光電信息技術與特種設備研討
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1基本理論
隨著人類科技文明水平的不斷提高，信息技術、新材料技術、新能源技術、生物技術、空間技術、海洋開發(fā)技術被科學界譽為六大高技術群體，而其中的光電信息技術更是人類發(fā)展進程中的重大突破。人們對光的認識來源于生活中的視覺印象，但是在科學領域中對光電信息技術有著更為嚴格的定義。光電信息技術是由光學、光電子、微電子、超聲波等技術結合而成的多學科綜合信息技術，涉及光信息的輻射、傳播、探測以及光信息的轉換、存儲、處理與顯示等眾多的內(nèi)容。光電信息技術是對光波段的開拓和利用，是信息技術產(chǎn)業(yè)革命的一個重要產(chǎn)物。光不僅是自然生物生命能量的重要來源，也是人類生活中信息接收的重要來源。隨著光電信息技術的發(fā)展，光電信息技術的應用已然成為影響國民經(jīng)濟水平和人民生活水平的重要因素。因此，在我國眾多行業(yè)中的特種設備的使用上，人們也越來越重視光電信息技術的應用。
1.2特種設備的基本概念
特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場內(nèi)專用機動車輛。其中鍋爐、壓力容器、壓力管道為承壓類特種設備；電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施為機電類特種設備。由此不難得知，特種設備的使用與人們的日常生活息息相關，隨著光電信息技術的發(fā)展，一些行業(yè)如傳統(tǒng)設備制造業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、化學品行業(yè)等等諸多行業(yè)中的特種設備都應用了光電信息技術。光電信息技術在特種設備中的應用也成為許多制造廠商關注的熱點話題之一。
1.3光電信息技術在特種設備上應用的現(xiàn)狀
在特種設備的使用過程中，使用單位對使用作業(yè)的各流程和步驟的了解是必不可少的。但是近年來，隨著各行業(yè)對特種設備使用量的增多，部分不先進的特種設備的使用也給各單位帶來了一些安全問題和隱患。比如，2013年吉林寶源豐禽業(yè)有限公司由于對鍋爐的使用不當而導致的爆炸事故，造成了重大經(jīng)濟損失及人員傷亡。由此可以看出,特種設備的安全使用已成為一個企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營活動中亟需解決的問題。光電信息技術在一些行業(yè)使用的特種設備上的應用恰恰很好的解決了這些安全隱患問題，并且提高了特種設備的使用效率。所以，特種設備使用者應更多的了解如何在特種設備上更合理的應用光電信息技術。
2光電信息技術在特種設備上的應用舉例
隨著我國光電信息技術在特種設備上的應用逐漸增多，一些由于特種設備落后或是設計不合理而引發(fā)的問題也隨之得到了解決。光電信息技術可謂是特種設備應用的福音，下面筆者就不同行業(yè)中光電信息技術在特種設備上應用的例子逐一進行說明。
2.1醫(yī)療行業(yè)光電信息技術在特種設備上的應用
醫(yī)療行業(yè)是與人們?nèi)粘Ｉ铌P聯(lián)最大的行業(yè)，在此行業(yè)中有很多地方需要用到特種設備，比如膠囊型內(nèi)窺鏡。這是一種帶有攝像機的膠囊型內(nèi)窺鏡，其直徑為0.9cm,長為2.3cm，被病人吞下后，可在胃、十二指腸、小腸、大腸等處拍攝圖像。與一般的的內(nèi)窺鏡相比較，可以完全避免病人在檢查過程中所產(chǎn)生的苦痛。下圖中為膠囊型內(nèi)窺鏡的結構，將光、機、電微系統(tǒng)集成在一個膠囊內(nèi)，膠囊被患者吞服后就會隨著消化道的不斷蠕動向前推進，然后通過微型攝像機拍攝數(shù)字圖像，每小時內(nèi)能向數(shù)據(jù)記錄儀傳送近萬幅圖片。再利用微波技術把照片傳送出來。膠囊型內(nèi)窺鏡完成攝像任務后，內(nèi)窺鏡便隨著排泄物排到體外。膠囊型內(nèi)窺鏡使用CCD或CMOS攝像機，所需的電能由自身電池或從體外用微波形式輸送，其運行速度和方向等均可以從體外來控制。所拍攝的圖像也使用微波傳送到體外的控制裝置里，使用記錄、顯示系統(tǒng)或打印機獲取圖像。可見，此項光電信息技術在特種設備上的應用在醫(yī)學發(fā)展進程上是一個重要的里程碑。如圖1所示。
2.2傳統(tǒng)制造業(yè)光電信息技術在特種設備上的應用
在眾多的傳統(tǒng)制造業(yè)中有很多企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中需要用到鍋爐，但是由于鍋爐是一種危險的特種設備，近年來由于鍋爐使用不當而引起的安全事故屢見不鮮。這些事故的原因都是因為水位計的失靈引起的，而光電信息技術中的雙通道比色溫度計則是解決這一問題的最佳辦法。雙通道比色溫度計的概念是利用光電器件和適當電路，對兩個波段進行引入，后測量兩個光波段內(nèi)輻射能量的比值，經(jīng)過一定的關系運算后就可得到被測物體溫度。在實用中對兩個波段進行選擇時，對于高溫測量，因為輻射能量足夠大，可將波段選得盡量窄而且靠近，對于低溫測量，輻射能量較小，可選兩個較寬、但是盡量靠近、甚至部分重疊的波段，以減少黑度系數(shù)的影響。雙通道比色溫度計有兩個通道和兩個光電器件，它的優(yōu)點是容易測得物體的真實溫度，正確性好，穩(wěn)定性好。而測量距離的遠近、中間是否有介質、熱體的大小等因素對溫度測定影響較小。綜上所述，企業(yè)便可在日常生產(chǎn)經(jīng)營活動中使用鍋爐時用雙通道比色溫度計測量溫度是否超標，從而將引發(fā)的安全事故的可能性降到最低。
2.3日常工作中光電信息技術在特種設備上的應用
事實上，光電信息技術在特種設備的應用上不僅僅體現(xiàn)在一些高精尖的行業(yè)中，在人們的日常工作中也有很多的應用舉例。比如，光控電焊眼罩，應用的就是光電遙控的原理。電焊工電焊時一般都要帶防護面罩，以保護眼睛被電焊強光刺激，現(xiàn)使用液晶屏替代老式的防護玻璃，可減少電焊時摘下防護罩看焊縫質量時被電焊強光刺激到的麻煩，提高效率。又如，印刷機紙張監(jiān)控器，應用的則是光電繼電器的原理。印刷機紙張監(jiān)控器可以自動監(jiān)測每次印刷的紙張是否為一張，如果不是一張則發(fā)出報警訊響，停止印刷。再比如，小至日常生活中路燈、霓虹燈的自動控制電路電路，如果將采用的光敏器件改為光敏三極管，則可以較普通的電路提高霓虹燈控制的靈敏度。從以上示例可以看出，在日常生活中我們同樣能夠感受到光電信息技術在特種設備上的應用給人們帶來的便捷。
3結束語
從本文光電信息技術在特種設備上的應用的具體示例中我們可以看出光電信息技術的發(fā)展不僅改變了人們的工作、學習和生活方式，而且推動了新的產(chǎn)業(yè)革命、軍事變革以及新興學科的形成，具有越來越大的競爭力。在技術發(fā)達國家，光電信息相關產(chǎn)值已占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的一半以上。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，越來越多的行業(yè)也開始重視到了光電信息技術所能賦予人類的改變。我國的光電信息技術產(chǎn)業(yè)的歷史雖然短暫，但是我們的發(fā)展速度卻在逐步加快，在未來的日子里，我們不僅要在更多的特種設備上應用光電信息技術，還要爭取在更廣闊的行業(yè)領域應用光電信息技術。
作者：愛孟斯坦單位：中國工程物理研究院
