光電信息技術(shù)在特種設(shè)備中的應(yīng)用探討

奚 昊

（福建師范大學(xué) 福建 福州 350100）

1 引言

上世紀以來，以光電信息技術(shù)為核心的光電子產(chǎn)業(yè)熱潮席卷全球，我國在與世界科學(xué)接軌的進程中也對光電信息技術(shù)有了高度的認識[1]。光電信息技術(shù)真正大規(guī)模出現(xiàn)進展是在21世紀初到近年，光電信息產(chǎn)業(yè)以百分之21%左右的速度迅速增長。隨著技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用面的廣泛化，特種裝備也逐漸開始對光電信息技術(shù)青睞有加。從社會中特種裝備應(yīng)用光電信息技術(shù)的普遍反響來看，光電信息技術(shù)對特種裝備使用能力的提升有巨大的幫助。然而，要想二者更好地結(jié)合并推動互相發(fā)展，就要了解光電信息技術(shù)當(dāng)今飛速發(fā)展的現(xiàn)狀及現(xiàn)有特點與特種裝備自身的特色，如從安全性、可操作性等實際方面考慮，更好地把光電信息技術(shù)結(jié)合到特種裝備實際使用中。

2 光電信息技術(shù)與特種設(shè)備概述

2.1 光電信息技術(shù)概述

所謂光電信息技術(shù)，就是指由光學(xué)、光電學(xué)、微電子、超聲波等技術(shù)結(jié)合的多學(xué)科綜合信息技術(shù)。它包含光信息輻射、光信息傳播、探測以及光信息轉(zhuǎn)換、存儲、處理與顯示等內(nèi)容[2]。光電信息技術(shù)最核心的部分就是光學(xué)，光是電磁波的一種，光作為人類歷史上最重要的能源，在人類進入了信息時代后，又成為了人類社會的一大重要信息媒介。傳統(tǒng)的電子元件相應(yīng)速度與信息處理上受限于電路板的設(shè)計限制，很容易出現(xiàn)電子信號互相干擾的現(xiàn)象，而光電信息技術(shù)則是在結(jié)合傳統(tǒng)電子時代的成果之上，又把光子作為基礎(chǔ)信息載體的一種改良，光子元件的響應(yīng)速度比普通的電子器件至少快了102倍，且光子元件能夠在大多數(shù)情況下互不干涉，不會出現(xiàn)電子信號干擾這一缺點；同時，光子器件在運算時又具有處理速度快、高響應(yīng)速度、低損耗、抗干擾能力強等顯著優(yōu)點。正是由于這些優(yōu)點，才使得在特種裝備的應(yīng)用有了技術(shù)性前提。

2.2 特種設(shè)備概述

特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器(含氣瓶)、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設(shè)施和場(廠)內(nèi)專用機動車輛這八大類設(shè)備。這些設(shè)備對人們?nèi)粘Ｉ罘浅Ｖ匾ｋU性極高，我國對特種裝備的使用有嚴格規(guī)定，同時設(shè)立了五百多家特種設(shè)備綜合檢驗機構(gòu)，以保證特種裝備的嚴格使用。這些設(shè)備大多具有這些特點：高危性、不可替代性、規(guī)模巨大、基本不可使用人為調(diào)節(jié)。特種裝備這些特點使得自身的調(diào)節(jié)和使用十分依賴計算機這類的信息處理設(shè)備進行高精度大規(guī)模信息處理。而光電信息技術(shù)由于具有上文所列出的優(yōu)點，與特種裝備的使用十分契合，事實也證明，光電信息技術(shù)極大提升了特種設(shè)備的使用能力，也降低了特種設(shè)備日常的事故率。

3 光電信息技術(shù)在特種設(shè)備的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段，幾乎所有領(lǐng)域的特種裝備都或多或少應(yīng)用了光電信息技術(shù)，許多在上世紀被人們認為無用或落后的設(shè)備在新時期使用光電信息技術(shù)后都獲得了新生，重新進入了人們的視野之中。在特種設(shè)備上，人們不斷完善，不斷重視特種設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用，提升了人們對于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展水平[3]。

3.1 醫(yī)療領(lǐng)域的結(jié)合應(yīng)用

醫(yī)療行業(yè)是一個非常精密的行業(yè)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對醫(yī)療設(shè)備的精度要求之高堪稱現(xiàn)代社會無出其右。光電信息技術(shù)結(jié)合到醫(yī)療特種裝備上來，可以有效幫助醫(yī)生治療人體的一些疑難雜癥。具體的例子首先應(yīng)該提到膠囊型內(nèi)窺鏡，膠囊型內(nèi)窺鏡是經(jīng)典的醫(yī)療特種設(shè)備，如其名字其主要作用是探入人體內(nèi)部對大腸、小腸、胃進行最細致、有效地探測。由內(nèi)窺鏡即時收集上傳的數(shù)據(jù)對醫(yī)生臨床分析病人病情有著很大的幫助。還有就是手術(shù)要用到的一些特種分析設(shè)備，這些設(shè)備應(yīng)用了微成像技術(shù)和即時數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在手術(shù)時給主治醫(yī)師即時提供了人體的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，最先進的醫(yī)療設(shè)備還可以對手術(shù)中人體情況進行程序性預(yù)測，給醫(yī)師提供一定的手術(shù)上的決策參考。

3.2 工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)尤其是重工業(yè)生產(chǎn)中，工作人員需要直接操作或間接以來大量的巨型或高危險性亦或是高操作難度的生產(chǎn)設(shè)備進行生產(chǎn)。這些特種設(shè)備如起重機械或鍋爐這類設(shè)備都很容易發(fā)生危險，這兩類是工業(yè)特種設(shè)備的典型代表。日常生活中，新聞中時不時會有報道出某工廠鍋爐爆炸導(dǎo)致工人受傷、工廠遭到嚴重破壞。出現(xiàn)此類事故的主要原因，是鍋爐的操作難度大，工人不易操作，很容易發(fā)生操作失誤導(dǎo)致鍋爐過載甚至爆炸的事件。一般來說，鍋爐的過載或爆炸首先是因為水位計失靈，現(xiàn)代光電信息技術(shù)在應(yīng)用上，在鍋爐內(nèi)部裝備如雙通道比色溫度計，引入兩個不同波段，對這兩個波段輻射量比值進行測量，通過易行關(guān)系計算，可以即時計算出鍋爐內(nèi)部的溫度，在應(yīng)用光子元件進行信息傳輸，反饋給現(xiàn)代化操作設(shè)備，讓操作人員對鍋爐的工作情況有一個直觀、即時的認知，這樣就可以通過溫度檢測，極大程度降低鍋爐發(fā)生危險的紀律。

3.3 其他領(lǐng)域的應(yīng)用簡介

在日常生活中，特種設(shè)備在應(yīng)用了光電信息技術(shù)后也發(fā)生了天翻地覆的變化。人們在生活中不可避免地在逛商場或上下樓時要使用到電梯和自動扶梯這一類特種設(shè)備。在08年以前和近幾年使用的自動扶梯的技術(shù)有了相當(dāng)?shù)母纳啤Ｉ碳覍?jié)能型十分重視，因為商家要考慮運營成本，這就促使了光電信息技術(shù)的新應(yīng)用—節(jié)能扶梯的產(chǎn)生。節(jié)能扶梯使用了紅外遙感技術(shù)，在扶梯的入口處設(shè)置了紅外傳感器，在傳感器沒有感應(yīng)到人經(jīng)過時，扶梯會接受傳感器的無人信號方奎，智能地把扶梯的運轉(zhuǎn)頻率控制在低頻運轉(zhuǎn)。當(dāng)扶梯有人時，扶梯又會迅速接受即時信號，提高運轉(zhuǎn)頻率，這樣既能保證人們的正常使用，又可以最大程度上降低電力的消耗。

4 結(jié)語

綜上來看，光電信息技術(shù)在特種裝備的應(yīng)用證明了其優(yōu)秀的使用價值和光明的應(yīng)用前景。光電信息技術(shù)通過高效率的實時處理，對特種設(shè)備在使用中可能出現(xiàn)的危險進行預(yù)估計，第一時間反饋給工作人員，降低了特種設(shè)備的發(fā)生事故的危險性。光電信息技術(shù)不僅僅改變了人們的工作方式，生活風(fēng)險，還推動了產(chǎn)業(yè)革命、軍事變革與科學(xué)的飛速發(fā)展。從特種裝備這一社會重要生產(chǎn)方式隨著光電信息技術(shù)的應(yīng)用得到了極大的能力提升就可以看出，特種設(shè)備和光電信息技術(shù)未來必將是相輔相成的，二者必然會共同發(fā)展、互相促進，從而共同升華，為信息時代人類社會的發(fā)展做出重要的貢獻。

[1] 李銘揚.光電信息技術(shù)在特種設(shè)備上的應(yīng)用探討[J].未來英才，2015(23).

[2] 曾國慶.光電信息技術(shù)在特種設(shè)備中的應(yīng)用研究[J].科教導(dǎo)刊：電子版，2016(25)：117-117.

[3] 欒帝，呂和鑫，蔡宇晨.光電信息技術(shù)在特種設(shè)備中的應(yīng)用研究[J].四川水泥，2017(3)：148-148.