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骨筋膜室综合征是创伤骨科领域中最严重的并发症之一,对患者和医生都构成严重的威胁,一旦发生并延误诊治将造成灾难性后果,这在某种意义上说骨筋膜室综合征比骨折本身的医疗风险更大。因此,作为一名创伤骨科医生要对其有足够的重视。
1及时有效的治疗
骨筋膜室综合征唯一的防治手段就是在其加重之前、在肌肉发生缺血性改变尚可逆转之前即给予有效的减压治疗[1]。一旦发生严重缺血持续超过6h即无逆转可能,此时无论采取任何方法均无效,故须争分夺秒地处置,不能拖延等待观察。但问题是出现缺血的时间或程度并无明确的分界线或准确的判断指标;个体对缺血的耐受性也不一样。因此,怎样才能做到准确判断其发生发展并及时给予相应的处置是问题的关键,这就需要医生对其有个全面透彻的了解并注重一些细节才能有效地解决这一问题。
2警惕性为第一要素
经治医生在思想上要始终绷紧这根弦,特别是在危险期内,不能有丝毫松懈。要在临床工作中养成一种习惯:那就是在任何时候都要同时用两只眼看问题,一只眼盯着骨折、一只眼盯着并发症。要记住警惕性是最关键的、警惕性要时时刻刻贯穿于全过程。
3悟透骨筋膜室综合征这一概念的真正内涵是另一关键
因各种原因导致筋膜间隙腔内组织(肌肉、神经)压力增高、超过其自身血液微循环的灌注压、从而使组织内微循环减弱或停止进而发生组织缺血性改变。其核心问题是肌肉、神经的缺血,而缺血的原因是间隙腔内压力增高[2]。压力来自于损伤所致的内部组织肿胀,也可来自于外界给予肢体的外在压力(如敷料包扎),或两者兼有。总之其发生有两个关键性因素:(1)组织压力;(2)组织的微循环灌注压,是否发生缺血决定于两者之差的大小。因此,骨筋膜室综合征的发生既与压力有关也与血压或肢体动脉供血的强弱(如骨折刺激可致动脉痉挛或受阻使动脉供血减弱)有关。
另外筋膜间室的概念也要重新理解:传统概念是指由骨、深筋膜构成的边界,最新概念则将边界扩展为除骨、深筋膜外还包括肌外膜、皮肤、外包扎之敷料石膏等。这些边界均较致密、缺少弹性,一旦肌肉肿胀或包扎过紧则间隙内的压力就会迅速增大。明白以上概念就能帮助对各种临床因素进行综合判断分析,从而做到心中有数。
4怎样才能做到准确判断其发生发展
要明白骨筋膜室综合征的诊断不象骨折那样有明确的指征和检查确诊手段,很大程度上要依靠经治医生的临床经验和主观判断。目前有2种方法:临床表现和仪器测压。仅靠临床表现也完全可以实现诊断目的,而且是目前主要的诊断手段,尤其是基层医院。要同时考虑以下几方面的临床表现:(1)常见部位;(2)损伤机制;(3)症状体征;(4)动脉搏动在诊断中的意义;(5)鉴别诊断。
4.1最好发部位为前臂及小腿
凡是这两个部位的骨折损伤都要特别注意发生骨筋膜室综合征的可能性。
4.2损伤机制
这是其发生发展的基础,对每一个病例都要详细了解其受伤机制,从中可以判断出发生骨筋膜室综合征的风险有多大。要评估几个方面的问题:(1)肢体伤情的严重程度和范围,特别是骨折和软组织损伤的程度;(2)是否为挤压伤;(3)损伤力作用于肢体所持续的时间;(4)是开放性还是闭合性损伤(指骨筋膜室是否开放),闭合性损伤发生骨筋膜室综合征的可能性更大;(5)同时要注意评估全身状况如是否伴有休克等。已证实下述情况可引起骨筋膜室综合征或使其发生机率增加:①扩髓置针,特别是在闭合牵引复位下操作;②牵引,特别是大重量牵引可致间隙腔内压力增高;③止血带,特别是长时间反复使用;④,患肢高于心脏平面可使脉压差减小(故在可能的情况下建议患肢置于平心脏水平);⑤失血性休克。
4.3症状及体征
4.3.1皮肤张力和硬度,皮肤张力增大和触摸肌肉部位时硬度增加均是间隙内压力增高的外在表现,据此可判断间隙内压力的变化趋势。张力越大表明肿胀越严重、间隙内压力越高(但在外敷料包扎下可能会掩盖这一体征,这时就要注意其他指标)。
4.3.2疼痛要注意区分3种疼痛:自觉痛、触压痛、牵拉痛。对于疼痛有的专著视其为最重要的判断指标,即非常剧烈的、暴发性的、止痛药都无法缓解的、不能用其他原因解释的疼痛,特别是指(趾)的被动牵拉痛,一旦出现这种表现即应断定为已发生肌肉早期明显缺血。但在临床实践中有时很难判断其疼痛的来源和性质,缺乏特异性,特别是在急性期内;某些情况下因特殊原因还会掩盖疼痛这一症状(如麻醉期间)。故若主要依靠疼痛来判断骨筋膜室综合征可能会误事。因此,尚需结合其它指标来综合判断。
4.3.3肌力认为这是个重要的观察指标。只要指(趾)主动活动状态良好(包括力量和幅度)则危险性就不大,至少未发展到严重缺血的程度。如果能排除肌肉神经本身损伤所致的活动障碍,单纯骨折疼痛是不会导致肌力明显下降的,而骨筋膜室综合征则会明显影响到其活动度和肌力,且早期即会影响到肌力和主动活动度。到了晚期则下降明显。故肌力可用于判断是否发生缺血和缺血的程度。若出现肌力下降则必须分析其原因,结合其他指标综合考虑。
4.3.4感觉此项指标只能作为骨筋膜室综合征发展到中晚期的指征之一。如果出现明显的感觉障碍则表明已发生缺血性神经肌肉麻痹,故其不宜作为早期判断指标。
4.3.5足背动脉或桡动脉搏动的存在与否在诊断骨筋膜室综合征时有何意义?已有结论:间隙内的组织压力最高也不会超过正常血压的收缩压,当骨筋膜室综合征发生后大动脉的搏动不一定会被阻断消失。因此,不能把远端动脉搏动的存在或消失作为判断骨筋膜室综合征是否发生的指征之一,只可作为参考。当其减弱或消失时则必须分析其原因:可能与筋膜腔内压力增大有关;可能与骨折端直接压迫有关;可能与损伤刺激导致动脉痉挛有关;也可能与低血压有关,要与健侧对比。
总之,动脉搏动正常不能排除骨筋膜室综合征不会发生,但如果出现减弱或消失则其有助于骨筋膜室综合征的形成或加重。
4.3.6鉴别诊断
(1)排除动脉损伤及周围神经损伤
骨筋膜室综合征和动脉损伤两者的结果都是缺血,所导致的临床表现也有许多相似之处,故有时在判断上会出现混淆误诊,要分析总结各自的临床特点必要时借助仪器检查来做出诊断。动脉损伤有几种情况:破裂、血栓、痉挛以及受到周围组织的压迫阻断(不完全性)使流量减小等,要注意鉴别。骨筋膜室综合征可使动脉搏动减弱或触及不明显,此时不要误以为动脉损伤,两者可相互影响。若合并有周围神经损伤则疼痛表现不明显,此时须重点考虑其他指征。
(2)前臂或小腿的肌肉神经组织发生的缺血要与手足部位出现的缺血表现加以区别或联系:一般情况下骨筋膜室综合征不会完全阻断大动脉的供血,至多会使其减弱,故手足部位不会出现完全性缺血表现或仅有一定程度的供血减弱,不能完全以手足部位的缺血情况来判断前臂或小腿的缺血情况;前臂或小腿的肌肉神经组织发生缺血后则会表现为手足的活动感觉障碍,因此从手足的活动感觉变化可推断出前臂或小腿的缺血情况;
(3)骨筋膜室综合征与挤压综合征是2个概念,要分清楚。
5处置要点
通过手术的办法将筋膜腔打开减压重新恢复其微循环是唯一有效的办法,而且要在发生不可逆缺血之前。强调所有筋膜腔均要切开、切口要足够长。
6一些个人的临床经验和体会
6.1在对待骨筋膜室综合征的问题上要持积极的态度,在切或不切的问题上迟疑时要宁左勿右,宁可误切不可迟切。
6.2特别注意别在“盲期”内误事
所谓盲期是指比较懈怠的容易出问题的时间段如:术后麻醉恢复期间;术后使用镇痛泵期间;伤后或术后恰位于晚上或中午期间;正处于全身伤情重、昏迷、休克或同时有其他部位损伤等,使注意力转移时。
6.3前臂及小腿术后切勿给予加压包扎
6.4因为明显缺血>6h即可造成不可逆损害,故不能观察等待过长时间,要以30~60min为观察间隔。
6.5经治医生要亲自观察直至危险期过后,因不同的医生可能观察标准不一样,非主管病人其关心程度也可能不一样。
6.6事先和患方沟通非常重要,可避免纠纷发生,因患方的注意力可能只在骨折的问题上,并未注意到会在其它方面出问题,让其事先有所思想准备很重要。
6.7重视肌力观察在骨筋膜室综合征中的意义
观察指(趾)的主被动活动情况又方便、又有效、又保险,还可以嘱由患者或家属来协助完成观察过程。
6.8认为只要肌肉组织处于肿胀或压力状态即会发生微循环减弱,就会发生缺血、缺氧,只是程度不同而已,重者将发展为骨筋膜室综合症。
6.9伤后急性期内或骨折围手术期内要特别注意其发生。
6.10骨折手术切口有时可以起到减压的作用,方法是不缝或大间距缝合筋膜、皮肤切口大间距缝合、或及早间断拆线等以利于减小张力、引流积血积液等。
6.11减压切口若不能顺利延迟缝合则应及早植皮。关于减压口可能闭合较迟还可能植皮的问题应事先和患方沟通。
6.12发生骨筋膜室综合征以后即使已错过切开时机也应切开观察,对确认已坏死的肌肉完全清除。如此可避免发生手足挛缩畸形或感染发生,即使患肢失去活动功能还可存有支撑功能,还可保持手足的基本外形。
【参考文献】
据有关部门人士透露,此次对经济适用房的调研内容涵盖经济适用住房建设各个方面,其中包括:1998年以来土地供应情况;涉及的行政事业性收费减免情况;价格监管情况,包括价格申报。及审核程序;购买对象申请、审核程序及执行情况;房屋产品控制标准及执行情况;建设项目监管情况,包括招投标管理,土地使用情况及物业管理情况;对违规行为的查处情况,包括对违规开发、炒买炒卖、不符合购买条件而购买等违规行为的监管及查处情况;房屋质量管理及售后服务情况。此次调查的结果将向高层汇报,并将直接影响到日后的经济适用房政策的具体走向。
这一消息不啻于一颗深水炸弹,对于经济适用房开发商和客户都有重大影响,加上不久前有关经济适用房被叫停的不实传闻,经济适用房又成为大家的关注目标。日前,本报记者采访了有关人士,就一些颇受关注的话题进行了探讨。
“调研”折射经济适用房四大痼疾
自打有了经济适用房,很多难以承受商品房价格的工薪家庭实现了买房的愿望,经济适用房对北京人居工程的推进有着举足轻重的意义。但是在经济适用房的开发销售过程中,也暴露了一些问题,这次三部委联合调研主要针对的就是以下四个问题。
1、经济适用房成了投资者的香饽饽
经济适用房属于一种特殊的政策性住房,其购买对象针对的是无住房的中低收入者。但国家有关经济适用房的政策一出台,即被一些颇具“投资眼光”的人咬住不放,不惜打破头,也要蹭进“穷人”行列,和真正的中低收入者同步竞争,争分经济适用房这杯“羹”。这种情况在北京很多经济适用房项目中都不同程度地存在着。
在本市两个最大的经济适用房项目回龙观居住区和天通苑的社区内,有车一族占相当的数量,不少经济实力雄厚的购房者都通过各种关系拿到了这两个项目的房号。
而经济适用房的二级市场准人的门槛较低更是让一些地段、交通比较优越的经济适用房的投资价值彰显,因为只需缴纳3%的土地出让金即可将经济适用房转让出去。即使不转手,收取房租也可以获得相当不错的投资回报率。
据一位不愿意透露姓名的开发商说,在其销售的一个本市大型经济适用房项目中,有1/3的客户是有相当经济实力的,一些客户都是开着自己的私家车前来交纳房款、签约。
2、面积过大,个别经济适用房项目定位遭受争议
此次调查的一个直接原因就是饱受争议的经济适用房面积过大问题,例如一套160多平方米的房子总价在50万元左右,已经远远超出了一般工薪家庭的支付能力。瑞海新城销售经理李薇告诉记者,经济适用房的总价应该控制在30万以内是比较合理的。因为除去房款,还要缴纳和商品房一样的契税、维修基金,入住之后还要进行装修等等,这部分费用对工薪家庭而言也不是小数目。
从另一个角度说,这种大户型已经根本背离了经济适用房开发的初衷。根据负责公积金贷款管理的北京市住房资金管理中心提供的资料,一个三口之家的平均居住面积在80平方米左右,鉴于此,在2002年北京市住房资金管理中心还降低了公积金的最高贷款额度,由39万降到了29万。
显然,诸如复式这样的超大户型使经济适用房并不“经济”。
3、监控不力,放号引发投机
经济适用房另一个屡禁不止的现象就是绝对的卖方市场导致的炒卖房号。
由于“物美价廉”,北京市经济适用房一直处于一种供不应求的卖方市场状态,而经济适用房的放号认购使得房号变得值钱起来,由此引发的炒房号也成了北京楼市的一大怪现象。
回龙观、天通苑以及翠城都有这种现象发生,一个房号炒到了1000元不止,有些投机者甚至花钱雇人去排队拿号,然后再倒卖出去。此类事件让有关部门一直头痛不已。
4、排队领号,买套经济适用房不容易
3月中旬,西二环经济适用房乐城放号认购,很多人从清晨便冒雨开始排队;而去年翠城三期放号时有人排队三天三夜也颇令人感慨,买套经济适用房真的是不容易。
由于经济适用房采用统一售价,不论户型的朝向与楼层都卖一个价钱,那么能够先拿号去选房当然要合算得多。为了平衡这种矛盾,经济适用房集中放号的做法也是不得已而为之。
即将在回龙观北侧开发一个10多万平方米经济适用房项目的北京宏旭房地产开发有限公司总经理韩林峰说,政府开发建设经济适用房的目的主要出于两方面的考虑:一是解决中低收入家庭的居住困难问题;二是平抑北京居高不下的房价。
他认为,经济适用房的出现对房地产市场的竞争规则有一定的影响,从居住角度来说,经济适用房产权上的不完全并不重要,在未来上市交易时也没有苛刻的限制,这都会对商品房市场产生冲击。
开发办一位相关负责人接受记者电话采访时表示,政府在经济适用房的开发建设中也有很多难处,一直在积极地解决过程中,特别是针对现在经济适用房开发中议论比较多的一些问题,相关的解决措施正在酝酿中,不久将会出台,但目前还不能透露,希望各方理解。
北京东部——经济适用房新热点
尽管有关经济适用房的局势开始变得扑朔迷离,但并没有拦住经济适用房开发的脚步。作为经济适用房开发的热点区域,今年京东地区将出现600万平方米的经济适用房,新老项目将达到八个之多。
其中,大成房地产在推出青年路小区二期20万平方米后,又将拿下通州次渠镇的100万平方米(还有城西长安新城二期30万平方米);金隅嘉业在推出京通路双惠小区三期50万平方米后,又将建设东坝地区170万的朝阳新城;城建集团将在定福庄黄渠推出140万平方米;百环房地产在双井桥北人厂将推出80万平方米;住总集团在京沈高速垡头推出翠城二期20万平方米;城开集团在四惠推出通惠家园三期20万平方米。这样,京东经济适用房的总体规模达到了600万平方米,这个数字绝对不容忽视,因为这意味着经济适用房已经进入了一个全面开花的时代。
虽然从表面上看,这些经济适用房各不相同,但是仔细分析一下,它们有很多相同的地方:首先,价格经济。不可否认,开发商3%的利润和政府限价、限面积原则的出台,都让经济适用房在很大程度上做到了经济。其次,规模巨大。这些盘子不乏百万以上的大盘,中小型的新盘也在50万平方米以上。第三,位置较好。除了翠城位置稍偏之外,其他项目都占领了双井、东坝、朝阳路、东四环、通州这样的热点地区。
最后,开发商实力雄厚。这六大开发集团无一不是业界呼风唤雨的大腕儿。正因为如此,政府才将民心工程给他们做,以尽量避免纠纷的产生。
经济适用房带动市场价格向下
随着这些经济适用房项目逐步入市,相关区域现有的普通商品房的价格将受到很大冲击,相当一部分购买力将在这些经济适用房上得到释放。不可避免的是,同区域的商品房特别是在产品上没有一定优势的商品房将在竞争中显露疲态。商品房新盘的上市将更加谨慎,其入市价格和平均价格都会受这些价格低、规模大的经济适用房的影响。
经济适用房拉低了周边区域普通商品房的价格后,必然造成与中低端商品房的直接短兵相接。很多商品房通过提高自身产品的品质同时降低价格来与经济适用房一争高低,有的商品房甚至直接打出了“挑战经济适用房”的口号。比如,通州的世外桃源,多层板楼精装修均价仅售2980元,这就使得此项目难言优势。也就是说,在地产业激烈竞争的今天,经济适用房面对的竞争面越来越大,普通商品房不但在产品上精益求精,在价格上同样不占多大劣势,经济适用房先天的价格优势正在缩校在人们的印象中,经济适用房就一定“经济”的观点也随着今日家园、长安新城、松园小区等高价位大面积经济适用房的出现而产生了动遥在瑞海新城的2280元超低价把人们的胃口再一次提高到一个底限的时候,一旦新的经济适用房的价格与人们的期待形成了一定落差,必将影响到购房者对经济适用房的信任度和好感,转而投向低价位的商品房。
近来双井一带就正在成为北京东部楼市的焦点,珠江、富力以及今典集团的苹果社区已经在此地刺刀见红,但还有一个对于这几个项目共同的威胁已经被越来越多的人流传,就是在双井与劲松之间,将建设一个规模在80万平方米左右的大型经济适用房社区,由北京经济适用房百环家园的开发商投资开发,目前价格还没有最后确定,但根据北京关于经济适用房最高限价的有关规定,价格应该在4000元/平方米左右。
记者日前在富力城新落成的售楼处就这一问题采访了富力城的总经理谢强,谢强表示,经济适用房在产品的档次、服务以及客户群方面与富力城都不是一个层面,两者之间不会有激烈的竞争。
但是据一位业内人士说,经济适用房虽然与中高档商品房的客户群有差别,但毕竟也有重合,特别是不少投资客户买套经济适用房投资在北京并不是稀罕事。劲松的这个大型经济适用房不仅对富力,对苹果社区、珠江等项目都将有影响,只是程度有所不同。
北京宣兴房地产开发公司王煜霖对记者说,乐城经济适用房的土地本来是由宣兴公司开发,前期已经基本做完,但后来政府又要求宣兴公司将士地转让给中房集团开发经济适用房。他还透露,在乐城项目开发后,有几家原打算开发商品房的开发商都打起了退堂鼓。
这种商品房对经济适用房敬而远之的现象在北京并不少见,特别是一些规模比较大的经济适用房对中档商品房有很大的杀伤力。以至于现在北京流传着“经济适用房杀伤力达周边两公里”的说法。
透过这种现象,反映出政府在经济适用房开发的宏观调控上有不尽如人意的地方,富力城的例子就最为典型。一方面政府以不菲的价格招标出让一块土地,另一方面却将附近的一块土地转而开发经济适用房,对商品房而言似乎有失公平。北京宏旭房地产开发有限公司总经理韩林峰认为,开发经济适用房的思路总体没有错,只是房地产的不规范使得经济适用房在开发过程中出现了这样那样的问题,比如政府虽然对经济适用房开发面积有一个宏观的计划,但在经济适用房具体的地段选择上却没有一个相对完善、周密的开发计划等等。
但韩林峰也指出,经济适用房开发有固定的手续,都是由开发商申报经济适用房项目然后由政府批准,其他开发商有能力获知这种信息,如果忽视这种信息,势必会给后来的开发销售带来难度。
经济适用房不再为富人服务
针对目前经济适用房出现的诸多问题,政府今后将加大监控的力度,力求实现经济适用房对位销售,避免出现经济适用房不“经济”、炒号投机等不良现象。
一位经济适用房项目开发商告诉记者,他们得到的消息是今后有关部门对经济适用房购买者的资质审查将越来越严格,不过具体措施尚在制定过程中,但可以肯定的是,有钱人买经济适用房不会像以前那么容易了。
为了解决炒号等投机现象,一些经济适用房也采取了自己的措施。
顶秀欣园在一期的销售中,把有购买二期要求的客户进行了登记,并提前准备二期的有关资料,在二期开盘之前,将楼书、模型、户型等基本资料提前明示给这些客户并再次登记确认,同时按照不同的要求和登记时间进行排列。在二期开盘前电话通知这些登记的客户,开始认购,每次通知100余户,10天之内必须认购,否则作废,其中登记确认一律采取实名制。
该项目销售经理李越表示,这种操作虽然比较烦琐,但不仅避免了排队拿号的过程,同时实名制的登记方式也有效地遏止了炒号现象。
但顶秀欣园的规模不大,很难想象一个百万平方米的项目采用这种做法的工作量有多大,瑞海新城一期放了一万多个号,销售经理李薇对此表示目前还没有更好的办法能够替代这种集中放号的销售办法,特别是一些大规模开发的项目。
位于西长安街延长线南的长安新城则另辟蹊径,根据朝向、楼层的不同制定了不同的价格,而最高价格则不超过政府限价,这种按照商品房的定价策略进行销售显然是不错的选择,但是否能够推广则不得而知。
了解普通陶瓷的原料及坯料的配方设计;掌握泥浆制备、性能检测和调整的方法;掌握普通陶瓷烧成过程中的物理化学变化;掌握陶瓷烧结性能评价方法;完成从原料制备到最终烧出制品的整个陶瓷生产工艺过程,锻炼学生的动手能力、综合运用专业知识的能力以及分工合作精神。
2实验原料及仪器设备
2.1实验原料
矿物原料有:石英、砂岩、长石、苏州土、星子高岭、彰武土、彰村土、瓷粉、山西木节、唐山木节、秦皇岛瓷石、湛江原矿、依安黑泥、沁阳土、大同土、新会球土、白云石、松阳高岭土、盛超粘土等。化学试剂:碳酸钡、碱面、水玻璃、PC67等。
2.2仪器设备
球磨机(包括瓷磨罐)、电热干燥箱、烧结炉、电子天平、涂4粘度计、泥浆搅拌机、电子秤、标准筛、石膏模型、秒表、温度计、数显式游标卡尺等。
3实验步骤
3.1泥浆配方的设计与计算
查阅文献,参考经验配方,通过化学组成、矿物组成的计算,初步拟定坯料配方并按3kg总量计算出泥浆的配料单,测出原料的含水率,计算出实际配料单。
3.2泥浆制备
(1)按实际配料单称量原料,加水,加水量按30%左右计算。并加入球石,可用鹅卵石或高铝石球,料球比为1∶2,球石的级配为大球:中球:小球=(20%~25%):(30%~50%):(30%~50%)。加入0.1%~0.2%的氯化钙或醋酸,可促使泥浆凝聚构成较粗的毛细管,从而提高压滤效率。(2)研磨3.5h后,检测细度。用水筛法测筛余,若过粗,再继续研磨,直到350目筛筛余0.7%~0.8%,同时调整泥浆浓度,目标值达到(356±2)g/200mL。
3.3泥浆性能测定
(1)含水率:准确称量泥浆10~20g置于蒸发皿中,在烘箱内烘干至恒重后,冷却称重。记录湿试样质量W1,干试样质量W2。则相对水分(X)为(W1-W2)/W1×100%;绝对水分(Y)为(W1-W2)/W2×100%。(2)细度:取100g泥浆,缓慢倒入350目筛中,同时置于自来水下冲洗,直至筛下水流不浑浊为止。将筛上残渣倾入蒸发皿中,静置30min倒出蒸发皿上部清水,放在烘箱内烘干,称量残渣重量,细度(或筛余)用残渣占干料重量的百分比来表示。(3)浓度:将200mL比重瓶洗净、控干水分、烘干后称重。再将制备好的泥浆倒入容量瓶至规定刻度于电子天平上称重,记录数据,单位为g/200mL。(4)流动性:将泥浆注满涂4粘度计(100mL)。在打开出口的同时按下秒表,记录秒表数据,即为泥浆的即刻粘度V0。
3.4注试条和试样,并烧成细度和浓度达到要求后,放磨,过80目筛
放入塑料桶中陈腐7天后,利用石膏模具浇注试条和陶瓷半成品(如花瓶等)。将试条和坯体干燥后修坯、坯体施釉,在一定温度下烧成。
3.5试条性能测定
(1)收缩率。用石膏模具浇注试条,开模后用游标卡尺做记号,长度100mm或150mm。放入烘箱烘干。烘干后再测量记号长度,计算干燥收缩率,公式如下:干燥收缩率%=烧成收缩率%=×100%总收缩率=(1-干燥收缩率)×烧成收缩率+干燥收缩率(2)弯曲强度。计算公式为:式中:Ra为弯曲强度(MPa);P为作用力(N);L为跨距(mm);D为试条断口处直径(mm)。(3)烧结性。将烧后的试条作吸红实验,测定吸水率、气孔率和体积密度等指标表征试样的烧结性。
4实验结果与讨论
测定泥浆各参数如细度、浓度、流动度及含水率等;测定试样干燥收缩率、烧成收缩率和总收缩率;进行试样吸红实验及弯曲强度、气孔率、吸水率和体积密度等指标的测定,并分析烧成制度对陶瓷制品烧结性的影响。
5教学组织与成绩评定
将参加实验的学生分组,3人/组。首先安排学生查阅资料,让学生对实验内容有初步了解;其次讨论确定实验路线和方法。最后,3人协作共同完成实验内容,每组至少完成一个配方。在教学实践过程中,我们发现由于实验方案和实验内容相对独立、灵活性强,很难用同一尺度来对学生进行考核。因此,在综合性实验的评定过程中,我们重过程轻结果。实验成绩的评定包括:出勤10分、实验动手能力40分,实验结果分析20分,实验报告30分。其中动手能力的考核要求每个学生至少提交一件合格的陶瓷制品。实际每个学生都能完成几件,有的还非常美观漂亮。力争较全面的考查学生的综合能力和科研素质。
6教学效果反馈
该综合性实验项目历时4周,实验完成后,学生们普遍反映获得了很多生动的知识,在实践过程中通过查阅文献和实际动手,将理论知识应用于实践过程中,使知识融会贯通,既提高了学习兴趣,也锻炼了动手能力。
7结语
从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN-bus。例如,在自动控制、智能大厦、电力系统、安防监控等各领域,CAN-bus都具有不可比拟的优越性。工业控制系统的分布化、智能化、信息化发展,要求企业从现场控制层到管理层实现全面无缝信息集成。工业以太网满足这一要求,实现了工业控制网络与企业信息网络的无缝连接,成为控制网络发展的主要方向,为全分散智能控制网络系统实现远程控制提供了可能[1]。本文作者主要介绍基于CAN总线与以太网互联的实时温度、湿度监控系统,从而实现监控设备的网络化和智能化。
1系统介绍
1.1 CAN总线与互联网互联的发展状况CAN总线是一种有效支持分布式控制的串行通信网络,是德国BOSCH公司从20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而设计的一种串行数据通信协议,历经技术规范2.0A和2.0B后已形成CAN国际标准(ISO11898)
。CAN遵循OSI模型,按照OSI基准模型,CAN机构分为2层:数据链路层和物理层。按照IEEE802.2和802.3标准,数据链路层又划分为逻辑链路控制层(LLC)和媒体访问控制层(MAC);物理层又划分为物理信令层(PLS)、物理媒体附属装置层(PMA)和媒体相关接口层(MDI)。由于CAN具有独特的优点,使得它在工业领域中得到广泛应用。
目前,基于CAN总线获得广泛应用的应用层协议有DeviceNet和CANOpen等。CAN具有以下主要特点[2]:(1)CAN为多主工作方式,网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其他节点送信息,而不分主从;
(2)在报文标识符上,CAN上的节点分成不同的优先级,可满足不同的实时要求;
(3)CAN采用非破坏总线仲裁技术。当多个节点同时向总线发送信息出现冲突时,优先级较低的节点会主动地退出发送,而最高优先级的节点可不受影响地继续传输数据,从而大大节省了总线冲突仲裁时间;(4)CAN节点只需通过对报文标识符滤波即可实现点对点、一对多点及全局广播几种方式传送接收数据;(5)CAN报文采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,保证了数据出错率极低;
(6)CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响。
现场总线网络与工业以太网的结合使得企业的管理可以深入到测控现场,在这种互联方式下,由以太网构建信息网,通过两者的有机联接,从而构成一个中型/大型的远程监控/数据传输网络[3]。
1.2系统架构系统由温度、湿度测控器、CAN以太网通信转换器、服务器和客户端组成,如图1所示。
温度、湿度测控器主要负责现场温度、湿度数据的采集、处理、控制、显示、报警以及通过CAN总线与通信转换器进行数据交换。
CAN、以太网通信转换器主要负责CAN总线数据的发送和接收,并将CAN的数据通过局域网发送到服务器上。
服务器负责监控结果数据的存储和报表的存储,同时,向客户端提供访问服务。
客户端通过浏览器上因特网访问服务器上的数据并进行通信和控制。
2硬件设计温度、湿度测控器主要分为数据采集、控制和CAN总线通讯3部分
温度、湿度测控器的温度、湿度传感器采用瑞士图2温度、湿度测控器的硬件框图Fig.2 Structure of temperature and humidity controllerSENSIRION公司的SHT10,传感器包括1个电容式聚合体测湿元件和1个能隙式测温元件,并与1个14位A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。SHT10具有超快响应、抗干扰能力强等优点。
每个SHT10传感器都在极精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。两线制串行接口和内部基准电压,使系统集成变得简易快捷。温度、湿度测控器的MCU采用微芯公司的PIC18F2580,它是整个温度、湿度测控器的运算控制单元,它采用16位的RISC指令系统、哈佛总线结构、两级流水线取指等技术,具有32 KB快闪存内存、4 KB的RAM、片内看门狗、内部EEPROM、CAN控制器等丰富的片内资源,抗抗干扰性能强,功耗低,速度高[4]。PIC18F2580主要负责数据采集与控制,并与通信转换层适配器进行实时CAN总线数据的通信。
CAN与以太网通信转换层硬件框图如图3所示,它的处理器采用NXP公司的ARM7TDMI-S核的单片机LPC2378,是一款支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU,处理器时钟高达72MHz。片内含有高达512 KB的片内Flash和58 KB的片内SRAM存储器,具有强大的通信接口:10/100M以太网媒体访问控制器(MAC),2路CAN-bus接口。
增强型外设4个32位捕获/比较定时器、1个带有2 KB电池SRAM的低功耗实时时钟、看门狗定时器和1个片内4 MHz的RC振荡器。LPC2378的强大功能为CAN和以太网的通信转换带来了极大方便[5]。
3软件设计软件设计的对象主要包括3部分:温度、湿度测控器的检测控制和CAN通信,CAN以太网通信转换,B/S平台。
3.1温度、湿度测控器的软件设计温度、湿度测控器的软件流程
它主要包括初始化子程序、CAN数据的接收和发送程序、显示程序、键盘扫描程序、控制程序。CAN数据的接收和发送对实时性要求比较高,故采用中断方式进行处理。微处理器PIC18F2580在程序开始首先要对CAN控制器模块进行初始化。主要通过测控器本身的地址标识的读取来对CAN控制器的过滤器和屏蔽器进行配置。屏蔽器用于确定标识符中的哪一位被过滤器检查,这样,一旦1条有效的信息被信息缓冲器MAB接收,信息的标识符区域将与过滤器值相比较,若相匹配,则信息将被装入接收缓冲器。微控制器收到CAN数据后,根据相应命令进行相应动作,如设置相应报警温度湿度、执行相应控制等,然后,做出相应的应答。
控制程序主要是通过串行接口对SHT10进行数据读取,并把读取数据与设定数据进行比较,运用bang-bang控制通过驱动电路控制中央空调,使得房间保持一定的温度和湿度。3.2 CAN与以太网通信转换软件设计3.2.1 LPC2378的CAN控制器与CAN总线间的数据传输LPC2378的CAN控制器带有1个完整的发送和接收缓冲器串行接口,它是1个双重接收缓冲器,有了这个双重的接收缓冲器,芯片可以在对1个报文进行处理时,可接收另一个报文,但它不含有验收滤波器。验收滤波器是独立的器件,它对所有CAN通道进行CAN标识符过滤。
数据从CAN控制器发送到CAN总线由CAN控制器自动完成。发送程序采用中断方式,中断方式发送程序分为发送主程序和中断服务程序。主程序用于控制信息的发送,中断服务程序负责发送临时存储区中的暂存信息。中断流程图见图5。
μC/OS-Ⅱ是一个包含时间管理、任务调度等基本功能的小型、轻量级的嵌入式实时操作系统的内核,而且LPC2378是基于ARMTDMI的ARM的内核,其内核与存储器结构都很适合操作系统的运行[6]。
以太网控制器采用uC/IP的协议栈,主要使用TCP/IP协议。TCP/IP是面向连接的协议,它在2个TCP之间创建1条虚连接,TCP在运输层使用流量控制和差错控制机制来保证数据的可靠性[7]。TCP提供全双工服务,即数据可在同一时间双向流动。控制器作为客户端发起连接。通过TCP/IP数据的收发中断见图6。
对于TCP数据包,LCP2378取出数据,并存入数据区,对数据进行相应分析后,通过CAN控制器发到CAN总线上,对于从CAN总线上接收的数据,同样存入相应数据区,将数据按照TCP/IP进行封装发送。
图6与以太网通信的中断方式的数据收发Fig.6 Data exchange with Ethernet through Interruption4实验测试系统研制成功后,与多个带有32个节点CAN总线子网系统和以太网环境中进行测试。主要针对TCP/IP协议和CAN协议的数据通信实现对其性能和稳定性进行验证。图7所示为使用ZLGCANTest工具监测到的数据截图。
图7 CAN总线数据截图Fig.7 CAN field bus screenshot整个系统正式投入运行后,到目前为止已经投入运行半年时间,系统运行稳定,没有出现数据丢失或者由于总线冲突导致的节点自动脱离总线的现象。
5结论
(1)所设计的基于CAN总线与以太网互联的实时温度、湿度监控系统在某数据中心得到应用,系统中采用的底层使用CAN总线通信,中间层使用以太网通信,上层通过服务器与因特网连接,经过长时间的测试和运行,并与其他通信方式相比较,CAN总线通信方式稳定性良好,可靠性高。
(2)由于原数据中心测控装置分布较分散,房间数量多,导致房间温度、湿度控制不稳定甚至导致事故发生。采用该系统以后,不仅所有的房间温度、湿度可以乾地远程实时监控,而且整个测控系统的稳定性、准确性大大提高。
(3)实践证明,基于CAN总线与以太网互联的实时监控系统的系统是可行的,符合未来监控技术的发展趋势。另外,该系统也可以应用于其他需要实时监控的领域。
参考文献
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[2]饶运涛,邹继军,郑勇芸.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.RAO Yun-tao,ZOU Ji-jun,ZHENG Yong-yun.The theory andapplication system design of CAN bus[M].Beijing:BeihangUniversity Presss,2003.
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[4]刘小强,粟梅.基于CAN总线的数据采集处理系统的设计[J].仪表技术与传感器,2006(9):22?24.LIU Xiao-qiang,SU Mei.Design of data acquisition systembased on CAN fieldbus[J].Instrument Technique and Sensor,2006(9):22?24.
[5]曹小华,赵成,陶德罄.基于现场总线CAN的实时监控系统研究与设计[J].武汉理工大学学报,2005,29(6):910?916.CAO Xiao-hua,ZHAO Cheng,TAO De-qing.Research anddesign of real-time supervisory control system based on CANfieldbus[J].Journal of Wuhan University of Technology,2005,29(6):910?916.
由表1专业选择分析可见,在校生选择环工专业主要侧重于专业的就业前景和个人兴趣,其中个人兴趣占主要原因。从表2中了解到83.3%的环工学生对本专业满意程度持一般态度,差异很明显,整体上比较消极。对于专业课课时选择上来看(见表3):专业课课时安排在10~16节比较合适,较能够适合学生学习规律的特点。
选择水处理方向、大气方向、环评方向的学生比例分别为89.6%、41.6%和56.3%(见表4)。其他固废处理与处置和噪声控制比例较小,这与环境工程核心课程方向和市场就业基本一致。从表5分析,学生在专业方向选择上更注重监测和设计类方向,注重应用能力和实际操作能力,这与市场就业密切相关,是学生关注的重点。在实验环节选择倾向上(见表6),学生较注重综合综合能力培养,这样可以适应不同工作环境的需求。在实践环节的选择中(见表7),生产实习和毕业实习的选择比例分别为43.8%和37.5%,表明学生想要增强自身综合实践能力的意向。在毕业设计(论文)的形式选择上(见表8),41.7%的学生选择了实验论文,这样既可以参与教师的科研工作,又可以在科研写作上得到锻炼。
39.6%的学生选择了设计形式,主要是与已经在企事业设计部门待岗实习有关。只有14.6%的学生选择了科研论文,主要是现在科研论文流于形式,抄袭严重,科研水平和动手能力都得不到锻炼的原因。
二、调整对策
(一)人才培养目标定位调整对策面对就业市场与人才培养之间出现的矛盾,应对环境工程专业人才目标进行重新定位,突出以培养应用型人才为总体目标,进行以市场就业为导向,加强学生创新能力培养为目标的课程体系建设和改革。
(二)课程体系调整对策由调查可知,环境工程学生对本专业满意程度一般,整体上比较消极。鉴于此,在环境工程课程体系建设方面,应突出建设以生物学、化学和力学为专业学科基础的应用型课程群,建设以认识实习、生产实习、专业实习、毕业实习为链条的实践环节线路。
(三)实践课程体系调整对策首先,应该提高实验课程在课程体系中的学分和学时比例。其次,应建立综合性的实验实训课程培养体系。再者,在实训环节上,加强课程设计环节,鼓励生进行科学研究,在建立校外实习基地的同时,也应加强校内实习基地的建设,通过实习实践等环节的训练,为毕业设计打下基础。
三、结论