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物场分析原理及应用介绍

【摘要】:运用物场分析原理创造时,其思考要点如下:1.课题分析分析创造课题的出发点和期望达到的目的。例2-3冷冻机密封检测方案设计:运用物场分析原理求解家用电冰箱中冷冻机密封不良的检测设备的原理方案。因此,本课题运用物场分析原理,主要是将非物场体系补建成非人工检测泄漏的完全物场体系。图2-3过滤器清洗物场体系这个物场虽属完全物场体系,但其功效并不令人满意,打算对此进行改造。

物场分析是苏联学者阿里特舒列尔在其著作《创造是一门精确的科学——解决创造课题的理论》中,首先提出的一种创造原理。这种创新理论认为,解决创造课题的本质问题是消除课题的技术矛盾,而技术矛盾是由物理矛盾决定的。只有消除物理矛盾,才能最终解决创造课题。因此,消除物理矛盾,才是解决创造课题的核心所在。如何分析和消除这类矛盾,可以运用物场分析原理。

所谓物场,是指物质与物质之间相互作用和相互影响的一种联系。例如,电铃的响声给了人一种信号,其中“电铃”“人”属于“物质”的概念。那么“场”又是指什么呢?只要分析一下电铃的响声为什么会传到人的耳朵里,就会知道“空气的振动”是其中的原因,如果在真空中,人是听不到电铃的声音的。也就是说,在“电”与“人”之间存在着一个“声场”。事实上,世界上的物体本身是不能实现某种作用的,只有同某种“场”发生联系后才会产生对另一物体的作用或承受相应的反作用。就科学领域来说,温度场、机械场、声场、引力场、磁场、电场等,是物场的具体存在形式。

构成一个物场需要三个要素:两个物质和一个场。其一般形式如图2-1所示。

图2-1 物场的一般形式

任何物场都可以分为三种类型:

(1)完全物场体系。完全物场体系是满足物场三要素要求的物场体系,它是一种能实现物质之间相互作用和影响的完整技术体系。

(2)不完全物场体系。不完全物场体系是不能满足物场三要素的要求,或只知两物,或知一物一场,这是有待补建的技术体系。

(3)非物场体系。如果只给出一种物质或者场,则属非物场体系。显然,它不存在具体的相互作用和影响,不发生任何技术功能作用。

物场分析的基本内容就是在判别物场类型的前提下进行创造性思考,或对非物场体系或不完全物场体系进行补建,或对完全物场体系中的要素进行变换以发展物场。无论补建或变换,其最终目的都是使物场三要素之间的相互作用更为有效,功能更加完整和可靠。

运用物场分析原理创造时,其思考要点如下:

1.课题分析

分析创造课题的出发点和期望达到的目的。搞清课题属何技术领域,已知什么,未知什么,限制条件有哪些,等等。

2.分析物场类型

按照物场的三要素要求,判断创造课题已知条件能够构造成哪种类型的物场体系。

3.进行物场改造思考

(1)对非物场体系或不完全物场体系,要补建成完全物场体系。

补建成完全的物场体系,其措施是移植引进作为完全物场体系所不可缺少的元素,而这种引进的元素应当是发生相互作用的,而不是无关的元素。有时,会有这样的情况,当已知条件给定了两种物质,需要引进一个场。这里虽然符合构成物场三要素的要求,但无法实现它们的相互作用。这时,还应引进使它们发生相互作用的物质,该物质应当是与给定的两个物质之一相混合而不分离,则可用复合体(物2、物2′)来代替物2。

(2)对完全物场体系进行要素置换。

物场效率的大小与要素的性质相关。对于已成完全物场的技术体系,可以考虑用更有效的场(如电磁场)来取代另一类场(如机械场),或用更有效的物质来置换效能较差的物质。

4.形成新的技术体系形态

对确定的新物场体系进行技术性构思,使之成为具有技术形态的新技术体系。

例2-3 冷冻机密封检测方案设计:运用物场分析原理求解家用电冰箱中冷冻机密封不良的检测设备的原理方案。

解:

(1)课题分析。

家用电冰箱的冷冻机中充满着氟利昂润滑油,如果密封不良,氟利昂和润滑油都会外漏。因此,检测密封不良的问题实际上就是判断是否有工作介质或润滑油外漏。

(2)物场分析。

根据物场形式进行分析,此课题中哪些东西可以视为物和场。传统的检测方式是人工观察,在这种技术体系中,“润滑油”“氟利昂”是物质,但相互作用的物质与场没有构成完整的物场,因此传统检漏方式是一种原始的非物场体系。

因此,本课题运用物场分析原理,主要是将非物场体系补建成非人工检测泄漏的完全物场体系。

(3)充全物场体系的建立。

根据物场三要素的条件,思考方向集中在寻找与润滑油泄漏有作用关系的物质及起联系作用的技术场。经收集有关机械故障检测方面的信息,决定建立以下形式的完全物场体系,如图2-2所示。

图2-2 冷冻机密封检测的物场体系

在这一物场体系下,引进了荧光粉和紫外线辐射物理场。其技术体系的工作原理是:将掺有荧光粉的润滑油注入冷冻机,在暗室里用紫外线照射冷冻机,根据通过密封不严处渗漏出的润滑油中荧光粉发出的光,来确定渗漏部位。

根据上述原理可以开发设计冷冻机渗漏自动检测装置。

例2-4 燃气轮机过滤器改进设计。

为了从燃气中消除非磁性尘粒,可使用过滤网,它由许多层金属网构成。这种过滤器虽可挡住尘粒,但滤网清洗非常困难。清洗时,必须经常将滤网拆散,长时间向相反方向鼓风,才能使网上尘粒脱去。试用物场分析提出改进设计方案。

解:

(1)物场分析。

根据课题给出的条件,可描述出一个完全的物场体系,如图2-3所示。

图2-3 过滤器清洗物场体系

这个物场虽属完全物场体系,但其功效并不令人满意,打算对此进行改造。

(2)旧物场体系的改造。

采用置换场和物质的办法来改造,具体想法是:用电磁场来取代机械场(空气流);用铁磁性颗粉代替金属网。这样,得到新的物场体系,如图2-4所示。

图2-4 改进后的过滤器清洗物场体系

新物场体系对应的技术体系的工作原理是:利用铁磁性颗粒作为过滤物质,它在磁极中间并形成多孔隙结构。关断或接通磁场就可以有效地控制过滤器的孔隙。当需“捕捉”尘粒时,过滤器孔可缩小,而在清洗时,过滤器孔可放大。改变磁场强度,便可控制铁磁颗粒的密度。