微波技术的基本原理范文

时间:2023-11-10 17:56:21

微波技术的基本原理

微波技术的基本原理篇1

关键词:电磁场与微波技术;精品课程;教学实践

作者简介:裘国华(1974-),男,浙江绍兴人,中国计量学院信息工程学院,讲师;李九生(1976-),男,广西桂林人,中国计量学院信息工程学院,教授。(浙江杭州310018)

基金项目:本文系浙江省高等学校精品课程建设项目、中国计量学院校立高教课题资助(编号:HEX200727、HEX200872)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)08-0051-02

“电磁场理论与微波技术”是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术类专业的一门重要专业必修课。也是一门学生公认较难学难教的课程,该课程既与前期的高等数学、大学物理学等课程的知识紧密联系,又对目前移动通信、电磁兼容和生物电磁学等前沿学科的学习与认知起着重要作用。[1-2]随着信息技术的快速发展,为满足社会对从事于微波工程、电磁测量技术和无线电技术等领域人才的需求,中国计量学院(以下简称“我校”)始终如一支持该课程的建设,我们对“电磁场理论与微波技术”进行课程改革和教学实践,有效地提高课程的教学质量,改进了教学效果,[3]2009年被评为学校精品课程,在2010年被增选为浙江省精品课程。本文对课程的改革和实践作初步总结。

一、课程建设和教学实践历程简述

我校“电磁场理论与微波技术”课程建设与教学改革实践经历多年,从原先“电磁场理论”和“微波技术与天线”分开授课,然后合并成“电磁场理论、微波技术与天线”课程,发展到目前为“电磁场理论与微波技术”,期间主要经历了三个时期:

2004年以前,课程建设初期。“电磁场理论”和“微波技术与天线”单独设课,两个课程安排在不同学期,理论与实践相隔一个学期,总体教学效果不明显。

2005至2006年,课程建设的起步期。学校根据高校微波专业的电磁场培养目标,决定将原来的“电磁场理论”和“微波技术与天线”合并为“电磁场理论、微波技术与天线”课程,电信、通信和电科三个专业同时开设该课程,并进行教学方法、教学手段的改进,以及教材建设和师资队伍建设。编写了《电磁场理论与微波技术》实验指导书;在校内实行微波实验室“全日制”开放,积极开辟学生第二课堂;制作《电磁场理论与微波技术》课件,改革教学方法与手段,结束了“黑板+粉笔”的单一教学模式,聘请外校知名教授来校讲课和培训新教师,取得了一定的教学效果。

2007年至今,课程的建设改革期。2007年申请了校级教改课题,开展“电磁场理论与微波技术”课程实践和教学探索,并以建设学校重点课程为契机,全面修改课程内容体系。从内容的广度、深度都有了质的改变,强化了电磁场理论的基本原理、基本知识,以及仿真、设计、制作方法和步骤等内容,进行精品课程建设,全面提高教学质量。

二、课程建设和教学实践的主要内容

1.完善教学大纲,调整教学内容

教学大纲是指导课程教学、评价教学质量的主要依据。根据培养计划和课程设置等情况,最近五年对教学大纲进行了三次较大的修改和完善,使学生掌握电磁场和微波的基本结构,建立相关概念间的联系,对本课程理论知识有比较完整的理解,为后续课程的学习打下基础。比如在电磁场理论方面,重点要求重点掌握静电场的梯度和散度、静电场的基本性质、恒定磁场的磁通连续性、磁介质的磁化及矢量磁位和矢量泊松方程、标量磁位和拉普拉斯方程、麦克斯韦方程组的内容及其物理内涵和时变电磁场中的分界面的边界条件等内容;在微波技术方面,掌握传输常数、特性阻抗、反射系数、驻波比等微波传输线的基本概念及其物理意义。掌握不同负载时的传输线的工作状态和传输线的阻抗圆图及其应用,掌握导波系统中的波型、传播常数、相位常数、截止波长、相速、群速等的概念,掌握微波网络分析中常用的参量和双口网络的工作特性参量,对矩形波导的波型及传输特性、TE10及波导壁的电流分布也予以重点要求,掌握各种基本微波元件的结构、原理和使用,使学生能对微波器件等最新技术有更加深入的认识,为学生在将来选修天线等知识时打下良好的基础,对于课程其余知识则要求了解。虽然本课程总学时数有所下降,但是教学大纲仍能在知识更新和课程体系结构等方面保证其合理性。

2.精选教材,突出“化繁为简”理念

根据教学大纲选择合适的教材是教学质量的基本保证。近些年来,我们先采用高等教育出版社1999年出版,谢处方、饶克勤编的《电磁场与电磁波》和西安电子科技大学出版社2001年出版,刘学观、郭辉萍编的21世纪高等学校电子信息类系列教材《微波技术与天线》,由于课本内容太多,公式推导繁琐,影响部分学生学习积极性。然后就改选用西安电子科技大学出版社2002年出版,盛振华编著的《电磁场微波技术与天线》,在与学生的互动过程中,学生反映对矢量分析这部分内容比较困惑,希望能在课本中列出这部分知识。于是又选用机械工业出版社2007年出版,傅文斌主编的《微波技术与天线》为教材,[4-6]该教材属于普通高等教育“十一五”部级规划教材。

由于进行精品课程建设,对教材也提出更高的要求。吸取以往选择教材的经验,现在使用北京邮电大学出版社2010年出版,李媛、李久生编写的《电磁场与微波技术》,与以前教材相比,该教材根据面向21世纪电类技术基础课程教学改革的要求,并考虑到电子类专业的特点,注重对电磁场与微波技术的基本概念、基本规律、基本分析方法的介绍,着重对广大普通学生分析问题、解决问题能力的培养。本书内容由浅入深、重点突出,基本理论推导去繁就简,着眼于应用,方便学生理解,使学生更易于接受课程知识。[7]

3.促进教学科研互动,培养创新能力

教学与科研的相互结合,可促进教学质量提高。任课教师在授课过程中,把自己相关的科学研究项目和研究结果介绍给学生,例如在讲授微波滤波器知识时,介绍如何用微带设计新型微波器件,并用Ansoft HFSS和MathCAD等仿真软件进行设计和分析,画出设计电路原理图,然后再播放相关滤波器件的实际电路图,这样一方面使学生对利用微带设计微波器件等复杂过程和抽象概念有简洁的理解,加深对理论知识的认识,另一方面提高学生对本课程的学习兴趣,为学生今后做相关微波研究和创新设计打下基础,例如利用MATLAB软件进行练习和处理,学生还可以自己动手实践,起到良好的效果。目前太赫兹波的研究利用是近些年比较热门的课题,在车站、奥运会和出入境等安检以及食品质量检测方面具有越来越多的应用前景,鼓励有潜力的学生利用学校太赫兹波实验室进行研究和创新设计,允许学生与老师一道,积极参与发表科研论文和撰写专利,有些学生在攻读硕士研究生时,继续选择与本课程相关的课题作为研究方向,学生的创新能力得到培养。

4.改进实验教学,提高实验效果

根据教学大纲,改革实验内容,重新编写实验指导书,增加综合性和设计性实验。在实验中,教师首先讲解实验要点和注意事项,然后以学生操作为主,教师指导为辅进行实验,对实验结果进行当场验收并进行相关理论知识的提问,以此作为评定学生实验平时成绩的主要依据,有助于学生的实验预习和增强学生的动手积极性,鼓励学生多角度分析实验现象,检验实验数据的可靠性,规范学生实验报告,提高实验效果。实验室还提供高要求的选做实验和开放性实验,利用学院建立的RF-2000系列射频实验基地,鼓励学生自行创新设计,切实体验和探索电磁场和微波技术在工程中的应用,使学生感受理论知识与实际工程的联系,增进对基本概念的认识。

5.重视教学电子资源建设,拓宽课程信息来源

课程组利用学校教学网络设施,建设本课程的教学网站,列出该课程的教学团队情况、教学大纲、教学日历、电子教案、授课录像、实验指导书、实验大纲、思考题、习题及解答和多媒体课件等信息,鼓励学生经常点击浏览。作为随堂答疑的补充,还安排教师负责解答学生提出的疑难问题,解决学生在学习中遇到的困惑,增强学生对学习本课程的自信心,也为学生提供了一个崭新的自学环境,拓宽了本课程信息来源。

6.改革考试方式,促进考核公平公正

本课程的考试方式曾经采用开卷考试,相当一部分学生就以为只要考试时带上书本就能考好,在平时也不认真做作业和复习,实际情况是考得不是很理想。课题组教师决定改变考试方式,采用闭卷考的方式,建立20多套试题库,由于本课程的公式较多,有的公式又较繁琐,就在每套试题后面附上公式,而且公式不按照章节的先后顺序排列,比如有关相速度的公式可能就有;;;;;等公式,需要学生真正了解试题所指物理概念才能找到正确公式。期末考试时由学校教务处随机抽取试题进行考试,任课教师也不清楚具体会考什么题目,使学生打消了以前认为的平时可以不来上课,只要划重点的那节课来了就能考好的投机心理,从而重视平时按时上课,既提高了课堂出勤率,又促使学生自觉加强考前复习,改善了学习效果,促进学生考核更加公平和公正。

7.建设精品课程,提升教学水平

精品课程建设对教学质量的提高起到积极作用,已成为课程建设的重要标志。本课程积极参与精品课程建设,整合课程资源,优化教学内容体系,全面提升课题组的教学水平,在2009年经学校评审成为校级精品课程,2010年被增选为浙江省精品课程,表明该课程建设取得了良好成果,课程的教学水平也得到进一步的提升和认可。

三、结束语

课题组教师经过多年的不懈努力,“电磁场理论与微波技术”课程建设和教学实践取得了初步成效,学生对本课程的学习积极性更加主动,教学效果得到明显改善,在校内外获得了积极评价。当然,还有许多工作需要进一步完善,我们一定会在今后的教学中继续改进。

参考文献:

[1]周雪芳,钱胜,李齐良.“电磁场与电磁波”精品课程建设的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(4):68-69.

[2]李丹美,仇润鹤,叶建芳.“电磁场与电磁波”课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2005,(S1):157-159.

[3]姜宇.在“电磁场与电磁波”课程中建立创新理念[J].电气电子教学学报,2009,31(1):95-96.

[4]谢处方,饶克勤.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,1999.

[5]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

[6]傅文斌.微波技术与天线[M].北京:机械工业出版社,2007.

微波技术的基本原理篇2

关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化

中图分类号:TN71334文献标识码:A文章编号:1004373X(2012)04002702

Design of microstrip lowpass filter layout optimization based on balanc technology

PENG Yufeng, LIN Sihong, ZHANG Shuli, JIN Long

(College of Physics and Information Engineering, Henan Normal University, Xinxiang 453008, China)

Abstract: The discontinuity of the microstrip line structure makes reflection loss and insertion loss bigger, and affects the filter performance. In this paper, balancing method is used to enhance the lower characteristic impedance of the parallel filter branch to achieve the purpose of reducing the width of microstrip line, accordingly to balance the width of the filter and to optimize the simulation layout. Taking the design of a fivethorder Chebyshev microstrip lowpass filter as an example, its simulation results show that the internal reflection loss of the filter passband decreases from -9.566 dB to -15.837 dB and the insertion loss cuts down to 0.322 dB from 0.679 dB. Compared with directly adoptting Richards transform and microstrip lowpass filter designed by Kuroda rule, this method can shorten the design cycle of filter and make the filter performance satisfactory.

Keywords: lowpass filter; microstrip line; balancing technology

收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。

本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。

1平衡技术设计原理

使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。

由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。

2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。

本文设计的微带低通滤波器指标如下:

截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。

通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。

图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。

由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。

图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器

由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。

图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。

图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。

由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。

可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。

4结语

本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。

微波技术的基本原理篇3

关键词:现代 采油技术 研究与应用

我国石油资源含量较多,但是我国的地质条件较为复杂,从而致使许多石油储备得不到较好的开采;对此,采油现代采油技术能够有效的改善目前的采油状况,应用现代采油技术具有较好的前景,因此关于研究与运用新兴的采油技术的问题便使成为了石油工作者所关注的重点。本文对此问题简单的进行一下探讨。

一、微生物采油技术研究与应用

微生物采油是有价值的开采方法之一。该技术是一项有前途的适合目前受原油市场经济制约的可靠技术,具有替代其它EOR或IOR方法的潜力,因为在世界大多地方不断有令人满意的结果补充进来。微生物采油是众多三次采油方法之一,进一步细分可以归入化学驱采油范畴。它与传统的化学驱油相比具有以下诸多优势。

1.现场操作简单,可利用现有施工工艺,不需增加施工设备;

2.成本低;有利于整个区块进行微生物驱油;

3.本源微生物驱油不需注入新的菌种,不发生菌种变异、退化及安全问题,不污染地层与环境。

4.有效作用时间长,最少四个月,最长8年。

5.提高采收率幅度大。

微生物采油技术是不需要额外投资的一种非常有潜力的提高原油采收率方法,但由于微生物的多样性及驱油机理的复杂性,目前该技术仍然处于研究和尝试阶段,在石油行业未曾获得可信性,应用范围不如其它三次采油方法那样广泛,实际应用中还存在很多问题。由此可以发现,在今后开发油田的工作中,此项技术所能够发挥的作用将会越来越大;因此我们应该加大对微生物的研究力度,并将其潜在的功能开发出来,以提高采收石油的效益。

二、微波采油技术研究与应用

近几十年来,我国对微波采油技术的研究有了很大进展,特别是1996年该技术正式列为“国家863计划”,这使微波采油技术的研究变成了国家计划,加速了研究进程。微波采油技术是指将大功率的微波天线下到要作用的油层位置,或用传输的方法将微波传到地下,对油层直接加热,降低原油粘度,提高采收率。

目前设计的微波采油方法有三种:a.地面加热法,通过地面微波加热处理装置,对注入地层的水或水蒸气加热,此方法优点是不用改变现有井口设备,不需动管柱,施工方便。b.井下加热法。将微波源直接放入井下,使地层温度升高。c.多底井地层微波加热。该方法

具有最佳的作用效果和作用效率。微波沿竖井段向下传到多连通器中的功分器,并与开窗侧钻的水平井内的天线相连通,微波能力通过水平天线向地层辐射。在这种结构中,由于在同一油层中可以钻探多条水平井,因此可以有效地提高微波辐射的作用效果。这种结构的有效作用半径和效果决定于开窗侧钻的水平井的个数和沿水平方向延伸的距离。

尽管微波采油技术具有很大的开发优势,但目前还基本上处于实验室研究阶段,没有进行广泛推广,其主要原因是有一些难点至今未能解决好,包括大功率位置微波装置的研制,微波发生器的频率控制以及加热的合理时间,作用机理和技术经济性以及地层能量亏空问题等仍是一些亟待解决的问题。

三、二氧化碳采油技术研究与应用

CO2采油技术始终是石油开采领域的研究重点,低渗透油藏由于渗透率过低,或者储层中水敏性黏土矿物较多,见水后发生膨胀阻塞孔隙,以致注水时吸水能力差,甚至不能注进水,或者难以见到注水效果。在这种情况下,采取注CO2气的方式,常可取得好的效果。20世纪80年代,国外注气混相和非混相驱油技术在低渗透油藏中已得到广泛的应用,并获得较好的经济效益。国内随着江苏、胜利和吉林等油田中小规模的CO2气藏以及松辽盆地大型高含COv气藏的发现,注CO2驱油技术也逐步开始在油田进行现场应用。

应用CO2驱提高采收率主要有混相驱和非混相驱两种驱油方式,注入方式有水与气交替注入和重力稳定注入。其作用机制为促使原油膨胀、降低原油黏度、降低油水界面张力、改善流度比和储层渗透率、萃取和汽化原油中轻质烃和形成内部溶解气驱等,混相驱替效果要远大于非混相。CO2混相驱可小规模实施,具有广阔的应用前景。CO2非混相驱运用于整个油田,可以埋存大量的CO2。目前,中国CO2排放量居世界第二位,并且还在增长。预测表明,到2025年,中国CO2排放总量很可能超过美国,居世界第一位。随着对环保的日益关注,CO2捕集-封存-应用一体化提高采收率技术将使今后发展的新走向。

四、磁处理技术的研究与应用

目前我国的各大主力油田均建立了专门的磁技术研究机构,进行了系统的基础和应用研究,为有效地保护石油资源,避免和减少油层污染,提供了一种新方法。磁处理技术在油田工业中的应用起步较早,早在1985年,大庆油田就开展了磁防蜡的应用试验,并取得了成功。磁处理技术是利用磁场对原油及驱替液的物理、化学性质的影响,可使经磁场处理后的流体物性发生变化,产生降粘、降凝、防蜡、增注等作用。从手段上看,磁场的建立有两种基本方式,一种是通过电磁铁建立磁场,另一种是利用永磁体建立磁场。磁处理技术的应用范围十分广泛,主要包括以下几个方面:油井磁防蜡技术,用于解决油井结蜡问题,延长热洗周期,节约清防蜡成本;磁减阻输油技术,解决了高粘原油地面集输困难的问题,达到节能降耗的目的;增磁注技术,对水井注入水进行磁处理,降低注入压力,提高吸水指标和水驱油效果。

五、结束语

我国蕴藏着极其丰富的石油资源,同时也存在着复杂的地质环境,使得大量的石油储备无法得到最好程度的开采,采油新技术具有其他常规采油方法无可比拟的优势,具有较好的应用前景。因此,加强提高采收率技术的基础研究,探索低成本的提高采收率方法,才能使采油新技术在石油工业中得到更好的应用和推广。

参考文献

[1]樊中海,孔柏岭,佘月明.微凝胶驱技术在下二门油田的应用[J].石油勘探与开发,2004,31(1):110-112.

[2]何生厚,张琪.油气开采工程[M].北京:中国石化出版社,2003.

微波技术的基本原理篇4

[关键词]微波光子学;信号处理;关键技术;应用;讨论

中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0322-01

微波光子的概念第一次被提出是在1993年,在之后的20年里,随着我国科学技术水平的不断提升,我国微波光子技术伴随着光学、半导体学以及微波技术的发展也有了很大的提升,而且发展到目前为止,我国已经基本掌握了微波光子技术,并将其广泛应用到信号处理、微波通信、国防军事以及航天医疗等领域,并逐步在人们的生产和生活中发挥着巨大的作用。下面就简要分析一下微波光子技术的发展现状以及研究目的,并就微波光子信号处理的关键技术做具体分析。

1 微波光子信号处理的研究背景

微波光子主要是研究处于微波频率段内的某些光信号与电信号之间相互作用、相互影响,而产生的一系列有关设备以及应用的问题。与发展初期相比,微波光子技术的应用范围变得更加广泛,其研究范围和领域也随之得到了拓展,就目前的发展现状而言,微波光子技术的研究范围主要涉及微波信号、光电子元器件、光纤传输等方面的一系列问题,并且应用价值正在逐步提升。

微波光子技术的本质实际上就是对微波光子信号进行一定的处理和传输,以微波光子技术的经典系统为例,微波信号首先需要经过电光转换调制器,将其加载在广域,其目的在于将微波电信号转化成为相应的光信号,然后将其通过光纤传输线路传输到相应的接收端,并在接收端经过光电转换调制器转化成为相应的微波信号,实现了对微波光子信号的传输和处理工作。依靠强大的微波光子技术,我们已初步建成了不同规模的微波光子系统,其具有能耗低、重量轻、体积小、可靠性高等优点,已经得到了广泛的应用,并且相关技术也在不断革新和进步中。

1.1 微波光子信号处理技术简述

近些年来,随着我国微波光子技术的不断提升,微波光子信号处理工作已经成为微波光子技术研究内容中的重要组成部分,并且逐步发展成为现代微波光子技术应用与开发过程中的热点研究问题。

微波光子处理技术主要是利用现代微波光子学的相关技术完成对微波信号的产生、传输、处理等工作,其本质不同于传统的信号处理技术,而且与传统的信号处理相比有了很大的提升和创新。就目前微波光子学技术的发展现状而言,其主要应用在三个方面:微波光子滤波器、高频信号产生、微波测量技术。下面就对这三个方面做简要分析:

1.1.1 微波光子滤波器

微波光子滤波器其本质是一种新型的微波光子系统,其滤波技术主要是利用某些光学元器件的特殊性质进行设计和制作的,可以实现对目的频段的微波进行选择和过滤,以得到目标微波。这种滤波器的技术主要是依靠光学元器件的滤波特性,其优势在于稳定性较高、能耗较低、抗干扰能力较强,并且这种滤波器能够在较短的时间段内产生高速的抽样频率,这是其他滤波器所不能实现的。

1.1.2 高频信号的产生

近些年来,随着人们生产生活水平的不断提升,现代通信技术对于带宽的要求越来越高,当前的带宽水平已经不能满足日益提升的需求,因此如何能够在短时间内产生高频微波信号成为了当前需要面临的重要问题之一。传统的高频信号发生器的产生方式较为单一,而且其结构往往体积较大,生产成本较高,而且产生高频信号的过程较为复杂,因此,国内外学者都在积极开发微波光子技术来进行高频信号的产生和输出,并且在原有的基础上开发出了多种产生高频信号的方法,在实际的生产生活中根据不同的生产需要进行适度的调整。

1.1.3 微波测量技术

微波测量技术是指在微波光子技术对微波信号进行一定的处理后,测量其与原微波信号之间的特定参数,比如,频率、相位、振幅等参数,通过对微波光子信号参数的测量和研究,更加便于研究人员对相关的微波信号进行研究和处理。此外,这种测量技术能够为建立一些测量或测试仪器提供理论支持,能够为实现高频率、低功耗、速度快的扫描奠定坚实的基础。

1.2 微波信号的接受和处理方式

近些年来,随着国际社会现代科学技术的不断提升,国际社会已经逐步向数字化、信息化方向发展,而且大国之间的竞争也逐步转化成为现代科学技术之间的竞争。纵观现代社会,无线通信技术已经遍布社会的各个角落,无线通信技术的稳定性以及可靠性为广大用户提供了一个全方面的交流平台,是发送方和接收方之间能够快速实现信息的发送、接收、传输与处理。

传统的微波信号的接收往往采用线性理论接收的方法,而在这其中又分为时域和频域两个方面。这两种方式都具有各自的优势和缺点,在实际的应用过程中,应该根据具体的应用需要,并结合接收方所在的环境对接收方式进行适度的调整和确认,保证微波信号的处理工作能够进行得更加高效。

2 微波光子信号处理技术的国内外研究现状

目前,国内外利用微波光子处理技术来开发微波光子技术的现象比较普遍,下面就目前微波光子信号处理技术的国内外研究现状作简要分析。

2.1 微波信号的频率提取

频率作为微波信号研究过程中的重要参数,相关研究人员在进行研究的过程中应该给予高度的重视。随着现代社会的不断进步,现代社会对于各类雷达频带的宽度要求越来越高,这就给分析和识别工作加大了一定的难度,因此将接收到的微波信号引入到现代微波光子系统进行处理是相当有必要的。目前,能够准确测量微波光子信号频率的方式主要是依靠微波光子技术,大致可以分为两种方式:一种是将接收到的微波光子信号经过电光转换调制器处理,并将处理后的光信号处理单元进行处理,得到一个只与被测频率相关的函数方程,然后建立一定的边界条件和约定范围,求解出被测微波光子信号的频率值;另一种是利用新兴的频率空间压缩调制法,对高频微波光子信号进行取样调查,并对各组数据进行一定的比较和分析,最终得出微波光子信号的频率值。

2.2 微波光子信号的时钟恢复

微波光子信号处理过程中,能够从传输过程中的数字信号中提取出微波光子信号的时钟是现代数字通信技术的关键所在,也是现代微波光子技术的关键技术之一。现代数字信号一般会分为归零信号和非归零信号两种,对于归零信号,因为其包含较为明显的时钟信号分量,因此其时钟的提取和恢复是相对比较容易的;对于非归零信号,其几乎不含有任何的时钟分量,但是其具有较高的带宽有效性,正因为其具有这样的特性,其被广泛应用到微波光子系统中,用于微波信号的处理。就目前微波光子信号处理技术的发展现状而言,对于微波信号时钟信号或参数的提取工作已经具有了多种方法,在实际的提取工作中,相关研究人员应该根据具体情况进行适当的选择和处理,在保证工作质量的同时,注重对工作效率的提升。

3 总结

近些年来,我国微波光子技术有了迅猛的提升,在微波信号处理方面发挥着巨大的优势,在此基础上,对于各种微波光子信号的处理技术也更加丰富和成熟,使得微波光子技术的应用领域和应用价值都有了较大的提升,获得了较好的发展前景。现代微波光子技术处于不断发展、不断进步的过程中,其在不久的将来将应用到人类生产生活的众多领域,将会被人类不断的开发与应用。

参考文献

[1] 潘时龙,张亚梅.偏振调制微波光子信号处理[J].数据采集与处理,2014,29(6):874-884.

[2] 王超.基于光纤布拉格光栅的微波光子信号处理[J].数据采集与处理,2014,29(6):859-873.

微波技术的基本原理篇5

关键词:化学检测 样品处理技术 地位 难点 原则 现状

随着社会的不断发展,化学在人们的生产生活中的作用越来越重要。达到科学产品开发、产品质量检测、现代工业生产技术,食品质量控制,小到日常生活,都离不开化学检测技术。科技的发展同样推动了化学检测技术的发展,随着检测仪器越来越精密,化学检测对检测样品的质量要求也越来越高,怎样能够得到纯净且合适浓度的样品,为仪器检测打好基础,成为了检测人员面临的重要问题。

一、化学检测中样品处理技术的地位及其难点

目前,一个完整的化学样品分析过程需要包括以下几个步骤:样品采集、样品处理、仪器检测与分析、数据收集与分析、结果讨论等。要保证检测结果的可信性,任何步骤都不容许出现纰漏。首先,样品的采集要注重样品的代表性,针对不同样品的特性采取不同的保存方法,防止出现样品损失和破坏;其次,需要根据分析目标物、分析介质和分析仪器的不同选择最为优化的样品处理方法,保证样品能够顺利上机进行测试;数据收集和分析过程是样品分析报告的重要依据,合理的数据分析方法能够更好地反映实验的结果;最后,结果讨论部分是整个检测报告的最终程序。

在整个化学样品检测过程中,样品分析是整个过程中耗时最长也是最重要的步骤。在样品检测过程中,不同的分析仪器对上机样品有不同的要求,例如,色谱仪器要求上机样品澄清、透明、无悬浮物质,而红外光谱分析仪则要求样品为均质的薄片,因此,样品处理技术是否先进,直接关系到检验所得数据是否可信,化学检测中样品处理技术的重要地位越来越明显。基于此,样品处理技术得到了广泛的关注。

样品处理技术不仅是化学分析检测的重点,同时也是化学分析检测的难点。随着科技的不断进步,现代分析仪器相比于传统的分析仪器,其灵敏度更高,检测限更低,同时,其对样品的净化程度要求也越来越高。而相比于检测技术的不断进步,与之匹配的样品处理技术发展缓慢,两者之间的差距为化学分析检验带来了困难。总的来说,化学样品处理的难点主要有以下几点:

第一,处理步骤繁多复杂。最基本的样品处理包括样品的称重、净化、提取和富集,其中提取一般为多次提取,工作量大,且均为人工劳动,很难实现自动化;

第二,样品基质复杂;化学检测的样品种类繁多,不同的样品其净化提取方法差异很大,包括提取溶剂、净化方法、提取温度等,都需要合理的优化,因此,开发提取方法工作量大;

第三,检测技术的发展侧重于仪器研发,不重视前处理方法的开发,仪器要求与样品处理技术不同步,造成了化学样品处理技术的滞后,样品检测发展受到限制。

二、化学样品处理技术的目标

化学样品处理技术的最终目的是为了将分析物从复杂的样品机制中分离出来,并不改变其原有的化学形态。不同的样品基质处理技术有明显的差异,例如,检测样品中的重金属时,我们需要对样品进行消解处理,以除去样品中的有机物和杂志;而检测样品中的有机物时,则需要对样品进行净化和富集。但无论是那种处理方式,其最终处理目标可以总结为以下几点:

第一,从基质中分离出目标化合物;

第二,去除分离物中对目标物测定有干扰的成分;

第三;对分离物进行富集,保证其浓度能够高于仪器的最低检测限;

第四,调整分析样品的pH值等参数,保证其符合仪器分析的要求。

三、化学检测样品处理技术发展现状

按照化学样品形态的区别,可以将现金的化学检测样品处理技术大致分为两类:第一类为固体样品处理技术,除了索氏提取外,目前较为流行的新技术有超临界流体萃取技术、加速溶剂萃取技术、超声萃取等;第二类为液体样品处理技术,如固相萃取、固相微萃取、液液萃取、吹脱捕集法、液相微萃取等等。这些前处理方法各有其优缺点,下面我们以几种常用的处理方法为例进行说明。

1.固相微萃取技术(SPME)

固相微萃取技术最早是与气相色谱(GS)联合开发的技术,现在也经常与高效液相色谱(HPLC)技术联用。该萃取机理分为两种,一种是通过吸收来提取净化目标物,目标物通过吸收作用进入涂层内部得到净化;一种是通过吸附目标物达到春花目的,目标物分子吸附在涂层表面。其具体原理为:根据目标化合物的性质不同选择键合有特殊基团的固定相,涂覆在注射器内芯作为表层,进行样品处理时,将内芯浸没在样品溶液中,目标污染物选择性地吸附或者吸收在内芯,然后将内芯送入GC或者HPLC完成进样。固相微萃取大量减少了溶剂的使用量,并且能够实现进样自动化。但是SPME的使用条件往往比较苛刻,如使用温度较低,使用寿命短等。

2.微波辅助萃取技术(MAE)

固体和半固体样品中的污染物不容易进行净化和富集,而微波辅助萃取技术有效实现了目标物质与样品基质的分离。首先,高能量的微波提高了萃取效率。在高能微波条件下,样品中的分子由于高频率的摩擦和偶极涡流等效应产生大量的热量,分子运动加快,从而加速目标分析物的分离;同时,由于微波加热是由内而外的加热方式,因此,固体和半固体样品的受热军训,提高了效率;微波辅助萃取技术所用的溶剂量小,选择性好,提高了萃取物的纯度。

3.微波消解技术

微波消解技术的基本原理为:针对样品和目标物的性质配制相应的消解液,将消解液和化学样品一同放入消解罐内,置于微波装置中进行消解。在微波消解装置中,由于微波磁场的作用,样品和消解中的极性分子会快速定向排列,并产生强烈的震动;同时,高温环境会大大增强氧化剂的氧化能力,因此,提高了样品消解的速度和效率。在实际应用中,微波消解广泛用于样品处理,服务于原子光谱分析。

四、总结

综上所述,科学技术的飞速发展为化学检测带来了更多的机遇和挑战,一方面化学检测的仪器不断精密化,其检测限越来越低,灵敏度和分辨率也越来越高,这为更精密的化学检测提供了可能;而另一方面,仪器的发展对进样样品的质量要求也不断提高,样品处理技术需要不断改进以满足仪器的要求。这要求化学检测工作者能够在实际工作当中不断探索,开发更先进的样品处理技术。

参考文献

[1]张玉忠, 等. 液体分离膜技术及应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004.

[2]范云场, 朱岩. 离子色谱分析中的样品前处理技术[J]. 色谱,2007,25(5):633-640.

微波技术的基本原理篇6

[关键词]物位测量;雷达;调频连续波;超声波;微波

1.引言

物位计是指在企业的生产过程中,专门用来测量液位或固体料位以及界面变化情况的一种仪表。物位测量技术有着强烈的自身优势,例如它具备较高的分辨率以及非接触式的优点,因此在工业生产过程中(尤其是化工企业),得到了十分广泛的应用。由于物位计直接参与企业的生产过程,所以一旦出现偏差或者错误就有可能给企业带来不可估量的损失,所以我们有必要深入对于物位测量技术的研究,从而更好的为企业的生产以及经济发展服务。

2.物位测量技术的基本工作原理

目前,应用比较广泛的一种非接触式物位测量技术原理称之为回波测距原理,这种技术是通过波(超声波、微波等)的传播来实现的,其工作原理具体可用下图来表示:

其中:

H代表容器的整体高度

h代表由探头到物料上表面的距离

h’代表由容器底部到物料上表面的距离H

当探头发出的能量波探测到物料的上表面的时候,会形成一条反射波传达回探头。根据波的传播时间以及传播速度我们就可以计算出从容器顶部到物料上表面的距离。具体计算公式如下:

h=0.5Ct

(其中,C代表波在空气中的传播速度,t代表波由探头出发到反射波被探头接收所经历的时间)

根据h我们进而可以推算出物料的高度为:h’=H-h=H-0.5Ct

由于在实际的工作过程中,液态的物料会出现上下波动情况,固态物料的上表面也不可能完全水平,加之水蒸气、会产等其他因素的干扰,会使测量结果出现不同程度的误差。若想使得测量结果更加趋近于真实值我们就需要对波进行进一步的数字化处理来消除误差,使测量结果更加真实准确。

3.两种常用雷达物位测量技术综述

虽然同是应用回波测距原理,但是不同类型的能量波在反射原理和数据处理方式上还是各不相同的。下面主要分析了超声波物位和微波物位测量技术原理以及特点等等。

3.1超声波物位测量技术

目前,超声波物位测量技术已经发展到了相对比较成熟的阶段,冶金、开矿、化工等行业都有着广泛应用。同传统的超声波物位测量技术相比增加了总线接口,测量的分辨率也有了一定程度的提高,探头和控制单元之间即使使用普通的双绞线也能够实现400米以内的信号传输,具备了更好地防护等级增强了环境适应能力,并且成本日趋低廉。其不同于微波物位测量技术的优点具体包括(1)通过一体型液位计在对化工企业中的酸碱溶液等液体的测量中,其分辨率和准确度都能符合测量标准,并且体型精巧,成本低廉,所以在该领域受到了广泛的青睐。(2)在对废水等进行测量的过程中,一些专门设计的液位计可以满足不同客户的具体需求。举例来讲,在液位差、流量等指标进行针对性的测量的时候,均可以利用超声波液位计来实现。(3)在对一些煤矿、金属等其他固体物料进行测量时,对于量程不超过15米的测量应用中,使用超生波物位计不仅性能较高而且可以降低成本。

3.2微波物位测量技术

近年来,微波在物位测量技术中的发展尤为迅速。超声波在空气中的传播速度约为340米/秒,而微波则达到了300000000米/秒,其传播速度远远高于超声波,所以测量值要求至少能够精确到微微秒以上,故量程大部分在几米以上。由于利用微波进行物位测量不需要通过传播介质所以它在对于高温、高压、扩散、挥发等物料的测量中优势十分明显。为波物位计测量过程中耗损低,传播基本不受介质的影响速度稳定,具有高超的分辨率和精确度,可以完成很多超声波不能够完成的任务,因此这几年得到了飞速的发展和应用。微波物位测量技术的优点:(1)利用微波能量集中和不会因受到环境因素的干扰发生耗损的特点,通过高分子材料制成的天线对信号进行发射与接收避免了由于强酸、强碱性物质带来的腐蚀性损害。(2)对于存在热辐射的金属溶液进行测量时,通过不锈钢材料制成的天线可以在较远的距离之外进行物位测量。(3)使用专门制成的微波物位计对一些颗粒较小甚至粉尘状态的物料进行测量时,不用担心会有能量衰减状况的发生。

4.物位计测量技术的重难点

微波技术的基本原理篇7

【关键词】微波干燥;设备特点;实际应用

0 前言

微波频率为 300~300000MHz,其波长为 0.001~1m,属于一种高频电磁波。微波具备电场所特有的振荡周期短、穿透能力强、与物质相互作用可产生特定效应等特点。国外发达国家微波工业技术的研发与应用已有50多年的时间,但我国在这方面还处于起步阶段,主要应用在化工、木材、造纸、食品等领域。我国的微波干燥设备仍然存在设计技术不够完善,自动化水平不高的问题,仍然具有很大的市场潜力。

1 微波干燥设备的工作原理及工作特点

1.1 微波干燥设备的物理原理

微波是一种高频电磁波波,工业上采用的频率是915MHz和2450GHz。以常用的2450MHz为例,电磁波以每秒24亿次的速度变换,可以引起极性分子的高速振荡运动,这些高分子互相磨擦产生极大的热量,可以方便的干燥物料。物体吸收微波能量转化成热量后,物体温度升高,物体内含的水分蒸发,脱水,干燥;若适当地控制脱水速度,在对物料进行干燥时就能让物体的结构松疏,膨化。在这个过程中,也可以控制调高加热温度,使物体处于烘烤状态。微波干燥设备可以充分利用微波能的穿透性,使水分子或极性分子在其磁场内不停的转换正负两极,从而使分子与分子间高频的摩擦升温,让水份从物料中由内向外快速淅出,并且最有效保留转换的能量。

微波干燥是一种新型的干燥方式。与传统干燥方式相比,干燥时,微波能直接作用于介质分子转换成热能,由于微波具有穿透性能使介质内外同时加热,不需要热传导,所以加热速度非常快,对含水量在30%以下的食品,干燥速度可缩短数百倍。同时不管物体任何形状,由于物体的介质内外同时加热,物料的内外温差小,加热均匀,不会产生常规加热中出现外焦内生的状况,使干燥质量大大提高。因此它具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点,因而在干燥的各个领域越来越受到重视。

1.2 微波干燥设备的使用特点

微波干燥设备具有高效节能的特点。常规加热是凭借物料自身的热传导特性进行加热的,所以需要较长的时间才能够达到所需要干燥的温度。但由于微波能够深入到物料内部,而不是靠物料本身的热传导进行加热。所以,微波加热速度快,干燥时间可以缩短 50%或更多。另外,常规加热往往要通过环境或传热介质的加热,才能把热量传至物料。而微波加热时,物料直接吸收微波而发热,设备本身不吸收或只吸收极少能量,又起到了节约能源的效果。

微波干燥具有干燥均匀的特点。在传统的干燥工艺环境下,为了提高干燥的速度,需要升高外界环境的温度,以加大温差梯度,然而随之容易产生物料外焦内生的负面现象。但采用微波加热时,不论物料形状如何,热量都能均匀渗透,并可产生明显的膨化效果,有利于粉碎。同时不同性质的物料对微波的吸收不同,而水分子对微波的吸收最大。因此,物料内含水量较高的部位吸收微波多于含水量较低的部位。所以,在微波作用下,物料的干燥速率趋于一致,加热均匀;并且微波干燥技术不影响燥物料的色、香、味及组织结构,有效成分也不易被分解、破坏,这能充分发挥材料的优秀性质。

微波干燥具有操作方便,易于管理的特点。微波干燥设备结构紧凑,配套设施少、占地少(仅为传统干燥设备占地面积的 20%~30%),并且操作方便,还可连续作业,可通过PLC 编程控制及通过监视器观察干燥的全过程,在40°~100℃之间任意调节温度,便于自动化生产和企业管理。

微波干燥技术具有杀菌环保的特点。微波干燥由于辐射频率很高,它的快速致热效应使物料中的各种虫卵、病菌等有害微生物无法抵御高温而被彻底杀灭,有利于保护物料,尤其是食品的“绿色”性质。微波干燥设备由于是在专业的微波工厂设计制造的,因此设工艺完善,屏蔽效果好。它的泄漏很小,对周围环境产生的干扰和破坏较小。因此,微波干燥技术被认为是目前最“绿色”的无污染干燥技术。

2 微波干燥设备的具体应用和使用前景

2.1 微波干燥设备的具体应用

早在20世纪60年代国外就对微波干燥技术的应用和理论进行了大量研究,在近几十年又得到了进一步的发展。我国微波干燥技术研究起步较晚,虽然也取得了不错的成绩,也有许多研究与应用成果,但与国外相比仍有一定的差距。我国微波干燥技术现已用于食品工业、材料化工、医药工业、矿产开采业、陶瓷工业、实验室分析、湿天然橡胶加工等方面。干燥过程几乎涉及国民经济的所有部门,广泛应用于生产和生活中。干燥的目的是除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶剂,以便于加工、使用、运输和贮藏等。一般的干燥方法有机械法、化学法和加热(冷冻)法。这些方法要么设备庞大、干燥费用高,要么干燥速度慢、处理量小。随着科学技术的发展,如生物制品、新型材料(多相复合材料、纳米材料、智能材料和生物医学材料等)、高级陶瓷、新型高级食品和新型药物制品等新产品的出现,传统的干燥技术和干燥器已经很难适应这种需求。微波干燥技术和微波干燥器已在轻工业、化工材料工业、食品与农产品加工业等行业得到了广泛应用并表现出了显著的优越性。微波干燥无疑是适应新产品要求的一项新技术。

2.2 微波干燥设备的使用前景

微波干燥的适用范围极为广泛,现在它在大多数领域都属空白。开发新的应用领域,完善现有设备性能,提高自动化控制技术的应用水平,是现今相关企业加速发展的内在要求。

推广微波干燥技术符合建设节约型社会、保护环境的基本国策,同时随着我国人民生活质量的不断提高,对相关产品提出了更高的要求,这也促使市场逐步淘汰不适应新需求的设备,而转向微波干燥技术。

微波干燥技术呈现出与其他干燥方法相结合的趋势,如微波热风干燥、微波真空干燥、微波冷冻干燥、微波红外联合干燥等,这些技术份的发展,是提高效率,降低成产成本,提高产品品质的需要。

3 结语

综上所述,微波干燥设备具有明显的技术优势和成本优势,有效降低了生产成本,更重要的是保证了产品的质量,必将成为干燥领域的优先选择。微波干燥设备将会越来越受到市场的重视。虽然我国的研究应用起步较晚,但是我们相信在相关从业人士的共同努力下,我国的微波干燥技术必将取得迅速的发展,定会在技术研究方面取得不错的成果。

【参考文献】

[1]郭梅.食品微波干燥杀菌技术及其发展[J].天津农学院学报,2009(10):56-58.

[2]王成芝.谷物干燥原理与谷物干燥机设计[M].哈尔滨:哈尔滨出版社,2009:1-10.

微波技术的基本原理篇8

病理内窥镜标本一般包括胃镜、肠镜标本,喉镜、气管镜标本及膀胱镜标本。这类活检组织标本较小,使用常规石蜡制片技术,需要3~4天完成制片,在病人急需手术或治疗时,常因等待病理报告时间过长而耽误临床诊治工作。为此,我们将微波技术应用于内窥镜标本的制片中,只需1~2小时就完成制片,极大提高了工作效率,且制片质量近似于常规石蜡制片技术,完全符合病理诊断的要求。

1 材料与方法

1.1材料 选取内窥镜活检标本100例,其中胃镜标本40例,肠镜标本40例,喉镜标本20例。要求组织块小米粒大小,便于固定脱水。

1.2仪器设备 三星STG88型微波炉一台。输出功率800W,分六级调节(800W、600W、450W、300W、180W、100W)。

1.3所用药液 ①固定液:95%乙醇,无水乙醇。②透明液:按质量比3:1配制的硬脂酸-石蜡液态混合物。③Harris苏木精染液。

1.4微波制片 ①将组织放入盛有5ml95%乙醇的青霉素小瓶内,用两层纱布及布绳将瓶口封好,用450W功率微波辐射30秒,至乙醇沸腾。②取出小瓶,将剩余液体倒掉,换成5ml无水乙醇,用450W功率微波辐射30秒。③倒去无水乙醇剩余液体,用硬脂酸-石蜡液态混合物透明,用450W功率微波辐射4~5分钟。④用熔点为56~58℃的液态纯石蜡浸蜡,450W微波辐射5分钟。⑤组织包埋、切片:包埋时尽量用最小的模具,把所有组织包在一个平面上,切片时待多个组织充分暴露时再切,争取选择多个切面,切片厚4~5μm。⑥用微波烤片:450W微波辐射3分钟。

1.5微波HE染色 ①切片常规方法脱蜡、脱苯、水洗,经微波烤片后,脱蜡时间减少至5分钟,脱苯时间也相应减少,水洗时间正常。②吸Harris苏木精染液3~4滴滴于切片上,完全覆盖组织,用600W微波辐射30秒,水洗。③1%盐酸酒精分化1~3秒,碳酸锂饱和溶液蓝化至切片泛蓝后水洗1分钟。④伊红染色,梯度酒精脱色,中性树胶封片,镜下观察。

2 讨论

微波,通常称为“超高频电磁波”,是一种具有能量的电磁波,它具有波长短、频率高的特点,可使物体内部的极性分子以每秒24亿次的速度运动,而在该运动中产生的瞬间热,却能使组织的抗原性保持不变。将微波辐射技术应用于病理内窥镜标本的快速制片中,其基本原理是组织与固定液、切片与染色液,在高频电磁场中,各种分子剧烈振动、相互摩擦、碰撞,极大地加速了固定、脱水和染色的速度,而组织结构及细胞形态保持完整。其用于透明的硬脂酸-石蜡混合液是一种比较温和的透明剂,能有效缓解因快速加温而造成的标本变硬皱缩的副作用。

在制片过程中使用微波,试剂与组织块中的液体交换加快,而染色液更快的进入了组织细胞间隙内,从而缩短了制片时间。光镜下观察,组织层次结构清楚,细胞形态完整,组织细胞染色艳丽醒目,红蓝适度,透明洁净,胞浆胞核对比清晰,完全符合阅片的需要。

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