物场分析与物场分析与76个标准解个标准解曾富洪曾富洪1 问题模型问题模型应用应用具体问题解具体问题解具体具体问题问题标准问题标准问题TRIZ的解题模式的解题模式转化转化解决方案解决方案模型模型标准解法标准解法TRIZTRIZ工具工具归纳归纳定义定义应用应用验证验证2 什么是物场模型？什么是物场模型？•物场模型：物场模型：是由两个物质和一个场这样三个元素所构成是由两个物质和一个场这样三个元素所构成的完全的、最小的技术系统是一种用图形表达问题的的完全的、最小的技术系统是一种用图形表达问题的符合语言来揭示系统的功能，描述任何技术系统中不同符合语言来揭示系统的功能，描述任何技术系统中不同元素之间发生的不足的、有害的、过度的和不需要的各元素之间发生的不足的、有害的、过度的和不需要的各种相互作用种相互作用.设计人员通过使用这些特定的符号来有序设计人员通过使用这些特定的符号来有序地进行解决发明问题的方法地进行解决发明问题的方法•依据依据Altshuller发现的的规律：律：如果问题的物场模型是一如果问题的物场模型是一样的，那么解决方案的物场模型也是一样的，和这个问样的，那么解决方案的物场模型也是一样的，和这个问题来自于哪个领域无关。
题来自于哪个领域无关3 物场建模的目的物场建模的目的•物场建模为研究物场转化和发展的物场建模为研究物场转化和发展的TRIZ工具•应用物场建模可以由模糊的发明情景进入到一系列的发明应用物场建模可以由模糊的发明情景进入到一系列的发明问题发明问题是以技术系统元件成对之间的标准矛盾形问题发明问题是以技术系统元件成对之间的标准矛盾形式确定的式确定的基本物理场：重力场、电磁场、强作用场、弱作用场基本物理场：重力场、电磁场、强作用场、弱作用场其他的相互作用：机械场、热场、化学场、电场、磁其他的相互作用：机械场、热场、化学场、电场、磁场、电磁场、放射场、生物场、嗅觉场、声场场、电磁场、放射场、生物场、嗅觉场、声场……4 最基本的物场模型最基本的物场模型(Su-F model)•最基本物最基本物场模型模型是将一个技是将一个技术系系统分成两个分成两个物物质与一个与一个场或一个物或一个物质与两个与两个场，用一个，用一个三角形来表示每个系三角形来表示每个系统所所实现的功能•一个一个基本完整的测量物场模型基本完整的测量物场模型必须是在它的必须是在它的输出端载有被测对象信息参数的输出场输出端载有被测对象信息参数的输出场 S2FS1Fnew1S2S1Fnew2最基本的最基本的物场模型物场模型最基本的最基本的测量物场模型测量物场模型5 、•S、、S1、、S2 …表示物质。
表示物质通常物质通常物质S1是一种需要改变、加工、位是一种需要改变、加工、位 移、发现、移、发现、控制、实现等的控制、实现等的“目标目标”、、“对象对象” ；； 物质物质S2 是实现必要作用的是实现必要作用的“工具工具”•F、、F1、、F2 …表示场表示场 代表代表“能量能量”、、“力力”，是实现两个物质间的相互，是实现两个物质间的相互作用、联系和影响的能量在测量物场模型中，作用、联系和影响的能量在测量物场模型中，通常通常F1表示输入场，表示输入场，F2表示输入场表示输入场有关联的作用有关联的作用有效不充分作用有效不充分作用定向有效作用定向有效作用有害作用有害作用最基本的物场模型最基本的物场模型(Su-F model)6 常用的物场模型及其含义常用的物场模型及其含义•有效完整模型有效完整模型：：实现功能的实现功能的3个元素齐全，且有效实现功能个元素齐全，且有效实现功能•不完整模型不完整模型：：实现功能的实现功能的3个元素不全，可能缺场，也可能个元素不全，可能缺场，也可能是缺少（工具）物质是缺少（工具）物质标准解法：标准解法：对不完整模型，应针对所对不完整模型，应针对所缺少的元素给予缺少的元素给予引入物质或引入场，引入物质或引入场，使形成有效完整的物场使形成有效完整的物场模型，从而得以实现功能。
模型，从而得以实现功能•效应不足的完整模型效应不足的完整模型：：3个元素齐全，但功能未有效实现或个元素齐全，但功能未有效实现或实现得不足实现得不足标准解法：增加物质标准解法：增加物质S3或增加另一个场或增加另一个场F2来强来强化有用效应化有用效应S3可以是现成物质，或是可以是现成物质，或是S1、、S2的变异、或的变异、或是环境或是通过分解环境而获得的物质是环境或是通过分解环境而获得的物质•效应有害的完整模型效应有害的完整模型：： 3个元素齐全，但产生了有害的效应，个元素齐全，但产生了有害的效应，需要消除这些有害效应需要消除这些有害效应标准解法：标准解法： 1）增加另一物质）增加另一物质S3来阻止有害效应的产生来阻止有害效应的产生 2）增加另一个场）增加另一个场F2来平衡产生有害效应的场来平衡产生有害效应的场7 •构造物质－场模型通常遵循下图所示的工作流程,即•1．识别元件，定义模型中的三个要素，•2．构建模型，•3．从76个标准解中选择合适的解作为解决方案，•4．进一步发展解，以达到系统的有效和完善，•5．实现具体解，•6．探求另外可行解8物场模型工作流程物场模型工作流程8 发明问题发明问题76个标准解系统的分级个标准解系统的分级级别级别标标准解系准解系统统名称名称子系子系统统数量数量第一第一级级基本物场模型的标准解基本物场模型的标准解13第二第二级级增强物场模型的标准解增强物场模型的标准解23第三第三级级向双、多级系统或微观级系统向双、多级系统或微观级系统进化的标准解进化的标准解6第四第四级级测量与检测的标准解测量与检测的标准解17第五第五级级简化与改善策略标准解简化与改善策略标准解17合合 计计769 组成第一级标准解系统的分系统组成第一级标准解系统的分系统 第一级 基本物场模型的标准解 第一级 基本物场模型的标准解•1.1 构建完整的物场模型 构建完整的物场模型•1.2 消除或中和有害作用，构建完善的物消除或中和有害作用，构建完善的物场模型场模型 10 组成分系统组成分系统1.1的子系统的子系统 1.1 构建完整的物场模型 构建完整的物场模型•1.1.1 由不完整的向完整的物场模型转换 由不完整的向完整的物场模型转换•1.1.2 在物质内部引入附加物，建立内部合成的物场模型 在物质内部引入附加物，建立内部合成的物场模型•1.1.3 在物质外部引入附加物，建立外部合成的物场模型 在物质外部引入附加物，建立外部合成的物场模型•1.1.4 利用环境资源作为物质内部或外部的附加物，建立与 利用环境资源作为物质内部或外部的附加物，建立与 环境一起的物场模型 环境一起的物场模型•1.1.5 引入由改变环境而产生的附加物，建立与环境和附加引入由改变环境而产生的附加物，建立与环境和附加 物一起的物场模型 物一起的物场模型•1.1.6 对物质作用的最小模式 对物质作用的最小模式•1.1.7 对物质作用的最大模式 对物质作用的最大模式•1.1.8 对物质作用的选择性最大模式：分别向最大和最小作用 对物质作用的选择性最大模式：分别向最大和最小作用场区域选择性引入附加物场区域选择性引入附加物 11 1.1.1 由不完整的向完整的物场模型转换 由不完整的向完整的物场模型转换、、通过引入缺失的场或物质来建立完整的物场模型通过引入缺失的场或物质来建立完整的物场模型12 不完整不完整→有效完整的物场模型有效完整的物场模型F S1 S2缺少工具缺少工具和力和力S1S2S1 S2缺少力和加缺少力和加工对象工对象缺少力缺少力人们用锤子打钉，人们用锤子打钉，只有钉子（目标物质只有钉子（目标物质S1）不行；）不行；只有锤子（工具物质只有锤子（工具物质S2）也不行；）也不行；有了钉子和锤子，没有人的手臂用力（机械有了钉子和锤子，没有人的手臂用力（机械场场F）同样不行；）同样不行；只有当三个因素同时具备时才能完成打下钉只有当三个因素同时具备时才能完成打下钉子的任务。
子的任务S2F1S1钉钉子子锤锤子子机械力机械力13 1.1.2 在物质内部引入附加物，建立内部合成的物场模型 在物质内部引入附加物，建立内部合成的物场模型从形式上看，从形式上看，3个元素都齐全，是一个完整的物场模型，但不能表现为一个个元素都齐全，是一个完整的物场模型，但不能表现为一个工作着的物场模型且系统内部对引入物质没有限制工作着的物场模型且系统内部对引入物质没有限制,引入的添加物质对引入的添加物质对现有的系统也不会产生大的变化时，则可在系统物质中引入附加物，构现有的系统也不会产生大的变化时，则可在系统物质中引入附加物，构建物质内部合成的物场模型该添加物也可以是系统物质的变异建物质内部合成的物场模型该添加物也可以是系统物质的变异S2FS1S2FS1S2FS1S3FS1S2S3作用不充分作用不充分作用力不充分作用力不充分14 实例：穿着普通鞋子在冰面上行走例：穿着普通鞋子在冰面上行走穿着普通鞋子在冰上穿着普通鞋子在冰上行走的人，因得不到行走的人，因得不到冰面足够的摩擦力，冰面足够的摩擦力，所以容易滑倒所以容易滑倒解决办法：换上钉鞋解决办法：换上钉鞋带钉的鞋子带钉的鞋子摩擦力摩擦力鞋子鞋子冰面冰面S2FS1FS1S2S315 实例：利用抗凝血剂防止血液凝固实例：利用抗凝血剂防止血液凝固血液血液心肺机心肺机S2FS1生物场生物场FS1S2S3肝素肝素16 实例：带双帽的钉子实例：带双帽的钉子•在有些生产产品的加工过程中对产品钉下的钉子，待加工完成后必须取在有些生产产品的加工过程中对产品钉下的钉子，待加工完成后必须取出。
为此在加工过程中，钉帽必须与产品表面贴紧，以达到紧固产品的出为此在加工过程中，钉帽必须与产品表面贴紧，以达到紧固产品的目的；但是当完工后，钉子帽又必须远离产品表面，以使起钉容易，并目的；但是当完工后，钉子帽又必须远离产品表面，以使起钉容易，并在起钉时不会对表面产生伤害在起钉时不会对表面产生伤害•使用带两个钉帽的钉子，可以同时满足不同加工过程的要求由于在两使用带两个钉帽的钉子，可以同时满足不同加工过程的要求由于在两钉帽间有足够的空隙用于拔出钉子，下面的钉帽则可保持紧贴产品钉帽间有足够的空隙用于拔出钉子，下面的钉帽则可保持紧贴产品加工产品加工产品单帽钉单帽钉双帽钉双帽钉机械场机械场S2FS1S2FS1S317 1.1.3 在物质外部引入附加物，建立外部复合的物场模型 在物质外部引入附加物，建立外部复合的物场模型•如果系统不能改变，实施内部合成受阻，则在两个物质如果系统不能改变，实施内部合成受阻，则在两个物质S1、、或或S2的外部引入附加物的外部引入附加物S3来达到增强效应的目的来达到增强效应的目的S2FS1S2FS1S3FS2S1S2FS1S3S1引入附加物引入附加物S2引入附加物引入附加物18 实例：路标的涂层（实例实例：路标的涂层（实例1.1.3））•提高路标对司机的可视性提高路标对司机的可视性•路标的明亮度对于汽车司机的安全行驶至路标的明亮度对于汽车司机的安全行驶至关重要。
在路标表面涂上高分子涂层，在关重要在路标表面涂上高分子涂层，在汽车大灯光的照耀下，增加了路标的反射汽车大灯光的照耀下，增加了路标的反射光，从而提高了路标对司机的可视性光，从而提高了路标对司机的可视性反射光反射光路标路标灯光灯光S2FS1S2FS1路标＋涂层路标＋涂层 S319 实例：查找出压缩机氟利昂渗漏处实例：查找出压缩机氟利昂渗漏处（建立外部合成物场模型）（建立外部合成物场模型）将外部添加物将外部添加物S3荧光粉掺入压缩机内的润滑油中，然后再用荧光粉掺入压缩机内的润滑油中，然后再用紫外光照射压缩机，通过渗漏出的润滑油中荧光粉发出的紫外光照射压缩机，通过渗漏出的润滑油中荧光粉发出的光，可以准确地确定氟利昂的渗漏部位光，可以准确地确定氟利昂的渗漏部位氟利昂氟利昂S2FS1压缩机压缩机紫外光紫外光FS1S1＋荧光粉＋荧光粉 S320 1.1.4 利用环境资源作为物质内部或外部的附加物，建立与环 利用环境资源作为物质内部或外部的附加物，建立与环境一起的物场模型境一起的物场模型 •在基本物场模型已经形成的基础上，如果系统难以满足要求在基本物场模型已经形成的基础上，如果系统难以满足要求的变化，且限制将物质引入系统内部或外部，则可以将环境的变化，且限制将物质引入系统内部或外部，则可以将环境中的物质作为附加物引入，形成与环境一起的物场模型。
中的物质作为附加物引入，形成与环境一起的物场模型SES1S2FS1S2FS1S2FFS1S2SE21 实例：潜水艇下水深度的调整（实例实例：潜水艇下水深度的调整（实例1.1.4））•当潜水艇浮在水面上时，同时承受着来自地球自上而下的当潜水艇浮在水面上时，同时承受着来自地球自上而下的重力和与之相反方向的水的浮力，倘若将环境中的水大量重力和与之相反方向的水的浮力，倘若将环境中的水大量地注入潜水艇中，一旦地球对潜水艇的重力克服了水的浮地注入潜水艇中，一旦地球对潜水艇的重力克服了水的浮力时，潜水艇就会开始下沉力时，潜水艇就会开始下沉 SES1注入水的注入水的潜水艇潜水艇S2FS2FS1未注入水未注入水的潜水艇的潜水艇海水海水重力重力22 实例：利用船体内置的水箱来增强船体的稳定性实例：利用船体内置的水箱来增强船体的稳定性•船体装备的船体装备的“龙骨压载水箱龙骨压载水箱”，当船翻覆时，龙骨会暴露当船翻覆时，龙骨会暴露到空气中，水就显示了重量，由于水不可能即刻流出，龙到空气中，水就显示了重量，由于水不可能即刻流出，龙骨将使船自动恢复到原位骨将使船自动恢复到原位在海上航道浮标内冲入海水，在海上航道浮标内冲入海水，以加强浮标的稳定性）以加强浮标的稳定性）S2FS1船体船体＋压载水箱水＋压载水箱水海水海水SEF’S1发生发生倾斜倾斜的船的船S123 1.1.5 引入由改变环境而产生的附加物，建立与环境和附加 引入由改变环境而产生的附加物，建立与环境和附加物一起的物场模型物一起的物场模型•在基本物场模型已经形成的基础上，如果系统难以满足要在基本物场模型已经形成的基础上，如果系统难以满足要求的变化，且限制附加物引入系统内部或外部，对引入环求的变化，且限制附加物引入系统内部或外部，对引入环境虽然没有限制，但原有环境或原环境中的物质不能满足境虽然没有限制，但原有环境或原环境中的物质不能满足需求时，则可通过改变或分解环境来获得所需的附加物需求时，则可通过改变或分解环境来获得所需的附加物Sed引入系统，建立与环境和附加物一起的物场模型。
引入系统，建立与环境和附加物一起的物场模型S2FS1FS1S2SedS2FS1S2FSedS124 实例：轴承润滑剂实例：轴承润滑剂相对于轴承来说，润滑油是轴承的环境，在润滑油中引入电解相对于轴承来说，润滑油是轴承的环境，在润滑油中引入电解液，可促使润滑剂汽化，以改善普通径向轴承的阻尼特性液，可促使润滑剂汽化，以改善普通径向轴承的阻尼特性润滑剂润滑剂轴承轴承S2FS1FS1润滑油＋电解液润滑油＋电解液S2Sed25 实例：拍摄太空物体图像实例：拍摄太空物体图像利用望远镜在正常的环境下拍摄太空物体的图像很利用望远镜在正常的环境下拍摄太空物体的图像很不清晰，倘若在太空中设置望远镜，由于完全改不清晰，倘若在太空中设置望远镜，由于完全改变了的环境，致使望远镜的功能和清晰度达到大变了的环境，致使望远镜的功能和清晰度达到大大提高太空物体太空物体望远镜改在望远镜改在太空环境中太空环境中望远镜望远镜在正常在正常环境中环境中S2FS1S2FSedS126 1.1.6 对物质作用的最小模式 对物质作用的最小模式•如果希望获得最小作用，但现有条件很难或无法保障做到，如果希望获得最小作用，但现有条件很难或无法保障做到，就先应用最大模式（最大作用场或最大物质）作为过渡形就先应用最大模式（最大作用场或最大物质）作为过渡形式，随后再设法将过量消除，以使最终达到对物质的最小式，随后再设法将过量消除，以使最终达到对物质的最小作用。
其中过量的场用物质来去除；过量的物质用场（通作用其中过量的场用物质来去除；过量的物质用场（通过引入能生成场的物质）来去除过引入能生成场的物质）来去除过量的场用物质来消除过量的场用物质来消除过量的物质用场（用能生成过量的物质用场（用能生成场的物质）来消除场的物质）来消除S2S1FS2maxS1S1S2FmaxS1F27 实例：磁发电机导体陶瓷板上塗强磁性导电材料实例：磁发电机导体陶瓷板上塗强磁性导电材料（首先全面覆盖，然后再去除过量部分）（首先全面覆盖，然后再去除过量部分）•首先向整个陶瓷板满喷上一层强磁涂料，随后将喷洒在凸首先向整个陶瓷板满喷上一层强磁涂料，随后将喷洒在凸面上的过量部分通过机械作用将它去除掉，最后只让在板面上的过量部分通过机械作用将它去除掉，最后只让在板槽中留下薄薄的一层强磁性导电材料槽中留下薄薄的一层强磁性导电材料涂料涂料S2S1FS2maxS1陶瓷板陶瓷板机械场机械场28 实例：洗完衣服后的甩干（实例实例：洗完衣服后的甩干（实例1.1.6））要想依靠重力或手臂的能力拧干衣服上的水是不太容易的事，要想依靠重力或手臂的能力拧干衣服上的水是不太容易的事，借助于洗衣机，让衣服和洗衣机滚筒转起来，利用洗衣机借助于洗衣机，让衣服和洗衣机滚筒转起来，利用洗衣机的离心力把衣服上多余的氺份去除。
的离心力把衣服上多余的氺份去除洗衣机洗衣机S2离心力离心力FmaxS1衣服衣服S1F29 1.1.7 对物质作用的最大模式 对物质作用的最大模式•如果系统要求获得最大的作用，但这对系统物质如果系统要求获得最大的作用，但这对系统物质S1会产生伤害时，引入保护性附加物会产生伤害时，引入保护性附加物S2让最大作让最大作用首先直接作用在与原物质相连接的附加物用首先直接作用在与原物质相连接的附加物S2上，上，然后再到达需免受伤害的物质然后再到达需免受伤害的物质S1上 S1S2FmaxS1Fmax30 实例：焊接工人的面罩实例：焊接工人的面罩 （实例（实例1.1.6））•焊接时产生的弧光辐射对焊接工人的眼睛有极大的伤害，焊接时产生的弧光辐射对焊接工人的眼睛有极大的伤害，然而为了保证焊接质量，焊接的弧光强度是不可能减弱的，然而为了保证焊接质量，焊接的弧光强度是不可能减弱的，焊接的工作又必须连续进行的，为此，焊接工人使用保护焊接的工作又必须连续进行的，为此，焊接工人使用保护面罩（中性滤光镜），过度的弧光（多余的场）被保护面面罩（中性滤光镜），过度的弧光（多余的场）被保护面罩（引入的添加物）消除掉了罩（引入的添加物）消除掉了。
焊工眼睛焊工眼睛弧光辐射弧光辐射面罩面罩S2S1FmaxS1Fmax31 1.1.8 对物质作用的选择性最大模式 对物质作用的选择性最大模式•当在系统中某些区域需要使用最大作用场，当在系统中某些区域需要使用最大作用场，并在该系统的另外某些区域同时需要使用并在该系统的另外某些区域同时需要使用最小作用场时，可以根据使用的作用场区最小作用场时，可以根据使用的作用场区域究竟是最大还是最小，参照域究竟是最大还是最小，参照1.1.6和和1.1.7分别引入附加物：当最大作用情况下，将分别引入附加物：当最大作用情况下，将一种保护性物质引入到要求最小作用的所一种保护性物质引入到要求最小作用的所在区域；当最小作用情况下，将一种可以在区域；当最小作用情况下，将一种可以产生局部场的物质引入到要求最大作用的产生局部场的物质引入到要求最大作用的所在区域所在区域32 实例：注射液玻璃瓶的封口工艺实例：注射液玻璃瓶的封口工艺（在选定区域最大模式，在另一个区域最小模式）（在选定区域最大模式，在另一个区域最小模式）当为注射液玻璃瓶进行封口时，必须将火焰调整到最大功率，以使火焰当为注射液玻璃瓶进行封口时，必须将火焰调整到最大功率，以使火焰在瓶口处达到最大效应，快速地熔化玻璃并完成封口；但是，灼热的在瓶口处达到最大效应，快速地熔化玻璃并完成封口；但是，灼热的火焰对瓶内的药液质量会产生伤害，为使瓶内的药剂免遭受热，影响火焰对瓶内的药液质量会产生伤害，为使瓶内的药剂免遭受热，影响药液的质量，在完成封口操作时，必须将瓶身浸在水中，以使瓶身受药液的质量，在完成封口操作时，必须将瓶身浸在水中，以使瓶身受火焰的影响达到最小。
火焰的影响达到最小冷却水冷却水S3S1FmaxS2Fmax最大火焰最大火焰药液瓶药液瓶封口区封口区S2药液瓶药液瓶盛药区盛药区S1Fmax33 组成分系统组成分系统1.2的子系统的子系统 1.2 消除或中和有害作用，构建完善的物场 消除或中和有害作用，构建完善的物场模型模型•1.2.1 在系统的两个物质之间引入外部现 在系统的两个物质之间引入外部现成的物质成的物质•1.2.2 引入系统中现有物质的变异物 引入系统中现有物质的变异物•1.2.3 引入第 引入第2种物质种物质•1.2.4 引入场 引入场•1.2.5 切断磁影响 切断磁影响34 1.2.1 在系统的两个物质之间引入外部现成的物质 在系统的两个物质之间引入外部现成的物质•当在物场模型中存在有用和有害的作用，且它们的当在物场模型中存在有用和有害的作用，且它们的2个物质之间可以个物质之间可以不紧密相邻的，则可将外部现成的附加物，引入在系统的两个物质之不紧密相邻的，则可将外部现成的附加物，引入在系统的两个物质之间，以避免间，以避免2个物质之间的直接接触来消除它们间的有害作用该附个物质之间的直接接触来消除它们间的有害作用该附加物可以是临时的，也可以是永久的。
加物可以是临时的，也可以是永久的S2FS1S3S2FS1S2FS1S3S2FS135 •在微电路中，用直径在微电路中，用直径0.2微米的铜导线来替换微米的铜导线来替换0.35微米宽微米宽的铝导线，腾出的空间可以在芯片上增加三倍的电组元，的铝导线，腾出的空间可以在芯片上增加三倍的电组元，提高运行速度，节约用电铜导线对系统有效作用；但由提高运行速度，节约用电铜导线对系统有效作用；但由于铜原子会向硅中扩散，铜导线对硅基有害作用，从而会于铜原子会向硅中扩散，铜导线对硅基有害作用，从而会恶化了整个系统在硅和铜导线之间增加隔离夹层，消除恶化了整个系统在硅和铜导线之间增加隔离夹层，消除了铜导线与硅的有害效应了铜导线与硅的有害效应实例：微芯片的铜导线实例：微芯片的铜导线、S2FS1S3隔离层隔离层铜导线铜导线硅基硅基S2FS136 实例：举重场上的杠铃实例：举重场上的杠铃•地面对杠铃的有用作用是让杠铃就位，制止杠铃的运动；地面对杠铃的有用作用是让杠铃就位，制止杠铃的运动；但杠铃盘对地面会产生有害作用，当放下杠铃时，由于杠但杠铃盘对地面会产生有害作用，当放下杠铃时，由于杠铃的重力碰撞会造成对地面的损伤，并引起噪声。
給杠铃铃的重力碰撞会造成对地面的损伤，并引起噪声給杠铃盘套上橡皮圈或在地面上铺上一层厚厚的橡皮，问题就会盘套上橡皮圈或在地面上铺上一层厚厚的橡皮，问题就会迎刃而解迎刃而解S2FS1S3S2FS1杠铃杠铃地面地面橡皮圈橡皮圈37 实例：保护铆钉（引入现成物质实例：保护铆钉（引入现成物质S3））S2FS1S3S2FS1锤子锤子铆钉铆钉冲击力冲击力垫木垫木38 实例：茶壶托盘实例：茶壶托盘S2FS1S3S2FS1茶壶茶壶托盘托盘手39 1.2.2 引入系统中现有物质的变异物 引入系统中现有物质的变异物 •当在物场模型中存在有用和有害的作用，且在它们的当在物场模型中存在有用和有害的作用，且在它们的2个个物质之间不要求紧密相邻，但限制从外部引入新物质时，物质之间不要求紧密相邻，但限制从外部引入新物质时，引入通过修正系统形成的系统物质变异物来消除引入通过修正系统形成的系统物质变异物来消除2个物质个物质间的有害作用间的有害作用S2FS1S2modifiedS2FS1S2FS1S1modifiedS2FS140 实例：炼铜厂的冶炼浴槽实例：炼铜厂的冶炼浴槽•矿石的熔点是矿石的熔点是1200 oC ，因此，密封浴槽内的温度必须维持在，因此，密封浴槽内的温度必须维持在1300 oC 。
浴槽壁是用铜制成的，铜的熔点是浴槽壁是用铜制成的，铜的熔点是1083 oC ，为了，为了防护浴槽免遭高温破坏和大块矿石的严重磨损，在浴槽壁四周防护浴槽免遭高温破坏和大块矿石的严重磨损，在浴槽壁四周设有冷却水套，在冷却水的作用下，使在浴槽的四周形成来自设有冷却水套，在冷却水的作用下，使在浴槽的四周形成来自矿石熔融物的结渣层（在（铜矿石的变异物），结渣层起着保矿石熔融物的结渣层（在（铜矿石的变异物），结渣层起着保护浴槽壁免遭高温破坏和大块矿石的严重磨损，因为结渣层一护浴槽壁免遭高温破坏和大块矿石的严重磨损，因为结渣层一经磨损，冷却水的作用会使结渣层进行经磨损，冷却水的作用会使结渣层进行“自我更新自我更新”S2FS11300oC结渣层结渣层（（S2变异物）变异物）S2modified浴槽浴槽1083oC铜矿石铜矿石1200 oCS2FS1熱场熱场41 实例：高温焦炭的输送实例：高温焦炭的输送高温焦炭高温焦炭传送带传送带机械场机械场碎焦炭（高温焦炭变异物）碎焦炭（高温焦炭变异物）炙热的焦炭在运输过程中，为了避免高温对传送带的伤害，在传送带上铺设一炙热的焦炭在运输过程中，为了避免高温对传送带的伤害，在传送带上铺设一层碎的焦炭，可以起到隔绝热的作用。
层碎的焦炭，可以起到隔绝热的作用S2FS1S1modifiedS2FS142 实例：实例： “法兰西法兰西”体育场体育场•“法兰西法兰西”体育场上设置的遮阳篷对场地观众有益遮阳作体育场上设置的遮阳篷对场地观众有益遮阳作用，但是场地观众渲染的噪声聚集到遮阳篷上，对附近街用，但是场地观众渲染的噪声聚集到遮阳篷上，对附近街区的环境产生有害影响在遮阳篷內添加矿物棉用以消除区的环境产生有害影响在遮阳篷內添加矿物棉用以消除噪声折射到遮阳篷上的场地观众的嘈杂声被遮阳篷内的噪声折射到遮阳篷上的场地观众的嘈杂声被遮阳篷内的吸声板吸收，不再对附近街区产生影响吸声板吸收，不再对附近街区产生影响S2FS1S2modified矿物棉矿物棉S2FS1观众观众遮阳篷遮阳篷43 1.2.3 引入第 引入第2物质物质•为了消除一个场对物质的有害作用，引入第为了消除一个场对物质的有害作用，引入第2种物质种物质来排除有害作用来排除有害作用S2FS1S1F44 实例：为了沿街住户的安宁实例：为了沿街住户的安宁•为了挡住来往频繁车辆的嘈杂声，在繁华为了挡住来往频繁车辆的嘈杂声，在繁华地区的马路两旁，建立了消音墙，起到隔地区的马路两旁，建立了消音墙，起到隔声的效果声的效果S2FS1S1F嘈杂声嘈杂声沿街沿街住户住户消音墙消音墙45 实例：电器接地保护实例：电器接地保护•为了防止电器设备漏电造成对人的伤害，为了防止电器设备漏电造成对人的伤害，采取接地保护措施。
采取接地保护措施S2FS1S1F电场电场人员人员接地接地装置装置46 1.2.4 引入场 引入场•若在系统中同时存在有用和有害的作用，且两个物质之间若在系统中同时存在有用和有害的作用，且两个物质之间之间要求必须直接紧密相邻，则可引入场第之间要求必须直接紧密相邻，则可引入场第2个场个场F2，通，通过建立双物场模型，其中场过建立双物场模型，其中场F1是用来实现有用作用，场是用来实现有用作用，场F2是用来中和有害作用或将有害作用转化为另一个有用功是用来中和有害作用或将有害作用转化为另一个有用功能S2F1S1S2F1S1F247 实例：骨折病人后的理疗实例：骨折病人后的理疗•医生对腿骨折的病人进行外科手术后，用支撑架通过机械医生对腿骨折的病人进行外科手术后，用支撑架通过机械场作用在腿上将其固定通过施加脉冲电场对肌肉进行理场作用在腿上将其固定通过施加脉冲电场对肌肉进行理疗，以刺激肌肉并阻止肌肉萎缩疗，以刺激肌肉并阻止肌肉萎缩脉冲电场脉冲电场机械力机械力腿腿支撑架支撑架S2F1S1S2F1S1F248 1.2.5 切断 切断 磁影响磁影响•如果系统中存在着有害作用的磁性，采用如果系统中存在着有害作用的磁性，采用退磁的方法（加热磁性物质到居里温度以退磁的方法（加热磁性物质到居里温度以上，或引入另一相反的磁场）来给予消除上，或引入另一相反的磁场）来给予消除其系统中存在着的有害磁性。
其系统中存在着的有害磁性S2FmagneticS1Fthemal(－－magnetic)S2S1Fmagnetic49 实例：起重机的应用实例：起重机的应用•用电磁吸盘的起重机运输铁质材料时，所需的能量直接与用电磁吸盘的起重机运输铁质材料时，所需的能量直接与运输的距离和时间有关，为了减少所需的能量，可以通过运输的距离和时间有关，为了减少所需的能量，可以通过永久磁铁来抓举货物，在释放货物时，只要通过激活一相永久磁铁来抓举货物，在释放货物时，只要通过激活一相反电场，产生所需要的负相位磁场，以抵消永久磁铁产生反电场，产生所需要的负相位磁场，以抵消永久磁铁产生的磁场，从而使货物被释放在突然停电的情况下，货物的磁场，从而使货物被释放在突然停电的情况下，货物也不会掉下，非常安全也不会掉下，非常安全通电后产生通电后产生负相位磁场负相位磁场S2FmagneticS1F－－magnetic铁料铁料永久磁铁吸盘永久磁铁吸盘磁场磁场S2S1Fmagnetic50 实例：焊接与粉末焊剂实例：焊接与粉末焊剂•焊接电流产生的磁场会将粉末焊剂从工作区吹散焊接电流产生的磁场会将粉末焊剂从工作区吹散开，造成铁磁粉末的焊接困难，影响到焊接的质开，造成铁磁粉末的焊接困难，影响到焊接的质量。
预先将粉末加热到居里点以上，焊接粉末被量预先将粉末加热到居里点以上，焊接粉末被退磁，上述情况就不会再发生了退磁，上述情况就不会再发生了 S2FmagneticS1FthemalS2S1Fmagnetic焊接件焊接件粉末焊剂粉末焊剂加热到居里加热到居里点点600C51 组成第二级标准解系统的分系统组成第二级标准解系统的分系统 •第二级 增强物场模型的标准解第二级 增强物场模型的标准解•2.12.1 向复合物场模型转换 向复合物场模型转换•2.2 2.2 增强物场模型增强物场模型•2.3 2.3 利用频率协调增强物场模型利用频率协调增强物场模型 •2.42.4 引入磁性附加物增强物场模型引入磁性附加物增强物场模型52 组成分系统组成分系统2.1的子系统的子系统 2.1 向复合物场模型转换 向复合物场模型转换•2.1.1 向串联式复合物场模型转换 向串联式复合物场模型转换•2.1.2 向并联式复合物场模型转换 向并联式复合物场模型转换 53 2.1.1 向串联式复合物场模型转换 向串联式复合物场模型转换•将物场模型中的一个物质元素转换为一个独立控将物场模型中的一个物质元素转换为一个独立控制的完整物场模型，向串联式复合物场模型转换制的完整物场模型，向串联式复合物场模型转换S2F1S1F1S1S4F2S3S‘254 实例：让带有衬垫紧固件中的楔子轻而易举地拔出实例：让带有衬垫紧固件中的楔子轻而易举地拔出（引入易熔合金衬垫（引入易熔合金衬垫S3和热场和热场F2形成链式物场模型）形成链式物场模型）•楔形系统由楔子和间隔的衬垫组成，为了容易拔出楔子，楔形系统由楔子和间隔的衬垫组成，为了容易拔出楔子，衬垫由衬垫由2部分组成，其中的一部分是低熔点合金，衬垫经加部分组成，其中的一部分是低熔点合金，衬垫经加热后，易熔合金衬垫熔化，楔子就能轻而易举地被拔出。
热后，易熔合金衬垫熔化，楔子就能轻而易举地被拔出热场热场机械场机械场衬垫衬垫楔子楔子易熔易熔化的化的合金合金衬垫衬垫低熔点合金低熔点合金衬垫衬垫S2F1S1F1S1S4F2S355 实例：提高降温防护服的防护效果实例：提高降温防护服的防护效果工程背景：工程背景： 为保护焊工、炼钢工，用低导热材料制成防护服在短时间内效果很好， 为保护焊工、炼钢工，用低导热材料制成防护服在短时间内效果很好，但经过一段时间后，衣服内外的温度达到平衡，其隔热效果就会明显下降但经过一段时间后，衣服内外的温度达到平衡，其隔热效果就会明显下降56 实例：提高降温防护服的防护效果实例：提高降温防护服的防护效果•为保护炼钢工免受高温的伤害，穿着用低导热材料制成的防护服，这为保护炼钢工免受高温的伤害，穿着用低导热材料制成的防护服，这在短时间内效果还是很好的，但经过一段时间后，衣服内外的温度达在短时间内效果还是很好的，但经过一段时间后，衣服内外的温度达到平衡，其隔热效果就会明显下降在防护服的外表面附设一个袋子，到平衡，其隔热效果就会明显下降在防护服的外表面附设一个袋子，使普通的防护服转换为降温防护服在袋子中插入充有可融化材料使普通的防护服转换为降温防护服。
在袋子中插入充有可融化材料14烷和烷和16烷的混合物，融点在烷的混合物，融点在10~16摄氏度之间使用前，将其冷却到摄氏度之间使用前，将其冷却到摄氏零度以下，以便混合物变成固相待穿上身时，室外的高温透过摄氏零度以下，以便混合物变成固相待穿上身时，室外的高温透过相变材料后再作用到人体上，利用相变材料产生的吸热效应，使防护相变材料后再作用到人体上，利用相变材料产生的吸热效应，使防护服具有良好的降温效果服具有良好的降温效果会融化的（会融化的14烷和烷和16烷混合物）烷混合物）相变材料相变材料人体人体防护服防护服热场热场S2F1S1F1S1S4F2S3降温防护服降温防护服冷场冷场57 最终解决方案最终解决方案相变原理：相变原理：利用物体相变时产生的某种效应利用物体相变时产生的某种效应(吸热吸热)；； (防护服的外表面插入充有可融化防护服的外表面插入充有可融化材料材料14烷和烷和16烷的混合物，融点在烷的混合物，融点在10~16摄氏度之间使用前，降温衫需冷却到摄氏摄氏度之间使用前，降温衫需冷却到摄氏度以下，以便混合物变成固相度以下，以便混合物变成固相)美国专利：美国专利： 6,185,742；；S3 = 可融化材料可融化材料降温防降温防护服护服降温防护服降温防护服可融化可融化材料材料会融化会融化材料材料隔热隔热袋子袋子隔热隔热袋子袋子袋内侧袋内侧袋内侧袋内侧会融化材料会融化材料已渐渐融化已渐渐融化58 实例：宇航员的手套（实例实例：宇航员的手套（实例2.1.1.2））•将手套做成夹层式结构，既要有保暖性又要保证将手套做成夹层式结构，既要有保暖性又要保证戴上手套后操作的柔软性。
为了使手套具有良好戴上手套后操作的柔软性为了使手套具有良好的保暖性，手套内层带有的保暖性，手套内层带有“加热装置加热装置”加热装置加热装置热场热场手手手套手套冷场冷场S2F1S1F1S1S4F2S3带加热带加热装置的装置的手套手套59 2.1.2 向并联式复合物场模型转换 向并联式复合物场模型转换•如果需要强化一个难以控制的物场模型，而且禁如果需要强化一个难以控制的物场模型，而且禁止替换元素，则可以通过引入第止替换元素，则可以通过引入第2个易控制的场来个易控制的场来建立一个并联式复合物场模型建立一个并联式复合物场模型S2S1F2F1S2F1S160 实例：太空中的孵卵器实例：太空中的孵卵器•在太空中有着孵化小鸡的正常大气环境和温度，可以使孵卵器保持正常地工作，但唯一不足的是缺乏重力，致使小鸡无法发力让孵卵器绕着轴心旋转，利用形成的重力附加场，小鸡就可以顺利地出生在太空上了轴心旋转人造轴心旋转人造重力场重力场F2太空环境场太空环境场卵卵小鸡小鸡S2S1F1S2F1S161 实例：快速用铲刀去除墙上的壁纸实例：快速用铲刀去除墙上的壁纸（引入第（引入第2个温度场）个温度场）•仅仅利用铲刀来刮除墙面上的壁纸，效率很低，引入了高仅仅利用铲刀来刮除墙面上的壁纸，效率很低，引入了高温蒸汽热场温蒸汽热场F2，用高温蒸汽喷射墙面，墙上的壁纸因失去，用高温蒸汽喷射墙面，墙上的壁纸因失去强度，就能很容易地被去除掉。
强度，就能很容易地被去除掉铲刀机械力铲刀机械力壁纸壁纸铲刀铲刀高温蒸汽高温蒸汽S2S1F2F1S2F1S162 组成分系统组成分系统2.2的子系统的子系统 2.2 增强物场模型增强物场模型•2.2.1 利用更易控制的场替代 利用更易控制的场替代•2.2.2 加大对工具物质的分割程度来达到微观控制转换 加大对工具物质的分割程度来达到微观控制转换•2.2.3 利用毛细管和多孔结构的物质 利用毛细管和多孔结构的物质•2.2.4 提高物质的动态性 提高物质的动态性•2.2.5 构造场 构造场•2.2.6 构造物质 构造物质63 2.2.1 利用更易控制的场替代 利用更易控制的场替代•如果物场系统的效率不足，其工作场无法控制或者难以控如果物场系统的效率不足，其工作场无法控制或者难以控制，那么，就要用可充分控制的场替代不可控制或难以控制，那么，就要用可充分控制的场替代不可控制或难以控制场，来获得增强功能效应选择易控制场的进化路径制场，来获得增强功能效应选择易控制场的进化路径S2FS1S2FcontrolledS1机械场机械场重力场重力场电场或电场或磁场磁场辐射场辐射场64 实例：内燃机进出气伐的控制（实例实例：内燃机进出气伐的控制（实例2.2.1））•为提高可控性，将内燃机进出气阀的运转，由通常的转动为提高可控性，将内燃机进出气阀的运转，由通常的转动轴控制改为用电磁铁来控制。
轴控制改为用电磁铁来控制电磁场电磁场电磁铁电磁铁转动轴转动轴机械场机械场进（或出）进（或出）气阀气阀S2FS1S’2FcontrolledS165 实例：控制药物在病人血液中的流动方向实例：控制药物在病人血液中的流动方向•为了控制药物在病人血液中的流动方向，使药为了控制药物在病人血液中的流动方向，使药物能准确发挥效力，可在病人身上安装一个传物能准确发挥效力，可在病人身上安装一个传感器，根据来自传感器的反馈信息来控制药物感器，根据来自传感器的反馈信息来控制药物的流向S2FS1S2FcontrolledS1电场等（定点供药）电场等（定点供药）人体病灶部位人体病灶部位药物药物66 2.2.2 加大对工具物质的分割程度来达到微观控制转换 加大对工具物质的分割程度来达到微观控制转换•通过加大对工具物质S2的分割程度来达到微观控制，以此来获得增强系统功能效应S2FS1S2FS1FnewS167 物质结构加大分割的进化路径物质结构加大分割的进化路径•固体固体→ （厚板－薄板－薄膜－薄片－纳米薄片（厚板－薄板－薄膜－薄片－纳米薄片→ （大直（大直径棒小直径棒纤维丝状物）径棒小直径棒纤维丝状物） → （颗粒－球状物－丸状物（颗粒－球状物－丸状物－粉末－纳米粒子－凝块－液体－活性液体－原子级和亚－粉末－纳米粒子－凝块－液体－活性液体－原子级和亚原子级粒子）原子级粒子）固体固体可移动固体可移动固体气体气体液体液体可弯曲固体可弯曲固体场场68 实例：汽车的坐垫实例：汽车的坐垫•为了使汽车的座位更舒适，坐垫设计成气囊形式，通过气囊对身体的接触点进行自我调整，以使气囊均匀地支撑人的重量，人坐在上面就会很舒服。
S2FS1海绵坐垫海绵坐垫S2FS1人体人体硬坐垫硬坐垫压力压力69 实例：用一个不规则的表面支撑物体实例：用一个不规则的表面支撑物体•用一个不规则的表面支撑物体时，要使支撑力均匀地分布用一个不规则的表面支撑物体时，要使支撑力均匀地分布在这不规则的表面上是非常困难的如果用充满液体的袋在这不规则的表面上是非常困难的如果用充满液体的袋子覆盖在不规则的表面上，然后再将物体作用在袋子上就子覆盖在不规则的表面上，然后再将物体作用在袋子上就能将荷载均匀地分布于不规则的表面上能将荷载均匀地分布于不规则的表面上S2FS1S2FS1物体物体不规则固不规则固体表面体表面充满液体充满液体袋子表面袋子表面压力压力70 实例：增强钢筋混凝土结构能力（实例实例：增强钢筋混凝土结构能力（实例2.2.2））•用一系列钢丝代替标准的钢筋混凝土中常用的较用一系列钢丝代替标准的钢筋混凝土中常用的较粗钢筋，可以制造出粗钢筋，可以制造出“针式针式”混凝土，使其结构混凝土，使其结构能力获得了增强能力获得了增强S2FS1S2FS1混凝土混凝土粗钢筋粗钢筋一束钢丝一束钢丝抗压力抗压力71 2.2.3 利用毛细管和多孔结构的物质 利用毛细管和多孔结构的物质•改变物质结构，使成为具有毛细管或多孔的物质，并让气改变物质结构，使成为具有毛细管或多孔的物质，并让气体或液体通过这些毛细管或多孔的物质，以此来获得系统体或液体通过这些毛细管或多孔的物质，以此来获得系统功能效应的加强。
功能效应的加强•从固体物转化到毛细管和多孔物质的路径：从固体物转化到毛细管和多孔物质的路径：实例：实例：胶水瓶头一旦改用多孔的海绵状瓶头后，可以明显地提胶水瓶头一旦改用多孔的海绵状瓶头后，可以明显地提高胶水塗布的质量和效率高胶水塗布的质量和效率S2FS1S2-cpFS1固体一个洞固体多个洞固体毛细管和多孔物质胶水胶水胶水瓶口胶水瓶口带多孔海绵带多孔海绵的胶水瓶口的胶水瓶口72 2.2.4 提高物质的动态性 提高物质的动态性•对于效率低下的系统，其物质是具有刚性的、永久和非弹对于效率低下的系统，其物质是具有刚性的、永久和非弹性的，可提高提高动态化的程度（向更加灵活和更加快速性的，可提高提高动态化的程度（向更加灵活和更加快速可变的系统结构进化）来改善其效率可变的系统结构进化）来改善其效率•动态性进化的路径：动态性进化的路径：单铰单铰多铰多铰柔性体柔性体双铰双铰刚体刚体液体液体气体气体场场S2FS1S2FS173 、•实例：实例：汽车的变速从有级变速向无级变速演变，汽车的变速从有级变速向无级变速演变，使汽车的变速更为平稳和连续，动态性能更好使汽车的变速更为平稳和连续，动态性能更好•实例：实例：风力发电站的风轮安装了铰链，有助于风风力发电站的风轮安装了铰链，有助于风轮机在风的影响下，转为顺风轮机在风的影响下，转为顺风•实例：实例：在垂直起降的飞机机翼上安装了铰链结构在垂直起降的飞机机翼上安装了铰链结构后，整个机翼、和发动机可以旋转，能使它们依后，整个机翼、和发动机可以旋转，能使它们依据飞行的不同状况而改变方向，在飞行过程中，据飞行的不同状况而改变方向，在飞行过程中，发动机旋转至垂直状态，而在起降时，处于水平发动机旋转至垂直状态，而在起降时，处于水平状态，致使保持飞行员拥有观察和控制飞机的正状态，致使保持飞行员拥有观察和控制飞机的正常条件。
常条件 2.2.4 提高物质的动态性 提高物质的动态性74 2.2.5 构造场 构造场•利用异质的或可调的有组织结构的场代替同质的利用异质的或可调的有组织结构的场代替同质的或非组织结构的场来增强物场模型或非组织结构的场来增强物场模型S2FS1S2F#S#1S2FS1S2F#S175 实例：超声波焊接实例：超声波焊接超声波焊接时，为了确定焊接的位置，在焊接区域超声波焊接时，为了确定焊接的位置，在焊接区域内安装一个调谐装置，利用调节元件将振动定向内安装一个调谐装置，利用调节元件将振动定向有序地集中到一个很小的面积上，产生区域振动，有序地集中到一个很小的面积上，产生区域振动，根据振动频率的不同来确定焊接的位置根据振动频率的不同来确定焊接的位置S2F#S1S2FS1焊接件焊接件超声波超声波焊接机焊接机超声波（无组织场）超声波（无组织场）集中区域超声波集中区域超声波（可调节立体结构场）（可调节立体结构场）76 实例：有噪声的网实例：有噪声的网（防止海豚误入捕鱼网）（防止海豚误入捕鱼网）•海豚看不到渔网，是利用声波定位在渔网上添海豚看不到渔网，是利用声波定位在渔网上添加呈塑料球面或抛物面状的活性声波辐射器，用加呈塑料球面或抛物面状的活性声波辐射器，用结构化的场替代非结构化的场，提高海豚定位信结构化的场替代非结构化的场，提高海豚定位信号的反射号的反射。
带活性声波辐带活性声波辐射器的渔网射器的渔网海豚海豚鱼网鱼网S2FS1S2F#S#1异质场异质场77 2.2.6 构造物质 构造物质•利用异质的或有组织结构的物质替代同质利用异质的或有组织结构的物质替代同质的或无序结构的物质，以此提高系统的功的或无序结构的物质，以此提高系统的功能效应S2FS1FS1S#2同质同质异质异质78 实例：橡胶球的制造实例：橡胶球的制造异质物质异质物质（生橡胶＋（生橡胶＋白垩白垩粉粉型芯）型芯）化学场化学场同质物质同质物质生橡胶生橡胶•确保有一定的圆度是橡胶球制造工艺的重要指标直接用确保有一定的圆度是橡胶球制造工艺的重要指标直接用单一橡胶硫化是很难达到要求的制造时采用多质材料，单一橡胶硫化是很难达到要求的制造时采用多质材料，即事先要做好一个球芯，该球芯是由粉状的白垩粉和水的即事先要做好一个球芯，该球芯是由粉状的白垩粉和水的混合物干燥后制成，然后在其外部敷以橡胶，经硫化后，混合物干燥后制成，然后在其外部敷以橡胶，经硫化后，用一根针头刺入球体并注射进去一种液体促使球芯溶解后，用一根针头刺入球体并注射进去一种液体促使球芯溶解后，随之，液体通过针头被抽走随之，液体通过针头被抽走。
S2FS1FS1S#2硫化剂硫化剂79 组成分系统组成分系统2.3的子系统的子系统 2.3 利用频率协调增强物场模型利用频率协调增强物场模型 •2.3.1 匹配组成物场模型中的场与物质元 匹配组成物场模型中的场与物质元素的节奏（或故意不匹配）素的节奏（或故意不匹配）•2.3.2 匹配组成复合物场模型中的场与场 匹配组成复合物场模型中的场与场元素的节奏（或故意不匹配）元素的节奏（或故意不匹配）•2.3.3 利用周期性作用 利用周期性作用 80 2.3.1 匹配组成物场模型中的场与物质元素 匹配组成物场模型中的场与物质元素的节奏（或故意不匹配）的节奏（或故意不匹配）•利用原基本物场模型中的场与物质固有频率的协利用原基本物场模型中的场与物质固有频率的协调来达到增强物场模型调来达到增强物场模型倘若固有频率协调产生了有倘若固有频率协调产生了有害作用时，设置一个对应于有害振动源相反方向的振动源害作用时，设置一个对应于有害振动源相反方向的振动源物质，用以消除产生有害的相互作用物质，用以消除产生有害的相互作用S2FS1S2S1#foF1#foS2S1#foF1#foS1#foS3F3#foS2F1#fo81 实例：用超声波破碎人体结石实例：用超声波破碎人体结石•将超声波的频率调整到结石的固有频率，将超声波的频率调整到结石的固有频率，使得结石在超声波作用下产生共振，结石使得结石在超声波作用下产生共振，结石就能被震碎。
就能被震碎共振场共振场人体结石人体结石超声波碎石机超声波碎石机振动场振动场频率频率#fo结石结石S2FS1S’2S1#foF1#fo同样，当人在沐浴时，依据人身上安装的传感器反馈来的同样，当人在沐浴时，依据人身上安装的传感器反馈来的心跳信号来产生对浴液的压推力，对人体进行按摩心跳信号来产生对浴液的压推力，对人体进行按摩能调整振动能调整振动频率的超声频率的超声波碎石机波碎石机82 实例：钓鱼实例：钓鱼•用飞线钓鱼时，要求来回移动钓鱼杆，目用飞线钓鱼时，要求来回移动钓鱼杆，目的就是为了让钓鱼竿的运动频率和线的频的就是为了让钓鱼竿的运动频率和线的频率一致，使得钓鱼线在钓鱼竿运动的作用率一致，使得钓鱼线在钓鱼竿运动的作用下产生共振，从而增强钓鱼线的运动下产生共振，从而增强钓鱼线的运动钓鱼竿钓鱼竿钓鱼线钓鱼线S2FS1S2S1#foF1#fo83 应用固有频率不同的密封圈应用固有频率不同的密封圈•实例：实例：为确保在大幅度振动下具有可靠的为确保在大幅度振动下具有可靠的密封性，可以在一个平面上用多个具有不密封性，可以在一个平面上用多个具有不同固有频率的密封圈同固有频率的密封圈S2S1#foF1#foS2F1#foS1#foS3F3#fo不同固有频不同固有频率的密封圈率的密封圈84 2.3.2 匹配组成复合物场模型中的场与场元素的节奏 匹配组成复合物场模型中的场与场元素的节奏•在使用了在使用了2个场的复合物场模型中，利用协个场的复合物场模型中，利用协调场与场的固有频率来完成所需的功能或调场与场的固有频率来完成所需的功能或要求的特性来达到增强系统的功能效率或要求的特性来达到增强系统的功能效率或可控性。
可控性S2F1S1S2S1F1#foF2#fo85 实例：分选磁矿石（实例实例：分选磁矿石（实例2.3.2））•在分选由强磁成分和废岩构成的混合物中，为了有效提高在分选由强磁成分和废岩构成的混合物中，为了有效提高颗粒分离效果，必须让坚硬的磁矿石同时置于连续磁场和颗粒分离效果，必须让坚硬的磁矿石同时置于连续磁场和振动两个场的作用下，且磁场的强度与振动频率必须在匹振动两个场的作用下，且磁场的强度与振动频率必须在匹配的情况下进行分离配的情况下进行分离分选机分选机S2S1F#foFmagnetic-#foS2S1Fmagnetic强磁混合物强磁混合物磁场磁场频率频率fo振动场振动场与振动频率与振动频率匹配的磁场匹配的磁场86 2.3.3 利用周期性作用 利用周期性作用 •如果在系统中，需要完成如果在系统中，需要完成2个互不相容或个互不相容或2个独立的功能时，为了使达到协调，利用个独立的功能时，为了使达到协调，利用周期性作用，周而复始地利用在完成其中周期性作用，周而复始地利用在完成其中一个功能的间隙来实施并完成另一个功能一个功能的间隙来实施并完成另一个功能 S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)87 实例：接触式点焊机实例：接触式点焊机•实例：实例：接触式点焊机的自动热循环控制是接触式点焊机的自动热循环控制是基于测量热电动势来完成的。
为改进高频基于测量热电动势来完成的为改进高频脉冲焊接中的控制精度，在焊接电流的脉冲焊接中的控制精度，在焊接电流的2个个脉冲之间完成热电动势的测量脉冲之间完成热电动势的测量脉冲时进行焊接脉冲时进行焊接脉冲间歇时进行测量脉冲间歇时进行测量S2S1F1F2S2S1F1F2(I+I)(I-I)88 组成分系统组成分系统2.4的子系统的子系统 2.4 引入磁性附加物增强物场模型引入磁性附加物增强物场模型•2.4.1 引入固体铁磁物质，建立原铁磁场模型 引入固体铁磁物质，建立原铁磁场模型•2.4.2 引入铁磁颗粒，建立铁磁场模型 引入铁磁颗粒，建立铁磁场模型•2.4.3 引入磁性液体 引入磁性液体•2.4.4 在铁磁场模型中应用毛细管（或多孔）结构物质 在铁磁场模型中应用毛细管（或多孔）结构物质•2.4.5 建立合成的铁磁场模型 建立合成的铁磁场模型•2.4.6 建立建立与环境一起的铁磁场模型 建立建立与环境一起的铁磁场模型•2.4.7 利用自然现象或物理效应 利用自然现象或物理效应•2.4.8 提高铁磁场模型的动态性 提高铁磁场模型的动态性•2.4.9 构造场 构造场•2.4.10 在铁磁场模型中匹配节奏 在铁磁场模型中匹配节奏•2.4.11 引入电流，建立电磁场模型 引入电流，建立电磁场模型•2.4.12 利用电流变流体 利用电流变流体 89 2.4.1 引入固体铁磁物质，建立原铁磁场模型 引入固体铁磁物质，建立原铁磁场模型•原铁磁场模型为物－场模型和铁磁场模型的中间步骤，在原铁磁场模型为物－场模型和铁磁场模型的中间步骤，在物场模型中引入固体铁磁物质，构建原铁磁场模型来增强物场模型中引入固体铁磁物质，构建原铁磁场模型来增强两个物质间的有效作用和可控性两个物质间的有效作用和可控性S2FS1FmagneticSF90 实例：安装地下排水管实例：安装地下排水管•安装地下排水系统时，用磁化的铁磁物质安装地下排水系统时，用磁化的铁磁物质作为排水管的端头填充料，可避免水管产作为排水管的端头填充料，可避免水管产生错接。
生错接FmagneticSFS2FS1接管接管1接管接管2端头带磁端头带磁铁的接管铁的接管91 实例：用磁铁代替图钉张贴海报（实例实例：用磁铁代替图钉张贴海报（实例2.4.1））•将需要张贴海报的墙面成为铁磁表面，利用一块将需要张贴海报的墙面成为铁磁表面，利用一块小磁铁形成的磁场来代替通常用图钉张贴海报小磁铁形成的磁场来代替通常用图钉张贴海报.这这样，墙面和海报都不会受到损伤样，墙面和海报都不会受到损伤压力压力海报海报小磁铁小磁铁S2FS1FmagneticSF图钉图钉S192 2.4.2 引入铁磁颗粒，建立铁磁场模型 引入铁磁颗粒，建立铁磁场模型 •应用铁磁颗粒，构建铁磁场模型来替代物场模型（或预铁应用铁磁颗粒，构建铁磁场模型来替代物场模型（或预铁场模型），以获得用一易控场（或增加一易控场）来代替场模型），以获得用一易控场（或增加一易控场）来代替可控性差的场，从而达到提高系统的可控性可控性差的场，从而达到提高系统的可控性•碎片、颗粒、细颗粒等都可视为铁磁颗粒，铁磁颗粒磨碎碎片、颗粒、细颗粒等都可视为铁磁颗粒，铁磁颗粒磨碎程度越高，其可控性就越大程度越高，其可控性就越大 S2FS1S1FmagneticSF93 实例：吸油用的晶体实例：吸油用的晶体•将疏松的晶体抛洒在受污染的油面上可以形成有效的吸除将疏松的晶体抛洒在受污染的油面上可以形成有效的吸除油污，但这些晶体颗粒彼此不能相互吸引，很容易被风或油污，但这些晶体颗粒彼此不能相互吸引，很容易被风或波浪吹散，极大地影响晶体的吸引效果。
波浪吹散，极大地影响晶体的吸引效果•在晶体中添加磁化颗粒，使晶体之间由无效作用转换为有在晶体中添加磁化颗粒，使晶体之间由无效作用转换为有效作用相互吸引，来抑制油污面积的扩散效作用相互吸引，来抑制油污面积的扩散添加了铁磁颗粒添加了铁磁颗粒的吸油晶体的吸油晶体 吸油晶体吸油晶体油污油污S2FS1S1FmagneticSF94 2.4.3 引入磁性液体 引入磁性液体•物质包含铁磁材料的进化路径是：物质包含铁磁材料的进化路径是： 固体物质 固体物质→颗粒颗粒→粉末粉末→液体系统的控制效率将随着铁液体系统的控制效率将随着铁磁铁磁材料的进化路径而增加磁铁磁材料的进化路径而增加•磁性液体是一种含有铁磁颗粒的胶状溶液，是铁磁粒子在磁性液体是一种含有铁磁颗粒的胶状溶液，是铁磁粒子在汽油、硅酮或者水中的胶状悬浮液，或者是铁磁粒子以化汽油、硅酮或者水中的胶状悬浮液，或者是铁磁粒子以化学方式与聚合物成分结合的胶状悬浮液使用磁性液体构学方式与聚合物成分结合的胶状悬浮液使用磁性液体构建强化的铁磁场模型是建强化的铁磁场模型是§ 2.4.2标准解法进化的终极状态标准解法进化的终极状态S2FS1S1FmagneticSF+liquid95 实例：废金属的分类实例：废金属的分类•废金属的分类是个非常复杂的工作，因为金属的种类繁多，尤其是废金废金属的分类是个非常复杂的工作，因为金属的种类繁多，尤其是废金属的形状、尺寸各异，但要做到对废金属分类既要准确又要提高效率。
属的形状、尺寸各异，但要做到对废金属分类既要准确又要提高效率•使用带有磁流变或电流变液体的电镀槽，在大功率的电磁作用下，磁流使用带有磁流变或电流变液体的电镀槽，在大功率的电磁作用下，磁流体的密度会出现可控制的变化，通过变化的磁流体的密度，从而使废金体的密度会出现可控制的变化，通过变化的磁流体的密度，从而使废金属可以严格安装自己的比重逐个属可以严格安装自己的比重逐个“浮出液面人们就可以在磁流变液体浮出液面人们就可以在磁流变液体的液面上很容易地把它们收集起来的液面上很容易地把它们收集起来废金属废金属分选设备分选设备可控密可控密度的电度的电磁流体磁流体S2FS1S1FmagneticSF+liquid96 2.4.4 在铁磁场模型中应用毛细管（或多孔）结构物质 在铁磁场模型中应用毛细管（或多孔）结构物质•如果已经存在着铁磁场，但其效率不足，可将固体结构如果已经存在着铁磁场，但其效率不足，可将固体结构的物质改为用毛细管或多孔结构或毛细管与多孔一体结的物质改为用毛细管或多孔结构或毛细管与多孔一体结构的物质构的物质S2S1FmagneticS1SF-cpFmagnetic97 实例：毛细管多孔一体过滤器实例：毛细管多孔一体过滤器（实例2.4.4）•用包含磁性粒子的毛细管（散纤维）和多孔一体用包含磁性粒子的毛细管（散纤维）和多孔一体制作的可逆过滤器替代用磁性粒子制作，但是多制作的可逆过滤器替代用磁性粒子制作，但是多孔结构过滤器，具有超过基于散纤维的过滤器渗孔结构过滤器，具有超过基于散纤维的过滤器渗透能力，以及具有超过散纤维系统的可控性。
透能力，以及具有超过散纤维系统的可控性毛细管多孔毛细管多孔一体过滤器一体过滤器S1SF-cpFmagnetic固体过滤器固体过滤器S2S1Fmagnetic过滤物过滤物98 2.4.5 建立合成的铁磁场模型 建立合成的铁磁场模型•当非磁性物场模型中的物质内部禁止引入铁磁颗粒时，可当非磁性物场模型中的物质内部禁止引入铁磁颗粒时，可以利用非磁性物质的空腔或外部（如涂层）引入具有临时以利用非磁性物质的空腔或外部（如涂层）引入具有临时性的或永久性的磁性附加物，构建内部的或外部合成的铁性的或永久性的磁性附加物，构建内部的或外部合成的铁磁场模型，磁场模型， 以此来获得提高系统的功能性和可控性以此来获得提高系统的功能性和可控性S1FmagneticS2SFS2FS1S2FS1S2FmagneticSFS199 实例：电磁铁移动带空腔的非磁性部件（实例实例：电磁铁移动带空腔的非磁性部件（实例2.4.5））•为了用电磁铁来移动带空腔的非磁性的部件，事先将磁性为了用电磁铁来移动带空腔的非磁性的部件，事先将磁性松软材料注入空腔中，非磁性部件就会被磁化然后在磁松软材料注入空腔中，非磁性部件就会被磁化然后在磁场作用下，就能够很容易地控制被磁化的部件的移动。
场作用下，就能够很容易地控制被磁化的部件的移动磁性松软物质磁性松软物质S1FmagneticS2SF非磁性部件非磁性部件传送装置传送装置S2FS1非磁性部件空腔非磁性部件空腔100 实例：例：钢珠的运珠的运输（抛丸机）（抛丸机）•利用抛丸机在运输钢珠的过程中，由于钢珠对管道的冲击利用抛丸机在运输钢珠的过程中，由于钢珠对管道的冲击力大，特别是在管道的拐弯处造成钢珠对管道的磨损很严力大，特别是在管道的拐弯处造成钢珠对管道的磨损很严重在管道的外部引入一块磁铁，在磁场的作用下，使一重在管道的外部引入一块磁铁，在磁场的作用下，使一部分钢球被吸附在钢管的内壁，避免了钢珠与钢管的直接部分钢球被吸附在钢管的内壁，避免了钢珠与钢管的直接碰撞，抛丸机的使用寿命得以延长碰撞，抛丸机的使用寿命得以延长管壁管壁铁丸铁丸＋管壁＋管壁S2FS1S2FmagneticSFS1磁铁磁铁101 应用实例应用实例—防止钢丸发送机弯管破损防止钢丸发送机弯管破损压缩空气压缩空气和钢珠和钢珠电磁铁电磁铁F2F2钢珠钢珠S1S1管壁管壁S2S2给钢丸发送机弯管强烈给钢丸发送机弯管强烈 磨损区添加保护层电磁铁磨损区添加保护层电磁铁F2102 2.4.6 建立与环境一起的铁磁场模型 建立与环境一起的铁磁场模型•当禁止使用铁磁颗粒引入物质，又禁止在物质内部或外部当禁止使用铁磁颗粒引入物质，又禁止在物质内部或外部引入磁性附加物时，则可将铁磁粒子（磁性液体）引入环引入磁性附加物时，则可将铁磁粒子（磁性液体）引入环境，通过改变环境的磁场，来实现系统的有效作用及其可境，通过改变环境的磁场，来实现系统的有效作用及其可控性。
控性S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic103 \•实例：实例：机械振荡可通过在磁场间移动一个金属的、无铁磁性机械振荡可通过在磁场间移动一个金属的、无铁磁性的元件来进行衰减，为减少衰减时间，在磁极和金属元件的的元件来进行衰减，为减少衰减时间，在磁极和金属元件的间隙中充满磁性液体，磁场的牵引力可根据需要进行调整间隙中充满磁性液体，磁场的牵引力可根据需要进行调整磁性液体磁性液体磁极和金属元件的磁极和金属元件的缝隙（环境）缝隙（环境）振荡器振荡器S2S1S2S1SF+liquidFmagnetic 2.4.6 建立与环境一起的铁磁场模型 建立与环境一起的铁磁场模型104 2.4.7 利用自然现象或物理效应 利用自然现象或物理效应•利用某些自然现象或物理效应来获得增强铁磁场模型的效利用某些自然现象或物理效应来获得增强铁磁场模型的效应及其可控性可以利用的效应包含物理效应、化学效应应及其可控性可以利用的效应包含物理效应、化学效应和几何效应三大类物理效应和化学效应是通过改变作用和几何效应三大类物理效应和化学效应是通过改变作用区域的元素，使系统出现新的功能能和特征；几何效应只区域的元素，使系统出现新的功能能和特征；几何效应只是改变系统的形状或相对位置，其物理或化学的属性没有是改变系统的形状或相对位置，其物理或化学的属性没有改变，是解决最简单的矛盾的方法。
改变，是解决最简单的矛盾的方法•实例：实例：为提高高磁放大器测量灵敏性，放大器的磁心是加为提高高磁放大器测量灵敏性，放大器的磁心是加热的，为降低磁干扰，利用霍普金斯效应磁心的绝对温度热的，为降低磁干扰，利用霍普金斯效应磁心的绝对温度保持在居里点的保持在居里点的0.93～～0.99105 实例：磁共振成相实例：磁共振成相运用可调谐的振动磁场，以探测特定核子的运用可调谐的振动磁场，以探测特定核子的共振频率，然后将那些核子的中心区域着共振频率，然后将那些核子的中心区域着色成相例如，某一肿瘤与正常组织的密色成相例如，某一肿瘤与正常组织的密度不同，在磁共振成相时，就能探测到这度不同，在磁共振成相时，就能探测到这部分组织，于是就能探测出肿瘤的具体位部分组织，于是就能探测出肿瘤的具体位置106 实例：利用电晕电极自动采摘棉花和葡萄实例：利用电晕电极自动采摘棉花和葡萄•葡萄自动采摘是配备有一台能产生葡萄自动采摘是配备有一台能产生4～～6千千伏电压的小型发动机的拖拉机，用一个片伏电压的小型发动机的拖拉机，用一个片状电极接触葡萄，另一个电极搭在束缚葡状电极接触葡萄，另一个电极搭在束缚葡萄藤上当通电时，由于成熟果柄的电阻萄藤上。
当通电时，由于成熟果柄的电阻比果枝的电阻要小得多，所以果柄易瞬间比果枝的电阻要小得多，所以果柄易瞬间烧断，就像短路一样，让自动采摘机在成烧断，就像短路一样，让自动采摘机在成行葡萄架间行驶，成熟、完整的符合商品行葡萄架间行驶，成熟、完整的符合商品外观的葡萄串自动落在传送带上，并送到外观的葡萄串自动落在传送带上，并送到筐或包装箱中筐或包装箱中107 2.4.8 提高铁磁场模型的动态性 提高铁磁场模型的动态性在铁磁场模型中通过提高动态化的程度，将物在铁磁场模型中通过提高动态化的程度，将物质结构质结构转化为动态的、可变的、或能自我调转化为动态的、可变的、或能自我调节的铁磁场模型节的铁磁场模型，以此来获得增强系统的适，以此来获得增强系统的适应性和可控性应性和可控性S1SFFmagneticS1SFFmagnetic108 实例：测量无磁性非规则空腔产品的壁厚实例：测量无磁性非规则空腔产品的壁厚•不规则物体的壁厚可以用外部的感应换能器与内部的铁磁物质来测量不规则物体的壁厚可以用外部的感应换能器与内部的铁磁物质来测量使用表面塗上铁磁粒子的一气球，放入非规则的空腔，柔性的气球能充使用表面塗上铁磁粒子的一气球，放入非规则的空腔，柔性的气球能充分体现产品空腔的内部形状，放入物体内部后，能和被测物体的内部紧分体现产品空腔的内部形状，放入物体内部后，能和被测物体的内部紧密配合，然后，利用感应式传感器就能密配合，然后，利用感应式传感器就能精确地测量出精确地测量出该产品的壁厚。
该产品的壁厚S2F1S1非磁性不非磁性不规则物体规则物体检测仪检测仪空腔内放入磁空腔内放入磁性颗粒性颗粒物体空腔内放入表面覆物体空腔内放入表面覆盖有铁磁粒子的一气球盖有铁磁粒子的一气球S1SFFmagneticS2FmodifiedS2S1SFFmagneticFmodified109 2.4.9 构造场 构造场•使用异质的或结构化的铁磁场代替同质的无组织使用异质的或结构化的铁磁场代替同质的无组织结构的铁磁场获得增强铁磁场模型结构的铁磁场获得增强铁磁场模型F#magneticSFS1S1SFFmagneticS1SFFmagneticF#magneticSFS1#结构化铁磁场结构化铁磁场异质结构异质结构化铁磁场化铁磁场110 实例：磁丸造型实例：磁丸造型•用聚苯乙烯做铸件模具，放入砂箱，填入铁丸，用聚苯乙烯做铸件模具，放入砂箱，填入铁丸，通电形成磁场，使铁丸成型，浇铸后，聚苯乙烯通电形成磁场，使铁丸成型，浇铸后，聚苯乙烯模气化，即可获得铸件模气化，即可获得铸件聚苯乙聚苯乙烯模具烯模具铁丸铁丸结构化铁磁场结构化铁磁场（电磁场）（电磁场）S1SFFmagneticF#magneticSFS1铁磁场铁磁场111 实例：在塑料表面绘制突起的图案实例：在塑料表面绘制突起的图案•为了让塑料垫子的表面形成复杂的图案，在未凝为了让塑料垫子的表面形成复杂的图案，在未凝固的塑料垫子中混合一些铁磁微粒，而后用结构固的塑料垫子中混合一些铁磁微粒，而后用结构性的磁场（借助于激光光束产生有规律的磁场）性的磁场（借助于激光光束产生有规律的磁场）拖动铁磁微粒成所需要的形状，当塑料凝固后，拖动铁磁微粒成所需要的形状，当塑料凝固后，就能在塑料表层获得凸起的复杂图案就能在塑料表层获得凸起的复杂图案结构化铁磁场结构化铁磁场（电磁场）（电磁场）塑料垫子塑料垫子S1SFFmagnetic磁场磁场铁磁粒子铁磁粒子F#magneticSFS1112 2.4.10 在铁磁场模型中匹配节奏 在铁磁场模型中匹配节奏 •通过匹配组成铁磁场模型中的场与物质元通过匹配组成铁磁场模型中的场与物质元素的频率素的频率来获得增强原铁磁场模型或铁磁来获得增强原铁磁场模型或铁磁场模型。
场模型S1S2FmagneticS1#foFmagnetic-#foS2113 实例：提高磁性混合物分离效率（实例实例：提高磁性混合物分离效率（实例2.4.10））S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分离机磁性分离机分离物分离物频率为频率为fo的的分离物分离物与分离物与分离物频率匹配频率匹配的振动的振动114 实例：提高磁性混合物分离效率（实例实例：提高磁性混合物分离效率（实例2.4.10））•磁场中的振动被用来分离混合物，为了降低物体磁场中的振动被用来分离混合物，为了降低物体之间的黏合力，提高分离效果，磁场的使用是与之间的黏合力，提高分离效果，磁场的使用是与振动反向的振动反向的S1#foFmagnetic-#foS’2S1S2Fmagnetic磁性分离机磁性分离机分离物分离物频率为频率为fo的的分离物分离物与分离物与分离物振动频率振动频率反向匹配反向匹配的磁场的磁场115 实例：微波炉实例：微波炉•微波炉的应用原理是：利用微波管与食品微波炉的应用原理是：利用微波管与食品中的水分子产生共振，运用振动产生的热中的水分子产生共振，运用振动产生的热量来迅速加热食品量来迅速加热食品；；S1S2Fmagnetic电磁炉电磁炉含水的食品含水的食品水分子振水分子振动频率动频率fo共振磁场共振磁场S1#foFmagnetic-#foS’2微波炉微波炉116 2.4.11 引入电流，建立电磁场模型 引入电流，建立电磁场模型•如果在存在着的基本物场模型或复合物场模型中，如果在存在着的基本物场模型或复合物场模型中，通过对组成系统的物质或环境中引入铁磁物质或磁通过对组成系统的物质或环境中引入铁磁物质或磁场，显然可以大大提供系统的功能效应和可控性，场，显然可以大大提供系统的功能效应和可控性，但是，当禁止引入铁磁粒子或不易将一个物体进行但是，当禁止引入铁磁粒子或不易将一个物体进行磁化时，可引入电流，由此来产生电磁场。
磁化时，可引入电流，由此来产生电磁场S2+电流电流S2FS1电磁场电磁场S1FmagneticSES2117 •利用电磁场还有更重要的优势是：在没有利用电磁场还有更重要的优势是：在没有电场作用时，不会产生磁场，而且磁场的电场作用时，不会产生磁场，而且磁场的大小可以通过电流的大小来控制，这样就大小可以通过电流的大小来控制，这样就可以通过改变电流来精确地调整磁场可以通过改变电流来精确地调整磁场•增强电磁场的进化路径与铁磁场相同遵增强电磁场的进化路径与铁磁场相同遵循由基本电磁场循由基本电磁场——复杂电磁场复杂电磁场——环境环境电磁场电磁场——动态化电磁场动态化电磁场——结构化电磁结构化电磁场场——节律匹配节律匹配/失配电磁场的进化路径失配电磁场的进化路径 2.4.11 引入电流，建立电磁场模型 引入电流，建立电磁场模型118 2.4.12 利用电流变流体 利用电流变流体 •在汽油、硅酮或者水等的流体中，需要引入磁性物质，但禁在汽油、硅酮或者水等的流体中，需要引入磁性物质，但禁止引入铁磁粒子的场合，可以引入电流来替代通过引入电止引入铁磁粒子的场合，可以引入电流来替代通过引入电流的大小来改变电场，从而可以获得所需要的电磁场。
利用流的大小来改变电场，从而可以获得所需要的电磁场利用改变电场来控制电流变流体的速度和控制液体粘度改变电场来控制电流变流体的速度和控制液体粘度•实例：实例：电流变流体轴承电流变流体轴承•实例：实例：电流变流体被用作阻尼器电流变流体被用作阻尼器SFS1FmagneticS1FmagneticSE－－liquid电流体电流体119 组成第三级标准解系统的分系统组成第三级标准解系统的分系统 第三级 向双、多级系统或微观级系统转换第三级 向双、多级系统或微观级系统转换 组成第三级标准解系统的分系统组成第三级标准解系统的分系统•3.1 向双系统或多系统转换向双系统或多系统转换•3.2 向微观级系统转换向微观级系统转换向双系统或多系统进化就是将两个或多个相同的或向双系统或多系统进化就是将两个或多个相同的或不同的系统组合（或集成）为一个系统，以使在不同的系统组合（或集成）为一个系统，以使在原有基础上，增加系统的功能和提高系统的功能原有基础上，增加系统的功能和提高系统的功能效率最简单的进化模式是组合效率最简单的进化模式是组合2个或多个物质个或多个物质（（S1或或S2)，建立一个双物质或多物质的物场模，建立一个双物质或多物质的物场模型，以此获得增强系统功能和特性，型，以此获得增强系统功能和特性， 120 组成组成3.1分系统的子系统分系统的子系统 3.1 向双系统或多系统转换向双系统或多系统转换•3.1.1 系统转换 系统转换1a：利用组合，创建双、多级系统：利用组合，创建双、多级系统•3.1.2 改进双或多级系统间的链接 改进双或多级系统间的链接•3.1.3 系统转换 系统转换1b：加大系统元素间的特性差异：加大系统元素间的特性差异•3.1.4 简化双或多级系统 简化双或多级系统 •3.1.5 系统转换 系统转换1c：使系统的部分与整体具有相：使系统的部分与整体具有相 反的特性 反的特性 121 实例：双系例：双系统、多系、多系统瑞士军刀瑞士军刀照相照相可录象的电视机可录象的电视机两用锤子两用锤子立式加工中心立式加工中心122 由单系统向多系统的进化趋势由单系统向多系统的进化趋势123 实例：的例：的进化化124 实例：例：电源插座的源插座的进化化125 3.1.1系统转换系统转换1a：利用组合，创建双、多级系统：利用组合，创建双、多级系统•将两个或多个系统组合起来，保持各自的功能，使整体系将两个或多个系统组合起来，保持各自的功能，使整体系统的功能获得了增强。
统的功能获得了增强S2FS1S2nFS1n人员人员一张椅子一张椅子n张椅子组合张椅子组合n个人员126 实例：房屋中多光源的配置例：房屋中多光源的配置光场光场房间房间一盏灯一盏灯多盏灯多盏灯在进行室内装修时，配置单光源，只能解决室内一般的适当在进行室内装修时，配置单光源，只能解决室内一般的适当亮度问题，如果用多光源来替代，就可以达到多种装饰和照亮度问题，如果用多光源来替代，就可以达到多种装饰和照明效果，并能满足个别的特殊功能需要明效果，并能满足个别的特殊功能需要S2FS1S2S3S4S5…FS1127 实例：薄片玻璃的加工实例：薄片玻璃的加工 •当单独給一片很薄的玻璃进行打磨时很容当单独給一片很薄的玻璃进行打磨时很容易使玻璃破裂，如果将薄片玻璃堆叠起来易使玻璃破裂，如果将薄片玻璃堆叠起来再加工，玻璃的破损率可以明显降低再加工，玻璃的破损率可以明显降低S2FS1S2FSn一片薄玻璃一片薄玻璃加工设备加工设备一扎薄玻璃一扎薄玻璃机械场机械场128 3.1.2 改进双或多级系统间的链接 改进双或多级系统间的链接•经组合（或集成）后形成的双级系统和多级系统，如果出经组合（或集成）后形成的双级系统和多级系统，如果出现缺失或者不足（难以控制或无法控制），可根据现缺失或者不足（难以控制或无法控制），可根据“协调协调法则法则”，增加柔性，移动性和可控性，通过改进双、多系，增加柔性，移动性和可控性，通过改进双、多系统间的链接来获得增强系统的可控性。
统间的链接来获得增强系统的可控性•双、多系统间的链接方法有刚性链接和柔性链接两种双、多系统间的链接方法有刚性链接和柔性链接两种•刚性链接刚性链接实例：当众多人在移动和安装沉重的东西时，为实例：当众多人在移动和安装沉重的东西时，为了使他们能够做到同步，将多位安装工的手设法用刚性装了使他们能够做到同步，将多位安装工的手设法用刚性装置连接起来置连接起来•柔性链接柔性链接实例：双船体具有实例：双船体具有2个刚性连接的船体，若改用个刚性连接的船体，若改用柔性连接，就能允许调整柔性连接，就能允许调整2个船体间的距离，提高了系统个船体间的距离，提高了系统的灵活性的灵活性129 实例：多路电气线路板的安装（实例实例：多路电气线路板的安装（实例3.1.2））•多路电气线路板的安装用多系统替代单一系统，多路电气线路板的安装用多系统替代单一系统，将单一系统的一组导线改编成线束，导线的线将单一系统的一组导线改编成线束，导线的线束占据了最小的空间，大大提高系统的可操作束占据了最小的空间，大大提高系统的可操作性，并可为各个电气线路的维修提供了方便性，并可为各个电气线路的维修提供了方便130 3.1.3 系统转换 系统转换1b：加大系统元素间的特性差异：加大系统元素间的特性差异 •基于基于“向较高级系统跃迁的法则向较高级系统跃迁的法则”，通过加大元素功能特，通过加大元素功能特性差异，然后再进行组合，以此来获得双级系统和多级系性差异，然后再进行组合，以此来获得双级系统和多级系统效率的增强。
系统转换统效率的增强系统转换1b的路径：的路径：相同元素的组合相同元素的组合→改变了特性的不同元素的组合改变了特性的不同元素的组合→相反元素相反元素的组合相反元素的组合是系统转换的终极状态，它意味着系统的变相反元素的组合是系统转换的终极状态，它意味着系统的变化由技术矛盾向物理矛盾的转换，因此，一旦能完成相反化由技术矛盾向物理矛盾的转换，因此，一旦能完成相反元素的组合，正预示着新一轮的创新产品的诞生元素的组合，正预示着新一轮的创新产品的诞生 •改变了特性的改变了特性的不同元素的组合实例：不同元素的组合实例：复印机复印机→彩色复印机彩色复印机→带扫描、复印、、打印等多功能复印机带扫描、复印、、打印等多功能复印机131 系统元素系统元素一支单色铅笔一支单色铅笔相同元素组合相同元素组合一组单色铅笔一组单色铅笔不同元素组合不同元素组合一组双色铅笔一组双色铅笔向反元素组合向反元素组合橡皮与铅笔的组合橡皮与铅笔的组合加大铅笔功能特性差异的进化路径加大铅笔功能特性差异的进化路径132 实例：扩大热处理炉的使用功能（实例实例：扩大热处理炉的使用功能（实例3.1.3））•车间内设置了数台形式完全相同的热车间内设置了数台形式完全相同的热处理炉，給各台炉子以相同方法预设处理炉，給各台炉子以相同方法预设加热，可获得经热处理后的同一种产加热，可获得经热处理后的同一种产品；如果給每台炉子首先以预设不同品；如果給每台炉子首先以预设不同的加热方法，组合后可以获得热处理的加热方法，组合后可以获得热处理后的多种不同产品；如果将其中的炉后的多种不同产品；如果将其中的炉子由热处理改变为冷却炉，则组合后子由热处理改变为冷却炉，则组合后可以获得完全不同的新产品。
可以获得完全不同的新产品133 实例：常开和常闭触点并存的继电器（实例实例：常开和常闭触点并存的继电器（实例3.1.3））•由相同的常开触点由相同的常开触点S01元件（相同的元素）元件（相同的元素）组合的多系统向具有常开触点组合的多系统向具有常开触点S01元件和常元件和常闭触点闭触点S02元件（元素和反元素）组合的多元件（元素和反元素）组合的多系统转换，用以提高系统的可操作性和灵系统转换，用以提高系统的可操作性和灵活性134 3.1.4 简化双或多级系统 简化双或多级系统 •对双、多系统进行收缩简化，反映了对系统实施向对双、多系统进行收缩简化，反映了对系统实施向“增加增加理想度法则理想度法则”进化双、多系统进行收缩的路径：首先是进化双、多系统进行收缩的路径：首先是减少辅助的子系统和系统元件，进而寻求最终完全地简化，减少辅助的子系统和系统元件，进而寻求最终完全地简化，形成在新的水平上的一个单一系统通过对双、多系统的形成在新的水平上的一个单一系统通过对双、多系统的收缩，将许多系统的功能集为一体，既简化了系统又使系收缩，将许多系统的功能集为一体，既简化了系统又使系统功能获得加强统功能获得加强。
•实例：实例：只有一杆枪柄的双管猎枪只有一杆枪柄的双管猎枪•实例：实例：消防员穿的保护服集降温系统和提供呼吸系统与一消防员穿的保护服集降温系统和提供呼吸系统与一体，单冷物质（氧）完成体，单冷物质（氧）完成2种功能：液态氧先作为降温系种功能：液态氧先作为降温系统，待蒸发成气态后，可作为呼吸系统，沉重的呼吸设备统，待蒸发成气态后，可作为呼吸系统，沉重的呼吸设备则可以不再需要，大大减轻了消防员的携带重量则可以不再需要，大大减轻了消防员的携带重量•实例：实例：瑞士多功能刀瑞士多功能刀•在一个共用的外壳内装上数种工具，组成多用刀具功能在一个共用的外壳内装上数种工具，组成多用刀具功能增加了，体积缩小了增加了，体积缩小了135 实例：瑞士多功能刀（实例实例：瑞士多功能刀（实例3.1.1））•在一个共用的外壳内装上数种工具，组成多用刀具功能在一个共用的外壳内装上数种工具，组成多用刀具功能增加了，体积缩小了实现了多功能增加了，体积缩小了实现了多功能一种一种刀具刀具多种刀具多种刀具S1FS0S1S2 …SnF1～～nS0刀具刀具外壳外壳136 3.1.5 系统转换 系统转换1c:使系统的部分与整体具有相反的特性使系统的部分与整体具有相反的特性 •分解系统整体与部分间的矛盾特性，使系统在分解系统整体与部分间的矛盾特性，使系统在2个个水平上获得应用：整体系统具有特性水平上获得应用：整体系统具有特性A的同时，的同时，各部分系统则具有相反的特性－各部分系统则具有相反的特性－A，以此来加强，以此来加强双、多系统的功能性。
双、多系统的功能性•实例：自行车链条具有柔性，但组成链条的零件实例：自行车链条具有柔性，但组成链条的零件则是刚性的则是刚性的•实例：能伸缩的鱼竿实例：能伸缩的鱼竿•为了方便携带，鱼竿在不用时，必须很短；但在为了方便携带，鱼竿在不用时，必须很短；但在使用时必须很长（即单根要短，整体要长）采使用时必须很长（即单根要短，整体要长）采用一组可伸缩的、套叠式的管状元件制作，就可用一组可伸缩的、套叠式的管状元件制作，就可以满足不同时期的要求以满足不同时期的要求137 3.2. 向微观级系统转换 向微观级系统转换•将系统中的物质用能在原子、分子、粒子等各种场的作用将系统中的物质用能在原子、分子、粒子等各种场的作用下实现功能的物质来替代，以实现系统从宏观向微观系统下实现功能的物质来替代，以实现系统从宏观向微观系统的进化技术系统在其进化的任何阶段，向微观级技术系统在其进化的任何阶段，向微观级的跃迁均可以提高其效率的跃迁均可以提高其效率•实例：实例：A.C.#275751用不同热膨胀系数材料制成定子和转子用不同热膨胀系数材料制成定子和转子的可控泵，可以通过温度变化做到准确控制代替了传统笨的可控泵，可以通过温度变化做到准确控制代替了传统笨重低效机械装置重低效机械装置•实例：实例：A.C.#339397锯条的前沿两边，使用磁性高密度材料锯条的前沿两边，使用磁性高密度材料制成，运用可调节的电磁场振动锯条，以此可以大幅度提制成，运用可调节的电磁场振动锯条，以此可以大幅度提高切断圆木的效率。
高切断圆木的效率•实例：实例：在玻璃生产线中，传递玻璃板的滚轮，改用被熔化在玻璃生产线中，传递玻璃板的滚轮，改用被熔化的锡液所替代，确保传递中的玻璃板的平整度的锡液所替代，确保传递中的玻璃板的平整度138 实例：计算机、打印机和声乐工业的发展实例：计算机、打印机和声乐工业的发展•计算机是发展：计算机是发展：从真空管到单个晶体管，到原始从真空管到单个晶体管，到原始合成电路，再到大规模集成电路，如今已发展到合成电路，再到大规模集成电路，如今已发展到第第9代芯片，整个系统已经发生了彻底的变化；代芯片，整个系统已经发生了彻底的变化；•打印机的发展：打印机的发展：从从9点矩阵到点矩阵到24点矩阵的针式打印，点矩阵的针式打印，到到100点点/英寸（英寸（dpi）的喷墨打印，再到）的喷墨打印，再到1200点点/英寸（英寸（dpi）的激光打印，以致高精度的商用打印）的激光打印，以致高精度的商用打印机；机；•声乐工业的发展声乐工业的发展：开槽的蜡留声机被有更细开槽：开槽的蜡留声机被有更细开槽的密纹唱机（的密纹唱机（LP）替代，后来又被光学记号的光）替代，后来又被光学记号的光盘（盘（CD）替代，如今又被有数字传输的）替代，如今又被有数字传输的MP3替代，替代，声音的清晰度与开槽尺寸已经毫无关系了。
声音的清晰度与开槽尺寸已经毫无关系了139 实例：微型电磁阀（实例实例：微型电磁阀（实例3.2.1））•当电流通过微型电磁阀的绕组时，在电磁场的作用下，阀片被提升打当电流通过微型电磁阀的绕组时，在电磁场的作用下，阀片被提升打开；当切断电流时，在弹簧力的作用下，使阀片下落关闭这种类型开；当切断电流时，在弹簧力的作用下，使阀片下落关闭这种类型的微电磁阀价格昂贵，特别是极小型绕组，制造困难，导致使用时易的微电磁阀价格昂贵，特别是极小型绕组，制造困难，导致使用时易出故障，不太可靠出故障，不太可靠•用形状记忆合金制作的板代替电磁铁绕组，并将记忆合金板固定在阀用形状记忆合金制作的板代替电磁铁绕组，并将记忆合金板固定在阀片上，当电流通过时，在温度场的作用下，合金板被伸长，阀片被打片上，当电流通过时，在温度场的作用下，合金板被伸长，阀片被打开；当切断电流时，温度降低导致合金板被收缩，带动阀片被关闭返开；当切断电流时，温度降低导致合金板被收缩，带动阀片被关闭返回原处140 第四级 测量与检测的标准解第四级 测量与检测的标准解•4.1 利用间接的方法 利用间接的方法•4.2 构建基本完整的和复合的测量物场模型构建基本完整的和复合的测量物场模型•4.3 增强测量物场模型 增强测量物场模型•4.4 向铁磁场测量模型转换 向铁磁场测量模型转换•4.5 测量系统的进化方向 测量系统的进化方向141 完整的测量包括内容完整的测量包括内容•——测量的对象；测量的对象；•——被测值表现出物质的特性或状态；被测值表现出物质的特性或状态；•——测量单位；测量单位；•——选用单位校准的测量工具；选用单位校准的测量工具；•——测量方法；测量方法；•——接收测量结果的观察器或记录器；接收测量结果的观察器或记录器；•——最后测量结果。
最后测量结果142 组成分系统组成分系统4.1的子系统的子系统 4.1 利用间接的方法 利用间接的方法•4.1.1 以系统的变化来替代检测或测量 以系统的变化来替代检测或测量•4.1.2 利用被测对象的复制品 利用被测对象的复制品•4.1.3 利用利用2次检测来替代次检测来替代 143 4.1.1以系统的变化来替代检测或测量 以系统的变化来替代检测或测量 •通过改变系统的方法来代替检测或测量，使检测或测量不通过改变系统的方法来代替检测或测量，使检测或测量不再需要•实例：实例：用电磁感应对金属零件进行热处理，在感应器和零用电磁感应对金属零件进行热处理，在感应器和零件间的空间注满化学盐时，由于盐的熔化温度就等于进行件间的空间注满化学盐时，由于盐的熔化温度就等于进行热处理所需要的温度，因此，在热处理过程中，对温度的热处理所需要的温度，因此，在热处理过程中，对温度的测量已不再需要测量已不再需要•实例：实例：加热系统的自动控制加热系统的自动控制•加热系统的自动控制是通过运用热电偶或双金属片作为自加热系统的自动控制是通过运用热电偶或双金属片作为自动转换开关来实现的当温度低于给定温度时，热电偶是动转换开关来实现的。
当温度低于给定温度时，热电偶是接通的；当温度高于给定温度时，热电偶就会自动断开，接通的；当温度高于给定温度时，热电偶就会自动断开，系统就可以保持在给定的温度下系统就可以保持在给定的温度下•实例实例：计量客户天然气用量：计量客户天然气用量天然气过户系统要求精确传递仪表计量的气体，它不是靠测天然气过户系统要求精确传递仪表计量的气体，它不是靠测量天然气的体积，而是利用节流孔板限制流动的最大动压量天然气的体积，而是利用节流孔板限制流动的最大动压来完成测量的来完成测量的144 实例：有机混合物分离过程的测量方案实例：有机混合物分离过程的测量方案有机化合物有机化合物有机物有机物 A A有机物有机物 B B 如果采用电加热或其它方法，如果采用电加热或其它方法，有机混合物温度的测量系有机混合物温度的测量系统是必不可少的但是，统是必不可少的但是，如果在分馏器外加一个水套如果在分馏器外加一个水套，让水，让水套内的水保持在沸腾状态，此时，原测量系统就可以省去套内的水保持在沸腾状态，此时，原测量系统就可以省去 传统方法：传统方法：采用电加热系采用电加热系统，结合温度统，结合温度传感器来控制传感器来控制有机化合物的有机化合物的温度温度系统要求：系统要求：为了使分馏器正常的为了使分馏器正常的工作，必须保持分馏工作，必须保持分馏器内有机溶剂化合物器内有机溶剂化合物的温度控制在要求的的温度控制在要求的95℃℃～～100℃℃范围内范围内145 S3FS2分馏器分馏器内液体内液体S2FnewFnew-modifiedS1温控器温控器带夹套的分馏器带夹套的分馏器内沸腾的水内沸腾的水恒定的温度场恒定的温度场输入的温度场输入的温度场输出的温度场输出的温度场实例：有机混合物分离过程的测量方案实例：有机混合物分离过程的测量方案146 4.1.2 利用被测对象的复制品 利用被测对象的复制品•采用测量被测对象的复制品、图片或图像来替代对被测对采用测量被测对象的复制品、图片或图像来替代对被测对象本身的直接测量。
对难于测量的物体如软物体或具有不象本身的直接测量对难于测量的物体如软物体或具有不规则表面的物体，通常较多使用这种测量方法规则表面的物体，通常较多使用这种测量方法•实例：实例：A.C.＃＃241077测量壳体的变形测量壳体的变形 在壳体变形前后，分别制作模型，测量两模型间的差异 在壳体变形前后，分别制作模型，测量两模型间的差异FS1S’2FS‘1147 实例：测量正在运行的货车上的圆木实例：测量正在运行的货车上的圆木•对所运圆木拍照后，根据照片进行测量和计算对所运圆木拍照后，根据照片进行测量和计算圆木圆木摄像机摄像机FS1S2FS1148 实例：高炉内铁水温度的测量（实例实例：高炉内铁水温度的测量（实例4.1.2））•铁水的温度很高，人们不可能靠近来直接测量它铁水的温度很高，人们不可能靠近来直接测量它为此，利用光学高温计，通过接收器测量物体在为此，利用光学高温计，通过接收器测量物体在高温计透镜上所形成的图像亮度，即可得知铁水高温计透镜上所形成的图像亮度，即可得知铁水的温度值的温度值S2FS1FS1铁水铁水光场光场光学高温计光学高温计149 4.1.3 利用 利用2级检测来替代级检测来替代•如果遇到无法用如果遇到无法用§ 4.1.1和和 § 4.1.2标准解法进行间标准解法进行间接测量时，采用将其分解为接测量时，采用将其分解为2次连续的变化的检测次连续的变化的检测的方法来完成对某物质的检测。
的方法来完成对某物质的检测•实例：实例：进行加工过程中使用的量规进行加工过程中使用的量规•为测量抛光轮子直径，通常预先做成量规（间距为测量抛光轮子直径，通常预先做成量规（间距为为0.01mm的许多圆孔），然后，抛光轮子直径的许多圆孔），然后，抛光轮子直径的测量问题就变为在量规上检测能否通过和不通的测量问题就变为在量规上检测能否通过和不通过某个圆孔的问题过某个圆孔的问题150 组成分系统组成分系统4.2的子系统的子系统 4.2 构建基本完整的和合成的测量物场模型 构建基本完整的和合成的测量物场模型•4.2.1 构建基本完整的测量物场模型构建基本完整的测量物场模型•4.2.2 构建合成的测量物场模型 构建合成的测量物场模型•4.2.3 构建与环境一起的测量物场模型 构建与环境一起的测量物场模型•4.2.4 构建与环境附加物一起的测量物场模型 构建与环境附加物一起的测量物场模型151 4.2.1 构建基本完整的测量物场模型 构建基本完整的测量物场模型•检测检测是指检查某种状态发生或不发生是指检查某种状态发生或不发生测量测量则具有定量化则具有定量化及一定精度的特点及一定精度的特点•测量物场模型与物场模型的差别在于测量物场模型与物场模型的差别在于：一个基本完整的测：一个基本完整的测量物场模型必须是在它的输出端载有被测对象信息参数的量物场模型必须是在它的输出端载有被测对象信息参数的输出场。
如果原有的场是无效的或不充分的，则必须在不输出场如果原有的场是无效的或不充分的，则必须在不影响原系统的情况下改变或引入另一个增强场，该改变的影响原系统的情况下改变或引入另一个增强场，该改变的新场或增强场应当有一个容易检测的参数，该参数与所需新场或增强场应当有一个容易检测的参数，该参数与所需测量参数是相关联的测量参数是相关联的152 实例：检测塑料制品泄漏程度实例：检测塑料制品泄漏程度•让塑料制品充满空气并密封，再将它浸入液体池让塑料制品充满空气并密封，再将它浸入液体池中，根据液体中的气泡就可测量其泄漏的程度中，根据液体中的气泡就可测量其泄漏的程度但是视觉上的清晰度不够，为了使气泡清晰可见，但是视觉上的清晰度不够，为了使气泡清晰可见，可以向液体再添加指示泄漏的光源可以向液体再添加指示泄漏的光源气泡显示气泡显示塑料制品塑料制品光场光场液体液体S2FnewS1Fnew-modifiedS2S1F153 实例：检测液体开始沸腾的瞬间实例：检测液体开始沸腾的瞬间如果利用温度场来进行测量显然是无效的，因为液体在开始如果利用温度场来进行测量显然是无效的，因为液体在开始沸腾的瞬间，温度并不会发生变化，不发生变化的参数输沸腾的瞬间，温度并不会发生变化，不发生变化的参数输出场，进行测量也就成为不可能。
引入电流，让电流通过出场，进行测量也就成为不可能引入电流，让电流通过液体，在液体开始沸腾的瞬间，液体中开始出现气泡，随液体，在液体开始沸腾的瞬间，液体中开始出现气泡，随气泡的开始出现而相应地测得所骤变的输出电阻气泡的开始出现而相应地测得所骤变的输出电阻电阻仪电阻仪电场电场气泡出现时输气泡出现时输出的骤变电阻出的骤变电阻液体液体温度场温度场测温仪测温仪Fnew1S2S1Fnew2S2F1S1F2154 实例：超声波探例：超声波探伤超声波探伤仪超声波探伤仪超声波场超声波场缺陷缺陷信息信息S2FnewS1Fnew-modified探伤仪探伤仪工件工件S2S1F155 实例：汽车挡风玻璃上的雨刷（实例实例：汽车挡风玻璃上的雨刷（实例4.2.1））•通过辐射光检测器，记录汽车挡风玻璃上的水滴在半导体通过辐射光检测器，记录汽车挡风玻璃上的水滴在半导体激光束的作用下，造成的电磁辐射散射的强度来自动启动激光束的作用下，造成的电磁辐射散射的强度来自动启动雨刷当无水滴时，激光束不能到达光检测器；当玻璃上雨刷当无水滴时，激光束不能到达光检测器；当玻璃上出现水滴时，水滴将激光束部分散射，光检测器记录下以出现水滴时，水滴将激光束部分散射，光检测器记录下以特定角度散射的辐射，生成光散射输出信号特定角度散射的辐射，生成光散射输出信号Fnew-modified被被传至雨刷的控制系统，雨刷即可投入运行。
传至雨刷的控制系统，雨刷即可投入运行雨滴雨滴光检测器光检测器激光激光光散射信号光散射信号S2FnewS1Fnew-modifiedS2S1F156 4.2.2 构建合成的测量物场模型 构建合成的测量物场模型•对难以测量和检测的系统或部件，引入易检测的附加物对难以测量和检测的系统或部件，引入易检测的附加物S3，形成内部或外部合成的测量物场模型，检测或测量该合，形成内部或外部合成的测量物场模型，检测或测量该合成附加物的变化成附加物的变化FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2S3FS2S1S2FnewS1Fnew-modifiedS3157 实例：显微镜下的测量实例：显微镜下的测量•附加化学剂的生物标本在显微镜下进行生附加化学剂的生物标本在显微镜下进行生物标本细微结构的测量物标本细微结构的测量生物标本生物标本显微镜显微镜生物标本生物标本＋化学剂＋化学剂标本成像信息标本成像信息FS2S1S2FnewS1Fnew-modifiedS3光学场光学场化学场化学场158 实例：测量实例：测量2个零件的贴合面积个零件的贴合面积首先在一个零件的面上塗上发光染料，然后将首先在一个零件的面上塗上发光染料，然后将2个面经贴合个面经贴合后再行分开，测量另一个零件外表面上未被染上染料的面后再行分开，测量另一个零件外表面上未被染上染料的面积，就显示为积，就显示为2个零件的贴合面积。
个零件的贴合面积零件零件1零件零件2零件零件2＋＋发光涂料发光涂料粘合面积粘合面积FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2S3S2+S3S1159 4.2.3 构建与环境一起的测量物场模型 构建与环境一起的测量物场模型 •当系统中禁止引入附加物时，将易产生检测和测量的附加当系统中禁止引入附加物时，将易产生检测和测量的附加物引入环境中，通过测量环境状态的变化来获得有关对象物引入环境中，通过测量环境状态的变化来获得有关对象状态变化的信息状态变化的信息•实例：实例：卫星提供了覆盖整个地球表面的连续信号，手持全卫星提供了覆盖整个地球表面的连续信号，手持全球定位系统接收器，运用卫星全球定位系统，就能接受卫球定位系统接收器，运用卫星全球定位系统，就能接受卫星提供的信号，根据信号可以测量出自己的精确位置星提供的信号，根据信号可以测量出自己的精确位置定位对象定位对象定位仪定位仪卫星信号卫星信号＋卫星＋卫星全球定全球定位系统位系统定位显示定位显示FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2S3160 实例：检测内燃机内部磨损情况实例：检测内燃机内部磨损情况检测内燃机的磨损情况，就是要测量发动机被磨损掉的金属表层。
磨损的检测内燃机的磨损情况，就是要测量发动机被磨损掉的金属表层磨损的金属表层以颗粒形式混在发动机的润滑油中，油被看作是环境，在润滑油金属表层以颗粒形式混在发动机的润滑油中，油被看作是环境，在润滑油中加入荧光粉，金属颗粒会吸收荧光粉，通过测量荧光粉量的变化就可以中加入荧光粉，金属颗粒会吸收荧光粉，通过测量荧光粉量的变化就可以得出被磨损的金属量得出被磨损的金属量含金属颗粒含金属颗粒的润滑油的润滑油S2＋荧光粉＋荧光粉检测仪检测仪FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2SE161 4.2.4 构建与环境附加物一起的测量物场模型 构建与环境附加物一起的测量物场模型•为检测和测量的需要，系统必须引入附加物，但是，该系为检测和测量的需要，系统必须引入附加物，但是，该系统禁止引入附加物，在系统的环境中也禁止引入附加物时，统禁止引入附加物，在系统的环境中也禁止引入附加物时，就通过分解或改变环境中已经存在的物体来创造附加物，就通过分解或改变环境中已经存在的物体来创造附加物，并测量这些附加物对系统的影响经常使用的是通过电解、并测量这些附加物对系统的影响经常使用的是通过电解、气穴现象、或利用其它相变的方法来获得气体或水蒸气、气穴现象、或利用其它相变的方法来获得气体或水蒸气、泡沫等形式的附加物。
泡沫等形式的附加物FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2Sed162 实例：粒子运动的研究实例：粒子运动的研究•在气泡室中，利用相变产生低于沸点及压力的液态氢，当在气泡室中，利用相变产生低于沸点及压力的液态氢，当能量粒子穿过时，使局部沸腾，形成气泡路径，该路径可能量粒子穿过时，使局部沸腾，形成气泡路径，该路径可以被拍照，用于研究流体粒子的动特性以被拍照，用于研究流体粒子的动特性高能粒子高能粒子检测仪检测仪＋液态氢＋液态氢光场光场粒子轨迹粒子轨迹FS2S1FnewS1Fnew-modifiedS2Sed163 组成分系统组成分系统4.3的子系统的子系统 4.3 增强测量物场模型 增强测量物场模型•4.3.1 利用物理效应或自然现象 利用物理效应或自然现象•4.3.2 利用系统整体或部分的频率谐振 利用系统整体或部分的频率谐振•4.3.3 引入已知特性附加物，应用与附加 引入已知特性附加物，应用与附加物的频率谐振物的频率谐振164 4.3.1 利用物理效应或自然现象 利用物理效应或自然现象•通过观察系统中已经出现的物理效应来测量和确通过观察系统中已经出现的物理效应来测量和确定系统的状态。
定系统的状态•实例：实例：液体的温度随液体传导率的改变而改变，液体的温度随液体传导率的改变而改变，因而传导液体的温度可以通过测量液体传导率的因而传导液体的温度可以通过测量液体传导率的变化来确定变化来确定•实例：实例：应用霍耳效应（流过半导体的电压依赖于应用霍耳效应（流过半导体的电压依赖于垂直于它的磁场）可以测量和控制精密变速电动垂直于它的磁场）可以测量和控制精密变速电动机，霍耳电动势是穿过平板电流的磁场产生的电机，霍耳电动势是穿过平板电流的磁场产生的电势差，测量这一电势差就可以控制电动机的转速势差，测量这一电势差就可以控制电动机的转速•实例：实例：利用在少量水汽前熄灭发光体发光的现象利用在少量水汽前熄灭发光体发光的现象来提高检测水汽的灵敏度；来提高检测水汽的灵敏度；165 4.3.2 利用系统整体或部分的频率谐振 利用系统整体或部分的频率谐振•如果需要直接改变系统或通过场来改变系统时，可以通过如果需要直接改变系统或通过场来改变系统时，可以通过测量系统或部分系统的共振频率来完成，由于系统中的变测量系统或部分系统的共振频率来完成，由于系统中的变化会导致共振频率的变化，通过测量共振频率的变化也就化会导致共振频率的变化，通过测量共振频率的变化也就获得了系统变化的信息。
获得了系统变化的信息•共振频率的测量在应用上非常广泛通过测量物体共振频共振频率的测量在应用上非常广泛通过测量物体共振频率的变化，就可以获得该物体在状态上的变化，包括尺寸率的变化，就可以获得该物体在状态上的变化，包括尺寸及重量等的变化情况及重量等的变化情况S1S2FF1mechF2mechS2S1166 、•实例73：确定储水罐中水的重量、正轴上缠确定储水罐中水的重量、正轴上缠绕的线的重量、母牛乳房内剩余奶量和确定地下绕的线的重量、母牛乳房内剩余奶量和确定地下煤层的埋层深度煤层的埋层深度•通过测量储水罐的共振频率，确定储水罐中水的通过测量储水罐的共振频率，确定储水罐中水的重量；重量；•通过测量两个线轴之间一段线的共振频率，确定通过测量两个线轴之间一段线的共振频率，确定正轴上缠绕的线的重量；正轴上缠绕的线的重量；•通过测量母牛乳房的共振频率，确定母牛乳房内通过测量母牛乳房的共振频率，确定母牛乳房内剩余奶量；剩余奶量；•通过测量空气的共振频率得知空气量的多少，从通过测量空气的共振频率得知空气量的多少，从而可以确定地下煤层的埋层深度而可以确定地下煤层的埋层深度 4.3.2 利用系统整体或部分的频率谐振 利用系统整体或部分的频率谐振167 4.3.3 引入已知特性附加物，应用与附加物的频率谐振 引入已知特性附加物，应用与附加物的频率谐振•如果不能直接检测或测量系统中的变化，又不能通如果不能直接检测或测量系统中的变化，又不能通过在系统中或部分系统中进行共振频率的测量来完过在系统中或部分系统中进行共振频率的测量来完成，则可以通过连接已知特性的附加物，然后通过成，则可以通过连接已知特性的附加物，然后通过测量共振频率来获得所需要的测量信息。
测量共振频率来获得所需要的测量信息测频仪测频仪测量测量物体物体＋已知特＋已知特性附加物性附加物S1S2FF1mechF2mechS2S1S3168 实例：未知物体电容的测量实例：未知物体电容的测量不直接测量该物体的电容，而是将该未知电不直接测量该物体的电容，而是将该未知电容的物体插入已知感应系数的电路中，然容的物体插入已知感应系数的电路中，然后，改变电压的频率，通过测定该组合电后，改变电压的频率，通过测定该组合电路的共振频率后，换算出物体的电容路的共振频率后，换算出物体的电容S1S2FF1mechF2mechS2S1S3测频仪测频仪测量测量物体物体＋已知感应＋已知感应系数的电路系数的电路169 实例：实例：无线电发射机频率的测量无线电发射机频率的测量（实例（实例4.3.3））•通过改变接受天线的电容从而改变了接受电路的固有频率实现与发射机的频率相一致通过改变接受天线的电容从而改变了接受电路的固有频率实现与发射机的频率相一致（谐振）谐振信号定向发送到接受装置谐振信号定向发送到接受装置＋可变电容＋可变电容接收机接收机发射机发射机S1S2FF1mechF2mechS2S1S3谐波信号输入谐波信号输入发射机频率发射机频率170 组成分系统组成分系统4.4的子系统的子系统 4.4 向铁磁场测量模型转换 向铁磁场测量模型转换•4.4.1 构建原铁磁场测量模型 构建原铁磁场测量模型 •4.4.2 构建铁磁场测量模型 构建铁磁场测量模型•4.4.3 构建合成的铁磁场测量模型 构建合成的铁磁场测量模型•4.4.4 构建与环境一起的铁磁场测量模型 构建与环境一起的铁磁场测量模型•4.4.5 利用与磁场有关的物理效应或自然现象 利用与磁场有关的物理效应或自然现象 171 4.4.1 构建原铁磁场测量模型 构建原铁磁场测量模型 •为便于测量，在非磁性系统内引入固体磁铁，为便于测量，在非磁性系统内引入固体磁铁，致使将非磁性的测量的物场模型转换为包含致使将非磁性的测量的物场模型转换为包含磁性物质和磁场的原铁磁场测量模型。
利磁性物质和磁场的原铁磁场测量模型利用固体磁铁形成的原铁磁场模型通常只能在用固体磁铁形成的原铁磁场模型通常只能在局部产生磁场，并不是分布在系统内的各个局部产生磁场，并不是分布在系统内的各个部位）部位）S1S2FFmodifiedFmagneticSFS1172 •实例：实例：A.C.#222892在探测船体中空洞的尺在探测船体中空洞的尺寸，将一个场方向与船体外表面呈垂直的寸，将一个场方向与船体外表面呈垂直的永久磁铁放入其中一个孔中，通过磁力计永久磁铁放入其中一个孔中，通过磁力计测出磁场的局部最大值，以此来探测到船测出磁场的局部最大值，以此来探测到船体的空洞尺寸体的空洞尺寸•实例：实例：在十字路口内，设置含有铁磁部件在十字路口内，设置含有铁磁部件的传感器，可以方便地用来统计通过红绿的传感器，可以方便地用来统计通过红绿灯控制下等待的车辆数灯控制下等待的车辆数 4.4.1 构建原铁磁场测量模型 构建原铁磁场测量模型 173 实例：用磁性流量计测量流体的流速（实例实例：用磁性流量计测量流体的流速（实例4.4.1））•流量计可以用来直接测量显示液体的流速当某流量计可以用来直接测量显示液体的流速。
当某种原因不能使用机械流量计时，可使用磁性流量种原因不能使用机械流量计时，可使用磁性流量计，电极引入到流体中，沿垂直于流体方向和磁计，电极引入到流体中，沿垂直于流体方向和磁场的直线布置场的直线布置•在外动力场的作用下，非磁性管内的流体，流经在外动力场的作用下，非磁性管内的流体，流经磁性流量计中的永磁孔时，受永磁铁的影响，流磁性流量计中的永磁孔时，受永磁铁的影响，流体中出现电荷偏转，在传感器的电极上显示压力体中出现电荷偏转，在传感器的电极上显示压力值，压力的大小与流体的平均流速成正比电极值，压力的大小与流体的平均流速成正比电极引入到流体中，沿垂直与流体方向和尺寸方向和引入到流体中，沿垂直与流体方向和尺寸方向和磁场的直线方向磁场的直线方向174 4.4.2 构建铁磁场测量模型 构建铁磁场测量模型•如果为提高系统测量的可控性，需要在系统整体的各个部位都具有磁的效如果为提高系统测量的可控性，需要在系统整体的各个部位都具有磁的效应，则必须在系统中加入铁磁粒子，或用含铁磁粒子的物质代替原系统中应，则必须在系统中加入铁磁粒子，或用含铁磁粒子的物质代替原系统中的一个物质，使系统由物场测量模型或原铁磁场测量模型向铁磁场测量模的一个物质，使系统由物场测量模型或原铁磁场测量模型向铁磁场测量模型转换，通过检测和测量磁场的作用，就可得到需要的信息。
铁磁场测量型转换，通过检测和测量磁场的作用，就可得到需要的信息铁磁场测量模与原铁磁场测量模型磁场的区别在于，铁磁场的磁性物质或者铁磁粒子模与原铁磁场测量模型磁场的区别在于，铁磁场的磁性物质或者铁磁粒子在物质（在物质（S1，，S2）的体积内各部位均有分布的体积内各部位均有分布 FS2S1FmodifiedFnewS1SFS2Fnew-modified175 实例：实例：鉴别鉴别货币的真假货币的真假•将铁磁粒子混合在特定的颜料中，并将颜将铁磁粒子混合在特定的颜料中，并将颜料印在货币上，在判别货币真假时，将磁料印在货币上，在判别货币真假时，将磁场作用在货币上，通过铁磁粒子就能确定场作用在货币上，通过铁磁粒子就能确定货币的真假货币的真假货币货币验钞机验钞机货币中加入货币中加入铁磁粒子铁磁粒子磁场磁场FS2S1FmodifiedFnewS1SFS2Fnew-modified176 实例：磁图表法检查钢工件中的焊缝（实例实例：磁图表法检查钢工件中的焊缝（实例4.4.2)•引入铁磁粒子磁带压放在有结构缺陷的焊缝上，结构缺陷使部分磁带引入铁磁粒子磁带压放在有结构缺陷的焊缝上，结构缺陷使部分磁带获得磁化，以残留磁化的形式被记录在磁带上并输出信号获得磁化，以残留磁化的形式被记录在磁带上并输出信号＋铁粒子＋铁粒子焊缝缺焊缝缺陷信号陷信号焊缝焊缝探测仪探测仪FS2S1FmodifiedFnewS1SFS2Fnew-modified磁场磁场177 4.4.3 构建合成的铁磁场测量模型 构建合成的铁磁场测量模型 •为了提高系统检测或测量的效率，如果需要向铁磁场测量为了提高系统检测或测量的效率，如果需要向铁磁场测量模型转化，但是，当不能向系统中的物质直接引入铁磁粒模型转化，但是，当不能向系统中的物质直接引入铁磁粒子时，可通过向系统的内部或外部（物质表面）引入带磁子时，可通过向系统的内部或外部（物质表面）引入带磁性粒子的附加物，构建合成的铁磁场测量模型。
性粒子的附加物，构建合成的铁磁场测量模型FS2S1FmodifiedFnewS1S2Fnew-modifiedS3 SF178 实例：检测受控非磁性物体表面的裂缝（实例实例：检测受控非磁性物体表面的裂缝（实例4.4.3））•被检测物体是非磁性的，为了提高检测的可控性，在其表被检测物体是非磁性的，为了提高检测的可控性，在其表面涂上磁性颗粒材料，检测器可根据物体表面裂缝处的磁面涂上磁性颗粒材料，检测器可根据物体表面裂缝处的磁场情况输出信号场情况输出信号探测仪探测仪非磁性物体非磁性物体物体表面引物体表面引入带磁性的入带磁性的涂层附加物涂层附加物表面裂纹信息表面裂纹信息FS2S1FmodifiedFnewFnew-modifiedS1S2S3 SF179 实例：控制加压液体对地层的破坏程度实例：控制加压液体对地层的破坏程度•加压的液体可以导致破坏地层，在加压的加压的液体可以导致破坏地层，在加压的液体中加入铁磁粉，可以实现控制加压液液体中加入铁磁粉，可以实现控制加压液体对地层的破坏程度体对地层的破坏程度地层破坏信息地层破坏信息加压液体加压液体探测仪探测仪FS2S1FmodifiedFnewS1S2Fnew-modifiedS3 SF磁场磁场180 4.4.4 构建与环境一起的铁磁场测量模型 构建与环境一起的铁磁场测量模型 •为了提高系统检测或测量的效率，如果需要向铁磁场测量为了提高系统检测或测量的效率，如果需要向铁磁场测量模型转换，但是，系统中不允许引入铁磁物质，既禁止直模型转换，但是，系统中不允许引入铁磁物质，既禁止直接引入铁磁粒子，又不允许向系统的内部或外部（物质表接引入铁磁粒子，又不允许向系统的内部或外部（物质表面）引入带磁性粒子的附加物，则可将含铁磁粒子的磁性面）引入带磁性粒子的附加物，则可将含铁磁粒子的磁性物质引入与系统相联系的环境中，构建与环境一起的测量物质引入与系统相联系的环境中，构建与环境一起的测量的铁磁场模型，通过对环境磁场的检测和测量可得到需要的铁磁场模型，通过对环境磁场的检测和测量可得到需要的信息。
的信息FS2S1FmodifiedFnewS1S2SEFnew-modified181 实例：研究船在水中行驶时波的形成过程实例：研究船在水中行驶时波的形成过程•实例：实例：当船体从水中驶过时，会形成波浪，研究船在水中当船体从水中驶过时，会形成波浪，研究船在水中行驶时波的形成过程，不采用指示器，通过向环境（水）行驶时波的形成过程，不采用指示器，通过向环境（水）中引入铁磁粒子，用铁磁粒子代替了指示器，在光学场作中引入铁磁粒子，用铁磁粒子代替了指示器，在光学场作用下对水中的铁磁粒子分布进行跟踪拍照（或者曝光在屏用下对水中的铁磁粒子分布进行跟踪拍照（或者曝光在屏幕上），通过获得铁磁粒子的运动图像来从事研究波浪的幕上），通过获得铁磁粒子的运动图像来从事研究波浪的特性检测仪检测仪水波水波水中引入水中引入铁磁粒子铁磁粒子波浪特性波浪特性FS2S1FmodifiedFnewS1S2SEFnew-modified182 4.4.5 利用与磁场有关的物理效应或自然现象 利用与磁场有关的物理效应或自然现象•利用与磁场有关的物理效应或自然现象用以获得提高系统检测与测量利用与磁场有关的物理效应或自然现象用以获得提高系统检测与测量的可控性和准确性。
例如居里效应、磁滞现象超导淬火，还有霍普金的可控性和准确性例如居里效应、磁滞现象超导淬火，还有霍普金森效应、巴克豪森效应、霍尔效应、超导性等自然现象或物理效应等森效应、巴克豪森效应、霍尔效应、超导性等自然现象或物理效应等来用于测量系统来用于测量系统•实例：实例：应用的居里效应应用的居里效应•A.C.#1035426液位探测仪的测量通常是由室内的磁铁和室外的磁敏液位探测仪的测量通常是由室内的磁铁和室外的磁敏感接点组成为增加探测仪的可靠性，将磁铁拧紧在磁敏感接点的平感接点组成为增加探测仪的可靠性，将磁铁拧紧在磁敏感接点的平面上，并用居里点低于液体温度的磁性材料覆盖面上，并用居里点低于液体温度的磁性材料覆盖•实例：实例：静电排斥力效应的应用静电排斥力效应的应用•为了让床单上的棉絮自动脱离或是要让羽毛与羽毛杆分离，用电离气为了让床单上的棉絮自动脱离或是要让羽毛与羽毛杆分离，用电离气流吹，使两者带上同一类型的静电电荷，运用流吹，使两者带上同一类型的静电电荷，运用“同性相斥同性相斥”的原理，的原理，小块的棉絮会被排斥，并容易地被吸尘器吸入小块的棉絮会被排斥，并容易地被吸尘器吸入•实例：实例：气穴现象的应用气穴现象的应用•使用气穴现象可以获得稳定的、可视的气泡来测得管中的流速。
使用气穴现象可以获得稳定的、可视的气泡来测得管中的流速•还有霍普金森效应、巴克豪森效应霍尔效应、超导性等效应和现象的还有霍普金森效应、巴克豪森效应霍尔效应、超导性等效应和现象的应用等183 组成分系统组成分系统4.5的子系统的子系统 4.5 测量系统的进化方向 测量系统的进化方向•4.5.1 向双、多级测量系统转换 向双、多级测量系统转换•4.5.2 向测量一级或二级派生物转换 向测量一级或二级派生物转换 184 4.5.1 向双、多级测量系统转换 向双、多级测量系统转换•如果单一的测量系统不是足够精确，就应使用两个如果单一的测量系统不是足够精确，就应使用两个或多个测量系统对一个测量对象通过两个或多个或多个测量系统对一个测量对象通过两个或多个传感器，并由传感器接受被测对象的两个或多个信传感器，并由传感器接受被测对象的两个或多个信息由于被接受信息的增多，测量的精确度显然可息由于被接受信息的增多，测量的精确度显然可以获得提高以获得提高•实例实例：验光师在給人们进行配镜时，使用一系列的：验光师在給人们进行配镜时，使用一系列的仪器测量远处聚焦、近处聚焦、视网膜整体的一致仪器测量远处聚焦、近处聚焦、视网膜整体的一致性等多项指标，而不只是测其一项。
性等多项指标，而不只是测其一项•实例：实例：A.C.#256570为测量滑水者跳跃距离，水面为测量滑水者跳跃距离，水面和水下各放置一个麦克风，两个麦克风接受信号的和水下各放置一个麦克风，两个麦克风接受信号的时间间隔与滑水者的跳跃距离成正比时间间隔与滑水者的跳跃距离成正比185 4.5.2 向测量一级或二级派生物转换 向测量一级或二级派生物转换 •测量系统为了获得所需要的某参数信息，由直接测量对象测量系统为了获得所需要的某参数信息，由直接测量对象的参数转向测量该信息参数一级或二级派生物来替代测的参数转向测量该信息参数一级或二级派生物来替代测量精度将会随着测量路径的进化而有所提高量精度将会随着测量路径的进化而有所提高•实例实例：用测量速度或加速度来替代位移的测量，速度和加：用测量速度或加速度来替代位移的测量，速度和加速度就是位移派生的二级派生物速度就是位移派生的二级派生物•实例：实例：山脉的地震的张力以前是通过测量岩石的电导率来山脉的地震的张力以前是通过测量岩石的电导率来得到的为提高测量精度，现在是通过测量电导率的变化得到的为提高测量精度，现在是通过测量电导率的变化速度来得到的速度来得到的。
•实例：实例：测量飞行器位置与速度测量飞行器位置与速度•地面雷达系统直接运用雷达反射频率的改变来计算出飞行地面雷达系统直接运用雷达反射频率的改变来计算出飞行器的准确位置和速度器的准确位置和速度186 组成第五级标准解的分系统组成第五级标准解的分系统 第五级 简化与改善策略标准解第五级 简化与改善策略标准解第五级中的标准解法专注于对系统的简化，引导人们如何使第五级中的标准解法专注于对系统的简化，引导人们如何使得系统不会增加任何新的东西，不会使系统复杂化，即使得系统不会增加任何新的东西，不会使系统复杂化，即使在引入新的物质或新的场的情况下组成第五级标准解的在引入新的物质或新的场的情况下组成第五级标准解的分系统：分系统： 5.1 引入物质 引入物质 5.2 引入场引入场 5.3 利用相变 利用相变 5.4 利用物理效应或自然现象 利用物理效应或自然现象 5.5 产生物质粒子的更高或更低形式 产生物质粒子的更高或更低形式187 组成分系统组成分系统5.1的子系统的子系统 5.1 引入物质 引入物质•5.1.1 间接方法 间接方法•5.1.2 将物质分割成若干更小单元 将物质分割成若干更小单元 •5.1.3 应用能 应用能 “自消失自消失”的附加物的附加物•5.1.4 利用可膨胀结构 利用可膨胀结构 ，以获得向环境中，以获得向环境中引入空气、泡沫等大量附加物的需要引入空气、泡沫等大量附加物的需要188 子系统子系统5.1.1包含包含9个基本子项个基本子项 5.1.1 间接方法 间接方法•5.1.1.1 利用 利用“虚无物质虚无物质”（如空洞、空间、空气、真空、（如空洞、空间、空气、真空、气泡等）替代实物气泡等）替代实物 •5.1.1.2 引入一个场来替代引入物质 引入一个场来替代引入物质•5.1.1.3 引入外部附加物替代内部附加物 引入外部附加物替代内部附加物 •5.1.1.4 引入小剂量活性附加物 引入小剂量活性附加物•5.1.1.5 在特定区域（物质的个别部分）引入小剂量活性 在特定区域（物质的个别部分）引入小剂量活性附加物附加物•5.1.1.6 临时引入附加物 临时引入附加物•5.1.1.7 利用模型或复制品替代实物，允许其中再引入附 利用模型或复制品替代实物，允许其中再引入附加物加物•5.1.1.8 引入经分解能生成所需附加物的化合物 引入经分解能生成所需附加物的化合物 •5.1.1.9 引入环境或物体本身经分解能获得所需的附加物 引入环境或物体本身经分解能获得所需的附加物 189 5.1.1.1 利用 利用“虚无物质虚无物质”（如空洞、空间、空气、真（如空洞、空间、空气、真空、气泡等）替代实物空、气泡等）替代实物 如果有必要向系统物质内部引入附加物，但如果有必要向系统物质内部引入附加物，但所有有形的物质都受到禁止或是有害时，所有有形的物质都受到禁止或是有害时，就使用诸如空气等就使用诸如空气等“虚无物质虚无物质”代替实物代替实物作为附加物引入。
作为附加物引入 实例：实例：为提高潜水服保温性能，过度增加表为提高潜水服保温性能，过度增加表层橡胶的厚度，会使潜水员感到累赘，操层橡胶的厚度，会使潜水员感到累赘，操作不方便采用添加泡沫的办法，既可以作不方便采用添加泡沫的办法，既可以解决保温问题，其重量几乎没有增加解决保温问题，其重量几乎没有增加190 实例：防止跳水运动员受伤实例：防止跳水运动员受伤 •当跳水运动员在发生误跳动作时，为了防止运动员在坠入当跳水运动员在发生误跳动作时，为了防止运动员在坠入水中时会造成伤害，教练踩下脚踏板，让压缩气瓶中的空水中时会造成伤害，教练踩下脚踏板，让压缩气瓶中的空气通过安装在水池底部多孔的管道涌出，使水池内的水变气通过安装在水池底部多孔的管道涌出，使水池内的水变成充满气泡的成充满气泡的“软水软水”运动员运动员水水冲击力冲击力S2FS1空气空气S2modifiedS2FS1191 5.1.1.2 引入一个场来替代引入物质 引入一个场来替代引入物质• 实例：实例：检查黄酱包装袋的密封性检查黄酱包装袋的密封性•将包装袋在低压下浸入水中，通过视觉观察水中是否产将包装袋在低压下浸入水中，通过视觉观察水中是否产生气泡就可确定袋子是否有泄漏。
但更为简单而迅速的生气泡就可确定袋子是否有泄漏但更为简单而迅速的办法是利用压力差来鉴别包装袋的密封性将盛有黄酱办法是利用压力差来鉴别包装袋的密封性将盛有黄酱的包装袋放入真空房中，好的包装会发生膨胀，而密封的包装袋放入真空房中，好的包装会发生膨胀，而密封性不好的包装袋内的黄酱就会泄漏出来性不好的包装袋内的黄酱就会泄漏出来 实例： 实例：为测量移动细丝的伸展，引入电流，通过给其加为测量移动细丝的伸展，引入电流，通过给其加上电荷，测量线性电荷密度 上电荷，测量线性电荷密度 192 5.1.1.3 引入外部附加物替代内部附加物 引入外部附加物替代内部附加物（实例1.1.1.3）•如果有必要在系统中引入一种物质，然而引入如果有必要在系统中引入一种物质，然而引入物质内部是不允许的或不可能的，那么就在其物质内部是不允许的或不可能的，那么就在其外部引入附加物外部引入附加物•实例：实例：飞机上备有降落伞，以便在飞机出事时，飞机上备有降落伞，以便在飞机出事时，让飞行员脱险让飞行员脱险 飞机飞机飞行员飞行员S2FS1降落伞降落伞S3S2FS1193 实例：维修高压设备有效防护触电实例：维修高压设备有效防护触电•当维修高压输电线路时，有时会出现这样的意外：一个工当维修高压输电线路时，有时会出现这样的意外：一个工人没看见正在作业的人就合闸，造成了严重触电事故人没看见正在作业的人就合闸，造成了严重触电事故 •有效的防触电的方法是不能让现有的交变电场对人直接产有效的防触电的方法是不能让现有的交变电场对人直接产生作用。
引入含磁性粒子的物质，做成手镯佩戴，把它佩生作用引入含磁性粒子的物质，做成手镯佩戴，把它佩戴在正在从事高压设备维修的人员手上，利用获得的电流戴在正在从事高压设备维修的人员手上，利用获得的电流来控制人的肌肉，一旦出现电流，肌肉就会收缩，手臂会来控制人的肌肉，一旦出现电流，肌肉就会收缩，手臂会自动远离有危险的高压源自动远离有危险的高压源输电线路输电线路维修人员维修人员高压电场高压电场S2FS1磁性手镯磁性手镯S3S2FS1194 实例：确保消防车通行无阻实例：确保消防车通行无阻•时间对于接到报警后赶往事发地点的消防车是很宝贵的，该如何保证时间对于接到报警后赶往事发地点的消防车是很宝贵的，该如何保证消防车沿路能畅通无阻呢？消防车沿路能畅通无阻呢？•在消防车顶上，额外安装一个发射红外线的顶灯，红绿信号灯的探测在消防车顶上，额外安装一个发射红外线的顶灯，红绿信号灯的探测器（接收器）接收到汽车发出的信号后，适时打开绿灯或延长绿灯的器（接收器）接收到汽车发出的信号后，适时打开绿灯或延长绿灯的时间，直至汽车通过十字路口（作用范围可达时间，直至汽车通过十字路口（作用范围可达500米）米） S2FS1顶灯顶灯S3信号灯信号灯接收器接收器普通照普通照明灯明灯光场光场S2FS1195 5.1.1.4 引入小剂量活性附加物 引入小剂量活性附加物•实例实例：利用铝热剂爆炸将铝焊接到某物体上。
利用铝热剂爆炸将铝焊接到某物体上•实例：实例：防止飞机爆炸防止飞机爆炸•飞机的爆炸只有在汽油的蒸汽与空气经混合后才飞机的爆炸只有在汽油的蒸汽与空气经混合后才有可能发生如何防止这种混合气体的形成是防有可能发生如何防止这种混合气体的形成是防止飞机爆炸的关键为了使这种易于引起爆炸的止飞机爆炸的关键为了使这种易于引起爆炸的汽油蒸汽不存在，在燃料中加入极少量的聚合物，汽油蒸汽不存在，在燃料中加入极少量的聚合物，使燃料从液态转化为凝胶状态，大大降低了燃料使燃料从液态转化为凝胶状态，大大降低了燃料的汽化点的汽化点196 、•实例：实例：为降低一种用于拉伸管材的液动压，在润为降低一种用于拉伸管材的液动压，在润滑剂中加入了滑剂中加入了0.2％～％～0.8％的聚甲基丙烯酸脂％的聚甲基丙烯酸脂S2FS1S2FS1润滑剂润滑剂管材管材S3小剂量量活性物小剂量量活性物聚甲基丙烯酸脂聚甲基丙烯酸脂5.1.1.4 引入小剂量活性附加物 引入小剂量活性附加物197 5.1.1.5 在特定位置（物质的个别部分）引入小剂 在特定位置（物质的个别部分）引入小剂量活性附加物量活性附加物•在系统的特定位置（物质的个别部分）引入小剂在系统的特定位置（物质的个别部分）引入小剂量活性附加物，是为了在需要最大作用的区域通量活性附加物，是为了在需要最大作用的区域通过引入的小剂量活性附加物，用于生成局部的强过引入的小剂量活性附加物，用于生成局部的强化场化场•实例：实例：在两个需要焊接的部件之间加入可以发出在两个需要焊接的部件之间加入可以发出高热量的焊接剂；高热量的焊接剂；•实例：实例：为去掉衣服上的污迹，化学去污剂只需抹为去掉衣服上的污迹，化学去污剂只需抹在有污垢的地方；为了避免药物对身体的健康造在有污垢的地方；为了避免药物对身体的健康造成严重负面影响，将药物集中在疾病的准确部位成严重负面影响，将药物集中在疾病的准确部位上。
上198 实例：給铜板压花实例：給铜板压花•在给铜板压花时，画家在薄铜板上勾画出水彩画，把铜板在给铜板压花时，画家在薄铜板上勾画出水彩画，把铜板放到橡胶砧板上，然后用喷枪把火药喷到所需要的地方，放到橡胶砧板上，然后用喷枪把火药喷到所需要的地方，引爆火药，增强的热作用场形成铜板压花引爆火药，增强的热作用场形成铜板压花铜板铜板彩画＋火药彩画＋火药彩画彩画S2FS1FS1S2S3199 5.1.1.6 临时引入附加物 临时引入附加物•实例：实例：为了治疗骨伤，用金属夹板夹住骨为了治疗骨伤，用金属夹板夹住骨伤处，待骨伤愈合康复后，再除去夹板伤处，待骨伤愈合康复后，再除去夹板 •实例；实例；为生产多孔的空心金属小球，预先为生产多孔的空心金属小球，预先用聚苯乙烯做成小球，再把金属电镀到聚用聚苯乙烯做成小球，再把金属电镀到聚苯乙烯小球上，最后将小球放到有机溶液苯乙烯小球上，最后将小球放到有机溶液中，将小球内部的聚苯乙烯溶解掉中，将小球内部的聚苯乙烯溶解掉200 实例：检测人体内脏病变手段（实例：检测人体内脏病变手段（实例5.1.1.6）•为了检测人体的内脏紊乱情况，而又不对人体造成过多的为了检测人体的内脏紊乱情况，而又不对人体造成过多的伤害，临时地（一段最短时间）引入添加物伤害，临时地（一段最短时间）引入添加物——放射性同放射性同位素，检测完毕立即除去或自行衰退。
位素，检测完毕立即除去或自行衰退＋放射性＋放射性同位素同位素人体人体光透机光透机FS2S1FnewFnew-modifiedS1S2S3201 5.1.1.7 利用模型或复制品代替实物，允许其 利用模型或复制品代替实物，允许其中再引入附加物中再引入附加物•实例：实例：为增加立体研究的准确性，通过使为增加立体研究的准确性，通过使用放在物体透明模型内部的一个液体水平用放在物体透明模型内部的一个液体水平面，来获得三维体的平面复制品模型的面，来获得三维体的平面复制品模型的空间位置可以很容易进行改变空间位置可以很容易进行改变•实例：视频会议（或称为网络视频会议）实例：视频会议（或称为网络视频会议）允许与会者在各自不同地点召开会议允许与会者在各自不同地点召开会议202 实例：快速修复铁轨枕木实例：快速修复铁轨枕木为快速修复被松动了螺栓的铁轨枕木，为快速修复被松动了螺栓的铁轨枕木，传统的方法传统的方法是将枕木传统的方法传统的方法是将枕木撤下经修复后再重新装上这需要大量维修资金，由此导致变更火车撤下经修复后再重新装上这需要大量维修资金，由此导致变更火车运行时刻表也会造成很大的损失运行时刻表也会造成很大的损失•澳大利亚发明了无需更换枕木，直接在现场扩孔：将原孔经清洗后，澳大利亚发明了无需更换枕木，直接在现场扩孔：将原孔经清洗后，涂上环氧树脂，并钉入木栓，待胶凝固后，在上面重新钻螺栓孔。
涂上环氧树脂，并钉入木栓，待胶凝固后，在上面重新钻螺栓孔整整个过程只需半个小时个过程只需半个小时•利用木头吸水膨胀的特性，事先准备好锥形的木栓毛坯，并将它挤压利用木头吸水膨胀的特性，事先准备好锥形的木栓毛坯，并将它挤压成圆柱形，经晾干后待用维修时，把圆柱体按原来的锥形体底部朝成圆柱形，经晾干后待用维修时，把圆柱体按原来的锥形体底部朝下，插入枕木的维修孔中，浇上水，木栓膨胀，木栓毛坯即会以相当下，插入枕木的维修孔中，浇上水，木栓膨胀，木栓毛坯即会以相当于数吨的力量嵌入枕木，然后在插入的木栓上钻螺栓孔，以此来紧固于数吨的力量嵌入枕木，然后在插入的木栓上钻螺栓孔，以此来紧固枕木整个过程只需五分钟时间整个过程只需五分钟时间203 5.1.1.8 引入经分解能生成所需附加物的化合物 引入经分解能生成所需附加物的化合物 •实例：实例：人体需要钠，但直接向人体添入金属钠是人体需要钠，但直接向人体添入金属钠是有害的，可以用化合物食盐来替代，食盐中的钠有害的，可以用化合物食盐来替代，食盐中的钠则可被人体吸收则可被人体吸收S’2F1S1金属钠金属钠人体人体氯化钠（食盐）氯化钠（食盐）S2F1S1204 、•实例：实例：在氮气中燃烧挤压过的铌片制成亚硝酸铌在氮气中燃烧挤压过的铌片制成亚硝酸铌的过程需要添加防燃的稳定剂。
什么样的稳定剂的过程需要添加防燃的稳定剂什么样的稳定剂不会被破坏最终产物？如何迅速融化放置在有真不会被破坏最终产物？如何迅速融化放置在有真空隔热层器皿中的固体氧？要利用铌的氧化物来空隔热层器皿中的固体氧？要利用铌的氧化物来做稳定剂做稳定剂•实例：实例：赛车用的助燃气赛车用的助燃气•为了获得更高的能量，赛车使用的是化合物为了获得更高的能量，赛车使用的是化合物N2O，而不是空气中的，而不是空气中的O2作为助燃气，因为作为助燃气，因为N2O燃烧燃烧时比空气中时比空气中O2的燃烧时放出的热量要大得多的燃烧时放出的热量要大得多 5.1.1.8 引入经分解能生成所需附加物的化合物 引入经分解能生成所需附加物的化合物 205 5.1.1.9 引入环境或物体本身经分解能获得所需的附加物 引入环境或物体本身经分解能获得所需的附加物 •通过电解或相变，从环境或物体本身分解通过电解或相变，从环境或物体本身分解得到所需的附加物得到所需的附加物•实例：实例：在花园中，掩埋垃圾替代使用化肥在花园中，掩埋垃圾替代使用化肥既充分利用了资源再生，又避免因使用化既充分利用了资源再生，又避免因使用化肥而产生的负面影响肥而产生的负面影响。
206 实例：加强水的消毒（实例实例：加强水的消毒（实例5.1.1.9））•臭氧对微生物有较强的杀伤力利用对环臭氧对微生物有较强的杀伤力利用对环境物质（空气）进行分解而获得的臭氧引境物质（空气）进行分解而获得的臭氧引入水中，用以加强对水的消毒作用入水中，用以加强对水的消毒作用S2F1S1F1S1S4F2S3水水空气空气空气空气电离电离获得获得臭氧臭氧207 5.1.2 将物质分割成若干更小单元将物质分割成若干更小单元•如果系统不可改变，又不允许改变工具，也禁止如果系统不可改变，又不允许改变工具，也禁止引入附加物时，则可将物质分割为更小的单元，引入附加物时，则可将物质分割为更小的单元，（特别是在微粒流中，可以将微粒流分成同样的（特别是在微粒流中，可以将微粒流分成同样的和不同样和不同样2部分电荷）则利用这些更小单元间的相部分电荷）则利用这些更小单元间的相互作用部分来代替工具物质，获得增强的系统功互作用部分来代替工具物质，获得增强的系统功能•实例：实例：为凝结灰尘浮质，首先将气流分成带有不为凝结灰尘浮质，首先将气流分成带有不同电荷的同电荷的2股气流，然后再使它们彼此结合，可以股气流，然后再使它们彼此结合，可以获得很好的凝结浮质灰尘的效果。
获得很好的凝结浮质灰尘的效果208 5.1.3 应用能 应用能 “自消失自消失”的附加物的附加物•利用能利用能 “自消失自消失”的附加物就是当引入的添加物，的附加物就是当引入的添加物，在它一旦完成所需的功能后，能在系统或环境中在它一旦完成所需的功能后，能在系统或环境中自行消失或变成与系统中相同的物质存在自行消失或变成与系统中相同的物质存在•实例：实例：为提高纯度氧化铝的感应熔化，必须引入为提高纯度氧化铝的感应熔化，必须引入纯铝为导体，在促进氧化铝感应熔化的过程中，纯铝为导体，在促进氧化铝感应熔化的过程中，纯铝自身经燃烧后也变成了氧化铝纯铝自身经燃烧后也变成了氧化铝•实例：实例：在用超声波融化金属使其脱气时，要向金在用超声波融化金属使其脱气时，要向金属中插入专门的柱状波导管属中插入专门的柱状波导管——超声波导入管超声波导入管由于高频振动和高温作用，柱状波导管会逐渐被由于高频振动和高温作用，柱状波导管会逐渐被损坏，这里，为了防止因柱状波导管损坏而不会损坏，这里，为了防止因柱状波导管损坏而不会污染金属，柱状波导管应该用同一种金属做成污染金属，柱状波导管应该用同一种金属做成•实例：实例：使用干冰人工降雨，不会留下残余物。
使用干冰人工降雨，不会留下残余物209 实例：射击用的飞碟实例：射击用的飞碟射击场上被打碎的飞碟残片对靶场会产生有害作用，如果将射击场上被打碎的飞碟残片对靶场会产生有害作用，如果将残片收集，收集难度大，收集不干净，日积月累会污染靶残片收集，收集难度大，收集不干净，日积月累会污染靶场；如果不收集，则靶场的垃圾很快会超出可以承受的范场；如果不收集，则靶场的垃圾很快会超出可以承受的范围用冰来做成飞碟，冰粒子对土地无害，它可以自由穿围用冰来做成飞碟，冰粒子对土地无害，它可以自由穿透土地，且会自我消失透土地，且会自我消失地面地面射击射击冰质飞碟冰质飞碟其它材料其它材料成型飞碟成型飞碟S2FS1FS1S2modified210 5.1.4 利用可膨胀结构 利用可膨胀结构 ，以获得向环境中引入空气、泡沫，以获得向环境中引入空气、泡沫等大量附加物的需要等大量附加物的需要 •如果环境不允许引入某种大量的材料，可使用对如果环境不允许引入某种大量的材料，可使用对环境无影响的充气或泡沫等可膨胀结构作为添加环境无影响的充气或泡沫等可膨胀结构作为添加物来实现系统的功能其中，应用充气结构属于物来实现系统的功能其中，应用充气结构属于宏观级的标准解法；应用泡沫属于微观级的标准宏观级的标准解法；应用泡沫属于微观级的标准解法。
解法211 实例：要移走空难后的飞机实例：要移走空难后的飞机•要移走空难后的飞机，将充气结构（庞大的冲气要移走空难后的飞机，将充气结构（庞大的冲气垫）放在机翼下面，经充气后，大量空气产生的垫）放在机翼下面，经充气后，大量空气产生的浮力能将飞机抬了起来，运输车就可以进入到充浮力能将飞机抬了起来，运输车就可以进入到充气结构的下面，随之，飞机就能顺利地被移动气结构的下面，随之，飞机就能顺利地被移动S2S1F飞机飞机冲气垫冲气垫浮力浮力起吊设备起吊设备S2maxS1212 实例：水槽车实例：水槽车•当水槽车装满水时，为降低在急转弯时的风险，使用了轻当水槽车装满水时，为降低在急转弯时的风险，使用了轻质浮球覆盖液面，即使速度达到质浮球覆盖液面，即使速度达到60公里公里/时，球下面的液时，球下面的液面也不会晃动面也不会晃动水水车车S2FS1S2FS1S3轻质浮球轻质浮球213 实例：灭火实例：灭火•为切断火焰，切断火焰，将火焰集中处于大量的泡沫之中 S2maxFS1S2S1火焰火焰泡沫泡沫214 组成分系统组成分系统5.2的子系统的子系统 5.2 引入场 引入场•5.2.1 利用系统中已存在的场 利用系统中已存在的场 •5.2.2 利用环境中已存在的场 利用环境中已存在的场•5.2.3 利用场源物质 利用场源物质 215 5.2.1 利用系统中已存在的场 利用系统中已存在的场 •当需要向系统引入一个场时，首先使用系当需要向系统引入一个场时，首先使用系统中已经存在的场，场的载体就是系统中统中已经存在的场，场的载体就是系统中所包含的物质。
所包含的物质 •实例：实例：在回旋加速器中，加速器产生切伦在回旋加速器中，加速器产生切伦克夫辐射，这是一种光场，变化的磁场可克夫辐射，这是一种光场，变化的磁场可以控制光的波长和方向以控制光的波长和方向•实例：实例：为从液态氧流中分离出气体，通过为从液态氧流中分离出气体，通过流体的旋转来改变物质的运动，离心力将流体的旋转来改变物质的运动，离心力将液体抛向管壁，而气体则积聚在转轴附近液体抛向管壁，而气体则积聚在转轴附近216 实例：检测两物体之间的磨损（实例实例：检测两物体之间的磨损（实例5.2.1））•欲要测量两物体在机械场的作用下运动，两物体间产生摩欲要测量两物体在机械场的作用下运动，两物体间产生摩擦受损的情况由于物体在运动过程中产生摩擦力的同时擦受损的情况由于物体在运动过程中产生摩擦力的同时会产生温度场，因此，可通过传感器测量两物体的温度来会产生温度场，因此，可通过传感器测量两物体的温度来达到目的达到目的FnewS’1Fnew-modifiedS2S3FS2S1检测仪检测仪摩擦物体摩擦物体摩擦力摩擦力＋温度传感器＋温度传感器温度场温度场摩擦信息摩擦信息测温仪测温仪217 5.2.2 引入环境中已存在的场 引入环境中已存在的场•当需要向系统引入一个场，而系统所含有的载体当需要向系统引入一个场，而系统所含有的载体中不存在可以引入的场时，考虑应用环境中已存中不存在可以引入的场时，考虑应用环境中已存在的场，在自然环境中存在着取之不尽的作用场。
在的场，在自然环境中存在着取之不尽的作用场•实例：实例：收音机可以使用光电池代替普通电池以备收音机可以使用光电池代替普通电池以备急用使用光电池不仅充分利用了廉价的光源，急用使用光电池不仅充分利用了廉价的光源，且电池的重量和尺寸可以最小化且电池的重量和尺寸可以最小化•实例：实例：当桥横跨河流时，从桥上排水的抽吸系统，当桥横跨河流时，从桥上排水的抽吸系统，通常是将一个大管子的一端放入河流、另一端放通常是将一个大管子的一端放入河流、另一端放到桥面上，利用环境中已存在的到桥面上，利用环境中已存在的“水锤效应水锤效应”提提供的势场来将河水持续地流过桥面供的势场来将河水持续地流过桥面•实例：实例：电子装置是电子装置是利用每个元件发出的热量而产生的利用每个元件发出的热量而产生的温差，引起空气流动来进行冷却，而无需额外附加风扇温差，引起空气流动来进行冷却，而无需额外附加风扇218 实例：核材料的测量（实例实例：核材料的测量（实例5.2.2））•问题的解决必须引入一个场，但是，系统物质中并不存在，那就利用环境中存在的场——高能量宇宙辐射场FnewS1Fnew-modifiedFS2S1核材料核材料接收器接收器辐射场辐射场S2219 5.2.3 利用场源物质 利用场源物质•如果必须在系统中引入一个场，并且根据标准解法如果必须在系统中引入一个场，并且根据标准解法5.2.1和和5.2.2是不可能做到时，那么就应在局部引入能生成场的物是不可能做到时，那么就应在局部引入能生成场的物质，用以补偿在最小作用下的不足部分，从而使系统在局质，用以补偿在最小作用下的不足部分，从而使系统在局部获得了所需要的最大作用力，提高了系统的功能效率或部获得了所需要的最大作用力，提高了系统的功能效率或为系统获得附加的效应。
为系统获得附加的效应•实例：实例：在汽车内为乘客提供取暖，不是直接应用燃料而是在汽车内为乘客提供取暖，不是直接应用燃料而是利用汽车发动机的废热，经冷却水系统，通过热交换器被利用汽车发动机的废热，经冷却水系统，通过热交换器被加热的空气来給乘客供热汽车发电机既驱动了汽车的行加热的空气来給乘客供热汽车发电机既驱动了汽车的行驶，又增添了为乘客取暖的功能驶，又增添了为乘客取暖的功能•实例：实例：高空的风力发电站高空的风力发电站•随着发电站的提升高度一直增加随着发电站的提升高度一直增加6－－8千米，风力发电站的千米，风力发电站的功率可以增加多倍，但随之而来的问题是：高空运动物体功率可以增加多倍，但随之而来的问题是：高空运动物体（包括电缆等）的支撑以及高空的低温会导致运动机件的（包括电缆等）的支撑以及高空的低温会导致运动机件的摩擦增大，导致严重影响机件使用寿命的问题摩擦增大，导致严重影响机件使用寿命的问题•在俄罗斯的最有效的方法是借助充气的气囊把风力电站和在俄罗斯的最有效的方法是借助充气的气囊把风力电站和电缆分别升起，气囊的形状像风筝，以抵偿电站、电缆和电缆分别升起，气囊的形状像风筝，以抵偿电站、电缆和绳索的重量，保持整个构件不随意移动的坠落。
绳索的重量，保持整个构件不随意移动的坠落220 组成分系统组成分系统5.3的子系统的子系统 5.3 利用相变 利用相变•5.3.1 相变 相变1：改变相态：改变相态•5.3.2 相变 相变2：在变化的环境作用下，物质：在变化的环境作用下，物质能由一种状态转变到另一种状态能由一种状态转变到另一种状态 •5.3.3 相变 相变3：利用伴随相变过程中发生的：利用伴随相变过程中发生的的自然现象或物理效应的自然现象或物理效应•5.3.4 相变 相变4：利用双相态物质替代：利用双相态物质替代•5.3.5 利用物理与化学作用 利用物理与化学作用 221 5.3.1 相变 相变1：改变相态：改变相态 •利用在变化的温度（或压力）条件下，物质会在利用在变化的温度（或压力）条件下，物质会在气、液或固三种相态发生转换的这一特性，通过气、液或固三种相态发生转换的这一特性，通过改变整体或一部分系统的相态来获得提高系统功改变整体或一部分系统的相态来获得提高系统功能的有效性能的有效性•实例：实例：为了兼顾运输、储藏和使用的方便，为了兼顾运输、储藏和使用的方便，在运输和储藏期间，可以将水变成固态粉在运输和储藏期间，可以将水变成固态粉末状，现场使用时再将固态粉末状的水进末状，现场使用时再将固态粉末状的水进行液化；同样，向矿井输送的天然气，在行液化；同样，向矿井输送的天然气，在输送和存储时为液态，燃烧时，经减压后，输送和存储时为液态，燃烧时，经减压后，天然气由液态转换为气体状态。
天然气由液态转换为气体状态222 实例：潜水员的水下呼吸器（实例实例：潜水员的水下呼吸器（实例5.3.1）•为解决潜水员能较长时间停留在水中，氧为解决潜水员能较长时间停留在水中，氧气瓶中的氧为液态氧利用氧气由液态转气瓶中的氧为液态氧利用氧气由液态转换为气态的相变来满足对氧气的供应量换为气态的相变来满足对氧气的供应量S2F0S1S2FS1潜水员潜水员氧气氧气液态氧液态氧大气压大气压高压高压223 5.3.2 相变 相变2：在变化的环境作用下，物质能由一：在变化的环境作用下，物质能由一种状态转变到另一种状态种状态转变到另一种状态 •通过工作环境的改变来实现物质双重相态的动态化转换通过工作环境的改变来实现物质双重相态的动态化转换•实例：实例：热交换器上装有紧贴于其表面的由钛镍合金制成的热交换器上装有紧贴于其表面的由钛镍合金制成的“瓣形物瓣形物”，这是具有形状记忆功能的物质，当温度升高，这是具有形状记忆功能的物质，当温度升高时，时，“瓣形物瓣形物”会伸展开来，增大了冷却面积；当温度降会伸展开来，增大了冷却面积；当温度降低时，低时，“瓣形物瓣形物”会收缩，则减小冷却面积会收缩，则减小冷却面积 S2FS1S’2S1Fthem1Fthem2机械场机械场“瓣形物瓣形物”操纵杆操纵杆记忆合金记忆合金224 5.3.3 相变 相变3：利用伴随相变过程中发生的自然：利用伴随相变过程中发生的自然现象或物理效应现象或物理效应•应用伴随相变过程中的现象来加强系统的应用伴随相变过程中的现象来加强系统的有效作用有效作用•实例：实例：运输冷冻货物的冰块时，伴随着在运输冷冻货物的冰块时，伴随着在运输过程中出现的冰快自然熔化现象，可运输过程中出现的冰快自然熔化现象，可用来起到润滑作用，有效地减少摩擦力。
用来起到润滑作用，有效地减少摩擦力•实例：实例：当超导体达到零电阻时，它就变成当超导体达到零电阻时，它就变成了一种非常好的热绝缘体，利用这个特性，了一种非常好的热绝缘体，利用这个特性，可将超导体用来作热绝缘开关，作为隔绝可将超导体用来作热绝缘开关，作为隔绝低温设备的热转换装置低温设备的热转换装置225 5.3.4 相变 相变4：利用双相态物质替代：利用双相态物质替代 •利用双相态物质替代单相态物质，用以实现系统由单一特利用双相态物质替代单相态物质，用以实现系统由单一特性向双特性转换性向双特性转换•实例：实例：对产品进行抛光的工作介质不是单一的铁磁研磨颗对产品进行抛光的工作介质不是单一的铁磁研磨颗粒，而是由液体（熔化的铅）和铁磁研磨颗粒双相态物质粒，而是由液体（熔化的铅）和铁磁研磨颗粒双相态物质组成•实例：实例：使用绝缘金属相变材料制造可变电容器，当电容器使用绝缘金属相变材料制造可变电容器，当电容器加热时成了导体，冷却时其导电性能降低，直至成为绝缘加热时成了导体，冷却时其导电性能降低，直至成为绝缘体，从而实现了可以通过温度来控制电容体，从而实现了可以通过温度来控制电容S2FS1S2FS1单相态物质单相态物质工件工件双相态物质双相态物质226 5.3.5 利用物理与化学作用利用物理与化学作用•利用分解、合成、电离－再合成等的物理的和化学的作用，利用分解、合成、电离－再合成等的物理的和化学的作用，获得物质的产生或消亡，以此来实现提高系统功能的有效获得物质的产生或消亡，以此来实现提高系统功能的有效性或给系统附加新的功能。
性或给系统附加新的功能•实例：实例：增强引擎的功率增强引擎的功率•用化学反应材料做热循环引擎的工作介质，材料在加热时用化学反应材料做热循环引擎的工作介质，材料在加热时分裂，冷却时重新结合，分裂的材料有较低的分子量，因分裂，冷却时重新结合，分裂的材料有较低的分子量，因此传热更快，使引擎的功率获得增强此传热更快，使引擎的功率获得增强•实例：实例：空调机中的制冷剂液体经压缩时吸收热量，冷凝时空调机中的制冷剂液体经压缩时吸收热量，冷凝时放出热量，周而复始，不断循环放出热量，周而复始，不断循环•实例：实例：经氨水浸泡的木材，可以提高木材的可塑性（柔性经氨水浸泡的木材，可以提高木材的可塑性（柔性和弹性），该氨水是利用铵盐经溶化后制成的和弹性），该氨水是利用铵盐经溶化后制成的 227 组成分系统组成分系统5.4的子系统的子系统 5.4 利用物理效应或自然现象 利用物理效应或自然现象•5.4.1 利用 利用 由由“自控制自控制”能实现相变的物能实现相变的物质质•5.4.2 增强输出场 增强输出场 228 5.4.1 利用利用 由由“自控制自控制”能实现相变的物质能实现相变的物质•应用由应用由“自控制自控制”能实现相位转换的物质就是指：该物质本身能够随着工作能实现相位转换的物质就是指：该物质本身能够随着工作环境的改变，自动地实现相变转换，能有效而可靠地、周期性地存在于不同环境的改变，自动地实现相变转换，能有效而可靠地、周期性地存在于不同物理状态中。
物理状态中•实例：实例：摄影玻璃在有光亮的环境中自身会变黑，在黑暗的环境中自身会变得摄影玻璃在有光亮的环境中自身会变黑，在黑暗的环境中自身会变得透明•实例：实例：血管修复术血管修复术•施行血管手术必须在血管内部或外部安装支撑假体（管或螺旋线）这种假体必须在施行血管手术必须在血管内部或外部安装支撑假体（管或螺旋线）这种假体必须在便于手术的初始状态下，自动形成所需的工作状态：手术时的假体应该不太大，以便便于手术的初始状态下，自动形成所需的工作状态：手术时的假体应该不太大，以便能轻易地被安装到血管内；但手术后，假体应该变得略大一些，以便一直留在血管内能轻易地被安装到血管内；但手术后，假体应该变得略大一些，以便一直留在血管内起到支撑作用起到支撑作用•应用有形状记忆合金制造血管假体在零度左右，被扭绞成直径不大的形状，以最小应用有形状记忆合金制造血管假体在零度左右，被扭绞成直径不大的形状，以最小的截面插入血管，进入人体后，受人体的体温而被加热，自动扩大到要求的尺寸的截面插入血管，进入人体后，受人体的体温而被加热，自动扩大到要求的尺寸•实例：实例：防止空中输电线路因温度升高而变长的危险发生防止空中输电线路因温度升高而变长的危险发生•用具有形状记忆功能的带温度点的镍钛合金制造的一根心棒与电线固定在一用具有形状记忆功能的带温度点的镍钛合金制造的一根心棒与电线固定在一起，该合金可以在一定的温度范围内改变形状，当达到临界温度时，会变短起，该合金可以在一定的温度范围内改变形状，当达到临界温度时，会变短（弯曲或扭曲成波纹型）使拉紧电线。
弯曲或扭曲成波纹型）使拉紧电线229 5.4.2 增强输出场 增强输出场•当输入场较弱时，为了满足要求产生强作用，必当输入场较弱时，为了满足要求产生强作用，必须增强输出场，通常是在相位转换点附近产生的须增强输出场，通常是在相位转换点附近产生的能量聚集在物质中，输入场起到触发器的作用，能量聚集在物质中，输入场起到触发器的作用，促使感应就像促使感应就像“扣扳机扣扳机”一样来工作，致使系统一样来工作，致使系统的输出场得到增强的输出场得到增强•实例：实例：测试密闭物体密封性的一种方法是：将物测试密闭物体密封性的一种方法是：将物体浸在液体中，同时保持液体上的压力小于物体体浸在液体中，同时保持液体上的压力小于物体中的压力，气泡会显现在密封破裂的地方为增中的压力，气泡会显现在密封破裂的地方为增加测试的可视性，可将液体进行加热加测试的可视性，可将液体进行加热230 实例：利用气穴效应增强输出场（实例实例：利用气穴效应增强输出场（实例5.4.2））•气穴效应能将较弱的输入场聚集在液体物质中，使液体转气穴效应能将较弱的输入场聚集在液体物质中，使液体转入一种类似临界的状态，在超声波的反复作用下，输入场入一种类似临界的状态，在超声波的反复作用下，输入场发挥触发器功能，就像发挥触发器功能，就像“扣扳机扣扳机”一样，当气泡破灭时，一样，当气泡破灭时，使系统的输出场增强。
真空管、继电器、晶体管都是通过使系统的输出场增强真空管、继电器、晶体管都是通过控制小电流达到控制大电流的目的控制小电流达到控制大电流的目的231 组成分系统组成分系统5.5子系统子系统 5.5 产生物质粒子的更高或更低形式 产生物质粒子的更高或更低形式•5.5.1 通过分解获得物质粒子 通过分解获得物质粒子•5.5.2 通过合成获得物质粒子通过合成获得物质粒子•5.5.3 综合运用 综合运用 5.5.1和和 5.5.2获得物质粒子获得物质粒子 232 5.5.1 通过分解获得物质粒子 通过分解获得物质粒子•如果需要一种物质粒子（如离子、原子、分子等）如果需要一种物质粒子（如离子、原子、分子等），但又不能直接得到，可用通过分解更高结构等，但又不能直接得到，可用通过分解更高结构等级的物质来获得物质粒子 级的物质来获得物质粒子 •实例：实例：用电离法将水转变成氢和氧；通过电解水用电离法将水转变成氢和氧；通过电解水可获得氢气和氧气；如果需要氧原子，可以用紫可获得氢气和氧气；如果需要氧原子，可以用紫外线光电离获得外线光电离获得•实例：实例：将含有氢气的混合物放在密闭的容器中进将含有氢气的混合物放在密闭的容器中进行电解，来产生氢气行电解，来产生氢气233 5.5.2 通过合成获得物质粒子 通过合成获得物质粒子如果需要一种物质粒子（如分子），但不能直接得到，可以如果需要一种物质粒子（如分子），但不能直接得到，可以通过合成较低结构等级的物质（如离子）来获得物质粒子。
通过合成较低结构等级的物质（如离子）来获得物质粒子•实例：实例：植物在光合作用下吸收水与二氧化碳，促使树木生植物在光合作用下吸收水与二氧化碳，促使树木生长和结果长和结果•实例：实例：为减少轮船的流体动阻力，利用在电磁场下生成水为减少轮船的流体动阻力，利用在电磁场下生成水分子的联合体来代替利用高分子混合物（分子的联合体来代替利用高分子混合物（thoms效应），效应），这将避免了大量聚合体的浪费这将避免了大量聚合体的浪费234 5.5.3 综合运用 综合运用 5.5.1和和 5.5.2获得物质粒子获得物质粒子•综合运用综合运用 5.5.1和和 5.5.2可以为系统获得需要不同特性的物可以为系统获得需要不同特性的物质粒子•实例：实例：使用避雷针保护天线，不妨碍天线预期功能的实现使用避雷针保护天线，不妨碍天线预期功能的实现（（A.C.#177497））•避雷针是一个充满低压气体的管子，当没有雷击时，避雷避雷针是一个充满低压气体的管子，当没有雷击时，避雷针担当电介质的角色，不妨碍天线的机能；当闪电时，管针担当电介质的角色，不妨碍天线的机能；当闪电时，管子中的气体的电压增大，气体分子被电离，创造了释放闪子中的气体的电压增大，气体分子被电离，创造了释放闪电的通道，闪电就通过电离气体的通道被释放。
当闪电释电的通道，闪电就通过电离气体的通道被释放当闪电释放后，电子与离子重新合成，恢复成中性分子，避雷针变放后，电子与离子重新合成，恢复成中性分子，避雷针变成了电传导，得以保护物体免受闪电的电击成了电传导，得以保护物体免受闪电的电击235 标准解法的应用标准解法的应用236 引入添加物的方法引入添加物的方法1、用将添加物引入到现有物质中以便使系统建议需要的性质例如用于提、用将添加物引入到现有物质中以便使系统建议需要的性质例如用于提高操纵性高操纵性2、利用将附加物质加入到系统的物质中、利用将附加物质加入到系统的物质中3、可以临时引入添加物、可以临时引入添加物4、附加物质可能是系统中已有物质的衍生物、附加物质可能是系统中已有物质的衍生物5、应用、应用“虚无物虚无物”（空气、泡沫等）来代替物质（空气、泡沫等）来代替物质6、用抵消有害运动的场来替代物质、用抵消有害运动的场来替代物质7、引入少量的极活性添加物、引入少量的极活性添加物8、采用普通添加物，但要集中分布、采用普通添加物，但要集中分布9、利用模型（复制品）其内部可以引入添加物、利用模型（复制品）其内部可以引入添加物10、将以化合物的形式引入物质，在必要时物质能从化合物中分解出来、将以化合物的形式引入物质，在必要时物质能从化合物中分解出来11、过部分客体和、过部分客体和/或外界介质的聚集态的分解或者变化获得物质或外界介质的聚集态的分解或者变化获得物质12、通过破坏更高结构级的物质（比如分子）来获得需要的物质粒子、通过破坏更高结构级的物质（比如分子）来获得需要的物质粒子13、通过进一步完善或组合更加低结构级的物质（比如离子）来得到需要、通过进一步完善或组合更加低结构级的物质（比如离子）来得到需要的物质粒（比如分子）的物质粒（比如分子） 237 增强可控性的方法增强可控性的方法1、利用部分客体（物质）转换成可控系统的可能性、利用部分客体（物质）转换成可控系统的可能性2、利用引入系统中已协调场的将易控场的可能性、利用引入系统中已协调场的将易控场的可能性3、若干物质应当具有一定的空间结构，应当将过程引到具有物质结构相、若干物质应当具有一定的空间结构，应当将过程引到具有物质结构相应相应的构造场应相应的构造场4、利用物质（场）破碎，采用毛细多孔结构，使场和成分产生动态，利、利用物质（场）破碎，采用毛细多孔结构，使场和成分产生动态，利用物质的改变，采用匹配的用物质的改变，采用匹配的/不匹配的节奏和频率不匹配的节奏和频率5、利用添加铁磁颗粒（刨屑、粒料、、利用添加铁磁颗粒（刨屑、粒料、“磁性液体磁性液体”等）和用磁场或者电等）和用磁场或者电磁场作用于颗粒上的可能性来控制客体，同时利用铁磁添加物和毛细磁场作用于颗粒上的可能性来控制客体，同时利用铁磁添加物和毛细管和多孔材料管和多孔材料6、利用向外部环境中添加铁磁材料的可能性、利用向外部环境中添加铁磁材料的可能性7、为获取最小（剂量、最佳）模式可以利用最大模式消除剩余、为获取最小（剂量、最佳）模式可以利用最大模式消除剩余8、为保留最大模式，最大作用可以直接作用在于原物质相连接的另外一、为保留最大模式，最大作用可以直接作用在于原物质相连接的另外一个物质个物质9、为保证（选择性）最大－最小模式，利用最大作用的情况下，保护最、为保证（选择性）最大－最小模式，利用最大作用的情况下，保护最小影响的地方；利用最小作用的情况下，引入能够增强最大作用的添小影响的地方；利用最小作用的情况下，引入能够增强最大作用的添加物（物质、场）保护需要最大影响的地方加物（物质、场）保护需要最大影响的地方10、当能量储存在物质中，利用物质接近、当能量储存在物质中，利用物质接近“临界临界”的状态，而输入信号的状态，而输入信号起到扣扳机的作用。
起到扣扳机的作用 238 检测与测量的方法检测与测量的方法•1、利用改变任务可能性，以便脱离观察、利用改变任务可能性，以便脱离观察/测量的测量的必要性必要性•2、利用将原始问题改为、利用将原始问题改为“连续的连续的”（逐步的）测（逐步的）测量观察问题量观察问题•3、将功能转换到测量一阶或二阶导数、将功能转换到测量一阶或二阶导数•4、利用外部环境中添加物的可能性以便获得容易、利用外部环境中添加物的可能性以便获得容易观察（测量场，根据场的状况可以判断所观察客观察（测量场，根据场的状况可以判断所观察客体的状态体的状态•5、向双系统或多系统转化；利用复制品、向双系统或多系统转化；利用复制品•6、利用技术效应、利用技术效应 239 逐步升级的方法逐步升级的方法1、利用减少辅助及负载系统部件（元件）的可能性、利用减少辅助及负载系统部件（元件）的可能性2、系统间具有的特性、系统间具有的特性F和该系统部件具有的相反的特性－和该系统部件具有的相反的特性－F不不相容性质分配的可能性相容性质分配的可能性3、利用微观级、利用微观级――物质或物质或/和场级上实现系统功能的可能性和场级上实现系统功能的可能性 逐步降级逐步降级的方法的方法1、利用客体与另一系统（或几个系统）合并为更复杂的双系、利用客体与另一系统（或几个系统）合并为更复杂的双系统或多系统统或多系统2、加速建立成系统部件间、系统外部环境之间的联系发展、加速建立成系统部件间、系统外部环境之间的联系发展3、加大系统及其部件的功能负载、加大系统及其部件的功能负载 240 确定发明问题类型确定发明问题类型作用效应作用效应不足不足展开展开收缩收缩产生产生有害效应有害效应模型模型不完整不完整用第四级用第四级用用1.1.1～～1.1.5用用1.1.6～～1.1.81.2.1～～1.2.5用第二级用第二级向超或微观系统转换向超或微观系统转换改进系统改进系统检测和测量检测和测量用用3.1.4～～3.1.5和和3.2.1用用3.1.1～～3.1.3用用第第五五级级1、发明问题工况描述、发明问题工况描述2、系统及系统特定元素分析、系统及系统特定元素分析3、资源分析、资源分析4、功能结构模型分析、功能结构模型分析 描述与分析问题描述与分析问题小结：分析思路小结：分析思路 •物场分析最终是对物理矛盾的分析，物场分析最终是对物理矛盾的分析，要求对于物理学知识要求对于物理学知识有一定的根基有一定的根基，并能在物场分析中加以灵活运用；，并能在物场分析中加以灵活运用；•物场模型标准解程序的运用技巧，是要通过实际来掌握，，物场模型标准解程序的运用技巧，是要通过实际来掌握，，一般在一般在做了做了200个左右解决发明课题个左右解决发明课题，就可相当熟练地掌，就可相当熟练地掌握，应该认真多加练习；握，应该认真多加练习；•物场变换的规则是进行物场分析的基本准则，这些规则要物场变换的规则是进行物场分析的基本准则，这些规则要与与40个发明原理和个发明原理和76个（或个（或10个）标准解相互参照来运个）标准解相互参照来运用，应用，应注意防止孤立地、单独地套用；注意防止孤立地、单独地套用；•物场模型标准解程序不是以发明理论为目的的，它仅仅是物场模型标准解程序不是以发明理论为目的的，它仅仅是促进系统进化的手段，这种手段会随着科学技术发展进程促进系统进化的手段，这种手段会随着科学技术发展进程而而不断完善，并受到实践的检验。
不断完善，并受到实践的检验物场分析要点物场分析要点242 模型间的转换模型间的转换新作用场的输出场新作用场的输出场新的作用场新的作用场异质异质S2(或或(S1)物质物质异质的或结构化的磁场异质的或结构化的磁场易控制的场易控制的场物质物质S2(或或S1)的变异物的变异物最大作用场最大作用场熱作用场熱作用场磁作用场磁作用场经细化分割的物质经细化分割的物质S2在铁磁场模型中应用多孔在铁磁场模型中应用多孔或毛细管结构或毛细管结构 引入铁磁颗粒引入铁磁颗粒引入磁铁附加物引入磁铁附加物物质物质S2内部或外部引入附内部或外部引入附加物加物物质物质1、物质、物质2有害作用有害作用有效不充分作用有效不充分作用定向有效作用定向有效作用有关联的关系有关联的关系S1S2SFSFSF-cpFmagneticFthemalFmaxS2modifiedFcontrolledF#magneticS2#S2S3S2S3FnewFnew-modifiedS2小结：物场分析的符号小结：物场分析的符号243 。