时间:2023-02-28 15:57:03
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微波通信技术是利用微波进行信息传递的一项高科技,主要是利用1m~0.1mm的波长、频率为0.3~3000GHz的无线波进行信息传递。微波通信的工作系统主要是由发信机、收信机、用户设备和反馈线等若干个机械设备组成。微波通信中微波具有频率高、波长短的特点,因此,在应用过程中要通过抛物面天线来进行信息传递。另外,微波通信不受地形、距离和建筑物的阻碍和影响,可以准确传输信息。
2微波通信技术在广播电视中的应用
第一,在广播电视信号传输过程中,应用微波通信技术可以加快信号的传输速率,扩大信号传播的覆盖范围,降低设备维护的难度,进而减少信号传输工作的成本消耗。正因如此,在广播电视中应用微波通信技术可以轻易实现多通路的传输,同时满足多个用户的不同需求。第二,利用微波通信技术进行信号传输时需要先将信号传播到控制中心,再由控制中心向各个卫星进行发送。这种借助地面微波和卫星进行传播的方式对信号形式没有限制,所以微波通信技术可以实现对音频及视频等信号的采集、转换与传播。第三,由于微波通信技术是借助卫星与地面微波的形式进行传播,且传播速度快、覆盖面积广,所以广播电视行业可以利用微波通信技术进行大型现场直播。除此之外,微波通信技术还能为有线数据通信提供技术服务,或者作为电台网站的多路视频指标信号采集系统,为观众接收节目提供方便。第四,微波通信系统可以应用在干线光钎传输中,在干线光钎传输中做到备份和补充,当发生自然灾害或环境恶劣等情况时,微波通信系统利用点对点的SDH微波以及PDH微波等各种微波对传输过程中遭到破坏的部分及时修复,保证信息的正常传输。
3广播电视微波通信技术的优点
3.1图像传输画质良好
再生中继技术是微波通信技术的核心,该技术能够减少广播电视的微波信号在传输过程中受到的外界各种因素的干扰,降低干扰强度,从而保证图像画质良好。
3.2传输信息的安全性有保障
由于自然环境的影响或者人为因素的破坏,广播电视信号在传输过程中可能受到干扰或损害,从而无法正常传输。尤其是当前社会形势下,很多不法分子贪图利益或恶作剧心理作祟,蓄意破坏传输信号,导致广播电视节目无法正常播出。而微波通信技术可以有效避免此类问题发生,微波通信技术将图像、声音等信号转化为微波进行传输,因微波难以破解,使信号的稳定性与安全性有了保障,进而提升了广播电视节目的质量。
4广播电视微波通信技术应用注意事项
4.1信号源配备
为保证信号传输的安全性,在利用微波通信技术进行广播电视信号传输时,广播电视台的微波站内一定要配备两种或多种不同路由的信号源,每一个信号源都要根据需要配置相应的仪器设备。并且,为了使广播电视的设备管理端口与所有的信号处理设备相吻合,一定要严格控制应急人工跳线端口。除此之外,需要在微波首站内设置完善的监测系统,时刻监测信号码流的设置,从而保证微波信号传输系统涉及到的各项设备运行情况都在微波首站的监控范围之内,保证微波信号传输的稳定性。
4.2外接电源配备
为从根本上促使使用的方便性与快捷性,微波站需要接入两种不同的外接电源,并且在整个接收过程中,严格降低配电行业的基本标准与要求。微波播出符合供电主要采用独立低压的回路方式,为保障微波电路首站能够按照相应的配置进行电源自备,需要不间断运行,并且微波站的直流电源需要设置得比较冗余,还要保证蓄电池组的后备时间超过8h。
总而言之,微波通信技术在广播电视信号传输中具有传统信号传输技术无法比拟的优势,为保证微波通信技术能够在广播电视行业得到更加广泛的应用,并真正提高信号传输的质量和效率,相关工作人员必须严格遵守微波通信技术应用注意事项,正确配备并连接电源和信号源,避免发生传输故障。
作者:赵志强 单位:新疆广电局节传中心694台
参考文献:
广播电视的质量和民众的文娱生活水平有着直接的关系,所以,广播电视安全播出既可以提升传播的质量,还能丰富人们日常生活的文娱形式。促进广播电视产业发展的重要途径之一就是加强广播电视安全播出技术进行维护。
1.1建立和完善安全传输技术维护管理制度
不同的广播电视单位具有不同的传播程序特点和自身的实际情况,在此基础上建立健全广播电视安全传输技术维护管理制度。技术维护管理制度的内容要全面,需要包括安全、考勤、检修、网络、用户和维护等方面的内容。管理制度的全面性才能保证规范化、程序化、高效化、目标化的运行广播电视的各个工序。健全完备的技术维护管理制度可以推动和指导广播电视安全播出。所以,需要将技术的维护管理制度应用到实际工作中。单位管理者在遵守相应技术维护管理制度的同时,也要督促和监督下属所有工作人员严格按照规章制度办事,从而确保技术维护管理制度真正的保证广播电视的安全播出。
1.2加强对广播电视各个环节的技术管理
广播电视对国家物质文明和精神文明的传播起到积极的作用,其具有传播速度速度快、覆盖范围广的特点,这些特点直接决定了广播电视在社会发展的过程中扮演着重要角色。所以,广播电视各个环节的技术维护管理与国际民生有一定程度上的关系。如果一部广播电视作品的技术质量、艺术价值和社会价值都非常高,人们可以从中受到积极的影响。所以,保证广播电视作品的质量是广播电视工作的核心。因此,广播电视部门各环节的技术人既要具有很强的责任心和事业心,还需要时刻具有高质量的意识,这样制作出来的广播电视节目才能够更加精良、图片更清晰、伴奏更符合主。
1.3连续性的维护广播电视播出系统
广播电视播的工作性质就是连续作业,这也决定工作数量和工作强度都非常大,在这种情况下机器设备很容易出现毁坏、磨损的现象。所以,需要连续的维护广播电视播出系统,从而保证电视广播设备能够安全、高效的运行和确保广播电视节目的播出质量得以提高。广播电视播出系统维护主要包括以下几点,第一点是连续检测和及时维修数据库服务器,数据库是传播数据的核心内容。第二点是定期的检测和维护视频播放器,磁盘列阵的使用很频繁,容易出现损坏,所以需要及时的检测和维护。第三点是广播电视各部门之间要做到及时沟通和联系,这样才能保证播出的素材、控制系统、节目编辑有条不紊的进行。
1.4提高技术人员综合素质
工作人员的技术操作能力的高低直接决定了广播电视节目是否可以顺利、安全、高质量的播出。所以,保证广播电视安全播出的的重要途径之一就是提高工作人员的技术水平。尤其是近些年,社会逐渐进入了数字化和网络化的时代,相关部门也要紧跟时代的脚步,做到以下几点。一是加强技术人员队伍的建设、专业培训。二是各部门做到多交流、互相学习、及时掌握最新的技术和设备。三是举办相应的活动,提高技术工作人员工作的积极性。
2.结语
1.1信号源传输的现状和设想
新疆人民广播电台地处乌鲁木齐地区,共有10套调频节目,分别在两个发射台传输发射。其中,A发射台发射9套节目,B发射台发射1套节目。每周二下午A发射台停电检修时,其负责发射的9套节目停播,由B发射台负责其中4套节目的备份发射,另外5套节目无备份发射,只能停下来。10套调频广播节目中,有3套节目未上星,其中,A发射台有2套节目未上星,B发射台有1套节目未上星。新疆人民广播电台与两个发射台之间的主用信号采用光缆传输,备份信号采用卫星传输,3套未上星的节目没有备份信号。目前,暂用数字电视平台的广播信号作为临时备份信号,由于城市建设、道路施工、地质灾害及社会突发事件而发生光缆故障,导致广播信号中断的现象时有发生。数字电视平台的广播信号,由于其环路长、节点多以及光缆故障等原因,使用时的可靠性并不十分理想。解决3套未上星节目的备份信号,以及为其他节目增加冗余备份信号源,是新疆人民广播电台必须解决的问题。经过比较,在短时间内广播节目无法上星时,自建微波传输系统,不失为一种好的解决办法。新疆人民广播电台播控译制楼楼顶与A、B两个发射台之间无障碍物遮挡,完全满足微波传输的空间环境。通过微波传输,可以实现与A发射台之间最低9路的信号传输,实现与B发射台之间最低5路的信号传输,还可以保留充分的备份节目信号通道。
1.2系统方案设计原则
(1)可靠性系统应能够适应新疆特有的气候环境,可以长时间稳定运行,故障率低,应急操作简单,同时声音信号在传输过程中应具备损耗小、还原度高的特点,并且指标应符合相关标准。
(2)安全性信号抗干扰性强,有独有的编解码技术,能够有效防止外来信号实施串插。
(3)先进性系统核心设备要选用广播电视业内的主流产品,采用先进的编解码及信号传输技术,提高信号处理和传递的准确性及实时性,并充分考虑未来微波传输技术发展的需要。
(4)扩展性系统设计时,要在满足现有信号传输的基础上,充分考虑后期的增容扩展。
1.3系统架构设计
新疆人民广播电台微波传输系统由发射站和接收站两个部分组成。发射站设在新疆人民广播电台,在A、B发射台分别设立接收站。发射站实现新疆人民广播电台10套模拟音频信号的编码、复用、适配,通过微波的方式传输至A、B两个接收站,两个接收站分别实现所需广播节目的接收、适配、解码,输出模拟音频信号。新疆人民广播电台微波传输系统架构图。
1.3.1发射站发射站由音频编码器、复用器、适配器和微波设备等组成。其中,音频编码器、复用器、适配器以及微波设备的室内单元放置在新疆人民广播电台五楼的总控机房,微波设备的室外单元和微波天线放置在新疆人民广播电台播控译制楼楼顶。
(1)音频信号编码音频编码器的主要作用是将模拟音频信号转换成ASI信号。全套系统设计使用两台8路音频编码器,其中,1台实现对8路模拟音频信号的压缩编码,另1台实现对两路模拟音频信号的压缩编码,剩下的6路作为备份信号通道。
(2)信号复用配置1台复用器,主要作用是将2台编码器输出的ASI信号进行复用,将复用的ASI信号输出给适配器。
(3)信号适配配置两台适配器,将复用器送来的ASI信号适配成DS3信号,输出给微波传输设备的室内单元。
(4)微波发射配置两套微波传输设备,每套设备负责向1个接收站发射信号。每套微波传输设备由室内单元、室外单元和微波天线组成。室内单元与室外单元用中频线缆连接,实现DS3信号的传送,由室外单元实现中频信号的上变频和功率放大,微波天线实现微波信号的发射传送。
1.3.2接收站接收站由微波设备、适配器、音频解码器等组成。其中,微波设备的室外单元和微波接收天线放置在A、B发射台室外的适当地点,微波设备的室内单元、适配器、音频解码器放置在A、B发射台的发射机房。
(1)微波接收每个接收站配置1套微波传输设备,每套微波传输设备由室内单元、室外单元和微波天线组成。微波天线实现微波信号的接收,室外单元实现接收信号下变频,室外单元通过中频线缆与室内单元连接;室内单元实现信号的解调,输出DS3信号到适配器。
(2)信号适配每个接收站配置1台适配器,实现DS3信号到ASI信号的适配还原。
(3)音频信号解码A、B两个发射台各配置4台音频解码器,每台音频解码器可从ASI信号中解析输出4路模拟音频信号。A发射台解码输出9套模拟音频广播信号,B发射台解码输出5套模拟音频广播信号,剩余通道及设备作为备份通道及备份设备。
2结束语
[关键字]美国;教育技术学;博士学位论文;内容分析框架
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097(2013)08-0059-07 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.08.012
对美国教育技术学博士学位论文进行内容分析,可以在一定程度上展示美国的教育技术领域在研究什么、怎样研究,促进我们更深入地理解教育技术的内涵。内容分析的核心在于建立分析框架,它决定着整个研究的方向与质量。本研究以1995-2004年美国产生的935篇教育技术学博士论文为研究对象,构建了内容分析框架,尽力做到系统、科学和严谨,保证同一维度中的类目具有互斥性、完备性和较高的效度。
一、分析框架的初步提出
1.从对教育技术的理解出发,确定主要分析维度
本研究基于刘美凤教授的教育技术的广义定位理论和AECT'94定义及其他一些美国学者对教育技术的理解。
教育技术的广义定位理论认为教育技术的知识构成包括三方面:教育技术知识I和教育技术知识II属于研究内容方面,教育技术知识III属于方法论方面。该理论还探讨了教育技术的知识来源问题。那么,美国博士论文到底研究了教育技术知识中的哪些内容?采用了哪些方法?依据了哪些理论,或者利用或转化了哪些学科的知识?所以,分析框架拟包括研究内容、研究方法、理论基础3个一级维度。
AECT'94定义分析了教育技术的研究范畴和影响这些范畴的主要来源,以及教育技术的实践领域。因此,在框架的“研究内容”维度,可以从研究范畴和实践领域两方面分析。定义中对影响范畴的来源的分析,为本研究的“理论基础”维度的分类提供了参考。
2.参考已有的教育技术内容分析框架,设置框架类目
1988年后,伊利(Donald P.Ely)连续四次采用内容分析法对教育技术的文献进行回顾,并从中预测教育技术的发展趋势,其中的很多趋势也被后来的事实所证明。伊利的框架对研究主题进行了详细的分类,在管理、技术开发、设计与开发、评价、教育过程/服务这些方面都有子类目。1989年,迪克和迪克(Walter Dick&W.David Dick)的框架对文章的研究类型进行了分类:文献回顾、方法类、理论类、经验和实验、描述研究、评价研究、专业相关。1995年,里夫斯(Thomas C.Reeves)的框架从研究目标和研究方法两个维度来考察,研究目标包括理论研究、经验研究、解释性研究、后现代研究、开发研究、评价研究,研究方法包括定量、定性、批判性理论、文献回顾、混合方法。2000年,奥萨赫(BaderA.Al-Saleh)的框架对论文类型、分析主题、研究方法、目标群体进行了分类。另外,还参考了Edward, P.Caffarella、祝智庭、焦建利等的分析框架。
3.分析美国教育技术学博士论文的题目,丰富框架类目
我们分析了935篇论文的题目,发现这些论文题目的字数较多,研究问题很小,对研究范围规定明确,从多个维度命题。这样,分析框架就需要分多个维度和层次,并丰富了框架的类目。例如,很多论文探讨具体学科的问题,如数学、科学、外语等,所以可以考虑学科问题,并分析教育技术如何解决这些问题。另外,论文关注的群体多样,学生、教师、妇女残疾人、军人、黑人等,所以可以考虑关注群体。
二、分析框架的修改
1.分析框架的三轮测试
经过测试,我们对框架进行了修改与补充。前两轮,分别抽样选取了200篇摘要进行分析。第三轮,对所有论文的摘要进行了分析,笔者作为主评判员,并邀请其他5名教育技术学硕士生作助理评判员,对内容评判进行互相校验。
2.访谈相关专家
我们访谈了一些专家,对框架进行了修改。专家包括有美国教育技术学博士求学经历的博士、教育技术学领域的知名学者,还有熟悉内容分析法的博士。
3.德尔斐法完善分析框架
我们采取德尔斐方法对10位专家进行了两轮的意见征求,对分析框架进行了修改和完善。专家组的质量是保证德尔斐方法信度和效度的关键因素。本研究选择专家的标准为:(1)对教育技术有深厚的理解;(2)在国内教育技术领域具有较强的学术影响力;(3)愿意参加本次意见征求。通过领域专家推荐和专业期刊的查询,我们形成了专家组,他们均为有多年教育技术研究经验和丰富研究成果的教授或副教授,来自北京师范大学、华东师范大学、华南师范大学、上海外国语大学、北京大学等开设教育技术学专业时间较长的学校;既有老一辈专家,又有中青年专家。教育技术基本理论是他们共同的研究方向之一,对教育技术有着深厚的认识与理解,在国内教育技术领域有着较强的学术影响力。
三、分析框架的确定
最终确定的分析框架如表1所示,包括4个一级维度,每个维度都有具体的类目,逐级分类。同一维度中的类目之间有两种关系,一种是每篇论文分别从这几个方面分析,即这几项必选,在表1中用灰色区域表示;另一种是每篇论文可能只属于这些类目中的一个或者多个,但不是所有,在表1中用白色区域表示。例如,第一维度中的4个类目(研究目的、研究内容等)之间为第一种关系,即每篇论文都会从这4个方面分析;“研究目的”中的4个类目之间的关系为第二种关系,即每篇论文的研究目的是其中之一。
四、分析框架的类目描述
对框架类目进行描述就是清晰地界定框架中的每一个类目,它有三个作用:让不同的评判者对框架有共同的理解,掌握类目的界限,在内容评判中易达成一致;有助于研究结论的表述;让读者了解框架的具体含义,利于学术交流。
1.研究目的
每个研究都有一定的指向性,解决什么样的问题、得到什么样的结果。
(1)基础研究
进行探寻和求证规律的活动,指向具有普遍性,可以为现有学科的知识体系增添新的东西。目的在于发展和完善理论,阐明新的理论或重新评价原有理论,回答“是什么”和“为什么”的问题。
(2)应用研究
指向特定的问题,具有直接的实际应用价值。目的在于应用或检验理论来解决实际的问题或提供直接有用的知识,回答“怎么用”的问题。
(3)开发研究
指向方法和策略。目的在于发明或优化方法、策略和产品,回答“如何改进”的问题。
(4)评价研究
评价一项活动或方案在一定情境下的价值,帮助在特定情境下制定决策,回答“效果如何”的问题。
2.研究内容
(1)教育技术的基本理论研究
指有关教育技术学学科自身的研究,可以为其知识体系增添新的东西,或者讨论这一学科发展的问题。
1)学科建设
是指关于教育技术学学科发展的研究。
①专业人员能力素质:教育技术学专业毕业生和领域工作人员需具备的能力素质、能力标准等方面的研究
②专业伦理道德规范:教育技术学专业研究和实践需遵守的伦理道德规范的研究
③课程设置:教育技术学专业需要开设的主干课程
④学科历史与发展:有关教育技术学科发展的过去、现在和未来的研究
⑤学科定位:有关教育技术学的研究对象、定位的研究,回答“教育技术是什么”的问题
⑥专业名词、概念、内涵的界定:有关教育技术学专业中重要的名词和概念的界定
2)知识体系研究
指关于教育技术知识的研究,建立相关学科知识的基础之上,来源于教育教学实践又能够指导实践问题的可以操作的理论原则、操作程序、方法、技能与技巧、资源与过程的设计、开发、应用、管理、评价以及方法论等方面的知识。
①教育实践问题的解决方案方面的知识:根据教育教学实践中的问题,寻找并依据、利用和转化与教和学相关的科学与技术理论知识和经验知识,通过研究、实验或探索,创造性地形成教育教学实践问题的解决方案,包括解决问题的指导原则、操作程序、方式或方法、技能或技巧以及对所需资源的要求方面的知识
②与促进教学有关的过程的理论:对解决方案的过程进行设计、开发、应用、管理和评价的理论。过程指的是指向实现目标的一系列的操作或活动
③与促进教学有关的资源的理论:对解决方案所需的资源进行设计、开发、应用、管理和评价的理论
④教育技术的方法论:有关教育技术的方法论研究,如系统方法和形成性研究方法
⑤教育技术学的分支理论:从其他学科的视角研究教育技术,从而形成的理论或知识,如教育技术的批判理论等
(2)教育技术的应用研究
是指应用已有的理论、方法或媒体来解决实际的问题。
1)问题层次
①宏观:大规模的问题,如一个学校、企业和组织的整体性改进或规划方案
②中观:中等规模的问题,如一门课程、一个系统、一个班级等
③微观:小规模的问题,如一个单元、一堂课、一个媒体材料等
2)研究范畴
①问题解决的方案规划:根据教育教学实践中的问题,寻找并依据、利用和转化与教和学相关的科学与技术理论知识和经验知识,通过研究、实验或探索,创造性地形成教育教学实践问题的解决方案。包括:
系统方案设计;采用系统方法,对较为综合和复杂的系统进行设计,包括分析、设计、开发、实施和评价等步骤
教学模式:在一定的教学思想指导下,围绕教学活动中的某一主题,形成相对稳定的、系统化和理论化的教学范型
课程开发:根据社会对教育活动的需求、学习者的基本条件和特征、教育者和教育机构的特征而制定能有效地适应社会需求及其变化发展的教育活动、教学活动的程序或模式,并开展相应的实施和评价活动
②设计:运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。包括:
需求分析:找出存在的问题和差距以确定目标和途径
教学环境:教与学赖以存在物质环境和人文环境
教师特征:研究教学过程中的教师的心理、性格等特征
学习者特征:影响学习过程有效性的学习者的经验背景的各个方面
任务分析:在确定需求之后,对需要进行的任务的分析
教学策略:对完成特定的教学目标而采用的教学活动的程序、方法、形式和媒体等因素的总体考虑
学习策略:学习者在充分考虑自身条件和环境条件的前提下,为取得最佳学习效果的主动性调控行为。主要体现在资源管理和学习方法的选择上
讯息设计:对讯息的形态进行操作的计划,包括注意、知觉和保持的基本原理,这些原理指导发送者和接收者之间交流的讯息形态的具体设计
教学资源:专门为教和学设计的有关软件资源
③开发:把设计方案转化为物理形式的过程。包括:
媒体开发:即对硬件和软件的设计与开发
资源开发:对媒体所需材料、资源的设计与开发
④应用:使用各种媒体或资源,以促进学习或改进绩效的活动,包括:
效果评价:研究媒体使用对于某一目标的实现情况,即效果。常采用实验研究,结论表现为有无显著性差异
影响应用的因素分析:分析影响媒体使用的各种因素,或只分析其中的一种,如教师、政策、文化等
政策法规:影响教育技术的推广和使用的社团或组织的规则和行为
文化与道德问题:团体或组织中媒体需要考虑的文化或道德方面的问题
健康问题:媒体对用户(中小学生等)身心健康的影响
教育技术应用标准:国家、政府或学术团体制定的技术应用的标准
应用的策略:研究如何使用媒体或资源,以促进学习、教学或者绩效
应用状况:分析某个国家、机构或学校的技术应用情况
推广应用:为了使革新能被采纳而通过有计划的策略进行传播的过程
⑤管理:通过计划、组织、协调和监督来控制教学技术
管理者素质:管理者应具有的素质
组织管理:对一个组织或者团队进行的管理
项目管理:计划、监督和控制教学设计和开发项目,或其他项目
信息管理:管理过程中人们收集、加工和输入、输出的信息总称,包括信息的收集、传输、加工和储存等过程
知识管理:对人力资本与资源、知识及其载体的管理,是基于知识的企业管理、对知识型组织的管理,目标是提高组织的知识生产力、知识增值率和知识创新能力
人员管理:管理企业、组织或其他团体中的人力资源
资金管理:对企业、组织或其他团体中的资金的管理
设备与资源管理:计划、监督和控制设备、资源支持系统和相关的服务
传送系统管理:计划、监督和控制媒体传送系统中的过程和产品
⑥评价:对计划、产品项目或课程等的价值确定
评价对象:论文的评价对象可能是下面其中之一。项目评价:对在限定时期内执行某一特殊任务的活动进行评估:产品评价:对某一物品的优点、效果或者价值进行评估;成本效益评价:对某一技术、产品或方案等应用的成本和效益比例的评价;评价模型的设计与开发:设计和开发某一个评价/测量模型,该模型可以被多次测量某一类型的对象;评价模型的评价:对某一个评价/测量模型的信度和效度进行评价
评价方式:论文的评价方式可能是下面其中之一。诊断性评价:活动开始之前,对事物的情况进行“摸底”;形成性评价:搜集达标方面的信息,并将这些信息作为进一步发展的基础:总结性评价:搜集达标方面的信息和使用这些信息来作出利用方面的决策
3)应用领域
论文解决的问题属于哪个领域或行业,包括学校教育:远程教育:由各类学校或其他社会组织实施,教师和学生在时空上的相对分离;企业与组织:解决企业、公司或者其他组织中的管理、发展、绩效和培训等问题;卫生:解决医疗、卫生、健康、医生等方面的问题;政府:解决政府管理、政策制定等方面的问题;科研:解决科学研究中的问题;图书馆/博物馆:解决图书馆、博物馆或其他数字资源中信息的查询、加工和利用等问题;大众传媒:大众传播,如报纸、广播、电视方面的传播研究。其中,学校教育、远程教育、企业和组织是主要的实践领域,我们进行详细分类。
①学校教育
从研究主题分类。信息技术与课程整合:研究如何将技术尤其是信息技术应用于教学中;网络教学:研究如何使用网络进行教学的问题:教学设计:研究学校教学中如何使教学效果达到最优化的过程;教师教育:研究教育教学中的教师问题,如教师的素质、教师培训等:教学资源的研究与利用:研究学校图书馆、博物馆、教学资源中心等的使用问题
从学校的类别来看,论文研究的领域有以下几类:
学前教育:幼儿教育、学龄前儿童的教育
中小学教育:在美国称为K-12教育
普通高等学校教育:从社区学院到研究性大学,不包含专门开设远程教育的学校。又可分为医学、军队、体育、理工科、文科、艺术、政治/经济、其他、没有区分
成人教育:针对成人开展的教育、教学
职业技术教育:针对工程、技术等职业开展的教育
其他教育:家庭教育:研究家庭在儿童教育中所起的作用、父母如何影响儿童的学习;宗教教育:宗教开办的学校,或者培养牧师、宗教人员的学校;特殊教育:有关残疾人、智力障碍、学习困难学生的教育问题;文化教育:有关公民素质、学生文化素质的教育;4-H教育:社会性的青少年教育,培养学生的动手能力(Hand)、头脑(Head)、心灵(Heart)、健康(Health);健康教育:有关公民的健康、卫生教育
②远程教育
需求分析与规划:远程教育项目的需求分析与系统规划
发展状况:分析国家、区域、学校的远程教育发展状况
远程教育传送系统:实施远程教育的一些技术手段,如印刷品、广播、电视、网络等
工作人员分析:分析远程教育领域的各类工作人员,如远程教师、辅导教师、服务人员、研究人员等
教学过程和模式:分析远程教育过程的发生发展规律,以及一些进行远程教育的教学和实施模式
学习资源建设:如何设计、开发远程教育资源
学习者分析:分析远程教育中的学习者特征
学习策略:分析远程学习者如何进行学习
远程学习者的失学问题:分析远程教育中学生失学的现象、原因、对策等
交互设计与分析:分析远程教育中师生、生生之间的教学的交互和情感的交互,并设计策略以促进交互
协作学习:远程教育中,学生以小组形式进行的学习
质量保证:为使人们确信某个远程教育项目能够满足质量要求,在质量体系内实施并按照需要进行证实的全部有计划的和系统的活动
学习支持服务:为了促进远程学习者的学习,给学生提供信息、资源、人员和设施服务的总和
③企业与组织
企业绩效技术:企业或组织改进绩效、促进发展的问题
企业人员素质分析:研究企业某个岗位的员工需要的素质,或者现有的素质
常规企业培训:研究企业如何对员工实施培训,不包括使用信息技术进行的培训
企业e-learning:研究如何用计算机、网络来培训员工
组织文化与学习:研究一个组织中如何形成文化、促进学习,以促进组织发展
组织变革:研究组织发展和变革中的现象和规律
4)关注的媒体
多数应用研究类的论文涉及了媒体,从三方面分析:
①媒体类型:具体类目见表1
②是否为专门教育开发的媒体:如教学、课件、群件技术、Webquest、WebCT、电子教学设计工具
③研究角度:从哪些角度研究媒体,包括;
媒体性能:研究媒体的属性、特征,他们将会影响到媒体的设计与开发
媒体设计:设计某一媒体
软件或资源开发:开发软件或者相应的资源
媒体使用:研究使用媒体的策略、方法、制度等
媒体效果:研究媒体使用对于某一目标的实现情况,即效果评价
媒体文化:研究使用媒体的文化环境
构建环境:构建使用媒体的建筑物、硬件、软件等环境
5)关注的群体:具体类目见表1
6)应用学科:研究某一门学科的问题。类目见表1
3.研究方法
研究方法可以分为三个层次:方法论、一般研究方法、具体研究方法。收集数据的方法、收集数据的手段、分析数据的方法则作为工具帮助上述这些方法的实现。
(1)方法论
方法论是指导研究的思想体系,关于认识世界、改造世界的最一般的方法理论,包括有基本的理论假定、研究逻辑和思路等。
(2)一般研究方法
适用于各门科学的一般的研究方法,自然科学、社会科学和思维科学共同适用的科学研究方法。包括:
①系统科学方法:是按照事物本身的系统性,把对象放在系统的形式中加以考察的一种科学方法
②归纳法:是一种由个别到一般的论证方法,即用若干个别性事物来证明观点的方法
③演绎法:从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论的论证方法
(3)具体研究方法
适用于某一科学研究领域的特殊方法,贯穿于整个研究过程的程序和操作方式。
①理论研究;对复杂问题的性质和关系,从理论上加以分析、综合、抽象和概括,以发现其规律或一般性结论
②实验研究:根据一定的假设,创造能验证实验假设的系统和环境,主动控制研究对象,排除无关因素的干扰,从而探索事物的因果关系
③调查研究:在理论指导下,通过运用观察、问卷、访谈、个案研究以及测验等科学方式,搜集资料,从而对现状作出科学的分析,并提出具体工作建议的一整套实践活动
④人种学研究:是对人以及人的文化进行详细地、动态地、情境化描述的一种方法,探究的是特定文化中人们生活方式、价值观念和行为模式
⑤案例研究:在现象和其背景的界限不清晰时,使用多种资料源调查现实世界当前现象的一种实证的探究。目的是产生新理论和证明已有理论
⑥历史研究:对过去发生事件的了解和解释,目的在于通过以往时间的原因、结果或趋向的研究,有助于解释目前事件和预测未来研究
⑦内容分析研究:对文献内容进行客观、系统、定量的分析,其目的是弄清或测度文献中本质性的事实或趋势
⑧相关与比较研究:相关研究是对两个或以上的变量间是否相关及相关程度进行判定,目的是建立相关或用于预测;比较研究是按一定标准对彼此有联系的事物加以对照分析,以确定它们的共同点和差异点,共同规律和特殊本质
⑨设计研究:通过形成性研究过程,采用逐步改进的设计方法,把最初的设计付诸实施,检测效果,根据来自实践的反馈不断改进设计,甚至排除所有缺陷,形成一种更为可靠而有效的设计
(4)收集数据的方法
①观察法:在自然条件下,通过感觉器官或借助科学仪器,有目的、有计划地感知客观对象从而获得科学事实
②实验法:综合采取随机取样和随机安排、前测和控制组等方法,对影响研究内部效度的无关变量进行严格地控制
③前实验法:对无关变量没有控制,因而效度很低
④准实验法:在现场背景下难以对无关变量进行充分的控制,只能做到最大限度地保证实验的内部效度
⑤访谈法:以口头形式,根据被询问者的答复搜集客观的事实材料,以说明样本所要代表的总体的一种方式
⑥问卷法:根据研究需要而编制成的一套问题表格,由调查对象回答的一种收集资料的工具
⑦测量法:利用工具按照规则给对象或事件赋值,能充分地测出研究中的变量、概念或现象,从操作意义上提供研究所需的数据
⑧文献法:对文献进行查阅、分析、整理并力图找寻事物本质属性
⑨档案资料分析法。包括以下具体方法。文件分析:通过分析某一组织或机构的文件、文档,获得信息;计算机程序跟踪:利用计算机程序来跟踪研究对象,并获得关于研究对象的数据:网络文件分析:通过分析网络上的文件,获得研究所需的信息:数据挖掘:从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程
关键词:中药材干燥微波技术,干燥设备
1 引言
我国历史悠久,土地辽阔,蕴藏着极丰富的中草药天然资源,在远古时代人们就已经开始利用各种中草药治病,如常山治疟疾,桦树皮止痛,都证明有很好的疗效。同时大量临床试验表明,相比人工合成药物,中草药的副作用小得多。免费论文。因此,传统药物尤其是中草药,在欧、亚、美等各洲越来越受到欢迎和重视。免费论文。
中药材一直是我国出口创汇的重要商品。目前我国中药材出口已扩展到世界130多个国家和地区,2008年出口金额为13.09亿美元,同比增长10.94%。但是在我国中药材出口贸易不断扩大、面临良好机遇的同时,也面对着一些随之而来的挑战,造成这种局面的主要原因之一就是中药材的质量问题。传统中药材干燥加工过程中所造成的性味劣变、生物活性物质(特别是药用有效成分)的损失以及安全性等问题,正是目前我国中药材面临的主要问题。在国际市场对中药材质量要求提高的同时,我国的中药材生产、产地加工相对不够规范,产品外观、色泽劣变、有效成分含量低。微波干燥由于具有干燥速度快、干燥均匀、产品质量好、可以选择性加热干燥、热效率高、反应灵敏等优点,而日益成为重要的中药材干燥方法之一。
2中药材干燥方法
我国对中药材干燥方法的研究已经有很长历史。早在公元1~2世纪左右,我国现存最早的中药材专著《神农百草经》中已有对中药材“阴干、曝干、采造时日、生熟土地所出”等有关干燥方面的记载[1]。唐代孙思邈著《千金翼方》一书中也有“夫药采取,不以阴干曝干,虽有药名,终无药实”等具体描述[2]。这是最经济的方法,成本较低。但是存在着许多工艺上的问题,如干燥时间长、有效成分破坏大、遇到阴雨天气容易霉烂变质、易被灰尘、蝇、鼠污染等缺点。
现代中药材干燥技术为了保证中药材药性及有效成分,在人工控制条件下,对中药材进行适当的干燥处理,包括常压或减压环境中以传导、对流、辐射方式或在高频电场内加热使之干燥,以促进水分蒸发,达到要求含水率,保持较高的产品品质,便于包装、储藏、运输。目前常采用干燥技术包括:烘房干燥、厢式烘干机、网带式干燥机、隧道式干燥机、翻版式干燥机、振动流化床干燥。上述几种方式多采用热风干燥原理,生产成本较低,因此广为采用,但有效成分损失也大,甚至有严重的品质衰退现象。另外,中药材干燥前需要适当的预处理,但由于程序较繁杂、费工时,实际干燥生产中往往不重视;干燥过程自动化程度不高,不能分时间段对中药材的含水率、水分活度,以及干燥介质的温度、湿度、流速进行自动监控,都造成干燥品质不佳、最终含水率不符合要求,严重地影响中药材产品的品质。
随着新型干燥技术及设备的开发及应用,人们对中药材干燥质量的提高、能量单耗的降低、操作的可靠性都提出了更高的要求,干燥将朝着提高产品质量、有效利用能源、减少环境影响、运用计算机提高自控水平、操作简单等方向发展。结合当前中药材的特性,正在开发研制的干燥技术主要有:真空冷冻干燥、微波干燥、远红外干燥、热泵以及太阳能干燥。真空冷冻干燥与其工艺相比,设备昂贵,加工成本高,但它是保证中药材干燥品质的较佳工艺,增值率高,将被十分广泛地应用到生产实际中去;微波干燥作为一门先进工艺,技术上是可行的,但生产成本较高,使用时还对监控手段和供电条件有苛刻的要求,所以尚未能大规模应用;远红外干燥设备简单,辐照均匀,干燥速度快,干燥时间为热风干燥的1/10左右,生产效率高,可连续操作,实现温度、风量、进料的自动控制 ,不会引起中药材物理结构的变化,较好地保持性味及有效成分,因此在实际干燥生产中普遍应用;热泵干燥能够很好地保障干燥产品的品质,中药材的颜色、外观形态和有效成分等在热泵干燥都能得到妥善的保护,其还有不污染环境、操作方便等优点,因此越来越受到中药材干燥行业的重视;太阳能干燥是取之不尽,用之不竭且无污染的能源,中药材采用太阳能干燥可以取得较好的经济效益。
3微波技术在中药材干燥的应用
随着微波技术的发展,微波干燥技术在中药领域的应用得到一系列的进展,尤其是在中药材干燥灭菌上。卢鹏伟等对六味地黄丸进行微波干燥与烘箱干燥比较,发现微波干燥时丹参酚含量损失率平均降低2.4%,灭菌率平均提高1.9倍[3]。鞠兴荣等对不同微波功率条件下银杏叶的干燥规律和对有效成分含量的影响进行了初步研究,结果不同的微波功率对干燥速率影响比较大,脱水恒速期结束时银杏叶的水分含量在10%左右,过高强度的微波辐射导致黄酮苷和萜类内脂等主要有效成分部分降解[4]。杨张渭等把微波干燥灭菌工艺试用于丸剂生产,用微波干燥灭菌工艺对水丸、水蜜丸、和浓缩水蜜丸3种丸剂类型的5种产品进行试验,结果表明成品的形状、溶散时限、水分、微生物限度检查等质量指标均符合标准规定。一般干燥250—300kg丸药,耗电仅83kw,能源利用率达到70%,将微波频率控制在2450 MHz,时间为1.5min,对5个批号的玄驹胶囊进行微波灭菌,细菌平均降低率为98.11%[5]。王茂学利用改进的实验室微波炉进行人参干燥,提出微波与热风干燥相结合,能有效地保护人参的干燥质量,有效成分总皂贰含量损失小,且在自然对流的情况下,干燥的时间仅为热风干燥的1/10~1/5[6]。王绍林认为采用微波——真空冷冻干燥人参,微波能量达到物料深层转换成热能,使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压,表里温升均匀,消除了干燥表层常见的皱皮萎缩现象[38]。免费论文。
4 基于微波技术的中药材干燥设备
采用微波进行中药材干燥是指利用微波能量使中药材内水分气化的过程。微波加热穿透性强,能使中药材表里温升均匀,微波能量达到中草药物料深层转化为热能,使深层水分迅速蒸发形成较高的内部蒸汽压,消除干燥表层常见的皱皮萎缩现象,较好的保护干燥品质,这是常规加热干燥所不及的。同时微波还对物料伴随着生物效应(非热效应),在较短时间内杀死虫卵和大肠杆菌等微生物。
微波干燥设备主要有直流电源、微波管、传输线或传导、微波炉及冷却系统等几个部分所组成。如图1-1所示:
5 结语
在中药材干燥质量方面,和其他技术相比,微波技术有明显的优势。但应用微波技术进行中药材干燥,也有很多不足之处且技术比较不完善。随着技术的发展,这些不足之处必会逐步被克服,或许会有更先进的技术将应用于中药材干燥。
参考文献:
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[2] 孙思邈. 千金翼方(卷一)[M]. 北京:人民医生出版社,1982
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[5] 杨张渭, 周定君, 任琦等. 微波干燥灭菌工艺在丸剂生产中的应用[J]. 中成药, 2000, 22(7): 468~469
[6] 王茂学. 人参干燥特性研究[D]. 北京农业大学硕士论文,1994
关键词:化学需氧量;环境监测;综述
化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892 - 89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914 -89) 。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr )适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。
1 标准法的改进
1.1 消解方法的改进
为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。
1.1.1替代催化剂的研究 重铬酸钾法所用的催化剂Ag2 SO4 价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2 SO4 的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4 代替Ag2 SO4 是可行的,但回流时间仍较长。Ce ( SO4 ) 2 与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4 - Ce ( SO4 ) 2复合催化剂代替Ag2 SO4[ 1 ] ,测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。
1.1.2微波消解法 如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4 和Ag2 SO4 测定COD 的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD 等。Ramon[ 2 ]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。
与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12 个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[ 3 ] 。专著[ 4 ]对此作了较全面的总结。
1.1.3声化学消解法 尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[ 5 ] 。钟爱国[ 6 ]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量, COD 测定范围150mg ·L - 1 ~ 2000mg·L - 1 ,标准偏差≤615% ,加标回收率96% ~120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min 时, 低频( 20kHz) 、适当高的声强(80W·cm- 2 )有利于水样的完全消化。
1.1.4光催化氧化法 紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基( ·OH) ,从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[ 7 ]提出纳米ZnO 和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD 的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2 Cr2O7 氧化剂、纳米TiO2 光催化剂测定COD[ 8 ] 。通过光催化还原K2 Cr2O7 生成的Cr3 +浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。
1.2 测定方法的改进
1. 2. 1分光光度法 分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质, Cr6 +还原为Cr3 + ,英语论文利用分光光度计测定Cr6 +或Cr3 +来实现COD 值测定。Inaga 等以Ce ( SO4 ) 2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。
1. 2. 2电化学分析法
(1)库仑法 库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定, 根据消耗的电量求得剩余K2 Cr2O7 量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L~1000mg/L;测量时间30min~60min,测量误差≤±5% FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。
(2)电解法 此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基( ·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD 值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[ 9, 10 ] 。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[ 11 ] 。仪器测量范围从1mg/L~10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min~6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。
(3)其他电化学分析法 Dugin[ 12 ]提出以Ce( SO4 ) 2 为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD 值的方法。Belius2tiu[ 13 ]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势, 对水样中COD值进行测定。赵亚乾[ 14 ]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。
Westbroek等[ 15 ]提出Pt - Pt/PbO2 旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[ 16 ]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD 的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3 PO4 - H2 SO4 )消解体系中过量的Cr6 + ,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[ 17 ]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。
1.2.3化学发光法 根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3 +浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下, Luminol - H2O2 - Cr3 +体系产生很强的化学发光的原理,文献[ 18, 19 ]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光谱法 紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长) ,直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD 有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳( TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD 的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。
2 自动在线分析技术
流动分析( FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[ 20 ]提出以Ce ( SO4 ) 2 为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[ 21 ]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。
Cuesta等[ 22 ]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱- 流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6 +保留在阴离子交换树脂上, Cr6 +经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。
尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[ 23 ]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%~11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX - PEM - WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。
Yoon - Chang[ 24 ]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[ 25 ]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应, KMnO4 还原为Mn2 +并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-
4 通过微型柱废弃。吸附在微型
柱上的Mn2 + 被洗脱出来使用H2O2 发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr ( Ⅲ)催化Luminol - H2O2 体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。
基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD 在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机) 、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输 参考文献
[ 1 ] 杨娅,艾仕云,李嘉庆等. 用MnSO4 - Ce ( SO4 ) 2 协同催化快速测定COD的研究[ J ]. 重庆环境科学, 2003, 25(11) : 30 - 31.
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[ 6 ] 钟爱国. 声化学消解测定环境水样中的化学需氧量[ J ]. 理化检验- 化学分册, 2001, 37 (9) : 412 - 413.
关键词:化学需氧量;环境监测;综述
化学需氧量(cod)是评价水体污染的重要指标之一。cod测定的主要方法有高锰酸盐指数法(gb11892 - 89)和重铬酸钾氧化法(gtb11914 -89) 。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(codcr )适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。
1 标准法的改进
1.1 消解方法的改进
为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。
1.1.1替代催化剂的研究 重铬酸钾法所用的催化剂ag2 so4 价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究ag2 so4 的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以mnso4 代替ag2 so4 是可行的,但回流时间仍较长。ce ( so4 ) 2 与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以mnso4 - ce ( so4 ) 2复合催化剂代替ag2 so4[ 1 ] ,测定废水cod,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。
1.1.2微波消解法 如微波消解无汞盐光度法测定cod;微波消解光度法快速测定cod;无需使用hgso4 和ag2 so4 测定cod 的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水cod 等。ramon[ 2 ]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定cod。
与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12 个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[ 3 ] 。专著[ 4 ]对此作了较全面的总结。
1.1.3声化学消解法 尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[ 5 ] 。钟爱国[ 6 ]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量, cod 测定范围150mg ·l - 1 ~ 2000mg·l - 1 ,标准偏差≤615% ,加标回收率96% ~120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min 时, 低频( 20khz) 、适当高的声强(80w·cm- 2 )有利于水样的完全消化。
1.1.4光催化氧化法 紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312ev)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基( ·oh) ,从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[ 7 ]提出纳米zno 和kmno4协同氧化体系,并据此建立了测定cod 的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用k2 cr2o7 氧化剂、纳米tio2 光催化剂测定cod[ 8 ] 。通过光催化还原k2 cr2o7 生成的cr3 +浓度变化,可以获得样品的cod值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。
1.2 测定方法的改进
1. 2. 1分光光度法 分光光度法测定cod是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质, cr6 +还原为cr3 + ,英语论文利用分光光度计测定cr6 +或cr3 +来实现cod 值测定。inaga 等以ce ( so4 ) 2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出cod值。konno使用自制的比色计与pc机相联测定cod,所得结果与标准法基本一致。光度法测得cod值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少cod快速测定仪均是基于光度法原理。如美国hach公司制造的cod测定仪是美国国家环保局认可的cod测量方法。
1. 2. 2电化学分析法
(1)库仑法 库仑法是我国测定cod的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定, 根据消耗的电量求得剩余k2 cr2o7 量,从而计算出cod。广州怡文科技有限公司和
1.2.3化学发光法 根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物cr3 +浓度与cod值成正比关系,以及在碱性条件下, luminol - h2o2 - cr3 +体系产生很强的化学发光的原理,文献[ 18, 19 ]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光谱法 紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长) ,直接测定cod。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与cod 有相关性,利用这种相关性可直接测定cod。这种方法不像cod、总有机碳( toc)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定cod 的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。
2 自动在线分析技术
流动分析( fa)用于水样cod的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。korinaga[ 20 ]提出以ce ( so4 ) 2 为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的cod进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[ 21 ]提出测定cod的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。
cuesta等[ 22 ]提出cod的微波消解火焰原子吸收光谱- 流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的cr6 +保留在阴离子交换树脂上, cr6 +经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。
尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[ 23 ]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%~11110%,检测限为016mg/l。用此方法成功测定了cod质控标准(qcspex - pem - wp)和英格兰普利茅斯tamar河水样品。
yoon - chang[ 24 ]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[ 25 ]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应, kmno4 还原为mn2 +并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的mno-
4 通过微型柱废弃。吸附在微型
柱上的mn2 + 被洗脱出来使用h2o2 发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的cr ( ⅲ)催化luminol - h2o2 体系产生强的化学发光可测定cod。该方法已用于地表水样cod的测定。
基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的cod 在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机) 、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输 参考文献:
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本书共5章:1.射频识别系统:包括超高频RFID标签的设计、超高频RFID读写器的体系结构及无芯片RFID系统(标签与读写器),最后对本书各章节内容进行概括;2.无芯片RFID标签散射场的数学描述:首先是奇异扩展方法(SEM),具体包括在电路理论及瞬态散射的应用、基于SEM的散射体的等效电路,然后介绍了本征模展开法,最后特征模式理论的引入;3.无芯片RFID标签:包括无芯片RFID标签复杂的自然共振设计、基于特征模式理论的无芯片RFID标签设计;4.无芯片RFID标签在读写器的识别:包括通过散射信号、散射信号时间频率分析、短时间矩阵束法等分析识别原理;5.无芯片RFID标签的检测、识别和定位:包括无芯片RFID标签的空时频防碰撞算法的原理与实验、无芯片RFID标签的定位算法等。
作者Reza Rezaiesarlak博士毕业于弗吉尼亚理工学院暨州立大学电气与计算机工程系,现为摩托罗拉移动的高级射频工程师。拥有微波、天线、射频和通信系统7年以上工作经验,微波与天线结构的电磁特性深厚的理论基础和专业知识,在射频和微波系统的设计、实施和调试方面经验丰富。发表超过10篇会议论文/报告和14篇期刊论文。
本书内容涵盖了无芯片RFID的优点、各部件设计、识别、检测、防碰撞及定位等多个方面的内容,并包含一些应用程序,方便读者深入理解所述内容。本书适合通信、无线传感器网络、物联网等方面或专业的学生或从业人员参考阅读。
[关键词]高新技术;茶叶加工;应用前景
高新技术是在现代自然科学和先进手工技术的发展基础上出现的新科技,它处于当代科学技术前沿。先进的科学技术可以促进社会经济的发展,提高人们的生活水平。近年来,先进的高新技术如膜分离技术、生物酶技术、微波技术、先进杀菌技术在茶叶加工领域的应用,大大提高了茶叶在深加工中利用的效率。
1现代生化技术在茶叶加工领域的应用
1.1膜分离技术在茶叶加工领域的应用
膜分离技术是根据对膜两侧物质成分在密度、溶剂对于溶质、液体流速等不同条件所产生的压力差,采用天然或人工合成的薄膜,对溶质与液体进行分离、浓缩、提纯的技术。膜分离技术在茶叶加工领域应用最广泛的是超滤技术和反渗透技术。超滤技术可以提高茶饮料澄清率。在茶叶加工过程中,工作人员在低温的状态下,使用低密度的分子膜来阻止茶叶中高分子物质通过,来达到茶叶溶液中固体物质分离的目的。这项技术可以有效保留茶叶中茶多酚、氨基酸等有效成分,可以更好的保留茶叶中所具有的纯正香气。不同的茶叶饮品对需要的高分子膜材料有不同的需求。如绿茶提纯用50000~1000000MWCO的醋酸纤膜,乌龙茶饮料采用MWCO20000~70000的纳滤膜,因此技术人员在茶叶提纯中要注意采用不同的材料来保障提纯质量。反渗透技术主要指在低温的条件下对提取液中有效成分以及液体溶液进行浓缩的技术。它的主要功能是提高茶汁的浓缩效率。反渗透技术可以在茶叶饮料加工中更好地保持原有茶叶的营养成分,减少对茶叶资源浪费,提升茶叶资源的利用效率。反渗透技术在速溶茶、液体茶饮品的生产和加工中应用最广。
1.2生物酶技术在茶叶加工领域的应用
生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。特定的生物酶只对特定的物质起作用。在特定的温度下生物酶具有催化速度快、催化效率高的特点。纤维素酶、半纤维素酶等生物酶技术应用不仅可以解决在茶叶饮品中茶汁的澄清问题,还可以解决在浸泡的过程中出现的蛋白质水解速度快、茶叶有效成分扩散慢的问题。纤维素酶和半纤维素酶在对红茶茶汤的分解过程中,可以有效地降低茶多酚、咖啡碱等物质在热水中的溶解速度,增强对茶多酚、咖啡碱等细胞壁破坏的速度和程度,更好地促进茶多酚、咖啡碱物质扩散和析出。纤维素酶和半纤维素酶不仅可以增加红茶饮品中有效成分的固体含量,还可以保持红茶饮品芳香的气味,增加红茶饮品的透明度。
2现代物理技术在茶叶加工领域的应用
2.1微波技术在茶叶加工领域的应用
微波是指波长为1.0~0.001m、频率为300~30000MHZ的电磁波。微波具有发射频率快、携带能量大、穿透力强、加热速度快的特点。微波杀青干燥、微波萃取技术、微波杀菌技术是微波技术在茶叶中应用比较成熟的三个领域。由于微波杀菌技术属于先进杀菌技术的一种方法,为了使论文结构更合理,在此部分对微波杀菌技术不展开详细论述。微波杀青主要是将茶叶放在高温,通过微波加热使茶叶中的水分发生极化的现象。利用微波加热技术将茶叶中多酚氧化酶迅速发生钝化,降低多酚氧化酶的活性,使茶叶中的叶绿素不被酶氧化,大幅度降低茶叶中茶多酚、咖啡碱等营养成分消耗,保持茶叶原有的风味。工作人员通过调整微波的波长和频率对杀完青的茶叶进行加热处理。由于在微波加热工程中,茶叶内部的温度虽然是快速升高的,但由于茶叶的受热比较均匀。这样可以更好地保障茶叶的品质,减少在生产过程中对原材料的浪费。
2.2先进杀菌技术在茶叶加工领域应用
在茶叶生产中,人们一般采用加热的方法对茶叶及其制品进行消毒和杀菌。由于有的茶叶制品对热源的热敏度非常高,采用加热方法杀菌可能降低茶叶产品的质量。随着现代技术的发展,超高压杀菌技术和微波杀菌技术出现大大克服传统杀菌出现的缺点。微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波在对茶叶杀青和干燥的过程中可以提高茶叶表面的温度,导致存在于茶叶中的微生物和细菌失去水分来使微生物的蛋白质发生变形,最终导致微生物死亡。超高压杀菌技术主要是将茶叶制品密封在容器中,然后在密闭的容器内放入液体介质中或直接将液体茶饮品泵入处理槽中,工作人员在密闭环境中对容器或处理槽进行加压处理。
3总结
随着物理科学和生物科学的发展,先进的生产技术和生产工艺提高了茶叶的利用效率,促进茶叶饮品向专业化、高端化发展,这不但丰富了茶叶制品的种类和数量,还促进茶叶制品质量的提升。在茶叶加工过程中使用先进技术,不仅增加了茶农的收入,还加大了茶叶产业向现代化、集约化发展。
作者:黄亮 包金妹 单位:云南农垦茶叶发展有限公司
[参考文献]