物場分析與個標準解演示文稿

物場分析與個標準解演示文稿當前1頁，總共242頁。（優(yōu)選）物場分析與個標準解當前2頁，總共242頁。問題模型應用

具體問題解具體問題標準問題TRIZ的解題模式轉(zhuǎn)化解決方案

模型標準解法

TRIZ工具歸納定義應用驗證當前3頁，總共242頁。什么是物場模型？物場模型：是由兩個物質(zhì)和一個場這樣三個元素所構(gòu)成的完全的、最小的技術(shù)系統(tǒng)。是一種用圖形表達問題的符合語言來揭示系統(tǒng)的功能，描述任何技術(shù)系統(tǒng)中不同元素之間發(fā)生的不足的、有害的、過度的和不需要的各種相互作用.設(shè)計人員通過使用這些特定的符號來有序地進行解決發(fā)明問題的方法。依據(jù)Altshuller發(fā)現(xiàn)的規(guī)律：如果問題的物場模型是一樣的，那么解決方案的物場模型也是一樣的，和這個問題來自于哪個領(lǐng)域無關(guān)。當前4頁，總共242頁。物場建模的目的物場建模為研究物場轉(zhuǎn)化和發(fā)展的TRIZ工具。應用物場建?？梢杂赡：陌l(fā)明情景進入到一系列的發(fā)明問題。發(fā)明問題是以技術(shù)系統(tǒng)元件成對之間的標準矛盾形式確定的?；疚锢韴觯褐亓?、電磁場、強作用場、弱作用場其他的相互作用：機械場、熱場、化學場、電場、磁場、電磁場、放射場、生物場、嗅覺場、聲場……當前5頁，總共242頁。最基本的物場模型(Su-Fmodel)最基本物場模型是將一個技術(shù)系統(tǒng)分成兩個物質(zhì)與一個場或一個物質(zhì)與兩個場，用一個三角形來表示每個系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能。一個基本完整的測量物場模型必須是在它的輸出端載有被測對象信息參數(shù)的輸出場

S2FS1Fnew1S2S1Fnew2最基本的物場模型最基本的測量物場模型當前6頁，總共242頁。、S、S1、S2…表示物質(zhì)。通常物質(zhì)S1是一種需要改變、加工、位移、發(fā)現(xiàn)、控制、實現(xiàn)等的“目標”、“對象”；物質(zhì)S2

是實現(xiàn)必要作用的“工具”。F、F1、F2…表示場代表“能量”、“力”，是實現(xiàn)兩個物質(zhì)間的相互作用、聯(lián)系和影響的能量。在測量物場模型中，通常F1表示輸入場，F(xiàn)2表示輸入場有關(guān)聯(lián)的作用有效不充分作用定向有效作用有害作用最基本的物場模型(Su-Fmodel)當前7頁，總共242頁。常用的物場模型及其含義有效完整模型：實現(xiàn)功能的3個元素齊全，且有效實現(xiàn)功能不完整模型：實現(xiàn)功能的3個元素不全，可能缺場，也可能是缺少（工具）物質(zhì)。標準解法：對不完整模型，應針對所缺少的元素給予引入物質(zhì)或引入場，使形成有效完整的物場模型，從而得以實現(xiàn)功能。效應不足的完整模型：3個元素齊全，但功能未有效實現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)得不足。標準解法：增加物質(zhì)S3或增加另一個場F2來強化有用效應。S3可以是現(xiàn)成物質(zhì)，或是S1、S2的變異、或是環(huán)境或是通過分解環(huán)境而獲得的物質(zhì)。效應有害的完整模型：3個元素齊全，但產(chǎn)生了有害的效應，需要消除這些有害效應。標準解法：

1）增加另一物質(zhì)S3來阻止有害效應的產(chǎn)生

2）增加另一個場F2來平衡產(chǎn)生有害效應的場當前8頁，總共242頁。構(gòu)造物質(zhì)－場模型通常遵循下圖所示的工作流程,即1．識別元件，定義模型中的三個要素，2．構(gòu)建模型，3．從76個標準解中選擇合適的解作為解決方案，4．進一步發(fā)展解，以達到系統(tǒng)的有效和完善，5．實現(xiàn)具體解，6．探求另外可行解。9物場模型工作流程當前9頁，總共242頁。發(fā)明問題76個標準解系統(tǒng)的分級級別標準解系統(tǒng)名稱子系統(tǒng)數(shù)量第一級基本物場模型的標準解13第二級增強物場模型的標準解23第三級向雙、多級系統(tǒng)或微觀級系統(tǒng)進化的標準解6第四級測量與檢測的標準解17第五級簡化與改善策略標準解17合計76當前10頁，總共242頁。組成第一級標準解系統(tǒng)的分系統(tǒng)第一級基本物場模型的標準解1.1構(gòu)建完整的物場模型1.2

消除或中和有害作用，構(gòu)建完善的物場模型

當前11頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)1.1的子系統(tǒng)

1.1構(gòu)建完整的物場模型1.1.1由不完整的向完整的物場模型轉(zhuǎn)換1.1.2在物質(zhì)內(nèi)部引入附加物，建立內(nèi)部合成的物場模型1.1.3在物質(zhì)外部引入附加物，建立外部合成的物場模型1.1.4利用環(huán)境資源作為物質(zhì)內(nèi)部或外部的附加物，建立與環(huán)境一起的物場模型1.1.5

引入由改變環(huán)境而產(chǎn)生的附加物，建立與環(huán)境和附加物一起的物場模型1.1.6對物質(zhì)作用的最小模式1.1.7對物質(zhì)作用的最大模式1.1.8對物質(zhì)作用的選擇性最大模式：分別向最大和最小作用場區(qū)域選擇性引入附加物

當前12頁，總共242頁。1.1.1由不完整的向完整的物場模型轉(zhuǎn)換、通過引入缺失的場或物質(zhì)來建立完整的物場模型當前13頁，總共242頁。不完整→有效完整的物場模型FS1S2缺少工具和力S1S2S1S2缺少力和加工對象缺少力人們用錘子打釘，只有釘子（目標物質(zhì)S1）不行；只有錘子（工具物質(zhì)S2）也不行；有了釘子和錘子，沒有人的手臂用力（機械場F）同樣不行；只有當三個因素同時具備時才能完成打下釘子的任務。S2F1S1釘子錘子機械力當前14頁，總共242頁。1.1.2在物質(zhì)內(nèi)部引入附加物，建立內(nèi)部合成的物場模型從形式上看，3個元素都齊全，是一個完整的物場模型，但不能表現(xiàn)為一個工作著的物場模型。且系統(tǒng)內(nèi)部對引入物質(zhì)沒有限制,引入的添加物質(zhì)對現(xiàn)有的系統(tǒng)也不會產(chǎn)生大的變化時，則可在系統(tǒng)物質(zhì)中引入附加物，構(gòu)建物質(zhì)內(nèi)部合成的物場模型。該添加物也可以是系統(tǒng)物質(zhì)的變異。S2FS1S2FS1S2FS1S3FS1S2S3作用不充分作用力不充分當前15頁，總共242頁。實例：穿著普通鞋子在冰面上行走穿著普通鞋子在冰上行走的人，因得不到冰面足夠的摩擦力，所以容易滑倒。解決辦法：換上釘鞋帶釘?shù)男幽Σ亮π颖鍿2FS1FS1S2S3當前16頁，總共242頁。實例：利用抗凝血劑防止血液凝固血液心肺機S2FS1生物場FS1S2S3肝素當前17頁，總共242頁。實例：帶雙帽的釘子在有些生產(chǎn)產(chǎn)品的加工過程中對產(chǎn)品釘下的釘子，待加工完成后必須取出。為此在加工過程中，釘帽必須與產(chǎn)品表面貼緊，以達到緊固產(chǎn)品的目的；但是當完工后，釘子帽又必須遠離產(chǎn)品表面，以使起釘容易，并在起釘時不會對表面產(chǎn)生傷害。使用帶兩個釘帽的釘子，可以同時滿足不同加工過程的要求。由于在兩釘帽間有足夠的空隙用于拔出釘子，下面的釘帽則可保持緊貼產(chǎn)品。加工產(chǎn)品單帽釘雙帽釘機械場S2FS1S2FS1S3當前18頁，總共242頁。1.1.3在物質(zhì)外部引入附加物，建立外部復合的物場模型如果系統(tǒng)不能改變，實施內(nèi)部合成受阻，則在兩個物質(zhì)S1、或S2的外部引入附加物S3來達到增強效應的目的S2FS1S2FS1S3FS2S1S2FS1S3S1引入附加物S2引入附加物當前19頁，總共242頁。實例：路標的涂層（實例1.1.3）提高路標對司機的可視性路標的明亮度對于汽車司機的安全行駛至關(guān)重要。在路標表面涂上高分子涂層，在汽車大燈光的照耀下，增加了路標的反射光，從而提高了路標對司機的可視性。反射光路標燈光S2FS1S2FS1路標＋涂層S3當前20頁，總共242頁。實例：查找出壓縮機氟利昂滲漏處

（建立外部合成物場模型）將外部添加物S3熒光粉摻入壓縮機內(nèi)的潤滑油中，然后再用紫外光照射壓縮機，通過滲漏出的潤滑油中熒光粉發(fā)出的光，可以準確地確定氟利昂的滲漏部位。氟利昂S2FS1壓縮機紫外光FS1S1＋熒光粉S3當前21頁，總共242頁。1.1.4利用環(huán)境資源作為物質(zhì)內(nèi)部或外部的附加物，建立與環(huán)境一起的物場模型

在基本物場模型已經(jīng)形成的基礎(chǔ)上，如果系統(tǒng)難以滿足要求的變化，且限制將物質(zhì)引入系統(tǒng)內(nèi)部或外部，則可以將環(huán)境中的物質(zhì)作為附加物引入，形成與環(huán)境一起的物場模型。SES1S2FS1S2FS1S2FFS1S2SE當前22頁，總共242頁。實例：潛水艇下水深度的調(diào)整（實例1.1.4）當潛水艇浮在水面上時，同時承受著來自地球自上而下的重力和與之相反方向的水的浮力，倘若將環(huán)境中的水大量地注入潛水艇中，一旦地球?qū)撍У闹亓朔怂母×r，潛水艇就會開始下沉。SES1注入水的潛水艇S2FS2FS1未注入水的潛水艇海水重力當前23頁，總共242頁。實例：利用船體內(nèi)置的水箱來增強船體的穩(wěn)定性船體裝備的“龍骨壓載水箱”，當船翻覆時，龍骨會暴露到空氣中，水就顯示了重量，由于水不可能即刻流出，龍骨將使船自動恢復到原位。（在海上航道浮標內(nèi)沖入海水，以加強浮標的穩(wěn)定性）S2FS1船體＋壓載水箱水海水SEF’S1發(fā)生傾斜的船S1當前24頁，總共242頁。1.1.5引入由改變環(huán)境而產(chǎn)生的附加物，建立與環(huán)境和附加物一起的物場模型在基本物場模型已經(jīng)形成的基礎(chǔ)上，如果系統(tǒng)難以滿足要求的變化，且限制附加物引入系統(tǒng)內(nèi)部或外部，對引入環(huán)境雖然沒有限制，但原有環(huán)境或原環(huán)境中的物質(zhì)不能滿足需求時，則可通過改變或分解環(huán)境來獲得所需的附加物Sed引入系統(tǒng)，建立與環(huán)境和附加物一起的物場模型。S2FS1FS1S2SedS2FS1S2FSedS1當前25頁，總共242頁。實例：軸承潤滑劑相對于軸承來說，潤滑油是軸承的環(huán)境，在潤滑油中引入電解液，可促使?jié)櫥瑒┢愿纳破胀◤较蜉S承的阻尼特性潤滑劑軸承S2FS1FS1潤滑油＋電解液S2Sed當前26頁，總共242頁。實例：拍攝太空物體圖像利用望遠鏡在正常的環(huán)境下拍攝太空物體的圖像很不清晰，倘若在太空中設(shè)置望遠鏡，由于完全改變了的環(huán)境，致使望遠鏡的功能和清晰度達到大大提高。太空物體望遠鏡改在太空環(huán)境中望遠鏡在正常環(huán)境中S2FS1S2FSedS1當前27頁，總共242頁。1.1.6對物質(zhì)作用的最小模式如果希望獲得最小作用，但現(xiàn)有條件很難或無法保障做到，就先應用最大模式（最大作用場或最大物質(zhì)）作為過渡形式，隨后再設(shè)法將過量消除，以使最終達到對物質(zhì)的最小作用。其中過量的場用物質(zhì)來去除；過量的物質(zhì)用場（通過引入能生成場的物質(zhì)）來去除。過量的場用物質(zhì)來消除過量的物質(zhì)用場（用能生成場的物質(zhì)）來消除。S2S1FS2maxS1S1S2FmaxS1F當前28頁，總共242頁。實例：磁發(fā)電機導體陶瓷板上塗強磁性導電材料

（首先全面覆蓋，然后再去除過量部分）首先向整個陶瓷板滿噴上一層強磁涂料，隨后將噴灑在凸面上的過量部分通過機械作用將它去除掉，最后只讓在板槽中留下薄薄的一層強磁性導電材料涂料S2S1FS2maxS1陶瓷板機械場當前29頁，總共242頁。實例：洗完衣服后的甩干（實例1.1.6）要想依靠重力或手臂的能力擰干衣服上的水是不太容易的事，借助于洗衣機，讓衣服和洗衣機滾筒轉(zhuǎn)起來，利用洗衣機的離心力把衣服上多余的氺份去除。洗衣機S2離心力FmaxS1衣服S1F當前30頁，總共242頁。1.1.7對物質(zhì)作用的最大模式如果系統(tǒng)要求獲得最大的作用，但這對系統(tǒng)物質(zhì)S1會產(chǎn)生傷害時，引入保護性附加物S2讓最大作用首先直接作用在與原物質(zhì)相連接的附加物S2上，然后再到達需免受傷害的物質(zhì)S1上。

S1S2FmaxS1Fmax當前31頁，總共242頁。實例：焊接工人的面罩

（實例1.1.6）焊接時產(chǎn)生的弧光輻射對焊接工人的眼睛有極大的傷害，然而為了保證焊接質(zhì)量，焊接的弧光強度是不可能減弱的，焊接的工作又必須連續(xù)進行的，為此，焊接工人使用保護面罩（中性濾光鏡），過度的弧光（多余的場）被保護面罩（引入的添加物）消除掉了。

焊工眼睛弧光輻射面罩S2S1FmaxS1Fmax當前32頁，總共242頁。1.1.8對物質(zhì)作用的選擇性最大模式當在系統(tǒng)中某些區(qū)域需要使用最大作用場，并在該系統(tǒng)的另外某些區(qū)域同時需要使用最小作用場時，可以根據(jù)使用的作用場區(qū)域究竟是最大還是最小，參照1.1.6和1.1.7分別引入附加物：當最大作用情況下，將一種保護性物質(zhì)引入到要求最小作用的所在區(qū)域；當最小作用情況下，將一種可以產(chǎn)生局部場的物質(zhì)引入到要求最大作用的所在區(qū)域。當前33頁，總共242頁。實例：注射液玻璃瓶的封口工藝

（在選定區(qū)域最大模式，在另一個區(qū)域最小模式）當為注射液玻璃瓶進行封口時，必須將火焰調(diào)整到最大功率，以使火焰在瓶口處達到最大效應，快速地熔化玻璃并完成封口；但是，灼熱的火焰對瓶內(nèi)的藥液質(zhì)量會產(chǎn)生傷害，為使瓶內(nèi)的藥劑免遭受熱，影響藥液的質(zhì)量，在完成封口操作時，必須將瓶身浸在水中，以使瓶身受火焰的影響達到最小。冷卻水S3S1FmaxS2Fmax最大火焰藥液瓶封口區(qū)S2藥液瓶盛藥區(qū)S1Fmax當前34頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)1.2的子系統(tǒng)

1.2消除或中和有害作用，構(gòu)建完善的物場模型1.2.1在系統(tǒng)的兩個物質(zhì)之間引入外部現(xiàn)成的物質(zhì)1.2.2引入系統(tǒng)中現(xiàn)有物質(zhì)的變異物1.2.3引入第2種物質(zhì)1.2.4引入場1.2.5切斷磁影響當前35頁，總共242頁。1.2.1在系統(tǒng)的兩個物質(zhì)之間引入外部現(xiàn)成的物質(zhì)當在物場模型中存在有用和有害的作用，且它們的2個物質(zhì)之間可以不緊密相鄰的，則可將外部現(xiàn)成的附加物，引入在系統(tǒng)的兩個物質(zhì)之間，以避免2個物質(zhì)之間的直接接觸來消除它們間的有害作用。該附加物可以是臨時的，也可以是永久的。S2FS1S3S2FS1S2FS1S3S2FS1當前36頁，總共242頁。在微電路中，用直徑0.2微米的銅導線來替換0.35微米寬的鋁導線，騰出的空間可以在芯片上增加三倍的電組元，提高運行速度，節(jié)約用電。銅導線對系統(tǒng)有效作用；但由于銅原子會向硅中擴散，銅導線對硅基有害作用，從而會惡化了整個系統(tǒng)。在硅和銅導線之間增加隔離夾層，消除了銅導線與硅的有害效應實例：微芯片的銅導線、S2FS1S3隔離層銅導線硅基S2FS1當前37頁，總共242頁。實例：舉重場上的杠鈴地面對杠鈴的有用作用是讓杠鈴就位，制止杠鈴的運動；但杠鈴盤對地面會產(chǎn)生有害作用，當放下杠鈴時，由于杠鈴的重力碰撞會造成對地面的損傷，并引起噪聲。給杠鈴盤套上橡皮圈或在地面上鋪上一層厚厚的橡皮，問題就會迎刃而解。S2FS1S3S2FS1杠鈴地面橡皮圈當前38頁，總共242頁。實例：保護鉚釘（引入現(xiàn)成物質(zhì)S3）S2FS1S3S2FS1錘子鉚釘沖擊力墊木當前39頁，總共242頁。實例：茶壺托盤S2FS1S3S2FS1茶壺托盤手當前40頁，總共242頁。1.2.2引入系統(tǒng)中現(xiàn)有物質(zhì)的變異物當在物場模型中存在有用和有害的作用，且在它們的2個物質(zhì)之間不要求緊密相鄰，但限制從外部引入新物質(zhì)時，引入通過修正系統(tǒng)形成的系統(tǒng)物質(zhì)變異物來消除2個物質(zhì)間的有害作用。S2FS1S2modifiedS2FS1S2FS1S1modifiedS2FS1當前41頁，總共242頁。實例：煉銅廠的冶煉浴槽礦石的熔點是1200

oC

，因此，密封浴槽內(nèi)的溫度必須維持在1300oC。浴槽壁是用銅制成的，銅的熔點是1083oC，為了防護浴槽免遭高溫破壞和大塊礦石的嚴重磨損，在浴槽壁四周設(shè)有冷卻水套，在冷卻水的作用下，使在浴槽的四周形成來自礦石熔融物的結(jié)渣層（在（銅礦石的變異物），結(jié)渣層起著保護浴槽壁免遭高溫破壞和大塊礦石的嚴重磨損，因為結(jié)渣層一經(jīng)磨損，冷卻水的作用會使結(jié)渣層進行“自我更新”。S2FS11300oC結(jié)渣層（S2變異物）S2modified浴槽1083oC銅礦石1200oCS2FS1熱場當前42頁，總共242頁。實例：高溫焦炭的輸送高溫焦炭傳送帶機械場碎焦炭（高溫焦炭變異物）炙熱的焦炭在運輸過程中，為了避免高溫對傳送帶的傷害，在傳送帶上鋪設(shè)一層碎的焦炭，可以起到隔絕熱的作用。S2FS1S1modifiedS2FS1當前43頁，總共242頁。實例：“法蘭西”體育場“法蘭西”體育場上設(shè)置的遮陽篷對場地觀眾有益遮陽作用，但是場地觀眾渲染的噪聲聚集到遮陽篷上，對附近街區(qū)的環(huán)境產(chǎn)生有害影響。在遮陽篷內(nèi)添加礦物棉用以消除噪聲。折射到遮陽篷上的場地觀眾的嘈雜聲被遮陽篷內(nèi)的吸聲板吸收，不再對附近街區(qū)產(chǎn)生影響。S2FS1S2modified礦物棉S2FS1觀眾遮陽篷當前44頁，總共242頁。1.2.3引入第2物質(zhì)為了消除一個場對物質(zhì)的有害作用，引入第2種物質(zhì)來排除有害作用。S2FS1S1F當前45頁，總共242頁。實例：為了沿街住戶的安寧為了擋住來往頻繁車輛的嘈雜聲，在繁華地區(qū)的馬路兩旁，建立了消音墻，起到隔聲的效果S2FS1S1F嘈雜聲沿街住戶消音墻當前46頁，總共242頁。實例：電器接地保護為了防止電器設(shè)備漏電造成對人的傷害，采取接地保護措施。S2FS1S1F電場人員接地裝置當前47頁，總共242頁。1.2.4引入場若在系統(tǒng)中同時存在有用和有害的作用，且兩個物質(zhì)之間之間要求必須直接緊密相鄰，則可引入場第2個場F2，通過建立雙物場模型，其中場F1是用來實現(xiàn)有用作用，場F2是用來中和有害作用或?qū)⒂泻ψ饔棉D(zhuǎn)化為另一個有用功能。S2F1S1S2F1S1F2當前48頁，總共242頁。實例：骨折病人后的理療醫(yī)生對腿骨折的病人進行外科手術(shù)后，用支撐架通過機械場作用在腿上將其固定。通過施加脈沖電場對肌肉進行理療，以刺激肌肉并阻止肌肉萎縮。脈沖電場機械力腿支撐架S2F1S1S2F1S1F2當前49頁，總共242頁。1.2.5切斷磁影響如果系統(tǒng)中存在著有害作用的磁性，采用退磁的方法（加熱磁性物質(zhì)到居里溫度以上，或引入另一相反的磁場）來給予消除其系統(tǒng)中存在著的有害磁性。S2FmagneticS1Fthemal(－magnetic)S2S1Fmagnetic當前50頁，總共242頁。實例：起重機的應用用電磁吸盤的起重機運輸鐵質(zhì)材料時，所需的能量直接與運輸?shù)木嚯x和時間有關(guān)，為了減少所需的能量，可以通過永久磁鐵來抓舉貨物，在釋放貨物時，只要通過激活一相反電場，產(chǎn)生所需要的負相位磁場，以抵消永久磁鐵產(chǎn)生的磁場，從而使貨物被釋放。在突然停電的情況下，貨物也不會掉下，非常安全。通電后產(chǎn)生負相位磁場S2FmagneticS1F－magnetic鐵料永久磁鐵吸盤磁場S2S1Fmagnetic當前51頁，總共242頁。實例：焊接與粉末焊劑焊接電流產(chǎn)生的磁場會將粉末焊劑從工作區(qū)吹散開，造成鐵磁粉末的焊接困難，影響到焊接的質(zhì)量。預先將粉末加熱到居里點以上，焊接粉末被退磁，上述情況就不會再發(fā)生了

S2FmagneticS1FthemalS2S1Fmagnetic焊接件粉末焊劑加熱到居里點600C當前52頁，總共242頁。組成第二級標準解系統(tǒng)的分系統(tǒng)

第二級增強物場模型的標準解2.1向復合物場模型轉(zhuǎn)換2.2

增強物場模型2.3

利用頻率協(xié)調(diào)增強物場模型2.4

引入磁性附加物增強物場模型當前53頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)2.1的子系統(tǒng)

2.1向復合物場模型轉(zhuǎn)換2.1.1向串聯(lián)式復合物場模型轉(zhuǎn)換2.1.2向并聯(lián)式復合物場模型轉(zhuǎn)換

當前54頁，總共242頁。2.1.1向串聯(lián)式復合物場模型轉(zhuǎn)換將物場模型中的一個物質(zhì)元素轉(zhuǎn)換為一個獨立控制的完整物場模型，向串聯(lián)式復合物場模型轉(zhuǎn)換S2F1S1F1S1S4F2S3S‘2當前55頁，總共242頁。實例：讓帶有襯墊緊固件中的楔子輕而易舉地拔出

（引入易熔合金襯墊S3和熱場F2形成鏈式物場模型）楔形系統(tǒng)由楔子和間隔的襯墊組成，為了容易拔出楔子，襯墊由2部分組成，其中的一部分是低熔點合金，襯墊經(jīng)加熱后，易熔合金襯墊熔化，楔子就能輕而易舉地被拔出。熱場機械場襯墊楔子易熔化的合金襯墊低熔點合金襯墊S2F1S1F1S1S4F2S3當前56頁，總共242頁。實例：提高降溫防護服的防護效果工程背景：為保護焊工、煉鋼工，用低導熱材料制成防護服在短時間內(nèi)效果很好，但經(jīng)過一段時間后，衣服內(nèi)外的溫度達到平衡，其隔熱效果就會明顯下降。當前57頁，總共242頁。實例：提高降溫防護服的防護效果為保護煉鋼工免受高溫的傷害，穿著用低導熱材料制成的防護服，這在短時間內(nèi)效果還是很好的，但經(jīng)過一段時間后，衣服內(nèi)外的溫度達到平衡，其隔熱效果就會明顯下降。在防護服的外表面附設(shè)一個袋子，使普通的防護服轉(zhuǎn)換為降溫防護服。在袋子中插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物，融點在10~16攝氏度之間。使用前，將其冷卻到攝氏零度以下，以便混合物變成固相。待穿上身時，室外的高溫透過相變材料后再作用到人體上，利用相變材料產(chǎn)生的吸熱效應，使防護服具有良好的降溫效果。（會融化的14烷和16烷混合物）相變材料人體防護服熱場S2F1S1F1S1S4F2S3降溫防護服冷場當前58頁，總共242頁。最終解決方案相變原理：利用物體相變時產(chǎn)生的某種效應(吸熱)；(防護服的外表面插入充有可融化材料14烷和16烷的混合物，融點在10~16攝氏度之間。使用前，降溫衫需冷卻到攝氏度以下，以便混合物變成固相。)美國專利：6,185,742；S3=可融化材料降溫防護服降溫防護服可融化材料會融化材料隔熱袋子隔熱袋子袋內(nèi)側(cè)袋內(nèi)側(cè)會融化材料已漸漸融化當前59頁，總共242頁。實例：宇航員的手套（實例）將手套做成夾層式結(jié)構(gòu)，既要有保暖性又要保證戴上手套后操作的柔軟性。為了使手套具有良好的保暖性，手套內(nèi)層帶有“加熱裝置”。加熱裝置熱場手手套冷場S2F1S1F1S1S4F2S3帶加熱裝置的手套當前60頁，總共242頁。2.1.2向并聯(lián)式復合物場模型轉(zhuǎn)換如果需要強化一個難以控制的物場模型，而且禁止替換元素，則可以通過引入第2個易控制的場來建立一個并聯(lián)式復合物場模型S2S1F2F1S2F1S1當前61頁，總共242頁。實例：太空中的孵卵器在太空中有著孵化小雞的正常大氣環(huán)境和溫度，可以使孵卵器保持正常地工作，但唯一不足的是缺乏重力，致使小雞無法發(fā)力。讓孵卵器繞著軸心旋轉(zhuǎn)，利用形成的重力附加場，小雞就可以順利地出生在太空上了。軸心旋轉(zhuǎn)人造重力場F2太空環(huán)境場卵小雞S2S1F1S2F1S1當前62頁，總共242頁。實例：快速用鏟刀去除墻上的壁紙

（引入第2個溫度場）僅僅利用鏟刀來刮除墻面上的壁紙，效率很低，引入了高溫蒸汽熱場F2，用高溫蒸汽噴射墻面，墻上的壁紙因失去強度，就能很容易地被去除掉。鏟刀機械力壁紙鏟刀高溫蒸汽S2S1F2F1S2F1S1當前63頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)2.2的子系統(tǒng)

2.2增強物場模型2.2.1利用更易控制的場替代2.2.2加大對工具物質(zhì)的分割程度來達到微觀控制轉(zhuǎn)換2.2.3利用毛細管和多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)2.2.4提高物質(zhì)的動態(tài)性2.2.5構(gòu)造場2.2.6構(gòu)造物質(zhì)當前64頁，總共242頁。2.2.1利用更易控制的場替代如果物場系統(tǒng)的效率不足，其工作場無法控制或者難以控制，那么，就要用可充分控制的場替代不可控制或難以控制場，來獲得增強功能效應。選擇易控制場的進化路徑S2FS1S2FcontrolledS1機械場重力場電場或磁場輻射場當前65頁，總共242頁。實例：內(nèi)燃機進出氣伐的控制（實例2.2.1）為提高可控性，將內(nèi)燃機進出氣閥的運轉(zhuǎn)，由通常的轉(zhuǎn)動軸控制改為用電磁鐵來控制。電磁場電磁鐵轉(zhuǎn)動軸機械場進（或出）氣閥S2FS1S’2FcontrolledS1當前66頁，總共242頁。實例：控制藥物在病人血液中的流動方向為了控制藥物在病人血液中的流動方向，使藥物能準確發(fā)揮效力，可在病人身上安裝一個傳感器，根據(jù)來自傳感器的反饋信息來控制藥物的流向。S2FS1S2FcontrolledS1電場等（定點供藥）人體病灶部位藥物當前67頁，總共242頁。2.2.2加大對工具物質(zhì)的分割程度來達到微觀控制轉(zhuǎn)換通過加大對工具物質(zhì)S2的分割程度來達到微觀控制，以此來獲得增強系統(tǒng)功能效應S2FS1S2FS1FnewS1當前68頁，總共242頁。物質(zhì)結(jié)構(gòu)加大分割的進化路徑固體→（厚板－薄板－薄膜－薄片－納米薄片→（大直徑棒小直徑棒纖維絲狀物）→（顆粒－球狀物－丸狀物－粉末－納米粒子－凝塊－液體－活性液體－原子級和亞原子級粒子）固體可移動固體氣體液體可彎曲固體場當前69頁，總共242頁。實例：汽車的坐墊為了使汽車的座位更舒適，坐墊設(shè)計成氣囊形式，通過氣囊對身體的接觸點進行自我調(diào)整，以使氣囊均勻地支撐人的重量，人坐在上面就會很舒服。S2FS1海綿坐墊S2FS1人體硬坐墊壓力當前70頁，總共242頁。實例：用一個不規(guī)則的表面支撐物體用一個不規(guī)則的表面支撐物體時，要使支撐力均勻地分布在這不規(guī)則的表面上是非常困難的。如果用充滿液體的袋子覆蓋在不規(guī)則的表面上，然后再將物體作用在袋子上就能將荷載均勻地分布于不規(guī)則的表面上。S2FS1S2FS1物體不規(guī)則固體表面充滿液體袋子表面壓力當前71頁，總共242頁。實例：增強鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能力（實例2.2.2）用一系列鋼絲代替標準的鋼筋混凝土中常用的較粗鋼筋，可以制造出“針式”混凝土，使其結(jié)構(gòu)能力獲得了增強。S2FS1S2FS1混凝土粗鋼筋一束鋼絲抗壓力當前72頁，總共242頁。2.2.3利用毛細管和多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，使成為具有毛細管或多孔的物質(zhì)，并讓氣體或液體通過這些毛細管或多孔的物質(zhì)，以此來獲得系統(tǒng)功能效應的加強。從固體物轉(zhuǎn)化到毛細管和多孔物質(zhì)的路徑：實例：膠水瓶頭一旦改用多孔的海綿狀瓶頭后，可以明顯地提高膠水塗布的質(zhì)量和效率。S2FS1S2-cpFS1固體一個洞固體多個洞固體毛細管和多孔物質(zhì)膠水膠水瓶口帶多孔海綿的膠水瓶口當前73頁，總共242頁。2.2.4提高物質(zhì)的動態(tài)性對于效率低下的系統(tǒng)，其物質(zhì)是具有剛性的、永久和非彈性的，可提高提高動態(tài)化的程度（向更加靈活和更加快速可變的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進化）來改善其效率。動態(tài)性進化的路徑：單鉸多鉸柔性體雙鉸剛體液體氣體場S2FS1S2FS1當前74頁，總共242頁。、實例：汽車的變速從有級變速向無級變速演變，使汽車的變速更為平穩(wěn)和連續(xù)，動態(tài)性能更好。實例：風力發(fā)電站的風輪安裝了鉸鏈，有助于風輪機在風的影響下，轉(zhuǎn)為順風實例：在垂直起降的飛機機翼上安裝了鉸鏈結(jié)構(gòu)后，整個機翼、和發(fā)動機可以旋轉(zhuǎn)，能使它們依據(jù)飛行的不同狀況而改變方向，在飛行過程中，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至垂直狀態(tài)，而在起降時，處于水平狀態(tài)，致使保持飛行員擁有觀察和控制飛機的正常條件。

2.2.4提高物質(zhì)的動態(tài)性當前75頁，總共242頁。2.2.5構(gòu)造場利用異質(zhì)的或可調(diào)的有組織結(jié)構(gòu)的場代替同質(zhì)的或非組織結(jié)構(gòu)的場來增強物場模型S2FS1S2F#S#1S2FS1S2F#S1當前76頁，總共242頁。實例：超聲波焊接超聲波焊接時，為了確定焊接的位置，在焊接區(qū)域內(nèi)安裝一個調(diào)諧裝置，利用調(diào)節(jié)元件將振動定向有序地集中到一個很小的面積上，產(chǎn)生區(qū)域振動，根據(jù)振動頻率的不同來確定焊接的位置。S2F#S1S2FS1焊接件超聲波焊接機超聲波（無組織場）集中區(qū)域超聲波（可調(diào)節(jié)立體結(jié)構(gòu)場）當前77頁，總共242頁。實例：有噪聲的網(wǎng)

（防止海豚誤入捕魚網(wǎng)）海豚看不到漁網(wǎng)，是利用聲波定位。在漁網(wǎng)上添加呈塑料球面或拋物面狀的活性聲波輻射器，用結(jié)構(gòu)化的場替代非結(jié)構(gòu)化的場，提高海豚定位信號的反射。帶活性聲波輻射器的漁網(wǎng)海豚魚網(wǎng)S2FS1S2F#S#1異質(zhì)場當前78頁，總共242頁。2.2.6構(gòu)造物質(zhì)利用異質(zhì)的或有組織結(jié)構(gòu)的物質(zhì)替代同質(zhì)的或無序結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，以此提高系統(tǒng)的功能效應。S2FS1FS1S#2同質(zhì)異質(zhì)當前79頁，總共242頁。實例：橡膠球的制造異質(zhì)物質(zhì)（生橡膠＋白堊粉型芯）化學場同質(zhì)物質(zhì)生橡膠確保有一定的圓度是橡膠球制造工藝的重要指標。直接用單一橡膠硫化是很難達到要求的。制造時采用多質(zhì)材料，即事先要做好一個球芯，該球芯是由粉狀的白堊粉和水的混合物干燥后制成，然后在其外部敷以橡膠，經(jīng)硫化后，用一根針頭刺入球體并注射進去一種液體促使球芯溶解后，隨之，液體通過針頭被抽走。S2FS1FS1S#2硫化劑當前80頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)2.3的子系統(tǒng)

2.3

利用頻率協(xié)調(diào)增強物場模型2.3.1匹配組成物場模型中的場與物質(zhì)元素的節(jié)奏（或故意不匹配）2.3.2匹配組成復合物場模型中的場與場元素的節(jié)奏（或故意不匹配）2.3.3利用周期性作用當前81頁，總共242頁。2.3.1匹配組成物場模型中的場與物質(zhì)元素的節(jié)奏（或故意不匹配）利用原基本物場模型中的場與物質(zhì)固有頻率的協(xié)調(diào)來達到增強物場模型。倘若固有頻率協(xié)調(diào)產(chǎn)生了有害作用時，設(shè)置一個對應于有害振動源相反方向的振動源物質(zhì)，用以消除產(chǎn)生有害的相互作用。S2FS1S2S1#foF1#foS2S1#foF1#foS1#foS3F3#foS2F1#fo當前82頁，總共242頁。實例：用超聲波破碎人體結(jié)石將超聲波的頻率調(diào)整到結(jié)石的固有頻率，使得結(jié)石在超聲波作用下產(chǎn)生共振，結(jié)石就能被震碎。共振場人體結(jié)石超聲波碎石機振動場頻率#fo結(jié)石S2FS1S’2S1#foF1#fo同樣，當人在沐浴時，依據(jù)人身上安裝的傳感器反饋來的心跳信號來產(chǎn)生對浴液的壓推力，對人體進行按摩能調(diào)整振動頻率的超聲波碎石機當前83頁，總共242頁。實例：釣魚用飛線釣魚時，要求來回移動釣魚桿，目的就是為了讓釣魚竿的運動頻率和線的頻率一致，使得釣魚線在釣魚竿運動的作用下產(chǎn)生共振，從而增強釣魚線的運動。釣魚竿釣魚線S2FS1S2S1#foF1#fo當前84頁，總共242頁。應用固有頻率不同的密封圈實例：為確保在大幅度振動下具有可靠的密封性，可以在一個平面上用多個具有不同固有頻率的密封圈。S2S1#foF1#foS2F1#foS1#foS3F3#fo不同固有頻率的密封圈當前85頁，總共242頁。2.3.2匹配組成復合物場模型中的場與場元素的節(jié)奏在使用了2個場的復合物場模型中，利用協(xié)調(diào)場與場的固有頻率來完成所需的功能或要求的特性來達到增強系統(tǒng)的功能效率或可控性。S2F1S1S2S1F1#foF2#fo當前86頁，總共242頁。實例：分選磁礦石（實例2.3.2）在分選由強磁成分和廢巖構(gòu)成的混合物中，為了有效提高顆粒分離效果，必須讓堅硬的磁礦石同時置于連續(xù)磁場和振動兩個場的作用下，且磁場的強度與振動頻率必須在匹配的情況下進行分離。分選機S2S1F#foFmagnetic-#foS2S1Fmagnetic強磁混合物磁場頻率fo振動場與振動頻率匹配的磁場當前87頁，總共242頁。2.3.3利用周期性作用

如果在系統(tǒng)中，需要完成2個互不相容或2個獨立的功能時，為了使達到協(xié)調(diào)，利用周期性作用，周而復始地利用在完成其中一個功能的間隙來實施并完成另一個功能。

S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)當前88頁，總共242頁。實例：接觸式點焊機實例：接觸式點焊機的自動熱循環(huán)控制是基于測量熱電動勢來完成的。為改進高頻脈沖焊接中的控制精度，在焊接電流的2個脈沖之間完成熱電動勢的測量。脈沖時進行焊接脈沖間歇時進行測量S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)當前89頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)2.4的子系統(tǒng)

2.4

引入磁性附加物增強物場模型2.4.1引入固體鐵磁物質(zhì)，建立原鐵磁場模型2.4.2引入鐵磁顆粒，建立鐵磁場模型2.4.3引入磁性液體2.4.4在鐵磁場模型中應用毛細管（或多孔）結(jié)構(gòu)物質(zhì)2.4.5建立合成的鐵磁場模型2.4.6建立建立與環(huán)境一起的鐵磁場模型2.4.7利用自然現(xiàn)象或物理效應2.4.8提高鐵磁場模型的動態(tài)性2.4.9構(gòu)造場2.4.10在鐵磁場模型中匹配節(jié)奏2.4.11引入電流，建立電磁場模型2.4.12利用電流變流體當前90頁，總共242頁。2.4.1引入固體鐵磁物質(zhì)，建立原鐵磁場模型原鐵磁場模型為物－場模型和鐵磁場模型的中間步驟，在物場模型中引入固體鐵磁物質(zhì)，構(gòu)建原鐵磁場模型來增強兩個物質(zhì)間的有效作用和可控性S2FS1FmagneticSF當前91頁，總共242頁。實例：安裝地下排水管安裝地下排水系統(tǒng)時，用磁化的鐵磁物質(zhì)作為排水管的端頭填充料，可避免水管產(chǎn)生錯接。FmagneticSFS2FS1接管1接管2端頭帶磁鐵的接管當前92頁，總共242頁。實例：用磁鐵代替圖釘張貼海報（實例2.4.1）將需要張貼海報的墻面成為鐵磁表面，利用一塊小磁鐵形成的磁場來代替通常用圖釘張貼海報.這樣，墻面和海報都不會受到損傷。壓力海報小磁鐵S2FS1FmagneticSF圖釘S1當前93頁，總共242頁。2.4.2引入鐵磁顆粒，建立鐵磁場模型

應用鐵磁顆粒，構(gòu)建鐵磁場模型來替代物場模型（或預鐵場模型），以獲得用一易控場（或增加一易控場）來代替可控性差的場，從而達到提高系統(tǒng)的可控性。碎片、顆粒、細顆粒等都可視為鐵磁顆粒，鐵磁顆粒磨碎程度越高，其可控性就越大。

S2FS1S1FmagneticSF當前94頁，總共242頁。實例：吸油用的晶體將疏松的晶體拋灑在受污染的油面上可以形成有效的吸除油污，但這些晶體顆粒彼此不能相互吸引，很容易被風或波浪吹散，極大地影響晶體的吸引效果。在晶體中添加磁化顆粒，使晶體之間由無效作用轉(zhuǎn)換為有效作用相互吸引，來抑制油污面積的擴散。添加了鐵磁顆粒的吸油晶體

吸油晶體油污S2FS1S1FmagneticSF當前95頁，總共242頁。2.4.3引入磁性液體物質(zhì)包含鐵磁材料的進化路徑是：固體物質(zhì)→顆?！勰后w。系統(tǒng)的控制效率將隨著鐵磁鐵磁材料的進化路徑而增加磁性液體是一種含有鐵磁顆粒的膠狀溶液，是鐵磁粒子在汽油、硅酮或者水中的膠狀懸浮液，或者是鐵磁粒子以化學方式與聚合物成分結(jié)合的膠狀懸浮液。使用磁性液體構(gòu)建強化的鐵磁場模型是§2.4.2標準解法進化的終極狀態(tài)S2FS1S1FmagneticSF+liquid當前96頁，總共242頁。實例：廢金屬的分類廢金屬的分類是個非常復雜的工作，因為金屬的種類繁多，尤其是廢金屬的形狀、尺寸各異，但要做到對廢金屬分類既要準確又要提高效率。使用帶有磁流變或電流變液體的電鍍槽，在大功率的電磁作用下，磁流體的密度會出現(xiàn)可控制的變化，通過變化的磁流體的密度，從而使廢金屬可以嚴格安裝自己的比重逐個“浮出液面。人們就可以在磁流變液體的液面上很容易地把它們收集起來。廢金屬分選設(shè)備可控密度的電磁流體S2FS1S1FmagneticSF+liquid當前97頁，總共242頁。2.4.4在鐵磁場模型中應用毛細管（或多孔）結(jié)構(gòu)物質(zhì)如果已經(jīng)存在著鐵磁場，但其效率不足，可將固體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)改為用毛細管或多孔結(jié)構(gòu)或毛細管與多孔一體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。S2S1FmagneticS1SF-cpFmagnetic當前98頁，總共242頁。實例：毛細管多孔一體過濾器（實例2.4.4）用包含磁性粒子的毛細管（散纖維）和多孔一體制作的可逆過濾器替代用磁性粒子制作，但是多孔結(jié)構(gòu)過濾器，具有超過基于散纖維的過濾器滲透能力，以及具有超過散纖維系統(tǒng)的可控性。毛細管多孔一體過濾器S1SF-cpFmagnetic固體過濾器S2S1Fmagnetic過濾物當前99頁，總共242頁。2.4.5建立合成的鐵磁場模型當非磁性物場模型中的物質(zhì)內(nèi)部禁止引入鐵磁顆粒時，可以利用非磁性物質(zhì)的空腔或外部（如涂層）引入具有臨時性的或永久性的磁性附加物，構(gòu)建內(nèi)部的或外部合成的鐵磁場模型，以此來獲得提高系統(tǒng)的功能性和可控性。S1FmagneticS2SFS2FS1S2FS1S2FmagneticSFS1當前100頁，總共242頁。實例：電磁鐵移動帶空腔的非磁性部件（實例2.4.5）為了用電磁鐵來移動帶空腔的非磁性的部件，事先將磁性松軟材料注入空腔中，非磁性部件就會被磁化。然后在磁場作用下，就能夠很容易地控制被磁化的部件的移動。+磁性松軟物質(zhì)S1FmagneticS2SF非磁性部件傳送裝置S2FS1非磁性部件空腔當前101頁，總共242頁。實例：鋼珠的運輸（拋丸機）利用拋丸機在運輸鋼珠的過程中，由于鋼珠對管道的沖擊力大，特別是在管道的拐彎處造成鋼珠對管道的磨損很嚴重。在管道的外部引入一塊磁鐵，在磁場的作用下，使一部分鋼球被吸附在鋼管的內(nèi)壁，避免了鋼珠與鋼管的直接碰撞，拋丸機的使用壽命得以延長。管壁鐵丸＋管壁S2FS1S2FmagneticSFS1磁鐵當前102頁，總共242頁。應用實例—防止鋼丸發(fā)送機彎管破損壓縮空氣和鋼珠電磁鐵F2鋼珠S1管壁S2給鋼丸發(fā)送機彎管強烈磨損區(qū)添加保護層電磁鐵F2當前103頁，總共242頁。2.4.6建立與環(huán)境一起的鐵磁場模型當禁止使用鐵磁顆粒引入物質(zhì)，又禁止在物質(zhì)內(nèi)部或外部引入磁性附加物時，則可將鐵磁粒子（磁性液體）引入環(huán)境，通過改變環(huán)境的磁場，來實現(xiàn)系統(tǒng)的有效作用及其可控性。S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic當前104頁，總共242頁。\實例：機械振蕩可通過在磁場間移動一個金屬的、無鐵磁性的元件來進行衰減，為減少衰減時間，在磁極和金屬元件的間隙中充滿磁性液體，磁場的牽引力可根據(jù)需要進行調(diào)整磁性液體磁極和金屬元件的縫隙（環(huán)境）振蕩器S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic2.4.6建立與環(huán)境一起的鐵磁場模型當前105頁，總共242頁。2.4.7利用自然現(xiàn)象或物理效應利用某些自然現(xiàn)象或物理效應來獲得增強鐵磁場模型的效應及其可控性?？梢岳玫男锢硇?、化學效應和幾何效應三大類。物理效應和化學效應是通過改變作用區(qū)域的元素，使系統(tǒng)出現(xiàn)新的功能能和特征；幾何效應只是改變系統(tǒng)的形狀或相對位置，其物理或化學的屬性沒有改變，是解決最簡單的矛盾的方法。實例：為提高高磁放大器測量靈敏性，放大器的磁心是加熱的，為降低磁干擾，利用霍普金斯效應磁心的絕對溫度保持在居里點的0.93～0.99。當前106頁，總共242頁。實例：磁共振成相運用可調(diào)諧的振動磁場，以探測特定核子的共振頻率，然后將那些核子的中心區(qū)域著色成相。例如，某一腫瘤與正常組織的密度不同，在磁共振成相時，就能探測到這部分組織，于是就能探測出腫瘤的具體位置。當前107頁，總共242頁。實例：利用電暈電極自動采摘棉花和葡萄葡萄自動采摘是配備有一臺能產(chǎn)生4～6千伏電壓的小型發(fā)動機的拖拉機，用一個片狀電極接觸葡萄，另一個電極搭在束縛葡萄藤上。當通電時，由于成熟果柄的電阻比果枝的電阻要小得多，所以果柄易瞬間燒斷，就像短路一樣，讓自動采摘機在成行葡萄架間行駛，成熟、完整的符合商品外觀的葡萄串自動落在傳送帶上，并送到筐或包裝箱中。當前108頁，總共242頁。2.4.8提高鐵磁場模型的動態(tài)性在鐵磁場模型中通過提高動態(tài)化的程度，將物質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為動態(tài)的、可變的、或能自我調(diào)節(jié)的鐵磁場模型，以此來獲得增強系統(tǒng)的適應性和可控性。S1SFFmagneticS1SFFmagnetic當前109頁，總共242頁。實例：測量無磁性非規(guī)則空腔產(chǎn)品的壁厚不規(guī)則物體的壁厚可以用外部的感應換能器與內(nèi)部的鐵磁物質(zhì)來測量。使用表面塗上鐵磁粒子的一氣球，放入非規(guī)則的空腔，柔性的氣球能充分體現(xiàn)產(chǎn)品空腔的內(nèi)部形狀，放入物體內(nèi)部后，能和被測物體的內(nèi)部緊密配合，然后，利用感應式傳感器就能精確地測量出該產(chǎn)品的壁厚。S2F1S1非磁性不規(guī)則物體檢測儀空腔內(nèi)放入磁性顆粒物體空腔內(nèi)放入表面覆蓋有鐵磁粒子的一氣球S1SFFmagneticS2FmodifiedS2S1SFFmagneticFmodified當前110頁，總共242頁。2.4.9構(gòu)造場使用異質(zhì)的或結(jié)構(gòu)化的鐵磁場代替同質(zhì)的無組織結(jié)構(gòu)的鐵磁場獲得增強鐵磁場模型。F#magneticSFS1S1SFFmagneticS1SFFmagneticF#magneticSFS1#結(jié)構(gòu)化鐵磁場異質(zhì)結(jié)構(gòu)化鐵磁場當前111頁，總共242頁。實例：磁丸造型用聚苯乙烯做鑄件模具，放入砂箱，填入鐵丸，通電形成磁場，使鐵丸成型，澆鑄后，聚苯乙烯模氣化，即可獲得鑄件。聚苯乙烯模具鐵丸結(jié)構(gòu)化鐵磁場（電磁場）S1SFFmagneticF#magneticSFS1鐵磁場當前112頁，總共242頁。實例：在塑料表面繪制突起的圖案為了讓塑料墊子的表面形成復雜的圖案，在未凝固的塑料墊子中混合一些鐵磁微粒，而后用結(jié)構(gòu)性的磁場（借助于激光光束產(chǎn)生有規(guī)律的磁場）拖動鐵磁微粒成所需要的形狀，當塑料凝固后，就能在塑料表層獲得凸起的復雜圖案結(jié)構(gòu)化鐵磁場（電磁場）塑料墊子S1SFFmagnetic磁場鐵磁粒子F#magneticSFS1當前113頁，總共242頁。2.4.10在鐵磁場模型中匹配節(jié)奏通過匹配組成鐵磁場模型中的場與物質(zhì)元素的頻率來獲得增強原鐵磁場模型或鐵磁場模型。S1S2FmagneticS1#foFmagnetic-#foS2當前114頁，總共242頁。實例：提高磁性混合物分離效率（實例2.4.10）S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分離機分離物頻率為fo的分離物與分離物頻率匹配的振動當前115頁，總共242頁。實例：提高磁性混合物分離效率（實例2.4.10）磁場中的振動被用來分離混合物，為了降低物體之間的黏合力，提高分離效果，磁場的使用是與振動反向的。S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分離機分離物頻率為fo的分離物與分離物振動頻率反向匹配的磁場當前116頁，總共242頁。實例：微波爐微波爐的應用原理是：利用微波管與食品中的水分子產(chǎn)生共振，運用振動產(chǎn)生的熱量來迅速加熱食品；S1S2Fmagnetic電磁爐含水的食品水分子振動頻率fo共振磁場S1#foFmagnetic-#foS’2微波爐當前117頁，總共242頁。2.4.11引入電流，建立電磁場模型如果在存在著的基本物場模型或復合物場模型中，通過對組成系統(tǒng)的物質(zhì)或環(huán)境中引入鐵磁物質(zhì)或磁場，顯然可以大大提供系統(tǒng)的功能效應和可控性，但是，當禁止引入鐵磁粒子或不易將一個物體進行磁化時，可引入電流，由此來產(chǎn)生電磁場。S2+電流S2FS1電磁場S1FmagneticSES2當前118頁，總共242頁。利用電磁場還有更重要的優(yōu)勢是：在沒有電場作用時，不會產(chǎn)生磁場，而且磁場的大小可以通過電流的大小來控制，這樣就可以通過改變電流來精確地調(diào)整磁場。增強電磁場的進化路徑與鐵磁場相同。遵循由基本電磁場——復雜電磁場——環(huán)境電磁場——動態(tài)化電磁場——結(jié)構(gòu)化電磁場——節(jié)律匹配/失配電磁場的進化路徑。

2.4.11引入電流，建立電磁場模型當前119頁，總共242頁。2.4.12利用電流變流體

在汽油、硅酮或者水等的流體中，需要引入磁性物質(zhì)，但禁止引入鐵磁粒子的場合，可以引入電流來替代。通過引入電流的大小來改變電場，從而可以獲得所需要的電磁場。利用改變電場來控制電流變流體的速度和控制液體粘度。實例：電流變流體軸承實例：電流變流體被用作阻尼器SFS1FmagneticS1FmagneticSE－liquid電流體當前120頁，總共242頁。

組成第三級標準解系統(tǒng)的分系統(tǒng)

第三級向雙、多級系統(tǒng)或微觀級系統(tǒng)轉(zhuǎn)換組成第三級標準解系統(tǒng)的分系統(tǒng)3.1

向雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)轉(zhuǎn)換3.2

向微觀級系統(tǒng)轉(zhuǎn)換向雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)進化就是將兩個或多個相同的或不同的系統(tǒng)組合（或集成）為一個系統(tǒng)，以使在原有基礎(chǔ)上，增加系統(tǒng)的功能和提高系統(tǒng)的功能效率。最簡單的進化模式是組合2個或多個物質(zhì)（S1或S2)，建立一個雙物質(zhì)或多物質(zhì)的物場模型，以此獲得增強系統(tǒng)功能和特性，當前121頁，總共242頁。組成3.1分系統(tǒng)的子系統(tǒng)

3.1

向雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)轉(zhuǎn)換3.1.1系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1a：利用組合，創(chuàng)建雙、多級系統(tǒng)3.1.2改進雙或多級系統(tǒng)間的鏈接3.1.3系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1b：加大系統(tǒng)元素間的特性差異3.1.4簡化雙或多級系統(tǒng)3.1.5系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1c：使系統(tǒng)的部分與整體具有相反的特性

當前122頁，總共242頁。實例：雙系統(tǒng)、多系統(tǒng)瑞士軍刀照相手機可錄象的電視機兩用錘子立式加工中心當前123頁，總共242頁。由單系統(tǒng)向多系統(tǒng)的進化趨勢當前124頁，總共242頁。實例：手機的進化當前125頁，總共242頁。

實例：電源插座的進化當前126頁，總共242頁。

3.1.1系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1a：利用組合，創(chuàng)建雙、多級系統(tǒng)將兩個或多個系統(tǒng)組合起來，保持各自的功能，使整體系統(tǒng)的功能獲得了增強。S2FS1S2nFS1n人員一張椅子n張椅子組合n個人員當前127頁，總共242頁。實例：房屋中多光源的配置光場房間一盞燈多盞燈在進行室內(nèi)裝修時，配置單光源，只能解決室內(nèi)一般的適當亮度問題，如果用多光源來替代，就可以達到多種裝飾和照明效果，并能滿足個別的特殊功能需要。S2FS1S2S3S4S5…FS1當前128頁，總共242頁。實例：薄片玻璃的加工

當單獨給一片很薄的玻璃進行打磨時很容易使玻璃破裂，如果將薄片玻璃堆疊起來再加工，玻璃的破損率可以明顯降低。S2FS1S2FSn一片薄玻璃加工設(shè)備一扎薄玻璃機械場當前129頁，總共242頁。3.1.2改進雙或多級系統(tǒng)間的鏈接經(jīng)組合（或集成）后形成的雙級系統(tǒng)和多級系統(tǒng)，如果出現(xiàn)缺失或者不足（難以控制或無法控制），可根據(jù)“協(xié)調(diào)法則”，增加柔性，移動性和可控性，通過改進雙、多系統(tǒng)間的鏈接來獲得增強系統(tǒng)的可控性。雙、多系統(tǒng)間的鏈接方法有剛性鏈接和柔性鏈接兩種。剛性鏈接實例：當眾多人在移動和安裝沉重的東西時，為了使他們能夠做到同步，將多位安裝工的手設(shè)法用剛性裝置連接起來柔性鏈接實例：雙船體具有2個剛性連接的船體，若改用柔性連接，就能允許調(diào)整2個船體間的距離，提高了系統(tǒng)的靈活性。當前130頁，總共242頁。實例：多路電氣線路板的安裝（實例3.1.2）多路電氣線路板的安裝用多系統(tǒng)替代單一系統(tǒng)，將單一系統(tǒng)的一組導線改編成線束，導線的線束占據(jù)了最小的空間，大大提高系統(tǒng)的可操作性，并可為各個電氣線路的維修提供了方便。當前131頁，總共242頁。3.1.3系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1b：加大系統(tǒng)元素間的特性差異

基于“向較高級系統(tǒng)躍遷的法則”，通過加大元素功能特性差異，然后再進行組合，以此來獲得雙級系統(tǒng)和多級系統(tǒng)效率的增強。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1b的路徑：相同元素的組合→改變了特性的不同元素的組合→相反元素的組合。相反元素的組合是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的終極狀態(tài)，它意味著系統(tǒng)的變化由技術(shù)矛盾向物理矛盾的轉(zhuǎn)換，因此，一旦能完成相反元素的組合，正預示著新一輪的創(chuàng)新產(chǎn)品的誕生。

改變了特性的不同元素的組合實例：復印機→彩色復印機→帶掃描、復印、傳真、打印等多功能復印機當前132頁，總共242頁。系統(tǒng)元素一支單色鉛筆相同元素組合一組單色鉛筆不同元素組合一組雙色鉛筆向反元素組合橡皮與鉛筆的組合加大鉛筆功能特性差異的進化路徑當前133頁，總共242頁。實例：擴大熱處理爐的使用功能（實例3.1.3）車間內(nèi)設(shè)置了數(shù)臺形式完全相同的熱處理爐，給各臺爐子以相同方法預設(shè)加熱，可獲得經(jīng)熱處理后的同一種產(chǎn)品；如果給每臺爐子首先以預設(shè)不同的加熱方法，組合后可以獲得熱處理后的多種不同產(chǎn)品；如果將其中的爐子由熱處理改變?yōu)槔鋮s爐，則組合后可以獲得完全不同的新產(chǎn)品。當前134頁，總共242頁。實例：常開和常閉觸點并存的繼電器（實例3.1.3）由相同的常開觸點S01元件（相同的元素）組合的多系統(tǒng)向具有常開觸點S01元件和常閉觸點S02元件（元素和反元素）組合的多系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，用以提高系統(tǒng)的可操作性和靈活性。當前135頁，總共242頁。3.1.4簡化雙或多級系統(tǒng)

對雙、多系統(tǒng)進行收縮簡化，反映了對系統(tǒng)實施向“增加理想度法則”進化。雙、多系統(tǒng)進行收縮的路徑：首先是減少輔助的子系統(tǒng)和系統(tǒng)元件，進而尋求最終完全地簡化，形成在新的水平上的一個單一系統(tǒng)。通過對雙、多系統(tǒng)的收縮，將許多系統(tǒng)的功能集為一體，既簡化了系統(tǒng)又使系統(tǒng)功能獲得加強。實例：只有一桿槍柄的雙管獵槍實例：消防員穿的保護服集降溫系統(tǒng)和提供呼吸系統(tǒng)與一體，單冷物質(zhì)（氧）完成2種功能：液態(tài)氧先作為降溫系統(tǒng)，待蒸發(fā)成氣態(tài)后，可作為呼吸系統(tǒng)，沉重的呼吸設(shè)備則可以不再需要，大大減輕了消防員的攜帶重量實例：瑞士多功能刀在一個共用的外殼內(nèi)裝上數(shù)種工具，組成多用刀具。功能增加了，體積縮小了。當前136頁，總共242頁。實例：瑞士多功能刀（實例3.1.1）在一個共用的外殼內(nèi)裝上數(shù)種工具，組成多用刀具。功能增加了，體積縮小了實現(xiàn)了多功能。一種刀具多種刀具S1FS0S1S2…SnF1～nS0刀具外殼當前137頁，總共242頁。3.1.5系統(tǒng)轉(zhuǎn)換1c:使系統(tǒng)的部分與整體具有相反的特性

分解系統(tǒng)整體與部分間的矛盾特性，使系統(tǒng)在2個水平上獲得應用：整體系統(tǒng)具有特性A的同時，各部分系統(tǒng)則具有相反的特性－A，以此來加強雙、多系統(tǒng)的功能性。實例：自行車鏈條具有柔性，但組成鏈條的零件則是剛性的。實例：能伸縮的魚竿為了方便攜帶，魚竿在不用時，必須很短；但在使用時必須很長（即單根要短，整體要長）。采用一組可伸縮的、套疊式的管狀元件制作，就可以滿足不同時期的要求。當前138頁，總共242頁。3.2.向微觀級系統(tǒng)轉(zhuǎn)換將系統(tǒng)中的物質(zhì)用能在原子、分子、粒子等各種場的作用下實現(xiàn)功能的物質(zhì)來替代，以實現(xiàn)系統(tǒng)從宏觀向微觀系統(tǒng)的進化。技術(shù)系統(tǒng)在其進化的任何階段，向微觀級的躍遷均可以提高其效率。實例：A.C.#275751用不同熱膨脹系數(shù)材料制成定子和轉(zhuǎn)子的可控泵，可以通過溫度變化做到準確控制代替了傳統(tǒng)笨重低效機械裝置實例：A.C.#339397鋸條的前沿兩邊，使用磁性高密度材料制成，運用可調(diào)節(jié)的電磁場振動鋸條，以此可以大幅度提高切斷圓木的效率。實例：在玻璃生產(chǎn)線中，傳遞玻璃板的滾輪，改用被熔化的錫液所替代，確保傳遞中的玻璃板的平整度。當前139頁，總共242頁。實例：計算機、打印機和聲樂工業(yè)的發(fā)展計算機是發(fā)展：從真空管到單個晶體管，到原始合成電路，再到大規(guī)模集成電路，如今已發(fā)展到第9代芯片，整個系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了徹底的變化；打印機的發(fā)展：從9點矩陣到24點矩陣的針式打印，到100點/英寸（dpi）的噴墨打印，再到1200點/英寸（dpi）的激光打印，以致高精度的商用打印機；聲樂工業(yè)的發(fā)展：開槽的蠟留聲機被有更細開槽的密紋唱機（LP）替代，后來又被光學記號的光盤（CD）替代，如今又被有數(shù)字傳輸?shù)腗P3替代，聲音的清晰度與開槽尺寸已經(jīng)毫無關(guān)系了。當前140頁，總共242頁。實例：微型電磁閥（實例3.2.1）當電流通過微型電磁閥的繞組時，在電磁場的作用下，閥片被提升打開；當切斷電流時，在彈簧力的作用下，使閥片下落關(guān)閉。這種類型的微電磁閥價格昂貴，特別是極小型繞組，制造困難，導致使用時易出故障，不太可靠。用形狀記憶合金制作的板代替電磁鐵繞組，并將記憶合金板固定在閥片上，當電流通過時，在溫度場的作用下，合金板被伸長，閥片被打開；當切斷電流時，溫度降低導致合金板被收縮，帶動閥片被關(guān)閉返回原處。當前141頁，總共242頁。第四級測量與檢測的標準解4.1利用間接的方法4.2

構(gòu)建基本完整的和復合的測量物場模型4.3增強測量物場模型4.4向鐵磁場測量模型轉(zhuǎn)換4.5測量系統(tǒng)的進化方向當前142頁，總共242頁。完整的測量包括內(nèi)容——測量的對象；——被測值表現(xiàn)出物質(zhì)的特性或狀態(tài)；——測量單位；——選用單位校準的測量工具；——測量方法；——接收測量結(jié)果的觀察器或記錄器；——最后測量結(jié)果。當前143頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)4.1的子系統(tǒng)

4.1利用間接的方法4.1.1以系統(tǒng)的變化來替代檢測或測量4.1.2利用被測對象的復制品4.1.3

利用2次檢測來替代當前144頁，總共242頁。4.1.1以系統(tǒng)的變化來替代檢測或測量通過改變系統(tǒng)的方法來代替檢測或測量，使檢測或測量不再需要。實例：用電磁感應對金屬零件進行熱處理，在感應器和零件間的空間注滿化學鹽時，由于鹽的熔化溫度就等于進行熱處理所需要的溫度，因此，在熱處理過程中，對溫度的測量已不再需要。實例：加熱系統(tǒng)的自動控制加熱系統(tǒng)的自動控制是通過運用熱電偶或雙金屬片作為自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)的。當溫度低于給定溫度時，熱電偶是接通的；當溫度高于給定溫度時，熱電偶就會自動斷開，系統(tǒng)就可以保持在給定的溫度下。實例：計量客戶天然氣用量天然氣過戶系統(tǒng)要求精確傳遞儀表計量的氣體，它不是靠測量天然氣的體積，而是利用節(jié)流孔板限制流動的最大動壓來完成測量的。當前145頁，總共242頁。實例：有機混合物分離過程的測量方案有機化合物有機物A有機物B

如果采用電加熱或其它方法，有機混合物溫度的測量系統(tǒng)是必不可少的。但是，如果在分餾器外加一個水套，讓水套內(nèi)的水保持在沸騰狀態(tài)，此時，原測量系統(tǒng)就可以省去。

傳統(tǒng)方法：采用電加熱系統(tǒng)，結(jié)合溫度傳感器來控制有機化合物的溫度系統(tǒng)要求：為了使分餾器正常的工作，必須保持分餾器內(nèi)有機溶劑化合物的溫度控制在要求的95℃～100℃范圍內(nèi)當前146頁，總共242頁。S3FS2分餾器內(nèi)液體S2FnewFnew-modifiedS1溫控器帶夾套的分餾器內(nèi)沸騰的水恒定的溫度場輸入的溫度場輸出的溫度場實例：有機混合物分離過程的測量方案當前147頁，總共242頁。4.1.2利用被測對象的復制品采用測量被測對象的復制品、圖片或圖像來替代對被測對象本身的直接測量。對難于測量的物體如軟物體或具有不規(guī)則表面的物體，通常較多使用這種測量方法。實例：A.C.＃241077測量殼體的變形在殼體變形前后，分別制作模型，測量兩模型間的差異FS1S’2FS‘1當前148頁，總共242頁。實例：測量正在運行的貨車上的圓木對所運圓木拍照后，根據(jù)照片進行測量和計算圓木攝像機FS1S2FS1當前149頁，總共242頁。實例：高爐內(nèi)鐵水溫度的測量（實例4.1.2）鐵水的溫度很高，人們不可能靠近來直接測量它。為此，利用光學高溫計，通過接收器測量物體在高溫計透鏡上所形成的圖像亮度，即可得知鐵水的溫度值。S2FS1FS1鐵水光場光學高溫計當前150頁，總共242頁。4.1.3利用2級檢測來替代如果遇到無法用§4.1.1和

§4.1.2標準解法進行間接測量時，采用將其分解為2次連續(xù)的變化的檢測的方法來完成對某物質(zhì)的檢測。實例：進行加工過程中使用的量規(guī)為測量拋光輪子直徑，通常預先做成量規(guī)（間距為0.01mm的許多圓孔），然后，拋光輪子直徑的測量問題就變?yōu)樵诹恳?guī)上檢測能否通過和不通過某個圓孔的問題。當前151頁，總共242頁。組成分系統(tǒng)4.2的子系統(tǒng)

4.2構(gòu)建基本完整的和合成的測量物場模型4.2.1

構(gòu)建基本完整的測量物場模型4.2.2構(gòu)建合成的測量物場模型4.2.3構(gòu)建與環(huán)境一起的測量物場模型4.2.4構(gòu)建與環(huán)境附加物一起的測量物場模型當前152頁，總共242頁。4.2.1構(gòu)建基本完整的測量物場模型檢測是指檢查某種狀態(tài)發(fā)生或不發(fā)生。測量則具有定量化及一定精度的特點。測量物場模型與物場模型的差別在于：一個基本完整的測量物場模型必須是在它的輸出端載有被測對象信息參數(shù)的輸出場。如果原有的場是無效的或不充分的，則必須在不影響原系統(tǒng)的情況下改變或引入另一個增強場，該改變的新場或增強場應當有一個容易檢測的參數(shù)，該參數(shù)與所需測量參數(shù)是相關(guān)聯(lián)的。當前153頁，總共242頁。實例：檢測塑料制品泄漏程度讓塑料制品充滿空氣并密封，再將它浸入液體池中，根據(jù)液體中的氣泡就可測量其泄漏的程度。但是視覺上的清晰度不夠，為了使氣泡清晰可見，可以向液體再添加指示泄漏的光源。氣泡顯示塑料制品光場液體S2FnewS1Fnew-modifiedS2S1F當前154頁，總共242頁。實例：檢測液體開始沸騰的瞬間如果利用溫度場來進行測量顯然是無效的，因為液體在開始沸騰的瞬間，溫度并不會發(fā)生變化，不發(fā)生變化的參數(shù)輸出場，進行測量也就成為不可能。引入電流，讓電流通過液體，在液體開始沸騰的瞬間，液體中開始出現(xiàn)氣泡，隨氣泡的開始出現(xiàn)而相應地測得所驟變的輸出電阻。電阻儀電場氣泡出現(xiàn)時輸出的驟變電阻液體溫度場測溫儀Fnew1S2S1Fnew2S2F1S1F2當前155頁，總共242頁。實例：超聲波探傷超聲波探傷儀超聲波場缺陷信息S2FnewS1Fnew-modified探傷儀工件S2S1F當前156頁，總共242頁。實例：汽車擋風玻璃上的雨刷（實例4.2.1）通過輻射光檢測器，記錄汽車擋風玻璃上的水滴在半導體激光束的作用下，造成的電磁輻射散射的強度來自動啟動雨刷。當無水滴時，激光束不能到達光檢測器；當玻璃上出現(xiàn)水滴時，水滴將激光束部分散射，光檢測器記錄下以特定角度散射的輻射，生成光散射輸出信號Fnew-modified被傳至雨刷的控制系統(tǒng)，雨刷即可投入運行。雨滴光檢測器激光光散射信號S2FnewS1Fnew-modifiedS2S1F當前157頁，總共242頁。4.2.2構(gòu)建合成的測量物場模型對難以測量和檢測的系統(tǒng)或部件，引入易檢測的附加物S3，形成內(nèi)部或外部合成的測量物場模型，檢測或測量該合成附加物的變化。FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2S3FS2S1S2FnewS1Fnew-modifiedS3當前158頁，總共242頁。實例：顯微鏡下的測量附加化學劑的生物標本在顯微鏡下進行生物標本細微結(jié)構(gòu)的測量生物標本顯微鏡生物標本＋化學劑標本成像信息FS2S1S2FnewS1Fnew-modifiedS3光學場化學場當前159頁，總共242頁。實例：測量2個零件的貼合面積首先在一個零件的面上塗上發(fā)光染料，然后將2個面經(jīng)貼合后再行分開，測量另一個零件外表面上未被染上染料的面積，就顯示為2個零件的貼合面積。零件1零件2零件2＋發(fā)光涂料粘合面積FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2S3S2+S3S1當前160頁，總共242頁。4.2.3構(gòu)建與環(huán)境一起的測量物場模型

當系統(tǒng)中禁止引入附加物時，將易產(chǎn)生檢測和測量的附加物引入環(huán)境中，通過測量環(huán)境狀態(tài)的變化來獲得有關(guān)對象狀態(tài)變化的信息。實例：衛(wèi)星提供了覆蓋整個地球表面的連續(xù)信號，手持全球定位系統(tǒng)接收器，運用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，就能接受衛(wèi)星提供的信號，根據(jù)信號可以測量出自己的精確位置。定位對象定位儀衛(wèi)星信號＋衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)定位顯示FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2S3當前161頁，總共242頁。實例：檢測內(nèi)燃機內(nèi)部磨損情況檢測內(nèi)燃機的磨損情況，就是要測量發(fā)動機被磨損掉的金屬表層。磨損的金屬表層以顆粒形式混在發(fā)動機的潤滑油中，油被看作是環(huán)境，在潤滑油中加入熒光粉，金屬顆粒會吸收熒