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发射机技术论文(合集7篇)

时间:2022-07-23 10:52:16
发射机技术论文

发射机技术论文第1篇

1.1基带预失真技术基带预失真技术作为数字电视发射机技术中的关键性技术,因为有时发射机的功率放大器会出现问题,从而造成发射机的非线性失真,那么基带预失真技术就能够提高发射机功率放大器的使用效率。与此同时,还可以通过校正多工器的幅度和末级带的通滤波器来提高调制发射机的误差比。因为数字电视的信号是一种宽频谱的信号,所以在实际的使用过程中,在非线性的区域中使用功率放大器时就会产生干扰,导致较差的输出信号,甚至不能正常地接受输出信号。而如果功率放大器只是在A类线性区使用,那么数字电视发射机就会出现较大的功率消耗,而且运转的效率不高。这种情况会严重影响到数字电视发射机的可靠性,而且运行的成本也会增加。

以FPGA硬件为基础的基带预失真技术就会在基带的数字区域中进行预校正,这样就能够补偿数字电视发射机可能出现的非线性失真。而且这种预校正是与频率有关的,这样将对高功率的功能放大器有非常明显的校正作用。这一技术还可以通过PC机上具备的工具软件,对现行和非线性的预校正特性进行调节。

1.2低相噪捷变频技术在信道编码的调制过程中,对本振信号相位噪声有较高的要求,要求必须保持绝对低的相位噪声和宽频带捷变频,不然就有可能造成调制误差比降低,使信号不能被正确地接收。要有效地解决以上问题那么使用高中频变频技术以及高稳定的参考源是一个好的办法。新型的数字电视激励器就采用了2次变频的方案,满足了对于捷变频功能的需求。

1.3功率检测技术数字电视发射机的输出射频功率是控制整机的主要参数,所以及时地获得输出射频功率尤为重要,可以通过检波器对该功率进行检测。新型的数字电视激励器采用了数字采样的技术,从而让有效地解决了输出射频功率检测中的精确性的问题,其中所具备的新的检测系统能够对数字电视发射机的输出射频功率进行精确地检测,从而对数字电视发射机能够进行准确的控制。

2比较国外数字电视发射机和国内数字电视发射机各自的优势

数字电视发射机在国外的研究和生产已经有多年的历史了,不管是在技术上还是在制造上各方面都趋向了成熟。就目前来看,国外的数字电视发射机主要具备了以下几种优势:水冷发射机、数字激励器以及缝隙的填充器。数字电视发射机在我国的开发是从2002年开始的,但是当时因为国外封锁了数字电视发射机的核心技术,而单频网适配器以及数字激励器等数字电视发射机的关键部件只能够依靠进口,严重影响了我国数字电视的开发和研究。但是因为有多年的模拟发射机的生产技术的积累,所以我国的数字电视发射机的生产技术也发展迅速,在上述的关键技术被突破的基础上,我国的数字电视发射机进入了产业化发展,目前而言我国的设备在技术水平方面已经与国外相当。

国产的设备因为配合了我国的国标,所以在推广时占有相当明显的优势,而且发射机的生产厂家由于与国标的相关单位进行合作和实验,所以已经掌握了覆盖测试参数、单频网技术等最新的技术。可以想见,数字电视的覆盖在进行前期的设计和规划时因为要结合地区的实际情况和条件来进行,所以这个系统工程并不存在统一的模式,那么运用国外的产品就无法更好地施行“因地制宜”,而且在技术支持方面和售后的服务方面国外的数字电视发射机由于存在的空间和地区差异,所以并不占优势。相反,国内的数字电视发射机由于技术的进步目前占有较大的优势。

3结束语

发射机技术论文第2篇

数字电视信号要求发射机功放系统必须有较好的线性,当前改善功放系统线性度比较成熟的方法是在数字激励器中加入预校正技术和均衡技术。数字激励器的均衡器包括线性均衡器和群时延均衡器。数字均衡器主要有两个功能,一个功能是预校正数字I、Q基带信号的电平(相位、频响),另一个功能是将数字I、Q基带信号转换为模拟信号,同时送入调制器进行变频转换。均衡器补偿数字电视发射机的各部分产生的线性总失真,线性失真包括相位线性失真和幅度线性失真。发射机产生线性失真的主要器件是功放系统的输入/输出匹配网络和腔体及射频滤波器。这些器件产生的频响成为复频响,都需要对其幅度和相位进行均衡。均衡器输出的频响与发射机各部分的总频响呈复数共轭的函数转换关系,当发射机的复频响与均衡器产生的频响函数相乘后,发射机的线性失真将下降至满足标准要求的水平。理想的频响是一个常数和频率无关。群时延就是相位相对于频率的失真,是指不同频率的信号在通过整个信号带宽范围时产生不同的时延。理想的群时延也是一个常数和频率无关。补偿群时延失真的办法通常是采用两个数字均衡滤波器用于高频和低频补偿。数字激励器调制器的功能是把经过COFDM调制并进行数模转换后的两路I、Q正交信号和频率合成器输出的视频载波信号进行混频、变频成一路射频输出。

二、频率合成器

频率合成器的主要功能为输出调制需要的视频载波本振信号频率,为单频网提供参考时间和参考频率。载波频率的产生通过PLL(锁相环频率合成器)完成。PLL回路包括一个恒温VCXO(压控晶体振荡器),带宽为10MHz。输出的每个频率都与10MHz基准频率同步,10MHz基准频率的频率精度较高,较高的频率精度可降低噪声和确保短期的稳定性。5控制电路数字激励器一般都配有可实现远程遥控的RS232接口,同时安装以工控机为核心的控制处理单元。控制处理单元提供了发射机当前的运行状态信息、故障报警信息、参数配置信息、发射机的开启与关闭及历史记录等信息。通过操控工控机可以显示功放系统内部各功放模块的实时状态,控制单元通过外接传感器监测发射机各装置,管理发射机的全部操作。

三、中频自适应数字预校正技术

发射机技术论文第3篇

[关键词] 庄子; 不射之射; 技道; 育人术; 教育技术

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

“射术”是孔子倡导的“六艺”(礼、乐、射、御、书、数)中的一项重要的教育技能课程,与我们今天的教育技术类似。近来,本人在搜集庄子“不射之射”相关资料的过程中,有两个意外的发现,使我感到错愕。之一,上世纪50年代以来,现代“弓道”(射术或箭术)在日本各地高中和大学的持续升温,几乎每所大学都有弓道部。目前,全日本弓道联盟正不遗余力地把日本“弓道”推向世界,我们国内有两所大学(天津体院和北师大珠海分校)被“挺进”,他们自豪地说,日本复兴了源于中国的“射礼”思想。之二,1988年获第一届上海国际动画电影节特别奖,1989年获首届全国影视动画节目展播荣誉奖的电影《不射之射》,编剧与导演竟然是日本人川本喜八郎。一个日本人,深谙中国文化的真正内涵,而国人却“有眼不识金镶玉”而无人问津。我们为日本能有这样的电影导演而惊愕!也为我们的无知而叹息!难怪著名学者陈丹青断言“中国的文化已断代”,甚至有人发出“中国的文化都鸟了”这样的耸人听闻的哀叹。

由此,本人不由地联想到南国农先生曾多次在各种重要场合,倡导教育技术应向祖国优秀文化遗产汲取智慧倡议的真正意义,更联想到《庄子》及其“不射之射”寓言故事的宝贵价值。无论在日本昌盛的“弓道”,还是日本人编导的《不射之射》动画电影的成功,二者都与庄子的“不射之射”寓言故事密切相关,尤其是《不射之射》动画电影,它虽然脱胎于《列子·纪昌学箭》,但无论从内容还是形式,不仅形似,而且十分神似于前者。列子就是庄子故事中提到的主人公——列御寇,据考证,他是战国时期的郑国人。《汉书·艺文志》著录《列子》八篇,不过原文早已散失,现在我们见到的,可能是后人所作的,一般认为它成书于魏晋时期。由此可以推断,我们今天看到的《纪昌学箭》晚于庄子的“不射之射”典故,很可能它本身就源于“不射之射”。

我国古老的“射术”为什么在国际化、现代化程度很高的日本能够盛行,而且他们在引进吸收的基础上,还能升华为“弓道”,上升到哲学高度?为什么一个没进入我们中国人法眼的《纪昌学箭》典故,被日本人独具慧眼,编导的电影能够获奖?为什么“庄子学说”总是遭遇“墙内开花墙外香”的尴尬局面?它与教育技术有关系吗?对当今教育技术有借鉴意义吗?如此疑惑和好奇,迫使我们不得不深入到《庄子》原著中来领略探究。

“不射之射”是庄子在《田子方》中提出的。

列御寇为伯昏无人射,引之盈贯,措杯水其肘上,发之。适矢复沓,方矢复寓。当是时,犹象人也。

伯昏无人曰:“是射之射,非不射之射也。当与汝登高山,履危石,临百仞之渊,若能射乎?”

于是无人遂登高山,履危石,临百仞之渊,背逡巡,足二分垂在外,揖御寇而进之。御寇伏地,汗流至踵。

伯昏无人曰:“夫至人者,上窥青天,下潜黄泉,挥斥八极,神气不变。今汝怵然有恂目之志,尔于中也殆矣夫。” [1]

翻译成现代白话就是:列御寇为伯昏无人射箭,一见面就不无炫耀地向伯昏无人展示了高超技艺。他把弓拉满,然后在胳膊上放一个装满水的杯子,箭一枝接一枝连珠炮似地射出,箭无虚发,活像个“木偶”一样。但伯昏无人不以为然,他说:“这是射之射,非不射之射,当你登上险峻高山,面临万丈深渊,你还能这样射吗?”于是,伯昏无人把他带到怪石嶙峋的山崖之上,站在悬崖绝壁边,下面是万丈深渊,后脚跟悬空,礼貌地向列御寇作个揖,邀请他前来此地射箭。此时列御寇惊得汗流浃背,哪还有一丝先前的威风呢?伯昏无人说:“道德修养高深的人,在任何情况下,都能神气不变,一如平常,像你这种样子,想射中目标,着实悬乎啦!”

一、题 解

看了这个寓言故事,人们首先会问,传统箭术属于教育技术吗?

(一)“不射之射”是古代教育技术

这个寓言是师生之间技艺切磋的教学故事,是典型的“师徒型”教育模式,它把箭术引入到教学中来,巧妙地设计为教学情境,师生互动,既是技艺切磋,又是心灵对话。在学生炫耀、自满之时,老师选择最佳教学时机,因地制宜,因材施教,通过“不射之射”的精彩演示,对学生进行“润物细无声”的教育,学生灵魂深处受到强烈震撼,也是一次心灵顿悟,他深感自己的不足,因此“御寇伏地,汗流至踵”,说明他心理早已心悦诚服,达到理想的教学效果。这显然是教育,也是名副其实的教育技术。

今天,我们很难将“射术”当作教育技术,但在两千多年前,学校开设的“射术”,却是先进的教育技术,不亚于当今的计算机技术,动画电影 “纪昌学箭”即是有利佐证。

(二)“不射之射”是技术哲学

也许人们可能存有疑问,“ 射术”存在哲学吗?在不少人看来,射箭就是射箭,哪儿存在什么哲学?可见我们的思维已经“工具理性化”和普遍的西化。在古代的庄子眼中,“射术”大有乾坤,射中有道,道即哲学,不仅是哲学,还是最高哲学,它是宇宙、人类、技术的本源,是宇宙人生最本质、最根本的规律和总则。

哲学是系统化、理论化的世界观。“不射之射”故事由浅入深,由技术到人,由人到教育,由教育到自然,层层递进,直至到“形而上”的奥妙无穷的“道”。庄子是辩证主义大师,在他看来,技术不纯粹是技术,它还是“道”,技即道,“射术”蕴含着大道。这就是庄子对教育技术的总体看法,即教育技术世界观。

哲学是关于方法论的学说。故事由“射”、到“射之射”,再高度抽象为宇宙间、人类技术间最本质、最根本的规律——“不射之射”,通过技术演绎的方式来明道、贯道,“不射之射”是庄子的技术方法论。日本将“射术”上升为“弓道”,就有浓厚的“不射之射”方法论的味道。

我们可以用哲学术语把庄子“射”、“射之射”、“不射之射”概括为“否定之否定”和“质量互变”、 “对立统一”等规律和方法,也可以把它用数学公式来表述:“ⅹ”“ⅹ之ⅹ”“不ⅹ之ⅹ”,ⅹ可以代替任何技术,且所有技术都是遵从这一总规律,沿着这个轨迹螺旋式发展成熟的,盖莫如此。当然,在庄子的时代不会用现代哲学术语和数学公式来阐述他的哲学观与方法论,这就需要我们重新诠释,同时,这也正是本文研究的意义。

二、 “不射之射”技术哲学内涵

“射术”既然是古教育技术,而且还涵盖“不射之射”哲学,简称“道术”。那么庄子的“道术”究竟有哪些独特的、重要的内涵呢?

(一) “不射之射”技道观

庄子技道观独到、深邃、高远,即便是今天也很难有人超越其项背。

1. 技以载道

庄子的“道术”不是唯心的,而是唯物主义的。首先,它有一个坚实的技术——射箭,来作其阐释哲学的载体,古人形象地称之为“器”, 属于“射”的阶段或层次。有了这个技术作“道具”和依据,就有了人体能量的发挥与拓展,有了人的精神的不断超越与升华,有了“道”的形象展示的空间。

庄子采用欲擒故纵的手法,故事一开始就避开“射”的层次,开门见山、浓墨重彩地渲染“射之射”的精湛技术,不仅射得快,射得准,而且还在胳膊肘上放一杯水,一点都溅不出来,可见功夫之深。这个层次早已超越了一般的射箭术(“箭”的层次),上升到“射之射”的更高层次,是“射”的一次扬弃,也是技术的一次质变。

“射之射”箭术超群,但不是用来追求实用功能——打猎的,而是把它上升到艺术的高度,来体现其负载的教育价值,展现其艺术魅力的,是学生用来向老师汇报或炫耀自己进步的,是教学技术的艺术展示。

对常人来说,列御寇的精湛箭术已经是相当高超的了,但对于道术高深的伯昏无人老师来说,简直太小儿科了。他观摩后并没有对学生的精彩表演赞扬什么,只是轻描淡写地说了一句,这是“射之射”,还不是“不射之射”。为了引导学生更上层楼,他不用任何技术,不用拉弓搭箭,只是动动“神”,站在万丈悬崖之上,神闲气定(“神气不变”),展示了他的 “不射之射”功夫,轻而易举地降服了“射之射”,使得学生心服口服。

由此可知,庄子设置“射”只是一个起点,极力渲染“射之射”也并不是他的本意,其真正目的是通过射箭技术这个载体来承载他的“道术”。“臣之所好者道也。进乎技矣!”在庄子的教育理念中,技术只是教育的“器”和手段而已,是“形而下者”,道才是“形而上者”,才是教育哲学的最高范畴,才是他孜孜以求的目标。所以他不断引导学生向着教育的最高目标前进。

2. 技以明道

庄子的“道术”是辩证的。它虽然强调“道”主技仆,道体技用,但承认技术的独立性、能动性及规律性,承认技术本身就蕴含着“道”,技中有道。

“不射之射”说明,技术不仅是载道的器具,还是“明道”的捷径和方法,通过技艺的成长、飞跃、完善等演示、阐释的过程,就是对“道”的“解蔽”过程,就是形象展示道的内涵,将道形象化的过程,就是一步步阐明“道”的哲理或规律的过程,更是教育技术哲学表达的过程。教育技术能够“明道”。

3. 技以贯道

庄子不惜笔墨铺陈渲染射箭技术,“醉翁之意不在酒”,众矢之的也不在“靶”,庄子一次次扬弃,最终“中”的就是“形而上”的哲学之“道”——“不射之射”,就是为了贯通道。到了这个境界,技术就是“道”,“道”就是技术,技道合一,不分彼此。

庄子的“道术”告诉我们,只要反复摸索修炼技术,主动适应技术,进而掌握技术,经过否定之否定,就能够“得道”。列御寇的“射之射”几乎接近“道”,但它还属于“有待”阶段,与“无待”(自由)的道还差层窗户纸没点破。伯昏无人的示范已经“中”“道”、贯“道”,实现技术之道与“天道”合一,达到了尽善尽美。他对学生的指教,就是为了达到这个最高目标。由此看来,“道”是庄子教育技术的绝对、终极追求,庄子的所有技术无一例外地都在“中”这个“道”。 德国哲学大师黑格尔说过,“哲学是一种特殊的思维活动,是绝对的追求”, 看来与庄子心有灵犀志趣相投。

(二)“不射之射”境界观

境界也是哲学。所谓的境界主要指精神修炼方面的不断超越、升华,而达到的层次和水平。我国是境界论的故乡,在古今文艺理论和专家学者中广为倡导,庄子是境界论的鼻祖,更是其典范。该技术故事中包含有多种境界类型,且环环相扣。

就功夫而言,它由“射”到“射之射”,最后达到“不射之射”的最高境界,至此,根本不用任何工具或技术,就达到“不战而屈人之兵”的目的,这是最高层次的善,也是教育技术的最高境界。

就哲学而言,它由技术到艺术,最后达到“道”,由实到虚实结合(艺术),最后达到虚无的道,实现绝对追求和自由。大教育家雅斯贝尔斯说:教育哲学是“人的自由生成,对绝对真理和终极价值的追问,精神内涵的不断超越、陶冶与人的回归”。雅氏的哲学与庄子的境界论如出一辙。

就人才培养而言,庄子也追求境界,他提倡把学生从“常人”培养到“象人”(木偶),有艺术气息,最后达到“至人”层次。故事中的伯昏无人,已是得道之人——“至人”,是达到道的境界的高水平老师。列子的技术、功夫尚处于“射之射”阶段,作为学生也是相当优秀的了。但老师并不满足,还要把他培养成“至人”。所以他正在做的一如雅斯贝尔斯所说:就是服务于学生精神内涵的超越,唤醒学生的精神世界中沉睡的潜能,人只有不断超越其自身,才能成为真正的人,大写的人。所谓的“真正、大写的人”,就是“至人”。

就精神而言,“射”之境界由“神气不定”到“凝神”,最后到“疑神”,又引申出另一个哲学概念——“神气论”。

(三)“不射之射”神气论

“神气论”是老师在给学生讲“至人”时提到的,他说“至人”之所以达到“道”的境界,关键是他能在任何时间、任何地点都能做到“神气不变”,即便是面临万丈悬崖,且上面还堆一块岌岌可危的“危石”,像今天的惊险杂技一般,至人都能面带微笑地站在上面,至此还不失教师风范,彬彬有礼地邀请学生前来演示,哪还有丝毫的技术的影子,完全是精神的交流,心灵的融汇。这里的“神”包含两层意思,一是指精神,二是指神秘的力量,与“道”相似。

庄子的神气论是将“神气”这种精神现象作为技术的重要组成部分来论述的,神气的定与不定,集中与否,是关系到技术发挥与取得理想功效的必要因素。技术水平的提高,必须经过精神的修炼。没有精神的锤炼,就不会产生质变,就无法进入技术的高级阶段。具体体现在如下两个方面。

第一,“神气”是决定技术境界的标准。“射术”“道术”之所以境界不同,其判断标准不在技术,而在心灵(“神气”)指标。“射”的层次低,是因为它“神气不定”,不上档次。庄子之所以渲染“射之射”,是因为它“象人”,做到了“凝神”、“忘我”,有境界,够档次,值得赞美,所以庄子不乏溢美之词。庄子真正追求是“不射之射”的“疑神”境界,因为在此境界中,物质的东西几乎没有了,起作用的纯粹是精神的东西,也就是庄子所说的“神”,精神只要高度凝集,就会有质的飞跃,精神就会变为物质,具有巨大威力,“惊犹鬼神”,“神乎其神”给人以“神”的威严,不战而屈人。

第二,“神气”还是决定胜负的关键。老师之所以能“不射之射” 不战而屈人,关键就在于在万分危险的场合“神气不变”,即“泰山崩于前而面色不改”,心理素质过硬,真正实现了“天人合一”。同样的道理,中国国家射击队心理医生也说过,能进入国家队的队员个个都是神,平时训练时,几乎枪枪都是十环,到了赛场上,情况就大不一样,心里稍微犹豫,手一抖,就会偏靶、脱靶。心理素质往往是最后关头决定胜负的关键。张怡宁在51届乒乓球世锦赛丁宁战胜李晓霞时如是说:“打到决赛一定不是技术的抗衡,一定是心理思想等综合能力的抗衡,技术再先进,只能占三成。”

庄子“神气论”虽以技术作根据,但更多地是精神的修炼、超越与升华,是塑造精神巨人的,释放人的极大潜能的,是成功心理学。

就此而言,庄子的教育技术(古)与其说是物质技术,不如说是心灵的技术,庄子哲学与其说是技术哲学,不如说是心灵哲学。因为庄子技术哲学的魂魄是心灵神气,即心即道,即神即道,而物质技术只是它的皮毛和外壳,是用来培育和孵化灵魂的。

上述三个方面远不能囊括庄子“不射之射”技术哲学的全部内涵,但无疑是其最重要的组成部分,其中,技道观是最重要的,境界论、神气论是其不同的侧面和折射。

我们之所以详细阐释庄子“不射之射”技术哲学内涵,是因为它对我国当今教育技术有着极大的借鉴价值。

三、借“不射之射”哲学“把脉”当今教育技术

诚然,改革开放以来,我国的教育技术取得了长足的发展,这是有目共睹、不可争辩的事实。如果按照美国最经典的94定义:“教学技术是为了促进学习,对有关过程和资源进行设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。”来对照的话,我国的教育技术的发展还是比较正常的,问题不大。因为这么多年来,我们都是按照这个路子走过来的。如果从“不射之射”哲学观点看,我国的教育技术就露出许多“马脚”,存在诸多问题,有些还是根本性的问题。这些问题我们过去根本意识不到,“不识庐山真面目,只缘身在此山中”,原因就在于置身其中。现在我们可以跳出原来的框框,参照庄子“不射之射”哲学,诊断其“病因何在”、“病根何处”、“病机何样”,逐步认清其“庐山真面目”。

(一)“形而上学” 技术观盛行

探究我国教育技术诸般问题,本人认为祸首当推“形而上学” 技术观、世界观,因为它是指导思想。“差之毫厘,失之千里”,指导思想出了偏差,教育技术实践焉能幸免?

哲学上将“孤立地、片面地、静止地”看世界的思维和方法称之为 “形而上学”。我们奉为“圭臬”的美国94定义,它把教育技术仅仅看作是教学技术,只谈教与学,不涉及教育,不涉及“育人”,技术与人、技术与思维、技术与自然、技术与道等是相分离的,是典型的“形而上学”,是“机械、孤立、片面、静止”的技术观。

我们教育技术界不分青红皂白,将美国的“教学技术”直接当作“教育技术”引进,张冠李戴、偷梁换柱还是小事,恶劣的是,如此机械的技术观,我们还傻乎乎把它当作法宝,当作圣经在全国到处宣扬、普遍推广,自以为得计,美其名曰“国际接轨”,而像庄子“不射之射”哲学等拥有极大价值的祖国优秀文化遗产却无人问津。

不客气地说,我们今人的教育技术世界观着实赶不上2000多年前的庄子,他能看透教育技术的本质,即马克思“人的本质力量的对象化”(外化),今人却看不透。就凭这一点,我们就自叹弗如,更何况他那整体、全面、深刻而辩证的教育技术观,岂是形而上学的技术观所能比拟?

(二)“工具理性”膨胀,“价值理性”缺失

工具理性是法兰克福学派用语,指科学技术由人类解放的工具变为奴役人和毁灭人的工具。它以工具崇拜和技术主义为生存目标的价值观,为实现人的某种功利而服务,是通过实践确认工具(手段)的有用性,追求事物的最大功效,漠视人的情感和精神价值。“价值理性”,是行为人注重行为本身所能代表的价值,即是否实现社会的公平、正义、忠诚、荣誉等,而不看重行为的结果。它所关注的是从某些实质的、特定的价值理念的角度来看行为的合理性。

不可否认,随着我国教育技术的国际化进程不断加速,受国际大环境影响越来越明显,唯工具论、唯科技论甚嚣尘上,工具理性极大膨胀,而价值理性却不见踪影。在我国的教育技术中,你何时能看到“人的情感”和“精神价值”之类的东西?何处能看到庄子的“射之射”、“不射之射”、“道”、“境界”、“神气”等价值理性的东西?何曾看到类似于庄子的“技道观”辩证思维?不容乐观的是,除了技术的内在价值一枝独秀外,教育技术承载的外在价值(即理性价值),如真善美等艺术价值、精神价值和体道、载道的终极价值等价值理性方面,乏善可陈。孤注一掷的“工具理性”,不受约束的恶性膨胀,“价值理性”的严重缺失,造成了教育技术的畸形发展、低层次发展,大大影响了高层级的价值理性(道)的实现,影响了学生的高层次的精神需求,更无法实现我国德智体美劳全面发展的教育方针和目标。

(三)“机事”横行 境界全无

我国经典《周易》有一句非常有名的话,叫做“形而下者为之器,形而上者为之道”,它本身就是境界论,与庄子的“不射之射”有相同的哲学韵味。从境界角度来看,我国教育技术界一直以来,紧跟在美国的后面,囿于狭隘的“形而上学”的思维框框,把教育技术的研究领域孤立、静止在“器”的范畴之内,虽然加了一长串的定语“设计、开发、利用、管理和评价”,看似热闹,但无法改变视阈狭窄、气量狭小的事实,是实用主义的典型,也是庄子极力反对的“事求可,功求成,用力少,见功多”的典型,庄子形象地称其为“机事”。在“机事”毫无忌惮的肆虐下,教育最为重要的、最本质的东西——“培养全面发展的人”,被“机事”像黑洞一样、幽灵一样无声无息地吞噬淹没了。技术不能上升到教育的高度,不能相应成为育人的工具和手段,就不能称其为教育技术,等同于形而下的“器”。

虽然美国04定义“教育技术是通过创造、使用和管理合适的技术性的过程和资源,以促进学习和提高绩效的研究与符合伦理道德的实践”,有了变化,有了进步,增加了“符合伦理道德”的定语,把教育技术扩大到了社会伦理道德的范畴,但与“射之射”还不能相提并论,与“不射之射”也不是一个量级,根本不是一个层次。

“教学技术”与“教育技术”本是两个不同的层次,有本质差别。什么是教育?教育是一种人类道德、科学、技术、知识储备、精神境界的传承和提升行为,也是人类文明的传递。狭义的教育,是教育者根据一定社会要求,有目的、有计划对受教育者的身心施加影响,把他们培养成为一定社会所需要的人的活动。我国的教育目的就是教育人德智体全面发展。截至目前,教育技术界还很少有人意识到二者的差别。客观地说,当前我国教育技术充其量只能称其为“教学中的技术”,勉强叫做教学技术也可,并没有成为真正的“教育技术”,原因是“促进学习和提高绩效”的目的,效率、实用代替一切的现实,一点都没有改变,“机事”照样横行,基本没有将技术与道德、精神等联系在一起,没有将技术与育人有机地融合在一起,更没有人像庄子那样能动地、超技术地、追求精神自由地来看待技术、研究技术。就此而言,我国教育技术的层次还是相当低的,根本谈不上境界。

(四)“机心”太重 道之不载

“机心”也是庄子术语,也就是“功利机巧”之心,相对于“人心”而言的。正如庄子所说,一直以来,我国教育技术只知道“治其外”,泛指实体技术,而不知道“治其内”(人心),把掌握技术的人、人的身心,尤其是人的精神与自由抛在了一边,技术就是教育,技术就是目的,技术就是一切。一心只盯着效率,并为该目标不懈努力,忘却了对该目标合理性的质疑,排除了思维的否定性、批判性,由单向思维代替辩证思维,控制、操纵、分析、谋算充斥于心,充斥于教育技术界,“机心”上升为统治地位,思想情操、道德伦理边缘化,致使人心退化和异化。

庄子认为“执道者德全,德全者形全,形全者神全。神全者,圣人之道也”。技术之所以能载道贯道,不在于技术本身,关键是人,进一步说是人的神。神全了,凝练到一定的程度,就能出神入化,进入到道的境界,中道、贯道。就像国学大师王国维所说,经过“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”的意志的磨炼,心灵的觉悟,最终实现“众里寻他千百度,蓦然回首,那人正在灯火阑珊处”,自然而然与道契合。与“圣人之道”相反,我们教育技术“机心”重重,见物不见人,是“愚人之道”,是技术霸道,正由于此,技术本来能够承载教育之道的功能、承载“内圣外王”的王道功能、承载“天人合一”的贯道功能被整没了。因此,受教育的人不仅成了没有灵魂的“技术人”,还在日益变成技术的奴隶,包括我们教育者在内,无人幸免。

哲人庄子似乎早有觉察,两千多年前就预言说:“有机械者必有机事,有机事者必有机心。机心存于胸中则纯白不备。纯白不备则神生不定,神生不定者,道之所不载也。”不幸而言中,这番机理就是我国教育技术致病“机理”,这里的关键是这个“机”,是外在于人的物质技术。由此看来如何处理“人与机”的关系,就成为正确与否的分水岭。人把握了机,机就成为教育人、培养人的利器,使受教育者成为真正的人,大写的人,高境界的人。机操控了人,它就成为霸道,机械、机事、机心、扰乱人心,神生不定,道之不载。当今的教育技术离教育之道、育人之道、自然之道渐行渐远,就是技术霸道(机心)造成的。

四、向庄子“不射之射”哲学借“药方”

台湾著名学者南怀瑾作过一个非常形象的比喻,他把道家比作一个药店,不生病可以不去,生了病则非去不可。当社会处于急剧变革或混乱,个人处于困顿时, 犹如人生病一样,要想治病,要想拨乱反正,就非研究道家不可。

本人将我国当前教育技术存在的问题归结为四项,当然不止这些。那么如何解决这些问题呢?如何“对症下药”呢?解决技术带来的问题,必须到技术之外——即人本身寻找力量;解决中国教育技术的问题,必须到中国灿烂的哲学思想中去寻找。实践证明“洋为中用”这个药方现在是不管用了,因为他们也已无能为力,不得不将眼光转向东方,转向道家,这叫“东学西渐”。一味地“洋为中用”无疑是“以火治火,以水救水”,无疑是火中取栗,因此,我们只能另辟新路,走“古为今用”这条路,从庄子哲学中找药方。

(一) 摒弃“形而上学”技术观,尊崇辩证技道观

“形而上学”是孤立、静止、片面的技术观、世界观,是思维方面的问题。“心病还要心药医”,医治此类问题,主要是开处开窍、醒脑的药石。“踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫”,庄子的辩证的技道观正是这样一剂良药。事实上,不仅欧美的不少大科学家、大哲学家从中得到许多启发,就连我们的近邻日本、韩国也从中的得到了不少的甜头。我国是技道观的故乡,何乐而不为呢?

(二)摒弃工具理性,大力倡导价值理性

工具理性是一种畸形的方法论,要医治这类恶性膨胀的疾病,需要到庄子药店寻找“扶正祛邪”之药,庄子“射之射”、“不射之射”、“道”、“境界”、“神气”等价值理性的东西,就是此类良药,可以帮助我国教育技术祛除邪气,扶正价值理性元气。健康的教育技术观是工具理性和价值理性的对立统一。虽然价值理性的实现必须依赖于工具理性,但价值理性更接近于技术的本质,层次更高,我们“扶正祛邪”,就是大力提倡价值理性,扭转工具理性过度膨胀,消除工具理性独尊、独大、独霸的局面,促进教育技术的全面发展,健康发展。

(三)摒弃实用主义庸俗哲学,提高教育技术的境界

一直以来,我国教育技术在庸俗的实用主义哲学的误导下,教育技术事业长期地陷入“机事”的沼泽地,偏执而不能自拔。教育本来是一件非常高尚、荣耀的事,是形而上、可以坐而论道的事,是一件培养学生悟道、得道的事,结果让实用主义搞成形而下的“器”事,不登大雅之堂的“机事”。要解决这类偏执病,就要从庄子药店抓取内涵“否定之否定”、“扬弃”、“超技术”的“境界”之药,以纠偏开窍,开拓教育技术的研究领域,提高教育技术的境界,提高教育技术在教育中的地位和声誉。

(四)摒弃“机心”,技以载道、贯道

“机心”是人心的退化、异化,人心的技术化。换句话说,就是人迷失了方向,找不到自己的故乡。医治此类“迷魂症”,可以从庄子药店抓取“神气论”类药物,治疗精神疾病,实现满足学生高级的精神方面的需求。德国哲学家谢林说过:“哲学活动的本质,原就是精神还乡”。德国著名诗人诺瓦利斯也认为“哲学原就是怀着一种乡愁的冲动到处去寻找家园。”他们所说的家园,指的是精神的家园,内心的家园。庄子的神气论就是在技术的国度里怀着一种乡愁的冲动到处去寻找家园和精神还乡的,他孜孜以求的就是“道”的家园,是引导学生走向自由、幸福、理想的境地。

五、 庄子“不射之射”哲学之启迪

“不射之射”是庄子哲学的一个折射点,包含着庄子哲学的全部精髓。它为我们揭示了什么是教育技术哲学、教育技术哲学研究领域有哪些、中国的教育技术哲学特色在什么地方、中国教育技术特殊品味或美学意味是什么。“不射之射”的技术世界理念和把握技术世界的方法是鲜明的,有其独特的理论价值,从中我们可以得到重要启迪。

(一)教育技术新视角

“不射之射”告诉我们,技术的本质是人的本质力量的外化或对象化,教育技术的本质就是唤醒提高人的本质力量的外化的能力。教育技术是教书育人的工具手段与方法,不仅是教的技术,学的技术,也不仅是促进学习和提高绩效,更重要的是育人,是全面促进学生的发展,提高学生的思想境界,满足学生的精神需求,重点是人的精神升华。教育技术的本质属性是教育而不是技术。教育技术有不同的层次,“射”是低层次的,“射之射”是“射”的质变,既有科技含量,又有很高的艺术气息,是教育艺术。“不射之射”是“射”的“否定之否定“,是“射之射”的“扬弃”,是教育技术的最高阶段,是软实力、软技术,是教育之道。到了这个阶段,几乎看不到“器”、“机”的影子,技术出神入化,教育效果往往震撼灵魂,往往伴随顿悟出现。“不射之射”故事演绎出来的正是这个层次和境界。

“不射之射”启迪我们:在教育中有形技术占较大比重的不一定是好事,因为它还是“射”和“器”的境界,突出物化的东西多,育人心灵的东西少,是低层次的;在教育中有形的技术并不多见,但这些技术用得灵活自如,游刃有余,属于“射之射”境界,这个层次是我国教育技术界值得大力推广的;在教育中几乎看不到任何技术,但效果却出神入化,我们不要以为它不是教育技术,相反,它不仅是地道的教育技术,还是教育技术的最高境界,它就是“不射之射”。

总之,判断是否是教育技术,不在“器”和“技”的多少,关键是学生精神方面的触动和醒悟,关键是育人的效果。

(二)教育技术发展新思路

我国教育技术发展遇到的最大问题是一味地“崇洋”,过多地“洋为中用”,信奉“圣经”教条,喜好用“圣经”来指导中国的实践,造成中国的教育技术就像水上浮萍一样总是随风飘浮,随波逐流,表面繁荣,脚下无根。就像墙头芦苇那样“头重脚轻根底浅”,缺乏根基。结果子步亦步,子趋亦趋,子驰亦驰,步步紧跟,等到人家“奔逸绝尘”而去,我们只有干瞪眼的份儿,永远落后于人。更为甚者还患有“软骨病”,没有独立自主的骨架,缺乏自信、自强、自立的骨气、勇气和底气,更谈不上“神气”与境界,常常被教育界和国人诟病和讥笑。这样的发展模式目前遇到很大危机,已难以为继。根本原因就是没有自己的根——文化之根,没有根植于优秀灿烂文化这块肥沃的土壤上,“文化断代”,营养不良。

“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,庄子“不射之射”哲学恰好能给教育技术摆脱水上浮萍、墙头芦苇的困局提供千载难逢的契机,指导我国教育技术创新思维,彻底转变发展方式,自信、自强、自立,进入“柳暗花明”的新境地。只有走文化内涵式发展之路,“古为今用”之路,“内需发展”为主,“洋为中用”为辅,深深扎根于祖国的优秀文化,培育有骨气、有底气的教育技术,从而成长为有特色、有境界、神气十足的教育技术。根深叶茂,方能成为屹立世界之林的参天大树。

(三)教育技术之急需——顿悟

发射机技术论文第4篇

【关键词】水射流技术;石油工程;应用;前景展望

【分类号】:F284

目前,水射流技术已经取得了进一步的发展与进步,在石油工程开采过程中的作用越来越明显,逐渐受到了石油行业的高度重视,使得水射流技术得到了快速的发 展。但是,就目前我国水射流技术水平而言,还远远低于世界平均水平,再加之水射流设备的滞后,常常导致石油工程开采工作无法顺利开展,这也是影响我国水射 流技术进一步提升的主要原因之一。那么,本文就针对这一问题,对水射流技术进行详细的介绍,结合目前我国水射流技术的发展现状作出阐释,得出以下相关结 论。

1.提高钻井射流在井底工作效率

20世纪初,随着喷射钻井的出现,不仅大大提高了石油工程的钻井效率,还能够确保钻井的质量,减少了不必要的人力投入,节省了一定的石油工程建设成本。通过多年的实践工作,相关技术人员发现,喷神钻井在正常运行状态时,如果将高射流逐渐调高 的话,就会加快钻井的速度,而这一施工过程一般需要借助泥浆泵所实现的。但是,这势必会对泥浆泵体积造成一定的影响,使得柴油机功率过大,运输起来十分不 便,增加了石油工程设备费用而对支出,还从一定程度上加大了燃料的浪费。因此,这一问题已经成为钻井行业共同关注的看问题。由于钻井射流是一项比较复杂的 工作,受到很多条件因素的限制,我国对于钻井射流并不全面,尚未形成相对完善的水射流技术体系。

1.1喷射钻井水力参数设计新方法

由公式进一步可以推导出钻井射流到达井底岩面各水力参数的计算模型。传统的喷射钻井水力设计理论和方法,是由喷射钻井奠基人H.A Kendall和W C Goins在1960年按钻头喷嘴出口处获最大功率、最大冲击力或最大喷速而建立的。

1.2研制新型加长喷嘴牙轮钻头

通过上文描述,可以得知,如果把喷射距离缩小至射流所能承受的范围内,就可以使井下的动压力和谁功率得到很大的提高。下面,我们就以实际的牙轮钻头喷嘴 为例,当其与井底保持在一定的距离时,如果我们将这两者之间的距离缩短至允许的范围内,这时,我们就会发现井底的动压力和谁功率就会迅速提高。因此,相关 技术人员要对牙轮钻头喷嘴进行不断的研发和分析,研制出更多新型的牙轮钻头喷嘴,这样才能加快钻井速度,逐步提高石油工程开采效率,为我国石油企业带来更 多可观的经济效益。

2.自振新型射流理论及应用

20世纪后期,随着科学技术的不断发展与进步,越来越多先进的水射流技术被应 用于石油工程中,而自己振动射流作为当时常见的新型水射流技术,受到了石油行业的高度青睐,这种水射流技术主要的工作原理是通过流体自己振动的本事,将一 些连续射流转变为断续性射流,形成一个涡环流,由于这种涡环流的压力较低,常常会出现空化的现象,而其最大的特点就是能够对粉碎的岩石表面进行快速的清 理,是一种非常实用的水射流技术。

2.1谐振腔基本关系式和结构数学模型

根据瞬态流理论和水声学原理,当流体通过各种类型的谐振腔出口收缩断面时产生压力激动,这种压力激动反射回入口处与来流的压力脉动叠加形成驻波,当激振频率与射流本身的固有频率匹配时产生共振,从而产生空化。

2.2自激振动射流在石油钻井和采油中的应用

应用上述理论调制的自激振动射流用于钻井和采油生产,开发出若干有实用价值的新技术,获得了显著经济效益。如:a.将自振射流用于钻井,研制出自激振动 射流钻头,平均机械钻速提高35%。b.将自振射流用于处理油井近井地层及解堵,首创自振旋转射流处理近井地层及解堵新技术。由于射流作用于近井地层,同 时对其产生低频水力冲击、高频水力振荡和超声波3种物理效应,故能有效地解堵和处理地层。这项技术自1995年起先后在辽河、胜利、大庆等11个油田和地 区的500多口井上应用,平均油井单井增油20%~30%,注水井单井增注30%~130%。c.把自振射流用于油田注水,创制了自激波动注水新技术,它 从源头上预防在注水过程中形成的近井地带堵塞,实现了边注水边解堵,达到了降低注水压力、延长修井周期和降低作业费用的目的。

3.射流结合机械破岩技术

如果想要将射流射向井底岩石底部时,就要尽量与机械齿之间保持紧密相连的关系,这时,采用机械破岩技术时,岩石表面将会出现裂纹,而射流将会随着这些列分进入到岩石内部,逐渐扩大裂纹面积,使得岩石快速破裂,再加上岩石本身的拉应力不强,这就大大降低了射流的压力。

4.前景展望

(1)开展高压和超高压射流动力学及辅助机械破岩机理研究,为今后研究高压和超高压射流辅助机械破岩新钻井方法提供理论基础。这种新钻井方法是近10年国际钻井界努力追求的目标,是钻井工程研究的前沿重大课题,它可以从根本上解决深井和超深井的钻井速度。

(2)开展高温高压条件下空化射流“空泡”的起始、成长和破灭机理研究。根据理论计算,空化射流“空泡”爆破时的瞬时压力约为连续射流滞止压力的 8~124倍。将这样高的瞬时压力用于井底破碎岩石、处理油层、开拓新的油流通道和裂缝,将会开发出若干提高钻井速度、增加原油产量和注水量的新技术。

(3)推广应用高压水射流钻径向水平井技术和高压水射流深穿透无污染射孔技术,将会有效地开采剩余油和提高原油单井产量,进而提高原油采收率。

(4)发展的高压水射流破岩理论,不仅可用于石油钻井和油气开采,而且可用于采煤、金属矿山、地铁及隧道工程,提高钻掘速度,具有广阔应用前景。

5.结束语

综上所述,可以得知,水射流技术对于我国石油工程建设发展有着重要的影响,并且,在技术人员坚持不懈的努力下,越来越多先进的水射流技术出现在现代市场 中,水射流设备也取得了很大的改善,在各个领域中发挥着重要的作用。现阶段,虽然水射流技术中仍旧存在一定的弊端,但随着科学技术水平的不断提高,这些问 题也能够得到更好的解决,逐渐形成完善的水射流技术体系,进一步提升我国水射流技术水平,加快我国石油井下钻井的速度与效率,促进我国石油工程持续稳定的 发展。

参考文献

[1]李根生,张德斌,等.自激波动注水机理与实验[J].石油学报,2002,23(6)

发射机技术论文第5篇

【关键词】水射流技术;石油工程;应用;前景展望

目前,水射流技术已经取得了进一步的发展与进步,在石油工程开采过程中的作用越来越明显,逐渐受到了石油行业的高度重视,使得水射流技术得到了快速的发展。但是,就目前我国水射流技术水平而言,还远远低于世界平均水平,再加之水射流设备的滞后,常常导致石油工程开采工作无法顺利开展,这也是影响我国水射流技术进一步提升的主要原因之一。那么,本文就针对这一问题,对水射流技术进行详细的介绍,结合目前我国水射流技术的发展现状作出阐释,得出以下相关结论。

1.提高钻井射流在井底工作效率

20世纪初,随着喷射钻井的出现,不仅大大提高了石油工程的钻井效率,还能够确保钻井的质量,减少了不必要的人力投入,节省了一定的石油工程建设成本。通过多年的实践工作,相关技术人员发现,喷神钻井在正常运行状态时,如果将高射流逐渐调高的话,就会加快钻井的速度,而这一施工过程一般需要借助泥浆泵所实现的。但是,这势必会对泥浆泵体积造成一定的影响,使得柴油机功率过大,运输起来十分不便,增加了石油工程设备费用而对支出,还从一定程度上加大了燃料的浪费。因此,这一问题已经成为钻井行业共同关注的看问题。由于钻井射流是一项比较复杂的工作,受到很多条件因素的限制,我国对于钻井射流并不全面,尚未形成相对完善的水射流技术体系。

1.1喷射钻井水力参数设计新方法

由公式进一步可以推导出钻井射流到达井底岩面各水力参数的计算模型。传统的喷射钻井水力设计理论和方法,是由喷射钻井奠基人H.A Kendall和W C Goins在1960年按钻头喷嘴出口处获最大功率、最大冲击力或最大喷速而建立的。

1.2研制新型加长喷嘴牙轮钻头

通过上文描述,可以得知,如果把喷射距离缩小至射流所能承受的范围内,就可以使井下的动压力和谁功率得到很大的提高。下面,我们就以实际的牙轮钻头喷嘴为例,当其与井底保持在一定的距离时,如果我们将这两者之间的距离缩短至允许的范围内,这时,我们就会发现井底的动压力和谁功率就会迅速提高。因此,相关技术人员要对牙轮钻头喷嘴进行不断的研发和分析,研制出更多新型的牙轮钻头喷嘴,这样才能加快钻井速度,逐步提高石油工程开采效率,为我国石油企业带来更多可观的经济效益。

2.自振新型射流理论及应用

20世纪后期,随着科学技术的不断发展与进步,越来越多先进的水射流技术被应用于石油工程中,而自己振动射流作为当时常见的新型水射流技术,受到了石油行业的高度青睐,这种水射流技术主要的工作原理是通过流体自己振动的本事,将一些连续射流转变为断续性射流,形成一个涡环流,由于这种涡环流的压力较低,常常会出现空化的现象,而其最大的特点就是能够对粉碎的岩石表面进行快速的清理,是一种非常实用的水射流技术。

2.1谐振腔基本关系式和结构数学模型

根据瞬态流理论和水声学原理,当流体通过各种类型的谐振腔出口收缩断面时产生压力激动,这种压力激动反射回入口处与来流的压力脉动叠加形成驻波,当激振频率与射流本身的固有频率匹配时产生共振,从而产生空化。

2.2自激振动射流在石油钻井和采油中的应用

应用上述理论调制的自激振动射流用于钻井和采油生产,开发出若干有实用价值的新技术,获得了显著经济效益。如:a.将自振射流用于钻井,研制出自激振动射流钻头,平均机械钻速提高35%。b.将自振射流用于处理油井近井地层及解堵,首创自振旋转射流处理近井地层及解堵新技术。由于射流作用于近井地层,同时对其产生低频水力冲击、高频水力振荡和超声波3种物理效应,故能有效地解堵和处理地层。这项技术自1995年起先后在辽河、胜利、大庆等11个油田和地区的500多口井上应用,平均油井单井增油20%~30%,注水井单井增注30%~130%。c.把自振射流用于油田注水,创制了自激波动注水新技术,它从源头上预防在注水过程中形成的近井地带堵塞,实现了边注水边解堵,达到了降低注水压力、延长修井周期和降低作业费用的目的。

3.射流结合机械破岩技术

如果想要将射流射向井底岩石底部时,就要尽量与机械齿之间保持紧密相连的关系,这时,采用机械破岩技术时,岩石表面将会出现裂纹,而射流将会随着这些列分进入到岩石内部,逐渐扩大裂纹面积,使得岩石快速破裂,再加上岩石本身的拉应力不强,这就大大降低了射流的压力。

4.前景展望

(1)开展高压和超高压射流动力学及辅助机械破岩机理研究,为今后研究高压和超高压射流辅助机械破岩新钻井方法提供理论基础。这种新钻井方法是近10年国际钻井界努力追求的目标,是钻井工程研究的前沿重大课题,它可以从根本上解决深井和超深井的钻井速度。

(2)开展高温高压条件下空化射流“空泡”的起始、成长和破灭机理研究。根据理论计算,空化射流“空泡”爆破时的瞬时压力约为连续射流滞止压力的8~124倍。将这样高的瞬时压力用于井底破碎岩石、处理油层、开拓新的油流通道和裂缝,将会开发出若干提高钻井速度、增加原油产量和注水量的新技术。

(3)推广应用高压水射流钻径向水平井技术和高压水射流深穿透无污染射孔技术,将会有效地开采剩余油和提高原油单井产量,进而提高原油采收率。

(4)发展的高压水射流破岩理论,不仅可用于石油钻井和油气开采,而且可用于采煤、金属矿山、地铁及隧道工程,提高钻掘速度,具有广阔应用前景。

5.结束语

综上所述,可以得知,水射流技术对于我国石油工程建设发展有着重要的影响,并且,在技术人员坚持不懈的努力下,越来越多先进的水射流技术出现在现代市场中,水射流设备也取得了很大的改善,在各个领域中发挥着重要的作用。现阶段,虽然水射流技术中仍旧存在一定的弊端,但随着科学技术水平的不断提高,这些问题也能够得到更好的解决,逐渐形成完善的水射流技术体系,进一步提升我国水射流技术水平,加快我国石油井下钻井的速度与效率,促进我国石油工程持续稳定的发展。

参考文献

[1]李根生,张德斌,等.自激波动注水机理与实验[J].石油学报,2002,23(6)

发射机技术论文第6篇

关键词:核安全文化 核技术应用 辐射屏蔽 放射性污染 辐射安全管理

一、前言

“核安全文化”是国际原子能机构(IAEA)在总结核事故经验教训的基础上,提出的一种超越国家、组织和员工传统的保证核安全的共同价值观和行为方式,是一种在核能与核技术领域必须存在的健康的安全文化[1]。

笔者作为核技术应用项目环境影响评价及辐射监测的专业技术人员,长期深入各核技术应用的医疗机构,直接接触核技术应用的临床医学辐射工作场所和相关辐射工作人员。笔者在各核技术医学应用项目的现场调查中发现,应用单位普遍存在着一个典型的误区:重视设计的保守性和设备的可靠性,但忽视实际操作的规范性和安全管理。本文将通过总结在实际工作中遇到辐射安全和环境保护的相关问题,分析其原因,并论述核安全文化在核技术医学应用领域的重要性。

二、存在的问题

核技术应用是指核领域中不作为动力的应用技术,它是利用放射性同位素和电离辐射与物质的相互作用所产生的物理、化学及生物效应来进行应用研究与开发的技术,其种类繁多,应用领域十分广阔。核技术在医学上的应用就是核技术应用的一个重要领域。核技术医学应用主要是指射线装置、放射源或者非密封放射性同位素应用于临床疾病诊断或治疗。

由于人们对辐射危害的认知及重视,以及核技术利用技术的日趋完善,再加上相关行政监管部门的严格把关,核技术应用单位在项目选址、工作场所布局、相关辐射防护和环境保护设施的设计上基本都能执行相关法律、法规和技术标准,特别是新建的项目,都具备良好的硬件设施,例如,建设了具有满足技术标准要求的辐射屏蔽设施,配置了相应的辐射防护用品和辐射监测设备,这一些都为核技术应用项目的安全开展提供最基本的基础条件。然而,这些硬件的配置只提供了项目安全开展的基础条件,需要操作人员正确的使用才能发挥它们各自的功效,否则就无法达到预期的效果,甚至导致严重的辐射事件或环境污染事故。

以下就核技术医学应用项目实际开展中存在的几个典型问题进行分析、讨论。

1.X射线诊断项目的不严谨操作,造成对公众的误照射。

医用X射线诊断装置是利用人的肌体不同组织密度的差异,对X射线吸收能力也不同的特点,使用X射线装置发射的X射线对身体内部组织、器官显影进行显影,从而达到诊断病情的目的。由于医用X射线诊断装置的X射线能量相对较低(最高管电压一般不超过150kV),因此《关于射线装置分类办法的公告》(国家环境保护总局公告2006年第26号)将其归为Ⅲ类射线装置[2],对其射线机房的要求也相对较低,技术标准对于Ⅲ类射线装置机房没有设置安全联锁、防人误入以及急停等安全措施的要求。而正是由于没有这些安全措施的约束,所以在医用X射线诊断装置的使用过程,时常发生以下这两种情况的误照射:

(1)射线机房的防护门(特别是受检者进出口)未关闭或关闭不严,操作者就已经实施X射线装置运行,从机房泄露、散射到机房门口的X射线对周围的公众会造成不必要的辐射外照射。

(2)没有通知陪护人员撤离射线机房或未为陪护人员穿戴相应的辐射防护用具就实施X射线诊断,对机房中的陪护人员造成相对较大剂量的辐射外照射。

2.忽视对核医学科辐射工作场所的管理,造成环境放射性污染和公众误照射。

核医学科核技术应用项目一般是将放射性核素及其标记化合物即放射性药物引入机体,进行疾病的诊断和治疗,其实践过程中的辐射来源来自各种放射性药物。

接受放射诊断或治疗的患者在注射或服用了放射性药物之后,自身在短时间内就成为了一个“辐射体”,向外产生射线外照射,其排泄物(汗水、口水、尿液和粪便等)也都因为带有放射性核素而成为放射性污染物。对于引入放射性药物的活度超过一定量或在引入放射性药物后需要候诊的患者,必须设置专用的场所作为这部分患者的临时活动区域,例如PET或SPECT诊断项目中的注射后休息室和131I甲癌治疗项目中的甲癌病房。这些临时的专用场所(注射后休息室和甲癌病房)通过专业的设计和环评阶段的技术论证,建成后足以屏蔽放射诊疗过程中产生的辐射照射,保证工作场所外环境的辐射水平以及对场所周围活动人群的影响均能满足相关的技术标准限值。

然而在项目开展的实际过程中,可能由于没有对这些临时的专用场所实施足够的控制,造成的公众误入这些“临时专用场所”而受到来自于注射或服用了放射性药物的患者这些“辐射体”的辐射照射。笔者在辐射监测的实际工作中,就曾经在广州市某三甲医院的核医学科发现过这种事例,当时一名公众进入到PET注射后休息室内,与休息室内等待接受PET检查的受检者并肩而坐,在这一过程中,这名公众受到了休息室内多名注射了放射性药物的受检者体内发射的γ射线外照射,而且还可能因直接接触而受到了放射性污染。同时,也发现有个别注射了放射性药物的受检者在等候扫描期间随意进出PET注射后休息室,甚至在医学科外的医院走道活动、休息,这样这些受检者不仅会对身边近距离的其他公众产生外照射辐射影响,如果其在“临时专用场所”以外的环境吐痰、排汗,或者使用普通卫生间,都会造成环境的放射性污染。

三、问题的分析与讨论

由此可见,保守的辐射屏蔽设计和到位的辐射防护硬件设施并不足以保证核技术医学应用项目安全开展,为了实现安全开展的目的,除了具备良好的硬件设施这个基础,还需要有严格的制度来规范人为的实施行为,以及保证制度能够落实到位的约束力,于是,核安全文化的重要性就在此充分的体现出来。与辐射安全和防护措施相比,核技术应用单位从事相应辐射活动的技术能力以及安全管理能力的重要性只有过之而无不及。因此在核技术应用建设项目的环境影响评价和环境保护主管部门的审批、监管工作中,都将核技术应用单位从事相应辐射活动的技术能力以及核安全文化工作作为必不可少的一部分进行评价和监管。

根据核安全文化的定义,核安全文化工作分为组织推进核安全文化建设以及提高员工核安全文化素养。

1.辐射安全管理机构

在核技术应用单位中贯切核安全文化,首要任务是建立辐射安全管理机构或明确专人负责核技术应用项目的辐射安全管理,通过辐射安全管理机构或专人实施有针对性的行之有效的管理。

所以在环境保护部2008第3号令《关于修改的决定》中明确规定使用放射性同位素、射线装置的单位,应当设有专门的辐射安全与环境保护管理机构,或者至少有1名具有本科以上学历的技术人员专职负责辐射安全与环境保护管理工作[3]。

2.辐射安全管理制度

核安全文化作为一种无形的文化特性,在核技术医学应用单位则有形的放映在其核安全业绩上,一个单位的核安全文化建设水平也会直观的表现在其制定的操作规范、辐射安全与防护管理制度、辐射事故应急方案等等。

在环境保护部2008第3号令中规定了使用放射性同位素、射线装置的单位应有健全的操作规程、岗位职责、辐射防护和安全保卫制度、设备检修维护制度、人员培训计划、监测方案等;有完善的辐射事故应急措施。

制订合理、可行的操作规程,辐射工作人员在实施过程中严格按照操作规程执行,就能避免前面所述的一系列因人为原因造成的辐射误照射或环境污染问题。有完善的辐射事故应急预案和措施,就能够在发生辐射事故时,最大限度的降低事故所造成的危害,或避免二次事故的发生。

3.辐射工作人员培训

核安全文化建设要求员工要不断提升自身核安全文化素养,而核安全文化素养的提升除了通过自身的学习,也来自于外部的培训和交流,核安全文化要求工作人员要有相互交流的工作习惯。通过学习和培训,工作人员能够不断提升自身的专业技术水平和核安全文化素养,从而进一步在实际工作中形成严谨的工作态度和良好的职业道德。

环境保护部2008第3号令规定了在使用放射性同位素、射线装置的单位从事辐射工作的人员必须通过辐射安全和防护专业知识及相关法律法规的培训和考核。环境保护部第18号令《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》同样明确了直接从事放射性同位素与射线装置使用活动的操作人员以及辐射防护负责人进行辐射安全培训[4]。

四、结论

综上所述,核安全文化建设在核技术医学应用项目上所反映出的辐射安全管理有着极其重要而不可替代的作用,在核技术医学应用项目的开展中,必须十分重视核安全文化的建设,建立辐射安全管理机构,建立、健全的各种相应的操作规程、辐射防护和安全管理制度和辐射事故应急预案,积极做好辐射工作人员的培训,提升辐射工作人员的核安全文化素养,从而实现防治辐射危害和放射性污染,保护环境和人群健康,保证核技术医学应用项目的长期良好开展的目的。

【参考文献】

[1] 国家核安全局业务培训丛书《核安全综合知识》.经济管理出版社.2013

[2] 《关于射线装置分类办法的公告》(国家环境保护总局公告 2006年 第26号)

发射机技术论文第7篇

[关键词]微带天线;射频识别;工作原理;协议设计

中图分类号:TP391.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0260-01

一、对射频识别技术的概述

射频识别,英文为Radio Frequency Identification,简称为RFID,是非接触的自动识别技术。RFID技术兴起于20世纪80年代,由于超大集成电路技术的发展90 年代才进入实用化阶段。RFID系统采用了无线电与雷达技术,数据交换不是 通过电流的触点接通而是通过电场与磁场,即通过无线的方式通信。与其他的识 别方式相,RFID技术能对移动的多个项目进行识别,因而应用更广泛。RFID技术的实现主要由以下三个部分组成:存储信息的应答器(电子标签)、标签读写器、后台数据库处理系统。RFID的关键技术着眼点在于采用什么技术来实现标签信息的可靠读出。射频识别技术作为作为一种新兴的自动识别技术,在中国很快普及。我国射频识别产品的市场是非常巨大的,射频技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域:汽车、火车等交通监控、高速公路自动收费系统、停车场管理系统、物品管理、流水线生产自动化、安全出入检查、仓储管理、动物管理、车辆防盗等等。

二、微带天线作用分析

射频识别卡天线主要用于接收射频识别卡的射频能量及信息,并发射射频识 别卡的相关信息。发射时把高频电流转换成电磁波,接收时把电磁波转换为高频电流,射频识别卡和读写器是通过天线进行数据交换的。天线作为通信系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响通信系统的指标,在选择天线时必须首先注重其性能,第一是选择天线类型;第二是选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求,选择天线电气性能的要求是选择天线的频率带宽、增益等电气指标是否符合系统设计要求。按照RFID系统的工作方式或工作频段不同,射频识别卡的天线一般可分为近场感应线圈天线和远场辐射天线。

由于RFID卡的廉价、尺寸限制使得一般的天线如:螺旋天线、喇叭天线、反射面天线等都不合适,廉价、剖面低、重量轻、体积小、易共形、易制作的微带天线成为更好的选择。微带天线又称为印刷振子或印刷偶极子是微带天线中除了微带贴片外的又一类微带辐射元。对微带天线的主要封装方式就是平面介质加盖。因此封装特性考察的主要内 容就是不同形状、不同厚度、不同介电常数的介质平面对于微带天线性能的影响,或者进一步地考虑两层以上介质的平面封装模型。为了保持接收信号的稳定,终端功率控制方案也是一项关键技术。

三、射频识别系统的分类

1.按作用距离的远近来分类

(1)密耦合。具有很小作用距离的射频识别系统。典型的范围从0 到1cm这种系统称为密耦合系统,即紧密耦合系统。必须把应答器插入读写器中,或者放置在读写器为此设定的表面上。

(2)遥耦合。把写和读的作用距离1cm至1m的系统称作遥耦合系统。所有遥耦合系统在读写器和应答器之间都是电感磁耦合。遥耦合中又分为近耦合(典型距离为15cm)和远耦合(大约距离为1m)。

(3)远距离系统。远距离系统典型的作用距离是从1m到10m,个别的系统也有更远的作用距离。所有远距离系统都是在微波范围内用电磁波工作的,发送频率通常为2.45GHz。

2.按系统的性能分类

按数据载体的存储能力、处理速度、作用距离和密码功能等分类,射频识别 系统可从低档到高档构成整个谱系。

3.射频识别系统协议和频率

对射频识别系统来说,最主要的频率在0~135kHz以及ISM(Industrial-Scientific-Medical)频率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GHz、5.8GHz和24.125GHz。

频率13.553MHz~13.567MHz 处于短波范围,在这个频率范围内的传播条件允许昼夜横贯大陆联系。该频率范围的使用者是不同类别的无线电服务机构,例如新闻机构和电信机构。在这个频率范围内,除了电感射频识别系统,其他的ISM应用有遥控系统、远距离控制模型系统、演示无线电设备和传呼机。

四、RFID系统的工作原理

电子标签进入磁场后,如果接收到阅读器发出的特殊射频信号就能凭借感应电流所获得能量发出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)或者主动发送某一频率信号(有源标签或主动标签)阅读器读取信息并解码后,送RFID系统的识读过程。阅读器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。当射频标签进入发射天线的工作区时,射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去。系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号,经天线的调制器传给读写器,读写器对接收到的信号进行解调、解码,送后台电脑控制器。计算机控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构的动作。从而完成有关信息查询、统计、管理等功能。RFID可以极快的速度在阅读器和电子标签之间采集和交换数据:具有智能读写及加密通信的能力,唯一性密码,极强的信息保密性,这对于军队保密等要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。无论我们使用的各类系统、收发公文处于任何环节,相关人员都可以实时掌握其信息和状态。

五、RFID技术身份识别系统认证协议设计

无线射频技术的安全性至关重要,因此读卡器和电子标签之间的认证流程和通信安全性需要特别设计,本文采取的认证机制运用了读卡器和标签的互相认证。在这种认证机制中,读卡器与电子标签卡在出厂设置时都会存储一个公共的认证密钥K,并认为这个公钥是安全的,此公钥用于计算随机通信密钥,每次通信交易的密钥都会有所区别,无法被其他设备所复制。

鉴别机制的执行过程如下:

(1)读卡器向射频卡发送认证请求命令。

(2)信息卡返回初步认证数据。

(3)读卡器接收响应后,产生随机数A并且和公共密钥K加密运算用形成公钥信息发送给射频卡。

(4)信息卡接收到读卡器的公钥与已有的公钥比较,相同则解密随机数A并产生随机数B,用公共密钥和B进行加密形成二次认证数据发送给读卡器;不相同则认证失败。

(5)读卡器成功接收后将接收的二次验证信息利用随机数B运算产生的数据再一次发送给信息卡,并用公共密钥解密,解析出随机数A′并与之前的随机数A对比,相同则认证成功;否则认证失败。

结论

RFID射频识别是一种非接触式的新型认证技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。作为身份认证技术非常合适,以后会在更多的领域得到应用推广。

参考文献

[1] 杨庆霞,刘哲.射频识别(RFID)技术趋势与展望[J].学术理论与探索,2013(04):23.

[2] 冯新亮,顾伟.解析无线射频(RFID)技术[J].学术理论与探索,2012(06):15.