光學工程的應用范文

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第1篇

關鍵詞：環壓，不銹鋼管，鎖緊環，施工工藝，經濟分析

 

現代給水系統管材材質種類繁多，隨著科學技術的進步和高科技技術的運用，新型、快捷、耐用的高標準要求日見卓著。免費論文參考網。不銹鋼管材和管件(簡稱不銹管)，經久耐用，外表精美，屬節能環保產品，已被國內外工程界所公認。國外應用薄壁的不銹管起始于上世紀60年代，目前，發達國家在建筑給水、水處理系統的應用日趨普遍。

不銹管有厚壁和薄壁兩種，在一般工程中采用薄壁的居多，壓縮式管件等多種成熟的連接方式，安裝簡便，安全可靠，在減少壁厚降低成本方面，更具有開發和推廣應用的意義。免費論文參考網。

廣州大學城廣州大學二期工程建設項目在冷熱水系統中的管材均采用環壓式不銹鋼管，并在整個大學城得到了廣泛的運用。通過在工程中的實踐證明，其管材的質量、施工的快捷、完工后工程質量的過硬都得到了各方的認可，在今后的工程中值得推廣和運用。

1.工程概述

廣州大學城廣州大學二期工程建設機電安裝項目總投資約3.6億元，共38棟單體，總建筑面積約48萬平方米，其中教學區11棟單體，生活區27棟單體。

環壓式不銹鋼管在冷熱水系統中主要為單體樓內的安裝，首層架空層內主管道水平吊裝，管道井內或洗手間內立管明裝，熱水管采用聚氨脂發泡外包聚氯乙稀保溫，埋墻暗敷管采用包膠管。整個系統的不銹鋼均采用環壓連接方式。

其工藝流程為：環壓前準備→下料斷管→預裝密封圈→第一次環壓（管件間的角度定位）→第二次環壓→檢查（維修補壓）→支吊架固定。

2.工藝特點及施工工藝

2.1 機具

(1)手動液壓泵:加壓杠桿上下往復工作使液壓油(46號)流經油管、鉗頭，油缸推動活塞滑塊向上移動與上鉗口接觸直到合攏為止。

(2)油缸鉗頭：鉗頭分油缸、活塞、彈簧、下滑塊、上鉗口、模塊。免費論文參考網。上下模塊標色要統一對稱，弄清模塊的內部結構，使用時管件與模塊規格一定相匹配。

2.2 安裝方法

(1) 準備工作：先檢查上下鉗口模塊規格與所壓管件的規格是否相匹配，模塊方向是否一致，空壓查看上下模塊能否合攏，模塊前后左右是否對稱平齊，液壓泵工作是否正常，有無漏油現象。

(2) 下料斷管:用斷管工具（不銹鋼鋸條弓形鋸、石材切割機等）按需要長度垂直斷管。切割后的管材端面要平齊，除去管口內外毛刺并整圓。應保持斷口平整，其傾斜度≤2mm。

(3) 預裝：將切斷好的管材插入將要安裝的管件（一定要插到底），在管件上與管件端口齊平處劃線。

(4) 裝密封圈：采用硅橡膠密封圈，將其套入所需安裝管材的前端，且靠近所劃標記。管材插入管件時，應確保劃線標記到管件接口端面的距離在2mm以內，密封圈裝入過程中不得使用任何劑，且密封圈不得扭曲。密封圈上不允許有油污、沙粒、破損。

(5) 環壓管件管材：將管件放入鉗口中，并且管件指向模塊有標色的一放，管件端口放置在模塊密封段臺階上，進行兩次以上環壓，當第一次加壓模塊間隙約為2-3毫米時，管件外端口略微拱起時，立即泄壓（在進行第一次環壓之后，這時應進行管件之間角度的校正，然后再進行第二次環壓定位）；將環壓鉗頭相對管件軸線旋轉30°～90°后，再用液壓泵使兩個半環壓模塊完全合攏，此時通過環壓工具產生的壓力，使管材與管件局部內縮形成凹槽，達到所需的連接強。同時密封圈產生壓縮變形而充分填充管材管件間的空隙，是管件端口內收至緊貼管材，從而達到密封效果，進行第二次環壓成形（在第二次環壓時，在上下模塊未合攏之前，注意察看管件端口是否拱起，如果沒有拱起，可環壓到位，穩壓3秒即可，如果在第二次環壓模塊合攏之前，管件端口起皺，拱起過大，立即泄壓，進行第三次旋轉、環壓）。

(6) 維修補壓：管件環壓成形后目測管件與管材之間有無間隙，密封圈是否完全剪斷，進行二次補壓修復。

(7) 大管件DN80-100管件環壓第二個鎖緊環的操作方法：當第一個環壓環定形后，將鉗口平行后移至鎖緊槽后邊緣處，將管材管件與鉗口上下保持平行，左右與鉗頭呈90°，進行環壓一次到位即可。

2.3 系統試壓

環壓式不銹鋼管冷水管道試驗壓力為管道系統工作壓力的1.5倍,但不得小于0.6MPa.熱水管道試驗壓力為管道系統頂點的工作壓力加0.1MPa.但系統頂點的試驗壓力不得小于0.3MPa.各系統的升壓時間不應小于10min,升至試驗壓力后,觀察各接點部位,不應出現滲、漏水現象，并且10min內壓力降不得超過0.02MPa.然后壓力降至工作壓力后,壓力應不下降,更不應該出現滲、漏水現象.

2.4 管道特點

該工程中管道特點主要為以直管為主，管件不多，管徑較小，一般為DN50以下為主，主管為DN80和DN100。

系統中所接器具較多，與衛生器具連接和設備連接的過渡連接配件，均采用螺紋式連接的不銹鋼軟管。

3.經濟分析

3.1 耐用性分析

不銹管是使用壽命最長的管種之一，能永保管道潔凈的水質。意大利米蘭Canegrate水處理廠，對其采用碳鋼和不銹鋼的壽命成本逐項剖析，由此得出結論：在30年壽命周期中，其維修和更新費用是企業成本的主要因素：采用不銹鋼比采用碳鋼更加經濟的轉換點是使用到10年。

3.2 安裝費用分析

從連接方式上比較,以前的工程中，不銹鋼管道均采取氬弧焊接的連接方式，對工藝要求高，施工難大大，進度慢，使用大量的焊條和氬氣，且氬弧焊接人工工資很高，大大加大了安裝成本。相比而言，該工程中采用的是環壓式連接，壓接快，施工工藝簡單，不需要配備技術要求高的氬弧焊工種，經濟實用。

3.3 材料成本分析

對于大型的商業和公用建筑，相對別墅和住宅來說，給排水管道材料中直管道的比例較多，配件較少。從材料成本方面考慮，與銅管比較，不銹鋼管道直管便宜，配件貴。銅管配件價格是按照重量計算，所以配件價格約為直管的10%左右，不銹鋼管道的配件價格計算口徑與銅管不同，是按照件計算，不銹鋼管件價格基本等于一米管道。所以對于一些大型的商業和公用建筑，管道配件少的用不銹鋼管道比較經濟，對于管道配件較多的小別墅和住宅，采用銅管比較經濟。

3.4 維修成本

在不銹鋼管應用較早的日本，出于飲用水的二次污染問題而應用了不銹鋼管，從實踐中得出了不銹管能有效控制城市管網漏損率的結論。如日本東京管網應用不銹鋼管比率從1983年的11%提高到2000年的80%以上，城市管網漏損率卻從14.7%降至7%。

在廣州大學城廣州大學的后期工程實際維修工作中發現，一期工程中給排水系統采用的是銅管，給水管道的維修單很多，吸取教訓后二期工程中采用的是不銹鋼管，相對維修單明顯減少了很多。

4.小結

綜合所述，通過對環壓式不銹鋼管在實際工程中的應用分析和經濟分析，環壓式不銹鋼管是新型、快捷、耐用的高標準的管道，在大型的商業和公用建筑中使用更加經濟實用。

參考文獻

[1]日本、美國及歐洲不銹鋼水管的使用概況.中國聯合鋼鐵網.

[2]胡文紅.卡壓式薄壁不銹鋼管材應用技術要求初探[M].福建建筑科技, 2005,(06).

[3]工業金屬管道工程施工及驗收規范.GB50235-1997.

[4]建筑給水薄壁不銹鋼管管道工程技術規程.CECS153-2003.

第2篇

關鍵詞 土木工程；應用型教學模式；應用型人才

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）33-0081-02

應用型教學模式是以培養應用型人才為導向，以培養學生應用能力、自主學習能力和社會適應能力為基本取向的教學模式，其從課程各個關鍵環節——教學目標、教學內容、教學方法以及教學評價——均體現出應用型教學的思想理念。土木工程專業學生主要學習工程力學、建筑工程結構、工程項目管理、工程經濟學等土木工程建設方面所需的基本理論與知識，受到課程設計、實驗操作和現場實習等方面的基本訓練，具有從事建筑工程結構設計、工程項目管理、房地產開發與經營管理等方面的實踐能力。其各科課程按不同知識領域分為七大模塊，見表1。通過分析它們之間的各自特點以及關聯之處，研究如何在土木工程教學大體系中體現“應用型教學模式”具有深遠的意義。

1 教學目標更加適應新時期應用型人才培養的需求

1）圖模概念形成模塊中的課程，可以進一步強化學生對建筑模型的感官認識，以及對建筑圖的立體空間想象。

2）專業力學基礎模塊中的課程，可以進一步加強學生將工程實物化為工程模型的能力，加深學生對力學模型認識的形象性。

3）專業實驗基礎模塊中的課程，可以進一步讓學生將基本操作實驗和工地現場實際實驗進行比較了解，加深學生對實驗操作實際性的了解。

4）專業設計原理模塊中的課程，可以進一步加強學生對實際圖紙的讀取和運用能力，加深學生對設計原理應用性的理解。

5）工程施工管理模塊中的課程，可以進一步強化學生對施工方案及施工管理之間聯系的認識，加深學生對工程實際動態實施的了解。

6）工程經濟造價模塊中的課程，可以進一步強化學生對施工方案管理及工程造價之間聯系的認識，加深學生對工程實際動態經濟控制的了解。

7）工程軟件應用模塊中的課程，可以進一步強化學生進行全過程的信息化管理，加深學生對工程實際全面信息化管理的認識。

2 教學內容更突出實際應用性環節的設置

上述七大模塊知識領域的科目又可分為兩大類：

第一類，實際應用性較強的科目，包括圖模概念形成、專業實驗基礎、工程經濟造價、工程施工管理、工程軟件應用；

第二類，理論分析性較強的科目，包括專業力學基礎、專業設計原理。

不同類別的科目在教學內容的編排上有不同的特點。

實際應用性較強的科目比較容易聯系實際項目，課程內容安排上往往通過相應的實驗或實踐就可完成其應用性內容的強化。

1）圖模概念形成中的課程，可以更多地引入三維模型的觀看，以及聯系工地現場的建筑實體。

2）專業實驗基礎中的課程，可以更多地引入工地現場實驗的內容。

3）工程經濟造價中的課程，可以更多地引入分析實際清單和定額的內容，并配以相應的動態經濟分析；

4）工程施工管理中的課程，可以更多地引入施工方案的分析比選以及與工程管理間的動態關系。

5）工程軟件應用中的課程，可以更多地引入信息化綜合實操管理內容，讓學生體會從設計到出圖到施工管理及造價管理等全信息化過程。

而理論分析性較強的科目則屬于極典型的工科課程，通常教學內容抽象乏味，任課教師不太容易使課堂生動有趣，學生也不太容易接受理解，造成這些科目特別難學的狀態[1]。而這些科目又絕對是土木工程專業最重要的基礎課和核心課，所以能夠提升這些課程的教學質量對土木工程專業教學具有極重要的意義。這類課程必須緊密聯系應用性較強的科目或者實際應用性內容，以此增強其形象性，加強學生對這些課程的理解。

1）學習專業力學基礎的時候，要結合專業實驗基礎和圖模概念形成領域的科目，每門力學課程都要聯系自己的實驗科目，讓學生邊學習邊參與到動手實踐中，這樣才能使難以理解的力學轉化為可視、可操作的過程，增加學生的興趣和理解力；每門力學課程都要緊扣工程實體模型進行學習，力學學習如果離開了實體模型，就失去了它有效的針對性，使學生感覺摸不著邊際，甚至一頭霧水，不知道學這么難的東西有什么用處。

2）學習專業設計基礎的時候，要結合圖模概念形成、工程施工管理、工程經濟造價將所學內容進行圖紙形象化認識、施工現場形象化認識以及造價算量形象化認識，讓學生明確所學的原理在實際應用中是如何存在體現的。首先，要增加建筑標準設計圖集的內容，教師在講解設計原理的同時，配合圖紙講解以及規范識圖規則的灌輸，加強課程的形象性以及應用性能。其次，強化實踐應用的操作性，加強建筑標準設計圖集的應用，讓學生完整地進行小型工程的設計、繪圖以及造價提量等任務，讓學生體會它們之間的關聯，使小小的實踐設計發揮最大的實際應用作用。

3 教學方法更注重激發學生的學習主動性

對于實際應用性較強的科目，即使先介紹理論內容，再引導大家完成題目，也比較容易讓學生接受；但是理論分析性較強的科目，如果直接介紹理論，可能讓學生接受起來存在很多問題，所以可以先通過“案例導入法”讓學生將抽象的原理認識直觀化，再通過“問題導向法”調動學生自己積極思考，加強學生自身學習主動性。

所以，對于土木工程這樣的工科學科教學，一套圖紙在教學上的應用是非常重要的。一套圖紙就可以作為一個工程項目案例，項目就是實戰，讓學生在教學中成為主體，由項目引導教學[2]，讓學生在學習過程中解決與此相關的工程相關問題。由此，既可以把學生的吸引力抓住，也可以把各門學科串聯起來，甚至可以讓學生完成圖紙的若干問題分析以及討論。于是，一套圖紙不僅整合了教學方法的呼應，也貫通了各課程之間的關系，這樣的教學效果要遠遠好于傳統的授課形式。總而言之，一個好的教學方法就是要突破傳統教材的理論框框，而將鮮活的案例引入課堂，這才是最有活力的教學方法。

4 教學考評及相應的考核體系更強化應用型環節的比重

教學考評及相應的考核體系應該全面體現出教學目標的要求，應該突破傳統的考核方式，在考慮基礎知識掌握的同時，加強應用能力的考核。應分別在命題內容、形式和考試形式、方法上對課程內容進行知識、能力、素質三個方面的分析解剖，按一定的比例科學設定，給學生適當的時間與空間，分別檢測其知識、能力、素質三個方面上對知識的掌握和在智能上的發展程度。考核形式也可以從封閉式考試擴展到開放式考試或組合式考試[3]，綜合考評成績也應該包含應用能力的測評，學生通過課堂討論、提交作品等方式積極參與到課程的應用能力培養當中，就應該給予一定的加分，以此激發學生參與到課程的實際應用環節，提升學生的學習主動性，也會增強整個課程的教學效果。

5 結論

綜上所述，“應用型教學模式”在土木工程各學科中推廣時，不要把各門課程當作獨立的個體討論教學，而是應該把他們劃分到不同的模塊中，找出不同模塊中各學科中的共性與關聯處，使它們既擁有通用的教學框架模式，又有各自的具體內容，在遞進的教學過程中不斷地重復、引用與加深理解，但同時又盡可能地相互呼應，進行整體的優化整合，將各學科的教學過程融合成一個大的體系。

參考文獻

[1]歐青立.工科專業課程教學特點與育人[J].株洲師范高等專科學校學報，1999，4（2）.

第3篇

關鍵詞：光電信息科學與工程；人才培養；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）11-0167-02

一、研究背景

光電信息科學與工程專業（以下簡稱光電專業）是由教育部在2012年9月下發文件將原屬于電子信息科學類的光信息科學與技術、光電子技術科學專業與原屬于電氣信息類的信息顯示與光電技術、光電信息工程、光電子材料與器件5個專業統一整合后而成的[1]，因此，不同學校的光電專業淵源不同，特色各異。我校的光電專業源于2011年設置的光信息科學與技術專業，初期建設主要依靠大學物理教研室的師資和大學物理實驗室資源，在課程體系設置中，理論課程比例較大，應用型課程不足，實踐教學環節薄弱，對學生的實際應用能力培養不足，不利于學生的就業競爭。

光電信息產業是21世紀最具發展潛力的產業，隨著合蕪蚌自主創新產業示范區的建設和發展，安徽光電產業迅速發展，從而使光電專業技術人才需求快速增加。特別是生產加工類企業，對具有光電專業背景、熟悉光電原理和行業發展的技術管理人才需求旺盛。

隨著地方高校向應用型轉型發展，對比企業對光電人才需求的狀況，以前的培養方案存在與就業市場脫節，重視理論及系統性，實踐教學環節薄弱，對學生的實踐能力、應用能力和創新思維培養不足。為了解決以上問題，近年來，在廣泛調研的基礎上，借鑒兄弟高校的成功經驗、認真吸取企業的建議、接受光電教指分委指導，逐步明確專業培養目標及建設思路，初步形成有特色、能滿足地方光電企業人才需求的人才培養方案。根據市場需求，確定了“光電子技術”、“光通信與信息處理”兩個專業方向，構建分層次、模塊化的“平臺”+“模塊”式課程體系。建設了基礎實驗、專業實驗、綜合課程設計及企業實習等實踐教學體系。

二、應用型人才培養模式改革的實踐

（一）合理定位，優化課程體系

地方高校光電信息科學與工程專業主要培養適應光電信息類企業需要的應用型技術人才，以適應光電信息產業的快速發展。以培養企業需要的應用技術人才為培養目標，校企合作修訂了2015級人才培養方案和教學大綱。課程體系分為公共基礎課、專業基礎課、專業課、專業方向課和專業選修課5個層次。在新的培養方案中，保證數理基礎的前提下，適當合并調整壓縮了物理理論課程，增加了應用型課程的比例，加強了實踐教學環節。主要開設了，光電信息物理基礎、物理光學、應用光學、信息光學、模擬電子技術、數字電子技術、激光原理與技術、光電子技術，光學系統設計、光纖通信原理、傳感器原理與應用、數字信號處理，單片機原理等。

（二）加大實驗室建設投入，強化實踐教學

學生的實踐能力、應用能力需要有良好的實驗教學條件的保障，用好現有中央財政支持地方高校建設項目、安徽省高等學校振興計劃項目支持實驗室建設。2013年光電信息科學與工程實驗平臺建設獲批中央財政、支持地方高校建設項目，同年獲批該專業獲批安徽省振興計劃新專業建設項目。

在大學物理實驗中心的基礎上，獨立設立了光電信息科學與工程實驗中心。從2012年至今，依托項目資金等共計投入760多萬元用于購置各類光電儀器設備，組建了基礎光學、激光原理與技術、光電子技術與檢測、光通信與信息處理技術4個實驗分室，建設了光學系統設計與制作、光電創新設計2個實訓室。經過4年的實驗課程建設，逐步形成了較為系統的、先進的、開放的實驗教學環境。

1.有機整合、獨立開課，構建模塊化實驗教學體系。打破基礎實驗、專業基礎實驗、專業實驗獨立分塊，實驗從屬于理論的傳統實驗教學體系，將光電信息科學與工程專業教學計劃中的實驗組成一個有機整體、獨立開課，構建模塊化實踐教學體系。[2]如獨立開設了基礎光學實驗、光電子技術實驗、光通信與信息處理技術實驗、激光原理與技術實驗及課程設計等。

2.改革教學內容，優化基礎實驗，增加綜合性、設計性實驗。光電信息科學與工程專業的實驗教學在整合基礎實驗、獨立開設模塊化實驗課程的同時，開設足夠的高質量的綜合性、設計性的課程設計項目，課程設計的內容與工程、社會應用緊密聯系，開設有光學系統設計、光通信原理課程設計、光電檢測課程設計等，通過課程設計培養學生的實踐能力和綜合應用能力。通過暑期小學期實踐教學，積極引進企業工程技術人員，結合企業生產項目，實施暑假實踐教學，使實踐教學真正貼近企業，貼近市場。

（三）設立大學生創新實踐計劃，鼓勵學生參與各種競賽活動

學校積極實施因材施教的探索，在人才培養方案中設立了大學生科技文化與創新創業學分，設立大學生創新創業計劃項目，學生自愿報名組隊，在指導教師的指導下，完成創新創業項目。學校積極支持學生參加課外科技實踐及競賽活動，學生在全國挑戰杯大學生創新創業大賽、全國大學生數模競賽、電子設計大賽、飛思卡爾智能車大賽、全省大學生物理實驗競賽、及學校組織的光電設計競賽中都取得較好的成績。學生通過競賽，提高學生專業學習興趣，明確學習目標和方向，促進了學習積極性和主動性，提高學生分析問題和解決問題的能力、實踐能力和綜合素質，[3]從而也提高了人才培養質量，提高畢業生就業競爭力。

三、思考與建議

光電信息科學與工程專業建設和人才培養是一個長期的過程。我們在4年的建設實踐中，有教訓也取得了一些經驗，培養光電企業真正需要的應用型人才，創新應用型人才培養模式是我們必須思考和研究的重要n題。

首先，科學合理地設計和更新教學內容，淘汰過時的內容，將企業生產的實際問題與理論結合，特別是體現在專業課程的教學內容、實驗教學項目、課程設計及各類設計、光電設計競賽的項目上。

其次，建設具有特色的專業實驗室，建設好校內實習實訓基地；建立穩定企業實習基地，推進實驗及實訓的項目化教學，通過企業技能學習，有助于提高學生的實際操作水平，培養學生實際應用能力，有利于學生針對就業崗位針對性學習，提高就業競爭力。

第三，存在的問題和不足。專業設計軟件的熟練使用也是企業技術人員的重要方面，而我校利用課程教學、暑假實踐等對學生進行了單片機類教學，Matlab仿真等軟件課程教學，但還缺少光學系統仿真設計等訓練。因此，我們進一步建設光電仿真設計實驗室，將加強學生專業設計軟件使用能力的培養。同時，我們在2013級人才培養方案中增加了科技新學分部分，以強化實踐與科技創新能力的培養。

光電信息科學與工程專業建設和人才培養模式的探索是一項長期工作。校企合作，創建以能力為中心的人才培養模式，注重提高學生的綜合素質，培養學生綜合應用能力，必然會培養更多適應社會、企業需求的光電技術應用人才。

參考文獻：

[1]張海明，尚可可，等.地方高校工程應用型光電信息科學與工程專業人才培養的探索與實踐[J].物理與工程，2015，（2）.

[2]謝嘉寧，陳國杰，等.地方高校光信息科學與技術專業的建設與思考[J].中國校外教育，2010，（08）.

[3]朱進容，黃楚云，等.光電信息專業人才培養模式的研究與實踐[J].教育教學論壇，2013，（12）.

Local Colleges Optical Information Science and Engineering Exploration of Applied Talent Training

CHENG Rong-long1，LI Yi-de2，WANG Li1，GONG Hao1，FU Yuan-xia1

（1. Department of Mathematics and Physics，Bengbu College，Bengbu，Anhui 233030，China；

2. School of Physics and Materials Science，Anhui University，Hefei 230039，China）