随着影像医学的快速发展,影像检查已成为医疗工作中的重要环节,临床医疗对影像检查的依赖性越来越强。下面是我为大家整理的医学影像技术 毕业 论文,供大家参考。
《 医学影像学的现状和未来初探 》
摘要:医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗 方法 选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。
关键词:医学影像学;现状;未来;综述
【中图分类号】R473【文献标识码】A【 文章 编号】1672-3783(2012)04-0140-01
随着医学影像学飞速发展,它在临床医学中的地位不断提高,由X线、超声、放射性核素显像、CT、数字减影血管造成影及介入装置、磁共振成像所组成的医学影像学家族已经成为临床主要的诊断和鉴别诊断方法、医院现在化的重要标志、科学研究的主要手段及医院重要的经济收入来源。现将医学影像学的发展与展望综述如下。
1 医学影像学技术发展的历史回顾
1895年11月8日德国物理学家伦琴发现了一种新型射线(a kind of new rays)。并于11月22日为夫人拍摄了一张手部x线照片,也是人类第一张x线影像。随后,x线被广泛的应用于对疾病的诊断和治疗,形成了放射诊断学和放射治疗学。x线还用于疾病的预防、康复和预后随访。在医学之外,还用于x线衍射分析和工业探伤等多种用途。因此,x线的发现对人类作了重大贡献。1971年亨氏菲尔德发明了CT,将传统的X线的直接成像转变为间接成像,从而奠定了现在影像学的基础,随后出现的MRI、正电子发射型体层摄影术等影像学技术,以及近期出现的分子成像和光成像,使医学影像学在显示形态学状态之外,还能完成组织器官功能检查,并最终在分子和细胞水平显示组织、器官的化学成分和代谢变化。
2 医学影像学现状
曾经在我国长期使用用的x线透视检查的应用逐年减少, 大型医院或者发达地区的中小医院已逐步取消透视, 而代之 以x线摄影检查, 且以DR检查占主导地位。传统 X线造影检查被多排螺旋CT和磁共振成像所取代 首先是 X线脊髓造影检查被 MRI所取代;其次是多排螺旋CT和MRI结合光学内镜逐步取代 X线消化道造影、经静脉肾盂造影和胆道造影等检查;然后是 DSA的诊断性血管造影检查逐步被CT血管成像和MR血管成像所取代。 伴随设备的逐步普及,CT已经成为临床(尤其急诊)最重要的影像检查方法。MRI具有无创伤、 无射线辐射危 害,成像参数多、获得的信息量大,软组织对比度最佳等显著优点,是最活跃的影像学研究手段,已经成为很多重要疾病的确证诊断方法。超声以其设备普及、价格低廉、无创伤、无射线辐射危害、可在病床旁边实施和便于复查等优点, 成为目前临床应用最主要的影像学筛选检查技术。以早年的CT为起点,CT、MRI等设备开始提供横断层面影像。同时,得益于计算机技术的进步,今天已经可以在较短时间内把上述的信息“重组”(reformation)为三维的、分别显示兴趣结构的、带有仿真色彩的,甚至以内窥镜的信息模式显示的“直观信息”。举例说,一个重度创伤的病人可能会有骨折、颅脑损伤、内脏损伤、血管损伤及其他并发症。今天,只需用CT从头到脚在数十秒钟内完成采集,病人即可回病房作急症处理,而放射科医师可使用一次采集的信息分别显示出骨骼、颅脑、内脏、血管等结构与病变,并给急症医师提供“直观的”兴趣结构的三维的、彩色仿真的诊断信息。这样的信息已经超越了大体解剖学的可视能力,达到了即使在手术刀或解剖刀下都不可能完全洞察的水平。
3 医学影像学技术的发展趋势
各种医学影像学设备向小 型化、专门化、高分辨力和超快速化方向发展,MRI和CT的全器官灌注成像得到临床普及应用。虽然目前MSCT主要生产厂家的设计理念和主攻方向不一致,导致彼此设备的差异巨大,但是可以预测,在不远的将来,CT机的构造(包括发生器、X线球管的结构和数量、探测器种类和排数等) 将发生实质性变改, 也许球管和探测器的旋转速度更快,使MSCT的时间分辨力突破50 ms大关,使心脏得到真正的“冻结”,而探测器材质的改进能显著提高MSCT的空间分辨力。 各种介入治疗成为常规有效的治疗方法。集诊断与治疗一体化的医学影像学设备也在不断成熟和普及, 使疾病的诊断更加及时、 准确,治疗效果更佳。应用计算机仿真技术设计外科手术方案、 由影像导航 系统直接引导外科手术入路、确定手术切除范围,并在术中直接应用MRI对病灶切除范围进行现场评价会逐渐普及应用。在影像学网络化的基础上,医学图像处理将成为常规,而服务器软件取代工作站,实现多点同时后处理,并使图像后处理的自动化程度进一步提高。 伴随远程影像学的普及和宽频带网络的应用,医学影像学图像的远程传输更为快捷,图像更加清楚,影像学科医生可以在家里或者在出差旅途中完成诊断 报告 。
分子成像是医学影像学的 热点 研究方向之一,伴随分子成像的研究进展,会有多种组织、器官特异性对比剂问世,这些新型对比剂能显示特定基因表达、 特定代谢过程、特殊生理功能,其毒副作用更小、对比增强效果更佳、诊断的特异性更强,真正实现疾病早期诊断。开发疗效监测对比剂(或称分子探针),以在最短时间得到治疗的反馈信息, 在分子水平上进行疾病的靶向治疗。除PET外, 其他医学影像学技术也能直接用于药物的研发和监测疗效,在活体早期、连续观察药物或基因治疗 的机制和效果,以利于药物筛选和新药开发。此外,分子成像方法和图像后处理技术将得到持续改进,并开发出用于分子成像的影像学新技术。 医学影像学技术的进展还将导致影像学科内部人员构成发生变化,物理师、数学家、生物医学工程师、计算机专家和循证医学专家占影像科室人员的比例越来越高,针对某种重大疾病可以组建包含内、外科和影像学医生的新型科室。医学影像学检查不仅在诊断与治疗的环节发挥作用,而且可以在疾病预防、健康体检、重大疾病筛查、健康管理、早期诊断、病情严重程度评估、治疗方法选择、疗效评价、康复等环节发挥越来越大的作用,医学影像学科的地位必将不断提高。参考文献
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《 数字图象在医学影像中的应用 》
【摘要】医学影象技术从70年代进入数字时代,二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。
【关键词】数字图象;医学影像;应用
Digital image in medicine image application
Rao Tianquan
【Abstract】medicine phantom technology enters the Digital Age from the 70's,20 for many years successively have had MR,B ultra,digitized image equipment and so on DR,DSA,ECT,R put into the use. Diagnosed the very big advancement function to the medicine image. In on is objective urges each kind of imagery technology to rely on own superiority unexpectedly to develop. Makes up for one's deficiency by learning from others' strong points,the comprehensive utilization,enable the disease the early diagnosis rate to have the distinct enhancement.
【key word】digital image; Medicine image; Using
图象是周围客观世界的一种印象,数字图象是60年代出现的一种全新的,科技含量极高的产物。它的出现使传统的模拟图象受到了极大的挑战。数字图象和模拟图象相比,二者的区别在于:一:模拟图象是以一种直观的物理量的方法来连续地表现我们期望得知的另一种物理场的特征。而且数字图象则完全以一种规则的数字量的集合来表达我们面对的物理图象。二:用模拟图象的方法来显示图象具有直观,方便的特点,一旦设计出一种图象的处理方法则具有全场性与实时处理等优点。但是模拟图象亦有抗干扰性差,重复精度差,处理功能有限,处理灵活性差的缺点。而数字图象具有很好的抗干扰性,图象处理方便,适应性能强等优点,特别是随着计算机技术的发展,数字图象处理的速度也变得越来越快,越来越显示它的发展潜力和优势。三:数字图象和模拟图象相比,它的图象更清晰、无失真,更便于储存和传输。
从70年代末期开始,医学影像技术进入了数字时代。二十多年来先后有了MR、B超、DR、DSA、ECT、CR等数字化影像设备投入使用。对医学影像诊断起了很大的推进作用。这一些进展无一不是从根本上破除了原有信息载体形式和成像原理的束缚,开创新径而取得的。同时这也在客观上促使各种成像技术凭借自身的优势竞相发展。它们之间不仅没有相互代替,而是取长补短,综合利用,使疾病的早期诊断率有明显提高。
1 数字X线图象的形成
X线透射成像是基于人体内不同结构的脏器对X线吸收的差异。一束能量均匀的X线照射到人体不同部位时,由于各部位对X线吸收的不同,透过人体各部位的X线的强度亦不同,这些穿透过人体的剩余X线就携带着人体被照射部分的组织密度和厚度的信息。这些信息投影到一个检测平面上,即形成一幅人体的X线透射图象。如果这个检测平面是荧光屏,那么我们就得到一幅模拟的图象了。再将这幅图象用不同的方法采集下来(如摄影,录像,拍照等方法)。检测器也可以是 其它 ,如电离室、光电管、晶体压电等等。然后将收集到的信号进行模数转换就形成了一组由不同数字代表X线强弱排列的数字信号了。最后将该组信号交计算机处理经数模转换即成为清晰、无干扰、无变形、无失真的数字X线图象。
2 数字图象技术在X线检查中的运用
X线电视系统:主要由影像增强器和X线闭路电视系统组成,影像增强器把X线像转换成可见光像,而且图象的亮度得到很大的增强,然后通过电视系统进行观察和分析图象,它是实现X线图象数字化的基础。
数字摄影:(DR)对影像增强器所得到的电视信号,用摄像机拾取的高信噪比的电视信号进行数字化,然后再进行各种计算机处理,得到不同效果的图象,这种技术多用于胃肠透视和血管造影成像。该种检查拍摄后立即可以得到图象。不必等待冲洗,还可以动态的观察。
计算机摄影:(CR)它是用影像板(IP)代替胶片暴光,然后将存储在IP板上的X线潜影用激光扫描拾取并转换成电信号,再经计算机处理得到一幅X线数字图象,最终用激光像机把X线图象记录在胶片上。这种方法灵敏度高、敏感范围大、图象清晰。
数字减影:(DSA)用于血管造影,原理是将检查部位于造影前后用摄像机各采集图象,然后将图象数字化后存储在计算机里,用计算机进行处理,将两次采集的图象进行对应像素逐个相减,减影后的图象只留下充盈的血管图象,这样去掉了组织的重叠干扰,可以清楚地观察血管情况。
计算机横断体层装置:(CT)X线对人体横断面的各个方向进行照射,检测器采集到体层各个面对X线的吸收曲线后,用计算机处理所得数据最后以数字矩阵的形式表示横断面上个点的密度值,这样断面上的各点的密度都用确定的数值表示出来,这种对组织密度的量化,可以从数值上来区分健康组织和病变组织,大大提高了诊断的科学性。
此外;数字图象还应用于MIR、ECT、B超等医学影象学科,在我们的日常生活中都离不开数字图象。
参考文献
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[4] 吴恩惠.《头部CT诊断学》
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投影技术的发展,全息投影技术也在不断的发展,它是真正呈现立体的影像。下面是我为大家整理的全息投影技术论文,欢迎大家阅读。全息投影技术论文篇一:《试谈全息投影技术应用研究》 【摘 要】目前,全息成像工艺复杂,制作成本高,暂不能普遍应用到生活娱乐中,而消费者对新的视觉体验形式的需求越来越急迫,因此我们以一种可以方便实现,视觉效果与全息成像相近的的技术来满足消费者的需求,这就是全息投影技术。本文从全息投影技术构成、视觉效果、应用例举等方面论述了全息投影技术应用的可行性。 【关键词】全息投影;展示;应用;全息投影照片 科幻影片中常常出现全息技术,人或物体以及图形文字以三维的形式在空气中显示,就像电影《星球大战》中的全息通讯、《钢铁侠》中的全息电脑、《普罗米修斯》中全息沙盘等等。科幻电影中的技术多数是虚构的,而往往这些虚构的、幻想的技术却表达社会的需求,指引着科研的方向,全息也是一样。 目前,全息成像工艺相当复杂,制作成本高,还不能普遍地应用到在社会生活和娱乐中,因此全息投影有了其生长和发展的空间。全息投影技术不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感,它是真正呈现立体的影像,理论上可以360°观看影像。[1]这种全息投影技术可以呈现出图像浮现在空中的效果,但是所投射出的影像需要依靠透明的介质作为载体,并且对空间的光环境要求相对较高。虽然这样,但这种全息投影技术的优点在于实现成本底、制作方便、趣味性高、视觉效果逼近全息等等,在无介质全息技术应用到我们的生活中之前,全息投影技术有较高的应用空间。看似简单的产品只要能够满足人们的需求,那就会有较高的应用价值。 一、全息投影主要构成 全息投影显示设备是多块透明的 显示器 ,通过多块透明显示器的围合,形成的一个锥体,椎体的每一面对应显示影像内容的每一个面,形成了全息投影的两个视觉特点,一是可以全方位的显示立体影像,二是可以使虚拟影像与周围的现实环境融合到一起,形成虚拟与现实的互动。形成“全息”的视觉效果。 全息投影其简单的构成和实现方式是其能够普及应用的优势之一。全息投影的技术构成分两部分,一是硬件,二是软件。硬件部分包括成像、显示、控制、电源等设备,软件部分为内置控制软件和分屏影像。成像设备、显示设备、分屏影像为其核心构成。 成像设备,即可以生成影像的设备,如显示器、显示屏、投影仪、幻灯机等等,理论上来说可以自发光显示图像的设备都可以用作全息投影,但成像设备的优劣会直接影响全息投影影像的视觉效果。成像设备起到将数字影像内容第一次成像的作用,为显示设备提供充足的光线。 显示设备,即前文中提到的“透明显示器”,这里的“透明显示器”其实是一种高反光的透明膜或者透明板,甚至是玻璃。我们不必在意它是由什么原料制成,我们只要求它具备两个特性,一是良好的通透性,二是尽量的高反光。这两点是全息投影能够实现虚拟与现实融合的核心。显示设备可以反射成像设备所投射出的画面和光线,并且由于其透明的特性,将虚拟影像与实体环境空间形成视觉上的融合,给人新的视觉感受。 分屏影像,全息投影所用的影像是在我们常见的平面影像的基础上进行了再设计,通过多个将物体的多视角画面先分别拍摄再组合拼接到一起,同时播放和控制,这样的影像配合全息投影特殊的多面锥体显示器就能呈现出一个多视角可视的影像,影像给观众一种体量感,并且能够清晰分辨其在空间中的位置。 二、全息投影应用举例 目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟,但其应用范围还相对较窄,国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。 全息投影在展柜的商业运用中,多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°展台和270°展台,内容多数是比较简单的旋转动画,当然也有用于展示游戏角色的,角色有比较简单的动作。在舞台的商业运用中,为满足舞台的观赏角度,以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。2011年3月,日本世嘉公司举办了一场名为“初音未来日感谢祭(Miku's Day)”的全息投影演唱会引起了社会的强烈反响和热烈追捧。 经过对全息投影的研究、试验以及调查,本人认为全息投影在如今这个社会经济条件下可以得到更大的应用空间,甚至达到普及的程度,下面笔者试举出一些领域和行业,探讨如果将全息投影应用到这些行业中去,全息投影所带来的作用及其意义。 1.房地产展示 房地产行业可以涉及到的有全息沙盘、全息样板间、三维全息平面图、三维全息结构图等。 目前我国房地产行业所使用的沙盘主要为电子沙盘,对于样板房,房地产行业的普遍是以三维效果图、样板间模型和实地参观考察来向客户展示样板房。而几乎所有的楼盘宣传资料上都配有房屋平面图以及一些效果图。综合来看,房地产行业高速发展,但其展示手段相对传统,将全息投影应用到其中将极大提升展示效果。 如沙盘,传统沙盘和电子沙盘都是以实体模型为主要展示方式,模型固定不可变,不能向客户展示细节。从环保和节能方面看,沙盘模型都是根据每个楼盘订制的,不可重复利用,一旦楼盘售馨就沦为废品,这是对资源的浪费和对环境的污染。再如样板间,有的开发商基于实际情况的考虑,将样板间直接建设在建筑工地中,客户需要看样板间就需要进入建筑工地,而普通客户对于建筑工地的安全常识和意识并不专业,相对增加了危险度。而样板间模型则和沙盘有同样的问题。 全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用,而且展示内容以数字影像方式存在,展示内容灵活可变,展示内容量巨大,还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。全息投影沙盘可将传统的沙盘展示、建筑动画、样板间展示、房屋结构展示等融合到一起,只用一套全息投影沙盘即可满足整个楼盘的从外至内、从大环境到局部细节的展示。全息投影沙盘唯一的消耗就是电能,不但起到了很好的展示效果,也顺应环保节能的时代趋势。 2.全息投影照片 社会经济高速发展的今天,摄影摄像技术的简化和人们日益增长的审美需求加快了摄影摄像的普及,我们可以轻易的在身边找到摄影摄像设备,我们的生活被无数的影像所包围,有趣的是我们对于胶卷相机和纸制照片的需求越来越少,我们将数字形式的照片放在电脑、电子相框、手机等设备上来欣赏,这可以看出消费者对于新技术的认可和追捧。 在电子相框、MP4等设备的基础上,全息投影照片将传统的二维平面图像转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像,消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中,操作方式同将电子照片放电子相框一样方便简单,但相对于电子照片,全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新的、震撼的。 将全息投影应用到摄影中让消费者得到一种全新的视觉体验,给予消费者更高一级的美的享受。全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一样,在高度普及的平面摄影的基础上向社会进行推广,让更多的人得到全息投影带来的视觉享受与体验乐趣。 其实,全息投影的应用还有很多方式,如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影智能引导员等,全息投影不光可以单独使用,也可以同 其它 多媒体设备一同配合使用,其应用的目的在于在真正的全息影像技术普及之前以一种方便的、低廉的、新颖的技术,使人们体验到一种有别于平面媒体的视觉享受。 【参考文献】 [1]许秀文,薄建业,杨铭,等.浅析3D、全息、虚拟现实技术[J].中国 教育 信息化高教职教,2011(7). 全息投影技术论文篇二:《试谈分析全息投影技术在演艺活动中的应用》 摘 要:科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展,虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步,媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势,人们可以体验到身临其境的真实感。尤其是在演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术,制造逼真立体的艺术情境,使观看者的视觉、听觉产生震撼感受。该文针对全息投影技术进行分析, 总结 出全息投影技术在演艺活动中的优势和发展前景。 关键词:虚拟世界;艺术体验;全息投影;三维立体;演艺活动 虚拟艺术体验广泛应用于影视艺术和多媒体艺术中,人们通过沉浸感和存在感强化了体验的真实感。科技的发展推动影视媒体、新媒体的产生和发展,虚拟艺术体验也应运而生。技术的进步,媒体艺术中的虚拟体验也呈现出多元化趋势,演艺活动中开始逐渐应用全息投影技术,许多演唱会晚会等大型演艺活动都运用了全息投影技术,营造虚拟幻象与表演者之间互动的效果,亦真亦假,惟妙惟肖,使表演产生震撼的效果。 1 全息投影技术的应用 全息投影技术创造的是一种以艺术美学标准营造虚拟世界的 方法 。全息投影技术实质是一种虚拟成像技术,主要是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。目前一般通过两种方式实现虚拟成像,一种方式是直接用投影机背投在全息投影膜上,产生虚拟场景或者虚拟影像;另一种方式通过投影机、LED 屏折射光源至45度成像在幻影成像膜,产生全息投影,全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻象,还可以营造连续动态的影像。全息投影构建的虚拟世界可以是基于现实的艺术场景,也可以是超现实的、任凭想象的场景,这种营造过程就是艺术场景实现的过程,技术人员通过计算机图形技术和动作捕捉和表情捕捉系统,最终展现出一个或逼真或梦幻或新奇的艺术世界,这种虚拟艺术体验给人们带来新奇有趣,逼真震撼的视听感受。 在媒体艺术中,全息投影产生的虚拟影像给观众带来的感官刺激最直接,这种艺术感官体验可以源自对现实世界的模拟再现,也可以是超现实的,艺术创造者想象中的各种新奇场景的创造,要实现这些场景或者影像的艺术体验是离不开技术支持的。艺术家可以通过全息投影技术构建或者营造各类艺术情境和场景,引导观众进入虚拟情境中,使人产生身临其境的逼真感觉,仿佛真的置身于营造的虚拟世界中。尤其是在演艺活动中,艺术家或者设计者,通过全息投影技术的营造,引导观众进入虚拟情境中,体验前所未有的虚拟艺术体验和感官刺激。 2 影像互动式虚拟体验在演艺活动中的运用 20世纪中期,互动式虚拟体验最早运用于美国军事模拟训练,尤其是空军飞行训练。美国军方为了降低飞行训练中的损失以及人员伤亡,发明了虚拟飞行驾驶系统。模拟出真实的飞行训练过程,进行飞行员训练。随着技术的发展,模拟训练已经延伸到了其他军事训练领域中,可以模拟出复杂的战斗情境,提高实战水平,同时也减少真实训练或者演习中的损失和伤亡。这种互动式虚拟技术的真实体验使得现实世界和虚拟世界之间的建立起了一座互相作用的桥梁。 随着技术的发展以及媒体艺术的发展,虚拟体验与媒体艺术擦出了绚丽的火花。虚拟感官体验创造的虚拟世界非常接近人类观察体验,在技术的推动下衍生出全新的媒体表现形式和艺术情境,这些新奇的艺术创作方式和艺术表达方式为观众营造了更加丰富多彩的实体体验和感受。虚拟艺术体验作为一种传播方式和手段,彻底颠覆了传统形式的影像体验,擦出了新的传播艺术的火花。 例如,2011年在某国际知名服装品牌的新品发布会上,设计者就把全息投影技术搬上了T台秀,模特表演秀中通过全息投影营造出虚拟模特和真人模特交替出现的场景,在灯光和特效技术的配合下,一场惟妙惟肖、亦真亦假的服装表演完美演绎。在T台上人物和艺术场景忽而产生、忽而消失,模特在虚拟和真实交替中完成瞬间换装的效果,给观看者的视觉和听觉产生了意想不到的震撼效果,观看者完全沉浸于这种逼真立体的影像和真人秀中,这场秀给观者带来了前所未有的魔幻效果,在整个艺术传播领域开创了一个全新的场景。 在我国国内演艺活动中,全息投影营造的互动式虚拟情境的舞台也给观众留下深刻印象。湖南卫视2011跨年演唱会中,有一首歌曲表演中就很成功地运用了全息投影技术,《再见我的爱人》这首歌是邓丽君早起经典作品之一,被观众熟知,许多观众都十分怀念邓丽君深情的演绎,湖南卫视的技术人员就通过全息投影技术把立体逼真的邓丽君演唱的场景搬上舞台,场景中看起来如同邓丽君与歌手的同台对唱,并且两人之间还有恰当的动作眼神交流。在舞台上实现了歌手与影像的完美互动,呈现在观众面前的就是真实的表演场景,给观看者的视觉、听觉带来极大的满足。同样,我们记忆深刻的还有2012龙年春晚就在LED的基础上加入全息投影的电视美术布景,晚会的多数歌舞都动用了全息技术。例如,萨顶顶在演唱《万物生》时,营造立体花朵飘落的艺术情境,演唱者和现场观看者就仿佛是置身花的世界一样,设计者将艺术情境完美结合歌曲的意境,完美演绎了万物生的艺术情境。但是,在演艺活动中全息投影技术只是作为亮点出现在演出的某个环节,并没有被用于制作整场演出的舞美效果,全息投影技术的使用是希望引起观众高潮达到最佳的表演效果。 3 全息投影虚拟互动体验的发展趋势 (1)渲染偶像,美化表演意境。虚拟体验从纯粹的感官体验到交互体验再延伸到情感体验,逐渐呈现出体验融合的趋势,虚拟艺术体验的逼真度和沉浸感也进一步提高和加强。艺术工作者可以在演唱会场景设计上营造多个偶像同时演绎的各种酷炫效果,对观看者的视觉、听觉造成震撼冲击,同时也满足观看者对自己偶像的崇拜心理。 (2)重塑经典,赋予艺术强大生命力。虚拟技术为艺术体验提供了新的机遇。在当下强大的科技条件支持下,可以为观众再现那些怀念的经典,虚拟世界的感官真实性,互动性,情感化,特性的逐渐体现。例如,“复活”历史上的巨星,令其完成与当代明星同台对唱等的现场表演,或是弥补某位不能到场的巨星给观众造成的遗憾,还可以把某个不可能再现的经典为观众重现,对其造成极大的视觉与心理震撼。 (3)打造虚拟偶像,衍生虚拟情感。虚拟艺术体验是调动了视觉、听觉、触觉、嗅觉及肢体行为互动等多种感知体验,也可以是意识心理的思维沉浸,意识和思维沉浸在虚拟世界之中,身体却处于现实之中,身体被虚拟世界中的意识驱动,虚拟和现实之间的界限模糊化,全身心投入到虚拟世界中并享受心醉神迷的沉浸体验,这便是虚拟偶像。越来越多的虚拟偶像会随着人们的不同需求而产生,并且延伸到情感体验的高度。 从感官虚拟体验、互动虚拟体验到情感虚拟体验,这些艺术体验和互动都是基于人们对虚拟世界的幻想和憧憬,引发人们感官和情感的存在感和代入感。从唯物的角度来说,虚拟体验和虚拟互动都是基于人们对真实世界中各种客观事物的反映,并且在人们丰富的想象中得到进一步的艺术升华,在演艺活动或者新媒体艺术中完美地展现出来,迸发出无比绚烂的艺术火花,给观看者带来前所未有的美妙体验和感官享受。因此,虚拟艺术体验是一种很好地表达艺术情感的手段。 参考文献: [1] 王燕鸣.论新媒体艺术在虚拟世界中的互动体验[J].大众文艺,2010(2). [2] 肖永生,赵明镜.飞行模拟器视景显示系统的研究与设计[J].科技广场,2009. 全息投影技术论文篇三:《全息投影的简易制作及探究》 摘 要 全息投影是近年来流行的高新技术,能够展示神奇的立体全息影像,给参观者全新的互动感受。全息投影设备价格较高,应用生活中常见的器材,制作一款具有全息效果的实验演示装备,揭示其中的科学原理。 关键词 全息投影;实验器材;虚拟成像 1 前言 2013年9月13日,去世18年的歌手邓丽君“穿越时空210秒”,与男歌手周杰伦同台对唱,别具一格的全息投影技术很快成为新闻媒体报道的 热点 ,引起人们极大的兴趣和关注。全息投影设备价格较高,一般应用于商业展览或影视特效中。对于广大中小学科学教师来说,只要应用生活中常见的实验器材,花费很低的经济成本,同样可以制作简易的全息投影演示实验,带给学生新奇的科学体验与乐趣。 2 全息投影原理 全息投影技术也称虚拟成像技术,利用光的干涉和衍射原理,记录并再现物体真实的三维图像。 第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,利用干涉条纹间的反差和间隔,将物体光波的全部信息记录下来。记录干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。 第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成像过程。全息图的每一部分都记录物体各点的光信息,能够再现原物的整个图像,通过多次曝光可以在同一张底片上记录多个不同的图像,互不干扰地分别显示出来。 全息投影系统将三维立体画面悬浮在实景半空中,画面的对比度和清晰度高,有空间感和透视感,营造了亦幻亦真的神奇氛围。 依据实现技术手段与途径的不同,全息投影分为两类。 1)透射全息投影:通过向全息投影胶片照射激光,从另一个方向来观察重建的图像。透射全息投影可以使用白色光来照明,广泛应用于信用卡防伪和产品包装等领域,通常在一个塑料胶片形成表面 浮雕 图案,通过背面镀上铝膜,光线透过胶片得以重建图像。 2)反射全息投影。使用白色光源,从和观察者相同的方向照射胶片,通过反射重建彩色图像。镜面全息投影利用控制镜面在二维表面上的运动,制造三维图像。 3 简易全息投影设备制作 应用于商业展览或影视特技的全息投影需要复杂的制作技术与专业设备[1]。为了向青少年普及科学知识,介绍前沿科技新成就,教师利用身边的简易器材,同样可以制作出具有立体效果的全息图像。 实验原理 利用4个半透面对光线的折射和全反射,把屏幕上的视频源文件反射。由于视频源文件同时有图像的前、后、左、右4个面,4个面同时投影形成全息效果。原理图如图1所示。 制作材料与过程 能够形成单屏投影的设备(包括手机、平板电脑)、各种透明薄板(如亚克力板、塑料板、PVC板、手机贴膜等)。由于四棱椎体是最简单的制作,以下详细介绍全息投影制作过程以及注意事项。 1)确定四棱椎体的几何形状与大小。本实验制作的投影设备由透明塑料等材质构成棱锥、覆盖在上方的单屏投影源构成(图2)。光线由投影源发出,在棱锥侧面产生全反射,进入观察者眼睛。如果能够使每个侧面反射的光线恰好构成三维物体的不同侧面,观察者从不同方向观看,就可以看到三维物体的不同侧面[2]。为了保证反射光水平射入眼睛,需要使棱锥的侧面和底面所成的二面角为45°。 由于大家使用的各种手机或平板电脑的尺寸差异较大,给出的参考建议是:构成四棱椎体的等腰三角形底边约等于屏幕的宽度。如测量所用的iPad屏幕宽度为12 cm,则等腰三角形的底边就是12 cm,顶角固定为°,腰长为 cm,腰长=底边×。如果要制作六棱锥投影,则等腰三角形各边的几何关系为腰长=底边×。六棱锥的播放效果更佳,环六棱锥360°无死角观察到清晰逼真的投影图像;四棱锥在投影面交接角度处观察到轻微变形。 2)剪裁和粘贴投影用金字塔。把透明薄板依据上面的规格裁剪出4个等腰三角形,用透明胶条或不干胶依次粘好各三角形的边,做成一个投影金字塔。因为平板电脑的屏幕要放到金字塔的顶尖,设计一个支架把平板电脑架起来,不能挡住金字塔的四面。也可以用黑色纸盒做成暗箱型的支架,周围背景越黑,立体投影的显示效果越好。将平板电脑或手机屏幕朝下,倒扣在金字塔的塔尖上,确保金字塔尖正对视频4个切分画面的中心。 3)播放全息投影视频。利用MikuMikuDance(简称MMD)、会声会影X5与格式转换软件,先用MMD制作出所需图像的正面、背面、左右侧面,再将格式转换成为会声会影视频,便可做出全息视频源。专业高手也可以利用动画制作软件MAYA,设计出人物模型、动作,分出前、后、左、右4个视图,导出播放视频即可。现在网络上有不少3D全息影像素材,使用者可以根据需要下载和播放。 4 结语 由于器材简陋,该实验显示的并不是真正意义上的全息图像,可以看作“伪全息”,虽然视觉上看起来有全息的效果,但其本质还是2D成像。以图3所示美少女为例,视频中的四分屏分别是少女的正面、背面以及左右侧面,这四面分别对应金字塔形投影仪四面的塑料片。四个画面分别映射在4个塑料片上,从塑料片的4个角度来看,会产生“图像就在投影仪中央,能够360°无死角观看”的错觉。因此,制作全息投影时必须选择表面光滑、没有太多划痕的透明薄片,才能有更好一些的视觉效果。播放视频的清晰度也很重要,最好采用清晰度为720P及以上的视频图像。 参考文献 [1]于丽,杨宇.一种三维全息投影屏的制作方法[J].激光与光电子学进展,2013(2):115-118. [2]房若宇.多棱锥三维立体投影装置的制作[J].物理实验,2015(6):23-25. [3]杨毅.论全息投影技术中虚拟角色制作设计[J].科教文汇,2013(10):94. 猜你喜欢: 1. 计算机图像处理在全息学中的应用论文 2. vr技术论文2000字 3. 人工智能综述论文 4. 关于计算机多媒体技术研究专业毕业论文 5. 全息投影技术论文 6. vi设计毕业论文范文 7. texlive如何写论文
活动目标,1了解二战至今世界科技的发展状况.2理解和认识全球科技发展规律的动因及其对人类社会的重大影响3展望和畅想未来科学技术在推动人类社会进步方面的巨大作用.
科学技术与未来——新科技革命的历史、现状及未来1 新科技革命产生的历史背景 新科技革命指的是20世纪50年代以来(至今方兴未艾)在世界范围信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、激光技术、新制造(加工)技术、空间开发技术、海洋开发技术……高新技术群落的崛起.新科技革命是科学技术作为一个系统,在一定社会历史条件下,自组织演化的必然结果.其产生的科学与技术方面的基础主要有以下二个方面.(1)第一次科学革命(16~19世纪):自然科学摆脱神学统治,走上独立发展的道路,建立起近代自然科学体系,确立了实证科学的方法传统.第二次科学革命(19~20世纪初):突破机械的自然观,人类的认识从宏观进入微观与宇观,发现了微观粒子运动的规律.第三次科学革命(20世纪50年代以来):系统科学、非线性科学的兴起,使人类认识从追求简单性转变为探索复杂性.(2)以蒸气动力技术为主导的第一次技术革命(18世纪中叶~19世纪上叶),使生产的技术方式机械化.以电力技术为主导的第二次技术革命(19世纪中叶~20世纪初)使生产的技术方式在机械化的基础上电气化.以电子技术为主导的第三次技术革命(20世纪30年代~20世纪70年代)使生产的技术方式在机械化、电气化的基础上自动化.2 新科技革命的主要内容 新科技革命是上述历史上科学革命的产物、技术革命的继续及发展.信息技术能量、材料、信息是物质世界的三个基本要素;随着科学技术与社会生活的不断发展,信息的重要性愈来愈显得突出.什么是信息?对这个问题从不同角度有不同的回答.从最一般的意义来说,信息指的是客观世界的物质运动与主观世界精神活动所表现出来的各种状态特征的总和.这些特征被人的感觉器官或仪器所感觉到或测量到并被纪录或表达下来,就成为了一些数据、图像、符号、语言、文字等,它们包含着所表征事物或事件的内容,即客观世界物质运动或主观世界精神活动的状态特征.信息技术则是有关信息的产生、收集、传输、接受、处理、存贮、检索等技术的总称,包括微电子技术(提供电脑芯片)、计算机技术、通信技术、信息存贮技术、数据库技术、网络技术……在信息技术发展中,20世纪90年代在全球兴起的“信息高速公路热”,特别引人注目.信息高速公路的正式名称叫做“国家信息基础设施计划”,指的是建立起由信息库、信息处理机(计算机)、通信网以及各种电子设备组成的信息网络.每一个人在网络上既可以浏览信息,又可以发布信息,从而,把整个世界变成了一个“地球村”.生物技术生物是一种高级的物质运动形态,它们是同时具有自我更新、自我调节、自我复制的物质系统.生物技术指的是运用工程的方法对生命系统进行作用,以实现预期目的的一种技术,故生物技术又称为生物工程.在生物技术中,基因重组技术处于核心地位.基因重组技术指的是将某些具有特殊性能的遗传基因从生物体中分离出来并进行重组,然后再转移或整合到另一些生命体中去.由于这种基因重组技术的出现,人类就可以根据需要,用工程的方法来改造现有的生物物种或制造新的生物物种.在众多生物技术应用的项目中,“人类基因组计划”具有特殊的重要意义.1990年10月,“人类基因组计划”开始实施.其要点是:测出人类DNA中全部(约3×1010)核苷酸的顺序,搞清人类的10万个基因的全部蓝图以及这些基因在人类23对染色体上的位置.美国、英国、德国、日本、法国和中国的1 000多名科学家参加了这个计划的研究,于2006年胜利完成.“人类基因组计划”的完成及进一步研究(解读基因密码的含义)将对人类疾病(特别是癌症、艾滋病等疑难病)的预防及治疗产生决定性的作用,开辟人类延年益寿的新途径.新能源技术能源是指能够提供能量的自然资源.能源是一切物质活动的基础.目前,人类所使用的能源(煤、石油、天然气等)多为非再生能源,已日渐枯竭;因此,寻找新能源成为关系人类生存与发展的重大问题.20世纪70年代以来,人类加快了新能源的开发利用,目前主要集中在以下方面:(1)太阳能的开发利用太阳每年投射到地球上的能量为529×1024 J,比现在每年人类总消耗的能量大10 000多倍.20世纪70年代以来,人类加快了对太阳能开发利用的研究,已取得初步成效.在光—热转化、光—电转化、光—化学转化方面都取得一定突破,但离充分利用还有很大距离,有巨大的发展潜力.(2)地热能的开发利用地热资源是地球陆地表层以下10km深度内15~400℃范围含热能量.500 m以内地热贮量相当于4 948万亿吨标准煤.各地对地热资源的开发利用,正在因地制宜地广泛展开,前景十分广阔.(3)风能利用风力机可以将风能转变为电能、机械能、热能.据估计,在离地面100 m以内的上空,陆地风机可吸收的能量每年约×1012 kW, 相当于全世界水力发电的总和.(4)除此之外,新能源开发利用还包括核聚变能、海洋能、生物质能、氢能、可燃冰以及多种多样的节能技术.总之,新能源的开发利用完全可以消除多少有些令人恐慌的“能源危机”.新材料技术材料是物质世界三个基本要素之一,材料技术的发展是各种新技术发展的基础.20世纪70年代以来,具有各种特殊性能的材料(光导纤维、非晶态、新型陶瓷、碳60、钛合金、纳米材料、生物材料、智能材料等)不断涌现.据统计,目前已有25万种性能各异的材料问世,以满足生产及生活各方面的需要.某些重要材料的出现,往往导致某种程度的技术革命或推动新兴产业的出现,产生巨大的经济效益.例如,20世纪90年代蓬勃发展的纳米技术(10-7~10-9 m),由于其一系列独特的性能及广泛应用,就正在形成一个新产业群落并且推动并影响整个科学技术研究及产业的发展.激光技术激光是一种新型光源,它具有高亮度,方向性好,单色性好,脉冲时间短、覆盖波段宽且可调谐等优点,从而成一种强有力的技术手段.第一台激光器出现于20世纪60年代.20世纪70年代以来,找到可产生激光器振荡的工作物质千余种、激光谱线万余条、研制成不同类型的激光器数十种.与此同时,激光技术得到广泛应用,包括激光测量、激光全息、激光医学、激光通信、激光光谱分析、激光热处理激光信息、激光冷却及激光武器等诸多方面.新制造(加工)技术相对于传统的机械制造(加工)技术,新制造(加工)技术呈现出一系列新的面貌.其最突出的表现在以下方面:(1)计算机集成系统(CIMS)制造技术面对市场,从顾客的需要及企业的整体能力出发,利用电脑系统使产品的制造(加工)实现高质、低耗、快速的技术.(2)机器人技术利用机器人去进行一些特殊的制造(加工)作业.例如 水下机器人,室外遥控移动式机器人,精密装配机器人.(3)微加工技术20世纪90年代发展起来的纳米技术加工尺度已达到10-9 m,可以对单个原子、分子进行直接操作.空间开发技术20世纪50年代以来,宇航技术或空间开发技术得到迅猛发展.空间开发技术主要围绕以下三个方面展开.(1)人造卫星的发射及利用目前,人类向宇宙空间发射人造卫星约5 000个,包括资源卫星、气象卫星、通信卫星、技术试验卫星、科学探测卫星、军用卫星等,为人类的生存与发展作出巨大贡献.(2)空间工业化宇宙空间有许多地面上所没有的得天独厚的条件,如失重、高真空、强辐射、低温、超净等.目前,已发射各种类型的“空间站”进入太空,利用宇宙空间某些独特条件,进行科学实验与工业生产.(3)行星际探测把星际探测器发射到太空,已经对月球、金星、木星、土星、火星、彗星等进行了科学考察,为研究宇宙、星系、太阳、地球等的形成及演化收集第一手资料.海洋开发技术人类除向空间发展外,还试探着向海洋发展.海洋占地球面积71%,约×108 km2,是人类活动的广阔天地.目前,海洋资源开发技术主要包括以下方面:(1)海洋资源开发海洋中蕴涵着丰富的石油、天然气、各种金属矿.例如,近年在海洋中发现了一种称为“可燃冰”的新能源,所蕴藏的能量达×1010 t,超过地球上已探明的煤、石油、天然气能量贮存量的总和.目前美、中、日本、德国都在进行科学考察,进行开采“可燃冰”的试验.(2)海洋养殖与捕捞海洋养殖与捕捞有着悠久的历史.20世纪70年代以来的发展,主要是把海洋养殖与捕捞建立在现代科学技术基础上.(3)海洋能的开发利用海洋中有许多形式能量可开发利用,包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等.目前,各国都进行了一定的探索与开发.3 新科技革命的主要特点 新科技革命就性质而言,属于技术革命.按技术革命的时间顺序排列,这次技术革命是第四次技术革命.与历史上三次大的技术革命来比,这次技术革命呈现一系列特点.主导技术以技术群落的形式出现主导技术指的是代表某一历史时期技术发展的趋势与主流,影响到并推动着相关技术发展的那些技术.第一次技术革命的主导技术是蒸气动力技术,第二次技术革命的主导技术是电力技术,第三次技术革命的主导技术是电子技术.这一次技术革命的主导技术不只一项,而是一个群落,即由信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、激光技术、生物技术、空间开发技术、海洋开发技术……构成的一个群落.这个群落之间有如下关系:新能原技术、新材料技术、信息技术分别对应着人类物质活动的三要素(物质、能量、信息),是整个技术系统的基础;生物技术、空间开发技术、海洋开发技术代表着人类发展的三个方向: 空间、海洋、复杂性领域(生命系统是最典型最重要的复杂性领域);而激光技术、新制造(加工)技术作为一种技术手段在各个领域都有应用.宏大的技术体系建立在深厚的理论基础之上与前三次技术革命相比,这次技术革命的理论基础广阔,深厚得多.从纵向来说,其理论基础为微观粒子的量子理论,其中,信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新制造(加工)技术、激光技术等,分别用到不同层次(分子、原子、原子核、粒子等)的量子理论.从横向来说,其理论基础为复杂性科学,这种复杂性科学的成果、方法将为高新技术发展开辟新的途径.主导技术群落的科学含量高技术分为经验性技术与科学性技术,因此,对技术而言它们存在着一个科学含量的问题.这次技术革命呈现出科学技术化、技术科学化、科学技术一体化的特征.所以,这次技术革命往往称为新科技革命,其真实意义在于说明,这次技术革命的主导技术群落的科学含量非常高.使社会信息化社会信息化包括生产的技术方式与社会生活方式二个方面的信息化.生产方式分为生产的技术方式及生的社会方式.生产的技术方式指的是生产过程所使用的生产资料(首先是生产工具)、生产方法(工艺、协作、分工等)以及它们的结合,生产的社会方式则主要指生产关系.第一次技术革命使生产的技术方式机械化;第二次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化;第三次技术革命使生产的技术方式机械化、电气化、自动化;第四次技术革命使生产的技术方式在机械化、电气化、自动化的基础上进一步信息化.这次革命不仅使生产的技术方式信息化,而且,使社会生活方式信息化,即使生产过程与社会生活过程同时成为信息流的运行过程.从而,对社会发展产生深刻而广泛的影响.4 新科技革命的未来发展 根据科学技术发展的一般规律及技术—产业转化原理,我们可以对新科技革命在21世纪的走向及趋势作出如下预测.第五次技术革命是智能化革命第四次技术革命主要解决信息化的问题;在信息化的过程中,已经开始接触到智能化的问题.在现阶段电脑技术中,引入了人的某些逻辑思维,常常称为智能化.目前智能化都是比较简单、低级的.智能化革命就在于:使智能计算机不仅具有人的逻辑思维能力(分类、归纳、分析、综合、推理等),而且,具有人的非逻辑思维能力(推测、联想、假设、论证、识别、反应、学习等).大量的智能化计算机的出现及使用,将标志第五次技术革命——智能化革命的真正到来.其时间,可能发生在21世纪30~40年代.一系列新兴产业群落的崛起根据技术—产业转化原理,新科技革命的成果,在市场经济的条件下,在一定时期,将会转化并发展成为产业.目前,我们已经看到一系列新兴产业群落正在崛起.其中主要包括:(1)信息技术产业群电子信息产业(目前电子计算机产业将转化为人工智能产业)、信息咨询产业、超导信息产业、光信息产业、生物信息产业、宇宙信息产业(利用人造天体发布信息进行有效的预测与决策)等.(2)生物技术产业群基因产业(利用基因生产各种转基因产品)、生物化学产业、生物食品产业、生物医药产业(特别是基因技术在医药上的应用)、生物能源产业等.(3)纳米科技产业群纳米材料产业、纳米器件及设备产业(例如微型机器人)、纳米加工产业(在原子、分子水平上对材料、器件进行设计与加工)、纳米应用产业等.(4)宇宙开发产业群宇宙交通运输业、宇宙材料产业、宇宙能源产业(在太空建立太阳能发电站)、宇宙建筑业及宇宙旅游业等.(5)海洋开发产业群海洋机器人(21世纪进入全面应用),海洋资源业、海洋能源业、海水淡化业、海洋建筑业等.(6)“绿色”产业群人口产业(优生、胎教、保健、长寿)、“绿色”食品产业、环境工程、生态工程、循环经济等.(7)知识产业群在现代科技水平及自然科学与社会科学统一的基础上展开的咨询产业、软件产业、人才产业、文化产业、出版产业、传播产业等.科技社会建制的革命——科技经济一体化科技的社会建制指的是科学技术活动开展的社会组织形式.从历史上说,科学的社会建制经历过“实验室”、“科学团体”、“研究生制度”、“工业实验室”、“科学研究成为一种社会事业”、“科技园区”等阶段.科技园或高新技术产业开发区指的是一批大学、科研机构和企业在一定地域范围内相对集中,开展高新技术研究并发展高新技术产业的一种新型社区.这种科技园区,20世纪70年代以来,在世界各国得到蓬勃发展. 科技园或高新技术产业开发区的蓬勃发展使我们看到了科技活动一种新的组织形式与体制,那就科技经济一体化的社会建制.这种社会建制的一个突出的优点就是可以建立起科技转化为生产力并产生经济效益的有效机制:科技与经济之转化主要在组织内部完成,确立了技术创新的风险投资机制,任何一个有价值的技术创新都能较容易得到资金之支持,建立起有效的知识产权保护机制等.
1磁选关于磁选设备的进展,已有若干专门评述〔’一41,这里仅就搜集到的磁选论著和信息进行综合评述.弱磁选弱磁选进展的特点是,利用高性能钦铁硼永磁体制造场强更高的筒式磁选机,筒式磁选机大型化和预选大块磁铁矿石,发展有利于提高精矿品位的弱磁选机。钦铁硼永磁体(Nd:Fel刀)的最大磁能积可达“(T·A/m),约为衫钻合金(SmCo。)最大磁能积(”T·A/m)的z倍[51,银铁氧体(,)最大磁能积(·A/m)的10倍。因此,采用钦铁硼磁系容易提高磁选机的场强和性能。例如,德国用铰铁硼永磁棒研制的‘Permos’鼓式磁选机的磁感应强度可达,既可用于物料的干选或湿选,也可比较理想地用于除去强磁选给料中的磁性较强的物质〔6’。英国Boxmag--Rapid有限公司用铰铁硼永磁体研制的‘Magnadrum’筒式磁选机的磁场可达,用于分选工业矿物和磨料粉〔’J。作为设备大型化的例子如,我国马鞍山矿山研究院继开发CTDG1210型大筒径磁选机后,又研制了CTDGIS16型更大筒径的磁选机[3],采用钱铁硼磁系,筒面平均磁场可达,用于分选大块磁铁矿石.鞍山黑色冶金矿山设计研究院与山东张家洼铁矿合作研制了一种价1400mmx1600mm电磁水冷磁滑轮【.〕,筒面平均磁场为,处理能力可达200t/h,用于预选一350mm的磁铁矿石,8个月内从万t原矿剔除含铁的万t尾矿,共增加经济效益万元。为了提高设备的分选效果,峨嵋矿产综合利用研究所将常规磁选槽改进为磁一重选机〔,〕,其槽体上部由圆锥形改为圆筒形,永磁铁氧体磁系由下部圆塔形整体磁系改为上部多层圆阵形分散磁系,场强分布为12~0kA/m,并配备浓度自控系统,可将分选区矿浆浓度控制在30%~35%之间,该设备在首钢迁安铁矿应用的效果是:配合改进工艺流程,提高了分选粒度,与以往细磨细筛工艺流程相比,在磨机容量、精矿品位和铁回收率相同的条件下,提高了生产能力.这种设备已发展为价300、600、1500、1800、2500mm系列产品。为了提高精矿品位,北京矿冶研究总院研制了一种Bk一1021多力场筒式磁选机〔川。该机采用7极开放磁系和顺流型选箱,在选箱中部补加上升水和排粗粒尾矿,在给料端设溢流堰和排细粒尾矿,使随筒运行的磁性物始终受到反向水流的清洗作用,达到提高精矿品位的目的。该机在南芬铁矿选矿厂的工业试验结果表明,与价105Ommx21OOmm半逆流型磁选机相比,精矿品位高,分选效率高,而磁性铁回收率只低肠。值得注意的是,前苏联研究了用电化学调节法强化磁选过程‘川。在实验室研究确定,对难选矿石和氧化矿石,第一段弱磁选前采用电极化作用最有前途,精矿品位可提高,4%,铁回收率提高、,弱磁选尾矿在强磁选前再进行调节,铁回收率又可提高l%、。对易选矿石,极化作用后,第一段和第二段磁选的铁回收率只能分别提高、和叫。据认为,效果不同是由于矿石性质、磁化强度和矿物组成不同.还由于矿石中的氧化物的固定电位值和交换电流值及还原阴极反应电流的极限度不同。强磁选强磁选设备的研制主要限于永磁和电磁辊式或带式强磁选机。英国BOxmag一Rapid有限公司用铰铁硼永磁体制造了‘Magnaroll’辊式磁选机[‘〕,包括辊径功75mm和功100mm两种规格,分别用于处理细粒和粗粒物料。它在给料带面的磁场通常为,并可由回路产生高梯度,分选性能比感应辊式磁选机优越,典型应用包括提纯硅砂和长石,提高红柱石质量和陶瓷细粒干料除铁。前苏联研制了一种旋转磁场辊式磁选机〔‘,,,又名电动分选装置。该机主要由输料带和带下面的与带平行配置的永磁辊构成。磁辊由三部分永磁体组成,中部永磁体的磁极法向与辊轴垂直,前后永磁体的磁极法向与辊轴成45“角,形成同一平面三个方向的磁场,辊面磁场为。分选原理是,利用非磁性导电颗粒在旋转磁辊产生的旋转磁场中受交变电动力作用与非导电颗粒分离该机被用于从有色金属加工渣屑和废料中回收铝、铜等金属颗粒,导体产品纯度和回收率都可达94%以上。我国马鞍山矿山研究院继开发Cs一1型辊式磁选机后,又研制了Cs一2型电磁感应辊式强磁选机〔’‘],其辊径和有效长度分别为叻380mm和1468mm,双辊平行配置,共四个分选带,磁场可在之间调节,激磁、传动和风冷功率分别为、13xZkw和义Zkw。该机在梅山铁矿用于分选12~Zmm赤一菱铁矿石的指标是,原矿含铁时,精矿品位和回收率分别为和,单台设备的年经济效益为63万元。与辊式磁选机不同。带铁磁性齿板或球介质的湿式强磁选机由于构造复杂,造价高,加之类型较多,发展的任务仍是推广应用和改进完善。SHP一2000型强磁选机在齐大山铁矿得到了应用〔’‘’,SQC一6一2770型强磁选机在马钢姑山铁矿纳人生产流程,功1500型双立环强磁选机在昆钢进一步得到了推广应用〔‘5]SHP一3200型强磁选机的改进包括〔’‘]:磁包角由83“改为70。,激磁线圈由风冷改为油冷等。颇有意思的是,昆钢对齿板介质平环磁选机和球介质立环磁选机用相同试料作了对比试验[1’〕,结果表明,齿板平环型的精矿品位和铁回收率分别约高4%和8%,但立环型由于反向冲洗磁性物,因而不易堵塞,对隔渣、隔粗、冲洗水压和水质要求不严,运行更加可靠。高梯度磁选在磁选领域,对高梯度磁选的研究仍占有重要位置,并取得了显著进展。Svoboda叙述了一种新型高梯度磁选机I‘’〕,该机采用短线圈水冷磁系,磁场为,输人功率110kw,用于从南非威特沃特斯兰德残渣中回收金和铀,能力为30t/h。前苏联新克里沃罗格采选联合公司和黑色金属选矿研究院合作研制了3KM小一600型磁选机〔‘吕’。该机采用恺装电磁磁系和网眼135~x51~冲孔网板作分选介质磁感应强度为,处理能力可达30Ot/h,用于处理细度95肠一幻。刃n的氧化铁石岩。铜矿资源丰富的赞比亚对高梯度磁选给予了重视,最近用背景磁场、分选罐尺寸23mmx32mmx104mm(有效容积42ml、充填5%50~10即m钢毛的横向磁场高梯度磁选装置,对5~38拜m的铜精矿和原矿作了试验研究t‘,’,在给料流速7cm/s和清洗流速14cm/s条件下分选二次,前一种磁性产品的黄铜矿和斑铜矿含量由72叫提高到86%,回收率为82%;后一种磁性产品的铜矿物含量从16%.提高到44%,回收率为72肠。在国内,高梯度磁选已跨人工业应用时期,由中南工业大学和江西赣州有色冶金研究所合作研制的SLON一1000型立环脉动高梯度磁选机已发展为SLON一r500型〔’。’,其分选环直径由1ooomm增至150omm,处理量邮t/h提高到30t/h,且结构有所改进,性能有所提高,第一台SLON一1500型磁选机于1989年安装在姑山铁矿,处理矿泥和强磁选细粒尾矿等难选混合物料,原预计年经济效益106万元‘’‘’,实际达到了108万元。1990年通过技术鉴定后,该矿又订购了一台SLON一1500型脉动高梯度磁选机。近两年来,还在弓长岭铁矿和铜录山铜矿分别应用了五台与一台SLON一1500型立环脉动高梯度磁选机。对脉动高梯度磁选原理也作了进一步探讨〔”]。中南工业大学对盘古山钨细泥的脉动高梯度磁选试验研究也获得了好指标‘川:含的钨细泥在合适条件下分选一次,得到WO3含量和回收率的钨精矿;与非脉动高梯度磁选相比,精矿品位高,回收率只低。由中南工业大学和醛陵市科技开发中心合作研制的CL一功500mm周期式振动高梯度磁选机〔’‘」填补了我国高岭土高梯度磁选的空白。该机的罐径和高分别为500mm和300mm,磁场可达ZT,耗功率约220kw,处理量约为Zt/h。工业试验表明,该机的激磁和冷却性能良好,能有效除去高岭土中的含铁顺磁性微细颗粒,显著增加高岭土和成瓷白度,可产生较好的经济和社会效益。关于高梯度磁选理论,自1973年Watson提出磁捕收颗粒数概念〔25’以来,已建立了相当完整的磁捕收理论.最近,svoboda等人根据能量观点,探讨了高梯度磁捕收新理论〔26]。他认为,顺磁性颗粒在高梯度磁场中与铁磁性捕集丝相碰撞时,具有的总作用能为范德华一伦敦作用能、双电层作用能、平均磁能和剪切应力对颗粒作功之和,并由此导出被介质丝捕收的颗粒半径(限定颗粒粒度)与颗粒磁化系数、磁场强度、介质丝磁化强度和半径、流体速度和密度及粘性系数等的关系式。超导磁选超导磁选已进人大型化工业应用时期。美国Eriez磁力公司继1986年将重25叶、直径为2134mm罐式超导磁选机用于公司高岭土加工厂提纯高岭土后,不到一年,同一公司又订购了一台重250t、直径3048刃n幻a的同类型超导高梯度磁选机〔川,当该机正在制造时,又订购了第三台这种设备,按计划已于1990年第一季度安装运转。这是世界上最大的超导磁选机,超导磁体用Nb一叭线绕制,液氦冷却至一269℃,只需每个周期的开头供给激磁电流,在60秒内,磁场可由零升至ZT,然后不需外电能仍能维持ZT磁场,周期末关闭时,磁体‘归还’的电能约为启动时‘借去’电能之半。超导磁选的成本比普通高梯度磁选稍高些,第二台设备的生产成本又比第一台稍高些。德国KHD洪堡·韦达格公司已将一台Descos超导筒式磁选机售给土耳其〔:‘3,用于将弱磁性的蛇纹石脉石与菱镁矿分离,原矿粒度为100~4幻n幻。,约含510220%、FeZ034肠,干选一次得含510:和Fe:O,的菱镁矿粗精矿。该机的规格为价120OmmxI500mm,磁场可达,处理量为10肚/h,能耗约为·h/t,是世界上第一台用于粗粒分选的超导磁选机。现在期望用‘高温’超导体开发第三代超导磁选机「‘91。2电选Kelly和Spottiswood用三篇论文全面评述了电选理论。第一篇评述了基础原理,包括静电学;颗粒特性,即颗粒导电率(Band理论、电子捕获和其它形式的导电),半导体的表面电子学性质:颗粒或金属接触的等效回路,流体中的颗粒运动。第二篇评述了颗粒电性的测量和颗粒荷电的机理。电性测量包括电场测量,荷电量测量,接触荷电量累计测量和导电率测量。颗粒荷电机理包括电晕荷电,感应荷电,摩擦荷电,荷电速率,Coehn法则。第三篇评述了静电选矿实践,包括静电选矿机的理论分析(受力分析),静电选矿机的经验分析,设备参数,分选回路,三篇论文涉及95篇文献。关于电选的I:.艺和理论研究也有一些报导。国外有人用添加剂产生大量摩擦电荷的方法将KCI与NaCI分离。该法利用KCI与NaCI摩擦带电的差别,在物料中加人适量添加剂.使之在流动层皮带运输过程中摩擦带电,然后在分选机中得KCI精矿,KCI精矿品位可达92%,回收率为50%。.沙洛姆等人探讨了将非均匀交流电场分离技术用于液体和气体介质条件下的分选机理「川,建立了电场强度、荷电量和库仑力与惯性力之比的表达式。
稀土永磁同步电机的开发与应用扩大了永磁同步电动机在各个行业的应用,稀土永磁电机最显著的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。它与电力电子技术和微电子控制技术相结合,可以制造出各种性能优异的机电一体化产品,如数控机床,加工中心,柔性生产线,机器人,电动车,高性能家用电器,计算机等等。随着稀土永磁电机技术的不断发展其行业逐渐呈现以下发展趋势。 向高效节能方向发展 稀土永磁电机又是一种高效节能产品,平均节电率高达10%以上,专用稀土永磁电机可高达15%~20%。 电动机的节能分两个方面。一方面是改革异步电动机的结构,提高效率和其他性能,异步电动机以其结构简单、价格便宜、适应各种工况条件等优点被广泛应用于工业生产各个领域。其次是发展永磁同步电动机,可以取得更高的节电效果。 国外提高电动机效率的主要途径,是通过对异步电动机的优化设计,增加铜、铝、电工钢板等有效材料用量,降低绕组损耗和铁耗;采用较好的磁性材料和工艺,以降低铁耗:合理设计通风结构和选用高性能轴承,降低机械损耗;通过改进设计和工艺,降低杂散损耗,国外己开发出高效异步电机。根据我国国情,高性能的稀土永磁材料已实现产业化,钕铁硼的产量现已居世界第一位,钕铁硼的价格也趋向合理。所以发展永磁同步电动机是新世纪电机工业技术发展趋势之一。 向机电一体化方向发展 要提升传统机电产品的水平,必须紧紧抓住机电一体化这个环节。实现机电一体化的基础,是发展各种机电一体化需用的各种高性能稀土永磁电机,如数控机床用伺服电机,计算机用VCM音圈电机。一台60把刀加工中心,要配备30台伺服电机。变频调速稀土永磁同步电机和无刷直流电机是机电一体化的基础。 向高性能方向发展 现代化装备向电机工业提出各种各样的高性能要求,如军事装备要求提供给各种高性能信号电机,移动电站,自动化装备用伺服系统及电机,航空航天用高性能、高可靠性永磁电机,化纤设备用高调速精度变频调速同步电动机,数控机床、加工中心、机器人用高调速比稀土永磁伺服电机,计算机用高精度摆动电机及主轴电机等等。 向专用电机方向发展 电机所驱动的负载千变万化,如全部采用通用型电动机,在某些情况下,技术经济很不合理。因此国外大力发展专用电机,专用电机约占总产量的80%,通用电机占20%。而我国恰恰相反,专用电机只占20%,通用型电机占80%。专用电机是根据不同负载特性专门没计的,如油田用抽油机专用稀土永磁电机,节电率高达20%。这方面的节能潜力很大。电机工作者不仅要研究电机本身,更应当研究所驱动负载的特性,设计出性能先进、运行可靠、价格合理的稀土永磁电机产品。 向轻型化方向发展 航空航天产品,电动车辆、数控机床、计算机、视听产品、医疗器械、便携式光机电一体化产品等,都对电机提出体积小、重量轻的严格要求。永磁同步电动机以其体积小、 节能、 控制性能好、 又容易做成低速直接驱动, 消除齿轮减速装置, 可通过频率的变化进行调速等优点, 在电梯技术上得以开发应用。相信随着电子技术和控制技术的发展,稀土永磁同步电机技术会朝着高效节能、机电一体化、高性能、专用电机、轻型化的方向发展并日趋完善。
电工电子技术既是电气工程及其相关学科的基础学科,又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。我整理了电工与电子技术论文,欢迎阅读!
电工电子技术的现状与发展
【摘要】电工电子技术既是电气工程及其相关学科的基础学科,又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。本文结合我国电力工业实际和发展需要,从电工电子技术的基本理论、电气化设备的应用以及电工电子领域出现的新技术等几个方面作了简单的介绍。
【关键词】电工电子技术;电气设备;现状;发展
《电工电子技术》是士官职业技术学校电类专业的一门专业基础课程。电工技术和电子技术的发展十分迅速,应用非常广泛,现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。作为一名从事此类教学的教员,有必要对这一技术的现状和发展作出深入的研究。
一、电工电子技术概述
电工技术基础理论:电工技术包括电磁能量和信息在产生、传输、控制、应用这一全过中所涉及到的各种手段和活动。作为一门技术,它的内容包括:电路和磁路理论、电磁测量、电机与继电接触控制,安全用电、模拟电子电路、数字电路、自动控制系统等。
电子技术基础理论:电子技术基础理论属于这一类的分支学科有:电子线路与网络分析、微波、天线、电波传播、测量、电源、显示技术、信号处理、信息论、 自动控制原理、可靠性理论等。它们是构成功能性电子系统所需的各种技术手段或基础理论。
20世纪50年代以来,计算机技术、电子技术以及工程控制论等一系列新兴的科学技术理论蓬勃发展,基础科学、应用科学和技术开发之间的知识结构更加紧密,各门科与专业之间互相渗透,互相交叉,使科学技术和社会生产形成一个既深入分化又高度综合的庞大复杂的整体,同时也促进了电工理论的发展。静电场、电磁场等结构复杂又包括多种媒质的三维物理场求解方法的研究取得新进展。矩量法、变分原理、函数空间等都引入了电工理论。基于等效模型的概念发展了虚拟的磁荷与磁流模型,研究了多种动态位及不同的规范选择,提出了有关广义能量的定理等。由于系统与元件相结合而扩大了元件的内涵,包括了逻辑门、可控源、回转器以及大规模集成块等。各类工程系统的发展形成了共同的网络理论基础,使网络扩展成为研究某种特定空间结构和动状态的一般性理论方法。广义网络理论又将“场”与“路”结合起来,出现新的边缘理论领域,如物理场论的网络模拟、辐射场的络方法、等离子体的网络图解等;引用系统论的研究成果,将系统的整体性能和行为与系统结构、参数及局部物理量结合起来,进一步丰富了网络问题的内容。在人类历史发展的漫长岁月里,技术革命是强大的推动力。今天以电子和计算机技术为特征的新技术又在延伸人类的智力功能。正是电磁规律在能源、信息、控制等领域的技术应用,描绘出现代化社会的蓝图,形成新技术革命的主流。它冲激着社会生产和生活的每一个角落,不仅大幅度地提高了社会生产力,创造出丰富的物质财富,而且改变着人们的生活方式、社会行为、教育训练、思维方法,促进了社会的精神文明。电工正在与现代科学技术相汇合,继续发挥社会支柱的作用。
二、电气设备的现状与发展
(一)电气设备的“健康”状况存在差异
首先是设备的先天条件不一样,进口设备和国产设备的技术状况不一样;同样是国产设备,不同厂商因技术与管理水平不一样,使其产品质量也不一样;即使是同一厂商,因技术、管理上的差异,其产品质量不同;不同时期、不同批次的产品,其质量也会不一样。因此应当承认设备投运的初始状态是千差万别的。
其次,设备的使用环境不一样,不同的环境将对设备运行状况产生不同的影响,这种环境主要有两种:一是设备所处的外部自然环境不一样,尤其是供电设备,大部分暴露在室外自然环境中,因温度、湿度、污染、紫外线、日照等有较大差异,对设备的影响有较大不同;二是设备在电力系统的位置不同,所承受系统运行电压、短路电流和热稳定时间等不尽相同,尤其是故障时系统短路容量差异较大。
(二)电气设备的维修制度:定期维修的弊端
由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异,即现场设备的“健康”状况好坏相差甚大,而定期维修制度几乎无视这些状况的差异,而采用统一的、一刀切的定期维修方式,其最主要的表现在维修结果上,要么维修过剩,要么维修不足。工程的实际情况大多是出现维修过剩,经常出现“小病大治”、“无病亦治”的盲目维修的现象,这种维修过剩的结果,必将出现如下维修的弊端:一些状态良好的设备,因盲目维修而出现故障或潜在故障,维修达不到恢复设备原有的可靠性的作用,而是增加了设备的故障隐患和故障率。目前,定期维修是电气设备停运的主要原因,往往占全部停运时间的60%以上。
在今后的研究方向上,专家们注重状态维修完全替代定期维修的可能性。
(三)电气设备的状态检测技术
电气设备状态监测为设备的故障诊断和性能评估提供了依据。因此有必要对他们的运行状态进行监测,及时了解和掌握设备的状况,以确保整个电力系统的安全、稳定运行。状态监测是指通过各种测量、检测和分析方法,结合系统运行的历史和现状,对设备的运行状态进行评估,以便了解和掌握设备的运行状况,并且对设备状态进行显示和记录,对异常情况进行处理,并为设备的故障分析诊断、性能评估提供基础数据。
近年来我国电气设备制造引进不少国外先进的技术、装备和管理,尤其是21世纪以后,新技术、新材料的使用,使得电气系统的装备水平得到较大的改善。因此,电气设备的维修制度和维修方法也要随着形势适当的进行调整,才能提升电气设备的稳定性、降低生产成本,为企业创造出更多的经济利益。
三、电子设备的现状与发展
2010年全球半导体制造设备销售总额达到亿美元,恢复到历史最高水平。各个地区的设备支出都呈现了两位数甚至三位数百分比的增长,增长最快的是中国大陆和韩国。2010年中国内地半导体设备市场为亿美元,预计2011年为亿美元。按此增长率推算,到2015年,我国半导体设备市场规模将达到300亿元人民币。2010年,全球光伏生产设备销售额比上年增长40%,达到104亿美元,预计2011年将达到124亿美元,同比增长24%。从区域市场来看,2010年中国大陆地区占全球市场51%的份额,预计未来5年还将继续保持这一较高比例。据此,可以判断到2015年我国光伏设备将继续保有巨大市场空间。 新能源汽车用锂离子动力电池、高性能驱动永磁式同步电机、金属化超薄膜电力电容器等新型电子元器件生产设备将成为我国电子专用设备市场新的增长点。多学科交汇为电子仪器开辟了新的发展空间,物联网技术发展和三网融合对电子仪器提出新的测试需求,预计上述领域的电子仪器以及环境保护测试仪器和医疗电子仪器会面临大发展。
四、电工新技术
我们已在准备进入21世纪。21世纪,人类期望着进入一个持续协调发展的新时代,我国将以无愧于我们这个伟大民族的新姿态屹立于世界之林。整个进程中,科技的进步与发展有着特别重要的意义。从能源发展看,我国在上半叶还不大可能扭转以煤为主的能源结构,从而在提高煤的利用效率,特别是燃煤发电效率方面还要做出很大的努力。与此同时,还要大力促进核能和可再生能源的应用发展,使之更快地在技术和经济上成熟起来,才能期望得以较快地改变以化石能源为主的能源结构,走上能源、环境与生态持续、协调、稳定发展的道路。在交通运输方面,实现高速度将是主要发展方向,而各种交通运输高速化都必须以电力推进系统的发展做为基础。在能源、交通和其他工业的发展中,电工新技术的发展将起着重要的作用,20世纪下半叶的一些进展已为此奠定了良好的基础,随着新原理,新技术与新材料的发展,还将出现一些新兴的领域。这里简要展望一下一些可见的重大进展,包括受控核聚变,磁流体发电,太阳能与风力发电,磁浮列车,磁流体船舶推进与超导电工。
(一)受控核聚变
受控核聚变的实现将为人类提供实际上用之不竭的洁净能源,从根本上解决人类能源,环境与生态的持续协调发展。20世纪下半叶的巨大努力,已在大型的托卡马克磁约束聚变装置上达到了“点火”条件,证实了聚变反应堆的科学现实性,正在进行聚变试验堆的国际联合的设计研制工作,期望在下世纪能建成、运行试验堆。然后还需要经过示范堆与商用堆两个阶段的展,预期可在下世纪四五十年代建成第一座商用的聚变电站,走向产业化。与裂变反应堆主要依靠核工技术与热工技术的结合而发展起来的历史不同,聚变反应堆的发展主要依赖于核工技术与电工新技术的结合,这里要把大体积、强磁场技术,大能量,脉冲电源技术,辅助加热技术与等离子体控制技术提高到新的水平。除此之外,还要探索利用聚变产生的带电粒子直接发电的可能性。聚变电站的实现也将导致一些新兴的电工产业的形成。
(二)磁流体发电
磁流体发电是将高温导电燃气与磁场相互作用而将热能直接转化成电能的新型发电方式。由于其初温可高达3000K,与已有的燃气及蒸汽发电组成联合循环,可望将燃煤电站的热电转换效率提高到50%以上,具有高效率、低污染、少用水的重大优越性。磁流体发电自60年代初原理性实验成功以来,经过30年的持续努力,已达到了最高发电功率几万千瓦,持续数百小时的水平。再经过试验电站、示范电站与商用电站几个阶段的发展,可望在21世纪二三十年代实现商业化。磁流体发电的发展过程表明,所遇到的困难比原设想的大得多,特别是用于燃煤的长时间可靠发电,这里需要大力发展电工、热工、材料、化工等多方面的新技术,在电工方面要解决电站系统、发电通道、超导磁体、功率调节与逆变等一系列关键技术问题,在现有基础上还要有长足的前进。由于我国属于燃煤为主和电力迅速发展的国家,燃煤磁流体发电的商业化具有特别重大的意义。
(三)太阳能与风力发电
太阳能与风能是最重要的可再生能源,它们是广泛存在,机会均等,自由索取,最终可依赖的初级能源。近年来,在太阳能与风力发电技术方面取得了可喜的进展,建设投资与电能成本有了大幅度下降,几十万千瓦的太阳热发电站,百万千瓦的大型风力发电场已经接入电网运行多年,千千瓦的光伏发电站已有了示范,使得越来越多的人相信太阳能与风力发电能够在21世纪整个电力生产中占有一定的份额。为此,需要继续努力提高效率,降低造价与成本,扶植相应产业的发展,以及解决并网运行的有关技术问题。
(四)磁浮列车
一部人类社会交通运输发展史,在某种意义上可以说是一部以提高运输速度为主要目标的技术开发史。20世纪下半叶铁路的电气化使常规轮轨铁路的运营时速提高到了200多公里。为了进一步提高时速,发展起来了磁浮列车,它是一种采用磁悬浮,直线电机驱动的新型无轮高速地面交通工具,具有速度高、客运量大、对环境影响小、能耗低、维护便宜、运行安全平稳,无脱轨危险,有很强的爬坡能力等一系列优点。经过几十年的持续努力,磁浮列车已达到500公里/时的时速,处于实用化试验阶段,我国的磁浮列车也于几年前投入试运营。在今后,抓紧高速磁浮列车的研究发展,从技术上实行“迎头赶上”的战略,尤显重要。磁浮列车的实现要解决磁悬浮,直线电机驱动,车辆设计与研制、轨道设施、供电系统,列车检测与控制等一系列高、新技术的关键问题,推动着电工新技术登上新的高峰。高速磁浮列车有常导与超导两种技术方案,采用超导的优点是悬浮气隙大,轨道结构简单,造价低,车身轻。随着高温超导的发展与应用,将具有更大的优越性。
(五)磁流体船舶推进
磁流体船舶推进是一种正在发展的新技术。它利用强磁场与海水中的电流相互作用产生的罗伦兹力,使海水向后喷射,依靠其反作用力推进舰船向前行驶。由于它不用螺旋浆,具有无声、高速的优点,将引起船舶推进技术的重大革命。随着超导强磁场的顺利实现,从60年代开始了认真的研究发展工作。90年代初日本的载人试验船“大和一号”胜利地进行了海上试验,显示了其实现的现实性。再经过一二十年持续的分阶段的努力,可以期望在21世纪上半叶达到实用。
(六)超导电工
实用超导线与超导磁体技术与应用的发展,以及初步产业化的实现无疑是20世纪下半叶电工新技术的重大成就。在21世纪上半叶,无论是聚变电站、磁流体发电,还是磁浮列车,磁流体推进船的商业化,均将促使超导电工继续长足地向前发展,成为一个重要的电工产业。与此同时,还可期望,随着高临界温度超导体的实用发展,超导输电与超导飞轮储能将得到实际应用,工频超导技术的发展将使超导限流器、超导变压器、超导发电机投入运行,大能量的超导储能得到了示范和推广,超导电力技术成为电力发展的重要支柱。假如那时出现了临界温度达到室温的实用超导体,整个面貌还将大大改观。 五、电子新技术
(一)塑料太阳能电池技术
随着现代世界能源的日益紧张,许多国家都在致力于研究太阳能的开发和利用技术。在一些城市的街头已经能够看见一些由太阳能电池供电的设施。经过数十年的研究开发,这些以硅为材料的太阳能电池的制造成本仍然昂贵,不易安装,光电转换效率也低,大约只有12%到15%(现在世界上最好的单晶硅光电转换效率大约是30%左右),发1度电的成本大约是22美分,远比烧煤的火力发电厂美分1度电的成本要高。
令人高兴的是下一代太阳能电池可能最终使太阳能发电具有竞争力。新型太阳能电池是把光生伏打电池嵌入塑料薄膜的表面,制成太阳能发电薄膜。这种太阳能发电薄膜廉价、转换效率高,可以有多种用途。
一些大公司开始关注新型太阳能电池技术。西门子开发的一种新技术是把一种纳米级的碳60分子同导电的聚合物熔融在一起制成塑料太阳能电池;而美国通用电气公司则是利用一种有机发光二极管作为吸光材料来制造塑料太阳能电池。采用塑料太阳能电池,实际上能够使许多材料具有发电能力。例如,塑料太阳能电池可以嵌入手提电脑的箱壁,可以随时在光照条件下对电脑充电;也可以装在电动汽车车身,为电动机供电;房屋的屋顶更可以覆盖塑料太阳能电池,以供应日常用电。
(二)家庭机械电子工厂技术
专家预言,未来的家庭机械电子工厂可能让消费者能够拥有他们所需要的更多样化的产品。未来的家庭电子工厂实际上是采用现在喷墨打印技术的装置。美国康奈尔大学、麻省理工学院、加州大学伯克莱分校的研究人员正在悄悄地开发一种工艺,利用喷墨打印技术生产机械电子产品。当然,真正制造产品的过程还需要已有的电路、开关以及其它可拆卸零部件。
比如家里的电视机遥控器坏了,就可以利用这样的家庭机械电子工厂自制一个:从互联网上下载数字化电路图,用家庭机械电子“打印”机打印出所需的电路板,打印“墨盒”里装的是聚合物及其它材料,每打印一次完成电路板的一层。正在这一领域中开展研究的专家指出,用户只需为数字化电路图及所用材料付款,而不需为产品本身付款。
家庭机械电子工厂,意即“机械电子”。然而能够应用这种装置的家庭的人口素质必定是很高因为用户必须知道到哪里去下载什么样的数字化设计图,制造有关电子产品还要有相关的零部件。这是一种令人叹为观止的DIY。这种装置的问世也表明,在电子产品制造业,设计与制造的分离是一个趋势。用家庭机械电子工厂固然可以“打印”出自己需要的产品,不过前提是这种产品的设计是现成的。当然也可以自行设计,那就必须会用专业设计软件,还要有机械电子领域的专业知识。所以未来多数家庭会利用现成的设计。
(三)超级宽带网中的微型光芯片技术
现在已经有很多家庭通过宽带连接互联网。不过这种连接在最后一段的基础设施一般是已经落伍的同轴电缆或是电话线。而光缆入户的成本很高,每户成本大约1300美元。
微型光芯片可以改变这种现状,采用微型光芯片可以大大降低光缆入户的成本,让家庭用户享受真正的超级宽带。微型光器件把光路以及通常是分离的光学元件集成在一个光芯片上,这又是一个改变电信业经济学的重大技术创新,电信业采用光芯片可以以很低的成本传输大量数据。售价高达数万甚至数十万美元的光学元器件可能因为光芯片的采用而大大缩小体积,成本下降90%以上。这一技术使得人们在家里下载一部高清晰度电影就像是今天看体育频道一样普通。
(四)无线漫游的技术
无线通信领域是一个标准混乱的世界。手机通信、无线局域网、
军用无线通信及公共安全无线网络各自在特定的频段工作,这一工作频率是相关硬件在工厂生产时就已经设定的。所以美国的CDMA手机在欧洲不能用,而欧洲的许多GSM手机也没法用。这在平时只是麻烦而已。但是在某些紧急情况如911消防队同警察居然无法通过无线通信设备联系,因为频率不同,设备不兼容。
为了解决这一问题,一些兴企业正在用软件替代相关硬件,从而能够与不同标准、不同工作频段的无线通信网络兼容。这种技术称为软件无线电。想要驾车横跨中国旅行而又希望始终保持无线上网的话,软件无线电能够利用所到之处的各种无线通信网来上网,不论这种无线通信网是过时的模拟蜂窝电话网还是最新的3G无线网,或是时髦的WiFi及Wi-Max无线局域网。
在未来软件无线电技术将使美国陆军士兵、海军水手、空军飞行员能够在激烈战斗的时候保持无线通信。软件无线电技术进入消费市场还要再过一段时间。不过5年之内,软件无线电市场将有310亿美元之巨。到时候就可以买一个能够在各种不同标准无线通信网络工作的手机,从此无线漫游再无障碍。
六、总结
电工电子技术已经在我们 生活的各个领域发挥着重要的作用生活上离不开它,数字电视、手机、自动导航、自动倒车,这些在以前都是不可想象的,现在都已经变为现实了,在其他的领域也有非常重要的作用。它在很大程度上改变了我们的生活和科技,影响着我们日常身边的一切,在未来必将有着无限广阔的前景。
参考文献
[1]叶光辉.电工电子技术现状与发展.
[2]邵民.浅谈电工电子技术现状[J].新疆教育,2012,9.
作者简介:谭晗(1981―),女,江苏海安人,硕士研究生,副教授,主要研究方向:电工电子技术。
前瞻网摘要:近来,中国工业和信息化部原材料工业司副司长潘爱华指出:新材料是带动传统产业升级的革命力量,是推动中国技术创新的先导,历史上每一次重大新技术的发现和某种新产品的研制成功,都离不开新材料的发现和应用。新材料产业“十二五”发展规划提出了六大领域20个重点发展方向,稀土永磁材料位列其中。前瞻网发布的《中国稀土永磁材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》分析认为,稀土永磁材料需求结构中,风电、新能源汽车、节能变频空调是行业三大增长点。前瞻网发布的《中国稀土永磁材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2001-2013年,我国稀土永磁材料的生产规模不断扩大,从2001年的产量不足1万吨,到2012年的10万吨,11年期间实现了翻番。2010年,我国稀土永磁材料产量为82600吨(实物),比2009年增长,其中:烧结钕铁硼磁体78000吨,较2009年增长50%;粘结钕铁硼磁体4000吨,较2009年增长;钐钴磁体600吨,与2009持平。2013年,我国稀土永磁材料产量已超过10万吨,已超过世界总产量的85%,粘结钕铁硼的产量为4400万吨左右。前瞻产业研究院稀土永磁材料行业研究小组预计2015年,我国的稀土永磁材料将超过15万吨。
主题是什么?要议论是否该上核电,还是核电技术路线的选择?
核科学与技术这本刊你去看下呗,我随便一搜就找到了几篇文献,如“核聚变理论再探及聚变堆的自持燃烧”“小型模块化反应堆综述”
中国的核电正处在爆炸性发展阶段,需要大量的高级核专业人才和其他专业优秀人才,核电设备制造业、核电工程建设产业、高精尖仪控产业和上下游产业都会相应拉动起来。/ 核电发展对中国发展有很大的现实意义,第一:环保和低碳要求;第二:中长期能源安全意义重大;第三:以高标准核电产业拉动相关产业升级发展。简单点就这么回答吧。详细参考即将出台的国家十二五规划,关于核电新能源产业部分。本人小硕士,对中国核能产业感兴趣的,希望进一步交流可以通过邮件交流:
我国今后每年的核电市场预期为2~3台机组,未来核电装备制造的产能必将出现放空现象,而且这种现象将会在2014、2015年陆续出现。但从目前看,国内核电装备市场形势总体上是供大于求。如果核电建设不能做到持续、稳定、均衡,不仅经济损失巨大,而且会丧失全球背景下的核电新一轮发展机遇。《2014-2018年中国核电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告 前瞻》分析:目前我国核电装备制造业发展的主流是向专业化、批量化、规模化、集约化方向发展,在建核电站的国产化率平均达到80%左右。其中,反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒、燃料装卸料设备、一体化安全壳顶盖等已实现100%国产化。
近年来,随着计算机技术、网络通信技术及家电产业的飞速发展,信息技术正逐步向传统的家用电子产业渗透,一种新型产业——信息家电产业正在迅速崛起。信息家电产品开始走入了我们的生活。然而,到底什么是信息家电?它给人们带来些什么呢?对于信息家电(Information Appliance)的概念,从消费者的角度看,为个人使用设备,可以完成交互式应用、连接信息存储并对电子设备进行远程操作;从技术角度看,信息家电是采用双向通信,可连接嵌入式软件系统的一种特殊的计算机系统,并且能够将所使用的应用程序,电子设备的输出接口连接到家用电器上。亚洲信息家电产业发展(IAFA)论坛不仅成为传媒与市场人士关注的焦点,更是亚太地区重要的数字家电产业技术合作交流盛事。自2002年开始,IAFA已于北京、上海、中国台北、东京等重点科技城市成功举办过,至今已累积超过6000位研发人员与高层领导参与,邀请参加对象主要以半导体设计制造、通讯电子设计制造、信息电子设计制造、消费性电子设计制造、软件平台开发以及数码产品渠道为主要邀请对象,会议全程免费,大会并将提供讲义资料与午餐赠品。今年为了强化数字家电与数字网络的亮点,IAFA论坛发起单位电波新闻社DEMPA Shimbun,特别与青岛市中国消费性电子展SINOCES合作,将IAFA移师青岛香格里拉饭店举行,并受邀成为SINOCES展览期间的开幕会议之一。中国电子商会副会长王宁、瑞萨半导体管理(中国)有限公司董事副总裁张少驹、TCL电器销售公司副总经理、TCL集团多媒体电子事业本部营销总监韩青、松下电器(中国)有限公司技术总监阪本德男、国家广播电影电视总局副总工程师杜百川等参加了大会,并围绕全球与中国传统无线电视、有线电视、付费电视卫星电视业务、数字地面广播和宽带视讯(IP TV)等服务的利用现状;面临AV和家庭多媒体网络的不断变革,家电业者的机会和挑战,及如何为消费者提供一个相互兼容的AV设备环境;消费电子企业如何推动技术创新,建立销售渠道,完善售后服务,实现与国际接轨等主题内容,进行了热烈讨论。主要原因有两个:第一,由于全球LCD、DVD、DSC、DV、Camera Phone的热卖,加速了数码产品进入家庭的速度,因此今年的主题积极着眼于数字家电与数字网络的连接,而此一想法,恰与今年SINOCES的主题“3C融合与无缝生活”的想法不谋而合。第二,青岛相当重要的消费电子生产基地,包括海尔、海信甚至是国际大厂Philips、LG等都选择青岛作为主要家电生产供输中心,也强化了IAFA组委会在此举办IAFA的决心。2003年11月28日混沌许久的信息家电(IA)市场即将出现新商机,台湾地区资策会MIC-ITIS计划副主任潘时超日前在“2003年科技产业现况与市场趋势研讨会”中指出,鉴于IA产业中的PDA与Game Console等主力产品目前已进入成熟期且开始关注细分市场,未来厂商如何顺利迈入服务期,以细水长流的方式收取服务费用,将是IA产业的关键议题.此外,由于中国消费电子展SINOCES与美国CES已于日前正式缔约合作,将有助于提升SINOCES的国际化程度,可预期未来SINOCES将有机会如同美国CES一般,受到亚太区域内3C产业相当程度的重视,因此无论是对日本、韩国厂商或是国内厂商.中国电子商会副会长王宁表示,作为SINOCES的重要组成部分,IAFA之所以选择青岛召开今年的论坛主要有两个原因,首先,由于全球市场消费电子产品如平板电视,DVD机,数字相机,数字摄像机的热卖,加速数字家电的普及,因此今年的主题积极着眼于数字家电与数字网络的连接,而这一想法恰恰同今年的SINOCES的主题“3C融合与无缝生活”不谋而合。其次,青岛是中国相当重要的消费电子生产基地,包括海尔,海信,飞利浦,LG等重量级厂商都将青岛作为主要的家电产品生产中心.论坛讨论内容涉及探讨全球与中国,传统无线电视,有线电视,付费卫星电视业务以及数字地面广播和IPTV等服务的利用现状,以及在3C融合趋势下必要的手机研发几技术,市场和商品策率,TD-SCDMA将如何影响电信市场的重组等业内人士关心的问题。信息产品家电化和家电产品信息化是当代高新技术迅猛发展的必然结果。信息产品家电化和家电产品信息化的过程,其实也就是专家们所说的"3C融合",即计算机、通讯、消费三类电子产品走向一体化的过程。在不久的将来,电脑、通讯、家电这三大行业也必将走向一体化,并成为引导全球产业走向明天的最强大力量之一
家用电器的市场状况和节能潜力 1.工业发展迅速,市场具有极大的消费潜力 随着经济的发展,中国已成为世界家电生产大国,从1986年至1996年,中国家电工业总产值以年均递增速度发展,主要家电产品产量跃居世界前列。 20世纪80年代,中国家用电器和电子产品经历了一个快速发展期,到20世纪90年代,市场需求增长速度开始放缓,但城镇市场在保有量已经很高的情况下,由于更新需求和增购需求,使市场需求保持稳定,同时,农村保有量较低,如电冰箱为,洗衣机为20%,购买需求稳步上升。 百户拥有率按照耐用消费品的使用寿命,中国自20世纪80年代大批进入家庭的家用电器已开始进入更新期,每年的换旧更新量非常可观。因此,在未来一段时间里,购家电数量和更新数量将呈上升趋势,市场需求空间很大。 2.节能潜力 近年来,我国人均用能量和能源需求总量逐年增加,其中居民用电量每年以10%-15%的速度增长,而能源消耗总量每年增长仅3%-5%,远大于同期全国电力消费总量的增长速度,居民生活用能量所占比例上升。 从1997年各种家用电器的耗电量看,电冰箱耗电量排在第一位,达,占第二位的是电视机,为 TWh,随后的是洗衣机和空调器,分别为 TWh、 TWh。据预测,家用电器的耗电量将继续增长,例如:由于空调器的年产量达1000万台,耗电量将逐步超过洗衣机、电视机,其他如微波炉、电加热器、电热水器、电脑等在未来几年中将急剧增长。 总体上说,中国家用电器的能源效率低于日本、美国及欧洲地区。据理论估算,通过采用更加严格的能效标准,电冰箱可以提高效率40%,年节电20TWh,若空调器达到美国的水平到2020年将节电72TWh,节能潜力很大。 我国家用电器的节能措施 自1990年中国每年的电力总容量新增16GW,建立起了庞大的电力工业设施。由于居民用电具有时间集中、季节性负荷大等特点,加重了峰谷电量差距的矛盾,使得电力系统负荷特性劣化、电网负荷率普遍下降,造成电力设施资源的浪费,同时因为中国发电是以煤为主要能源,也导致了CO2、SO2、NO2和灰尘排放量的持续增加。在这种形势下,必须开发节能技术和节能产品。目前主要的措施包括制定能源效率标准和实施能源效率标识(标志)。 1. 能效标准 能效标准作为提高产品能效、保护环境的重要手段和措施,受到世界各国的重视,美国、欧盟、澳大利亚、韩国等许多国家和地区先后制定和实施了强制性家用电器能源效率标准。根据国际气候变化政府协调组的估计,到2020年,在居民用电方面,节能技术可以减少CO2排放量的潜力约为35%,强制性标准和市场机制的转变将进一步促进排放量减少8%-13%。 我国的能效标准制定开始于20世纪80年代中末期,全国能源基础与管理标准化技术委员会在1989年制定颁布了第一批共9项家用电器能效标准。到20世纪90年代中期,中国政府对节能管理工作的力度逐渐增强,随着《中华人民共和国节约能源法》的贯彻实施和市场机制的不断完善,中国全面修订和逐步制定能效标准迎来了难得的机遇。 从1995年起,经国家质量技术监督局批准,全国能源基础与管理标准化技术委员会陆续开始组织首批能效标准的修订和部分新的家用电器和照明产品能效标准的制定工作。目前主要的能效标准有:《家用电冰箱电耗限定值及节能评价值》;《房间空气调节器能效限定值及节能评价值》;《家用电动洗衣机电耗限定值及测试方法》;《电熨斗电耗限定值及测试方法》;《自动电饭锅效率、保温电耗限定值及测试方法》;《彩色及黑白电视广播接收机电耗限定值及测试方法》;《收录音机效率限定值及测试方法》;《电风扇电耗限定值及测试方法》;GB17896《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》。 在将来的工作中,将逐步开展超前性能效标准的研究,即提前公布未来将要实施的标准,能够为企业确定节能目标,留出一定时间给企业调整产品设计和生产。 (1)家用电冰箱能效标准及其作用 中国的家用电冰箱拥有量很大,至2000年全国电冰箱拥有量已达到1亿台,电冰箱耗电量占家庭用电量的近50%。根据市场发展的需要,在1996年到1999年间中国对标准进行了修订,在新标准中分别制定了电冰箱电耗限定值和节能评价值,由此将淘汰市场上近15%的高能耗产品。 电耗量限定值方程: Emax=(M×Vadj+N)/365 节能评价值: 节能评价值=电耗限定值×75% 值得一提的是,标准修订得到了家电企业的大力支持,各企业纷纷采用新技术,提高设计质量,产品能效水平得到了提高。据1999年的调查显示,中国主要电冰箱产品的能耗量比1997年降低了9%。 根据预测,在未来10年中,通过节能工作的开展,电冰箱能源效率将提高40%,将为消费者带来400亿元的实惠,减少730亿度的耗电量,减少CO2排放量亿吨。目前,根据我国的节能政策和电冰箱行业的发展,对能效标准进行修订已列入日程,要求将更加严格。 (2)房间空调器能效标准及其作用 新的房间空气调节器能效标准中主要规定了空调器额定状态下最小允许的能效比限定值及节能评价值指标。 据统计计算,新标准实施后,空调器能源效率将提高10%,在2001年至2010的10年间,预计CO2的减排量为×109 吨,煤炭消耗减少量×109 吨。同时降低电网峰荷和节约电力基建投资,收益率达(不计减排量等收益)。 (3)关于电器及电子类产品的待机耗电量 随着电器和网络产品的普及,其在待机状态下的耗电量不断增加,这类产品包括:电视机、录像机、计算机、复印机、打印机、电视用机顶盒等产品。由于这些产品是在很大的地区甚至是全世界范围内销售,在世界贸易中的份额很大,待机耗电量成为一个亟待解决的世界范围难题,需要国际性的政策和合作,来减少待机耗电量所造成的影响。 以中国的电视机为例,随着人民生活水平的提高,大屏幕、高功率产品拥有量上升。据统计,1998年电视机产量达3000万台,居民更新量500万台,全国拥有总量达3亿台,总耗电量非常可观。 与国际上同类产品的标准要求进行衡量,如美国的能源之星(不大于3W)和欧盟即将实施的最大允许耗电量指标(不大于)相对比,中国的电视机产品的能效水平分布状况。 以中国市场为例,约50%的产品有待机功能,新增或更新产品大部分均设有此功能。随着控制功能的增加和网络家电的普及,待机耗电量呈上升趋势。假定新增产品的使用情况开机时间与待机时间比例为6∶18(与欧盟相同),根据中国的拥有量进行估算,截止到2010年节能量将达到178亿kWh,可减少CO2排放×106tce(以碳基计算)。 2. 能效标识 能效标识是一种粘贴在耗能产品上的标志,注明产品的能源效率或能源年消耗量,标出产品的能源效率等级等信息。目的是要让消费者对自己将要购买的产品的能耗特性和耗能费用方面有所了解。能效标识现有两种基本类型: (1) 保证标识 保证标识,又称认证标识或认可标识,主要是对符合指定标准要求的产品提供一种统一的、且完全相同的标签,表示产品已达到标准要求。 美国的能源之星(Energy Star)和我国的节能产品认证属于保证标识。 我国的节能产品认证工作开始于1999年,结合ISO9000质量体系要求进行。目前产品包括:电冰箱、房间空调器、荧光灯镇流器、阻波器等产品。 (2)信息标识 信息标识主要用来给消费者提供一些有关产品的能耗、运行成本或其他重要特性等方面的信息,使消费者在做购买决定时,可以将能效与价格、可靠性等其他特性一同考虑。信息标识通常是强制性的。 信息标识又分为能效等级标识、连续性比较标识和纯信息标识三种。来自国际能源机构的资料表明,截至到2000年,世界上已有37个国家实施了能效标识制度,已经成功地减缓了家用、办公产品在消耗电能和天然气方面的增长势头,同时也减少了CO2等有害气体的排放。而且能效标识在鼓励技术开发、市场竞争、高效产品的销售以及市场转换等方面也非常有效。 在我国开展能效标识研究工作的意义 在我国开展能效标识的研究工作,主要是满足以下各方面的需要。 1.国际贸易的需要,促进国际间能效标识的相互认可由于世界各国能源及环境保护工作的需要,对本国生产和进口的家电产品的电耗或能效值提出了要求,如美国的法规要求在2001年后,进口的电冰箱电耗值必需降低30%,小型冷柜降低50%;在空调器产品贸易所涉及的国家中,76%制定了强制性能效标准或强制性能效标识,另外19%的国家实施了自愿性能效标准或标识制度,在此基础上,进一步商讨签订能效标识相互认可的协议,消除潜在的贸易壁垒,能效值成为衡量用能产品质量的重要指标之一。 2.消费者的需要, 能效标识能够为消费者提供指导,使消费者在购买用能产品时,得到直观的能耗(耗电量、能效)信息,判断产品的节能水平和日常使用费用。若没有能效标识,消费者购买产品时,无法对市场所提供的各种类型的产品特性进行比较,一旦购买,消费者将承担产品的运行能耗费用。目前,我国市场上流通的用能产品皆没有相关的能耗或能效信息,销售商对此也知之甚少,为消费者选购适宜的用能产品带来很大的困难。实施能效标识的目的就是填补此空白,给消费者传达有用的信息,提供一种公正、准确的方法,在相似条件下,对产品的能耗性能进行比较和排序,帮助他们决定购买何种产品。 3.鼓励制造商生产和销售比现有产品的能效更高的产品 通过增加在产品外观中的能源介绍并通过影响消费者购买决定的方法,标识可以将需要开发、生产并销售高能效产品的信息传达给制造商,将新的、更有效的产品引入市场。目前,中国正借鉴国外的成功经验,研究起草信息能效标识政策、实施管理办法、标识的信息内容和标识结构等,评估标识设计方案在市场转换中对消费者、零售商和生产商的影响,逐步在中国开始信息能效标识的试点和推广。
1、我国家电行业已经进入成熟期:
中国整个家电行业已经进入成熟期,但是与其他产品不同,家电产品的生命力相对来说比较强,因此就算进入成熟期,但是要进入衰退期甚至产品消失,还要过很长一段时间,成熟期主要在于一般市场几乎饱和,各大家电之间将会在有限的市场份额内相互竞争。
从具体产品来看,大部分大家电产品如冰箱、空调、洗衣机均已进入成熟期,而空气净化器、净水器等产品因起步较晚,仍处于成长期。
2、2020年上半年各类家电产量均下降:
2020年1-6月全国家用洗衣机产量万台,同比下降;家用电冰箱产量万台,同比下降;彩电产量为8312万台,同比减少;房间空气调节器产量万台,同比下降。
3、家电代表企业营收均出现下滑:
中国三家家电行业代表企业——美的集团、海尔智家和格力电器,2020年上半年营业收入均遭遇下滑。从营收规模来看,美的集团领先于海尔智家,而海尔智家领先于格力电器;在营业收入下降幅度上,海尔智家下降幅度较小,同比2019年下滑4%,下滑幅度最大的是格力电器,其较2019年同期下滑了,而在2020年第一季格力电器营业收入为亿元,同比下降,营业收入仅有2019年同期的一半。
4、小家电子板块营收恢复正增长:
2020年第二季度,小家电子板块营业收入已经恢复同比正增长,增速达到了,小家电受益于消费流量向线上集中,且部分小家电企业线上收入占比较高,收入表现处于各子板块领先位置。
5、家电行业发展趋势:
从宏观层面上看,我国经济稳定增长、居民可支配收入预期提升、社保水平提高等因素,将继续成为推动家电行业增长的驱动力。“十四五”时期,国内家电市场将迎来新一轮消费结构的快速升级和农村市场的全面普及,智能家电正不断地成为家电消费的主要选择,可以预计,智能家电行业将实现快速的发展。
第一,建立科学、实战的营销组织框架,确立企业整体营销观念,使企业所有部门和员工紧密地协作,共同实现理想的经营业绩。 现代营销强调的整体攻防能力,当前许多企业的业务人员没有真正地组织起来,从而难以有效地进行市场开发和管理。这就象两军对垒抢占地盘一产,其中一方军队管理不善,组织不起来,没有像样的攻势或者抢到了地盘却没有能力固守,这样的军队必输无疑。可见,高层的营销管理在市场营销中起到至关重要的作用。因此,企业应当根据市场开发需要,建立销售组织体系、市场信息管理体系、目标和计划管理体系,通过完善的销售管理体系明确销售管理层次及其职责、工作标准和工作流程,将目标市场和市场目标、销售管理人员和业务员、经销商、市场信息以最佳方式组织起来,充分发挥企业的整体攻防能力,最大限度地占领市场,实现最佳的营销目标。第二,树立辩证的买方市场观。 买方市场在给企业带来巨大的压力,产生激烈的市场竞争的同时,也给企业生产经营带来了良好的机遇。在生产资料和生产要素的购进方面,买方市场的压力只是施加给商品的卖方,而生产企业作为买方不仅没有压力,反而是大好的机遇,因为买方市场的压力,主要来自产品销售企业在采购时,处于买方的地位,可以充分享受买方市场的偏爱和优惠。在机电设备和原材料的采购上,企业可以充分“货比三家”地进行挑选,不仅可以讲质量,而且可以压价格。再者,买方市场带来的市场空隙,给企业提供了破土而出的希望,利用优质低廉的材料、机器设备生产高品质的产品,逐渐地适应买方市场,才能抓住买卖方市场带来的机遇,在市场竞争中求生存、求发展。第三,确立名牌战略。 当今的世界已进入品牌竞争的时代。它已成为企业进入市场的“敲门砖”,这是由于消费者对新产品的认识逐步加深,对选择产品的条件更为苛刻,这样就加剧了企业之间的市场竞争,因而企业必须在提高产品质量上下功夫、更好地满足消费者的需求。只有大家认可的名牌产品才可以成功。在我国,如彩电行业有“长虹”、“康佳”、“TCL”、“创维”,VCD行业有“爱多”、“先科”、“金正”、“新科”。经济专家们断言,从本世纪末起,我国商品市场的竞争将主要表现为名牌之间的竞争。 然而,当前有的企业尚未意识到品牌战略的重要性,只要看到别人生产什么,自己就生产什么,没有自己的特色,更没有自己的品牌,企业怎样创立自己的品牌呢? 针对这个问题,笔者提出如下建议。一方面,要制定名牌战略;企业根据自己的具体情况,确立不同阶段的目标规划、可行性的实施步骤。另一方面把质量创新作为名牌产品的根基和企业的生命。企业创名牌应当在质量管理上下功夫,不能一味追求“上档次”、“高售价”。世界名牌商标就象征着高质量,如日本的“本田”,美国的“可口可乐”、“麦当劳”。再者,当今市场竞争的一个主要内容是科技竞争。在这方面,企业要通过技术创新,广泛采用新技术、新工艺、新材料 ,不断改进产品设计,开发新产品,加快技术改造的步伐,吸收先进技术,并予以创新。这样,企业的产品才可以走在市场前列,名扬中外的熊猫电子集团正是坚持科技开路而占领了巨大的市场份额。第四,制定合理实务的营销政策,充分发挥业务人员的促销作用。 人员推销是人类最古老的推销手段。人员推销是最直接的促销形式。当今的推销人员除了商品销售这一作用外,他们可以了解和熟悉顾客的需求动向,及时地向顾客提供企业的产品介绍以及顾客所需的各类服务,另外,业务人员还可以利用直接接触市场和消费者的便利,进行市场调研和情报工作,从而为高层管理人员进行决策提供依据。可见,业务人员在市场营销中占有举足轻重的地位。 一位著中的营销大师曾经说过,没有推销不出去的产品,只有推销不出去产品的推销员。可见,优秀的推销员可以推销任何产品,怎样才能培养出优秀的推销员呢?业务人员选择营销这项辛苦而艰巨的工作的重要原因就是基本动力。当前,国内的许多企业企图通过道德和思想教育达成发挥业务人员作用的目的。这种作法是无可厚非的,但企业必须明白,当利益不成问题,业务员才不关心利益。松下幸之助曾经认为资本主义国家所以能够繁荣,主要是利益原则在起作用,正所谓利益所趋奋不顾身。所以企业应当根据自己的实际,制定相应的营销政策,调动业务人员的工作积极性。第五,建立科学、高效的营销网络。 营销网络可以促进商品流通,随着市场经济的深入发展,企业营销意识的增强,网络也被赋予了营销推广的重要职能。企业应当转变传统的网络仅为销售渠道的观念,认识到当今网络对企业的重要意义。创立自己的营销网络,首先,企业应针对消费者的需求进行市场细分,其依据可以是地理、人口等。然后,企业根据市场的特点、企业的目标及营销资源的具体情况确定细分变量。最后,调动自己的营销资源,分配到分市场,加强各细分市场的联系,形成高效的网络。企业甚至可以先构筑自己的营销网络,再建设工作。如TCL集团在1992年进军彩电市场时,根本没有自己的彩电基地,他们倡导“有计划的市场推广”观念,大力筹建自己在全国营销网络,没有工厂找人代加工,硬是靠着网络,在各地进行强有力的市场营销推广,强立促销,奇迹般地在五年内跻身于中国彩电业三强之列,成为现代营销学“先有市场,再有工厂”的模式典范
中国茶叶产量第一
茶是世界三大饮品之一,全球产茶国和地区达60多个,饮茶人口超过20亿。茶叶中含有茶多酚、茶多糖、茶氨酸、维生素和矿物质等多种成分,具备提神醒脑、助消化、抗氧化等功能,受到世界各地消费者的喜爱。2019年12月,联合国大会宣布将每年5月21日确定为“国际茶日”,以赞美茶叶的经济、社会和文化价值,促进全球农业的可持续发展。
根据GB/T30766-2014《茶叶分类》,茶叶可以分为绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶、黑茶六大基本茶类和再加工茶。目前,中国是世界上唯一生产绿茶、白茶、黄茶、青茶、红茶、黑茶六大茶类的国家。
根据国际茶叶委员会统计,2009年以来,全球茶叶产量增速放缓,但整体仍保持增长态势。2018年全球茶叶总产量万吨,较2017年同比增长,其中:茶叶产量前三的国家为中国、印度、肯尼亚,其产量分别为万吨、万吨和万吨,占世界产量比例分别为、和。
2018年全球茶叶产量前十的国家生产情况如下:
中国和印度为茶叶消费大国
根据国际茶叶委员会统计,2018年,茶叶消费总量最大的国家为中国,消费量达万吨。前十大茶叶消费国还包括印度、土耳其、巴基斯坦、俄罗斯、美国、英国、日本、印度尼西亚、埃及。在主要产茶国中,中国和印度是主要的茶叶消费大国,茶叶主要生产国亦为茶叶主要消费国;在非传统产茶国中,巴基斯坦、俄罗斯、美国、英国、埃及等国具有较高的消费潜力。
我国茶叶生产平稳发展
我国茶区辽阔,主要茶叶产区分布在北纬18°~37°、东经95°~122°范围内,覆盖上千个县、市。从区域划分来看,我国共有华南、西南、江南、江北等四个国家一级茶叶产区。由于在土壤、海拔、水热、植被等方面存在差异,因此四大茶区所产出的茶树、茶叶品质、类型也不同。
近年来,我国茶叶生产平稳发展,茶类结构持续优化。根据中国茶叶流通协会等机构发布的2019年统计数据:当年全国茶园总面积同比增加近万亩,增长率为。
随着茶园面积的增长,我国茶叶产量也不断上升。2019年全国干毛茶产量为万吨,比2018年增加万吨,增幅为。
在产量增长的同时,我国茶类结构变化较小。根据中国茶叶流通协会统计,2019年绿茶、黑茶、红茶、乌龙茶、白茶、黄茶产量分别为万吨、万吨、万吨、万吨、万吨和万吨,占比分别为、、、、和。其中,绿茶、乌龙茶产量占比较2018年有所下降,白茶、黄茶产量增长较快,较2018年分别增加、。
茶叶消费量持续增长
近年来,我国茶叶消费量持续增长。根据中国茶叶流通协会统计,2019年国内茶叶年消费量达到万吨,较2018年增长万吨,增幅为;国内市场销售额达到2,亿元,销售均价为元/公斤。
2019年各茶类国内市场销售量中,绿茶销售量为万吨,占比;黑茶销售量为万吨,占比;红茶销售量为万吨,占比;乌龙茶销售量为万吨,占比;白茶销售量为万吨,占比;黄茶销售量为万吨,占比。
未来,我国茶叶行业的发展趋势如下:
1、发展空间广阔
我国茶叶产业已经形成横贯一、二、三产业的产业链,随着消费升级、健康理念提升,我国茶叶消费持续增长。根据茶叶流通协会统计,2012年以来,我国茶叶消费总量和人均消费总量呈持续上升趋势,2019年国内茶叶市场销售额已达到2,亿元。同时,根据《中国茶叶产业“十三五”发展规划(2016年—2020年)》,到2020年底,我国茶叶农业产值达到2000-2200亿元,经济总量争取突破5000亿元大关。
2、消费需求多元化
随着人们生活水平的提高和茶文化的不断推广,茶叶因其天然、健康的特点为越来越多的消费者所接受,茶叶消费人群呈现年轻化趋势;越来越多的消费者亦不再单纯地购买一种茶类,而是倾向于多样化的尝试,茶叶消费呈现品类多元化的趋势。同时,茶叶消费从最初的“礼品”“自饮”不断的延伸和细化,衍生出多元化的新需求、新模式。近年来,随着茶叶收藏价值等的兴起,高端收藏类消费需求、定制类需求显著增长。随着消费者需求的多元化,全品类或多品类且具有多样化产品定位的茶叶企业将受到更多消费者的青睐。
3、更加注重产品质量与品牌
随着人们对食品安全与健康的日益关注,消费者对茶叶产品的要求也不断提升;除关注茶叶产品的口感外,越来越多的消费者更加注重茶叶产品的品质。而品牌则是产品内在品质的集成和外在体现,在一定程度上代表着优良的品质和优质的服务,因此,拥有良好口碑的品牌茶企更容易受到消费者的信赖。随着人们越来越注重品牌化商品的选择,“品牌”成为消费者选购茶叶时的关键因素,品牌茶叶企业竞争力将不断增强,市场份额将不断扩大。
4、电商成为茶叶重要销售渠道
随着互联网电商渠道的兴起,传统销售渠道面对房租、人工成本的增长,成本压力日趋加大。近些年,传统茶企逐步意识到渠道多元化的重要性,纷纷加大多元化布局力度,不断增加电商渠道投入,通过在淘宝、京东等平台开设旗舰店、制定优惠力度较大的电商促销政策、利用电商直播销售等方式增加与消费者的接触点,提升电商渠道销售金额。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国茶叶行业产销需求与投资预测分析报告》
中国有四大产茶区,即江北产茶区、江南产茶区、西南产茶区及中国南部产茶区。2020年,中国茶叶产量占全球茶叶产量的40%以上。包括进口茶叶在内,2020年中国茶叶销量为万吨,2015-2020年的复合增长率为5%。
茶是世界上最受欢迎的饮料之一。茶也是芳香的无酒精饮料,通常用热水冲泡从茶树采摘的叶子制成。现代茶叶按照发酵程度可分为六大类:绿茶、白茶、黄茶、青茶、红茶、后发酵茶(亦称黑茶)。
福建为中国茶叶最大产区
茶叶产地遍及中国广大地区。基于茶叶种植及生产的地理位置和特点,中国有四大产茶区,即江北产茶区、江南产茶区、西南产茶区及中国南部产茶区。
中国南部产茶区包括中国南部的省份,包括广东、福建、台湾、海南及广西壮族自治区。该区域主要以白茶、红茶及青茶闻名。该区域覆盖深红色土壤,年度平均气温为19至22℃,并拥有最适宜茶树生长的年度降雨量。此外,该区域每年适宜种植茶树的时期长达十个月。这些有利自然因素让中国南部成为最佳茶叶种植区域。
福建作为茶文化的发源地,拥有超过1000年的茶叶种植历史。福建位于中国南部产茶区。2020年,福建茶叶产量超过420千吨,在中国各省中位居榜首。福建种植和生产的茶叶中,以白茶、红茶及青茶最为知名。
中国茶叶产量稳居世界第一位
2006年以来,中国茶叶产量稳居世界第一位。2020年,中国茶叶产量占全球茶叶产量的40%以上。茶园面积及每公顷平均产量均有所增加,带动中国茶叶产量由2015年的万吨增至2020年的万吨,复合年增长率为。
2020年,绿茶、黑茶、红茶、青茶、白茶及黄茶的产量分别占中国茶叶总产量约、、、、及。绿茶(作为主要茶叶品种)多年稳踞中国茶叶市场主导地位。然而,茶叶消费结构正朝着更加多元化的消费模式转变。过去五年,红茶、白茶及黄茶的消费比例不断上升。
包括进口茶叶在内,2020年中国茶叶销量为万吨,2015-2020年的复合增长率为5%。
我非常看好这个行业,现在很多人都非常喜欢喝茶,而且基本上人手都会配备一些茶叶,一定会有非常好的发展前景的。
中国茶行业未来的发展趋势还是很不错的,现在人们都比较注重养生,而且有一些茶还能够起到下火的效果,所以肯定能够大卖。