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關鍵詞:設備故障;集中監控;故障告警;聲光告警
隨著計算機與通信技術的快速發展,機房數量也在驟增。機房主要用來放置計算機系統或通信網絡的核心設備,為了保證設備正常運行,機房裝有許多配套設備,這些配套設備必須24小時監控,任何一種異常情況都必須得到及時有效地處理。否則,將對機房中各系統的正常工作帶來嚴重危害,后果不堪設想。設備的生產廠家眾多,有華為、西門子、摩托羅拉、中興等,為保證整個通信網絡,特別是機房設備安全穩定運行,現有設備廠家依據設備故障對系統影響程度提供不同級別的告警信號,以提醒機房監控人員及時通過系統維護終端進行軟維護或以不同方式(電話、短訊等)通知相關維護人員處理。機房采用24小時專人值班,由于設備分散在不同機房,為了確保整個通訊網絡系統安全運行,防止事故的發生,移動通信機房需要對不同專業設備的故障告警進行集中聲光告警監視監控。
一、移動通信機房設備故障告警特點
目前許多機房的管理人員采用24小時專人值班,定時巡查機房環境設備,這樣不僅加重了管理人員的負擔,而且更多的時候,不能及時排除故障,對事故發生的時間及責任也無科學的管理。尤其目前國內普遍缺乏機房環境設備的專業管理人員,在許多地方的機房不得不安排軟件人員或者不太懂機房設備管理甚至根本不懂機房設備維護的人員值班,這對機房的安全運行無疑又是一個不利因素。采用集中告警監視監控系統使得機房監控人員能夠更及時的發現網絡故障,及時處理故障,保證設備處于最佳運行狀態,使其運行服務質量能夠滿足用戶的需求。
移動通信機房設備故障集中監控系統將所有設備維護終端集中在一個統一平臺輸出告警,所有不同設備的故障集中產生聲光告警,該系統使得監控人員只需要在同一平臺處理日常告警。對于網絡監控人員工作有以下有利方面:有利于網絡監控人員作為第一責任人在7×24小時值班時,對安裝在本地區內的話務網、傳輸網、數據網及所有相關設備的運行狀況實時監控,對本地區動環監控的站點實時監控,特別是將交換網元、BSC網元以及傳輸網設備的監控作為重點,實時查看上述各網元上的各類告警信息,特別注意話務網、傳輸網設備上告警的關聯性,并通知相關人員負責故障的受理和處理。有利于監控值班人員實時監測移動通信網網路、設備運行情況,對發現的故障進行預處理、派單,監督相關專業維護人員及時處理各種故障,并跟蹤、處理過程和結果。發現重大故障立即通知相關專業管理、支撐部門和向上級領導匯報。
二、移動通信機房設備故障集中監控系統特點
2.1集中告警信號的采集
告警是設備故障集中監控系統的一個重要功能。本系統采取從網管終端發出的告警信號端子提取信號進行處理,有指示燈兩端輸出的電壓量和機內聲卡輸出的語音數據。故障發生后,系統會根據故障的優先級別將故障放入不同的隊列進行處理。系統首先從高優先級隊列獲取報警信息,進行報警。網絡監控人員根據告警級別在10分鐘內先分析判斷、定位,確定故障發生的大致區域和基本性質后,通知相關人員進行處理,有效壓縮故障歷時。
2.2中央集中控管,提供良好的管理并提高效率
本系統將服務器集中控管,所有服務器的狀態一目了然,監控人員可以透過因特網在遠程方便地進行設備管理,并且在每個服務器端,也能由維護人員進行管理維護。
2.3支持各類智能設備的接入
機房設備種類多、生產廠家多,通信協議各不相同。因此,為提高系統的兼容性,整個系統分為通信層、規約層、業務邏輯層分別進行設計,各層之間相互不影響。可以根據需要進行通信方式的擴充、通信規約的擴充。系統新增設備終端,增加相應模塊就能接入到該系統進行集中監控。
三、移動通信機房設備故障集中監控系統設計與實現
3.1系統結構概述
方案設計充分考慮移動機房的實際要求,整個監控系統采用逐個設備匯接的結構,將所有設備故障終端接入到KM0216服務器進行集中監控,如圖1所示。在設計中充分考慮系統的穩定性、兼容性、系統所有設備的性價比、及其系統今后擴展、擴充需要。
監控站用來實現各種上層應用以及系統配置,監控人員只需要在設備故障集中監控系統處理日常告警,管理人員可以通過近端或設備故障集中監控系統進行數據管理、安全管理、配置管理、報表管理。移動通信機房設備故障集中監控系統選用一臺AltusenKM0216MatrixKVMSwitch,來進行所有服務器的管理工作。選用USB的CPU端模塊KA9120及CE250網絡線來將服務器的鍵盤及鼠標連接到KM0432上。在視訊方面,用VS-82A將視訊一分為二,一方面傳送給本地的顯示器,另一方面透過KM0216與CPU端/控制端模塊傳送給遠程的投影機,使得每臺服務器都能保留原有的鍵盤、鼠標、顯示器,不影響在本地的正常使用;同時,也能透過KM0216進行切換管理。在投影機一端,我們透過一臺4埠KVM切換器CS-9134來選擇三個KA9222控制端模塊,以控制每個投影機的內容來源,以滿足方案要求,也就是從網管主機中選擇應顯示某一臺主機的視訊。此外,還配備了一個IP遠程控管裝置CN-6000,以實現透過因特網來控制網管主機的需求。
3.2系統功能概述
本系統將設備故障集中監控系統分為五大功能,分別為集中實時監視功能、集中實時聲光告警功能、集中循環監視功能,用戶管理功能,遠程管理功能。
3.2.1集中實時監視功能
實時監控系統通過各維護終端將當前被監視設備的運行參數集中采集,實時顯示在監控電腦屏幕上,監控人員通過該系統依據設備故障對系統影響程度提供不同級別的告警信號,以提醒機房監控人員及時通過系統維護終端進行軟維護或以不同方式(電話、短訊等)通知相關維護人員處理。
3.2.2集中實時聲光告警功能
該系統從網管終端發出的告警信號端子提取信號進行處理,將所有設備故障告警在同一集中聲光告警箱產生實時告警。監控人員報警發生后,一般按以下步驟來進行處理:①通知。首要的是將報警信息告知給相關人員。②確認。表明已經知道報警的發生,正在處理。但此時報警仍然存在,沒有消失。③消除。經過處理,故障消失,設備恢復正常,報警也隨之消失。
3.2.3集中循環監視功能
該系統對所有維護終端都能夠通過2臺投影屏幕來循環監視,設置自動輪流顯示所接維護終端,每個終端可設置停留時間(3s~60s);還可以用手動選擇,當手動選擇后,畫面停止在選擇的維護終端,直到再次選擇自動顯示按鍵。
3.2.4用戶管理功能
本系統將管理權限分為三級:SuperAdministrator、Administrator、以及User,各級管理人員的管理范圍和權限不同。
3.2.5遠程管理功能
本系統提供遠程管理功能,維護人員既能通過該系統進行數據管理、安全管理、配置管理、報表管理,又能在本地維護終端對設備進行相應的操作維護。
四、系統實際應用效果
4.1應用效果
該系統的上線運行將永州分公司所有設備維護終端都集中在一個平臺輸出,如圖2所示,所有設備維護終端都顯示在本系統,選擇數字鍵或者ENTER就進入相應終端進行監控監視。該系統使得監控人員徹底改變傳統分散式監控模式,集中在同一個系統對所有維護終端進行監視監控。
4.2成果效益
該系統對所有設備告警進行集中監視,根據告警的級別產生相應的告警聲音,以提示監控人員立即上報故障情況。如圖3所示,一旦設備出現告警,相應設備指示燈閃爍,以聲音提示監控人員立即對故障進行處理。
YZHLR01設備維護終端為例介紹成果效益,對該設備的數據進行基礎維護,一旦設備出現重大故障立即通知相關管理者。
五、結語
本文所設計的移動設備故障集中監控系統已在永州分公司上線試運行,效果良好。目前,集中監控系統正在向分布式和網絡化方向發展,人們不斷對遠程監控的簡便性、實時性、可靠性提出更高的要求,因此,必須要靈活、及時地把最新的技術應用到監控系統中,才能使集中監控系統不斷地發展,保障移動通信機房的安全運行,不斷地滿足通信業發展的需求。
參考文獻:
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楊紅和.公共計算機機房管理和維護初探[J].漳州師范學院學報(自然科學版).2005(2):65-68.
1.1監測監控系統人員安全意識單薄
一方面,煤礦企業內部的管理體制不健全,思想教育宣傳工作不到位,對職工的物質和精神生活關心程度低,尤其是對于公職人員思想政治工作放松等等。企業和家庭沒有營造有關安全生產的氛圍以及政府對安全教育的監管和投入有待加強;另一方面,煤礦工作人員安全意識薄弱,沒有將“安全第一”這根細弦繃緊,在實際的工作中總是存在僥幸心理、投機取巧的心理,圖省事,不想麻煩,貪近利,而且有些老員工認為自己已工作多年,有著豐富的經驗,居功自傲,不將企業的管理放在眼里,習慣對待新問題,不按照嚴格的操作流程辦事,無視全部知識和操作技能,這是造成事故發生的一個重要因素。
1.2安全監測監控系統的設備落后
系統的主要傳感器,如甲烷傳感器,在經過多年的技術完善,穩定性和實用性已有了大的改善,,但是在實際的應用中還是出現了許多問題。如:在井下瓦斯涌出量大的情況下黑白元件反復被有害氣體沖擊,造成了零點漂移并使其催化性能降低,黑白原件加速衰老,抗高能沖擊沖擊性變差造成了原件使用壽命低、穩定性差、誤差率較高等現象:抗中毒性能差;載體催化元件制作工藝較低。例如:前幾年對福州煤礦監測系統的排查中發現,其使用的是我國第一批KJ系列監控系統,由多家科研單位開發,其數字化監控系統,也是有不同企業和機構完成的,設備比較落后。
1.3安全監測監控系統的針對性較弱
監測系統的安全性問題,雖然在理論上是一回事,但在實際的操作過程中會受到許多條件的限制,如地理環境、開采的條件、巖力學性質、開采的工藝等因素的影響,因而對煤礦安全監控檢測的分析要實現地域、地質的針對性研究,難以實現對于監測監控的準確度,難以實現安全保證。例如山西煤田的地址結構較為復雜,地質結構為傾斜的薄煤層,穩定性極差,使得山西煤田的開采量較低的情況,生產力只能打到5萬、6萬,但是按照相關產業的規定,每個礦井只能布置“一采兩掘”。為了應付上級的檢查,監控點就設置在這個地方。在實際的操作過程中,由于開采條件較為惡劣,因而多個采礦工作面被隱蔽起來,但礦井恰恰在井下工作人員密集的地方因不符合相關規定而不布置監控探頭,這使監測系統的針對性沒有得到體現。
2煤礦安全監測監控系統的解決措施
2.1加強監測監控人員的安全意識
針對監測監控人員的自身素質方面的缺陷,由于他自身原因和外部原因的存在,在實際的企業管理中,應對監控方面進行嚴格的規定,明確職責,使每個工作人員樹立“安全大于天”的觀念,加強工作人員的崗前培訓,使他們掌握正確的操作規范,確保他們嚴格遵守這些規則,當然實際的培訓不僅包括理論培訓,還包括現實中的技能培訓,將理論結合實際,使監測監控人員提升安全意識。如:開展每周的思想教育課,宣傳安全思想;組織隊伍到工作者的家里了解他們的物質和精神追求,使他們在實際的工作中不再擔心家里的一切,安心工作,免后顧之憂。
2.2建立監控系統
由于我們的監測監控設備有其自身的弊端,因而我們運用現代技術,相應地建立一套監控系統。派遣工作人員輪流值班,可以有效的提高工作效率,另外,我們要做好煤礦檢測設備及檔案的相關管理,時時關注設備的使用情況以便進行必要維護。設置專業的維修人員,定期對設備進行維修,確保監控系統的正常運轉并對煤礦的瓦斯監測數據進行記錄,繪制圖表,確保工作人員的生命安全。
2.3提高監測監控系統的設備性能
設備既然落后,那安全性能就無法保證。科研機構需研制高性能的瓦斯傳感器,尋找一種解決系統兼容性的途徑或指定相關的準有技術標準,對檢測系統的推廣意義重大;甲烷傳感器的安裝地點的環境濕度較大,建議每個礦井備用一個甲烷傳感器,而且必須定時檢測維修,進行干燥處理;巖巷破爆以后,傳感器應及時撤回,并且距離也有一定的規定,即不小于50米,避免爆破震動損壞傳感器;要定期擦拭風速傳感器橫桿,確保測量值的準確性。例如煤礦在用的監控設備的原制作單位取得MA標志后,與礦長積極協商,制定方案,對系統進行改造,重點在于;一是統一采用顯示格式的系統軟件,二是如果配置穩定性在15天以上的傳感元件或傳感器等關聯設備,嚴禁使用未經國家授權的安全生產監測機構進行安全性的監測。其工作在2016年之前完成,如果還有未取得新的MA標志的,就應該淘汰掉,在此之前,用系統的制造廠家繼續為煤礦廠提供備件因而設備的性能對其監測監控系統十分關鍵,我們要提高創新精神,努力研發新的技術,生產新的產品和軟件,使這些更好的應用到煤礦的監控工作中去,將那些落后的設備淘汰,新設備做好定期的監測和維修工作,為安全監測監控工作提供保障。
3結語
1河段與工程概況
1.1河段概況
三峽工程施工區從伍相廟至鷹子咀長約12km,面積15.28km2。為較好地掌握施工區水文、河道、水環境變化情勢,水文監測河段上起太平溪、下至蓮沱,全長22km,水域面積約為22km2(以下簡稱壩區河段)。大壩軸線以上1.5km至大壩軸線以下1km為明渠截流水文監測河段(以下簡稱截流河段),全長2.5km,面積約為3.0km2。三峽工程明渠截流河段水文監測布置見圖1。
圖1三峽工程明渠截流河段水文監測布置圖
1.2工程概況
三峽工程明渠截流繼一期導流明渠開挖、二期大江截流導流和通航之后、為修筑三期圍堰而實現戧堤進占與合龍的關鍵性工程。
(1)三期圍堰工程。三期圍堰位于導流明渠內。三期上游圍堰為Ⅳ級臨時建筑物,圍堰軸線長427m,設計洪水標準為4月份實測最大流量17600m3/s(1877年~1990年資料,下同),相應上游水位81.05m,堰頂高程83.0m,最大堰高33.0m。三期下游圍堰為Ⅲ級臨時建筑物,圍堰軸線長415m,設計洪水標準為頻率2%的洪水流量79000m3/s,相應擋水位78.3m,堰頂高程81.5m,最大堰高36.5m。上、下圍堰均由風化砂、石渣、石渣混合料和塊石以及反濾料構筑而成,總填筑量分別為146.58萬m3和152.48萬m3。
(2)明渠截流分流工程
明渠截流期采用大壩泄洪壩段導流底孔分流。22個導流底孔分別布設在泄洪壩段的表孔正下方跨縫處,其有壓出流口尺寸為6m×8.5m,中間16孔進口底高程56.0m,兩側各3孔進口底高程57.0m。大壩底孔泄流能力受二期上下游圍堰拆除高程和底寬的影響,設計明渠截流前,上游圍堰拆除高程57m,底寬不小于550m;下游圍堰拆除高程53m,底寬不小于410m。
(3)明渠截流戧堤工程
三期截流采用上、下游戧堤立堵,上游雙向、下游單向進占的施工方案。設計按上游戧堤承擔截流總落差的2/3,下游戧堤承擔截流總落差的1/3。上、下截流戧堤總拋投量分別為35.85萬m3和38.38萬m3。戧堤施工進占分為非龍口進占和龍口進占兩個階段,設計上、下截流龍口寬度分別為150m和140m,拋投量分別為20.4萬m3和20.5萬m3。設計截流流量10300m3/s,經模型試驗表明,上、下龍口最大平均流速分別達5.14m/s和4.01m/s,截流終落差4.11m。合龍能量指標達40.4萬kw,為葛洲壩工程截流的2.6倍,是巴西伊泰普工程截流的1.4倍,居當今世界龍口能量指標之首。
1.3水文監測的目的、主要內容及作用
鑒于明渠截流的難度,水文監測的目的主要為三期截流設計、施工、截流指揮提供可靠數據,同時也為模型跟蹤試驗、水文預報、水文及水力學計算提供基本資料。特別要為在明渠截流過程中可能出現的突況進行跟蹤監測,以指導明渠截流施工決策和調度管理。水文監測的主要內容包括水下地形、截流落差、龍口流速、壩址流量及導流底孔分流量等,其主要作用是為掌握截流邊界條件、截流水流條件和截流環境影響的動態變化,見表1。
表1三期截流水文監測的主要內容及作用
項目名稱
主要內容
主要作用
截
流
邊
界
條
件
水下地形
水下地形形象
掌握水下地形形象、口門水面寬及床沙的變化情況,為截流設計優化、調整截流施工方案及進度、模型跟蹤試驗、水文預報及水文、水力學計算提供基本資料
固定斷面
固定斷面形象(含口門水面寬)
床沙
床沙(拋投料)顆粒級配
截
流
水
流
條
件
水位
壩區沿程水面線
是監測截流落差及其變化的基本資料。同時監測葛洲壩水庫調節對截流水力學指標的影響
龍口落差、戧堤落差
掌握上、下戧堤落差及其分配,指導上、下戧堤施工進占的時機及進度
流速及流態
護底加糙區流速、戧堤頭及挑角流速、龍口縱橫斷面流速、截流河段流態
掌握戧堤口門區(以龍口為重點)的流速變化特征,指導戧堤進占的拋投體塊徑、形狀、拋投方式及推填角度的選擇,以利戧堤頭的防沖和穩定
流量
壩址流量、茅坪溪支流流量、大壩底孔及龍口分流量
掌握壩址來水流量及導流、截流的分流量
截
流
環
境
影
響
河床演變
永久船閘下游引航道口門河勢及兩壩間河道演變
截流對河道、航道口門區的河勢影響及拋投料對水環境的影響
水環境
截流河段及下游水質
2水文監測系統設計
根據三峽工程明渠截流施工布局和截流工程設計、監理、施工、水文預報、水文及水力學計算、模型跟蹤試驗等部門對截流水文監測的要求,為確保水文數據全面、可靠、精度和時效,建立包括水文信息采集—傳輸—處理—與反饋等四個子系統的三期截流水文監測系統,見框圖2。為系統實施成立了五個專業組,即水文組、河道組、水質組、水文信息處理中心和綜合組。
2.1信息采集子系統。包括水位降水、龍口流速、流量、流態、口門水面寬、河道沖淤、水環境等,根據三峽壩區現有監測站網條件,結合截流所需的水文信息,共布設18個水位站、2個水文站、17個流速或流量監測斷面、32個河道固定斷面、5個水質監測斷面。
2.2信息傳輸子系統。采用計算機有線或無線數傳方式,輔以電話、電臺或對講機等方式,將自動、半自動或人工采集的水文、河道地形數據,經無線或有線數傳、或無線人工、有線人工傳至水文數據處理中心截流數據庫。各專業組之間的聯系采用短波電臺、電話(有線或WAP電話)等。
2.3信息處理、信息與反饋子系統。利用現代信息技術,建立明渠截流水文信息處理中心,使用計算機網絡與通訊技術合理集成,實現水文信息接收、處理、存貯、檢索和e水文情報的網絡化與自動化。
水文信息處理中心建立截流水文數據庫和計算機局域網,實現數據、圖表自動處理與共享。截流水文數據庫包括水文數據庫、河道數據庫、施工信息數據庫等,數據庫采用表結構設計方案。計算機局域網掛靠長江三峽工程開發總公司局域網,其間專設“截流水文網站”,以動態方式直接從數據庫生成《水文實測信息》、《水文快報》以及其他信息網頁,水文監測信息。
內容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定斷面、水下地形等信息和相關的分析成果。信息以截流指揮專用通信系統和“截流水文網站”為主,并以電子郵件、電傳、電話、電臺等為輔的方案。《水文實測信息》全面反映壩區河段水文變化情勢,在戧堤進占和龍口合攏期每天一期;根據水情變化確定《水文快報》頻次,如在龍口合攏期,實時水位、流速、落差等信息。系統還具有實時查詢、信息反饋、整編歸檔及檢索等功能。
3水文監測儀器設備與技術措施
截流水文監測除采用常規的、成熟的測驗方法和技術手段外,盡可能采用新的監測儀器設備與技術措施。截流水文監測是在特殊環境條件下的水文觀測,其儀器設備將經受各種不利因素的制約,如明渠截流施工場地窄小、截流龍口水流湍急和高強度施工形成的復雜水域,以及無線電波干擾等,都將影響到水文監測工作,也對儀器設備提出了更高的要求。根據明渠截流水文監測的特點,應立足于成熟的先進儀器設備、先進的技術手段,以收集、傳輸、水文資料。經過調研和大量的儀器設備技術指標分析,確定在明渠截流水文監測中使用以下關鍵儀器設備與技術措施。
3.1ADCP測流系統。ADCP(AcousticDopplerCurrentProfilers)是目前世界上最先進的水文測驗儀器之一,具有不擾動流場、測驗歷時短、測速范圍大等特點。對截流河段多斷面的水文監測,采用船載型ADCP測流系統,輔以GPS導航技術,能快速、準確地巡測各斷面的流速分布及流量或分流比,還可解決船舶無錨定位和全天候測驗等問題;對龍口流速測驗,采用無人測艇ADCP測流系統,可精確地獲取龍口流速分布。
3.2無人測艇測量技術。該方法是通過龍口上游150m左右的錨錠船,用鋼絲繩牽引無人測艇(艇上安裝ADCP等儀器)深入龍口進行水文測驗。無人測艇采用全密封雙體船結構,具有穩性好、阻力小、安全可靠等特點。錨錠船安裝有以計算機為主的控制中心及機電設備,控制無人測艇測驗。
3.3GPS水道測繪系統。利用GPS接收機,配備數字測深儀或多波束測深儀、繪圖儀、計算機與數據鏈、通訊等設備組成的GPS水道測繪系統,可高效地施測水下地形和沖淤斷面,具有全天候、多功能、精度高、成圖快等特點。
3.4無人立尺測量技術。對戧堤頭水位觀測,傳統的方法難以達到安全、高效的要求,選用成熟的無人立尺測量技術,并配以高精度的激光全站儀,可測量未知點的三維坐標,用于龍口戧堤頭水位和口門寬度的測量。
3.5計算機網絡技術。實現水文信息遠傳、處理、計算機化,具有快速、準確等特點。
3.6監測系統在明渠截流中的運用實踐
三峽明渠截流從2002年9月15日導流底孔閘門調試開始,至11月6日龍口合龍結束,明渠截流水文監測系統實時監測了明渠截流水文情勢變化,收集到全過程多要素完整的水文成果,并實時動態更新截流水文網頁,為指導截流施工、調度、水文預報、提供了大量科學的水文信息。
4結語
三峽工程明渠截流是一項非常復雜的系統工程,水文監測成為重要組成部分,是截流不可缺少的技術保障服務系統。
三峽工程明渠截流水文監測采用高新的監測技術、選進的儀器設備、高素質的監測人員以及合理可靠的組織措施保證系統的高效運行,充分發揮水文監測在三峽工程截流中的耳目和參謀作用,體現一流工程和一流的水文服務。
參考文獻:
制冷空調產品檢測裝置是檢測和衡量制冷空調產品的質量的方便易行的手段以及為產品開發研究提供精準的試驗數據的無可替代的工具。制冷空調檢測控制統是指基于焓差法的試驗方法稱之為風側式空調測試和在標準規定中的水測量熱計法的標準之下的為水側測試,對所要檢測的空調設備進行綜合性能檢測以及處理的半智能型控制系統。由于本系統具有優先使用頻繁、耗電量相比其他系統要大以及對檢測裝置的節能設計和人性化要求愈來愈高。制冷空調產品檢測裝置控制系統水平的高低,檢測裝置的測量精確度和裝置的穩定程度取決于系統的精確控制上,同時也是試驗裝置技術所代表的先進水平的非常重要的標志之一。本文將就在制冷空調產品過程中可能以及必不可少出現的空氣處理裝置及空調,不方便進行遠程操作的冷水處理機組和在冬天以最優工況運行二十四小時制冷較為困難的問題作優化設計。
2制冷空調產品檢測裝置控制系統的基本工作原理
2.1系統組成
此檢測控制系統由包括空氣處理機、空氣取樣裝置以及風量測量裝置等在內的測試間一和由僅包括空氣處理機和空氣取樣裝置在內的測試間二,加上兩個測試間相互連通的水路系統共同組成。在實際測試中根據被測類型選擇測試間。
2.2空調檢測系統的調控
制冷空調一二分別用于模擬室內環境,為制冷空調工作的室內環境的提供相應的操作條件。制冷空調設備調整室內和室外溫度,電加熱線圈提供熱源,并可自動調整室內和室外的電氣環境加熱量和加濕量。兩試驗間室內和室外的溫度和濕度的控制,連接兩個測試水調節系統是通過冷水機組與電加熱裝置,恒溫箱提供同時提供冷水溫度和水箱,從而保證水箱的恒定熱源的提供,并通過調控恒溫水箱各種加熱強度及三通閥開度的大小來控制被檢測制冷空調進出水的溫度。
2.3檢測系統測量和計算
根據GB/T7725-1996的要求,被檢測的制冷空調稱為單元式風冷空調機,需實時記錄室內溫度的基本數據,濕度和入口和出口之間的壓差試驗室。根據國標的規定,如果被檢測的制冷空調為風冷式進水流量和水側出口水溫必須由冷水機組、風機盤管機組提供。根據檢測數據,通過計算機實時監測得出的被檢測制冷空調的電功率和能效比,冷量和熱量等檢測參數。
3制冷空調檢測系統的原理
為了實現機器的溫度和入口和出口溫度調節靈活,控制方案如下所述:通過可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC)控制被測機器、空氣處理機、風冷冷水機、水泵等設備的開啟和停止,然后實時壓力,溫度采集系統,系統的流量信號,通過計算機實時監測數據和計算與制冷空調試驗,冷卻能力和設備,操作系統電源狀態,設備,能源效率比系統流量測試標準規定值。
4控制系統優化方案
現階段制冷空調產品性能實驗裝置測控系統的特點有:控制精度高,自動化程度高,抗干擾能力強,工況穩定性好,性能價格比高。此階段制冷空調產品性能試驗裝置的測控系統的各個部分之間已不再是相互獨立的,而是通過系統的數據通訊總線互相協助共同完成試驗操作。
4.1系統的無干擾切換控制
控制系統優化方案:對控制系統的出廠標準配置的基礎上,對系統的遠程控制功能增加,和雙向操作無擾動切換,為了實現這種設想,在空氣處理器的控制系統和冷水機組的標準配置可用于增加遠程啟停控制點。即將遠程設備停止、開啟信號引入PLC系統進行控制。
4.2為解決冬季制冷連續運行24h的方案
控制系統優化方案:在寒冷的冬季制冷運行時,由于空氣處理機組,風冷冷水機組冷凝溫度太低,造成機組停機保護,從而破壞試驗條件下的操作。因此,自動監測和冷凝液的溫度調節是通過增加操作裝置實現的,傳感器、壓力變送器等。為了實現這一目標,冷凝風機連接到逆變器,在壓縮冷凝機組吸氣壓力加壓力變送器的測量點,操作者雙手套百分比轉換一套冷凝壓力值,使用內置的PID調節功能的逆變器,逆變器的輸出調整,為了保證冷凝壓力值設置范圍。
4.3結果與分析
系統無擾動切換控制的實現,節省人員成本,是由機器來完成安裝,只需要一個操作者管理可以安全方便的設備操作和維護工作。并且線路簡化,設備的運行故障率比較低,線路維護以及檢修的工作量大大減少。有時與觸摸屏結合使用,不僅可省卻按鈕、指示燈,節約空間,還具有動態的顯示系統流程及主要參數,以及指導操作、記錄故障等功能。冷凝溫度的自動監測和調控,不僅全面解決寒冷的冬季運行24小時制冷問題,通過變頻器的使用,可以在非滿負荷運行,節約用電,以達到節能的目的。
5結語
關鍵詞:輪胎爆胎監測;輪胎的智能降溫
一、技術背景
近來由于輪胎損壞引起的交通事故不勝枚舉;輪胎是熱的不良導體,發熱會使輪胎壓強增大,導致爆胎,但是貨車行駛過程中噪聲大,爆胎后不易察覺;此時貨車由一個輪胎承重向前行駛,危險極大。
二、發明目的
增加輪胎的使用壽命,減少因輪胎損壞引起的交通事故,增加行車安全。
三、產品介紹
汽車輪胎溫度過熱是導致爆胎的主要原因,當輪胎升高到一定溫度時,單片機控制水泵泵水對輪胎進行智能溫水降溫,可以增加輪胎的使用壽命,同時可以增加行車安全;另外,貨車爆胎不容易察覺,在爆胎短時間內不會對貨車行駛造成影響,在爆胎之后及時預警,讓司機順利處理突況,可保證行車安全。本作品采用單片機收集貨車行駛過程中的信息并進行控制與相互通信,當爆胎時,單片機會將信號發送到駕駛室,在顯示屏上顯示爆胎信息并使得蜂鳴器工作,提醒司機及時停車檢查貨車的行駛狀況;LCD屏上顯示水箱水位、水溫以及輪胎溫度,司機在車內就可以了解水箱和輪胎的信息,輪胎達到一定溫度,水泵工作;當輪胎溫度達到合適溫度時,水泵不工作。其中水泵還可以通過駕駛室的按鍵進行控制,提高人機的互動,使整個系統工作更加穩定。
四、具體方案
下面參看附圖1對系統的工作原理進行進一步的詳細說明
1.三個獨立5V穩壓電源,分別給貨車輪胎、水箱、駕駛室的單片機供電,水泵通過車載蓄電池供電;
2.爆胎監測的實現過程。輪胎內胎與外胎之間嵌入薄膜式壓力傳感器,與輪胎上固定的單片機相連,采集到的車胎壓力信息送給單片機,通過無線模塊發送信息給駕駛室的單片機。貨車正常行駛時,顯示屏上顯示當前的時間,水箱水溫(提醒司機換水)、水位(提醒司機加水)和水泵工作信息(水泵工作,顯示屏左下角顯示“W”;水泵停止工作,顯示屏上顯示“1”);貨車爆胎時,蜂鳴器報警并且LCD屏上“The tyre has broken”;
3.智能降溫的實現過程。在水箱上開倆個孔,第一個放入水溫和水位傳感器,第二個孔通過水管接到水箱里的水泵上,水管外端的水龍頭正對輪胎。水位和水溫模塊采集信息,都要通過A/D轉換器送給單片機,處理完獲得數據通過無線模塊送給駕駛室的單片機,當輪胎溫度過高時,控制水泵噴水,給輪胎降溫。
電子商務,拋棄了以信函、電報、電傳或傳真等紙面文件來進行信息傳遞的方式,而傳統的這些紙面文件大都需要當事人簽名,否則在法律上就可能被認為是無效的或不能強制執行。電子商務更快捷、更經濟,但也有其自身的缺陷,如它極易復制、數字信息又容易被修改、丟失與毀壞,因此它也給建立在紙面文件上的國際國內貿易法律制度產生了沖擊,帶來了一系列的法律問題,也正因為如此,電子商務法律受到了各國的重視。
我國關于電子商務合同的立法主要是《合同法》和《電子簽名法》。前者對電子商務合同有較為明確的規定,如關于書面形式包括數據電文的規定,關于電子商務合同的要約生效時間的規定,關于電子商務合同的承諾生效時間的規定,關于當事人采用數據電文訂立合同可以要求簽訂確認書的規定,關于電子商務合同成立地點的規定。《電子簽名法》是2004年通過的專門針對電子商務交易頒布的單行法,主要涉及數據電文、電子簽名與認證及其法律責任三方面的內容,是我國電子商務立法中的一座里程碑。除了《合同法》和《電子簽名法》兩部法律,在電子商務發展的過程中,我國也不斷制定了一系列相關的法律、行政法規對電子商務活動進行規制。如1988年通過的《中華人民共和國保守國家秘密法》,1994年國務院的《計算機信息網絡安全保護條例》,1996年國務院的《計算機信息網絡國際互聯網管理暫行規定》,1997年公安部了《計算機信息網絡國際互聯網安全保護管理辦法》,2000年國務院了《中華人民共和國電信條例》、《互聯網服務管理辦法》等。
二、電子商務合同法的核心問題
(一)電子合同的訂立問題
首先,電子合同的收到依賴于通訊手段,速度,甚至不同國家地區之間的法律制度。其次,在電子合同關于要約與承諾問題上,其與紙面合同的區別就在于電子合同如EDI合同訂立的決策過程屬于計算機自動化操作,這樣的合同是否真能反映當事人的真實意圖。而且由于其整個過程由計算機迅速操作,要約的撤回與撤銷以及承諾的撤回將很難進行。如何通過法律對其進行定義很有現實意義。最后,關于合同成立的時間和地點問題也需要法律進行規范。因為電子信息可以在任何不同地點發出,如發送人的營業地、擁有計算機的任何地點,甚至經由手提式計算機在旅途中發出電文。
(二)電子合同形式問題
貿易伙伴之間進行電子交易,主要是通過計算機屏幕加以顯示的,不存在任何等同意義上的書面形式。唯一可以作為當事人雙方存在合同證據的,只有在計算機內儲存的電子信息。但是這些電子信息能否取得與紙質文件一樣的法律效力,各國有不同的規定,人們的理解也不一樣。
(三)電子商務第三方的法律地位
電子商務與傳統商務的一個最大區別是“無紙”的信息傳遞,這就必須在電子商務當事人之間加進傳遞信息、提供信息技術設備服務、搭建電子商務平臺的第三方。電子商務能否安全、可靠的進行,電子商務第三方有著舉足輕重的作用,因此,探討電子商務第三方的法律地位問題有著十分重要的意義。
(四)電子錯誤問題
與傳統的書面合同訂立過程相比,通過電子數據訂立合同是一種全新的、正在發展的合同訂立方式,技術本身或人與技術的和諧等原因使得錯誤發生的頻率更高。所以對電子商務合同中可能發生的錯誤進行合理的法律規制十分必要。UCITA第214條b款對電子錯誤的責任承擔有原則性規定:在一個自動交易系統中,對于消費者無意接受,并且是由于電子錯誤產生的電子信息,如消費者采取了下列行為,即不受其約束:(1)于獲知該錯誤時,立即(A)將錯誤通知另一方,以及(A)將所有的信息拷貝交付給另一方,或者按照另一方合理的指示,將所有的信息拷貝交付給第三人,或銷毀所有的信息拷貝。(2)未曾使用該信息,或從該信息中獲得任何利益,也未曾使信息可為第三方獲得。
(五)電子簽名與認證
電子商務是一種非對面型的交易,當事人雙方基本上只能依據對方自己披露的個人信息來了解其個人情況。于是交易當事人身份的不確定性導致虛構名義交易、冒充他人交易、取得商品或價金后逃匿的情況屢有發生。這些問題的發生,都是由于在電子商務中很難確認本人身份與交易者身份是否同一、交易人是否享有權限造成的。為保障電子商務交易的安全,電子簽名與電子認證便應運而生。
三、電子商務合同法的完善
電子商務合同法伴隨電子商務的發展而發展,但是不可否認的是,法律往往總是滯后于事務本身的發展規律的。就我國電子商務合同法而言,還可以從以下幾方面進行改進:
(一)加強對在線消費者的權益保護
電子商務的最大特點在于買賣雙方一般不直接通過對面交談,電話的聯系,也不到實體店進行采購,因此,一旦發生質量糾葛,消費者往往是權益最容易受到損害的一方。而且電子商家為了逃避稅收,往往不給買房任何購買憑證,買家一旦購買了劣質產品,不僅投訴無門,而且還很難進行退貨,即使退貨也必須承擔必要的運輸成本。參考我國實際情況,在合同法中應注重向消費者傾斜的理念,如:一是增加消費者退貨的權利。特別是針對網上購物,電視購物,預付買賣等,應規定在一定時間內有撤約,及至無條件退貨的權利。二是將廣告法和合同法結合起來。電子商務消費者存在嚴重的信息不對稱,因此不適宜的廣告會起到誤導消費者的作用。三是注意保護消費者隱私。當前電子商務合同法強調電子簽名,但是電子信息在網絡中可能是公開的,從而造成買家的私人信息泄漏。
摘要 為了精確、穩定地獲得糧倉內大范圍的溫度分布,設計了光纖布拉格光柵測溫系統。系統通過光纖網絡對糧倉內進行大范圍溫度檢測,利用光纖布拉格光柵所測溫度與中心波長之間存在線性的關系,根據光譜線性頻移函數獲得倉內各位置的精確溫度。其中每個光柵的工作波長相互分開,經3dB 的耦合器反射后,再用波長探測解調系統對多個光柵的線性頻移進行測量,即可檢測出倉內各處的溫度。實驗采用FBG 封裝的光纖、LPT-101 型光源、放大處理電路等設備獲得采集得到的溫度信息。通過Origin 軟件畫出了被測溫度與波長頻移的關系圖,同時與傳統的測量方法K 型熱電偶的測量數據進行比較。
實驗結果顯示,光纖布拉格光柵測得溫度與標準溫度更接近,且抗干擾能力更強,滿足糧倉內大范圍溫度監測的要求。
關鍵詞 光纖布拉格光柵 溫度檢測 光譜線性頻移 糧倉
溫度檢測在很多領域都有應用,生產廠房的溫度檢測、住宅區的室溫控制、農業生產中溫室大棚的恒溫監控等。目前,國內外對于溫度檢測的主要方法有:熱電偶型測溫系統,具有結構簡單,探測區域大的特性,而其屬于接觸式測量,易污染、精度較低。數字集成溫度探測芯片,該溫度探測器功耗低、體積小,常應用于單點探測,在多點位大范圍測試中誤差較大。除此之外,光纖測溫器也是一個常見類型,其靈敏度高、適合遠距離檢測,但多路檢測測量難度大、工藝復雜、價格高;半導體吸收式光纖溫度傳感器溫度監測系統,其優點是將光纖僅用于傳輸,測量采用其他光學或機械的元件完成,監測被測溫度的變化;智能(數字)溫度傳感器溫度監測系統,其內部包含處理芯片,適用于測溫位置在線處理的場合。我國傳統的內部溫度測量方法是直接將溫度計插入糧食中檢測,工作量大、效率低、精度差;除此之外,國內還有采用基于PN 結或熱敏電阻的溫度檢測系統,但其傳統電路設計上存在干擾、濾波不穩定,線路復雜等問題。而測溫電纜技術在實際應用中不但工藝復雜,且部分結構需要專用設備,十分不便。
相比之下,采用波長調制的光纖布拉格光柵(Fiber BraggGrating,FBG)傳感器避免了溫度測試信號受光源變動、光纖損耗等的影響;采用波分復用技術在一根光纖中串入多個布拉格光柵實現分布式測量,大大降低了系統復雜度;采用光譜線性頻移的監測手段,測量精度高、范圍廣、分布密度大。本文在采用分布式光纖布拉格光柵結構的基礎上,利用光纖布拉格光柵所測溫度與中心波長之間的線性函數關系,提出了一種通過光譜線性頻移反演分布式糧溫的新方法,提高了檢測精度、溫控范圍和溫度數據密度。
一、溫度探測系統設計
系統采用了一種新的分布式光纖布拉格光柵測溫方法,即通過光纖布拉格光柵溫度探測器對糧倉各處的局部溫度進行監測。由于光譜線性頻移程度與被測溫度存在函數關系,即中心波長與被測溫度之間呈線性關系。分布式光纖探測系統是可從整體上大范圍地對被測物理量的變化進行監測的探測網絡。本文采用的是分布式光纖布拉格光柵探測結構,根據系統性能,建立了糧倉的數學模型。處理器控制寬帶光源發射探測光,通過耦合器進入多組光纖通道,每組光纖通道中設置光纖光柵探測器,在糧倉內網絡式分布,從而獲得糧倉內各處的糧溫數據。回波信號經解調儀解調,將帶有溫度信息的數據傳給處理器,經過處理器將糧倉各位置糧溫數據顯示在控制臺上。
二、光纖光柵基本原理
在光纖光柵之前,將在平面光波導中沿入射光傳播方向制作的多層介質結構,即布拉格光柵。光纖中的光柵反射實際上是一種層狀介質的反射,由光纖中沿軸向分布的多層介質結構構成光纖布拉格光柵。
常用的電類溫度傳感器有熱敏電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器,其極易受外界的電磁干擾,會由于測量距離、輻射系數等因素導致測量精度降低。而光纖光柵溫度傳感器不僅具有普通光纖溫度傳感器的優點,還有光譜特性好、損耗率低及穩定性高等特點,且波長編碼信息不受光源功率波動或耦合損耗等的影響。同時,在一根光纖中可設置多個光柵,使光柵陣列信息量大,結合波分復用等技術非常適合大范圍的分布式網絡化的糧溫監測。
光纖布拉格光柵探測器中的寬譜光源可采用面發光二極管SLED 或放大自發輻射光源ASE 等,光傳輸及轉換部分由光耦合器或光環形器構成。當光源系統發出一定帶寬的光入射到光纖光柵后,由于光纖光柵對中心波長具有選擇作用,只有符合波長關系的光被才會被反射,并再次通過光傳輸結構送入解調裝置解調,最后解調光會體現出光纖光柵反射波長的變化特性。當利用光纖布拉格光柵原理檢測糧倉內局部糧溫時,由于糧溫變化引發的光柵自身的折射率或柵距的改變會使反射波長產生相應的變化,最終對由解調器檢測得到的波長變化推導計算即可求得相應位置實時的糧溫數據。探測器獲得的尖峰波長隨著糧溫的變化持續變化,探測器帶寬是指光纖布拉格光柵反射峰對應的帶寬,其檢測精度越高,則帶寬就越小,由于工藝水平的限制,一般在0.2~0.3 nm 之間。
三、解調儀
光纖布拉格光柵采用波長調制,對布拉格波長移動的檢測獲取糧溫變化信息的重要步驟。目前國內外實用化的解調技術主要有:采用可調諧F-P 濾波器和寬帶光源掃描傳感光纖光柵的反射譜;采用大功率可調諧窄帶激光源對傳感光纖光柵進行波長掃描;采用建立在色散元件和陣列相結合基礎上的光譜成像技術進行波長分析。ASE 光源發出的寬帶光經過F-P(Fabry-Perot)濾波器,因為不同的掃描電壓所對應的中心波長各有不同。在掃描電壓的控制下,窄帶光穿過F-P 濾波器,其中透射光經耦合器的分光后,產生多個可與測量通道相接的光路,3 個測量通道的反射光回波信號被光電探測器采集從而獲得反射譜。這些反射譜都是電壓信號,被放大濾波后傳輸給信號采集模塊,最終導入計算機,從而解調出糧溫信息。
關鍵詞:生物醫學;測試技術;傳感器
中圖分類號:O6-33;G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)49-0131-02
一、引言
面向生物醫學工程專業開設《測試技術與傳感器》是一門以研究自動檢測系統中的信息提取、信息轉換和信息處理的理論和技術為主要內容,集光、機、電于一體,綜合物理、化學、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等學科技術的實踐性非常強的專業基礎課。杭州電子科技大學生儀學院目前開設的《測試技術與傳感器》課程的課程目的為系統論述測試系統及其基本特性;介紹測試系統中傳感器的結構、基本原理和典型應用,以及傳感器的發展趨勢、選用原則等,它是實現測試與自動控制的重要環節,儀器專業的重要專業基礎課,也是自控原理、智能儀器課程設計、虛擬儀器課程設計的基礎。
二、存在問題
目前該課程的教學狀況及存在的問題:(1)測試技術與傳感器技術屬于多學科交叉滲透課程,涉及電學、磁學、光學、化學等學科,對先修課要求較高,現有的教學內容,以教師課堂講授為主,側重于原理的介紹及公式的推導,學生看不見,摸不著,缺乏感性認識,容易出現枯燥、難以學好的感覺,加上很大一部分學生的學習主動性差,學習態度上不太重視,沒有投入必要的精力和時間,直接影響教學效果。(2)現行傳感器教材比較繁多,有的以傳感器原理為主線,有的以過程參數測量為主線,但是很多教材都沒有涉及新型傳感器的理論知識及其應用,不利于學生拓寬知識面,不符合寬口徑人才培養模式。(3)目前傳感器課程的實驗環節以驗證性實驗為主,主要使學生掌握常用傳感器的使用和標定方法,以及相應傳感器的測量轉換電路設計。(4)課程考核方式一般是以考試為主,輔以作業、實驗、考勤評價,這種考核方法很難激發學生的學習積極性和主動性,不能真實反映學生的學習能力、對知識的掌握程度及其專業應用能力。
傳感課程教學方法研究大多是自動化、精密儀器專業中對該課程的教學方法研究。結合本專業優勢,本文提出通過使用啟發式教學、結合臨床實際教學、結合多媒體等手段豐富教學方法,提高生物醫學傳感教學效果。這些方法對提高生物醫學專業的傳感教學提供了重要改進措施,對提高教學質量具有重要意義。改革和完善《測試技術與傳感器》課程的教學模式,通過研究型教學,訓練學生的高級思維能力和解決實際問題的操作能力,培養學生主動學習、獨立學習與終身學習的能力,使學生具備一流大學本科生的素養,提高核心競爭力。
三、改革目標
1.本文擬從課堂教學模式、課程教材多樣性模式、實驗課教學模式等方面研究并探索出具有杭州電子科技大學生物醫學特色的“測試技術與傳感器”研究型教學模式,培養學生的高級思維能力、解決實際問題的操作能力、交流溝通能力,在大學學習結束后,離開校園和教師,具有繼續自主學習的能力。
2.在以基本傳感測試單元為框架的知識體系的基礎上,收集整理基于生理學與工程應用或醫學臨床現象結合的傳感學科交叉內容,為編寫生物醫學工程等工科專業適用的生物傳感教材、論文等提供教學資料并制定教材理論體系框架。
四、具體措施
(一)課堂教學模式探索
1.教師課堂講授重點為最核心的知識點,對具有遷移價值的學科基本原理進行闡述。講授內容少而精,對重點、難點講深講透,引導學生多角度、深層次地理解基本原理,而對事實性知識點,則少講或不講;講授內容寬而新,以學科的發展為大背景,了解課程基本原理在大學科中的定位,以及與學科最新發展的聯系。
教學內容較多,面面俱到的教學難以完成教學任務,教學效果并不佳。根據傳感檢測特點和生物醫學工程等相關專業的培養需要,設計該課程的課程體系以各傳感器基本功能為主,尤其是電感、電容、電壓、應變片、磁電式傳感等章節作為教學重點和難點,其中的各個章節的應用與心電、腦電、肌電內容相關聯,引入生物醫學工程重要的研究領域――腦機交互,作為重點講解;而光敏、氣敏、熱敏等章節內容相對簡單,容易理解,不做重點講解。因此,可據此分配授課時間,突出教學重點。
2.教師根據核心知識點,提出知識點總結分析歸納問題、實際應用相關問題等,由學生課程小組分別選擇問題,課后參閱書本、資料,提出解決方案,并由課程小組代表發言,課堂展示并交流。
此外,在各個傳感系統中識記結構部分內容瑣碎難記,而生物醫學工程專業對這部分內容的要求并不高,不要求掌握詳細結構,在理解傳感結構及工作原理的基礎上,日后工作或科研中用到這部分內容時能夠通過查閱參考書獲得信息即可,課堂講解突出章節綱要,對其中涉及的工程應用現象補充材料介紹。
3.課堂教學中,教師講述研究課題開題報告基本格式及其具體實例,由學生自我提出學科感興趣的實際問題,參閱相關資料和解決方法,模擬寫作研究課題開題報告。為更好地服務于生物醫學工程專業的學科交叉特點,在生物醫學傳感的教學過程中注意整理、添加與工程應用和醫療儀器的內容。比如,在講解壓電傳感基礎上增加相關的醫療應用講解,如人工瓣膜、血壓監測計等器件的工作原理內容;在講解電感基礎上,增加當前無創呼吸電感檢測的原理等介紹,這些內容對激發學生興趣、啟發學生的創新思維具有重要作用。然而,這部分內容還比較零散,沒有形成良好的體系,此外,目前還沒有專門適用于生物醫學工程等工科專業的生物傳感生理學教材。在講解醫療方向的應用時,要注意資料的收集、整理和系統化,不僅可以很好地服務于生物醫學工程等專業的培養要求,還將對編寫工科專業專用的生物醫學傳感教材提供課程資料和理論框架。
4.課程教材模式探索。課程教材采用開放性體系,教師圍繞教學目標研讀現行的先進教材的基礎之上,為學生推薦至少2本以上國內外先進教材,包括英文原版教材,對應于不同核心知識點,引導學生學會知識點的尋找、分析、歸納、比較,并利用各種國內外文獻網絡進行最新相關進展的補充和學習。引導學生盡可能或完全避免學一門課程只讀一本書的現象。
在課堂教學中,除了使用多媒體和板書進行理論教學之外,還有意識地利用網絡公開課等引導學生的自主學習。在我校圖書館的視頻資源中有國內外著名大學的視頻公開課,利用這些強大的網絡資源可以彌補課時少、課程任務重的矛盾。比如,在該課程教學中,原理介紹部分占課時較少,在對重點器件結構和系統課堂講解的前提下,其中一些具體的設計內容布置給學生自學。除了緩解課時不足的矛盾,網絡課程資源還可補充教學內容,加深學生對知識的理解。
教師發展學習平臺中的相關傳感課程講述,由經驗豐富的名師授課,通過網絡觀看可加深對理論學習的印象,還可激發學生的學習興趣。不僅豐富了學生的學習資源,更重要的是,在這種教學過程中,向學生示范了資料收集和獲取信息的方法,提高了學生自主學習的能力。
(二)實驗課教學模式探索
1.基礎性實驗:圍繞測試技術與傳感器的核心知識點,掌握傳感器的基本原理及信號檢測,這類實驗主要屬于驗證性實驗。
2.綜合性實驗:模擬生產或生活實際中的某一具體項目開展,學生可根據被測對象的不同選擇各自合適的傳感器,實驗室配備電壓表、電流表、指示燈、蜂鳴器、計數器等設備,用于學生自行完成線路的連接,也可根據學生的具體情況拓展知識點,綜合性實驗可在做的過程中讓學生將學到的理論知識貫穿起來,整個項目采用3~4人為一小組的團隊形式,以學生為主體,教師可適時地進行引導,循序漸進地實施項目,完成知識、技能和相關能力的學習。
3.提高性實驗:對于提高階段,我們將嘗試結合虛擬儀器實驗平臺,虛擬儀器技術是儀器智能化發展的一個重要方向。我們增設實驗內容要求學生采用軟件LABVIEW或VB、VC等作為開發工具,設計直觀友好的用戶交互界面。如有可能還可根據檢測分析的結果產生相應的輸出控制信號。
4.除了實驗教學,在與醫療儀器相關的腦機交互研究方面還可成立大學生科研活動小組,開展多種課外科技活動。其中申請者是該科研活動小組的指導教師之一。結合該課程的教學改革,擬吸收對生物醫學方向感興趣的同學加入,主要以觀摩實驗和學習實驗方法為主,在活動參與中激發學生專業興趣、促進專業學習。
五、總結
本文針對面向生物醫學工程專業開設的《測試技術與傳感器》課程當前存在的問題,結合生物醫學專業學科交叉特色,提出了相應的改革目標和措施,使學生能自主使用各種通用傳感和專用醫療儀器平臺,靈活選擇信號分析方法,加強對儀器平臺分析的能力和對結果的理性認識,發揮該課程的實踐性優勢。通過施行開放式的《測試技術與傳感器》課程教學模式改革,注重實驗知識的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增強學生的自主性與參與性,培養社會需要的創新型、應用型、復合型、外向型的“醫工結合”型儲備人才。
參考文獻:
[1]杭州電子科技大學教務處.生物醫學工程專業及醫學信息工程專業培養計劃[Z].杭州電子科技大學本科專業培養計劃,2011.