光电信息技术在特种设备上的应用探讨

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摘 要 在人类文明的发展进程上，20世纪被称为电子时代，而21世纪则被称为光电信息时代，一个世界性的“光谷”正在产生并发展着。在全球高度重视科学技术发展的同时，光电信息技术也被提升到了一个备受瞩目的高度。光电信息技术不仅有助于各国的国民经济的发展，提高国家综合实力，而且光电技术在一些特种设备的使用领域也发挥了至关重要的作用。在我国，特种设备的使用涉及到很多行业，人们在日常工作中往往会因为特种设备的落后或者设计不合理而酿成一些错误。光电信息技术的迅猛发展以及在特种设备上的合理应用恰恰合理的解决了很多生产及安全问题。同时光电信息技术在特种设备上的应用使得一些特种设备具备了质量高成本低等特点，因此，光电信息技术在特种设备上的应用问题已成为光电信息时代最值得探讨的话题之一。

【关键词】光电信息技术 特种设备 应用

上世纪以来，以光电信息技术为核心的光电子产业热潮席卷全球，我国在与世界科学接轨的进程中也对光电信息技术有了高度的认识。近年来，我国光电信息技术产业迅猛发展，以每年20%的速度递增。我国光电信息技术在电子材料、器件、工艺和特种设备的应用等方面实现了飞跃发展，奠定了坚实的技术基础并且取得了一批高水平的研究结果。随着产品的不断更新换代以及加速推广光电信息技术的应用，越来越多的特种设备开始运用光电信息技术，以便于使产品的性能和安全程度以及技术的改进等方面可以有全面的提升。

1 基本理论

众所周知，光子和电子是当今和未来信息社会两个最重要的微观信息载体，现在的我们迎来了一个光子与电子交相辉映的新时代。光电信息技术依托于成熟的电子技术，与其他高科技如特种设备等技术交叉渗透，成为特种设备使用过程中的先导和核心。随着国内光电信息技术水平的不断发展，尤其是在一些高尖端领域的应用，在工艺、技术、操作水平大幅度提升的基础上，特种设备的应用现状也有了根本性的改变。

1.1 光电信息技术的基本概念

随着人类科技文明水平的不断提高，信息技术、新材料技术、新能源技术、生物技术、空间技术、海洋开发技术被科学界誉为六大高技术群体，而其中的光电信息技术更是人类发展进程中的重大突破。人们对光的认识来源于生活中的视觉印象，但是在科学领域中对光电信息技术有着更为严格的定义。光电信息技术是由光学、光电子、微电子、超声波等技术结合而成的多学科综合信息技术，涉及光信息的辐射、传播、探测以及光信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。光电信息技术是对光波段的开拓和利用，是信息技术产业革命的一个重要产物。光不仅是自然生物生命能量的重要来源，也是人类生活中信息接收的重要来源。随着光电信息技术的发展，光电信息技术的应用已然成为影响国民经济水平和人民生活水平的重要因素。因此，在我国众多行业中的特种设备的使用上，人们也越来越重视光电信息技术的应用。

1.2 特种设备的基本概念

特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场内专用机动车辆。其中锅炉、压力容器、压力管道为承压类特种设备；电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施为机电类特种设备。由此不难得知，特种设备的使用与人们的日常生活息息相关，随着光电信息技术的发展，一些行业如传统设备制造业、医疗行业、化学品行业等等诸多行业中的特种设备都应用了光电信息技术。光电信息技术在特种设备中的应用也成为许多制造厂商关注的热点话题之一。

1.3 光电信息技术在特种设备上应用的现状

在特种设备的使用过程中，使用单位对使用作业的各流程和步骤的了解是必不可少的。但是近年来，随着各行业对特种设备使用量的增多，部分不先进的特种设备的使用也给各单位带来了一些安全问题和隐患。比如，2013年吉林宝源丰禽业有限公司由于对锅炉的使用不当而导致的爆炸事故，造成了重大经济损失及人员伤亡。由此可以看出，特种设备的安全使用已成为一个企业在生产经营活动中亟需解决的问题。光电信息技术在一些行业使用的特种设备上的应用恰恰很好的解决了这些安全隐患问题，并且提高了特种设备的使用效率。所以，特种设备使用者应更多的了解如何在特种设备上更合理的应用光电信息技术。

2 光电信息技术在特种设备上的应用举例

随着我国光电信息技术在特种设备上的应用逐渐增多，一些由于特种设备落后或是设计不合理而引发的问题也随之得到了解决。光电信息技术可谓是特种设备应用的福音，下面笔者就不同行业中光电信息技术在特种设备上应用的例子逐一进行说明。

2.1 医疗行业光电信息技术在特种设备上的应用

医疗行业是与人们日常生活关联最大的行业，在此行业中有很多地方需要用到特种设备，比如胶囊型内窥镜。这是一种带有摄像机的胶囊型内窥镜，其直径为0.9cm，长为2.3cm，被病人吞下后，可在胃、十二指肠、小肠、大肠等处拍摄图像。与一般的的内窥镜相比较，可以完全避免病人在检查过程中所产生的苦痛。下图中为胶囊型内窥镜的结构，将光、机、电微系统集成在一个胶囊内，胶囊被患者吞服后就会随着消化道的不断蠕动向前推进，然后通过微型摄像机拍摄数字图像，每小时内能向数据记录仪传送近万幅图片。再利用微波技术把照片传送出来。胶囊型内窥镜完成摄像任务后，内窥镜便随着排泄物排到体外。胶囊型内窥镜使用CCD或CMOS摄像机，所需的电能由自身电池或从体外用微波形式输送，其运行速度和方向等均可以从体外来控制。所拍摄的图像也使用微波传送到体外的控制装置里，使用记录、显示系统或打印机获取图像。可见，此项光电信息技术在特种设备上的应用在医学发展进程上是一个重要的里程碑。如图1所示。

2.2 传统制造业光电信息技术在特种设备上的应用

在众多的传统制造业中有很多企业在生产经营过程中需要用到锅炉，但是由于锅炉是一种危险的特种设备，近年来由于锅炉使用不当而引起的安全事故屡见不鲜。这些事故的原因都是因为水位计的失灵引起的，而光电信息技术中的双通道比色温度计则是解决这一问题的最佳办法。双通道比色温度计的概念是利用光电器件和适当电路，对两个波段进行引入，后测量两个光波段内辐射能量的比值，经过一定的关系运算后就可得到被测物体温度。在实用中对两个波段进行选择时，对于高温测量，因为辐射能量足够大，可将波段选得尽量窄而且靠近，对于低温测量，辐射能量较小，可选两个较宽、但是尽量靠近、甚至部分重叠的波段，以减少黑度系数的影响。双通道比色温度计有两个通道和两个光电器件，它的优点是容易测得物体的真实温度，正确性好，稳定性好。而测量距离的远近、中间是否有介质、热体的大小等因素对温度测定影响较小。综上所述，企业便可在日常生产经营活动中使用锅炉时用双通道比色温度计测量温度是否超标，从而将引发的安全事故的可能性降到最低。

2.3 日常工作中光电信息技术在特种设备上的应用

事实上，光电信息技术在特种设备的应用上不仅仅体现在一些高精尖的行业中，在人们的日常工作中也有很多的应用举例。比如，光控电焊眼罩，应用的就是光电遥控的原理。电焊工电焊时一般都要带防护面罩，以保护眼睛被电焊强光刺激，现使用液晶屏替代老式的防护玻璃，可减少电焊时摘下防护罩看焊缝质量时被电焊强光刺激到的麻烦，提高效率。 又如，印刷机纸张监控器，应用的则是光电继电器的原理。印刷机纸张监控器可以自动监测每次印刷的纸张是否为一张，如果不是一张则发出报警讯响，停止印刷。再比如，小至日常生活中路灯、霓虹灯的自动控制电路电路，如果将采用的光敏器件改为光敏三极管，则可以较普通的电路提高霓虹灯控制的灵敏度。从以上示例可以看出，在日常生活中我们同样能够感受到光电信息技术在特种设备上的应用给人们带来的便捷。

3 结束语

从本文光电信息技术在特种设备上的应用的具体示例中我们可以看出光电信息技术的发展不仅改变了人们的工作、学习和生活方式，而且推动了新的产业革命、军事变革以及新兴学科的形成，具有越来越大的竞争力。在技术发达国家，光电信息相关产值已占国民经济总产值的一半以上。随着我国经济的不断发展，越来越多的行业也开始重视到了光电信息技术所能赋予人类的改变。我国的光电信息技术产业的历史虽然短暂，但是我们的发展速度却在逐步加快，在未来的日子里，我们不仅要在更多的特种设备上应用光电信息技术，还要争取在更广阔的行业领域应用光电信息技术。

参考文献

[1]楼侃.浅析光电信息技术在特种设备上的应用[J].中小企业管理与科技，2013（22）.

[2]张琼琼.光电信息技术的探索与实践[J].科技创业家，2011（14）.

[3]杨永才.光电信息技术[M].东华大学出版社，2009（04）.

作者单位

华中科技大学文华学院 湖北省武汉市 430074