吳學(xué)敏

（江西有色水利水電工程有限公司，江西 南昌 330000）

微機(jī)電系統(tǒng)指的是可以大規(guī)模生產(chǎn)的微型器件，而微機(jī)電系統(tǒng)的整體面積與尋常的機(jī)械系統(tǒng)相對(duì)較大，而該系統(tǒng)的表面靜電與其熱容性等性質(zhì)更加重要，通常都是通過(guò)和生產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)的加工技術(shù)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的。本文主要闡述了微機(jī)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，并分析現(xiàn)階段輪機(jī)工程技術(shù)的特征，以及其在輪機(jī)工程中的運(yùn)用展望。

1 微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)

據(jù)了解，微機(jī)電系統(tǒng)的主要特征主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：第一，微機(jī)電系統(tǒng)與半導(dǎo)體電路系統(tǒng)類似，在其生產(chǎn)過(guò)程中都運(yùn)用了刻蝕等技術(shù)，可以省去結(jié)構(gòu)的裝配過(guò)程；第二，能夠更好地把一些機(jī)械動(dòng)力組件和電路以及傳感系統(tǒng)集成到一起；第三，體積小巧，能夠在較為狹窄或地質(zhì)環(huán)境更加苛刻的環(huán)境中運(yùn)用；第四，微機(jī)電系統(tǒng)的內(nèi)部組件也相對(duì)更小，所以在其運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的慣性也更低；第五，由于微機(jī)電系統(tǒng)的整體尺寸比較小，所以基本不會(huì)受到熱膨脹效果的影響；第六，在微機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程更加安全和穩(wěn)定。而微機(jī)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 微機(jī)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成

2 輪機(jī)工程的技術(shù)特征

輪機(jī)工程在以前是船舶機(jī)械的簡(jiǎn)稱，但是輪機(jī)工程發(fā)展到如今已經(jīng)衍生出了許多分支工程，一個(gè)完善的船只其實(shí)細(xì)致化地看就是一個(gè)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的完美結(jié)合，運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，所以輪機(jī)工程的發(fā)展速度非常快，規(guī)模也在不斷拓展，輪機(jī)工程的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，輪機(jī)船艙設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)展現(xiàn)出了現(xiàn)階段世界機(jī)械制造技術(shù)的先進(jìn)性，涉及到了工程物理、熱能、流體工程、載具工程、傳播工程等一系列科學(xué)領(lǐng)域；第二，輪機(jī)工程也是目前電氣工程的主要運(yùn)用領(lǐng)域。電氣工程作為我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中最為重要的項(xiàng)目之一，隨著電氣工程的發(fā)展，如今在輪機(jī)工程中也有著越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。雖然目前多數(shù)船舶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還在運(yùn)用內(nèi)燃機(jī)，不過(guò)電力工程顯然也有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)，包括日常的通信以及能源都是不可或缺的；第三，輪機(jī)工程也是目前現(xiàn)代化控制技術(shù)的主要運(yùn)用領(lǐng)域。為了能夠保證船舶機(jī)械和電氣設(shè)備的穩(wěn)定性，以及減輕輪機(jī)工作人員的工作壓力，自動(dòng)化控制技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)在輪機(jī)工程中普及化直到現(xiàn)在，基本上所有的輪機(jī)工程中都能夠看到自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用。

3 微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)在輪機(jī)工程中的運(yùn)用

3.1 船舶的水下表面的實(shí)時(shí)監(jiān)控

在船舶運(yùn)作過(guò)程中，處于水下的船體部分也是需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的部位，而將基于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的傳感器裝置在船體水下部分的螺旋槳和其他重要的表面位置，可以做到對(duì)船體水下部位所出現(xiàn)的承受壓力、侵蝕狀況以及各種表面雜物的監(jiān)控。

3.2 對(duì)船舶中柴油機(jī)的運(yùn)作進(jìn)行管控

通過(guò)相關(guān)的力學(xué)傳感器，比如一些帶有遙感測(cè)試性能的微機(jī)電系統(tǒng)傳感器等，并將傳感器裝置在主機(jī)的一些軸承外部、活塞環(huán)、油泵油管等重點(diǎn)部位，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些重要部位運(yùn)作狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)對(duì)這些部位組件的運(yùn)作參數(shù)，比如運(yùn)作溫度、設(shè)備壓力、運(yùn)作加速度、振幅等相關(guān)信息，和其中一些構(gòu)件的損耗程度等，進(jìn)一步保證柴油機(jī)能夠穩(wěn)定地運(yùn)作。

3.3 針對(duì)船舶流體和液壓系統(tǒng)的管控

在船舶系統(tǒng)中，閥門、泵等一些設(shè)施都是微流體結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是微機(jī)電系統(tǒng)所運(yùn)用的重點(diǎn)系統(tǒng)。將微機(jī)電系統(tǒng)流體設(shè)備與多種傳感器安裝到傳播液壓流體系統(tǒng)中，能夠有效地對(duì)流體的流量、速度、溫度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，若是能夠把微機(jī)電系統(tǒng)安裝到液壓閥中的相關(guān)部委中，比如液壓閥的閥芯部委，那么可以做到對(duì)液壓閥芯的運(yùn)作和位置進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)整個(gè)流體系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)動(dòng)警報(bào)，并顯示發(fā)生異?；蚬收系木唧w部位。

3.4 為船舶的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)給予相關(guān)的連接端口

微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)能夠在信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起到代替光交換系統(tǒng)的作用，而這也是微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的一大進(jìn)步，若是這一技術(shù)能夠得以發(fā)展，那么未來(lái)微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)則能夠在包括船舶信息網(wǎng)絡(luò)的所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到十分廣泛的運(yùn)用。

3.5 微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)也為船舶的控制設(shè)備提供支持

在船舶工程的控制設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以充分運(yùn)用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的各種微型構(gòu)造系統(tǒng)來(lái)為船舶控制系統(tǒng)的分油設(shè)備、空壓設(shè)備、電站和其他各種船舶設(shè)備給予相關(guān)的邏輯控制模塊，進(jìn)而提高船舶控制設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

基于微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的特征，以及其在輪機(jī)工程中的具體應(yīng)用來(lái)展望未來(lái)微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)也在不斷地研究與創(chuàng)新，未來(lái)很有可能會(huì)在各大領(lǐng)域中得到更加廣泛的運(yùn)用，不僅推動(dòng)了我國(guó)輪機(jī)工程的科研創(chuàng)新，同時(shí)也為我國(guó)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。