光热、光电、光伏这三者有哪些区别?求指点~~
光热发电是利用太阳能热发电,太阳能光热发电是太阳能利用中的重要项目,只要将太阳能聚集起来,加热工质,驱动汽轮发电机即能发电
太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电系统示例理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。
光电是由光的作用产生的电,以光电子学为基础,综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。信息载体正在由电磁波段扩展到光波段,从而使光电科学与光机电一体化技术集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。
光电和机械鼠标有什么不一样
光电 光电 [photoelectricity]
由光的作用产生的电叫光电。
以光电子学为基础,综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。信息载体正在由电磁波段扩展到光波段,从而使光电科学与光机电一体化技术集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为:
1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。
2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。
激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器。
激光切割:汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。
激光打标:在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用,目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。
激光打孔:激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展,主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主,也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器。
激光热处理:在汽车工业中应用广泛,如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理,同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。目前使用的激光器多以YAG激光器,CO2激光器为主。
激光快速成型:将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。
激光涂敷:在航空航天、模具及机电行业应用广泛。目前使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。
美国得克萨斯州大学的科学家研制出世界上功率最强大的可操作激光,这种激光每万亿分之一秒产生的能量是美国所有发电厂发电量的2000倍,输出功率超过1 皮瓦——相当于10的15次方瓦。这种激光第一次启动是在1996年。马丁尼兹说,希望他的项目能够在2008年打破这一纪录,也就是说,让激光的功率达到1.3皮瓦到1.5皮瓦之间。超级激光项目负责人麦卡尔·马丁尼兹表示:“我们可以让材料进入一种极端状态,这种状态在地球上是看不到的。我们打算在德州观察的现象相当于进入太空观察一颗正在爆炸的恒星。”
激光“抓住”碳纳米管并使之移动
最近,科学家开发出用激光“抓住”碳纳米管并使之移动的新技术。这种技术可以为芯片制造工程师提供一种把纳米元件移动到预定位置的新方法,从而制造出以纳米管为基础的微型芯片。
直径只有几纳米、长约100纳米的碳纳米管具有半导体性能,这意味着碳纳米管可能在某天成为低功率超快速计算机芯片的基础。迄今,安装碳纳米管的惟一方法是利用一种名为原子力显微镜的昂贵设备,设法推动纳米管至预定位置,然而这种方法操纵起来十分费事。
为了改变这种状况,美国伊利诺伊州纽约大学的科学家和一家光学公司的科研人员试验了一种名为“光学捕获”的技术,试图更便利地操纵碳纳米管。光学捕获技术就是利用激光能捕获微小粒子的能力,在移动激光束时使微小粒子跟随激光移动。由于激光能捕获微小粒子,因此在它移动时就会像镊子一样,“夹”着微小粒子移动。科学家把这种现象称为“激光镊子”。现在生物学家已能用激光镊子夹住单个细胞。例如,从血液中分离出单个血红细胞用于研究镰刀状血红细胞贫血症或疟疾治疗研究。激光镊子能“夹”住微小粒子,是因为激光束中心强度大于边缘强度,因此当激光束照射一个微小粒子时,从中心折射的光线要比向前的光线多。
当折射的光线获得向外的冲力时,粒子上的反作用力就使冲力指向激光束中心,因此粒子总是被吸引到激光束中心。如果粒子非常小且具有很小的重力或摩擦力,当激光束移动时,粒子就会跟着移动。
然而,激光镊子移动的血细胞直径有几微米,但现在要移动直径仅2~20纳米的碳纳米管会麻烦得多。因此想利用单个激光镊子移动大量碳纳米管到一定位置,可能会与用原子力显微镜一样费事。
为此,科学家用一种液晶激光分离器把激光束分成200个可单独控制的小激光束,研究人员可以控制这些激光束使之形成三角形、四边形、五边形和六边形等形状,从而移动大量的纳米管群,使它们在显微镜载片表面定位,达到移动碳纳米管的目的。
光学捕捉技术的成功,受到美国加利福尼亚大学的纳米管专家、物理学家亚历克斯·泽特尔的称赞,他说,因为目前还没有一种可靠的技术能操纵大量的纳米管,而这种新的光学捕获技术有可能应用于工业。 [编辑本段]激光在医学中的应用
应用于牙科的激光系统
依据激光在牙科应用的不同作用,分为几种不同的激光系统。区别激光的重要特征之一是:光的波长,不同波长的激光对组织的作用不同,在可见光及近红外光谱范围的光线,吸光性低,穿透性强,可以穿透到牙体组织较深的部位,例如氩离子激光、二极管激光或Nd:YAG激光(如图1)。而Er:YAG激光和CO,激光的光线穿透性差,仅能穿透牙体组织约0.01毫米。区别激光的重要特征之二是:激光的强度(即功率),如在诊断学中应用的二极管激光,其强度仅为几个毫瓦特,它有时也可用在激光显示器上。
用于治疗的激光,通常是几个瓦特中等强度的激光。激光对组织的作用,还取决于激光脉冲的发射方式,以典型的连续脉冲发射方式的激光有:氩离子激光、二极管激光、CO2,激光;以短脉冲方式发射的激光有:Er:YAG激光或许多Nd:YAG激光,短脉冲式的激光的强度(即功率)可以达到1,000瓦特或更高,这些强度高、吸光性也高的激光,只适用于清除硬组织。
激光在龋齿的诊断方面的应用
1.脱矿、浅龋
2.隐匿龋
激光在治疗方面的应用
1.切割
2.充填物的聚合,窝洞处理
激光在工业上的应用
激光在工业上,也应用极为广泛,因为激光在激光束聚焦在材料表面的时候能够使材料熔化,使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。在工业生产中有一定的适用范围。 蓝影鼠标 2004年,首款激光引擎鼠标问世至今,已经有长达四年的时间。历经长达四年的发展,现在虽然已经是所谓激光引擎的极盛时期,可是微软全新推出的Blue Track蓝影技术闪亮问世,力图超越激光鼠标。
蓝影的工作原理
光学引擎鼠标利用的是发光二极管发射出的红色可见光源,利用光的漫反射原理,记录下单位时间内LED光源照射在物体表面的漫反射阴影的变化来判断鼠标移动轨迹。激光引擎鼠标则采用的是激光二极管发射的短波的非可见激光,利用短波光易被反射的原理,让鼠标能够记录下从物体表面反射回光学传感器的光点的清晰成像。严格来说,传统的光学引擎与激光引擎都该称作是光学引擎,不过两种不同桌面捕捉原理决定了光学鼠标必须借助鼠标垫,而激光鼠标则能够在更多的表面上自如使用。
采用Blue Track蓝影技术的鼠标产品使用的是可见的蓝色光源,因此它看上去更像是使用传统的光学引擎。可它并非利用光学引擎的漫反射阴影成像原理,而是利用目前激光引擎的镜面反射点成像原理。通过下边这个简单的光路示意图我们可以看到,LED光源发射出的蓝色光线通过Collimating Lens(校准镜片)大量汇集,照射在物体表面上,通过物体表面反射到Imageing Lens(成像镜片),经过成像镜片对光线的二次汇集在CMOS Detector(光学传感器)上成像,而光学传感器则相当于是一台高速连拍照相机,能够在每秒钟拍摄数千张照片,并将它们传送至图像处理芯片,经过芯片对每张照片的对比,最终得出鼠标移动的轨迹。
更大的光量+广角镜头
蓝影技术并不是光学引擎和激光引擎的简单综合,而是提高鼠标便面适应能力的高效的解决方案。首先,蓝色光属于短波光线,虽然无法同激光引擎发射出的非可见光相比,但是蓝色光的短波优势让它同样具备了优秀的反射效果,通过反射让物体细节得到了更细致的反映。
蓝影技术通过蓝色光源加上透镜汇聚效果使最终进入成像镜头的光束量达到激光引擎的4倍,能够让光学传感器获得更大的光量。举一个简单的例子,拍照时,照片都需要足够的曝光,可以通过加大光圈(增加进光量)或者是延长曝光时间(降低快门/单位时间内拍摄速度)来实现。为了精确定位光学传感器是绝不可能降低拍摄速度的,所以增大进光量不仅可以让光学传感器拍出的每张照片都能够有足够的曝光,同时还可以提供足够的进光量使光学传感器在单位时间内尽可能多地拍摄出鼠标移动轨迹,达到更加精确的定位效果。
蓝影技术的成像端使用的是视角更宽的广角镜头,能够抓取更大范围的物体表面的细节图像,因此对鼠标移动轨迹的分析也会变得更加细致。上述特性给予蓝影技术更强的表面适应能力,无论是表面光滑的大理石台面上,还是在粗糙的客厅地毯上都能够精确定位。
蓝影技术的应用与发展
将传统光学引擎与激光引擎相结合的蓝影技术,让微软鼠标产品具备了超强的表面适应能力以及精确无比的定位能力,使采用LED可见光源的鼠标产品具备了超越激光引擎产品的整体实力。而在成本方面,由于LED光源相对于激光二极管具有更加低廉的成本,所以采用蓝影技术的鼠标产品的实际成本反而会比激光引擎的产品更低。
小知识
光电鼠标——指使用光电头,根据对移动表面图像的逻辑判断来生成移动数据的鼠标。
机械鼠标——指使用滚球,通过机械滚动来获得移动数据的鼠标。
◆迷信之传说:光电鼠标对移动表面没有要求、光电鼠标的精度比机械鼠标高,在性能上全面胜过机械鼠标。
迷信指数 ★★★★★
迷信发源 媒体新闻
破除难度 ★★★★★
◆破除迷信:优秀的机械鼠标无论是工艺、使用手感还是性能,都要好于一般的光电鼠标。
光电鼠标并不完美
光电鼠标问世初期(1999年)被当时的媒体鼓吹得神乎其神。当时的媒体声称光电鼠标可以在任何表面上使用,不需要像机械鼠标一样挑选鼠标垫;当时的媒体还声称光电鼠标有比机械鼠标更好的性能,可以达到更好的稳定性和精度。
但事实上,经过了几年的应用后,我们发现这一切并不是这么回事。除了少数的高档光电鼠标以外,大多数光电鼠标都会在游戏中出现“跳帧”的问题。而同时,几乎所有的光电鼠标,对于鼠标垫的“挑剔”还要远胜于机械鼠标。它们在不同的鼠标垫上会表现出不同的性能,在一些表面甚至会有“色盲”的现象发生。
这些现象都是光电鼠标技术发展不完善的结果。机械鼠标原理决定了它并不存在这些问题。而且,鼓吹光电鼠标精度高的人似乎忘了一件事——世界上精度最高的鼠标是一款机械鼠标,那就是著名的“响尾蛇”。
机械鼠标更为“豪华”
光电鼠标在核心技术上也许更先进,但这并不意味着光电鼠标在工艺、用料、使用舒适性等方面也胜过机械鼠标。毕竟这和核心技术没什么关系。
这一点在低档鼠标上表现得还并不明显,在高档鼠标就十分分明——罗技的“机械银貂”和“MX500”在其有线鼠标中分别是机械鼠标和光电鼠标的王牌产品。但与使用了橡胶侧面、日本原产微动开关、结构复杂的整体式滚轮的机械银貂相比,MX500就显得粗糙了很多。至今,依然有大量的鼠标收藏家认为“机械银貂”是罗技用料最好、设计最佳的鼠标。然而它的价钱只有后者的2/3而已。
这是因为,机械鼠标设计较早,其很多设计方案都是当年的高档设计,虽然由于技术发展而降价,但在很多方面依然比后来作为普及产品设计的新光电鼠标要好。
机械鼠标不养懒汉
实际上,从几十块钱到几百块钱,一般来说,同品牌的机械式鼠标在性能和使用舒适性上都要强于同价位的光电鼠标。
但光电鼠标之所以成为未来的必然趋势,自有其原因。因为机械鼠标有再多的优势,但怕灰尘和易磨损,这是机械鼠标固有的缺陷。要使其发挥应有的性能,就得时时清洁——一句话,机械鼠标养不了懒汉。
光电鼠标作为未来的趋势,这一点是不容怀疑的。只是,我们应该认清——光电鼠标只有耐脏和稳定性好这两点才是对机械鼠标的绝对优势,其他方面,机械鼠标完全可以轻轻松松胜过光电鼠标。在一定意义上,如果说买高档光电鼠标还有其价值的话,那么低档光电鼠标则无论在性能还是工艺上,都不如买机械鼠标来得上算——除非你是个从不擦鼠标的懒汉!
小知识
“跳帧”和“色盲”
跳帧和色盲,都是光电鼠标独有的问题。所谓“跳帧”,指的是光电鼠标光电头的刷新速度不够,导致鼠标指针乱跳的现象。而“色盲”则指的是由于不同颜色的表面光反射率不同,导致在部分鼠标垫上,鼠标指针移动不灵活的现象。
鼠标垫和光电鼠标的关系
随着光电鼠标的推广,鼠标垫也得到了前所未有的大发展。不过,不同的鼠标对于不同的鼠标垫也有不同的要求,并非是高档的就好。
机械鼠标由于使用滚球来获得移动信息,所以它所要求的鼠标垫要有足够的摩擦力,并且要有一定的弹性来保证移动的稳定性。所以布垫或者塑胶垫如1030是最适合机械鼠标的垫子(1030最初其实就是为机械鼠标设计的)。
而对于光电鼠标来说,越是表面平滑、一致性好的鼠标垫,就越能充分发挥光电鼠标的性能。所以,表面细腻的玻璃、铝合金鼠标垫就成为光电鼠标最适合的垫子。但由于玻璃、铝合金等鼠标垫的光反射率太低或太高,一些档次较低的光电鼠标不能正常识别移动。所以对于这些鼠标来说,玻璃、铝合金垫子虽好,但却是用不得的。
另外,从使用的情况来说,塑胶和铝合金垫子存在磨损的问题,而布垫和玻璃垫的磨损要轻得多,所以还是使用这两种垫子的人最多。
光电鼠标的工作原理
光电鼠标与机械式鼠标最大的不同之处在于其定位方式不同。
光电鼠标的工作原理是:在光电鼠标内部有一个发光二极管,通过该发光二极管发出的光线,照亮光电鼠标底部表面(这就是为什么鼠标底部总会发光的原因)。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线,经过一组光学透镜,传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样,当光电鼠标移动时,其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片(DSP,即数字微处理器)对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理,通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析,来判断鼠标的移动方向和移动距离,从而完成光标的定位。
光电鼠标通常由以下部分组成:光学感应器、光学透镜、发光二极管、接口微处理器、轻触式按键、滚轮、连线、PS/2或USB接口、外壳等。下面分别进行介绍:
光学感应器
光学感应器是光电鼠标的核心,目前能够生产光学感应器的厂家只有安捷伦、微软和罗技三家公司。其中,安捷伦公司的光学感应器使用十分广泛,除了微软的全部和罗技的部分光电鼠标之外,其他的光电鼠标基本上都采用了安捷伦公司的光学感应器。
光电鼠标的控制芯片
控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作,并与外部电路进行沟通(桥接)及各种信号的传送和收取。我们可以将其理解成是光电鼠标中的“管家婆”。
这里有一个非常重要的概念大家应该知道,就是dpi对鼠标定位的影响。dpi是它用来衡量鼠标每移动一英寸所能检测出的点数,dpi越小,用来定位的点数就越少,定位精度就低;dpi越大,用来定位点数就多,定位精度就高。
通常情况下,传统机械式鼠标的扫描精度都在200dpi以下,而光电鼠标则能达到400甚至800dpi,这就是为什么光电鼠标在定位精度上能够轻松超过机械式鼠标的主要原因。
光学透镜组件
光学透镜组件被放在光电鼠标的底部位置,从图5中可以清楚地看到,光学透镜组件由一个棱光镜和一个圆形透镜组成。其中,棱光镜负责将发光二极管发出的光线传送至鼠标的底部,并予以照亮。
圆形透镜则相当于一台摄像机的镜头,这个镜头负责将已经被照亮的鼠标底部图像传送至光学感应器底部的小孔中。通过观看光电鼠标的背面外壳,我们可以看出圆形透镜很像一个摄像头通过试验,笔者得出结论:不管是阻断棱光镜还是圆形透镜的光路,均会立即导致光电鼠标“失明”。其结果就是光电鼠标无法进行定位,由此可见光学透镜组件的重要性。
发光二极管
光学感应器要对缺少光线的鼠标底部进行连续的“摄像”,自然少不了“摄影灯”的支援。否则,从鼠标底部摄到的图像将是一片黑暗,黑暗的图像无法进行比较,当然更无法进行光学定位了。
通常,光电鼠标采用的发光二极管(如图7)是红色的(也有部分是蓝色的),且是高亮的(为了获得足够的光照度)。发光二极管发出的红色光线,一部分通过鼠标底部的光学透镜(即其中的棱镜)来照亮鼠标底部;另一部分则直接传到了光学感应器的正面。用一句话概括来说,发光二极管的作用就是产生光电鼠标工作时所需要的光源。
轻触式按键
没有按键的鼠标是不敢想象的,因而再普通的光电鼠标上至少也会有两个轻触式按键。方正光电鼠标的PCB上共焊有三个轻触式按键(图8)。除了左键、右键之外,中键被赋给了翻页滚轮。高级的鼠标通常带有X、Y两个翻页滚轮,而大多数光电鼠标还是像这个方正光电鼠标一样,仅带了一个翻页滚轮。翻页滚轮上、下滚动时,会使正在观看的“文档”或“网页”上下滚动。而当滚轮按下时,则会使PCB上的“中键”产生作用。注意:“中键”产生的动作,可由用户根据自己的需要进行定义。
当我们卸下翻页滚轮之后,可以看到滚轮位置上,“藏”有一对光电“发射/接收”装置。“滚轮”上带有栅格,由于栅格能够间隔的“阻断”这对光电“发射/接收”装置的光路,这样便能产生翻页脉冲信号,此脉冲信号经过控制芯片传送给Windows操作系统,便可以产生翻页动作了。
除了以上这些,光电鼠标还包括些什么呢?它还包括连接线、PS/2或USB接口、外壳等。由于这几个部分与机械式鼠标没有多大分别,因此,这里就不再说明了
机械鼠标是通过移动鼠标,带动胶球滚动,胶球的滚动又磨擦鼠标内的分管水平和垂直两个方向的栅轮滚轴,驱动栅轮转动。栅轮轮沿为格栅状。紧靠栅轮格栅两侧,一侧是一红外发光管,另一侧是红外接收组件。红外接收组件为一三端器件,其中包含甲乙两个红外接收管。在水平和垂直栅轮夹角正对方向有一压紧轮,它使胶球无论向何方向滚动都始终压紧在两个栅轮轴上。
鼠标通过 ps/2 口或串口与主机相连。接口中一般使用四根线,分别是电源 , 地,时钟和数据。
机械鼠标正常工作时,鼠标的移动转换为水平和垂直栅轮不同方向和转速的转动。栅轮转动时,栅轮的轮齿周期性遮挡红外发光管发出的红外线照射到接收组件中的甲管和乙管 , 从而甲和乙输出端输出电脉冲至鼠标内控制芯片。由于红外接收组件中甲乙两管垂直排列,栅轮轮齿夹在红外发射与接收中间的部分的移动方向为上下方向,而甲乙接收管与红外发射管的夹角不为零,于是甲乙管输出的电脉冲有一个相位差。鼠标内控制芯片通过此脉冲相位差判知水平或垂直栅轮的转动方向,通过此脉冲的频率判知栅轮的转动速度,并不断通过数据线向主机传送鼠标移动信息,主机通过处理使屏幕上的光标同鼠标同步移动
当你拖动鼠标时,带动滚球转动,滚球又带动辊柱 转动,装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向,可能阳光干扰了传感器
机械鼠标确实怕光,因为机械鼠标是通过两组光电编码器来移动的,外界光线太强会干扰编码器的识别,鼠标就不动了。
鹏仔微信 15129739599 鹏仔QQ344225443 鹏仔前端 pjxi.com 共享博客 sharedbk.com
图片声明:本站部分配图来自网络。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!