第一篇：光電顯示技術(shù)期末考查論文doc

光電顯示技術(shù)期末考查論文

請(qǐng)按學(xué)術(shù)論文格式

有中英文摘要和關(guān)鍵詞

有參考文獻(xiàn)

內(nèi)容在3000-5000字

第十八周前（6月21日前）交

可任選以下一個(gè)題目:

1、中國(guó)平板顯示技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

2、液晶顯示技術(shù)總結(jié)

3、有機(jī)電致發(fā)光顯示器的前景展望

第二篇：顯示技術(shù)論文

納米元件與納米顯示技術(shù)

所謂納米技術(shù),就是研究納米尺度——0.1~100納米這種微觀范圍內(nèi)物質(zhì)所具有的特異現(xiàn)象和特異功能,并且在這個(gè)基礎(chǔ)上制造新材料,研究新工藝,生產(chǎn)新器件的方法和手段。納米技術(shù)作為一門新興的綜合性邊緣學(xué)科,將為21世紀(jì)的信息科學(xué),生命科學(xué),分子生物學(xué),生態(tài)科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展提供一個(gè)全新的技術(shù)界面。市場(chǎng)調(diào)查公司Dataquest 在一份新發(fā)布的預(yù)測(cè)報(bào)告中指出,未來世界科技發(fā)展的九大關(guān)鍵技術(shù)之一就是納米技術(shù)。納米技術(shù)的發(fā)展將引發(fā)一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命,其深遠(yuǎn)意義堪與18世紀(jì)的工業(yè)革命相媲美。歐盟委員會(huì)新發(fā)布的一份報(bào)告指出,到2005年,納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)將成為僅次于芯片制造的世界第二大制造業(yè),到2010年,世界納米技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到500億美元.一、納米字母和元件微乎其微

納米技術(shù)最早引起人們關(guān)注的是納米技術(shù)的杰作--納米字母。1989年,IBM公司的研究人員利用隧道掃描顯微鏡的探針移動(dòng)氙原子,成功地將氙原子拼成了該公司的字母商標(biāo)——“IBM”,緊接著,又成功地移動(dòng)48個(gè)鐵原子,排列組成了兩個(gè)漢字--“原子”,1996年,IBM公司設(shè)在瑞士的蘇黎世研究所又研制成功世界上最小的納米算盤,它的算子僅有百萬(wàn)分之一毫米大小,是由碳原子連接成的球狀分子碳60,他們發(fā)明的這種移動(dòng)單個(gè)原子或者分子技術(shù),為新一代電子元器件的研制開辟了無(wú)限美好的前景。

美國(guó)普林斯頓NEC研究所和賴斯大學(xué)的科學(xué)家成功地研制出納米管,這是一種把碳?xì)饣笥免捄玩囘M(jìn)行處理而獲得的長(zhǎng)分子串,有很強(qiáng)的導(dǎo)電性,其強(qiáng)度比銅高100多倍,重量?jī)H是銅的1/6。這種納米管非常微小,5萬(wàn)個(gè)納米管排列起來,也只有一根頭發(fā)絲那么粗,納米管是一種很理想的導(dǎo)體,是制造納米元件、超微導(dǎo)線和超微開關(guān)的首選材料。采用體積縮小了幾百倍的納米管元件代替硅芯片,將引發(fā)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的革命。美國(guó)國(guó)家航天和宇航局艾姆斯研究中心的迪帕克·斯里瓦斯塔瓦正在研制一種連接納米管的方法。用這種方法連接的納米管可以用作芯片元件,發(fā)揮電子開關(guān)、放大和晶體管的功能。

斯里瓦斯塔瓦博士指出：“我們利用一種超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)復(fù)制這些碳絲元件。實(shí)驗(yàn)表明,我們有望制造出這種全新的納米元件。我們?cè)?jīng)使用量子分子力學(xué)方法,也就是使用一種全程跟蹤變化的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),成功地預(yù)測(cè)了分子結(jié)構(gòu)。因此,納米元件的制造成功是大有希望的?！?/p>

目前,盡管斯里瓦斯塔瓦博士提出的解決方案可能只存在于超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)中,但是不能排除的可能性是,在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的芯片尺寸,被納米元件取代后將會(huì)變得像頭發(fā)絲那樣細(xì)小

二、納米涂層顯現(xiàn)管大顯身手

在普通顯現(xiàn)管或者顯示管上涂一層納米材料,可以有效地防止電視機(jī)和顯示器的靜電,眩光和輻射。我國(guó)以前使用的這種納米涂層材料全部依賴進(jìn)口,山東煙臺(tái)佳隆實(shí)業(yè)有限公司研制了一種新型納米材料,打破了國(guó)外在該領(lǐng)域的壟斷。國(guó)產(chǎn)納米涂層材料將會(huì)大大降低彩電顯現(xiàn)管的生產(chǎn)成本,增強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,近年來,在國(guó)際市場(chǎng)上新興的綠色環(huán)保型純平彩管,促進(jìn)了防靜電,防眩光和防輻射的納米涂層材料的研制。我國(guó)目前已建和正在興建的彩管生產(chǎn)線,對(duì)納米涂層材料的年需求量近千噸,市場(chǎng)價(jià)值超過2億元。

三、納米級(jí)新型電路設(shè)計(jì) 在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中,由于電子電路變得越來越緊湊,許多導(dǎo)線緊密地纏繞在一起,彼此之間的信號(hào)相互干擾,導(dǎo)致整個(gè)電路的運(yùn)行速度減慢,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生短路。為了解決這個(gè)問題,美國(guó)珀杜大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系副教授考?？恕ち_發(fā)明了一種新穎的納米級(jí)電路,能夠顯著減少導(dǎo)線之間的干擾,大大提高電路運(yùn)行效率,并且降低電路制作成本。

與傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)不同的是這種新的設(shè)計(jì)巧妙地避免了產(chǎn)生干擾的兩種主要因素：一種是纖細(xì)的金屬導(dǎo)線經(jīng)常重疊；另一種是兩根緊緊相鄰的平行導(dǎo)線內(nèi)的電流方向相反。正是這兩種因素使得線間電容量,也就是存儲(chǔ)在導(dǎo)線絕緣材料之間的無(wú)用電量增加了,從而影響了整個(gè)電路的運(yùn)行,降低電路的運(yùn)行速度,甚至?xí)谀硞€(gè)條件下導(dǎo)致電路故障。在新一代電路設(shè)計(jì)中,電容問題已經(jīng)成為瓶頸之一,因?yàn)檫@些電路的功率比常規(guī)電路更低,為此,設(shè)計(jì)中采用了輕型電池,一次充電可以運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間,由于導(dǎo)線之間的互相干擾而引發(fā)的故障率比常規(guī)電路更高。

考?？恕ち_在設(shè)計(jì)電路時(shí),將線圈的緊密度降低,并且將平行導(dǎo)線內(nèi)的電流運(yùn)動(dòng)方向改為同一方向,從而使導(dǎo)線之間的電容量大為降低。考?？恕ち_將這種技術(shù)用來設(shè)計(jì)納米級(jí)電路,大獲成功。他還設(shè)計(jì)出一種計(jì)算機(jī)模塊來預(yù)測(cè)電路設(shè)計(jì)效果,引起了同行們的矚目,認(rèn)為這種納米級(jí)新型電路設(shè)計(jì)是一種極具應(yīng)用前景的新設(shè)計(jì)方法。

四、DNA連接納米電子器件

在實(shí)驗(yàn)室制造納米電子器件時(shí),遇到最困難的問題是如何制造細(xì)小的納米金屬導(dǎo)線,以便用這種極其細(xì)小的金屬導(dǎo)線把納米元件連接起來。

在制造納米金屬導(dǎo)線時(shí)遇到困難之后,科學(xué)家們另辟蹊徑,找到了用DNA分子連接納米電子器件的新方法。

以色列技術(shù)研究所的科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn),DNA鏈可用作生長(zhǎng)微型電線的模板,科學(xué)家們使用一個(gè)DNA分子就能夠成功地將一根銀導(dǎo)線吊裝在兩個(gè)金電極之間的微小間隙上,這種新技術(shù)可用于生產(chǎn)納米級(jí)電子器件。

DNA模板可解決生產(chǎn)納米電子器件中最大的難題,這是因?yàn)榧{米電子器件的一個(gè)重要特性是能夠?qū)崿F(xiàn)自裝配,即這種DNA橋可以自動(dòng)粘附到電極的粘端。特定的粘端可用于在特定電極間吊裝導(dǎo)線,使納米工程師可完全控制元件的連線,正確連線往往是工程師們遇到的最棘手問題之一。

目前科學(xué)家們面臨的挑戰(zhàn)是如何采用最有效,最廉價(jià)的方法制造出納米器件。科學(xué)家們認(rèn)為最好的方法設(shè)備對(duì)原子逐個(gè)進(jìn)行排列,以使它們形成這種結(jié)構(gòu),從而達(dá)到“討好而又不費(fèi)力”的效果。

DNA金屬來導(dǎo)電,但銀導(dǎo)線的導(dǎo)電性能尚不能盡如人意,可能是由于沉淀顆粒太大的緣故。這個(gè)研究小組的科學(xué)家們正在實(shí)驗(yàn)用各種不同的金屬,不同的生長(zhǎng)條件和各種后生長(zhǎng)處理來改善金屬的導(dǎo)電性,以便能夠順利地制造出更多的納米電子器件。

五、納米技術(shù)芯片控制元件

德國(guó)埃森大學(xué)兩名科學(xué)家通過控制金原子團(tuán)的二維有序結(jié)構(gòu),日前研制成功一款世界上最小的微電子芯片控制元件,這項(xiàng)成果可以大大提高芯片的集成度,降低芯片能耗,這是納米技術(shù)在微電子應(yīng)用領(lǐng)域的重大突破。

微電子技術(shù)發(fā)展至今,其芯片控制元件最小的尺寸是180納米,是目前微電子材料技術(shù)工藝可以達(dá)到的極限。為了研制出未來結(jié)構(gòu)所需要的更小的控制元件,科學(xué)家們開始將注意力轉(zhuǎn)移到金屬原子團(tuán)所呈現(xiàn)的量子效應(yīng)的電子特性,制造出更小的納米級(jí)控制元件。用金屬原子團(tuán)制成的一個(gè)晶體管元件僅有10納米大小,在它里面的金原子團(tuán)微乎其微,只有1.4納米大小。目前市場(chǎng)上計(jì)算機(jī)芯片最小的晶體管尺寸是180納米,每個(gè)元件控制過程通過的電子數(shù)量約為10萬(wàn)個(gè)以上,而現(xiàn)在采用金屬原子團(tuán)制造的晶體管元件,其控制過程僅通過1個(gè)電子,因而能夠極大地降低能耗,具有廣闊的應(yīng)用前景。

六、納米粒子顯示器呼之欲出

高清晰度平面屏彩電擁有極佳的圖像質(zhì)量,但是其高昂的價(jià)格卻令人望而卻步。不過這種情況很快就會(huì)改觀,這是因?yàn)榛诩{米粒子（粒徑50nm）的幾款新型納米顯示器即將走向成熟。納米粒子顯示器不僅價(jià)格低廉,而且顯示屏很薄,所現(xiàn)實(shí)的圖像比現(xiàn)有的PDF,LCD的清晰度和亮度更高。

美國(guó)正在開發(fā)的納米粒子顯示器,采用氧化釓或氧化釔制成柵網(wǎng)屏,這些氧化物中所含的稀土元素在電場(chǎng)作用下會(huì)發(fā)出亮光,如果含銪會(huì)發(fā)出紅光,含鋱會(huì)發(fā)出綠光,含銩會(huì)發(fā)出藍(lán)光。另一種顯示技術(shù)則是用納米粒子制成發(fā)光二極管薄模顯示器,擬用于軍用飛機(jī)。在這種情況下,研究人員發(fā)現(xiàn),納米粒子的長(zhǎng)度尺寸則可影響發(fā)光的顏色,由鎘和碲組成的2nm粒子會(huì)發(fā)出綠光,而其5nm的粒子則會(huì)發(fā)出紅光。

為了使納米粒子顯示器實(shí)用化,可以一種尺寸比頭發(fā)絲的十萬(wàn)分之一還要細(xì)小的納米管來傳送電子,以取代傳統(tǒng)平板顯示器中所用的笨重的電子槍。密執(zhí)根州立大學(xué)的科學(xué)家在每個(gè)像素上裝上了大量的納米管,每個(gè)納米管都可以向該像素發(fā)射一個(gè)電子。

無(wú)論采用哪一種方法,納米粒子發(fā)光體都可以收到節(jié)能的效果。納米粒子發(fā)光體的能量利用率高達(dá)90%,而傳統(tǒng)的平板顯示器僅為17%。DVD機(jī)如果采用納米粒子顯示器,由于節(jié)能效果很高,它每充電一次就可連續(xù)放映兩三部電影。

七、納米電腦不是夢(mèng)

據(jù)美國(guó)邁特公司（Mitre）的納米技術(shù)權(quán)威詹姆斯·埃倫博根最近所作的預(yù)測(cè)語(yǔ)驚四座：“在不久的將來,可以通過重新排列磁盤上的分子制造出分子芯片,并且在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步研制出體積只有針頭大小的納米計(jì)算機(jī),這種納米計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件比我們現(xiàn)今用于在磁盤驅(qū)動(dòng)器上裝載信息的物理結(jié)構(gòu)小得多。因此,在不久的某一天,我們將能夠像今天下載軟件一樣從網(wǎng)絡(luò)上下載硬件?！?/p>

納米技術(shù)的一個(gè)分支是分子電子學(xué)。由洛杉磯加利福尼亞大學(xué)和惠普實(shí)驗(yàn)室組成的研究小組找到了一種自行組裝的所謂的邏輯門?；萜諏?shí)驗(yàn)室研究人員菲利普·庫(kù)克斯說,“這個(gè)研究小組下一步的目標(biāo)是縮小芯片上的線路。旨在生產(chǎn)出“單邊為100納米的芯片”。他還說：“目前的生產(chǎn)成本之所以非常昂貴,是因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)械需要有極高的精確度。但是采用化學(xué)方法制造,我們可以生產(chǎn)出長(zhǎng)卷,然后只需切成小塊就行了”。

邁特公司埃倫博根領(lǐng)導(dǎo)的研究人員在8月中旬取得的最新成果是設(shè)計(jì)出一種用于組裝納米制造系統(tǒng)的微型機(jī)器人。其長(zhǎng)度約為5毫米,但是,假設(shè)能利用納米制造技術(shù)使這種機(jī)器人的體積不斷縮小,它最終的體積可能不會(huì)超過灰塵的微粒。

體積如此微小的機(jī)器人可以用于操縱單個(gè)原子,并啟發(fā)人們作出如下的種種假設(shè)：成群的肉眼看不見的微型機(jī)器人在地毯上或書架上爬行,把灰塵分解成原子,使原子復(fù)原成餐巾,肥皂或納米計(jì)算機(jī)等諸如此類的東西。

按照科學(xué)家們目前掌握的技術(shù)來看,雖然用原子制造計(jì)算機(jī)仍然是一個(gè)相當(dāng)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想,但是埃倫博根認(rèn)為很快就能取得一定的進(jìn)展,在幾年內(nèi)會(huì)獲得重大突破。那么,是否埃倫博根所言不虛,人們將拭目以待。

第三篇：犯罪心理學(xué) 期末考查論文

未成年人犯罪成因分析

(犯罪心理學(xué)期末論文)

院系：信息科學(xué)系

專業(yè)：應(yīng)用心理學(xué)

班級(jí)：09心理

學(xué)生姓名：

學(xué)號(hào)：

年 12 月

日2010 17

【摘要】

“未成年人”是指不滿14周歲的人。

“未成年人犯罪”是指不滿14周歲的人犯罪。

在我們眼里，未成年人是祖國(guó)的未來，是跨世紀(jì)的接班人。隨著當(dāng)今社會(huì)傳播媒體的空前發(fā)展，未成年人以敏感的心靈感受著時(shí)代的變化，見多識(shí)廣，早熟、早知、思維活躍。但是另一方面，由于這一特定年齡階段身心發(fā)展的不成熟性、不穩(wěn)定性，使得他們極易在社會(huì)中接受到錯(cuò)誤的、消極的影響，進(jìn)而產(chǎn)生一定的犯罪心理，甚至實(shí)施不可預(yù)想的犯罪行為，給社會(huì)，給家庭，帶來沉重的災(zāi)難。

作為當(dāng)代的大學(xué)生，我們也經(jīng)過了懵懂的未成年時(shí)期，未成年時(shí)期是每個(gè)人都必須經(jīng)歷過的一個(gè)人生階段。然而，近幾年來，未成年人犯罪呈上升趨勢(shì)，而且開始呈現(xiàn)出低齡化、團(tuán)伙化、智能化、成人化的趨勢(shì)，愈來愈成為全社會(huì)關(guān)心和期望解決的重要問題。

【關(guān)鍵詞】未成年犯罪心理成因

說到犯罪原因，其定義是指：處于犯罪原因系統(tǒng)中，具有較大致罪力量，能夠相對(duì)獨(dú)立的引起犯罪結(jié)果和犯罪現(xiàn)象的現(xiàn)象和進(jìn)程。那么未成年人走向犯罪道路的過程則是社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、法律、文化、家庭、教育、思想、道德及未成年人心理、生理，性格等一系列綜合作用的結(jié)果。

未成年人犯罪的成因分析：

內(nèi)部原因

（一）、造成未成年人犯罪的心理因素

人的行為是人們心理活動(dòng)的外部表現(xiàn)。未成年人犯罪行為是未成年人犯罪心理因素導(dǎo)致的。這一特點(diǎn)表現(xiàn)在生理、心理方面，就是生理和心理發(fā)展的不平衡，歸納起來；造成未成年人的犯罪心理的影響因素主要有以下幾種：

1、好奇心理和消極的模仿心理。

未成年人是社會(huì)的弱勢(shì)群體，這一群體在生理上和心理上，都具有不成熟的特點(diǎn)，青春期的孩子容易興奮、產(chǎn)生激情，所以特別容易因?yàn)橥饨绲拇碳ざ荒芸刂谱约旱那榫w，導(dǎo)致沖動(dòng)型犯罪。這時(shí)候，未成年人的天性導(dǎo)致他們對(duì)外界事物充滿了好奇，有強(qiáng)烈的求知欲。但由于社會(huì)閱歷淺，辯別是非的能力差，對(duì)對(duì)錯(cuò)缺乏全面正確的判斷力，特別是在缺乏良性誘導(dǎo)的情況下，就會(huì)在好奇心的驅(qū)使下隨心所欲，甚至走向違法犯罪的深淵。有的青少年出于對(duì)異性、毒品等充滿神秘感，好奇的心理驅(qū)使去尋求刺激，由于未成年人的自控能力較差，進(jìn)而仿效，造成的違法犯罪。

2、盲從和從眾心理。

在很多的共同犯罪中，部分未成年人并沒有完全認(rèn)識(shí)自己的所作所為，只是隨其他成員盲目從事，人云亦云，個(gè)體在主觀上沒有明確的犯罪動(dòng)機(jī)，是一種盲從的行為。

未成年人集中犯罪，就是基于未成年人同齡群體內(nèi)相同的情感和相似的需要，追求吃喝玩樂，追求享樂主義。

3、逆反心理和報(bào)復(fù)心理。

未成年人雖年幼無(wú)知，但同樣渴望人格上的獨(dú)立和自立，能夠獲得平等的權(quán)力和尊重，不愿受管束，這種心理隨年齡的增長(zhǎng)有時(shí)會(huì)越來越強(qiáng)烈，特別是當(dāng)他們具有一些不良行為而被管教時(shí)，他們輕則反感對(duì)抗，重則予以報(bào)復(fù)。

由于他們的世界觀尚未定型，處在人格形成和發(fā)展的最關(guān)鍵階段，也是逆反心理極其強(qiáng)烈的時(shí)期。對(duì)社會(huì)、人生的認(rèn)識(shí)易表面化、直觀化、感性化。在各種不良風(fēng)氣的影響下，如在圖書報(bào)刊、音像制品、文化娛樂等中充斥著大量的封建迷信、兇殺、暴力、色情以及其它有損人民群眾健康的內(nèi)容，使未成年人不能正確看待社會(huì)中的一些不良現(xiàn)象，從而造成對(duì)社會(huì)不滿，甚至仇視。

有的未成年人對(duì)家長(zhǎng)的“棍棒教育”和學(xué)校片面追求升學(xué)率、歧視成績(jī)較差學(xué)生的做法不堪忍受，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的對(duì)立情緒，嚴(yán)重時(shí)他們甚至?xí)扇”┝κ侄芜M(jìn)行反抗。

4、追求虛榮和物質(zhì)化的心理

未成年人正值青春年華，年輕氣盛，尤其喜歡在異性面前炫耀、擺闊、逞強(qiáng)。有時(shí)候 為了證明自己的男子漢氣魄，義氣用事，“哥們”情意重，為朋友兩肋插刀，打架斗毆，花錢如流水，在所不惜。未成年人沒有固定的經(jīng)濟(jì)來源，錢總有不夠花的時(shí)候，這時(shí)候，在缺錢的情況下，很容易為錢引起尋釁滋事、故意傷害、盜竊、搶劫等類型犯罪。由于受拜金主義，享樂主義等不良社會(huì)風(fēng)氣漸長(zhǎng)，有一些未成年人幼小的心靈里種上了貪慕虛榮的種子，講排場(chǎng)，講穿戴，講吃喝，見利忘義。一些青少年經(jīng)受不住各種物質(zhì)享樂的誘惑，在一定條件和某種因素的作用下，就有可能走上犯罪的道路。

外部原因

（二）、造成未成年人犯罪的家庭因素

人們都說：“家是一個(gè)人一生的避風(fēng)港”，家庭，是未成年人社會(huì)化過程的起點(diǎn)。在未成年人成長(zhǎng)的過程中，家庭起著舉足輕重的作用。

1、家庭結(jié)構(gòu)殘缺，父母離異等

未成年子女父母的離異，家庭的殘缺，是未成年人犯罪的“催化劑”。父母的離異，在一定程度上本身就對(duì)未成年人產(chǎn)生一定的心理壓力，加之外來因素及家庭成員之間交流的欠缺，再加上他們心理尚未成熟，社會(huì)經(jīng)驗(yàn)不足，在不良環(huán)境的影響下，極易導(dǎo)致未成年人放任自流，誤入歧途。

2、家庭教育方式不當(dāng)

家庭教育方式不當(dāng)也是導(dǎo)致未成年人走上犯罪的重要原因之一。父母是子女的啟蒙老師，家庭的教育培養(yǎng)，深刻影響著子女人生觀、道德觀的形成，家庭教育的缺陷是子女形成不良個(gè)性的基礎(chǔ)，潛伏著青少年走上違法犯罪道路的危機(jī)。有些家長(zhǎng)不注重孩子德育方面的教育，僅僅看重學(xué)習(xí)成績(jī)，對(duì)思想品德教育不重視，如果孩子做了錯(cuò)事，父母經(jīng)常采取打罵體罰，棍棒教育等方式管教，根本不考慮未成年人的自尊心，對(duì)未成年造成心理上的傷害。

3、關(guān)愛方式不正確

絕大多數(shù)未成年都是獨(dú)生子女，自幼被父母寵愛有加，如同小皇帝、小公主，驕縱任性，養(yǎng)成了他們好吃懶做、好逸惡勞、唯我獨(dú)尊、任性自私的不良習(xí)慣。當(dāng)這些未成年人走向社會(huì)，受到挫折或個(gè)人欲望得不到滿足時(shí)，往往會(huì)失去自控，走向邪路。還有的父母忙于自已的事務(wù)，而忽視了對(duì)子女的成長(zhǎng)、教育，放任自流，由于這些未成年人缺乏家庭的教育、監(jiān)護(hù)，辨別是非能力差，在社會(huì)不良風(fēng)氣的影響尤其在獨(dú)生子女犯罪中，更為常見。

4、受父母不端行為的影響

家長(zhǎng)的不良道德品質(zhì)，最易在孩子的心理上留下疤痕。家長(zhǎng)是孩子的直接教育者，每日耳濡目染，朝夕相處，家長(zhǎng)的是非觀念，家長(zhǎng)所愛所憎都能直接深入孩子的靈魂。

（三）、造成未成年人犯罪的社會(huì)因素。

1、學(xué)校教育不當(dāng)，法制道德教育滯后校是傳授知識(shí)培養(yǎng)人才的場(chǎng)所，而大部分學(xué)校片面追求升學(xué)率，忽視了學(xué)生的思想品德教育，連最起碼的做人的知識(shí)都不教授學(xué)生。對(duì)一些差生缺乏耐心細(xì)致的思想工作，簡(jiǎn)單地采取停課、勸退、開除等方法使這些學(xué)生失去了受教育的信心和機(jī)會(huì)，有的中途輟學(xué)，有的破罐子破摔，導(dǎo)致他們消極面對(duì)世界，面對(duì)社會(huì)，失去了重獲新生的機(jī)會(huì)。教育應(yīng)該是多方面的、立體的，學(xué)生受教育也應(yīng)當(dāng)從各方面入手，特別是法制教育是必不可少的。而有的學(xué)校只是一味的追求升學(xué)率，根本沒有開辟法制課，使得學(xué)習(xí)從小不能樹立法制意識(shí)，不知什么是違法、犯罪，更不知如何正確的保護(hù)自己的合法權(quán)益。

2、不良風(fēng)氣誘發(fā)，低級(jí)文化的腐蝕

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，貧富差距也越來越大，社會(huì)丑惡現(xiàn)象的不斷蔓延，逐漸污染了社會(huì)風(fēng)氣。

而未成年人面對(duì)著多姿多彩的社會(huì)，常常會(huì)在都市的燈紅酒綠里迷失自己，造成人格扭曲，價(jià)值觀錯(cuò)誤，甚至?xí)虼讼萑敕缸锏纳顪Y。

【參考文獻(xiàn)】：

[1] 《中華人民共和國(guó)刑法》。

[2] 《中華人民共和國(guó)未成年人保護(hù)法》。

[3] 《遼寧警專學(xué)報(bào)》，2003年02期。[4] 《青少年犯罪心理分析與預(yù)防》 江蘇省南京市玄武區(qū)法院陳潔。[5] 試論青少年犯罪的心理原因及對(duì)策

[6]《未成年人犯罪與人格分析及對(duì)策》余煥春 杜曉紅

[7] 《青少年犯罪心理分析與教育 》中國(guó)心理醫(yī)院網(wǎng)

第四篇：光電材料論文

光纖材料--塑料光纖的特點(diǎn)、制備及發(fā)展應(yīng)用論文

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，許多新發(fā)明、新發(fā)現(xiàn)不斷地涌現(xiàn)在人們面前，這是時(shí)代發(fā)展的需求，同樣也是社會(huì)進(jìn)步的要求。只有通過不斷地發(fā)明發(fā)現(xiàn)和探索，人類社會(huì)才能不斷地進(jìn)步。新型材料光纖作為一種新型材料以質(zhì)量輕、傳輸損耗小、不受外界電磁波干擾、保密性好等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們所重視，而在光纖領(lǐng)域內(nèi)，塑料光纖由于具有有柔韌性好、加工性好、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，而在短距通信、傳感器及顯示等方面獲得了更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：光纖、塑料光纖、工作原理、性能參數(shù)、分類、制作工藝、塑料光纖優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域 正文：

1、光纖、塑料光纖的定義以及其應(yīng)用工作原理

光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。

塑料光纖（POF）是由高透明聚合物如聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）作為芯層材料，PMMA、氟塑料等作為皮層材料的一類光纖（光導(dǎo)纖維）【1】。

2、光纖的工作原理

光纖是利用光的全反射原理，光纖纖芯是光密介質(zhì)，包層是光疏介質(zhì)，只要光線射入的角度合適，那么光線就能在光纖中不斷發(fā)生全反射，而傳到光纖的另一端【2】。

3、塑料光纖的性能指標(biāo)

（1）衰減

塑料光纖的衰減主要取決于所選用的材料的散射損耗和吸收損耗。要想作為通信級(jí)塑料光纖，一個(gè)最基本要求就是PMMA塑料光纖的衰減要低最好是小于180dB/km。

（2）帶寬

梯度型塑料光纖是折射率呈梯度分布的光纖，其折射率由芯至包層逐漸降低。只要所形成的梯度折射率分布適宜，便可獲得抑制模色散，保持大的數(shù)值孔徑，控制出射光波相對(duì)于人射光波展寬的效果。如折射率分布妥當(dāng)，那么材料色散就成為決定傳輸帶寬的主要因素。只要在選擇時(shí)充分注意材料色散，欲制得帶寬為數(shù)Ghz·km是完全可行的。

（3）耐熱性

最重要的是，塑料光纖的耐熱性主要由其成分性能決定。耐熱性好的材料成分，決定塑料光纖具有比較好的耐熱性。判斷材料耐熱性的指標(biāo)有玻璃化溫度、維卡軟化點(diǎn)、熱變形溫度等指標(biāo)。

（4）連接性

通信塑料光纖多采用直徑1mm的光纖，是石英光纖的8～20倍。粗的塑料光纖的連接比石英光纖要容易得很多。

4、塑料光纖的分類

目前常用的塑料光纖芯材有三類：（1）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）（2）基苯乙烯（PS）系列（3）氘化聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA-d）。其中第一類光纖特性好且價(jià)格便宜，目前被廣泛應(yīng)用。第二類線芯材料較脆，傳輸損耗大，而且隨放置時(shí)間延長(zhǎng)黃色指數(shù)上升，透明率下降，故

目前較少使用。第三類光纖由于以氘代替了氫，傳輸損耗可降低至20dBKm，是一種理想芯材，目前已有商品化產(chǎn)品，但價(jià)格較貴。

5、塑料光纖的制作工藝

塑料光纖的制造主要分階躍型塑料光纖的制造和梯度型塑料光纖的制造【2】

（1）階躍型塑料光纖常采用管棒法、涂覆法、復(fù)合拉絲法三種成型方法制備。管棒法是先將芯材聚合物制成棒狀，外面套上包層材料管，然后將此管棒進(jìn)行熱拉伸成纖。涂覆法是先將包層材料溶于溶劑或使之熔融，然后將纖芯絲通過溶液或熔體進(jìn)行涂覆，從而形成纖芯—包層結(jié)構(gòu)的纖維。復(fù)合拉絲法是將芯層聚合物與包層聚合物分別在兩臺(tái)擠出機(jī)中同時(shí)熔融擠出到一個(gè)同心圓口模中芯層聚合物從中心擠出，包層聚合物從外環(huán)擠出，在模口處兩種材料粘合成包復(fù)式纖維。（2）梯度性光纖是利用數(shù)種具有不同折射率和聚合反應(yīng)速度的單體注入一垂直的聚合管中，在旋轉(zhuǎn)的情況下，通過光激發(fā)或加熱使之發(fā)生共聚，聚合物從管壁向軸中心逐漸析出，隨著單體轉(zhuǎn)化為聚合物的轉(zhuǎn)化率上升，共聚物的折射率也逐漸發(fā)生變化，最后進(jìn)行熱拉伸得到自聚焦的光纖。

6、塑料光纖的優(yōu)點(diǎn) 塑料光纖的優(yōu)點(diǎn)：

（1）塑料光纖質(zhì)輕、柔軟，更耐破壞（振動(dòng)和彎曲）。塑料光纖有著優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度、耐用性和占用空間小的特點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得塑料光纖在汽車中成功應(yīng)用尤為重要。一個(gè)典型的豪華車內(nèi)部至少由幾公里的銅線和銅纜，重量和成本大為增加。飛機(jī)、火車和其他所有交通工具莫不如此。（2）由于塑料光纖的大直徑和數(shù)值孔徑，光傳導(dǎo)能力大。塑料光纖比銅類傳輸介質(zhì)（雙絞線和同軸電纜）有著高得多的帶寬能力。傳輸?shù)念l率越高，運(yùn)用塑料光纖的成本就越低。

塑料光纖的切割、布線、粘結(jié)、拋光和其他加工容易。由于有較大直徑，塑料光纖安裝和與器件、光源、探測(cè)器等的連接變得容易和低成本，非專業(yè)人士也能勝任這些操作。準(zhǔn)備塑料光纖的連接最多不超過1分鐘，也不需要特別的工具。即使是最簡(jiǎn)單的剪刀也可以用來切割塑料光纖。塑料光纖收發(fā)模塊使用650nm波長(zhǎng)的紅光，非常安全，使用者可見也容易判斷光纖的連接是否成功。另外，塑料光纖的連接對(duì)端面藏留的灰塵和碎屑不敏感。

（3）塑料光纖不產(chǎn)生輻射，完全不受電磁干擾和無(wú)線電頻率干擾以及噪音的影響。這一點(diǎn)對(duì)視頻和音頻的分流尤為重要，很顯然這些干擾和噪音影響圖像和服務(wù)的品質(zhì)。塑料光纖可以和銅纜在同一管道里或同一線束并排鋪放。塑料光纖不產(chǎn)生噪音，不會(huì)對(duì)目前的管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

（4）POF系統(tǒng)的成本低。據(jù)說用于家庭消費(fèi)電子、家庭聯(lián)網(wǎng)和汽車包括音響、DVD、VCR等的每個(gè)連接的成本低于20美金。所以這些器件都可以在一般商店里買到。

通過塑料光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸沒有可能被竊聽，這樣塑料光纖在一些安全程度要求高的場(chǎng)合，就非常適用。

雖然石英光纖廣泛用于遠(yuǎn)距離干線通信和光纖到戶，但塑料光纖被稱之為“平民化”光纖，理由是塑料光纖、相關(guān)的連接器件和安裝的總成本比較低。在光纖到戶、光纖到桌面整體方案中，塑料光纖是石英光纖的補(bǔ)充，可共同構(gòu)筑一個(gè)全光網(wǎng)絡(luò)。

POF與石英光纖相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：模量低，芯徑大(0.3-1.0mm)，接續(xù)時(shí)可使用簡(jiǎn)單的POF連接器，即使是光纖接續(xù)中心對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生30μm的偏差也不會(huì)影響耦合損耗；數(shù)值孔徑大(NA0.5左右)，受光角可達(dá)60°，而石英光纖只有16°，可用便宜的LED，并且耦合效率高；撓曲性好，易于加工和使用；在可見光區(qū)有低損耗窗口；重量輕；成本及加工費(fèi)用低。

POF網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)系統(tǒng)中與其他傳輸介質(zhì)相比，也具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：POF對(duì)電磁干擾不敏感，也不發(fā)生輻射，不同數(shù)據(jù)速率下的衰減恒定，誤碼率可預(yù)測(cè)，能在電噪聲環(huán)境中使用；其尺寸較長(zhǎng)，可降低接頭設(shè)計(jì)中公差控制的要求，故成網(wǎng)成本較低等。

7、塑料光纖的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域（1）塑料光纖的發(fā)展【1】

塑料光纖的研究始于二十世紀(jì)60年代。1968年美國(guó)杜邦公司用聚甲基丙烯酸甲酯為芯材制備出塑料光纖，但光損耗較大。1974年日本三菱人造絲公司以PMMA和聚苯乙烯為芯材、以低折射率的氟塑料為包層開發(fā)出塑料光纖，其光損耗為3500dB/km，難以用于通信。

80年代日本的一些大企業(yè)和大學(xué)對(duì)低損耗塑料光纖的制備進(jìn)行了大量的研究。1980年三菱公司以高純MMA單體聚合PMMA，使塑料光纖損耗下降到100-200dB/km。1983年NTT公司開始用氘取代PMMA中的H原子，使最低光損耗可達(dá)到20dB/km，并可傳輸近紅外到可見光的光波。

近幾年來，歐日等國(guó)的公司對(duì)塑料光纖的研制取得了重要的進(jìn)展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9分貝/公里。其工作波長(zhǎng)已擴(kuò)展到870微米(近紅外光)，接近石英玻璃光纖的實(shí)用水平。美國(guó)研制的一種PFX塑料系列光纖，有著優(yōu)異的抗輻照性能。此外，美國(guó)麻省波士頓光纖公司研制的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內(nèi)以每秒3兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內(nèi)的跳躍方式來達(dá)到較高的傳輸速度。現(xiàn)在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫(yī)療器械、復(fù)印機(jī)等。

就目前塑料光纖生產(chǎn)量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產(chǎn)者，然而卻是歐洲推動(dòng)了塑料光纖新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)并建立了光纖檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業(yè)發(fā)展的重要階段，在這段時(shí)間內(nèi)建立了歐洲塑料光纖檢驗(yàn)和測(cè)量的新發(fā)展方針。世界上第一個(gè)專用塑料光纖應(yīng)用中心(POFAC)在德國(guó)Nuremberg落成。德國(guó)采用塑料光纖已經(jīng)研制成功了多媒體總線系統(tǒng)MOST(24Mbit/s)，并且有幾家轎車制造商已把該系統(tǒng)引入到自己的產(chǎn)品上。德國(guó)寶馬公司(BMW)在其新的7個(gè)系列產(chǎn)品中開創(chuàng)了使用100m塑料光纖的記錄。歐洲2001年塑料光纖學(xué)術(shù)交流會(huì)和歐洲光纖通信會(huì)議同時(shí)在荷蘭的阿姆斯特丹舉行。德國(guó)汽車工業(yè)不僅推動(dòng)了塑料光纖的應(yīng)用，而且也推動(dòng)了塑料光纖檢驗(yàn)和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的建立。

日本也建立了塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)歐洲共同體是無(wú)效的。日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只給出了一

種型號(hào)塑料光纖的標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值孔徑為0.5，而且只有650nm一種波長(zhǎng)。該標(biāo)準(zhǔn)沒有提及在塑料光纖中的不同激勵(lì)光條件，也沒有規(guī)定必須在塑料光纖內(nèi)形成平衡模分布。

此前建立的玻璃光纖檢驗(yàn)方法因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)瑞利散射而不適于檢驗(yàn)塑料光纖，現(xiàn)在市場(chǎng)上僅有瑞士新成立的Luciol儀器公司出售的一種檢驗(yàn)塑料光纖的儀器。

德國(guó)工程師學(xué)會(huì)和電子工程學(xué)會(huì)研究小組已經(jīng)詳細(xì)規(guī)定了塑料光纖數(shù)值孔徑、衰減、傳輸和機(jī)械特性以及環(huán)境和壽命的測(cè)量方法。塑料光纖檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)的建立必將促進(jìn)國(guó)際塑料光纖貿(mào)易的發(fā)展，并消除貿(mào)易中的誤解。

日本對(duì)塑料光纖的應(yīng)用十分重視，早在幾年前，NEC、富士通、住友電器工業(yè)公司等45家光通信、多媒體產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家就聯(lián)合宣布，將共同實(shí)現(xiàn)已在日本開發(fā)成功的塑料光纖的實(shí)用化。塑料光纖的成本低廉，被認(rèn)為是將多媒體引進(jìn)到家庭的關(guān)鍵技術(shù)，隨后一些生產(chǎn)廠家就著手建立生產(chǎn)線。

1986年，日本F富士通公司以PC為纖芯材料開發(fā)出SI型耐熱POF，耐熱溫度可達(dá)135攝氏度，衰減達(dá)450dB/km;1990年，日本慶應(yīng)大學(xué)的小池助教授開發(fā)成功折射率漸變型的塑料光纖，芯材為含氟PMMA、包層為含氟，用界面凝膠技術(shù)制造。該塑料光纖衰減在60db/km以下，光源650-1300nm，100m帶寬3GHz，傳輸速率10Gb/s，超過了GI型石英光纖，并被廣泛認(rèn)為是高速多媒體時(shí)代光纖入戶的新型光通信媒介;1996年，人們紛紛建議以塑料光纖為基礎(chǔ)建立極低成本的用戶網(wǎng)ATM物理層;1997年，日本NEC公司進(jìn)行了155Mbit/s的ATM、LAN的試驗(yàn)。

在2000年OFC會(huì)議上，日本ASAHI GLASS公司報(bào)道了氟化梯度塑料光纖衰減系數(shù)在850nm為41dB/km，在1300nm為33dB/km，帶寬已達(dá)100mhz/km。用這種光纖成功地進(jìn)行了50m、2.5Gbit/s的高速傳輸試驗(yàn)和70攝氏度長(zhǎng)期熱老化試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為氟化梯度塑料光纖完全能滿足短距離的通信使用要求。

中國(guó)科學(xué)家經(jīng)過多年努力，終于攻克了從本體聚合法直接生產(chǎn)聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）突變型塑料光纖的技術(shù)難關(guān)，掌握了批量連續(xù)化生產(chǎn)塑料光纖技術(shù)。中科院理化技術(shù)研究所現(xiàn)已累計(jì)生產(chǎn)出數(shù)百萬(wàn)米低損耗突變型塑料光纖，破除了日本公司在國(guó)際上的壟斷地位。

目前中科院理化所已研制成功日產(chǎn)10萬(wàn)米PMMA塑料光纖的全自動(dòng)流水線，連續(xù)數(shù)月穩(wěn)定生產(chǎn)出光衰減在170-200dB/km的PMMA光纖，累計(jì)生產(chǎn)出數(shù)百萬(wàn)米低損耗塑料光纖，表明這一產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)成熟。同時(shí)，該所還具備批量生產(chǎn)光衰減為150dB/km的階躍型PMMA光纖潛能，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的最好水平。低衰減PMMA光纖連續(xù)化批量生產(chǎn)技術(shù)的問世，標(biāo)志我國(guó)在該領(lǐng)域躋身世界先進(jìn)行列。

當(dāng)今信息技術(shù)的發(fā)展迫切需要信息容量大的光纖材料，對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求越來越高。塑料光纖具有芯徑大、質(zhì)地柔軟、聯(lián)結(jié)容易、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、傳輸帶寬大等優(yōu)點(diǎn)，在寬帶接人

網(wǎng)系統(tǒng)、家庭智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、汽車智能系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)以及紡織、照明、太陽(yáng)能利用系統(tǒng)等方面的應(yīng)用市場(chǎng)潛力巨大【3】。（2）塑料光纖的應(yīng)用

目前塑料光纖在我國(guó)的應(yīng)用場(chǎng)合有：室內(nèi)裝飾、水景照明、溶洞照明、易燃易爆場(chǎng)合、太陽(yáng)光的利用。此外，塑料光纖在工業(yè)，特別是汽車工業(yè)、農(nóng)業(yè)及國(guó)防建設(shè)中也得到了大量的應(yīng)用【4】。

網(wǎng)絡(luò)成本的降低、性能的提高、數(shù)字傳播技術(shù)的引入、電磁干擾的減少以及塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善都使得塑料光纖在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)中得到大量應(yīng)用，并推動(dòng)著塑料光纖產(chǎn)業(yè)逐漸成為光通信的主流產(chǎn)業(yè)。目前，塑料光纖主要應(yīng)用于低速、短距離的通信傳輸中。由于塑料光纖具有通信容量大、不放射電磁噪音、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，因而在汽車制造工業(yè)中得到廣泛使用。寶馬公司已在其最新產(chǎn)品中使用塑料光纖，用于汽車制造系統(tǒng)的通信。

在工業(yè)控制總線系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)換器，塑料光纖可與RS232、RS422、100 Mb/s以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口連接，從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信路線，高速傳輸工業(yè)控制信號(hào)和指令，避免了因使用金屬電纜線路受干擾而導(dǎo)致通信中斷的危險(xiǎn)。

塑料光纖作為短距離通信網(wǎng)絡(luò)的理想傳輸介質(zhì)，在未來家庭智能化、辦公自動(dòng)化中也將得到廣泛應(yīng)用。在Internet服務(wù)中，塑料光纖由于重量輕且耐用，因而被用來將車載機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，將微型計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、移動(dòng)電話、傳真等外設(shè)納入機(jī)車整體設(shè)計(jì)中，旅客可通過塑料光纖網(wǎng)絡(luò)在座位上享受音樂、電影、視頻游戲、購(gòu)物。當(dāng)塑料光纖在傳輸距離不超過100m時(shí)，其傳輸速率能達(dá)到11Gb/s，因此在互聯(lián)網(wǎng)短距離傳輸中可以用塑料光纖代替雙絞線和同軸電纜，從而保證了互聯(lián)網(wǎng)中短距離的大容量通信【5】。

在單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)中，重量輕、可撓性好、連接快捷的塑料光纖，被用于士兵穿戴式的輕型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。塑料光纖也被用在飛機(jī)、戰(zhàn)艦、導(dǎo)彈等高科技智能武器的控制系統(tǒng)中【5】。

隨著科技的發(fā)展，塑料光纖的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其市場(chǎng)的發(fā)展會(huì)越來越廣闊。國(guó)外在塑料光纖的應(yīng)用開發(fā)上已取得了較大的成果，且不斷在加大新的應(yīng)用研究投入，在韓國(guó)、中國(guó)以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)已經(jīng)有廠商開始投入研發(fā)生產(chǎn)，因此產(chǎn)業(yè)更應(yīng)就塑料光纖的研究和發(fā)展予以密切注視。深圳大圣光電技術(shù)有限公司在塑料的研制和生產(chǎn)方面已取得很大進(jìn)展，目前在國(guó)內(nèi)外已有較大的市場(chǎng)?？傊S著科技的高速發(fā)展，塑料光纖的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)越來越廣，必將給光通信帶來一場(chǎng)新的革命。

【1】《塑料光纖基礎(chǔ)及運(yùn)用》作者：胡先志 胡佳妮

人民郵電出版社

2010年4月1日 【2】《光纖光纜的設(shè)計(jì)與制造》作者：陳炳炎 2003年03月 【3】《電子設(shè)計(jì)工程》 作者：楊永輝 2010年11月

【4】《塑料光纖的現(xiàn)狀與實(shí)用化動(dòng)向》作者：王田虎 2005年12月

【5】《光纖通信》作者：劉增基，周洋溢等編著，西安電子科技大學(xué)出版社，2003年

第五篇：《過程控制系統(tǒng)》期末考查論文

《過程控制系統(tǒng)》期末考查論文

——集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的，綜合了計(jì)算機(jī)、通訊、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。

概 述

首先，DCS的骨架—系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它是DCS的基礎(chǔ)和核心。由于網(wǎng)絡(luò)對(duì)于DCS整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和擴(kuò)充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)。對(duì)于DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，它必須滿足實(shí)時(shí)性的要求，即在確定的時(shí)間限度內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時(shí)間限度，是指在無(wú)論何種情況下，信息傳送都能在這個(gè)時(shí)間限度內(nèi)完成，而這個(gè)時(shí)間限度則是根據(jù)被控制過程的實(shí)時(shí)性要求確定的。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時(shí)可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)會(huì)經(jīng)常進(jìn)行，而這種操作絕對(duì)不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很強(qiáng)在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。

其次，這是一種完全對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制（DDC）功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。一般一套DCS中要設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站，用以分擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的I/O和控制功能。DCS的操作員站是處理一切與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。工程師站是對(duì)DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能是提供對(duì)DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。

發(fā)展歷史

2）采用帶CRT顯示器的操作站與過程單元分離，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視，集中操作

3）采用較先進(jìn)的冗余通信系統(tǒng)

第二階段

1980—1985.，在這個(gè)時(shí)期集散控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：

1）微處理器的位數(shù)提高，CRT顯示器的分辨率提高

2）強(qiáng)化的模塊化系統(tǒng)

3）強(qiáng)化了系統(tǒng)信息管理，加強(qiáng)通信功能

第三階段

1985年以后，集散系統(tǒng)進(jìn)入第三代，其技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為：

1）采用開放系統(tǒng)管理

2）操作站采用32位微處理器

3）采用實(shí)時(shí)多用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)

進(jìn)入九十年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了DCS之中。PLC是一種針對(duì)順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在進(jìn)入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測(cè)：基于現(xiàn)場(chǎng)總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。

特點(diǎn)介紹

1.高可靠性：由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。

2.開放性：DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。

3.靈活性：通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫(kù)選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫(kù)調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。

4.易于維護(hù)：功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。

5.協(xié)調(diào)性：各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

6.控制功能齊全：控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。

結(jié) 構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)。過程級(jí)主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。操作級(jí)包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級(jí)主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），作為DCS更高層次的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。

DCS的控制程序：DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。

過程控制站的組成：

DCS的過程控制站是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要由電源、CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成I/O：控制系統(tǒng)需要建立信號(hào)的輸入和輸出通道，這就是I/O。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個(gè)I/O模塊上有一個(gè)或多個(gè)I/O通道，用來連接傳感器和執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）。

I/O單元：通常，一個(gè)過程控制站是有幾個(gè)機(jī)架組成，每個(gè)機(jī)架可以擺放一定數(shù)量的模塊。CPU所在的機(jī)架被稱為CPU單元，同一個(gè)過程站中只能有一個(gè)CPU單元，其他只用來擺放I/O模塊的機(jī)架就是I/O單元。

相關(guān)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，一種世界上最新型的控制系統(tǒng)即現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）在上世紀(jì)九十年代走向?qū)嵱没⒄匝该偷膭?shì)頭快速發(fā)展。

FCS可以說是第五代過程控制系統(tǒng)，是由PLC（Programmable Controller）或DCS（Distributed Control System）發(fā)展而來的。FCS與PLC及DCS之間有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。本文針對(duì)PLC、DCS、FCS三大控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和差異作一分析。

PLC、FCS控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

PLC

1．從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)算處理，是從下往上的。

2．邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)(順序)控制、連續(xù)PID控制、數(shù)據(jù)控制――PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。

3．可用一臺(tái)PC機(jī)為主站，多臺(tái)同型PLC為從站。

4．也可一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。這比用PC機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行。

5．PLC網(wǎng)絡(luò)既可作為獨(dú)立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。

6．主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。FCS

1．FCS是第五代過程控制系統(tǒng)，它是21世紀(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方向。是3C技術(shù)（Communication，Computer，Control）的融合?；救蝿?wù)是：本質(zhì)（本征）安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過程、難于對(duì)付的非常環(huán)境。

2.全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。

3．用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制裝置，取代每臺(tái)儀表的兩根線?！艾F(xiàn)場(chǎng)控制”取代“分散控制”；數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。

4．從控制室到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向數(shù)字通信總線，是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點(diǎn)、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點(diǎn)、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。

5．用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。

6．把微機(jī)處理器轉(zhuǎn)入現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備，使設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，信號(hào)傳輸精度高，遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開放。

7．可上局域網(wǎng)，再可與internet相通。既是通信網(wǎng)絡(luò)，又是控制網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)用差異

下面就DCS與FCS系統(tǒng)在具體應(yīng)用方面進(jìn)行比較。前題是DCS系統(tǒng)與典型的、理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。

具體比較：

1．DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)，其控制器的功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較徹底，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。

2．DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開放式系統(tǒng)，不同廠商、不同品牌的各種產(chǎn)品基本能同時(shí)連入同一現(xiàn)場(chǎng)總線，達(dá)到最佳的系統(tǒng)集成。

3．DCS系統(tǒng)的信息全都是二進(jìn)制或模擬信號(hào)形成的，必須通過D/A與A/D轉(zhuǎn)換。而FCS系統(tǒng)將D/A與A/D轉(zhuǎn)換在現(xiàn)場(chǎng)一次表完成，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化通信，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。并且FCS系統(tǒng)可以將PID閉環(huán)控制功能裝入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，縮短了控制周期，提高運(yùn)算速度，改善調(diào)節(jié)性能。

4．FCS由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，與DCS相比可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積。同時(shí)，F(xiàn)CS可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時(shí)也節(jié)省了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)用。

5．FCS相對(duì)于DCS組態(tài)簡(jiǎn)單，由于結(jié)構(gòu)、性能標(biāo)準(zhǔn)化，便于安裝、運(yùn)行、維護(hù)。

結(jié) 論

在未來，工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，數(shù)字技術(shù)向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展，同時(shí)，工業(yè)控制軟件也將向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、開放性發(fā)展。因此現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS的出現(xiàn)，數(shù)字式分散控制DCS及PLC并不會(huì)消亡，DCS及PLC系統(tǒng)會(huì)更加向智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展。或只是將過去處于控制系統(tǒng)中心地位的DCS移到現(xiàn)場(chǎng)總線的一個(gè)站點(diǎn)上去。這樣說，DCS或PLC處于控制系統(tǒng)中心地位的局面從此將被打破。今后的控制系統(tǒng)將會(huì)是：FCS處于控制系統(tǒng)中心地位，兼有DCS、PLC系統(tǒng)一種新型標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、開放性、網(wǎng)絡(luò)化、信息化控制系統(tǒng)。