光電信息技術在特種設備中的應用探討

奚 昊

（福建師范大學 福建 福州 350100）

1 引言

上世紀以來，以光電信息技術為核心的光電子產業熱潮席卷全球，我國在與世界科學接軌的進程中也對光電信息技術有了高度的認識[1]。光電信息技術真正大規模出現進展是在21世紀初到近年，光電信息產業以百分之21%左右的速度迅速增長。隨著技術的不斷成熟與應用面的廣泛化，特種裝備也逐漸開始對光電信息技術青睞有加。從社會中特種裝備應用光電信息技術的普遍反響來看，光電信息技術對特種裝備使用能力的提升有巨大的幫助。然而，要想二者更好地結合并推動互相發展，就要了解光電信息技術當今飛速發展的現狀及現有特點與特種裝備自身的特色，如從安全性、可操作性等實際方面考慮，更好地把光電信息技術結合到特種裝備實際使用中。

2 光電信息技術與特種設備概述

2.1 光電信息技術概述

所謂光電信息技術，就是指由光學、光電學、微電子、超聲波等技術結合的多學科綜合信息技術。它包含光信息輻射、光信息傳播、探測以及光信息轉換、存儲、處理與顯示等內容[2]。光電信息技術最核心的部分就是光學，光是電磁波的一種，光作為人類歷史上最重要的能源，在人類進入了信息時代后，又成為了人類社會的一大重要信息媒介。傳統的電子元件相應速度與信息處理上受限于電路板的設計限制，很容易出現電子信號互相干擾的現象，而光電信息技術則是在結合傳統電子時代的成果之上，又把光子作為基礎信息載體的一種改良，光子元件的響應速度比普通的電子器件至少快了102倍，且光子元件能夠在大多數情況下互不干涉，不會出現電子信號干擾這一缺點；同時，光子器件在運算時又具有處理速度快、高響應速度、低損耗、抗干擾能力強等顯著優點。正是由于這些優點，才使得在特種裝備的應用有了技術性前提。

2.2 特種設備概述

特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器(含氣瓶)、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場(廠)內專用機動車輛這八大類設備。這些設備對人們日常生活非常重要，但危險性極高，我國對特種裝備的使用有嚴格規定，同時設立了五百多家特種設備綜合檢驗機構，以保證特種裝備的嚴格使用。這些設備大多具有這些特點：高危性、不可替代性、規模巨大、基本不可使用人為調節。特種裝備這些特點使得自身的調節和使用十分依賴計算機這類的信息處理設備進行高精度大規模信息處理。而光電信息技術由于具有上文所列出的優點，與特種裝備的使用十分契合，事實也證明，光電信息技術極大提升了特種設備的使用能力，也降低了特種設備日常的事故率。

3 光電信息技術在特種設備的具體應用

現階段，幾乎所有領域的特種裝備都或多或少應用了光電信息技術，許多在上世紀被人們認為無用或落后的設備在新時期使用光電信息技術后都獲得了新生，重新進入了人們的視野之中。在特種設備上，人們不斷完善，不斷重視特種設備技術的應用，提升了人們對于現代技術的發展水平[3]。

3.1 醫療領域的結合應用

醫療行業是一個非常精密的行業，現代醫學對醫療設備的精度要求之高堪稱現代社會無出其右。光電信息技術結合到醫療特種裝備上來，可以有效幫助醫生治療人體的一些疑難雜癥。具體的例子首先應該提到膠囊型內窺鏡，膠囊型內窺鏡是經典的醫療特種設備，如其名字其主要作用是探入人體內部對大腸、小腸、胃進行最細致、有效地探測。由內窺鏡即時收集上傳的數據對醫生臨床分析病人病情有著很大的幫助。還有就是手術要用到的一些特種分析設備，這些設備應用了微成像技術和即時數據處理技術，在手術時給主治醫師即時提供了人體的醫學數據，最先進的醫療設備還可以對手術中人體情況進行程序性預測，給醫師提供一定的手術上的決策參考。

3.2 工業生產的應用

工業生產尤其是重工業生產中，工作人員需要直接操作或間接以來大量的巨型或高危險性亦或是高操作難度的生產設備進行生產。這些特種設備如起重機械或鍋爐這類設備都很容易發生危險，這兩類是工業特種設備的典型代表。日常生活中，新聞中時不時會有報道出某工廠鍋爐爆炸導致工人受傷、工廠遭到嚴重破壞。出現此類事故的主要原因，是鍋爐的操作難度大，工人不易操作，很容易發生操作失誤導致鍋爐過載甚至爆炸的事件。一般來說，鍋爐的過載或爆炸首先是因為水位計失靈，現代光電信息技術在應用上，在鍋爐內部裝備如雙通道比色溫度計，引入兩個不同波段，對這兩個波段輻射量比值進行測量，通過易行關系計算，可以即時計算出鍋爐內部的溫度，在應用光子元件進行信息傳輸，反饋給現代化操作設備，讓操作人員對鍋爐的工作情況有一個直觀、即時的認知，這樣就可以通過溫度檢測，極大程度降低鍋爐發生危險的紀律。

3.3 其他領域的應用簡介

在日常生活中，特種設備在應用了光電信息技術后也發生了天翻地覆的變化。人們在生活中不可避免地在逛商場或上下樓時要使用到電梯和自動扶梯這一類特種設備。在08年以前和近幾年使用的自動扶梯的技術有了相當的改善。商家對節能型十分重視，因為商家要考慮運營成本，這就促使了光電信息技術的新應用—節能扶梯的產生。節能扶梯使用了紅外遙感技術，在扶梯的入口處設置了紅外傳感器，在傳感器沒有感應到人經過時，扶梯會接受傳感器的無人信號方奎，智能地把扶梯的運轉頻率控制在低頻運轉。當扶梯有人時，扶梯又會迅速接受即時信號，提高運轉頻率，這樣既能保證人們的正常使用，又可以最大程度上降低電力的消耗。

4 結語

綜上來看，光電信息技術在特種裝備的應用證明了其優秀的使用價值和光明的應用前景。光電信息技術通過高效率的實時處理，對特種設備在使用中可能出現的危險進行預估計，第一時間反饋給工作人員，降低了特種設備的發生事故的危險性。光電信息技術不僅僅改變了人們的工作方式，生活風險，還推動了產業革命、軍事變革與科學的飛速發展。從特種裝備這一社會重要生產方式隨著光電信息技術的應用得到了極大的能力提升就可以看出，特種設備和光電信息技術未來必將是相輔相成的，二者必然會共同發展、互相促進，從而共同升華，為信息時代人類社會的發展做出重要的貢獻。

[1] 李銘揚.光電信息技術在特種設備上的應用探討[J].未來英才，2015(23).

[2] 曾國慶.光電信息技術在特種設備中的應用研究[J].科教導刊：電子版，2016(25)：117-117.

[3] 欒帝，呂和鑫，蔡宇晨.光電信息技術在特種設備中的應用研究[J].四川水泥，2017(3)：148-148.