導語：如何才能寫好一篇輸出設備，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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繪圖儀是輸出設備，繪圖儀是一種輸出圖形的硬拷貝設備，繪圖儀在繪圖軟件的支持下課繪制出復雜、精確的圖形，是各種計算機輔助設計不可缺少的工具。

輸出設備（OutputDevice）是計算機硬件系統的終端設備，用于接收計算機數據的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設備操作等。輸出設備的功能是將內存中計算機處理后的信息以能為人或其它設備所接受的形式輸出。輸出設備種類也很多，計算機常用的輸出設備有各種打印機、鑿孔輸出設備、顯示設備和繪圖機等。輸出設備是對將外部世界信息發送給計算機的設備和將處理結果返回給外部世界的設備的總稱。這些返回結果可能是作為使用者能夠視覺上體驗的，或是作為該計算機所控制的其他設備的輸入：對于一臺機器人，控制計算機的輸出基本上就是這臺機器人本身，如做出各種行為。

（來源：文章屋網 ）

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在輸出特性文件中， 通常包含了6個顏色查找表， 分別用AToBx和BToAx表示， 其中A表示設備顏色空間， B表示連接顏色空間PCS （CIEXYZ或CIELAB等表示的參考顏色空間）。當進行顏色轉換時，色彩管理模塊（CMM）會選擇不同的查找表，按照不同的意圖實現顏色轉換。另外，ICC色彩管理規范中只規定了特性文件的格式和要求，并未對具體的顏色轉換方法進行規定，因此色彩轉換的精度不但取決于各種色彩管理軟件供應商提供的轉換算法，而且查找表本身的精度也會影響特性文件的好壞。本文使用循環測試法對查找表色彩轉換精度進行了考察和分析，有助于我們在實際使用中評價ICC特性文件，以及更深入理解色彩管理系統的顏色轉換機制。

主觀評價法是指在相同的評價環境條件下，由印刷圖像及相關行業管理人員、技術人員和客戶來觀察原稿和經icc轉換后的圖像的質量，即通過屏幕軟打樣主觀評價色彩的轉換精度。此方法依靠的是相關人員的視覺判斷及個人經驗，會導致結果差異很大。

絕對色度意圖正向表是由制作ICC特性文件的測量數據生成的，因此將IT8或者ECI2002等制作ICC特性文件的標準CMYK值輸入到絕對色度意圖正向表，比較實際測量數據與輸出值的色差可以評價查找表的生成精度。

對于輸出設備的特性文件，期望它能夠通過應用特性文件中BToAx表來執行顏色空間轉換來進行預覽和打樣。循環法是指首先將設備顏色空間中的顏色（例如CMYK網點百分比不同的色塊）輸入到AToBx正向表，經過插值輸出為CIEL1*a1*b1*值，然后將CIEL1*a1*b1*值輸入正向表對應的BToAx反向表，最后再次經過正向表得到一次循環后的CIEL2*a2*b2*值，通過比較兩者色差判斷查找表的精度。

循環測試法評價查找表精度的具體流程如圖1所示。

若在循環測試中使用了輸出設備，則會將輸出設備的穩定性誤差、重復精度誤差等引入查找表精度的評價當中。

因此，為了能夠精確評價輸出特性文件查找表的精度，本文對一組色塊應用循環測試法評價色彩轉換的精度，并且不通過打印的途徑，而是通過色彩轉換軟件直接進行分析。具體實施方法是一個給定的CMYK值經過特性文件AToBx表轉化都有唯一確定的CIEL1*a1*b1*值，當LAB值通過軟件用BToAx表轉回CMYK時，得到的CMYK值由于BtoAx表的精度問題并不是最初的CMYK值。于是我們將第二次得到的CMYK值再經過一次AToBx表轉化得到CIEL2*a 2*b2*，我們將兩次得到的CIEL*a*b*進行比較。

另外，由于輸出設備特性文件中包括了感知、飽和度、相對色度和絕對色度4種再現意圖，經過AToBx表轉換，所有的輸入值都對應一個輸出的CIEL*a*b*值。如圖2所示為ISOcoated_v2_eci特性文件飽和度、相對色度、感知再現意圖與絕對再現意圖查找表的色域比較。

在色度意圖中，其色域反映的是真實色域；然而感知和飽和度的意圖的色域范圍大于真實色域，其輸入值有可能在真實色域范圍之外，需要剔除在色域外的色塊然后進行循環測試。因此，這里僅討論絕對色度再現意圖下顏色轉換的查找表精度。

1.首先，把IT8.7-3 CMYK.txt在ColorLab軟件中打開，并將其通過ICC Profile Conversion（源配置文件選擇為ISOcoated_v2_eci.icc，意圖選絕對意圖）把CMYK值轉化CIEL*a*b*值，記為（CIEL1*a1*b1*）。

2.接著，將轉化成L*a*b*的IT8.7-3 CMYK i1_iO色靶導出為Tiff格式，然后在Photoshop中打開， 在顏色設置中，CMYK工作空間中的特性文件使用ISOcoated_v2_eci.icc，引擎為Adobe（ACE），意圖為絕對意圖，與上述保持一致；使用指定配置文件將L*a*b*值圖像轉化為CMYK值。

3.記錄色靶中936個色塊的CMYK值，將測量記錄值保存成新的IT8.7-3 CMYK i1_iO色靶并在Color Lab中打開，并按步驟1將新色靶再次轉化成新L*a*b*值，記為CIEL2*a2*b2*。使用ColorLab來計算該值和測量文件中的LAB值之間的色差ΔE2000，記錄色差的平均值、標準偏差和最大。計算的實驗結果見表1。

從表中我們可以看出在一次色、二次色及灰度的色塊還原再現過程中，其匹配效果都比較好。因此結合兩者的分析，我們認為ISOcoated_v2_eci特性文件的查找表精度較高，特性文件對顏色的匹配效果好。

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在全球經濟一體化建設進程蓬勃發展與城市化建設規模持續擴大的推動作用之下，建設施工項目的蓬勃興起對于設備基礎施工的要求更為詳細與深入。然而在相關統計資料數據的顯示之下：受到設備基礎施工技術質量問題而導致機械設備無法正常運行的情況是頻頻出現的，這給整個建筑施工項目帶來的不利影響不可預估，無法忽視。據此，如何針對設備基礎施工技術相關問題以及應著重關注的質量安全問題展開詳細分析與闡述，確保設備基礎施工技術的安全穩定落實，已成為現階段相關工作人員最亟待解決的問題之一。

一、設備基礎施工技術操作工藝分析

（一）應當對設備模板及槽底加以清洗，進而展開混凝土的拌制與澆注作業。在此基礎之上進行混凝土的振搗與找平作業，完成以上施工后進行混凝土的養護作業。對于設備基礎中模板及槽底的清理施工而言，現場施工人員應當將附著在基地基土上方的各類雜物與淤泥進行清洗，配合相應的防排水措施。特別值得一提的濕潤木模板以澆水方式對表面上方的版縫與孔洞加以堵塞。

（二）對于混凝土的拌制施工而言，相關工作人員應當特別重視混凝土在拌制過程中配合比的投料問題，嚴格按照石子水泥沙子外加劑的順序進行投料處理。與此同時特別重視整個拌制過程當中水量的處理，確保攪拌時間始終在90s以上。

（三）對于混凝土的澆注施工而言，有以下幾個方面的問題需要引起我們的關注：

1、混凝土下料口位置與混凝土表面高度之間的距離應當始終控制在2m范圍之內；2、混凝土澆注應當采取分層方式進行。一般來說，混凝土澆注分層厚度應當為振搗裝置振搗部分長度的1.25倍或以上，與此同時最大厚度應當在5mm以下。

二、設備基礎施工階段質量標準分析

（一）針對主控項目而言，相應的質量標準可以歸納為以下幾個方面：

1、混凝土施工過程當中所選用的各類水泥、骨料以及外加劑應當充分符合相關施工標準及規范；2、混凝土配合比以及有關攪拌、施工縫與養護的處理方式同樣需要與相關標準規范相契合；3、混凝土強度試塊的評定應當確保強度參數符合相關標準與規范。

（二）針對一般項目而言，相應的質量標準可以總結為以下幾點：

1、混凝土需要確保振搗處理的密實性。一般來說，要求混凝土在振搗狀態下每處蜂窩面積應當在400cm范圍之內，且累計蜂窩面積應當在800cm范圍之內且無孔洞出現；2、混凝土應當無夾渣及縫隙層；3、在混凝土基礎表面存在坡度的情況下應當確保坡度的正確性，且無倒坡問題出現。

三、成品保護的重要性及技術措施分析

（一）成品保護的重要性

正確的施工順序是搞好成品保護的前提。顛倒施工順序，將造成工序的交叉污染防不勝防。組織施工前，應編制詳細的施工計劃，審核其工序的合理性，按經批準后的施工計劃實施。如未合理安排工序，造成成品污染，應追究有關管理人員的責任。各專業應相互合作，加強溝通，如水電管線預埋工作應及時與土建工種取得聯系，搞好預埋，避免事后開鑿，對結構及防水等造成不利影響。成品保護，不僅僅是局部的事情，是對整個工程的全面要求。

（二）成品保護的技術措施分析

1、應當確保包括鋼筋、孔洞、預埋件以及線管在內各項元件位置的爭取性，相互之間不得出現任何形式的碰撞問題；2、設備基礎模板不得承受重物的沖擊，并且吊幫模板上方不允許搭建腳手架裝置，最大限度的確保設備基礎模板的嚴密性與牢固性；再次，相關工作人員應當在確保混凝土菱角不會在拆模過程當中發生損壞的情況下進行拆模作業；再次，已澆筑混凝土強度需要在1.2MPa參數以上情況之下進行承重及上部施工作業；3、當設備基礎施工需要在夜間狀態下進行時，現場施工人員應當針對實際施工順序加以合理安排，確保照明系統的穩定性，防治混凝土配合比在過磅過程中出現失誤問題，與此同時針對各類元件之間的突發性碰撞問題加以合理監督與抑制。

四、設備基礎施工階段應關注的質量問題分析

具體而言，設備基礎在施工階段應當著重關注的質量問題可以歸納為以下幾點：

（一）針對混凝土縫隙中的夾渣加以全面清洗，確保混凝土不會在雜物影響下發生施工縫結合不夠密實的質量問題；（二）混凝土內部受水化熱影響極易產生一定程度的溫度應力，由此而導致上層與下層混凝土的結合出現問題。加之混凝土后期養護不到位，拆模過早，極易導致設備基礎施工出現不規則裂縫問題，相關工作人員需要對其加以詳細重視與關注；（三）混凝土的密實程度問題。相關實踐研究結果表明：混凝土在基礎施工過程當中出現包括下料過厚、振搗不實以及漏振等相關問題會導致混凝土施工性能發揮受阻，應當在設備基礎施工過程中加以合理關注；（四）混凝土表面的平整度問題、尺寸及標高問題應當作為重點關注對象。現場施工人員在設備基礎施工過程當中的找平事物、多鋪過后以及少鋪過厚問題均會在不同程度上導致混凝土水平標準線出現精確性失誤問題，這一點同樣值得相關工作人員關注與重視。

伴隨著現代科學技術的蓬勃發展與經濟社會現代化建設進程日益完善，社會大眾持續增長的物質文化與精神文化需求同時對新時期的建設施工事業提出了更為全面與系統的發展要求。從理論上來說，設備基礎的最根本性意義在于承受來自于設備的荷載程度。從本質上來說，設備基礎的施工質量與整個建設項目中機械設備應用質量的高低是息息相關的。相關工作人員需要清醒的認識到一個方面的問題：作為建設施工基本載體的設備，其最根本的作用自傲與承受設備在運行過程當中的荷載在理，以良好的施工質量確保整個建設施工項目的穩定運行。

參考文獻

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[2]李成亮.超長大體積設備基礎施工——記五礦寬厚板軋線設備基礎.[J].科技資訊.2011.（18）.104-104.

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關鍵詞：

DLP； FPGA； 微型投影； 穿戴式

中圖分類號： TN 27文獻標志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2017.01.009

Design of micro projection equipment based on digital light processing

LUO Longheng1， LIN Zulun2

（1.School of Microelectronics and SolidState Electronic， University of Electronic Science

and Technology of China， Chengdu 610054， China；

2.School of Optoelectronic Information， University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu 610054， China）

Symbol`@@

Abstract：

With the development of projection technology，projection system is widely used in industrial and consumer electronics fields.In order to meet market requirements for its miniaturization，high definition and low power consumption of the device，the design is based on TI's DLP 2010 chipset，and FPGA is the frontend controller.With the I2C and parallel image signal，the 0.2 inch DLP chipset is controlled and projects the image.The design of entire system makes the device miniature and energy efficiency and could project clear image.Thus，it is suitable for the use of wearable microprojection scenarios.

Keywords：

DLP； FPGA； microprojection； wearable

引言

底止獯理（digital light procession，DLP）是一項以微電子機械系統（MEMS）為基礎的技術，它使用一個數字微型反射鏡器件（digital micromirror device，DMD）進行光線數字調制成像。較之于其他投影技術，DLP技術有清晰度高、光效高、對比度高、灰階高、壽命長等優勢。

當前市場上的許多小型投影產品均采用了DLP技術來實現，但隨著虛擬現實和增強現實等技術的發展，它們與投影結合的近眼投影等微型投影技術需要更微小的設備來實現。所以本系統以德州儀器（TI）最小尺寸的DLP2010芯片組為核心，用適合處理圖像數據的FPGA作為前端控制器，模擬I2C協議傳輸指令對DLP芯片組進行控制，并對外部輸入圖像信號進行處理和傳輸圖像數據，從而更高效、可靠地實現投影功能，并同時能盡量縮小整系統體積[12]。

1系統原理

典型的DLP投影設備的DMD安裝在光學模塊中，與光學器件和LED光源構成投影顯示核心。顯示控制器安裝在電路板中的光學模塊附近，用于控制 DMD 并執行必要的數據格式化和圖像處理命令[34]。

本系統由DLP芯片組和前端控制器兩個大模塊組成，其中DLP芯片組模塊又分為電路與光路兩部分。系統電路部分主要由處理器、電源管理、LED驅動、DMD驅動、存儲器等部件組成，光路部分由LED、DMD、透鏡等器件組成[56]。系統結構如圖1所示。

由于DMD驅動的特殊性，TI對每款DMD都推出了相配套的ASICs，DMD驅動芯片和電源管理芯片一起構成了DLP芯片組，從而讓我們對DMD的直接控制轉換為對ASICs的控制。本系統設計著重于前端控制器的設計，其中前端處理器FPGA為Xilinx的Spartan3系列中的XC3S200，而存儲器為與之配套的PROM系列中的XCF02SVOG20C。藍牙/WIFI和圖像源輸入接口可視具體應用選擇配置。

2DLP芯片組的控制信號

如圖1所示，前端控制器需要對DLP芯片組輸入PROJ_ON、I2C、并行I/F信號。以下對這些信號的具體需求進行解釋。

2.1PROJ_ON信號

當PROJ_ON置高，進入投影狀態，圖像從DMD投射出去；當PROJ_ON置低，進入低功耗狀態，投影自動關閉。

2.2I2C信號

DLPC343X用I2C執行指令，支持最高100 kHz波特率，且支持2個I2C端口。其中Port0優先用于指令和控制接口，當使用這個端口時，其表現為I2C的從機。具體指令功能詳見對應芯片組的數據手冊。

2.3并行I/F信

并行 I/F信號總共28位，用于傳輸圖像信息。包括VSYNC_WE，HSYNC_CS，DATAEN_CMD，24bit data bus （PDATA），PCLK，具體控制時序如圖2所示[7]。

3前端控制器設計

本系統的前端控制器為一塊FPGA核心板，由Xilinx的Spartan3系列中的XC3S200，與之配套的

PROM系列中的XCF02SVOG20C等組成，部分原理圖如圖3所示。圖中：FPGA的片內資源與I/O可

引出管腳來控制外設以及進行通信和數據傳輸；PROM配置用于FPGA的掉電邏輯存儲和內部預設圖像數據，可通過JTAG模式進行燒錄；電源部分提供了FPGA所需的1.2 V、2.5 V、3.3 V供電，包括了電容退耦陣列、LED陣列和LDO部分。

3.1I2C通信

I2C總線要求有兩條總線線路：一條串行數據線SDA，一條串行時鐘線SCL。I2C總線在數據傳輸過程中有四種類型的信號：起始命令，結束命令，應答信號，數據信號。在開始傳輸數據時主控應該首先發送開始命令，之后每發送8 bit數據，接收方將發出一個低電平作為應答信號。若發送方沒有收到應答信號，應判斷為出現故障，并立即停止工作，返回初始狀態準備重新發送。完成所有傳輸后，主控應發送一個結束命令結束數據傳輸，在具體事件中應該按要求字節對其發送地址值和數據值。I2C事件類型如表1所示，其中地址對應于控制器的片地址，子地址將對應一個具體指令，保留數據（如果存在）將對應于任何所需的指令參數。由此我們可以根據不同的事件要求進行相應字節的編寫來與驅動芯片通信。

我們利用了狀態機的原理通過FPGA模擬了I2C事件來與驅動芯片進行通信，對驅動芯片標志各種指令，從而實現了各種不同的功能，如系統復位、輸入信號源選擇、外部視頻源格式選擇、圖像修剪、圖像旋轉、設置LED電流等功能。

3.2并行I/F傳輸

并行I/F信號時序如圖2所示，其中：PCLK為系統時鐘，頻率為1～150 MHz；PDATA每一時鐘周期送入一位圖像數據；HSYNC_CS為行同步信號，其高電平脈寬為4～128個時鐘周期；DATAEN_CMD置高時為一個行同步周期中的數據有效時間，到HSYNC_CS上升沿的最小時間為4個時鐘周期，到HSYNC_CS下降沿的最小時間為8個時鐘周期；VSYNC_WE為幀同步信號，一個幀同步周期包含了若干個行同步周期，其高電平脈寬最小為1個行同步周期，其建立時間需要至少1個行同步周期，保持時間至少需要2個行同步周期。一個幀同步周期的完成即是相應分辨率的圖像刷完了一幀，從而實現了視頻圖像信號的傳輸。

數據信號PDATA支持最高24位的數據格式，包括24位的RGB888和YCrCb888，18位的RGB666和YCrCb666，16位的RGB565、YCrCb565和YCrCb4∶2∶2，8位的RGB888、YCrCb888和YCrCb4∶2∶2各種圖像格式。這里以18位的RGB666格式為例，由于驅動芯片內部的像素存放為固定的24位，而輸入信號為18位，所以驅動芯片會對I/O進行重新映射，如圖4所示[7]。

4系統外部接口

為增加系統的功能，可對系統添加外部HDMI接口，使系統可以連接HDMI視頻源，進行直接投影[8]。為此我們可以使用一款專用HDMI解碼芯片進行功能拓展。

TI官方設計使用了一款ITE6801的HDMI解碼芯片，ITE6801FN是一個單端口的HDMI接收器，兼容HDMI 1.4和MHL2.1兩種操作模式，ITE6801FN的色深（最多36位）能確保可靠接收高質量無壓縮視頻內容。使用此款專用解碼芯片可以繞過FPGA主控，直接生成PDATA信號，這樣可以大大減少FPGA的資源消耗，降低整系統的功耗。

而HDMI視頻源的產生也可以用FPGA來模擬實現，其中TMDS編碼器模塊的Verilog代碼如下：

module TMDS_encoder（

input clk，

input [7：0] VD，∥ video data （red，green or blue）

input [1：0] CD，∥ control data

input VDE，∥ video data enable，to choose between CD （when VDE=0） and VD （when VDE=1）

output reg [9：0] TMDS = 0

）；

wire [3：0] Nb1s = VD[0] + VD[1] + VD[2] + VD[3] + VD[4] + VD[5] + VD[6] + VD[7]；

wire XNOR = （Nb1s>4'd4） || （Nb1s==4'd4 && VD[0]==1'b0）；

wire [8：0] q_m = {～XNOR，q_m[6：0] ^ VD[7：1] ^ {7{XNOR}}，VD[0]}；

reg [3：0] balance_acc = 0；

wire [3：0] balance = q_m[0] + q_m[1] + q_m[2] + q_m[3] + q_m[4] + q_m[5] + q_m[6] + q_m[7] 4'd4；

wire balance_sign_eq = （balance[3] ==

balance_acc[3]）；

wire invert_q_m = （balance==0 || balance_acc==0） ？ ～q_m[8] ：balance_sign_eq；

wire [3：0] balance_acc_inc = balance （{q_m[8] ^ ～balance_sign_eq} & ～（balance==0 || balance_acc==0））；

wire [3：0] balance_acc_new = invert_q_m ？ balance_accbalance_acc_inc ：balance_acc+balance_acc_inc；

wire [9：0] TMDS_data = {invert_q_m，q_m[8]，q_m[7：0] ^ {8{invert_q_m}}}；

wire [9：0] TMDS_code = CD[1] ？ （CD[0] ？ 10'b1010101011 ：10'b0101010100） ：（CD[0] ？ 10'b0010101011 ：10'b1101010100）；

always @（posedge clk）

TMDS

always @（posedge clk）

balance_acc

endmodule

5系統測試結果

借助搭載DLP2010芯片組的DLPDLCR2010EVM評估平臺和一塊FPGA核心板組成了此次系統功能測試的裝置，如圖5所示。下邊的PCB板為FPGA核心板，中間的PCB板為DLP芯片組電路部分，上邊為用于投影的光學引擎。

該測試分為I2C標志指令來投影出DLP芯片組內部存儲的測試圖像和由FPGA模擬HDMI視頻源信號來投影外部測試視頻圖像，如圖6所示。由于評估平臺帶有HDMI接口，所以我們可以直接用HDMI線將FPGA核心板與DLPDLCR2010EVM進行連接，將刷屏圖像信息傳輸到DMD驅動芯片中，再通過DMD與透鏡進行投影來顯示色塊刷屏圖像。系統可以投影出清晰度高，光效高，對比度高，灰度等級高的最高25 lm的854×480（WVGA）視頻圖像。

6結論

本系統的前端控制器設計結構簡單，配合最小尺寸的DLP芯片組，可以將整個系統的尺寸大大縮小。由于測試中使用的是工程樣板，只為實現功能，并未壓縮面積，若將整個系統電路重新布局并重新設計光學引擎，可以使整個系統的尺寸縮小至3 cm×3 cm以內。這樣整個系統便可以很容易地做進穿戴式智能設備（VR、AR眼鏡，智能手環等）中，使得投影取代屏幕從而得到全新的視覺效果和交互體驗。

參考文獻：

[1]劉杰.數字光處理DLP芯片及其應用[J].集成電路應用，2015（2）：2830.

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[4]曹健，焦海，王源，等.基于FPGA與DLP的體三維顯示系統設計方法與研究[J].北京大學學報（自然科學版），2014，50（4）：605610.

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[6]莫志君，張慧莉，余松煜.基于TI DLP技術的投影機驅動電路設計和實現[J].光學儀器，2009，31（6）：4851.

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一、生本教學理念下初中數學前置作業的研究與設計的的重要性

1.1順應社會和時展的需求

隨著當今社會各國之間的日益激烈的競爭。對先進科學技術的需求越來越迫切。實質上，國家與國家的競爭不僅在體現在國力上，更重要的是對創新型人才的需求上。國家的實力只是暫時的，而創新型的人才給國家帶來的競爭力則是久遠的。為了使我們國家變為創新型國家，培養具有獨立學習能力的創新型人才是時代需要和社會發展的需求。而初中階段的學生正處于提高自主學習能力的關鍵時期，所以在這個階段，對生本理念下初中數學前置作業的設計是適應社會發展與時代進步的需要。

1.2設計前置性的作業，有利于學生溫故而知新

在初中數學教學中，教師有效地設計數學前置性作業，能夠幫助學生預習新課程，提前了解有關概念，使學生對新知識有了基礎的了解，不僅可以減少老師的講解時間，還提高了教學質量和教學效率。

二、在生本理念下對初中數學前置作業的設計策略

2.1根據學生的水平差異，設置層次性的前置作業

初中數學前置作業的設計應遵循以生為本的原則，教師應了解和掌握學生的實際情況，結合學生的實際需求，依托教學內容，設置內容較為簡單 且具有代表性的作業。初中生由于自己的認知差異，所以掌握的知識水平有很大的差異。 為此，教師應貫徹因材施教的教學思想，根據學生的能力差異設置層次化的前置作業，給予學生足夠的選擇空間，一改傳統作業布置“一鍋煮”的缺點。如在學習“三角形的內角和”，我要求學生自己在家里用硬紙板剪出不同形狀的三角形，并且要求班里的一些優等生，在此基礎上，剪出四邊形來，并且嘗試著分析一下四邊形的內角和，這是一個延伸和拓展的訓練，可以說兩個三角形就能拼出一個四邊形，對于優等生而言，他們的好奇心非常強大，如果設置的作業難度一樣大，勢必會影響到學生的學習熱情，而又會讓那些數學能力相差的學生失去學習的自信心，因此教師應根據學生的不同層次安排不同層次的“前置作業”，以實現全體學生的整體發展。

2.2趣味導學：積極調動學生的學習熱情

興趣是提高學生學習的原動力。所以在初中數學“前置作業”的設計中，我大都采用一些比較有趣味的練習，讓學生在具有探索趣味的習題中充分調動自己的學習熱情，所謂“激趣導學”，激發興趣，才能讓學生真正陶醉于數學學科的奧妙之中.例如，在未進行正式教學“從三個方向看”時，我給學生設計了這樣一個前置性的作業：利用家庭中常見的冬瓜、茄子等材料，用刀把這些材料削成各種形狀的幾何體，然后從三個不同的角度觀察這些幾何體，并且在白紙上把觀察到的圖形畫下來.等到正式上課的時候，我要求學生交換自己的練習結果，學生們個個情緒高漲.都表現出對于這個學習任務的那份執著，學生們都精心畫出了自己從三個角度觀察到的情境.在相互交流的過程中，使學生對于這部分知識的理解與認知得到了進一步的加強.這就是高效的前置作業所體現出來的教學輔助作用.

2.3教師設法指導，幫助學生掌握規律

前置作業是把學生放在首位的長時間的知識積累過程，但學生不可避免地會采取錯誤的方法，解決問題的想法在學習過程中不明確，這就需要老師給予相應地指導。為幫助學生完成作業，發展解決問題的能力，比如可以將教學《矩形的判定》的作業這樣設計：讓學生自主畫一個矩形，并講解矩形的理由。在學生進行自主探究與合作探究時，教師可以引導學生使用枚舉方式進行查詢問題。值得注意的是，設計的前置作業內容，不要太抽象、難度不易太大，使學生能夠整合教師的指導意識和自主思想的拓展，完成教師在前置作業中提出的問題，從而初步了解新知識，并且還能激發學生的學習興趣，引導學生向著全方位的方向發展。

2.4設置富有思維性的前置性作業，提高學生的思維能力維能力

設計的前置性作業應當具有一定的思維性，才能充分發揮學生思維能力。初中數學課程的學習過程，就是培養學生思維能力的重要階段，這是學生能否靈活運用所學知識的基礎.教師可以通過創設一些有效的前置作業來靈活培養學生的思維能力.這樣的前置作業一般難度較大，即考察學生掌握的基礎知識程度，又考察學生的知識應用能力.如果大部分學生對設計的作業都覺得有難度，教師就有必要在作業題中給予學生一些適當的指導或者啟發，這樣有利于幫助學生完成前置作業，而且還能培養學生的思維能力.如在未正式學習“圖像的二次函數和性質”時，我給學生設計了這樣的前置作業：在以前的研究中，學生們已經了解到，圖像的功能是 反比例函數的圖像是雙曲線。二次函數的圖像如何呈現形狀特征？讓學生進行二次函數y=x2，并完成以下幾點：觀察二次函數y=x2的數學表達式，然后選擇適當的x值，將其代入數學表達式，然后計算相應的y該作業具有有一定程度的開放性，可以培養學生的思維能力和知識應用能力。

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關鍵詞： 數字化；電力設備；概念；內涵

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：

正文：

電力設備主要有兩方面的設備組成，一個是發電設備，另一個是供電設備。而發電設備主要包含發電機、鍋爐、燃氣輪機、蒸汽輪機和變壓器等設備，供電設備則主要是由觸發器、 互感器和供電線路組成。對電能在發電和供電這兩大環節中實現對電能相關工作的自動化調整、管理與控制就稱為電力系統的自動化過程。電力系統是一個跨區域的系統．覆蓋范圍非常大。其中大的子版塊就有發電站、變電站和一整個覆蓋眾多用戶的輸電網絡．管理起來十分復雜。所以。利用先進的科學技術使得發電和供電過程實現數字化和自動化的運轉不但能夠使供電工作變得快速靈敏．還可以大大降低成本、使整個發電供電網絡的管理工作極大簡化，意義十分重大。

1.數字化電力設備的概念

數字化的電力設備和電力系統是我國電力行業發展所一直追求的方向， 實現電力系統的數字化，就意味著在發電環節中實現電力的自動化檢測、調節以及控制，對各種原件的自動化保護，對供電環節中的各種數字信息的智能化輸送，對生產進行自動化調節，對企業的管理工作實現自動化等等。這種改變更夠給電力行業帶來質的變化。一般說來，數字化的電力設備包含著四大功能：

1.1自動調整適應能力。

傳統的電力設備的各種參數是通過人工調節來完成的， 它們本身并不具備對工作環境進行跟蹤檢測和對參數進行調整適應的能力． 所以，設備的功能參數一旦確定下來之后．如果工作環境發生了變化。就需要人工再次進行調節。這樣不僅麻煩。而且還可能因為調整不及時或不準確而導致人為上的損失。很多時候為了避免這種麻煩。往往采取的措施是把功能參數調整到足夠大．而這樣往往會出現很大的數據冗余，帶來不必要的資源浪費。數字化的電力設備中的功能參數并非是一成不變的。它能夠根據跟蹤實際工作環境的變化來對 自身參數進行相關調整，使設備的工作狀態達到最優，不僅能夠極大地簡化管理工作，還能夠避免由于數據冗余所產生的資源浪費。

1.2數字化獲取和處理信息。參量獲取和處理數字化。

數字化設備能夠將與設備相關的各種信息進行處理。以數字的形式展示出來。這些數據包括了設備的放電、工作速率、發生位移、電光磁熱等等所有的參數，每種參數都是在處理之后以參數的形式展示出來的。這樣就可以避免了要對這些數據進行繁瑣復雜的檢測工作， 從而大大提高了發電供電的效率、簡化了管理的模式、節約了發電供電的成本。

1.3數字化交互能力。

由于數字化設備能夠將各種生產信息以數字的形式展示出來，所以，在對這些信息進行交互傳播時，就非常方便了。通過把數字化的電力設備通過信息技術與互聯網連接起來．就能夠實現各設備之間的數據的交流和共享了；任何一臺數字化電力設備都具有通過互聯網訪問其他電力設備的權利和能力。這對于在發電供電過程 中進行設備的更新、調整以及增刪提供了便利的數據支持。

1.4設備的自我監測控制能力。

數字化的電力設備在運行的過程當中。擁有對 自身的運行狀況與設備狀況進行自動監測的能力．并且在對自身參數進行臨測的同時能夠做出相應的狀態判定．比如說運行狀況如何、 有沒有發生故障、發生故障的位置與原因等等。這樣，就能夠實現設備真正意義上的自動運轉的目標。

2數字化電力設備的技術

2.1集成電路技術

數字化的電力設備本身具備了自動檢測、自動調整和控制以及對信息進行處理并以數字化的形式展示出來的特點．這樣說起來簡單．但是，要想準確可靠地實現這些功能同時還不至于讓設備成本過高，以達到設備的廣泛應用，就需要用到集成電路技術。專用的電力集成電路包含了對電路信息進行收集、處理、轉換、存貯和輸出等等功能。在發電供電過程中， 集成電路主要是實現信息的監測和控制功能，并根據不同的要求實現不同的精度。

2.2信息交互網絡技術

信息交互網絡不僅是數字化的電力設備在各種功能上進行拓展與延伸的基礎， 也是組成數字化的電力系統的重要基礎。在傳統的工作環境中， 每一臺電力設備都是相互獨立的， 他們之間根本不能進行相關數據的交互，所以各種信息交互以及流程改進都成為了一件很麻煩的事情。通過建立起一個信息交互網絡，數字化的電力設備之間不僅能夠實現信息共享， 即網絡中的任何一臺電力設備都可以通過此網絡獲取其他電力設備的相關信息，還能夠使傳統的流程改進工作變得簡單。同時對設備的管理工作也變得靈活起來。

2.3電磁的兼容技術

數字化的電力設備要求強電與弱電之間能夠進行緊密的耦合。 而這一功能的實現也是電磁兼容技術目前發展的關鍵。就目前而言。在業界中使用最多的電磁兼容技術的標準并不能與電力行業中的弱電系統完全吻合， 甚至在操作這些電力設備時， 還有可能發生靜電放電、 局部高頻放電、開關狀態受干擾等等問題。如果電磁的兼容技術成熟，則以上問題均可得到有效解決。同時，與之相關的各種標準問題也需得到進一步的規范。

2.4智能操作技術

傳統的電力設備無論是工作狀態還是功能參數，一旦確定下來， 就不會自動發生變化了， 即使環境發生了變化要求更改設備的工作狀態以及功能參數，也要人工進行更改。智能操作技術就是針對這一問題而產生的技術。數字化的智能操作技術，能夠使電力設備的工作狀態與功能參數根據工作的環境發生相應的改變。這種改變是自動的，能夠使設備的運作狀態達到最優化。

2.5信息感知技術

由于數字化的電力設備具備了根據現場的工作環境來自動調整設備功能參數的功能， 所以必須有這樣的一個前提，那就是電力設備本身具備有感知環境條件的功能。這就需要用到信息感知技術。通過信息感知技術 電力設備可以實現對現場的各種參量進行

采集和數字化處理。

3.結語

數字化的電力設備及電力系統的研究與應用并不是一個短暫的過程或者說像一個建筑工程那樣的一個工程項目．它是隨著信息技術的發展不斷更新的沒有止境的一個過程。通過納米技術以及集成技術在電力行業中的應用，可以想象， 以后的電力設備無論在體積上．還是在功能上， 都是前所未見的。比如說，電力設備的體積肯定是會大大變小的．而電力設備在功能上又是更加強大的。電力設備之間的信息共享不再需要有線的連接了，無線技術已經解決了這個問題。設備維修的自動報警功能能夠準確地告知工作人員設備的現在狀況以及需要維修的具置， 甚至連維修方案和最優的維修步驟都列出來了，成為了傻瓜式的電力設備 ，不再需要工作人員具備很強的專業知識和技能了。新能源的引入( 比如風能和電能) ，全電飛機系統的引入等等這一些數字化技術發展所帶來的改變，將會使電力行業的發電供電工作變得空前簡單和方便。

參考文獻：

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[ 3 ] 趙智俊．基于IEC61850的數字化保護裝置測試系統的研究[ D] .華北電力大學(北京) .2011 ．

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太陽能電池

近年來，科技發展迅速使得人類對能源的需求及依賴與日俱增，導致全世界石油儲存快速消耗，價格也持續攀升。在數十年后，可能會出現全球性的能源危機，因此發展替代能源已刻不容緩。此外，石油、煤、天然氣等化石燃料燃燒時會產生大量的二氧化碳，對環境造成污染與破壞，更導致溫室效應，這是近年來地球氣候產生巨大變異的元兇。因此全球對再生能源的重視日漸提高，使得太陽能、風力、水力、生質能等自然且低污染性的綠色能源，在未來更具競爭力。

太陽光能是取之不盡、用之不竭的天然能源，每小時照射到地球上的能量足夠人類1年所需，如能充分利用，能源缺乏問題將可獲得解決。此外，太陽能發電系統具有安全、無噪音、無污染、不耗費人力、可長期使用等優點，因而成為未來替代傳統化石能源的首選。

世界各國，如日本、德國、美國、澳洲等，正積極發展太陽能應用科技，他們努力研發提高太陽能電池光電轉編譯換效率的技術，以期能提供足夠的電能成為重要的供電系統。

太陽能發電系統包含：太陽能電池模板、電力調節器、充放電器與變壓器、儲能蓄電設備等。其原理是太陽光照射在太陽能電池模板上，電池吸收太陽光且把它轉換成電能，因此電池的光電能量轉換效率越高時，所獲得的電能也就越多。

太陽能電池所產生的是直流電，須經由直流／交流轉換器轉換成交流電，以供家庭及工業使用。此外，白天電池所產生的電能，須藉由儲能設備儲存以提供夜間使用。因此高效能的太陽能電池與儲能蓄電設備，是整個發電系統中很重要的組成。

太陽能電池類很多，依材料類別主要有三：硅太陽能電池、Ⅲ－Ⅴ族半導體太陽能電池及有機太陽能電池。

硅太陽能電池：硅太陽能電池已商業化量產，市場占有率達95％以上。這類電池又可細分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池與非晶硅薄膜太陽能電池。

硅太陽能電池由P型及N型的硅半導體所組成，在界面處有一內建電場。當太陽光照射時，因光子的能量夠大，可使硅半導體內產生電子一電洞對，并受內建電場影響而分離，電子往負極移動，電洞往正極移動，經由導線連接就可獲得通過負載的電流，這就是太陽能電池發電的原理。

單晶硅太陽能電池的材料是由規則排列且高純度的單晶硅所組成，其純度、良率及穩定性最高，使用壽命長，且光電轉換效率約17％也是硅類太陽能電池中最高的。但原料價格昂貴，因此降低電池價格與提升轉換效率仍是目前主要的研發方向。

多晶硅太陽能電池使用品質較低的硅晶原材料，其晶粒較大，含較多雜質，使得光電轉換效率略低，約14％。但制程較簡單且成本比單晶硅便宜20％，因而較易推廣，主要使用在一些低功率發電系統中，如提供路標照明的發電等。然而近年來硅晶由于市場需求大增。導致原料供不應求，價格因而持續攀升，限制了硅晶太陽能電池產能的提升。

非晶硅太陽能電池也是以硅為原料，經鍍膜制程而得，但硅原子排列不規則，制作時可選擇玻璃、陶瓷、金屬等為基板，不需使用昂貴的結晶硅基板，因而材料成本較低，且無原料缺貨問題，再加上制程簡易，可以大面積制作等優點，使其頗具競爭力。市場上已有很多廠商投入，但光電轉換效率只有約9％，發電成本約為每千瓦小時1.5美元。若效率能提升至12％，成本將降為約1.0美元，接近市電價格。

Ⅲ-Ⅴ族半導體太陽能電池：Ⅲ-Ⅴ族半導體太陽能電池具有目前最高的光電轉換效率，其材料由砷化鎵、鍺、磷化銦鎵等Ⅲ-Ⅴ族半導體組成。其中單一接面型的量子井結構，如砷化鎵／鍺，光電轉換效率可達18％以上，而多重接面的結構，如磷化銦鎵／砷化鎵／鍺，效率甚至可達30％以上。但由于材料價格過于昂貴，目前僅局限在太空衛星動力系統的使用，尚無法普及至一般民用。

有機太陽能電池：由于硅晶太陽能電池原料供不應求，在普及化上遇到了瓶頸，因而加速了次世代太陽能電池的發展，有機太陽能電池就是近年來新興的類型之一，也被視為第3代太陽能電池。這類的電池依材料可分為兩類，一是由有機染料小分子構成，稱為染料敏化太陽能電池(dvesensitizedsolarcelI,DSC)；另一種由有機高分子構成，稱為高分子太陽能電池(poIymersoIarcelllPSC)。染料敏化太陽能電池于1991年在國際期刊中發表后，由于材料吸光特性佳、制程簡易、材料便宜、量產容易等特性，近10年來發展非常迅速，世界各國都積極投入開發。

DSC的結構與硅晶太陽能電池很不一樣，主要由導電玻璃基板、多孔洞二氧化鈦顆粒、感光有機染料分子、參與氧化還原的液態碘離子電解液、碳或白金觸媒層及封裝膠材所組成。目前小面積(小于1cm2)的DSC光電轉換效率可達10％以上，不過在制成大面積模塊后，效率僅約6％左右。

現今光電轉換效率最高的DSC材料，是含有稀有元素釕的有機金屬錯合物，價格雖比硅晶材料便宜，但仍屬昂貴，且電池中液態電解質在長時間照光與操作下恐有漏液現象，因而局限了其商業化的可能。研發低成本的有機非金屬染料分子、改良液態電解質和封裝技術來提高電池穩定性，是現階段最重要的目標。

高分子有機太陽能電池材料主要是類似塑膠特性的有機高分子，重量輕、耐摔、耐沖擊、低成本，且具有極佳的可撓曲性，可經由旋轉涂布、噴墨印劇等方式制作在玻璃、薄金屬或軟性塑料基板上，實現大量制造與大面積化的理想。

雖然目前PSC仍以實驗室研究為主，尚未商業化，但上述各項優點使得PSC在未來深具發展潛力。PSC依高分子材料與組件制作方式不同而有不同的光電轉換效率，最典型的材料是聚三己基噻吩高分子(poIV-3-hexyIthiophene，P3HT)。實驗室PSC的組件制作方式，是把P3HT高分子混合修飾過的碳球材料涂布在玻璃基板上。接著以蒸鍍方式沉積，金屬電極再加以封裝就制作完成。

PSC的發電原理是高分子吸收太陽光產生電荷，藉由修飾的碳球材料使不同的電荷分離并導入相對的電極中，其組件光電轉換效率已高于5％，若搭配其它高分子材料與制程改良，光電轉換效率可高于6％。但PSC最大的挑戰是高分子材料本身的純度不如硅晶材料，在長時間照光與使用下，穩定性不足，壽命短，因此目前仍著重于開發高吸光且高穩定性的高分子材料。

PSC由于質輕、可撓曲、材料無污染、可連續印刷、可大面積化、成本低廉，且易整合于不同電子產品上，兼具環保與經濟兩大優勢，如能有效改善其缺點，必能成為太陽能電池產業的明日之星。

儲能設備

儲能設備的應用非常廣泛，可提供如手機、筆記本型電腦、數碼相機、游戲機、電動工具、機器人、再生能源儲電系統、電動刮胡刀、UPS不斷電系統、電動自行車、 電動機車、混成電動車與純電動車等的動力，未來更可應用在IC卡、軟性電子、生醫等薄型可撓式產品上。

目前電子產品的外型要求趨向短小輕薄，因此重量輕、體積小、高儲能容量、安全性佳、高功率且無環境污染的儲電裝置當然受到矚目。上述的太陽能電池在白天吸收太陽光產生電能后，若能儲存于儲能裝置中，使夜晚、陰天或下雨時也能夠有電可用，才能發揮其最大效益。目前重要的儲能裝置包括鋰離子二次電池、超級電容器、超導儲能系統等。

鋰離子二次電池：二次電池可反復充電，包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，目前廣泛應用于可攜式電子產品中。隨著電池的效能、壽命及外型輕薄短小的提升，以及環保意識加強，鉛酸、鎳鎘電池因使用鉛鎘等毒性重金屬而逐漸被取代。鎳氫電池雖無污染問題，但鎳金屬材料價格持續上漲，電池容量也不如鋰離子電池。使得鋰離子電池市場占有率逐漸提升且發展性頗被看好。

鋰離子電池的正極材料一般是由鋰鎳鈷錳氧化物所組成，負極材料是鋰碳層間化合物，電解質是含鋰離子鹽類的液態電解質。近兩年來廠商致力開發新型正負極材料，提高電池電容量與功率，使具有快速充放電、大電流放電、壽命長、安全性高、價格低等優點，除了已大量應用于可攜式電子產品外，也可應用在更多的動力產品中，如電動工具、混成動力車、機器人、太陽能電池儲能系統等。

由于鋰離子電池的液態電解質在長期操作下，恐會揮發且有露液的問題。因此衍生出使液態電解質固體化的技術而發展出固態薄膜鋰電池。以半導體真空制程把電池全固態化，除了可解決漏液及安全性的問題外，也可使電池輕薄化，且依然具備高容量、高功率、壽命長等優點，未來的應用潛力無窮，如IC卡、軟性電子產品等。

超級電容器：傳統電容器常設計在許多電子產品上，用以補償及儲存電荷，維持電子產品的使用效能及壽命。而超級電容器的電容量可以是傳統電容器的200倍，雖仍略遜鋰離子電池，卻比鋰離子電池有較高的充放電功率，可瞬間快速放電并可在短時間內完成充電，同時安全性更佳、循環壽命及保存期限長。因此超級電容器的應用面非常廣泛，如電子產品、電動汽機車、太陽能系統、不斷電系統、航空與國防器材等。

超級電容器的儲能原理，是藉由電活。性或多孔性導電材料經電荷分離或氧化還原反應來儲存電能，而電極材料主要是碳系材料、金屬氧化物、導電高分子與液態電解質。電極材料是超級電容器的重要成分，影響其性能與生產成本，因此發展新型電極材料是重要課題。

科學家已發展出可在較低反應溫度制備的二氧化錳海膽狀奈米材料，具備價格低廉、制作簡單、結晶性好、可大量生產等優點。隨著產品需求與技術的邁進，也發展出導電高分子固態電容器，使用高導電性的有機半導體復合鹽材料或導電高分子為固態電解質，進一步解決了液態電容器在高溫下可能揮發或爆漿的疑慮，如由聚偏二氟乙烯與三氟氯乙烯結合的新型聚合物壓電材料，使得電容器能在較小的電場下儲存與釋放更大能量。

此外。新發展的高密度層狀奈米碳管薄膜電極材料也很受矚目。它可改善舊有碳材的缺點，具備儲存更多電荷、快速放電等優點，更可結合生物技術，如結合生物兼容性的纖維紙，發展出可攜帶式或植入式生醫裝置，使得超級電容器更具前瞻性。

超導儲能系統：相信大家對時速能超過500公里的磁浮列車印象非常深刻，磁浮列車所用的原理就是應用超導體的超導現象――反磁性與零電阻特性。超導材料在低于其臨界溫度下，結構中電子與晶格相互作用沒有能量的損失，完全不受晶格影響，因此電阻是零，且進入超導態后，會拒絕磁力線進入，因此具有反磁性。

早期超導材料的臨界溫度過低，約為絕對溫度4度，因而限制了它的發展性。但隨著科學家的努力，逐漸發現高溫超導材料，如銅氧化物(絕對溫度30～160度)、二硼化鎂(絕對溫度39度)、碳六十類(絕對溫度117度)等，使得超導體應用更加廣泛，磁浮列車因此得以實現。

除此之外，因為在超導體內電阻是零，傳輸電能時不會有電力損失，所以可做為發電廠與城市之間電力輸送之用。另外，因電流在超導體內流動不會衰減，若把超導體線圈做得很大，便可儲存大量的電流。當需要時，可以把超導線圈的控溫區升至高于臨界溫度。這時電流會被迫向外流，超導線圈便成為強大的電能儲存與供應器。顯然，超導材料可以提供發電系統一個強大的儲能裝置。

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【關鍵詞】油氣儲運設備技術 泵罐閥爐 自動化 數字化 信息化

隨著石油工業現代化進程的加快，油氣的儲運設備設施技術在工業中的應用越來越廣泛。設備設施的自動化、信息化和數字化技術的有效融合，使得油氣儲運設備的操作及發展更加規范化和科學化。同時，也對油氣儲運設備的相關管理提出了更高的要求。油氣儲運設備技術在實踐中不斷進行試驗與探索，為其開拓更廣闊的發展空間奠定基礎的同時，也在不斷地為工業化和現代化建設服務。

1 簡析油氣儲運設備技術

綜合運輸體系的重要組成部分即為管道運輸，其在資源的儲運方面占據重要的地位。管道運輸由于其自身輸送能力大、高生產率、低能耗、低成本、輸送中損失小，安全可靠系數高等成為了油氣儲運中重要的運輸方式之一。在油氣儲運設備自動化、信息化及數字化技術的配合下，使其方便快捷的優點顯現出來。

油氣儲運設備技術的自動化在充分利用油井提供的能量，從井口至計量站再到聯合站直至原油穩定塔，設備根據外在環境的需求，通過科學的數字化統計技術與信息化的科學分析與研究，運用自動化技術來實施對設備運營條件的掌控，實現了科學化的決策。減少了人力操作產生的誤差和人力、物力、財力各個方面的消耗與浪費，通過決策層、數據層、監控層和現場層將網絡信息彼此連接起來，有利于對數據資源的有效整合，實現對原油的分水器控制、污水處理控制及其加熱系統控制。運用高科技網絡技術和數據信息的自動采集，建成的信息綜合處理平臺，實現相關信息等報表的自動生成、辦公系統和生產生本的網絡化、科學化的管理與決策。

2 淺談油氣儲運設備技術在實際生產中的應用

科技是第一生產力，只有將科技運用于實際生產中才能顯現出科技的力量與科研的價值。而科技只有在實際中不斷地試驗，才能使其更加規范和健全，從而發揮其在實際生產與管理中的潛力，服務于社會經濟的發展與現代化建設。

傳統的泵罐閥爐設備消耗燃料量較大，而煉油廠研制的高效三回程水套爐及燃燒器并不能從根本上提高儲運技術的整體運作效率，節能方面其效果并不顯著。

油氣儲運設備中主要的耗能設備是加熱爐，尤其是換熱器、爐管等的耐腐蝕性較差，熱媒爐自動控制和調節系統需要自動化技術的配合。泵罐閥爐設備由于其工作流量低于額定流量，工作壓力高于額定壓力，其利用傳統的閥門節流技術會造成大量的能源浪費，而新的儲運設備技術改善了此種現狀，采用數字化的科學計量方法，基于體積方面和質量方面的計量，配合泵罐自動計量系統的測量與計算機監控，實現了對泵管內油品平均溫度的測量，減少了實際生產與儲運所產生的誤差。其在聯合站采用二級布戰的方式，運用自動化、信息化等儲運設備技術進行開放式的生產，對原油進行增加與加熱處理，完成了單井來油到計量站再到聯合站進站閥組的一系列的工藝流程，在低含水油罐一脫水泵一水套爐一緩沖塔一電脫水器一穩定等生產環節將自動化、數字化與信息化技術相結合，有助于保障油氣儲運的安全、有效節省燃料，充分發揮設備的效能，提高設備的利用率，實現設備運行效益的最大化。

油氣儲運采用管線輸送的方式，其散熱損失和摩擦阻力損失較大。而在實際生產中，儲運設備技術彌補了其不足，加熱站提供設備所需的熱能的同時，泵站也為設備提供了一定的壓力能。而據相關的調查資料顯示，散熱損失在儲運設備系統能量損失中占有很大的比重，而摩擦阻力的損失也受油氣的粘度、儲運溫度等因素的影響。而運用自動化信息技術與數字化技術對油氣儲運參數及儲運效率進行不斷的優化，對管線進行實時監控，對設備的壓力、溫度、粘度等各個參數運用數字化技術進行精確地測量，利用自動化、數字化技術對收集到的信息及參數進行整合與優化，對加熱爐的溫度和油氣的儲運流量進行標準化的管理。

同時，在實際的生產運行中，針對泵罐閥爐運作的現狀進行了不斷地改進，通過技術改革來提高其運行效率。運用自動化的能耗計量儀表來測算其實際耗電量，對泵的進出口壓力、流量等參數進行實時的監控與管理，來確定泵罐閥爐的輸出功率。避免泵口過濾器的摩擦損失、加大對出口閥組的節流，增加原油的溫度及粘度，以期提高電機的整體運行效率。

油氣儲運設備技術改善了傳統的人工控制火力的運行方法，運用現代化的安全監測和監控保護系統，運用數字化技術對能耗參數進行科學、精密的測量，對采集到的信息進行科學計算與管理，根據實際測量的結果進行科學決策，實時的對工藝流程及生產環節中的燃燒器等設備進行有效切換，對供風系統進行有效地調節。實現了科學化的生產、合理的決策與管理。為整個油氣的儲運提供了實踐方面的指導和理論方面的支持。

3 簡析油氣儲運設備技術發展的前景

每一項新科技的應用，會在實際中經受一段時間與實踐的檢驗，在實踐中不斷地發現其存在的價值、開發的空間和存在的不足。

油氣儲運設備技術在其整個實際運用中，通過泵罐閥爐在生產環節中不斷地改進與完善，為其技術的發展前景奠定了一定的基礎，其發展前景廣闊。

簡言之，儲運設備技術在石油工業化生產中有著廣闊的發展空間與發展潛質，其在實際的儲運過程中提高了生產儲運系統的整體運作效率與水平，保證了生產儲運過程中的安全與環保，實現了社會效益、經濟效益與環保效益的統一，其為各大油田的油氣生產與儲運領域提供了技術指導和實踐經驗，值得其在更廣闊的領域廣泛的應用和推廣。

參考文獻

篇9

關鍵詞：倒出架；中間巷； 2145工作面

中圖分類號： TD355 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）02-186-2

1 2145結束時工作面概況

2145工作面屬于214采區，南部為2145采空區，北部為2145上塊采空區，東部為2161工作面，西部為2143工作面。

2145工作面已經結束，工作面長度142米，需要拆除工作面設備，包括液壓支架95個，前、后溜刮板輸送機。

2 出架方案選擇

拆除工作面設備，工作面有兩條運輸通道，第一，從2145配運料巷運輸，但該巷道在原2145上塊工作面采空區邊緣局部在2145采空區底板，工作面結束后因受采空影響，巷道變形嚴重，整修工作量大；第二，從2145中間巷運輸，然而從中間巷運輸必須采用從上向下的順序拆除工作面上段支架向下運輸，這是一個新的嘗試。通過現場實際調查并進行運輸方案比對，我們采用第二種工作面從上向下的出架方案。

3 施工程序

通過現場實際調查，最終決定從中間巷運輸設備，首先在中間巷安裝2部18.5kW回柱絞車，在工作面正上安裝1部18.5kW回柱絞車，在中間巷處打設四組底錨，每組底錨兩根4.0m錨索配4根藥卷，并逐根進行拉拔實驗，每根錨索拉拔力不小于200kN，然后從中間巷往上拆除前溜，使用工作面正上和中間巷絞車對拉，防止設備和支架下滑，然后采用四根單體液壓支柱將中間巷36號支架升起，收底盤，使底盤升起，懸在頂板上，并臥底盤下底板，保證支架底盤與底板巷道高度不低于0.9m，保證支架底盤距底板高度能夠運輸后溜槽，然后從中間巷向上拆除后溜，上半部拆完后，在從中間巷向下拆除前后溜，最終順利實現了從中間巷出前、后溜設備的目標，然后從上往下進行倒出架。

4 注意事項

4.1 對拉絞車使用注意事項

①對拉絞車司機開車前必須聯系好，兩部對拉車信號必須是獨立的，信號工必須確認兩部車之間的繩道和三角區內無人，否則嚴禁打信號動車，確認無誤后，工作面信號工向中間巷絞車發出開車信號，并向機尾絞車發出回車信號，兩部絞車司機聽到后，中間巷絞車司機發出開車信號、機尾絞車司機發出回車信號，信號工聽到兩部絞車司機回鐘后，分別同時向兩部絞車再次發出開、回車信號，信號必須同步，兩部車信號的最后一聲必須同時按下和松開，然后兩部絞車司機分別按信號開、回車；如果需要回車時，工作面信號工向中間巷絞車發出回車信號，并向機尾絞車發出開車信號，兩部絞車司機聽到后，中間巷絞車司機發出回車信號、機尾絞車司機發出開車信號，信號工聽到兩部絞車司機回鐘后，分別同時向兩部絞車再次發出回、開車信號，信號必須同步，兩部車信號的最后一聲必須同時按下和松開，然后兩部絞車司機分別按信號開、回車。信號工如果發現鋼絲繩松動。②絞車司機在操作時，精力要集中，按信號開車與回車，司機要互相配合，兩臺絞車運行速度必須同步，嚴禁松開閘放飛車。開車時，司機必須時刻注意絞車運行情況。不準強拉硬拽。制動閘要適當控制，嚴禁剎死。③對拉車使用前，必須提前確定停罐點，在停罐點設置阻車器，阻車器的安裝必須保證足夠的停罐距離。絞車運行期間，除特定信號工外，嚴禁進入運行區域，嚴格執行“行人不開車，開車不行人、不作業”制度。④絞車在運行過程中司機必須密切觀察鋼絲繩纏繞和放繩情況，防止過快、過慢，放繩時鋼絲繩要保持一定的松緊度，不允許松車過快造成軋繩，也不能開車過快，造成負荷過大。⑤在絞車運行過程中發現鋼絲繩、連接裝置、小絞車等異常情況應立即停車處理。⑥修理工每班要認真檢查絞車鋼絲繩情況，鋼絲繩斷絲在一個捻距內斷絲斷面積或磨損減少的斷面積超過原鋼絲繩截面積10%時必須更換。否則嚴禁開回車。在使用中放繩時，滾筒上至少留三圈繩，防止抽繩事故。

4.2 頂板管理

機尾第一個支架移出后，從砟幫起至煤幫掛七根梁（雙鍥鉸接頂梁）配合單體液壓支柱一梁一柱支護頂板，單體液壓支柱排距0.75m，間距1m，打緊打牢維護好工作空間，其中靠近砟幫的四根梁滯后出架4-8m放頂，然后在砟幫處打上戧棚。隨著支架的陸續拉出，逐步向下掛梁。然后隨著支架從上到下逐步被拉出，依次將上端掛梁點柱、鉸接梁替換至下端出架地點，支護頂幫，依次循環。單體液壓支柱打在實底上，每根單體液壓支柱必須穿好鐵鞋，拴牢柱頭，保證初撐力不低于90kN，手把體朝機尾，卸載閥朝機頭方向。出架時工作面及巷道內的棚子要放專人維護，發現變形或損壞的支架、漏液單體液壓支柱等情況時，要停止其它作業，及時進行維護或更換。

4.3 隱患排查

①由于倒出架是一個新的嘗試，因此我礦和區都比較重視，首先對后路無極繩車的壓繩輪、邊繩輪、護軌、限位保護等必須確保安全可靠，回柱絞車地錨、繩頭、鋼絲繩、罐擋、壓戧點柱等安全設施必須符合要求，絞車經安全管理部驗收合格辦理合格證后方可使用，安全系數必須符合要求。②每班對運輸沿線的巷道情況、軌道質量、安全設施、絞車完好情況等進行認真細致的檢查驗收工作，對不符合要求的必須進行整改，經驗收合格后，方可開始運輸設備，如果存在問題必須及時整改，整改驗收合格后。

5 經濟效益分析

通過兩種運輸方案的比較，采用工作面上段從上向下拆除支架、從中間巷運輸，可以減少巷道整修180m，減少軌道鋪設180m。

5.1 節省人工費用

工作面結束后，配運料巷寬度因受壓變形縮小到2.5m，按日整修4m，兩組對整需要整修22天，日需人工30個，每人工資按160計算，則可節約人工費用為：30×22×160=105600元；

5.2 節省支護費用

按巷道整修180m，整修擴幫寬度1.5m，每米巷道需要支護錨桿8根，每根費用約99.72元，菱形網720平方米，每平方米費用23元，錨索每米14.56元，鎖頭每個24元，則可節約支護材料費用為：99.72×8×180+720×23+（14.56×7×250+24×250+1.86×5×250）=193962元

5.3 節省軌道及鋪設費用

節省鋪設軌道長度180米，道岔兩部，道木260根，節約用工180÷5×2=72工，節約人工費72×160=11520，節約道木費用260×36=9360。則可節約材料人工費用為：105600+193962+11520+9360=320442元。

6 工作面倒出設備和支架的建議

常利用的工作面設備（前、后溜）拆除順序是從上向下依次拆除，拆除支架是從下向上依次拆除，利用運料巷作為后路運輸巷道；然而本工作面確是特殊情況，因斷層影響，造成工作面巷道布置復雜，設備拆除條件受限，需要采取倒出設備和支架，但最終成功實現從中間巷拆除設備和支架，為以后類似工作面結束拆除提供了良好的借鑒意義。

篇10

摘 要 在對煤化工污水對環境的污染進行論述的基礎上，分析了煤化工污水特點及主要處理技術措施。同時，從煤化工污水處理設備的實際運行角度出發，解決了運行過程中設備存在的主要故障。

關鍵詞 煤化工 污水 水處理

一、我國煤化工行業消耗水資源的現狀

發展煤化工將耗費大量的水資源并有可能污染環境，而其能源轉化效率也存在提高的空間。 煤炭資源和水資源呈逆向分布。

水資源是煤化工產業發展的重要制約因素，由于地理、氣候等客觀因素，我國水資源分布嚴重不均，煤炭資源和水資源呈逆向分布。

據統計，目前我國煤制烯烴耗水量為32噸/萬元產值，煤制乙二醇為45噸/萬元產值，煤制油耗水量為0.214噸/吉焦，煤制天然氣為0.229噸/吉焦。

煤炭深加工也將不可避免地釋放二氧化碳，如煤制天然氣的二氧化碳排放量約為0.137噸/吉焦，煤制烯烴為12噸/萬元產值。我國近年來二氧化碳排放量的快速增長將使我國不得不面臨越來越大的國際壓力。

煤制燃料的能源利用率同樣存在提升的空間，據統計，煤制油的能量利用率為59%，煤制天然氣為47%，煤制二甲醚僅為40%。

即使能夠解決上述問題，即將實行的碳稅亦將蠶食煤化工產業的利潤率，據財政部“中國碳稅稅制框架設計”，在碳稅征收初期的稅率為10元/噸二氧化碳，以后逐漸上升至70元/噸，碳稅制度或將對我國的煤化工行業帶來深刻影響。

二、煤化工污水對環境的污染

首先，污水當中主要包含油、酚、氰、苯及相關的衍生物污染物質，這部分污染物質在分解過程中將會大量消耗水中的氧氣，而且這部分污染物還會對水體當中的生物產生直接的毒害作用，隨著其在水體當中的持續蓄積，人、動物直接施用之后將會污染生物體，造成蓄積、中毒，同時對生物的正常生長造成危害。

其次，由于煤化工污水中的COD濃度較高，在排入周圍環境之后，將會消耗水體當中的氧氣，降低水體中溶解氧的含量，使得其中的水生生物不能生存。

再次，因為污水中所包含的氨氮類物質濃度較高，將會導致其中的藻類等出現異常繁殖，引發起水體富營養化等，一旦產生藻類在水體中積聚，將使得水體中的光線透射程度下降，光合作用所產生的氧氣含量下降，隨著消耗的氧氣量增加，會造成藻類的大量死亡，從而使得水體中的氧氣含量進一步下降，使得魚類大量死亡。

2、煤化工污水特點及主要處理技術措施

煤化工廢水的特點是高氨氮，采用物理吹脫法時處理效率低，不能直接實現達標排放，其后仍需生化處理，且生化處理難度未有效降低，同時氨氮進入大氣將造成惡臭氣體的二次污染問題。采用化學分解法運行費用太高，自動化控制程度要求很高，總體上技術尚未成熟，風險很高。由于氨氮含量高，采用常規A/O工藝難以實現達標排放。

煤化工企業所排放的污水中主要是煤氣化過程中所產生的污水，在高溫高壓洗滌煤氣之后的洗滌水回收之后，通過絮凝沉淀會排放部分污水，其中主要的污染物質是氨氮、COD、BOD、硫化物和SS 等物質，而且水體的溫度、硬度、SS以及氨氮含量都較高。

當前，國內對煤化工所采取的污水處理技術主要以生化法為主，該方法對廢水中有機污染物有良好的去除作用。但是，因為污水中所包含的污水中含有濃度較高的氰化物，將對后續生物處理系統中的微生物造成了對應的抑制與毒害作用。所以，通過適當的物化方法將其中的氰化物等有毒物質去除之后，通過生化法清除污水中的有機物是一個理想的途徑。但是，在實際的污水處理過程中，因為煤化工污水處理設施在運行過程中需要進行及時的維護，這需要企業基建部門做好對應的工作，確保整個環保設施能夠正常工作。

三、煤化工企業運行過程中的水污染處理工作

3.1 預防微孔曝氣器老化，確保O池溶氧充足

溶解氧是整個生化處理系統的核心，而污水處理曝氣池大部分采用的是微孔曝氣器，雖然這種設備的氧利用效率較高，而且具有較高的節能效果，但是其在日常的運行過程中容易出現老化、堵塞等問題，影響整個設備的運行效果。

對于微孔曝氣系統存在的堵塞老化問題，根據污染源的不同可以分為兩種：其一，因為鼓風機中不潔凈空氣使得孔內出現堵塞，設備部門必須定期對這些設備進行清理、更換，尤其是對入口前的空氣過濾器，要避免灰塵、塵埃等進入曝氣系統。同時，要保證通風順暢、減少進風的阻力，例如適當增加進風截面面積與連接鼓風機截面的面積等，這樣可以有效降低進風的速度。同時，在開停機之前要將閥門放空，及時的將管網中的積水排除，使得系統阻力下降。其二，對于污水側導致的堵塞問題，在曝氣持續一段時間之后，曝氣器的表面將會生長生物膜，或者因為水過硬而產生碳酸鈣的沉淀，使得曝氣器形成外堵。針對這種問題主要愛用人工方式或者高壓水對設備進行清理。

3.2 污水處理設備結垢問題分析

污水生化處理系統投入運行之后，通常會存在著離心鼓風機的出口壓力逐步增加，風機出口壓力逐步上漲至0.085MPa，導致鼓風機轉速出現報警。而且隨后還出現了O 池曝氣管的損壞數量增加， O池曝氣不均勻，最終造成污水處理質量下降的問題。在處理過程中，先將A/O 池中的污水抽空，發現池壁上結垢較為明顯，直接將曝氣管中的微孔堵塞。通過對這些結垢物質進行分析，發現其中鈣鎂含量達到40.57 %，碳酸根含量達到58.77 %，這表明結垢物質主要是碳酸鹽垢。

通過對應的停工維修處理，將O池中的所有曝氣管膜片進行及時的更換和清理，但是在持續運行3～5 個月之后，O 池中的曝氣器膜片再次出現了結垢現象，使得O 池中的DO含量下降。另外，池中的水下推進器的電機、葉片和滑動導軌上都存在結垢問題，使得水下推進器也出現了對應的故障。

考慮到A/O 池必須持續滿負荷的運行，不能對之進行停工檢修。為了能夠增加O池中的DO，采取了在O池增加懸掛鏈曝氣器的方式，在設備運行的過程中加裝。投入使用之后使得污水出口處COD含量以及氨氮物質的含量總體下降。

3.3 保證生化系統設備運行穩定

水下的推進設備需要具有適應污水的特性，尤其是能夠抗腐蝕、防結垢，這對于生化系統設備而言尤為重要。但是，這些設備長期在水中工作，其出現故障時不易發現。從而導致故障發生的主要原因來看，主要是因為電機上結垢以及污水溫度過高造成的。因此，通過利用水上導桿頂端的刻度盤來對左右的角度進行調節，不但能夠確保死角周圍水域被充分攪動，而且減少了粘附在電機表層的污垢類物質，給電機形成了良好的散熱條件。

3.4污水的深度處理法

煤化工污水經生化處理后，出水的COD、氨氮等濃度雖有極大的下降，但由于難降解有機物的存在使得出水的COD、色度等指標仍未達到排放標準。因此，生化處理后的出水仍需進一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術。如王俊潔等人研究了高效混凝沉淀技術應用在煤化工的懸浮物處理中的應用，并達到了很好的處理效果。此方案采用高效混凝沉淀技術，出水濁度可達到3度以下，遠遠低于傳統工藝中的混凝沉淀出水的指標，對后續濾池的壓力大大減小，反沖洗時間延長1倍以上，上升流速增加1倍，處理水量可達到傳統設計的2倍。因此，高效混凝沉淀技術在煤化工的懸浮物處理的應用中具有可觀的技術、占地和投資優勢。

3.5序批式活性污泥法

這是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。主要特征是在運行上的有序和間歇操作，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。該方法使生化反應推動力增大，煤化工廢水處理效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態，凈化效果好，耐沖擊負荷，池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。若出水水質仍不達標，也可以在SBR生化池內投加少量粉末活性炭以提高處理效率。

四、結語

污水處理設備是整個煤化工環保設備的重要構成部分，只要針對設備運行過程中存在的主要問題提出對應的解決方案才能提高設備的整體處理效果，保證系統整體順利運行。

隨著煤化工技術的發展和國際石油形勢的日趨緊張，煤化工產業已成為我國國民經濟持續發展的重要保障。要發展煤化工，必需解決由此所產生的污染問題。煤化工的發展應該把污染、能耗降到最低限度.控制在生態、環境可承載的能力范圍內。煤化工與石油化工、天然氣化工相比較，污染程度高、效益較低，所以我們一方面必須延伸產業鏈，生產高附加值的有機化工產品；另一方面，必須提高資源利益效率，減少廢物排放，尤其是提高高含鹽廢水的處理能力以確保煤化工的經濟效益和環保水平。我們應積極向世界先進的煤化工企業學習，增強產業的市場競爭能力。煤化工的發展決不能以資源、犧牲環境和破壞生態為代價。以節能降耗、減排治污為突破口進行轉變，把煤化工建設成為資源節約型、環境友好型行業。

參考文獻：

[1]潘亮，黨小龍，張博蘭.煤化工污水處理技術研究.城市建設理論研究.2013（18）.