新型功能论文十篇

新型功能论文 篇1

1:输液杆内管2:固定螺丝3:输液杆外管4:便盆5:挂钩6:培护床7:床腿平衡螺丝8:病床桌9:平衡块

⑴增加大便口。在病床中间即病人臀部的部位开一活口,内置挡板。挡板一侧用合页和床体固定,且和床板齐平;另一侧用插销锁住。口下放一活动抽屉,内置便盆。使用时打开插销,挡板利用自身重量自然打开,患者可以很容易的进行大小便。结束后,从底下拉出抽屉,很方便的可即刻清理掉。像日常陪护人员一个人上床拖起患者胳膊,另一个人往身底下放便盆的情况不复存在。减轻了患者的痛苦,降低了陪护人员的工作强度,也避免了在病房里有不同男女的尴尬局面。同时异味也减轻了很多。

⑵增加陪护床,用于陪护人员的临时休息。陪护床位于病床板下方,其宽度略小于病床床板。病床下端两侧焊有导轨,用于内置滑轮,滑轮和床框连于一体。床框采用不锈钢管焊接,床板根据情况可采用不锈钢板或木板,同样采用推拉式。床框外侧边缘的两条腿上置上下一定范围可调的平衡螺丝,螺丝顶端套胶帽。晚上使用时拉出床板,调节腿上的平衡螺丝使其顶端可靠接触地面,用以增强稳定性。白天不用时,可方便地将床板推进去即可,并辅以碰珠进行定位。

⑶输液杆采用两段相互嵌套的不锈钢管,内管上下可调并能用螺丝固定,上端置输液架。将四根输液管外管与患者床头四周垂直焊接牢固,目的是根据病人情况或临床需要可随时更换输液部位。使用时可方便地把内管插入待需要的输液部位并调整到合适高度,拧紧固定螺丝,不用时收回即可。由于和病床成为一体,经试验这种效果要远比单独输液架稳定得多,特别是不容易被人无意碰倒。

⑷在病床两内侧边缘靠患者臀部位置且伸手可方便触及的地方分别焊一挂钩,并在床沿外侧辅以明显标示,用于挂患者尿袋等杂物,这样有利于患者在床面上小范围的动动身体或侧侧身等活动,以防压破平时置于床面上的尿袋等杂物,减轻患者的痛苦,同时也保证了床面的清洁。

⑸增加病床桌。此桌平时主要放置饭盆、脸盆、报刊等小的轻便的杂物,主要是为了满足患者的平时取阅、吃饭、洗漱等基本生活需要的方便。目的是使患者有一个愉悦的心情,配合医护人员在最短的治疗时间内得到最快的康复。桌子的水平面和高度根据病人的实际需求在一定范围内可倾斜并且能上下调整,四角下设四个可固定的脚轮,使用时可以很方便地推过来即可。

对病床做以上几个方面改进后的产品为“医院用新型多功能病床”,该产品获国家实用新型专利,专利号为:201020122663.8。从上面的介绍可以看出:改动不需要太复杂的技术和工艺,蕴含的科技含量不高,所需原材料成本也很低,市面上均可买到,甚至在医院内部通过后勤人员即可自行解决。虽然是很小的改动,但确实使病房环境变得舒适,更加美观简洁。既改善了住院环境,又提高了医院的品味和服务质量,更方便了患者及其家属,体现了医院对患者及其家属无微不至的人性化的关怀,对县级基层医院很适用。

参考文献

[1]郭晓霞,郑黎明,魏景莉,等.可移动翻转式多功能床上桌[J].中国护理杂志,2007(7):33.

[2]訾鹏.减少患者陷夹的医院病床设计指南[J].中华医学信息导报,2006(7):4.

[3]徐廷胜,高琛.医院病床管理探讨[J].医疗装备,2006(1):51.

[4]梁燕娜,邝玉爱,梁桂珍,等.轻便型多功能床上洗头车的研制与应用[J].国际医药卫生导报,2005(6):112.

[5]沈晓军,张晓玉.我国康复辅具发展概况[J].中国医疗设备,2009,24(12):1-4.

新型功能论文 篇2

为满足客户的需求,并减少养殖场内所需拖拉机的数量,法国库恩公司独创了吹草机与立式饲料搅拌车相结合,形成一款多功能的饲料搅拌车。

该款多功能饲料搅拌车,能适合任何形状的草捆。

1. 工作原理

当卸料口开启时,料箱内草捆分离器开始自动工作,它的工作速度自动地与前方传送带的速度相匹配,将饲料搅拌车料箱内的草料输送至传送带,避免搅龙过度切碎。

PVC传送带位于料箱和吹草机之间,可以将草料从料箱输送至风机。草料喷洒的速度可以通过电子控制器改变PVC传送带的传送速度来实现。

直径约1 540 mm的大风机,与PRIMOR家族的草料吹送机类似,可以向右喷洒18 m,在饲喂通道就可轻松完成垫床作业。风机由可分离的胶带驱动(POLY-DRIVE誖专利技术),保证足够的动力和可靠性。对于通道狭窄的畜舍,EUROMIX PLUS可以安装一个300°旋转喷洒装置作为选装件。

目前,法国库恩公司生产的多功能饲料搅拌车有4款机型:13、23、25和27 m3。

多功能饲料搅拌车,除了新增的吹草机的功能外,原有饲料搅拌车的功能得到了加强。

2. 装料精准的称重装置

与所有库恩的饲料搅拌车相同,多功能饲料搅拌车EUROMIX PLUS的系列产品都配有基本型的称重装置。一款新增的选装称重装置:库恩T.75称重装置,可以编制80个配方,每个配方可以有15种不同的成分。因此,用户根据不同的分群(干奶牛、犊牛、泌乳牛、育成牛……)编制不同的饲料配方。饲料配方按每头牲畜进行编程,装料前,只需输入该群牲畜的数量,T.75称重装置的显示屏就会自动计算、显示每种成分的总量。

3. 抗溢出顶板

多功能饲料搅拌车适合任何形状的料草,每一款机器的顶部都配有一个抗溢出顶板,它与料箱扩容装置合成为一体,不增加整机的外形高度。即使装入整捆圆草捆,也能起到很好的抗溢出作用。

4. 料箱侧壁专门设计

料箱侧壁具有连续折弯的棱角,可以有效帮助切割。饲料动时受料箱壁的阻碍,使搅龙上刀片的切割作用更有效。此外,该折弯的棱角可以使机器更加坚固。

新型功能论文 篇3

如果你在睡眼朦胧之际，猛然发现床边放置着一个定时炸弹，会不会被吓得睡意全无呢?影视剧里常见的拆除炸弹的情节，就这样被这台“定时炸弹”闹钟搬到了使用者的卧室里。

该闹钟的外型非常独特，乍看上去就像真正的定时炸弹一样。从闹钟的上方冒出3条不同颜色的电线，看起来就像炸弹的引爆线。使用者在事先设置好闹铃时间后，一到那个钟点，闹钟就会发出如炸弹定时装置般响亮而有力的“滴滴”声。使用者被这种倒计时装置的声音闹醒后，必须从3条颜色分别为红、黄、蓝的引爆线路中，选出正确的炸弹拆除线，并将其拔出。只有这样，“定时炸弹”才会被拆除。当然，炸弹闹钟是不会永远这样倒计时下去的。如果“定时炸弹”没有在规定时间内被拆除的话，你还是尽快把耳朵捂住比较好。因为一到“爆炸”时间，这台闹钟会发出一阵巨大无比的爆炸声。使用者在被吓了一大跳的同时，估计其残存的睡意也就被完全驱散了吧。

“手榴弹”闹钟

顾名思义，这台闹钟的外型就和手榴弹一模一样。不过，它还有一个别名，叫“一投就停闹钟”。也就是说，该闹钟的关闭方法也和“对付”手榴弹相同，即把它“结结实实”地投到墙壁或地板上。

据悉，该闹钟的铃声特别响亮，有“震耳欲聋”的效果。即使是惯于睡懒觉的使用者，也不可能“忽视”如此巨大的声响。而只有当使用者使出全力，将闹钟奋力一投后，闹铃才会停止“喊叫”。此类投掷闹钟的外型除了手榴弹外，还有仿制棒球和足球外型的“球类闹钟”，很适合热爱运动的人士使用。由于种类繁多，使用者可根据自己的爱好，挑选喜爱“投掷”的闹钟，从而在每天早上精神百倍地“奋力一投”!

“螺旋桨”闹钟

该闹钟的顶部装有一个小小的螺旋桨。在闹铃发出声响的同时，闹钟顶部的螺旋桨也会突然向上飞起，并摔落在某处。如果使用者不能及时将螺旋桨找到，并且准确地放回原位的话，闹铃就会一直响个不停，让“懒虫”们“不得安宁”。与此同时，该螺旋桨闹钟的钟面上附有照明装置。使用者即使身处黑暗中，也同样能确认时刻。

“储蓄罐”闹钟

该闹钟的“工作方法”有点像“守财奴”。闹铃响起时，使用者只有靠一种办法才能让铃声停止，就是往闹钟里放硬币。因此，使用者在晚上睡觉前，一定要准备好几枚硬币。否则到了第二天早上，就只能睡眼惺忪地到处找钱了。

可更换铃声的闹钟

如果你嫌自家闹钟的铃声不够悦耳，并希望每天早晨能在自己喜爱的音乐声中醒来的活，这款可更换铃声的闹钟也许会适合你。使用者可以将保存在手机里的音乐传输到该闹钟的内存中。闹钟的铃声可以常换常新，其音量也可根据使用者的喜好进行调节。不过，闹铃音量的大小最终还是被限制在一定的范围内，毕竟“用大音量把使用者闹醒”，才是该闹钟的“本职工作”。

满屋跑的闹钟

新型功能材料 篇4

摘要:本文概述了先进功能陶瓷材料的基本分类和优良性能,并对研究现状做了陈述和对未来先进功能陶瓷材料的发展做了展望.关键词: 先进功能陶瓷材料；分类；优良性能；发展概况；展望

Advanced ceramic materials

Abstract: This paper provides an overview of advanced ceramic materials the basic classification and excellent performance, and the research situation on the statement and the future of advanced ceramic materials is prospected.Key words: advanced ceramic materials;classification;excellent performance;development situation;Prospect

1.功能陶瓷材料的简要介绍

功能陶瓷材料对电、磁、光、热、化学、生物等现象或物理量有很强反应，或能使上述某些现象或量值发生相互转化的一种陶瓷材料。功能陶瓷是一类颇具灵性的材料，它们或能感知光线，或能区分气味，或能储存信息……因此，说它们多才多能一点都不过分【1-3】．它们在电、磁、声、光、热等方面具备的许多优异性能令其他材料难以企及，有的功能陶瓷材料还是一材多能呢！而这些性质的实现往往取决于其内部的电子状态或原子核结构，又称电子陶瓷。已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用。

超导陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美国科学家发现钇钡铜氧陶瓷在98K时具有超导性能，为超导材料的实用化开辟了道路，成为人类超导研究历程的重要里程碑【2】。压电陶瓷在力的作用下表面就会带电，反之若给它通电它就会发生机械变形。电容器陶瓷能储存大量的电能，目前全世界每年生产的陶瓷电容器达百亿支，在计算机中完成记忆功能。而敏感陶瓷的电性能随湿、热、光、力等外界条件的变化而产生敏感效应：热敏陶瓷可感知微小的湿度变化，用于测温、控温；而气敏陶瓷制成的气敏元件能对易燃、易爆、有毒、有害气体进行监测、控制、报警和空气调节；而用光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制，进行自动送料、自动曝光、和自动记数。磁性陶瓷是部分重要的信息记录材料。还有半导体陶瓷、绝缘陶瓷、介电陶瓷、发光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推进剂陶瓷、太阳能光转换陶瓷、贮能陶瓷、陶瓷固体电池、阻尼陶瓷、生物技术陶瓷、催化陶瓷、特种功能薄膜等，在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用【3】。

2.先进功能陶瓷材料的发展

先进功能陶瓷是包括具有电，礠，光，声，热，力学等不同性能极其交叉偶合效应的压电，磁电，热电，光电等能量互换的功能材料，主要分类有电子陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，光电陶瓷，生物陶瓷，快离子导体和高温超导陶瓷材料等【4】。目前，残叶规模最大的功能陶瓷是新型元期间用的信息功能陶瓷或电子陶瓷，约占60%-80%的份额，主要包括：电介质陶瓷（电绝缘陶瓷和电容器陶瓷），铁电陶瓷，压电陶瓷，微博陶瓷，半导体敏感陶瓷和磁性陶瓷等。

3.先进功能陶瓷材料的基本分类

3.1压电陶瓷

主要是以锆钛酸铅为主，应用于超声换能器，压电谐振器，滤波器，微位移器和压电驱动器等【4-5】。近年来，作为环境友好性材料，无铅压电陶瓷的研发和应用的到普遍重视。3.2电容器陶瓷

陶瓷电容器是电子技术中使用量醉倒的电容器，其成分主要有金红石，钛酸钡等。其结构有圆片式高压陶瓷，晶界层电容器和多层陶瓷电容器【5】。3.3 装置陶瓷

主要包括用于电子技术，微电子技术和光电子技术中，起绝缘作用的高压电瓷，陶瓷理念，基片及多层陶瓷封装材料等，有滑石瓷，莫来石，刚玉磁等【6】。随着高温和低温供热陶瓷技术的快速发展，陶瓷和玻璃陶瓷基板材料的需求昨年增加。3.4微波介质陶瓷

主要为钛酸盐，锌酸盐基的陶瓷和玻璃陶瓷。是一种高频，低能耗，温度稳定型电介质材料，已经广泛应用于滤波器，移相器，微波电容等现代微波通讯的关键材料。

3.5 半导体陶瓷

主要组成有钛酸钡，钛酸镁等，主要用于热敏，电敏，光敏，气敏等敏感元件和传感器中【7】。

3.6 磁性陶瓷

是制造各种磁性与电感器件的基础材料，包括软磁铁氧体，永磁材料以及纳米微晶软磁合金等，其中主要是锰锌铁氧体，镍锌铁氧体等。3.7 压电晶体

应用于以声表面波器件为主的各类高频器件，主要有石英晶体，四硼酸锂和新型雅典单晶等【8】。另外，驰豫型贴点压电单晶陶瓷等，已经在医用超声成像方面取得突破性进展和应用。3.8功能陶瓷薄膜

随着集成铁电学的深入研究，铁电陶瓷薄膜与微电子工艺的兼容，利用其贴典型，美国已成功研制了非挥发性铁电随机存储器，并且已批量生产。微小型话和集成化的不断发展，才来与器件的融合，分立和集成器件的界限越来越模糊，这使得传统的材料分类变得困难【8-10】。

3.9其他功能陶瓷

除了上述得到广泛应用的功能陶瓷外，还有很多很有发展潜能和应用前景的陶瓷材料，例如远红外陶瓷，压电复合材料，磁电复合材料，透明导电材料，快粒子导体陶瓷，生物医用陶瓷，高温超导陶瓷以及核反应堆陶瓷等【9】。

4.先进功能陶瓷材料的应用领域

高性能先进功能陶瓷材料具有电、光、磁、半导、化学等多方面的功能特性，从而在广泛的应用领域中占有重要地位，并有广阔的开拓前景。

（1）电学、电子功能材料 该领域中有各种类型的材料，例如：绝缘材料、压电材料、半导体材料、离子传导材料等，现将典型的材料列举如下：氧化铝、钛酸钡、钛锆酸铅、氧化锌系陶瓷等。

（2）磁学功能材料 铁氧体就是在这种功能的材料，铁氧体有软质和硬质之分。在软质铁氧体中，有尖晶石型和石榴石型；在硬质铁氧体中，有磁铅酸盐型【11】。

（3）光学功能材料 透光陶瓷有氧化铝、氧化镁、氧化钇；透光压电陶瓷（光电陶瓷）已知有PLZT【12】。

（4）化学功能材料 这一领域的材料中，作为敏感元件的有：气敏元件、湿敏元件和催化剂；作为氧化物有的：氧化锡、氧化锌、复合氧化物等，应用很广。（5）热功能材料 作为红外线辐射材料的有氧化锆、氧化钛。可用作热源。（6）生物体功能材料 应用在人工牙齿、人工骨、人工关节等等。以下是几种常用的先进功能陶瓷的大概分类和应用领域：

（一）电性陶瓷——可分别归纳为几大类

1．介质材料。许多陶瓷材料具有高的介电常数，称为介质材料。按其结构与性能，可分为以下几类。

（1）绝缘陶瓷。其典型代表有al2o3、aln及beo等。al2o3陶瓷已广泛用作半导体集成电路的基片与高性能的封装材料。aln具有更高的导热系数，有利于在日益增长集成度条件下热量的散失，是继al2o3之后，下一代的基片材料。beo同样具有高的导热系数，但由于铍的毒性，而且价格昂贵，限制了它的应用。

（2）铁电陶瓷。这是一大类功能陶瓷，具有铁电性，以ba-tio3、srtio3等为代表，有宽广的应用性，其中电容性陶瓷的产量及销售额占有最大的比重。

（3）压电陶瓷。铁电陶瓷经过极化处理，在大多数情况下可使其电畴转向、排列，从而具有压电性，以钛酸钡、锆钛酸铅等为其主要代表。用它们制成的器件，在水声、电声、超声、滤波、引燃、引爆等方面，有甚为广泛的应用【13】。最近，微位移器的发展，压电陶瓷及电致伸缩陶瓷发挥了很大作用。著名的huber望远镜在外层空间的位置的微小而精确的调整，就是用这种微位移器实现的。2．半导陶瓷——不少类无机物质具有半导性，被利用为在不同环境下的敏感材料，发展成为传感器。

（1）湿敏材料、器件。

（2）温度敏感材料与器件——典型的有被广泛使用的ptc、ntc器件。

（3）气氛敏感材料与器件。

（4）变阻器（varister）——sic、zno等。吸收高电压、脉冲电流，作为避雷器等。

3．离子导体。其中以掺杂cao或y2o3的四方稳定zro2作为氧离子导体，以及β”al2o3和nasicon作为钠离子导体最有代表性。前者作为在各种环境下，包括高温窑炉、烟道气、汽车尾气和钢水中测定氧的浓度等，已发展成相应的器件，获得广泛的应用。在近年来发展中的氧化物燃料电池（sofc），氧离子导体是整个系统中构成传导氧离子的电介质部件，起到核心的作用。而钠离子导体材料则是多年来引起材料界与电化学界重视的钠-硫电池的关键材料。

（二）磁性陶瓷

1．软磁材料。以铁氧体为代表的软磁材料，人们经过多年的工作，开发了几代材料，为磁记录介质的应用与发展做出贡献。它的优点之一，是更适于在高频下使用。

2．硬磁材料。另外一大类铁氧体陶瓷构成铁磁体材料，也适用于高频，同样获得广泛的应用。

（三）光性陶瓷

陶瓷材料做到透明，从而可利用其光性，是陶瓷材料制备科学的一大进步。其关键是要在烧结致密化过程中，排除其中几乎所有的闭口气孔。否则，由于存在着许多与可见光波长相似的气孔，射入光因强烈的散射作用，不能透过，使陶瓷材料失透。

1．透明氧化铝。一般al2o3陶瓷是不透明的，利用其耐高温、高硬度、耐磨损，高强度以及电绝缘等特性。但当人们掌握了在制备al2o3陶瓷时，排除其中的全部气孔，即成为透明氧化铝。现在的水平，已可制出透过95％可见光的管子，用做高压钠蒸气灯。在灯管内，温度可达1400℃，同时钠蒸气有强烈的腐蚀作用，透明氧化铝成为理想的灯管材料，现已是一巨大的产业。

2．透明mgo、zns等。是红外及特殊的窗口材料。在工业、高温实验室及国防上均有重要应用【13】。

3．透明掺镧的锆钛酸铅（plzt）陶瓷，是一种有广泛应用价值的功能陶瓷。由于可制备得到透明的材料，在光阀、光调制、光存储、显示等领域获得应用，成为光信息处理技术中的重要材料和器件。

（四）化学陶瓷即利用其化学及电化学性能的一类材料。

1．气敏材料与器件，如zno、fe2o3、sno2等。已用于气氛检测器、漏气报警及自动换气风扇等。

2．催化剂载体及催化剂——沸石、氧化铝、尖晶石以及相应的纳米材料是很好或已获得广泛应用的催化剂载体，有些经过修饰就具有很好的催化剂功能。

3．电极材料。用于诸多的电解工业，主要是碳化物、硼化物等。

（五）热性陶瓷

主要利用陶瓷，特别是涂层材料在适当的高温下具有高效率的红外辐射特性。例如以 zro2及 tio2为基的涂层，在食品、化工、医药等许多行业中获得应用。

5.先进功能陶瓷材料的发展现状

先进功能陶瓷材料已经发展成为多晶体，单晶，薄膜，多层膜，复合材料等多种材料形态的大家族，功能效应的多样性，成分和结构的复杂性和应用的广泛性，使得先进功能陶瓷材料科学发展成为一门新兴的的交叉学科，设计固体物理，晶体化学，固体力学，电子器件与信息工程科学等多学科领域【14】，具有丰富的科学内涵，目前，先进功能陶瓷已经成为新一代电子元器件残叶的关键材料，是促进信息技术重大创新的源泉和先导，是技术创新和高科技发展十分活跃的研究领域，其地位仅次于集成电路，是当今世界竞争最激烈，发展最迅速的基础性和战略性的产业。同时也是衡量一个国家综合实力和国际竞争力的重要标志之一。先进功能陶瓷以每年15%的高速度增长，大约五年年产量增加一倍，信息功能陶瓷材料及其制品的用量逐年增加，因此先进功能陶瓷材料对电子信息产业及集成电路产业发展有着非常重要的作用【15】。

6.先进功能陶瓷材料的发展前景和展望

功能陶瓷的不断开发．对科学技术的发展起了巨大促进作用．功能陶瓷的应用领域也随之更为广泛．目前主要用于电、磁、光、声、热和化学等信息的检羽、转换、传输、处理和存储等，并已在电子信息、集成电路、计算机、能源工程、超声换能人工智能、生物工程等众多近代科技领域显示出广阔的应用前景。根据功能陶瓷组成结构的易词性和可控性，可以制备超高绝缘性、绝缘性、半导 性、导电性和超导电性陶瓷；根据能量转换和耦合特性，可以制备压电、光电、热电、磁电和铁电等陶瓷；根据其对外场条件的敏感效应，可制备热敏气敏、湿敏、压敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷【16】。高温超导氧化物陶瓷的发现，能陶瓷的研究形成了全球性的热点，高温超导陶瓷的研究开发，为未来的技术革命带来新的曙光。本世纪90年代开始的纳米功能陶瓷的研究，表明人们已开始深入到介于宏观与原子尺度的纳米层次来研究功能陶瓷的性能与结构，以期进一步开拓功能陶新的应用领域无论从应用的广度。还是市场占有率来看，在当前及以后相当一段时间内。功能陶瓷在现代陶瓷中仍将占据主导地位。因此，功能陶瓷今后在性能方面会向着高教能、高可靠性、低损耗、多功能、超高功能以及智能化方向发展【17】。在设备技术方面向着多层、多相乃至超微细结构的调控与复合、低温活化烧结、立体布线、超细超纯、薄膜技术等方向发展，在材料及应用的主要研究方向应包括智能化敏感陶瓷及其传感器；具有高转换率、高可靠性、低损耗、大功率的压电陶瓷及其换能器；超高速大容量超导计算机用光纤陶瓷材料；多层封装立体布线用的高导热低介电常数陶瓷基板材料；量大面广、低烧、高比容、用定性的多层陶瓷电容器材料等。现代工业技术的快速提高，极大地促进了陶瓷工业的发展 陶瓷产品的应用也日益扩大，因此我们可以相信现代陶瓷必将给我们的生活带来巨大的变化，渗透到我们生活的各个方面。参考文献： 【1】 张金升张银燕编著.陶瓷材料显微结构与性能.北京:化学工业出版社2007 【2】 张玉龙, 马建平编著.实用陶瓷材料手册.北京: 化学工业出版社2006 【3】 李荣久编编著.陶瓷金属复合材料.北京: 冶金工业出版社2006

【4】 潘金生, 仝健民, 田民波.材料科学基础[ M].北京:清华大学出版社.1998.【5】 金宗哲等.复相陶瓷增强颗粒尺寸效应[ J].硅酸盐学报, 1995, 23(6): 610.【6】 穆柏春.陶瓷材料的强韧化[M].北京: 冶金工业出版社.2002.【7】黄 勇.晶须补强陶瓷基复合材料界面研究进展[ J].硅酸盐学报, 1996, 24: 453.【8】 张俊善.材料强度学[M].哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社.2004.【9】 Evans A G.Perspective on the development of high-toughness ceramics [ J].J Am Ceram Soc, 2005, 75(3):187.【10】Upadhya K, Yang J M ,Hoffmann W P.Materials for ult ra2high temperature st ructural applications[J ].Am Ceram SocBull ,1997 ,76(12):51

【11】 Bronson A , Ma Y T , Mut so R.Compatibility of ref ractorymetal boride/ oxide composites at ult ra2high temperatures[J ].J Elect rochem Soc ,1992 ,139(11):3183 【12】 Fahrenholtz W G, Hilmas G E.Ref ractory diborides of zir2conium and hafnium[J ].J Am Ceram Soc ,2007 ,90 :1347

【13】 吕春燕, 顾华志,汪厚植.ZrB2 系陶瓷材料的研究进展[J ].材料导报,2003 ,17(9):246 【14】 Fahrenholtz W G.The ZrB2 volatility diagram[J ].J Am Ce2ram Soc ,2005 ,88 :3509

【15】程秀梅.含碳耐火材料中添加ZrB2 的性状和效果[J ].国外耐火材料,1994 ,11 :52

新型多功能复合消毒设备的研制 篇5

关键词：消毒,设备,污染物,低温等离子体,臭氧

0 引言

据报道, 美国每年有1 500万例次由于内镜清洗消毒不当而引起的医院感染, 其主要感染病菌是绿脓杆菌、结核分枝杆菌和乙型肝炎病毒。因此, 如何通过物理和化学的方法将污染在腔道型设备内的有机物、无机物和微生物清除到安全水平, 对保证灭菌成功和控制交叉感染具有重要意义[1,2,3]。

1 杀菌技术概述

1.1 传统热杀菌技术

传统的加热杀菌是一种有效的杀菌方法, 能够杀死各种微生物, 而且杀菌程度可以准确控制。热杀菌方法虽然应用广泛, 但该方法所需的高温容易导致热敏性成分分解和挥发性成分散失, 而且能耗也较高, 易损伤精密医疗仪器, 会破坏设备的非金属性腔道部件[4,5]。

1.2 非热杀菌技术

(1) 紫外线。可以杀灭各种微生物, 包括细菌繁殖体、芽孢、分枝杆菌、病毒、真菌、立克次氏体和支原体等, 具有广谱性。其杀菌原理是通过紫外线对细菌、病毒等微生物的照射, 以破坏其机体内去氧核糖核酸 (DNA) 的结构, 使其立即死亡或丧失繁殖能力。DNA对波长254 nm的紫外线吸收最强。紫外线光衰较大, 寿命不长;杀菌效果与其照射强度和总的照射量有关。紫外线只能沿直线传播, 辐射能量低, 穿透力弱, 仅能杀灭直接照射到的微生物。由于紫外线辐射对人体具有伤害性, 因此绝对不允许泄漏。

(2) 环氧乙烷。广谱灭菌剂, 灭菌机理主要是其与细菌中分子相结合破坏菌体的细胞代谢。具有无死角、穿透力较强的优点, 缺点是易燃易爆、有毒、有残留。

(3) 臭氧。是一种广谱杀菌剂, 臭氧在空间扩散时, 能迅速渗透到杂菌菌体和微生物的细胞壁, 使其蛋白变性, 破坏酶系统, 终止代谢过程杀灭细菌。目前, 臭氧在各行各业中应用最为广泛。消毒环境温度越高、湿度越小, 臭氧越容易还原成氧气, 消毒效果越差;精密的小型医疗器械不能用臭氧消毒, 极易腐蚀;臭氧的穿透力弱, 对物体纵深处细菌杀灭能力低。

(4) 过氧化氢。作用于微生物的机理与臭氧类似。一是氧化性使分子或原子电离, 从而破坏细胞壁上脂链改变细胞壁通透性引起细胞死亡;二是过氧化氢进入菌体可与核酸中金属离子反应, 产生毒性羟基, 作用于DNA的磷酸二酯键使其断裂, 并对DNA的4种碱基成分具有破坏作用。温度、湿度、有机物对过氧化氢的消毒效果都有影响。

(5) 低温等离子体灭菌技术。该技术是近年来消毒灭菌领域的一种新的物理灭菌技术。低温等离子特别适用于非耐热和对湿热敏感的物品的灭菌。但是, 低温等离子也有其局限性, 以下物品不宜使用低温等离子灭菌: (1) 一次性使用器械和物品; (2) 液体或粉剂; (3) 木质器械; (4) 棉织物; (5) 纱布; (6) 不完全干燥的物品。

综上所述, 由于不同的传染病病原体对各种消毒灭菌因子的耐受性并不相同 (见表1) , 一般消毒设备只针对某种器械或材料表面进行洗消, 消毒灭菌装备功能单一, 并且结构复杂、故障率高, 环境适应性差, 单一消毒因子很难实现腔道型设备的洗消[6,7]。

为了改进传统消毒灭菌装备的缺陷, 通过环境参数闭环智能控制, 研发了一体化消毒舱分时复用技术, 并综合利用低温等离子、臭氧及过氧化氢等多种消毒方式, 研发新型复合式消毒灭菌系统, 以增强仪器的灭菌效果, 扩大消毒灭菌范围。

2 系统原理及结构

2.1 系统原理

系统包括“臭氧”、“低温等离子复合过氧化氢”2种消毒模式, 智能化控制整个消毒过程, 原理如下:

(1) 臭氧消毒模式。系统自动降温、加湿, 通过氧气源和高压发生系统产生高浓度臭氧, 在舱内可以实时监测温度、湿度和臭氧浓度。

(2) 低温等离子复合过氧化氢消毒模式。系统首先加热、抽真空, 注入过氧化氢灭菌介质, 在低压、低温 (50℃) 环境下, 其气态分子在真空状态中被特定电磁波激发电离, 形成低温等离子体, 并使等离子体均匀作用于器械, 瞬间高速击穿、蚀刻、氧化器械表面附着的微生物中的蛋白质和核酸物质, 使其灭活达到灭菌目的。灭菌完成后, 过氧化氢等离子体最终复合成少量水蒸气, 无有害物质残留, 对医护人员无损害、无污染[8,9,10]。复合消毒灭菌系统设计流程如图1所示。

2.2 系统结构

系统硬件部分包括机架、舱体和氧源 (如图2所示) , 舱体顶部设有温度、臭氧浓度和湿度传感器, 用于实时检测舱体内部的温度、臭氧浓度和湿度。舱体底部设有气压传感器, 用于实时检测舱体内部的压力状况。超声加湿器经电磁阀通向舱体内, 主要用于加湿舱体内部的气体, 使舱体的湿度达到预定的要求。氧气源通过臭氧发生器经电磁阀通向舱体, 向舱体内部弥散臭氧, 达到臭氧消毒的目的。舱体外侧设有加热元件, 主要在过氧化氢消毒前对舱体进行加热, 使舱体温度达到过氧化氢激发等离子体的温度要求。蠕动泵一端连通过氧化氢, 另一端经电磁阀通入舱体, 向舱体内部弥散过氧化氢。舱体内壁两侧对置装有高压电极板, 主要在舱体内部产生高压, 激发产生过氧化氢等离子体。真空泵经电磁阀与舱体相连 (如图3所示) , 其主要作用是对舱体内部抽真空, 使之达到过氧化氢等离子体产生的近真空环境。

1.超声加湿器;2.H2O2蠕动泵;3.电磁阀;4.湿度传感器;5.O3浓度传感器;6.温度传感器;7.电磁阀;8.电磁阀;9.臭氧发生器;10.氧气瓶;11.高压电极板;12.气压传感器;13.真空泵;14.电磁阀;15.舱体

与现有技术相比, 该系统综合臭氧、过氧化氢和低温等离子等3种方式 (临床上对医用物品常用的3种洗消方法) , 采用可选择的2种消毒模式, 消毒过程智能化控制, 自动化程度高, 使用方便。

3 洗消效果验证

3.1 臭氧消毒方式

采用筛孔式采样器采样, 采样时间10 min, 采样器置舱中央。分别于消毒前, 消毒10、20、30min后采样。采菌后的平板放入37℃温箱中培养48 h。验证实验结果表明, 舱内臭氧消毒30 min, 即可达到要求 (见表2) 。

消毒舱开机1 h后关机, 采用ZX-01型紫外吸收式臭氧分析仪记录臭氧残余浓度, 重复3次实验。实验结果证实, 关机10 min后, 系统洗消后的臭氧残余量可完全消除 (见表3) 。

3.2 过氧化氢低温等离子体消毒方式

3.2.1 细菌实验

把消毒样本置于消毒舱中采用过氧化氢低温等离子体杀菌30 min, 在培养基上采样, 对照样本和消毒样本, 在恒温箱中培养24 h, 通过检验大肠杆菌和金黄色葡萄球菌以及酵母菌菌落情况, 验证不同作用时间的灭菌效果。结果证实, 开机40 min后, 过氧化氢等离子体杀菌效果显著 (如图4所示) 。

3.2.2 芽孢实验

细菌芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体, 在抗热、抗化学药物和抗辐射等方面十分突出。因此, 能否消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。菌种选用嗜热脂肪杆菌芽孢 (ATCC7953) , 以不锈钢丝 (长40 mm、直径0.5 mm) 为载体。培养基为0.1%的Na2S2O3溴甲酚紫蛋白胨水, 选用不锈钢管 (内径1 mm、长500 mm) 和聚四氟乙烯导管 (内径1 mm、长3 000 mm) 作为染菌载体, 以模拟腔道型卫生装备。

首先, 将4段不锈钢丝浸于芽孢液中, 取出后晾干, 30 min后重复1次。然后, 将染菌后的不锈钢丝放入模拟腔道中间的位置, 活菌计数范围为3.85×106~4.10×106CFU/载体 (均数为3.96×106 CFU/载体) , 团置放入等离子体灭菌包装袋中, 布置左上、左下、右上、右下共4个消毒位置。开机消毒进行一次45 min循环后, 取出不锈钢丝, 分别放置于培养液中, 在培养箱中置58℃培养7 d。取未经灭菌处理的同批制备的染菌载体3个, 直接放入培养液, 作为阳性对照;将没有放入染菌载体的培养液作为阴性对照, 与实验组样本同时培养, 并进行活菌计数。经3次实验结果表明, 放置于复合消毒舱内的染菌载体, 经低温等离子体灭菌后均无菌生长, 且无消毒死角 (见表4) 。

4 结语

所研制的新型复合消毒灭菌系统与目前常规消毒设备对比, 其优势见表5。

复合灭菌消毒系统综合利用臭氧、过氧化氢、低温等离子体等消毒因子联合作用, 既增强了仪器的消毒效果, 又扩大了消毒灭菌范围, 消毒无死角、无残留、安全可靠, 不危害人的健康, 适用于小型卫生装备的连续、快速消毒灭菌, 尤其针对腔道型卫生装备 (各种内窥镜、呼吸器等) 的洗消效果尤为明显, 有望提升各级医疗机构的消毒灭菌水平。

参考文献

[1]Moisan M, Barbeau J, Moreau S, et al.Low-temperature sterilization using gas plasmas:a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms[J].Int J Pharm, 2001, 226 (1/2) :1-21.

[2]Laroussi M.Low temperature plasma-based sterilization:overview and state-of-the-art[J].Plasma Process Polym, 2005, 2 (5) :391-400.

[3]Cooper M, Fridman G, Fridman A, et al.Biological responses of Bacillus stratosphericus to floating electrodedielectric barrier discharge plasma treatment[J].J Appl Microbial, 2010, 109 (6) :2 039-2 048.

[4]王洪梅, 杜丽萍, 徐海凌, 等.腔镜清洗及灭菌方法的实验研究[J].中华医院感染学杂志, 2009, 19 (14) :1 842-1 843.

[5]刘筱娣, 杜宁, 彭磊, 等.一种低温等离子体针对变异链球菌杀灭效果的研究[J].中国消毒学杂志, 2010, 27 (4) :373-375.

[6]中华人民共和国卫生部.内镜清洗消毒技术操作规范[M].北京:中华人民共和国卫生部, 2004:4 346.

[7]Koban I, Holtfreter B, Htlbner N O, et al.Antimicrobial eficacy of non-thermal plasma in comparison to chlorhexidine against dental biofilms on titanium discs in vitro proof of principle experiment[J].J Chn Periodontol, 2011, 38 (10) :956-965.

[8]杨宏丽, 刘思茗.低温等离子体技术在口腔临床消毒中的应用[J].国际口腔医学杂志, 2013, 40 (4) :483-485.

[9]LU X P, CAO Y G, YANG P.An RC plasma device for sterihzation of root canal of teeth[J].IEEE Trans Plasma Sci, 2009, 37 (5) :668-673.

德发明具有驱蚊功能的新型材料 篇6

一种用特殊材料制造的蚊帐可以阻止蚊子接近, 从而可以让人舒心地睡觉。目前这种蚊帐正在印度和坦桑尼亚大规模试产。

普通的蚊帐只能将蚊子隔离, 但如果不小心, 人的皮肤贴近蚊帐, 仍然会遭到蚊子叮咬, 从而有可能感染疟疾。在蚊帐上喷涂一些杀虫剂, 可以起到驱蚊效果, 但这些化学品在普通纱线上的粘附力有限, 很容易被洗掉, 因而其保护效果仅能持续一两个月。

德国巴斯夫公司最近发明了一种聚合物丝网材料, 在其交连结构中含有杀虫剂——拟除虫菊酯, 即使经过25次洗涤, 它依然能够扩散足量的杀虫剂到丝网表面, 从而使得任何想“登陆”其上的蚊子望而却步。这种材料中使用的杀虫剂量不会对人构成危害, 该公司称, 即使儿童整夜吸吮这种材料, 也不会有问题。

新型功能论文 篇7

目前,我国正处于社会经济与科学技术高速发展阶段,在这一背景条件下,一方面催生了诸多先进性设备与技术,而在另一方面,也加大了人们对电能的消耗, 给电网企业提出了更高的要求。智能电网作为电网的智能化形式,具有经济性、交互性及可靠性高等特点,其出现无疑给整个电力行业造成了巨大冲击,同时,区别于一般电网,智能电网是以高速、双向的集成通信网络为基奠建立而成,可在充分满足人们用电要求的同时实现电网的高效运行。在智能电网的所有设备当中,智能电表是其最不可或缺的重要设备,而基于电网所展示的优势性,可以预见,智能电网将是未来电力行业的发展趋势,因此,充分认识新型智能电表是十分必要的。

1新型智能电表的特征

与传统电表相比,新型智能电表包括以下几个特征:一是防止他人窃电。由于采用一户一表一卡制,各卡之间无法通用,且融入了逻辑加密元素,因而可对技术性窃电起到防范作用。二是使用寿命极长。新型智能电表电路设计全部经由SMT技术所优化,不但稳定性较高,且使用寿命往往可以达到十年以上。三是能够实现电费的预支与管理,并能在用户欠费前告知用户剩余金额,提醒用户缴费,避免用户因电费漏缴而遭遇停电。四是功耗较低。相较于传统电表的1.7W功耗,新型智能电表功耗仅在0.6 ~ 0.7W功耗之间,大大降低了电网线损。

2新型智能电表的功能

新型的智能电表相比传统电表具有多项新兴功能,其中以便利性最为突出, 一方面,在工作上,有别于传统电表必须人工登门才能完成抄表及电费收取工作, 智能电表采用远程自动抄表系统,无需人工操作即可实现抄表自动化,且在运行正常的前提下可保证抄表零误差,不但准确率极高,同时也显著提高了工作效率, 而用户通过互联网,足不出户即可完成缴费;另一方面,用户在查询用电信息时,无需任何程序,仅需通过智能电表即可在任何时候了解其本人的帐号余额、电量使用情况、历史购电数据及具体电费等相关情况。此外,经由电表数据线上分析,电力管理者可及早发现存在于电力网络系统当中的异常情况,并及时纠正其中存在的问题,以最大程度降低因停电而对用户工作与生活带来的不良影响。

接下来,将对新型智能电表实际中的几个主要功能进行阐述。

2.1双向交互功能

应用智能电表终端,电网管理人员能够经由对应的网络通道提前告知用户具体的停电时间,使用户能有充足时间做好停电准备,最大程度减少停电给用户生活及工作造成的不便。除此之外,用户也能通过智能电表终端获取由管理人员发送而来的电价信息,从而充分掌握其本人电量消耗情况,并可以此为依据制定出科学合理的用电方案,达到节能作用。而对于部分在用电上存在违规行为的用户,可经由智能电表终端向其作出提醒或劝阻,督促用户自觉纠正用电方式,从而确保电力系统始终处于稳定安全的运行状态。

2.2实时监控与检测功能

电力企业通过新型的智能电表,除可及时记录下电力网络系统的异常表现,还可实现对电力参数及电力参数限值的实时监控与检测,而通过对检测得出的数据作进一步分析,可精确判断出目前存在的计量误差与电力故障,从而在第一时间就发现的问题采取相应处理措施。同时,经由数据分析,还可预先对可能发生负荷异常的问题做好防治措施,降低企业电力事故发生机率;而对于电力企业的电能质量与供电状况,智能电表同样可实现实时的监控与检测工作,并能接到所有关于用电情况的投诉,保证电力企业的供电稳定性。除此之外,智能电表还能通过实时的监控检测出线路变化、电表箱打开及计量软件更新等情况,为电力管理部门的违规用电与窃电的防治工作提供依据,保障一般用户的合法用电权益。

2.3智能控制功能

新型智能电表的智能控制功能主要体现在两个方面,一是更改旧有的人工抄表方式,协同远程抄表系统实现自动化抄表,如此一来,在节省人力资源的同时又可避免因人为问题而引发的差错。二是当用户当月电量使用超出限定标准时,智能电网将在经过全面的综合性分析后,对用户该月后续电价作出合理调整,使用户能结合实际情况规划电量使用,如此既能在保证用户用电权利的前提下规范化用电行为,防止违法用电行为的发生,又能达到确保供电企业的经济利益的目的,促进电力企业的健康发展。

3新型智能电表的应用

3.1费控功能

新型智能电表可实现两种方式的费控功能,一种为本地费控,其应用射频卡、 CPU卡等实际介质来实现电表参数设置及完成充值程序,电费计算经由电表自身来进行;另一种为远程费控,其应用载波、 无线等虚拟介质来实现远程售电功能,电费计算经由远程系统来进行,如某商城为降低家电运行过程中耗费的大量电量,启用智能电表中的远程费控功能,使家电能够自动根据营业时间的变化而运行或关闭,如此既省去了人力操作带来的麻烦, 又达到了节能目的。

3.2阶梯电价

通过智能电表,用电管理部门可设置阶梯电价,并依据阶梯使用程度来收纳电费。对于一些钢铁企业而言,由于是用电大户,因而每年的耗电量成为制约企业发展的主要因素之一。为了减少用电成本, 钢铁企业可与当地用电管理部门协商沟通,利用智能电表的电量自动调整功能实现分时电价控制,从而达到合理分配电力的目的,推动企业的经济效益。

4结语

新型功能论文 篇8

关键词：公务员；培训模式；创新

中图分类号：G726文献标识码：A

党的十七大报告提出“提高自主创新能力，建设创新型国家。这是国家发展战略的核心，是提高综合国力的关键”。为全面贯彻党中央的这一战略决策，政府、行业部门、企业、科研机构和高等院校齐心协力，积极探索了各种有效措施。国家科研院所聚集众多创新人才、创新资源和创新成果，在原始性创新、集成创新和消化吸收再创新中发挥着重要作用。除开展创新研究、培养创新人才和转化创新成果外，科研院所充分利用人才优势、智力优势和网络联系，在做好员工继续教育工作的同时，积极开展面向社会的继续教育活动，为全社会知识流动和技能增长做出贡献，将大力促进创新型国家建设。如何发挥科研院所继续教育功能?本文结合中国科学院的工作实践，对此进行探讨。

一、继续教育在建设创新型国家中的独特作用

继续教育在建设创新型国家的独特作用体现为继续教育可以密切国家创新体现各创新单元的联系，可以促进全社会技能和知识的持续增长，可以保障创新知识流动与传播。

从国家创新体系来看，各创新单元(科研院所、高等院校和企业)具有不同的功能和使命。国家科研机构与大学是面向企业和全社会的知识和人才源头，肩负促进我国科学技术进步和创新人才培养的重任；企业是技术创新的主体，是知识、技术转化为生产力的完成者。在我国企业创新能力相对薄弱的现实情况下，通过加强以企业需求为主导的继续教育合作，将促进企业快速提高自主创新能力。通过继续教育，进一步密切各创新单元之间的合作与交流，可以提高创新资源的利用率，提高创新的效率与效益，从而极大地促进生产力的发展和国家经济增长。

创新知识的顺畅流动与有序传播，是提高自主创新能力和建设创新型国家的必由之路。在创新过程中，知识流通是知识、技术转化为生产力的重要过程和关键所在。将最先进、最适用、最有价值的创新知识迅速而灵活地融入继续教育课程体系和专业网络，可以促进创新知识流通，使受教育者及其组织的技能得到提升、绩效得到提高、创新能力得到加强，使创新知识转化为蕴藏在全社会劳动力中的知识和技能。加强继续教育供应的能力建设，提高继续教育供应者在知识加工、流通与传播等方面的水平，才能最终形成以需求为导向、各方面积极性得到充分发挥的继续教育运行机制，为建设创新型國家提供有力支撑。

在我国，以中国科学院为代表的科研院所聚集众多创新人才、创新资源和创新成果，它们是建设创新型国家的战略储备。当前我国传统产业的改造升级和高新技术产业的发展，都需要大量的新型劳动力。发挥科研院所的继续教育功能，使蕴藏在科研院所的知识、人才储备转化为企业自主创新的技能和才干，无疑将为创新型国家建设做出重要贡献。

二、中国科学院为社会提供继续教育的实践

中国科学院作为国家战略科技力量，肩负着为中国经济社会发展和国家安全提供强有力科技支撑的历史使命。我院在面向国家战略需求和世界科学前沿，加强原始科学创新、加强关键核心技术自主创新与系统集成的同时，大力加强与地方和企业的联合合作，促进创新要素向企业集聚，促进形成以企业为主体、产学研结合的技术创新体系。我院继续教育工作除服务全院人才队伍建设和提高员工创新能力外，积极面向社会开展继续教育活动，促进最新研究成果、创新知识和创新技能向企业和社会的扩散，确保知识创新和技术创新的有效对接。

我院近年来坚持举办以新技能、新方法为特色的专项技术培训班。专项技术培训定位为专业性、高层次、高技术的技能培训，通过专业培训、实际操作和素质提升，提升相关技术开发人员的技术水平和科研工作能力，满足高水平先进研究工作的发展需要。虽然这些专项技术培训班主要面向自身人员培训需要，但各培训班在开班前均在全院相关研究所及院外相关科研单位、高校、高技术企业中进行广泛宣传，吸引院外科研机构、高校和企业的科技人员报名参加。

中国科学院上海光学精密机械研究所(简称上海光机所)自2004年以来，每年举办“中科院光学设计短期培训班”。该所是我国建立最早、规模最大的激光科学和现代光物理学专业技术研究所。随着光学设计原理的应用不断发展，特别是与计算机结合后，高级光学仪器和光学元器件研制得到了突飞猛进的发展。但我国很多从事光学设计的科技人员尚缺乏系统培训，对国际技术进展了解不多，急需接受光学设计领域的高层次培训。上海光机所充分发挥在光学领域的深厚学术底蕴，组织精干力量开展高技术技能培训，满足了社会需求。该培训班由著名光学专家领衔讲授光学设计新知识，并结合研究实践编写培训班专门教材。培训班开班前，上海光机所广泛宣传，将印制的宣传资料寄送到中国科学院兄弟院所、原航天工业部和原兵器工业部所属研究机构、有关大学和高技术企业等单位，还利用全国学术会议和展览会等机会发放宣传资料。许多科研单位、大学和企业对此积极回应，来自浙江舜宇光学(集团)公司、中科院光电所、国防科技大学、中科电子集团、贵阳新天光电科技有限公司、中国航天科技集团508所等单位的所外学员和该所受训学员一起参加了培训班。学员们通过学习，提高了光学设计理论水平，学到了先进设计理念和思路，还到该所实验室和工厂进行观摩，提高了实际操作技能。

中国科学院成都山地灾害与环境研究所(简称成都山地所)自2000年以来，先后举办多期“山地灾害基础知识及其防治”系列培训班，受训学员1000多人次。该所是面向我国山区开发和生态环境建设的战略需求，立足长江上游和青藏高原，以山地表层系统为核心，在山地灾害形成机理与山地环境退化、山地灾害防治与环境保育技术示范、山区可持续发展为主攻学科方向开展基础性、战略性和前瞻性的研究。接受培训的学员来自全国各地，既有专家学者，也有县级国土、司法、水利、城建、农业、科技和气象等部门以及乡级领导干部和技术人员。各期培训以课堂授课与野外实习为主，学员以听课与自学相结合，小组讨论与大会交流相结合的方式接受培训。该所专家精心准备，编写和印刷教材《山地灾害及防灾减灾基本知识》和《山地灾害社会调查问卷》，制作讲课用的幻灯片和多媒体讲稿，并准备了《防御山体滑坡泥石流灾害》VCD。培训班为地方建立群测群防防灾减灾体系做出了贡献，很多学员在2008年四川汶川地震的抗震救灾中发挥了骨干作用。

中国科学院人事教育局在每年资助举办10多期专项技术培训的基础上，组织开展了专项技术培训

的经验交流和现场观摩，着手加大工作力度，积极培育和开发高技术培训品牌项目，努力把知识创新工程中涌现的高新技术、创新技能和先进知识，迅速地传播到企业和社会，为实现科学发展、推进节能减排、保障人民健康做出新贡献。

三、完善科研院所继续教育社会功能的政策建议

中国科学院充分利用自身学术积累、人才优势和培训设施优势，积极开展面向社会的高层次、高水平技术培训探索，已经取得了良好的社会效益，满足了外界日益增长的高技术培训需求。但培训实践中也反映出一些不足，如：要求参加培训的报名人数大大超过了预定的培训计划，中国科学院兼职培训师资无法予以满足；培训周期较长，很多外地学员因“工学矛盾”无法参加；目前的培训内容较为系统，有待进一步完善课程体系，开发出菜单式课程模块。为切实开发科研院所中创新人才、创新资源和创新成果所蕴藏的继续教育资源，我们认为应从以下4个方面共同努力，进一步完善科研院所继续教育社会功能，推动全社会技能水平的提高，为建设创新型国家的伟大战略做出新贡献。

(一)明确科研院所向社会提供继续教育服务的职责

随着社会各界逐步提高对继续教育作用的认识，加强继续教育基地建设和选题指导日趋紧迫。各省市颁布的《专业技术人员继续教育条例》都明确提出要发挥继续教育基地在专业技术人员培训中的主渠道作用，整合社会资源，利用高等院校、科研机构、重点行业、企业的优势，为各类培训创造有利条件，形成各有侧重、互为补充、整体配套的培训网络。当前，企业基于市场竞争的考虑，很少开展面向同行业企业的培训活动；高等院校因近年来持续扩招的教学压力，较少开发高新技术培训项目。为弥补企业和高校培育产业升级和高技术产业专业人才方面的不足，要重点研究如何发挥科研机构的既有优势，努力把他们打造成培训质量高、社会效益好和公众信誉度高的继续教育基地，实现创新知识在全社会的快速流动。

政府主管部门应为科研院所开展面向社会开展培训工作提供平等机会。建议正在起草的《全国专业技术人员继续教育条例》应明确科研院所向社会提供继续教育服务的职责和定位，逐步建立起有效整合企业培训需求、科研院所培训能力和政府宏观协调指导的工作机制。要从促进全社会继续教育资源共享与优势互补出发，通过举办培训班、接收培训实习、现场观摩、对外交流等多种形式，引导科研院所充分挖掘其继续教育潜力，推进创新成果、创新知识和创新技能向企业和社会的扩散。

(二)面向自主创新社会需求，促进新兴行业资格认证培训

开展职业技能鉴定，推行国家职业资格证书制度，是我国改革开放以来在技术技能人才培养上，参照国际先进经验实行的一项重要改革举措。国外大多数国家的作法是由专业组织、行业协会和中介机构组织与管理行业考试、认证和评审事务，政府进行宏观指导、管理、监督和检查。我国虽然已经建立统一的国家职业资格制度，但从职业资格证书的涵盖范围和整个管理体系上看，还不能完全满足建设创新型国家的需要。特别是在新兴行业(如高技术行业和高端服务业)和广泛应用高新技术的传统行业，职业资格证书制度要么缺失，要么质量保障体系不够完善，不利于这些行业从业人员核心技能的提升，也影响了这些行业的可持续发展。

科研院所创新资源丰富，是知识创新一技术创新一高技术产业化价值链的重要组成部分。科研院所结合自身优势，围绕面向自主创新的培训需求，可以促进新兴行业资格认证培训体系建设。一方面，要鼓励和支持科研院所主动加强与政府、行业、企业和社会的联系，在分析技术发展趋势和行业需求的基础上，创造性地探索建立新兴行业资格认证培训示范性项目，为培养大批高素质、高水平的高技术行业劳动力做出直接贡献。另一方面，要吸收科研院所参与国家职业资格制度建设；在政府和行业有关管理部门的领导下，科研院所结合自身优势，可以为制定行业培训计划、教学大纲、培训规范和考核标准提供先进、客观和中立的技术支持。

(三)整合资源，精心筹划，加强品牌项目的培育与经营

科研院所在学术积累、人才、基础设施、优势项目等方面各有特色，应整合他们蕴藏的培训资源，共同为提高全社会技能发挥协同作用。如中国科学院有近百个研究所，只有通过院级层次的筹划和协调，实施整合培训资源、重组培训内容和培育品牌培训项目的大战略，才能实现资源共享优化，更好地服务于向社会提供高水平、高层次培训项目的战略目标。

要制定品牌培训项目建设规划。各品牌项目建设单位(研究所)要在兼顾研究所内技術人员培训和社会培训的基础上，明确师资队伍、课程教学、实践环节和教材编写等工作任务，聘请一线科研骨干作为培训班兼职教授，强化师资队伍的培训责任和培训技能，稳步提高培训实效。要充分利用社会智力资源，聘请企业、高校和相关研究机构的专业人员授课和进行指导，拓宽学员创新视野，提高解决实际问题的能力。

(四)设立优惠政策，支持科研院所发挥继续教育社会功能

新型功能论文 篇9

选取急诊科2016年7-12月雨天收治的， 且需同时携带氧气、转运呼吸机外出检查的120例危重患者， 依据检查日期进行分组， 将单日检查的患者纳入对照组 （60例） , 使用普通医用平车进行转运；双日检查的患者纳入观察组 （60例） , 使用医用多功能电动助力平车进行转运。对照组中男性36例， 女性24例， 年龄19~79岁，平均年龄 （53.2±3.4） 岁；观察组中男性37例， 女性23例， 年龄18~85岁，平均年龄 （54.1±4.6） 岁。两组患者在年龄、性别、文化程度、病种、缺氧程度等资料比较无差异， 具有可比性。

2.2 材料与方法

（1） 医用平车。 （1） HX-D05型普通医用平车， 规格为1900 mm×600 mm×800 mm （广东红星公司） ; （2） 改进后的医用多功能电动助力平车， 在普通医用平车基础上增加2个定向轮、2个万向轮及锁紧机构、1套电动助力装置、1个氧气瓶固定装置及1套防雨装置。

（2） 使用方法。对照组使用普通医用平车， 搬运时直接由医护人员指导患者家属将患者搬至平车上， 拉起两边护栏， 转运时需1人撑伞， 1人推车， 1人抱氧气袋， 1人转运呼吸机。观察组使用改进后的医用多功能电动助力平车， 搬运时由患者家属将患者搬至车上， 1人推车， 1人转运呼吸机， 装上防雨装置即可转运。

2.3 观察指标

观察比较两组患者从急诊科到病房所需要的时间、外出检查时人力支出、转运中不良反应的发生率以及舒适满意度情况。

2.4 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件进行统计学分析， 两组间计量资料以均数±标准差 （x-±s） 表示， 两样本均数比较采用t检验， 样本率比较采用x2检验， 以P<0.05为差异具有统计学意义[7].

2.5 应用效果

（1） 两组转运时间比较。 （1） 急诊科到检查室所需要时间， 对照组为 （3.34±0.45） min, 观察组为 （1.01±0.22） min, 两组相比差异有统计学意义 （t=20.54, P<0.05） ; （2） 检查搬运时间：对照组为 （4.45±0.53） min, 观察组为 （1.12±0.19） min, 两组相比差异有统计学意义 （t=22.15, P<0.05） ; （3） 检查室到病房所需时间：对照组为 （3.67±0.46） min, 观察组为 （1.16±0.18） min, 两组相比差异有统计学意义 （t=15.85, P<0.05） , 见表1.

（2） 两组转运中人力支出比较。根据使用工具的不同， 比较两组外出检查转运中所需要的人力， 分为最多人力支出与最少人力支出两个阶段， 两组人力支出比较差异有统计学意义 （x2=22.50, P<0.05） , 见表2.

（3） 两组转运中不良反应发生率比较。对常见外出检查时患者各类不良反应发生率进行分析， 观察组与对照组转运中呼吸困难、导管 （引流管） 滑脱及输液部位肿胀不良反应相比， 差异有统计学意义 （x2=15.09, x2=8.64, x2=8.29;P<0.05） , 见表3.

（4） 两组转运中舒适满意度比较。采用自制舒适满意度问卷调查表对患者及家属外出检查转运过程中的舒适满意度进行调查。发放调查表120份， 收回120份， 回收率为100%, 调查内容为两组患者及家属对转运时整体舒适满意度的评价， 分为很满意、满意、较满意和不满意， 满意度= （很满意+满意+较满意） ÷总例数×100%.观察组转运中舒适满意度为57%, 对照组为40%, 两组比较差异有统计学意义 （x2=15.54, P<0.05） .

3 医用多功能电动助力平车临床应用优势

3.1 减少转运时间提高工作效率

相关文献报道， 转运时间越长， 患者的生命体征越容易发生变化[8-10].利用医用多功能电动助力平车装置的功能， 使转运由人工向电动转变， 提高了转运速度， 明显缩短了从急诊到病房所需要的时间；减少人力支出， 提高了工作效率， 且在运送过程中， 能够安全限速， 在路况不好的地方能够平稳运行， 不易颠簸磕碰。

3.2 降低转运过程中不良反应发生风险

危重患者经过急诊抢救后， 转运时通常需要配备生命监护或输液等急救处理， 如供氧设施、呼吸机、导管连接及输液补给等。如果未提供足够的氧气， 在转运途中会出现缺氧、呼吸困难；如果未处理好氧气袋及导管放置问题， 易出现导管滑脱或转运途中输液部位肿胀等不良反应[11-14].通过在普通医用平车上加装氧气瓶固定架， 固定氧气瓶， 增加氧气供氧量， 可以有效减少因氧气放置、供氧不足等问题引起的无效供氧、呼吸困难、导管脱落等不良反应的发生。患者在转运过程中配备转运呼吸机， 如果检查过程比较漫长， 其供电时长无法满足患者要求， 会使患者发生意外的风险增加。通过备用电源功能， 为生命监护设备提供足够电源， 能够确保患者在运送过程中的生命安全。

3.3 提高患者外出检查时舒适满意度

患者在雨天转运过程时常见的问题是多人转运、运送不便、容易淋湿以及舒适度差。加装防雨装置， 有效解决了普通医用平车在雨天只能用布为患者遮挡、多人撑伞仍会淋雨的缺陷。防雨装置不仅美观耐用， 减少了人力支出， 同时提高了患者及家属转运过程的舒适度， 让患者及家属体验医院最优质的.服务[15-16].

4 结语

医用多功能电动助力平车与普通医用平车相比， 在转运过程中操作简便、安全性极大提高， 实现转运由人工向电动转变， 提高了转运速度， 缩短转运时间， 通过加装氧气瓶固定架， 固定氧气瓶， 降低转运过程中无效供氧、呼吸困难、导管脱落等不良反应的发生， 通过加装防雨装置， 减少了人力支出， 提高了患者及家属的满意度， 具有一定的应用价值。

参考文献

[1]Evans A, Winslow EH.Oxygen saturation and hemodynamic response in critically ill, mechanically vetilated adults during intrahospital transport[J].Am J Criti Care, 1995, 4 （2） :106-111.

[2]Merboth MK, Barnason S.Managing pain;the fifth vital sign[J].Nurs Clin North Am, 2000, 35 （2） :376.

[3]黄赣英， 沈小玲。急诊危重患者院内安全交接转运的风险管理[J].中国现代医生， 2010, 48 （30） :84-85.

[4]李玉琼， 莫群， 田君鹏， 等。医用多功能电动助力平车的研制[J].中国医学装备， 2017, 14 （5） :7-9.

[5]王小平， 李美芳。改良型轮椅、平车的设计及应用效果[J].当代护士 （上旬刊） , 2016 （10） :143-144, 145.

[6]王玉珍。2种供养方式院内护送急诊危重患者的比较[J].当代护士 （学术版） , 2008 （11） :52-53.

[7]曹弟勇， 周燕知， 吴丹阳， 等。改良型缺氧瓶与传统型缺氧瓶实验结果的对比研究[J].川北医学院学报， 2010, 24 （1） :6-7.

[8]Boon JM, Abrahams PH, Meiring JH, et al.Lumbar puncture:anatomical review of a clinical skill[J].Clin Anat, 204, 17 （7） :544-553.

[9]邵树英， 肖春果， 陈建霞。铲式担架在急诊危重患者院内转运时的应用[J].吉林医学， 2006, 37 （5） :1231-1232.

[10]曹阳。基于救护车车载氧气瓶柜的优化安装设计[J].医疗卫生装备， 2014, 35 （4） :47-49.

[11]李转珍， 董璠， 刘瑞卿。带遮雨篷的医用平车的制作与应用[J].中国实用医药， 2014, 9 （14） :241.

[12]梁启玲， 黎裕萍。提高平车院内转运患者安全性的研究进展[J].护理实践与研究， 2015, 12 （6） :30-31.

[13]Lieberman D, Nachshon L, Miloslavsky O, et al.Elderly patients undergoing mechanical ventilation in and out of intensive care units a comparative, prospective study of 579 ventilations[J].Critical Care, 2010 （14） :48.

[14]Darey D.Keeping patients safe during intrahospital transport[J].Crit Care Nurse, 2010, 30 （4） :18-32.

[15]秦艳玲， 巩越丽。急诊患者从平车上坠落的原因分析及探讨[J].中国实用医药， 2013, 8 （29） :276.

新型多功能反激式开关电源设计 篇10

关键词：开关电源,反激式变换器,UC3842,缓冲电路,变压器

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,开发利用清洁的可再生能源势在必行。风力发电并网系统、光伏发电并网系统成为研究热点。而这些并网系统的正常工作往往需要给其主控系统、通信系统等功能模块提供多路稳定的隔离直流电源。另外在变频器、适配器、医疗仪器等精密电子系统,各类电器及仪表中的直流电源等功率等级较小的场合,也广泛使用了小功率电源。开关电源由于具有效率高、体积小等诸多优点,近年来在这些领域得到了越来越多的应用。

由于反激变换器的电路拓扑简单,输出与输入电气隔离,能高效提供多组直流输出,升降压范围宽,因此在中小功率场合得到广泛应用[1]。本文利用反激变换器的特点,基于UC3842设计了一种新型多功能隔离型反激式开关电源,能提供6路工作电源,还能自适应输入电压波动,随着输入电压的变化能自动调节PWM输出来保证输出电压的稳定。

1 设计要求

多功能反激式开关电源设计要求为风力发电并网系统提供驱动电压,为光耦、继电器、控制芯片等提供工作电源。具体指标如下:输入为交流90~250 V(正常220 V);输出为2路20 V/0.5 A输出、1路15 V0.6 A给UC3842供电、2路15 V/1 A输出、1路12 V1 A输出、1路5 V/1 A输出,反馈绕组无后级线性调整器,其余各路输出后级均有线性调节器;开关频率为40 k Hz,总输出功率为76 W,效率为85%。

2 控制芯片选择

多功能反激式开关电源选用美国Unitrode公司生产的高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器UC3842[2]作为控制芯片,其内部结构如图1所示,该芯片可专门用于控制占空比适应负载变化造成的输出电压变化,具有电流反馈和电压反馈双环控制的特点,负载调整率好,除具有输入端过压保护与输出端过流保护功能之外,还设有欠压锁定电路,因此,电路稳定可靠,比较适合该电源的应用场合。

具有8脚双列直插封装的UC3842芯片各引脚功能如下。1脚(COMP):误差放大器的输出端,用于环路补偿。2脚(UFB):误差放大器的反相输入端,通常通过一个电阻分压器连至开关电源输出,起电压反馈作用。3脚(ISEN):电流取样端。流过开关管的电流被检测电阻转换为电压信号并被送入此脚,用来控制PWM锁存器,调整输出电压大小。并且当该脚电压超过1 V时,UC3842关闭输出脉冲,从而保护开关管不致因过流而损坏。4脚(RT/CT):振荡器。外接RT、CT定时元件,通过电阻RT连接至参考输出引脚8以及电容CT连接至地,使振荡器频率和最大输出占空比可调,振荡频率为f=1.72/(RTCT),工作频率可达500 k Hz。5脚(GND):控制电路和电源的公共地。6脚(OUT):推挽输出放大器的输出端,为图腾柱式输出,可直接驱动功率管MOSFET的栅极。驱动电流的平均值可达200 m A,最大可达1 A峰值电流。7脚(Ucc):电源输入端。外接电源电压Ucc,UC3842的开启电压为16 V,关断电压为10 V,其内部有一个34 V的稳压管,可以保证内部电路工作在34 V以下。该电源电压经内部基准电压电路的作用产生5 V基准电压,作为UC3842的内部电源使用,并经衰减得到2.5 V电压作为内部比较器的基准电压。8脚(UREF):参考输出引脚。它通过电阻RT向电容CT提供充电电流。UC3842还包括过压、欠压保护电路,当供电电源电压低于10 V时,芯片停止工作[3]。

3 开关稳压电源的工作原理与设计

3.1 工作原理

图2为所设计的多功能反激式开关电源的原理图。开机后,220 V市电经过EMI滤波器、整流桥VBR1和滤波电容C5、C6后,转化为约310 V的直流电;电容上310 V的电压通过启动电阻R1对电容C13充电,当UC3842的7脚(Ucc端)达到导通门槛电压(16 V)后,UC3842开始工作,此后芯片由反馈绕组供电,电压维持在13V左右。反馈绕组NS两端的电压经由VD2、C14、C15整流滤波、R10分压后,从2脚送入UC3842的误差放大器反相输入端,反馈电压与基准电压(2.5 V)经误差放大器比较放大后,调整PWM输出脉冲的宽度,从而稳定输出电压。主回路电流由电阻RS进行取样,取样电压经3脚加到UC3842内的电流比较器的一个输入端,与误差电压放大器的输出进行比较,当该取样电压等于误差电压(最大值为1 V)时,UC3842的输出脉冲被中断,从而实现限流保护[4,5]。该电源用UC3842的PWM输出经驱动电阻后直接驱动开关管。

3.2 电磁干扰的抑制

高频开关电源产生的电磁干扰(EMI)主要以传导干扰和近场干扰为主,电磁干扰有共模干扰和差模干扰2种状态。EMI滤波器是目前使用最广泛、也是最有效的开关电源传导干扰抑制方法之一,EMI滤波器不但要抑制共模干扰,也必须抑制差模干扰[6,7,8]。图2给出了所设计的EMI滤波器,它接于电源输入端与整流器之间,内含共模扼流圈L2和滤波电容C1~C4,共模扼流圈也称共模电感,主要用来滤除共模干扰。它由绕在同一高磁导率上的2个同向线圈组成,可抵消差分电流。其特点是对电网侧的工频电流呈现较低阻抗,但对高频共模干扰等效阻抗却很高。C2和C3为Y电容,跨接在输入端,并将电容器的中点接地,能有效抑制共模干扰,其容量约为2.2 n F~0.1μF;C1和C4为X电容,用于滤除差模干扰,其典型值在0.01~0.47μF之间。

3.3 缓冲电路设计

3.3.1 变压器缓冲电路设计

图2所示反激式变换器中,开关节点A、B的电流、电压波形如图3、4所示。图中,UO为二次侧输出电压;IO为二次侧输出负载电流;UIN为交流输入整流电压;下标R表示折算值;UINR=UIN/n为加在二次绕组上的折算电压;UOR为二次侧电压UO(忽略二极管压降等因素)折算到一次侧的电压值,UOR=UOn,n为变压器变比;IL为二次绕组电感平均电流,即电感电流的斜坡中心值,且有IL=IO/(1-D);ILR为二次侧的电感电流折算到一次侧的斜坡中心值,ILR=IL/n=IOR/(1-D),其中,IOR为折算的负载电流,IOR=IO/n。

反激式变换器的变压器除具有隔离变压作用外,还起到电感储能、释能作用。漏感可以看作是与变压器一次侧电感串联的寄生电感,是未能耦合到二次侧的一次电感部分,它不参与有效能量从输入到输出的传递。图3中可以看出,当开关关断时,一次电感所存储的能量可沿续流通路(通过输出二极管)传递,但漏感能量却无传递通路,所以它就以高电压尖峰的形式表现出来,二次侧无此电压尖峰。若不尽量吸收此漏感能量,则将引起很大的电压尖峰,从而导致开关损坏。因漏感能量无法传递到二次侧,故常用以下2种处理方法:重新利用使其返回输入电容;将其消耗。后者方法比较简单,最实用的方法是直接用齐纳二极管箝位,当然齐纳电压必须根据开关所能承受的最大电压来选择。通过详细计算可得齐纳管所消耗的总能量为

其中,LLK为一次漏感,IPK为开关峰值电流,UZ为齐纳管箝位电压。

由式(1)可以看出,齐纳管所消耗的总能量为漏感能量LLKI2PK/2乘以UZ/(UZ-UOR),所附加部分来自于一次电感。具体计算时需要注意,若齐纳管稳压电压太接近所选UOR,箝位损耗就会猛增,因此UOR的选择需要小心。若以UZ/UOR为函数画出箝位损耗曲线便可发现,在所有情况下,UZ/UOR=1.4均为消耗曲线上的明显下降点[9],因此选择此值作为最优比。具体计算参见变压器设计部分。

3.3.2 开关管缓冲电路设计

开关管在关断的瞬间会产生很高的电压尖峰脉冲,这不仅很容易使开关管由于电压急剧升高而损坏,而且使电流采样和输出电压的波形出现很尖的脉冲[10],影响系统的稳定工作。为此,由VD4、R6、C13组成缓冲吸收电路,文献[11-12]给出了缓冲电路的设计方法。

3.4 UC3842的启动过程与启动电路设计

首先,由电源通过启动电阻R1提供电流给电容C13充电,当C13电压达到UC3842的启动电压门槛值16 V时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6脚输出驱动开关管VT1工作,输出信号为高低电压脉冲。高电压脉冲期间,绝缘栅场效应管VT1导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。根据同名端标识情况,此时变压器各路副边没有能量输出。当6脚输出的高电压脉冲结束时,VT1截止。根据楞次定律,变压器为维持电流不变产生下正上负的感应电势,此时副边各路二极管导通,向外提供能量,开关变压器的反馈绕组NS两端电压经由VD2、C14、C15、VD3整流滤波后向UC3842供电。UC3842内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16 V和10 V。在开启之前,UC3842消耗的电流在1 m A以内。电源电压接通以后,当7端电压升至16 V时UC3842开始工作,启动正常工作后,它消耗的电流为15 m A,因为UC3842的启动电流在1m A以内,设计时参照这些参数选取RS[8]。一般,随着UC3842的启动,R1的工作也就基本结束,余下的任务交给反馈绕组,由反馈绕组产生电压来为UC3842供电。

3.5 反馈电路设计

由于该电源的输出为多路,不适合仅对某一路进行反馈调节,故采用反馈线圈NS来输出一个反馈电压,对多路输出同时进行控制。VD2、C14、C15、VD3为整流滤波电路,得到一个稳定的反馈电压,该电压同时也作为UC3842正常工作时的供电电压。

3.6 电流取样与过流保护设计

电流的取样由取样电阻RS完成,其峰值电流由误差放大器控制。由于电流检测比较器的反向输入端钳位电压为1 V,故最大电流限制在IS=1/RS,当电流超过这个值时,UC3842自动闭锁输出,以保护电路。R4、C8为滤波电路,用以滤除开关管开通电流尖峰,防止误触发,RC滤波器的时间常数应接近于电流尖峰的持续时间,通常为几百纳秒。

3.7 变压器设计

3.7.1 确定UOR与UZ

最大输入电压时,加在变换器上的整流直流电压为

选用的MOSFET额定电压为600 V,故在UIN,max处必须保留至少30 V的裕量。由图3可知,此种情况下,漏极电压(UIN+UZ)不能超过570 V,于是有

可选择标准的180 V的齐纳稳压管。

3.7.2 计算匝比

5 V输出二极管的正向压降为0.7 V,绕组压降约为0.6 V,后级线性调整器约为1 V,此种情况下,必须使变压器提供高于输出3~5 V的电压,为线性调整器正常工作提供必要的裕量。则匝比为

3.7.3 计算实际占空比

实际占空比很重要,因为占空比若有小幅度上升(从理论上100%的效率),将可导致工作的峰值电流及其相应磁场能量均有较大增量[13]。

若将76 W的输出功率集中在一个等效的5 V单输出上,则可得5 V输出负载电流为

IO=76/5=15.2(A)

折算到一次侧的负载电流IOR为

设低网输入时效率为70%,输入功率为

PIN=PO/η=76/0.7=108.57(W)

可得平均输入电流为

于是可得实际占空比为

3.7.4 计算电感值

二次电流斜坡中心值(集中功率时)为

一次电流斜坡中心值为

由此可得所选电流纹波率(r=0.5)情况下的峰值电流为

根据此估算值,即可设定控制器的最大电流值。

输入为最低输入电压UIN,min时,在开关管导通时间内加在电感两端的电压为Uon=UIN=127 V,导通时间为所以伏秒数为

根据“L×I”规则可得一次电感值为

3.7.5 选择变压器磁芯

设计磁性元件与特制或成品电感不同,需加气隙以提高磁芯的能量储存能力,若无气隙,磁芯一旦存储少许能量就容易饱和。但对应所需r值,还应确保L值大小。若所加气隙太大,则必然导致匝数增多,增大绕组的铜损,也使绕组占用更大的窗口面积。故必须就实用进行折中选择,通常采用如下体积公式(一般应用于铁氧体磁芯,且适用于所有拓扑):

其中,f的单位为k Hz。于是开始选择这个体积(或更大)的磁芯,在EE40参数表中可以找到其等效长度为le=7.74 cm,磁芯面积为Ae=1.39 cm2;则其体积刚好满足要求。

3.7.6 确定绕组匝数

适用于所有拓扑结构的匝数求解公式为

其中,磁通密度的变化ΔBPK不能超过0.3T,则一次绕组匝数为

匝数取为91匝,需验证此值是否适合磁芯的窗口面积、骨架、隔离带、安全胶带、二次绕组和套管等,通常在反激式变换器中这些都不成问题。

5 V输出的二次绕组匝数为

匝数取为6匝,则每匝绕组上的电压值为Un=8÷6=1.33(V)。于是可以求得12 V输出的绕组匝数为

n12S=(12+3)/1.33=91/16=11.28

匝数取为12匝,同理可以求得15 V输出的绕组匝数为14匝。

3.7.7 确定气隙大小

考虑材料的磁导率,电感值LP和磁导率的相关方程为

其中,μ为所选材料的磁导率;μ0为空气的磁导率,μ0=4π×10-7;np为一次绕组匝数;z为气隙系数,z=(le+μlg)/le,注意z不可取小于1(无气隙)的任何值,折中选择10~20较好。从而可以求得气隙长度为lg=0.44 mm。

4 实验验证

依据前述分析,研制了一台多功能开关电源,并对系统的性能进行了测试,表1给出了开关电源的电压调整率、负载调整率、纹波和效率。由表可见,在宽电压输入变化范围内输出电压稳定。图5给出了采样电阻上的电压(URS)波形和驱动脉冲(UG)波形。从图中可以看出电流上的尖峰脉冲经过滤波以后比较理想,这说明采用本文设计的缓冲电路是可行的。

5 结论

充分利用芯片UC3842的引脚少、外围电路简单、性能好、价格低等优点,以其为核心开发了结构简单、成本低廉、性能稳定的反激式小功率电源。详细介绍了外围电路、变压器缓冲电路和反激变压器的设计。实现了对输出电压的负反馈调节及各种保护机制。实验结果表明,所设计的电源具有结构简单,稳压性能优良,纹波小,电压调整率、负载调整率高等优点。达到了预期的要求,能够在输入电压变化较大的情况下长期稳定地工作。可作为工作电源应用于电动车蓄电池充电器、风力发电系统、光伏发电系统、电源适配器、应急照明设备等,具有良好的应用前景。

参考文献

[1]林渭勋.现代电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2007:121-130.

[2]曲学基,王增福,曲敬铠.新编高频开关稳定电源[M].北京:电子工业出版社,2005:153-160.

[3]衡耀付,陈富军.一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计[J].电力自动化设备,2009,29(9):133-136.HENG Yaofu,CHEN Fujun.Switching power supply based onUC3842[J].Electric Power Automation Equipment,2009,29(9):133-136.

[4]宋鸿斋,谢吉华,陈志强,等.变频器用多功能开关电源设计[J].电力自动化设备,2008,28(1):105-108.SONG Hongzhai,XIE Jihua,CHEN Zhiqiang,et al.Design ofmultifunctional switching power supply for frequency converter[J].Electric Power Automation Equipment,2008,28(1):105-108.

[5]张兰红.电流控制型反激变换器分析与研究[J].电力电子技术,2001,35(3):11-13.ZHANG Lanhong.Analysis and research on current control modeflyback converter[J].Power Electronics,2001,35(3):11-13.

[6]董纪清.反激式变换器共模EMI抑制研究[J].电气开关,2007(6):19-21.DONG Jiqing.Research on CM EMI noise suppression in fly-back converter[J].Electric Switchgear,2007(6):19-21.

[7]蔡辰辰,陆元成,邱荣斌.反激式开关电源的变压器电磁兼容性设计[J].华东理工大学学报:自然科学版,2007,33(4):589-592.CAI Chenchen,LU Yuancheng,QIU Rongbin.A new transformerdesign method aiming at the electromagnetic compatibility offlyback power converter[J].Journal of East China University ofScience and Technology:Natural Science Edition,2007,33(4):589-592.

[8]舒艳萍,陈为,毛行奎.开关电源有源共模EMI滤波器研究及其应用[J].电力电子技术,2007,41(6):10-12.SHU Yanping,CHEN Wei,MAO Xingkui.Research and applica-tion of an active common-mode EMI filter for switch-mode po-wer supply[J].Power Electronics,2007,41(6):10-12.

[9]MANIKTALA S.Switching power supplies A to Z[M].Oxford,UK:USA Newnes/Elsevier,2006:127-150.

[10]林周布.反激式开关电源的软缓冲技术[J].电力电子技术,2001,35(3):24-26.LIN Zhoubu.The soft snubber technology for flyback switch-mode power supply[J].Power Electronics,2001,35(3):24-26.

[11]樊永隆.反激式变换器中RCD箝位电路的设计[J].电源技术应用,2006,9(12):47-49.FAN Yonglong.Design of RCD clamped circuit in flybackconverter[J].Power Supply Technologies and Applications,2006,9(12):47-49.