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你更新過程中, 會更新到那個 C_PIECENAME 么?
UPDATE 的不變。
WHERE 部分, 把 new 換成 old 看看?
update rolling@jtfudb set
C_coilid=:new.C_coilid,
GT_DCZDO=:new.GT_DCZDO
where C_PIECENAME=:old.C_PIECENAME;
⑶ 激光鑽井的技術發展
由於激光具有亮度大的特點,就使得激光技術問世後不久就有人想把激光技術用於石油工業的鑽井。20世紀70年代初,美國、法國、荷蘭就出現了用激光鑽井和射孔的專利文獻。但由於當時激光器的功率大約只有數千瓦,激光的波長較長難於聚焦,更主要可能還是成本較高,激光鑽井未曾實現.鑒於此,許多人懷疑激光鑽井的可能性.但自那以後,對激光器、激光器功率、效率、發射能力等作了大量研究取得了顯著的進步。現代的高功率激光器,可把電能光學能或熱能轉換成光能,光能經聚焦後形成很強激光束可粉碎、熔化、蒸發岩石.激光的波長可為0.1~103pm,氟化氫(HF)和氟化氛(DF)激光器、化學氧化碘激光器(coIL)、cq激光器、co激光器、自由電子激光器(FEL),錢/憶鋁石榴石(Nd/ YDG)激光器和氟化氫(KrF)激光器,其工作波長、脈沖長度、功率等參數都可作為鑽井用激光器.這些激光器通過反射、散射、黑體輻射、等離子屏蔽等形式把能量傳遞到岩石上。1998年和1999年,許多文獻披露了美國重新提出激光鑽井的問題,美國GRI(GasRe-search Institute)提出了一項兩年計劃,准備投資60萬美元,聯合美國空軍、美國陸軍和科羅拉多礦業學院、麻省理工學院、雷克伍德公司和菲利蒲石油公司一起探索把美國在20世紀80年代和90年代用於星球大戰的激光技空舉術用於石油工業的氣井鑽井、完井的可行性、成本、益處以及對環境的影響,提高美國工業的競爭能力。美國這次研究計劃投入的力量很大.投入的設備包括美軍白沙導彈實驗場的高能激光系統試驗設備(簡稱HELsTF)及美國空軍的研究實驗室,試驗中擬使用的激光器是能量為10「w的中紅外高級化學激光器(簡稱MIRAcL)和化學氧化碘激光器(簡稱coIL).這些激光器原為用於艦載防禦和空對空防禦的激光器,以其能夠擊穿數英里外飛行的戰術和戰略目標,跟蹤和摧毀導彈的能力說明能夠用於鑽4572m深的氣井.coIL激光器能夠與光纖禍合的特點以及輸出功率高、化學物質價格低,使它能夠用於氣井鑽這類能量傳輸距離長的工程項目。美國還另外投入兩台高功率激光器用於研究激光束與周圍材料的相互作用一是放電共軸激光器,用來研究在各種環境下激光束對不同材料的影響。15年來的研究成果組成的內容廣泛的資料庫可使人們更透徹了解材料與激光之間的相互作用。另一台是激光器示範設備,主要用於確定強激光束與不同軟岩石礦物之間的相互作用,試驗費用相當低廉,表明可大量探索岩石與激光的相互作用,以及在井下條件激光與岩石的相互作用。前述美國菲利蒲石油公司用美軍Ml RAcL激光器所作的評價激光器鑽進實驗表明,激光束等效鑽速可達50.60m/h,而經凹面鏡改變MIRAcL激光器光的方向沿水平方向鑽進,等效鑽速達137.16m/h;用激光射孔,射孔深度可達6lm。我國早在20世紀60年代就開始了激光斗哪碧技術的研究,並曾花費數千萬元研製大功率激光器,盡管當時未獲得成功,但積累了豐富緩悔的經驗。1998年,中國科學院超短脈沖高功率激光技術研究取得了巨大進展,獲得了中國科學院院級發明一等獎,這為激光技術在石油鑽井中的應用打下了基礎 。
⑷ 智能礦燈充電架畢業論文
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-META200704017.htm?un=emuch
汗,這個要錢,樓主自己考慮一下吧。
這篇文章的在線閱讀,只能顯示一部分: http://www.cqvip.com/onlineread/onlineread.asp?ID=25317359
勉強看一下吧:
第28卷第9期
2007年 9月
煤礦機械
Coal Mine Machinel
V01.28No.9
Sep.2007
基於CAN匯流排的智能礦燈充電架系統設計
辛榮光
(西安雙合軟體技術有限公司,西安710077)
摘要:針對目前煤礦礦燈充電智能化,高可靠性的要求,提出一種基於CAN匯流排控制的智
能礦燈充電架的系統方案,實現了煤礦對礦燈充電架的統一管理,提高了礦燈充電架的可靠性。
關鍵詞:礦吵裂燈充電架;CAN匯流排;單片機
中圖分類號:TD621;TP31 文獻標志碼:A 文章編號:1003—0794(2007)09—0105—04
Design of M ine Intelligent Changing Set for M iner Lamp System
Based on CAN ——bus
XIN Rong—gtmng
(Xi』an Doublet Software Technology Company,Xi』an 710077,China}
Abstract:In view of山e present coal mine miner lamp sufficient inteUectualizati0n,the rendant reliable re—
quest,proposed one kind the intelligent chan ging set for mi ner lam p system plan which controls based on the
CAN—bus,has realized the coal mine to the intelligent changing set for miner lamp unification management,
enhanced the intelligent changing set for miner lamp reliability.
Key words:changing set for miner lamp;CAN bus;MCU
0 引言
CAN(Controller Area Network)屬於現場匯流排的范
疇,它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串
行通信網路。CAN控制器工作於多主方式,網路中
的各節點都可根據匯流排訪問優先權(取決於報文標
識符)採用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向匯流排
發送數據,且CAN協議廢除了站地址編碼,而代之
以對通信數據進行編碼,這可使不同的節點同時接
收到相同的數據,它比一般的通信匯流排具有更高的
比較圖6、圖7、圖8中的空壓機左、中、右活塞
質心位移、速度和加速度曲線可發現:空壓機3個活
塞質心位移曲線的分布與它們在曲軸上的分布位置
有關,位移曲線幅值即為活塞的行程,對於速度和加
速度曲線圖,當 =0時,加速度值達到最大,當加速
度趨近於0時,速度達到最大。
4 結語
在未來的工程領域,虛擬樣機技術會越來越受到
重視,在W2.85活塞式空壓機及同類產品設計與分析
過程中,應用虛擬樣機技術,設計人員不必再走基於
物理樣機的開發模式,而是通過在計算機上建立產品
的數字化模型,使設計人員能夠在設計初始階段就能
發現設計缺陷,並能方便地調出其中任何一個零件進
行反復修改。同時利用ADAMS軟體,可以對產品整
機運動學和動力學特性進行虛擬模擬分析,從而及時
發現問題,進行產品系統的優化設計。通過基於虛擬
樣機技術開發產品的研發模式開發出的產品必將有
可靠性、實時性和靈活性。CAN匯流排現已廣泛應用
於汽車、工業現場控制和環境監控等眾多領域中。
傳統的礦燈充電架系統已經不能滿足現代煤礦
發展的需要,本文充分利用CAN匯流排強大功能組成
通信網路,使用Mega48V單片機和SJACAN控制器
設計了智能CAN節點硬體部分,並配套一定軟體,
開發出搜巧一種基於CAN匯流排的智能礦燈充電架系統。
它能對煤礦礦燈充電情況進行實時監控,對提高礦
燈充電效率和質量具有十分世碰鍵重要的意義。
效提高設計質量,縮短研製開發周期,使企業在激烈
的市場競爭中立於不敗之地。
參考文獻:
[1]李瑞濤,方湄,張文明.虛擬樣機技術的概念及應用[J].機電一體
化,2000(5):17—9.
[2]楊偉群.CAXA實體設計一機械設計篇[M].北京:北京大學出版
社,2O02.
[3]余進,龍偉,熊艷.基於三維模型的虛擬裝配技術應用[J].製造
技術與機床,2OO6(1):27—29.
[4]鄭建榮.ADAMS一虛擬樣機技術入門與提高[M].北京:機械工業
出版社,2002.
[5]王國強,張進平,馬若丁.虛擬樣機技術及其在ADAMS上的實踐
[M].西安:西北工業大學出版社,2002.
作者簡介:汪建平(1956一),女,浙江衢州人,副教授,浙江工業
大學浙西分校機電控制工程系副主任,主要從事先進製造技術及應
用、工程制圖、系統建模理論與方法研究等,電話:0570—8555997,電
子信箱:zjqaydf@126.COIl1.
收稿日期:20o7.04-17
Vo1.28No.9 基於CAN匯流排的智能礦燈充電架系統設計——辛榮光 第28卷第9期
1 系統的總體結構
本系統由監控計算機、礦燈充電架和CAN匯流排
組成。其中礦燈充電架的主要功能是為礦燈充電提
供合適的電壓和電流。基於CAN匯流排的智能礦燈
充電架監控系統網路結構如圖1所示。採用匯流排型
接法,主要包含3層:伺服器、中繼器和終端。其中
伺服器包括工作伺服器和備用伺服器,這2個服務
器在充電時同時工作,互為備用,保證系統的穩定
可靠。中繼器可以延伸通信距離,增加終端數目,
變換通信速率並能起到濾波和隔離作用。終端主要
是礦燈充電架上的每一個充電單元。
國國一圈 國國⋯圖一
圖1 系統網路結構圖
(1)礦燈充電架的硬體設計
本礦燈充電架由三部分組成:充電架體,開關電
源和充電模塊。
充電架體為雙面多層鋼板結構,堅固耐用,安裝
方便,外觀大方。每個充電架體上裝有128個充電
模塊,通過CAN匯流排連接到相應的中繼器上。
開關電源採用進口開關直流穩壓電源,重量輕、
效率高、輸入電壓范圍寬,輸出電壓穩定。
充電模塊對礦燈電池進行智能管理,充電狀態
採用發光管指示,綠燈閃爍為充電狀態,綠燈為充電
結束,紅燈為沒有電池。每隻礦燈充電過程獨立控
制,自行判斷電池充電狀態,單端管理。充電過程中
可對總電源輸出電壓和電流進行監控。充電電壓、
電流均通過數字電壓、電流表顯示,便於操作者觀
察。每個充電模塊上均有電池狀態採集端,通過
CAN匯流排可對礦燈充電電池進行充電過程的監控
和管理。充電模塊設有輸入過流、欠壓保護,輸出短
路、過流、過壓保護。
(2)CAN智能節點硬體設計
節點是網路上信息的接收和發送站,所謂智能
節點是由微處理器和可編程的CAN控制晶元組成。
智能節點硬體電路主要由三部分組成:微處理器、
CAN控制器、隔離CAN收發器。節點的電路原理圖
如圖2所示。本設計選用AVR系列Mega48V單片
機作為智能節點的微處理器。整個系統電源採用
+5 v電源輸入。CAN控制器採用NXP公司的CAN
控制器sJA1000,SJA1000是一款獨立的控制器,用
於汽車和一般工業環境中的控制器區域網絡。它是
NXP半導體PCA82C200 CAN控制器(BasicCAN)的替
代產品。它增加了一種新的工作模式(PeliCAN),這
種模式支持具有很多新特性的CAN 2.0B協議,是
目前市面上用的最廣的一款CAN控制器。該電路
中採用了隔離CAN收發器模塊,以確保在CAN總
線遭受嚴重干擾時控制器能夠正常運行。sJA1000
在軟智能節點中的Mega8微處理器使用了片內上電
復位電路,用內部RC振盪器代替外部晶振,並用普
通的I/O口實現51系列單片機的RD、WR和ALE功
能,用PB口作為sJA1000的8位地址數據匯流排,PD6
作為SJA1000的選通腳。
在以往的設計中,一般可以採用2個高速光耦
圖2 CAN節點原理圖
-- -— — 106 ---——
第28卷第9期 基於CAN匯流排的智能礦燈充電架系統遞 二_事苤 :墊 :
(6N137),實現電氣上的隔離,一個電源隔離模塊
(+5 v轉+5 v),實現電源上的隔離,還需要計算電
阻值的大小才能搭建出合理的收發器隔離電路。需
要注意的是僅有高速光電耦合器,卻沒有電源上的
隔離,此時的隔離將失去意義。由於這種方式存在
著體積偏大,成本偏高和采購不便等缺點,因此本設
計採用了一款隔離CAN收發器模塊。CTM系列模
塊是集成電源隔離、電氣隔離、CAN收發器,CAN總
線保護於一體的隔離CAN收發器模塊,該模塊
TXD、RXD引腳兼容+3.3 V及+5 V的CAN控制
器,不需要外接其他元器件,直接將+3.3 V或+5 V
的CAN控制器發送、接收引腳與CTM模塊的發送、
接收引腳相連接,圖2所示為CrrM1o50與NXP公司
的SiAl000連接原理圖,該電路採用了隔離CAN收
發器模塊,有了隔離CAN收發器,就可以有效地實
現CAN—bus匯流排上各節點電氣、電源之間完全隔
離和獨立,提高了節點的穩定性和安全性。
2 系統軟體設計
(1)上位機軟體設計
在PC機軟體設計中,使用VC++開發應用程
序,串口通信模塊負責Pc機與下位機之間的接收、
發送數據,主界面在計算機屏幕上用圖標實時顯示
系統內任何一個充電架上所有充電位的狀態:充電
位無燈、正在充電、充電完成。可以實時記錄所有燈
被拿走和送回的時間,實現自動考勤。認為可以設
定燈被拿走和被送回的時間間隔,超過該設定時間
則告警提示。報表輸出完全體現查詢的結果,並且
結果可以導出到專用表格中,有利於再編輯與管理。
本系統可以監控64個充電架每一個礦燈的充電過
程並建立資料庫,對每一個礦燈充電的信息存檔。
(2)CAN智能節點軟體設計
基於AVR單片機的智能節點硬體設計中
Mega48V作為主控制器,SiAl000是從控制器。由
Mega48V控制SiAl000完成初始化和報文的接收和發
送。CAN匯流排軟體的設計主要包括3部分:CAN節點
初始化、報文發送和報文接收,其流程如圖3所示。
Q ! RXD
TXO 3 TXD CANH 6 CAN1-I /
7 CANL /
·II GND CANL
} } 8 CGND /
c CANG
讀復位模式/請求標志來檢查SiAl000是否已達到
復位模式。因為要得到配置信息的寄存器僅在復位
模式可寫,在復位模式中主控制器必須配置下面的
SiAl000控制段寄存器,時鍾分頻寄存器驗收碼寄
存器和驗收屏蔽寄存器,匯流排定時寄存器,輸出控制
寄存器。
報文的發送,報文的傳輸由CAN 控制器
SJA1000獨立完成。主控制器必須將要發送的報文
傳送到發送緩沖器,然後將命令寄存器里的發送請
求標志置位。發送過程可由SiAl000的中斷請求控
制或由查詢控制段的狀態標志控制。這里使用查詢
控制的發送,主控制器等待直到發送緩沖器被釋放,
主控制器將新的報文寫入發送緩沖器並置位命令寄
存器的發送請求TR標志,此時sJA1000將啟動發
送。
報文的接收由CAN控制器sJA1000獨立完成。
報文放在接收緩沖器,可以發送給單片機的報文由
狀態寄存器的接收緩沖器狀態標志RBS和中斷標
志RI標出。使能主控制器會將這條信息發送到本
地的報文存儲器,然後釋放接收緩沖器並對報文操
作。發送過程能被SiAl000的中斷請求或查詢
SiAl000的控制段狀態標志來控制。這里使用查詢
接收的方法,主控制器讀SiAl000的狀態寄存器,檢
查接收緩沖狀態標志RBS,判斷是否收到一個報文。
接收緩沖器狀態標志表示空,表示沒有收到報文。
單片機繼續當前的任務直到收到檢查接收緩沖器狀
態的新請求,接收緩沖器狀態標志為滿表示收到一
個或多個報文,Mega48V單片機從SJA1000得到第1
個報文,然後通過置位命令寄存器的相應位發送一
個釋放接收緩沖器命令。在已經發送和處理一條或
所有報文後主控制器繼續執行其他的任務。
CAN節點程序框圖如圖4所示。
圖3 隔離CAN收發器模塊
CAN節點初始化,系統上電後,獨立CAN控制
器在管腳17得到一個復位脈沖低電平,使它進入復
位模式,在設置SJA1000的寄存器前主控制器通過
- -— — 107 - -——
圖4 CAN節點程序框圖
第28卷第9期
2007年 9月
煤礦機械
Coal Mine Machinery
v0J.28No.9
S印.2007
基於MATLAB的DTⅡ型帶式輸送機計算機輔助設計系統
陳光。原思聰
(西安建築科技大學機電工程學院,西安710055)
摘要:開發了基於MATLAB環境的DTⅡ型固定式帶式輸送機計算機輔助設計系統,提出
RBF神經網路對參數智能選擇的方法,提高了系統的設計計算能力和對數據的處理能力。
關鍵詞:帶式輸送機;MATLAB;輔助計算系統;RBF神經網路
中圖分類號:TD528;TP39 文獻標志碼:A 文章編號:1003—0794(2007)09—0108—04
Computer—aid Design System for Transporting Machine 0f DTⅡ
Type Based on MATLAB
CHEN Guang,YUAN Si—cong
(College of Mechanical&Electrical Er nerr,Xi』an University of Archite ctural and Technology,Xi』an 710055,China)
Abstract:Developed the stationary of DT II belt conveyor computer—aid design system under the MATLAB
environment.It improves the treatment ability of system to data by the parametric computer intelligence choice
that based on RBF neural network.The train simples approved that the method is feasible and practica1.
Key words:belt conveyor;MA11AB:computes aided design system;RBF neural network
0 引言
DTⅡ型固定式帶式輸送機廣泛用於冶金、礦山
和石化等各個行業。傳統的設計方法有許多不足之
處。本文採用MATLAB環境建造計算機輔助設計系
統,並利用RBF徑向基函數神經網路方法方便地實
現了參數計算機智能選擇,提高了設計系統對數據
的處理能力。
1 輔助設計系統
1.1 系統結構設計
本文採用基於MATLAB的圖形界面編程及菜單
驅動方式進行人機交互,以實現DTII型固定式帶式
圖1 系統的結構示意圖
1.2 用戶界面設計
打開系統界面。利用MATLAB的GUI工具製作
下拉式菜單,部分程序如下:
function varargout = menu— beh(varargin)
輸送機輔助設計計算。系統結構如圖1所示。 ⋯⋯
3 結語
本系統提出了基於CAN匯流排的智能礦燈充電
架設計方案,並完成了礦燈充電架的硬體設計。充
分發揮了CAN匯流排的通信優勢,並結合Mega48V單
片機強大功能及高速性能組成了CAN通信網路,實
現了對一個煤礦所有礦燈充電架的管理。可對每個
礦燈的實時監測、智能管理,對礦燈充電過程的監
控,提高了礦燈充電的效率和質量。該系統的成功
應用必將大大提高煤礦對礦燈充電的效率和質量。
參考文獻:
[1]馬潮,詹衛前,耿德根.ATmega8原理及應用手冊[KI.北京:清華
大學出版社。2003.
[2]沈文,Eaglelee,詹衛前.AVR單片機c語言開發Af]指導[M].
北京:清華大學出版社,2003.
[3]鄔寬明.CAN匯流排原理和應用系統設計[M].北京:北京航空航
天大學出版社,1996.
[4]肖海榮,周風余.基於SJA1000的CAN匯流排系統智能節點設計
[J].計算機自動測量與控制,2001,9(2):48—49,58.
[5]饒運濤,鄒繼軍,鄭勇芸.現場匯流排CAN原理與應用技術[M].北
京:北京航空航天大學出版社,2003.
作者簡介:辛榮光(1977一),陝西西安人,項目主管,工程師,
畢業於空軍工程大學電子信息工程專業,主要從事嵌入式系統研發
工作,電話:029—85007273.
- - - — — 108 ---——
收稿日期:21307.06.04
⑸ 6S模型_大氣傳輸模型
第16卷 第2期 2004年2月
強激光與粒子束
HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS
Vol. 16,No. 2 Feb. ,2004
文章編號: 1001-4322(2004)02-0149-05
大氣輻射傳輸模型的比較研究
孫毅義, 董 浩, 畢朝輝, 李治平
(煙台大學數學與信息科學系,山東煙台264005)
*
摘 要:棗肢攜 討論了三種通用的大氣輻射傳輸模型的特點和使用限制,用輻射傳輸定律作了數值檢驗,並與實驗測量資料作了比較。結果表明,氧碘激光和氟化氫泛頻20P4激光譜線大氣透過率的計算值與實驗測量值吻合,氟化氫泛頻20P5卻出現嚴重偏差。還研究了大氣氣溶膠種類對大氣透過率計算和測量的嚴重影響。 關鍵詞: 大氣傳輸模型; 大氣透過率; 激光大氣傳輸; FASCODE ; MODTRAN ; LOWTRAN ; HITRAN
中圖分類號: O438; P421 文獻標識碼: A
光輻射在大氣中傳輸受到大氣吸收和散射的影響,使到達接收系統的光輻射能量減弱,同時光輻射也攜帶了大氣本身的信息。根據不同的應用目的,人們將把輻射源的波長選擇在「大氣窗口」以增加到達接收系統的能量,或選擇在特定分子成分的吸收峰附近以測量傳輸路徑上這類分子成分的含量。盡管應用目的不同,它們都需要定量地求得測量時刻的大氣透過率和輻射效應,正確地解釋觀測(遙感)資料。為此,大氣傳輸模型一直為光電測量系統的設計人員和一些與地球大氣中輻射傳輸有關的研究(如環境監測、氣候學、氣象學、激光傳輸及紅外成像技術)所關注,光輻射大氣傳輸模型的研究和應用越來越受到重視。經過大量大氣科學工作者三十多年的努力,已經成功地開發並建立了寬、窄光譜帶和逐個光譜線計算的大氣輻射傳輸模型,這些傳輸模型包括多種觀測方式,適用於非常寬的電磁波譜范圍及多種可變氣象要素。這些實用的大氣傳輸模型對主動或被動型目標輻射傳輸及背景輻射的計算有著十分重要的應用價值。
[1][2][3]
本文將簡要地介紹目前比較通用的大氣輻飢賀射傳輸模型LOWTRAN ,MODTRAN 和FASCODE 的共同
特點和主要差異,用輻射傳輸中常用的Beer 定律檢驗大氣輻射傳輸模型,給出高解析度大氣輻射傳輸模型對某些具有應用價值的化學激光大氣傳輸的計算結果,並與已發表的實驗觀測資料相比較。希望通過介紹和結果的比較,使一些非大氣傳輸專業的光電設計工程技術人員能夠正確選擇和使用大氣輻射傳輸模型,有助於光電系統的設計和模擬,並能正確地定量解釋實際大氣環境中觀測(遙感)到的資料。
1 三種大氣輻射傳輸模型的共同特點和主要差別
LOWTRAN ,MODTRAN 和FASCODE 都是由美國空軍地球物理實驗室(AFGL )根據不同的應用目的而開發和研製的寬頻、窄帶和逐線計算的大氣輻射傳輸模型及其相應的應用軟體。它們之間相互借鑒,取長補短,具有一組共享的公共模塊,在編程時如同拼積木似的互相調用,這樣也便於互相比較。
這三個大氣輻射傳輸模型具有如下共同的特點:它們都可以在非常寬的電磁波譜范圍(0~50000cm -1,0. 2µm ~∞)內使用,都涉及了復雜大氣條件下多種輻射傳輸量的計算。在這些計算模型中都包括了1976年美國標准大氣作為高度函數的溫度、壓力、密度以及水汽、臭氧、甲烷、一氧化碳和一氧化二氮等30種氣體混合比的六種參考模型大氣,這些大氣模型適合氣候學選擇的范圍。同時還可以根據理論計算或實測資料,由用戶自行定義模型大氣,使這個模型在特定環境下模擬和凳伏使用顯得特別靈活。此外,在這些傳輸模型實用程序中包括了具有代表性的大氣、氣溶膠、雲和雨的模型,這些復雜的天氣環境使它們具有更廣泛的應用。模型還包括了水平、垂直、傾斜向上和向下傳輸等各種復雜的幾何關系,在計算大氣傾斜路徑及沿著傳輸路徑衰減量時,都考慮了大氣折射和地球的曲率。
[4,5] 這些輻射傳輸模型都利用了HITRAN 資料庫中的基本分子常數,然而,它們採取了各不相同的處置方
法把這些常數換算成透過率和輻射度,顯然,這些輻射傳輸模型具有不同的精確性。下面我們將討論這些模型在應用這個信息時所採取的不同方法。
2003-05-30; 修訂日期:2003-08-18*收稿日期:
作者簡介:孫毅義(1937—),男,研究員,從事大氣光學(激光傳輸)和衛星遙感資料定量化研究;E-mail :ies@ytu. e. cn
在HITRAN 資料庫出現之前,LOWTRAN4A 利用20cm -1解析度的經驗透過函數和有效吸收系數。從LOWTRAN5開始首次引入HITRAN80,以後,LOWTRAN 的每個新版本都在分子成分的數目和計算效率上作了使用單參數(壓力)帶模型(吸收系改進。直到1986年LOWTRAN7把吸收帶模型直接與HITRAN86連接,
數),加上分子密度尺度函數。利用最小二乘方方法與逐線計算的透過率擬合,作了大量光學厚度的計算。
11MODTRAN 除了把LOWTRAN 20cm -(FWHM )的光譜解析度和在5cm -(bin )光譜間隔上作分子吸收計算改11進為2cm -(FWHM )的光譜解析度和在1cm -(bin )光譜間隔上作分子吸收計算外,它使用了三個與溫度有
關的參數(吸收系數,線密度參數和平均帶寬),使之更精確地服從分子躍遷的溫度和壓力關系(能級粒子數和Voigt 線形)。
由於LOWTRAN 局限於Lorentz 壓力為主的線形,只適用於30km 以下的高度,而MODTRAN 同時考慮了Lorentz 壓力加寬和Doppler 移動(與溫度有關)加寬相結合的Voigt 線形,可以在更高高度上使用。但是,在高大部分分子不再處於局地熱力平衡狀態,這意味著有些分子帶的強度不再由環境溫度確於60km 的高度上,
定。MODTRAN 沒有對非局地熱力平衡態的分子帶進行合理的處理,它的適用高度限於60km 以下。
另外,與FASCODE 精確計算每一層大氣的光學厚度的做法不同,MODTRAN 採用適合於地球大氣中中等通過一個等效均勻路徑來代替多層路徑的計算,因而,MODTRAN 不可能達到溫度變化的Curtis-Godson 近似,FASCODE 的精度。
FASCODE 是一個完全的逐線Beer-Lambert 演算法,它以最精細的光譜解析度「精確」計算孤立的、重疊的分散射子譜線,這樣的光譜解析度與任意版本的HITRAN 的分子成分躍遷資料相兼容。通過對每一層分子吸收,效應(分子和氣溶膠)及一些連續吸收的計算,FASCODE 提供了「精確」透過率計算的處理。並且FASCODE 考FASCODE 通常用作評估遙感系統和/慮了非局地熱力平衡狀態的處理,原則上它的應用高度不受限制。因此,或參數化帶模型的基準。
2 Beer-Lambert 方程符合程度的檢驗
Beer 定律也稱布給(Bouguer )定律,是大氣輻射傳輸中常用的定律。沿著z 方向傳播的平面波,以微分形式書寫的布給定律為
d (I v )=-(I v )(v ,z )d z α
式的積分表達式為(1)
(I v )=I (exp [-α(v ,z )d z ]0v )
在厚度為L 的均勻媒質層內傳輸,(2)式可以寫成
(I v )=I (exp [-α(v ,z )L ]0v )
式中:I (為初始輻射強度;指數α(v )L 稱為媒質層的光學厚度,通常用т(v )表示。0v )
實際上,布給定律是指單色輻射的傳輸方程,根據定義,帶模型不能服從布給定律。但是,人們通常也用它來計算用平均波長表示的帶模型的傳輸。問題在於:所有吸收帶模型基本上都計算「全路程」的量,而不作分層計算,這樣勢必帶來一定的誤差。MODTRAN 也不進行分層計算,而進行了壓力(或密度)加權的整個空氣柱總量的計算。這種加權量連同帶模型光譜參數(光譜間隔中的光譜線的平均數和平均強度,加上附加的連續可以求得分子成分的全程透過率,於是,總的透過率是全程各個分子吸收來描述超過1cm -1間隔的擴展線型)成分透過率、散射衰減和連續吸收透過率的乘積。
表1列出了用三種大氣傳輸模型計算氧碘化學激光大氣透過率以及2. 7µm 水汽吸收帶附近某波長處的大氣透過率的結果。其中水平傳輸是在地面溫度285K ,相對濕度92%,CO 2的體積分數為360×10-6,地面能見度10km 和農村氣溶膠情況下的計算結果。而在傾斜向上傳輸中,採用了美國標准大氣,地面能見度10km ,農村氣溶膠和30º觀測天頂角的情況。表中T n 為n km 水平傳輸路徑的透過率,T n 1~n 2為高度n 1到高度n 2之間的大氣透過率。由表可見,在這樣最通常的情況下,由於吸收帶模型處理分子成分吸收的方式與FAS-CODE 不同,LOWTRAN 和MODTRAN 的計算結果顯然帶有一定的誤差。其中,LOWTRAN 計算的透過率與布給定律偏離的絕對誤差將超過7%,MODTRAN 小於3%,FASCODE 小於1%。由此可見,MODTRAN 基本上符合Beer-Lambert 定律,而LOWTRAN7顯然具有較大的偏差,也就是說在使用LOWTRAN7時需要注意到它的精
(3)(2)(1)
式中:d (I v )是波數為v 的單色輻射強度(I v )通過媒質層厚度d z 以後的強度變數;(v ,z )為媒質的衰減系數。α
度。這就是為什麼從20世紀90年代起,MODTRAN 已經取代了LOWTRAN7的原因。MODTRAN 這種處理方式與FASCODE 的計算已經十分接近。
表1 三種大氣傳輸模型符合Beer 定律的檢驗
Table 1 Numerical tests for the three models through Beer"s law
horizontal paths
wavelength /cm -1
7603. 138
model FASCODE 3HITRAN2000
76037605
MODTRAN HITRAN96LOWTRAN 7
0. 6541
slant paths
wavelength /cm -1
7603. 138
model FASCODE 3HITRAN2000
76037605
MODTRAN HITRAN96LOWTRAN 7
0. 6175
0. 8256
0. 5663
atmospheric transmittance near 2. 7µm absorption band for slant paths
wavelength /cm -1
3411
model FASCODE 3HITRAN2000
34113410
MODTRAN HITRAN96LOWTRAN 7
0. 3044
0. 5410
0. 2329
0. 1647
0. 5176
0. 7838
0. 4228
0. 4057
T 0~20. 6103
atmospheric transmittance
T 2~5T 0~50. 8485
0. 5242
T 0~2×T 2~50. 5187
0. 7262
0. 9202
0. 6788
0. 66820. 5098
T 0~20. 7755
atmospheric transmittance T 2~5T 0~50. 9599
0. 7444
T 0~5×T 2~50. 7444
0. 4960
0. 3864
0. 3244
0. 7762
0. 6170
0. 4948
0. 4789
T 10. 8396
atmospheric transmittance T 2T 30. 7018
0. 5867
T 1×T 20. 5892
另外,由表還可以見到,這三個模型計算得到的大氣透過率數值差別很大,這是由於三個模型具有不同光譜解析度所致。在研究激光大氣傳輸時,千萬不能用低解析度大氣輻射傳輸模型,而在計算寬光譜帶大氣透過當然也可以使用FASCODE ,但需花費大量的時間求積分。率時,為了保證必要的精度,最好使用MODTRAN ,
3 與外場測量資料的比較
要從已發表的文獻中尋找和選擇合適的大氣光譜傳輸外場測量資料是相當困難的,因為開展這類實驗測量需要高精度的測量設備和長距離、長時間的測量資料的積累,並要求詳細記錄實驗期間各種有關的氣象參選擇了具有應用潛力的1. 315µm 高能氧碘激光(COIL )和氟化氫泛頻數。為了說明FASCODE3P 的實用價值,
[6,7]
20P4,20P5激光譜線大氣透過率的實驗測量結果。我們根據現場測量資料中提供的溫度、水汽含量和能見
度數值以及實驗距離,用FASCODE3軟體和HITRAN2000進行了上述三種激光波長大氣透過率的計算。表2列出了FASCODE3(HITRAN2000)在與實驗條件相同的情況下的計算結果,為便於比較,表中同時列出了已發表的實驗測量到的大氣透過率數值。
表2 FASCODE3(HITRAN2000)的計算結果及與實驗測量結果的比較
Table 2 Comparison between the results calculated by FASCODE3(HITRAN2000)and measured by some groups
laser line
line 20P420P5COIL
wavelength 7568. 5907516. 8197603. 138
0. 81360. 77550. 942
atmospheric transmittance
calculated value
measured value *
0. 765
0. 1050. 919
*The measured transmittance for 20P4and 20P5are for 1km path length taken from [7],the value of COIL is for 460m taken from [6].
由於上述兩次外場實驗均未提供大氣氣溶膠的類別,在計算中我們把合肥地區實驗的氣溶膠類別假定為
[8]農村地區氣溶膠(這一假定已經通過FASCOD2計算結果與實驗測量結果的比較所證實),而把四川綿陽實
驗測量的氣溶膠類別假定為城市上空氣溶膠。注意:表中所列的COIL 結果是指460m 傳輸距離上的大氣透過率,而20P4和20P5是指1km 傳輸距離上的大氣透過率。
由表可見,對於20P4和COIL 激光譜線,FASCODE3(HITRAN2000)與實驗測量的結果基本吻合,其中出現,可能來自實驗測量本身的誤差以及所提供的氣象參數所含的誤差。但是,對氟的一些小的偏差(小於5%)化氫泛頻20P5激光而言,理論模型與實驗測量值之間出現了極大的偏差,這種偏差已無法用氣象參數、實驗測量等誤差和大氣的吸收成分的瞬時改變來解釋。
為了探討這種偏差可能發生的原因,我們計算了氟化氫泛頻激光譜線附近的大氣透過率的光譜分布。圖1分別展示了用FASCOD3P (HITRAN2000)計算的COIL ,氟化氫泛頻激光20P4,20P5和20P6附近的大氣透過率光譜分布曲線。由圖可見,如果激光波長發生偏移,可能引起透過率數值的極大差異。但文獻[7]沒有提到實驗過程中是否作了激光波長的實時監測和定標,
使分析誤差來源難以進行。
laser line line 20P420P5
wavelength 7568. 5907516. 819
rural 0. 82390. 7854
fog-adv 0. 63900. 6082
fog-rad 0. 62300. 5928
type of atmospheric aerosol urban 0. 81360. 7755
desert 0. 85350. 8136
trop. -500. 85050. 8109
marine 0. 67820. 6459
navy 0. 70950. 6759
4 結 語
大氣輻射傳輸模型的正確選擇和應用無論在工程設計和應用或科學計算中都十分重要。LOWTRAN7曾在20世紀80年代,由於它具有適當的精度,特別是它的操作簡便,被一些非光譜工作者廣泛地使用,在歷史上它使用了三個與起到了重要的作用。針對LOWTRAN7的局限性,MODTRAN 除了在光譜解析度作了改進外,
溫度有關的參數,比LOWTRAN7隻用單個參數帶模型更精確。但是,MODTRAN 沒有考慮到非局地熱力平衡它在計算大氣光學厚度的方法中採用了一個等效均勻路徑來代替狀態,它的使用高度限於60km 以下。而且,多層路徑的計算,盡管提高了計算速度,但是它的計算精度受到一定的限制。FASCODE 是一個完全的逐線演算法,它計算每一層分子的吸收,散射效應(分子和氣溶膠)及一些連續吸收,提供了「精確」透過率計算的處理。並且考慮了非局地熱力平衡狀態的處理,通常用作評估輻射傳輸的基準。
通過布給定律的檢驗,帶模型出現一定的偏離。其中LOWTRAN7可以出現大於7%的誤差,MODTRAN 小於3%,而逐線計算的FASCODE 則小於1%。
另外,計算結果表明,大氣氣溶膠種類對光傳輸有著十分重要的影響。在極端情況下,由此產生的大氣透過率的絕對差可達20%。在野外實驗測量中需要考慮對這一參數的監測。
通過模型計算與實際大氣中實驗測量的比較,合肥地區開展的氧碘激光傳輸實驗的測量結果得到了證實。而四川綿陽開展的氟化氫泛頻激光大氣透過率實驗測量結果只得到了部分證實,氟化氫泛頻20P5的光譜透過率測量值還有待於進一步實驗論證。
為了開展單色波長大氣傳輸應用研究工作的方便,FASCODE3已作了漢化。參考文獻:
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Inter-comparison of models for radiative transfer in the atmosphere
SUN Yi-yi , DONG Hao , BI Zhao-hui , LI Zhi-ping
(Department of Mathematics and Information Science ,Yantai University ,Yantai 264005,China )
Abstract : The characteristics and limits of the general three models of radiative transfer in the atmosphere are discussed. Numeri-cal tests were carried out by means of both the radiative transferˊs law and the transmittances measurements in the real atmosphere. The re-sults show that there are very good agreements between the transmittance measured in the fields and calculated by the model for COIL and HF overtone 20P4lines ,but big error for HF overtone 20P5. Moreover ,the significant influence of aerosol types on transmittance of the laser beam through the atmosphere is studied.
Key words : Atmospheric radiative transfer models ; Atmospheric transmittance ; Laser through the atmosphere ; LOWTRAN ; MODTRAN ; FASCODE ; HITRAN
⑹ 蛋白質二級結構的基本單位是什麼
蛋白質的二級結構是指蛋白質多肽鏈本身的折疊和盤繞的方式,其基本單位主要有α-螺旋、β-折疊、β-轉角和無規則轉曲四種類型。
蛋白質的基本結構是氨基酸,多種氨基酸按不同順序連接在一起並且利用各種作用力形成復雜的結構的多肽鏈就成為了蛋白質。
蛋白質是重要的生物大分子,其組成單位是氨基酸。組成蛋白質的氨基酸有20種,均為α-氨基酸。每個氨基酸的α-碳上連皮友接一個羧基,一個氨基,一個氫原子和一個側鏈R基團。
(6)coil20資料庫擴展閱讀:
蛋白質二級結構的基本類型有α螺旋、β折疊、β轉角和無規捲曲。如血紅蛋白和肌紅蛋白中含有大量的α-螺旋,鐵氧蛋白(ferredoxin)則不含任何的α螺旋。蛋白質中各種類型的二級結構並不是均勻地分布在蛋白質中,不同蛋白空握褲質中β折疊和β-轉角的數量也有很大的變化。
α螺旋是蛋白質二級結構的主要形式,肌紅蛋白和血紅蛋白分子有許多肽段呈α螺旋,毛發的角蛋白、肌肉的肌球蛋白以及血凝塊斗簡中的纖維蛋白,它們的多肽鏈幾乎都是α螺旋。數條α螺旋狀的多肽鏈纏繞在一起,可增強其機械強度和伸縮性(彈性)。
⑺ 三菱Plc學習軟體中怎麼將【F7】(Output coil.Timer Coil)寫入成(K20
F7 好像是 線圈吧 你的那個格式錯誤 應該是 (T3 k20)