 的硬化层 ,使用寿命均得到了较大的提高。3. 2 激光涂覆激光涂覆是用激光在基体表面覆盖一层薄的具有一定性能的涂覆材料 , 这类材料可以是金属或合金 ,也可以是非金属 ,还可以是化合物及其混合物。在涂覆过程中 , 涂覆层在激光作用下与基体表面通过熔合迅速结合在一起。它与激光合金化的主要区别在于经激光作用后涂层的化学成分基本上不变化 , 基体的成分基本上不进入涂层内。激光涂覆工艺实用的材料范围很广 , 正在研究的母体材料有低碳钢、 合金钢、 铸铁、 镍铬钛耐热合金等 ,研究的添加材料有钴基合金、 铁基合金和镍基合金等。采用激光技术在有送粉器的 2kW CO2 激光器上 , 对 4Cr5MoV1Si 钢基体表面涂覆一层由镍基高温合金和 WC + W2C 粒子组成的高温耐磨合金粉末 ,在激光功率 P = 1 500W ,送粉量为 10g/ min ,工件移动速度为 2~3mm/ s 条件下 ,获得多道搭接的大面积高温耐磨合金。 在试验温度为 600℃ 时 ,硬度为 550~580HV0 .2 ; 在温度为 950℃时 , 硬度为100~200HV0 .2。 可见在 1 000℃ 左右高温下 ,涂覆层仍有很高的强硬性 , 是较理想的高温模具耐磨合金。另外 , 采用激光涂覆方法来修复已磨损的冲模及拉伸模等 ,可大大延长模具的使用寿命 ,降低模具的使用成本。3. 3 激光堆焊对于一些汽车覆盖件冲裁修边模具 , 为提高使用寿命 ,节省优质模具材料 ,刃口往往采用在较差的基体材料上堆焊一层性能优异的合金。 过去 ,堆焊大多采用人工氧 — 乙炔火焰堆焊法 ,这种方法虽然设备《模具工业》2001. No . 4 总 242 42费用低 ,但功率密度不高(102~103W/ cm 2) ,且难以进行精确控制 , 因而堆焊质量和生产率都较低。70年代以来 , 开发成功了等离子粉末堆焊技术 , 由于其具有较高的功率密度且控制性能也较好 , 因而得到了广泛的应用。但等离子堆焊存在着电极寿命短、 堆焊层母材稀释率较高等问题。80年代以来出现的激光堆焊法与使用同一材料的氧 —乙炔火焰堆焊法相比 ,激光堆焊层组织细微、 致密 ,不良品率仅为前者的 1/ 10。激光堆焊的速度快 ,生产率比氧— 乙炔火焰堆焊高 1. 75倍 , 而堆焊的材料使用量仅为其 1/ 2。而且激光堆焊层的室温硬度比氧 — 乙炔火焰堆焊的高 50HV 左右。 激光堆焊质量与激光的光束模式、 功率及堆焊速度等因素有关。4 激光加工替代模具冲压加工4. 1 激光切割替代薄板件的冲裁模激光切割替代钣金件及汽车车身制造中的冲裁修边模大有可为。三维激光切割技术 , 由于其本身具有加工灵活和保证质量的特性 , 在 80 年代就开始在汽车车身制造中应用。切割时只需用平直的支撑块来支撑工件 , 因此夹具的制作不仅成本低而且快速。由于与 CAD/ CAM 技术相结合 ,切割过程易于控制 , 可实现连续生产和并行加工 , 从而实现高效率的切割生产。切割板材所使用的激光器主要有两大类 , 即CO2 激光器和 Nd : YA G激光器 ,功率为 100~1 500W , 因为功率小于 1 500W 的激光器其振动模式为单模 , 切缝宽度为 0. 1~0. 2mm , 切割面也很整洁 ,而输出功率大于 1 500W 时激光器的振动模式为多模 , 割缝宽度近 1mm , 切割面质量较差。因 Nd :YA G的激光可通过光导纤维输送 , 比较灵活方便 ,适用于机器人手执激光喷嘴配程序控制进行精确操作 , 因此在三维切割时大多采用。影响激光切割工件质量的主要因素有切割速度、焦点位置、辅助气体压力、 激光输出功率及模式。美国福特和通用汽车公司以及日本的丰田、日产等汽车公司 , 在汽车生产线上普遍采用激光切割技术 , 它不必采用各种规格的金属模具 , 除了快速方便地切割各种不同形状的坯料外 , 还用来大量切割加工因规格不同需要更改的零件安装孔位置 , 如汽车标志灯、 车架、 车身两侧装饰线等。通用汽车公司生产的卡车仅车门就有直径为 <2. 8~<39mm 的20种孔 , 公司采用 Rofin- Sinar 的 500W 激光器通过光纤连接到装在机械手的焊头上 , 用以切割这些孔 ,1min 就完成一扇门开孔的加工 ,孔边缘光滑 ,背面平整 。<2. 8mm 孔的公差为 0. 03~0. 08mm ,<12mm 孔的公差为 - 0. 25mm~ + 0. 03mm。该公司生产的卡车和客车有 89 种孔径和孔位配置不同的底盘 ,经过优化设计 ,现在只需要冲压 5种不同的底盘 ,然后再由激光切割出配置不同的孔 ,简化了工艺 ,提高了效率 ,降低了成本。我国自然科学基金委在 1997 年把大功率 CO2及 YA G激光三维焊接和切割理论与技术作为重点项目进行资助 , 国家产学研激光技术中心的课题组成员对此进行了系统的研究 , 为在我国汽车车身制造业中应用三维激光立体加工技术做出了很大贡献。该中心为一汽轿车公司、宝山钢铁公司等国有大型企业的技术改造开展了重大工程项目攻关 , 其中开发红旗加长型轿车覆盖件的三维激光制造工艺技术 , 在我国轿车生产中是首次采用。在汽车用薄厚钢板激光大拼板拼接工艺试验研究中首次采用了激光切割替代精裁工艺技术 , 取得了较好的技术经济效果。三维激光切割在车身装配后的加工也十分有用 ,例如开行李架固定孔、 顶盖滑轨孔、 天线安装孔、修改车轮挡泥板形状等。在新车试制中用于切割轮廓和修正 ,既缩短了试制周期又节省了模具 ,充分体现出采用激光切割加工的优点。4. 2 激光打标替代冲模打标企业在其生产的零部件上常常需要打上企业自己的标志或特定的符号与数字 , 以往的方法是使用冲模打标或用铸模成型 , 打标质量不高。采用数控激光机打标不仅速度快 , 而且克服了冲模打标中常见的毛边、尖锐的边缘和畸变。由于采用计算机控制 , 因此可以打出任意复杂的图案 , 省去了模具设计、 制造及调试等环节 ,大大缩短了产品的开发制造周期 , 同时也降低了成本。因激光打标机所需功率小 ,成本低 ,打出的标记美观、 漂亮 ,现已为大多数企业所采用。4. 3 激光成形替代弯曲模成形金属板料的激光成形技术是一种利用聚焦光束以一定的速度扫描金属板料表面 (扫描速度应足够快以防止表面熔化) ,使热作用区内的材料产生明显的温度梯度 ,导致非均匀分布的热应力 ,从而使板料塑性变形的方法。与常规成形方法相比 , 激光成形《模具工业》2001. No . 4 总 242 43具有许多优点: ① 属于无模成形 ,生产周期短 ,柔性大 , 可不受加工环境限制 , 通过优化激光加工工艺参数 , 精确控制热作用区域以及热应力的分布 , 将板料无模成形; ② 因其是一种仅靠热应力而不用模具使板料变形的塑性加工方法 , 因此属无外力成形; ③ 为非接触式成形 ,所以不存在模具制作、 磨损和润滑等问题 ,也不存在贴模、 回弹现象 ,成形精度高; ④ 可使板料通过复合成形得到形状复杂的异形件(如球形件、 锥形件和抛物形件等) 。激光成形机理的实质就是弯曲机理。当激光加热板料时 , 一方面在激光作用区及其周围产生热应力 , 同时降低了被加热区域板料的屈服极根 , 从而使热应力作用区的热态材料产生非均匀的塑性变形 ,实现板料的弯曲成形。试验表明 ,激光每扫描一道次 ,金属板料可弯曲 1° ~5° ,不同的扫描轨迹和工艺参数组合能够产生不同的成形效果和不同程度的变形量 , 即可得到各种复杂形状的工件。图 2表示在工艺参数为激光速功率 1. 5kW , 激光束直径5. 4mm , 材料 SUS304 , 厚 1mm , 碳涂覆面的条件下 ,激光扫面速度与材料弯曲角之间的变化关系。图 2 激光扫描速度对弯曲角的影响现在世界上许多国家都投入较大的人力、物力对激光成形技术进行专项研究 , 在某些领域现已开始了初步的工业应用。波兰基础技术研究所的HFrackiewicz 教授利用激光成形先后制造出了筒形件、 球形件、 波纹管和金属管的扩口缩口、 弯曲成形等;德国学者 MGeiger 等将激光成形与其他加工工序复合运用于汽车制造业 , 进行了汽车覆盖件的柔性校平和其他成形件的成形 , 而且对弯曲成形过程进行计算机闭环控制 , 提高了成形精度。德国Trumpf 公司于 1997 年开发了商品化激光成形多用机床 Trumat ic L 3030。 相信随着研究的不断深入以及其他相关技术的发展 , 激光成形技术将逐趋成熟 ,进入实用化阶段。5 结束语激光加工技术作为一种先进的加工工艺 , 在国外各行业已得到了广泛的应用 ,我国机械行业在 “九五”期间也将其作为十大技术之一。国家自然科学基金委也把激光加工工艺和激光加工设备的研究作为重点研究项目进行资助 , 并明确指出其主要应用领域应该在汽车制造业。模具作为一种工具 , 其生产周期、质量和成本直接影响产品的制造过程和销售。而激光作为一种万能加工工具 , 在减少模具制造装备 ,缩短模具制造周期 ,降低制造成本和保证模具质量等方面具有很大的优势。如何在实际生产中应用激光加工技术来优化模具制造工艺 , 对传统的模具制造工艺进行改进和组合 , 需要我们做出不断的努力。参 考 文 献1 陈大明 ,徐有容 . 模具钢表面激光熔覆硬面合金层改性研究.金属热处理 ,1998 , (1)2 李懦荀 ,平雪良.连续激光强化模具刃口的工艺研究.电加工 ,1995 , (6)3 孙中发 . 我国激光产业发展对策.上海交通大学学报 ,1997 , (10)4 曹 能 ,冯 梅.激光加工技术在汽车工业中的应用 ,宝钢技术 ,1998 , (3)5 管延锦 ,孙升.激光快速成形与制造技术及其在汽车工业中的应用.汽车工艺与材料 ,1999 , (9)6 A Domenico . 加工汽车车身部件的三维激光切割技术 .机电信息 ,1999 , (6)7 周建忠 ,袁国定.应用激光强化技术提高覆盖件模具寿命.模具工业 ,2000 , (4)8 胡晓峰 . 基于数控激光切割的快速制模方法研究 . 江苏理工大学硕士论文 , M Geiger ,F Voll tert sen. Flexible St raightening ofcar Body Shells by laser .10 Bob Trving. Welding Tailorde Blanks. Welding Jou-rnal ,1995 , (8)11 M Geiger . Synergy of laser Material Porcessing andMetal Forming. Annals of t he CIRP ,1994 ,43(2)12 H Arnet ,F Vollert sen. Extending Laset bendingfor t he generation of convex shapes. Porc . Inst . Engrs. ,1995 , (209)13 Trumf Lt d. The heat is on for laser profiler . SheetMetal Indust ries ,1997 , (1)

半导体激光器解析半导体物理学的迅速发展及随之而来的晶体管的发明,使科学家们早在50年代就设想发明半导体激光器,60年代早期,很多小组竞相进行这方面的研究。在理论分析方面,以莫斯科列别捷夫物理研究所的尼古拉·巴索夫的工作最为杰出。在1962年7月召开的固体器件研究国际会议上,美国麻省理工学院林肯实验室的两名学者克耶斯(Keyes)和奎斯特(Quist)报告了砷化镓材料的光发射现象,这引起通用电气研究实验室工程师哈尔(Hall)的极大兴趣,在会后回家的火车上他写下了有关数据。回到家后,哈尔立即制定了研制半导体激光器的计划,并与其他研究人员一道,经数周奋斗,他们的计划获得成功。像晶体二极管一样,半导体激光器也以材料的p-n结特性为基础,且外观亦与前者类似,因此,半导体激光器常被称为二极管激光器或激光二极管。早期的激光二极管有很多实际限制,例如,只能在77K低温下以微秒脉冲工作,过了8年多时间,才由贝尔实验室和列宁格勒(现在的圣彼得堡)约飞(Ioffe)物理研究所制造出能在室温下工作的连续器件。而足够可靠的半导体激光器则直到70年代中期才出现。半导体激光器体积非常小,最小的只有米粒那样大。工作波长依赖于激光材料,一般为~微米,由于多种应用的需要,更短波长的器件在发展中。据报导,以Ⅱ~Ⅳ价元素的化合物,如ZnSe为工作物质的激光器,低温下已得到微米的输出,而波长~微米的室温连续器件输出功率已达10毫瓦以上。但迄今尚未实现商品化。光纤通信是半导体激光可预见的最重要的应用领域,一方面是世界范围的远距离海底光纤通信,另一方面则是各种地区网。后者包括高速计算机网、航空电子系统、卫生通讯网、高清晰度闭路电视网等。但就目前而言,激光唱机是这类器件的最大市场。其他应用包括高速打印、自由空间光通信、固体激光泵浦源、激光指示,及各种医疗应用等。晶体管利用一种称为半导体的材料的特殊性能。电流由运动的电子承载。普通的金属,如铜是电的好导体,因为它们的电子没有紧密的和原子核相连,很容易被一个正电荷吸引。其它的物体,例如橡胶,是绝缘体 --电的不良导体--因为它们的电子不能自由运动。半导体,正如它们的名字暗示的那样,处于两者之间,它们通常情况下象绝缘体,但是在某种条件下会导电。对半导体的早期研究集中在硅上,但硅本身不能发射激光。1948年贝尔实验室的William Schockley,Walter Brattain 和 John Bardeen 发明的晶体管。这一发明推动了对其它半导体裁的研究发展进程。它也为利用半导体中的发射激光奠定了概念性基础。1952年,德国西门子公司的 Heinrich Welker指出周期表第III和第V列之间的元素合成的半导体对电子装置有潜在的用途。其中之一,砷化镓或GaAs,它在寻找一种有效的通讯激光中扮演了重要角色。对砷化镓(GaAs)的研究涉及到三个方面的研究:高纯度晶体的叠层成长的研究,对缺陷和掺杂剂(对一种纯物质添加杂质,以改变其性能)的研究以及对热化合物稳定性的影响的分析。有了这些研究成果,通用电器,IBM和麻省理工大学林肯实验室的研究小组在1962年研制出砷化镓(GaAs)激光发生器。但是有一个老问题始终悬而未决:过热。使用单一半导体,(通常是GaAs)的激光发生器效率不是很高。它们仍需大量的电来激发激光作用,而在正常的室温下,这些电很快就使它们过热。只有脉冲操作才有可能避免过热(脉冲操作:电路或设备在能源以脉冲方式提供时的工作方式),可是通过这种工作方式不能通讯传输。科学家们尝试了各种方法来驱热一例如把激光发生器放在其它好的热导体材料上,但是都没成功。然后在 1963年,克罗拉多大学的Herbert Kroemer提出了一种不同的的方式--制造一个由半导体"三明治"组成的激光发生器,即把一个薄薄的活跃层嵌在两条材料不同的板之间。把激光作用限制在薄的活跃层里只需要很少的电流,并会使热输出量保吃持在可控范围之内。这样一种激光发生器不是只靠象把奶酪夹在两片面包那样,简单地塞进一个活跃层就能制造出来的。半导体晶体中的原子以点阵的方式排列,由电子组成化学键。要想制造出一个在两个原子之间有必要电子键连接的多层半导体,这个装置必须是由一元半导体单元组成,我们称之为多层晶体。 1967年,贝尔实验室的研究员Morton Panish 和 Izuo Hayashi 提出了用GaAs的修改型--即其中几个铝原子代替一些镓,一种称为"掺杂"的过程-- 来创造一种合适的多层晶体的可能性的建议。这种修改型的化合物,AlGaAs, 的原子间隔和GaAs相差不到1000分之一。研究人员提出,把 AlGaAs种植在GaAs 薄层的任何一边,它都会把所有的激光作用限制在GaAs层内。在他们面前,还要有几年的工作,但是通向"不间断状态" 激光发生器-在室温下仍能持续工作的微型半导体装置-的大门已经敞开了。还有一个障碍:怎样发射跨过长距离的光信号。长波无线电波可以很容易穿透浓雾和大雨,在空气中自由传播,但是短波激光会被空气中的水蒸气和其它颗粒反射回来,以至于不是被分散就是被阻挡住。一个多雾的天气会使激光通讯联络终断,因此光需要一个类似于电话线的导管。

从视觉传达设计的发展进程来看,在很大程度上,它是兴起于19世纪中叶欧美的印刷美术设计的扩展与延伸。视觉传达设计是通过视觉媒介表现并传达给观众的设计,体现着设计的时代特征和丰富的内涵,其领域随着科技的进步、新能源的出现和新产品新材料的开发应用而不断扩大,并与其他领域相互交叉,逐渐形成一个与其他视觉媒介关联并相互协作的设计新领域。当前科学技术的日新月异,使以电影、电视和网络为媒体的各种技术飞速发展,这给人们带来了革命性的视觉体验。并且在当今瞬息万变的信息社会中,影视媒体的影响越来越重要。传统平面设计表现的内容已无法涵盖一些新的信息传达媒体,因此,视觉传达设计应该向着这些方向去努力拓展。这其中影视作品正在以一个不可忽视的重要力量日新月异的发展着,而影视片头又是影视作品的给观众的第一印象。任何一个风格独特、富于个性化的影视片头都是画面视觉艺术巧妙结合的典范,它包含着多方面、多视角的综合知识,可能是历史方面的,或者是时尚方面的。新技术的不断出现,强烈的开拓着视觉传达的延伸之一影视片头的创作,为其提供了更强大的物质基础和广阔的创作可能。同时也对影视片头的创作提出了更新更高的要求:一方面,技术的发展为创作者提供了更多的可能性,也迫使设计者不断的挑战影视片头的表现极限,另一方面,也促成了观众审美需求的提高,反过来促进创作上的进步。影视片头的视觉艺术是具有电影特性的美术设计。是一种具有思维空间形态的艺术造型。一个好的电影,电视剧,其片头片尾是非常讲究的,研究影视片头片尾视觉效果的意义在于:1、片头是观众对一部影片的第一印象,片头和片尾相当于一本书的封面和封底。片头的好坏,直接影响到观众对整个影片的观赏效果。 2、任何一种艺术,其魅力都在于内容与表现形式的完美与统一。电影片头,给设计提供了广影片片头艺术的创作,同样存在 内容与形式的完美统一的创作历程。根据影片不同主题,设计不同的方案,不同的表现形式。体裁不同,内容不同阔的天地。3、电影片头字幕的设计,是整个电影艺术的组成部分,而片头片尾的视觉设计又与影片自身有很大的不同,不可忽视,必须从视觉上加以美观。对经典的影视片头从视觉传达角度来归纳总结。4、现阶段影视制作飞速发展,各种富有视觉冲击力的效果层出不穷,我国在影视片头片尾创意方面与国外差距比较大。通过比较以促进国内影视片头制作的发展。希望此课题的研究能对影视工作者起到一个很好的借鉴作用。

光纤激光器论文

光纤激光器简单点讲就是在一些掺杂(如镱等)光纤上加泵浦光源(一般是LD)进行激励,产生较小功率的激光,然后再通过合束装置,将几个模块产生的激光进行耦合,以达到高功率的激光输出。要想详细的了解和分析,建议找些专业的论文来看看,也非三两句话就能说清的,学术论文里应该有很多这种介绍的。

去万方知网维普找啊。

其实就是罗列,对于布拉格光栅商业化应用来说,掩模法是最好的,其他的你可以罗列,对于掩模板的方法可以详细的叙述,我空间就有不少,掩模法随便抄就可以。另外在叙述一下特殊光栅,如D型,手征,塑料光纤光栅。

光纤光栅在光纤通信系统中的应用 光纤光栅作为一种新型光器件,主要用于光纤通信、光纤传感和光信息处理。在光纤通信中实现许多特殊功能,应用广泛,可构成的有源和无源光纤器件分别是:有源器件:光纤激光器(光栅窄带反射器用于DFB等结构,波长可调谐等);半导体激光器(光纤光栅作为反馈外腔及用于稳定980nm泵浦光源);EDFA光纤放大器(光纤光栅实现增益平坦和残余泵浦光反射);Ramam光纤放大器(布喇格光栅谐振腔);无源器件:滤波器(窄带、宽带及带阻;反射式和透射式);WDM波分复用器(波导光栅阵列、光栅/滤波组合);OADM上下路分插复用器(光栅选路);色散补偿器(线性啁啾光纤光栅实现单通道补偿,抽样光纤光栅实现WDM系统中多通道补偿);波长变换器 OTDM延时器 OCDMA编码器 光纤光栅编码器。光纤光栅自问世以来,已广泛应用于光纤传感领域。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及和普通光纤的良好的兼容性等优点,所以越来越受关注。由于光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化敏感,所以主要用于温度和应力应变的测量。这种传感器是通过外界参量(温度或应力应变)对Bragg光纤光栅的中心波长调制来获得传感信息的。因此,传感器灵敏度高,抗干扰能力强,对光源能量和稳定性要求低,适合作精密、精确测量。 光纤光栅传感器现已占以光纤为主的材料的 %。光纤光栅传感器已被用于各个方面,例如高速公路、桥梁、大坝、矿山、机场、船舶、地球技术、铁路、油或气库的监测。传感器的一个发展方向就是多点、分布式传感器,它们主要是利用WDM, TDM, SDM, CDMA的组合。 对于普通单模光纤,在1550nm处色散值为正,光脉冲在其中传输时,短波长的光(“兰光”)较长波长的光(“红光”)传播得快.这样经过一定距离得传输后,脉冲就被展宽了,形成光纤材料的色散.若使光栅周期大的一端在前,使长波长的光在光栅前端反射,而短波长的光在光栅末端反射,因此短波长的光比长波长的光多走了2L距离(L为光栅长度),这样便在长、短波长光之间产生了时延差,从而形成了光栅的色散。 当光脉冲通过光栅后,短波长的光的时延比长波长的光的时延长,正好起到了色散均衡作用,从而实现了色散补偿。具体专业的问题可以搜索聚科光电的官网,我在上海光机所做这方面的工作

光纤传感器的研究论文

弗吉尼亚光电技术中心的光传感器研究作者:王安波*,Gray R. Pickrell在恶劣环境下通常的测量器件难以使用的工业与军事应用的广泛领域中,需要在比较苛刻环境下使用的光传感器。光纤传感器在测量各种不同的物理参数方面已被证明是有吸引力的,这是由于这种传感器具有如下的优点:1)体积小,2)不受电磁干扰,3)分辨率高,4)无需电流传导,5)能够对各种被测量作出响应,6)避免发生火花,7)能够克服恶劣环境影响,8)可远距离操作,9)可进行多路传输。在过去的20年来,光线传感器在实践中已得到验证,并得到发展。在弗吉尼亚光电技术中心(VTCPT)所进行的光传感器的研究工作,主要集中在开发测量压力、温度、应变、声波、流量、局部放电、表面映射以及三维温度成像技术。大多数上述传感器基于光纤传感器,包括具有各种聚合体和金属镀层的石英玻璃光纤,以及蓝宝石纤维波导。根据被调制的光学参数,这些传感器可粗略分类为干涉测量法型,旋光测量法型,光强型,以及波长编码型器件。本文提出了弗吉尼亚光电技术中心近期开发的上述传感器中的几个例子。(*译者注:辽宁鞍山人,大连理工大学物理系研究生毕业,现在美国)

基金项目:国家杰出青年基金项目(40225006),国家教育部重点项目(010886),南京大学985工程项目。

索文斌王宝军施斌刘杰

(南京大学地球科学系地球环境计算工程研究所,南京,210093)

【摘要】BOTDR是一种新型的分布式光纤传感监测技术,其分布式、高精度、长距离、实时性、远程控制等特点,已逐渐受到工程界的广泛关注。由于监测是分布式的,所以得到的数据与地理位置具有重要的相关性。结合工程实践中遇到的具体问题,研发了一套基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统。本文重点论述系统的设计要求,包括设计目标、技术框架和特色功能。结合某隧道 BOTDR监测工程开发的一套相应的监测数据管理系统,实现了工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化、监测信息的对比查询等功能,是一套集智能化分析与决策化管理为一体的多功能管理系统。

【关键词】BOTDRGIS分布式光纤传感器监测系统

1引言

光纤传感技术以其良好的耐久性、抗腐蚀、抗电磁干扰,适合于在恶劣环境中长期工作等优点受到越来越多的工程建设者和科研人员的重视[~3]。BOTDR(Brillouin Optic Time-Domain Reflectometer)布理渊光时域反射计,作为新型的分布式传感技术,逐渐得到工程界的认可。日本、加拿大、瑞士等国已成功地将该技术应用到水坝、桩基、边坡、堤岸等工程的监测中[~3]。我国自2001年由南京大学地球环境计算工程研究所率先从日本引进该技术以来,开展了大量的室内外实验研究,并成功地完成了多个工程项目,取得了一系列重要的研究成果[4-7]。

在具体应用中,BOTDR所提供的监测结果存在诸如直观表现差、数据配准和空间定位困难、综合管理功能弱等方面的缺陷,未经过系统培训的工程技术人员,很难读懂 BOTDR的监测结果,后期成果处理也非常繁琐。本文针对大型工程分布式光纤传感监测领域存在的数据分析与管理中存在的不足,提出了一套比较切合工程实际的解决方案,并结合具体工程实例设计和开发了一套应用系统。实践表明,该系统可以很好地实现对监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示以及监测信息的对比查询等功能。

2问题的提出

BOTDR的监测原理[1]

激光在光纤中传播时,光波与光声子相互作用即会产生布理渊散射光。当环境温度的变化量不大(T≤5°)时,布理渊光频率漂移量(vB)与光纤所受的应变量(ε)成正比,其关系式如下式所示:式中:υB(ε)表示光纤受到ε应变时的布理渊频率漂移量;υB(0)表示光纤不受应变时的布理渊频率漂移量; 为比例系数,约为;ε为光纤的实际应变量。

地质灾害调查与监测技术方法论文集

为了得到沿光纤分布的应变信息,只需测量沿光纤分布的布理渊频率漂移量的变化情况,沿光纤距离光源为Z长度的点可由下式求得:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:c为光速,n为光纤折射率,T为自激光发射与接收到布理渊散射光所经历的时间。

监测原理如图1所示。

图1BOTDR的应变监测原理图

BOTDR在结果表现上存在的问题

在实际工程应用中,根据工程实际情况的不同,可按照不同的黏着方式将传感光纤粘贴在所需监测结构(或材料)的表面,从而获得被粘贴结构(或材料的)沿光纤的径向应变分布信息。但 BOTDR所提供的监测结果存在以下几个方面的缺陷:

(1)海量数据的综合管理缺陷。BOTDR提供的监测数据是沿光纤径向的每一点的应变信息(点之间的间距和仪器的距离分解度相关),而这些点的应变信息是以数据点的形式给出的,造成原始数据繁多复杂。

(2)实际里程与监测结果的数据配准问题。分布式光纤传感器在实际铺设过程中,出于定位需要,经常预留一些冗余光纤,为了将所测得的应变量和实际的光纤里程对应起来,必须获得发生应变部位距离光纤光源的实际里程,而 BOTRD提供的监测里程是光纤的实际长度(包括冗余部分),并不是工程实际里程,也就是说监测结果与实际里程之间存在数据配准问题。

(3)监测结果的直观表现不佳。BOTDR原始监测系统并不提供阈值设定功能,即对于特定的工程而言,我们必须人为地设定阈值寻找应变异常信息。

(4)实测数据影响因子多。BDTOR监测结果是在诸如温度影响在内的多种因子的影响下测得的数据,未经处理的实测数据可信度差。

(5)缺乏面向最终用户的监测数据。BOTDR监测结果是未经配准和处理的纯文本文件,这些数据并不是面向最终用户,而是面向具有 BOTDR操作经验的科研人士,也就是说未经专业培训的工程技术人员很难读懂 BOTDR的原始成果。

3基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统设计

系统设计目标

针对上述所存在的问题,基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统应该遵循以下的总体设计目标:

(1)完成对所监测工程的日常健康诊断,分析工程安全性。以应变分析为核心,建立工程安全评价体系,完成对影响规划、管理、决策及科学研究的数据进行储存更新、查询检索、智能评价、统计分析、类比判别和制图制表等任务,提高工程管理质量和效率。

(2)利用BOTDR提供的数据,经系统处理后再配合工程实地调查数据,完成以工程质量为目标的各项监测工作。应用横向纵向两方面类比模式监测工程安全性,即利用不同光纤反馈回来的数据,以及同一根光纤不同时间测试的数据进行类比分析,得出工程可信的结果。

系统技术框架

结合目前GIS的发展趋势,并考虑工程实际的可操作性,系统应用ESRI公司提供的MapOb-jects组件,在Visual Basic 环境下开发了以组件式GIS为核心的管理系统,系统的技术框架如图2所示:

图2系统技术框架图

从图2的技术框架图中可以直观地看出,系统设计以各种不同用户的需求作为指导,并在开发中通过信息反馈不断更新和完善系统功能及工作模式。系统以基础地理及属性数据库为基础利用GIS的开发实现空间数据的提取,结合光纤监测数据库实现监测数据的配准以及可视化表示,以不断更新和完善的管理与决策数据库实现科学决策,构建集基础功能、智能分析、决策管理于一体的多功能系统。

系统的功能与特色

基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统基本实现了如图3所示功能。

从图3可以看出,该系统基本上可以解决工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示、监测结果的智能化分析,是一个以工程应用为目标,以监测结果为核心的多功能管理与智能化分析系统。

(1)图层控制:系统加载多个图层(ESRI的Shape文件、AutoCAD的DXF文件或图像文件JPG、BMP、GIF、TIF等)。在使用中用户可以通过图层控制图层是否可见、图元颜色、可视化范围、图层顺序等,以便于对特定图层进行浏览。

图3系统的功能与特色

(2)视图控制:系统提供图像的放大、缩小,全局显示、局部显示,漫游等基本功能。

(3)动态标注:系统实现了空间任意位置的动态跟踪标注。用户点击鼠标后可随时获得鼠标所在位置的属性信息。

(4)数据维护:用户可以选择两种不同方式查询、检索、更改数据,提供完善的从图到属性和从属性到图的数据查询、检索、更改方式。

(5)绘图功能:系统提供自助的绘图方式,用户可按照自己的想法和要求新建图层或者在原图上自行绘制图形,并根据程序提供的属性表为数据添加属性。

(6)元素选取:系统能够识别图中选取的元素,通过线、矩形、区域、多边形、圆来拾取物体,并显示拾取元素的属性数据。当选中特定位置的光纤时,光纤以闪烁3次来回应用户选中的光纤。

除上述功能之外,鉴于分布式光纤监测的工程特点,本系统还具备以下几个特色功能:

(1)数据分析:系统以绘制专题应变曲线图的方式提供数据分析功能。通过 BOTDR实测数据,绘制光纤应变曲线专题图,根据不同的阈值设置不同颜色的应变曲线图。

(2)数据配准:在实测数据与工程实际里程之间,根据实际工程光纤铺设的特征数据信息(光纤定位信息),系统提供一个精确的配准模块,误差小,应用性强。

(3)图例显示:系统提供独特的图例,便于工程管理。如,实际工程若铺设5根光纤,并且光纤铺设在不同墙面,采取二维示意图显示,可以绘制不同的图例显示,用以区别不同墙面铺设的不同光纤。

(4)对比查询:系统提供了由系统操作主界面至应变曲线绘制界面的对比查询方式,用户可选则从图到曲线或从曲线到图的两种方式进行结果查询,这样,工程监测的质量和效率就大大提高了。

4工程应用实例

工程概况

某隧道工程是一湖底隧道,全长约,其中湖底隧道长约,为双向六车道,三箱室结构形式,其中左右两个箱式为车行道,中间箱室为净宽3m的管廊与检修通道。隧道设计宽约32m,净空高度,设计车速为60km/h。

2002年7月,隧道项目指挥部经反复调研和论证后,决定采用BOTDR技术进行隧道整体变形监测。2002年11月~12月,项目组完成了传感光纤铺设,铺设情况如图4所示,并分阶段对隧道变形进行监测。2003年1月~4月,为施工监测阶段,2003年5月通车后至9月为常规监测阶段。施工监测阶段主要进行由于后期施工对隧道变形的影响以及隧道箱体接缝变形监测,监测频率为2天/次。常规监测阶段主要进行通车条件下隧道稳定性监测,监测频率3~5次/周。

图4某隧道光纤总体平面布置图

隧道工程监测数据管理的系统实现

数据准备

系统的基本数据包括施工区域图、隧道信息、光纤铺设信息、光纤监测数据等四大类。这四类数据既包含了空间信息数据又包含了属性数据,是构成系统数据结构的基础,又是系统数据分析和管理的前提。

(1)施工区域图。主要提供隧道基本信息与周边环境状况,用以确定施工地理信息、施工线路等,为绘制隧道二维示意图提供标准。

(2)隧道信息。主要提供隧道纵剖面、横剖面信息。横剖面信息用于了解光纤铺设里程和方位,纵剖面信息主要用于掌握具体施工操作面,为准确绘制隧道二维示意图做数据基础。

(3)光纤铺设信息。主要提供传感光纤铺设信息。拟铺设的5条传感光纤处在隧道南洞、北洞不同的墙面上,每条光纤的实际铺设长度与工程里程必有误差,通过在铺设过程中了解光纤定位信息,为数据配准模块提供数据基础。

(4)光纤监测数据。主要指 BOTDR实测应变数据,这些实测数据通过数据配准、阈值设定等系统转换处理后,将得到精确的隧道不同位置的应变信息。

系统工作流程

数据管理与分析是该系统的核心组成部分,是得到精确工程监测信息的重要组成部分。数据管理与分析主要靠以下流程来实现:

步骤一:数据准备

将BOTDR实测数据以*.txt文件存放到指定位置,以备数据处理调用。

步骤二:选择光纤

在5根铺设的光纤中,在主操作界面中点击所需监测光纤,即完成所需光纤的选择,点击所选光纤时,与之相对应的系列在后台被调入。

步骤三:选择系列

所谓系列,就是不同时间监测的不同光纤的应变信息和数据配准信息。选择系列操作包括调入监测数据,选择数据配准,设置隧道变形阈值等。

步骤四:应变分析

进行系列选择之后,选择绘制曲线,系统即在新窗口绘制出经数据配准的隧道整体应变分析图。

除上述主要数据管理与分析功能之外,系统还设置了分段管理与分析的功能,即通过对所需监测段进行设置起点、设置终点操作,进行局部数据的管理与分析。另外,系统还提供了由图到曲线(或曲线到图)的对比查询方式,选择图到曲线(或曲线到图)的菜单项之后,图和曲线完美地对应起来,并提供了阈值设定功能,做到自动预警,避免人为干扰。图5至图7显示了系统数据与管理功能的操作界面,其中,图5为数据分析界面,图6为选择系列界面,图7为隧道应变分析曲线界面。

图5数据分析界面图

图6选择系列界面

图7隧道应变分析曲线界面

5结语

综上所述,应用GIS管理分布式光纤监测工程可实现海量数据的高效管理。GIS以其独特的数据管理、查询、检索、分析模式成为工程管理的首选。它的海量数据分层管理、数据结果的可视化表现、实现双向查询、面向最终用户的特点更显示其理想的工程管理能力。具体的说,系统具有以下优点:

(1)系统改善了BOTDR原系统中海量数据的综合管理模式,结果显示更加清晰直观。

(2)系统设置了数据配准、阈值管理等模块,监测结果可直接应用,避免了人为判别的误差,提高了工作效率。

(3)系统采用可视化显示,面向最终用户,无须对具体工程监测人员进行系统培训。

(4)系统实现了工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示、监测信息的对比查询等功能,是一个集智能化分析与决策化管理为一体的多功能管理系统。

本系统以具体工程为实例,具有更加科学、高效、直观、方便等优点,并减少了BOTDR监测结果的后期人为干扰,使得测试结果更加客观、准确,有利于科学管理和提高效率。

参考文献

[1]Hiroshige Ohno,Hiroshi Naruse,et Applications of the BOTDR Optical Fiber Strain sensor[J].Optical Fiber Technology 7,2001:45~64

[2]Inaudi D, Casanova monitoring with long-gage interferometric Sensors[A].Proceedings Of The Society Of Photo-Optical Instrumentation Engineers(SPIE),3995[C].Bellingham,WA:Spie-Int Society Optical Engineering,2000:164~174

[3]Ohno H, Naruse H,Kurashima T,et of Brillouin Scattering-Based Distributed Optical Fiber Strain Sensor to Actual Concrete Piles[J].IEICE (4):945~951

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[8]Building Applicatins with MapObjects[M] System Research,Institute,

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光纤传输原理论文

光纤通信是运用光反射原理,把光的全反射限制在光纤内部,用光的信号取代传统通信方式中的电信号。但初期的光纤,光在其中传输时损耗很大。因此,要想用它来通信是不可能的。

1966年7月,英国标准电信研究所的英籍华人高锟博士和霍克哈姆就光纤传输的前景发表了具有重大历史意义的论文,论文分析了玻璃纤维损耗大的主要原因,大胆地预言,只要能设法降低玻璃纤维中的杂质,就有可能使光纤损耗从每千米1000分贝降低到每千米20分贝,从而有可能用于通信。这篇论文鼓舞了许多科学家为实现低损耗的光纤而努力。

1970年,美国康宁玻璃公司的卡普隆博士等三人,经过多次的试验,终于研制出传输损耗仅为每千米20分贝的光纤。这样低损耗的光纤,在当时是惊人的成就,使光纤通信有了实现的可能。

光电转换,光信号,转换为电信号认为定义光在某个特性下的意思,然后一一对应即可传输就像文字能表达意思,原因是,某个文字有它对应的含义问:为何光纤速度快?原理解析篇!答:一说到“光纤”,人们首先就会联想到与铜线传导电信号相比,其数据传输速度更快。这是为什么呢?下面就来介绍一下这方面的情况。光具有每秒可环绕地球7圈半的速度。也许有人认为这一点是光通信比使用铜线的电通信快的原因,其实完全错了。因为通信中所说的速度不是信号传输的快慢,而是传输数据的能力。仅从信号传输的速度来看,在铜线中传导的电信号与在光纤中传导的光信号并没有太大的差别。但在相同时间里,使用光纤通信的线路所传输的数据量远大于铜线,所以速度就快。在光纤通信中,发送方将电信号转换成了激光的闪烁(即激光信号)。要想在短时间内传输大量的信息,就要增加闪烁次数。也就是说,短时间内能够多大程度地使激光闪烁,将决定数据传输速度的高低。使用铜线传导电信号时原理也是如此。通过打开和关闭电信号,或反转正、负极性,来传输数据。能多大程度地更快地打开和关闭电信号、反转电极极性,将决定其数据传输速度。两者的不同就在于光纤打开和关闭信号的速度(即频率)极限远远高于铜线。这就是使用光纤能够进行高速通信的最主要的原因。使用铜线的通信不仅是电信号的打开和关闭,还通过各种方法提高传输速度。使用双绞线的千兆位以太网,通过详细地改变电压值,可一次传输5位信息,而不是打开和关闭的2位信息,而且还通过把4对双绞线组成一束实现了1Gbit/秒的传输速度。千兆位以太网的传输方式可以说作为电信号通信技术现今为止已经接近了极限。而光纤通信使用一根光纤就已经实现了相当于千兆位的1000倍的Tbit /秒级通信。而且,光纤通信速度目前远远没有达到极限。据美国贝尔实验室2001年6月公布的估算结果称,从理论上来讲在光纤通信中足以实现100Tbit/秒的传输速度。现有技术丝毫没有充分发挥光纤的潜力。与已经接近极限的电信号通信技术相比,光纤通信技术仍有巨大的发展空间。从电信号通信技术发展历程来看光纤通信技术的发展阶段,目前的光通信技术可以说只相当于十几年前1200bit/秒的调制解调器。

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光纤通信技术中的电力系统调度应用论文

【 摘要 】光纤通信的特点体现在可靠高效,在电力行业应用十分广泛,在继电保护、监控调度、自动化方面发挥着重要作用。本文就光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用作简要阐述。

【 关键词 】光纤通信技术;电力系统调度;应用

光纤技术应用于电力企业,对于企业管理水平发挥了巨大作用。与其它的技术相比,光纤通信具有独特的优越性。此种技术以光纤作为传输介质,利用光线进行信息传递。光纤通信技术的组成包括了以下部分,电端机,中继器,光缆,光湍机。此种技术在应用方面组网非常的灵活,可以是星型、网型,也可以是链型等。而电力调度自动化通常是应用环形网络,从而使其连接于计算机局域网络,达到数据共享目的。

1光纤通信

光纤通信是将光作为载波,光纤作为传输媒质,从而实现信息传输。光纤的组成包括了纤芯,包层,涂层。内芯在几微米到几十微米之间,比发丝还细。中间层将其称之为包层,纤芯完成信号的传输,包层与纤芯的折射率不同,将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用,涂层的作用在于保护光纤。光纤的通信原理是,将需要传输的信息在发送端变为电信号,之后将其调制到激光器发射的光束,光的强度会随着信号幅度变化而相应变化,并利用光纤发送。而在接收一端,光信号由检测器接收并且将其变为电信号,通过解调使其恢复到原来信号状态。光纤通信在技术方面的组成包括了信号发射,信号合波,信号放大与传输,信号接收,信号分离。

2光纤通信技术的特点

光纤通信技术的特点体现在以下方面,首先是具有较大的传输容量,传输带宽与调制方式是光纤通信技术具备传输容量的因素。光源具有调制特性,相比于电缆与铜线其通信容量要大许多,并且可以通过其它措施使信息在传递过程中损失程度最大限度的降低,从而避免信息容量导致的限制。光纤通信抗干扰能力比较强,光纤材料的主要成分是石英,此种材料具有良好的绝缘效果,因此使光纤具备了较好的抗干扰能力。石英材料自身的性能比较稳定,具有较强的抗腐蚀能力,并且绝缘效果好,能够抵抗雷电干扰与太阳黑子活动。人为电磁的干扰也能够得以削弱。在具体施工环节,光纤架设如果采用平行架设的方式,同时高压电线也采用平行架设的方式,就能够构成复合型光缆,从而为电力调度自动化工作开展提供支撑,电磁脉冲对通信造成影响就可以有效降低。保密性能较好,电波传输过程中,电磁波泄露情况是无可避免的,而电磁波泄露,就会使信号安全性降低,严重的时候信号可能被窃取。而利用光纤技术可以将信息限制于光线中,即使是出现泄露情况,光纤外包皮也能够将信号吸收,从而避免外界窃取信号。但是在实际施工过程中可能会存在同一条光缆包裹数量不等的光纤,而由于光纤外包皮的作用,彼此之间不会出现信息干扰问题。光缆传输产生的损耗较低,相比于现有的传输介质,光纤产生的损耗是最低的,因此在远距离传输时采用光纤更加的合理。随着社会经济的发展,人们对于信息传输要求也在提升,而信息传输距离在不断增大,由此会导致传输损耗增大,降损已经成为了信息传输过程一项非常重要的工作。

3光纤传输应用于电力调度自动化

电力系统组成包括了配电系统、输变电系统、发电厂等,而对于通信系统而言,信息传输的通畅性是确保系统能够有效运行的关键所在,因此光纤技术对电力系统的作用日益重要。光纤通信的组网方式非常的灵活,可以将其分为星型、树型、网状、环状等。考虑到电力调度自动化特点通常采用的是树形与环型结合,或者是单纯的环型网络,通过连接计算机实现数据共享。通信网络节点较多,为避免在工作过程中出现通信中断等故障,企业可以考虑双光纤环路自愈型网络,其中配置具备自动切换功能光纤收发器。一旦光纤通信出现了问题,切换器能够及时构成新的光纤路径,从而实现通信系统自愈,确保继电工作正常,电力调度工作能够正常进行。光纤通信技术应用于电力调度自动化,由于供电部门工作特殊,因此要求电网运行可靠,对于继电保护工作的要求也在日益提升。当电力系统出现问题的时候,工作人员需要及时准确的判定故障的位置及原因,并且快速解决问题,从而将系统故障产生的影响控制在一定范围内。对于调度侧的远程遥控而言,不能出现非正常的拒动现象,光纤通信的稳定性直接影响到电网运行的稳定性。光纤系统通信容量大,具有较强的抗干扰性,为电力调度工作正常开展提供了有力的支持。电力调度自动化建设既体现在信息自动化传输,同时也需要其它系统为其提供辅助,从而使调度自动化的工作目标得以达成。其它辅助系统包括了、视频监控、调度电话、五防系统等。光纤通信的作用在于使相关系统能够正常有效运行,因此光纤通信如果不参与系统建设,电力调度自动化工作的效果就会受到极大影响。

4光纤技术应用于电力调度自动化发展前景

随着我国社会经济的发展,光纤技术应用的范围也在逐渐增大,在电力系统中应用光纤技术是社会发展的趋势,通过智能化的方式进行信号传递,而金属电缆则被光纤取代从而成为信息传输的新媒介,并且以此形成了二次通信系统,而二次系统则会成为电力系统发展的趋势。数字化技术发展作为电力调度系统发展的基础,自动化系统需要实现信息传输数字化,对于光纤通信技术而言有一定的挑战性。光纤技术发展需要随着社会变化不断的变化,从而更好的适应社会发展需要,在应用于电力调度自动化系统中使其能够正常发展,对于其中运用的重要技术难点存在的'问题需要加大科研力度,从而使系统在应用的过程中持续完善。电力调度系统在发展过程中向着自动化与智能化的方向发展,从而使工作人员的劳动强度降低,同时工作安全性也得到了提升,调度自动化系统应用能够对现有的配电网络进一步优化,从而使电力网络供电可靠性与供电质量得到提升。作为一种性能稳定的通信传输介质,在电力调度系统中应用光纤,工作人员需要结合到电力企业自身的特点与光纤自身的特点,从而使组成电力调度各个部分能够有效运行,同时也确保电力通信能够更加有效与安全。随着我国电力通信技术的发展,光纤技术应用于电力通信系统也将会发挥更大的作用。

5结束语

电力调度工作向着自动化方向发展是电网发展的趋势,而自动化系统中,光纤通信优势十分的明显,抗干扰能力强、保密性好、低损耗、较大的通信容量等,能够提升电力工作效率水平。而从另一方面来看,电力企业规模扩大,新的技术应用于电网运行,光纤技术应用于电力企业也会面临着来自某些方面的挑战,需要工作人员在技术应用的过程中持续的优化。

参考文献

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