時(shí)間：2023-12-29 10:37:43
序論：在您撰寫(xiě)電磁感應(yīng)輻射時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；電磁輻射；小鼠；血液生化指標(biāo)；肝功能
中圖分類號(hào)：R-33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2012）21-4827-03
Effects of Electromagnetic Radiation from High-voltage Transmission Lines on Haematological and Liver Function of Mice
ZHAO Hui-jun1，XU Xiao-hong2
（1. Power Supply Company of Xiaonan District in Xiaogan City， Xiaogan 432000， Hubei， China；
2. Hanchuan People’s Hospital， Hanchuan 432300， Hubei， China）
Abstract： The haematological and serum parameters， liver pathological changes induced by electromagnetic radiation from high-voltage transmission lines were on-spot studied in the electromagnetic field of high-voltage transmission. The results showed that after 12 hours electromagnetic radiation， the total white blood cell （WBC） number， the hemoglobin content and haematocrit in mice blood at high voltage station were apparently higher than the control group， but the red blood cell （RBC） number were apparently lower. The activity of alamine aminotransferase， aspartate aminotransferase and γ-glutamyl transferase （GGT） was increased after electromagnetic radiation. The activity of superoxide dismutase（SOD） in liver was reduced， and the content of malondialdehyde（MDA） was also trend to decrease. There was light degeneration in the liver tissue. A certain changes were also observed in such indices of the mice under the electromagnetic from transmission line.
Key words： high-voltage transmission line； electromagnetic radiation； blood parameters； liver function
自1979年有報(bào)道稱小兒白血病與居住地靠近某些高壓輸電線路之間存在聯(lián)系以來(lái)，高壓輸電線路電磁輻射是否對(duì)人體健康存在潛在危害一直是許多國(guó)家研究者和公眾長(zhǎng)期關(guān)注的對(duì)象。有研究表明電磁輻射不但影響碳水化合物的代謝及血液中葡萄糖的酵解，而且總蛋白的含量及其成分也有所改變[1-4]，且電磁輻射一個(gè)顯著的作用就是能夠改變?nèi)撕蛣?dòng)物細(xì)胞膜的通透性，改變離子和生物大分子的分布[5-7]。電磁輻射生物學(xué)效應(yīng)的研究備受關(guān)注[8-11]，但對(duì)于血液和肝臟功能影響的相關(guān)研究報(bào)道甚少，為此本試驗(yàn)研究了高壓輸電線電磁輻射對(duì)小鼠血液及肝臟功能的影響。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地
在湖北孝感及安陸的高壓變電站和空曠的高壓輸電區(qū)，用精密儀器測(cè)量在高壓電線距離地面1.6～2.3 m的場(chǎng)強(qiáng)分布大約是 3 500～ 4 000 V/m，高壓變電站內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)分布大約是 6 000～ 8 000 V/m。本試驗(yàn)利用該電磁場(chǎng)實(shí)地研究了電磁輻射對(duì)小鼠血液及肝功能的影響。
1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及分組
從湖北實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心購(gòu)買(mǎi)健康雄性二級(jí)昆明小鼠72只，鼠齡（65±10） d，體重（27.42±2.42） g，72只小鼠分為對(duì)照組（24只）和輻射組（48只）。對(duì)照組小鼠不作任何輻射處理，輻射組小鼠分為高壓電線組（24只，場(chǎng)強(qiáng)分布 3 500～ 4 000 V/m）和高壓變電站組（24只，場(chǎng)強(qiáng)分布 6 000～ 8 000 V/m）。自由，輻射組分別在相應(yīng)場(chǎng)地場(chǎng)強(qiáng)下進(jìn)行全身輻射12個(gè)月。每組小鼠均自由飲水，不限量供應(yīng)飼料，盡量保證室內(nèi)空氣清新，并每隔2d更換籠中鋸木屑?jí)|料，定期用消毒靈對(duì)飼養(yǎng)籠及環(huán)境進(jìn)行消毒。
1.3 血液生化指標(biāo)的測(cè)定
所有動(dòng)物在飼養(yǎng)12個(gè)月后，分別對(duì)各組小鼠用剪刀剪掉其尾部1 mm，以帶有10 μL刻度的毛細(xì)玻璃管取尾血，立即吹入10 mL血液稀釋液中，混勻并防止血液凝固。用各指標(biāo)試劑盒和全自動(dòng)生化儀分別測(cè)量血液生物學(xué)指標(biāo)和肝功能的相關(guān)指標(biāo)，如白細(xì)胞（WBC）、紅細(xì)胞（RBC）、血紅蛋白（Hgb）、紅細(xì)胞壓積（Hct）、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶（GGT）等。
1.4 肝組織丙二醛（MDA）、髓過(guò)氧化物酶（MPO）和超氧化物歧化酶（SOD）測(cè)定
飼養(yǎng)12個(gè)月試驗(yàn)結(jié)束時(shí)用頸椎脫臼法快速處死各組小鼠，取肝，采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的分析試劑盒對(duì)新鮮肝組織中丙二醛 （Malondialdehyde，MDA）、髓過(guò)氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）、超氧化物歧化酶 （Superoxide dismutase，SOD） 進(jìn)行分析。
1.5 肝組織病理變化
于飼養(yǎng)12個(gè)月試驗(yàn)結(jié)束時(shí)用頸椎脫臼法快速處死各組小鼠，取肝，新鮮肝組織立即浸入10%中爾馬林，經(jīng)常規(guī)石蠟包埋、切片、HE染色，OLYMPUS顯微鏡下觀察肝組織病理變化，攝像。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。
2 結(jié)果與分析
2.1 電磁輻射對(duì)小鼠血液生化指標(biāo)的影響
電磁輻射對(duì)小鼠血液生化指標(biāo)的影響見(jiàn)表1、表2。由表1可見(jiàn)，與對(duì)照組（CON）相比，高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組（EFOTS）小鼠血液參數(shù)白細(xì)胞、血紅蛋白和紅細(xì)胞壓積含量增加明顯，紅細(xì)胞含量下降較明顯；而高壓電線電場(chǎng)組（EFOEW）小鼠白細(xì)胞、血紅蛋白和紅細(xì)胞壓積含量略有上升，紅細(xì)胞含量略有下降。由表2可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組小鼠血清生化指標(biāo)中ALT、AST、GGT活力增加明顯，而高壓電線電場(chǎng)組小鼠血清生化指標(biāo)中ALT、AST、GGT活力有較大增加，但不如高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組明顯。高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組、高壓電線電場(chǎng)組小鼠血清的ALT分別為（47.80±0.45）、（39.17±0.45）U/L，高于對(duì)照組的（34.60±0.65）U/L。高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組、高壓電線電場(chǎng)組小鼠血清的AST分別為（182±22）、（149±12）U/L，高于對(duì)照組的（121±15）U/L。因?yàn)锳LT和AST通常用于評(píng)價(jià)肝功能，所以二者的變化反映出經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的電磁輻射后，小鼠的肝功能受到了一定的影響。此外，總白細(xì)胞數(shù)和紅細(xì)胞數(shù)在試驗(yàn)組和對(duì)照組間存在差異，表明血液中的細(xì)胞組成也受到了電磁輻射的影響。
2.2 電磁輻射對(duì)小鼠肝組織MDA、MPO、SOD的影響
SOD、MDA和MPO是表征肝功能的常見(jiàn)指標(biāo)，高壓輸電線路對(duì)小鼠SOD、MDA和MPO的影響見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，與對(duì)照組相比，高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組和高壓電線電場(chǎng)組小鼠SOD活力有所降低，MPO與MDA含量均有明顯增加。表明電磁輻射可降低肝臟的抗氧化能力。
2.3 肝臟組織切片病理學(xué)觀察結(jié)果
飼養(yǎng)12個(gè)月后，肉眼觀察對(duì)照組小鼠肝未見(jiàn)異常，高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組、高壓電線電場(chǎng)組小鼠肝臟切面呈灰白色或灰紅色。肝臟組織切片病理學(xué)觀察結(jié)果見(jiàn)圖1，由圖1可見(jiàn)，對(duì)照組（圖1A）肝組織小葉結(jié)構(gòu)完整，肝細(xì)胞板圍繞中央靜脈呈放射狀排列，肝細(xì)胞輪廓清晰，胞質(zhì)粉染，核圓形、居中，多為單核，可見(jiàn)雙核。輻射后高壓變電站內(nèi)電場(chǎng)組（圖1B）較之對(duì)照組和高壓電線電場(chǎng)組（圖1C）肝細(xì)胞胞質(zhì)更疏松，著色淺淡、甚至透亮，核居中，肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)大小不等的空泡，核偏位。病變趨勢(shì)由中央靜脈向匯管區(qū)方向漸輕，嚴(yán)重者累及全小葉，偶見(jiàn)肝細(xì)胞點(diǎn)狀或小灶狀嗜酸性壞死。高壓電線電場(chǎng)組肝臟胞質(zhì)變疏松，肝細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)大小不等的空泡，病變趨勢(shì)由中央靜脈向匯管區(qū)方向漸輕，偶見(jiàn)肝細(xì)胞點(diǎn)狀壞死。
3 結(jié)論
在220 kV變電站及輸電線路實(shí)地研究長(zhǎng)期的電磁輻射對(duì)小鼠血液及肝功能的影響，結(jié)果輻射后小鼠肝臟SOD、MDA和MPO變化及病理組織切片表明輻射對(duì)小鼠肝臟細(xì)胞造成傷害，較強(qiáng)的電磁輻射對(duì)小鼠血液、肝功能及肝臟組織有一定程度的不利影響，輻射越強(qiáng)影響越大。
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收稿日期：2012-02-08
基金項(xiàng)目：中國(guó)博士后基金項(xiàng)目（20090460950）
歷史悠久的無(wú)線充電技術(shù)
無(wú)線充電技并不是什么新興技術(shù)，最早可追溯到一百多年前特斯拉(Nikola Tesla，1856―1943)的沃登克里佛廣播塔實(shí)驗(yàn)，其本質(zhì)就是借助電磁場(chǎng)或電磁波進(jìn)行能量傳遞的一種技術(shù)。隨著技術(shù)的日益成熟，無(wú)線充電可分為電磁感應(yīng)式、電磁諧振式和電磁輻射式三種。電磁感應(yīng)可用于低功率、近距離傳輸；電磁諧振適用于中等功率、中等距離傳輸；電磁輻射則可用于大功率、遠(yuǎn)距離傳輸。對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)到的是電磁感應(yīng)和電磁諧振兩種技術(shù)。
當(dāng)前消費(fèi)者在市場(chǎng)上見(jiàn)到的無(wú)線充電設(shè)備大多采用電磁感應(yīng)技術(shù)，成本相對(duì)低廉，通常售價(jià)在150元左右。不過(guò)這類無(wú)線充電器不但充電效率較低，而且需要較長(zhǎng)時(shí)間才能為手機(jī)充滿電，受手機(jī)外殼材質(zhì)、阻礙物等因素影響也較大，消費(fèi)者體驗(yàn)感受較差。
超極本殺手锏
相比傳統(tǒng)基于電磁感應(yīng)技術(shù)的無(wú)線充電，Intel在IDF2012推出的無(wú)線充電技術(shù)采用電磁諧振，用超極本作為充電源，配合充電軟件和發(fā)射端,能方便地為智能手機(jī)充電。這一方案不僅系統(tǒng)功耗較低，而且對(duì)智能手機(jī)的擺放位置幾乎沒(méi)有要求（傳統(tǒng)電磁感應(yīng)技術(shù)需要接收器（Rx）在發(fā)送器（Tx）上面）。
從Intel無(wú)線充電技術(shù)硬件架構(gòu)圖中可以看出，發(fā)送端和接收端均采用了高度集成設(shè)計(jì)，如此可有效降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。此外，Intel還表示將為無(wú)線充電設(shè)計(jì)專門(mén)的軟件，用于檢測(cè)充電設(shè)備、智能控制充電、設(shè)備位置校驗(yàn)等。讓人興奮的是，該軟件還可以控制發(fā)射端的電磁波發(fā)射范圍和方向，從而既保證了無(wú)線充電效率，又可防止別人盜電。
Intel無(wú)線充電技術(shù)采用的諧振技術(shù)，具備可與電磁感應(yīng)相匹配的效率，一般是指線圈到線圈的效率，而實(shí)際效率則包括右圖中的整個(gè)流程。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)線充電的效率隨著線圈之間（發(fā)送端與接收端）的距離增加而迅速下降，相比電磁感應(yīng)技術(shù)，諧振技術(shù)能提供更平穩(wěn)的變化，也就是說(shuō)對(duì)位置的敏感度低一些。
Abstract： With the rapid development of economy and technology，electronic equipment is more and more widely used in people's daily life. Charging problems of portable electronic products are in urgent need to be resolved. The paper combines mobile electronic devices with wireless charging system， and provides electricity for mobile devices， using the electromagnetic induction principle， so as to identify charging terminal intelligently and match wireless charging current automatically.
關(guān)鍵詞： 無(wú)線充電；電磁感應(yīng)；智能識(shí)別
Key words： wireless charging；Electromagnetic induction；intelligent identification
中圖分類號(hào)：TN01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）32-0034-02
0 引言
電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，各種各樣的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上，隨之而來(lái)的是越來(lái)越多的充電器。不用品牌的充電器不具備通用性，使得使用者攜帶及充電有很大的不便。無(wú)線充電技術(shù)可以較好地解決這個(gè)問(wèn)題。
Qi是全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織，它推出的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)具備便捷性和通用性。如果無(wú)線充電器滿足此規(guī)范，那么所有滿足此規(guī)范的手機(jī)產(chǎn)品都可以在這個(gè)充電器上充電。
1 無(wú)線充電技術(shù)的原理
目前無(wú)線電能傳輸技術(shù)主要包括三種：電磁感應(yīng)方式、電波輻射方式和磁場(chǎng)共振方式。其中電磁感應(yīng)方式[1]是以法拉第的電磁感應(yīng)耦合定律為基礎(chǔ)的，因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)的是非接觸式的能量傳輸方式，此種方式對(duì)線圈的位置及線圈的工藝較敏感；電波輻射方式通過(guò)天線的發(fā)射和接收過(guò)程中的電磁波傳輸電能；磁場(chǎng)共振方式是以共振原理為基礎(chǔ)，通過(guò)兩個(gè)振幅相同的物體之間完成能量的傳輸。
比較三種無(wú)線電能傳輸技術(shù)，電磁感應(yīng)方式支持的功率較大，但允許的距離較短；電波輻射方式適合較長(zhǎng)距離的傳輸，但是允許的功率較?。浑姶殴舱穹绞街С值墓β屎途嚯x介于兩者之間，但實(shí)現(xiàn)較難。綜合考慮，電磁感應(yīng)方式最適合于目前便攜式設(shè)備的無(wú)線充電。
2 無(wú)線充電系統(tǒng)的電路
在無(wú)線充電過(guò)程中，整個(gè)流程主要分為兩個(gè)部分：充電器端和接收端。
充電器端流程主要實(shí)現(xiàn)的是手機(jī)的檢測(cè)、溫度的檢測(cè)以及功率的發(fā)射等。當(dāng)有金屬物接觸到電器端時(shí)，充電器會(huì)檢測(cè)所放置的金屬物是否為需充電物體，如果是，充電器會(huì)收到特定信號(hào)，并開(kāi)始對(duì)需充電物體進(jìn)行充電，否則，不進(jìn)行充電。在充電過(guò)程中，如果收到充電物體發(fā)送的節(jié)點(diǎn)信號(hào)，立即進(jìn)行確認(rèn)，然后每5秒檢測(cè)充電物體是否離開(kāi)。在充電過(guò)程中，如果檢測(cè)到充電器溫度過(guò)高，立即停止充電。
接收端流程主要包括指示燈控制、檢測(cè)充電過(guò)程、停止充電控制等。如果接收端收到充電器發(fā)來(lái)的檢測(cè)信號(hào)，及時(shí)作出回應(yīng)，然后等待充電器開(kāi)始充電。當(dāng)接收端檢測(cè)自身電池已經(jīng)充滿時(shí)，向充電器端發(fā)送節(jié)電信號(hào)以停止充電。
尤其注意的是，在充電過(guò)程中，如果充電器端檢測(cè)到電壓或電流異常、溫度過(guò)高等，應(yīng)立即停止充電，并且指示燈閃爍。如果充電正常停止，則指示燈不閃爍。
2.1 充電器端電路 整套充電器電路主要包含電源部分，存儲(chǔ)器部分，控制電路部分以及線圈。
電源的主要功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并通過(guò)電路轉(zhuǎn)換得到特定的電流和電壓。存儲(chǔ)器主要功能是存儲(chǔ)充電過(guò)程中的各種狀態(tài)和各種參數(shù)?？刂齐娐肥钦麄€(gè)充電系統(tǒng)中最重要的部分，主要功能是線圈控制、功率控制以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等。線圈是核心器件，主要功能是將電能轉(zhuǎn)換為磁能并通過(guò)空間進(jìn)行傳輸。充電器的工作原理圖如圖1所示。
2.2 接收端電路 接收端的電路主要包含整流部分、控制電路部分以及線圈?？刂齐娐肥墙邮斩说闹行?，包括通信單元、功率控制單元以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。接收端的線圈與充電器端的線圈功能相反，主要完成將接收到的磁能轉(zhuǎn)換為電能。接收端的電路如圖2所示。
3 總結(jié)
本文研究的無(wú)線充電技術(shù)采用電磁感應(yīng)原理，旨在解決便攜式設(shè)備需經(jīng)常充電但又不方便充電的問(wèn)題，同時(shí)能夠保證無(wú)線充電過(guò)程中的安全性。但是無(wú)線充電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還具有一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究。
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一、電磁感應(yīng)與圖像
圖1例1（2011年江蘇物理第5題）如圖1所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸.t=0時(shí)，將開(kāi)關(guān)S由1擲到2.Q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度.下列圖象中正確的是
解析t=0時(shí)，將開(kāi)關(guān)S由1擲到2，電容器通過(guò)導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒構(gòu)成的回路放電，導(dǎo)體棒中有電流通過(guò)，導(dǎo)體棒受到安培力作用，導(dǎo)體棒產(chǎn)生加速度，導(dǎo)體棒做加速運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)體棒速度逐漸增大，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生與放電電流方向相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).由于放電電流逐漸減小，導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)導(dǎo)體 棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩極板之間電壓相等時(shí)，電容器放電電流減小到零，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng).選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；綜合上述可知，足夠長(zhǎng)時(shí)間 后，電容器所帶的電荷量不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤D正確.
點(diǎn)評(píng)電磁感應(yīng)中經(jīng)常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流等隨時(shí)間（或位移）變化的圖像，解答的基本方法：根據(jù)題述的電磁感應(yīng)物理過(guò)程或磁通量（磁感應(yīng)強(qiáng)度）的變化情況，運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律（或右手定則）判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流隨時(shí)間或位移的變化情況得出圖像.
二、電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合
圖2例1（2011福建理綜）如圖2所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0
A. ab運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為 12v
B.平行導(dǎo)軌的位移大小為qRBL
C.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv
D.受到的最大安培力大小為B2L2vRsinθ
解析由于金屬棒ab下滑做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，ab運(yùn)動(dòng)的平均速度大小一定大于12v，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由q=ΔΦR=BLxR，平行導(dǎo)軌的位移大小為x=qRBL，選項(xiàng)B正確；產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt=qIR，由于I隨時(shí)間逐漸增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)金屬棒的速度大小為v時(shí)，金屬棒中感應(yīng)電流I=BLvR最大，受到的安培力最大，大小為F=BIL=B2L2vR，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
點(diǎn)評(píng)此題考查電磁感應(yīng)、安培力、焦耳定律、平均速度等知識(shí)點(diǎn).解答電磁感應(yīng)中的力電綜合問(wèn)題的思路：先根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求出回路中的感應(yīng)電流及導(dǎo)體棒中的電流，再應(yīng)用安培力公式及左手定則確定安培力的大小及方向，分析導(dǎo)體棒的受力情況應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程求解.
三、電磁感應(yīng)與電路綜合
圖3例3（2011年全國(guó)理綜）如圖3所示，兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)1，電阻不計(jì).在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡.整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.現(xiàn)將一質(zhì) 量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放.金屬棒下落過(guò)程中保持水平， 且與導(dǎo)軌接觸良好.已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光.重力加速度為g.求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小：
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率.
解析（1）設(shè)小燈泡額定電流為I0，則有P=I20R.由題意，在金屬棒沿導(dǎo)軌豎直下落的某時(shí)刻后，小燈泡保持正常發(fā)光，流經(jīng)MN的電流為I=2I0，此時(shí)金屬棒MN所受的重力安培力相等，下落的速度達(dá)到最大值，有mg=BIL.聯(lián)立解得B=mg2LRP；
（2）設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)，導(dǎo)體棒的速率為v，由電磁感應(yīng)定律與歐姆定律得E=BLv，E=I0R，聯(lián)立解得v=2Pmg.
點(diǎn)評(píng)此題以電磁感應(yīng)和電路切入，考查電功率、電路、電磁感應(yīng)、閉合電路歐姆定律、物體平衡等知識(shí)點(diǎn)、綜合性強(qiáng)，但難度不大.解決電磁感應(yīng)與電路綜合問(wèn)題的基本方法：首先明確其等效電路，然后根據(jù)電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，再根據(jù)電路的有關(guān)規(guī)律進(jìn)行綜合分析計(jì)算.
四、重視模型的對(duì)比性構(gòu)建
例4足夠長(zhǎng)的水平固定的光滑U型金屬框架寬為L(zhǎng)，其上放一質(zhì)量為m的金屬棒ab，左端連接一阻值為R的電阻（金屬框架、金屬棒及導(dǎo)線的電阻均可忽略不計(jì)），整個(gè)裝置處在垂直框架向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，現(xiàn)給棒ab作用一水平力F，使其從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最大速度為v，如圖4甲所示，求：
圖4（1）水平力F的大?。?/p>
（2）金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到電阻器產(chǎn)生的電熱為Q（此時(shí)金屬棒已經(jīng)達(dá)到最大速度）時(shí)，金屬棒所通過(guò)的位移；
（3）如果將U形金屬框架左端的電阻R換為一電容為C的電容器，金屬棒ab在水平力F作用下從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a，其他條件不變，如圖4乙所示，求水平力F的大小和金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到電容器貯存的電能為E時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間t.（ 不計(jì)電路向外輻射而損耗的能量）
解析這里，兩個(gè)電路的“電源”部分均受恒定外力作用，故達(dá)到穩(wěn)定態(tài)時(shí)，純電阻電路中電流恒定，金屬棒所受安培力與外力相等，金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)；純電容電路中電流恒定，金屬棒所受安培力與外力的合力為ma，金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng).
對(duì)純電阻電路，棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，外力等于此時(shí)的安培力，即F=BBlvRl；
由動(dòng)能定理求出從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到電阻器產(chǎn)生的電熱為Q，滿足
BBlvRl?s-Q=12mv2.
得s=（mv2+2Q）R2B2l2v.
對(duì)純電容電路，穩(wěn)定時(shí)棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，有
[關(guān)鍵詞]電磁感應(yīng)、誤區(qū)、改進(jìn)
引言
電磁感應(yīng)雷擊是感應(yīng)雷擊的一種表現(xiàn)形式。雷雨云放電時(shí)，在雷電流的周?chē)臻g里，還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的變化電磁場(chǎng)和電磁干擾。電磁干擾是任何可能引起設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩盁o(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。在實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)，目前在電磁感應(yīng)的防護(hù)方面存在一定的誤區(qū)。本文就這方面的問(wèn)題進(jìn)行探討。
1、存在的誤區(qū)
1.1在屏蔽的作用和使用上的誤區(qū)。
屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，在實(shí)施過(guò)程中宜在建筑物和房間的外部設(shè)屏蔽，并以合適的路徑敷設(shè)，屏蔽線路。目前人們對(duì)如何使用屏蔽來(lái)防護(hù)電磁感應(yīng)這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)上存在誤區(qū)，例如：屏蔽不接地；者屏蔽接地了，但只有一個(gè)接地點(diǎn)等等。
1.2在浪涌保護(hù)器設(shè)置上的誤區(qū)。
浪涌保護(hù)器用于防止雷電過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓對(duì)直流電源系統(tǒng)和用電設(shè)備造成的損壞，浪涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過(guò)高電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。目前，在浪涌保護(hù)設(shè)置問(wèn)題上，存在著盲目設(shè)置的誤區(qū)。對(duì)于設(shè)置信息系統(tǒng)的建筑物，是否需要防雷擊電磁脈沖，應(yīng)在完成直接、間接損失評(píng)估和建設(shè)、維護(hù)投資預(yù)測(cè)后認(rèn)真分析和綜合考慮，做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)。因?yàn)槔擞勘Ｗo(hù)器較其他開(kāi)關(guān)電器相對(duì)昂貴，要盡量減少開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，就不能不講投資而盲目設(shè)置。在設(shè)計(jì)中要考慮現(xiàn)有的保護(hù)裝置的有效利用，要與供電系統(tǒng)的型式、暴露程度，所有線纜的架設(shè)，設(shè)備自身的耐壓水平，選用防雷裝置的特性及其有機(jī)配合，以及裝設(shè)后對(duì)設(shè)備的正常工作是否產(chǎn)生不允許的影響，雷擊發(fā)生后的反應(yīng)和自復(fù)能力等等復(fù)雜的因素進(jìn)行綜合考慮，當(dāng)然，還應(yīng)考慮投資與效益的關(guān)系。
1.3對(duì)電磁感應(yīng)易發(fā)多發(fā)區(qū)段上認(rèn)識(shí)模糊。
由于直擊雷電流有極大幅值和陡度，在它周?chē)目臻g將有強(qiáng)大的、變化的電磁場(chǎng)，處在這電磁場(chǎng)中的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出較大的電動(dòng)勢(shì)。能夠引起較大感應(yīng)的就是直擊雷電流，但是電磁感應(yīng)的多發(fā)區(qū)是在直擊雷電流運(yùn)行的哪個(gè)方向上？人們對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法目前還存在誤區(qū)。
2、電磁感應(yīng)雷擊的形成及其防護(hù)
被雷電擊中的裝置的電位升高，產(chǎn)生電磁輻射干擾，伴隨著急劇的電流、電壓的瞬時(shí)變化。當(dāng)雷云對(duì)地放電時(shí)，在雷擊點(diǎn)主放電過(guò)程中，在雷擊點(diǎn)附近的架空線路、電氣設(shè)備或架空管道上，由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)過(guò)電壓。過(guò)電壓幅值可達(dá)到幾十萬(wàn)伏，當(dāng)線路或網(wǎng)絡(luò)附近發(fā)生了電磁場(chǎng)的變化時(shí)，如發(fā)生了直擊雷，因電磁效應(yīng)，在線路上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果存在回路，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就會(huì)在回路中形成電流。感應(yīng)雷擊有二種現(xiàn)象：一是帶電云層由于靜電感應(yīng)，使地面某一范圍帶上異種電荷形成的，當(dāng)直擊雷發(fā)生以后,云層帶電迅速消失,地面某些范圍由于散流電阻大，以致出現(xiàn)局部雷擊后產(chǎn)生的短時(shí)高壓而形成的；二是由于直擊雷放電過(guò)程中，強(qiáng)大的電磁脈沖電流對(duì)周?chē)膶?dǎo)線或金屬物產(chǎn)生電磁感應(yīng)而形成的。
電磁感應(yīng)的防護(hù)手段，主要包括屏蔽和設(shè)置浪涌保護(hù)器。不過(guò)，由于對(duì)電磁感應(yīng)的認(rèn)識(shí)上的不足或錯(cuò)誤，導(dǎo)致在對(duì)屏蔽和浪涌保護(hù)器上的使用出現(xiàn)許多錯(cuò)誤，出現(xiàn)防護(hù)效果不佳甚至失敗。結(jié)合本人多年經(jīng)驗(yàn)，下面就這幾個(gè)方面作一些探討。
3、關(guān)于屏蔽的作用及正確的使用方法
屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來(lái)，防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來(lái)，防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。因?yàn)槠帘误w對(duì)來(lái)自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。電磁屏蔽采用低電阻的金屬材料，利用電磁場(chǎng)在屏蔽金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流起屏蔽作用的。一般所謂的屏蔽，多半是指電磁屏蔽。如果將屏蔽板接地，則同時(shí)也兼有靜電屏蔽的作用。屏蔽無(wú)疑防護(hù)電磁感應(yīng)的好方法，問(wèn)題主要出在使用上。接地的一大前提，就是可將地球視作一個(gè)巨大的導(dǎo)體球，其電勢(shì)永遠(yuǎn)為零。則任一導(dǎo)體接地后，由于電勢(shì)差的關(guān)系，其表面的第三種電荷總是會(huì)流入大地，以達(dá)到內(nèi)部的平衡。所以，當(dāng)接地時(shí)，會(huì)有電荷流入大地，造成原本不帶電的導(dǎo)體總體上反而帶電了。在屏蔽的使用上存在三種錯(cuò)誤。第一個(gè)錯(cuò)誤是屏蔽不接地，這使屏蔽形同虛設(shè)；第二個(gè)錯(cuò)誤是屏蔽接地了，但只有一個(gè)接地點(diǎn)，這同樣對(duì)電磁感應(yīng)的防護(hù)無(wú)意義；第三個(gè)錯(cuò)誤是雖然屏蔽層上有兩個(gè)以上的接地點(diǎn)，但接地方法和位置選擇錯(cuò)誤也導(dǎo)致屏蔽的作用大打折扣。正確使用屏蔽的方法是：在一段屏蔽層上，至少應(yīng)選擇兩個(gè)點(diǎn)接地；而且屏蔽層的兩個(gè)端點(diǎn)必須接地；而每一個(gè)接地都應(yīng)遵從獨(dú)立和就近接地的原則。
4、關(guān)于浪涌保護(hù)器的設(shè)置
浪涌指線路上電壓的瞬時(shí)變得很大，如雷擊、其他感應(yīng)、諧波等，高電壓進(jìn)如用電器會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象，所以在線路的輸入端都會(huì)設(shè)置浪用吸收器來(lái)保護(hù)下游的用電器。浪涌保護(hù)器的工作原理，兩個(gè)電極分別與L（或者N）和PE線相聯(lián)，兩個(gè)電極之間形成一個(gè)電氣間隙。電網(wǎng)在不超過(guò)最大持續(xù)運(yùn)行電壓的情況下運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)電極之間呈高阻狀態(tài)。如果電網(wǎng)因雷擊或者操作過(guò)電壓使兩個(gè)電極之間的電壓超過(guò)點(diǎn)火電壓時(shí)，間隙被擊穿，通過(guò)弧光放電將過(guò)電壓能量釋放。
浪涌保護(hù)器也是可以用于防護(hù)電磁感應(yīng)的，盡管其效果并不理想，至少，他沒(méi)有正確設(shè)置的屏蔽體的防護(hù)效果好。問(wèn)題主要出在設(shè)置上。在許多的地方，一條線路上只設(shè)置了一級(jí)浪涌保護(hù)，而一級(jí)浪涌保護(hù)，而一級(jí)流涌保護(hù)至少還需要一條用戶終端才能與之構(gòu)成一個(gè)感應(yīng)電流的消耗回路。固而同樣存在雷擊設(shè)備的威脅。另外，浪涌保護(hù)器本身有自己的先天不足，如需要啟動(dòng)電壓，反應(yīng)需要時(shí)間等，再加上如果位置不當(dāng)或感應(yīng)區(qū)段距浪涌保護(hù)器距離太大，都加大了浪涌保護(hù)器失效的機(jī)會(huì)。正確的方法是準(zhǔn)確判定感應(yīng)區(qū)段，并在感應(yīng)區(qū)段的首尾之間至少設(shè)置兩級(jí)獨(dú)立的浪涌保護(hù)器，且每級(jí)浪涌保護(hù)器也要各自獨(dú)立地主近接地，這樣才能起到一定的防護(hù)作用。
5、關(guān)于電磁感應(yīng)的易發(fā)多發(fā)區(qū)段
這個(gè)問(wèn)題其實(shí)是一個(gè)常識(shí)，只是未能引起人們的充分的重視。我們知道，能夠引起較大感應(yīng)的就是直擊雷電流，而直擊雷電流的運(yùn)行主要就是在豎直方向上的，因而，從理論上講，它只能在線路的豎直分布的區(qū)段上產(chǎn)生感應(yīng)，而在水平分布的區(qū)段上感應(yīng)為零。所以，在任何一條線路上，電磁感應(yīng)的易發(fā)多發(fā)區(qū)段就是那些豎在分布的區(qū)段，而防護(hù)的重點(diǎn)，就是這個(gè)區(qū)段，在這個(gè)區(qū)段上，無(wú)論采用屏蔽，還是設(shè)置浪涌保護(hù)器都是可以實(shí)現(xiàn)有效防護(hù)的。而只要確定了這個(gè)重點(diǎn)區(qū)段，其實(shí)沒(méi)有必要在全線路上大撒網(wǎng)，不僅可以節(jié)省成本，也能大大提高防護(hù)效果。
6、結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)代防雷技術(shù)是一系統(tǒng)工程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)愈合理，相互之間的作用就越協(xié)調(diào)，才能使整個(gè)系統(tǒng)在總體上達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。電磁感應(yīng)的防護(hù)，是防雷的一個(gè)重要方面。也是一個(gè)值得繼續(xù)探討的永恒的課題，只要多實(shí)踐，一定會(huì)找到更好的防護(hù)方法。
參考文獻(xiàn)
[1]《電磁場(chǎng)與電磁波》楊顯清
關(guān)鍵詞：P91鋼 熱處理 電阻加熱 電磁感應(yīng)加熱
中圖分類號(hào)：TG44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（b）-0030-03
當(dāng)今火力發(fā)電鍋爐機(jī)組以大容量、高參數(shù)、超臨界為發(fā)展趨勢(shì)；為確保機(jī)組設(shè)備安全、可靠運(yùn)行，滿足高溫、高壓管道的需要，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益；熱強(qiáng)性高、工藝性好、價(jià)格低廉材料的開(kāi)發(fā)是最關(guān)鍵的問(wèn)題。而P91鋼具有高溫持久強(qiáng)度和抗蠕變斷裂性能，與P22（10CrMo910）鋼相比在相同使用溫度和壓力的條件下，管壁厚減薄50%；與奧氏體鋼相比，膨脹系數(shù)較小、熱傳導(dǎo)性好、熱裂紋傾向小、價(jià)格也相對(duì)便宜，使得P91鋼成為高溫過(guò)熱器聯(lián)箱、主蒸汽管道等高溫、高壓管道的首選及替代鋼種。無(wú)論是使用性能，還是經(jīng)濟(jì)性，P91鋼都表現(xiàn)出了它的優(yōu)越性，其使用量也在不斷增加。但由于采用的熱處理方法不夠科學(xué)，至使焊后熱處理的過(guò)程中內(nèi)外壁溫差嚴(yán)重，使其個(gè)別性能指標(biāo)不理想，尤其是不能保證焊縫根部的沖擊韌性。因此，選用合適的焊后熱處理方法，對(duì)就熱處理溫度特別敏感的P91鋼來(lái)說(shuō)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
近些年隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，加之感應(yīng)熱處理的諸多優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的客戶都明確要求承包商使用電磁感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)P91等大徑厚壁管焊縫進(jìn)行熱處理。印度塔爾萬(wàn)迪3×660 MW燃煤電站項(xiàng)目的業(yè)主就明確要求對(duì)P91鋼焊縫采用電磁感應(yīng)加熱方法進(jìn)行焊接熱處理。
1 電阻加熱與電磁感應(yīng)加熱方法對(duì)比
1.1 電阻加熱的原理
電阻加熱法是輻射加熱。其加熱原理是從加熱器發(fā)出的熱能以輻射的形式傳到工件的外表面，依靠金屬導(dǎo)熱，從外表面向內(nèi)部傳導(dǎo)。
1.2 電磁感應(yīng)加熱設(shè)備及其工作原理
1.2.1電磁感應(yīng)加熱設(shè)備
目前使用較多的電磁感應(yīng)加熱設(shè)備是由美國(guó)米勒公司生產(chǎn)的Proheat35型加熱設(shè)備，其功率為35 kW，頻率5～30 kHz，屬高頻感應(yīng)加熱；其主要設(shè)備構(gòu)成包括：感應(yīng)加熱電源、兩個(gè)輸出連接器、輸出加長(zhǎng)電纜、水冷加熱電纜、預(yù)熱護(hù)套、數(shù)字記錄儀、熱電偶加長(zhǎng)電纜、K型焊接式熱電偶（金屬絲）、強(qiáng)力冷卻水箱、用戶絕緣毯等。加熱時(shí)，輸出電流、電壓、頻率和功率通過(guò)微電腦自動(dòng)匹配，數(shù)據(jù)為電腦儲(chǔ)存；加熱導(dǎo)線為柔性線，內(nèi)通水冷卻，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和拆卸；保溫棉為耐高溫、可重復(fù)使用的環(huán)保型產(chǎn)品。
1.2.2工作原理
設(shè)備通電后線圈內(nèi)的交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流，靠感應(yīng)電流加熱工件；工件整個(gè)截面有感應(yīng)加熱電流，內(nèi)部溫度梯度小，最熱區(qū)域在工件表面下方，熱量在金屬內(nèi)部快速傳導(dǎo)（如圖1所示）。
1.3 P91鋼的熱處理特性
P91鋼的最佳熱處理溫度為（760±10）℃，也就是說(shuō)，熱處理溫度的上限為770 ℃，下限為750 ℃。熱處理溫度范圍相對(duì)比較窄，在這一溫度范圍內(nèi)，P91鋼焊接接頭焊后熱處理才能獲得良好的綜合性能，特別是焊縫的沖擊韌性。
1.4 電磁感應(yīng)加熱方法的優(yōu)勢(shì)
目前，焊后熱處理廣泛采用的是電阻加熱設(shè)備，從原理上分析，這種從外表面向內(nèi)部傳導(dǎo)熱能的方法，對(duì)大口徑厚壁管很可能會(huì)造成內(nèi)、外壁溫差過(guò)大的現(xiàn)象，而這種過(guò)大的溫差對(duì)溫度特別敏感的P91鋼而言，是對(duì)沖擊韌性不利的。而電磁感應(yīng)加熱法，從原理上講，它的熱源來(lái)自由金屬內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流使材料發(fā)熱，這種熱處理法對(duì)大口徑厚壁管造成的內(nèi)、外壁溫差應(yīng)該小，對(duì)溫度敏感的P91鋼焊接接頭熱處理應(yīng)該更為有利。
2 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 試驗(yàn)材料
選用P22和P91兩種材料進(jìn)行工藝評(píng)定期間的對(duì)比試驗(yàn)：材質(zhì)為SA335-P91的材料規(guī)格為φ697 mm×65 mm，材質(zhì)為SA335-P22的材料規(guī)格為φ559 mm×60 mm，兩種材料的長(zhǎng)度均為1 200 mm。
2.2 熱處理設(shè)備
2.2.1采用電阻加熱的P22材質(zhì)
設(shè)備：電阻加熱設(shè)備；加熱裝置：柔性陶瓷加熱器；保溫材料：硅酸鋁保溫氈；測(cè)溫?zé)犭娕迹篕型焊接熱電偶絲。
2.2.2采用電磁感應(yīng)加熱的P91材質(zhì)
設(shè)備：Proheat 35型電磁感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行熱處理；加熱裝置：內(nèi)部通水冷卻的柔性加熱電磁感應(yīng)線圈；保溫材料：可多次重復(fù)利用的環(huán)保型石棉布；測(cè)溫?zé)犭娕迹篕型焊接熱電偶絲。
2.3 試驗(yàn)方法
2.3.1試驗(yàn)環(huán)境條件
塔爾萬(wàn)迪項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)（如圖2所示）。
2.3.2熱電偶布置與安裝
采用K型熱電偶絲作為溫度檢測(cè)元件，熱電偶采用儲(chǔ)能焊接的方法將熱電偶絲直接壓焊在管道表面，控溫?zé)犭娕紤?yīng)沿焊縫中心線布置，共8個(gè)測(cè)溫點(diǎn)（如圖3所示）。
2.3.3補(bǔ)償導(dǎo)線的選擇
采用與熱點(diǎn)偶絲相匹配的帶屏蔽層的精密級(jí)補(bǔ)償導(dǎo)線，與熱電偶連接必須保證極性正確，補(bǔ)償導(dǎo)線布置應(yīng)遠(yuǎn)離供電線路以避免產(chǎn)生干擾，同時(shí)應(yīng)盡可能將補(bǔ)償導(dǎo)線布置在溫度較低的環(huán)境。
2.3.4熱處理工藝確定
（1）規(guī)格/材質(zhì)為φ559 mm×60 mm/SA335-P22材料。
焊前預(yù)熱溫度：200 ℃；
層間溫度：應(yīng)控制在200～350 ℃；
后熱處理：當(dāng)被迫后熱時(shí)，后熱溫度為300～350 ℃，保溫2 h。
焊后熱處理：恒溫溫度為730～750 ℃，恒溫3 h；升降速度為75 ℃/h。
（2）規(guī)格/材質(zhì)為φ697×65mm/SA335-P91材料。
焊前預(yù)熱溫度：200 ℃；
層間溫度：應(yīng)控制在200～350 ℃；
后熱處理：焊后不宜采用后熱；當(dāng)被迫后熱時(shí)，應(yīng)在焊件溫度降至80～100 ℃，時(shí)間保持為 1～2 h后立即進(jìn)行。后熱溫度為300～350 ℃，保溫2 h。
焊后熱處理：焊后熱處理應(yīng)在焊接完成后，焊件溫度降至80～100 ℃，時(shí)間保持為 1～2 h后立即進(jìn)行；恒溫溫度為750～770 ℃，恒溫4 h；升降速度為75 ℃/h。
3 試驗(yàn)結(jié)果
3.1 熱處理內(nèi)外壁溫差對(duì)比
為了便于對(duì)比，在P22材料750 ℃恒溫3 h和P91材料770 ℃恒溫3 h的時(shí)候?qū)?個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度進(jìn)行了記錄，如表1所示。
由表1可以看出兩種加熱法在水平固定位置上測(cè)得的同一截面周向外壁溫度相同（#1、#3、#5、#7點(diǎn)的溫度），而徑向方向上的內(nèi)壁溫度處于不均勻狀態(tài)，其內(nèi)、外壁溫差因加熱方法不同相差懸殊。在試驗(yàn)條件相同的情況下，電磁感應(yīng)加熱法測(cè)得的內(nèi)外壁溫差明顯小于柔性陶瓷電阻加熱法。電磁感應(yīng)加熱法測(cè)得的內(nèi)外壁溫差20 ℃，柔性陶瓷電阻加熱法測(cè)的內(nèi)外壁溫差最小為30 ℃，最大為45 ℃。
3.2 P91熱處理后的質(zhì)量檢驗(yàn)
熱處理結(jié)束后，將試樣委托印度德里的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)（IRC工程檢測(cè)試驗(yàn)室）進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。
3.2.1硬度
（1）近表面硬度值為：母材222VHN、熱影響區(qū)261、265VHN，焊縫233VHN。
（2）層間硬度值為：母材223VHN、熱影響區(qū)264VHN，焊縫224VHN。
（3）根部硬度值為：熱影響區(qū)260、267VHN，焊縫242VHN。
硬度測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E92進(jìn)行，具體硬度檢查結(jié)果見(jiàn)表2所示。
3.2.2力學(xué)性能
根據(jù)ASME第Ⅸ卷中的QW462.1b進(jìn)行了拉伸性能測(cè)試（見(jiàn)表3），根據(jù)ASME第Ⅸ卷中的QW462.2和QW466.1進(jìn)行了彎曲性能測(cè)試（見(jiàn)表4）。
3.2.3試驗(yàn)結(jié)果分析
（1）兩個(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度為633 MPa和637 MPa，均大于下限585 MPa，且均斷在母材；結(jié)果合格。
（2）四個(gè)全焊縫彎曲試樣，試驗(yàn)后均未在外表面發(fā)現(xiàn)裂紋，結(jié)果合格。
（3）硬度值沿厚度方向從表面到根部硬度平均值分別為：母材硬度為222VHN、223VHN；焊縫一側(cè)的熱影響區(qū)硬度為261VHN、264VHN、260VHN；焊縫另一側(cè)的熱影響區(qū)硬度為265VHN、264VHN、267VHN；焊縫硬度為233VHN、224VHN、242VHN；所有硬度值均在合格范圍之內(nèi)。
4 結(jié)語(yǔ)
（1）P91鋼焊縫通過(guò)電磁感應(yīng)加熱方法熱處理后，焊縫熔敷金屬的硬度值和力學(xué)性能數(shù)據(jù)完全滿足SA335-P91鋼的性能要求。
（2）Proheat35型電磁感應(yīng)加熱設(shè)備與柔性陶瓷電阻加熱設(shè)備，在分別對(duì)P91管子和P22管子做工藝評(píng)定時(shí)，其內(nèi)外壁溫差因加熱方法不同相差懸殊，電磁感應(yīng)加熱，管內(nèi)外壁溫差遠(yuǎn)比柔性陶瓷電阻加熱小。
（3）Proheat35型電磁感應(yīng)加熱設(shè)備在Φ697 mm×65 mm的P91管子上試驗(yàn)所測(cè)得的內(nèi)外壁溫差20℃，這對(duì)焊后熱處理溫度要求特別敏感的P91鋼十分重要。而柔性陶瓷電阻加熱設(shè)備在Φ559 mm×60 mm的P22管子上測(cè)得的內(nèi)外壁溫差最小為30 ℃，最大為45 ℃。
（4）試驗(yàn)表明對(duì)大徑厚壁的P91管子采用Proheat35型電磁感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行焊后熱處理，能有效地保證P91焊縫的熱處理溫度控制在（760±10）℃范圍之內(nèi)，從而確保P91鋼整個(gè)焊接接頭內(nèi)外部力學(xué)性能的均勻性，更好地保證焊縫根部的沖擊韌性。
（5）試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)證明，電磁感應(yīng)加熱法無(wú)論從理論還是實(shí)踐上，該方法對(duì)大口徑厚壁管的熱處理效果要優(yōu)于目前廣泛使用的柔性陶瓷電阻加熱法。
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關(guān)鍵詞： 道路照明； 無(wú)極燈； 節(jié)能環(huán)保
中圖分類號(hào)： U653.95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009-8631（2011）04-0089-01
現(xiàn)代化城市室外照明不僅僅是傳統(tǒng)概念上對(duì)道路、廣場(chǎng)功能性照明，還包括室外的紀(jì)念物、招牌廣告、自然景點(diǎn)、建筑物、園林小品等的亮化、美化的景觀照明。功能性照明是為了滿足夜間視覺(jué)辨識(shí)的生理、心里需要及環(huán)境安全性提供的環(huán)境照明；景觀照明則是運(yùn)用燈光創(chuàng)造以觀賞為主的藝術(shù)景觀，是自然科學(xué)和美學(xué)相結(jié)合而形成的藝術(shù)化照明。
在目前全球能源警長(zhǎng)的大環(huán)境下，我國(guó)照明用電量已占總用電量的10%-20%。按照我國(guó)提出的“中國(guó)綠色照明工程”，照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。尤其是城市室外照明已經(jīng)成為現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志，作為城市基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的重要組成部分，在照明功能的體現(xiàn)之外它注重的是燈光亮度、色彩對(duì)比、表達(dá)的是景觀環(huán)境，產(chǎn)生的是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的價(jià)值而不是照明的本身?？茖W(xué)節(jié)能的城市室外照明將是一個(gè)地區(qū)文化、科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的綜合體現(xiàn)。
一、電磁感應(yīng)燈的工作原理及特點(diǎn)
電磁感應(yīng)燈又叫無(wú)極燈，其中可分為高頻無(wú)極燈和低頻無(wú)極燈，且低頻無(wú)極燈各項(xiàng)指標(biāo)更優(yōu)。顧名思義，無(wú)極燈就是沒(méi)有燈芯的燈，大家都知道普通的白熾燈是依靠燈芯（電極）的燃燒來(lái)提供照明的，包括道路照明上用的比較多的高壓鈉燈、汞燈等都是有燈芯的，無(wú)極燈沒(méi)有燈芯，靠什么來(lái)照明呢？靠的就是電磁感應(yīng)原理。在環(huán)狀的燈管外套著一對(duì)鐵芯，鐵芯上包著繞組，當(dāng)繞組通交流電后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，鐵芯周?chē)彤a(chǎn)生了交變的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，再利用耦合震蕩原理將產(chǎn)生的高頻電壓注入到真空的玻殼或玻管里，使低壓汞和惰性氣體的混合蒸汽產(chǎn)生放電，輻射出紫外線，再通過(guò)三基色熒光粉轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光。正是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的工作原理，電磁感應(yīng)燈才有了諸多的優(yōu)點(diǎn)：
（1）長(zhǎng)壽命。由于電磁感應(yīng)燈沒(méi)有電極，從而有效的避免了電極燃燒的損耗，壽命一般可達(dá)到6萬(wàn)小時(shí)以上，比普通的白熾燈長(zhǎng)100倍，即使對(duì)比壽命超長(zhǎng)的美國(guó)GE的高壓鈉燈，也要高出一倍以上（GE的高壓鈉燈一般標(biāo)稱壽命為2.8萬(wàn)小時(shí)）。
（2）節(jié)能。電磁感應(yīng)燈的功率因數(shù)很高，一般都在0.98左右，而高壓鈉燈即使在加裝電容補(bǔ)償后，功率因數(shù)也只能達(dá)到0.85左右，因此，電磁感應(yīng)燈的節(jié)能效果是毋庸置疑的。另外，電磁感應(yīng)燈的發(fā)光效率達(dá)到了80-85Im|W，屬于高光效，雖然比金鹵燈和高壓鈉燈稍低，但是用于室外照明也已足夠。
（3）高顯色性。電磁感應(yīng)燈采用三基色熒光粉，顯色指數(shù)Ra>80，在夜晚色彩還原性好，可以有效的幫助司機(jī)和行人分辨各類物體，增加道路交通的安全。色溫范圍較廣，從2700K～6400K，而且有紅、綠、蘭、白、黃等多種顏色可選。
（4）無(wú)眩光、無(wú)閃爍。電磁感應(yīng)燈的光源多采用高頻（210-230kHz）電子鎮(zhèn)流器來(lái)驅(qū)動(dòng)，無(wú)閃爍。
（5）燈功率及電源電壓的范圍寬。電磁感應(yīng)燈的功率現(xiàn)在可以做到20W～250W，無(wú)論在民用還是在工業(yè)用途中，它的適用范圍都可以滿足要求。另外，電磁感應(yīng)燈的適用電壓范圍極廣，從85V～277V，有著較好的通用性和穩(wěn)定性。
二、電磁感應(yīng)燈在綠色照明的重要作用
談到綠色照明，首先要理解它的含義，綠色照明的科學(xué)定義是：綠色照明是指通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品（電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材，以及調(diào)光控制調(diào)和控光器件），改善提高人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。
綠色照明在我國(guó)并不是一個(gè)新鮮的課題，早在1998年1月1日，我國(guó)就頒布了《節(jié)能法》，在“十一五”規(guī)劃中，綠色照明更是十大重點(diǎn)節(jié)能工程之一。我國(guó)的人均資源，特別是電力資源還是比較匱乏的，目前，我國(guó)照明耗電占全國(guó)總發(fā)電量的10-20%，相當(dāng)于二個(gè)三峽發(fā)電站的發(fā)電量，因此綠色照明工程的節(jié)能意義就顯得非常重大。
根據(jù)綠色照明的含義，除了科學(xué)的設(shè)計(jì)外，采用什么樣的照明電器產(chǎn)品在綠色照明中有著舉足輕重的作用，光源是能量轉(zhuǎn)換成光的器件，是實(shí)施綠色照明的核心。對(duì)照“效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定”的要求，我們可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在光效、壽命和安全穩(wěn)定性方面，電磁感應(yīng)燈都具有良好的表現(xiàn)，是綠色照明光源的絕佳選擇。
三、電磁感應(yīng)燈的發(fā)展及推廣應(yīng)用
電磁感應(yīng)燈既然有如此眾多的好處，那么為什么不大力推廣加以使用呢？我分析原因有以下幾點(diǎn)：
（1）電磁感應(yīng)燈的推出時(shí)間不長(zhǎng)，還沒(méi)有被廣大的使用者所了解。電磁感應(yīng)燈目前還僅僅只是在專業(yè)的使用者中得聞其名，至于眾多的使用者，根本是聞所未聞。
（2）電磁感應(yīng)燈的價(jià)格不菲，目前還處在一個(gè)比較高的地位，和自鎮(zhèn)流式的節(jié)能燈及路燈所用的高壓鈉燈相比，雖然有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)短時(shí)間內(nèi)還難以被廣泛使用。
（3）電磁感應(yīng)燈的質(zhì)量還有待提高，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)亟待出臺(tái)。目前，國(guó)家對(duì)于電磁感應(yīng)燈還沒(méi)有出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，電磁感應(yīng)燈的生產(chǎn)廠家良莠不齊，標(biāo)準(zhǔn)不一，導(dǎo)致用戶對(duì)電磁感應(yīng)燈的信任度不夠，沒(méi)有推而廣之的積極性。
（4）電磁感應(yīng)燈的燈具和安裝方式和現(xiàn)有的路燈燈具不統(tǒng)一，不利于舊燈改造。
電磁感應(yīng)燈要發(fā)展，可以采用試點(diǎn)工程的方式加以推廣。在新建道路的路燈安裝中，可以整條道路使用電磁感應(yīng)燈，這樣，即能夠達(dá)到整條道路的和諧統(tǒng)一，也可以方便統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，查看節(jié)能效果，使廣大使用者和人民群眾能夠了解電磁感應(yīng)燈的節(jié)能功效，無(wú)形之中宣傳了電磁感應(yīng)燈的良好效果，配合完成了國(guó)家有關(guān)綠色照明示范崗工程的要求，達(dá)到一舉多得的效果。
推廣應(yīng)用的方法：
（1）加大宣傳力度，提高全社會(huì)綠色照明意識(shí)。要廣泛深入持久開(kāi)展綠色照明的宣傳，提高全民的資源憂患意識(shí)和節(jié)約意識(shí)，增強(qiáng)全社會(huì)的照明節(jié)能意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。要充分利用新聞媒體和各種宣傳手段大力宣傳節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境是基本國(guó)策，大力宣傳實(shí)施城市綠色照明工程的意義和目標(biāo)任務(wù)，大力宣傳綠色照明示范工程的成效和經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)各種生動(dòng)活潑的宣傳教育，吸引全社會(huì)廣泛參與，使綠色照明工程逐步成為全社會(huì)的共同意識(shí)。
（2）堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，推廣普及綠色照明工程，要在滿足城市照明的功能需要的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，加大設(shè)施投入和新技術(shù)、新光源的推廣應(yīng)用，做到安全可靠、科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、維護(hù)方便，提高城市綠色照明的效率。在新建和改造過(guò)程中嚴(yán)禁和杜絕使用高耗能、低壽命、光污染嚴(yán)重的燈具和光源。推廣使用高光效、高壽命、節(jié)能環(huán)保（如：無(wú)極燈）等的應(yīng)用，保證城市照明功效達(dá)到節(jié)能效果。
（3）建設(shè)一批綠色照明示范工程，提升城市照明品位，全面推行具有環(huán)保、節(jié)能和人文特性的綠色照明工程。
