DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 现如今21世纪，随着科技和经济的不断发展，我国要提升综合国力和竞争力导致对人才的需求已日益提升。教育受到社会的关注越来越多。社会对人们的知识以及学历要求已经越来越高，考研成为了当今大学生的重要选择之一。自2015年以来，硕士研究生报名人数屡创新高。今年，教育部发布2020年考研数据，报考人数341万人，较2019年增长17.59%，考研热度异常火爆。那么到底是什么情况导致了考研热度持续火热呢？通过对相关研究的分析，本文认为主要有以下几个原因：1) 考研热是对知识，学术的追求，不少学生希望能够更加深入了解本学科的专业知识；2) 当前本科生就业困难，大学生毕业不能找一个好工作，想要通过考研暂缓就业；3) 许多知名企业招聘时更多的要求研究生学历，学生们为了有一个更高的起点，不得不选择考研的道路；4) 很多学生对当前专业不满意，考研可以让人们重新选择发展方向的机会 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。 然而现实情况是虽然研究生招生数量在不断增长，录取的增幅却远低于报名人数增长幅度，这导致研究生报录比不断提升，很多学生都没能考上研究生。在考研竞争越来越激烈的情况下，我们脑中也不仅浮现出了一个问题，考研成功的学生相比于落榜的同学应该具有怎样的能力，他们究竟有什么胜任力特征，这些都是值得关注的问题。基于此，本文以一些武汉市考研成功的研一学生为调查对象，以访谈的方式调查他们在考研期间的学习行为，进行了关于考研成功学生的胜任力特征研究。众所周知，研究生最重要的能力之一便是科研思维能力，而这正是大学本科生所缺乏的。与之相对应的事，研究生考试考察的知识也越来越综合化和生活化，对思维也有更高的科研性和批判性思维的要求。考研成功的学生一定是比较符合上述要求的，并且初试成功的学生所具有的胜任力很大程度上决定了研究生的胜任力。基于此，本研究不拘泥于考察研究生的胜利力特征模型，而是考察通过初试的学生胜任力模型，即有利于将来进一步细化研究生的胜任力模型，也有利于我们反思怎样更好的改善考试内容与形式来更加符合研究生胜利力模型。 胜任力这一概念，最早是来源于泰勒。他当时的观点是把人当作机器的附属物，主要关注人的智力与能力，主张管理要从动作和时间来分析员工之间业绩差异。他通过了“时间–动作研究”，把复杂的工作拆分为一系列简单的步骤，用来识别不同工作对能力的要求。20世纪70年代，美国心理学家麦克利兰在《测量胜任力而非智力》一文首次明确提出了“胜任力”的概念 [ 4 ]。把胜任力指为能将某一工作中有卓越成就者与普通者区分开来的个人的深层次特征，它可以是态度或价值观、动机、特质、某领域知识、认知或行为技能、自我形象等任何可以被可靠测量或计数的并且能显著区分优秀与一般绩效的个体特征。同时他也主张用胜任力测验来取代能力，智力测验预测职业或生活成就 [ 5 ]。 总的来说，胜任力有三个重要特征被广泛认可：1) 与工作情景相关联，是具有动态性的；2) 它能够区分优秀业绩者与普通业绩者；3) 它与员工的工作绩效有着十分紧密的联系，甚至在某种程度上可以预测员工未来的工作业绩。 在胜任力之后，麦克利兰又提出了一个冰山模型 [ 6 ]，如图1(左)。冰山模型分为可以看得见的，外显的个人特征(例如知识和技能)和深层的，隐秘的内隐特征(例如自我概念、动机、特质)。外显特征与内隐特征就好比冰山的水上部分和冰山水下部分。外显特征是对绩优者的基本素质要求，一般是不能把表现优异者和表现一般者区分出来的。而内隐特征，才能起到这一部分的作用，它同时也是胜任力的关键组成部分。1983年美国学者博雅特兹在麦克利兰的理论基础上于提出的洋葱模型。洋葱模型是尝试从另一个角度来解释冰山模型，它与冰山模型的实质是一样的，都认为胜任特征有内外在的层次之分。不同之处在于洋葱模型更具层次性，采取的是由外向内、由表及里的描述方式，中心是核心，越向外层越容易评价和培养，越向内层越难以测评和习得。李锋等人(2016)结合冰山模型和洋葱模型，将教师的专业素质分成生理——心理素质、规范——道德素质、知识——文化素质和技能、能力素质 [ 7 ]。 1983年美国学者博雅特兹在麦克利兰的理论基础上于提出的洋葱模型，如图1(右)。洋葱模型是尝试从另一个角度来解释冰山模型，它与冰山模型的实质是一样的，都认为胜任特征有内外在的层次之分。不同之处在于洋葱模型更具层次性，采取的是由外向内、由表及里的描述方式，中心是核心，越向外层越容易评价和培养，越向内层越难以测评和习得。综上所述，本研究拟探讨关于通过初试的考研学生胜任力特征模型，以便进一步的明确其所需的胜任力特征。 图1. 冰山模型(左)和洋葱模型(右)示意图
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user: 4. 讨论 4.1. 结果总结与分析 在前人研究的基础上，确定了研究方法，并制定相应访谈提纲，我们使用BEI行为事件访谈法，对访谈结果中有关考研的指标进行编码，最终提取了通过初试的考研学生的14项胜任特征。再根据这14项胜任特征编制了《通过初试考研学生胜任特征自评问卷》预测问卷，研究者对问卷进行发放和数据收集，并进行了项目分析、探索性因素分析等。在探索性因素分析阶段，主要使用spss进行主成分因子分析，通过旋转成分矩阵可看出，每个特征的题目随机分散在不同因子中，不符合标准探索性因素分析的结果。经由专家建议，我们对剩余题目所对应的特征进行归类，将9个特征归入到四个维度中。最终建立了通过初试的考研学生的胜任特征模型和相应的《通过初试考研学生胜任特征自评问卷》正式问卷。之后根据研究目的，再次进行问卷的发放与数据收集，并进行了信度检验、效度检验。结果发现，通过初试考研学生的胜任特征模型包括四个因子，分别是：自我控制、状态调节、学习能力，目标明确这四个因子囊括了9项胜任特征，分别是：努力、自律、毅力、专注度、抗压能力、情绪调节、自信、学习能力、目标明确。模型结构如图4。下面对这9项胜任特征进行分析： 自信：指个体对自身能否实现某个目标的确信程度。对于考研绩优组的同学来说，具有了自信意味着他相信自己的能力是能够达到目标的。 目标明确：指的是对自己要考取的目标院校十分明确，并且在考研过程中十分坚定，不更改目标院校。 学习能力：指个体能够有效的组织知识，形成有逻辑的知识结构，同时能够运用科学的记忆方法识记知识，具有良好的总结反思能力，灵活地运用知识，将知识与生活实际相联系的能力。 努力：指个体会为了目标付出大量的时间和精力。即个体为了实现考研目标愿意付出的时间和精力的程度。 自律：指个体通过自我要求，主动完成特定的任务。对于考研绩优组的同学来说，具有自律意味着能够根据自己的计划定时定量的完成学习任务。同时对自己想要达到的目标，绩优组的同学是一步一个脚印，循序渐进，有条不紊地完成计划。 毅力：指人们为达到预定的目标而自觉克服困难、努力实现目标的一种意志品质。对于考研绩优组的同学来说，具有毅力意味着在面对事情多且复杂的时候能够咬着牙坚持下去，不会轻易放弃。 专注度：指在人们在学习的时候，自觉的排除外部的诱惑和干扰，能够全神贯注地加入到学习的状态里面去。对于考研绩优组的同学来说，具有专注度意味着学习的时候能够高效率的进行下去，而不只是维持学习的状态或者延长学习的时间。 抗压能力：指人在外界压力下处理事务的能力。对于考研绩优组的同学来说，具有抗压能力意味着在面对压力的时候不会过于焦虑和抑郁，对自己不会产生太大的影响，依然能够进行正常学习。 情绪调节：是个体根据内外环境的要求，在对情绪进行监控和评估的基础上，采用一定的行为策略对情绪进行影响和控制的过程，是个体为保持内外适应的机能反应。对于考研绩优组的同学来说，具有情绪调节能力意味着在产生了焦虑和抑郁等负面情绪的时候，能够自己主动地调节或者积极地寻求帮助，以便于能够较为快速地消除不良的情绪和影响，投入到学习中去。 图4. 胜任力特征模型图 4.2. 研究不足 本研究虽取得一些结果，但仍旧存在诸多需要完善的地方。首先，在被试选择方面，访谈时只选取了13名研究生作为访谈对象，数量有待增加，同时由于时间地域的限制，只选取了湖北大学研究生，以后的研究可以扩大被试学校范围，并且在选择被试时，共有10名女性被试，3名男性被试，在性别上未能有很好的平衡。其次，在访谈中，距离上次考研时间相对久远，被试对于事件的理解记忆效果不一致，这也给研究者带来一定的困扰，降低了胜任力特征建构的准确性。再者，在特征编码时，具有一定的主观性，以后的研究可使编码团队成员更具有经验，或选用更客观的方法。最后，在问卷编制过程中，由于研究团队缺乏经验，使得问卷条目的编制不够科学严谨，如“学习计划的制定”、“考研是否报班”等诸多因素都未考虑在内，在探索性因素分析时未取得良好结果，故在后续研究中应更加注重问卷制作的过程。
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user: 摘要 近年来国内外对高考地理试题的分析虽有加强，但对高考地理试题中出现的知识点的详细分布分析以及试题中出现的相关地名的详细分布分析仍较为薄弱。在高考文综试卷中，地理占有重要的地位，本论文通过对云南省近十年高考地理试题知识点的分布分析的研究，分模块归纳总结出考查知识点的分布情况，以及知识点在地域上的分布情况，并结合对考点的分析，最终总结出紧扣常考知识点、重视区域地理，强化地图、突出地理图表、注重理论联系实际、注重知识间的联系性和紧密性等复习的策略，为地理教师以及高中毕业生指导复习提供依据。
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user: 1. 前言 地理是高中阶段一门特殊的学科，既具有人文与自然科学的交叉性，又具备空间视角突出、思维综合及人地观念等学科特点，所以地理学不但对人们的生活具有深远影响，而且在高考中也占用重要地位。近年来国内外对高考地理试题的分析程度虽有加强，但对高考地理试题中出现的知识点的详细分布分析以及试题中出现的相关地名的详细分布分析仍较为薄弱。通过对云南省2010年~2019年高考地理试题的分析与研究，归纳、整理出高考地理考查的知识点的分布情况以及知识点在地域、行政区上的分布等，弥补现有研究的调查缺陷。并结合对考点的分析，最终总结出复习的策略，为地理教师以及高中毕业生指导复习提供依据。
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user: 2. 国内外研究现状 2.1. 国外研究现状 2016年地理教育国际宪章指出，“地理教育的地位在世界各国各不相同：一些人比其他人拥有更少的机会获得高质量的地理教育”。国内学者鲜有对国外“地理高考试题”的专门论述。多数是研究我国与美国、日本等发达资本主义国家的“高考制度”的差别 [ 1 ]。以美国、俄罗斯地理高考为例，美国高考的两种形式——SAT和ACT，都没有单独对地理科目考核，主要是蕴含在阅读之中，以此考查地理知识；俄罗斯高考方式比较灵活，就地理学科而言，它在高考时是作为选考科目单独存在，供学生选择。 2.2. 国内研究现状 高考永远是社会各界关注的焦点，我国自1977年恢复高考制度以来，地理学科在高考舞台上几度沉浮。自1999年2月，首先在广东试行“3 + X”高考模式，地理作为考试学科重新出现 [ 2 ]。近年我国对地理高考试题研究的成果较多，其中大部分是学术科研论文、少部分有硕博论文，罕有地理高考试题方面的学术专著。 很多教学一线的地理教师选取一年中单个或若干高考地理试题分析研究，多分析试题的特点、试题考查的中学地理知识点、试题解题技巧等，如，梁海斌 [ 3 ] 从命题人、地理教师和考生的不同角度和立场总结了2012年福建高考地理试题的命题特点、趋势和命题倾向，并提出复习建议；张立峰等 [ 4 ] 以2015年高考地理试题为例，从审题、读图、析图、运用地理思维思考问题和规范答题等角度，就如何高效、准确地解答地理高考试题进行分析、总结；徐焰华和李新运 [ 5 ] 对2013年高考地理广东卷试题进行剖析，总结试题的亮点和不足；鲁爱华 [ 6 ] 对从试题考查的地理知识、解题思路以及组织答案过程对2014年文综课标乙卷的每道试题进行了罗列分析；芦艳波 [ 7 ] 从试卷结构、试卷特点以及教学启示和建议等角度对2016年高考文综全国卷Ι地理试题进行了分析。 以上作者大都是从“微观”的角度对高考地理试题进行深入、细致地分析。剖析、归纳试题考查的知识内容，后又提出备考复习建议。这些研究范围比较小，时间段较短，很难总结出高考试题中常涉及的考查的知识点和分布规律，笔者选取了云南省2010年~2019年的高考地理试卷进行考点的分析，力图在借鉴以往学者探究的背景之上，分模块归纳总结出考查知识点的分布情况，以及知识点在地域上的分布情况，并结合对考点的分析，总结出复习的策略，为地理教师以及高中毕业生指导复习提供依据。
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user: 3. 研究方法 3.1. 文献梳理法 文献梳理法即利用学校图书馆的图书资源或者学校机房的计算机存储设备，搜集与本论文相关的文献资料，了解课题目前的研究现状。研究2010~2019年十年的云南省高考地理试题，能对近十年云南省高考地理试卷中地理知识考查点有更清晰明了的认识，并结合对考点的分析，提出复习策略，开展论文写作前，应当先查阅文献资料了解课题的国内外研究现状以及课题现有的研究基础，在充分了解课题的前提下进行研究。因此文献梳理法是开展本论文的首选方法。 3.2. 综合分析法 对2010年至2019年云南省高考卷中地理部分的相关数据按照一定的模块进行详细的分析处理，得出近十年高考地理试题中每个知识点出现的次数、分数、与之对应的考查题型以及相关的地名分布，近而总结出在各个模块中考点的分布情况，结合对考点的分析，总结出复习的策略。
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user: 5. 复习策略研究 针对以上对试卷试题的分析及试卷地域考查的分析，教师在教学过程中应有所针对性的教学，在引导学生复习、备考时，应有所侧重点，紧扣常考知识进行指导复习；同时，重视区域地理，强化地图、突出地理图表在日常学习中的练习、巩固；注重联系实际，运用地理知识原理、地理规律分析问题、解决问题；注重知识间的联系性和紧密性，加强对高考地理知识的掌握，从而有效提高对高考地理的应对能力。 5.1. 紧扣常考知识点进行针对性复习 从对试卷试题信息的整理中不难看出，每个模块考查的知识点都存在侧重点，自然地理中，考查的知识点主要侧重于地球运动的地理意义、岩石圈与地表形态、大气圈与天气、气候、水圈和水循环、地理环境的整体性与差异性等方面；人文地理中，考查的知识点主要侧重于人口迁移、城市发展与城市化、工农业生产与地理环境等方面；区域地理中，考查的知识点主要侧重于区域在发展中存在的环境问题、产生的危害和综合治理措施及农业持续发展的方法与途径等方面；选考题部分考查的知识点主要侧重于旅游地理、环境保护、自然灾害与防治等方面，旅游地理中侧重对旅游资源的资源生态问题导致的原因及治理措施分布、价值与特色、开发条件及保护措施等方面进行考查，环境保护的考查点主要侧重于资源生态问题导致的原因及治理措施等方面进行考查；自然灾害与防治的考查点主要侧重于在自然灾害的成因、防治措施及其产生的影响等方面进行考查。针对每一个模块所具有的侧重点，教师可以结合侧重点对学生进行指导复习，有针对性、具体的去一点一点的攻克、落实，避免复习的盲目性，争取达到事半功倍的教学效果。 5.2. 重视区域地理，强化地图、突出地理图表 人类的生产生活都是在一定区域进行的，因此，以区域为基本地理单元进行研究是地理学的基本方法。世界的大洲、分区、地形区、各气候区、自然带、工业区、农业区、主要国家，如美洲地区、西欧、非洲尤其是北非地区以及大洋洲的澳大利亚、亚洲等地区及有着独特的工业基础或者是拥有独特自然特色的地区，例如德国的鲁尔工业区、美国的五大湖地区等地区。中国的自然区、行政区、经济区等都是主要的考点区域，如青藏高原地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区。在教学中，应有针对性的加强学生对地理图表的判读，通过日常的练习，加强学生的地理空间思维能力，对常考的地理区域的地理位置有清晰、明确的掌握。要弄清各区域的自然、人文综合要素的特征，掌握各区域的空间位置及区域间自然环境和人文环境各要素之间的相互联系，自然环境和人文环境的特征等方面 [ 8 ]。 5.3. 注重理论联系实际，运用地理原理、规律分析解决问题 从对云南省近十年高考地理试题的分析中可以看出，高考地理试题的另一大特点是注重与实际相结合，把地理原理、地理规律灵活地与当前热点问题或区域联系起来，考核我们运用所学的地理知识解决实际问题的能力 [ 9 ]。在客观题和主观题部分都会有所涉及，通过对感性材料，如西气东输、南水北调、藏线建设、滑坡泥石流、沙尘暴、旱涝灾害、地震海啸等的认识，考核我们运用所掌握的理论知识并联系实际理解更多抽象的、不常见的地理现象。因此，学生在日常的复习备考中，在试题的强化、训练时，应注重联系实际，运用已有的地理知识储备去进行解题。 5.4. 注重知识间的联系性和紧密性 从对试卷试题信息的整理中，可以看出，自然地理中所考查的知识点在人文地理、区域地理中也有所涉及，尤其是在主观题部分，一个大题有时包括了三大模块的知识点，在做题时，需要联系各个知识点进行解题，因此，教师在进行日常的教学活动中，要注重统筹化的教学活动，把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图，方便学生在备考复习时进行记忆、理解、巩固。同时，指导者要学会把新旧知识联系起来进行讲解，不断组合、使学生的知识体系更加完善，建立起完善的知识脉络 [ 10 ]。同时，注重培养学生的整体性思维，注重知识之间的紧密联系与相关性，能从整体的知识看到局部的知识，也能从局部的知识看到整体的知识，熟练知识，灵活运用知识，在自然地理、人文地理和区域地理之间构建起完整而清晰的知识脉络。创建出地理思维，活用地理知识，联系地理实际，成为一个活学活用的“地理人”！
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user: 摘要 目的：探讨低分子肝素钙联合祛瘀活血汤对髋部骨折后下肢静脉血栓治疗效果；方法：选取2018年1月至2019年7月髋骨折病人60例，随机划分为两组，观察小组予低分子肝素钙+祛瘀活血汤，对照小组予单一使用低分子肝素钙，对比2组凝血酶指标；结果：观察组与对照组的比较，p < 0.05，具有统计意义；结论：低分子肝素钙+祛瘀活血汤联合治疗可有效地预防髋部骨折后深静脉血栓，值得临床推广。
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user: 1. 引言 髋部骨折多发生在中老年群体，是骨科内一种致伤性疾病和致残性疾病，对人们生命和健康都有严重的威胁。为了改善生活，髋部骨折采取手术治疗是比较普遍的。随着手术人数的增多，下肢深静脉血栓发生(deep venous thrombosis，简称DVT)近几年呈上升趋势，如何防止DVT的发生、保证围手术时间质量，成为骨科医生必须认真面临的问题。2018年1月至2019年7月间，我院骨科采取中西医结合预防DVT的方式，取得较好的疗效，现总结如下。
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user: 2. 一般资料与方法 2.1. 临床资料 1) 分组：本院分别选择2018年1月至2019年7月间已被诊断为典型髋部骨折的60例门诊病人，按入院顺序随机划分为两组，其中男性35例，女性25，平均年龄65岁[见表1观察组与对照组在年龄、体重指数方面的比较]；观察小组予低分子肝素钙0.3 ml皮下药物注射 + 祛瘀活血汤200 ml口服，每日1次，对照小组仅予低分子肝素钙0.3 ml皮下注射，每日一次。 2) 纳入标准：DR片或CT明确诊断有髋部骨折，下肢血管B超无静脉血栓，受伤时间距入院1周以内者。 3) 排除标准：肿瘤及肝肾指标异常，凝血功能异常，皮肤红肿明显。 2.2. 抗凝药物及方法 1) 低分子肝素钙(4100 IU/支河北常山生化药业股份有限公司生产)。 2) 祛瘀活血汤：黄芪20 g、桃仁10 g、红花5 g、当归20 g、生地20 g、白芍20 g、川芎20 g、水蛭3 g。 3) 随机将60名患者分为两组，观察小组予低分子肝素钙0.3 ml皮下注射qd + 祛瘀活血汤200 ml口服qd，对照小组予低分子肝素钙0.3 ml皮下注射qd，连续两周后从d二聚体、国际标准化比值、凝血酶时间、凝血酶活化部分凝血。酶时间评价抗凝作用(见表2观察组与对照组在d-二聚体等方面的比较；见表3观察组与对照组在凝胶溶血活化酶等方面的比较)。 2.3. 统计分析 使用spass24.0软件对分析进行，t值检查以p < 0.05的数据为统计意义。
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user: 3. 结果 由表1可知，观察组与对照组在年龄、体重指数方面无明显差异，p > 0.05，无统计学意义。 Table 1 The observation group and the control group in age， body mass index compariso 组别 年龄(岁) 体重指数(BMI) 观察组 65.36 ± 2.76 21.83 ± 3.67 对照组 66.39 ± 3.86 20.58 ± 2.78 表1. 观察组与对照组在年龄、体重指数方面的比较 由表2可知，治疗2周后，2组患者在D-二聚体、国际标准化比值、凝血酶原时间方面，有明显差异，围手术期的观察组患者血浆D-二聚体水平低于同期对照组患者，差异有统计学意义(p < 0.05)。 Table 2 The observation group and the control group in d-dimer and so on compariso 组别 D-二聚体 国际标准化比值(INR) 凝血酶原时间(PT) 观察组 215 ± 10.35 1.79 ± 0.65 17.69 ± 1.25 对照组 276 ± 13.67 1.58 ± 0.68 13.61 ± 1.36 表2. 观察组与对照组在d-二聚体等方面的比较 由表3可知治疗2周后，两组溶血患者在凝胶溶血活化酶(tt)、部分已经活化的活性凝血酶(aptt)等功能方面均有明显的显性差异(p < 0.05)，具有重要统计证实意义。 Table 3 Comparison of gel hemolytic-activating enzyme between observation group and control grou 组别 TT APTT 观察组 9.56 ± 1.28 26.36 ± 2.58 对照组 8.16 ± 1.05 21.67 ± 1.59 表3. 观察组与对照组在凝胶溶血活化酶等方面的比较
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user: 4. 讨论 近几年，伴随着人口老龄社会的出现，髋部骨折呈上升趋势，成为一种危害老年人生命的常见骨科疾病 [ 1 ]。深静脉血栓是髋骨折常见的并发 [ 2 ]，如何准备好围手术时间、预防静脉血栓，是保证手术成功的重要问题。髋部骨折及手术创伤会对血管产生机械损伤，激活凝血因素，导致血液高度凝固；下肢骨折致病人长期卧床，肌肉压缩减少，血流缓慢等都可引起血栓的形成。我院骨科采用中西医结合的方法，预防深静脉血栓形成，取得良好的效果。其中，低分子肝素钙抗Xa因子活性有活性，是骨科常用的围手术期抗凝剂。 中医学认为：下肢骨折后久卧伤气，清代王清任《医林改错》曰：“气虚血必瘀”。气虚不能行血，血瘀脉络而致血栓形成。祛瘀活血汤采用黄芪、桃仁、红花、当归、生地、白芍、川芎等常用中药材，黄芪补气的同时还能促进血液的运行。其余药物均是活血化瘀中药，与低分子肝素钙起到协同作用。中医认为，静脉血栓属于“脉痹”范围，是气血运行不通畅，气滞血瘀而形成的病理性产物。气为血之帅，血为气的母，血不足，血无行；血不能则机体功能失调，淤则无通；易致血栓。以中医学理论为基础，补气养血是治脉痹的一种方法。祛瘀活血汤用黄芪补气，专能表入肺二经，走经络营血，尤适合年老气衰患者，是古代补气的第一种良药，气为血帅、黄芪补气同时也能促进血液运行。桃仁味苦，入肝大肠，善于活血化瘀，主治凝滞血液形成症宗，可使淤积者化、闭人通，有效地改善高凝血状态；红花味辛，入心、肝经，能活血化瘀，常配桃仁使用，可治各种淤血所致的疾病；当归味甘，入心中、肝肺经，可生血补血，滋阴补肝，养血调经，去瘀新药；是我国治疗外伤常用的药物；生地黄味甘，入心肝经，血凉气；去瘀生新；白芍味苦，入肝经，去血痹，散恶血；川芎味辛，入肝经下行血海，可调经、活血行气，调畅气血，以助活血之功，促进新血的再生；水蛭味咸，入肝经，破血逐淤，去恶血；其中，水蛭素为一种活性的单链多肽，具有凝血酶抑制的作用，通过纤维蛋白结合或阻止凝血的过程，诸药合用，起到消瘀而无伤正之目的 [ 3 ]。中药与中药联用，可起到协同作用，比单药或西医效果好一定程度，可在某种程度上降低西药的用量，具有很好的安全性。现代药理研究表明，黄芪、当归、川芎、红花具有抗血栓形成及改善血流变的作用，在调节机体凝血机制，加快血栓溶解、机化、再通及侧肢循环建立等方面有着可靠的疗效；并能够扩张毛细血管，改善血液循环，降低血瘀粘稠度，改善血流黏滞状态，降低血小板的聚集和促凝血酶原激酶的释放，有利于达到抗凝的目的 [ 4 ]。 D-二聚体是代表凝血激活及继发纤溶的特异性分子标志物，因此D-二聚体的生成直接体现了凝血和纤溶系统的激活，其血浆水平可代表体内凝血酶的活性及纤维蛋白溶解的生成情况，作为体内血栓形成的指标之一，是DVT早期诊断与阳性排除的重要工具。结果是通过本次对比实践，对照组D-二聚体水平明显高于正常水平范围，而观察组血浆D-二聚体水平明显低于对照组(P < 0.05)；PT，TT，APTT各水平均观察组高于对照组，反映了血液在抗凝血功能方面经治疗后明显有效，实践证明祛瘀活血汤结合低分子肝素钙疗效显著优于单一应用低分子肝素钙的纯西医治疗。 通过本研究的结果观测可以看出，强调在围手术期包括术前术后中医干预方面，观察组的预防DVT效果明显好于对照组。本次是加用中药汤剂作比较，同样道理把已经制成的中成药及中药注射剂联合西药治疗同样比单一的西药治疗要取得好的成效，都具有良好的安全性。随着临床强调预防为主，防治结合的理念，预防DVT的效果和安全性提高到一定程度，因此在为骨科大手术特别是四肢复杂性骨折建立完整性系统性的术前评估，并根据具体情况制定适宜针对不同患者需要的治疗方案，才能为骨科手术创造良好的条件。国外手术护理改进项目专家小组已达成共识，将采取适当的预防措施的时间点明显前移，即在术前即开始采取适当的预防措施，并一直延续到术后 [ 5 ]。
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user: 摘要 为了提高刮削法制冰系统的制冷系数和㶲效率，本文基于热力学定律对刮削法制冰系统进行热力学分析，研究了制冷剂种类、冷凝温度、环境温度以及蒸发温度等因素对刮削法制冰系统的影响。通过单因素实验设计计算系统的㶲损系数和㶲效率，可以通过降低冷凝温度、提高蒸发温度以及更换高效制冷剂NCUR01来提高系统的效率，来达到优化系统的目的。同时设计四因素三水平的正交实验进行极差分析，得到这四个因素对实验结果影响的主次顺序为：制冷剂种类、冷凝温度、蒸发温度、环境温度，制冷剂种类对目标值有最为显著的影响。在制冷剂工质为NCUR01，冷凝温度为10℃，环境温度为12℃，蒸发温度为−5℃时，系统的制冷系数ε = 4.97和㶲效率h = 47.1%达到最优值，制冷剂种类对目标值有最为显著的影响。通过本研究，可以得到各因素对系统影响的规律，选择合理的实验方案，为系统的优化设计提供指导。
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user: 1. 引言 冰浆是指含有冰晶粒子(颗粒的直径一般不超过1 mm)的固液混合物，冰浆具有传热效率高、释冷速度快、经济性能好、结构简单等特点，能起到削峰填谷、节能减排环保的重要作用。作为一种重要且已被广泛应用的相变蓄冷材料，冰浆目前已被应用于太阳能利用、建筑物蓄冷、食品的加工与储藏、矿井降温、人工造雪、医疗救助及消防灭火、管道清洁等领域 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。刮削法制取冰浆系统的性能稳定，在经济性和实用性等方面具有突出的优势，能够实现其广泛的商业用途，但是系统复杂、热效率低、成本高，而且需要机械刮削搅动，功耗大、机械故障频繁 [ 5 ]，因此仍需开展大量研究。 王泽普 [ 6 ] 等对刮削法的刮片结构进行了深入研究，通过优化刮片结构形状提升了刮削法的制冰效率。黄成 [ 7 ] 等对新型螺旋式刮削法冰浆制取装置进行深入研究，通过控制制冰溶液的流量来提高制冰效率。王磊 [ 8 ] 等对刮削法制冰系统的动态仿真进行了深入研究，预测了在不同条件下制冰溶液的结晶时间。饶志明 [ 9 ] 等对刮削法制冰系统的壁面冰晶成核机理进行了研究，通过不同浓度的氯化钠溶液进行实验，拟合出氯化钠溶液的浓度与潜热的关系式。 本文对刮削法制冰系统进行热力学分析，通过单因素实验设计，分析了制冷剂种类、冷凝温度、环境温度以及蒸发温度等因素对实验结果的影响；通过正交实验设计，探究出影响因素的主次顺序以及冰浆制取系统的制冷系数和㶲效率的最优值和最佳实验方案。
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user: 2. 制冰系统热力学模型 2.1. 制冰系统的主要装置 如图1是刮削法制取冰浆装置的系统模型，其核心组件:压缩机、蒸发器(冰晶器)、冷凝器、热力膨胀阀及干燥过滤器与油分离器。在冰晶器内得到冰浆并通过泵的作用运送至储冰装置中；在冷凝器中，制冷剂将所得到的热量交换给冷凝器外壁的冷凝液体，最后通过热力膨胀阀的节流作用重新回到冰晶器中。 图1. 刮削法制冰系统 2.2. 制冰系统的温熵图和压焓图 根据上述制冷剂的循环过程中绘制出制冰系统的温熵(T-S)图和系统的压焓图如图2和图3所示，过程1-2中制冷剂在冰晶器内等温定压吸热过程(焓增)，过程2-3中制冷剂在压缩机内的压缩升温过程(焓增)，过程3-4中高压制冷剂在冷凝器等温定压放热过程(焓减)，过程4-1中制冷剂在热力膨胀阀不可逆的绝热膨胀降压过程(等焓) [ 10 ]。 工况4处的制冷剂状态为饱和液态工质，工况2处的制冷剂状态为饱和气态工质，整个制冰系统的简化模型如图4所示。 2.3. 热力学模型的简化及热力学分析 对整体系统建立㶲分析根据上图所示的制冰系统简化得到的热力学模型和系统的温熵图、压焓图可知，图中各状态点的㶲值： 图2. 系统的温熵图 图3. 系统的压焓图 图4. 制冰系统的简化模型 e x . i = h i − h 0 − T 0 ( S i − S 0 ) (1) 式中 T 0 为环境温度，K；㶲值是在相对于环境条件进行相关数据计算的， h i 是图3中压焓图各点处的焓值KJ/kg， h 0 是环境下的焓值，KJ/kg； S i 和 S 0 分别是各点的熵和工质在环境下的熵值，KJ/kg.K。 制冰系统的制冷量： q L = h 2 − h 1 (2) q L 为系统的制冷量，KJ/kg。 压缩机耗功： w c = h 3 − h 2 (3) w c 为压缩机耗功，KJ/kg。 制冰系统的制冷系数为系统的制冷量和压缩机耗功的比值： ε = q L w c (4) ε 为系统的制冷系数。 由热力学第二定律可知，制冰系统的冷量㶲： e x ， q L = q L ( 1 − T 0 T L ) (5) T L 为低温热源温度，K；系统的输出为冷量，其值为负， e x ， q L 为系统的冷量㶲，KJ/kg。 通过系统㶲效率计算公式得到： η e x = e x ， q L w c = e x ， q L q L q L w c = e x ， q L q L ε (6) 式中 η e x 为系统的㶲效率。 对系统各组分进行㶲平衡分析，系统各组分的㶲如图4所示。 1) 冰晶器的㶲损分析 通过㶲守恒得到冰晶器的㶲损为冰晶器的进口处的㶲值和出口处的㶲值以及冷量㶲的差值： e x ， L ， E V = e x 4 − e x 1 − e x ， q L (7) 式中 e x ， L ， E V 为冰晶器的㶲损量，KJ/kg。 冰晶器的㶲效率及㶲损系数： η e x ， E V = e x ， q L e x 4 − e x 1 = 1 − e x ， L ， E V e x 4 − e x 1 (8) ξ E V = e x ， L ， E V w c (9) 式中 η e x ， E V 为冰晶器的㶲效率， ξ E V 为冰晶器的㶲损系数。 2) 压缩机的㶲损分析 通过对制冰循环系统的㶲简化分析得到压缩机的㶲损： e x ， L ， C = w c + e x 1 − e x 2 (10) 式中 e x 2 为压缩机出口处的㶲值。 压缩机的㶲效率及㶲损系数： η e x ， C = e x 2 − e x 1 w c = 1 − e x ， L ， C w c (11) ξ c = e x ， L ， C w c = 1 − e x 2 − e x 1 w c (12) 式中 η e x ， C 为系统的㶲效率， ξ c 为压缩机的㶲损系数。 3) 冷凝器的㶲分析 在忽略制冷剂流动阻力时，一般不考虑冷凝器的㶲效率，只考虑广义㶲损系数，冷凝过程中放出的热量㶲： e x ， q H = q H ( 1 − T 0 T H ) = ( H 2 − H 3 ) ( 1 − T 0 T H ) (13) 式中 e x ， q H 为冷凝器向外界释放的热量㶲。 q H 为冷凝器向环境放出的热量KJ/kg∙K， T 0 为高温热源温度，K， T H 为外界环境温度，K。 冷凝器的㶲效率： η e x ， E V = e x ， q H e x 2 − e x 3 = 1 − e x ， L ， C O N e x 2 − e x 3 (14) 式中 e x 3 冷凝器出口处的㶲值。 4) 膨胀阀的㶲损分析 制冷剂在膨胀阀中是节流过程，节流前后焓值相同，如图3中的压焓图，即 h 4 = h 1 ，膨胀阀的㶲损： e x ， L ， T H = e x 3 − e x 4 = h 3 − h 4 − T 0 ( s 3 − s 4 ) = T 0 ( s 4 − s 3 ) (15) e x 4 为膨胀阀出口处的㶲值，KJ/kg， s 3 和 s 4 分别为3、4点处的焓值，KJ/kg∙K。 膨胀阀的㶲效率及㶲损系数： η e x ， T H = e x 4 e x 3 (16) ξ T H = e x ， L ， T H w c (17) η e x ， T H 为膨胀阀的㶲效率， ξ T H 为膨胀阀的㶲损系数。
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user: 4. 正交实验设计 4.1. 正交实验因素水平的选取 由于单因素实验存在一定的局限性，因此为确保实验的可靠性，在单因素的基础上选取较为合适的实验因素水平进行相关的正交试验设计，在单因素的基础上对制冷剂进行筛选，NCUR01，R410A以及R407C，这三种制冷剂安全环保，且实验过程中，系统的㶲效率和制冷系数较高，因此制冷剂选择分别为NCUR01、R410A、R407C；冷凝温度是将制冷剂工质由饱和气态冷却为液态的温度，冷凝温度过高(40℃或50℃以上)会使得冷凝效果达不到预期；同时，如果冷凝温度过低(0℃及以下)，会有大量制冷剂积存于冷凝器中，实际参加循环的工质大大减小，因此冷凝温度选择为10℃、20℃、30℃；环境温度参考第三节中的郑州市一年四季的平均温度，不考虑冬季极低的(接近0℃及以下)温度水平，因此环境温度的选择为12℃、22℃、32℃；蒸发温度的高低决定着蒸发压力的高低，同时这一参数影响着压缩机的工作状况，蒸发温度一般比冷却水的温度低10℃，因此蒸发温度选择为−25℃、−15℃、−5℃。通过对单因素实验结果以及相关文献的分析，发现冷凝温度在40℃以上以及10摄氏度以下会使制冷系统的工作效率大幅度降低，因此选择冷凝温度为10℃、20℃、30℃；选择制冷剂NCUR01、R410A、R407C是在多种制冷剂在同种工况下进行比较，选择了三种制冷效率较高的制冷剂种；选择环境温度是根据郑州市一年内各季度平均温度进行选择，制冷系统在温度极低的情况下基本不会选择使用，因此选择的环境温度为12℃、22℃、32℃，蒸发温度的高低决定了系统内蒸发器的效率，因此通过单因素分析得到使得系统效率较高的温度为−25℃、−15℃、−5℃，上述各因素及其相应的水平可以使得正交实验比较充分的进行，对上述各因素及水平进行四因素三水平正交实验设计，抽签数据如表4所示。 Table 4 Lottery dat 水平 制冷剂种类A 冷凝温度B (℃) 环境温度C (℃) 蒸发温度D (℃) 1 NCUR01 10 12 −25 2 R410A 20 22 −15 3 R407C 30 32 −5 表4. 抽签数据 4.2. 正交实验的极差分析 通过上述抽签表得到混合水平的正交实验设计表L 9 (3 4 )，因实验的评价指标为系统的㶲效率和制冷系数，是双评价指标，因此评价指标采用模糊数学中的隶属度函数对该实验结果进行综合评定，且两种评价指标的权重各占50%，正交试验的极差分析表5所示。 通过正交实验的综合评分数据得到各因素对实验结果的影响主次分别是：A (制冷剂种类)，B (冷凝温度)，D (蒸发温度)，C (环境温度)，通过计算得到系统的最优实验方案是：制冷剂为NCUR01、冷凝温度10℃、蒸发温度−5℃、环境温度12℃，在这个实验条件下，系统的制冷系数ε = 4.97，㶲效率h = 47.1%。由正交试验的极差分析得到，在制冷剂发生改变时，系统的综合评分变化幅度为1.5，会对结果产生较大的影响；提高冷凝温度时，系统的综合评分降低了1.1，且冷凝温度越高，综合评分的结果越小，因此在进行实验过程中，应尽可能的降低冷凝温度来提高系统的制冷系数和㶲效率；而提高蒸发温度时，系统的综合评分提升了0.7，蒸发温度对实验结果的影响比前两者带来的影响较弱；当环境温度从12℃升高至22℃时，系统的综合评分降低了0.3，但是在环境温度从22℃到32℃时，综合评分只有0.01左右的波动，环境温度对实验结果产生的影响最小。 Table 5 Range analysis of orthogonal tes 实验组号 因素A 因素B 因素C 因素D 制冷系数 㶲效率 制冷系数 隶属度 㶲效率 隶属度 综合评价 指标 1 1 1 1 1 4.93 42.10% 1.000 1.000 1 2 1 2 2 2 4.89 36.28% 0.996 0.761 0.879 3 1 3 3 3 4.67 32.72% 0.888 0.614 0.751 4 2 1 2 3 4.51 32.76% 0.824 0.616 0.720 5 2 2 3 1 3.30 23.12% 0.340 0.220 0.280 6 2 3 1 2 3.48 26.30% 0.412 0.350 0.381 7 3 1 3 2 4.05 28.39% 0.640 0.436 0.538 8 3 2 1 3 4.24 32.04% 0.716 0.586 0.651 9 3 3 2 1 2.45 17.78 0 0 0 K 1 2.630 2.258 2.032 1.280 K 2 1.381 1.810 1.599 1.798 K 3 1.124 1.132 1.569 2.122 k 1 0.877 0.753 0.677 0.427 k 2 0.460 0.603 0.533 0.599 k 3 0.375 0.377 0.523 0.707 极差R 0.502 0.376 0.154 0.280 因素 主®次 ABDC 最优方案 A 1 B 1 C 1 D 3 表5. 正交试验的极差分析
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user: 5. 结论 本文通过采用单因素实验和正交实验的方法对刮削法冰浆制取系统进行热力学分析，得到如下结论： 1) 刮削法制取冰浆时，系统的㶲损主要集中在冰晶器和冷凝器这两个进行换热部分的元件中；降低冷凝温度，提高蒸发温度以及选取性质优良的制冷剂工质NCUR01，可以有效地降低系统的㶲损，提高制冰系统的效率。 2) 新型的环保制冷剂NCUR01可以从提高效率和环保等方面有效地代替目前市场上的R22制冷剂，为制取冰浆选择合适的制冷剂提供了有效的依据。 3) 四个因素对试验结果的影响主次顺序为：制冷剂种类 > 冷凝温度 > 蒸发温度 > 环境温度；系统的制冷系数ε = 4.97，㶲效率h = 47.1%达到最优值；冷凝温度10℃，环境温度12℃，制冷剂为NCUR01，蒸发温度为−5℃为最佳实验方案。
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user: 摘要 通过对松散层第四含水层、煤系砂岩含水层和太原组灰岩含水层水化学组成的分析，探讨了钱营孜煤矿地下水水岩相互作用与控制因素。结果表明，三个含水层的水化学类型不同，四含、煤系和太灰的主要水化学成分分别为Na-SO 4 -HCO 3 、Na-HCO 3 和Na-SO 4 型。主成分分析表明：地下水水化学组成受易溶矿物的溶解和硅酸盐矿物的风化控制，这一观点在离子相关性与聚类分析中得到了证实。Unmix模型分析表明煤系水水化学组成与硅酸盐矿物的风化、氯盐矿物的溶解有关，而四含与太灰水水化学组成与硫酸盐矿物的溶解有关。
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user: 1. 引言 煤炭是世界上最重要的能源之一，在中国更是如此，煤炭占中国一次能源消耗的70%以上，煤炭影响国家的经济发展与人民的正常生活，因此国家特别重视煤炭的安全开采 [ 1 ]。近年来，随着采矿深度的逐渐增加，矿区频繁的遭受突水等相关灾害的影响 [ 2 ]。 因此，为了防治矿井水害，学者做了大量的研究工作 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。目前，水文地球化学已经成为地下水研究中的一种重要的方法，通过分析测试地下水的组成，如宏量元素(Na + 、K + 、Ca 2+ 、Mg 2+ 、 Cl − 、 SO 4 2 − 、 HCO 3 − 等)以及水化学指标(TDS、pH等)，寻找地下水中隐含的水文地球化学信息并分析地下水的演化规律以及水岩相互作用，这对矿区防治矿井水害具有重要意义。 作为重要的产煤基地，淮北煤田经过多年的开采，其地质条件异常复杂，含水层之间相互连通，水害防治形势严峻 [ 6 ]。钱营孜煤矿位于淮北煤田南部，属于隐伏型煤矿，煤矿开采深度很深，水文地质条件复杂，含水层之间可能存在潜在的水力联系。 因此，鉴于水文地球化学方法对防治矿井水害的独特优势，本文对钱营孜煤矿四含、煤系和太灰3个含水层地下水常规离子进行了采样分析，利用数理统计分析方法进行了主成分、聚类、EPA Unmix分析，目的是获得含水层地下水化学成分来源信息，探究地下水水岩相互作用与演化规律，这一研究对于钱营孜煤矿水害防治工作具有重要意义。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 研究区概况 淮北煤田在安徽省北部，年平均降水量940 mm左右，平均气温在15℃以上。钱营孜煤矿处于宿州市西南，地理坐标为东经116˚51′00″~117˚00′00″；北纬33˚27′00″~33˚32′30″。研究区的地理位置如图1所示 [ 7 ] [ 8 ]。 钱营孜煤矿主要的突水含水层从浅到深分别为：松散层第四含水层、煤系砂岩含水层和下伏灰岩含水层。其中四含由含泥质中细砂、砂砾、砾石、粘土砾石等组成。含煤地层岩性为砂岩、砂泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤层。太灰厚度约为115 m，由灰岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩及薄煤层组成，泥岩含黄铁矿结核，细砂岩成分以石英、长石为主。 2.2. 取样和分析 30个样品分别采集于钱营孜煤矿的巷道与观察井，四含、煤系与太灰样品数量分别为10、14、6。观察井采用自制的采样器采样，巷道中的水样则直接从水点采集，水样均经0.45 mm孔径的滤膜过滤后24小时内送到实验室分析，本次共测试了样品的常规水化学组成，主要为Na + (由于K + 测试浓度低，将Na + 和K + 共同以Na + 表示)、Ca 2+ 、Mg 2+ 、 Cl − 、 SO 4 2 − 和 HCO 3 − ，其中Na + 、Ca 2+ 、Mg 2+ 、 Cl − 和 SO 4 2 − 浓度以ICS-600和ICS-900离子色谱仪进行测试， HCO 3 − 浓度以酸碱中和滴定法测试。所有的测试均在国家煤矿水害防治工程技术研究中心进行。数据分析主要用SPSS软件对数据进行处理，包括因子分析、聚类分析。以及使用EPA Unmix 6.0 软件对数据进行源解析。 图1. 研究区地理位置
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user: 4. 结论 通过对钱营孜煤矿三个含水层地下水样品中主要离子浓度的统计分析，得出以下结论： 1) 研究区四含主要水化学类型为Na-SO 4 -HCO 3 型，煤系主要水化学类型为Na-HCO 3 型，太灰主要水化学类型为Na-SO 4 型。三个含水层水化学类型有明显差异。 2) 离子比值、主成分分析和聚类分析结果表明，地下水水化学组成受方解石、白云石、石膏、石盐等可溶性矿物的溶解和硅酸盐矿物的风化作用控制。 3) 使用Unmix模型表明煤系水水化学组成可能与硅酸盐矿物的风化、氯盐矿物的溶解有关。而四含、太灰水化学组成可能是由硫酸盐矿物的溶解所引起的。
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user: 摘要 如今，有机气体可以说是无处不在。许多有机气体对人体和环境均有非常大的害处，因此研究一种新型有机气体传感器显得相当有必要。首先针对声表面波有机气体传感器的研究意义和历史发展进行分析，然后选择COMSOL软件构建了一种声表面波有机气体传感器的二维模型，以进行有限元仿真。模型主要由ST-切型石英基底、PIB敏感薄膜和铝电极构成。在模型构建完成之后，选择了六种有机气体对声表面波有机气体传感器模型进行了仿真。仿真过程中所改变的主要性能参数分别是铝电极的厚度、气体的具体参数、声表面波有机气体传感器的敏感薄膜厚度和有机气体的浓度。对铝电极和敏感膜厚度的仿真可以达到优化传感器机电耦合系数的目的。通过仿真，发现声表面波敏感膜的厚度是重要的性能参数，而有机气体的参数也将影响仿真的结果。同时，实验表明声表面波有机气体传感器的灵敏度和精准度相当高，具有很高的实用价值。
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user: 1. 绪论 1.1. 研究目的 本次研究的目的主要是选用COMSOL软件建立PIB敏感膜/IDT/ST-石英衬底多层结构声表面波有机气体传感器的二维有限元模型。之后利用频域分析法，仿真计算传感器在不同PIB敏感膜和不同铝电极厚度下的导纳特性，分析计算SAW相速度、机电耦合系数随PIB膜厚和铝电极膜厚的变化特性。接下来模拟仿真传感器在不同PIB敏感膜下对二氯甲烷、三氯甲烷、氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯和四氯化碳等六种有机气体的敏感特性，分析计算其对不同有机气体的灵敏度。最后对分析计算结果进行总结、归纳，给出传感器的最优化结构设计参数。 1.2. 国内外研究进展 虽然现今声表面波器件的发展只有数十年，但是事实上声表面波早在19世纪就已经被发现。当时的英国物理学家，后来的诺贝尔奖获得者——John William Strutt (也被广泛称为第三代瑞利男爵)，在研究地震的时候无意中发现在物体表面的一种波动，并且将其命名为表面波 [ 1 ]。后来为了纪念这一发现，这一地震中的表面波被命名为瑞利波。瑞利波示意图可见图1。 20世纪60年代，美国科学家发明出了一种能够在压电材料上通过沉淀得到的一种特殊结构。这种结构可以激发出声表面波，对声表面波器件的相关性能有重要影响，这种结构被称为叉指换能器。由于压电材料具有的相关效应，叉指换能器若是组成一对的话，便可达成电–声–电信号的转换。有赖于叉指换能器，声表面波器件开始被广泛研究，而有机气体传感器则是声表面波器件的一种。 图1. 瑞利波示意图 从分类上来讲，声表面波气体传感器可以分为延迟线型和谐振型两种，后者性能要更加优越，但是也存在一些问题，主要是由于声波多次反射导致被吸收，检测起来相对延迟线型会有更大的不确定性。只是与此同时，谐振型声表面波传感器的品质因数要高出许多，损耗相比之下也更加不显著 [ 2 ]，因此孰优孰劣还是得看具体应用场合。 声表面波有机气体传感器主要是质量负载型的气体传感器，这种传感器最早在1979年由Hank Wohltjen提出，他通过对延迟线型声表面波器件的研究，推导出了声表面波表面的质量变化与谐振频率变化的关联性，而这种特性被称呼为质量负载效应 [ 3 ]。因为谐振频率的变化往往能够被我们精确地测定，因此我们可以得知传感器表面质量所发生的变化。根据这一原理，只需要在器件表面使用合适的敏感膜，我们就能够得知敏感气体在空气中的浓度。 1997年，Dai Enguang等人 [ 4 ] 开发出了更加复杂的声表面波有机气体传感器组合装置，这一装置由多个不同敏感膜的声表面波有机气体传感器组成，通过检测并且计算后可以分析混合有机气体的具体成分与浓度。 2007年，N. Barie等人 [ 5 ] 开发出了一种新型声表面波有机气体传感器列阵，可以检测ppb (十亿分之一)级别浓度的苯，也可以用于检测其他制冷剂等有机气体。 2010年，Kazushi Yamanaka等人 [ 6 ] 提出了一种球面声表面波传感器，这种传感器不仅可以检测氢气，还可以检测多种有机气体，可以被用于家庭天然气检测等。 2014年，Minghua Liu等人 [ 7 ] 针对声表面波有机气体传感器的频率温度系数噪声问题，对传感器进行了优化，使其更具备实用价值。 2015年，Hao-liang Hu等人 [ 8 ] 利用Cryptophane A敏感膜，制造出了一种高重复性的声表面波甲烷气体传感器，这种传感器不但具有可靠的高重复性，而且灵敏度也达到了实用水准。 2018年，Feng Gao等人 [ 9 ] 提出了一种新型的双传感型声表面波有机气体传感器，这种传感器不仅仅利用了质量负载效应，同时也可以检测电阻的变化，因此具有更高的精确性，在识别具体气体上有很强的优势。 截止到目前为止，国内的声表面波有机气体传感器仍然处于起步阶段。在近十多年，有一些大学对此类传感器进行了实验室级别的研究，并且测试了一些优化参数。虽然其他类型的传感器已经被一些公司制造出来，但是限于制造工艺等多种因素，国内的声表面波有机气体传感器目前仍然处于实验室研发阶段，并未进入工业生产。
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user: 2. 声表面波有机气体传感器及其建模仿真方法 2.1. 利用COMSOL软件的仿真模型构建 我们都知道声表面波传感器中的一个重要组件是叉指换能器(IDT)。但是在实际应用中，梳子齿状金属条的数量会相当庞大，通常都会达到数百个之多。这些电极是完全一样的，且长宽比也会相当悬殊。因此在仿真的时候，我们需要对模型进行简化，否则仿真工作将会相当复杂，计算量也会增大许多，进而导致仿真几乎不可能 [ 10 ]。 因此，出于构建方便和仿真速度考虑，我们选择利用COMSOL Multiphysics软件构建一个简化后的基本单元。在构建过程中，我们需要利用该软件的多个模块，包括有结构力学模块、声学模块和微机电系统模块。通过该软件所构建出的这一单元虽然是二维单元，但是经过研究发现，二维有限元模型仿真同样可以达到预期效果。根据仿真来制造相关器件并且仿真所需参数可以发现，实际测试结果与模型仿真结果有很高的相符程度 [ 11 ]。该简化单元如图2所示。 图2. 简化后的传感器模型 由图片我们可以看出该模型的基本构造与尺寸。构造很简单，主要是由压电基板和被聚异丁烯(PIB)覆盖的叉指换能器构成。具体来讲，该模型的最上方是一层聚异丁烯材料制造而成的薄膜，其厚度可以被我们更改。而在薄膜下方，则有两个铝材料所制造而成的电极。再之下则是该仿真模块最大的部件了，也就是的压电基板。在此次仿真中，该基板的材料选择并非常见的铌酸锂等，而是ST-切型石英。最下方有一层完美匹配层，在此假设波传播至此之后全部被吸收。 2.2. 需要研究的内容 2.2.1. 气体浓度与谐振频率差值全局计算 这一传感器的主要原理是检测吸附气体前后的差异。而在仿真中，这种差异主要体现在吸附气体前后的谐振频率差值 [ 12 ]。该差值的计算可以通过调整前面的switch参数完成。将switch参数设置为1，即可计算出传感器吸收有机气体后的谐振频率变化。 计算结果可见图3。需要注意的是，因为计算出的数值较大，为了精确观察结果，需要设置显示方式为“全精度”。在根据刚才对变形图的观察，我们可以得知7.88E8左右的特征频率为谐振频率。而对比这一栏switch = 0和switch = 1的两个结果可以发现，后者的频率大约为788，855，373 Hz，而前者的频率则为788，855，734 Hz。两者做减法计算，可知在switch = 1的情况下，其频率降低了大约361 Hz。反映到物理量中，这也就意味着将传感器放置在100 ppm浓度二氯甲烷之中，其谐振频率会向较小方向偏移360 Hz。 这也就是本次的研究核心。这一偏移的数值越大，则可说明传感器的效果越明显，抗干扰能力越强，而传感器的实际效用也就越好。研究一个偏移尽可能大的传感器是我们的目标。 图3. 计算频率 2.2.2. 改变薄膜厚度 传感器的一个重要参数就是薄膜的材质与厚度，薄膜厚度同时影响制造工艺难度和对传感效果的影响等多个方面。该次研究采用的薄膜材质为聚异丁烯材料，这一材料在接下来的研究中不做改变，需要改变的主要参数是薄膜的厚度。 薄膜厚度的改变主要还是在全局设置中进行，可见图4。 图4. 薄膜厚度 可以看到，薄膜厚度被设置为0.5微米，也就是500 nm。在之后，我们需要对薄膜厚度进行参数化扫描，以测定不同薄膜厚度时传感器的灵敏度。参数化扫描时候的时间将会比逐个仿真更长，同时可能需要结合导纳计算结果以进一步确定谐振频率。
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user: 4. 总结与展望 4.1. 全文总结 本文首先对铝电极和薄膜厚度进行了优化，以考察其机电耦合系数和声速，最终完成了声速的测定和机电耦合系数的优化。我们发现铝电极的厚度不可过厚，因此最终设定为0.005倍λ厚度的铝电极，以期获得最佳机电耦合系数。薄膜厚度也是需要注意的地方。随着薄膜厚度的增加，机电耦合系数会显著降低。但是倘若薄膜厚度过薄，则传感器的灵敏度不能令人满意。综合考虑，最终决定选择0.18倍λ厚度的PIB薄膜。铝电极厚度和PIB薄膜厚度的改变都会引发传感器声表面波速度的改变，这在实际生产制造的时候将会影响传感器的中心频率。 传感器本身的灵敏度很受气体种类的影响。我们可以发现，氯甲烷这样较轻的有机气体灵敏度和其他气体相比有非常显著的差异，而二氯甲烷的仿真灵敏度也较低。因此在实际应用的时候，需要注意到这一问题。可以断定，PIB/空气分配常数越大的气体，传感器仿真时的灵敏度越高。摩尔质量虽然也有影响，但是相对较小。具体仿真结果可见图18，该图展示的是当铝电极厚度固定为0.005λ，PIB薄膜厚度固定为0.18λ，气体浓度固定为100 ppm时，传感器针对六种气体的灵敏度仿真结果。 图18. 在最优化情况下传感器对六种有机气体的灵敏度 由图18可见，传感器在仿真四氯乙烯气体时灵敏度最佳，与其他气体相比有相当显著的领先幅度。在这种灵敏度下，传感器可以精确测量浓度为0.01 ppm的四氯乙烯气体，而其谐振频率偏移仍然是相对比较显著的。而在测定三氯乙烯、三氯甲烷和四氯化碳气体时，传感器灵敏度也相对较高，具有一定的实用价值。而在测定二氯甲烷时，传感器灵敏度只能说是差强人意，如果有更好的选择的话，应当选择其他类型或者敏感膜的传感器。而传感器对氯甲烷的灵敏度并不令人满意，实际测量时候的误差也会比较大，因此该种传感器对氯甲烷气体的检验不具备实用价值。 声表面波有机气体传感器的结构并不复杂，且成本低，灵敏性也很强。在本次试验中对三氯甲烷进行仿真的时候，我们可以发现其可以测试的有机气体浓度范围相当广。无论是5 ppm这样低浓度的有机气体，还是6000 ppm这样的偏高浓度，传感器都可以精准地做出反应，而不会因为浓度过低或者过高而产生异常现象，这说明声表面波传感器具有很好的线性度。但是需要注意的是，实际应用的时候传感器不应长时间放置在有较高浓度的有机气体环境之下，否则可能会因为吸附过多有机气体而暂时失灵 [ 13 ]。 在实际应用中，声表面波有机气体传感器的高灵敏度特性使其可以被用来制造痕量气体检测装置，在生活中有广泛的应用，比如可以检测口腔的一些健康人所没有的气体，而这些气体的产生则很可能是各种疾病所导致的 [ 14 ]。不仅如此，工业中许多气体虽然微量，但是泄露的话也仍然可能会产生各种影响，因此有必要进行检测。 此次选择的ST石英作为声表面波传感器的材料有很广泛的应用，压电性能的稳定性也比较令人满意 [ 15 ]。不仅如此，用其制造的声表面波器件也具有较好的稳定性 [ 16 ]。除了压电基底，PIB敏感膜也同样是一种较为常见的材料，因此有投入工业生产的可能。 在实际生产加工时，薄膜厚度的取值也应当考虑到实际加工难度 [ 17 ]。虽然理论上可能会有机电耦合系数和灵敏度的最优平衡点，但是工艺上可能却并不允许，因此在实际工业生产中，需要结合实际情况考虑设计情况。事实上，这也是现在声表面波气体传感器尚未进入实际应用的一大原因。 4.2. 非技术因素分析 如前所述，许多有机气体对人体健康、环境等都有显著危害，本文中所仿真测试的三氯乙烯就属于一级致癌物。不仅如此，有机气体引发爆炸的危险也都很高，毕竟绝大多数有机气体都是很易燃的。 声表面波有机气体传感器能够有效地检测有机气体的存在和有机气体的浓度，因此在生活中的实用性不言而喻。然而令人担忧的是，许多人依然会为了成本等考虑拒绝在有必要的场合使用这种传感器。因此，想办法降低声表面波有机气体传感器的制造成本，同时在政策上助力推广其使用，是促进这种传感器发挥实际作用的必要手段。 4.3. 未来展望 声表面波传感器虽然灵敏，但是毕竟还是太过简单。在实际应用中，我们可能会遇到需要检测多种有机气体的情况。在这个情况下，可以采用BP神经网络分析等多种手段，让声表面波有机气体传感器变得更加多功能一些 [ 18 ]。而在分析之后，多种气体的成分和浓度都能够得到较为满意的分析结果。因此，声表面波有机气体传感器的发展应当结合其他技术的发展一并进行，才能够得到更好的结果。