電脈沖

美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電脈沖能殺死癌細(xì)胞

合眾國際社報(bào)道，美國舊多米寧大學(xué)與東弗吉尼亞醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們聲稱，他們利用高壓的電脈沖刺激，殺死了老鼠體內(nèi)的黑色素瘤。研究人員利用時(shí)間非常短的高壓劑量的電脈沖來進(jìn)行腫瘤的治療試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，還沒有哪種腫瘤對(duì)此刺激不產(chǎn)生反應(yīng)。舊多米寧大學(xué)的電子計(jì)算機(jī)工程副教授Richard Nuccitelli說，這一方法最終將會(huì)被證明是一個(gè)很有效的癌癥治療手段。

短時(shí)間的高壓電脈沖可以破壞血液向腫瘤處的流動(dòng)，并使得腫瘤的核心縮小50%左右，Nuccitelli說。腫瘤通常會(huì)在治療后的兩到三個(gè)星期內(nèi)死亡。治療時(shí)一般每次都要用到數(shù)百次的電脈沖，它在百萬分之一秒的時(shí)間內(nèi)帶有4000伏的電壓。

Nuccitelli告訴記者說，他和他的同事們都相信，高壓電脈沖刺激的過程會(huì)嚴(yán)重破壞細(xì)胞內(nèi)的DNA（遺傳物質(zhì)）。治療不會(huì)產(chǎn)生任何疤痕，或是影響臨近的周圍細(xì)胞。所有研究中的實(shí)驗(yàn)老鼠都存活著，且沒有發(fā)生任何其他疾病。研究人員表示，在這一技術(shù)運(yùn)用到人體試驗(yàn)之前，還需要進(jìn)一步做其他的附加實(shí)驗(yàn)。

研究論文發(fā)表在周三的《生物化學(xué)與生物物理研究通訊》雜志上。

電脈沖是電子產(chǎn)生的一個(gè)脈沖，脈沖就是在很短時(shí)間內(nèi)變一次電壓的過程。

電脈沖放電電火花線切割時(shí)電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。

CNC 電脈沖 ：SP1-300cnc

主要技術(shù)規(guī)格

工作臺(tái)尺寸（長(zhǎng)*寬）mm 600*400

X,Y,Z軸行程 mm 300*210*270

最大電極重量 kg 25

最大工件重量 kg 400

工作臺(tái)面至電極板的最小/最大距離mm 295/565

機(jī)床重量（不含數(shù)控電源） kg 2000

總輸入功率 KVA 13

尖端技術(shù)參數(shù)

在正負(fù)極之間加上脈沖電源，當(dāng)來一個(gè)電脈沖時(shí)，在電極絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時(shí)可高達(dá)10000°C以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹，并具有爆炸的特性；

EDM電脈沖 機(jī)床系列電脈沖 主要技術(shù)規(guī)格

電脈沖（Electropulsing），是由電容或者是間歇源產(chǎn)生的非穩(wěn)態(tài)電流場(chǎng)，我們通常用的交流電就可以看成是一種脈沖電流，而其中的一個(gè)周期過程就可以看成一個(gè)電脈沖?，F(xiàn)代的電脈沖技術(shù)發(fā)展到越來越向高頻，高能量峰的趨勢(shì)發(fā)展。在材料檢測(cè)，生物，醫(yī)學(xué)，核能，軍事等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。主要的作用原理有：高能焦耳熱效應(yīng)，熱壓效應(yīng)，高頻磁感效應(yīng)，電致塑形等等。

常見的波形有矩形，正弦，矩形衰減，正弦衰減，群陣等等。主要波形圖如圖《電脈沖波形》所示。

根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同，及加工質(zhì)量不同，電火花線切割機(jī)床通常分為三類：

第一類是高速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向時(shí)停頓，使加工質(zhì)量下降，是我國生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式；

第二類是低速走絲電火花線切割機(jī)床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好，但加工速度較低，是國外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。

第三類中速走絲電火花線切割機(jī)床，準(zhǔn)確地應(yīng)該叫“多速走絲”。是我國獨(dú)創(chuàng)的，其原理是對(duì)工件作多次反復(fù)的切割，開頭用較快絲筒速度、較強(qiáng)高頻來切割，就如快走絲線切割，最后一刀用較慢絲筒速度、較弱高頻電流來修光，從而提高了加工光潔度；而且絲速減低后，導(dǎo)輪和軸承的抖動(dòng)少了，加工精度也提高了；

另外，第一刀以最快的速度切割，后來的切割和修光的切割量都非常少，因此，一般三刀切割的時(shí)間加起來也比快走絲的一刀切割要快。是利用電極與工件之間的火花通電時(shí)，所產(chǎn)生的瞬時(shí)間的高溫，去層層蝕除工件表面上材料的原理。電火花加工適用于高硬度導(dǎo)電工件的加工。數(shù)控電火花成型機(jī)床便是電火花加工的最好范例。

電脈沖殺菌被認(rèn)為具有以下優(yōu)點(diǎn) ：

①殺菌時(shí)對(duì)象升溫小，并且可以通過冷卻系統(tǒng)把處理溫度控制在5~55℃。

②殺菌時(shí)間短(從數(shù)微秒到數(shù)毫秒)，電流產(chǎn)生的熱量少，可以盡量保留物料原有的外觀、風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值。

③與普通熱殺菌相比，電脈沖殺菌是一種比較節(jié)能的殺菌方式，所消耗能量為100~400kJ/L。

因此，電脈沖殺菌主要希望用于對(duì)熱敏感的液態(tài)食品，如果汁、牛乳、蛋液、青豆湯、啤酒等。

國際上對(duì)于電脈沖殺菌正處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，很少應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。其存在的主要問題：

①殺菌效果差異大。受處理?xiàng)l件、食品性質(zhì)、微生物等多因素影響，實(shí)際應(yīng)用中電脈沖殺菌的殺菌效果尚不穩(wěn)定。

②殺菌不徹底。經(jīng)高壓脈沖電場(chǎng)處理后，食品中微生物的數(shù)量雖然有報(bào)道可降低2～8個(gè)對(duì)數(shù)值，但很難做到像熱殺菌那樣，達(dá)到徹底殺滅微生物的目標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，在相同的電脈沖殺菌條件下，對(duì)初始菌數(shù)高的樣品與初始菌數(shù)低的樣品分別進(jìn)行處理，雖然前者菌數(shù)下降的對(duì)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者，但是初始菌數(shù)高的樣品中微生物殘留量也高，難以達(dá)到商業(yè)無菌的要求。

③設(shè)備實(shí)際應(yīng)用的難題。首先，處理室電極容易被腐蝕；其次，液態(tài)食品中如有氣泡存在，通過處理室容易產(chǎn)生電火花，一旦產(chǎn)生電火花會(huì)損壞脈沖發(fā)生器的控制開關(guān)。2100433B

隨著現(xiàn)代飛機(jī)對(duì)于高效、低能耗要求的提出，對(duì)于防/除冰也有了相應(yīng)更高的要求，而電脈沖除冰技術(shù)以其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、能耗少、效率高及維修方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，是一種極具發(fā)展前途的飛機(jī)除冰方式。

今后，在電脈沖除冰脈沖電路、脈沖激勵(lì)與除冰效果研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)影響電脈沖除冰效果的因素，如冰形、除冰部位、線圈安裝位置等，進(jìn)一步完善電脈沖除冰的設(shè)計(jì)流程;針對(duì)電脈沖除冰會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)這一現(xiàn)象，應(yīng)論證電磁輻射干擾等是否會(huì)影響飛機(jī)的安全。

另外，研究復(fù)合材料在電脈沖除冰技術(shù)中的使用問題，以及與現(xiàn)有航空電子設(shè)備和電氣系統(tǒng)的一體化問題都是未來需要考慮和研究的內(nèi)容。

通過對(duì)國內(nèi)外電脈沖除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀的整理，尤其是對(duì)國內(nèi)研究現(xiàn)狀的分析，可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)電脈沖除冰技術(shù)的研究起步較晚，還未完全掌握電脈沖除冰系統(tǒng)電動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)與分析方法、電脈沖除冰結(jié)構(gòu)的疲勞壽命評(píng)估方法、電脈沖除冰技術(shù)的動(dòng)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)方法以及電脈沖除冰系統(tǒng)的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)與評(píng)估方法等關(guān)鍵技術(shù)，在型號(hào)應(yīng)用方面更是處于空白狀態(tài)。

如要將電脈沖除冰技術(shù)應(yīng)用于型號(hào)飛機(jī)上，則必須要解決在飛機(jī)上應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，也是電脈沖除冰技術(shù)研究的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)。

電脈沖除冰技術(shù)研究的難點(diǎn)之一是如何得到最優(yōu)的脈沖電路以及除冰電脈沖激勵(lì)的計(jì)算。考慮到脈沖電路參數(shù)間的關(guān)系是復(fù)雜的、綜合作用的，需進(jìn)行深入的理論研究以獲得脈沖電路電壓、電容、線圈尺寸、蒙皮材料以及線圈與蒙皮之間的間隙和脈沖力、脈沖時(shí)間等的基本關(guān)系，由此得到一個(gè)確定的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而設(shè)計(jì)最優(yōu)脈沖電路。在得到脈沖電路的基礎(chǔ)上研究脈沖激勵(lì)，但因?yàn)槊}沖激勵(lì)分布不均勻，若簡(jiǎn)單的建立模型施加總電磁力，會(huì)影響計(jì)算精度，需按照脈沖力分布特點(diǎn)進(jìn)行有限元網(wǎng)格的劃分，計(jì)算得到不同位置不同時(shí)刻的脈沖激勵(lì)。

電脈沖除冰技術(shù)研究的難點(diǎn)之二是冰層失效準(zhǔn)則的研究。冰層失效準(zhǔn)則的研究是進(jìn)行除冰效果研究的前提，冰層失效問題的影響因素繁多，尤其需要了解冰層的物理屬性。由于冰層的物性參數(shù)受環(huán)境溫度、液態(tài)水含量、水滴直徑、撞擊速度等因素的影響，同時(shí)冰檬皮間的粘附強(qiáng)度還受基層材料、表面粗糙度等約束，因此在不同條件下產(chǎn)生的冰層其物性參數(shù)差別很大。這些都是冰層失效準(zhǔn)則研究的關(guān)鍵。而除冰效果的仿真研究，是通過計(jì)算覆蓋在蒙皮上的冰層失效狀態(tài)，模擬出電脈沖除冰的除冰范圍，從而求解得到除冰效果。其中所選用的冰層失效準(zhǔn)則是否適用是影響除冰效果計(jì)算的關(guān)鍵因素。

電脈沖除冰技術(shù)研究的難點(diǎn)之三是如何得到電脈沖除冰結(jié)構(gòu)的疲勞壽命時(shí)間。通過對(duì)除冰結(jié)構(gòu)疲勞性能的深入研究，從而獲得電脈沖除冰結(jié)構(gòu)的疲勞壽命評(píng)估方法。需結(jié)合蒙皮結(jié)構(gòu)電脈沖除冰的動(dòng)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)，提出電脈沖除冰結(jié)構(gòu)疲勞壽命的有效評(píng)估方法。為將來電脈沖除冰技術(shù)的裝機(jī)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

電脈沖除冰技術(shù)研究的難點(diǎn)之四是脈沖線圈以及系統(tǒng)研制的工藝要求。目前國內(nèi)尚無能批量生產(chǎn)電磁脈沖線圈的廠家，并且尚無成熟的線圈制作工藝規(guī)程以及系統(tǒng)研制工藝規(guī)程。

在未解決上述難點(diǎn)之前，電脈沖除冰技術(shù)在國內(nèi)飛機(jī)型號(hào)上的應(yīng)用還需進(jìn)行大量的理論研究與試驗(yàn)研究的積累。電脈沖除冰技術(shù)在國內(nèi)飛機(jī)上的應(yīng)用研究對(duì)國內(nèi)防/除冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說是極具挑戰(zhàn)的研究項(xiàng)目。