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tiuc1825pwm电源控制方案

TI UC1825 PWM电源控制方案TI 公司的UC1825是PWM控制器件,非常适合高频开关电源应用. UC1825的特别之处是通过比较器和逻辑电路最小化传输时延,同时最大化误差放大器的带宽和转换速率. UC1825的开关频率高达1MHz,50ns传输时延至输出,符合QML-V认证和SMD 5962-87681以及Rad容差为30 kRad (Si) TID. UC1825具有大电流双图腾柱输出,峰值电流1.5A,起动电流仅为1.1mA,逐个脉冲进行限流,软起动/最大占空比控制和带滞后的欠压锁住.本文介绍了UC1825的主要特性, 方框图以及采用UC1835的50W设计案例。

The UC1825 PWM control device is optimized forhigh-frequency switched mode power supply applications. Particular care was given to minimizing propagation delays through the comparators and logic circuitry while maximizing bandwidth and slew rate of the error amplifier. This controller is designed for use in either current-mode or voltage mode systems with the capability for input voltage feed-forward.Protection circuitry includes a current limit comparator with a 1-V threshold, a TTL compatible shutdown port, and a soft start pin which will double as a maximum duty-cycle clamp. The logic is fully latched toprovide jitter-free operation and prohibit multiple pulses at an output. An undervoltage lockout section with 800 mV of hysteresis assures low start up current. During undervoltage lockout, the outputs are high impedance.This device features totem pole outputs designed to source and sink high peak currents from capacitive loads, such as the gate of a power MOSFET. The on state is designed as a high level.UC1825主要特性:QML-V Qualified, SMD5962-87681 Rad-Tolerant: 30 kRad (Si) TID(1) Compatible With Voltage- or Current-Mode Topologies Practical Operation Switching Frequencies to 1 MHz 50-ns Propagation Delay-to-Output High-Current Dual Totem Pole Outputs (1.5 A Peak) Wide Bandwidth Error Amplifier Fully Latched Logic With Double-Pulse Suppression Pulse-by-Pulse Current Limiting Soft Start/MaximumDuty-Cycle Control Undervoltage Lockout With Hysteresis Low Start-Up Current (1.1 mA)图1.UC1825方框图图2.UC1825开环实验室测试电路图3.采用UC1835的设计案例: 50 W, 48V到5V DC/DC 转换器——1.5MHz时钟频率。

26941821_马融教授运用调和阴阳法治疗小儿癫痫的经验

马融教授运用调和阴阳法治疗小儿癫痫的经验王军,㊀马融作者单位:３００１９３天津,天津中医药大学第一附属医院儿科,国家中医针灸临床医学研究中心作者简介:王军(１９９５－),男,医学硕士.研究方向:中西医结合治疗小儿脑系内科神经疾病通讯作者:马融,EＧm a i l:m r１９７４＠１６３ c o m㊀㊀ʌ摘要ɔ㊀马融教授将癫痫病机从阴阳根本进行分析,认为诱因引动阴阳失调致使气血逆乱是癫痫的根本病机.儿童在生长发育过程中因各种病因导致阴阳失调,时而遇得可加剧阴阳失调的诱因,则气血逆乱,发为癫痫.临证尤其重视患儿的症状和体征所表现出的阴阳失调特点,拟调和阴阳法治疗小儿癫痫.此法既可减少癫痫发作,又可提高患儿日常生活的质量.ʌ关键词ɔ㊀癫痫;㊀调和阴阳;㊀名医经验;㊀马融d o i:１０．３９６９/j．i s s n．１６７４３８６５．２０２２．０２．０２３ʌ中图分类号ɔ㊀R７４２．１㊀ʌ文献标识码ɔ㊀A㊀ʌ文章编号ɔ㊀１６７４３８６５(２０２２)０２０１８２０３P r o f e s s o rM aR o n g＇s e x p e r i e n c e i n t r e a t i n g e p i l e p s y w i t h t h em e t h o do f＂r e c o n c i l i n g Y i nw i t hY a n g＂㊀WA N GJ u n,M AR o n g．F i r s t T e a c h i n g H o s p i t a l o f T i a n j i nU n i v e r s i t y o f T r a d i t i o n a l C h i n e s eM e d i c i n e,T i a n j i n３００１９３,C h i n aʌA b s t r a c tɔ㊀P r o f e s s o rM aR o n g a n a l y z e s t h e p a t h o g e n e s i s o f e p i l e p s y b a s e do nY i na n dY a n g,a n db e l i e v e st h a t t h e i n d u c e m e n t d e s t r o y s t h eb a l a n c eb e t w e e n Y i na n d Y a n g,l e a d i n g t ot h ed i s o r d e ro fQ i a n db l o o d,w h i c h p l a y s am o s t i m p o r t a n t r o l e i n p a t h o g e n e s i s o f e p i l e p s y．C h i l d r e nm a y c o n f r o n t v a r i o u s d i s e a s e c a u s e so r i n d u c e m e n t sw h i c h c a nu n b a l a n c eY i na n dY a n g d u r i n g t h e i r g r o w t ha n dd e v e l o p m e n t．W h e n t h e y e n c o u n t e ri n d u c e m e n t s t h a t c a ne x a c e r b a t e t h e i m b a l a n c eb e t w e e nY i n a n dY a n g,t h eQ i a n db l o o d s h a l l b e d i s o r d e r e da n d t h e e p i l e p s y w i l l o c c u r．P r o f e s s o rM aR o n gp a y s s p e c i a l a t t e n t i o n t o t h e c h i l d r e n＇s s y m p t o m s a n d s i g n s,w h i c hs h o wt h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e i m b a l a n c e b e t w e e nY i n a n dY a n g,a n d p r o p o s e s t h e t r e a t m e n t f o r c h i l d r e n＇se p i l e p s y b y r e c o n c i l i n g Y i n w i t h Y a n g．T h i s m e t h o dc a nn o to n l y r e d u c e sr e l a p s eo fe p i l e p s y,b u ta l s oi m p r o v e s t h e q u a l i t y o f c h i l d r e n＇s d a i l y l i f e．ʌK e y w o r d sɔ㊀E p i l e p s y;㊀R e c o n c i l i n g Y i nw i t hY a n g;㊀E x p e r i e n c e o f f a m o u s d o c t o r;㊀MA R o n g㊀㊀马融教授临床善对小儿体质特点进行分析,从调理体质的角度论治癫痫[１Ｇ２].马融教授临证中认为,癫痫小儿体质的本质特点是阴阳失调,辨治癫痫应该从其症状体征把握患者的阴阳盛衰,指导临床用药.此为马融教授运用调和阴阳法治疗小儿癫痫的经验,现详述如下.１㊀调和阴阳法的理论渊源调和阴阳法肇始于«黄帝内经»,是指通过药物或其他方法,调整人体阴阳的盛衰,使二者协调合和,恢复相对平衡的治疗原则.«素问生气通天论»中曰: 阴阳之要,阳密乃固,两者不和,若春无秋,若冬无夏,因而和之,是谓圣度和阴平阳秘,精神乃治. 可见阴阳作为人体之本,阴平阳秘是人体健康的重要保证.«素问阴阳应象大论»中载阴阳者, 治病必求于本 ,将调和阴阳作为治疗疾病的根本,后世医家也都据此发挥,如«丹溪心法»中云: 盖疾之原,不离于阴阳之二邪也,穷此而疗之,厥疾弗瘳者鲜矣. 调和阴阳并不局限于直接调整阴阳,凡可使得阴阳恢复平衡的其他治法均可纳入调和阴阳法的范畴[３].２㊀阴阳失调,气血逆乱发为痫阴平阳秘是保持人体正常生理功能的重要保障,邪气的抵御㊁气血的运行都依赖于阴阳的推动和调控.一方面,阴阳失调,正气内虚,无力御邪,故癫痫患儿较正常小儿更易受外界不良诱因影响;另一方面,机体不能御邪反为外邪所害,阴阳失调更甚,则引动气血逆乱发为癫痫.«黄帝内经»中有所谓甚则狂巅疾者,阳尽在上而阴气从下,下虚上实,故狂巅疾也和气逆上而不己,可成为癫痫病的论述;«幼幼集成»认为初病时绝其升降之隧,致阴阳不相顺接,故卒然而倒. 可以看出癫痫与阴阳失调有着密切关系.由此可见阴阳失调是癫痫发作的根本,邪气引动是癫痫发作的诱因,气血逆乱是癫痫发作的标象.在诱因的反复引动下,可以不断加重患儿体质的阴阳失调,形成恶性循环.３㊀调和阴阳需灵活阴阳失调,气血逆乱,癫痫得发,当以调和阴阳为治疗大法.«证治准绳幼科»中可见阴阳二痫之辨,并提出了均平阴阳的治法;«临证指南医案»认为痫证病机是人身亦一阴阳也,阴阳和则神清气定,一有偏胜,自致不测之 ,并提出医者惟调理其阴阳,不使有所偏胜的治则.癫痫患儿虽都以阴阳失调为基,但也各自有着独特的诱发因素和临床表现.马融教授认为,治疗小儿癫痫虽着眼于调和阴阳,但实际运用中的治法各有不同,具体如调和营卫㊁调和气血㊁调和脾胃㊁交通心肾㊁和解少阳等.患儿临床中常杂合多种诱因和表现,所以调和方法需要综合灵活使用,切忌拘泥.治疗过程中可能仍难以面面俱到,应谨守阴阳失调的病机,以调和阴阳为要.４㊀调和阴阳法的具体运用４１㊀调和营卫㊀«普济方婴儿一切痫门»中有云: 营卫气乱,阴阳相病,故发为癫痫也 ,营卫的作用本质上是人体阴阳作用的体现,患儿阴阳失调可以通过营卫不和的方式表现出来,且营卫不和则小儿肌表不固,易感外风而勾动内风,发为癫痫.以营卫不和为主要表现的癫痫小儿常有以下表现:或常自汗出;或易受外感;或癫痫是由反复热性惊厥转化而来,或外感发热是其癫痫发作的主要诱因[４].马融教授认为,通过调和营卫可以达到阴阳相贯,反向调和阴阳的目的,常兼以疏散外风.在临证中常用麻黄㊁桂枝㊁柴胡等调和营卫;葛根㊁防风疏散外风,根据外感寒热的不同,选择羌活㊁辛夷㊁紫苏叶等疏风散寒,或薄荷㊁菊花㊁金银花㊁连翘㊁前胡疏散风热.４２㊀调和脾胃㊀«四圣心源天人解»曰: 中气者,阴阳升降之枢轴,所谓土也. 脾气主升而胃气主降,二者在气机升降上相互制衡,从而燮理阴阳[５].马融教授认为,脾胃作为气机升降的中枢,调和脾胃阴阳可以抑制癫痫发作时的气机逆乱程度.此外,脾喜燥恶湿而胃喜润恶燥,脾胃润燥失和则易蕴湿化热以生痰,伏痰时而扰动阴阳,使得癫痫发作,所以调和脾胃阴阳还可以阻断痰的生成.以脾胃不和为主要表现的癫痫小儿常有以下表现:或纳差,或易便秘腹泻;或四肢萎软无力;或癫痫缓解后呕吐等.马融教授临证中常用六神曲㊁山楂㊁麦芽㊁党参㊁陈皮㊁白术㊁木瓜等健运脾胃,根据寒热从化,选择沉香㊁草果㊁干姜等温脾胃之阳,或百合㊁麦冬㊁石斛㊁沙参等滋脾胃之阴[６].４３㊀交通心肾㊀在调和癫痫小儿的阴阳气机升降中,心肾的交合也起到至关重要的作用.此外,心主神志而脑主精神意志,张锡纯在«医学衷中参西录人身神明诠»说: 脑中为元神,心中为识神.元神者,藏于脑,无思无虑,自然虚灵也;识神者,发于心,有思有虑,灵而不虚也 ,心为脑补足了无形的神[７];肾藏精而精生髓,脑为髓海,故肾与脑提供了有形的髓[８].所以心肾的阴阳交合也体现在脑神与脑髓的结合上.以心肾不交为主要特点的患儿可有以下表现:五心烦热㊁盗汗遗尿㊁胆怯易惊㊁智力发育迟缓㊁月经不调等.临证中,马融教授常用龙骨㊁牡蛎㊁磁石㊁青礞石等镇惊安神;柏子仁㊁酸枣仁等养心安神;远志安神益智;熟地㊁紫河车㊁山药等益肾填精;肉苁蓉㊁淫羊藿㊁黑顺片等温肾阳;鳖甲㊁龟板等益肾阴.４４㊀调和气血㊀马融教授认为癫痫患儿发作是气血逆乱的标象表现,如气闭可见意识丧失,气乱可见肌肉瞤动,气脱可见二便自遗,血瘀可见口唇青紫,血虚可见面色白等.再者,部分癫痫患儿的病因是外伤继发,多从行气活血论治[９].«景岳全书血证»中有云: 人有阴阳,即为血气人生所赖,唯斯而已. 所以调和气血作为减小发作强度的重要途径,实质上也是在调和阴阳.调和气血法与其他治法多有交叉,如营卫是气血的一部分;健脾和胃㊁养心补肾的药物常兼有补血之效;镇惊安神,和胃降逆的药物常兼有理气之功.但调和营卫注重于表,调和气血注重于里;调和脾胃㊁心肾主要针对缓解期而兼顾发作期,而调和气血法主要针对发作期而兼顾缓解期.临证中,马融教授针对气闭㊁气滞常用郁金㊁槟榔㊁川芎㊁玫瑰花等药;针对气逆㊁气乱常用旋覆花㊁厚朴㊁莱菔子等药;针对气脱常用白术㊁黄芪㊁党参等药;针对血瘀常用牛膝㊁郁金㊁红花等药;针对血虚常用铁落花㊁赤芍㊁当归等;也常兼用地骨皮㊁地锦草等药凉血敛血.４５㊀和解少阳㊀重复性㊁刻板性是癫痫的典型发作特点,这与少阳病往来反复的特点相同,是癫痫患儿阴阳失调的证据之一[１０].刘渡舟有少阳主枢,除主表里之枢外,亦主阴阳之枢的论述,马融教授也认为,少阳主阴阳出入,为正邪退进之所,对动态平衡起着重要作用[１１],所以阴阳及所属营卫㊁脾胃㊁心肾㊁气血的动态平衡等都会受到少阳的影响,且少阳与痰㊁风㊁火等常见的癫痫病理因素密切相关.患儿临床常可见脾气急躁㊁胆怯易惊,多梦呓语等表现.所以除柴胡㊁半夏外,马融教授还常用在方中加入川芎㊁黄芩等药引经,使药可达于少阳以调畅枢机.５㊀验案举隅患者,女,４岁,２０１５年５月７日以间断愣神１年余为主诉初诊.２０１５年４月查动态脑电图示清醒状态下可见持续性棘慢波发放,睡眠状态下可见持续性高振幅棘慢波(双额区为著).２０１６年６月９日就诊时见:神清,精神弱,每日无明显诱因出现意识丧失,双目凝视,点头样动作,不伴强直抽搐,偶伴见双上肢强直抽搐,持续数秒自行缓解,缓解后可见呕吐.运动及语言发育迟缓,脾气急,胆小,夜寐易醒,纳可,小便调,大便干,舌淡红苔少,脉平.西医诊断:失神发作性癫痫.中医诊断:癫痫,辨证为胆郁痰扰证,治以和解少阳为主,兼以调和脾胃,以柴桂龙牡汤为基础方加减.处方:柴胡㊁桂枝㊁白芍㊁磁石各１５g,龙骨㊁牡蛎㊁黄芩㊁麦冬㊁石斛㊁僵蚕㊁半夏㊁石菖蒲各１０g,干姜㊁甘草各６g,全蝎５g.２０１５年６月４日二诊,患儿现频率同前,家长诉患儿感寒发热后患儿出现局灶性运动性发作,现咳嗽咯痰,倦怠乏力,纳寐可,小便可,大便恢复正常,舌淡红苔白厚,脉浮滑.辨证为痰蒙神窍,治以豁痰开窍为主,以涤痰汤为基础方加减.处方:石菖蒲㊁天麻㊁茯苓㊁磁石㊁全蝎各１５g,胆南星㊁清半夏㊁陈皮㊁铁落花㊁锻青礞石㊁煅麸炒枳壳各１０g,甘草片６g.２０１５年７月２日三诊,患儿复因外感诱发局灶性运动性发作１次,失神发作频率未见明显改变,纳可,寐安,二便调,舌淡红苔薄白,脉滑.辨证同前,治疗兼以疏风解表.处方:以上方合银翘散.２０１５年７月１６日四诊,患儿失神发作频率稍减少,未再出现局灶性运动性发作.偶腹胀,较前缓解,纳寐可,偶有遗尿,大便调,舌淡红,苔白,脉浮.辨证为营卫不和,治以调和营卫为主.处方:抗感至宝口服液.２０１５年７月３０日五诊,患儿仅出现失神发作,频率较前明显减少,运动及语言发育仍迟缓.辨证同前,兼以培补先天.处方:前方加服六味地黄丸.守方服药１年后,外感频率明显减少,偶见失神发作,智力发育较前改善,可说简单词汇,生活质量明显改善.按语:本案患儿为癫痫.纵观诊疗过程中,患儿临床可见易外感的营卫不和表现㊁腹胀便秘的脾胃不和表现,烦躁易怒的少阳胆火表现.治疗以调和阴阳为要.首诊时,因患儿出现神识被扰的局灶运动性发作,故辨证为以胆郁痰扰为主,治以和解少阳.二诊时患儿只出现神识被蒙的失神发作,且外感痰多,腹胀,困倦,故以豁痰开窍为先.三诊时复见注意到其发作与外感密切相关,故加以银翘散.四诊时开始以调和营卫为先,经治发作频率逐渐减少.五诊时考虑到发育迟缓,故加服六味地黄丸.综合方药可见,通过和解少阳㊁调和营卫㊁安神与补肾多种方法齐下,最终选定以调和营卫为主要契机,调和阴阳,减少发作.阴阳失调导致气机逆乱是癫痫发作的根本病机,其病之本在于阴阳失调,气机逆乱为标,痰㊁热㊁惊㊁风仅作为诱因,若仅治疗痰㊁热㊁惊㊁风的外在诱因,而不对阴阳本身加以调节,无异于舍本逐末.马融教授从阴阳的外在表现形式为出发点,创新性地从营卫㊁气血㊁脾胃㊁心肾和少阳五个角度调理阴阳.马融教授认为,此病病机在于阴阳失调而非失衡,阴阳势力是均等的,故如非有发作过于频繁,并不推荐使用过于重镇㊁过寒或过热的药,用之则伤阴或伤阳,将失调基础上加上了失衡的隐患,若仍必须使用,也要注意保护脾肾,顾护人体之本,或加以少量药性相反之药,使得阴阳得以互相滋生不致失衡.参考文献[１]㊀周显一,沈明月,张喜莲．马融从小儿体质论治癫痫经验[J]．湖南中医杂志,２０１８,３４(５):４７Ｇ４９．[２]㊀王伟,马融．马融体质辨证在小儿癫痫治疗中的应用[J]．中医杂志,２０１２,５３(７):６１１Ｇ６１３．[３]㊀时乐,吴晓琦,李云．浅论和法的内涵与外延[J]．新疆中医药,２００３,２３(１):１Ｇ２．[４]㊀张喜莲,张美菁,李瑞．马融教授巧用银翘散治疗小儿癫痫及抽动症[J]．中国中西医结合儿科学,２０１６,８(３):３６４Ｇ３６６．[５]㊀陈圣华,陈烨文,齐方洲等,．黄元御中气理论及其临床应用[J]．中医杂志,２０１４,５５(８):７１５Ｇ７１７．[６]㊀井蓉琳,张喜莲．马融教授运用百合麦冬汤治疗儿童难治性癫痫验案举隅[J]．四川中医,２０１５,３３(２):１５５Ｇ１５６．[７]㊀彭博,马融．马融从心论治儿童癫痫经验[J]．实用中医药杂志,２０１６,３２(４):３７４Ｇ３７５．[８]㊀陈海鹏,马融．马融从肾论治月经性癫痫临证经验[J]．中华中医药杂志,２０１７,３２(９):４０２６Ｇ４０２８．[９]㊀李振光,王净净．从瘀治痫理论基础及机理的研究摄要[J]．中医药学刊,２００１,２０(４):３２３Ｇ３２９．[１０]刘冲冲,孙江燕,董笑克,等．从少阳论治癫痫的机制探讨[J]．中华中医药杂志,２０１９,３４(９):４２２７Ｇ４２３０．[１１]马融．和解少阳法治小儿癫痫屡获效验[N]．健康报,２０１３Ｇ３Ｇ６(６)．(收稿日期:２０２１０４２６)㊀㊀(本文编辑:刘颖;外审专家:张秀英)㊀㊀。

人可溶性髓系细胞触发受体-1与慢性阻塞性肺疾病研究进展

㊃综述㊃D O I 10 3760 c m a ji s s n 1673-436X 2018 14 007作者单位:730050中国人民解放军联勤部兰州总医院呼吸内科(杨宪花);735000甘肃省酒泉市人民医院呼吸内科(贾金虎)通信作者:贾金虎,E m a i l j i a ji n h u 1994@163 c m 人可溶性髓系细胞触发受体-1与慢性阻塞性肺疾病研究进展杨宪花贾金虎ʌ摘要ɔ 人可溶性髓系细胞触发受体-1(s T R E M -1)是近年来研究发现的新型炎性标记物之一,在许多感染性疾病早期可较为准确的反映机体感染状态,慢性阻塞性肺疾病(C O P D )是一种炎性因子参与的气道慢性炎症性疾病,而细菌感染是C O P D 反复发作的主要原因,早期对C O P D 患者是否存在感染及感染严重程度的评判及合理的抗感染治疗是降低C O P D 病死率的关键㊂因此,深入研究炎性标记物s T R E M -1在C O P D 诊疗中的作用机制,对C O P D 合理诊疗具有重要临床指导意义㊂ʌ关键词ɔ 人可溶性髓系细胞触发受体-1;慢性阻塞性肺疾病;研究进展R e s e a r c h p r o g r e s s o f s T R E M -1a n dc h r o n i co b s t r u c t i v e p u l m o n a r y di s e a s e Y a n g X i a n h u a * J i aJ i n h u *D e p a r t m e n t o f R e s p i r a t o r y M e d i c i n e G e n e r a lH o s p i t a l o f P L Ao f L a n z h o uJ o i n tL o gi s t i c s L a n z h o u 730050 C h i n aC o r r e s p o n d i n g a u t h o r J i aJ i n h u E m a i l j i a ji n h u 1994@163 c m ʌA b s t r a c t ɔ H u m a ns o l u b l e t r i g g e r i n g r e c e p t o r e x p r e s s e s o n m ye l o i dc e l l s -1 s T R E M -1 i s t h en e w i nf l a mm a t o r y m a r k e r s f o u n d i n r e c e n t y e a r s i t i sm o r e a c c u r a t e t o r e s p o n d t h e s t a t e o f i n f e c t i o n f o rm a n yi n f e c t i o u sd i s e a s e si nt h ee a r l y s t a g e s C h r o n i co b s t r u c t i v e p u l m o n a r y di s e a s e C O P D i sac h r o n i c i n f l a mm a t o r y d i s e a s e f o r t h e a i r w a y i n v o l v e d i na n i n f l a mm a t o r y f a c t o r i t i s t h em a i nc a u s e f o rb a c t e r i a l i n f e c t i o n o f r e p e a t e d e p i s o d e s o f C O P D I t i s t h e k e y t o r e d u c e t h em o r t a l i t y o f C O P D f o r e a r l y a s s e s s m e n t o f t h e s e v e r i t y o f i n f e c t i o na n d i n f e c t i o na n dr e a s o n a b l ea n t i i n f e c t i o nt h e r a p y fo rC O P D T h e r e f o r e i t i s i m p o r t a n t f o r c l i n i c a l d i a g n o s i sa n dt r e a t m e n to fC O P Da n dt os t u d y s t u d y o f t h er o l eo f i n f l a mm a t o r y m a r k e r s s T R E M -1i n t h e d i a gn o s i s a n d t r e a t m e n t o fC O P D ʌK e y wo r d s ɔ H u m a ns o l u b l et r i g g e r i n g r e c e p t o re x p r e s s e s o n m y e l o i dc e l l s -1 C h r o n i co b s t r u c t i v e p u l m o n a r y d i s e a s e R e s e a r c h p r o gr e s s C O P D 是呼吸系统最为常见的疾病,2012年WHO 调查研究提示C O P D 已成为全球公民死亡的第3位原因,是威胁患者生命的公共健康问题,而细菌感染是C O P D 急性死亡和病情加重的主要原因,既往针对C O P D 急性加重期早期炎性指标的判断如降钙素原(pr o c a l c i t o n i n ,P C T )㊁C -反应蛋白(C -r o a c t i v e p r o t e i n ,C R P )㊁I L -6等,虽可在一定程度上反映机体感染的状态,但对细菌感染早期机体细菌感染状态的评判并不理想,人可溶性髓系细胞触发受体-1(h u m a n s o l u b l e t r i g g e r i n g r e c e p t o r e x pr e s s e s o n m ye l o i d c e l l s -1,s T R E M -1)是近年来研究发现的一种新型炎症标记物,在多种感染性疾病早期及C O P D 急性加重期早期可较为准确的反映感染情况及严重程度,本文就s T R E M -1在C O P D 诊疗中的应用作一综述㊂1 s T R E M -1的生物学特性s T R E M -1是由髓系细胞产生的一种新型炎性因子,是B o u c h o n 等[1]于2000年在大鼠体内应用N K P 44多肽序列检测到的位于17号染色体上的一种新蛋白,是髓样细胞晚期分化表达的与炎症反应有关的免疫球蛋白超家族成员,包括s T R E M -1㊁s T R E M -2及T R E M 类似转录体1-5,存在于人体6P 21染色体及鼠类17c 3染色体上,人类T R E M -1主要包括胞外区㊁胞浆区㊁跨膜区三部分,是一个非对称的寡聚体晶体结构,可与相应配体直接结合,T R E M 家族不仅表现在骨髓细胞,还存在于肠上皮细胞及肝内上皮细胞,T R E M -1有膜形式和可溶性两种形式存在,s T R E M -1是T R E M -1在基质金属蛋白酶分解作用下的产物,是T R E M 的可溶形式,T R E M -1是一种跨膜结构域匮乏的分泌型蛋白分子[2-5]㊂通过溶蛋白性裂解方式,基质金属蛋白酶可以利用其近膜接头,使膜结合型的T R E M -1胞外域从细胞表面脱落,从而形成s T R E M -1,并于血浆中的相应配体结合,这种配体多存在于脓毒症患者血浆㊁坏死细胞裂解物或内毒素血症的中性粒细胞胞浆中,T R E M -1的作用机制是通过信号传导通路实现的[6],而这一信号转导通路㊃1701㊃国际呼吸杂志2018年7月第38卷第14期 I n t JR e s p i r ,J u l y 2018,V o l .38,N o .14Copyright ©博看网. All Rights Reserved.有赖于跨膜结构域的赖氨酸残基和衔接蛋白-12免疫受体酪氨酸激活基序中天冬氨酸残基的结合,产生炎症级联反应,并使得络氨酸磷酸化后,脾酪氨酸激酶(s p l e e nt y r o s i n e k i n a s e,S y K)的S H2结构域便与磷酸化的酪氨酸发生结合,S y K通过激活P13K信号转导途径和细胞膜外的调节蛋白激酶,诱导生长因子受体蛋白-2及钙调磷酸酶B类蛋白磷酸化,促使细胞内C a2+外流,导致活化T细胞核因子㊁核因子-κB㊁活化蛋白1及磷酸化细胞转录因子等转录因子活化,通过活化调节激酶及受体蛋白-2的基因,引起促炎因子分泌且表达于细胞表面[7-11]㊂因此,在机体存在或体内出现炎性反应时,s T R E M-1会明显表达上调,而在非感染状态时呈低表达状态㊂2s T R E M-1与C O P D近年来,随着环境因素㊁吸烟㊁空气污染㊁人口老龄化加剧等众多因素的影响,C O P D的发病率逐年增高,给广大患者带来了严重的经济负担,严重威胁人民生命健康,而C O P D急性加重是C O P D患者死亡的主要原因,感染又是C O P D急性加重的常见诱因,在感染早期能及时有效的抗感染治疗可降低患者病死率㊂然而,早期合理及时的治疗有赖于对机体感染炎性标记物的准确检测㊂近年来研究证实s T R E M-1与炎性疾病密切相关,且能在感染早期反映感染严重程度,是评判病情的新型炎性指标,较传统P C T㊁C R P㊁I L-6等可在感染早期更为准确的反映感染状态㊂叶俏霞[12]在C O P D急性加重期炎性标记物对比研究中发现,s T R E M-1较P C T㊁C R P㊁痰培养等更有意义,这一优势主要表现在C O P D急性加重早期,针对于C O P D急性加重病因的诊断具有重要指导作用,且能较为可靠的反应细菌感染情况㊂廖茜[13]通过对C O P D急性加重期炎性因子肿瘤坏死因子α㊁s T R E M-1㊁P C T等R O C曲线研究提示, s T R E M-1在评判C O P D急性加重患者感染时的特异度高达893%,敏感度为914%,也就是说s T R E M-1是反映C O P D是否存在感染较为可靠的指标㊂众所周知,C O P D 反复急性加重的后果是肺功能的持续减退,这也是此类患者最终死于呼吸衰竭的主要原因,而在卢惠伦等[14]关于C O P D患者血清s T R E M-1与肺功能关系的临床研究显示, C O P D患者血清中s T R E M-1的浓度与肺功能指标第1秒用力呼气容积占预计值百分比呈负相关,也就是说血清中s T R E M-1浓度越高,患者肺功能越差,且伴有严重的气道炎症㊂陈玺卿等[15]通过大型临床试验对C O P D急性加重期炎性指标的敏感性研究后提示s T R E M-1在C O P D急性加重期中与呼吸功能的损害呈正相关,且在C O P D急性加重期早期和P C T联合检测更具有可靠的诊断效能㊂综上所述,众多研究试验证明,s T R E M-1是C O P D急性加重期早期评判感染及预测肺功能损害的较为可靠炎性指标㊂3s T R E M-1在C O P D诊疗中前景C O P D急性加重致使患者反复住院,造成了严重的经济及社会负担,严重影响患者生活及生命质量,而在C O P D急性加重这一病理过程中,炎性因子是参与气道慢性炎症的重要介质,在一定程度上可反映出患者感染状态[16]㊂然而,多数炎性因子在感染加重后才可通过血清学反映出来,而C O P D急性加重患者早期及时可靠的干预治疗是降低此病死率㊁延缓肺功能损害的主要措施[17-18],这就迫切需要一种能够在C O P D急性加重早期准确反映感染状态的血清标记物来指导临床诊疗,既往多种炎性因子的联合检测虽在一定程度上可反映出患者是否存在感染及感染的严重程度,但这些炎性因子存在一个共同的特性就是反应时相较为滞后,自2000年在大鼠体内发现T R E M-1基因以来,相继证实人体内s T R E M-1是一种对急性炎症反应较为敏感的标记物[19],最新研究提示[20-22]s T R E M-1在感染早期几乎在机体感染的同一时间即可出现在血清中,并与相应的配体结合,引起炎症级联反应㊂且这种增高在细菌及真菌感染中较为敏感,而病毒性感染及非典型病原体㊁结核菌感染等无明显反应[23]㊂目前在C O P D急性加重期感染患者痰液中㊁呼吸机管道及肺泡灌洗液标本中检测发现,痰液及肺泡灌洗液可较为准确及时的反映炎症感染状态,也就是说,关于s T R E M-1检测标本多种多样,特别是呼吸道疾病及呼吸道分泌物㊁血清学s T R E M-1浓度检测均可为临床治疗提供参考㊂因此,未来C O P D急性加重期患者早期检测s T R E M-1可能是此类患者合理抗感染治疗的依据,是早期对感染状态评判㊁肺功能预后评判的有力依据㊂4结语C O P D是我国主要的慢性病之一,随着我国工业化㊁人口老龄化的发展,C O P D发病率较前增高,在40岁以上人群中达到8%[24-26],其中急性加重平均次数为05~35次/年,部分患者因反复急性加重而并发严重呼吸衰竭㊁多脏器功能衰竭㊁肺源性心脏病而死亡㊂因此,在C O P D急性加重早期诊断和对感染情况的评判,有助于及时给予合理干预并减轻呼吸功能的持续损害,减轻严重并发症及致死率,s T R E M-1是近年来研究发现与感染密切相关的炎性标记物,在感染机体早期几乎同一时项可在机体血清中反映出来,且在治疗过程中可动态监测感染控制情况,以便动态调整抗感染治疗方案,预测肺功能损害情况㊂众多研究均提示s T R E M-1在C O P D急性加重早期抗感染治疗方案选择㊁治疗效果动态观察㊁预测呼吸功能损害等方面扮演着重要角色[26]㊂因此,深入研究s T R E M-1在C O P D发病及诊疗中的具体作用机制,突破急性加重期早期治疗不及时等瓶颈问题,将有助于降低C O P D病死率㊁致死率㊁致残率,减轻患者的社会及经济负担㊂参考文献1 B o u c h o n A D i e t r i c h J C o l o n n a M C u t t i n g e d g ei n f l a mm a t o r y r e s p o n s e s c a nb e t r i g g e r e d b y T R E M-1a n o v e lr e c e p t o re x p r e s s e d o n n e u t r o p h i l s a n d m o n o c y t e s J JI mm u n o l2000164104991-49952 A l l c o c kR J B a r r o w A D F o r b e sS e ta l T h eh u m a n T R E Mg e n e c l u s t e r a t6p211e n c o d e s b o t ha c t i v a t i n g a n d i n h i b i t o r ys i n g l e I g V d o m a i nr e c e p t o r sa n d i n c l u d e sN K p44J E u rJI mm u n o l2003332567-577D O I101002i mm u㊃2701㊃国际呼吸杂志2018年7月第38卷第14期I n t JR e s p i r,J u l y2018,V o l.38,N o.14Copyright©博看网. All Rights Reserved.2003100333 M e n o nR F o r t u n a t oS J I n d u c t i o no f t r i g g e r i n g r e c e p t o r so fm y e l o i d c e l l T R E M-1e x p r e s s i o ni nf e t a lm e m b r a n e sa n dh i g h e rc o n c e n t r a t i o n o fs o l u b l e T R E M-1i n a m n i o t i cf l u i dw i t h s p o n t a n e o u s p r e t e r mb i r t h J R e p r o dS c i2008158825-830D O I10117719337191083200904 Y a s u d aT T a k e y a m a Y U e d a T e ta l I n c r e a s e dl e v e l so fs o l u b l et r i g g e r i n g r e c e p t o re x p r e s s e do n m y e l o i dc e l l s-1i n p a t i e n t sw i t ha c u t e p a n c r e a t i t i s J C r i tC a r e M e d20083672048-2053D O I101097C C M 0b013e31817b88245 K u a iJ G r e g o r y B H i l l A e ta l T R E M-1e x p r e s s i o ni si n c r e a s e d i nt h es y n-o v i u m o fr h e u m a t o i da r t h r i t i s p a t i e n t sa n di n d u c e st h ee x p r e s s i o n o f p r o i n-f l a mm a t o r y c y t o k i n e sM R h e u m a t o l 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M-1在检测慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者细菌性感染中的作用J广东医学院学报2012304398-399D O I103969j i s s n1005-405720120401713廖茜T N F-α㊁s T R E M-1㊁I L-6㊁P C T在慢性阻塞性肺疾病伴肺炎诊断中的应用J临床肺科杂志2015203530-532535D O I103969j i s s n1009-666320150304914卢惠伦游世伦李立波慢性阻塞性肺疾病患者血清S T R E M-1与肺功能关系的临床研究J医学理论与实践201326111401-140815陈玺卿杨玉波庄志雄等慢性阻塞性肺疾病急性加重患者血清s T R E M-1水平及其临床诊断价值研究J医学研究杂志2017461154-15916陈宝春C-反应蛋白降钙素原以及D-二聚体在A E C O P D中联合监测的意义J标记免疫分析与临床201724121369-138517 F r u c h t e rD Y i g l a M K r a m e r M R D-d i m e ra sa p r o g n o s t i cb i o m a r k e rf o r m o r t a l i t y i nc h r o n i c o b s t r u c t i v e p u l m o n a r gd i se a s eE x a c e r b-a t i o n J A m J M e dS c i2015349129-3518慢性阻塞性肺疾病急性加重A E C O P D诊治专家组‘A E C O P D诊治中国专家共识“座谈会-抗菌药物在A E C O P D治疗中的应用J国际呼吸杂志2013335326-329 19 T e s s a r z A S C e r w e n k a A T h e T R E M-1D A P l2p a t h w a yJ I mm u n o l L e t t2008116111-11620王洪霞陈兵血浆可溶性髓样细胞触发受体-1对脓毒症早期诊断的价值及预后意义J中华急诊医学杂志2011208803-80621 H o wC K H o uS K S h i h H C e ta l U s e f u l n e s so f t r 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间位芳纶着色技术研究进展

第３０卷㊀第２期２０２２年３月现代纺织技术A d v a n c e dT e x t i l eT e c h n o lo g yV o l ．３０,N o ．２M a r ．２０２２D O I :１０．１９３９８/j．a t t ．２０２１０５０２３间位芳纶着色技术研究进展宋吉贤１,江㊀华１,２,崔志华１,２,陈维国１(１．浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,杭州㊀３１００１８;２．浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司,浙江绍兴㊀３１２３００)㊀㊀摘㊀要:间位芳纶是一种新型高科技合成纤维,因具有极好的耐热性㊁阻燃性和稳定性而被广泛应用于阻燃服㊁军事㊁航空航天等领域.然而芳纶高分子链间作用力大㊁纤维结晶度高㊁纤维表面化学惰性强,使染料分子难以进入纤维内部或与纤维结合,导致芳纶染色性较差.目前,主要从两方面改善芳纶染色难题:通过提高温度㊁加入载体或改用非水染色介质等手段开发新型染色工艺提升染料上染率;对芳纶进行改性以提升芳纶可染性.文章对间位芳纶的着色技术现状进行综述,简要介绍了各类染色方法的基本原理及研究进展,重点阐述了芳纶结构与染色性能的关系,并总结了各染色方法所面对的挑战及应用前景.关键词:间位芳纶;纤维改性;着色方法;机理;展望中图分类号:T S １９３．５㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:１００９Ｇ２６５X (２０２２)０２Ｇ０００９Ｇ０９收稿日期:２０２１０５１７㊀网络出版日期:２０２１０８０３基金项目:国家自然科学基金项目(２１８０８２１０),浙江省重点研发计划项目(２０２１C ０１０５８),中国博士后科学基金项目(２０２１M ６９２８６５),浙江理工大学基本科研业务费专项资金项目(２０２１Q ００６)作者简介:宋吉贤(１９９７－),女,宁夏中卫人,硕士研究生,主要从事新型染色技术方面的研究.通信作者:江华,E Ｇm a i l :jh ＠z s t u ．e d u ．c n R e s e a r c h p r o g r e s s o f c o l o r i n g t e c h n o l o g y fo rm e t a Ｇa r a m i d S O N GJ i x i a n １,J I A N G H u a １,２,C U IZ h i h u a １,２,C H E N W e i gu o １(１．E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r f o rE c o ＧD y e i n g &F i n i s h i n g o fT e x t i l e s ,M i n i s t r y ofE d u c a t i o n ,Z h e j i a n g S c i ＧT e c hU n i v e r s i t y ,H a n g z h o u３１００１８,C h i n a ;２．S h a n g y u I n d u s t r i a lT e c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e ,Z h e j i a n g S c i ＧT e c hU n i v e r s i t y ,S h a o x i n g ３１２３００,C h i n a )A b s t r a c t :M e t a Ｇa r a m i d i s an e w Ｇt y p e h i g h Ｇt e c h s y n t h e t i c f i b e rw i d e l y u s e d i n f l a m e Ｇr e t a r d a n t c l o t h i n g m i l i t a r y a e r o s p a c ea n d o t h e rf i e l d sd u et oi t ss u pe r i o rh e a tr e s i s t a n c ef l a m e r e t a r d a n c e a n d s t a b i l i t y 敭H o w e v e r i t i s h a r d f o r d y em o l e c u l e s t o e n t e r t h e f i b e r o r c o m b i n e w i t h t h e f i b e rb e c a u s eo f s t r o ng i n t e r a c t i o nb e t w e e nth ea r a mi d p o l y m e r c h a i n s h i ghf i b e r c r y s t a l l i n i t y a n d s t r o n g c h e m i c a l i n e r t n e s s o n t h e f i b e r s u r f a c e r e s u l t i n g i n p o o r p r o p e r t y o f a r a m i dd y e i n g 敭C u r r e n t l y a r a m i dd y e i n g i s s u e sc a nb ea d d r e s s e db y t w o m e a n s d e v e l o pn e w Ｇt y p e d y e i n gp r o c e s s e st o i m p r o v et h ed y e Ｇu p t a k eb y i n c r e a s i n g t e m p e r a t u r e a d d i n g a c a r r i e ro ru s i n g n o n Ｇa q u e o u sd y e i n g m e d i a i n s t e a d i m p r o v et h ed y e a b i l i t y t h r o u g ha r a m i d m o d i f i c a t i o n 敭T h i s p a p e rr e v i e w st h ec u r r e n ts t a t u so f m e t a Ｇa r a m i dc o l o r i n g t e c h n o l o g y b r i e f l y i n t r o d u c e st h ef u n d a m e n t a l p r i n c i p l e sa n dr e s e a r c h p r o g r e s so fav a r i e t y o fd y e i n g m e t h o d s s p e c i f i c a l l y e l a b o r a t e s o n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a r a m i d s t r u c t u r e a n d d y e i n g p r o pe r t i e s a n d s u m m a r i z e s t h e c h a l l e n g e s a n d a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s of t h e s e d y e i ng a p p r o a ch e s 敭K e y wo r d s :m e t a Ｇa r a m i d f i b e rm o d i f i c a t i o n c o l o r i n g m e t h o d m e c h a n i s m p r o s p e c t㊀㊀芳纶,即芳香族聚酰胺纤维 ,属于高性能纤维,包括对位芳纶和间位芳纶.其中,间位芳纶(亦称芳纶１３１３)是由杜邦公司于２０世纪６０年代所研制并于１９６７年推向市场的,商品名为N o m e x®[１].间位芳纶具有优异的耐热性㊁阻燃性㊁耐酸碱稳定性㊁电绝缘性和抗辐射等性能,对还原剂㊁漂白剂㊁有机溶剂等非常稳定,适于制作消防服㊁防火帘㊁宇航服㊁客机装饰织物㊁高温及腐蚀性场所用品等.目前,芳纶纤维的生产主要集中在美国㊁日本和欧洲一些国家[２].２０１９年全球芳纶年产量为１２．５５万吨,其中间位芳纶约４万吨[３Ｇ４].近年来,中国市场对芳纶需求量逐渐增大,但本土产量较低,对进口产品依赖较强.２０１９年中国芳纶年产量仅为１．２万吨,其中间位芳纶约１万吨[３].间位芳纶优异的性能源于其特殊的结构.间位芳纶即聚间苯二甲酰间苯二胺纤维,是由单体１,３Ｇ苯二胺和１,３Ｇ苯二酸缩聚后纺丝所得(见图１),其大分子主链由酰胺键和芳香环交替连接组成,呈锯齿状排列,分子间存在大量氢键,而芳环则极大增强了分子间的范德华力.因此,间位芳纶具有结构规整㊁结晶度高㊁玻璃化转变温度高的特征.图１㊀间位芳纶分子结构式[１]F i g．１㊀M o l e c u l a r s t r u c t u r a l f o r m u l a o fm e t a a r a m i d f i b e r[１]纺织品用芳纶需要有多种颜色才具有市场价值.当前,芳纶主要采用分散染料[５]或阳离子染料进行染色[６].但无论是对位芳纶还是间位芳纶,都存在结构规整㊁结晶度高且化学惰性强等特点,使得染料分子难以进入纤维内部或与纤维结合,较难获得理想的着色深度,从而极大地限制了其在服用领域的应用.为解决芳纶染色难题,国内外学者进行了大量研究.针对芳纶的结构特征,改进染色工艺,开发了超高温染色㊁载体染色和溶剂染色等方法;从纤维制造过程中寻找赋予芳纶颜色的机会,开发了共聚改性染/着色㊁共混改性染色㊁原液着色㊁表面处理或接枝改性后染色等方法.目前,对芳纶染色的研究报道主要集中在间位芳纶领域.本文简要介绍了各类未改性间位芳纶染色法和间位芳纶改性着色法的原理㊁性能及相应的研究进展,并对各类染色方法的应用前景进行了展望.下文中未特殊说明时,芳纶均指间位芳纶.１㊀未改性芳纶的染色方法１．１㊀超高温染色法芳纶特殊的结构使其玻璃化转变温度高达２７０ħ,远高于涤纶等纤维,因此采用常规的高温高压染色法(１３０ħ)染色时很难将纤维打开来容纳大量的染料分子.显而易见的改进方法便是进一步提升染色温度,通过增加纤维大分子链段运动程度来增加染料上染量.朱利锋等[７]的研究表明,随着染色温度的升高,可以显著提升分散染料对芳纶的上染率.不过即使温度升至１８０ħ,芳纶仍然不能达到透染的效果.华江楠等[８]的研究结果也证实,染色温度超过１３０ħ确实可以提高染色深度,但另一方面,对染料的耐高温稳定性也提出了要求.诸如分散红玉５B L㊁分散嫩黄S EＧ４G L和分散深蓝H G L 等受高温褪色的染料并不适合超高温染色法.根据染色原理,染色温度高于纤维玻璃化温度时可以获得满意的染料上染率.然而,芳纶的玻璃化转变温度极高,在染整行业采用相当温度以达到或接近芳纶玻璃化转变温度暂不现实.另外,单纯依靠提升染色温度来改善芳纶染色效果时,还需配套筛选或研发耐超高温型染料.１．２㊀载体染色法针对芳纶玻璃化转变温度过高致使染色困难的问题,在染色过程中使用载体可以有效改善染色效果.其原理是相对分子质量较小㊁与芳纶结构类似的载体在染色高温条件下可以抢先进入纤维内部,破坏纤维间氢键等弱作用力,显著提高芳纶溶胀程度,既能加快染料在芳纶内部的扩散速率,又能显著增加纤维对染料的吸收量,从而提高染色深度.由于载体主要作用于纤维的非晶区,对结晶区影响有限,因此,载体对芳纶的热性能和力学性能等影响有限.梁萍等[９]和刘昭雪等[１０]的研究结果均表明,具有与芳纶相似结构的载体C i n d y eD n k对芳纶具有很好的溶胀作用,能显著改善分散染料对芳纶的透染性.赵晶等[１１]自制的载体C ZＧ１２也具有很好的提升分散染料染色芳纶织物色深度的作用.张帅等[１２]则验证了载体E AＧ１对提高得色量的作用. S h e n g等[１３]创新性地使用２Ｇ苯氧基乙醇为载体,实现了间位芳纶在９５ħ染色的目的.另一方面,载体与分散染料之间也存在相互作用,且该作用也具有促进上染的能力.许晓锋等[１４]的研究结果表明,载体０１现代纺织技术㊀㊀㊀㊀第３０卷D E E T对分散蓝２B L N和分散金黄S EＧ５R具有显著的增溶作用,增加了分散染料在芳纶上的分配系数㊁平衡吸附量和染色亲和力,最终达到促染效果.采用阳离子染料染色时,加入电解质可以降低染料与芳纶间的正电荷排斥力,进一步促进纤维对染料的吸附及染料在纤维内部的扩散[１５].王建明等[１６]的研究结果表明,电解质氯化钠和载体P O E联合使用时表现出良好的协同作用,使染色芳纶的色深值提升效果更为显著.冯继红等[１７]的研究结果则证实电解质氯化钠和载体A CＧ１０１的协同使用对提升阳离子染料染色芳纶织物的色深有显著作用.载体染色法因被认为是一项节能降耗技术而受到广泛关注.但现阶段载体染色法仍然存在一些问题亟待解决.例如,使用的载体大多存在刺激性气味或有毒㊁载体乳化较难㊁使用量较大以及染后织物上的大量残留载体不易除去等.低毒㊁价廉㊁高促染和可回收将是芳纶染色用载体的重要研究方向.１．３㊀溶剂染色法芳纶作为一种疏水性合成纤维,当采用分散染料染色时,染料结构中由于不含水溶性基团,其在水中的溶解度极小,在使用过程中通常以聚集态形式存在,不利于染料对芳纶的上染.为解决此问题,可以采用非水溶剂作为染色介质对芳纶进行染色.染料和纤维均会受到溶剂的影响.其中,非水溶剂可以较好地溶解染料,使染料成为单分子状态,易于进入纤维内部.纤维也会因溶剂作用而增大溶胀程度,促使染料进入纤维内部,提升染料上染率. P r e s t o n等[１８]用吡啶作为染色介质对芳纶染色,获得了色深度优异的织物.溶剂法染色几乎不使用水,具有省水少水的优点,但吡啶等常规有机溶剂大多具有一定的毒性,且较难回收,增加了染色成本.为解决该问题,科研工作者又进一步提出了超临界C O２染色法和离子液体染色法.１．４㊀超临界C O２染色法超临界C O２是指温度和压力均高于其临界点的特殊流体.采用该流体作为染色介质时可以增大染料的溶解性并使纤维膨胀,增加染料在纤维上的扩散程度,提升上染率.K i m等[１９]采用分散染料对间位芳纶进行超临界C O２染色,在１５０ħ㊁３０M P a 的染色环境下得到了具有较高表观色深的芳纶. Z h e n g等[２０]在K i m的研究基础上将载体C i n d y e D n k加入到分散染料中,结果表明,超临界C O２染色体系中载体对芳纶同样具有较好的膨化效果,且该体系降低了芳纶纤维的玻璃化转变温度,所染织物的K/S值可提升五倍左右.刘轩等[２１]选用了自制载体M ZＧ３对间位芳纶纱线染色也再次证实了超临界C O２染色体系中载体对染色效果的促进作用.超临界C O２染色具有操作简单㊁工艺流程短㊁节能环保等优点,但工艺所需设备要求高且价格贵,对于芳纶的染色暂未实现工业化生产.１．５㊀离子液体染色法用作染色介质的离子液体特指由阴离子和阳离子组成的熔点低于１００ħ的盐.染色时离子液体可以较好地溶解染料,并对芳纶有一定刻蚀效果,使芳纶表面粗糙度变大,为离子型染料提供更多的吸附和上染位置,增强染色性能[２２].O p w i s等[２３]将阳离子型染料溶解在１Ｇ乙基Ｇ３Ｇ甲基咪唑乙基硫酸盐中对芳纶进行染色,其中,无定形芳纶在１２０~１４０ħ时即可染得较深颜色,结晶型芳纶在１８０ħ时也能获得相当色深.该染色方法无需另加载体或其他化学助剂,染色过程简便,得色量高㊁透染性好,但离子液体对芳纶表面产生的刻蚀作用会使织物机械性能受到一定损伤.通过改变染色工艺获得的各芳纶染色方法优缺点见表１.表１㊀未改性芳纶染色方法的优缺点T a b．１㊀A d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e s o f d y e i n gm e t h o do f u n m o d i f i e da r a m i d f i b e r染色方法优点缺点超高温染色法工艺简单能耗高㊁需耐高温型染料载体染色法节能降耗载体气味大㊁有毒且难去除溶剂染色法废水少溶剂毒性大㊁回收难㊁成本高超临界C O２染色法流程短㊁节能环保对设备要求高离子液体染色法无毒㊁无污染离子液体回收难㊁损伤纤维２㊀芳纶改性着色法２．１㊀共聚改性染/着色法共聚改性是指纤维用高分子在合成过程中加入第三单体,使所合成高分子链中包含有一定程度的其他结构,从而使所制造的纤维性质发生改变.例如,L i等[２４]在聚间苯二甲酰间苯二胺的合成过程中１１㊀第２期㊀㊀㊀㊀宋吉贤等:间位芳纶着色技术研究进展加入３,４ᶄＧ二氨基二苯醚,在低温N ,N Ｇ二甲基乙酰胺溶液中通过缩聚反应合成了含醚键的间位芳纶共聚物(见图２).芳纶引入醚键后,纤维间氢键㊁范德华力等作用力减弱,染色时纤维高分子链段运动加剧,从而提高染料上染率.采用上述共聚改性方式所得芳纶称之为易染色间位芳纶,仍然需要使用额外染料进行染色.若在共聚改性过程中添加有色单体,则可直接获得有色芳纶,无需额外染色.T r i g o ＧL ópe z 等[２５]设计了一种蓝色芳香二胺单体,并将其加入聚间苯二甲酰间苯二胺的合成过程中,合成得到蓝色间位芳纶(图３),通过调节发色团单体的用量还可实现色调的变化.在共聚改性中加入的第三单体实际上改变了芳纶的结构,第三单体含量越高㊁分子结构越大,对芳纶结构的规整排列影响也越大,从而对芳纶的机械性能会产生一定影响.图２㊀含醚键间位芳纶的化学结构[２４]F i g ．２㊀C h e m i c a l s t r u c t u r e o fm e t a Ｇa r a m i d f i b e r c o n t a i n i n g et h e r b o n d [２４]图３㊀含蓝色单体的间位芳纶化学结构[２５]F i g ．３㊀C h e m i c a l s t r u c t u r e o fm e t a Ｇa r a m i d f i b e r c o n t a i n i n g bl u em o n o m e r [２５]㊀㊀２．２㊀共混改性染色法聚合物共混是指两种或两种以上的均聚物或共聚物经混合制成宏观上均匀的材料的过程.共混改性通过在纺前加入小分子粒子或高聚物,破坏大分子规整性来提升芳纶染色性能.梁冰等[２６]在聚间苯二甲酰间苯二胺浆液中分别加入蒙脱土和超支化聚合物两种改性剂制备出改性芳纶.超支化聚合物中极性基团和芳香环会增加染料分子对纤维的亲和力,蒙脱土则会破坏芳纶大分子规整性,使得纤维与染料的可染性提高.在纺丝浆液中添加质量分数为１０％的端羧基超支化聚酯时,阳离子染料对改性芳纶的上染率达９８％,比常规芳纶的上染率提高１３４％;玻璃化转变温度降低６ħ.共混改性条件温和,操作简便,对设备要求不高,具有工业化生产前景[２７].２．３㊀原液着色法原液着色法是指在纺丝溶液或熔体中加入着色剂,得到有色聚合物或熔体,经纺丝直接制成有色纤维.目前,生产原液着色纤维主要采用色母粒法和色浆法.色母粒是指超常量颜料均匀地载附于树脂上而制成的聚集体.色母粒法是根据纤维的色度要求,在纺丝过程中添加色母粒和其他助剂得到有色纤维的方法.色浆法是将着色剂(颜料/染料)㊁分散剂和溶剂等混合制成液态色浆,添加至原液中来生产有色纤维[２８].刘立起等[２９]用色浆法制备出有色间位芳纶,当颜料含量为３％时就能赋予着色纤维较好的染色深度.纺丝条件对原液着色纤维的颜色获取具有较大影响.纺丝后形成纤维原丝,形态结构还未成型,控制其干热拉伸程度可以调节纤维取向度,从而提升染色性能.张媛婧等[３０]的研究结果表明,当拉伸倍数为３．２时,纤维内部的结晶结构遭到明显破坏,取向度大幅降低,K /S 值达到最大.原液着色法工艺流程短,成本低,可以生产出具有较好色深和色牢度的芳纶,省去了后道染色工序,适用于大批量工业化生产,但与纺织服装领域小批量制作㊁快速反应等需求不匹配.２．４㊀湿态纤维染色法一般来说,经历完整制造工序的芳纶大分子链高度取向和结晶,且由于苯环的位阻效应,纤维表面２１现代纺织技术㊀㊀㊀㊀第３０卷几乎没有可以与染料反应的基团,难以与染料结合.而纺丝后未烘干的湿态纤维中由于含有大量与纤维以氢键结合的水分子而使得大分子间作用力较低,规整性较差,大分子链之间空隙较大,纤维处于一种开放状态,染料分子易于进入和扩散,染料上染率可以提高.虽然目前尚未见采用该种方法对间位芳纶进行染色的研究报道,但K o s u g e等[３１]和林琳等[３２]的研究结果已证实对位芳纶在纺丝后湿态时染色具有显著的增深作用,染色芳纶的K/S值随未干纤维含水率的增大而大幅提升.因此,湿态纤维染色法也是间位芳纶的潜在染色方法.２．５㊀高能射线辐照预处理染色法采用X射线等高能电子束处理芳纶,可以使芳纶表面分子间氢键和分子主链上酰胺键部分断裂,并与空气中的氧元素发生反应,而引入新的活性基团[３３].辐照处理还可以破坏纤维表面的规整取向和结晶结构,增加表面粗糙度,从而提升芳纶吸附染料的能力.K i m等[３４]在O３氛围下采用紫外线辐射间位芳纶薄膜,使薄膜表面的粗糙度从２３６．５n m 增加到４０８．９n m.随着紫外线能量的增加,水接触角从４９．８ʎ下降到２９．９ʎ,润湿性得到提高,从而增加了对阳离子染料的可染性.C h a n g等[３５]采用X 射线和紫外光对芳纶纤维进行改性,经处理后,纤维表面亲水性增加,在纤维表面引入了更多的含氧官能团,增加了芳纶表面活性,从而提高了染色性能.高能射线辐照处理方便环保,对环境无污染,是一种较好的改性方式.但当辐照强度过大时或紫外辐射波长不合适时会损伤纤维的本体结构[３６],从而降低纤维强度,影响后续应用.２．６㊀等离子体预处理染色法等离子体是由离子㊁电子以及未电离的中性粒子集合组成的离子化气体状物质,分为高温和低温等离子体两种,通常用于处理纤维的是低温等离子体[３７].低温等离子体可以使芳纶表面产生物理刻蚀和化学改性作用,导致芳纶的分子结构等发生变化,从而提升其染色效果.X i等[３８]采用空气介质阻挡放电等离子体改性芳纶,改性后的芳纶表面产生凹槽,粗糙度增大,表面能提高;此外,芳纶表面上还产生了一些含氧基团,提升了纤维的浸润性与可染性.沈丽等[３９]用空气等离子体处理间位芳纶,然后进行涂料印花研究,进一步论证了等离子体处理对间位芳纶的刻蚀作用,而间位芳纶纤维表面新增的羟基和羧基等基团,则提升了对阳离子染料亚甲基蓝的吸附能力.但是,对于等离子体对纤维的物理蚀刻和化学改性,其效果会随着储存时间的延长而下降,即发生老化.W a n g等[４０]采用等离子体诱导气相接枝聚合方法,将纤维在不同的等离子体条件下进行预处理,然后在纤维表面接枝丙烯酸,有效解决了等离子体表面改性的老化问题.等离子体处理芳纶是一个环保简便的过程,但处理效果存在时效性问题,且对纤维机械性能产生一定影响.２．７㊀溶剂预处理染色法溶剂预处理是指采用各种有机溶剂在染色前对芳纶进行预处理,使纤维溶胀,改变纤维形态结构,降低纤维的取向度与结晶度等,从而为后续染料的上染做好准备.M o o r e等[４１]的研究结果表明,二甲基甲酰胺㊁二甲基乙酰胺和二甲基亚砜等溶剂处理芳纶后,聚合物链取向丧失,形成空隙,随后采用阳离子染料染色时,芳纶染色性能大幅提高.W a n g 等[４２]的研究结果表明,经各类有机胺试剂处理的间位芳纶也得到较好溶胀,分子间作用力大幅减弱,其中三乙烯四胺处理后的纤维表面粗糙度最高,染色效果最好.H a n等[４３]合成了由[２Ｇ(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵衍生的二嵌段共聚物并采用该溶液对间位芳纶织物进行预处理,后应用于纤维的酸性染料染色.共聚物在芳纶纤维表面产生正电荷,与酸性染料的阴离子基团间存在强的吸引力.染色后,预处理过的纤维显示出比未处理过的纤维更高的颜色深度且色牢度更好.滕芝盈等[４４]的研究结果表明,二甲基乙酰胺预处理后的间位芳纶纤维发生了氢键重排与结晶重排,降低了芳纶结晶度,从而可极大提升分散染料对芳纶的上染率.２．８㊀试剂表面处理染色法强酸强碱等试剂可以刻蚀芳纶表面,使得芳纶表面粗糙度增大,从而吸附更多染料分子,提升芳纶染色性能.张帅等采用多聚磷酸对间位芳纶纤维进行表面改性后染色,多聚磷酸处理使染色织物的表观得色量和上染率明显提高.朱大勇[４５]用氯化钙乙醇溶液和多巴胺水溶液对芳纶进行改性处理,其中氯化钙能与芳纶发生络合反应,处理后纤维的氢键被破坏,芳纶表面刻蚀出凹槽,粗糙度增大.当多巴胺水溶液处理纤维时,多巴胺能够发生自聚反应而使纤维表面沉积一层聚多巴胺涂层,使纤维表面粗糙度增大,表面活性基团增加,染料与纤维的结合力增大,利于染色.X i a等[４６]的研究结果表明硫酸可以使对位芳纶的酰胺基分解,形成羧基㊁氨基和羟３１㊀第２期㊀㊀㊀㊀宋吉贤等:间位芳纶着色技术研究进展基等极性基团,使得芳纶的反应活性增大,染色更容易,因此,硫酸也可作为提升间位芳纶染色性能的处理试剂.经试剂预处理后的芳纶具有更好的染料吸附能力,且染色芳纶的耐水洗牢度和耐摩擦牢度更好.但该类试剂对人类健康存在威胁,染色后需以大量水来洗除纤维上试剂,存在试剂难回收㊁不环保㊁成本高等问题.２．９㊀接枝改性染色法接枝法是以某些活性基团为桥基,将具有特定结构的功能性分子与纤维以化学键相结合,从而达到功能改性的目的.主要包括化学接枝及等离子体㊁辐射㊁紫外光等引发的接枝[４７].K i m等[４８]采用光引发接枝法,用二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺单体和二苯甲酮引发剂在连续紫外光照射下对间位芳纶织物进行接枝.接枝物所携带的仲氨基可与染料以共价键结合,织物表观色深的增长率与接枝率成正比.经C．I．活性红８４染色后,接枝芳纶织物的K/S 值为１４．８,接枝率为７．６％(w/w).S a等[４９]采用化学接枝法,将多巴胺自聚合在间位芳纶纤维表面,形成薄的㊁表面粘附的聚(多巴胺)膜.后使用环氧官能化硅烷在聚(多巴胺)涂覆的芳纶表面进行接枝.接枝后,纤维表面引入了环氧基团,增加了表面活性与极性,染料与纤维结合力增大,染色性能得到一定提升.对芳纶进行接枝改性后染色,不仅可以使染料牢固结合在芳纶上,还可以根据需求接枝其他功能性分子,以改善芳纶的亲疏水性㊁黏接性等,但接枝过程可能会对芳纶本身产生一定损伤.２．１０㊀超声波Ｇ微波联合处理染色法超声波对芳纶的影响来源于声波在作用期间形成的微气核空化泡崩溃而产生的空化作用[５０],超声波处理的芳纶表面可以产生深浅㊁大小不一的坑穴,从而大幅提升芳纶对染料的吸附能力[５１].微波辐射则可以增强染料分子在芳纶中的扩散,提高染料在芳纶染色中的上染率和固色率等性能.超声波Ｇ微波辐射联合处理体系可大幅提升织物的渗透性,并有助于将染料大颗粒碎裂成均匀的分散体,从而确保染料在织物上的良好吸收.A m e s i m e k u等[５２]采用超声波Ｇ微波辐射联合反应体系对间位芳纶织物进行阳离子染料染色,并加入C i n d y e v a s载体进一步增强了芳纶织物的溶胀能力,获得很好的染色效果.超声波处理新技术具有方便㊁迅速㊁有效㊁安全等特点,但过强的空化效应有可能对芳纶表面产生一定损伤.虽然芳纶在改性后的染色性得到了较好提升,但芳纶本身的结构性质也不可避免受到了一定损伤[５３],同时部分方法存在设备不完善㊁试剂不友好等问题,从而不利于各类改性染/着色方法的工业化应用.当前,仅有原液着色法进入到工业化应用.芳纶的各类改性着色法的特性与不足见表２.表２㊀芳纶改性着色法的特性与不足T a b．２㊀C h a r a c t e r i s t i c s a n dd i s a d v a n t a g e s o f a r a m i dm o d i f i e d c o l o r i n g m e t h o d 染色方法特性缺点共聚改性染/着色纤维易染色或直接赋予颜色共混改性染色操作简易㊁染色上染率高机械性能可能改变原液着色无需后道染色工序生产方式不灵活㊁不易换色湿态纤维染色纤维尚未完全干时染色结晶与取向性质可能改变高能射线辐照预处理染色改性操作简易损伤纤维等离子体预处理染色反应温和㊁不损伤纤维内部结构时效短㊁损伤纤维表面溶剂预处理染色纤维膨化程度高试剂表面处理染色增大纤维表面粗糙度试剂难回收㊁不环保接枝改性染色染料与纤维结合力强损伤纤维超声波Ｇ微波联合处理染色染料吸附好㊁扩散能力强损伤纤维３㊀结㊀语针对芳纶难染问题,无论是改进染色工艺,还是对纤维进行改性,其最终目标都是提升芳纶上的染料量.鉴于当前芳纶着色技术现状,针对芳纶着色的基础理论研究尚需进一步加强,以期在高色深着色机制上取得突破,为制备高色深芳纶提供理论依据.现阶段,着色芳纶的色牢度经常达不到令人满意的等级,且多数染色方法存在纤维损伤问题,这同样会影响芳纶的服用发展前景.如何平衡芳纶的着４１现代纺织技术㊀㊀㊀㊀第３０卷。

哈工大现代控制理论-CHP1-1-PPT文档资料37页

x1a11x1a12x2a1nxnb11u1b12u2b1rur x2a21x1a22x2a2nxnb21u1b22u2b2rur
xnan1x1an2x2annxnbn1u1bn2u2bnurr
16
1-1-7 状态空间表达式（续）
33
1-3-2从系统的机理出发建立状态空间表达式
例5
电网络如下图所示，输入量为电流源，并指定以电容C1 和C2的电压作为输出，求此网络的状态空间表达式
+ C2
-
uc2
l3
a
i1
b
i2
c
i3 L1
u +
L2
c1
i4
i
R1
l1
-
C1
l2
R2
34
例5
uC1` x1,uC2` x2 i1 x3,i2 x4
CT [1 0]
13
1-1-6 状态空间表达式
状态方程和输出合起来，构成对一个系统完整的动态描述，称为系统的状态空间表达式。
设单输入--单输出定常系统，其状态变量为x1, x2, … , xn, 则状态方程的一般形式为：
x1 a11x1 a12x2 a1nxn b1u x2 a21x1 a22x2 a2nxn b2u
C1CL,b0L1
xAxbu
12
1-1-5 输出方程
在指定系统输出的情况下，该输出与状态变量之间的函数关系式，称为系统的输出方程
令 x1 uc 作为输出，则有
R
y uc 或 y x1
+i -
C
uc
L
y [1
0]xx12

或
y CT x

泰国草药紫姜的化学成分及药理作用研究进展

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基因编辑技术在疾病中的应用及研究进展

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一种基于电磁—空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究

第２１卷第１１期２０２３年１１月动力学与控制学报J O U R N A L O FD Y N AM I C SA N DC O N T R O LV o l ．２１N o ．１１N o v ．２０２３文章编号:１６７２Ｇ６５５３Ｇ２０２３Ｇ２１(１１)Ｇ０２７Ｇ００８D O I :１０．６０５２/１６７２Ｇ６５５３Ｇ２０２２Ｇ０６５㊀２０２２Ｇ１０Ｇ１０收到第１稿,２０２２Ｇ１２Ｇ０５收到修改稿．∗城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室开放课题基金资助项目(２０２１J Z ０１),国家自然科学基金资助项目(１２１０２３６８),四川省自然科学基金项目(２０２２N S F S C １９６１),N a t i o n a l E n g i n e e r i n g L a b o r a t o r y f o r D i g i t a l C o n s t r u c t i o n a n dE v a l u a t i o nT e c h n o l o g y ofU r b a nR a i l T r a n s i t (２０２１J Z ０１),a n dt h eN a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (１２１０２３６８),N a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fS i c h u a nP r o v i n c e(２０２２N S F S C １９６１)．†通信作者E Ｇm a i l :t a n g j i e ＠s w jt u ．e d u ．c n 一种基于电磁空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究∗李翊歆１㊀唐介１†㊀刘冀钊２㊀姜博龙２㊀李映辉１(１．西南交通大学力学与航空航天学院,成都㊀６１００３１)(２．城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室,天津㊀３００３０８)摘要㊀本文提出一种主要由空气弹簧和永磁体所组成的具有准零刚度特性的非线性隔振器．首先,通过分析空气弹簧和磁体的受力特性,建立隔振器力－位移关系和刚度－位移关系,揭示隔振器静态力学特性,并分析隔振器参数对系统刚度的影响规律．然后,采用谐波平衡法计算隔振器力传递率特性．结果表明,通过在适当范围内调节系统阻尼比或激励幅值,所提出的非线性隔振器在隔振频率范围内优于普通空气弹簧隔振器．最后,通过实验验证隔振器的隔振性能．该研究可为小振幅甚至微振动系统的振动隔离提供新的参考．关键词㊀准零刚度,㊀空气弹簧,㊀谐波平衡法,㊀传递率中图分类号:O ３２８文献标志码:AT h e o r e t i c a l a n dE x p e r i m e n t a l S t u d y of aN o n l i n e a rV i b r a t i o n I s o l a t o rB a s e do nA i r S p r i ng a n dM a gn e t ∗L iY i x i n １㊀T a n g J i e １†㊀L i u J i Z h a o ２㊀J i a n g B o l o n g ２㊀L iY i n gh u i １(１．S c h o o l o fM e c h a n i c a l a n dA e r o s p a c eE n g i n e e r i n g ,S o u t h w e s t J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,C h e n gd u ,S i c h u a n ㊀６１００３１,C h i n a )(２．R a i lT r a n s i tD i g i t a l C o n s t r u c t i o na n d Me a s u r e m e n tT e c h n o l o g y ,N a t i o n a l E n g i n e e r i n g L a b o r a t o r y,C h i n aR a i l w a y D e s i g nC o r p o r a t i o n ,T i a n ji n ㊀３００３０８,C h i n a )A b s t r a c t ㊀An o v e l qu a s i Ｇz e r o s t i f f n e s s v i b r a t i o n i s o l a t o r i s p r e s e n t e d a n d t e s t e d i n t h i s a r t i c l e ．T h e i s o l a Ｇt o r i sm a i n l y m a d e o f a i r s p r i n g a n d p e r m a n e n tm a g n e t ．T h e s t i f f n e s s e f f e c t b e t w e e n t h e mi sm u t u a l l yr e Ｇs t r a i n e d t o f o r ma q u a s i Ｇz e r o s t i f f n e s s s t a t e ．F i r s t l y ,t h e f o r c e Ｇd i s p l a c e m e n t r e l a t i o n s h i p a n d t h e s t i f f n e s s Ｇd i s p l a c e m e n t r e l a t i o n s h i p of t h e i s o l a t o r i s e s t a b l i s h e d t o r e v e a l t h e s t a t i c c h a r a c t e r i s t i c s ．T h e i n f l u e n c e s o f i s o l a t o r p a r a m e t e r s o n t h e s y s t e ms t i f f n e s s a r e a l s o a n a l y z e d ．T h e n ,t h e d y n a m i c t r a n s m i s s i b i l i t y ch a r Ｇa c t e r i s t i c s a r e c a l c u l a t e d b y t h e h a r m o n i c b a l a n c em e t h o d ．T h e r e s u l t s s h o w s t h a t t h e p r o p o s e d q u a s i Ｇz e r o s t i f f n e s s i s o l a t o r i s s u p e r i o r t o t h e n o r m a l a i r s p r i n g i s o l a t o r o v e r t h e i s o l a t i o n f r e q u e n c y r a n g e b y r e gu l a Ｇt i n g t h e d a m p i n g r a d i oo r e x c i t a t i o na m p l i t u d e i nas u i t a b l e r a n g e ．F i n a l l y ,t h ed y n a m i c e x p e r i m e n t s i s e m p l o y e d t ov e r i f y t h e v i b r a t i o n i s o l a t i o n p e r f o r m a n c e ．T h i s r e s e a r c h p r o v i d e s an e wr e f e r e n c e f o r s m a l l a m pl i t u d e o r e v e nm i c r o Ｇv i b r a t i o n i s o l a t i o n ．K e y wo r d s ㊀q u a s i Ｇz e r o s t i f f n e s s ,㊀a i r s p r i n g ,㊀h a r m o n i c b a l a n c em e t h o d ,㊀t r a n s m i s s i b i l i t y动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷引言准零刚度(Q u a s i Z e r oS t i f f n e s s,Q Z S)系统一般情况下是一种通过让正刚度结构并联负刚度结构所构成的非线性系统．由于在小幅振动下,这种系统具有高静刚度低动刚度的特性,因此准零刚度结构在解决机械振动中的低频隔振问题方面具有明显的优势．近年来,许多学者不断推陈出新,提出了许多种不同的方式达到准零刚度状态．S h a h r a eＧe n i等[１]深入研究了阻尼非线性对准零刚度隔振器动力学和性能的影响．Z u o等[２]通过改变凸轮曲面曲率,设计了一种新型抛物型凸轮－滚子准零刚度隔振器．徐道临㊁周加喜等[３Ｇ７]设计了多种满足准零刚度特性的新型隔振器,在各个领域取得了广泛的应用．尹蒙蒙等[８]设计并分析了一种新型的X型准零刚度装置．顾栋浩等[９]设计了一种新型的圆环非线性隔振器,在低频区段具有良好的隔振效果．刘兴天等[１０]系统地分析了几何非线性摩擦阻尼隔振系统的动力学行为,研究结果表明,合适的库伦摩擦力可以在保持高频振动衰减效果的前提下,显著降低系统共振峰．P a l o m a r e s等[１１]提出了一种基于双作用气动直线作动器的负刚度系统,与不使用负刚度系统的被动系统相比,隔振效果显著提高．Z e n g等[１２]设计了一种双层准零刚度装置并引入了位移约束,让装置在大激励幅值下也能有较好的隔振效果．严博等[１３]设计了一种圆筒式负电阻电磁分支电路阻尼隔振器,在板壳隔振的隔振问题中得到了有效运用．L i u等[１４]设计了一种新型准零刚度隔振器,通过屈曲梁组合提供负刚度,垂直弹簧提供正刚度使整个器件实现准零刚度特性,并且该装置能在隔振的同时又能收集振动产生的能量．S u n 等[１５]设计了一种由n层剪刀状结构构成的隔振器,该装置表现出高静态低动态特性与阻尼特性,具有良好的隔振性能．D o n g等[１６]将磁负刚度弹簧与螺旋柔性弹簧并联构造成一种具有高静－低动刚度特性的磁隔振器,该装置能有效地降低隔振器的动刚度,低频隔振性能显著提升．Z h u等[１７]设计了一种多方向的准零刚度隔振器,有效降低纵向㊁剪切和混合波作用下对隔振对象的破坏．本文将空气弹簧与永磁铁两种强非线性结构相并联,构建一种新型的电磁－空气弹簧非线性隔振器,该装置可以通过调整空气弹簧的气压或永磁铁之间的距离使系统达到准零刚度状态,具有可调控性,可以适用于各种不同的工况．本文结构安排如下:首先,建立系统静力学模型,得到隔振器刚度特征表达式,并分析气压等参数对刚度特性的影响规律．然后,建立隔振系统动力学方程,采用谐波平衡法求解系统动力学传递特征,并分析各项参数对系统隔振效果的影响规律．最后,通过实验分析,对比本文所提出的隔振器与传统空气弹簧隔振器的隔振性能．实验与理论结果都表明:本文所提出的电磁空气弹簧型非线性隔振器相比于传统空气弹簧隔振器具有更优的隔振效果．１㊀静力学分析１．１㊀空气弹簧理论建模电磁空气弹簧型非线性隔振器设计如图１所示,该装置利用了空气弹簧的刚度可控性与永磁铁磁力与距离衰减性原理．设空气弹簧长度为d,磁铁之间两两相互吸引,被隔振对象的位移为x,向上为正．空气弹簧上下分别设置永磁铁,磁铁之间两两相互吸引,磁铁的磁场强度为C m,单个空气(a)剖面图(Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ分别代表三个磁场强度相同的永磁铁) (a)S e c t i o n a l v i e w(Ⅰ,Ⅱa n dⅢr e p r e s e n t t h r e e p e r m a n e n tm a g n e t sw i t h t h e s a m em a g n e t i c f i e l d s t r e n g t h,r e s p e c t i v e l y )(b)１．顶板;２．连杆;３．封盖;４．永磁铁;５．外壳;６．底板;７．准轴;８．空气弹簧;９．直线轴承(b)１．T o pp l a t e;２．C o n n e c t i n g r o d;３．C o v e r;４．P e r m a n e n tm a g n e t;５．S h e l l;６．B o t t o m p l a t e;７．A l i g n m e n t a x i s;８．A i r s p r i n g;９．L i n e a r b e a r i n g 图１㊀电磁－空气弹簧非线性隔振器结构图F i g．１㊀D i a g r a mo f e l e c t r o m a g n e t i cＧa i r s p r i n g n o n l i n e a r i s o l a t o r８２第１１期李翊歆等:一种基于电磁空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究弹簧内压为P０,有效承载面积为A e０,大气压力为P a,空气弹簧的有效容积为V,定义与空气弹簧几何形状有关的参数有d A e０/d x＝a A e０,a为轴向变形的形状系数．空气弹簧的刚度表示为[１８]:K c＝c(P０＋P a)A２e０V＋αP０A e０(１)设空气弹簧的有效承载面积随高度线性变化,关系为A e０＝q x＋A０,其中q为承载面积随高度的变化率,A０为初始自然状态下的有效承载面积．代入式(１)并展开,可以得到在平衡位置处,空气弹簧的刚度可以表示为关于工作气压与位移x的２次非线性多项式,空气弹簧的力可以通过对空气弹簧的刚度积分得到,表示为[１９]:K c＝(３k∗１x２＋２k∗２x＋k∗３)(１＋P０Pα)(２) F c＝(k∗１x３＋k∗２x２＋k∗３x)(１＋P０Pα)＋F０(３)其中,k∗１㊁k∗２㊁k∗３分别代表空气弹簧化简后的非线性刚度系数㊁F０为空气弹簧的预压力．１．２㊀非线性隔振器理论建模永磁铁的磁力大小可以表示为:F m＝C m/d２(４)联立式(１)~式(４),将永磁铁与空气弹簧并联,可得准零刚度系统在竖直方向上的合力与刚度分别为:F＝２(１＋P０Pα)(k∗１x３＋k∗３x)－C m４d x(d２－x２)２(５) K＝２(１＋P０Pα)(３k∗１x２＋k∗３)－㊀４C m d(d２＋３x２)(d２－x２)３(６)系统达到准零刚度状态的条件为,在x＝０处,系统总刚度为０,可表示为:k３d３＝２C m(７)对式(５)和式(６)无量纲化,得系统的无量纲表达形式为:F－＝λP∗０x－３＋P∗０x－－αx－(１－x－２)２(８) K－＝３λP∗０x－２＋P∗０－α(１＋３x－２)(１－x－２)３(９)引入无量纲参数:λ＝k∗１d２k∗３,㊀α＝２C mk∗３d３,㊀x－＝xdF－＝F２k∗３d,㊀K－＝K２k∗３,㊀P∗０＝１＋P０Pα(１０)其中,λ为系统三阶刚度系数与一阶刚度系数之比,α为系统无量纲磁通量与一阶刚度系数之比, x－为系统无量纲位移,F－为系统的无量纲力,K－为系统的无量纲刚度,P∗０为空气弹簧的无量纲气压．为方便表达与计算,对无量纲力与无量纲刚度项进行泰勒展开,忽略第四阶及之后的展开项对系统的影响,表示为:F－rʈ(１－α)x－＋(λ－２α)x－３(１１) K－rʈ(１－α)＋３(λ－２α)x－２(１２)１．３㊀隔振器参数影响分析图２和图３显示了无量纲力㊁无量纲刚度与无量纲位移在不同气压环境下的关系．从图中可以看出,系统在x＝０时,刚度为０．系统的力与刚度变化曲线与系统的无量纲刚度比有关,并且随着无量纲气压的增大,刚度曲线会逐渐趋于平缓,当无量纲气压继续增大时,系统出现负刚度状态．图２㊀系统在不同气压下的无量纲力－位移曲线F i g．２㊀N o nＧd i m e n s i o n a l s t i f f n e s sＧd i s p l a c e m e n t c u r v e o ft h e s y s t e mu n d e r d i f f e r e n t a i r p r e s s u r e s图３㊀系统在不同气压下的无量纲刚度－位移曲线F i g．３㊀N o nＧd i m e n s i o n a l f o r c e d i s p l a c e m e n t c u r v e o ft h e s y s t e mu n d e r d i f f e r e n t a i r p r e s s u r e s９２动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷２㊀动力学分析２．１㊀动力学方程建模设隔振系统的阻尼系数为c ,遭受的外界激励形式为f ＝F c o s (ωt )．根据牛顿第二定律,建立系统的动力学方程为:m u＋c u＋F r ＝F c o s (ωt )(１３)其中:F r ＝２k ３u ３－８C md５u ３(１４)对式(１３)进行无量纲化,则系统的无量纲运动微分方程为:u －ᵡ＋２ξu －ᶄ＋γ(λ－２)u －３＝F －c o s (Ωτ)(１５)其中:ξ＝c ２m ω０,㊀F －＝F k １d ,㊀u －＝u dτ＝ω０t ,㊀Ω＝ωω０,㊀γ＝２k ３m ω２０(１６)为了将本文中的电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器进行对比,将上下磁铁(Ⅰ㊁Ⅱ㊁Ⅲ)替换为了大小质量相同的其他材料物体,其运动微分方程表示为:m u ＋c u＋F s －r ＝Fc o s (ωt )(１７)其中F s －r 为空气弹簧的反力,F s －r 的表达式如参考文献[１８]所示．参数无量纲化后,得空气弹簧隔振器的运动微分方程为:u －ᵡ＋２ξu －ᶄ＋２λu －３＋２u －＝F －c o s (Ωτ)(１８)２．２㊀H B M 法求解利用谐波平衡法(H a r m o n i cB a l a n c eM e t h o d,H B M )对式(１５)进行求解,取系统的位移进行一阶谐波展开,谐波项系数和为零,得到系统的控制方程为:A ２Ω４－３２γ(λ－２)A ４＋４ξ２A ２)Ω２＋㊀９１６γ２(λ－２)２A ６－F －２＝０(１９)其中A 为系统的振幅,求解Ω,得到:Ω１,２＝３２γ(λ－２)A ２－４ξ２ʃT T ＝１A－３γ(λ－２)ξ２A ４＋４ξ４A ２＋F －２(２０)其中Ω的两个解代表系统的共振分支与非共振分支．取系统为小阻尼,系统共振峰出现在解相等处,表达式为:３γ(λ－２)ξ２A ４－４ξ４A ２－F －２＝０(２１)求解式(２１)的幅值,得到系统的共振峰表达式为:A m a x ＝２ξ４＋４ξ８＋３γ(λ－２)ξ２F －２３γ(λ－２)ξ２(２２)对应的共振频率表达式为:Ωm a x ＝２ξ４＋４ξ８＋３γ(λ－２)ξ２F －２２ξ２－４ξ２(２３)传递率是评价隔振性能的重要指标,非线性系统的力传递率代表传递到基础上的力幅值与激励力幅值的比值,表示为:T f ＝|F t |/|F |,其中F t 为弹性力与阻尼力共同作用的力,F 为激励力的幅值本文采用了力传递率来评价电磁－空气弹簧非线性隔振器的隔振性能,并将其与一般的空气弹簧隔振器进行对比．电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器的力传递率表达式分别为:T f －Q Z S ＝４ξ２A ２Ω２＋９１６γ２(λ－２)２A ６F－(２４)T f －s ＝４ξ２A ２Ω２＋(３２λA ３＋２A )２F－(２５)２．３㊀隔振性能对比分析本小节将探究激振力对电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器的传递率的影响．图４㊀不同激振力下电磁－空气弹簧非线性隔振器力传递率F i g ．４㊀F o r c e t r a n s m i s s i b i l i t y o f e l e c t r o m a g n e t i c －a i r s p r i n gn o n l i n e a r i s o l a t o r u n d e r d i f f e r e n t e x c i t a t i o n f o r c e s图４和图５分别绘制了电磁－空气弹簧非线０３第１１期李翊歆等:一种基于电磁空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究性隔振器与传统空气弹簧隔振器的传递率曲线,其中参数为λ＝２．２,γ＝０．２,ξ＝０．０４．需要说明的是,在本文中,实线和虚线代表系统分别处于稳定和不稳定的平衡状态．图５㊀不同激振力下传统空气弹簧隔振器的力传递率F i g．５㊀F o r c e t r a n s m i s s i b i l i t y o f t r a d i t i o n a l a i r s p r i n gi s o l a t o r u n d e r d i f f e r e n t e x c i t a t i o n f o r c e s从图４中可以看出,对于电磁－空气弹簧型非线性隔振器,在低激振力的情况下,起始隔振频率低于空气弹簧隔振器的峰值,出现跳跃现象后进入隔振区间．激振力较大时,隔振器的隔振区间逐渐减小,隔振效果下降．从图５中可以看出,对于传统空气弹簧隔振器,随着激振力增加,系统出现了跳跃现象．在激振力较低时,频率比大于峰值频率比时才有隔振效果;激振力较高时,频率在大于跳跃频率时有隔振效果,并且系统的力传递率大幅增加,隔振效果显著降低．此外,从图４和图５可以看出,激振力幅值对隔振器的力传递性能影响较大,激励力幅值越小系统的隔振性能越好,这意味着具有此特征的隔振器非常适用于外激励幅值较微(小)的情形．图６㊀电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器的力传递率对比图F i g．６㊀D i a g r a mo f f o r c e t r a n s m i s s i b i l i t y b e t w e e n e l e c t r o m a g n e t i cＧa i r s p r i n g n o n l i n e a r i s o l a t o r a n d c o n v e n t i o n a l a i r s p r i n g i s o l a t o r图６将相同参数下的电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器的力传递率进行对比．从图中可以看出,在系统频率较小时,电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器的隔振效果相当,随着激励力的频率增加,电磁－空气弹簧非线性隔振器进入跳跃区间,此时的隔振效果要优于传统空气弹簧隔振器,这表明电磁－空气弹簧非线性隔振器能隔离更低频率的振动．２．４㊀参数分析分析系统的参数对电磁－空气弹簧非线性隔振器隔振效果的影响,取力传递率作为评价指标,图７显示了无量纲刚度系数(即空气弹簧气压)对隔振效果的影响,图８为无量纲阻尼对隔振效果的影响规律．图７㊀不同刚度系数下电磁－空气弹簧非线性隔振器力传递率F i g．７㊀F o r c e t r a n s m i s s i b i l i t y o f a i r s p r i n g Q Z Si s o l a t o r u n d e r d i f f e r e n t s t i f f n e s s c o e f f i c i e n t s从图７可以看出,无量纲刚度系数增大时,系统跳跃频率明显增高,幅频响应曲线整体出现右移的趋势,当跳跃现象后,幅频响应曲线收束于一条线,系统隔振效果相同,无量纲刚度系数比较小时,进入隔振区间的频率较低,系统的隔振效果最好．图８㊀不同阻尼下电磁－空气弹簧非线性隔振器的力传递率F i g．８㊀F o r c e t r a n s m i s s i b i l i t y o f a i r s p r i n g Q Z Si s o l a t o r u n d e r d i f f e r e n t d a m p i n g从图８可以看出,当系统的无量纲阻尼较低时,系统频率在高于振动峰值频率时进入隔振区间,随着无量纲阻尼的逐渐增加,系统出现跳跃现象,频率高于峰值时具有隔振效果．在隔振区间内,１３动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷系统的无量纲阻尼越高㊁隔振性能越好．因此,合理选取系统的阻尼大小能更好的提升系统的隔振效果．３㊀实验验证对比对本文提出的电磁－空气弹簧非线性隔振器隔振性能进行试验研究,试验系统如图９所示．在支架上连接由功率放大器驱动的激振器(型号:东华D H３０１),激振器的作用在于提供水平方向上的激振力．在支架与激振器之间固定一个力传感器(型号:东华３A１０２)．另一个力传感器安装在电磁－空气弹簧非线性隔振器的底座座上,用于收集振动实验中通过隔振器传递到基座上的力．实验过程中隔振器样机与被隔振对象(模拟质量块)通过柔线进行悬吊,使激振器㊁隔振器样机和被隔振对象(模拟质量块)重心在同一轴线上,此外,为了保证系统没有环向与竖直方向上的干扰,在电磁－空气弹簧非线性隔振器中间设置有直线轴承与导轨,保证系统仅有水平方向上的自由度．图９㊀实验设备汇总F i g．９㊀S u mm a r y o f e x p e r i m e n t a l e q u i p m e n t需要说明的是,本文采取悬吊法进行水平隔振试验的目的,是为了尽可能消除被隔振对象重力对实验的影响,因为本文中的电磁－空气弹簧非线性隔振器是一个自平衡的准零刚度系统,水平方向上的测量更加符合该隔振器的实际使用工况．本实验采用对比实验的方式,分别测量电磁－空气弹簧非线性隔振器的力传递率与传统空气弹簧隔振器的力传递率．通过对比两者的传递率曲线,验证电磁－空气弹簧非线性隔振器的性能．图１０为本文提出的电磁－空气弹簧非线性隔振器与传统空气弹簧隔振器的扫频实验对比结果,其中Q Z S代表电磁－空气弹簧非线性隔振器的力传递率,A S代表传统空气弹簧隔振器的力传递率,激振力的幅值为４５N．图１１显示了时域下电磁－空气弹簧非线性隔振器在定频激励时隔振前后的力幅值,其中取激振力的频率为３０．１４H z ．图１０㊀频域力传递率曲线对比F i g．１０㊀C o m p a r i s o no f f o r c e t r a n s m i s s i b i l i t y i n f r e q u e n c y d o m a in图１１㊀时域下传感器的力幅值对比F i g．１１㊀C o m p a r i s o no f f o r c e i n t i m e d o m a i n从实验结果可以看出,电磁－空气弹簧非线性隔振器相比与传统空气弹簧隔振器,隔振起始频率更低,这符合电磁－空气弹簧非线性隔振器的理论分析结果,说明了本文提出的新型非线性隔振器具有更好的隔振效果,能大大降低隔振系统力的传递．４㊀结论本文提出了一种由空气弹簧与永磁铁并联组成的新型非线性隔振器．该装置基于工程中常用的空气弹簧隔振器,相比与一般的准零刚度隔振器,具有优秀的承载能力和可调控性,可以满足不同工况的需求．本文建立了电磁－空气弹簧非线性隔振器模型,并探究了空气弹簧气压与刚度之间的关系,运用谐波平衡法求解得到了模型的控制方程以及在简谐力下的响应．从系统的力传递率曲线中可以看出,电磁－空气弹簧非线性隔振器的隔振效果要明显优于传统空气弹簧隔振器,其起始隔振频率２３第１１期李翊歆等:一种基于电磁空气弹簧的非线性隔振器理论与实验研究更低,并且在高频段也有相对更好的隔振效果．参数分析表明,电磁－空气弹簧非线性隔振器的隔振性能主要受到空气弹簧的刚度与阻尼影响,其中阻尼为主要的影响因素,在阻尼较大的情况下甚至会出现跳跃现象消失的情况,但在高频段的隔振效果会变差,因此选取合适的结构参数是影响隔振器隔振性能的关键．最后,本文通过对比实验,验证了本文所提出的非线性隔振器相比传统空气弹簧隔振器的隔振性能效果,实验结果与理论分析相符．参考文献[１]S HA H R A E E N IM,S O R O K I N V,MA C EB,e t a l．E f f e c t o f d a m p i n g n o n l i n e a r i t y o nt h ed y n a m i c sa n dp e r f o r m a n c e o f a q u a s iＧz e r oＧs t i f f n e s sv i b r a t i o n i s o l aＧt o r[J]．J o u r n a l o f S o u n d a n dV i b r a t i o n,２０２２,５２６:１１６８２２．[２]Z U OS,WA N G D Y,Z HA N G Y S,e t a l．D e s i g na n d t e s t i n g o f a p a r ab o l ic c a mＧr o l l e r q u a s iＧz e r oＧs t i f fＧn e s s v i b r a t i o ni s o l a t o r[J]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lo fM e c h a n i c a l S c i e n c e s,２０２２,２２０:１０７１４６．[３]徐道临,赵智,周加喜．气动可调式准零刚度隔振器设计及特性分析[J]．湖南大学学报(自然科学版),２０１３,４０(６):４７－５２．X U DL,Z HA OZ,Z HO UJX．D e s i g n a n d a n a l y s i so fa na d j u s t a b l e p n e u m a t i cv i b r a t i o ni s o l a t o r w i t hq u a s iＧz e r oＧs t i f f n e s s c h a r a c t e r i s t i c[J]．J o u r n a l o fH u n a n U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e s),２０１３,４０(６):４７－５２．(i nC h i n e s e)[４]徐道临,张月英,周加喜,等．一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究[J]．振动与冲击,２０１４,３３(１１):２０８－２１３．X U DL,Z HA N G Y Y,Z HO UJX,e t a l．C h a r a cＧt e r i s t i c a n a l y s i s a n de x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o nf o r av i b r a t i o n i s o l a t o rw i t h q u a s iＧz e r o s t i f f n e s s[J]．J o u rＧn a l o fV i b r a t i o na n dS h o c k,２０１４,３３(１１):２０８－２１３．(i nC h i n e s e)[５]徐道临,成传望,周加喜．屈曲板型准零刚度隔振器的设计和特性分析[J]．湖南大学学报(自然科学版),２０１４,４１(８):１７－２２．X U D L,C H E N G C W,Z HO U JX．D e s i g na n dc h a r a c t e r i s t i c a n a l y s i s o f a b u c k l i n gp l a t e v i b r a t i o n iＧs o l a t o rw i t h q u a s iＧz e r oＧs t i f f n e s s[J]．J o u r n a l o fH uＧn a nU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e s),２０１４,４１(８):１７－２２．(i nC h i n e s e)[６]Z HO UJX,WA N G K,X U DL,e t a l．V i b r a t i o n iＧs o l a t i o n i nn e o n a t a l t r a n s p o r tb y u s i n g a q u a s iＧz e r oＧs t i f f n e s s i s o l a t o r[J]．J o u r n a l o fV i b r a t i o na n dC o nＧt r o l,２０１８,２４(１５):３２７８－３２９１．[７]昌耀鹏,周加喜,徐道临．双层主动隔振系统优化设计方法研究[J]．动力学与控制学报,２０２２,２０(１):３５－４１．C HA N G Y P,Z HO UJX,X UD L．R e s e a r c ho no p t i m i z a t i o nd e s i g nm e t h o d o f d o u b l e l a y e r a c t i v e v iＧb r a t i o n i s o l a t o r s y s t e m[J]．J o u r n a l o f D y n a m ic s a n dC o n t r o l,２０２２,２０(１):３５－４１．(i nC h i n e s e) [８]尹蒙蒙,丁虎,陈立群．X型准零刚度隔振器动力学设计及分析[J]．动力学与控制学报,２０２１,１９(５):４６－５２．Y I N M M,D I N G H,C H E N L Q．D y n a m i cd e s i g na n da n a l y s i s o fXＧs h a p e d q u a s iＧz e r o s t i f f n e s s i s o l a t o r[J]．J o u r n a l o f D y n a m i c s a n dC o n t r o l,２０２１,１９(５):４６－５２．(i nC h i n e s e)[９]顾栋浩,陆泽琦,丁虎,等．圆环非线性隔振设计和动力学研究[J]．振动工程学报,２０２１,３４(６):１２２３－１２２９．G U D H,L UZQ,D I N G H,e t a l．N o n l i n e a r v i b r aＧt i o ni s o l a t i o nd e s i g na n dd y n a m i cs t u d y o fc i r c u l a rr i n g[J]．J o u r n a l o fV i b r a t i o nE n g i n e e r i n g,２０２１,３４(６):１２２３－１２２９．(i nC h i n e s e)[１０]刘兴天,陈树海,王嘉登,等．几何非线性摩擦阻尼隔振系统动力学行为研究[J]．力学学报,２０１９,５１(２):３７１－３７９．L I U XT,C H E NS H,WA N GJD,e t a l．A n l y s i so f t h e d y n a m i cb e h a v i o r a n d p e r f o r m a n c e o f a v i b r aＧt i o n i s o l a t i o ns y s t e m w i t h g e o m e t r i cn o n l i n e a r f r i cＧt i o nd a m p i n g[J]．C h i n e s e J o u r n a l o f T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e d M e c h a n i c s,２０１９,５１(２):３７１－３７９．(i nC h i n e s e)[１１]P A L OMA R E SE,N I E T O AJ,MO R A L E S A L,e t a l．N u m e r i c a l a n de x p e r i m e n t a la n a l y s i so fav iＧb r a t i o ni s o l a t o re q u i p p e d w i t h a n e g a t i v es t i f f n e s ss y s t e m[J]．J o u r n a l o fS o u n da n dV i b r a t i o n,２０１８,４１４:３１－４２．[１２]Z E N G R,Y I NS,W E N G L,e t a l．An o nＧs m o o t h q u a s iＧz e r oＧs t i f f n e s si s o l a t o r w i t hd i s p l a c e m e n tc o nＧs t r a i n t s[J]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fM e c h a n i c a l S c iＧe n c e s,２０２２,２２５:１０７３５１．[１３]严博,张希农．负电阻电磁分支电路阻尼隔振系统试验技术研究[J]．振动工程学报,２０１６,２９(６):１０５７－１０６１．Y A N B,Z HA N G X N．E x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o n３３动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷o f n e g a t i v e r e s i s t a n c e s h u n t e d e l e c t r o m a g n e t i cd a m p i n g v i b r a t i o ni s o l a t i o ns y s te m[J]．J o u r n a lo fV i b r a t i o nE n g i n e e r i n g,２０１６,２９(６):１０５７－１０６１．(i nC h i n e s e)[１４]L I U CC,Z HA O R,Y U K P,e t a l．A q u a s iＧz e r oＧs t i f f n e s s d e v i c e c a p a b l e o f v i b r a t i o n i s o l a t i o n a n d e nＧe r g y h a r v e s t i n g u s i n g p i e z o e l e c t r i c b u c k l e d b e a m s[J]．E n e r g y,２０２１,２３３:１２１１４６．[１５]S U N XT,J I N G XJ．An o n l i n e a r v i b r a t i o n i s o l a t o ra c h i e v i n g h i g hＧs t a t i cＧl o wＧd y n a m i cs t i f f n e s sa n dt u nＧa b l e a n t iＧr e s o n a n c e f r e q u e n c y b a n d[J]．M e c h a n i c a lS y s t e m sa n d S i g n a lP r o c e s s i n g,２０１６,８０:１６６－１８８．[１６]D O N G G X,Z HA N GXN,X I ES,e t a l．S i m u l a t e da n de x p e r i m e n t a ls t u d i e s o n a h i g hＧs t a t i cＧl o wＧd yＧn a m i c s t i f f n e s s i s o l a t o r u s i n g m a g n e t i c n e g a t i v es t i f f n e s s s p r i n g[J]．M e c h a n i c a l S y s t e m sa n dS i g n a lP r o c e s s i n g,２０１７,８６:１８８－２０３．[１７]Z HU G N,L U K,C A O QJ,e t a l．A na r c h e t y p a l v i b r a t i o n i s o l a t o rw i t h q u a s iＧz e r os t i f f n e s s i n m u l t iＧp l e d i r e c t i o n s[J]．J o u r n a l o fN o n l i n e a r M a t h e m a t iＧc a l P h y s i c s,２０２２,２９(２):１９０－２０３．[１８]张阿舟,姚起航．振动控制工程[M]．北京:航空工业出版社,１９８９．[１９]任旭东．空气弹簧准零刚度隔振器的特性分析及应用研究[D]．北京:中国人民解放军军事医学科学院,２０１７．R E N X D．C h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i sa n da p p l i c a t i o ns t u d y o ft h e q u a s iＧz e r os t i f f n e s si s o l a t o ru s i n g a i rs p r i n g[D]．B e i j i n g:A c a d e m y o fM i l i t a r y S c i e n c e s,２０１７．(i nC h i n e s e)４３。

32f460的usart1中断函数

32f460的usart1中断函数实现过程如下：1. 宏定义在编写usart1中断函数时，首先需要定义相应的宏, 包括寄存器映射、位操作等。

例如：```c#define USART1_IRQn ((IRQn_Type)37) // USART1中断号#define USART_SR_RXNE_Msk 0xxxxU#define USART_CR1_RXNEIE_Msk 0xxxxU```2. 中断处理函数接着需要编写USART1的中断处理函数。

中断处理函数如下：```cvoid USART1_IRQHandler(void){if(USART1->ISR USART_SR_RXNE_Msk) // 接收寄存器非空中断标志{// 处理接收到的数据uint8_t data = USART1->RDR;// 其他操作}}```3. 中断使能接着需要在初始化函数中使能USART1的中断。

示例代码如下：```cvoid USART1_Init(void){// USART1初始化操作// ...// 使能接收数据寄存器非空中断USART1->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE_Msk;// 使能USART1中断NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);}```通过以上步骤，即可实现32f460的usart1中断函数。

在实际应用中，可以根据具体的应用需求作出相应的调整和完善。

希望以上内容对您有所帮助，如有其他问题欢迎随时交流。

扩写部分：4. 中断优先级设置在32f460的usart1中断函数中，我们还可以设置中断优先级。

中断优先级的设置可以根据具体的应用需求进行调整，以确保系统的稳定性和实时性。

在32f460中，中断优先级可以通过NVIC的相关寄存器进行设置。

示例代码如下：```cvoid USART1_Init(void){// USART1初始化操作// ...// 设置中断优先级为最高优先级NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0);// 使能接收数据寄存器非空中断USART1->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE_Msk;// 使能USART1中断NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);}```通过以上设置，我们可以根据具体需求来灵活调整中断优先级，保证系统的可靠性和实时性。

友台半导体UMW TLP181小型光电耦合器说明书

OFFICE MACHINEPROGRAMMABLE CONTROLLERSAC/DC-INPUT MODULETELECOMMUNICATIONThe UMW MINI FLAT COUPLER TLP181 is a small outline coupler, suitable for surface mount assembly.TLP181 consist of a photo transistor optically coupled to a gallium arsenide infrared emitting diode in a four lead plastic DIP package.•Collector-Emitter Voltage •Current Transfer RatioRank GB •Isolation Voltage•UL Recog nized : 80V(M in.): 50%(Min.): 100%(Min.): 3750V nn s (Min.): UL1577, File No. E4924401: Anode3: Cathode4: Emitter6: CollectorCURRENT TRANSFER RATIOCLASSI-�URRENT TRANSFER RATIO(%)(I r,/ I F)TYPE FICATION I F=5mA, V c E=5V, T a=25°C*1MIN. MAX.(None) 50 600Rank Y 50 150 TLP181 Rank GR 100 300Rank B L 200 600Rank GB 100 600*1 : EX, R ank GB : UM W TLP181 G B MARKIN G OF CLASSIFICATION B LANK, Y, Y曰G,G•,B,B•,GB Y, y■G,G•B,B■G,G•,B,B•,GBMAXIMUM RATINGS (Ta= 25°C)CHARACTERISTICF orward Current目占F orward Current DetatingPulse F orward CurrentReverse VoltageJunction TemperatureCollector-Emitter Voltage恳Emitter-Collector VoltageCollector Current且仁Collector Power Dissipation (1 Circuit) Collector Power Dissipation Derating(1 Circuit Ta�25°0)Junction TemperatureStorage Temperature RangeOperating Temperature Range Lead Soldering TemperatureTotal Package Power DissipationTotal Package Power Dissipation Derating (Ta�25°C) Isolation Voltage(Note 1)SYM B OL I FL1I F / o c l F P V R T j V c EO V ECOI c P cL1P c 1°c T i T stgT 。

煤矿综采工作面高级智能化建设探索与工程实践

炭集团有限责任公司榆家梁煤矿４３２０７智能化综采工作面为典型案例,进一步阐述智能化高
级阶段的多个关键技术问题和实现途径.
关键词煤矿智能化;无人化采煤;采煤截割模板;采煤工艺驱动;综采少人化装备
中图分类号 TD７１３文献标志码 A
Exp
l
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a
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onandeng
i
ne
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i
ngpr
摘要煤矿综采工作面智能化开采建设的目的是为了实现综采作业的无人、智能、高
效作业,由于煤矿综采地质赋存的多样性、复杂性以及采煤工艺与综采装备群的融合度差等
问题,目前我国综采智能化高级阶段的发展较为缓慢,因此对煤矿综采无人化智能开采相关
领域的研究进展进行了研究,对国家能源集团关于井工煤矿智能采煤 “
２
,推动了工作面少人化、
[
８－１０]
了无人化采煤工程实践;三是可视化远程干预控制
技术对无人化采煤模式支撑不足, 在音视频监视、
法支撑综采工作面内常态化无人跟机作业 [１１－１５].
针对以上限制无人化采煤进一步发展的问题,
中国煤炭
第４９卷增刊２
CH
I
NACOAL
２０２３年１０月
Vo
l
４９ No
S２
Oc
t
obe
r ２０２３
★ 智能化建设 ★
引用格式:白正平,赵云飞煤矿综采工作面高级智能化建设探索与工程实践 [
J] 中国煤炭,２０２３,４９ (
S２):
第４９卷

数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展

孙建孟,孙晓娟,迟蓬,等．数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展[J．石油物探,２０２３６２５８０６㊀Ｇ８１９S U NJ i a n m e n g ,S U NX i a o j u a n ,C H I P e n g ,e t a l ．D i g i t a l c o r e s a n d d i g i t a l w e l l b o r e t e c h n o l o g y :A p p l i c a t i o n a n d r e s e a r c h p r o g r e s s [J ]．G e o p h y s i c a l P r o s p e c t i n g fo rP e t r o l e u m ,２０２３,６２(５):８０６㊀Ｇ８１９收稿日期:２０２２Ｇ１２Ｇ１５.第一作者简介:孙建孟(１９６４ ),男,教授,主要从事测井数据处理与解释㊁数字岩心与岩石物理数值模拟等方面的教学和科研工作.E m a i l :s u n Ｇj m＠u pc ．ed u ．c n 基金项目:国家自然科学基金项目(４１３７４１２４,４０５７４０３０,４１５７４１２２,４１８７４１３８,４２１７４１４３,４２００４０９８)和国家科技重大专项(２０１６Z X ０５００６００２Ｇ００４,２０１６Z X ０５０５２００１Ｇ０３,２０１７Z X ０５０３９００２Ｇ００１)共同资助.T h i s r e s e a r c h i s f i n a n c i a l l y s u p p o r t e db y t h eN a t i o n a lN a t u r a l S c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a (G r a n tN o s ．４１３７４１２４,４０５７４０３０,４１５７４１２２,４１８７４１３８,４２１７４１４３a n d４２００４０９８)a n dt h e N a t i o n a lS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y M a j o rP r o j e c t (G r a n tN o s ．２０１６Z X ０５００６００２Ｇ００４,２０１６Z X ０５０５２００１Ｇ０３a n d ２０１７Z X ０５０３９００２Ｇ００１)．数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展孙建孟１,孙晓娟１,迟㊀蓬１,吕馨頔１,张晋言２(１．中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛２６６５５５;２．中石化经纬有限公司,山东青岛２６６０００)摘要:分别从模型构建技术与测井实际应用两方面对数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展进行了介绍.总结了单孔隙介质系统㊁双孔隙介质系统㊁多元多孔结构和多尺度融合的数字岩心建模方法,探讨了数字岩心建模在电学特性㊁声学特性㊁渗流特性和核磁共振特性方面的应用.由于数字岩心技术的建模和数值模拟主要集中在微米级甚者纳米级,探索微观尺度下的岩石物理属性不能有效地解释宏观因素(岩石结构㊁层理㊁裂缝等)对岩石物理属性的影响规律,因此发展了数字井筒建模技术.基于多尺度数字岩心并结合电成像㊁常规测井等多种信息构建三维数字井筒是一门新兴技术.该技术能够在大尺度上反映井周孔隙度的连续变化,结合核磁技术㊁压汞㊁常规测井等信息可应用于电性㊁弹性㊁渗流特性等的模拟,为井震结合提供虚拟测井数据,可用于解释各种微㊁宏观因素对地层岩石物理属性的影响规律,有望成为未来三维测井数据处理与解释的主要辅助工具.关键词:数字岩心;数字井筒;多尺度融合;多种数字岩心构建方法;岩石物理属性;电成像;虚拟测井中图分类号:P ６３１文献标识码:A文章编号:１０００Ｇ１４４１(２０２３)０５Ｇ０８０６Ｇ１４D O I :１０．１２４３１/i s s n ．１０００Ｇ１４４１．２０２３．６２．０５．００２D i g i t a l c o r e s a n dd i g i t a l w e l l b o r e t e c h n o l o g y :A p pl i c a t i o na n d r e s e a r c h p r o gr e s s S U NJ i a n m e n g １,S U N X i a o j u a n １,C H IP e n g １,L V X i n d i １,Z H A N GJ i n ya n ２(１．S c h o o l o f G e o s c i e n c e s ,C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m ,Q i n g d a o ２６６５５５,C h i n a ;２．S i n o p e c M a t r i x C o r p o r a t i o n ,Q i n gd a o ,２６６０００,C h i n a )A b s t r a c t :D i g i t a l c o r e s c a nb eu s e d f o r t h e f i n e c h a r a c t e r i z a t i o n so f r o c k m i c r o s t r u c t u r e s ．C u r r e n t l y ,t h i s t e c h n o l o g y isc r u c i a l f o r a n a l y z i n g r o c km i c r o s t r u c t u r e s a n dr o c k p h y s i c a l p r o p e r t i e s ．G e n e r a l l y ,t h em e t h o d so fm o d e l i n g d i g i t a l c o r e sc a nb ed i v i d e d i n t o p h y s i c a l e x p e r i m e n t a lm e t h o d s ,n u m e r i c a l r e c o n s t r u c t i o nm e t h o d s ,a n d c o m b i n a t i o n f u s i o nm e t h o d s ．I n t h i s s t u d y ,a d i gi t a l c o r e a n d d i g i t a lw e l l b o r e a r e i n t r o d u c e d f r o mt h ea s p e c t so fm o d e l b u i l d i n g a n dw e l l l o g g i n g a p p l i c a t i o n s ．T h ed i g i t a l c o r em o d e l b u i l d i n g m e t h o d s f o r s i n g l e Ｇa n dd o u b l e Ｇp o r em e d i u ms y s t e m s ,m u l t i p o r o u ss t r u c t u r e s ,a n d m u l t i s c a l e f u s i o na r es u mm a r i z e d ．T h ea p p l i c a Ｇt i o n s o f d i g i t a l c o r em o d e l i n g i ne l e c t r i c a l ,a c o u s t i c ,s e e p a g e ,a n dn u c l e a rm a g n e t i c r e s o n a n c e p r o pe r t i e sa r ed i s c u s s e d ．B e c a u s e t h e m o d e l i n g a n dn u m e r i c a l s i m u l a t i o n s u t i l i z e d i n t h e d i g i t a l c o r e t e c h n o l o g y a r em o s t l y co n c e n t r a t e d a t t h em i c r o o r e v e nn a n o l e v e l ,e x p l o r i n g t h e p e t r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s a t t h em i c r o s c a l e c a n n o t e f f e c t i v e l y e x pl a i nt h e i n f l u e n c eo fm a c r o f a c t o r s (r o c ks t r u c t u r e ,s t r a t i g r a p h y ,f r a c t u r e s ,e t c ．)o n t h e p e t r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s ．N o t a b l y ,t h e d i g i t a l w e l l b o r em o d e l i n g t e c h n o l o g y i s a n e m e r g i n gt e c h Ｇn o l o g y a d o p t e d t o c o n s t r u c t t h r e eＧd i m e n s i o n a l d i g i t a l w e l l b o r e s b a s e d o nm u l t i s c a l e d i g i t a l c o r e s c o m b i n e dw i t h e l e c t r i c a l i m a g i n g, c o n v e n t i o n a l l o g g i n g,a n do t h e r i n f o r m a t i o n．T h i s t e c h n o l o g y,c o m b i n e dw i t hn u c l e a rm a g n e t i c t e c h n o l o g y,m e r c u r yp r e s s u r e,c o nＧv e n t i o n a l l o g g i n g,a n d o t h e r i n f o r m a t i o n,c a n r e f l e c t c o n t i n u o u s c h a n g e s o fw e l l p e r i p o r o s i t y o n a l a r g e s c a l e．M o r e o v e r,i t c a n b e a pＧp l i e d t o t h e s i m u l a t i o n s o f e l e c t r i c a l,e l a s t i c,a n d s e e p a g e c h a r a c t e r i s t i c s a n d p r o v i d e v i r t u a l l o g g i n g f o rw e l l s e i s m i c c o m b i n a t i o n s, w h i c hc a nb eu s e d t o e x p l a i n t h e i n f l u e n c e o f v a r i o u sm i c r o a n dm a c r o f a c t o r s o n t h e p e t r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f t h e f o r m a t i o n．I t i s a l s o e x p e c t e d t o s e r v e a s t h em a i na u x i l i a r y t o o l f o r t h e p r o c e s s i n g a n d i n t e r p r e t a t i o no f t h r e eＧd i m e n s i o n a l l o g g i n g d a t a i n t h e f uＧt u r e．K e y w o r d s:d i g i t a l c o r e,d i g i t a lw e l l b o r e,m u l t iＧs c a l e,m u l t i p l ed i g i t a l c o r e c o n s t r u c t i o nm e t h o d s,p e t r o p h y s i c a l p r o p e r t i e s,e l e c t r i c a l i m a g i n g,v i r t u a lw e l l l o g g i n g㊀㊀石油是工业发展的命脉,随着工业化㊁信息化高速发展,我国对油气资源的需求与日俱增.同时,伴随着降低石油消费对外依存以满足国家能源安全的需要,加大国内油气勘探与开发变得尤为重要[１].目前,如页岩㊁碳酸盐岩㊁致密砂岩等非常规储层成为油田勘探与开发的核心[２].但是,非常规储层岩石结构与岩性复杂㊁物性变化大㊁非均质性强,常规物理实验无法对储层微观参数进行定量研究,不利于后续岩石宏观物理属性的研究[３Ｇ４].国外数字岩心的发展起源于渗流机理模拟.反映岩石微观结构的孔隙模型由１９５６年F A T T提出的毛细管模型逐渐发展到随机孔隙网络模型,再发展到数字岩心模型[５].这些岩石微观模型经历了由简单到复杂的发展过程,经过不断地发展完善逐渐接近岩石的真实微观结构.基于三维数字岩心的岩石物理数值模拟称之为数字岩石物理实验[６].经过十几年的研究与发展,初步形成一套完整的数字岩心数据处理及模拟分析软件,该软件可进行C T图像处理㊁过程法建模㊁模拟退火建模㊁孔隙网络分析㊁驱替模拟㊁电性模拟㊁弹性模拟㊁多尺度数字岩心存储㊁渗流模拟以及核磁模拟等.由于数字岩心技术对地层参数受采集到的离散岩心的限制,井筒的尺寸与单个岩心的尺寸存在较大差异,因此无法在井筒尺度下获得不同深度的连续性参数[７].目前,关于数字井筒研究较少, 数字井筒概念最早由国外研究中心Z HA N G等[８]提出.该团队通过融合微米分辨率的岩心C T数据和毫米分辨率的电成像数据,形成了较为完整的数值模拟虚拟岩石构建方法流程.国内对数字井筒的研究还处于起步阶段,在已有数字岩心建模方法的基础上,借鉴地质建模的研究思路并结合多尺度的数字岩心建模㊁测井电成像和常规测井数据等,构建了大尺度的三维数字井筒模型.本文分别从模型构建技术与测井实际应用两方面对数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展进行介绍.总结单孔隙介质系统㊁双孔隙介质系统㊁多元多孔结构和多尺度融合的数字岩心建模方法,探讨数字岩心建模在电学特性㊁声学特性㊁渗流特性和核磁共振特性方面的应用并展望了未来发展前景.１㊀数字岩心建模技术数字岩心建模方法分为物理实验方法㊁数值重建方法和组合融合法３类[９Ｇ１０].物理实验方法主要包括序列切片成像法㊁激光扫描共振聚焦扫描法㊁X射线C T扫描法等,此类方法是利用高精度实验仪器(如C T成像扫描仪㊁扫描电镜和高倍光学显微镜等)获取岩心的二维图像后进行三维重建,最终获得三维数字岩心[５,９,１１].数值重建方法包括过程法㊁多点地质统计法㊁高斯模拟法㊁模拟退火法㊁马尔可夫链蒙特卡洛法和顺序指示模拟法等.此类方法通过对岩心二维图像等少量资料的分析提取建模相关信息,采用重建算法建立数字岩心[６,９,１２Ｇ１３].此类方法不仅建模速度快,并且建立的岩心具有良好的孔隙连通性.数字岩心建模技术可概括为以下４类针对性技术.１)针对致密砂岩和低阻砂岩等单孔隙介质系统,常用C T扫描方法[１４Ｇ１５]㊁C T扫描方法结合压汞技术和核磁共振技术[１６]㊁顺序指示建模方法[１７] (S I S I M)㊁过程法[１８]等进行分析研究.X射线C T扫描技术是研究岩心孔隙结构的主要手段之一,该方法可以较好的表征孔隙喉道特征,但X射线微米C T建立的三维数字岩心受扫描分辨率的影响,无法准确识别非常规储层的连通性和孔隙度,从而导致实验结果与数值模拟结果相差较大.虽然纳米C T的扫描分辨率在几十到几百纳米,可以反映出岩石孔隙信息,在一定程度上弥补了X射线微米C T扫描的不足,但７０８第５期孙建孟等．数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展是纳米C T扫描岩样的尺寸在几十微米,扫描岩样尺寸很小,不仅样品制备较为困难㊁扫描费用昂贵,并且对于非均质岩心样品不具备代表性.为了更好地反映岩心真实的微观孔隙结构,姜黎明等[１６]提出了一种高分辨率三维数字岩心建模的方法.该方法根据岩心的核磁与压汞曲线获得岩心孔隙喉道分布,构建随机孔隙网络模型,离散化后与X射线C T数字岩心多尺度融合得到高分辨率三维数字岩心.２)针对碳酸盐岩㊁火成岩和变质岩等裂缝性储层双孔隙介质系统,裂缝发育段取心代表性差和无法取心的困难,发展了裂缝网络施加技术.２０１４年,张丽艳等[１９]提出将基质数字岩心与三维裂缝网络叠加的裂缝网络三维数字岩心建模方法(图１).该方法基于C T扫描或数值的方法建立三维数字岩心,利用随机方法建立分形离散裂缝网络并将其离散化后与基质数字岩心逐个体素叠加,最终建立裂缝网络数字岩心[１９].图１㊀裂缝网络三维数字岩心构建方法[１９]㊀㊀３)针对页岩特殊的多元多孔结构特征,且孔隙很小,以纳米级孔隙为主,而普通的X射线C T扫描仪的分辨率通常为微米级,难以反映页岩纳米级孔喉的分布[２０],泥页岩储层常用聚焦电子离子双束扫描电镜(F I BＧS E M)方法进行分析[２１].F I BＧS E M属于双束系统[１８].典型的双束系统是由一道垂直的电子束与一道倾斜的离子束组成.F I BＧS E M首先用F I B磨削一个沟槽,对沟槽表面用S E M成像,然后用F I B移除一定厚度的薄层,接着再用S E M成像,重复这个过程直到产生一系列连贯的S E M图像.F I BＧS E M方法步骤为:①F I BＧS E M图像扫描;②对图像进行滤波处理;③图像配准;④角度矫正;⑤阴影矫正;⑥三维重建.孙亮等[２２]利用F I BＧS E M三维成像表征技术和数字岩心技术,进行连通域检测㊁连通域形态分析㊁连通域分类㊁量化连通性参数及联通数字模型提取等.赵岩龙等[２１]对页岩进行F I BＧS E M扫描图像,利用B P神经网络分割法㊁改进的四参数随机生长法(Q S G S)和二维布朗运动模型构建了具有裂缝基质孔隙双重介质的三维数字岩心.４)多尺度融合处理分析.目前,数字岩心的构建研究较多的是对岩心孔隙的构建,单一分辨率的数字岩心模型无法完整描述岩心不同尺度结构信息,需８０８石㊀油㊀物㊀探第６２卷要综合多种尺度的信息对岩心结构进行描述.２０１３年,K H A L I L I 等[２３]进行了碳酸盐岩的多尺度成像和升尺度模拟.J I A N G 等[２４]将不同尺度孔隙网络集成到一个包含所有尺度的单一网络中,揭示了多尺度孔隙系统对岩石微观渗流特性的影响.王晨晨等[２５]利用图像叠加的方法构建了双孔隙的碳酸盐岩数字岩心模型.G E R K E 等[２６]提出一种能够将多尺度空间信息融合的通用技术,并用随机生成的二维图像重构出二维多尺度页岩图像.２０１７年,崔利凯等[２７]通过矿物和C T 扫描实验结合,利用图像配准方法将不同分辨率下的岩心扫描图像进行空间配准,按照分辨率从高到低的顺序进行孔隙分割及骨架矿物分割,构建了多尺度多组分数字岩心模型(图２).L I U 等[２８]使用C T ,E n e r g y D i s p e r s i v eS E M 和S E M i m a ge s t i l e s (MA P S )技术,研究了从厘米级到纳米级的孔隙结构,应用图像配准㊁分割和聚类标记算法构建了多矿物组分数字岩心;C U I 等[２９]通过对不同分辨率的砂岩岩心图像进行配准和跨尺度关联分割,构建了砂岩的多尺度多组分数字岩心.近年来,深度学习方法已被运用到多尺度数字岩心建模[３０],例如C T 图像的超分辨率技术.超分辨率卷积神经网络(S R C ＧN N )[３１],增强深度超分网络(E D S R )[３２],以及超分辨率生成对抗网络(S R G A N )[３３],循环生成对抗网络(C yc l e G A N )[３４]被用来提升C T 图像的分辨率,由此可进一步构建同时具备大视域和高分辨率的多尺度数字岩心.图２㊀砂岩样品多尺度多组分数字岩心模型[２７]２㊀数字岩石物理及应用进展２．１㊀电性模拟及应用电性不仅取决于孔隙空间中的流体分布和流体性质,还取决于岩石微观结构特征.由于岩石物理实验无法定量控制㊁观察和计算上述微观因素,因此难以研究微观因素对电性的影响.数值模拟在此方面可以起到很好的补充作用.岩石微观结构描述是岩石物理数值模拟的基础,决定了数值模拟的精度.利用数字岩心进行岩石导电特性的数值模拟有孔隙网络模型㊁基尔霍夫节点电压法㊁格子玻尔兹曼法[３５]和有限元法[３６]等.基于数字岩心建模可考察水膜厚度㊁润湿性㊁微孔隙㊁泥质㊁导电矿物㊁地层水矿化度等微观电性的影响[３７].L I U 等[３８]利用数学形态中的开运算模拟了岩石的油水驱替过程,以及不同含水饱和度下油水在孔隙空间的分布(图３).利用数值形态学算法确定不同含水饱和度的流体分布后,再用有限元法计算岩石的电阻率,为岩石电性数值模拟提供一种新方法.聂昕等[３６]将碳酸盐岩中各种宽度与角度不同的裂缝加入分形布朗运动算法中结合X ＧC T 扫描构建了含有裂缝的三维数字岩心模型,利用数学形态法对油水分布进行模拟,同时利用有限元法模拟其导电性,研究了裂缝宽度对地层因素㊁电阻率增大系数影响以及裂缝角度对储层导电的影响.Z H A O等[３９Ｇ４０]在三维数字岩心的基础上结合有限元法探究裂缝宽度和裂缝角度对电性的影响规律以及电性各向异性特征,并探究层状砂泥岩数字岩心的电性特征.D O N G 等[４１]利用分布数值模拟方法构建了水合物数字岩心模型,该模型能够有效反映出水合物的分布特征和电阻率特征.９０８第５期孙建孟等．数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展图３㊀不同含水饱和度下水湿岩石的流体分布㊀㊀２．２㊀饱和度模拟及应用阿尔奇饱和度模型是目前最常用的饱和度模型,它将孔隙度测井与电阻率测井两大方法联系起来.但是,随着油田开发,近年来低孔隙度㊁低渗透率储层以及致密储层均存在非阿尔奇现象,为克服该问题,孙建孟等[４２]提出了一种三组分自动混联导电饱和度模型(图４)的建立方法.该方法突破以往含水饱和度侧重并联导电的思维,提出岩石中同时存在串联和并联,并且是自动耦合导电,更加接近于实际,有效避免了非阿尔奇现象造成含水饱和度计算不准的现象[４２Ｇ４３].图４㊀３组分自动混联导电模型等效的物理模型[４２]针对砂泥岩薄互层内部沉积结构特征,将储层看作多个不同岩性薄层交互分布的层状介质,考虑层间耦合与层内泥质的共同导电效应,张晋言等[１２,４４]提出一种横向㊁纵向双泥质指示因子导电等效模型,由此建立砂泥岩薄互层饱和度计算模型(图５).该模型更加接近岩石的真实导电情况,有效解决了砂泥岩薄互层特征造成含水饱和度计算不准确的问题.图５㊀砂泥岩薄互层导电模型２．３㊀弹性模拟及应用岩石的弹性模量受颗粒形状㊁颗粒分选性㊁压实作用㊁胶结作用㊁裂缝㊁孔隙流体等微观因素的影响.岩石弹性模量微观数值模拟方法有声格子方法㊁有限元方法和旋转交错网格有限差分方法等[１０].岩石的微观结构可以从数字岩心模型中得到.根据各分量的体积模量和剪切模量,可以采用基于三维数字岩心模型的有限元法计算出岩石的弹性模量.对于给定的数字岩心模型,沿主应力方向和切应力方向施加宏观应力,利用快速共轭梯度法使系统中的弹性自由能E n 最小以此来求得所产生应变的平均应力,最终得到三维数字岩心的有效弹性模量[４５].２０１２年,姜黎明等[４６]基于有限元法研究了纵横波速度㊁拉梅常数㊁０１８石㊀油㊀物㊀探第６２卷泊松比㊁弹性模量随含水饱和度的变化规律.２０１５年,赵建鹏[４７]利用有限元法计算了裂缝性岩心和层状岩心的弹性特征.２０２０年,孙建孟等[２９]基于多尺度㊁多组分数字岩心模型结合有限元法和等效介质理论计算了单相流体饱和岩石与双相流体饱和岩石在细尺度和粗尺度下的弹性参数,将数字岩心的应用从毫米级扩展到了厘米级.图６为单相流体饱和情况下,利用有限元模拟数字岩心的体积模量和剪切模量与实验结果对比.A N D HUMO U D I N E等[４８]基于数字岩心和有限元方法得到了煤的有效弹性模量.图６㊀有限元模拟数字岩心弹性模量与实验对比㊀㊀目前基于数字岩心的弹性等效建模多集中于静态模量数值模拟,该方法属于间接类方法,适用于砂岩等组分单一㊁较为均匀的岩石样本.对于复杂的非均质岩石样本则应来用动态模量数值模拟方法,此类方法属于直接类方法.基于数字岩心中波的传播响应特征的动态模量等效数值模拟方法可直接求取弹性参数.数值模拟一般使用有限元方法,其步骤可概括为前处理㊁单元分析㊁施加边界条件㊁方程求解和后处理５个方面.S A E N G E R等[４９]提出了波动方程旋转交错网格计算随机裂缝介质的弹性参数,并在砂岩的数字岩心建模的基础上详细比较了动㊁静态两种方法弹性等效数值建模结构[５０],提出动态方法考虑了波传播时引起的流动效应及其对有效弹性参数的影响[５１].简世凯等[５２]利用矿物组分等效模量法计算各类矿物的弹性模量并采用不分裂卷积完全匹配层(C P M L)旋转交错网格有限差分法模拟不同压力下弹性波在数字岩心中的传播,以未加压的数字岩心为参考模型,计算不同压力下弹性波走时的平均时间差,进而估算出各压力点的数字岩心等效速度.朱伟等[５３Ｇ５４]将本构方程与运动方程结合构成二阶位移应力格式的波动方程,在设定周期性边界条件下利用二阶旋转交错网格有限差分方法求解波动方程中位移㊁速度㊁应变㊁应力参数,即分别求解网格内对角线和坐标方向的差分,获取网格中心位置的差分,可计算网格中心位置的应变和应变率,此外利用本构方程可求解网格中心位置的应变.通过计算模拟过程中获取的应力率和应变率的傅里叶变换比值来获取复纵波模量进一步获得纵波速度和逆品质因子,同时还提出了基于数字岩心的宽频带动态应力应变模拟方法来表征复杂非均质含裂缝致密岩石跨频段挤喷流效应引起的速度频散与衰减特性,利用数值模拟表述了控制挤喷流效应的主控因素,同时计算了非均匀含流体多孔岩石发生周期性拉伸应变的位移场和孔隙压力增量场.龙腾等[５５]利用跨频段的岩石物理实验对不同孔隙类型的碳酸盐岩样品进行测量,建立可解释裂缝型㊁孔洞型㊁裂缝孔隙型的碳酸盐岩在测量频段的频散.类似地,电性也可进行动态特性分析,由此可深入研究声电频散现象,这方面研究国内还处于起步阶段.２．４㊀渗透率模拟及应用在储层评价中渗透率是非常重要的参数之一.井的数量㊁井间距的确定和地面油管设施的设计都离不开渗透率的准确获取[５６].但渗透率参数无法通过测井直接获取且难以计算,尤其是对于孔隙结构多样㊁非均质性强等复杂储层条件下,获取准确的渗透率尤为困难.储层类型不同,渗透率模型也存在差异.数字岩心可以获取岩石的微观结构,为渗透率的准确计算提供了可能.基于数字岩心获取微观孔隙空间的孔隙网络模型可对孔隙结构进行定量表征.闫国亮[５７]构建了三维裂缝网络数字模型,在此基础上,采用孔隙级流动模拟理论方法进行微观渗流模１１８第５期孙建孟等．数字岩心和数字井筒技术研究与应用进展拟,分别探究了孔隙结构㊁岩石骨架性质和裂缝性质对绝对渗透率和相对渗透率的影响规律,此外,还分别研究了配位数㊁孔隙半径㊁孔喉形状因子㊁孔喉半径和喉道半径对绝对渗透率和相对渗透率的影响.黄宏等[５８]针对碳酸盐岩储层的特点,通过数字岩心实验以及压汞㊁核磁共振等配套的岩石物理实验建立了基于多重孔隙耦合作用的渗透率计算的新模型.隋微波等[５９]在数字建模的基础上分别利用NＧS方法与孔隙网络模型法计算岩石的绝对渗透率.基于数字岩心的两相渗流模拟最早是基于孔隙网络模型[６０].近年来,基于格子玻尔兹曼方法[６１]㊁通过数值方法求解NＧS方程模拟方法[６２]㊁界面追踪方法[６３]等两相渗流方法迅速发展.界面追踪法包括水平集法[６４Ｇ６５]㊁相场法[６３]和流体体积法[６６].赵玉龙等[６４]在数字岩心的基础上,提取连通孔隙结构并建立非结构化四面体网络模型,结合水平集法与NＧS 方程,建立低渗砂岩中气水两相流模型,结合有限元法求解气水驱替过程中两相数字模型,研究低渗砂岩气水两相流动中的水驱气过程㊁残余气分布特征㊁润湿性对两相流的影响以及并联通管道中的窜流特征.２．５㊀核磁响应模拟及应用核磁共振实验是无损检测岩石物性和含油特征的重要手段.通过利用氢原子核与磁场相互作用发生共振测量岩石孔隙流体的核磁弛豫特性提供有关岩石孔隙度及其分布㊁渗透率㊁流体性质及含量等信息[６７].目前,随机行走算法用于核磁共振T２谱的微观尺度模拟,该算法是通过模拟粒子的随机行走获得磁化强度衰减曲线,然后再通过解谱方法最终得到核磁共振T２谱.闫伟超等[６８]基于数字岩心技术,并根据核磁共振弛豫基质提出一种估算砂岩核磁共振横向弛豫(T２)谱的新方法.该方法有助于研究粒度分布㊁孔隙结构等对岩石核磁共振的影响.T A N等[６９]进行了一维核磁共振和二维核磁共振数值模拟研究,并探究了不同压实程度和不同含水饱和度条件下核磁共振微观响应.张少华等[７０]对复杂油水层开展了核磁共振长短等待时间(双TW)观测模式下饱含油水储层的弛豫机理研究,推导出双TW下回波串差与流体体积及其弛豫性质的理论公式,并利用遗传算法进行非线性反演,而后得到储层中流体的横纵向弛豫时间,基于反演结果最终计算得到冲洗带含油体积和含油饱和度.二维核磁共振(２D NM R)是在对横向弛豫时间观测的基础上对横向弛豫时间T１㊁流体扩散系数D㊁内部磁场梯度G等参数进行观测[７１].在核磁测井中,由于岩石骨架与孔隙之间磁化率不同会在孔隙空间产生内部磁场梯度,导致孔隙流体的核磁共振横向弛豫产生额外的扩散弛豫,加速回波串的衰减.傅少庆等[７２]提出一种基于二维核磁共振方法(T２i n t,D)计算饱和油水两相流体孔隙介质中内部磁场梯度;谢然红等[７３Ｇ７４]利用随机游走方法结合多回波串联合反演方法反演获得了砂岩的DＧT２分布和T１ＧT２分布并研究致密砂岩储层中的受限扩散现象.谭茂金等[７１]针对梯度场下的二维核磁共振测井弛豫机理和数学模型,提出基于非负最小二乘法(L S Q R)和截断奇异值分解法(T S V D)的混合算法.胡法龙等[７５]利用多回波联合反演技术获得孔隙流体弛豫扩散的二维核磁共振信息,用以识别复杂储集层流体性质.３㊀数字井筒构建及应用进展数字岩心技术的建模和数值模拟多集中在微米级甚者纳米级,探索微观尺度下的岩石物理属性,不能有效地解释宏观因素(岩石结构㊁层理㊁裂缝等)对岩石物理属性的影响规律.基于数字岩心建模在国内首次构建了百米连续组分的三维数字井筒,首创了基于数字井筒三维数据体的测井响应机理模拟分析方法,为储层参数精细评价㊁疑难储层诊断提供新技术手段.三维数字井筒构建步骤[７,７６]为:①岩相划分,通过目标井电成像图像的岩心观察分析并结合测井解释结论获得研究区域的分层㊁裂缝㊁岩相划分等资料;②电成像图像空白带填充,应用多点地质统计学F i l t e r s i m算法对电成像图像空白带进行填充,形成完整的井壁图像;③电成像刻度为孔隙度图像,依据阿尔奇公式,将经过浅侧向电阻率标定的电成像电阻率转换成视孔隙度,经孔隙度刻度后统计孔隙度频率,可以生成井周视孔隙度谱;④二维电成像图像调整为三维柱面,以双井径作为井筒控制参数将二维电成像孔隙度图像卷成三维柱面,其尺度和井眼尺度相匹配;⑤利用多点统计S n e s i m 算法,构建所选岩相的数字地层;⑥钻取与测井深度相匹配的三维数字井筒.３．１㊀数字井筒孔隙度及矿物模型构建肖飞等[６]在精细划分地层的基础上构建了整体井筒的几何模型.该数字井筒模型为规则的体素模型,并将网格划分㊁体素分辨率及电成像分辨率三者２１８石㊀油㊀物㊀探第６２卷。

挤压旋转的橡胶辊滞后生热温度场分析

２挤压对滚的钢橡胶辊的力学场仿真
钢辊,直径为６５ mm,长度为３０ mm;下部为橡胶
号
:/
/
图１应力应变随时间变化关系
进行试验验证.
tr
ww
w.
中
应力与应变关系如图１所示,滞后损失回路
即滞后圈如图２所示.
将计算出的生热率对橡胶辊进行稳态热分析,再
cm
式中,
t 为时间,
s;
ω 为角速度,
r
ad/s;
ε０为应变振幅;
σ０
为应力振幅;
δ 为滞后损失相位差.
me
s
橡胶辊的应力应变的变化规律,并进行损耗计算,
em
机
国
橡胶辊运用解耦的方法,先进行力学场仿真,找到
(
１)
}
σ(
t)＝σ０s
i
n(
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t＋δ)
(
５)
or
[
１１]
表述应力σ(
t)与应变ε(
２０１９．
０１８．
０１２
or
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械
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深入理解STM32定时器中的输入捕获滤波器

我不理解官方的说明，在网上搜了老半天，基本都是下面这几句话: 1）当滤波器连续采样到 N 次个有效电平时，认为一次有效的输入电平。 2）该数字滤波器实际上是个事件计数器，它记录到 N 个事件后会产生一个输出的跳变。例如：当 f(CK_INT) = 72MHz, CKD[1:0] = 01 时，选择 f(DTS) = f(CK_INT)/2 = 36MHz; 而 ETF[3:0] = 0100,则采样频率 f(SAMPLING) = f(DTS) / 2 = 18MHz, N = 6, 此时高于 3MHz 的信号将被这个滤波器滤除，这样就有效地屏蔽了高于 3MHz 的干扰。看了这些说法，我还是不理解这个数字滤波器到底是如何工作的，问题如下：问题 1：当滤波器连续采样到 N 次个有效电平时，是输出这个电平？还是输出一个跳变？问题 2：当滤波器没有连续采样到 N 次个有效电平时，输出是的什么？带着这两个问题，我们来分析一下，下面以 TIM3 为例：首先可以肯定输入捕获过程如下：详细信息见参考手册中的 14.2 节，通用定时器框图 TIM3_CH1(PA.6) ----> TI1( 外部信号 ) -------> 输; IC1( 滤波器输出信号 ) -------> 输入捕获预分频器 IC1PSC[1:0] ----> 捕获/比较 1 寄存器 CCR1 从上面的过程可以知道， 1）发生输入捕获所需要的跳变沿是由滤波器输出产生的。 2）滤波器和预分频器可软件编程，如果 IC1F[3:0] = 0x0，则滤波器全通，即 TI1 和 IC1 是同一个信号。借助这两点分析，我假设的滤波器的工作原理是：问题 1 猜测答案：当滤波器连续采样到 N 次个有效电平时，就输出这个有效电平。问题 2 猜测答案：当滤波器没有连续采样到 N 次个有效电平时，再从 0 开始计数，输出一直保持上一次输出的有效电平。例如：滤波器上一次输出是高电平，本次连续采样到 N-1 个高低平，但第 N 是个低电平，那么滤波器仍然保持上次输出的高电平，并重新开始计数，记录 1 次低电平，如果在其后采样的 N-1 个也是低电平，此时滤波才输出低电平，于是一个下降沿才出现在 IC1 上。举例：如果我们产生一个 f = 1MHz 的占空比为 50%的方波信号，滤波器的采样频率 f(SAMPLING) = 18MHz，那么如果滤波器要想监测的 1MHz 信号，并且滤除高频干扰，则理论上 N <= 9 ，即 f(SAMPLING) / N >= 2 * f，这让我想起了《信号与系统》中的“奈圭斯特采样频率”。

Pepperl+Fuchs 1U 超声传感器 UC800-F77S-IU-IO-V31 数据表说明书

1Ultrasonic sensorUC800-F77S-IU-IO-V312R e l e a s e d a t e : 2019-10-16 15:30D a t e o f i s s u e : 2019-10-17261248_e n g .x m lGermany: +49 621 776 1111Pepperl+Fuchs Group Refer to "General Notes Relating to Pepperl+Fuchs Product Information".USA: +1 330 486 0001Singapore: +65 6779 9091 fa-info@ fa-info@fa-info@CCC approvalCCC approval / marking not required for products rated ≤36 VDimensionsElectrical ConnectionPinout3.2233.2ø3.2332225311417M8 x 1914.6M 18 x 1813L+124L-3Analog output/IO-Link Interface Synchronization**if not used connect to ground (0V)13241 BN 2 WH 3 BU 4BKWire colors in accordance with EN 60947-5-2(brown)(white)(blue)(black)Additional InformationNear limit (SP 1)Far limit (SP 2)Analog output modesRising rampFalling ramp3R e l e a s e d a t e : 2019-10-16 15:30D a t e o f i s s u e : 2019-10-17261248_e n g .x m lDescription of Sensor FunctionsAdjustment possibilitiesThe sensor features an analog output with 2 programmable limits. Programming the limits, the output mode, the output type and the beam width can be done in two different ways:-Using the sensor’s programming button-Using the IO-link interface of the sensor. This method requires an IO-link master (e.g. IO-link-Master02-USB) and the associated software.The download link is available on the product page for the sensor at www.pepperl-fuchs.de SynchronizationThe sensor features a synchronization input for suppressing ultrasonic mutual interference (…cross talk“). The following synchronization modes are available:1.Automatic multiplex mode.2.Automatic common mode3.Externally controlled synchronization Further Documentation-For information on programming via programming button and synchronisation you may refer to the commissioning instruction.-For detailed information on application and programming via IO-Link we provide a manual.IO-Link master, supply via USB port or separate power supply, LED indicators, M12 plug for sensor connectionV31-GM-2M-PVCFemale cordset single-ended, M8, 4-pin, PVC cable V31-GM-1M-PVC-V1-GOMH-ML7-01Mounting aid for ML7 and ML8 series, Mounting bracket OMH-ML7-02Mounting aid for ML7 and ML8 series, Mounting bracket。

STC单片机内部EEPROM的应用

TX-1C开发板学习单片机内部EEPROM的应用STC89C51、52内部都自带有2K字节的EEPROM，54、55和58都自带有16K字节的EEPROM，STC单片机是利用IAP技术实现的EEPROM，内部Flash擦写次数可达100，000 次以上，先来介绍下ISP与IAP 的区别和特点。

知识点：ISP与IAP介绍ISP：In System Programable 是指在系统编程，通俗的讲，就是片子已经焊板子上，不用取下，就可以简单而方便地对其进行编程。

比如我们通过电脑给STC单片机下载程序，或给AT89S51单片机下载程序，这就是利用了ISP技术。

IAP：In Application Programable 是指在应用编程，就是片子提供一系列的机制(硬件/软件上的)当片子在运行程序的时候可以提供一种改变flash数据的方法。

通俗点讲，也就是说程序自己可以往程序存储器里写数据或修改程序。

这种方式的典型应用就是用一小段代码来实现程序的下载，实际上单片机的ISP功能就是通过IAP技术来实现的，即片子在出厂前就已经有一段小的boot程序在里面，片子上电后，开始运行这段程序，当检测到上位机有下载要求时，便和上位机通信，然后下载数据到存储区。

大家要注意千万不要尝试去擦除这段ISP引导程序，否则恐怕以后再也下载不了程序了。

STC单片机内部有几个专门的特殊功能寄存器负责管理ISP/IAP功能的，见表1。

表1 ISP/IAP相关寄存器列表ISP/IAP从Flash读出的数据放在此处，向Flash写入的数据也需放在此处。

ISP_ADDRH：ISP/IAP操作时的地址寄存器高八位。

ISP_ADDRL：ISP/IAP操作时的地址寄存器低八位。

ISP_CMD：ISP/IAP操作时的命令模式寄存器，须命令触发寄存器触发方可生效。

命令模式如表2所示。

表2 ISP_CMD寄存器模式设置程序在系统ISP程序区时可以对用户应用程序区/数据Flash区(EEPROM)进行字节读/字节编程/扇区擦除；程序在用户应用程序区时，仅可以对数据Flash区(EEPROM)进行字节读/字节编程/扇区擦除。