进口冰量仪

高山滑雪最高时速达248km/h，滑雪赛道也需要“塑胶跑道”“更快，更高，更强”是奥林匹克的口号，充分反映了奥林匹克运动所倡导的不断进取、永不满足的奋斗精神。奥运会纪录的频频打破，不但有运动员的刻苦训练，教练员的辛勤指导，科技尤其是对于运动场地的科技提升也扮演了重要的角色。就拿大家熟悉的田径运动场而言，最初的跑道是煤渣跑道（相信很多70后、80后的老伙伴们都跑过吧），后来改成了人工合成的塑胶跑道，与煤渣跑道相比，其弹性好，吸震能力好，为运动员的发挥和成绩的提高提供了物质基础。在1968年的墨西哥奥运会上，在首次使用的塑胶跑道赛场上创造了诸多的奥林匹克纪录。2022年中国北京即将举行冬季奥林匹克运动会，中国提出了“科技冬奥”的概念，中国冰雪运动必须走科技创新之路。高山滑雪比赛是冬季奥运会的重要组成部分，被誉为“冬奥会皇冠上的明珠“。高山滑雪的观赏性强，危险性大，比赛时运动员最高时速可达到248km/h。高山滑雪比赛均采用冰状雪赛道。什么是冰状雪？所谓冰状雪，是指滑雪场的雪质形态，其表面有一层薄的硬冰壳，用于减小赛道表面对于滑雪板的摩擦力。可以说冰状雪赛道就是高山滑雪项目的塑胶跑道，其制作的质量对提高运动员的成绩及滑雪的舒适感，保护运动员的身体，延长运动寿命有着十分重要的作用。看似简单的冰状雪赛道，制作起来却大有讲究。冰状雪的制作过程十分复杂，目前采用的是向雪地内部注水的方案。但是注水的强度和注水的时间把握需要根据不同的赛道地点以及当时注水时的气温进行相应的调节，以保证冰状雪赛道既有一定的强度，又有足够的弹性，使得运动员能够在高速的高山滑雪比赛中舒畅的进行滑降、回转等比赛项目。与田径场塑胶跑道不同的是，每次比赛每一个运动员在进行高山滑雪比赛时，由于技术动作的需要，都或多或少的会对冰状雪的赛道产生一定损伤，为了保证比赛的公平性，前后出发的滑雪运动员的赛道雪质状态需要保证一致，因此冰状雪赛道还需要有一定的厚度以及均匀性。研制新型冰状雪测量仪器，保障赛道质量既然冰状雪赛道有如此多的要求，那么过去是如何判断冰状雪赛道的雪质的呢?主要是采用人工判断的方法，即找一些有经验的裁判员用探针安装在电钻上进行触探工作，通过触探工作反馈的手感判断冰状雪赛道的建造质量。这种带有一定“盲盒”性质的判断工作往往会显得很不透明，也不利于这项运动的推广。助力2022北京冬奥会，依托科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项2020的“不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目，中国科学院南京天文光学技术研究所南极团队和中国气象科学研究院共同合作研发了用于判断冰状雪赛道质量的冰雪粒径测量仪和冰雪硬度测量仪，其目的在于将冰状雪质量的人工主观判断，变成清晰可见的客观物理数据，通过对这些物理数据的科学分析，结合有经验的运动员的滑雪体验，掌握不同地点，不同天气条件下冰状雪赛道的制作方法。主要有如下两种仪器：冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪。积雪颗粒的形状及大小是影响雪的力学性质的主要因素，不同大小雪粒之间在自然状态下空隙不断变小，雪中含有的空气降低，使得雪粒间的化学键合力增强，从而影响雪的硬度。那么如何测量积雪的颗粒呢，科研人员采用漫散射原理：近红外光经过粗糙的表面会被无规律的向各个方向反射，会造成光强度减弱，光减弱的大小跟表面的粗糙相关，而积雪表面的粗糙程度是由粒径决定的。通过测量光减弱的比例间接的测量出冰雪的颗粒大小。冰雪粒径自动测量仪测量注水雪样雪的硬度测试是反映冰雪强度的重要指标之一，冰雪硬度测量仪的原理是通过电机带动滑轨驱动探头打入冰状雪赛道内部，并读取探头受到的反作用力的大小来判断冰雪的硬度条件。该方法的好处是可以做到基本无损的对赛道进行冰雪硬度的测量，不影响赛道的后续使用，并且可以通过读取力和冰状雪深度的曲线了解冰状雪赛道的均匀性。针对高山滑雪的赛场坡度较陡，人工攀爬十分困难，科研人员在仪器的便携性上做了特殊的设计，设计了一款折叠式的硬度测量仪，方便携带，可以从坡顶沿雪道一直测量到坡底，实现了仪器的“就地展开”和“指哪测哪”的功能。冰雪硬度测量仪现场工作照片2020年11月-2021年3月，抓住冬奥会举办前的最后一个冬季的机遇，在冬奥会举办地北京延庆、河北张家口以及黑龙江哈尔滨亚布力冬季体育训练基地对不同气候条件、不同注水强度的冰状雪赛道，使用研制的冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪进行了粒径及冰雪硬度测试，获得了不同深度冰雪粒径的变化图以及不同深度的冰雪硬度的曲线图。冰状雪赛道压强-深度关系图该项目的首席科学家，中科院西北研究院冰冻圈科学国家重点实验室副主任王飞腾研究员认为“雪粒径及硬度计等新型冰雪仪器的研究，将过去以人工经验为主的冰状雪赛道状态判断变为了客观、清晰的科学指标，为冰状雪赛道制作标准的透明化提供了参考依据”。项目攻关团队的带头人，国际冰冻圈科学协会副主席，中国气象科学研究院丁明虎研究员认为“雪粒径和硬度计的设计充分考虑了不同于自然雪的人工造雪的特殊情况，仪器在项目工作中表现优异，性能稳定，可靠性高。”未来将在南极天文台发挥作用冰雪强度、硬度的测量不仅可以应用于滑雪相关的体育运动中，在未来的极地工程建设上也能发挥作用。遥远的南极虽然不是适合人类居住的地方，但是却有着良好的天文观测条件。根据2020年在 Nature 上发表的一篇文章，证明昆仑站所在的冰穹A地区的光学天文观测条件优于已知的其他任何地面台址。这项研究成果确认了昆仑站有珍贵的天文观测台址资源，为我国进一步开展南极天文研究奠定了科学的基础。但是如何在南极地区安装大型望远镜又有很多实际的困难，其中之一就是普通的大型望远镜的基墩都是直接安装在地球的基岩上，这样基墩比较扎实稳固，能保证望远镜在观测时不会因为地基不稳产生晃动，但是冰穹A地区的冰大约有4000m那么厚，相当于1500层楼房那么高，如果再想将望远镜基墩打入基岩显然难以做到。那么大型望远镜如何能够平稳的伫立在南极浮动的冰盖上呢？这就需要科学家们对冰穹A地区的冰雪进行特殊的加固处理，使其能够满足基墩的设计要求。在加固处理完后，我们的雪粒径和硬度测量仪就可以对加固后的冰雪强度进行测量，通过科学的数据检验其是否能够满足南极大型望远镜的需求。

用于测量高强度聚焦超声场的光纤水听器研究日前取得显著成果，将打破测量仪器全部依赖进口的局面，使得高强度聚焦超声(HIFU)技术这一无创治疗实体肿瘤新方法取得突破。 　　据了解，就高强度聚焦超声技术而言，准确测量和描述HIFU声场特性对于精确预测治疗剂量和HIFU生物学效应、确保治疗的有效性和安全性、建立HIFU临床设备的统一标准具有非常重要的意义。目前，高声压的HIFU声场测量仪器全部依赖进口，且价格昂贵。 　　重庆市科委介绍，重庆融海超声医学工程研究中心有限公司和重庆大学合作，在重庆市自然科学基金重点项目支持下，发明并设计制造了一种全石英光纤法珀干涉型超声水听器 研究了在HIFU场中的侧向敏感和端部敏感的全石英光纤超声水听器的传感原理 设计开发了全石英光纤法珀干涉型超声水听器原型样机及测量HIFU声场的仪器系统，其中光纤法珀干涉型超声水听器的原型样机可以实现HIFU场高分辨率和高声压的测量，达到国际领先水平，将推动HIFU医疗器械产业发展。该项目还获得国家发明专利权1件，项目相关研究内容已列入国家自然科学基金委员会国家重大科研仪器设备研制专项支持。

坐标测量仪，是近几十年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。不仅可以用于机械、汽车、航空、军工、家具行业中箱体、机架、齿轮、蜗轮、叶片、曲面等的测量，还可用于电子、五金、塑胶等行业中对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测。由于通用性强、测量范围大、精度高、性能好、能与柔性制造系统相连接，坐标测量仪已成为一类大型精密仪器，并有“测量中心”之称。近年来，虽然我国坐标测量仪行业在不断发展，但同国外相比仍有很大的差距。如在高端市场方面，亚微米级别的计量型坐标测量仪几乎全部被进口产品垄断；此外，进口机型的控制系统、测头及测量软件等一般都具有自主知识产权，而国产机型除机械本体外，其余关键组成部分均采用国外品牌，缺少核心技术及自主研发能力。基于此，为方便业内人士更深一步了解我国坐标测量仪（HS90318020）市场的发展情况，仪器信息网特对其2018年-2020年的进出口数据进行了汇总分析，并整理成文，以飨读者。 从进口数据看：遭受中美贸易战、新冠疫情等冲击，我国坐标测量仪进口金额三连降2018年-2020年，坐标测量仪的年进口额分别为11.2亿元、8.4亿元、4.5亿元。2018年，中美贸易战打响，坐标测量仪经历了两轮对美加征关税，其进口市场受到冲击，2019年进口额较2018年降低了25.0%。2020年，一场突如其来的新冠疫情，给各行各业都或多或少的带来了一定的影响，我国的坐标测量仪市场也因此受到冲击，2020年的进口额仅达4.5亿元，较2019年降低了46.1%。从近三年的逐月进口额来看，2018年和2019年，我国坐标测量仪的每月进口额稳定在0.5亿元-1.0亿元区间。2020上半年，由于新冠疫情，坐标测量仪进口市场几乎停滞，随着国内下半年疫情好转，其每月进口额再次上升到0.5亿元-1.0亿元。值得注意的是，2018年12月，坐标测量仪的进口额出现了井喷式增长，主要原因系自美国、日本、德国的进口额增长较大，其进口额分别是4354.4万元、7248.5万元、8968.9万元，较2018年同期分别增长了621.9%、363.0%、98.6%。根据海关数据，近三年我国主要从德国、日本、美国、意大利、法国、英国、瑞士、韩国等地进口坐标测量仪。其中，原产于德国的坐标测量仪进口额远高于其它地区。近三年，自德国进口的坐标测量仪金额达11.5亿元，比排名第二的日本高出167.4%。从各个地区的逐年进口额来看，进口额排名前五的贸易伙伴中，除法国的进口额在逐年增长外，其余4个地区的进口额均在逐年下降。从出口数据看：出口市场同样呈现低迷态势，日本和德国是两大进出口贸易伙伴2018年-2020年，我国坐标测量仪的年出口额分别为3.0亿元、2.2亿元、1.9亿元，分别是同期出口额的26.8%、26.2%和42.2%。从数据可以看出，近三年，我国坐标测量仪的进口额和出口额均呈现逐渐降低的趋势。从近三年的逐月出口额来看，我国坐标测量仪的每月出口额稳定在1000万元-3000万元区间。2020上半年，我国坐标测量仪的出口贸易似乎并没有像进口贸易一样因新冠疫情而几乎停滞。同样值得注意的是，2018年12月，我国坐标测量仪不仅进口额出现井喷，出口额同样出现井喷现象，或与中美贸易战影响有关。 近三年，日本、德国、中国台湾、越南、韩国、印度、马来西亚、泰国、中国香港、新加坡等是我国坐标测量仪的主要出口贸易伙伴。其中，日本和德国不仅是我国坐标测量仪的主要出口地区，也是我国坐标测量仪的主要进口地区。 随着测量技术的高速发展，制造业对于坐标测量仪的依赖程度不断提高。它作为一个比较新型的精密设备，包括了光学、计算机和软件开发等多个技术应用，是现代制造业不可缺少的重要仪器。目前，我国坐标测量仪的主要生产厂商有航空工业精密所、西安爱德华、青岛雷顿等，国外比较著名的坐标测量仪生产厂家有瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽以及日本三丰等。从本文数据可知，2018年、2019年、2020年，我国坐标测量仪的进口额分别是出口额的3.7倍、3.8倍、2.4倍。不可否认，国产坐标测量仪产品无论是质量还是销量，均与进口产品存在一定的差距。国内仪器厂商要在竞争激烈的坐标测量仪市场中站稳脚跟，势必要认清态势，不断研发创新，从而建立起自己的核心竞争力。