光电一体化技术(6篇)
光电一体化技术篇1
电力通信网作为现代电网和支撑企业信息化的重要基础设施，已全面深入地融入智能电网的发电（包括常规能源和可再生能源）、输电、变电、配电、用电及调度等各个环节及信息支撑平台中，是实现“电力流、信息流、业务流”三流合一的重要纽带[1-10]。电力通信技术发展战略服务于电力通信网络的建设与发展，关注电力通信领域全局性和战略性科技计划。电力通信技术发展战略研究坚持战略性、前沿性和前瞻性，以支撑建设具有中国电力特色的智能电网为研究主线，围绕电网技术领域的相关战略重点开展分析研究工作，特别强调突出需求导向等原则。
1回顾
“十一五”在公司科技发展规划的指导下，电力通信科研工作紧密围绕电网和公司发展，开展先进、适用的关键通信技术研究，切实解决电力生产中的通信疑难问题，同时研究整合各级通信资源，优化网络结构配置，不断提高通信网的服务保障能力。电力通信技术水平和自主创新能力显著提升，在成果创造、产业培育、新技术推广和人才培养等方面取得了突出成绩，科技支撑和引领作用逐渐显现。电力行业“十一五”期间的科技投入主要在大电网安全与控制技术、输变电技术、电网信息和通信支持技术等若干领域，其中“电网信息和通信支持技术”是“十一五”期间的重点投入领域之一。“十一五”期间，电力行业立项的较重大的通信科技项目涵盖通用通信技术、电力特有通信技术和综合通信技术三大领域，其有技术和综合技术所占比例超过四分之三，体现了对原创性技术的支持；立项的一般通信科技项目中，综合技术比例较大（接近3/4）。
“十一五”期间，电力通信技术研究工作成绩显著。通过专题研究，解决了许多现场疑难杂症及标准规范的编制问题，获得了多项电力科技进步奖。通过工频通信技术的研究，开发了高可靠性的可穿越变压器的工频通信装置，并成功应用于现场的数据传输；通过电力线通信技术的研究，提出了自适应频段选择、信道质量检测和组网等技术，完成了基于混合线路载波组网通信和基于配电线屏蔽层载波组网通信配网自动化系统的试验；研制了系列电力线数据传输装置和相关耦合设备；•51•形成了OPGW全套科研、试验检验和系统设计能力；形成了OPGW抗覆冰损伤性能的质量检测技术及标准；形成了OPGW抵御覆冰灾害的综合解决方案；形成了OPGW应用于特高压环境的质量检测技术。同时，在综合网管、资源管理、线路保护倒换应用、智能调度支持、超长距离传输、无线通信应用、视频监控、下一代网络、软交换等领域开展了探索性工作。
“十一五”期间，电力通信科研工作也存在一些不足。电力特种光缆型谱、OPGW抗雷击、抗腐蚀等技术研究有待深化；OPPC技术还需加快研究和试点应用，并拓展应用范围；低压特种光电缆技术的应用研究刚刚起步，延伸到低压用户的光电缆运营模式和综合解决方案尚需深入研究。跟踪国外宽带高速载波通信先进技术，进行自主研发；中低压配电网载波,包括BPLC（Broad-bandPowerLineCommunication，宽带电力线通信）需要深化研究解决实际通信中的稳定性不高、传输距离短等实用化问题。进一步结合电网实际需求，加强先进、适用的光通信技术应用研究，解决电力骨干传输网远距离、大容量、高速传输的需求，探索网络技术在电力关键业务信号传输中的应用；加大光接入网技术在配用电领域的应用研究；重视研究各种无线通信技术包括卫星、微波、新型无线宽带城域网技术、各种短距离无线通信技术（如无线传感器网络技术、无线局域网技术）、3G/4G等下一代无线公网技术在智能电网中的应用研究。通信网络结构需要从提高网络可靠性、安全性出发进行优化和不断加强。重要业务缺少备用路由，可靠性不高，部分重要节点光缆路由单一，存在安全隐患。面向智能电网的通信体系问题、集成通信网技术、通信业务信息模型、接口规范、业务仿真等一系列技术尚待研究探讨。数字同步网缺乏统一的网络规划和设计，全网基准时钟信号分配不合理，没有体现基准性和统一性，造成业务传输稳定性降低。网络管理系统仍然存在模式不统一、功能不统一、数据不统一的问题，导致各级系统互联互通难以实现。通信新技术应用缺乏深入研究。互联网、3G/4G等公网通信资源在智能电网中的应用及其接入的安全问题，有待深入研究。
“十一五”期间，电力通信技术研究的特点表现在：研究内容紧跟通信技术发展方向，研究课题与电力业务需求结合紧密，注重解决电力生产中的重点、难点通信问题，验证性研究居多而自主创新性研究偏少，部分项目研究内容相似或重复。
2现状
国外发达国家注重开展光纤通信技术在电网控制和运行维护中的应用研究，光纤通信技术在各级通信网络中得到应用。无源光网络（PON，PassiveOpticalNetwork）技术在电力通信专网有少量应用。注重无线通信技术在电网业务中的应用研发及电力特殊场合的应用。利用GSM（GlobalSystemforMobilecommunications，全球移动通信系统）和GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分组无线电业务）技术实现采集、监控等领域业务应用。欧美发达国家研究并大规模应用WiMAX、3G/LTE等宽带无线技术在电网数据监测控制中的应用；日韩等国家开展了超宽带无线电技术、无线传感器网络等新技术在解决特殊环境下电力设施的监测应用。开展廉价微小卫星通信技术和高空大气平流层浮空器通信技术的研究，并应用在电网的试点建设中。国外特种光缆技术起步较早，发展迅速，欧美等国家进行了较深入的研究，IEEE和IEC分别制订了相关技术标准，对光缆产品质量检测进行了规范，尤其对ADSS和OPGW描述详细，加速了特种光缆在全球电力系统应用的步伐。对电力线通信研究已有数十年历史。近年来，在高压输电线载波领域，研制了速率达百kbit/s的载波机，并已经投入应用。在中低压宽带PLC方面，拥有宽带电力线通信的核心通信算法、通信协议，开发出速率达200Mbit/s以上的电力线通信芯片，在户内联网、宽带接入等方面得到应用，并将电力线宽带技术引入到配电自动化、工业控制、用电信息采集等领域。将电力特有通信技术与通用通信技术相结合的综合通信网技术研究，通信网与电网的一体化趋势进一步加强。美国电科院（EPRI）研究并提出了综合能源通信体系架构IECSA（IntegratedEnergyAndCommunicationSystemsArchitecture，集成能源和信息系统架构），作为未来电网及电力通信网的发展与建设框架蓝图，强调了通信在未来电网架构中的作用，并有针对性的进行通信技术的研究。国外发达国家结合国情，综合应用光纤、无线公网技术构建配用电通信网络，应用较多，比较成熟。应急通信方面，在灾害条件下利用公网通信资源传输电力业务的应用未见报道。国内开展了无线光通信技术在电力系统的应用研究、特高压电网超长站距光传输关键技术的应用研究、SDH光纤通信在电力系统应用研究、光纤通道传输继电保护技术研究、多业务光传输平台/光切换/密集波分/无源光网络等新型光通信技术的研究和试点。
在局部开展了自动交换光网络等新技术的应用和试点，开展了EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork，以太无源光网络）技术在配网自动化、用电信息采集等领域的应用试点。在大范围组网及应用方面，需要尽快深入研究和开展试点示范工程。部分电力公司在无线办公、线路设备检修、应急通信、线路建设等方面已开展过无线局域网、公网无线通信的应用研究。目前国内电力负荷管理系统和大用户远程抄表也采用了GPRS/CDMA公网通信技术。国内还进行了ADSS工程应用技术研究、OPGW接地方式的研究、OPGW运行安全性技术研究、OPGW覆冰安全性能研究，输电线路地线系统(OPGW/GW)的综合设计技术研究，光纤复合相线在电网中的应用研究等。高压输电线载波高速传输技术研究较少。中低压配电线载波技术已有十几年的研究和应用，但由于我国配电网的复杂性，目前技术水平和应用效果仍待提高，在关键技术如窄带载波自适应、自组网技术，宽带载波核心芯片技术等领域有待突破。配电网工频通信等特殊电力线技术的应用研究还需进一步深化。目前开展了信息通信技术网络模式的深入研究，时间同步、时钟同步等方面的综合研究并在部分地区进行了推广应用，骨干光纤传输网络结构的优化及网络评估技术研究，综合利用光纤、电力线通信、无线公网、无线专网等多种方式开展配网通信系统的研究，实现自动抄表、配网管理、用户双向通信等功能。同时还开展了灾害条件下利用公网通信资源传输电力业务的应用研究。
3发展展望
3.1发展思路
电力通信总体发展思路将瞄准通信服务于智能电网的重大战略需求，针对制约电网建设、运行、管理与发展的重大通信技术问题，以构建先进适用的电力通信技术体系和坚强、灵活、高效、安全的通信网络体系为目标，系统地开展智能电网通信关键技术攻关与集成创新研究，通过建立完备的“通信标准”、“试验检验”和“通信安全”三大支撑体系，构建两大通信平台，即坚强、高效的传输和交换通信平台以及安全、灵活的接入和互动通信平台，完成相关示范工程建设并推广应用，实现在“新理论、新技术、新装备”的创新与突破，为公司和电网发展方式转变提供坚强的通信技术支撑。“十二五”期间，在电力通信技术方面，将围绕构建先进适用的电力通信技术体系和坚强、灵活、高效、安全的通信网络体系的需求，针对骨干通信网络演进、配网通信技术水平不高、电力通信信息化水平较低、支撑网建设不完善等问题，以通信网络智能化建设为重点，以提升电力通信试验测试与仿真分析技术为支撑，攻克包括通用技术和特有技术的十几项关键技术，形成电力信息与通信技术标准体系，建设或提升电力特种光电缆及电力通信网络系统仿真与测试检验能力，完成电力光纤到户、智能小区、电力物联网应用等示范工程，提高配网光纤覆盖率，为满足智能电网对骨干传输和配用电通信的需求提供坚强支撑。电力通信网是连接电网各个感知终端和采集终端，实现信息传输和“感知”电网的重要神经系统。随着光通信技术、无线技术和物联网技术的迅速发展，未来的各种网络将经历从隔离到互通、从互通到协同的演进，通过网络间的融合与协同，对分离的、局部的优势能力与资源进行有序整合，从而最终使通信系统拥有自管理、自发现、自规划、自调整、自优化等一系列的新功能，但想真正拥有无处不在、无所不能的智能性网络，在技术和实现上还有很长的路要走。
3.2重点方向
总体战略发展目标的实现，需要结合公司及电网发展的战略需求，研究智能电网各个环节的通信业务需求，解决基础性、系统性、关键性的通信技术。“十二五”期间，电力通信技术领域将在高速光通信、宽带无线通信、电力特种光（电）缆、电力物联网、智能感知和智能电网业务仿真等方面开展技术和应用研究，以形成一批具有自主知识产权的创新性研究成果,力争突破并达到行业国际领先技术成果。加强光通信技术、无线通信技术、网络感知技术等前沿技术的应用研究，突出通信与信息、电力专网与公共通信网的融合、集成与应用，全面支撑智能电网信息通信业务的发展，为电力通信发展做好技术与人才储备。突破电力线通信窄带低速的瓶颈，解决电力特种光缆在输配电及智能电网应用中的关键技术问题，形成一批电力特有通信技术原始创新成果，提升电力特有通信技术领域的原始创新能力。通过研究配电网分层通信体系架构，形成涵盖城域—社区—家庭的分层通信体系，进一步构建智能配电网统一通信支撑平台。突破物联网关键核心技术，进入行业乃至国际的网络融合和物联网科技创新链，并在重要环节形成科技创新链的竞争优势。建成完善的电力通信试验、检测、仿真和评估测试环境，进一步提升电力特种光缆试验能力，具备参与国际标准研发能力，形成公司系统完善的电力通信标准体系和检测评估体系，推动相关行业标准和国际标准的制定，初步形成电力通信技术自主创新支撑体系。积极跟踪国际性前沿通信技术，如量子通信技术，构建用于保障未来电力系统的安全通信网络。
光电一体化技术篇2
[关键词]电力配网；自动化；EPON技术；应用
doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2016.14.046
[中图分类号]TM76[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2016）14-00-01
1EPON技术的概念及原理
1.1概念
EPON技术是接入光纤的一种新型技术，其主要形式为单一点向多个点延伸，既能传输无源光纤，又能为电力配网自动化体系提供更多服务。EPON技术主要有三部分，即OLT、ONU、POS，其中OLT指的是光纤线路的末端服务器，ONU指的是光纤的网络单元，POS则指的是无源光纤分离器。目前，EPON技术的发展和应用已经相对成熟，且应用时的成本投入也非常少，因此能够达到较高的经济性。同时，EPON技术也被广泛应用于接入网中，且规模较大。另外，EPON技术还有着非常高的技术优势，这种优势主要从三个方面体现出来，一是这种技术能够达到较远的传输距离，最远能达到20千米左右。二是这种技术具有非常大的通信容量，能够接入大量不同类型的业务。三是这种技术还能有效调节光纤的各种资源，从而使得组网操作变得更加灵活。
1.2原理
EPON技术是基于以太网来实现无源光纤接入的光纤网络新技术，它上行使用的主要是TDMA技术，同时还能将这一技术与WDMA有效结合起来进行使用。它的下行主要包含了两类操作模式，一是点与点之间所产生的竞争模式，这种模式还可以用P2P来进行表示；二是广播模式。在EPON技术的下行中，两种模式结合使用能达到双向传输数据的目的。因此可以看出，这种技术不仅具有非常好的扩充性，同时还能在使用过程中不断添加新用户，并且还能避免大规模的网络改动。在EPON技术中，其主要的技术为以太网和PON，它的工作目标是运用比较简易的方式来完成单一点到多个点之间的快速接入，并在以太网的传统组成基础上重新定义其物理层、OAM的监管体系以及MAC控制等，从而达到单一点到多个点之间的无源光纤的多地址接入。
2EPON技术的应用
本文结合电力配网自动化中EPON技术的应用实例，对EPON技术的具体应用情况作出阐述。在电力配网自动化体系中，其无源光纤的网络主要以EPON为主，并配以专门的无线通信。在电力配网自动化的通信系统中，应用EPON技术能覆盖35条10千伏的配电线路，并且还能覆盖以及弥补系统中原本没有接入光纤的信息点。根据电力配网自动化中EPON技术的应用实例，以下将对EPON技术的三层架构作详细的阐述，从而对其具体的应用进行论述和分析。
2.1主站层的应用
在EPON技术中，主站层主要是将实时的监督和控制以及离线后的管理两者结合在一起的统一体系，其主要工作就是完成配电运行过程中的管理工作，以及相关设备操作过程中的监督与控制工作。而在监管过程中，将其所产生的图形及数据等有效联合起来，就能使电力配网自动化体系达到良好的集成作用，同时还能获得较高的安全性能。
2.2变电所站的应用
在电力配网自动化体系中，其生成的数据主要是运用光纤线路的末端服务器内部接口RS232，将数据接入到电力配网自动化体系的末端服务器上，然后使用这个服务器来连接变电所中子站的局域光纤网络，最后使用调度数据的广域网以及通信服务器来完成相应的功能操作。将SDH以及STP两种无源光纤接入变电所的子站中，光纤线路的末端服务器必须设置在变电所站的内部，而由于网络信息技术的创新，电力配网自动化的体系也需要进行相应的优化和升级。同时根据升级的具体情况，还要保留一定的光纤功率的裕量，来为EPON技术的应用提供良好条件。一般情况下，在光纤线路的末端服务器中，PON接口中必须具有数量为16的ONU，且最多不超过16个。
2.3馈线层的应用
从电力配网自动化体系中末端服务器的大致分布来看，配网中光纤的线路主要使用的是手拉手这种类型的组网架构，且线路两端终结的位置是在光纤线路的末端服务器上，达到了保护全网的电力配网自动化体系的目的。手拉手组网架构的主要形式为双链式，且链型的基本线路上使用的是由一个分成两个式的光纤分离的级联仪器。一般情况下，这种光纤分离的级联仪器其数量应控制在4个以下，另外双链上的一分二式的光纤分离器除了终端以外，还要使用不对称的光纤分比。一分二式的光纤分离器以及网络单元必须设置在室外光纤交汇盒的内部，这样才能交换FTU以及ONU之间的RS光纤接口，从而达到数据信息的有效传输。
3结语
在电力配网自动化的体系中使用EPON技术，不仅能给电力配网自动化体系创造一个可靠性高的光纤网络平台，同时还能降低建设电力配网的成本投入。同时，EPON技术还具有较高的运行可靠性及宽带大等方面的技术优势，因此，加大对电力配网自动化中EPON技术应用的研究具有非常重要的作用和意义。
主要参考文献
[1]林强.电力配网自动化中EPON技术的应用[J].企业技术开发，2013（z1）.
光电一体化技术篇3
一、光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1、体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
2、功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制?水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
3、部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
4、?产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
5、?产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
二、研究现状和发展趋势
1、研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2、发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。?从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括。
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
光电一体化技术篇4
【关键词】光电技术侦察光电干扰发展趋势
光电技术（PhotoelectricTechnology）是一门以光电子学为基础，将光学技术、电子学技术、精密机械及计算机技术紧密结合在一起的新技术，它为获取光子信息或借助光子提取其他信息提供了一种重要手段。它将电子学中的许多基本概念与技术移植到光频段，解决光电信息系统中的工程技术问题。这一先进技术使人类能更有效地扩展自身的视觉能力，将长波延伸到亚毫米波，短波延伸至紫外线、X射线、γ射线，乃至高能粒子，并可在飞秒级的速度下记录超快现象的变化过程。
光电技术的研究内容可以分为光电基础技术和光电信息技术两部分。光电基础技术体系是多门学科为基础，以器件物理技术为依托，如高光电转换效率的太阳能电池、高速低噪的PIN与APD二极管、高像素与高图像质量的CCD与CMOS图像传感器等基础光电器件的研制。光电信息系统技术包括了光电信息的产生、获取、变换、传输、处理和控制等过程。光电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用，以此为支撑的光电子产业是当今世界各国家争相发展的支柱产业，是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。随着光电技术的迅速发展，半导体激光器、千万像素的CCD与CMOS固体图像传感器、PIN与APD光敏二极管、LED、太阳能电池、液晶显示等在工业与民用领域随处可见，红外成像技术已经广泛应用于军事和工业领域。
光电技术的基本功能是将光学参量或非光学参量进行光电转换，完成工业检测、军事光电对抗、红外探测、控制跟踪等。光电技术在光通信、大容量光存储、生物工程与医学、工业在线检测、危险环境检测、遥测遥感、光纤传感、精密计量、太赫兹波技术等方面有着广泛应用。下面着重介绍光电技术在光电对抗上的应用及发展趋势。
各种基于光电技术的武器系统被应用于现代信息化战争中。在光电武器装备的较量中，出现了一种全新的作战手段，这就是――光电对抗（Electro-opticalCountermeasure）。敌对双方在光波段范围内，利用光电器材和设备，侦查告警光电制导武器和光电侦查设备等光电武器，并实施干扰，使敌方武器降低、削弱或完全丧失作战效能。同时，利用光电器材和设备，从而有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦查告警和干扰。光电对抗是技术可以分为光电侦察与反光电侦察、光电干扰与抗光电干扰等，如图1。
1光电侦察
光电侦察（PhotoelectricDetection），主要是搜索、截获、测量、分析、识别以及光电设备测向、定位敌方辐射或散射的光谱信号，以获取敌方光电设备类型、位置、参数、功能、用途，及时提供情报并发出警告。光电侦察分为被动、主动侦察。利用各种光电探测装置截获和跟踪敌方光电装置的光辐射，并加以分析识别，从而获取敌方目标信息情报的一种手段，叫做光电被动侦察（PassiveDetection），如激光告警、红外告警、紫外告警和光电综合告警等。利用敌方光电装备的光学特性而进行的侦察，称为光电主动侦察（ActiveDetection），即向敌方发射光束，再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别，从而获得敌方情报，如激光雷达、激光测距机。
2光电干扰（PhotoelectricityInterference）
采取某些技术措施可以破坏或抑制敌方光电设备的正常工作，其称为光电干扰，这种手段同时也可以保护己方目标。光电干扰分为有源干扰（ActiveJamming）和无源干扰（PassiveJamming）两种方式。有源干扰是利用己方光电设备发射或转发敌方光电设备相应波段的光波，对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。如红外干扰机、红外干扰弹、强激光干扰和激光欺骗干扰。无源干扰是利用特制器材或材料，反射（Reflection）、散射（Scattering）或吸收（Absorption）光波能量，或人为改变己方目标的光学特性，使敌方光电装备效能降低或被欺骗而失效，以保护己方目标为目的的一种干扰手段，如烟幕（Smokescreen）、光电隐身（Electro-opticStealthy）和光电假目标。
3反光电侦察
反光电侦察就是抓住光电系统的薄弱环节，使敌方的光电侦察装备无法看见己方的军事设施。主要方法有遮挡和欺骗、伪装与隐身。反光电侦察的具体技术包括烟幕、假目标、伪装（Camouflage）、隐身、摧毁与致盲、编码技术和改变光束传输方向等。
4抗光电干扰
抗光电干扰是在光电对抗环境中为保证己方光频谱而采取的行动。其在己方目标上，通过采取光电防护材料、抗干扰电路等措施，衰减或过滤敌方发射的强激光或其他干扰光波，保护己方设备或作战人员免遭干扰和损伤。它包括反多光谱技术（MultispectralTechnique）、隐身技术、信息融合技术（InformationFusionTechnology）、自适应技术（AdaptiveTechnology）、编码技术、选通技术等。
随着信息技术技术、军用光电技术的发展，光电制导武器及光电侦察设备的性能不断完善，对重要军事目标以及军事设施将构成严重威胁，在信息化的战争中应用日益增多，因此，世界各军事大国对光电对抗装备的研制和光电对抗技术的发展高度重视。其发展趋势主要表现在：多光谱对抗技术应用更加广泛；光电对抗手段向多功能方向发展；硬摧毁与软干扰相结合成为一种重要的研究途径；探索新型对抗技术与体制成为光电对抗技术研究热点；光电对抗的综合一体化和自动化；多层防御全程对抗；空间光电对抗；光电对抗效果评估。
参考文献
[1]王洋等.光电对抗技术[J].红外与激光工程，2006（10）.
[2]邱宪文.海军电子战的作战样式[J].现代军事，2001（03）.
光电一体化技术篇5
【关键词】继电保护；复用通道；专用通道；光纤通信
1引言
在我国电网规模不断扩大和电网结构日趋复杂的背景下，我国采取了多种有效措施或技术手段来加强对电力系统的保护，以形成一系列成熟、可靠的电力系统保护体系。光纤通信技术由于具备网络安全、容量大、速度快、传输损耗低等特点，在通信等服务行业中得到了广泛应用，在电力发展领域中，光纤通信技术的合理提出对构建平稳、高效的电力保护系统具有重要意义，同时对电力资源的充分利用、电力系统服务水平的提升等也起到积极的促进作用，故电力部门应对该技术的发展和应用予以高度重视。
2光纤通信在继电保护中的应用原理
在电力系统继电保护中，光纤通信所具备的优势主要体现为：光纤通信信息传输率高、速度快、信息资料损耗小、传输稳定、受天气及温度等的影响较小，适应电力保护系统的要求和发展。在日常环境中，由于温度变化、湿度增加、台风地震暴雨等不可控因索，极易发生电力元件受损的问题，对相关部门生产工作的开展及居民的日常生活等造成不便。因此，为了减少或避免该类故障的发生，将光纤通信技术应用到电力系统继电保护中，一旦电子元件出现故障，光纤会将警告通过光缆传到值班部门，或根据提前设置的步骤直接跳闸切断电路，保障整个电力系统的平稳运行。光纤通信信息传输主要依靠波分复用技术和频分复用技术：（1）波分复用技术：一根光纤可以传输多种信号，每个信号之间波长不同，这种大容量低能耗的传输方式即是波分复用光纤传输。这种传输方式能够有效节约能源、降低能耗，最大程度地提升信息传输能力，增加传输内容；该类技术适合长距传输，能够有效降低运行维护的成本，提高企业部门的利润，减少工作量；（2）频分复用技术：将传输信道总代宽不断划分，分出几个子频带，每个子频带之间进行不同的信号传输，这种传输方式能够确保不同信息同时传送，而不需要考虑不同信号之间是否会有延迟现象。频分复技术和波分复技术可根据不同的使用目的、使用环境进行有序使用，能够最大程度的解决信号传输信号问题，提高信息传输质量，提升光纤传播的使用率。
3继电保护中光纤通信技术的应用分析
3.1继电保护与光纤通道间的通信方式
结合现阶段继电保护的基本情况，可以将继电保护和光纤通道间的通信方式，分为专用光纤通信和复用光纤通信。（1）专用光纤通道这类通信方式，主要借助光纤通信技术单独构建继电保护的专用通道，这一通道仅负责继电保护的信息传递，且选择专用光纤通信的方式，具体的通信距离<100km，可以满足电力企业的基本需求。这类方式具有传播效率高、方式简单、没有中间环节和设备等特点，可以切实有效的应用与短距离继电保护信息传递。（2）复用光纤通道这类通信方式主要借助同步数字体系（SDH）光纤通信网络作为载体，以实现对保护信号的高效、及时传输，该方式适用于传输距离长、纤芯整体利用低的保护线路中。保护可以采用同向64Kbit/s速率编码数据链通信技术，并将数据的传递与转化在PCM终端内完成，以某500kV光纤纵差保护为例，其通道接线图如图1所示。在复用光纤保护通道中，同步数字体系光纤通信网络是其最为复杂的部分，在实际应用中同步数字体系光纤通信网络主要以环网为核心，具备同步传输、设计自动化、设计自愈等功能，一旦保护通道失效，同步数字体系通信系统可自动实现主通道与备用迂回通道之间的切换，使备用迂回通道替代主通道完成相应的保护工作。同时，利用500kV继电保护同步数字体系所具备的自愈功能，可实现主备通道向继电保护装置的自动切换。
3.2通信性能影响因素
继电保护中光纤通信技术具有较高的应用价值，对提升继电保护信息传递效率和质量具有积极的作用。现阶段，220kV及其以上系统中，光纤通信技术逐渐取代了传统的高频差动保护。在具体的光纤通信技术应用中，光纤通道的通信性能会受到一些因素的影响，具体包括：（1）时钟方式。2Mb/s的复用下，主时钟选择的对通信性能影响明显。主要是由于复用设备的连接形式差异，接口和光收的数据时钟基准存在差异，因此，具体的光纤通信技术应用时，需要合理的对主时钟和从时钟进行选择，若复用接口直接与PDH连接，则需要将一端设置为主，另一端设置为从；若复用接口与SDH连接，则两端均设置为主；（2）屏蔽要求。在具体的应用中，2Mb/s复用较比64Mb/s具有较好的冰壁性能，达到防护电磁干扰的目的；（3）匹配问题。这类问题主要体现在时钟匹配和阻抗匹配等问题上，其中时钟匹配问题主要体现在通信接口的发送时钟与RDH/SDH设备的匹配上。
4光纤通信在继电保护中的应用前景
随着时代的发展与科技的进步，未来我国的继电保护将面向信息化、网络化与智能化发展，而这就对继电保护的相工作提出了更高的要求和更严峻的挑战。一方面要将相关的标准不断进行完善，以保障继电保护相关工作的开展能够有据可依；另一方面，在注重信号的传输过程中要不断提升其质量以及速率，即意味着光纤通信可与电力系统的管理结合起来，可以保障管理相关人员实时掌握电力系统运用动向，有效缩短故障排除时间。另外，光纤通信技术在继电保护中的应用水平提升，增加了相关维护人员的工作强度，这就会使得管理界面划分不够清晰，要求相关专业的人员需具备更高的技术水平和专业知识，以有效的完成对继电保护的相关维护和管理。同时，针对光纤通信技术在电力系统继电保护运用中存在的问题，均可利用先进理念及科学依据进行解决，这就要求相关工作人员善于从光纤通信技术变化中把握规律，促使继电保护应用的智能化、科学化、高效化、合理化发展。
5结语
综上所述，继电保护是电力系统中的重要组成部分，主要负责相关重要设备的保护和管理任务。为了保障继电保护通信的有效性和可靠性，光纤通信技术的合理应用，可以顺利提升继电保护的功能性和安全性，从而顺利满足电力企业的基本需求，完成对相关线路的保护，推动电力系统的安全性与稳定。
参考文献
[1]何颖，潘莉丽，李华峰，等.GOOSE技术在继电保护中应用的研究[J].电网与清洁能源，2015，31（8）：56~57.
[2]翟世龙，黄静，等.数字强震动台网远程光纤通信方案及其应用[J].地震工程与工程振动，2013，33（2）：37~42.
光电一体化技术篇6
关键词：光机电一体化技术趋势
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
一、光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1、体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
2、功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制?水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
3、部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。
4、?产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
5、?产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
二、研究现状和发展趋势
1、研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2、发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。?从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括。
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。超级秘书网：
参考文献
[1]?宋云夺编译.?光机电一体化业的未来.?光机电信息，2003（12）