电流强化

2024-05-05

电流强化（精选三篇）

电流强化篇1

1材料与方法

1.1体模的设计肾囊肿假性强化的研究使用长径约100.0 cm×31.5 cm的圆筒作为模拟人体的水模,其内装满水,直径为7.0 cm×16.0 cm的塑料水杯模拟肾脏,3支1.5 cm×8.5 cm、1.0 cm×5.0 cm及0.6 cm×3.2 cm的塑料试管内装满蒸馏水模拟单纯性肾囊肿,水杯内先后装满10% 葡萄糖液及一定浓度的含碘溶液,分别模拟平扫(30 HU)、中等强化(90 HU、125 HU、180 HU)及最大强化程度(240 HU)的CT值。为防止扫描中可能出现位置移动,妥善固定水杯后放入体模内的一侧。含碘剂的容器放入体模中心的底部,模拟脊柱,3支试管均无产生伪影的物质,将试管完全封闭并排空气体,阻止模型内含碘溶液及气体的进出。

1.2扫描方法采用Siemens Somatom Definition Flash CT机,使用水膜进行CT值校正后,使用腹部扫描模式,管电压为120 k V,而不同的CT容积剂量指数(CT dose index of volume,CTDIvol)对图像质量有一定的影响,根据扫描条件分成3组,A组管电压120 k V,管电流119 m As、CTDIvol为8.04 m Gy ;B组管电压120 k V, 管电流178 m As,CTDIvol为12.03 m Gy ;C组管电压120 k V,管电流297 m As,CTDIvol为20.08 m Gy。视野300 mm,准直器宽度0.6 mm,旋转时间0.5 s,螺距0.55,准直128×0.6 mm,重建层厚1 mm。

1.3数据分析将常规扫描图像传入Viewing中,每一个“肾囊肿”CT值的获得均采用圆形感兴趣区,每一个“囊肿”在相邻3个层面分别画一个相同大小和位置的感兴趣区,并记录获得的CT值。囊肿的CT值定义为 ±10 HU,囊肿无强化定义为与模拟平扫时相比囊肿在其他背景浓度下其CT值增幅≤ 10 HU,超过此阈值则定义为发生假性强化。

1.4统计学方法采用SPSS 13.0软件,背景浓度、直径和CTDIvol对囊肿CT值的影响采用正交设计的方差分析,P<0.05表示差异有统计学意义。

2结果

A组在240 HU背景浓度下3个不同直径的囊肿均出现假性强化,直径6 mm强化最显著,为21.0 HU ; 其余背景浓度下增加值均小于10 HU。B组直径10 mm和6 mm的囊肿在180 HU和240 HU背景下均出现假性强化,差值最大的为240 HU直径6 mm的囊肿,为20.4 HU。C组仅直径6 mm的囊肿在125 HU和240 HU背景浓度下出现假性强化,且240 HU背景下最大增强值为12.7 HU。

经正交设计的方差分析判断背景浓度(F=17.587, P<0.01)和直径(F=4.214,P<0.05)与假性强化显著相关。背景浓度越高,直径越小,假性强化越明显,在8~20 m Gy均出现假性强化,最显著的分别为21.0 HU、 20.4 HU及12.7 HU,提示随着管电流增大,假性强化程度越来越小(图1),但组间比较差异无统计学意义 (P>0.05),即囊肿假性强化的现象不随管电流的增加而消除,见表1。

3讨论

临床上,CT增强扫描后部分肾囊肿的CT值会一定程度地增加,当CT值增加的幅度超过10 HU时, 具有囊肿征象的病变其CT值的增加是否因为病变存在血液供应或仅仅是一种假性强化的现象?这个问题需要进一步辨别。部分容积效应和射线束硬化效应是产生假性强化的主要原因,此外还有电压、电流、重建层厚、算法等[6,7]。假性强化的出现为肾脏囊性病变的CT诊断带来挑战,如何消除这一现象值得探讨。理论上,管电流主要影响图像的低对比密度分辨率, 管电流不足,使低对比的细节显示困难。反之,增加管电流可以降低图像噪声,提高图像质量。Jung等[6]研究表明,提高图像对比、降低图像噪声可以减少假性强化的发生。为了减少或消除高浓度背景的影响, 本研究尝试通过增大管电流的方式增加射线剂量来纠正或减少假性强化的发生。然而,在管电流上升至297 m As时,直径6 mm的试管在高浓度背景条件下仍然产生了假性强化,其CT值达15 HU,提示管电流增加近150%(119 m As比297 m As)仍然不能完全消除假性强化。高浓度的扫描背景和病变较小的直径仍然是产生假性强化的重要原因之一。本研究结果提示, 单纯增大管电流、降低图像噪声尚不能完全消除假性强化。本研究使用直径达31.5 cm的水模模拟大体型患者的躯干,结果表明增加管电流可以降低图像噪声, 提高图像质量,从而降低假性强化的程度,同时降低假性强化的几率。

本研究证实,背景浓度是产生假性强化的重要因素之一,本研究在高浓度背景下(240 HU),约2/3的囊肿有假性强化,其发生几率明显高于90 HU和125 HU背景浓度。高背景浓度下产生的囊肿CT值的偏移可能主要是射线硬化效应的影响。X线并非单能的,它包含一系列频率的波动,不同能量的X线其组织衰减系数不同。当连续能谱穿过密度较高的组织结构时, 低能量的X线被吸收,而高能量的X线继续穿行,使其后方的组织显影密度变低,射线传播过程中,平均能量逐渐变高,射线逐渐变硬,这种现象称为射线硬化效应。CT图像表现的是人体内组织衰减系数的分布情况,射线硬化效应减低了组织的吸收密度,影响了图像质量。本研究中的“囊肿”全部包含在“肾脏” 内部,囊肿受硬射线效应的干扰大,假性强化值偏大。

尽管肾囊肿假性强化这一现象逐渐被影像工作者认识,但是如何消除这一现象目前尚无有效的方法。 Mileto等[8]的研究使用双能量CT能谱成像技术消除肾囊肿假性强化,取得了较为肯定的结果。本课题组前期研究[5]也使用双能CT技术,在肾囊肿增强扫描中也取得了相似的研究结果,但该技术只能基于双能扫描模式,对多数常规CT而言该技术不能普遍应用。因此,需要探索更实用的成像技术以消除假性强化。

本研究的局限性为:1本研究在尽量排除部分容积效应的影响下研究影响假性强化的因素,而在实际工作中,常常遇到直径 <1 cm的囊性病变因部分容积效应产生假性强化,两者的影响因素不尽相同;2本研究仅探讨了工作中常用的120 k V管电压,对于其他电压值的影响未做研究;3在实际工作中肾囊肿与肾实质的位置关系也是产生肾囊肿假性强化的重要原因之一。本课题组前期研究已对这一现象进行分析[5]。本研究重点探讨管电流对假性强化的影响,为今后低管电压、低管电流结合迭代重建扫描研究奠定基础。

电流强化篇2

1.0绪论

电池片内部存在多种电流，如暗电流、反向电流、漏电流等。各种电流都对组件的功率有或大或小的影响，区分各种电流的特性，能够排查引起组件功率异常的原因，有助于问题的彻底解决。

2.0暗电流

暗电流（Dark Current）也称无照电流，是指P-N结在反偏压条件下，没有入射光时产生的反向直流电流。一般由于载流子的扩散产生或者器件表面和内部的缺陷以及有害的杂质引起。扩散产生的原理是在PN结内部，N区电子多，P区空穴多，因为浓度差，N区的电子就要向P区扩散，P区的空穴要向N区扩散，尽管PN结内建电场是阻止这种扩散的，但实际上这中扩散一直进行，只是达到了一个动态的平衡，这是扩散电流的形成。另外当器件的表面和内部有缺陷时，缺陷能级会起到复合中心的作用，它会虏获电子和空穴在缺陷能级上进行复合，电子和空穴被虏获到缺陷能级上时，由于载流子的移动形成了电流，同样有害的杂质在器件中也是起到复合中心的作用，道理和缺陷相同。

暗电流一般在分选硅片时要考虑，如果暗电流过大能说明硅片的质量不合格，如表面态比较多，晶格的缺陷多，有存在有害的杂质，或者掺杂浓度太高，这样的硅片制造出来的电池片往往少子寿命低，直接导致了转换效率低!

对单纯的二极管来说，暗电流其实就是反向饱和电流，但是对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。3.0反向饱和电流

反向饱和电流指给PN结加一反偏电压时，外加的电压使得PN结的耗尽层变宽，结电场（即内建电场）变大，电子的电势能增加，P区和N区的多数载流子（P区多子维空穴，N区多子为电子）就很难越过势垒，因此扩散电流趋近于零，但是由于结电场的增加，使得N区和P区中的少数载流子更容易产生漂移运动，因此在这种情况下，PN结内的电流由起支配作用的漂移电流决定。漂移电流的方向与扩散电流的方向相反，表现在外电路上有一个留入N区的反向电流，它是由少数载流子的漂移运动形成的。由于少数载流子是由本征激发而产生的，在温度一定的情况下，热激发产生的少子数量是一定的，电流趋于恒定。

4.0 漏电流

我们都知道，太阳能电池片可以分3层，即薄层（即N区），耗尽层（即PN结），体区（即P区），对电池片而言，始终是有一些有害的杂质和缺陷的，有些是硅片本身就有的，也有的是我们的工艺中形成的，这些有害的杂质和缺陷可以起到复合中心的作用，可以虏获空穴和电子，使它们复合，复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的，由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献的部分称之为体漏电流。

5.0测试暗电流的目的

（1）防止击穿

如果电池片做成组件时，电池片的正负极被接反，或者组件被加上反偏电压时，由于电池片的暗电流过大，电流叠加后会迅速的将电池片击穿，不过这样的情况很少发生，所以测试暗电流在这方面作用不是很大。

（2）监控工艺

350KA电解槽强化电流运行实践篇3

1 强化过程

综合考虑电解生产平稳、供电能力和7#机组投入运行和效益最大化原则, 公司决定强化到390KA, 分阶段实施。

1.1 4月初, 电解三分厂开始做电流强化前的技术条件调整工作, 考虑到每提高10KA电流, 电压会自然上升60mv左右, 如电流强化至20KA左右, 为不影响极距, 电压会自然上升120mv, 同时考虑提升电流也会增加热收入因素, 计划设定电压提高80 mv左右, 分子比在强化前由2.35提高至2.40, 提高电解质电导率;铝水平提高2cm, 加强散热;为保证炉帮完好, 在强化后减少保温料厚度2~3 cm, 同时加强收边整形工作;上述调整工作到位后, 4月中旬, 电流强度初步提高到370KA。

1.2 5月份到6月中旬为稳定巩固阶段, 在此期间通过对电解温度、炉帮厚度、极距等参数的测量, 再次调整技术条件, 设定电压降低20 mv, 分子比由2.40回调至2.38, 对阳极使用周期进行了调整。同时加强了操作质量和基础工作的管理。

1.3 从6月中旬开始到10月份, 逐步强化电流到380KA, 技术条件再次进行了微调。

1.4 10月份, 启动了68台电解槽。

1.5 12月份, 随着7#机组的投入运行, 电流强化到390KA, 技术条件再次进行调整优化。受供电不稳定影响, 全月电流强度平均保持在384KA左右。

历经9个月时间, 在确保电解生产平稳运行的基础上, 圆满完成了电流强化任务。

2 主要措施

电解分厂认识到电流强度由350KA强化至390KA, 阳极电流密度由0.713A/cm2升至0.794A/cm2, 已接近400KA电解槽的0.815 A/cm2, 原有的技术条件配合已不适用于新的电流强度, 新的技术条件匹配更接近于400KA电解槽, 但又和400KA电解槽存在侧部炭砖、阴极炭块结构和材质及母线配制的不同, 所以必须探索出一套新的适用于390KA电流下稳定生产的技术条件组合。建立390KA电解槽全面控制和标准化操作体系, 有效的控制电解槽热平衡和物料平衡, 形成390KA电解槽生产操作管理技术体系, 才能获得良好的经济指标。

首先技术条件适度调整, 考虑到强化后热收入的增加, 适当提高铝水平的高度, 并减少保温料的厚度;考虑到强化后各部导体电阻的升高对极距的影响, 采取了适当提高电压和分子比按中上限保持的措施;又与博宇公司技术人员一起对槽控机控制参数进行了优化调整。同时对技术条件的控制实行合格率制度, 纳入到对工区长的评价和考核当中。

其次严格各项操作的过程控制, 依据操作规程对出铝、换极、效应处理等对电解生产稳定影响较大的作业进行规范, 并通过组织技术比武等活动促使不断提高, 使之成为作业组的自觉行为。同时也是评价作业组工作的重要依据。

第三加强了基础工作管理, 对各部母线压降随时检查处理, 确保处在较低水平, 重点对母线提升和换极作业后的压降的处理;对电解槽整形、收边以及阳极氧化、塌壳、冒火制定标准, 定时检查处理。

通过采取以上各项措施, 基本保证了强化期间和强化后的平稳运行, 取得了良好的经济技术指标, 探索出一套适应高电流密度下高效运行的技术条件匹配和管理方法。电流强化11.5%, 为国内领先。

3 经济指标

表1为2009年全年各月强化前后直流电耗和电流效率等经济指标对比:

自表1看出, 强化电流以前电流效率完成94.96%, 直流电耗为13194kwh/T-Al, 强化电流以后电流效率完成95.14%, 直流电耗为13073kwh/T-Al, 电流效率提高0.18%, 直流电耗下降121 kwh/T-Al。

4 效益分析:

4.1 电流强化至390KA, 系列产能由23万吨提高到25万吨, 每年多产铝3万吨, 以目前市场铝价和成本计算, 增加效益4500万元。

4.2 电流效率提高0.18%, 年多产铝450吨, 增加效益202.5万元

4.3 直流电耗降低121 kwh/T-Al, 全年节电3025万度, 以0.232元/kwh计算, 减少电费支出701.8万元。

由以上三项合计, 年增加效益5500多万元。

总之, 为探索出一套适应390KA电流下的管理方法, 电解分厂上下400余人齐心协力、辛勤工作, 经过半年多的不懈努力, 经历了多次失败, 终于获得了成功。目前, 电流效率、直流电耗等经济指标在同行业中处于前列。节省了大量的能源和原辅材料的投入, 创造了可观的的经济效益。