高性能处理范文

高性能处理范文（精选12篇）

高性能处理 第1篇

低表面处理涂料也称表面容忍性涂料[1], 在实际工作中能带油、带锈、带湿涂装。目前日本和美国基本上实现了真正意义上的低表面处理, 而我国在带锈涂装涂料方面存在着许多不足:H2000带湿带锈涂装底漆[2]可以解决高压水除锈后返锈和潮湿钢板表面处理难的问题, 但E601为树脂, 体系黏度大, 需用二甲苯等有机溶剂调节才适合涂刷, 以铬系颜料为锈转化剂, 解决不了毒性大的问题;以环氧树脂E44和沥青漆为主要成分的带水带锈涂料, 以大量的磷酸为锈转化剂, 很大程度上降低了环氧树脂的性能;以单宁酸和磷酸配合的体系解决了这个问题, 但使用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯, 降低了固化剂的效率。而且这2种涂料都使用含苯类溶剂, 在湿度较大或有水膜时涂层的附着力明显下降;以环氧树脂和聚乙烯醇缩丁醛为成膜物, 磷酸 - 单宁酸为转化液, 多品种搭配使用颜料的钢铁带油带锈涂料也含有二甲苯溶剂, 不符合环保要求[3]。为此, 本工作研究了一种无溶剂低表面处理涂料, 不仅可以进行带油带锈表面涂装, 且在潮湿条件下也具有良好的固化性能, 更重要的是不含挥发性有机溶剂, 符合环保要求, 还实现了功能的多样化。

1 试 验

1.1 基材前处理

以符合GB 912的普通低碳钢为基材, 尺寸为75.0 mm50.0 mm2.5 mm;以符合GB 2520的马口铁为基材 (测柔韧性) , 尺寸为100.0 mm50.0 mm0.2 mm。选用低碳钢基材按GB 9271-88进行前处理, 置于柴油中浸泡5 d后取出, 用脱脂棉擦拭除去过多的油脂, 使其表面留有一层薄薄油膜, 作为带油涂装的试片, 再选用表面有一层氧化膜的低碳钢, 用砂纸打磨平整, 使表面明显保留锈层, 以作为带锈涂装试片。

1.2 涂层制备

涂料:80 g CYD - 127环氧树脂, 50 g双酚F环氧树脂, 20 g SiO2改性环氧树脂, 15～20 g单官能团环氧活性稀释剂EP - 10, 20～30 g钛白粉, 5～10 g云铁灰, 10～15 g硫酸钡, 10～15 g磷酸锌, 2 ～5 g气相SiO2, 10～15 g滑石粉, 2～3 g BYK - 160分散剂, 1～2 g BYK - 354流平剂, 40 ～50 g固化剂, 0.6% (占涂料总质量) 偶联剂。

根据GB 1727-92, 在25 ℃, 湿度约60%下进行涂装。

1.3 性能分析

参照GB/T 1731-93测定柔韧性。参照GB/T 1732-93测定耐冲击性能。参照GB/T 6739-2006测定硬度。参照GB/T 1723-93测定黏度。参照GB 1764-79 (89) 测定厚度。参照GB/T 1771-91测定耐盐雾性能。参照GB 1728-79 (89) 测干燥时间, 表干:指触法, 实干:刀片法。参照GB 5210-2006测定附着力。

湿附着力:干附着力在高湿或水环境中持久性的反映, 目前尚没有完善的理论进行解释。为此, 在涂装试样实干后封边, 放到水中浸泡20 d后取出, 待表面完全干燥后用拉拔仪测试 (参照附着力的测定方法进行) 。

2 结果与讨论

2.1 基体树脂的选择

目前, 低相对分子质量的液体环氧树脂是高固体及无溶剂重防腐蚀涂料的常用树脂。双酚A型环氧树脂粘接强度高, 固化收缩率低, 耐蚀性好, 主要缺点是韧性及冲击强度不高, 耐热性和耐候性差。双酚F型环氧树脂的性能与双酚A型环氧树脂几乎相同, 但其耐热性稍低, 耐蚀性稍优;另外, 其最大的优点是黏度低流动性好, 相对分子质量相同时它的黏度约是双酚A型环氧树脂的1/2[4]。纳米SiO2改性环氧树脂是通过纳米SiO2硅羟基和双酚A型环氧树脂在加入碱性亲核型促进剂的情况下140 ℃左右发生接枝反应引入-S-O-C-链段, 其韧性和冲击强度较好, 耐热性也有提高, 缺点是黏度较大, 具体制备方法及性能见文献[5]。对于无溶剂的低表面处理涂料选用低相对分子质量的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂与SiO2改性树脂按质量比8 ∶5 ∶2共混作为基体树脂。

2.2 固化剂的选择

按照基础配方, 分别选用曼尼期类固化剂TZ - 600, 改性脂肪胺6821, 腰果壳油改性芳脂胺固化剂NX - 2007和改性脂肪胺固化剂A - 1。4种固化剂对涂膜性能的影响见表1。

由表1可知:A - 1和TZ - 600固化速度较快, 耐冲击和柔韧性能也较好;在带油和带锈表面上几种固化剂都具有较好的附着力;添加6821和NX - 2007的漆膜表面出现较严重的缩孔和缩边, 润湿铺展性能较差, TZ - 600较好, 最好的是A - 1, 没有明显的缩孔缩边。这是由于A - 1分子中带有亲油基团, 和油污具有良好的相容性, 在带油表面有好的铺展性能, 但其附着力较其他3种略有不足, 故选A - 1作为固化剂, 再选择合适的附着力促进剂来提高其附着力。

2.3 A - 1加入量对涂膜性能的影响

A - 1加入量 (与基体树脂的比) 对涂膜性能的影响见表2。由表2可知, 随A - 1加入量增加, 干燥时间减少, 硬度增加, 附着力也增加, 但固化剂大于30%后柔韧性和耐冲击性有所降低, 固化剂的用量约30%为最佳。

2.4 不同附着力促进剂对涂膜附着力的影响

附着力促进剂为3种硅烷偶联剂:氨基硅烷偶联剂H1 (KH - 550) , 环氧基硅烷偶联剂H2 (KH - 560) 和氨基硅烷偶联剂H3 (KH - 900) 以及按质量比1 ∶1两两混合一共6种类型, 加入量为涂料总质量的0.6%。不同硅烷偶联剂对涂膜附着力的影响见表3。

由表3可以看出, 加入H1和H1+H2偶联剂的涂膜附着力较好, H2和H2+H3的附着力一般, H1+H2可能主要是由于H1的影响, 所以可以在涂料体系加入氨基硅烷偶联剂H1 (KH - 550) 。

2.5 颜基比的影响

在设计涂料配方时, 颜填料体积浓度 (PVC) 一定要小于颜填料的临界体积浓度 (CPVC) 。由于颜填料的PVC和CPVC不容易检测和控制, 通过颜基比对涂层的影响进行研究, 其理论依据与PVC一样。对一般涂料, 颜基比一般控制在0.2～0.9。不同颜基比在常规试样、带油试样、带锈试样和常规浸泡20 d后的附着力结果见图1。不同颜基比涂层 (膜厚100 μm) 的耐盐雾性能见表4。

由图1可知, 常规涂装的附着力在颜基比0.4～0.5达到最大, 颜基比大于0.5附着力趋于下降;带油和常规涂装浸泡的都是颜基比在0.4左右附着力达到最大值, 之后附着力有所下降, 带油涂装的附着力在颜基比0.4～0.6间最大, 之后亦有所下降。总体来讲, 常规涂装的附着力最好, 带锈的次之, 附着力最差的都在6.0 MPa以上。

由表4可知, 划叉盐雾720 h以后, 颜基比在0.3和0.4的涂层无鼓泡, 锈蚀扩散<0.5 mm, 耐盐雾性能最好。综合考虑, 颜基比取0.4。

2.6 环境温度对涂层附着力的影响

图2是常规涂装试片在不同的环境温度下对漆膜附着力的影响情况 (附着力在漆膜固化7 d后测试) 。

由图2可知, 涂层在低温条件下附着力较差, 随着温度升高附着力也提高, 在0～20 ℃内温度对涂层附着力有很大影响, 温度在高于20 ℃后附着力趋于稳定, 产生这种现象的原因是在低温条件下, 漆膜固化不完全, 所以附着力较差。在高于20 ℃条件下, 漆膜固化相对完全, 所以附着力较好。

2.7 无溶剂低表面处理涂料的性能指标

以上试验除了所讨论因素有调整以外, 其他都是按照涂料基础配方进行试验, 根据试验最后确定改性脂肪胺固化剂A - 1最佳加入量为涂料基体树脂的30%, 颜基比最佳为0.4, 硅烷偶联剂KH - 550为总配方0.6%。最优配方涂料及所得涂层的性能见表5。由表5可看出, 该涂料在带油、带锈和常规表面涂装的力学性能如干燥时间、耐冲击性、柔韧性、硬度等基本一致, 不同表面状况对以上指标基本没有影响, 对附着力、耐盐雾性能影响较大, 其中在带油、带锈表面的附着力和耐盐雾性能较常规表面略差。总的来说, 该涂料具有干燥时间短, 带油、带锈、湿附着力强, 耐冲击、柔韧性能优良等优点, 并且具有良好的耐腐蚀性能。

3 结 论

(1) 探讨了固化剂、颜基比、附着力促进剂、环境温度等对涂料力学性能和耐蚀性的影响, 确定了改性脂肪胺固化剂A - 1最佳加入量为30%, 颜基比最佳为0.4。试验表明, 硅烷偶联剂KH - 550对附着力增强效果明显, 环境温度在20～50 ℃附着力较好。

(2) 本工作研究的高性能无溶剂低表面处理涂料干燥时间短, 带油、带锈、湿附着力强, 耐冲击柔韧性等力学性能优良, 并且具有良好的耐腐蚀性能, 具有很高的实用价值, 应用前景广阔。

摘要：带油涂装是低表面处理涂料中的一个难题, 从环保方面考虑, 开发无溶剂的低表面处理涂料非常重要。研制了一种可以在带油带锈表面和一定潮湿环境下涂装的新型高性能无溶剂低表面处理涂料, 探讨了固化剂体系、颜基比、附着力促进剂、环境温度等对涂料力学性能和耐蚀性的影响。结果表明:涂膜柔韧性1 mm, 耐冲击性≥45 cm, 各种附着力均大于8 MPa, 划叉盐雾 (720 h) 锈蚀扩散≤0.5 mm。涂料力学性能好, 附着力强, 耐腐蚀性优良。

关键词：低表面处理涂料,带油涂装,带锈涂装,无溶剂,附着力

参考文献

[1]刘新.高性能低处理表面涂料[J].中国涂料, 2004, 19 (11) :42～45.

[2]付大海, 曹京宜, 郭铭.带湿带锈涂装底漆:CN, C09D163/00[P].2002-04-10.

[3]高景龙, 刘艳辉.钢铁带锈带油带水涂料的研制[J].化学与黏合, 2008, 30 (5) :78～80.

[4]李桂林.环氧树脂和环氧涂料[M].北京:化学工业出版社, 2003:12～13.

发动机性能试验处理及方法 第2篇

发动机性能试验处理及方法

计算机仿真技术可以为发动机各种系统提供仿真环境,替代许多试验,可节约试验费用,加快开发速度.文章利用Matlab强大的数据处理和绘图功能,在平均值模型和发动机数学模型的.基础上,对发动机的性能试验数据进行处理.结果表明,采用最小二乘分段拟合和3次样条插值的方法对发动机试验数据进行曲线拟合,能较好地反映发动机实际工况.并可以用该方法绘制发动机转速调节特性曲线、外特性扭矩曲线及万有特性图.为研究发动机性能及绘制发动机特性曲线提供了简单可行的方法.

作 者：雷刚 LEI Gang 作者单位：武汉理工大学汽车学院刊 名：汽车工程师英文刊名：TIANJIN AUTO年，卷(期)：2010“”(1)分类号：U4关键词：稳态工况 万有特性曲线 三维绘图

超强舰旗性能轻松视频处理 第3篇

HP EliteBook 8770w采用酷睿 i7-3610QM 四核处理器、移动式英特尔QM77高速芯片组、专业AMD FirePro M4000 1GB显卡，可以很好地应对视频后期处理中对于CPU和显卡等的高性能要求。

HP EliteBook 8770w外观上给我的第一印象是铝镁合金的外壳，一如既往延续了惠普EliteBook系列的风格。拿在手中大概3.5千克的重量还是可以接受的，毕竟使用到高清17.3英寸显示屏，对于图形处理视角还是宽广不少，能够充分放大呈现画面的色彩、影调和画面细节。1920×1080的分辨率和支持1600万色彩，也让我在剪辑影片的过程中可以很好地判断和挑选素材，对于画面的影调和色彩根据需要做出合理的调整。对于处理数字电影、广告等动态范围高的影片，屏幕能够支持如此强大的色彩对于视频工作的帮助就会凸显出来。值得一提的是HP EliteBook8770w的全键盘背光设计，我想如果将来在户外昏暗的光线条件下，也不会影响到键盘的操作了。

在室内剪辑中我使用的是外接鼠标进行操作，但是如果是在其他移动环境下，其独到的双鼠标左右键就值得一提了，操控性更加方便。还有指点杆和触摸板，其设计也充分考虑到了用户实际使用的便利性。

这次剪辑使用的软件是EDIUS5.5，素材是松下AG-AC160MC拍摄的AVCHD全高清素材。因为AVCHD码流的压缩特性，如果是直接剪辑可能还是会有一些卡，但是如果在上面播放全高清AVCHD视频则没有问题。建议如果是编辑AVCHD格式，同时涉及到多层素材的特效，最好还是先转码。因为这次主要是以剪辑为主，HP EliteBook8770w对于AVCHD格式的直接导入，EDIUS进行原码剪辑都可以顺利完成。特别是在输出最终格式视频时，我选择的MPEG2全高清格式，相比原始素材长度，用时大约是1.5倍的时间，还是很令人满意的。

在使用中观察到，即使是长时间开机，HP EliteBook 8770w的散热还是处理得很好，不会感觉烫手，不用担心工作站过热的问题。同时硬盘、键盘等设计也考虑到户外特殊环境的严苛要求，这也是我喜欢这款工作站的原因。另外，在野外使用时资料的安全性是第一位的，HP EliteBook 8770w支持博锐技术的芯片组，让我们在使用HP EliteBook 8770w用增添了强有力的安全保证，可以更好地防止恶意软件攻击，以及更快地恢复系统。

高性能处理 第4篇

针对雷达视频数字化、传输网络化的发展趋势,本文基于最新大规模逻辑FPGA和高性能DSP芯片,结合图像处理理论,对雷达视频回波信号进行数字化采集、压缩与网络化传输,并对适用雷达图像的压缩算法进行了算法验证,为今后研究基于雷达视频目标回波信号的目标检测、特征研究和模式识别等提供了依据,以适应雷达视频处理通用性和可扩展性发展的要求。

1 平台设计

1.1 总体框架

雷达视频处理具有如下特点:

(1)采样速率高:雷达是靠天线按一定的方向特性做360°旋转,每间隔一定的角度向空间发射电磁波,电磁波在传输途中遇到目标后产生二次辐射,其中一部分返回雷达处(称为回波),由此可以获取目标的空间坐标、速度、特征等信息。由于电磁波按照光速传播,且目标尺寸可变(最小几米),因此要求视频信号采样足够高,不能丢失目标。

(2)数据处理负荷任务重:按照每秒4 096个方位,每个方位5 000个采样点,256级量化(8 bit),则需要处理数据为4 0965128=160 Mb/s,数据量大且集中。为此,需要进行数据组织等预处理工作,合理设计软件与硬件分工,优化数据处理流程,便于传输[2]。

(3)强实时性:由于军用与民用雷达应用实时性的要求,必须设计高速率的数据传输通道,对雷达视频信号庞大的数据量进行压缩,减少传输数量,提高通信速度,实现目标实时显示、辅助决策。

结合以上特点,基于高性能DSP和FPGA构建了雷达视频压缩与传输平台,系统设计的原理框图如图1所示。

每个平台支持一部雷达视频信号,每部雷达接口信号包括二路模拟视频(对海、对空等)与三路脉冲信号(正北、触发、方位等)。模拟信号经过高速A/D变换后,以数字信号输入到FPGA中。FPGA对模拟视频信号与脉冲信号进行同步采样,对数据进行重组。DSP通过EMIF接口获取每帧数据,缓存压缩后,通过以太网进行网络发送。

1.2 数据采样

本平台距离分辨率达到2 m,A/D转换器的采样频率需要达到75 MHz。平台采用模拟器件公司的高速低功耗的芯片AD9215作为模数转换芯片,1 Vp-p差分输入信号幅度,线性数据编码格式输出,最高采样频率达到105 MHz。AD9215采样时钟由FPGA内部锁相环提供,软件控制时钟采样频率。最高设定频率75 MHz,基本量化距离为2 m。

平台面向的并不是微弱小信号,因此3路雷达模拟信号经无源阻抗匹配网络衰减后,直接进入模数转换器进行模数转换。

1.3 FPGA数据处理

由于雷达视频信号中含有大量的杂波,并且具有较强的随机特性,如果不先对其进行一定的处理,DSP高速并行处理能力将受到限制,且直接影响雷达视频处理的实时性。为此,需要FPGA对雷达视频信号进行处理。FPGA设计框图如图2所示。

FPGA选用Altera公司的Stratix II系列EP2S30F672C4N芯片[3],主要资源应用如下:

(1)时序控制与通信接口:使用内部33 KB逻辑单元(LE);

(2)片内时钟树设计并输出A/D采样时钟:使用内置增强型PLL锁相环与快速PLL锁相环;

(3)双端口RAM数据缓存:使用嵌入式内存块,器件内存总量为1.3 MB。

雷达模拟视频信号通过A/D变换为原始雷达数字视频信号,与其他3路脉冲雷达信号一起送入FPGA。通过FPGA的可编程电路进行时序控制和预处理,同时产生地址和控制信号,从而将数字视频信号送入双口RAM的指定地址,便于DSP进行读取。

双口RAM存储器容量为16 KB,使用时分为上下两个体,各8 KB,轮流写入采样后的视频。为防止小目标丢失,须设定采样频率75 MHz,基本量化距离为2 m;由于RAM存储容量限制,如果直接把数据存入RAM中,那么采样距离只有8 km2=16 km。为此,在FPGA中对数据进行10选1处理。在连续采样10点中统计最大值,存入RAM。采样距离为8 km210=160 km。如果需要提高采样距离,则可以降低采样频率(15 MHz,10 m精度)或提高统计极值长度(如20:1,320 km)。

FPGA按照乒乓模式缓存数据一帧,同步采样模拟视频信号与脉冲信号,数据重组,降低DSP工作负荷,充分发挥其信号处理特长,提高实时性。

1.4 数据压缩与网络发送

(1)DSP数据处理硬件平台

DSP通过EMIF接口从FPGA读取视频数据,并进行缓存压缩,然后通过以太网发送视频数据。处理流程如下:

DSP芯片选用TI公司的TMS320C6455BZTZ,该芯片属于高速定点数字信号处理芯片。为提高实时性,本设计中选用1.2 GHz最高运行时钟,内置大容量一级缓存、二级缓存与ROM,该芯片可以满足视频压缩、解压缩技术指标的要求。TMS320C6455BZTZ具有64位外部总线,可外接引导用Flash,并可实现与FPGA芯片的数据传输;内置DDR2内存控制器(DDR2 533),总线16 bit/32 bit可选,可用于连接DDR2内存,缓存图像数据;内置10/100/1 000 Mb/s以太网介质访问控制器(EMAC),可以支持MII、RMII、GMII和RGMII等多种网络接口,扩展系统的功能,满足设计需要[4]。DSP处理流程如图3所示。

网络芯片负责将压缩视频数据传送到交换机或显控台,选择Intel公司的PHY芯片LXT971ALE,支持10BASE-T/100BASE-TX网络模式,外接隔离变压器,可以满足本设计中百兆以太网的要求。

(2)雷达视频实时压缩算法

雷达视频回波信息中包含大量的冗余数据[2],主要体现陆地、岛屿等静态物体的回波,通过雷达显示图像为各帧之间不变的像素;雷达数据中噪声和杂波较多,占总数据量的80%以上;运动物体的回波在相邻几次扫描中位移变化很小,通常会有相当的部分重叠,在视频图像上各帧间图像的变化很少,甚至只有几个像素差别。

利用雷达视频信号的空间和时间相关性特点,对雷达视频信号进行二维压缩,把N个相邻的方位角数据组成一幅MN的回波图像进行压缩,其中M为一个方位角上视频回波信号采样点数。压缩算法采用小波变换,具有多分辨分析能力,与实际雷达多量程P显、粗A显示、精A显示等,由全貌到细致、由粗到精的显示方式相一致。视频网络中的不同显控终端可以以各自不同的分辨率来观察其视频图像。压缩实现框图如图4所示。

各部分实现方法如下:

(1)二维小波变换

二维小波变换就是先对图像的每一行做一维小波分解,然后在行变换的基础上再对每一列做一维小波分解。采用Mallat算法实现多尺度一维离散小波变换,计算公式为:

式(1)和式(2)为小波分解公式,式(3)为小波合成公式。Cj+1,k为j+1尺度分解后的低频系数向量,Dj+1,k为j+1尺度分解后的高频系数向量。h(k)和g(k)为分解滤波器组;h*(k和g*(k)为合成滤波器组,是h(k)和g(k)的共扼复数。

回波图像经过分解后,频带被分为LLn、LHn、HLn和HHn(n为分解级数)4个子带。其中LL子带反映了下一尺度的概貌,其余3个子带分别反映图像在水平、垂直和对角线方向的高频细节信息。递归这一过程,对分解后的低频子带继续分解,直到满足压缩指标或精度要求。

(2)门限处理

回波图像经过多尺度二维小波分解后能量几乎总是集中在低频的子图像(LL)中,并从低频到高频(LH、HL、HH)递减分布。低频部分反映雷达视频回波图像的主要特性,高频部分反映回波图像的细节信息。由于高频成分对显示效果贡献不明显,因此对高频成分采用硬门限处理方法以提高后续编码的效率,同时保留原始信号的一些尖锐特性,防止小目标丢失。

(3)编码

门限处理后,图像数据包含大量零数据(无效数据位与低于门限的图像数据),因此本算法中采用游程编码和Huffman编码相结合的编码方法。首先进行游程编码,统计零数据个数,然后进行Huffman编码形成压缩码流,通过网络进行传输。

2 设计验证

视频处理平台设计完成后,对接雷达视频,并实际验证平台性能。采用黑色背景、绿色目标,在屏幕上可看出明暗及亮度变化,每次扫描能反映出雷达回波对目标显示的更新。

平台主要性能指标如下:

(1)单路视频码率:10 Mb/s;

(2)基本量化距离:2 m;

(3)视频灰度等级:8 bit;

(4)实时性:视频延时<40 ms。

针对雷达视频数字化、传输网络化的发展趋势,本文基于最新大规模逻辑FPGA和高性能DSP芯片,结合图像处理理论,将雷达视频信号进行数字化采集、压缩与网络化传输,并对雷达图像适用的压缩算法进行了算法研究,单路视频码率小于10Mb/s;最大视频采样数率为75 MHz,视频延时<40 ms。为今后研究基于雷达视频目标回波信号的目标检测、特征研究和模式识别等提供了基础,在指火控系统等领域具有广泛的应用前景。

摘要：基于最新大规模逻辑FPGA和高性能DSP芯片,结合图像处理理论,提出雷达视频回波信号数字化采集、压缩与网络化传输方法,并对雷达图像适用的压缩算法进行了研究。该平台为今后研究基于雷达视频目标回波信号的目标检测、特征研究和模式识别等技术提供了基础,并可广泛应用于指火控系统等领域。

关键词：雷达,数字处理器,现场可编程逻辑阵列

参考文献

[1]李侠,董鹏曙,黄树军,等.现代雷达技术[M].北京:兵器工业出版社,2000.

[2]索继东,莫翠君.VTS雷达图像的压缩[C].大连海事大学校庆90周年论文集,大连:大连海事大学出版社,1999.

[3]Altera company.The Stratix II handbook[EB/OL].[2007-05-01].http://www.altera.com.cn/support/devices/stratix2/dev-stratix2.html.

高性能处理 第5篇

人工湿地污水处理系统研究及性能改进分析

摘要：人工湿地污水处理系统是有效的污水处理与水资源再用相结合的.方法,与传统的污水处理法相比具有基建、运行费用低,操作与维护简单等优点.该系统已被广泛应用于生活污水的处理,并通过工艺创新有向工业污水、农业废水等特殊污水处理方向发展的趋势.本文总结了人工湿地系统的研究现状,预测其研究与应用发展的趋势,探讨不同类型的污水在人工湿地系统中的净化过程,分析影响人工湿地污水处理性能的因素及技术性能改进的一些措施,并探讨人工湿地污水处理系统的应用前景.作 者：梁继东 周启星 孙铁珩 作者单位：中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,沈阳,110016期 刊：生态学杂志 ISTICPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF ECOLOGY年，卷(期)：,22(2)分类号：X171.4关键词：人工湿地系统 污水处理 技术性能改进 水资源

高性能处理 第6篇

【摘 要】综述了热处理对镁合金焊接接头性能的影响研究现状，热处理可以使AZ31B镁合金板的焊接接头的力学性能提高，随着退火温度的升高，AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接接头前进侧和后退侧的分界线逐渐消失，热影响区的显微硬度略有下降。热处理可提高AZ31B镁合金板的的抗拉强度和延伸率。

【关键词】热处理；镁合金；焊接接头

0.引言

镁资源是21世纪的重要战略物资，世界各国高度重视镁合金的研究与开发。镁合金在汽车、计算机、通信及航空航天等领域广泛应用，必将面临连接问题，焊接是一种优选的连接方案。深入认识镁合金的性能特点，掌握其焊接性能和焊接方法是提高镁合金焊接质量的有效途径。

1.镁合金及其性能特点

镁属于轻金属，地壳中镁含量丰富，约占地壳组成的2.5%。镁的熔点为650℃、镁的密度为1.7g/cm3；镁的标准电极电位为-2.36，性质较活泼，用作结构材料必须合金化，以防止在空气中自燃。镁合金具有密度低、比强度高、阻尼性好、导热性好、电磁屏蔽性好、加工性优异等性能特点。

2.镁合金的焊接性能

镁合金密度低，熔点低，热导率和电导率大，热胀系数大，化学活泼性很强、易氧化，且氧化物的熔点很高，因此镁合金在焊接过程中会产生如下问题镁合金在焊接过程中会遇到如下问题：

2.1粗晶问题。镁合金热传导率较大，焊接时需要较大的热源，焊缝附近出现金属过热和晶粒长大的现象。

2.2氧化、氮化和蒸发。高温下，镁容易被氧化、氮化生成夹杂物，破坏接头的性能。另外，镁的沸点只有1100℃，焊接时很容易蒸发。

2.3变形和下塌。镁的热膨胀系数比较大，高温电弧下很容易产生较大变形并引起很大的热应力。同时，镁的表面张力很小，容易形成塌陷。

2.4气孔。氢气在镁中的溶解度随温度升高而增大，焊接时，氢气进入镁中，同时，镁的密度小，气体不易逸出。这样，焊接过程会形成气孔。

2.5热裂纹。镁合金焊接时，组织中低熔点化合物首先熔化，出现空穴或者晶界氧化现象，即产生了热裂纹。

2.6燃烧。高温下操作时，即使在气氛保护下，镁合金焊接时仍会产生大量氧化镁浓烟及臭氧，甚至出现飞溅、燃烧等剧烈的氧化现象，操作要十分小心。

3.热处理对镁合金焊接接头性能的影响

由于镁合金在焊接时存在上述特点，目前针对如何改善焊接接头组织结构和提高接头的性能方面有大量的研究。

3.1热处理对AZ31B镁合金板材TIG焊接力学性能的影响研究成果

Ya-jie Chu[5，6]等人通过热处理的方法来提高AZ31B气体保护钨极氩弧焊的性能。经由光谱扫描电镜和光学显微镜研究焊接接头的微观组织。通过拉伸试验和硬度试验研究热处理对焊接接头机械性能的影响。结果表明，经过热处理后的焊缝的拉伸强度可达到母材的92%，比未经过处理前有明显提高。这主要归功于融合区的等轴晶粒结构，热处理后枝晶转变为等轴晶粒，枝晶偏析有效的消除。

3.2热处理对AZ31B镁合金板材FSW焊接结构性能的影响研究成果

郭韡[7，8]等人对AZ31B镁合金进行搅拌摩擦焊接及焊后热处理，研究了热处理前后焊接接头显微组织及显微硬度的变化规律。结果表明：

随着退火温度的升高，AZ31B镁合金搅拌摩擦焊接接头前进侧和后退侧的分界线逐渐消失；在热处理过程中，由于焊核区所吸收的能量主要用于晶粒的长大，而热影响区和热机影响区结合区域在再结晶时消耗了较多的能量，导致了焊核区晶粒的长大速率大于热影响区和热机影响区结合区域的。

当退火温度低于200℃时，热机影响区的显微硬度高于焊核区，并且前进侧热机影响区的显微硬度略高于后退侧的；当退火温度高于250℃后，热机影响区的显微硬度显著下降；随着退火温度的升高，热影响区的显微硬度略有下降。焊后热处理可以显著改善焊接接头的力学性能。

当搅拌头的旋转速度为600r·min-1，焊接速度为47.5mm·min-1，接头的抗拉强度为168MPa，延伸率为3.6%。热处理后，接头的抗拉强度和延伸率最高可达205MPa和8.6%，比热处理前分别提高22.02%和138.89%；接头的最佳热处理工艺为：退火温度250℃，保温1h；随着退火温度的升高，焊核区晶粒的长大速度大于热影响区 /热机影响区混合区域（HAZ/TMAZ）。当退火温度高于250℃时，焊接接头的拉伸断口主要为扁条状韧窝，呈现出微孔聚合韧性断裂特征。

4.热处理对镁合金板材焊接结构性能的影响研究存在的问题

4.1目前热处理对镁合金板材焊接结构性能的影响研究对象仅为AZ31B，对于其他型号的镁合金如：AZ91D、AM60B、AM50A、AS41B等的研究还不够。

4.2镁合金的焊接方法主要有钨极惰性气体保护焊（ TIG）、熔化极惰性气体保护焊（ MIG）、搅拌摩擦焊（FSW）、激光焊（LBW）、电子束焊（EBW）和电阻点焊等（RSW）。但是目前对镁合金焊接接头进行热处理后接头力学性能的研究仅限与TIG和FSW。对于镁合金的其他焊接方法缺少焊后热处理的研究

4.3目前有热处理对镁合金焊接接头冲击韧性的研究还比较少。

【参考文献】

[1]刘军，董俊慧，吴永军，孟显超.AZ91D镁合金TIG焊接接头组织及性能研究[J].轻合金加工技术，2009，37（2）：42-44.

[2]徐培全，李永平，陆腾佳，于治水.AZ91D镁合金钨级氩弧焊接接头组织性能分析[J].热加工工艺，2011，40（15）：120-12.

[3]董长富，刘黎明，赵旭.变形镁合金填丝TIG焊接工艺及组织性能分析[J].焊接学报，2005，26（2）：33-35.

[4]王自启，曹晓卿，郭继祥，李黎忱，万里波.AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变[J].新技术新工艺，2011，4：65-67.

[5]初雅杰，李晓泉，吴申庆.变形镁合金TIG焊接接头组织和力学性能研究[J].热加工工艺，2010，39（9）：140-142.

[6]Ya-jie Chul，Jian Chen，Xiao-quan Li，Shen-qing Wun，and Zong-hui.Effects of thermomechanical treatm ents on the m icr0structures and mechanical properties of GTA-welded AZ31B magnesium alloy [J].InternationalJournal ofMinerals，Metallurgy and Materials.2012，19（10）：945-150.

[7]郭韡，王快社，王峰，王文，王文礼.热处理对AZ31B镁合金搅拌摩擦焊焊接接头显微组织和显微硬度的影响[J].机械工程材料，2009，33（10）：33-36.

高性能处理 第7篇

随着大庆油田对外围油田的勘探力度逐年加大, 野外地震处理越来越显得尤为重要。但是以往的现场处理方式主要是将数台独立GRISYS工作站及绘图仪和其他一些外围设备带到现场组建小型现场处理系统, 在处理能力上明显不足。由于机器能力有限, 每台工作站单独仅可以完成有限的工作, 且受工作站自身硬盘空间的限制, 而三维地震资料的数据量又很大, 所以在实际工作中就会经常出现新采集的数据没有空间存放的窘境。为了保证地震资料采集的质量, 缩短资料处理周期, 经过仔细的调查研究, 决定将集群系统引入到现场处理当中。将工作站、绘图服务器以及磁带机、绘图仪和打印机等设备与集群进行系统集成, 组成一套完整的地震资料野外处理系统。

2 解决的途径

2.1 集群系统的安装和调试

集群系统是一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统, 并以单一系统的模式加以管理, 每个结点都有自己的存储器、I/O设备和操作系统, 单一系统为客户工作站提供高可靠性的服务。我们引进现场的DELL集群系统主要承担现场处理中的常规处理工作, 该系统主要包括了2个I/O节点, 1个管理节点和2个license节点, 及8个计算节点, 自带盘阵容量9.7T。外围设备包括3台DELL工作站, 主要作为操作人员登陆集群之用, 两台grisys工作站主要用于现场处理监控, 两台xp微机主要用于绿山软件的应用以及数据传输。3台ISCSI盘阵为新引进的外围存储, 主要是为了弥补集群自带盘阵容量不足。具体现场设备结构图如下:

2.2 ISCSI盘阵的引进

由于现场处理数据量过于庞大, 集群自带的SCSI磁盘空间严重不足, 因此现场引进了ISCSI盘阵。iscsi作为一种基于IP Storage理论的新型存储技术, 通过ISCSI协议, 将普通微机使用的SATA盘模拟成SCSI盘, 可以让这些iscsi存储设备像scsi盘一样的应用, 并且iscsi可以与SCSI, 以太网和TCP/IP结合起来, 将其与原有的集群构架有机地结合起来, 在同一类型的网络平台上工作, 因此大幅度降低了存储网络的复杂性, 十分适于在现场应用, 具体安装方法如下:

(1) 在I/O节点上安装驱动

(2) 设置参数

Vi/etc/iscsi.conf

添加数据IP并设置密码

Vi/etc/initiatorname.iscsi

建立盘阵与I/O的映射

(3) 查看盘阵信息并做文件系统

查看盘阵信息:iscsi-ls

做文件系统Fdisk-l mkfs-t ext3/dev/sdxn

经过以上设置之后, 即可将ISCSI盘阵与集群系统相连, 我们共陆续引进3块ISCSI盘阵共计25T空间。

2.3 现场紧急情况处理

由于现场环境的限制, 电源不是很稳定, 总是会有突发的停电事件。由于不正常的当机, 很可能会对集群磁盘造成致命的损害, 进而影响到用户数据的安全, 特别是突然断电又在不知情的情况下来电, 电流的冲击对磁盘的损害更大, 极有可能对数据造成毁灭性的破坏。因此我们制定了一套针对突然断电的现场紧急处理流程, 这样在面对突然断电时就不会手足无措, 将损失控制在最小。具体流程如下:

(1) 关闭所有与集群连接的存储, 包括iscsi盘阵。防止突然来电后电流冲击对存储造成损害。

(2) 拔掉I/O电源, 由于是突然断电, 如果来电则I/O自动重启, 与开机后先开存储的顺序相背。

(3) 关掉所有工作站显示器电源。

(4) 来电后首先启动所有存储, 待其稳定后, 启动I/O。

(5) 进入I/O节点, ctrl+M查看硬件信息。确定磁盘是否有损坏。

(6) 依次开启计算节点与工作站。

2.4 集群的现场环境维护

由于集群对现场环境的要求十分严格, 为了保障集群在现场的正常工作, 我们陆续引进了ups和空调等设备, 并定期对其硬件进行检查, 及时发现问题, 及时处理, 杜绝一切安全隐患。在现场这样的特殊环境下, 安全永远是要放在第一位的, 每天按时检查指示灯, 以及机房温度, 湿度等。关注ups的电压情况, 一旦发现异常, 马上同上级领导协商解决, 将一切问题消灭在萌芽状态。以下是在现场遇到的一些实际问题:

(1) 绘图仪出图不正常现象的处理:

在工作之初, 经常出现绘图仪出图显示为竖条, 经过几天的观察与以往的经验, 最终确定是由于现场环境过于干燥而产生大量静电导致。为了克服这一困难, 我们用一根长铁丝使绘图仪内部与地相连, 使静电可以导出, 问题解决。

(2) 绘图仪出白纸问题的处理:

在用户出图过程中, 绘图仪出现异常, 不断出白纸, 关闭绘图仪再开启, 问题依然存在, 经过分析, 确定原因是打印进程死在绘图服务器上, 决定先抓出打印进程将其杀掉再重新启动该进程, 问题解决。

(3) ups电压过低故障处理:

现场一段时间ups电压明显过低, 导致ups不能正常充电, 所有设备都处在临界状态, 随时可能掉电, 我们经过分析认为原因可能有以下两点:一是上一级电压不稳;二是我们这里的功率太大导致。但经过咨询发现上一级进电压没有问题, 而我们机器已经运行了一段时间, 这是最近出现的新状况。最后经过多方了解, 发现我们的电缆原来有一个接头, 可能由于接头老化等原因导致虚接引起电压不稳, 为了排除隐患, 我们先将机器正常关机过后, 逐段的查找电缆, 终于让我们找到了那段虚接的电缆, 经过对电缆进行重新处理后, 电压恢复正常。

2.5 Grisys工作站大盘的建立

由于现场监控的数据量每块都很大, 为了满足现场处理监控对大盘的需求, 我们将两台grisys机器上的3块300G小盘通过制作LVM将其组合成2块850G的大盘。具体方法如下:

(1) 将原来每台机器上的3块盘卸掉

umount/disk3b/disk3c/disk3d

(2) 通过fdisk将盘id由原来的83改为8e

(3) 建立新VG

Vgscan

Pvcreate/dev/sdb1/dev/sdc1/dev/sdd1

Vgcreate-s 32M vggrisys/dev/sdb1/dev/sdc1/dev/sdd1

(4) vgdisk查看是否建立成功

(5) 建新LV

Lvcreate-i 3-I 64-L 850G vggrisys

(6) 查看LV

Lvscan

(7) 查看新盘

Lvdisplay/dev/vggrisys/lvol1

(8) 建立文件系统

Mkfs.ext3/dev/vggrisys/lvol1

将新建的盘挂上系统然后设置出口, 即可以像ISCSI盘阵一样供集群系统使用。

2.6 RedHat9.0远程登陆系统的建立

由于工作后期数据量庞大, 而现有的工作站又只有3台, 致使提谱工作需要将原有的2台xp机器安装上远程登陆软件一起投入工作。针对老版本的redhat9.0操作系统, 进行了如下配置, 最终实现了远程X终端登陆, 使之可以进行工作的机器增加到了5台, 具体操作如下:

Linux端设置:

(1) 编辑/etc/X11/xdm/Xaccess将其中一行注释掉后为:

#any host can get a login window

(2) 编辑/etc/X11/xdm/xdm-config文件将其中一行注释掉改后为

#“Display Manager.Requestpart 0”

(3) 编辑/etc/X11/gdm/gdm.conf文件, 在[xdmcp]部分将enable状态改为true

(4) 编辑/etc/kde/kdm/kdmrc文件, 在[xdmcp]部分将enable状态改为true

(5) 确认/etc/inittab的启动级别为5

(6) 确认关闭防火墙。

XP端设置

(1) 关闭防火墙

(2) 安装Xmanage软件

2.7 DELL集群盘阵的重建

为了保证现场的集群存储设备的正常运行, 笔者将早期在raid1盘阵上发现存在安全隐患的一块盘进行了更换, 并且进行了卷组的重新配置, 将其磁盘策略定为raid5, 这样就保障了在有一块磁盘产生故障时, 能有一块热备盘及时补上, 并且我们还带了3块备用盘, 一旦出现问题, 即用新盘顶上。具体重建过程如下:

(1) 在控制台登陆I/O节点

(2) CTRL+M进入控制界面

(3) 选择object-’physical察看是否有正在重建的磁盘即rebuild状态, 将其状态设置成ready状态。

(4) config’clear configuration清除设置

(5) config’view/add configuration重新建立卷组

(6) object’physical将最后一块盘制作成热备盘

(7) 重新启动机器, fdisk-l即可发现新盘。

将其进行格式化即可使用。

2.8 DELL集群系统故障处理

由于集群系统主要是采用集中管理的方式, 所有的计算节点都是共用同一个家目录, 挂载同一个软件, license文件均由一台机器管理, 因此无论哪个环节出现问题就会影响全局。针对这种特殊的环境模式, 笔者总结出了一套问题解决方法, 一旦遇到用户作业出现问题, 通过此方法, 问题大多即可解决:

(1) 检查节点磁盘挂接情况:包括存储, 家目录, 软件盘, license盘

(2) 检查license节点的license启动情况

ps-ewf|grep lmgrd

如果没有该进程则重启进程

/etc/rc5.d/.98omegalmgrd72d start

(3) 检查OM进程, 即OMEGA软件常驻进程, 如没有此进程可能是软件盘没有挂接或进程没有起来。进程重启方法

/etc/rc.local

(4) 检查JSSmgr进程, 此进程控制JSSmon的启动状况, 此进程如果不在则集群无法分发作业, 检查方法:

ps-ewf|grep JSSmgr

此进程有可能发生假死现象, 即虽然可以看到该进程, 但是在实际工作中还是无法分发作业, 这时就需要将其进程杀掉, 然后重新启动该进程。

Kill-9 PID杀进程

JSSmgr&启动进程

(5) 确保临时空间未满

df-h/scr02

3 结束语

经过近5个月的现场应用, 大庆油田海拉尔盆地某区域三维地震叠前时间偏移现场处理项目顺利完成, 共完成新资料574.012km2, 老资料165.381km2叠前地震数据处理。总计满覆盖目标地质体739.393km2, 提前半个月完成了原定的生产任务。对比以往的现场处理工作, 这次由于集群系统的引进, 大大缩短了工期。新型3592带机的引进, 大大提高了磁带的加载效率, 以往一盘磁带的容量只有几百兆, 而现在一盘磁带的容量达到几百G。并且新带机的数据传输速度也有了大幅度的提高, 达到百兆速度每秒, 由于带机速度的提升, 将处理人员从原先频繁的换带工作中解放出来, 将更多的精力投入到地震数据处理工作中。由于集群系统的引进, 处理员有了更多的节点进行作业运算, 可以同时发数个作业。不需要像以往那种工作方式每隔一段时间就要去发一个作业。并且集群系统可以进行人工调节系统配置, 最终使系统达到负载均衡, 达到系统性能的最佳状态, 大大提高现场处理效率。经过这次现场的实际运作, 发现将集群系统引入到现场处理中是切实可行的, 并且也取得了不错的经济效益, 在今后的现场处理当中这一方法值得进行推广。

参考文献

[1][美]RAJKUMAR BUYYA.高性能集群计算:编程与应用[M].北京:电子工业出版社, 2001.

高性能处理 第8篇

在移动互联网全面到来的时代, 你是否有过这样的体验:想用手机观看一段在线视频的时候常常为那不断出现的黑屏缓冲而抓狂?抑或为了下载一部电影要等待超过数小时的时间?事实上, 这对现有通信基础设施带来很大的压力和负担, 移动运营商也正在为数据流量的激增而烦恼。据悉, 思科和爱立信都预测移动流量将呈爆炸性增长, 到2015年全球每月的流量将达到81exabytes, 这相当于200亿张DVD的容量。

基于此, 有分析机构预测未来四年, 全球仅在无线接入网基站方面的支出预计就将达到1970亿美元。部署和维护基础设施的挑战使资本支出和运营开支不断增加, 这会降低运营商的投资回报率, 而移动流量的激增并没有让运营商的收入随着线性增长。

从通信基础架构的角度, LSI亚太区总经理张卫为上述问题提出了颇有参考价值的建议。

网络升级带来的通信处理器新需求

《通信世界周刊》:

随着运营商大规模部署回传网络以支持更高速的LTE/4G服务, 无线回传市场的增长速度很快。包括通信处理器在内的移动网络基础架构如何应对这一趋势, 并确保高性能网络的平滑演进?

张卫:

通信处理器为设备带来的可扩展性和灵活性非常重要。在基站中, 通信处理器解决方案正在从单领域向多领域或多模无线电方向发展, 并需要支持E-UTRAN中Gbit/s数量级大流量数据的线速调度和路由转发。其次, 还要支持传统TDM/ATM网络向全IP的演进路线, 并应实现同3G和2G网络的互操作性。再者, 用以支持无线电和网络资源高效使用的可配置性也是创新的重要因素。使用模式会随地点和时间而变化, 处理器应做出适应性变化, 以支持不同的速度和用户数量要求, 以及在单领域向多领域应用扩展时满足用户面和控制面的要求。

特别值得一提的是, 新型处理器架构不仅必须提供统一的软件支持, 同时还要具备高级别的通信安全性, 必须提供端到端的安全性和数据隐私保护, 避免用户遭到越来越多的垃圾邮件、恶意软件、DoS和病毒攻击。此外, 深度数据包检测 (DPI) 也非常重要, 要让内置智能检查通过无线网络的所有数据, 帮助运营商了解IP网络情况并对其实现高效管理。这也有助于解决可用性、延迟和质量问题, 且有助于网络覆盖和安全性问题的有效解决。

LSI的非对称该解决方案集成了可编程可扩展元件, 可以帮助通信设备制造商在增长潜力巨大的市场中不断攻城略地, 获得更多市场份额。

性能与成本的平衡

《通信世界周刊》:

从处理器角度看, 运营商如何确保回传传输性能的同时, 保证基础架构成本的优化以及原有投资的保护呢?

张卫:

为了保证移动网络服务质量和用户体验, 以太网在移动回传中的应用逐步被运营商所接受。与传统TDM网络相比, 以太网能使运营商每年节省75%的运营费用。随着移动宽带的推广以及以太网和IP回传技术转型的推进, 系统时序正成为多路复用、交换和传输设备的关键组成部分。LSI现有和即将推出的通信处理器均支持同步以太网, 这对全IP/以太网网络中部署的基站和其它网元设备的高精度频率同步至关重要。

当然, 为了保护现有投资, 传输网络向运营级以太网的迁移并非一蹴而就, 在相当长的过程中现有2G、3G的TDM/ATM回程网还将继续存在, 因此单芯片上集成了传统T1/E1/ATM和以太网接口的入门级通信处理器方案非常适用于支持多种传输协议的移动回程设备。

移动回程要想确保更好的用户体验, 还要具备更完善的功能, 如三层路由、L1/L2/L3的OAM等。

应对密集型处理任务的挑战

《通信世界周刊》:

数据业务的激增, 产生了大量的计算密集型的处理任务, 这对芯片处理能力是否也提出了更高的要求?

张卫:

是的, 用户对数据业务的带宽期望较高, 同时平均用户收入 (ARPU) 下降, 使得移动运营商希望处理器芯片解决方案要实现具备成本效益的确定性性能, 具备出色的扩展能力, 以便在有效控制成本的同时应对不断上升的带宽需求, 并确保不影响服务质量。

将灵活的处理器核心与一套硬件加速引擎完美相结合的非对称多核SoC, 非常适用于这种要求。

传统 (即对称式) 多核解决方案与非对称多核解决方案都将通用多核处理器与硬件加速器结合在一起使用, 其不同之处在于通用处理器和专用处理器所占的比例以及这些资源的使用方法。对称多核解决方案采用大量相同的通用处理器内核, 其中任何处理器都能运行任何类型的线程, 而少量专用硬件加速器引擎则在通用处理器控制之下运行。在非对称架构中, 通用处理器的数量相对较少, 并与一系列专门运行计算强度较高、对时延敏感性强的特定任务的专用加速器引擎结合使用。此外, 上述专用引擎还能够在不占用通用处理器任何管理资源的情况下自动运行, 执行包括安全加密、流量管理和DPI等在内的任务。这种方案不仅可大幅降低功耗, 同时还能提高效率, 因为所有必需的功能模块都能在同一So C中获得。

非对称处理器的优势在于, 它能将特定任务委托给负责特定功能的专用硬件加速器, 同时能将通用内核解放出来用以处理更加复杂或非特定性的工作。

牛皮凉席革抗菌处理及性能研究 第9篇

皮革凉席是上世纪50年代前四川东南部的一个传统产品,因为它具有天然皮革良好的透气性和透水汽性、吸汗、夏凉以及经久耐用等竹席所不能比拟的优点,所以深受消费者的喜爱[1,2]。牛皮凉席革通常采用植鞣,或者是植鞣与金属鞣相结合,如陈武勇等人就对植铝结合鞣凉席革工艺进行了研究[3]。牛皮凉席革通常分为牛皮硬革和软革。在制作牛皮凉席硬革时,鞣制工段使用的栲胶量较软革多,因为栲胶具有良好的填充性能,所以牛皮凉席硬革比软革具有更紧实的粒面,更好的定型性,伸长率更低,粒面平滑性更好的特点。

当然,牛皮凉席的缺点也较多,如表面伤残和使用之后不便于洗涤,以及拼接凉席革所存在的色差等[4],皮革研究者也针对牛皮凉席的缺点进行了大量研究以便改进牛皮凉席的使用性能。但是,多年来,皮革研究者却忽略了牛皮凉席另一个缺陷。牛皮凉席作为皮胶原蛋白质的加工产品,在皮革的加工过程中所使用的原辅材料中含有油脂(如加脂剂),糖类(如栲胶)等成分,这些都是霉菌生长的良好营养源[5]。因此,人们在对牛皮凉席的贮存,保存和使用过程中,细菌和霉菌易生长繁殖,导致裸皮腐烂,皮革及其制品上产生霉斑。通常,革表面轻度霉斑可以擦去,使皮革的粒面失去光泽。严重的霉斑使皮革里面霉变,脆裂,不仅影响皮革的外观,而且显著降低皮革的物理机械性能,严重影响凉席革的使用性能[5]。更重要的是细菌和霉菌对人体的伤害也非常大,如某些大肠杆菌或是金黄色葡萄球菌。当人体接触到这些致病菌时,会容易导致感染性疾病,另外如果当皮肤有破损,或身体的防御系统不能抵抗细菌的侵入时,接触到这些致病菌便会出现红肿、化脓、脓肿甚至败血症。

在国内,何有节,石碧等人研究了皮革防霉剂FF-08,A-26,CJ-11,DSS-Ⅱ,Perven-tol WB及Aseptante ON等在制革生产中的施加方式及防霉效果的关系[5]。但是,针对凉席革的抗霉菌性研究却鲜有报道。因此,针对牛皮凉席硬革和软革不同的特点,对牛皮凉席硬革和软革进行了涂饰处理,考察了不同配方的涂饰性能,涂饰后革的抗霉菌性以及耐干湿擦和耐折牢度性能。得到了比较有价值的处理方法。

1 实验

1.1 主要实验材料

牛皮凉席革革坯,四川隆昌阳州制革有限公司;纳米银溶液,自制;XS73(聚氨酯类增稠剂)和817W(聚氨酯类增稠剂),法国高帝斯;有机抗菌剂; PU30(阴离子聚氨酯树脂)、KC-5(阳离子树脂)、CTV(阴离子酪素,K70(阴离子酪素),S.I.C 意大利;Melio Ground BG(弱阳离子封底油)、Melio Ground K(弱阳离子填料)、Melio Ground NU(弱阳离子蜡)、Melio Ground NC(软化剂、蜡及油脂复合物)、Melio wax 182(蜡及脂质物混合物),科莱恩,瑞士;异丙醇、硝化棉、 乙酸丁酯,成都市科龙化工试剂厂。

1.2 主要实验仪器

LZDX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器,上海申安医疗器械厂;MJ-160II霉菌培养箱(恒温恒湿箱),上海跃进医疗器械厂;SW-CJ-1F单人双面工作净化台,苏州净化设备有限公司;CHZ-83水浴振荡器,金坛市富华仪器有限公司;BALLY2226耐折牢度测定仪,沈阳市皮革机械厂;GJ9E皮革颜色耐擦牢度测定仪,浙江余姚轻工机械厂;YP55平板压花机,沈阳中大机械有限公司。

1.3 实验方法

本实验首先采用不同方案对牛皮凉席软革和硬革进行抗菌处理,然后将没有经过抗菌处理过的皮革以及经过处理过的样品进行金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、青霉和黑曲霉的抗霉菌测试,最后进行分别进行了相关的物性测试。

1.3.1 牛皮凉席硬革

1.3.1.1 涂饰方案

牛皮凉席硬革的底层采用常规涂饰,因为硬革的表面较光滑,如果直接用抗菌材料进行处理的话,涂层的流平性较差,所以,对于中层涂饰,加入了不同材料增加其涂层流平性。顶层涂饰采用硝化棉和乙酸丁酯,质量比为100∶300。对凉席硬革的中层采取了6种不同涂饰方案,祥见表1。空白样为没有经过抗菌处理的常规涂饰的皮革。

1.3.1.2 抗菌性能测试

将经过1~6方案处理过的皮样编号为1#~6#,将空白样编号为0。将皮样剪成直径约为20 mm的圆圈状,放入含有大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,黑曲霉,青霉的培养基中,在恒温恒湿箱(温度30 ℃) 放置2 d,测量抑菌圈直径[6]。抑菌圈直径的大小作为衡量皮革抗菌性能的标准,抑菌圈越大,皮革抗菌性能越好。

1.3.1.3 耐干湿擦性能测试[7]

将0~6#皮样进行耐干湿擦性能测试,干湿擦都分别为25次。主要是考察抗菌剂的加入对皮革的耐干湿擦性能的影响。

1.3.1.4 耐折性能测试[7]

使用皮革折裂仪对0~6试样进行10000次耐折牢度测试,用放大镜放大六倍观察,主要是为了考察抗菌剂的加入对皮革的耐折牢度的影响。

1.3.1.5 中层涂饰流平性能

观察不同方案的中层涂饰的流平性能,考察不同材料的加入对流平性能的影响。

牛皮凉席软革。

1.3.2.1 涂饰方案

对于牛皮凉席软革,其粒面编织不紧密,渗透性较好,因此先对凉席软革进行了封底处理,这样使得后面进行涂饰的材料不会较大程度影响革的物性以及加深革的颜色,影响革的美观。另外,对封底后的软革进行压板加强其成膜,因此涂饰后的皮革离板性也成为了考察目标。中层采用纳米银溶液和有机抗菌剂进行处理,其中纳米银溶液与有

机抗菌剂的质量比为500∶15。顶层涂饰硝化棉和乙酸丁酯的质量比为100∶250。对牛皮凉席软革,采取了5种不同的底层涂饰方案,详见表7。空白样为没有进行抗菌处理的常规涂饰的皮革。

1.3.2.2 离板性能

将经过1~5#方案涂饰后的革编号为1~5#,将没有经过抗菌处理的皮革编号为0#。软革进行封底后进行熨平板,根据皮革与板的粘接程度衡量皮革的离板性能,离板程度在一定程度上反映了底层的封底效果,通常封底效果越好,离板越好。

1.3.2.3 抗菌性能测试

将直径约为2 cm涂饰过的0~5#皮样放入含有大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,黑曲霉,青霉的培养基中,在恒温恒湿箱(温度30 ℃) 放置2 d,测量抑菌圈直径[5]。考察抗菌材料对皮革的抗霉菌性能的影响。

1.3.2.4 耐干湿擦性能测试

将0~5#皮样进行耐干湿擦性能测试,干湿擦都分别为25次。主要是考察抗菌剂的加入对皮革的耐干湿擦性能的影响。

2 结果与讨论

2.1 牛皮凉席硬革

4#方案中的中层涂饰体系变性,可能是因为PU30与有机抗菌剂不相容。

2.1.1 牛皮凉席硬革的抗霉菌性能

从表3可以看出,较没有经过抗菌处理的牛皮凉席硬革,经过抗菌处理后的皮革抗菌性明显增加。其中样品2和样品6的抗霉菌性能较优,说明有机抗菌剂的加入强化了凉席革的抗菌性能,这可能是因为有机抗菌剂与纳米银溶液形成了协同作用。

2.1.2 牛皮凉席硬革的耐干湿擦性能

从表4可以看出,与没有经过抗菌处理的空白样相比较,经过涂饰的1、2、3、5和6的耐干湿擦性

能并没有受到明显影响,其中,3、5和6的耐干湿擦性能相对较优。说明了抗菌剂的加入没有影响皮革的耐干湿擦性能。

2.1.3 牛皮凉席硬革中层涂饰的流平性

因为凉席硬革表面较光滑,所以在中层的抗菌处理过程中,考虑加入不同试剂使其中层涂饰体系的粘度有所增加,增加其流平性。采用的1-6方案中,其中1、2、5和6的流平性都较好,涂层均匀分布在革面上,说明缔合型增稠剂817W和XS73的加入适当增加了中层涂饰体系的粘度,从而改善了其流平性。

2.2 牛皮凉席软革

2.2.1 牛皮凉席软革的抗霉菌性能

从表4可以看出,相对空白样0#而言,经过抗菌处理的皮革对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、青霉和黑曲霉都有一定的抑制作用。其中,3#和4#的抗霉菌性能相对较优,这与中层涂饰之后的离板性能结果一致。

2.2.2 牛皮凉席软革的耐干湿擦性能

从表13可以看出,相对于空白样0#而言,经过抗菌处理过的凉席软革其耐干湿擦性能都有一定程度的下降,说明抗菌剂的加入影响了其耐干湿擦性能。这可能是因为凉席软革粒面编织不够紧密,从而导致涂饰材料渗透进去,涂膜形成较差的原因。

2.2.3 牛皮凉席软革的耐折牢度

革样经过涂饰后,进行10000次耐折测试,测试结果均为一级,既有折痕,但涂饰曾颜色没有改变,无裂缝,涂饰层没有对革失去粘着性。

耐折牢度是皮革物理机械性能的重要指标,从以上结果可以看出,对牛皮凉席硬革进行抗霉菌处理之后并没有影响到革的耐折牢度。

2.2.4 封底后离板性

对革样进行封底之后,进行熨平板,1#至5#革样都有不同程度的粘板,但是其中底层加入了Melio Ground BG和Melio Ground K 的3#革样粘板程度最轻,可以较容易撕下。离板性在一定程度上反映了革的封底效果,通常离板较好,其封底效果就越好。3#革样离板较好,封底就较好,因为中层的抗菌剂渗透进入革内部就越好,从而留在表面的抗菌剂越多,因此抗霉菌效果越好,这点与凉席软革的抗霉菌性的结果一致。

3 结论

1)对于凉席硬革,因为革的粒面较紧实、光滑,因此加强了中层抗菌处理剂的流平性。并且经过纳米银处理之后,革的抗霉菌性有一定程度增加,但是效果并不明显,加入有机抗菌剂之后,因为纳米银与有机抗菌剂的协同作用,使得抗菌效果显著增加。

2)对于凉席软革,因为革的粒面不够紧密,因此采用不同方案进行封底处理。纳米银和有机抗菌剂的加入使得革的抗霉菌性显著增加,并且封底效果较好的软革抗霉菌效果更好。但是经过抗菌处理的皮革的耐干湿擦性能较弱,这可能与抗菌剂的加入以及涂膜形成较差有关。

参考文献

[1]陈武勇.凉席革的性能与制造工艺[J].中国皮革,1992,21(6):24-25.

[2]陈武勇,邴怡,唐一果,等.水牛凉席革制造工艺的研究[J].成都科技大学学报,1989,11-20.

[3]陈武勇,吴茂松,唐一果,等.植—铝结合鞣凉席革工艺研究[J].四川皮革,1990(3):6-10.

[4]吴兴赤.制造凉席革的理论与实践[J].西部皮革,2002,6:12-17.

[5]何有节,石碧,陶惟胜,等.皮革防霉剂施加方式与防霉效果的研究[J].中国皮革,2000,10(2):5-11.

[6]周德庆.微生物学实验教程[M].高等教育出版社,2006:77-95.

数据库查询处理的性能优化 第10篇

关键词：数据库,查询,优化

目前, 随着计算机技术的发展, 各种软件的应用和普及, 几乎所有的应用程序都需要数据库的支持, 数据库的重要性日益凸显。在数据库的开发过程中, 如果在开始阶段不注重查询优化技术, 随着数据库表中记录量越来越大, 系统的响应速度会越来越慢, 最终导致系统被淘汰。相反, 良好的数据库设计会大大提高其运行效率, 最大限度减少冗余, 缩短查询时间。数据库的优化方法很多, 不同的方法也会直接影响数据库的查询效率。笔者在此介绍几种常用的数据库查询优化方法, 希望能与大家共同探讨。

一、优化SQL语句

对于SQL语句优化有以下的直接原因。SQL语句是数据库操作的唯一途径, 应用程序的执行最终要归结为SQL语句的执行, SQL语句的执行效率对数据库系统的性能起到了重要的作用。SQL语句相对于程序设计逻辑是独立的, 优化SQL语句对程序逻辑不会产生影响, 在时间成本和风险上的代价都很低。SQL语句可以有不同的写法, 不同的写法在性能上的差异可能很大。准确地使用SQL语句, 可以大幅度提高索引中数据的查询速度, 下面就举例说明。

(一) 在查询时, 查询值要等于返回值。在查询中不要过多使用“通配符”, 从而减少对数据库中的表的访问量, 缩小查询范围, 节省时间。如:select*from table1语句, 最小化查询到某行某列, 如:select col1 from table1;因为一般的查询是不必查询所有库内的数据的, 如select top 50 col1 from table1。

(1) select sum (t1.c1) from t1

where ( (select count (*) from t2 where t2.c2=t1.c2) >0)

(2) select sum (t1.c1) from t1

where exists (select*from t2 where t2.c2=t1.c1)

结果是不一样的, 但 (2) 的效率比 (1) 高很多, 因为 (2) 在查询中大量缩减了索引扫描范围。可见, 选择准确的字句可大大提高查询效率。

(二) 选择使用特殊SQL语句, 如EXISTS, NOT EXISTS。尽量避免在where子句中使用in, not in, or或者having。使用or会导致全表扫描。可以用EXIST和NOT EXISTS代替in和not in;union来代替or, having可以用where代替, 如果无法代替可以分两步处理。例如:

where column6>5900;

语句 (2) 可以代替 (1) , 而且比 (1) 效率高。

语句 (4) 的效率比 (3) 高很多, 因为 (3) 的查询中大量缩减了索引扫描范围。

(三) 一个列的标签如果在主查询和where条件子句的查询中同时出现, 那么很可能当主查询中的列值改变之后, 子查询必须重新查询一次, 查询嵌套层次越多, 效率越低, 因此应当尽量避免子查询。如果子查询不可避免, 那么要在子查询中过滤掉尽可能多的行。

(四) 尽量避免在where子句中对字段进行null值判断和使用!=或<>操作符, 否则将放弃使用索引而进行全表扫描。

(五) 关键字LIKE支持通配符匹配, 但是这特别耗费时间。比如, select*from table1 where t1 LIKE“98__”, 即使在t1字段上建立了索引, 在这种情况下, 还是使用顺序扫描的方式。但是, 如果语句改成:select*from table1 where t1>”98000”, 在执行时候就会用索引来查询, 大大提高了查询速度。

二、创建建临时表

使用临时表最明显的一个好处就是可以提高数据库的性能, 特别是查询的性能。临时表是用来存放临时记录的, 同时, 临时表还可以进行预处理计算, 如果发现基本表中的索引不合适, 也可以在临时表中重新创建索引以优化原有的索引。特别是当需要多次访问某个表或者视图的时候, 利用临时表来组织数据是一个提高效率的好方法。即使只是一个简单的查询, 其效率的提升也是很明显的。另外使用临时表还可以减少中间表的产生。在进行某些操作时, 本来往往需要一些中间表的帮助才可以完成, 而现在数据库管理员可以让数据库在需要时自动生成中间表, 并在用完后进行自动删除。如此的话, 中间表的建立与删除就不需要数据库管理员人为的管理了, 这样既减少数据库系统中的垃圾表, 也可以降低用户的工作量。需要注意的是临时表的创建需要比主表行数少, 减少输入和输出, 降低临时表的访问量, 提高其查询效率。

三、使用用存储过程

存储过程是一组为了完成特定功能的SQL语句集, 经编译后存储在数据库中, 用户通过指定存储过程的名字并给出参数来执行它。存储过程只在创造时进行编译, 以后每次执行存储过程都不需再重新编译, 而一般SQL语句每执行一次就编译一次, 所以使用存储过程可提高数据库执行速度。使用存储过程还能减少数据库和应用程序的交互次数, 保证数据安全。在使用存储过程时, 要尽量遵循以下原则:

(一) 尽量使用数字型字段, 若只含数值信息的字段尽量不要设置为字符型, 这会增加存储的开销, 并降低查询和连接的性能。因为在查询和链接时候, 数据库会逐个字符比较, 而对于数字型字段只需要一次比较。

尽可能使用varchar/nvarchar代替char/nchar, 因为变长字段存储空间小, 可以节约存储空间, 在查询中, 较小字段内的搜索效率显然高于较长字段。

(二) 尽量避免使用游标, 其效率低下。但对于小数据集时, 游标通常比其他逐行处理方法来的好, 尤其是需要在几个表中查询数据时, 应该使用游标。

(三) 就像上文提到的, 适当使用临时表能够提高查询效率, 但是在存储过程中需要避免频繁创建和删除临时表, 减少系统表资源的消耗。如果生成了临时表, 在存储过程的最后, 务必将所有临时表删除, 先truncate table, 然后drop table, 避免系统表的较长时间锁定。

四、建立索引

索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构, 使用索引可快速访问数据库表中的特定信息, 它的根本目的就是为了提高查询效率。创建适当的索引, 有助于提高检索性能, 从而对数据库工作效率有所帮助。对数据库中操作频繁的表、数据流量较大的表、经常需要与其他表进行连接等操作的表, 选择适当的字段建立索引, 将对SQL语句的性能产生重要影响。

在实际应用中, 常用表中经常有的ID和日期字段。因为ID是自动生成的, 我们并不知道每条记录的ID, 所以我们在实践中很难用ID号来进行查询。而我们经常会查询一段时间内的数据。这就使让ID号这个主键作为索引成为一种资源浪费。如果将索引建立在日期字段, 将会缩短查询时间。

建立索引可以提高数据库的查询速度, 但过多或不当的索引则会导致系统低效。索引作为数据库中实际存在的对象, 每个索引都要占用一定的物理空间。所以, 对于索引的建立要考虑到必要性和实用性, 使数据库能得到高性能的发挥。索引的使用要恰到好处, 其使用原则如下:

在经常进行连接, 但是没有指定外键的列上建立索引。

在频繁进行排序或分组的列上建立索引。

在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立索引。

对于那些在查询中很少使用或者参考的列不应该创建索引, 增加了索引, 反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。

对于那些只有很少数据值的列不应该增加索引。由于列的取值很少, 在查询的结果中, 结果集的数据行占了表中数据行的很大比例, 即需要在表中搜索的数据行的比例很大, 增加索引, 并不能明显加快检索速度。例如人事表的性别列就属于这种情况。

对于那些定义为text、image和bit数据类型的列不应该增加索引。这些列的数据量要么相当大, 要么取值很少, 不利于使用索引。

参考文献

[1]Abnhrmx Silbersehaa.数据库系统概念[M].机械工业出版社, 2006.10.

[2]许志清, 赵博.精通SQL Server2005数据库系统管理, 2007.10.

[3]王能斌.数据库系统原理[M].北京:电子工业出版社, 2000.

高性能处理 第11篇

据英特尔公司高级副总裁兼数字企业事业部总经理Pat Gelsinger声称，这款代号为Dunnington的六核芯片配备1.9亿个晶体管和16MB的三级缓存，将采用英特尔新的45纳米技术制造。Gelsinger在新闻发布会上声称：“大容量缓存和六核将为顾客大大提升性能，我们为此觉得很兴奋。”发布会的主题还涉及英特尔的产品路线图及将于下个月在上海举行的IDF大会。

去年底才开始改用45纳米工艺的英特尔还宣布，它计划在今年第四季度启动Nehalem芯片的生产。采用45纳米工艺的Nehalem芯片将包含一个整合的内存控制器，从而免除了对前端总线的需求。新Nehalem架构是模块化的，这意味着英特尔能够使用不同的构件块构建一款芯片，并且能将其应用于双核到八核之间。Nehalem同时还支持双向同时多线程技术和QuickPath新总线技术，拥有一个三层缓存架构。Gelsinger表示，关于Nehalem处理器规格的更多信息将在本届上海IDF上公布。

此外，英特尔还宣布计划在2009年初或2010年开始生产32纳米芯片。Gelsinger表示，首批32纳米芯片是即将推出的四核芯片Nehalem的缩减版。32纳米芯片的代号为“Westmere”。

高性能处理 第12篇

德州仪器 (TI) 宣布推出全新的SitaraTMAM437x处理器系列。该产品系列集成了针对自动化和工业驱动器的工业协议支持, 并具有双摄像头等新特性, 适用于具有条形码扫描功能的数据终端设备。AM437x处理器能通过高效的四核可编程实时单元 (PRU) 进行实时处理, 令客户的设计更加与众不同。PRU不仅能从ARM誖卸载实时处理以管理控制电机等确定性任务, 同时也支持多种工业现场总线协议等复杂功能。集成了外设的高性能ARM Cortex誖-A9与PRU完美结合, 可帮助客户开发适用于工厂自动化、可编程逻辑控制器 (PLC) 、家庭自动化和物联网 (Io T) 网关以及人机界面 (HMI) 等领域的应用。

Sitara AM437x处理器的亮点: (1) 凭借功能强大的1 GHz ARM Cortex-A9内核与其他子系统, 该片上系统 (So C) 可提供的系统性能最多比上一代Sitara处理器高40%。 (2) 新一代四核PRU-ICSS (工业通信子系统) 连接外设不仅可支持如Ether CAT、以太网/IP、Profibus、PROFINET-RT/IRT、POWERLINK、Sercos III、IEC61850等双通道同步工业协议, 同时还支持En Dat等电机反馈协议以及Bi SS等适用于传感器和致动器的接口。 (3) 片上四核PRU协处理器可满足确定性实时处理、直接访问I/O和超低时延的要求。 (4) 集成了许多可满足具体应用需求的全新外设选项。例如:用于联网的双端口1 Gbit以太网交换机;适用于条形码扫描仪等应用的两个并行摄像头端口;适用于伺服电机控制、音频采样和传感器监控的两个独立8通道ADC (转换速率高达867 k S/s) ;改进的适用于电机控制和音频算法的矢量浮点单元;适用于更高精密度电流传感的9通道sinc3过滤Σ-△ADC。

Sitara AM437x处理器通过使用ARM Cortex-A9内核来扩展产品组合以提供更高的性能, 此外, 该处理器还包含存储量高达512 KB的片上存储器、POWERVR SGXTM3D图形加速器和可启用色彩空间转换、叠加、缩放等功能的显示器子系统。在这种集成能力及允许客户选用灵活分立电源设计的基础上, Sitara AM437x处理器具有简化的电源时序。此外, 配套的电源管理IC TPS65218还可提供具有集成电源路径的高效直流转换器, 并增加了高精度集成电压监控器和最低功耗模式等, 从而可使功耗降低70%。这非常适合那些需要低容量纽扣式电池维持5年以上贮存寿命的系统。四通道SPI的可用性允许就地执行 (XIP) , 允许系统直接从低成本NOR闪存中运行。 (德州仪器公司供稿)