人类经过漫长的奋斗历程,在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩;与此同时,由于工业化过程中的处置失当,不合理地开发利用自然资源,以致造成了全球化的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成了严重的威胁。目前,世界范围内的环境压力有增无减,环境危机日益严重。初中生正处在掌握环境知识、养成良好环境习惯的重要时期,他们环保素质的高低对今后的生态环境有直接影响,因此在初中生物教学中加强环境教育十分重要。笔者结合自己的教学实际,就生物教学中如何加强环境教育谈点粗浅的体会。 立足课本以“纲”为纲,以“本”为本,是义务教育的基本要求和中心目标,也是对学生进行环境教育的前提和基础。在生物教学中,应对散见于各章节中的生态环境知识及“生物与环境”一章给予充分的重视,从内涵和外延两个方面分析基本概念,点拨指导训练学生说概念、比较概念、识记概念和运用概念;运用示意图和典型实例引导学生认识生物形态结构与功能之间、生活习性与环境之间以及生物与生物之间的关系,使学生逐步树立起生物与环境相适应的科学观点;通过识记、理解、综合应用及实际操作,培养学生对环境问题的兴趣,并训练其观察能力、记忆能力和想像思维能力,培养学生客观求实、崇高理性、崇尚实验的科学精神,最终达到“课本奠基”的目标。略加延伸生物教材内容十分丰富,但受学时及篇幅限制,有关生态环境方面的内容叙述往往十分简约,教学中如果“照本宣科”就难以达到预期目的;相反若在教学中对有关叙述略加延伸,会取得较好效果。 如在讲授“光合作用的意义”时,可对光合作用吸收二氧化碳放出氧气作如下延伸:通常1公顷的阔叶林,在生长季节,每天可吸收1000kg二氧化碳,释放750kg氧气,如果以成人每天呼吸需要消耗0 75kg氧气,排出0 9kg二氧化碳计算,城市居民每人平均有10m2的林木面积,就能得到充足的氧气供应,并足以消除二氧化碳的危害。 又如对“青蛙捕食”可作如下延伸:据测定,1只泽蛙1天可食虫266只,如按每天平均吃虫量50只统计,每亩稻田有1000只泽蛙,每天可消灭二化螟、三化螟等害虫达5万多只。延伸是对教材叙述的“展开”或“例说”,恰当运用可使生态环境知识进一步具体化、直观化,生动有趣味,学生喜闻乐见,但在运用中不可“画蛇添足”或“本末倒置”。适当引入教学中,一些抽象或复杂的环境问题初中生不易接受,成为教学的难点,还有一些比较重要的环境知识点比较隐蔽,容易被忽视,成为教学的“盲点”。将课外一些环境知识适当引入,可帮助学生理解难点,重视“盲点”,并能激发学生的学习兴趣,开扩视野,丰富知识。如在讲授“合理灌溉”时,为教育学生节约用水,可引入:农业灌溉用水量很大,据在华北地区调查,种1亩蔬菜大约需水×104kg~×104kg,每亩小麦需水4×104kg~5×104kg,1亩棉花需水×104kg~5×104kg。灌溉应采取“滴灌”或“喷灌”,不应采取“大水漫灌”,以免造成浪费。 又如讲授“呼吸卫生”时可引入:一个成人每天通过鼻子呼吸新鲜空气大约2万多次,吸入空气量达15m3~20m3,约为每天所需食物和饮水重量的10倍,如果吸入的空气不清洁或含有有毒成分,对人体健康危害极大。在讲述人口问题时,可引入:地球上的食物充其量只能养活80亿人。我国科学家根据对国土资源、人口增长、生活资料增长和就业等问题的分析,认为我国适度人口总数为6 5亿~7亿,按照这个目标,我国现有人口已超出5亿,因此必须严格控制人口的自然增长,实行计划生育。 适当引入是对教材环境知识的丰富和补充,应防止牵强附会或引入过多,加重学生的学习负担。专题讲座教材具有一定的稳定性和滞后性,而环境问题却每日每时地在世界范围内发生着,为了引起学生对环境热点问题的关注,可以适时对学生进行专题讲座。如结合环境纪念日进行专题讲座。在植树节(3月12日)、水日(3月22日)、地球日(4月22日)、环境日(6月5日)、人口日(6月11日)、荒漠化日(6月17日)、土地日(6月25日)、清洁地球日(9月第三个周末)、世界粮食日(11月16日)举行相应的专题讲座;也可结合教材内容进行讲座,如在讲过“探索生物的奥秘”后可以“当今世界面临的四大问题”为专题进行讲座;在讲过“预防食物中毒”后可以“食物污染”为专题进行讲座;也可结合突发的重大生态事件进行专题讲座,如1998年七八月份我国发生了百年不遇的特大洪水,可及时向学生作“生态平衡不容破坏”的专题讲座。 积极实践根据教学内容,组织学生调查城镇或居民点的环境状况,观察小型冶炼厂、葡萄酒厂等企业污水的排放量及注入河流后引起河段的变化,观察生活垃圾随处堆放对水质、周围空气的污染及蚊蝇的可怕孳生等,组织学生清理“白色污染”、调查化肥农药农膜的使用情况等,指导学生课外阅读《寂静的春天》《环境保护》等科普读物,学用结合,提高实践的科学性和预见性。实践活动锻炼了学生的观察能力和动脑动手能力,使学生进一步明确环境污染的普遍性和严重性,从而激发他们的责任感和使命感,并为良好环境素质的养成打下坚实的基础。
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1,基因与环境 ——调查探究生物基因是否会因环境而改变 基因是在生物体内细胞核中染色体上DNA的片段,控制生物的性状。基因也是上一代给子代留下的遗传物质。 转基因技术就是通过科学科技的人工方法改变某一生物的基因,使之的基因发生改变,性状也随之而改变,从而达到改良品种的目的。 可以说任何生物所有的状态都与基因有关。所以说,要了解生物首先要了解基因。基因可以通过人工技术发生改变,除此之外,生物的基因是否还会因为环境的改变而变化呢? 首先我们从最简单的开始。 一、 在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把a盆放在阳光明媚处,b盆放在阴暗处; 二、 在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,c、d两盆都放在阳光明媚处,每天给c浇大量的水,给d浇小量的水; 三、 在不同地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把e、f都放在阳光明媚处; 四、 挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着用泥土种下绿豆盆H,用水种下绿豆盆I,每天浇等量的水,都放在阳光明媚处; 长大后发现,各盆的情况均不相同。所以我们初步认为生物基因会因环境而改变。 后来我们又发现一些实例。 以人类为例来说,人体内的基因会因为环境而发生改变。在我们的日常生活和工作中,会有许多知道或还不知道的因素,对我们体内数万亿个细胞的代谢产生影响。 这些有害因素可能体细胞的DNA发生作用,导致DNA的破坏,相应的基因的功能发生异常变化,影响到生命的安全和健康,当然细胞内还存在着相当完善的机制能够修复这些损害。但当DNA的破坏程度超过修复机制的修复能力时,就在细胞水平发生了问题,从少量细胞发生问题发展到临床可能表现为疾病并被检出的阶段所经历的时期可能是比较漫长的,在这个过程中,如果借助基因检测技术,那么早期发现某些疾病完全是可能的,这将大大降低医疗费用,大大减少患者的痛苦。 其他生物也是如此吗? 许多实验表明,确实如此。 一项针对多种拟南芥的基因研究表明,环境因素对物种遗传多样性和基因组的影响很大。除了实验室中科学家的“最爱”,世界各地还分布着多种野生拟南芥。它们的生长速度、叶子颜色以及发枝方式都是不同的。在最新的研究中,由德国马普发育生物学研究所Detlef Weigel领导的国际科学家小组,从美洲、非洲和亚洲以及其他极地和亚热带区域搜集了19种拟南芥,并将它们的基因序列(约亿个碱基对)与实验室用拟南芥基因组进行了对比研究,从而确定了相关的遗传差异。 所得到的结果令人吃惊:它们遗传差异的广度远远超过了所谓的“改进基因组”。研究人员发现,平均每180个碱基对中就有一个是可变的。同时研究表明,大约4%的实验室用拟南芥基因组要么与野生种类差异很大,要么完全不存在于野生种类的拟南芥中。此外,大约十分之一的野生拟南芥基因是有缺陷的,无法完成正常的功能。 新的研究结论为科学家提出了许多新的基础性问题。Weigel表示,“或许并不存在所谓的一个物种的基因组。迄今为止,对个体DNA序列的认识并不能使科学家充分理解一个物种的遗传潜能。”此外,拟南芥基因组的可塑性也令人惊讶。尽管拟南芥的基因组中的基因数量与人类和一些作物相当,但它整个基因组的大小不及后两者的十二分之一。同时,拟南芥基因组中几乎没有重复序列和无关联的“垃圾”序列。 进一步研究表明,拟南芥与外界环境相互作用相关(比如抵御病原体和感染)的基因,其可变性大大超过其他功能基因。Weigel认为,这一遗传特性反映出拟南芥对当地生存环境的适应性,正是这些易变基因使得拟南芥能够经受干燥和潮湿,炎热和寒冷,并调节自身的生长季节。 还有另一个关于动物基因和环境的事例。 美国国家科学院对转基因动物对周边环境造成影响的问题高度重视。 美国食物和药品管理局(FDA)要求该委员会专家组列出与动物生物技术相关的科学热点问题。在2002年8月12日公布的报告中,该委员会将转基因动物对自然生态系统环境的影响摆在所有热点问题的首位。 一家美国公司(麻萨诸塞州的ABFW公司)生产了一种转基因大马哈鱼。该鱼生长速度非常快,长至成鱼的速度是普通大马哈鱼的三倍。一些科学家和环境组织对该鱼表示出强烈担忧。他们认为,转基因鱼会在与野生大马哈鱼的生存竞争中处于优势,并可能将一些有害的基因带给环境中的其他动物。但这家公司声称已经收集到有关该报告关心的热点问题的一系列资料。“我们将要投放市场的只是不能繁殖的雌性大马哈鱼,并不存在这样的环境问题。” 虽然这一事例,没有直接说明,环境对基因的改变,但是转基因会对环境造成危害这一观点也间接说出确切的答案。 也就是说生物基因会因环境而改变。 基因和环境因素的相互作用基因作用的表现离不开内在的和外在的环境的影响。在具有特定基因的一群个体中,表现该基因性状的个体的百分数称为外显率;在具有特定基因而又表现该一性状的个体中,对于该一性状的表现程度称为表现度。外显率和表现度都受内在环境和外在环境的影响。 内在环境指生物的性别、年龄等条件以及背景基因型。 外在环境 : ① 温度。温度敏感突变型只能在某些温度中表现出突变型的性状,对于一般的突变型来说,温度对于基因的作用也有程度不等的影响。如实验一,ab两盆绿豆性状表现不一,我们大之人为是有温度影响; ②营养。家兔脂肪的黄色决定于基因y的纯合状态以及食物中的叶黄素的存在。如果食物中不含有叶黄素,那么yy纯合体的脂肪也并不呈黄色。y基因的作用显然和叶黄素的同化有关。演化就细胞中DNA的含量来看,一般愈是低等的生物含量愈低,愈是高等的生物含量愈高。就基因的数量和种类来讲,一般愈是低等的生物愈少,愈是高等的生物愈多。DNA含量和基因数的增加与生理功能的逐渐完备是密切相关的。 等等。 基因最初是一个抽象的符号,后来证实它是在染色体上占有一定位置的遗传的功能单位。这次的调查和探究可以从分说明,生物基因会因环境而改变。 另外在给你个参考,希望对你有帮助。 生物燃料大有可为_生物论文 你认为美国过分依赖进口石油吗?有人认为使用生物燃料的时机如今已经成熟: ●最早从今年5月开始,圣路易斯市的公交乘客可以乘坐用柴油和豆油混合燃料驱动的公交汽车。 ●由于去年的玉米产量很高,以玉米为原料的乙醇生产行业今年打算使乙醇产量达到创纪录的水平。 ●还有埃德加·莱特利创造的方法。石油一再涨价使这位宾夕法尼亚农民非常烦恼,他开始用一种非常抢手的新式炉子燃料玉米给自家供暖。 尽管用粮食作燃料不是新鲜事——鲁道夫·狄塞耳一个世纪之前就以花生油为燃料驱动汽车——但是这种想法突然之间变得非常实用。石油价格越来越高,而粮食价格却非常低,以至于政治家们和众多管理者正在重新考虑这个问题。能够完全燃料的、可再生的生物燃料在欧洲已经得到广泛使用。它可以缓解美国的石油供应,并有助于使美国的农业经济保持稳定。 前景亮丽 生物燃料甚至没有难闻的气味。用户报告说,以大豆作原料的生物柴油燃烧以后排出的废气有点像炸薯条的味道。专家们说,即使粮食的价格回升,如果美国为了遏制全球变暖而优先发展生物燃料,神巫燃料可能具有光明的前景。 自从20世纪70年代人们开始使用汽油混合燃料以来,种植玉米的农民就一直敦促人们更多地使用乙醇作汽油燃料。除了用作牲畜饲料和出口之外,生产生物燃料如今已成为玉米的第三大用途。 乙醇生产行业去年用玉米为原料总共生产了16亿加仑乙醇,而且生产规模还在扩大。伊利诺伊州的阿彻—丹尼尔斯—米德兰公司生产的乙醇约占美国总产量德一半,该公司打算把乙醇生产能力再扩大20%。 今年最令人惊奇的是生物柴油的问世。实验结果表明,使用豆油和柴油混合燃料同普通柴油的效果一样好(特别寒冷的天气除外),而且比普通柴油干净得多。但是标准的混合燃料——80%柴油和20%豆油——成本太高了。据全国生物柴油委员会说,部分是由于大豆价格低廉,生物柴油的价格已从每加仑4美元降到至美元。这个价格与普通柴油的价格差不多,足以使许多人考虑使用生物柴油。 政府补贴 政府的补贴也促进了生物燃料的发展。去年11月份,美国农业部决定今后两年每年拿出亿美元补贴乙醇生产厂家,用以增加乙醇和生物柴油等生物燃料的使用。至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策,以便进一步鼓励使用生物柴油。 再上述政策的鼓励下,生物柴油的产量剧增——由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。据估计,仅美国农业部制订的鼓励出事就可使生物柴油产量再提高3650万加仑。 这些数目还是无法同每年560亿加仑的柴油产量相比。但是主张生产生物燃料的人士说,如果石油行业像布什政府日前宣布的那样,再2006年之前被迫转产低硫柴油,豆油可能会成为与生物燃料配套使用的主要润滑剂。实际上,润滑剂为粮食提供了另一个由希望的市场。研究人员已经用粮食为原料开发出同样廉价而且更有益于环境的替代品,取代石油产品用作半拖车挂钩、铁轨和链锯的润滑剂。 此类项目将有助于给美国长期不振的农业注入资金。据可再生燃料协会说,仅乙醇生产一项每年就能为农民增加45亿美元的收入。2,转基因食品利与弊 关键字:食品 目前 美国 组织 基因 作物 农作物 转基因 基因技术 ①转基因食品概念,产生基理稍有点科学常识的人都知道,基因是控制生物性状的最基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。转基因食品就是移动动植物的基因并加以改变,制造出具备新特征的食品种类。譬如利用生物技术将某些动物的基因转移到其它物种上去,通过改造生物的遗传组织,使其出现原物种原来并不具备的特征,这些转变可以按照人类所需要的目标来完成。举这样的例子来加以说明:人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷;把某些细菌的基因接入玉米、大豆的植株中,就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。而以这些转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。②转基因食品发展状况据联合国粮农组织的材料,1997年全世界转基因作物的播种面积约为1100万公顷,1998年上升到近3000万公顷,1999年底,估计将达4000万公顷,平均增幅超过lO0%。 美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来,目前美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。目前,大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种,包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。据估计,从1999年到2004年,美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元,到2019年将达到750亿美元。有专家预计:21世纪初,很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。其它还有阿根廷、加拿大也是转基因农业生产发展迅速的国家。 我国的转基因研究也有较大的发展,并且在基因药物、转基因作物、农作物基因图与新品种等方面具有相对比较优势。但真正进入商业化生产的则较少,就农作物而言,目前只有抗虫棉、矮牵牛花、抗病毒甜椒、抗病毒蕃茄和延熟蕃茄等。③转基因食品对人体益弊及转基因食品安全性;直到目前为止,转基因食品在推出市场前都没有经过长远的安全评估,人类长期食用是否安全仍然成疑,而科学界对这些食品是否安全也没有共识。——持肯定态度的说法:美国第一批转基因西红柿上市以来,全球约有2亿多人食用过数千种转基因食品,5年多来尚未报道过一例食品安全事件;我国进口转基因大豆较多,据估计约有一半的大豆色拉油中含有转基因成分,目前没有出现任何问题。 基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物,其优点是显而易见的。第一,可降低生产成本。一个品种的基因加入另一种基因,会使该品种的特性发生变化,具备原品种所不具备的因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力,由此可减少农药和除草剂的用量,降低种植成本。第二,可提高作物单位面积产量。一种作物的基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害的袭击,并使产量更高。第三,转基因技术可以使开发农作物的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育一个新的品种,而基因工程技术培育出一种全新的农作物品种,时间可缩短一半。因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界。转基因技术可根据人们的需要,赋予农作物新的特性。例如可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富的食品。科学家还利用转基因技术,开发能够生产防病的疫苗和食品的农作物。农业版图。——持否定态度的说法: 1999年的转基因马铃薯事件,英国的一位研究人员公布的实验结果说:用含有转基因的马铃薯饲养大鼠,引起了大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。这一实验结果立即引起轰动,导致了世界范围的对转基因食品安全性的怀疑。1999年5月英国的权威科学杂志(自然)刊登了美国康奈尔大学副教授约翰?罗西的一篇论文,引起世人的震惊。论文说,研究人员把抗虫害转基因玉米——BT基因玉米的花粉撒在苦苣菜叶上,然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶。四天之后,有44%的幼虫死亡,活着的幼虫身体较小,而且无精打采。而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶,则未有出现死亡率高或发育不良的现象。论文据此推断,BT转基因玉米花粉含有毒素。 人们怀疑,转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品对人体是否也有危害,比如,具有抗虫害、自动除杂草的转基因作物其作用机理与传统农药有无不同,会不会将有毒性的物质“传送”给消费者的有机体系?还有,某种转基因食品可以抵御细菌入侵,那么是否会使我们体内外的细菌产生变异而对所有的抗菌素产生免疫力?目前,这些问题尚无法作出明确的解释。并且,英国的研究人员近来在实验室中证实:小白鼠在食用转基因土豆10天后,其肾、脾和消化道都出现了损伤。这就更加深了人们的恐惧心理。 中国科学院的《科学新闻》最近发表的一篇文章,将转基因食物“可能”对人类健康的危害总结为3点:某些毒素可引起人类急、慢性中毒,某些转基因作物可引起人的过敏反应,转基因产品营养成分变化,使人的营养结构失衡。——现状: 世界粮农组织、世界卫生组织及经济合作组织这些国际权威机构都表示,人工移植外来基因可能令生物产生“非预期后果”。即是说我们到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险。国际消费者联会(成员包括115个国家的250个消费者组织)表示“现时没有一个政府或联合国组织会声称转基因食品是完全安全的。”
低压电力线载波通信技术及应用探讨论文
摘要: 低压电力线载波通信是以低压配电线作为信息传输媒介进行数据或语音等传输的一种特殊通信方式,电力线网络覆盖范围的广泛决定了其具有相当大的潜在利用价值。国外对此研究已有近百年的历史,在理论和技术上有着绝对的优势。我国外对其进行的研究起步很早,到目前为止也取得了相当大的成绩,而我国电力网络比较独特,同时对这项技术的研究也直到近些年才开始,这些都决定了我们积极进行这项技术研究的迫切性。本文将重点讨论低压电力载波通信的基本原理、通信信道特性和建模、低压电力载波通信系统的网络组网,对各种关键技术和各类载波芯片及模块进行比对分析。
关键词: 低压电力线;载波通信;技术应用
1低压电力线通信系统设计策略
低压电力线载波通讯的质量在实际操作中受到很多方面因素的影响,其中最重要的两个方面包括通讯信道的阻抗特性和衰减性,以及噪声干扰,抗阻性将直接制约信号的传输距离,而噪声干扰则严重影响通讯的质量。可以说这两个因素直接决定通信系统的成败。只有将这两方面进行有针对性的分析和研究才能对低压电力通讯系统进行较为周全的设计,而针对这些特征,对通信系统的设计要对如下方面充分考虑:1)由于电力线的抗阻的设计和材料的应用决定了其抗阻一般比较小,所以通信系统发送端和接收端抗阻要尽可能的控制,不能因抗阻的不匹配导致能量在传输过程中有过大的损失;
2)高频信号在室内电力线上进行传输时会有较大程度的衰减。并且具有时变性的干扰和噪声在信号通过电力线进行传输的时候普遍存在。因此要求室内电力线作为通信信道的.时候必须具备较强的抗干扰能力,才能实现通信系统的小信噪比,在电力线载波通信系统中较为常用的技术有扩频技术和正交频复用技术,扩频技术能够在小信噪比的情况下获得较高的接收信噪比,而正交频复用技术除了具备上述优点,还具备抗频率选择性衰落以及多径干扰的优势;
3)进行通信在波频率和带宽的选择时要有足够的合理性,要依据现实情况根据信号在频域上的衰减状况以及噪声频谱密度进行分析。以此来进行考虑的话应该选择较低的频段,相反如果首先考虑噪声因素的话则应该选择较高的频段,因此在现实中要对两方面进行比对考虑,进行综合性比较;
4)一般家庭电网都有较多的分支,同时由于抗阻的不匹配,驻波,反射等现象普遍存在,信号经由不同的枯井最终到达接收端时可能会产生较强的多径干扰,而rake接收机的采用不仅可以有效抵制多径衰落,还能起到分集信号能量,降低误码率的作用。
5)因为噪声源的远近对通信质量的影响最大,在无法改变距离的情况下要在通信接收处加装隔离作用较好的阻波器;
6)采用码长适当的卷积码能够进一步降低误码率;
7)因为时变性在低压电力线通信信号衰减方面表现的非常强,因此自适应能力在通信系统的设计工作中要给予足够的强调,使其能够根据衰减的实际情况对发射机功率以及接收机的灵敏度进行自动调节,从而使通信质量得到保证;
8)在进行低压电力线载波通信系统的设计时要尽量避免较长的数据分组,如需使用可将其进行重新分组打包,缩短数据分组的长度,因脉冲干扰的存在,数据分组越短越有优势这样被脉冲干扰的数据量就能得到相应降低,保障了数据的传输速度。
2在国内的具体应用
发达的供电网络线路为低压电力线载波通信技术的发展提供了广阔的平台,这种技术具有不占用无线频道资源、节约布线、减少工程量、维护简单等无可比拟的优势。同时伴随科技的发展和我国电力网络的逐步开放,低压电力载波通信技术在国内的应用范围越来越广。较为典型的包括家居智能化和自动抄表以及新型智能化小区领域等。
家居智能化
智能化家居网络,是指把分布在住宅各中各种微控制器与PC连接成一个家庭网络,通过这种方式来实现对设备的智能化管理,同时还可以达到只要有插座的地方就可以无限制的接入因特网。
由于无需进行布设信号线的工作,组网工程具有不破换原有家具环境的优势。同时还能保障系统的稳定性,其工程造价也比较容易控制。
通常电力宽带上网系统由电力调制解调器、PLC设备、PC机、交换机及路由等设备等组成,使用低压电力线进行网络连接时,先通过电力调制解调器,将PC机信号转换为特殊的电力信号,再将电力信号经由电力线路传送到PLC设备中,同时该设备将电力信号转换为原来的数据信号,之后通过交换机以及路由器等设备进入互联网,从而达到电力线路入网的目的。
自动抄表系统
我国的自动抄表行业兴起于上世纪80年代,只是发展相对缓慢。直到2003年后才逐渐进入推广,从2006年开始进入迅速增长期,当下正处于电力载波抄表发展的黄金阶段。低压电力线载波通信的自动抄表技术正逐步走向实际应用阶段,使得抄表工作不受时间和空间的限制,居民用户也将随时可以查询自己的用电情况,电力管理部门也可以随时准确的得到电能数据。
3电力载波通信网络组网研究
低压配电线路具有物理拓扑和一定的时变性,同时逻辑拓扑的变化与信道质量有很大联系,这就使低压电力线载波通信的可靠性受到严重影响。已经有学者提出以高速电力线通信的组网方式、网络模型等角度进行探索和研究,从而找到合适的算法对电力线通信网络路由进行优化,以此提高电力通信的可靠性。已经有研究对低压配电网窄带电力线通信数据逻辑链路的选择、建立和自动路由等做了研究和探讨,并提出了一种基于非交叠分簇的动态路由算法和网络重构算法,来保证通信网络的有效性。有些学者提出在低压配电网电力线载波通信中采用网络自组与重构技术,可以自动侦测可通信逻辑节点和最佳中继节点、动态调整路由和配置中继信息以及自动识别节点的投入或切除,从而实现低压配电网中点到点、点到多点的可靠通信。
4结论
低压电力载波通信技术由于其特有的优势逐渐成为通信领域技术研究的热点,可以说低压电力载波通信技术具有很广阔的应用前景和可利用价值。但我国低压电力网的特殊性,决定了通信信道的分析和建模的困难较大,无法直接利用国外成熟的技术与产品。但随着国内研究机构和相关公司的重视,我国低压电力载波通信也正在逐步发展。具有自主知识产权的电力载波芯片的研制标志着我国在这一技术领域有了实质性的突破。但与国外重量级研究机构和公司仍存在较大的差距。我们应当逐步加强对这项技术的研究和应用推广,低压电力载波通信技术应用的具体方向除了远程自动抄表领域、家居智能化和新型智能化小区外,还可以在农业节水灌溉监测与控制与农产品流通过程信息化等方面获得广阔的发展空间。
参考文献
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随着我国电力技术和科技的快速发展,电力变频器广泛的应用于工业生产以及人类日常生活中。这是我为大家整理的变频器应用技术论文参考 范文 ,仅供参考! 变频器应用技术论文参考范文篇一:《变频器节能技术应用与研究》 【摘 要】本文根据水泵、风机轴功率与转速的平方成正比的特点,阐述变频调速节能原理,提出泵与风机应采用变频技术,已降低成本,延长设备使用寿命,提高经济效益。 【关键词】变频器;节能;水泵;风机 0 引言 锅炉是比较常见的用于集中供热设备,通常情况下,由于气温和负荷的变化,需对锅炉燃烧情况进行调节,传统的调节方式其原理是依靠增加系统的阻力,水泵采用调节阀门来控制流量,风机采用调节风门挡板开度的大小来控制风量。但在运行中调节阀门、挡板的方式,不论供热需求大小,水泵、风机都要满负荷运转,拖动水泵、风机的电动机的轴功率并不会改变,电动机消耗的能量也并没有减少,而实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多,因而普遍存在着“大马拉小车”现象。锅炉这样的运行方式不仅损失了能量,而且增大了设备损耗,导致设备使用寿命缩短,维护、维修费用高。把变频调速技术应用于水泵(或风机)的控制,代替阀门(或挡板)控制就能在控制过程中不增加管路阻力,提高系统的效率。变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速,实现电动机无级变速。变频调速范围宽、精度高,是电动机最理想的调速方式。如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机,其耗电量就能随负荷变化,从而节约大量电能。 1 变频器应用在水泵、风机的节能原理 图1为水泵(风机)的H-Q关系曲线。图1中,曲线R2为水泵(风机)在给定转速下满负荷时,阀门(挡板)全开运行时阻力特征曲线;曲线 R1为部分负荷时,阀门(挡板)部分开启时的阻力特性曲线;曲线H(n1)和H(n2)表示不同转速时的Q=f(H)曲线。采用阀门(挡板)控制时,流(风)量从Q2减小到Q1,阻力曲线从R2移到R1,扬程(风压)从HA移到HB。采用调速控制时,H(n2)移到H(n1),流(风)量从Q2减小到Q1,扬程(风压)从HA移到HC。 图1 水泵(风机)的H-Q关系曲线 图2为水泵(风机)的P-Q的关系曲线。由图2可以看出,流(风)量Q1时,采用阀门(挡板)控制的功率为PB。采用变频调速控制的功率为 PC。ΔP=PB-PC就是节省的功率。 图2 为水泵(风机)的P-Q的关系曲线 如果不计风机的效率η,则采用阀门(挡板)时的功率消耗在图中由面积OHBBQ1所代表,而采用调速控制时的功率消耗由面积OHCCQ1所代表,后者较前者面积相差为HCHBBC,即采用调速控制流(风)量比采用阀门(挡板)控制可节约能量。 2 水泵、风机的节能计算和分析 通常转速n与频率f成正比,若将电动机的运行频率由原来的50Hz降至40Hz时,其实际转速则降为额定转速的80%,即实际转速nsn和额定转速nn:nsn=(■)nn=。设K为电机过载系数,则电动机额定功率Pn=Kn■■。因此电动机运行在40Hz时,实际功率为: Psn=Kn■■=K()3=■■= 节能率 =■=■=■= 表1 电动机节能率 供热公司胜利锅炉房将电动机改为变频调速,其中: 表2 补水泵电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表2的数据,一个采暖期按190天计算,工业电费单价为元/kWh。加装变频器后补水泵电动机节约电费: ()×24×190×元 表3 鼓风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表3的数据,胜利车间有5台鼓风机电动机。一个采暖期按190天计算,工业电费单价为元/kWh。加装变频器后鼓风机电动机节约电费: ()×24×190××5=元 表4 引风机电动机在定速和变速不同情况下测出的数据 根据表4的数据,胜利车间有5台鼓风机电动机。一个采暖期按190天计算,工业电费单价为元/kWh。加装变频器后引风机电动机节约电费: ()×24×190××5=元 综上所述,胜利车间安装变频后,一个保温期合计节约电费: 元 节能效果明显。 通过上述分析和实际应用,锅炉水泵、风机采用变频调速后具有以下优点。 (1)水泵、风机的电动机工作电流下降,温升明显下降,同时减少了机械磨损,维修工作量大大减少。 (2)保护功能可靠,消除了电动机因过载或单相运行而烧坏的现象,延长了使用寿命,能长期稳定运行。 (3)电动机实现软起动,实现平滑地无级调速,精度高,调速范围宽(0-100%)。频率变化范围大(O-50Hz)。效率可高达(90%-95%)以上。减小了对电网的冲击。 (4)安装容易,调试方便,操作简便,维护量小。 (5)节能省电,燃煤效率提高。 (6)变频器可采用软件与计算机可编程控制器联机控制的功能,容易实现生产过程的自动控制。 3 结束语 引进变频器可以实现能源的有效利用,避免过多的能源消耗。使用变频器节能主要是通过改变电动机的转速实现流量和压力的控制,来降低管道阻力,减少了阀门半开的能源损失。其次变频状态下的水泵(风机)运行转速明显低于工频电源之下,这样能尽量减少由于摩擦带来的电力损耗。最后变频技术是一种先进的现代自动化技术,自动化的运行能增加电力运行的可靠性,节省人力投入,从而实现了成本的节约。 【参考文献】 [1]赵斌,莫桂强.变频调速器在锅炉风机节能改造中的应用[J].广西电力. [2]吴民强.泵与风机节能技术问答[M].北京:中国电力出版社,1998. [3]梁学造,蔡泽发.异步电动机的降损节能 方法 [Z].湖南省电力工业局. 变频器应用技术论文参考范文篇二:《变频器技术改造实践与应用》 【摘要】介绍了锅炉风机电机以及补水泵、循环泵电机等设备变频器技术改造实例及应用,并对变频器调速改造中应注意的一些技术问题进行了论述。 【关键词】自动化控制;变频器;技术改造 1 锅炉风机电机应用变频器调速控制 以Ⅱ热水锅炉为例,每台锅炉配置引风机和鼓风机各六台,各电机主要技术参数如下: 型号 容量(KW) 电压(V) 额定电流(A) 引风机 Y280S4 75 380 鼓风机 Y200L4 30 380 57 在进行变频器改造以前,各风机在正常情况下的运行数据统计如下: 平均电流 最大电流 最小电流 引风机 142 145 139 鼓风机 59 63 57 首先选择在1#5#炉的鼓、引风机上进行改造尝试,并考虑到风机电机功率设计时配置,选择相匹配功率的变频器来控制电机,变频器的型号为ABB ACS51001157A4(引风机)、ZXBP30(鼓风机),电压等级为380V,通过一段时间的运行测试,引风机工频电流由原来的平均140(A)下降到现在的平均95―110(A),鼓风机工频电流由原来的平均57(A)下降到现在的平均30(A)节能效果相当显著,并且变频器技术性能完全满足锅炉运行工艺的要求(主要是风压、风量、加减风的速率等),电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。变频调速由安装在锅炉操作台上的启动、停机、转速调整开关进行远程控制,并可同DCS系统接口,通过DCS实现变频器的调速控制,变频调速装置还提供报警指示、故障指示、待机状态、运行状态、连锁保护等保护信息以及转速给定值和风机实际转速值等必要指示,以便操作人员进行操作控制。 2 补水泵、循环泵电机应用变频器进行调节控制 以2台补水泵、4台循环泵实际应用为例,其电动机的技术参数分别为: 序号 型号 功率 额定电流 流量 补水泵 1#泵 Y180M4 25 2#泵 Y180M4 25 循环泵 1#泵 Y315M14 132 237 630 2#泵 Y315M14 132 237 630 3#泵 Y315M14 132 237 630 4#泵 Y2315M4 132 630 正常补水时泵出力太大,紧急补水时一台泵又不能满足耗水需要,同时启动时出力又太大,连续供水补水效率高,效果也好。补水泵改用变频器调节补水,不仅仅在于考虑它对电机的节能效益,更重要的是从生产设备运行安全角度考虑,变频器选用富士FRN132P11S―4CX,电压等级为380V。 为充分利用变频器,采用1台变频器来实现两台电机的调速控制;2台补水泵均可实现变速、定速两种方式运行,变频器在同一时间只能作一台电机的变频电源,所以每台电机启动、停止必须相互闭锁,用逻辑电路控制,保证可靠切换,出口采用双投闸刀切换;2台补水泵工作时,其中一台由工频供电作定速运行,另一台由变频器供电作变速运行,同一台电机的变速、定速运行由交流接触器相互闭锁,即在变速运行时,定速合不上,如下图中,1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上;为确保工艺控制安全、可靠,变频器及两台电机的控制、保护、测量单元全部集中在就地控制柜内,控制调节通过屏蔽信号电缆引接到控制室; 图1 补水泵电机变频器接线,虚框内为改造增加部分3 变频器调速改造中应注意的一些技术问题 锅炉的安全运行是全队动力的根本保证,虽然变频调速装置是可靠的,但一旦出现问题,必须确保锅炉安全供热,所以,必须实现工频――变频运行的切换系统(旁路系统),在生产过程中,采用手工切换如能满足设备运行工艺要求,建议尽量不要选用自动旁路,对一般的小功率电机,采用双投闸刀方式作为手动、自动切换手段也是比较理想的方法。 对于大惯量负荷的电机(如锅炉引风机),在变频改造后,要注意风机可能存在扭曲共振现象,运行中,一旦发生共振,将严重损坏风机和拖动电机。所以,必须计算或测量风机――电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术 措施 (如设置频率跳跃功能避开共振点、软连接及机座加震动吸收橡胶等)。 采用变频调速控制后,如果变频器长时间运行在1/2工频以下,随着电机转速的下降,电机散热能力也下降,同时电机发热量也随之减少。所以电机的本身温度其实是下降的,仍旧能够正常运行而不至温度过高。 变频器不能由输出口反向送电,在电气回路设计中必须注意,如在补水泵和循环泵变频器改造接线图中,要求1C1与1C2及2C1与2C2不允许同时合上,不仅要求在电气二次回路中实现电气的连锁,同时要求在机械上实现机构互锁,以确保变频器的运行安全。 低压变频器,由于体积较小,在改造中的安装地点选择比较容易些。选择变频器室位置,既要考虑离电机设备不能太远,又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。变频器的安装和运行环境要求较高,为了使变频器能长期稳定和可靠运行,对安装变频器室的室内环境温度要求最好控制在0-40℃之间,如果温度超过允许值,应考虑配备相应的空调设备。同时,室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。 要保证变频器柜体和厂房大地的可靠连接,保证人员和设备安全。为防止信号干扰,控制系统最好埋设独立的接地系统,对接地电阻的要求不大于4Ω。到变频器的信号线,必须采用屏蔽电缆,屏蔽线的一端要求可靠接地。 随着电力电子技术的发展,变频器的各项技术性能也得到拓宽和提高,在热电行业中,风机水泵类负荷较多,充分应用变频器进行节能改造已经逐渐被大家所接受。对于目前低压变频器,投资较低、效益高,一年左右就可以收回投资而被广泛应用。随着目前国产变频器的迅速发展,使得变频器的性能价格比大大提高,为利用变频器进行节能技术改造提供了更加广阔的前景。 参考文献: [1]王占奎.变频调速应用百例.北京:科学出版社出版, [2]吴忠智,吴加林.变频器应用手册.北京:机械工业出版社, 变频器应用技术论文参考范文篇三:《浅议变频调速技术的应用》 摘要:调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(IntelligentPowerModule)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。 关键词:变频器,控制技术,应用 电力电子技术诞生至今已近50年,他对人类的文明起了巨大的作用.近10年来,随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其有益的 调速和起制动性能、高效率、高功率因数的节电效果、适用范围广等优点,而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 1.变频调速技术的现状 电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置三部分组成。电气传动可分为调速和不调速两大类,调速又分为交流调速和直流调速两种方式。不调速电动机直接由电网供电。但是,随着电力电子技术的发展,原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能,改善产品质量,提高产量。以我国为例,60%的发电量是通过电动机消耗的。因此,调速传动有着巨大的节能潜力,变频调速是交流调速的基础和主干内容,变频调速技术的出现使频率变为可以充分利用的资源。近年来。变频调速技术已成为交流调速中最活跃、发展最快的技术。 国外现状 采用变频的方法,实现对电机转速的控制,大约已有40年的历史,但变频调速技术的高速发展,则是近十年的事情,主要是由下面几个因素决定: 市场有大量需求 随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,变频器越来越广泛地应用在冶金、机械、石油、化工、纺织、造纸、食品等各个行业以及风机、水泵等节能场合,并取得了显著的经济效益。 功率器件发展迅速 变频调速技术是建立在电力电子技术基础之上的。近年来高电压、大电流的SCR,GTO,IGBT,IG-GT以及智能模块IPM(Intelligent Power Module)等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用,使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。在大功率交—交变频(循环交流器)调速技术方面,法国阿尔斯通已能提供单机容量达30000kW的电器传动设备用于船舶推进系统。在大功率无换向器电机变频调速技术方面,意大利ABB公司提供了单机容量为60000kW的设备用于抽水蓄能电站;在中功率变频调速技术方面,德国西门子公司Simovert A电流型晶闸管变频调速设备单机容量为10-2600kVA和Simovert PGTOPWM变频调速设备单机容量为100-900kVA,其控制系统已实现全数字化,用于电机风车,风机,水泵传动;在小功率变频调速技术方面,日本富士BJT变频器最大单机容量可达700kVA,IGBT变频器已形成系列产品,其控制系统也已实现全数字化。 IPM投入应用比IGBT约晚二年,由于IPM包含了1GBT芯片及外围的驱动和保护电路,有的甚至还把光耦也集成于一体,是一种更为适用的集成型功率器件。目前,在模块额定电流10-600A范围内,通用变频器均有采用IPM的趋向。IPM除了在工业变频器中被大量采用之外,经济型的IPM在近年内也开始在一些民用品,如家用空调变频器,冰箱变频器,洗衣机变频器中得到应用。IPM也在向更高的水平发展,日本三菱电机最近开发的专用智能模块ASIPM将不需要外接光耦,通过内部自举电路可单电源供电,并采用了低电感的封装技术,在实现系统小型化、专用化、高性能、低成本方面又推近了一步。 控制理论和微电子技术的支持 在现代自动化控制领域中,以现代控制论为基础,融入模糊控制、专家控制、神经控制等新的控制理论,为高性能变频调速提供了理论基础;16位、32位高速微处理器以及信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)技术的快速发展,则为实现变频调速的高精度、多功能提供了硬件手段。 国内现状 从整体上看我国电气传动系统制造技术水平较国际先进水平差距10-15年。在大功率交-交,无换向器电动机等变频技术方面,国内只有少数科研单位有能力制造,但在数字化及系统可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷扬机方面有很大需求。在中小频率技术方面,国内学者做了大量变频理论的基础研究。早在80年代,已成功引入矢量控制的理论,针对交流电机具有多变量、强耦合、非线性的特点,采用了线性解耦和非线性解耦的方法,探讨交流电机变频调速的控制策略。 进入90年代,随着高性能单片机和数字信号处理的使用,国内学者紧跟国外最新控制策略,针对交流电机感应特点,采用高次谐波注入SPWM和空间磁通矢量PWM等方法,控制算法采用模糊控制,神经网络理论对感应电机转子电阻、磁链和转矩进行在线观测,在实现无速度传感器交流变频调速系统的研究上作了有益的基础研究。在新型电力电子器件应用方面,由于GTR,GTO,IGBT,IPM等全控制器件的使用,使得中小功率的变流主电路大大简化,大功率SCR,GTO,IG-BT,IGCT等器件的并联、串联技术应用,使高电压、大电流变频器产品的生产及应用成为现实。在控制器件方面,实现了从16位单片机到32位DSP的应用。国内学者一直致力于变频调速新型控制策略的研究,但由于半导体功率器件和DSP等器件依赖进口,使得变频器的制造成本较高,无法形成产业化,与国外的知名品牌相抗衡。国内几乎所有的产品都是普通的V/f控制,仅有少量的样机采用矢量控制,品种与质量还不能满足市场需要,每年需大量进口高性能的变频器。 因此,国内交流变频调速技术产业状况表现如下:(1)变频器控制策略的基础研究与国外差距不大。(2)变频器的整机技术落后,国内虽有很多单位投入了一定的人力、物力,但由于力量分散,并没形成一定的技术和生产规模。(3)变频器产品所用半导体功率器件的制造业几乎是空白。(4)相关配套产业及行业落后。(5)产销量少,可靠性及工艺水平不高。 2.变频调速技术未来发展的方向 变频调速技术主要向着两个方向发展:一是实现高功率因数、高效率、无谐波干扰,研制具有良好电磁兼容性能的“绿色电器”;二是向变频器应用的深度和广度发展。随着变流器应用领域深度和广度的不断开拓,变频调速技术将越来越清楚地展示它在一个国家国民经济中的重要性。可以预料,现代控制理论和人工智能技术在变频调速技术的应用和推广,将赋予它更强的生命力和更高的技术含量。其发展方向具有如下几项:(1)实现高水平的控制;(2)开发清洁电能的变流器;(3)缩小装置的尺寸;(4)高速度的数字控制;(5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。论文检测。 3变频调速技术的应用 纵观我国变频调速技术的应用,总的说来走的是一个由试验到实用,由零星到大范围,由辅助系统到生产装置,由单纯考虑节能到全面改善工艺水平,由手动控制到自动控制,由低压中小容量到高压大容量,一句话,由低级到高级的过程。论文检测。我国是一个能耗大国,60%的发电量被电动机消耗掉,据有关资料统计,我国大约有风机、水泵、空气压缩机4200万台,装机容量约亿万千瓦,然而实际工作效率只有40%-60%,损耗电能占总发电量的40%,已有 经验 表明,应用变频调速技术,节电率一般可达10%-30%,有的甚至高达40%,节能潜力巨大。 有关资料表明,我国火力发电厂有八种泵与风机配套电动机的总容量为12829MW,年总用电量为450。2亿千瓦小时。还有总容量约为3913MW的泵与风机需要进行节能改造,完成改造后,估计年节电量可达25。论文检测。69亿千瓦小时;冶金企业也是我国的能耗大户,单位产品能耗高出日本3倍,法国4。9倍,印度1。9倍,冶金企业使用的风机泵类非常多,实施变频改造,不仅可以大幅度节约电能,还可改善产品质量。 参考文献 [1]何庆华,陈道兵. 变频器常见故障的处理及日常维护[J]. 变频器世界, 2009, (04) . [2]龙卓珉,罗雪莲. 矩阵式变频调速系统抗干扰设计[J]. 变频器世界, 2009, (04) . 猜你喜欢: 1. 电气类科技论文 2. 电子应用技术论文 3. 电气控制与plc应用技术论文 4. 变频器应用技术论文 5. 变电运行技术论文 6. 光伏应用技术论文
本文主要介绍了流量检测在生产过程中的重要性,重点介绍了常用的流量仪表结构原理、性能特点以及流量仪表发展方向。This article mainly introduces the importance of flow testing in the production process, discussing in detail the construction principle, characteristics and the future development for common flow meters.设计了一种适用于测量矿浆流量的流线型靶式流量传感器。应用应力测量的方法,将靶的受力转换为应力值。In this article, a streamlined target-type flow sensor is designed which is applicable for measuring pulp flows. It is dependent on the stress measurement approach to transform the force on target into the magnitude of stress.研究了传感器对清水、矿浆的计量特性,对水平和竖直这两种安装方式的适应性进行了试验研究,考察了浓度、粒度对测量结果的影响,为生产提供了指导作用。It conducts the researches on the measurement characteristic of water and mash, and the experimental studies on the adaptability of two kinds of installation which are horizontal and vertical. It also examines the impact of the density and particle size on the measurement results in order to provide direction for the production.
仅仅给你个参考//Java Group Project_StudentManagement源码//NetBeans IDE 环境package studentmanager;import .*;import .*;import .*;import .*;import .*;class Student implements { String number,name,specialty,grade,borth,sex; public Student(){}; public void setNumber(String number) public String getNumber() public void setName(String name) public String getName() public void setSex(String sex) public String getSex() public void setSpecialty(String specialty) public String getSpecialty() public void setGrade(String grade) public String getGrade() public void setBorth(String borth) public String getBorth()}public class StudentManager extends JFrame{ JLabel lb=new JLabel("录入请先输入记录,查询、删除请先输入学号,修改是对查询" + "内容改后的保存!"); JTextField 学号,姓名,专业,年级,出生; JRadioButton 男,女; ButtonGroup group=null; JButton 录入,查询,删除,修改,显示; JPanel p1,p2,p3,p4,p5,p6,pv,ph; Student 学生=null; Hashtable 学生散列表=null; File file=null; FileInputStream inOne=null; ObjectInputStream inTwo=null; FileOutputStream outOne=null; ObjectOutputStream outTwo=null; public StudentManager(){ super("学生基本信息管理系统"); 学号=new JTextField(10); 姓名=new JTextField(10); 专业=new JTextField(10); 年级=new JTextField(10); 出生=new JTextField(10); group=new ButtonGroup(); 男=new JRadioButton("男",true); 女=new JRadioButton("女",false); (男); (女); 录入=new JButton("录入"); 查询=new JButton("查询"); 删除=new JButton("删除"); 修改=new JButton("修改"); 显示=new JButton("显示"); 录入.addActionListener(new InputAct()); 查询.addActionListener(new InquestAct()); 修改.addActionListener(new ModifyAct()); 删除.addActionListener(new DeleteAct()); 显示.addActionListener(new ShowAct()); 修改.setEnabled(false); p1=new JPanel(); (new JLabel("学号:",)); (学号); p2=new JPanel(); (new JLabel("姓名:",)); (姓名); p3=new JPanel(); (new JLabel("性别:",)); (男); (女); p4=new JPanel(); (new JLabel("专业:",)); (专业); p5=new JPanel(); (new JLabel("年级:",)); (年级); p6=new JPanel(); (new JLabel("出生:",)); (出生); pv=new JPanel(); (new GridLayout(6,1)); (p1); (p2); (p3); (p4); (p5); (p6); ph=new JPanel(); (录入); (查询); (修改); (删除); (显示); file=new File("学生信息.txt"); 学生散列表=new Hashtable(); if(!()){ try{ FileOutputStream out=new FileOutputStream(file); ObjectOutputStream objectOut=new ObjectOutputStream(out); (学生散列表); (); (); } catch(IOException e){} } Container con=getContentPane(); (new BorderLayout()); (lb, ); (pv, ); (ph, ); setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE); setBounds(100,100,600,300); setVisible(true); } public static void main(String[] args) class InputAct implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent e){ 修改.setEnabled(false); String number=""; number=学号.getText(); if(()>0){ try{ inOne=new FileInputStream(file); inTwo=new ObjectInputStream(inOne); 学生散列表=(Hashtable)(); (); (); } catch(Exception ee) if(学生散列表.containsKey(number)){ String warning="该生信息已存在,请到修改页面修改!"; (null,warning,"警告", ); }//end if1 else{ String m="该生信息将被录入!"; int ok=(null,m,"确认", ); if(ok==){ String name=姓名.getText(); String specialty=专业.getText(); String grade=年级.getText(); String borth=出生.getText(); String sex=null; if(男.isSelected()) else 学生=new Student(); 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} } else{ 修改.setEnabled(false); String warning="必须输入学号!"; (null,warning, "警告",); } } } class ModifyAct implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent e){ String number=学号.getText(); String name=姓名.getText(); String specialty=专业.getText(); String grade=年级.getText(); String borth=出生.getText(); String sex=null; if(男.isSelected()) else Student 学生=new Student(); 学生.setNumber(number); 学生.setName(name); 学生.setSpecialty(specialty); 学生.setGrade(grade); 学生.setBorth(borth); 学生.setSex(sex); try{ outOne=new FileOutputStream(file); outTwo=new ObjectOutputStream(outOne); 学生散列表.put(number, 学生); (学生散列表); (); (); 学号.setText(null); 姓名.setText(null); 专业.setText(null); 年级.setText(null); 出生.setText(null); } catch(Exception ee){ ("录入修改出现异常!"); 修改.setEnabled(false); } } } class DeleteAct implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent e){ 修改.setEnabled(false); String number=学号.getText(); if(()>0){ try{ inOne=new FileInputStream(file); inTwo=new ObjectInputStream(inOne); 学生散列表=(Hashtable)(); (); (); } catch(Exception ee){} if(学生散列表.containsKey(number)){ Student stu=(Student)学生散列表.get(number); 姓名.setText(()); 专业.setText(()); 年级.setText(()); 出生.setText(()); if(().equals("男")) else } String m="确定要删除该学生的记录吗?"; int ok=(null,m,"确认", ); if(ok==){ 学生散列表.remove(number); try{ outOne=new FileOutputStream(file); outTwo=new ObjectOutputStream(outOne); (学生散列表); (); (); 学号.setText(null); 姓名.setText(null); 专业.setText(null); 年级.setText(null); 出生.setText(null); } catch(Exception ee) } else if(ok==){ 学号.setText(null); 姓名.setText(null); 专业.setText(null); 年级.setText(null); 出生.setText(null); } else{ String warning="该学号不存在!"; (null,warning, "警告",); } } else{ String warning="必须输入学号!"; (null,warning, "警告",); } } } class ShowAct implements ActionListener{ public void actionPerformed(ActionEvent e){ new StudentShow(file); } } class StudentShow extends JDialog{ Hashtable 学生散列表= null; JTextArea 显示=null; FileInputStream inOne=null; ObjectInputStream inTwo=null; File file=null; public StudentShow(File file){ super(new JFrame(),"显示对话框"); ; 显示=new JTextArea(16,30); try{ inOne=new FileInputStream(file); inTwo=new ObjectInputStream(inOne); 学生散列表=(Hashtable)(); (); (); } catch(Exception ee){} if(学生散列表.isEmpty())显示.append("目前还没有学生的信息记录!\n"); else{ 显示.setText("学号 姓名 性别 专业 年级 出生\n"); for(Enumeration enm=学生散列表.elements();();){ Student stu=(Student)(); String sex=""; if(().equals("男"))sex="男"; else sex="女"; String str=()+","+()+","+sex+"," +()+","+()+","+()+"\n"; 显示.append(str); } } JScrollPane scroll=new JScrollPane(显示); Container con=getContentPane(); ("Center",scroll); (); setVisible(true); setBounds(200,200,400,300); addWindowListener(new WindowAdapter(){ public void windowClosing(WindowEvent e) } ); } }}
网络流量建模有着广泛的应用。在本文中,我们提出了网络传输点过程(NTPP),这是一种 概率深层机制 ,它可以模拟网络中主机的流量特性,并有效地预测网络流量模式,如负载峰值。现有的随机模型依赖于网络流量本质上的自相似性,因此无法解释流量异常现象。这些异常现象,如短期流量爆发,在某些现代流量条件下非常普遍,例如数据中心流量,从而反驳了自相似性的假设。我们的模型对这种异常具有鲁棒性,因为它使用时间点流程模型有效地利用了突发网络流量的自激特性。 在从网络防御演习(CDX)、网站访问日志、数据中心流量和P2P流量等领域收集的7个不同的数据集上,NTPP在根据几个基线预测网络流量特性(从预测网络流量到检测流量峰值)方面提供了显著的性能提升。我们还演示了我们的模型在缓存场景中的一个应用程序,表明可以使用它来有效地降低缓存丢失率。
对新型网络应用和系统的需求日益增长, 使得网络流量行为更加复杂和不可预测 。例如,在数据中心网络中,流量微爆发源于应用程序[1]的突然流行,而在副本[2]间的信息同步过程中产生的大象流会在骨干网络上造成临时的负载不均衡。另一方面,由于不同的终端用户活动模式[3],诸如多媒体流媒体和视频会议等流量密集型应用导致了蜂窝网络和移动网络上的巨大流量差异。这种流量差异影响最终用户应用程序[4]的体验质量(QoE)。此外,随着基于Internet小型计算机系统接口(iSCSI)的分布式存储[5]和物联网(IoT)应用[6]的大规模地理分布式云存储同步的迅速普及,网络流量变异性成倍增加。各种安全攻击,如分布式拒绝服务攻击(DDoS),加剧了流量模式预测[7]的假阴性问题。 由于应用范围的多样化,短期和长期的流量爆发在各种类型的网络中都很常见;因此,研究人员探索了不同的 基于突发周期性假设 的流量突发预测技术,如 流量矩阵[8]的部分可预测性 、 张量补全方法 [9]等。然而,最近网络流量的高度不均匀性 使这种流量突发周期性的假设失效,并导致了明显的流量差异和多重分形流量变化 ,这需要单独的检测工作。这种交通差异和多重分形的例子包括数据中心或或ISP骨干[11]网中流量的突发峰值(微突发)[10]、多媒体应用的流量(如视频流媒体)[12]、存储同步[13]、恶意或攻击流量(例如物联网设备中的DDoS攻击)[7]。因此,需要开发一个流量事件预测模型,该模型可以捕获诸如流量突发、突发峰值、主机带宽使用的意外跳变等流量差异和多重分形流量变化。 在这项工作中,我们旨在 将差异性和可变性检测集成到网络流量建模中 ,从而为高度异常的网络流量提供统一的模型。为此,我们按照单独的网络主机(例如数据中心服务器或终端用户设备)的传输特性来分解流量预测问题,在此我们着重于总网络带宽的份额每个主机使用的时间,称为给定时间的“优势”。为此,我们提出了网络传输点过程(NTPP),它是一种基于时间点过程机制的深度概率机制。 NTPP首先使用 循环标记时间点过程 (RMTPP)表征主机突发流量产生的事件[14],该过程结合了主机的影响以根据可用带宽转发流量突发。此外,我们使用一组学习来对任意给定时间内对网络中不同主机进行排序的模板进行 排序 ,从而对不同主机之间的争用进行建模,其中主机的排序由其生成的通信量决定。这些模板提供了各种方法来评估一对主机的相对顺序,这些顺序是由它们的争用过程引起的。这些措施,连同底层的包传输过程,确保在整个时间窗口内主机之间的正确排序。为了了解传输动态以及排名的变化,我们将给定主机的观测传输时间的似然性最大化,并结合学习对模板进行排名的其他措施进行统一。这种额外的小工具使我们的模型能够预测意外的峰值,带宽使用量的跳跃,否则很难追踪(实验着重证明了这一点)。 我们根据来自不同域的 七个 真实数据集上的几个最新基准评估了我们的系统,这些数据集可能会显示异常流量。其中四项是从各个组织进行的网络防御演习中获得的,一项是从网站访问日志(1998年世界杯Web服务器)获得的,另一项是从数据中心流量的获得的,另一项是从BitTorrent网络获得的。我们观察到,在预测主机流量方面,NTPP的平均性能比最具竞争力的基准好11%,而在检测主机带宽消耗的突然跳升或峰值时,NTPP的预测精度提高了约25%。我们还使用基于NTPP的模拟器实现了下游缓存应用程序,并且观察到缓存未命中率降低了约10%。 贡献 : (1) 复杂包传输过程建模 :我们设计了NTPP,这是一个多主机网络流量动态的非线性随机模型,能够准确地捕捉到包传输过程中攻击性跳跃和不规则行为的存在。此外,与现有的离散时间流量模型(如[9]、[15])相比,我们使用了时间点过程的连续时间特性。 (2) 主机间的争用建模 :我们的NTPP方案利用了[16]中提出的产品竞争建模思想,将丰富的学习文献与网络流量建模联系起来,对[17]其进行排名。 (3) 预测能力 :NTPP不仅具有理论基础,而且具有实践效果。我们的模型能够比几种最先进的基准更有效地预测分组传输动态。此外,嵌入式鉴别模块有助于实时估计带宽消耗的突然变化,这是一个至关重要的实际挑战,所有基准都无法追踪。 (4) 下游应用 :我们演示了NTPP在下游缓存场景中的应用,突出了它的实用性。现有的原始内容缓存由于突发的流量而存在较高的缓存丢失率,而我们的模型支持的智能内容缓存通过根据不同主机的预测流量为它们保留不同数量的内存空间来实现更好的性能。
从历史上看,大量的工作集中在从各种不同的角度对万维网流量进行建模,使用各种分布模型,如泊松、帕累托、威布尔、马尔科夫和嵌入式马尔科夫、ON-OFF等。随着互联网的发展和各种Web服务的引入,提出了更复杂的模型,如马尔科夫调制泊松过程[19]、马尔科夫调制流体模型[20]、自回归模型[21]、流量矩阵[8]的部分可预测性、张量补全方法[9]等。然而, 这些模型只能捕获特定类型的网络事件,而不能泛化为捕获Internet流量中的不同流量差异和变化 。在另一个独立的线程中,研究人员将互联网流量爆发建模为一种显示自相似性[22]的现象。然而,许多工作23],[24]也质疑“自相似性”的假设,特别是在互联网骨干网中,从多个来源的流量会得到多路复用。 随着大规模数据中心、基于物联网的平台、蜂窝网络和移动网络、信息中心网络等领域的出现,互联网流量的性质发生了巨大变化。因此,出现了各种领域特有的模型,如数据中心[15]的流量微突发预测、流量异常检测[25]、物联网流量表征[26]、互联网社交事件预测[27]等。此外,由于网络流量在不同的差异和变化下具有不同的性质,最近的一些工作探索了基于机器学习的技术来预测流量模式[12]、[28]、[29]中的不同事件、异常和不一致性。然而, 这种预测模型是针对特定的网络系统设计的,缺乏通用性 。
在本节中,我们将制定NTPP,即所提出的模型(参见图1),该模型捕获了网络流量动态的两个主要组成部分—(i)集体包传输机制和(ii)多个主机之间的争用。在一开始,NTPP是由一种基于点过程的深层概率机制驱动的——点过程是一种特殊类型的随机过程,它自然地捕获了连续数据包到达背后的机制。此外,它还包含一个判别模块,该模块包含一系列对函数[17]进行排序的学习,专门设计用于建模主机间争用过程。接下来,我们将从时间点过程的概述开始,详细描述它们,然后描述学习和预测动态的方法。
关于浅析流量对加油机误差的影响的论文
在石油资源日益紧张的新时期,合理有效确保石油利用率已成为业界关注重点。在业界,为了更好的保证加油机加油量的准确度和使用的正确性,我们有必要在工作中对各种能够引起加油机误差的因素进行分析。其中以流量对加油机造成的误差最为突出,中国其主要表现出过冲量等方面。这里我们就流量对加油机造成的误差原因分析,重点阐述了相关影响情况。
一、液体流量对流量计基本误差的影响
流量计是加油机、加油站工作的核心,也是加油计量、营销工作的基础。但在过去的加油机计量工作中,普遍采用容积式加油机计量技术,这种计量技术对整个流量计量工作的开展有着一定的限制,因此在测量中我们必须要高度重视流量本身的测量工作,并且将其测量内容按照过去国家计量标准来表示,确保流量在允许误差范围内。在我国现行的燃油加油机检定规程中,明确的指出了在加油机计量装置中,流量计最大误差不能够超过,同时测量结果的重复性也要保证在以内,因此在加油机流量误差测量工作中,我们可以采用函数公式E=f(q)来表示。
1 漏流量
漏流量问题是加油机计量装置中最常见的故障之一,中国它的.出现和容积式流量计本身的构成有着密切关系,是容积式流量计在计量空间机械组合不合理而产生的,由于这一装置内部的机械组合长期处于高速运转状态,因此在各个部件之间必然存在运动间隙,如果这个时候进行油量计量,那么这些运动间隙的存在必然会导致漏流量的产生,给计量工作的开展造成影响。同时,由于计量空间本身体积与齿轮磨合有一定关系,因此它在误差和流量之间也会受到漏流量的影响,这就需要我们在了解漏流量变化的基础上深入开展容积式流量检定工作,从根本上保证计量结果的准确与合理。流量计的这一特性分析得出,流量计的误差通常都只是和容器的溶剂以及传输齿轮之间有着密切关系,也就是容积式流量计在测量过程中仅仅与流量计之间有着几何结构关系,而与流体性质和流量值没有太大的关系。这一特性使得我们在容积式流量计的研究中误差分析变的清晰明了。
2 漏流量误差测量
在加油机的实际操作工作中,由于漏流量问题普遍存在,因此在计算的构成中计算公式是固定不变的,但是在计算中却需要考虑流量与流量误差之间的具体关系。这个时候我们可以利用公式:
Q=(1/12)*(a^3b/l)*(△p/μ)(1)
在这一公式中,a指的是测量元件之间的距离,b表示沿着流动方向所呈现出的整体长度;l是测量元件本身所具备的厚度;P是测量元件的前后压力。经过公式分析我们发现,漏流量的测量与测量元件前后之间的压力值成正比关系,而同流体本身的粘度成反比关系。同时在工作中,漏流量除了同这些因素相关之外,还与机械内部的磨损有着密切关系。
3 基本误差测量工作
在容积式流量计的基本误差测量工作中,考虑了漏流量现象后,我们采用了多次容积式流量计量策略,并将实际误差和曲线形状构成了一个误差测量曲线图。在实际测量工作中,如果流量小于误差测量的时候,流量计的误差值基本上不会发生太大的变化,但它本身是一个随着流量增加而不断上升的现象,因此在流量计误差上又会随着正负方向变化而产生位移,并且稳定性也会随之变动。这一变化过程中,我们可以将其按照图中2号线路所示进行标识。中国在加油机计量检定工作中,为了更好的保证检定结果的准确性,必须要在各流量点设计上科学的选择相关设计标准。对于那些使用一段时间之后就出现滤网堵塞、漏流量上升的问题要及时的加以处理,并且按照工作实际将误差明确的表示出来。通常情况下,在工作中除了人为操作故障之外,误差正负偏差方向也会带动计量误差的变化,因此在计量工作中要重视误差计量策略的选择,否则不久之后必然会出现问题加大的现象。
二、流量范围内对加油机误差值的影响
漏流量所引起的误差永远是一个负误差,当流量和漏流量相比越大,这个负值越小,即相对付出的油越少;当流量和漏流量相比越小,这个负值越大,即相对付出的油越多;当流量接近漏流量,E值接近-1,也就是-100%,这时加油机付出的油几乎全部是漏流所流出的油。中国由此可见,对加油机漏流量的检查是对加油机计量性能测量的一个不能忽视的环节。漏流量是一切容积式流量计所共有的特性之一,而且流量和漏流量之间是相互影响的,根据平行平板理论。
三、加油机检定误差的确定方法
在加油机误差检定过程中,我们应当尽可能的保证加油机流量的稳定性,从根本杜绝漏油问题的发生,同时在检定注入的时候要采用一次注入的方式,确保测量时间、测量方法的科学与合理。用100L量器注油时,要在工作中将油量控制在95L以上,但是由于油量本身会产生气泡和油沫的现象,因此往往都需要在容器上方加设一定的预留空间,避免因为注入不准而影响到测量结果。为能真实反映现场达到的最大流量,在工作中我们必须要科学的采用加油机检定误差的确定方法,从根本上保证测定结果的准确性与科学性。
四、结语
总之,在加油机现场检定过程中,液体的流量准确与否至关重要,直接影响到检定结果。而加油机示值误差与液体流量是非线性函数在得以明了的同时,应进一步明确最大流量的检定方法,同时,建议在检定证书的检定结果中给出各测量点的流量范围、示值误差和重复性。
摘要 世纪70年代诞生的基因工程、克隆技术和干细胞研究等现代生物技术, 使生命科学的发展进入了一个新阶段, 这些以创造或改变生物类型及生物机能为目标的现代生物技术已成为新技术革命的三大支柱之一。通过探寻生命本质及生长发育、疾病、衰老等奥秘, 揭示生命现象的内在规律。随着生物技术在医药、食品化工、农业、环保以及能源、采矿等工业部门中的广泛应用, 它正在对人类经济及社会生活和社会进步产生深刻而广泛的影响。关键字:生命科学 生物技术 人类生活 影响随着生物科学的发展,生物科学技术对人类社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面: 1.影响人们的思想观念,如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2.促进社会生产力的提高,如生物技术产业正在形成一个新兴产业;农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3.随着生物科学的发展,将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4.促进人们提高健康水平和生活质量,延长寿命。 5.影响人们的思维方式,如生态学的发展促进人们的整体性思维;随着脑科学的发展,生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6.对人类社会的伦理道德体系产生冲击,如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等,都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7.生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响,如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库,可能会影响生物圈的稳定性。 理解科学技术与社会的关系,是科学素质的重要组成部分。一、生物与基因科技 生物与基因科技的进展,已促使生物医学的研究迈入后基因体医学时代,这些尖端医疗科技在提升人们健康福祉的同时,也给家庭和社群等各个层面前带来所未有的影响。其中有些影响或许还是潜在的。 (1)基因改造作物(genetic modified organism) 科学家以基因改造的方式改良农作物,以促进收成、防治病虫害、提高经济效益,希望可以解决人类粮食不足或营养问题,但是基因改造作物会不会创造出新的过敏原、对人体造成新的健康问题、引起昆虫的抗药性、制造所谓的基因污染?基因改造作物所带来对自然与人类社会的风险、安全性与效益如何评估?基因改造作物的专利权将如何规范?其巨大商业利益是否将加剧资本家对弱势族群、第三世界国家的经济控制或剥削?究竟,人与植物、自然生态的理想关系应该如何?(2)基因检测(Genetic testing): 基因检测有助于遗传疾病的诊断、预防及处置,执行的时机常见于婚前健康检查、胚胎植入前检测、产前检查、新生儿筛检、儿童及成人的遗传检验等,检测的性质又可分诊断检测、带原者检测、发病前检测、罹病倾向检测。由于遗传信息不仅关乎个人,同时也与家庭或家族其他成员的健康息息相关,因此遗传信息的获得与告知时常带来特殊的医学伦理问题,包括:基因信息带来的心理负担及社会压力,基因诊断结果的告知对个人与家庭、家族的影响,个人隐私的保障与家庭成员利益产生冲突,基因检测引起的医疗资源分配、社会正义议题等。 (3)基因治疗(gene therapy): 科学家透过基因治疗希望能为人类目前各种主要的死亡原因、慢性疾病、遗传疾病的治疗带来曙光,一般分为体细胞基因治疗及生殖细胞基因治疗。体细胞基因治疗乃针对已发病或将发病患者的体细胞,在基因的层次作医疗介入,以病毒为载体、或使用物理方式将好的基因传送到欲治疗的体细胞或组织,以取代或修补有缺陷的基因,并发挥正常生理功能。体细胞基因治疗的相关伦理议题与一般新进医学科技、临床试验所必须考量的内涵大致相同。其中,应采取何种程序方能公平选出接受治疗的病患?应采用何种步骤以确保患者或其父母或监护人的知情同意?生殖细胞基因治疗则是对生殖细胞或胚胎进行基因调控,以期根绝病因、一劳永逸,然而对生殖细胞直接进行基因介入却可能改变新生儿的遗传组合、造成长远的医源性的伤害,同时可能引起设计家宝宝、基因超市、出卖基因以牟利、政变人种等发展的疑虑。这些问题正在或即将对人类的家庭、社会伦理观念与道德实践带来重大的冲击,理应纳入到生命伦理学的思考范围之内。
人类经过漫长的奋斗历程,在改造自然和发展经济方面建树了辉煌的业绩;与此同时,由于工业化过程中的处置失当,不合理地开发利用自然资源,以致造成了全球化的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成了严重的威胁。目前,世界范围内的环境压力有增无减,环境危机日益严重。初中生正处在掌握环境知识、养成良好环境习惯的重要时期,他们环保素质的高低对今后的生态环境有直接影响,因此在初中生物教学中加强环境教育十分重要。笔者结合自己的教学实际,就生物教学中如何加强环境教育谈点粗浅的体会。 立足课本以“纲”为纲,以“本”为本,是义务教育的基本要求和中心目标,也是对学生进行环境教育的前提和基础。在生物教学中,应对散见于各章节中的生态环境知识及“生物与环境”一章给予充分的重视,从内涵和外延两个方面分析基本概念,点拨指导训练学生说概念、比较概念、识记概念和运用概念;运用示意图和典型实例引导学生认识生物形态结构与功能之间、生活习性与环境之间以及生物与生物之间的关系,使学生逐步树立起生物与环境相适应的科学观点;通过识记、理解、综合应用及实际操作,培养学生对环境问题的兴趣,并训练其观察能力、记忆能力和想像思维能力,培养学生客观求实、崇高理性、崇尚实验的科学精神,最终达到“课本奠基”的目标。略加延伸生物教材内容十分丰富,但受学时及篇幅限制,有关生态环境方面的内容叙述往往十分简约,教学中如果“照本宣科”就难以达到预期目的;相反若在教学中对有关叙述略加延伸,会取得较好效果。 如在讲授“光合作用的意义”时,可对光合作用吸收二氧化碳放出氧气作如下延伸:通常1公顷的阔叶林,在生长季节,每天可吸收1000kg二氧化碳,释放750kg氧气,如果以成人每天呼吸需要消耗0 75kg氧气,排出0 9kg二氧化碳计算,城市居民每人平均有10m2的林木面积,就能得到充足的氧气供应,并足以消除二氧化碳的危害。 又如对“青蛙捕食”可作如下延伸:据测定,1只泽蛙1天可食虫266只,如按每天平均吃虫量50只统计,每亩稻田有1000只泽蛙,每天可消灭二化螟、三化螟等害虫达5万多只。延伸是对教材叙述的“展开”或“例说”,恰当运用可使生态环境知识进一步具体化、直观化,生动有趣味,学生喜闻乐见,但在运用中不可“画蛇添足”或“本末倒置”。适当引入教学中,一些抽象或复杂的环境问题初中生不易接受,成为教学的难点,还有一些比较重要的环境知识点比较隐蔽,容易被忽视,成为教学的“盲点”。将课外一些环境知识适当引入,可帮助学生理解难点,重视“盲点”,并能激发学生的学习兴趣,开扩视野,丰富知识。如在讲授“合理灌溉”时,为教育学生节约用水,可引入:农业灌溉用水量很大,据在华北地区调查,种1亩蔬菜大约需水×104kg~×104kg,每亩小麦需水4×104kg~5×104kg,1亩棉花需水×104kg~5×104kg。灌溉应采取“滴灌”或“喷灌”,不应采取“大水漫灌”,以免造成浪费。 又如讲授“呼吸卫生”时可引入:一个成人每天通过鼻子呼吸新鲜空气大约2万多次,吸入空气量达15m3~20m3,约为每天所需食物和饮水重量的10倍,如果吸入的空气不清洁或含有有毒成分,对人体健康危害极大。在讲述人口问题时,可引入:地球上的食物充其量只能养活80亿人。我国科学家根据对国土资源、人口增长、生活资料增长和就业等问题的分析,认为我国适度人口总数为6 5亿~7亿,按照这个目标,我国现有人口已超出5亿,因此必须严格控制人口的自然增长,实行计划生育。 适当引入是对教材环境知识的丰富和补充,应防止牵强附会或引入过多,加重学生的学习负担。专题讲座教材具有一定的稳定性和滞后性,而环境问题却每日每时地在世界范围内发生着,为了引起学生对环境热点问题的关注,可以适时对学生进行专题讲座。如结合环境纪念日进行专题讲座。在植树节(3月12日)、水日(3月22日)、地球日(4月22日)、环境日(6月5日)、人口日(6月11日)、荒漠化日(6月17日)、土地日(6月25日)、清洁地球日(9月第三个周末)、世界粮食日(11月16日)举行相应的专题讲座;也可结合教材内容进行讲座,如在讲过“探索生物的奥秘”后可以“当今世界面临的四大问题”为专题进行讲座;在讲过“预防食物中毒”后可以“食物污染”为专题进行讲座;也可结合突发的重大生态事件进行专题讲座,如1998年七八月份我国发生了百年不遇的特大洪水,可及时向学生作“生态平衡不容破坏”的专题讲座。 积极实践根据教学内容,组织学生调查城镇或居民点的环境状况,观察小型冶炼厂、葡萄酒厂等企业污水的排放量及注入河流后引起河段的变化,观察生活垃圾随处堆放对水质、周围空气的污染及蚊蝇的可怕孳生等,组织学生清理“白色污染”、调查化肥农药农膜的使用情况等,指导学生课外阅读《寂静的春天》《环境保护》等科普读物,学用结合,提高实践的科学性和预见性。实践活动锻炼了学生的观察能力和动脑动手能力,使学生进一步明确环境污染的普遍性和严重性,从而激发他们的责任感和使命感,并为良好环境素质的养成打下坚实的基础。
那你可以去看下(计算生物学、生物物理学)等等这类的OA中文期刊~下载些论文来参考引用呗
1,基因与环境 ——调查探究生物基因是否会因环境而改变 基因是在生物体内细胞核中染色体上DNA的片段,控制生物的性状。基因也是上一代给子代留下的遗传物质。 转基因技术就是通过科学科技的人工方法改变某一生物的基因,使之的基因发生改变,性状也随之而改变,从而达到改良品种的目的。 可以说任何生物所有的状态都与基因有关。所以说,要了解生物首先要了解基因。基因可以通过人工技术发生改变,除此之外,生物的基因是否还会因为环境的改变而变化呢? 首先我们从最简单的开始。 一、 在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把a盆放在阳光明媚处,b盆放在阴暗处; 二、 在同一地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,c、d两盆都放在阳光明媚处,每天给c浇大量的水,给d浇小量的水; 三、 在不同地点挖出泥土,挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着种下绿豆,每天浇等量的水,把e、f都放在阳光明媚处; 四、 挑选饱满又大致一样的绿豆30颗,两个一样的花盆。接着用泥土种下绿豆盆H,用水种下绿豆盆I,每天浇等量的水,都放在阳光明媚处; 长大后发现,各盆的情况均不相同。所以我们初步认为生物基因会因环境而改变。 后来我们又发现一些实例。 以人类为例来说,人体内的基因会因为环境而发生改变。在我们的日常生活和工作中,会有许多知道或还不知道的因素,对我们体内数万亿个细胞的代谢产生影响。 这些有害因素可能体细胞的DNA发生作用,导致DNA的破坏,相应的基因的功能发生异常变化,影响到生命的安全和健康,当然细胞内还存在着相当完善的机制能够修复这些损害。但当DNA的破坏程度超过修复机制的修复能力时,就在细胞水平发生了问题,从少量细胞发生问题发展到临床可能表现为疾病并被检出的阶段所经历的时期可能是比较漫长的,在这个过程中,如果借助基因检测技术,那么早期发现某些疾病完全是可能的,这将大大降低医疗费用,大大减少患者的痛苦。 其他生物也是如此吗? 许多实验表明,确实如此。 一项针对多种拟南芥的基因研究表明,环境因素对物种遗传多样性和基因组的影响很大。除了实验室中科学家的“最爱”,世界各地还分布着多种野生拟南芥。它们的生长速度、叶子颜色以及发枝方式都是不同的。在最新的研究中,由德国马普发育生物学研究所Detlef Weigel领导的国际科学家小组,从美洲、非洲和亚洲以及其他极地和亚热带区域搜集了19种拟南芥,并将它们的基因序列(约亿个碱基对)与实验室用拟南芥基因组进行了对比研究,从而确定了相关的遗传差异。 所得到的结果令人吃惊:它们遗传差异的广度远远超过了所谓的“改进基因组”。研究人员发现,平均每180个碱基对中就有一个是可变的。同时研究表明,大约4%的实验室用拟南芥基因组要么与野生种类差异很大,要么完全不存在于野生种类的拟南芥中。此外,大约十分之一的野生拟南芥基因是有缺陷的,无法完成正常的功能。 新的研究结论为科学家提出了许多新的基础性问题。Weigel表示,“或许并不存在所谓的一个物种的基因组。迄今为止,对个体DNA序列的认识并不能使科学家充分理解一个物种的遗传潜能。”此外,拟南芥基因组的可塑性也令人惊讶。尽管拟南芥的基因组中的基因数量与人类和一些作物相当,但它整个基因组的大小不及后两者的十二分之一。同时,拟南芥基因组中几乎没有重复序列和无关联的“垃圾”序列。 进一步研究表明,拟南芥与外界环境相互作用相关(比如抵御病原体和感染)的基因,其可变性大大超过其他功能基因。Weigel认为,这一遗传特性反映出拟南芥对当地生存环境的适应性,正是这些易变基因使得拟南芥能够经受干燥和潮湿,炎热和寒冷,并调节自身的生长季节。 还有另一个关于动物基因和环境的事例。 美国国家科学院对转基因动物对周边环境造成影响的问题高度重视。 美国食物和药品管理局(FDA)要求该委员会专家组列出与动物生物技术相关的科学热点问题。在2002年8月12日公布的报告中,该委员会将转基因动物对自然生态系统环境的影响摆在所有热点问题的首位。 一家美国公司(麻萨诸塞州的ABFW公司)生产了一种转基因大马哈鱼。该鱼生长速度非常快,长至成鱼的速度是普通大马哈鱼的三倍。一些科学家和环境组织对该鱼表示出强烈担忧。他们认为,转基因鱼会在与野生大马哈鱼的生存竞争中处于优势,并可能将一些有害的基因带给环境中的其他动物。但这家公司声称已经收集到有关该报告关心的热点问题的一系列资料。“我们将要投放市场的只是不能繁殖的雌性大马哈鱼,并不存在这样的环境问题。” 虽然这一事例,没有直接说明,环境对基因的改变,但是转基因会对环境造成危害这一观点也间接说出确切的答案。 也就是说生物基因会因环境而改变。 基因和环境因素的相互作用基因作用的表现离不开内在的和外在的环境的影响。在具有特定基因的一群个体中,表现该基因性状的个体的百分数称为外显率;在具有特定基因而又表现该一性状的个体中,对于该一性状的表现程度称为表现度。外显率和表现度都受内在环境和外在环境的影响。 内在环境指生物的性别、年龄等条件以及背景基因型。 外在环境 : ① 温度。温度敏感突变型只能在某些温度中表现出突变型的性状,对于一般的突变型来说,温度对于基因的作用也有程度不等的影响。如实验一,ab两盆绿豆性状表现不一,我们大之人为是有温度影响; ②营养。家兔脂肪的黄色决定于基因y的纯合状态以及食物中的叶黄素的存在。如果食物中不含有叶黄素,那么yy纯合体的脂肪也并不呈黄色。y基因的作用显然和叶黄素的同化有关。演化就细胞中DNA的含量来看,一般愈是低等的生物含量愈低,愈是高等的生物含量愈高。就基因的数量和种类来讲,一般愈是低等的生物愈少,愈是高等的生物愈多。DNA含量和基因数的增加与生理功能的逐渐完备是密切相关的。 等等。 基因最初是一个抽象的符号,后来证实它是在染色体上占有一定位置的遗传的功能单位。这次的调查和探究可以从分说明,生物基因会因环境而改变。 另外在给你个参考,希望对你有帮助。 生物燃料大有可为_生物论文 你认为美国过分依赖进口石油吗?有人认为使用生物燃料的时机如今已经成熟: ●最早从今年5月开始,圣路易斯市的公交乘客可以乘坐用柴油和豆油混合燃料驱动的公交汽车。 ●由于去年的玉米产量很高,以玉米为原料的乙醇生产行业今年打算使乙醇产量达到创纪录的水平。 ●还有埃德加·莱特利创造的方法。石油一再涨价使这位宾夕法尼亚农民非常烦恼,他开始用一种非常抢手的新式炉子燃料玉米给自家供暖。 尽管用粮食作燃料不是新鲜事——鲁道夫·狄塞耳一个世纪之前就以花生油为燃料驱动汽车——但是这种想法突然之间变得非常实用。石油价格越来越高,而粮食价格却非常低,以至于政治家们和众多管理者正在重新考虑这个问题。能够完全燃料的、可再生的生物燃料在欧洲已经得到广泛使用。它可以缓解美国的石油供应,并有助于使美国的农业经济保持稳定。 前景亮丽 生物燃料甚至没有难闻的气味。用户报告说,以大豆作原料的生物柴油燃烧以后排出的废气有点像炸薯条的味道。专家们说,即使粮食的价格回升,如果美国为了遏制全球变暖而优先发展生物燃料,神巫燃料可能具有光明的前景。 自从20世纪70年代人们开始使用汽油混合燃料以来,种植玉米的农民就一直敦促人们更多地使用乙醇作汽油燃料。除了用作牲畜饲料和出口之外,生产生物燃料如今已成为玉米的第三大用途。 乙醇生产行业去年用玉米为原料总共生产了16亿加仑乙醇,而且生产规模还在扩大。伊利诺伊州的阿彻—丹尼尔斯—米德兰公司生产的乙醇约占美国总产量德一半,该公司打算把乙醇生产能力再扩大20%。 今年最令人惊奇的是生物柴油的问世。实验结果表明,使用豆油和柴油混合燃料同普通柴油的效果一样好(特别寒冷的天气除外),而且比普通柴油干净得多。但是标准的混合燃料——80%柴油和20%豆油——成本太高了。据全国生物柴油委员会说,部分是由于大豆价格低廉,生物柴油的价格已从每加仑4美元降到至美元。这个价格与普通柴油的价格差不多,足以使许多人考虑使用生物柴油。 政府补贴 政府的补贴也促进了生物燃料的发展。去年11月份,美国农业部决定今后两年每年拿出亿美元补贴乙醇生产厂家,用以增加乙醇和生物柴油等生物燃料的使用。至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策,以便进一步鼓励使用生物柴油。 再上述政策的鼓励下,生物柴油的产量剧增——由1999年的50万加仑猛增到2000年的500万加仑。据估计,仅美国农业部制订的鼓励出事就可使生物柴油产量再提高3650万加仑。 这些数目还是无法同每年560亿加仑的柴油产量相比。但是主张生产生物燃料的人士说,如果石油行业像布什政府日前宣布的那样,再2006年之前被迫转产低硫柴油,豆油可能会成为与生物燃料配套使用的主要润滑剂。实际上,润滑剂为粮食提供了另一个由希望的市场。研究人员已经用粮食为原料开发出同样廉价而且更有益于环境的替代品,取代石油产品用作半拖车挂钩、铁轨和链锯的润滑剂。 此类项目将有助于给美国长期不振的农业注入资金。据可再生燃料协会说,仅乙醇生产一项每年就能为农民增加45亿美元的收入。2,转基因食品利与弊 关键字:食品 目前 美国 组织 基因 作物 农作物 转基因 基因技术 ①转基因食品概念,产生基理稍有点科学常识的人都知道,基因是控制生物性状的最基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。转基因食品就是移动动植物的基因并加以改变,制造出具备新特征的食品种类。譬如利用生物技术将某些动物的基因转移到其它物种上去,通过改造生物的遗传组织,使其出现原物种原来并不具备的特征,这些转变可以按照人类所需要的目标来完成。举这样的例子来加以说明:人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷;把某些细菌的基因接入玉米、大豆的植株中,就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。而以这些转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。②转基因食品发展状况据联合国粮农组织的材料,1997年全世界转基因作物的播种面积约为1100万公顷,1998年上升到近3000万公顷,1999年底,估计将达4000万公顷,平均增幅超过lO0%。 美国是转基因技术采用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来,目前美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。目前,大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种,包括玉米、大豆、油菜、土豆、和棉花。据估计,从1999年到2004年,美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元,到2019年将达到750亿美元。有专家预计:21世纪初,很可能美国的每一种食品中都含有一定量基因工程的成分。其它还有阿根廷、加拿大也是转基因农业生产发展迅速的国家。 我国的转基因研究也有较大的发展,并且在基因药物、转基因作物、农作物基因图与新品种等方面具有相对比较优势。但真正进入商业化生产的则较少,就农作物而言,目前只有抗虫棉、矮牵牛花、抗病毒甜椒、抗病毒蕃茄和延熟蕃茄等。③转基因食品对人体益弊及转基因食品安全性;直到目前为止,转基因食品在推出市场前都没有经过长远的安全评估,人类长期食用是否安全仍然成疑,而科学界对这些食品是否安全也没有共识。——持肯定态度的说法:美国第一批转基因西红柿上市以来,全球约有2亿多人食用过数千种转基因食品,5年多来尚未报道过一例食品安全事件;我国进口转基因大豆较多,据估计约有一半的大豆色拉油中含有转基因成分,目前没有出现任何问题。 基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物,其优点是显而易见的。第一,可降低生产成本。一个品种的基因加入另一种基因,会使该品种的特性发生变化,具备原品种所不具备的因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力,由此可减少农药和除草剂的用量,降低种植成本。第二,可提高作物单位面积产量。一种作物的基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害的袭击,并使产量更高。第三,转基因技术可以使开发农作物的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育一个新的品种,而基因工程技术培育出一种全新的农作物品种,时间可缩短一半。因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界。转基因技术可根据人们的需要,赋予农作物新的特性。例如可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富的食品。科学家还利用转基因技术,开发能够生产防病的疫苗和食品的农作物。农业版图。——持否定态度的说法: 1999年的转基因马铃薯事件,英国的一位研究人员公布的实验结果说:用含有转基因的马铃薯饲养大鼠,引起了大鼠器官生长异常、体重减轻、免疫系统遭到破坏。这一实验结果立即引起轰动,导致了世界范围的对转基因食品安全性的怀疑。1999年5月英国的权威科学杂志(自然)刊登了美国康奈尔大学副教授约翰?罗西的一篇论文,引起世人的震惊。论文说,研究人员把抗虫害转基因玉米——BT基因玉米的花粉撒在苦苣菜叶上,然后让蝴蝶幼虫啃食这些菜叶。四天之后,有44%的幼虫死亡,活着的幼虫身体较小,而且无精打采。而另一组幼虫啃食撒有普通玉米花粉的菜叶,则未有出现死亡率高或发育不良的现象。论文据此推断,BT转基因玉米花粉含有毒素。 人们怀疑,转基因农作物和以此为原料制造的转基因食品对人体是否也有危害,比如,具有抗虫害、自动除杂草的转基因作物其作用机理与传统农药有无不同,会不会将有毒性的物质“传送”给消费者的有机体系?还有,某种转基因食品可以抵御细菌入侵,那么是否会使我们体内外的细菌产生变异而对所有的抗菌素产生免疫力?目前,这些问题尚无法作出明确的解释。并且,英国的研究人员近来在实验室中证实:小白鼠在食用转基因土豆10天后,其肾、脾和消化道都出现了损伤。这就更加深了人们的恐惧心理。 中国科学院的《科学新闻》最近发表的一篇文章,将转基因食物“可能”对人类健康的危害总结为3点:某些毒素可引起人类急、慢性中毒,某些转基因作物可引起人的过敏反应,转基因产品营养成分变化,使人的营养结构失衡。——现状: 世界粮农组织、世界卫生组织及经济合作组织这些国际权威机构都表示,人工移植外来基因可能令生物产生“非预期后果”。即是说我们到现在为止还没有足够的科学手段去评估转基因生物及食品的风险。国际消费者联会(成员包括115个国家的250个消费者组织)表示“现时没有一个政府或联合国组织会声称转基因食品是完全安全的。”
浅谈重金属检测传感器技术的应用论文
摘要: 随着经济的迅猛发展和社会的日新月异, 人们对重金属的开采及加工越来越频繁, 这使得不少重金属存在于大气水以及土壤中, 在很大程度上加重了环境污染, 科学技术的迅猛发展为重金属检测传感器技术的研究提供了很好的途径。针对上述背景下, 对重金属检测传感器技术研究与应用进行合理性阐述, 以促进重金属检测传感器技术的进一步发展。
关键词: 重金属检测; 传感器技术; 环境污染;
重金属污染是环境污染的一个重要组成部分, 重金属在自然界中广泛存在, 随着人类的开采、冶炼、加工活动而使得重金属转变成化学状态或化学形态广泛分布于大气、水、土壤中, 随着时间的积累而不断留存、迁移, 从而引发严重的环境污染问题;重金属甚至还会随着废水的排出而流入海洋中, 对鱼和贝类造成严重的危害;重金属还会附着在人类的鼻腔和食物上, 造成人类呼吸道感染和重金属中毒[1]。重金属具有沉积性和不可降解性, 是一种非常危险的污染源, 因此对于重金属的研究与检测是十分关键的。通过调查与研究, 发现重金属检测传感器技术主要分为离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术四个方面, 本文通过对这四种传感器技术在重金属检测中的研究与应用作简要分析, 以推动重金属检测传感器技术的发展。
1 离子选择性电极传感器技术。
离子选择性电极传感器技术是一种操作简单、性价比高、准确有效的重金属检测传感器技术。离子选择性电极传感器技术因为不需要提前对样品进行操作而被广泛应用于重金属的在线检测中。目前, 国内外学者对离子选择性电极传感器技术进行了大量的研究, 发现选择性高、经济简单的离子选择性电极主要分为基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极和基于流系玻璃膜的离子选择性电极两种[2]。
基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极。
目前在对基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极的研究中, 主要是对离子选择性电极的重金属离子的识别以及聚氯乙烯膜的结构和性能进行研究, 同时, 对不同的载体和膜增塑剂对离子选择性电极性能的影响作简要分析, 从而提高对重金属的识别能力。
基于流系玻璃膜的离子选择性电极。
基于硫系玻璃膜的离子选择性电极良好的红外线透过性是其他离子选择性电极无法相提并论的。许多发达国家都通过购买硫系玻璃膜的离子选择性电极来用于重金属检测工作。
2 光纤化学传感器技术。
对于光纤化学传感器技术的研究比离子选择性电极传感器技术的研究还要早, 光纤化学传感器技术的研究始于美国研究所, 从那以后, 许多国家都在实验室中对光纤化学传感器技术进行研究, 并应用到重金属检测中。陈雷等人对基于聚氯乙烯膜的光纤传感器进行研究并应用到铜离子的检测中, 取得了良好的效果[3]。李学强等人将注册分析法和激光激发荧光光谱技术应用到对金属离子传感器的研制中, 使我国饮用水中的重金属检测工作取得了很大的进展。
3 生物传感器技术。
第一个生物传感器始于Red String仪器公司。之后, 又在多个公司相继推出, 这些生物传感器主要是对人类血糖和尿糖中的重金属物质进行检测。重金属物质在人体中的留存和迁移会对人体的健康造成极大的威胁, 生物传感器可以与人体生物识别因素相互影响, 以达到对人体中的重金属含量进行检测, 从而预防重金属中毒的目的。通过研究发现, 生物传感器主要分为蛋白质为基础的'生物传感器以及整个细胞为基础的重金属传感器两种。
蛋白质为基础的生物传感器。
生物识别因素主要是促进消化的酶、防止病毒入侵的抗体、增强体质的金属键键合蛋白以及脱辅基酶蛋白质。以这几种生物识别因素为基础制作蛋白质为基础的生物传感器, 用来检测铜离子、锌离子、汞离子以及铅离子等金属离子。传统的生物传感器存在灵敏度低、选择性差等一系列缺点, 因此必须研制出选择性高的新型传感器来实现对重金属离子的检测, 这种新型传感器被称为蛋白质为基础的生物传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器可以实现对微型有机体生物标识的检测, 它具有所受干扰因素少、反应速度快等一系列优点, 可以实现对苔藓、海藻、酵母等海洋生物中的重金属的检测。随着生物医学和环境工程的蓬勃发展, 可以通过改进主传感器的途径来解决重金属检测过程中的干扰问题, 即在基因层次上设计细胞器。
4 结语。
综上所述, 本文通过对重金属检测传感器技术研究与应用进行分析, 主要从离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术这四个方面作简要分析, 为传感器检测技术在重金属中的研究与应用提供理论支持, 以减少重金属污染现象的发生。
参考文献
[1]张涛, 苏倡, 刘艳, 等.泥蚶 (Tegillarca granosa) 重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究[J].海洋与湖沼, 2017, 48 (4) :870-876.
[2]吕攀攀, 肖芳兰, 严锡娟, 等.构建一种基于双启动子模型的特异性检测镉离子的大肠杆菌传感器[J].生物工程学报, 2015, 31 (11) :1601-1611.
[3]贾朔.边超, 佟建华, 等.基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究[J].分析化学, 2017, 45 (6) :785-790.
传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,下面我给大家分享一些检测与传感技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
传感器与检测技术课程教学探索
摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。
关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法
中图分类号:G71 文献标识码:A
文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02
传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。
一、课程教学现存的问题
自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难:
(一)教学内容多而散
课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。
(二)典型应用性
传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。
(三)学时越来越少
学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。
(四)学生的学习主动性差
由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。
二、教学内容与教学方法的探索
(一)教学内容的调整
目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则:
1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。
2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。
3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。
(二)教学方法的改革
为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。
1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量
采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。
总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。
2、重视绪论,提升学生的学习主动性
很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。
3、加大案例教学比重、侧重应用
根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。
例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。
4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力
我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。
三、结束语
通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。
参考文献:
[1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践[J].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86.
[2]陈静.感器与检测技术教学改革探索[J].现代教育装备,2011,(15):94-95.
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[4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究[J].中国教育技术装备,2009,(27):42-43.
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