發(fā)布時間：2023-04-08 11:37:15
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的技術發(fā)展論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
數(shù)字熒光示波器DPO(DigitalPhosphorOscillosco-pes)是Tektronix公司新推出的一種示波器平臺，它具有數(shù)字存儲示波器DSO(DigitalStorageOscilloscopes)的各種傳統(tǒng)優(yōu)點，從數(shù)據(jù)存儲到先進的觸發(fā)功能，樣樣俱全。同時，它也具有模擬實時示波器．ART(AnalogRealTime)的明暗顯示和實時特性，能以數(shù)字形式產(chǎn)生顯示效果優(yōu)于模擬示波器CRT(CathodeRayTube)的亮度漸次變化的化學熒光效果。
DPO在示波器技術上有了新的突破，能夠實時顯示、存儲和分析復雜信號，利用三維信息(振幅、時間、及多層次輝度，用不同的輝度顯示幅度分量出現(xiàn)的頻率)充分展現(xiàn)信號的特征，尤其采用的數(shù)字熒光技術，通過多層次輝度或彩色能夠顯示長時間內(nèi)信號的變化情況。
DSO的自動測量和波形存儲功能曾令許多工程師驚嘆不已，但人們不久就發(fā)現(xiàn)DSO在測量具有低頻調(diào)制的高頻信號時，由于其無法克服的混疊失真問題，其謬之千里的顯示結果又讓人想到ART示波器的好處。
DPO不僅具有ART示波器的實時明暗度無混疊顯示能力，而且有DSO的自動測量及波形存儲功能，在避免二者不足方面，還有很大的改進。主要表現(xiàn)在：
(1)快速波形捕獲速率和超強顯示能力
數(shù)字熒光顯示技術的應用使DPO能以不同的灰度或色彩同時顯示信號的多幅圖像。DPO每秒鐘可記錄200000幅波形，其信號數(shù)據(jù)比一般的DSO多1000倍，每次可捕獲500000幅波形，這種快速波形捕獲速率結合高超的顯示能力，使DPO具有分析信號任何細節(jié)的性能。
(2)連續(xù)高速采樣能力
通常DSO因處理顯示數(shù)據(jù)在顯示兩幅波形之間有8ms的停滯時間，即使采用了instavu采樣技術的DSO這一時間也只能降低到1．7Us，ART示波器在回掃時間內(nèi)也不能捕捉波形信息，而DPO能始終以最高采樣率對幾十萬幅波形連續(xù)采樣，克服了其它示波器存在的停滯時間問題。DPO的采樣率一般每秒有幾個109次，如此高的采樣率允許示波器有更大的帶寬。
2DPO的工作原理
數(shù)字熒光示波器的原理框圖如圖l所示，核心部件是由專用集成電路(ASIC)構成的DPX波形成像處理器。
與DSO一樣，輸入信號首先經(jīng)放大和A／D變換后得到信號的采樣值，采樣值經(jīng)過DPX波形成像處理器的處理后形成一幅具有500x200像素、包含波形三維信息的完整波形圖，在不間斷捕獲過程的情況下，DPX成像處理器每秒向波形顯示存儲器發(fā)送30幅波形圖，在微處理器的控制下，根據(jù)顯示存儲器的內(nèi)容，在顯示屏上得到采集到的波形圖。實現(xiàn)“信號數(shù)字化-圖形化-顯示”這樣一種波形顯示方式。與此同時，微處理器以并行方式執(zhí)行自動測量及運算功能。
由于DPO的數(shù)據(jù)采集和顯示體系分別獨立運行，使得示波器能夠在處理顯示所需數(shù)據(jù)的同時，保持最高波形捕獲速率，這意味著示波器能不間斷地捕捉波形的所有細節(jié)。
DPX由數(shù)據(jù)采集器和稱為數(shù)字熒光器的動態(tài)三維數(shù)據(jù)庫組成。它將光柵化功能(波形圖像化)與快速波形捕獲速率有機地結合在一起，以500x200整數(shù)陣列累積信號信息，陣列中的每一個整數(shù)都代表DPO顯示中的一個像素，其數(shù)值的不同導致顯示像點的亮度或色彩不同。隨著信號不斷地采樣，這一陣列也不斷得以更新，但與DSO不同，一個顯示周期(一幅波形圖)完成后，新顯示周期的采樣值并不沖掉上次顯示周期的數(shù)據(jù)，如果兩次采樣值具有相同的顯示點，則只改變對應陣列點的值，這樣多幅波形圖就可累積顯示。當多幅波形圖導致的顯示點不同時，陣列中各點的數(shù)據(jù)就不同，因此波形顯示中會出現(xiàn)不同的亮度等級或色彩，重復出現(xiàn)的信號點其顯示亮度最高，偶爾出現(xiàn)的其它波形信息會以較低亮度得到顯示。
DPO工作時以最大速率連續(xù)采樣，利用采樣之間的最小時間間隔觸發(fā)和生成一幅幅的波形圖，像ART’示波器一樣(由于DPO應用深度三維數(shù)據(jù)庫保存灰度信息，過去的波形信息并不丟失)，可以觀察到長時間內(nèi)信號的變化情況。
3DPO的應用
DPO功能強大，可以完成復雜信號的捕獲、顯示、分析，加上靈活的觸發(fā)方式和自動數(shù)字測量功能使其成為測量領域的佼佼者。常用的TDS3000系列采樣率為1.25～5GS／s，帶寬為100～500MHz，TDS500／700系列的采樣率為2～4GS／s，帶寬為0.5～2GHz。DPO有這樣優(yōu)越的性能，當然不會有低廉的價格。為充分發(fā)揮DPO的性能，它主要用于復雜信號的檢測。
(1)視頻應用環(huán)境的信號檢測
這類測量領域面對的是由快速脈沖組成的長“幀信號”。DSO為了捕獲整個信號的包絡，只能使用較慢的采樣率，但較慢的采樣率會因缺少波形數(shù)據(jù)而產(chǎn)生混疊失真；ART示波器可顯示波形輪廓，但不具備測量和分析功能，DPO尤其適合對這類信號的檢測。類似的信號如磁盤、光盤等的讀出信號。
(2)無線通訊設備中復雜數(shù)字調(diào)制信號的檢測
這類信號的復雜程度表現(xiàn)為非周期性信號，ART。示波器上只能得到無法辨認的模模糊糊的一條光帶，DSO因存儲深度有限難以提供有價值的信息，此時可發(fā)揮DPO的多幅波形捕獲能力。
(3)稀有事件重復頻率的檢測
這是DPO的數(shù)字熒光技術帶來的突出性能，通過觀察多幅波形中稀有事件的顯示亮度就可知其在某段時間內(nèi)出現(xiàn)的頻度，必要時甚至可直接調(diào)出三維數(shù)據(jù)庫中的波形數(shù)據(jù)進行詳細統(tǒng)計。
4示波器技術的發(fā)展
電子測量的主要問題是解決“信號存在”和“信號定量分析”。對復雜信號的存在檢測和定量分析是示波器的首要任務，DPO正是在解決這一測量問題中發(fā)展起來的一種新型示波器技術，在某種程度上，展現(xiàn)了示波器技術的發(fā)展趨勢。
(1)完全數(shù)字化設計
數(shù)字熒光示波器優(yōu)于模擬、勝于數(shù)字的突出功能很大程度上是因其采用了數(shù)字熒光技術?！靶盘柎嬖凇笔请娮訙y量的基礎，只有證實了信號的存在才能對其進行定量分析，ART示波器的余輝顯示在證實信號存在方面雖具有突出的優(yōu)勢，但DPO不是簡單地仿真ART示波器的灰度顯示功能，是以數(shù)字技術為基礎構建的具有模擬效果的一種新型示波器顯示方式(信號數(shù)字化-圖形化-顯示)。全數(shù)字化設計突破傳統(tǒng)模擬仿真的舊模式，創(chuàng)建了以數(shù)據(jù)處理技術為基礎的儀器設計新概念。
關鍵詞：化學灌漿無公害環(huán)氧樹脂聚氨酯丙烯酸鹽酸性水玻璃化學灌漿泵
1我國化學灌漿技術發(fā)展成績
化學灌漿(ChemicalGrouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內(nèi),使其擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術.即化學灌漿是化學與工程相結合,應用化學科學和化學漿材解決地基和混凝土缺陷處理(加固補強、防滲堵漏),保證工程的順利進行或借以提高工程質(zhì)量的一項工程技術.隨著化學灌漿技術的發(fā)展和進步,現(xiàn)己成為現(xiàn)代工程中頗具特色且不可或缺的一項先進技術
國外化學灌漿最初是適應于地基處理和采礦業(yè)發(fā)展的需求而發(fā)展起來的,其可靠性得到公認并被廣泛采用至今己有80年以上的歷史.我國的化學灌漿技術應用與研究起步較晚,但發(fā)展較快并有自已的獨創(chuàng).如果以1953年在佳木斯等地采用堿性水玻璃進行化學灌漿算起,也才只有50年的歷史五十年來，我國在化學灌漿技術這個小領域取得了成績[3]，主要表現(xiàn)在以下方面：
(1)化學灌漿從無到有，從小到大發(fā)展起來，已成為我國現(xiàn)代工程技術不可或缺的一個組成部分
(2)國外有的常用化學灌漿漿材品種，我國基本上都已開發(fā)出來（如環(huán)氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸鹽、酸性和堿性水玻璃、水溶性、非水溶性和彈性聚氨酯、脲醛樹脂、鉻木素等）
(3)化學灌漿漿材品種開發(fā)中還有一些獨創(chuàng).如甲凝、彈性聚氨酯,甲氰凝和環(huán)氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿網(wǎng)絡灌漿材料
(4)化學灌漿設備的研制開發(fā)已基本能適應和滿足國內(nèi)化灌工程的要求[8].如化學灌漿泵、灌漿阻塞器、密閉配輸漿裝置和各種封縫材料等．
(5)化學灌漿技術已在國內(nèi)水電（大壩、堤防、水庫、電站）、建筑（地上、地下、人防）、交通（公路、鐵路、隧道、橋梁、港口、機場）和采礦等四大部門得到推廣應用
(6)化學灌漿技術應用已解決了許多工程難題，取得良好的效益.以水利為例，如三峽[4]、葛洲壩、龍羊峽、丹江口、陳村、鳳灘、萬安等水利樞紐都是采用化學灌漿技術解決一些工程技術難題的典型例子
(7)化學灌漿已從工程完建后的應用，發(fā)展到工程興建前設計中就采用.如三峽化灌帷幕預計15000米，化灌加固地基預計3000米
(8)化學灌漿技術在一些方面已具國際先進水平，如青海龍羊峽大壩采用中化798環(huán)氧漿材處理G4偉晶巖劈裂帶和三峽大壩采用CW環(huán)氧漿材處理F1096軟弱夾層及斷層破碎帶的水泥—化學復合灌漿技術均堪稱國際上處理低滲透性軟弱巖土地層的先進技術
(9)化學灌漿理論上也有一些突破和創(chuàng)新[6][7].如漿液擴散半徑的計算理論、漿液濕面粘接理論、減低漿液毒性的拮抗理論、漿液吸滲理論等
(10)化學灌漿技術出版物取得豐收.自上世紀八十年代以來己出版專著十余部.包括水利學報、水利水電技術、巖土工程學報、巖石力學與工程學報、長江科學院院報在內(nèi)的全國132家科技期刊都選登化學灌漿的研究論文.近5年選登的論文就有200余篇
以上十個方面成績,足以說明我國化學灌漿技術的進步和發(fā)展水平.此外,全國研究化學灌漿技術的工程科技人員已成立了中國水利學會化學灌漿分會,現(xiàn)掛靠在長江科學院.追溯到1968年,學會己舉行過16次學術交流活動,出版了7部論文集,這些學術活動對推動我國化學灌漿材料的研發(fā)和化學灌漿技術的發(fā)展起了很好的作用
2.化學灌漿技術近期發(fā)展展望
我國化學灌漿技術近期應在前50年的基礎上更具活力的繼續(xù)向前發(fā)展,而無公害、耐久性好、適應工程各種苛刻要求且價格低廉的化學灌漿漿材的開發(fā)、應用和推廣;化學灌漿技術的研究、改進和提高;化學灌漿設備、儀器生產(chǎn)的定型化、系列化、成套化、標準化和環(huán)?；爱a(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進和提高等必然是其發(fā)展方向
2.1.無公害漿材的開發(fā)
(1)無毒催化劑的研制.環(huán)氧樹脂漿材粘接強度高、穩(wěn)定性好,因此是固結灌漿最常用的漿材.該漿材毒副作用主要來自所采用的固化劑和溶劑.在過去的近20年中,對環(huán)氧漿材胺類固化劑的降低毒性研究己取得一些成果,國內(nèi)生產(chǎn)出商品名為T31、810、X-89、CD等毒副作用較低的一批改性胺類固化劑,對環(huán)氧漿材的推廣應用起了較好作用,今后還應朝這個方向繼續(xù)努力
(2)無溶劑型漿材的開發(fā).環(huán)氧樹脂一般粘度都較大,制成化灌漿材一般都要添加有機溶劑,但很多有機溶劑不但氣味難聞,而且具有毒副作用(如糠醛),添加后往往會產(chǎn)生環(huán)境問題.因此,人們在研究無毒副作用環(huán)氧固化劑的同時,也展開了無溶劑型環(huán)氧漿材的研制.無溶劑型環(huán)氧漿材的研究將得益于環(huán)氧樹脂工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)一些化工廠生產(chǎn)的低分子量環(huán)氧樹脂粘度僅為20-25mPa.s.,這對今后無溶劑環(huán)氧化灌漿材的發(fā)展開辟了較好的前景.除此之外,把丙烯酸酯等樹脂開發(fā)成無溶型漿材己呈現(xiàn)出更加美好的前景,值得努力探索
(3)水做介質(zhì)的化灌漿材的研制.水做介質(zhì),不用有機溶劑,對化灌漿材的無公害化是很有益的.過去已開發(fā)了LW、HW等為數(shù)不多的水溶性聚氨酯漿材,今后對水溶性漿材應放開視野,相信在有機或無機水溶性漿材開發(fā)和應用上將會呈現(xiàn)出較為理想的進展
(4)某些已有漿材改造的研究.1974年,日本曾因使用抗?jié)B性好的丙凝化灌漿材污染水質(zhì),引起飲水中毒事件而宣布禁用丙凝.之后,具有丙凝相似性能的丙烯酸鹽漿材得到發(fā)展,但其主要成分丙烯酸鎂仍存在一定的毒副作用,而科技工作者采用拮抗原理,在丙烯酸鹽漿材中加入鈣鹽和適量的某種拮抗劑,卻使其毒副作用下降到僅為丙凝的1%,成為實際無毒漿材[12].這個例子說明,我們可以探索通過對己有的某些化灌漿材進行改造,降低毒性,達到可使用標準
2.2.對工程各種苛刻要求相適應的漿材開發(fā)
(1)新型高親潤、高滲透性化灌漿材的研究.雖然目前我們已有了一些高滲性的化灌漿材,解決了不少工程難題,但所用溶劑和固化劑多半都有毒副作用,不適宜環(huán)境標準,對工程地基微細裂隙、斷層破碎帶和泥化夾層及混凝土微細裂隙的處理仍有探索新型高親潤、高滲透性、無毒副作用化灌漿材的必要.這很大程度取決于表面活性劑和活性稀釋劑體系的研究改進
(2)彈性化灌漿材的開發(fā).在工程伸縮縫止水和混凝土活縫、變形縫補強灌漿中需要具有彈性的化灌漿材.過去雖說也有一些開發(fā),但必竟質(zhì)量還不夠高.今后除應加強對已有彈性環(huán)氧和彈性聚氨酯等漿材提高質(zhì)量和消除毒副作用方面的研究外,更為重要的則是加強對能賦于環(huán)氧樹脂彈性的固化劑的開發(fā)研究[11],從而適應建設工程之急需
(3)快速固結漿材的開發(fā).這里指的是漿液粘度又低,固化物性能優(yōu)異,且固化時間可控制在幾十分鐘或幾小時以內(nèi)的漿材的開發(fā).采用低粘度環(huán)氧樹脂或新型活性稀釋劑和開發(fā)應用能促使環(huán)氧樹脂快速固化的新型環(huán)氧固化劑應能解決此課題.3.耐久性漿材的開發(fā)
耐久性概念含意較廣,它包括耐水、耐酸堿、耐候、耐紫外光、耐凍融和干濕循環(huán)、耐磨蝕、耐微生物作用(霉)等方面,耐久性漿材的開發(fā)可從以下幾個方面去探索
(1)通過對合成樹脂的接枝或相嵌共聚合反應,使化灌漿材中所采用的樹脂具備我們所要求的一些耐久性特性
(2)注重互穿網(wǎng)絡復合化灌漿材的研究.如己有的MU無溶劑漿材系丙烯酸酯--聚氨酯的復合[2]、PU/EP水下化灌漿材系聚氨酯—環(huán)氧樹脂的復合[10],他們都是互穿網(wǎng)絡復合化灌漿材.由于兩類樹脂復合及其互穿網(wǎng)絡結構,這就賦予他們超越任何單一樹脂組份的優(yōu)良性能,值得深入研究
(3)加入鈉米材料對己有漿材進行改性.環(huán)氧樹脂加進納米材料改性的化灌漿材研究項目已獲得水利部基金資助,從現(xiàn)己拿出的初步成果來看,該項研究將會提升環(huán)氧漿材包括耐久性在內(nèi)的多方面性能
2.4.價格低廉的漿材開發(fā)
(1)水玻璃漿材的改性.水玻璃漿材是化學灌漿史上最早使用的化學灌漿漿材,同時也是目前使用最廣泛的化學灌漿漿材之一.究其原因除該漿材具有無毒、粘度小、可灌性好等優(yōu)點外漿材價格較低是個重要因素.該漿材不足處為凝膠時間調(diào)節(jié)不夠穩(wěn)定、凝膠強度很低和凝膠穩(wěn)定性較差,金屬離子易脫溶等,現(xiàn)多半用在臨時或半永久工程中.因此今后對其改性工作應著重在提高強度和耐久性方面做研究.加入某些活性物質(zhì)進行改性是值得探索的方向
(2)紙漿廢液的無害化漿材開發(fā).紙漿廢液做成化灌漿材價格較低.將該廢液中加鉻類催化劑便可制得現(xiàn)稱為鉻木素的該漿材.因鉻類催化劑中六價鉻離子有毒,該漿材大家不敢用.故隨后開發(fā)出多種無鉻催化劑的高強木素漿材,今后應對其進行提高性能研究,以便推廣應用
以上四條主要集中在無公害、多用途和耐久性漿材研究、開發(fā)上,至于漿材的定型化、系列化、標準化當然是化灌技術發(fā)展的必然要求,這里就不贅述
2.5.化灌技術的改進、提高和創(chuàng)新
已有化灌技術的總結、改進和提高研究.前已敘述了在過去的50年中,我國有包括水電等大量的建設工程應用過化學灌漿技術,有許多采用化灌解決工程難題的典型經(jīng)驗,其中有些已有初步總結,如復合灌漿技術等;有些則尚待總結,如化灌的密閉傳輸、自動記錄、集中管理和實時監(jiān)控技術等.不管過去有無總結,現(xiàn)有的化灌技術都需要從事化灌技術研究的專家、學者與有經(jīng)驗的工程技術人員相結合,在總結實踐經(jīng)驗的基礎上改進、提高,并能有所創(chuàng)新
2.6.化灌設備儀器的系列化、成套化、標準化和環(huán)?；?/p>
(1)高性能化學灌漿泵的系列化、成套化和標準化.高性能化學灌漿泵是實施化灌作業(yè)的主要設備,國內(nèi)有多家研究所和小企業(yè)能研制和開發(fā),但都只能小批量生產(chǎn)或試生產(chǎn).今后應定點、定型生產(chǎn),并向產(chǎn)品的系列化、成套化、標準化方向發(fā)展,以方便推廣應用化灌技術
(2)化學灌漿自記儀的研制.化學灌漿自記儀的研制可有效地避免人工記錄難免出現(xiàn)的一些差錯,將對提高隱蔽工程中的化學灌漿質(zhì)量起到很好的監(jiān)控作用,并使化灌數(shù)據(jù)分析建立在可靠的基礎之上.化學灌漿自記儀在技術原理上與己有的水泥灌漿自記儀有所不同,目前國內(nèi)已有幾套研制方案,但還未見樣品問世,很需要加快研制步伐,以應工程化灌監(jiān)理之急需
(3)密閉式傳輸漿設備的研制.現(xiàn)己研制出的一些設備要滿足環(huán)境標準要求,保證安全生產(chǎn)
(4)現(xiàn)有產(chǎn)品提高質(zhì)量研究.國內(nèi)生產(chǎn)的一些化學灌漿設備儀器在加工精度和質(zhì)量上與國外同類型產(chǎn)品還有一定差距.因此,在這方面我們會有大量改進和提高工作需要去做
2.7.化學灌漿行業(yè)標準、規(guī)程、規(guī)范的制訂
化灌施工具有隱蔽性特徵,各行其道搞施工必將出現(xiàn)很多問題,甚至會形成工程隱患,值得我們高度警惕.然而我國至今還沒有一部全國性行業(yè)標準和化灌施工規(guī)程、規(guī)范,這是很不正常的現(xiàn)象,應立即著手進行制訂.希望政府相關部門能給于大力支持
現(xiàn)代電源技術是應用電力電子半導體器件，綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用，是現(xiàn)代電力電子技術的具體應用。
當前，電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動化、智能化、機電一體化的基礎，正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠的將來，電力電子技術將使電源技術更加成熟、經(jīng)濟、實用，實現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結合。
一、電力電子技術的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變?yōu)橹绷麟?，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應用得以很大發(fā)展。當時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產(chǎn)物。
1.2逆變器時代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機，交流電機變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關鍵技術是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代，隨著變頻調(diào)速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)取＿@時的電力電子技術已經(jīng)能夠實現(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較低，僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時代
進入八十年代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合，出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世，導致了中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉化的標志。據(jù)統(tǒng)計，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代電子技術不斷向高頻化發(fā)展，為用電設備的高效節(jié)材節(jié)能，實現(xiàn)小型輕量化，機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
二、現(xiàn)代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會，同時也促進了電源技術的迅速發(fā)展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發(fā)展，提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源，根據(jù)美國環(huán)境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規(guī)定，桌上型個人電腦或相關的設備，在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦，就符合綠色電腦的要求，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言，電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領域中，通常將整流器稱為一次電源，而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中，傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關電源取代，高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開關整流器的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多，其電源電壓也各不相同，在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護，且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上，對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制，同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應的性能，并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關電源)，同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化，模塊采用高頻PWM技術，開關頻率在500kHz左右，功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，要求電源模塊實現(xiàn)小型化，因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構，目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊，功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過電源轉換開關來實現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件，電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入，可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理，進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調(diào)速，其在電氣傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要，已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器，將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波，用于驅動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期，日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術應用于空調(diào)器中。至1997年，其占有率已達到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào)，96年引進生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器，逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外，還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略，精選功能組件，是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源，代表了當今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流，IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經(jīng)高頻變壓器耦合，整流濾波后成為穩(wěn)定的直流，供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題，也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關控制器，通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析，達到預知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的，進而提前對系統(tǒng)做出調(diào)整和處理，解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A，負載持續(xù)率60%，全載電壓60~75V，電流調(diào)節(jié)范圍5~300A，重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV，電流達到0.5A以上，功率可達100kW。
自從70年代開始，日本的一些公司開始采用逆變技術，將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻，然后升壓。進入80年代，高頻開關電源技術迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件，將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱，使變壓器系統(tǒng)的體積進一步減小。
國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?，采用全橋零電流開關串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓，最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下，輸出直流電壓達到55kV，電流達到15mA，工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時，將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流，引起諧波損耗和干擾，同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象，即所謂“電力公害”，例如，不可控整流加電容濾波時，網(wǎng)側三次諧波含量可達(70~80)%，網(wǎng)側功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足，是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統(tǒng)開關電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓，還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模控制集成電路作基本部件，利用最新理論和技術成果，組成積木式、智能化的大功率供電電源，從而使強電與弱電緊密結合，降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力，提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期，對分布式高頻開關電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術的研究上。八十年代中后期，隨著高頻功率變換技術的迅述發(fā)展，各種變換器拓撲結構相繼出現(xiàn)，結合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術，使中小功率裝置的集成成為可能，從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始，這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點，論文數(shù)量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納，也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合，如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。
三、高頻開關電源的發(fā)展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統(tǒng)中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源，傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重，如果采用高頓開關電源技術，其體積和重量都會大幅度下降，而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中，更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率，從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術，更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經(jīng)驗表明，電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz，提高400倍的話，用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機，還是通訊電源用的開關式整流器，都是基于這一原理。同樣，傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進行改造，成為“開關變換類電源”，其主要材料可以節(jié)約90%或更高，還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設備固態(tài)化，帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟效益，更可體現(xiàn)技術含量的價值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊，含有一單元、兩單元、六單元直至七單元，包括開關器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管，實質(zhì)上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年，有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去，構成了“智能化”功率模塊(IPM)，不但縮小了整機的體積，更方便了整機的設計制造。實際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重，對器件造成更大的電應力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM)，它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中，使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接，這樣的模塊經(jīng)過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計，達到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片，再把整個模塊固定在相應的散熱器上，就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。另外，大功率的開關電源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮，一般采用多個獨立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術，所有模塊共同分擔負載電流，一旦其中某個模塊失效，其它模塊再平均分擔負載電流。這樣，不但提高了功率容量，在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對整個系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會影響系統(tǒng)的正常工作，而且為修復提供充分的時間。
3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術中，控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代，電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào)，也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以，在八、九十年代，對于各類電路和系統(tǒng)的設計來說，模擬技術還是有用的，特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決，離不開模擬技術的知識，但是對于智能化的開關電源，需要用計算機控制時，數(shù)字化技術就離不開了。
3.4綠色化
電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準，如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上，許多功率電子節(jié)電設備，往往會變成對電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴重的高次諧波電流，使總功率因數(shù)下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀末，各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生，有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀批量生產(chǎn)各種綠色開關電源產(chǎn)品奠定了基礎。
關鍵詞:制冷;供暖;環(huán)保;節(jié)能
0前言
我們知道,所有生物過程都受到溫度的影響,低溫抑制食品中酵､霉菌的繁殖,人體對溫度也非常敏感｡在現(xiàn)代社會,制冷空調(diào)技術已經(jīng)幾乎滲透到各個生產(chǎn)技術､科學研究領域,并在改善人類的生活質(zhì)量方面發(fā)揮巨大作用｡生活中,制冷廣泛用于食品冷加工､冷貯藏､冷藏運輸,舒適性空氣調(diào)節(jié),體育運動中制造人工冰場等;工業(yè)生產(chǎn)中,為生產(chǎn)環(huán)境提供必要恒溫恒濕環(huán)境,對材料進行低溫處理,利用低溫進行零件間的過盈配合等;農(nóng)牧業(yè)中,對農(nóng)作物種子進行低溫處理等;建筑工程中,利用制冷實現(xiàn)凍土開采土方;現(xiàn)代醫(yī)學也離不開制冷,深低溫冷凍骨髓和外周血干細胞､手術中的低溫麻醉等;制冷技術還在尖端科學領域如微電技術､新型材料､宇宙開發(fā)､生物技術的研究和開發(fā)中起著舉足輕重的作用｡可以說,現(xiàn)代技術進步是伴隨著制冷空調(diào)技術發(fā)展起來的｡
技術是人類歷史過程中發(fā)展著的勞動技能､技巧､經(jīng)驗和知識,它包括人類技術活動中的硬件和軟件,是人類改造自然和創(chuàng)造人工自然的方法､手段的活動的總和｡其中,制冷空調(diào)技術的發(fā)展對人類的影響尤為重要｡
1制冷空調(diào)新技術的發(fā)展
1.1冰蓄冷技術的發(fā)展應用
發(fā)展冰蓄冷技術的重要性和必要性:現(xiàn)代空調(diào)設備已成為人們生產(chǎn)與生活的迫切需要｡空調(diào)用電量已占建筑物總耗電量的60%—70%｡當前由于能源緊缺,電力緊張,空調(diào)事業(yè)的發(fā)展受到極大的影響｡眾所周知,冰蓄冷空調(diào)就利用非峰值電能,使制冷機在最佳節(jié)能狀態(tài)下運行,將空調(diào)系統(tǒng)所需要的顯熱與潛熱的形式部分或全部釋放的冷量來滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負荷時,即用融冰釋放的冷量來滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負荷的需要,用來儲存冰的容器成為蓄冷設備,冰蓄冷空調(diào)技術可以對用電起到移峰填谷的作用,在且可增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并能大大提高經(jīng)濟效率｡
1.2低溫空氣源熱泵在城市供熱和制冷上的應用
空氣源熱泵技術是基于逆卡若循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能､環(huán)保制熱技術｡空氣源熱泵系統(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源,經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源,用來取(供)暖或供應熱水,整個系統(tǒng)集熱效率甚高｡空氣源熱泵使用范圍廣,產(chǎn)品適用溫度范圍在-10-40°C,并且一年四季全天候使用,不受陰､雨､雪等惡劣天氣和冬季夜晚的影響,都可以正常使用;熱效率高:產(chǎn)品熱效率全年平均在300%以上;熱泵產(chǎn)品無任何燃燒排放物,制冷劑選用了環(huán)保制冷劑R417A,對臭氧層零污染,是較好的環(huán)保型產(chǎn)品｡因此,低溫空氣源熱泵特別在北方夏熱凍冷的城市供熱和制冷有著廣泛的應用｡1.3中央空調(diào)冷凝熱回收利用
如今,星級賓館､酒店,都設有中央空調(diào)系統(tǒng)和24小時熱水供應,多數(shù)情況下冷､熱源分別設置,用冷水機組提供冷源,蒸汽或熱水鍋爐提供熱源｡眾所周知,冷水機組在運行時要通過冷卻水系統(tǒng)排出大量的冷凝熱,在制冷工況下運行,冷凝熱可達制冷量的1.15—1.3倍｡利用高溫水源熱泵回收這部分冷凝熱輸出的65度的熱水作為生活熱水,會是一條變廢為寶的節(jié)能途徑｡
2技術發(fā)展的負面效應及控制
當代的技術革命,正在形成新型的生產(chǎn)力､形成新型生產(chǎn)方式､形成新型的市場交換方式､形成新的產(chǎn)業(yè)結構和就業(yè)結構､形成新的財產(chǎn)占有方式和分層結構､形成新型的權力和組織管理結構,技術正面效應和負面效應是客觀必然的｡人類有了其他一切生物所不曾具有的思維､精神和語言,人類運用自己的聰明和才智創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)文明,人類也必須對技術的負面效應做出回應｡
徹底消除科技的負面作用是不可能的,我們唯一能做的是在科學技術活動盡量規(guī)避和抑制其負作用｡臭氧層的破壞和全球氣候變化,是當前全球所面臨的主要環(huán)境問題｡
關鍵詞農(nóng)業(yè)節(jié)水技術；應用；可持續(xù)發(fā)展
資料表明，世界上糧食增產(chǎn)中25%歸功于擴大耕地面積，75%歸功于提高單產(chǎn)。雖然單產(chǎn)的提高是綜合措施的結果，但灌溉卻是其中重要措施之一。隨著世界性水資源日益緊缺，水資源不足已成為制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，要進一步發(fā)展灌溉面積就必須節(jié)約灌溉用水，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水技術。
1農(nóng)業(yè)節(jié)水的主要措施
1.1發(fā)展渠道襯砌與管道輸水技術
輸水配水渠道的滲漏損失是農(nóng)田灌溉水量損失的重要組成部分。一般未襯砌的渠道輸水損失達40%～50%，開展渠道防滲是農(nóng)田灌溉節(jié)水的重要環(huán)節(jié)。為了提高灌溉輸水的利用率，世界許多國家都在致力于發(fā)展渠系襯砌、管道化工程。
1.2改進傳統(tǒng)地面灌溉技術
傳統(tǒng)灌溉方式由于灌水歷時長、用水量大、灌水不均勻等影響作物產(chǎn)量。所以，長期以來各國都在積極致力于對傳統(tǒng)地面灌溉技術的研究與改進，并創(chuàng)造了許多全新的方法。其中波涌灌（間歇灌）和激光控制平地畦田灌就是2種影響較大、效果較好的方法。
1.3推廣噴灌、微灌技術
噴灌、微灌技術可在傳統(tǒng)的溝、畦灌等地面灌溉基礎上節(jié)水30%～50%，節(jié)省勞力20%～90%。在節(jié)約用水量的同時改變了傳統(tǒng)的灌溉概念，能夠把含有肥料的水一滴滴地輸入作物根層的土壤中，使土壤中的水、肥、氣、熱保持協(xié)調(diào)關系，達到作物高產(chǎn)目的。
1.4充分利用咸水、廢水灌溉農(nóng)田
目前采用的方法能夠在空間和時間上預報出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基質(zhì)，據(jù)此判定土壤狀態(tài)，并在一定的氣候條件下，參照土壤狀況選擇適宜種植的作物。耕作方式通常采用輪作制，即耐鹽和不耐鹽作物輪作，咸水、廢水與淡水輪灌，以避免土壤過度積鹽。
2有效利用水資源的新技術
2.1選育耐旱作物和節(jié)水品種
選育耐旱作物品種，是充分利用生物適應環(huán)境，以生物機能提高作物水分利用效率的重要途徑。耐旱作物一般在生長關鍵期能避開干旱季節(jié)，抗逆性強，生長期能和當?shù)氐挠昙鞠辔呛?，在雨季快速生長，以充分利用有限的降水。
2.2改進耕作方法與栽培技術
因地制宜，由多耕趨向于少耕、免耕；由淺耕趨向于深耕；由耕翻趨向于深松；由單一作物連作趨向于糧草輪作或適度休閑；重視水土保持，納雨蓄墑，合理施肥，以肥調(diào)水。
2.3推廣地面覆蓋技術
地面覆蓋具有抑制土壤蒸發(fā)、蓄存降水、保持土壤水分、提高土溫的優(yōu)點，分為有機物覆蓋、地膜覆蓋和化學覆蓋。有機物覆蓋就是利用農(nóng)作物秸稈、糠皮等材料進行地面覆蓋，有明顯的保墑節(jié)水效能；地膜覆蓋是一種用薄膜覆蓋的農(nóng)田技術，能夠提高地溫，抑制蒸發(fā)；此外，保水劑、抗蒸騰劑等化學覆蓋技術也得到了廣泛應用。
2.4采用調(diào)虧灌溉技術
調(diào)虧灌溉是根據(jù)灌溉對象的生長發(fā)育規(guī)律及生產(chǎn)的實際需要，有目的地不充分供給水分，使作物經(jīng)受水分脅迫，限制其某方面或某時期的生長發(fā)育，達到既節(jié)水又增產(chǎn)的效果。
3節(jié)水灌溉技術在新疆兵團的應用
3.1膜下滴灌技術的推廣
膜下滴灌是將覆膜種植技術與滴灌技術兩者互相結合的新型灌溉技術。通過生產(chǎn)實踐，膜下滴灌技術比常規(guī)灌溉節(jié)水30%以上，土地利用率提高5%～7%，單產(chǎn)提高20%左右，大幅度降低了農(nóng)民的勞動強度、提高了經(jīng)濟效益。由于這種先進生產(chǎn)方式的實施，帶來了農(nóng)業(yè)體制和組織形式的創(chuàng)新，出現(xiàn)了一大批家庭農(nóng)場，不僅有效節(jié)約了農(nóng)業(yè)用水，促進了地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善；還為低成本高產(chǎn)出的農(nóng)牧產(chǎn)品提高了市場競爭力。至2006年，全國推廣微灌總面積66.67萬公頃以上，僅新疆生產(chǎn)建設兵團就推廣38萬公頃。大田膜下滴灌技術是新疆生產(chǎn)建設兵團近幾年來推廣應用節(jié)水灌溉項目中經(jīng)濟效益最高、生態(tài)效應最好的灌溉新技術，具有廣闊的發(fā)展前景。3.2滴灌自動化控制系統(tǒng)的應用
滴灌自動化技術把新疆兵團節(jié)水灌溉推上了一個省水、省工、增產(chǎn)、增效的新局面，實現(xiàn)了高層次決策控制，是膜下滴灌技術可持續(xù)發(fā)展的必由之路。2002年，136團完成了33.33hm2棉田自動化控制系統(tǒng)滴灌試驗，實現(xiàn)通過田間土壤溫度傳感器、風向、風速、光照、降雨量和蒸騰傳感器進行自動化灌溉。隨后，121團、127團等地也建立了灌溉自動化控制系統(tǒng)示范區(qū)，自動監(jiān)測預報農(nóng)田各項技術參數(shù)，進行科學節(jié)水灌溉，2006年，兵團級棉花水肥高效利用基地“農(nóng)八師148團節(jié)水灌溉自動化控制項目”全面實施，該項目投入使用后，有效地減少人在田間的活動次數(shù)，防止病蟲害傳播和蔓延。同年6月，全國最大面積400hm2棉田“自動化滴灌技術”在農(nóng)八師149團推廣試驗成功，達到了作物長勢室內(nèi)可視化，土壤墑情自動監(jiān)測化，灌溉自動化。
4節(jié)水技術的發(fā)展方向
4.1灌溉工程節(jié)水技術發(fā)展方向
輸水節(jié)水技術的發(fā)展方向是：為解決混凝土襯砌延伸性差、易開裂等缺點，試驗用鋼絲網(wǎng)等加筋混凝土替代常規(guī)混凝土襯砌。另外，隨著化學工業(yè)的發(fā)展和機械化施工技術的日益進步，膜料襯砌在渠系襯砌中的比重逐年增大，將有可能成為未來渠系襯砌材料發(fā)展的主方向。
噴、微灌技術的發(fā)展方向是：噴、微灌相互配合共同發(fā)展，發(fā)揚噴灌射程遠、效率高等優(yōu)點，克服噴灌能耗大、噴頭易堵塞等缺點；開發(fā)和研制新型灌溉設備，提高灌溉均勻度，克服滴灌系統(tǒng)易堵塞的缺點，并向低壓、節(jié)能型方向發(fā)展，減少傳動裝置能耗；灌溉設備標準化、系列化。
4.2科學管理與精準灌溉相結合
隨著科學技術的迅速發(fā)展，通過地理信息技術實行灌溉管理自動化，成為農(nóng)業(yè)節(jié)水管理技術的發(fā)展方向。地理信息技術可實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程中對農(nóng)作物、土地、植保從宏觀到微觀的實時監(jiān)測，能夠對作物生長發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環(huán)境改善進行定期信息獲取和動態(tài)分析，通過系統(tǒng)的診斷和決策，制定實施計劃，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。地理信息技術的快速發(fā)展為農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設和自動化、智能化管理提供堅實的技術基礎，并逐漸成為以可持續(xù)發(fā)展為目標的精準農(nóng)業(yè)技術體系的核心技術。
5參考文獻
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技術發(fā)展戰(zhàn)略是國家對科技活動全局性和長期性的規(guī)劃和行動方針，由科技行政體系主導，并協(xié)調(diào)技術政策與其他工業(yè)政策、國家發(fā)展目標的一致性。對一國技術政策的分析框架，Lall（1998）提出從三個層次研究國家技術政策：（1）確定國家發(fā)展目標，明確技術發(fā)展與國家發(fā)展目標之間的關系；（2）激勵政策，對市場失靈的領域提供國家干預的信號，包括基礎型干預和選擇性干預，所謂基礎性干預是國家對人力資源、科技基礎設施、研發(fā)鼓勵等要素市場的干預，而選擇性干預指國家扶持特定產(chǎn)業(yè)或特定產(chǎn)業(yè)組織優(yōu)以實施優(yōu)先優(yōu)術發(fā)展目標；（3）組織制度，包括為實施技術發(fā)展戰(zhàn)略的科技計劃、行政組織等。[1]以這三個層次考察馬來西亞技術發(fā)展戰(zhàn)略的演變過程，馬來西亞工業(yè)化進程中的技術發(fā)展大致可分為三個階段：
第一階段，1958年到20世紀80年代中期，產(chǎn)業(yè)技術規(guī)劃不明晰時期。獨立之后馬來西亞技術發(fā)展的重點領域與以農(nóng)業(yè)、種植業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結構相一致，資源型產(chǎn)業(yè)（如早期的橡膠、之后的棕櫚油產(chǎn)業(yè)）的研究與開發(fā)是政府重點支持的研究領域，這一時期建立的馬來西亞農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所（MalaysianAgriculturalResearchandDevelopmentInstitute,MARDI）對當時農(nóng)業(yè)多樣化、農(nóng)礦產(chǎn)品的出口增長發(fā)揮了重要技術指導和推廣作用。相對地，在馬來西亞推動工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)政策框架中，產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展并沒有成為優(yōu)先的議題。20世紀60年代，馬來西亞通過跨國公司和合資企業(yè)的投資方式在生產(chǎn)初級消費品的進口替代行業(yè)興建了一批制造業(yè)企業(yè)，到60年代末為解決就業(yè)問題和種族間經(jīng)濟利益沖突，以發(fā)展勞動密集型的出口導向產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略和旨在社會重組目標的新經(jīng)濟政策成為這一時期產(chǎn)業(yè)政策的重點，而外資主導的出口型產(chǎn)業(yè)主要集中在新建的自由貿(mào)易區(qū)內(nèi)，與區(qū)外的當?shù)禺a(chǎn)業(yè)幾乎沒有技術聯(lián)系和外溢效果。在80年代初期到中期馬來西亞重工業(yè)化的第二輪進口替代階段，馬國政府通過政府投資行為推動的重工業(yè)項目計劃不僅包含了優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構布局的設計，同時希望進一步達到種族間經(jīng)濟利益平衡的目的?？梢哉f，在這一時期，產(chǎn)業(yè)技術的學習、深化一直不是政策制訂者的直接目標。另一方面，馬來西亞開始籌建科技行政體系，如1975年成立的國家科學研究開發(fā)理事會（theNationalCouncilforScientificResearchandDevelopment），1976年成立的科學技術環(huán)境部（theMinistryofScience,TechnologyandEnvironment,MOSTE），它們的預算、權限十分有限，無力對其他部門（如貿(mào)易工業(yè)部、農(nóng)業(yè)部）以及這些部門下屬的重點研究機構發(fā)揮統(tǒng)籌規(guī)劃的作用。
第二階段，80年代中期到90年代初，政府加強技術力量供給的技術發(fā)展戰(zhàn)略。80年代中期馬來西亞政府感到馬國工業(yè)化“缺乏對科技政策、戰(zhàn)略全面而清晰的方向”，[2]1986年馬來西亞政府在當年數(shù)個經(jīng)濟規(guī)劃中，包括第五個國家計劃（1986—1990）和第一個產(chǎn)業(yè)主導計劃，明確了產(chǎn)業(yè)技術與經(jīng)濟發(fā)展的聯(lián)合，并在1990年產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展行動計劃進一步詳細了技術發(fā)展的優(yōu)先領域及鼓勵措施。首先，產(chǎn)業(yè)技術目標在多個政策框架中明確體現(xiàn)，明顯不同于前一階段。由政府推動的重化工業(yè)發(fā)展計劃失利后，1986年馬來西亞政府頒布了第一個“產(chǎn)業(yè)主導計劃”（1986—1995年）（theI8ndustrialMasterPlan），在這份規(guī)劃中明確說明國內(nèi)弱小的產(chǎn)業(yè)技術基礎是未來經(jīng)濟發(fā)展的重要障礙，認為已具一定規(guī)模的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)并不具備相應的技術能力，幾乎完全依賴外國技術，建議采取韓國式產(chǎn)業(yè)政策對特定部門采用傾斜式政策以幫助本地企業(yè)建立技術基礎，強調(diào)優(yōu)先發(fā)展具有較強聯(lián)系效應的資源型制造產(chǎn)業(yè)，如木材加工業(yè)、橡膠制品、石油精煉產(chǎn)品。盡管第一個產(chǎn)業(yè)主導計劃的政策方向隨著很快到來的外國直接投資沖淡了許多，但該計劃是馬來西亞政府首次將技術發(fā)展領域獨立地列為經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中，顯示產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展已經(jīng)成為政策目標之一。1990年出臺的“產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展行動計劃”（ActionPlanforIndustrialTechnologyDevelopment,APITD）作為第一個“產(chǎn)業(yè)主導計劃”的補充，更為詳細列舉了五大優(yōu)先發(fā)展領域，如自動化材料、先進材料、生物技術、電子與信息技術和能源、環(huán)境與環(huán)境技術，同時指出了馬來西亞產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展面臨的結構性瓶頸，并提出了42項建議完善國家技術創(chuàng)新體系。其次，在包含產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展目標的多個政府規(guī)劃出臺后，對原有科技行政體系的改革也就成為必然，這些技術發(fā)展機構與私營企業(yè)界聯(lián)系顯得比過去緊密。原有分散在各部門的主要工業(yè)研究機構統(tǒng)一由科學技術環(huán)境部管理，以便提高這些研究機構的合作能力；改革后的國家科學開發(fā)理事會加入了更多私營企業(yè)界代表，并監(jiān)督1986年啟動的、由國家資助的“重點領域加強研究基金”（theIntensificationofResearchinPriorityAreas,IRPA）項目的實施情況；馬來西亞內(nèi)閣組建一個由總理牽頭的、新的科學技術委員會，負責科技立法和項目規(guī)劃，除此之外，產(chǎn)生了一些非政府機構的民間—政府協(xié)商組織，如馬來西亞商業(yè)理事會的技術委員會、馬來西亞高科技產(chǎn)業(yè)—政府協(xié)調(diào)小組。最后，在政策的推動下，馬來西亞對科學技術的公共投入迅速增加，1986—1990年第五個五年規(guī)劃中科技的公共投資從5.4億林吉特上升到11.6億林吉特，這些投資流向國有技術研究機構的基礎設備投資以及資助國家重點領域研究項目（IRPA），國家科學開發(fā)理事會挑選國有技術研究機構開展IRPA項目。
從實踐效果來看，由政府制訂技術發(fā)展規(guī)劃、國有資金支持、國家公共研究機構執(zhí)行的科技體制屬于典型的“由上至下”的技術供給型發(fā)展戰(zhàn)略，這種規(guī)劃體制的性質(zhì)是一種集中型的體制而不是包含私營企業(yè)界參與的復式或協(xié)調(diào)式體制，盡管政府的初衷是仿效日本產(chǎn)業(yè)需求拉動式技術發(fā)展模式將科技發(fā)展與產(chǎn)業(yè)發(fā)展統(tǒng)一起來，但顯然缺乏合格技術官僚的參與和企業(yè)界的廣泛參與，特別是這種集中型的技術供給型發(fā)展戰(zhàn)略與以跨國公司為主導的、經(jīng)濟自由化的市場環(huán)境相矛盾，這種發(fā)展戰(zhàn)略對產(chǎn)業(yè)技術的提升作用并不十分明顯。但無疑地國家對科技的大量投入培育了一種技術創(chuàng)新的社會風尚，這是馬來西亞社會氛圍里一直缺少的。
第三階段，1993年后，加強技術政策與產(chǎn)業(yè)組織結構、市場條件的協(xié)調(diào)階段。20世紀90年代初馬來西亞政府注意到大量涌入馬來西亞的外國直接投資內(nèi)部化的技術轉移比70、80年代顯得活躍而積極，跨國公司對呈現(xiàn)產(chǎn)品多樣化和生產(chǎn)技術的提高的現(xiàn)象。20世紀90年代中期馬來西亞依托跨國公司成為全球消費型電子產(chǎn)業(yè)的重要生產(chǎn)基地，電子產(chǎn)品制造技術能力迅速提高，同時開始跨國公司增加了對馬來西亞本地企業(yè)的零部件采購以及部分下包行為，檳城形成了以半導體、硬盤驅動器為主的高科技產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)集群。面對占馬來西亞經(jīng)濟舉足輕重地位的電子產(chǎn)業(yè)與全球生產(chǎn)網(wǎng)絡的緊密融合和跨國公司行為模式的轉變，前期的供給型技術發(fā)展戰(zhàn)略顯然無法滿足經(jīng)濟技術發(fā)展的需要，為此馬來西亞政府調(diào)整了技術發(fā)展思路，體現(xiàn)在三個方面：
第一，制造業(yè)轉變原有扶持單一產(chǎn)業(yè)為主的傾斜式產(chǎn)業(yè)技術政策，新發(fā)展思路強調(diào)為塑造具有國際競爭力企業(yè)提供誘導性的政策指導以及完善創(chuàng)新的網(wǎng)絡建設。在產(chǎn)業(yè)政策上，面臨90年代初國內(nèi)已出現(xiàn)的勞動力短缺、社會基礎設施緊張等形勢，政府強調(diào)從“生產(chǎn)要素投入驅動型”向“生產(chǎn)效率驅動型”經(jīng)濟增長模式組裝、裝配向高附加值的產(chǎn)品設計、研究開發(fā)、市場營銷生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)展，提高產(chǎn)業(yè)的自動化水平。加強產(chǎn)業(yè)技術開發(fā)，提高產(chǎn)業(yè)結構聯(lián)系，以生產(chǎn)力提高產(chǎn)業(yè)技術水平。在技術發(fā)展的操作思路上，突出了培育產(chǎn)業(yè)群的技術發(fā)展思想，重點發(fā)展以電子電器產(chǎn)業(yè)、石化與制藥、材料、資源加工等8個產(chǎn)業(yè)群，通過產(chǎn)業(yè)群的主導產(chǎn)業(yè)、輔助產(chǎn)業(yè)、基礎設施和相關商業(yè)服務的互動合作帶動產(chǎn)業(yè)上下游聯(lián)系。在外資政策上，1991年11月頒布《新外資投資法案》對參與發(fā)展資本、技術密集型產(chǎn)業(yè)和高科技的外資給予傾斜的投資優(yōu)惠政策；1995年馬來西亞工業(yè)發(fā)展局規(guī)定以“人均員工最低投資額”作為批準投資的附帶條件，從而抑制勞動密集型產(chǎn)業(yè)的投資；1996年馬國政府將吸引高科技企業(yè)投資作為最優(yōu)先的稅收優(yōu)惠項目，這些政策調(diào)整表明政府通過選擇性FDI政策以達到促進本國產(chǎn)業(yè)技術升級的目的。另外，為改善本國二元性的產(chǎn)業(yè)組織結構，促進先進技術擴散，1993年馬來西亞政府公布了《扶植企業(yè)計劃》，由馬國政府、金融機構和大型企業(yè)（包括外資企業(yè)和國內(nèi)大企業(yè)）三方合作，促進大企業(yè)和經(jīng)挑選的本地中小企業(yè)的配套生產(chǎn)，打造中小企業(yè)的技術學習渠道。
其次，科技體制從政府指令性向市場主導機制轉變，這種轉變突出表現(xiàn)在有關技術政策的制訂、實施有更多私營企業(yè)界的參與。為推動產(chǎn)學研的結合，原國家公共研究機構的運作機制發(fā)生轉變，改革后成為具有獨立法人資格的國營公司，采取合同制研究體系建立企業(yè)式營運模式，與此同時大學也被要求通過研究合同立項加強與產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系。1992年成立的公私合資經(jīng)營的“馬來西亞技術發(fā)展公司”（theMalaysiaTechnologyDevelopmentCorporation,MTDC）是馬國首家風險投資公司，旨在促進公共研究機構成果的商業(yè)化。
二、馬來西亞R&D發(fā)展模式的轉變
推動研究與開發(fā)（R&D）的發(fā)展是政府培養(yǎng)本國內(nèi)生性科學技術能力的重要途徑，也是一國政府科技規(guī)劃的主要領域。從發(fā)展中國家的實踐來看，在工業(yè)化發(fā)展早期，R&D的作用并不突出，但隨著企業(yè)技術能力深化，R&D活動就開始變得重要，這時的R&D活動大部分與企業(yè)吸收、改良復雜的引進技術相聯(lián)系。特別是，隨著企業(yè)技術能力的提高，R&D活動開始從改良轉變?yōu)檎嬲漠a(chǎn)品和工藝創(chuàng)新。因此，無論是促進對引進技術的吸收，或是實施技術創(chuàng)新行為，R&D的增長都意味著工業(yè)的成熟和技術能力的提高。正是從這個意義上，學術界視研究與開發(fā)投入為衡量一國技術能力的重要指標，R&D水平與一國經(jīng)濟發(fā)展階段直接相關。
盡管從20世紀80年代中期以后馬來西亞進入工業(yè)化快速成長階段，但R&D投入（指R&D／GDP）一直較為落后，成為制約馬來西亞產(chǎn)業(yè)升級目標的阻礙。但90年代以來，馬來西亞R&D的資源分布和活動特征明顯改善。90年代中期之后，馬來西亞的R&D總投入有較大的增長，特別是金融危機之后繼續(xù)保持較高的增幅。從R&D投入來源結構來看，來自產(chǎn)業(yè)界的研發(fā)比重從1990年的20％上升到2000年的57.9％，說明產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的支出已經(jīng)成為馬來西亞R&D總投入的主力，顯示在R&D領域由20世紀80年代政府主導開始轉變?yōu)槠髽I(yè)主導模式。與此相應地，在研發(fā)項目類別上，應用型和實驗型研發(fā)支出大大超過基礎型研究支出，顯示產(chǎn)業(yè)主導形式已成趨勢。
馬來西亞政府的R&D投入方面在20世紀90年代后期增長幅度很大，其產(chǎn)業(yè)需求導向的趨勢日益增強。1996—2000年R&D支出為9.35億林吉特，比1991—1995年的支出增長49％，[3]其中67％分配給國家資助的“重點領域加強研究基金”（IRPA），其余則流向政府參與的技術合作項目，包括1999年成立的馬來西亞與美國麻省理工學院生物技術合作項目（theMalaysia-MITBiotechnologyPartnershipProgramme,MMBPP）、1998年批準的多媒體走廊研發(fā)基金計劃（MSCResearchandDevelopmentGrantScheme,MGS）、1998年成立的示范應用技術資助項目（theDemonstratorApplicationsGrantScheme,DAGS）等。以政府R&D領域的資金分布狀況來看，重點領域加強研究基金（IRPA）是馬來西亞政府研發(fā)的主要部分，配合第二個產(chǎn)業(yè)主導計劃和信息技術的高速發(fā)展，重點扶持領域從過去的5個增加到11個。相比過去，政府對應用性研發(fā)給予了更多傾斜。1986年啟動的IRPA運行過程中存在的問題體現(xiàn)在：（1）IRPA的資金絕大多數(shù)流向公共研究機構和一部分高等教育機構，產(chǎn)業(yè)界很少從該基金獲得研發(fā)項目，目前該基金尚缺乏產(chǎn)業(yè)界與研究機構的共同合作的機制；（2）缺少能夠承擔風險的技術孵化器的民間企業(yè)，IRPA在各領域的科研成果轉化率都很低。考慮到IRPA模式的局限性，馬來西亞90年代下半期在IRPA之外設立了對企業(yè)新技術研發(fā)、應用資助體系，著重聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界強化對產(chǎn)業(yè)技術的研發(fā)和新技術的市場推廣。如斥資1億林吉特的產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)基金計劃（IGS）的主旨在于鼓勵產(chǎn)、學、研三方的共同研發(fā)與應用，已資助項目包括現(xiàn)有技術改良和新產(chǎn)品、新工藝的創(chuàng)新；多媒體走廊研發(fā)基金計劃（MGS）是鼓勵進入多媒體走廊的資格公司的研發(fā)，已批準的項目涉及電子交易的軟件開發(fā)、網(wǎng)絡電話合成、指紋識別等技術研發(fā)；示范應用技術資助項目（DAGS）旨在推廣本地信息通訊技術的廣泛應用。表2表明在2001—2005年期間馬來西亞政府對科技投入進一步加大力度，特別在科技成果商業(yè)化和科技基礎設施的預算投入方面將有大幅度提高。
馬來西亞民間企業(yè)研發(fā)占全國研發(fā)比例的大幅增長是馬來西亞研發(fā)結構最顯著的變化，2000年企業(yè)研發(fā)支出金額是1992年的4倍左右，1998年曾達到全國研發(fā)總額的72％，顯示馬來西亞民間企業(yè)研發(fā)需求快速增多。與國家公共研究基金、高等教育機構的研發(fā)資金大多來源于國家基金相比，83％的私營企業(yè)研發(fā)資金來源于企業(yè)本身。私營企業(yè)研發(fā)領域多集中在制造業(yè)的應用技術和工程技術，特別是電子設備及零部件、交通運輸工具和石油產(chǎn)品。在民間研發(fā)結構上，外資企業(yè)大約占40％左右，且集中于技術密集性行業(yè)，如電子電器、化工和塑膠產(chǎn)品，本土企業(yè)的研發(fā)著重于食品、精練石油產(chǎn)品、基本金屬產(chǎn)品以及交通運輸器械。值得注意的是，由于馬來西亞研發(fā)型人力資源的缺乏和科技基礎設施的不足，2000年民間企業(yè)研發(fā)費用中有1.31億林吉特研發(fā)項目外包給海外的研發(fā)機構。馬來西亞民間企業(yè)研發(fā)開支的迅速擴大，一方面是企業(yè)技術發(fā)展的內(nèi)在要求，表明馬來西亞的一部分民間企業(yè)（包括外資和本地企業(yè)）已通過技術吸收、消化環(huán)節(jié)后進入工藝和產(chǎn)品的創(chuàng)新環(huán)節(jié)。另一方面，民間企業(yè)的研發(fā)擴大也得力于政策激勵。為鼓勵私營企業(yè)的研發(fā)活動，馬來西亞政府出臺了一系列刺激措施，除對私營企業(yè)研發(fā)活動的資助體系外，鼓勵企業(yè)研發(fā)活動的財政稅收優(yōu)惠政策也是重要的有效政策，具體地，由國家批準的技術研究開發(fā)活動的支出可以加倍從應課稅中剔除，被批準進行技術研發(fā)的企業(yè)予以免除5年期限的公司所得稅，公司內(nèi)部的研發(fā)費用的50％準予在10年內(nèi)從所得稅中剔除。從私營公司對這些優(yōu)惠政策的反饋情況來看，研發(fā)支出雙倍從所得稅中課除的激勵政策效果較顯著。
盡管近年來投入增長較快，馬來西亞研發(fā)支出比例（R&D／GDP）在國際上仍然處于很低的水平，這對于期望延伸本國制造業(yè)的價值鏈、提高產(chǎn)業(yè)國際競爭力是一個突出的制約因素。此外，據(jù)馬來西亞科技信息中心（MASTIC）的調(diào)查，公共研究機構、產(chǎn)業(yè)界和高等教育機構很少從事合作研發(fā)活動，三者中高等教育機構研發(fā)能力偏低，公共研究機構科技成果產(chǎn)業(yè)化程度低。從國家創(chuàng)新體系強調(diào)知識的生產(chǎn)、擴散、應用在一國創(chuàng)新體系的循環(huán)流轉的角度來看，馬來西亞R&D資源配置隨著產(chǎn)業(yè)導向的模式趨強，技術創(chuàng)新的效率有所提高，但科技行政機構作為協(xié)調(diào)產(chǎn)、學、研創(chuàng)新行為主體的聯(lián)系功效以及促進科技成果的市場轉化仍然有待加強。
三、馬來西亞近期技術戰(zhàn)略調(diào)整的理論分析
學術界對發(fā)展中國家技術政策的選擇一直存在不同的聲音。新古典學派堅持應建立“市場親善型”（Market-friendly）的產(chǎn)業(yè)技術政策，即為彌補市場失效，政府應改善要素市場，推動貿(mào)易自由化、深化金融市場、完善人力資本培訓和基礎設施建設，強調(diào)市場的自發(fā)調(diào)節(jié)機制，主張技術政策應當保持中立性。新古典引用尋租理論和公共選擇理論，認為政府失效的可能性和成本遠大于市場失效，所以排斥任何形式的針對某一特定產(chǎn)業(yè)、某一特定企業(yè)組織的信貸、補貼、稅收優(yōu)惠等干預行為。發(fā)展中國家技術能力理論學派（Lall,s.1998）認為政府的功能遠不止于此，即便不是所有后發(fā)國家政府有能力象韓國一樣成功執(zhí)行有力的選擇性產(chǎn)業(yè)政策，如確定重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)、培育競爭力強的大企業(yè)，后發(fā)國家的產(chǎn)業(yè)政策也應該是一種包含基礎型和垂直型干預的混合物，不僅包括改善現(xiàn)存的要素市場，同時也可以通過政府行為彌補發(fā)展中國家特有的市場缺陷，比如鼓勵企業(yè)的創(chuàng)新、研發(fā)活動，比如發(fā)展技術外溢性強、關聯(lián)性強的產(chǎn)業(yè)，Lall認為發(fā)展中國家的技術政策應向“市場激發(fā)型”（Market-stimulating）調(diào)整。從金融危機后馬來西亞政府對其技術發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整來看，其調(diào)整的思路更多地體現(xiàn)“市場激發(fā)型”的特征。
首先，針對制約本國技術創(chuàng)新能力的薄弱點，政府加大在人力資源、研發(fā)鼓勵、科技基礎設施等環(huán)節(jié)的基礎性干預。在馬來西亞國家創(chuàng)新體系中，缺乏高級化、技術性、知識型人力資源被認為是制約其技術創(chuàng)新能力的最大障礙。因此，第8個馬來西亞五年計劃強調(diào)對高等教育投入的傾斜，推動在職培訓，從教育體制上打破傳統(tǒng)的政府主導模式，促進政府與私人、國外機構的合作。此外，以國家力量促進信息技術基礎設施的建設是馬來西亞加快知識經(jīng)濟步伐的重要措施，2001—2005年科技基礎設施的投入占馬國政府科技投入的60％，此舉意在以信息技術的推廣提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的競爭力。在研發(fā)領域，除提供普遍的優(yōu)惠政策外，政府還提供資助誘導私人研發(fā)與國家重點扶持的產(chǎn)業(yè)技術戰(zhàn)略相結合，并改革公共研發(fā)資源的分配、運行機制，突出研究成果的商業(yè)化效益。
其次，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群的聚集效應，以新的創(chuàng)新組織形式促進企業(yè)之間、企業(yè)與科學研究機構的信息技術交流。產(chǎn)業(yè)集群是特定產(chǎn)業(yè)領域里相互聯(lián)系的企業(yè)和機構在地理的集中，通過產(chǎn)業(yè)集群里企業(yè)間的專業(yè)化分工協(xié)作，可以獲得比孤立的企業(yè)整體更有效的集群創(chuàng)新優(yōu)勢，集群式創(chuàng)新體現(xiàn)了互惠共生、協(xié)同競爭性、資源共享性的特殊優(yōu)勢。在實踐中，產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新優(yōu)勢已經(jīng)在經(jīng)濟活動中，特別在技術密集的新興產(chǎn)業(yè)中顯現(xiàn)出來，如美國硅谷、日本筑波科學城、臺灣新竹科學園區(qū)等都是成功的案例。馬來西亞政府大力推出的“多媒體走廊”、“生物谷”計劃也是希望借助產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新優(yōu)勢吸引外資進入，帶動本國高新技術的發(fā)展。
以太網(wǎng)技術具有價格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應用廣泛以及支持技術成熟等優(yōu)點，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡之一。近些年來,隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展,以太網(wǎng)進入了控制領域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡技術。這主要是由于工業(yè)自動化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。以太網(wǎng)技術引入工業(yè)控制領域，其技術優(yōu)勢非常明顯：
（一）Ethernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡，遵照網(wǎng)絡協(xié)議不同廠商的設備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)。
（二）以太網(wǎng)能實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡與企業(yè)信息網(wǎng)絡的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡。
（三）軟硬件成本低廉，由于以太網(wǎng)技術已經(jīng)非常成熟，支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持，有多種軟件開發(fā)環(huán)境和硬件設備供用戶選擇。
（四）通信速率高，隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴大和復雜程度的提高，對信息量的需求也越來越大，有時甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸，目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛應用，千兆以太網(wǎng)技術也逐漸成熟，10G以太網(wǎng)也正在研究，其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多。
（五）可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ螅谶@信息瞬息萬變的時代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡，信息技術與通信技術的發(fā)展將更加迅速，也更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術不斷地持續(xù)向前發(fā)展。
二、工業(yè)以太網(wǎng)在控制領域應用現(xiàn)狀
工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相比，它能提供一個開放的標準，是企業(yè)從現(xiàn)場控制到管理層實現(xiàn)全面的無縫的信息集成，解決了由于協(xié)議上的不同導致的“自動化孤島”問題，但從目前的發(fā)展看，工業(yè)以太網(wǎng)在控制領域的應用主要體現(xiàn)在以下幾種形式。
（一）混合Ethernet/Fieldbus的網(wǎng)絡結構
這種結構實際上就是信息網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡的一種典型的集成形式。以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場設備級深入發(fā)展，并盡可能的和其他網(wǎng)絡形式走向融合，但以太網(wǎng)和TCP/IP原本不是面向控制領域的，在體系結構、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、實驗環(huán)境等諸多方面并不成熟，而現(xiàn)場總線能完全滿足現(xiàn)代企業(yè)對底層控制網(wǎng)絡的基本要求，實現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。因此，在企業(yè)信息層采用以太網(wǎng)，而在底層設備級采用現(xiàn)場總線，通過通信控制器實現(xiàn)兩者的信息交換。
（二）專用工業(yè)以太控制網(wǎng)絡
如何利用工業(yè)以太網(wǎng)單獨作為控制網(wǎng)絡是工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展方向之一，也是工業(yè)控制領域的研究熱點之一。如德國JetterAG公司的新一代控制系統(tǒng)JetWeb，是融現(xiàn)場總線技術、100Mb/s以太網(wǎng)技術、CNC技術、PLC技術、可視化人機接口技術和全球化生產(chǎn)管理技術為一體的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，同時具有廣泛的兼容性，可兼容第三方自動化控制產(chǎn)品，提出“網(wǎng)絡就是控制器”的觀點，是取代所有底層現(xiàn)場總線的工業(yè)網(wǎng)絡結構。這種工業(yè)控制網(wǎng)絡是將以太網(wǎng)貫穿于整個網(wǎng)絡各層次，使它成為透明的覆蓋整個企業(yè)范圍的應用實體。它實現(xiàn)了辦公自動化與工業(yè)自動化的無縫結合，實質(zhì)上是一個單層的扁平結構，其良好的可擴展性和互連性，使之成為真正意義上的全開放網(wǎng)絡體系結構的大統(tǒng)一。
（三）基于Web的網(wǎng)絡監(jiān)控平臺
嵌入式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡應用熱點，就是通過Internet使所有連接網(wǎng)絡的設備彼此互通，從計算機、PDA、通信設備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部，可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡，進行工廠實時運行數(shù)據(jù)的和顯示，管理者通過Web瀏覽器對現(xiàn)場工況進行實時遠程監(jiān)控、遠程設備調(diào)試和遠程設備故障診斷和處理。實現(xiàn)的最簡單辦法就是采用獨立的以太網(wǎng)控制器，連接具有TCP/IP界面的控制主機以及具有RS-232或RS-485接口的現(xiàn)場設備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計算機網(wǎng)絡和現(xiàn)場各類設備之間的一個橋梁。
三、以太網(wǎng)交換技術的發(fā)展趨勢
以太網(wǎng)和通信技術的突飛猛進，促使工業(yè)以太網(wǎng)技術進一步發(fā)展。目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應用，并呈現(xiàn)向下延伸直接應用于工業(yè)控制現(xiàn)場的趨勢。從目前國際、國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展來看，目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應用，并成為事實上的標準。未來工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)中的現(xiàn)場設備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來越重要的作用?？偟膩碚f，工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢將體現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線相結合
工業(yè)以太網(wǎng)技術的研究還只是近幾年才引起國內(nèi)外工控專家的關注。而現(xiàn)場總線經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在技術上日漸成熟，在市場上也開始了全面推廣，并且形成了一定的市場。就目前而言，全面代替現(xiàn)場總線還存在一些問題，需要進一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結構，開發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。
（二）工業(yè)以太網(wǎng)技術直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨
隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術的發(fā)展，為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術基礎，從而消除了以太網(wǎng)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信的主要障礙，為以太網(wǎng)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間通信提供了技術可能。為此，國際電工委員會IEC正著手起草實時以太網(wǎng)(Real-timeEthernet,RTE)標準，旨在推動以太網(wǎng)技術在工業(yè)控制領域的全面應用。
1.1首先,話音通信和寬帶數(shù)據(jù)通信逐漸無線化。隨著固定無線接入系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)在技術和市場方面的發(fā)展,通過無線方式進行通信的用戶數(shù)量急劇增長,在幾年后,無線話音通信和窄帶數(shù)據(jù)通信的用戶數(shù)量將可能超過有線用戶。目前在中國的部分地區(qū),移動電話用戶的增長數(shù)量已超過有線電話用戶的增長。
1.2無線通信須適應IP業(yè)務的發(fā)展。隨著計算機的普及和電子商務等新業(yè)務的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信業(yè)務量正以指數(shù)規(guī)律增長,其中使用IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信的業(yè)務量更是急劇增加。固定無線接入系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)須適應IP通信業(yè)務發(fā)展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網(wǎng)推進。
1.3無線通信與有線通信始終在互補支持發(fā)展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質(zhì)量穩(wěn)定的特點,能滿足高速數(shù)據(jù)通信和寬帶多媒體業(yè)務的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達到的目標是靜止狀態(tài)下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現(xiàn)20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進,無線通信正利用其實現(xiàn)個人通信的優(yōu)勢始終與有線通信在互補支持發(fā)展著。
2.無線接入系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的定位
無線接入技術的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務。在建筑物內(nèi)或局部區(qū)域,可通過移動終端提供服務。在地形復雜的山區(qū)、海島或用戶稀少、分散的農(nóng)村地區(qū),鋪設有線電纜比較困難、投資大,用戶經(jīng)濟實力較低,只有選用無線接入技術,才能解決電話普及與運營企業(yè)的經(jīng)濟效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風等自然災害時,無線接入系統(tǒng)可作為有線通信網(wǎng)的臨時應急系統(tǒng)快速提供基本業(yè)務服務。
在通信網(wǎng)中,無線接入系統(tǒng)的定位是:本地通信網(wǎng)的部分是本地有線通信網(wǎng)的延伸、補充和臨時應急系統(tǒng)。
3.無線接入技術
3.1MMDS接入技術
MMDS多路微波分配系統(tǒng)已成為有線電視系統(tǒng)的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節(jié)目為目的,模擬MMDS只能傳8套節(jié)目,隨著數(shù)字圖像/聲音技術和對高速數(shù)據(jù)的社會需求的出現(xiàn),模擬MMDS正在向數(shù)字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5～2.7MHz。它的優(yōu)點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術來作為數(shù)據(jù)、話音和視頻的雙向無線高速接入網(wǎng)。但由于MMDS的成本遠低于LMDS,技術也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數(shù)字MMDS開展無線雙向高速數(shù)據(jù)業(yè)務,主要是雙向無線高速英特網(wǎng)業(yè)務。
近年,我國有的大城市已經(jīng)成功地建成了數(shù)字MMDS系統(tǒng),并且已經(jīng)投入使用。不僅傳送多套電視節(jié)目,同時還將傳送高速數(shù)據(jù),成為我國數(shù)字MMDS應用的先驅。數(shù)字MMDS不應該單純?yōu)榱硕鄠麟娨暪?jié)目,而應該充分發(fā)揮數(shù)字系統(tǒng)的功能,同時傳送高速數(shù)據(jù),開展增值業(yè)務。高速數(shù)據(jù)業(yè)務能促進地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展,同時也為MMDS經(jīng)營者帶來更大的經(jīng)濟效益。因為數(shù)據(jù)業(yè)務的收入遠高于電視業(yè)務的收入。
3.2LMDS接入技術
本地多點分配業(yè)務LMDS工作于24GHz～38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術。
一個完整的LMDS系統(tǒng)由四部分組成,分別是本地光纖骨干網(wǎng)、網(wǎng)絡運營中心(NOC)、基站系統(tǒng)、用戶端設備(CPE)。
寬帶無線接入技術主要有多通道多點分配業(yè)務(MMDS)和本地多點分配業(yè)務(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術上發(fā)展起來的,所采用的調(diào)制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現(xiàn)無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術。
(2)光纖傳輸速率高達Gb/s,而LMDS傳輸速率可達155Mb/s,穩(wěn)居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數(shù)據(jù)傳輸標準,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業(yè)務。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5～6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結構來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統(tǒng)復雜。
(3)設備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術
WCDMA技術能為用戶帶來最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,在這樣的條件下,現(xiàn)在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡輕松地傳遞。WCDMA的優(yōu)勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區(qū)分采用獨有的小區(qū)搜索方法,無需基站間嚴格同步;采用連續(xù)導頻技術,能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術,WCDMA具有:更大的系統(tǒng)容量
、更優(yōu)的話音質(zhì)量、更高的頻譜效率、更快的數(shù)據(jù)速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應用于高達500Km/h的移動終端的技術優(yōu)勢,而且能夠從GSM系統(tǒng)進行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術基礎。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態(tài)圖像。
3.43G通信技術
在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術將邁向3G通信技術時代。3G強大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸?shù)目赡苄?。從通信容量?3G較第二代移動通信系統(tǒng)有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術又稱為國際移動電話2000,該技術規(guī)定,移動終端以車速移動時,其傳轉數(shù)據(jù)速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內(nèi)為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps,因為室內(nèi)速率還將依賴于建筑物內(nèi)詳細的頻率規(guī)劃以及組織與運營商協(xié)作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業(yè)務的速率已可達54Mbps。
3.54G通信技術
在3G技術還沒有最終成型時,人們又開始提出了4G技術。該技術目前還只有一個主題概念,就是無線互聯(lián)網(wǎng)技術,隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展4G也會繼續(xù)高速發(fā)展;電腦日趨向小型化、簡便化,最終將所有技術整合為一個類似PDA的產(chǎn)品,將來4G在業(yè)務上、功能上、頻寬上均有別于3G,應該是將所有無線服務聯(lián)合在一起,能在任何地方接入互聯(lián)網(wǎng),包括衛(wèi)星通訊、定位定時、數(shù)據(jù)收集遠程控制等綜合功能。4G將會是多功能集成的寬帶流動通訊系統(tǒng),是寬帶接入IP的系統(tǒng)。
