声学换能器

2011年至2021年，我国用10年时间实施找矿突破战略行动。其间累计发现17个亿吨级大油田和21个千亿立方米级大气田，新形成32处非油气矿产资源基地，主要矿产保有资源量普遍增长。石油能源建设对我们国家意义重大，中国作为制造业大国，要发展实体经济，能源的饭碗必须端在自己手里。端牢能源的饭碗，必须发挥科技创新第一动力作用，通过技术进步解决能源资源约束、生态环境保护、应对气候变化等重大问题和挑战。近年来，中国科学院声学研究所超声学实验室固体声学与深部钻测团队，数十年如一日不懈探索用井下声波来探测能源的核心技术，开发出性能更优越的井下声学探测仪器，对支撑我国深地勘探、保障国家能源安全具有重要的意义。——编者找到油气田，有哪些步骤？“望闻问切”定位置，测井仪器作“眼睛”油气勘探是一项复杂而又有高难度的工作，并且存在巨大风险。那么，要想找到油气田，需要经历哪些步骤？中国科学院声学研究所研究员、超声学实验室主任陈德华说：“找油气田的过程，可以用传统医学中的‘望闻问切’四字来概括。”首先，地质学家会进行区域概查，确定可能存在油气田的地区和范围。这一步相当于“望闻问切”中的“望”和“闻”；然后进行区域普查，利用人工地震方法推断地下岩石的结构，这一步相当于“问”，可以大体确定地下哪些位置存在油气储层；接下来，工程师会钻开潜在油气田的第一口井——探井，进行区域详查，相当于“切”。陈德华说：“如果想了解油气层的具体位置以及油气的开采价值，以上的‘望闻问切’还不够，还需要结合一些高科技手段，比如测井技术。”测井被称为“石油工业的眼睛”，因为在漆黑而又高温的地下，无法直接观察到地层岩石信息，必须通过测井仪器记录数据并传输到地面，这个过程就好比人的眼睛接收到光信号，并处理成图像以供辨别。“将先进的测井仪器放入钻孔内，我们就可以对地下几千米处的油气层进行精细探测，精度能达到厘米级甚至更高。通过测井，可以确定地层的性质，进一步对地层作出准确评价，从而确定地层是否含有油气、含油气量多少、油层厚度以及评估油气可采量。” 陈德华说，“这个过程就好比人们在医院体检时‘做B超’。”测井方法通常分为声法、电法、核物理法和核磁共振法四种。其中，向地层发射声波、接收处理反射或折射回来的声波从而获取地层信息的方法，被称为声波测井。“相比其它几种方法，声波测井不仅环保，成本相对还低，更重要的是能够获得许多至关重要的地层岩石力学参数。”陈德华说。国产高端声波测井装备，是如何研发出来的？“从零开始”解难题，反复试验终量产本世纪初，世界范围内油气资源勘探和开发的竞争不断升级。“当时，我们缺乏自主研发的偶极子声波测井换能器，也难以大面积推广应用偶极横波测井的先进技术。这不仅影响了我国高端声波测井装备的国产化，还严重阻碍和制约了我国油气勘探、开采的进度。”陈德华回忆。面对棘手难题，中科院声学所的研究团队迎难而上。研究可以说是“从零开始”，团队成员们除了能看到市面上已有换能器嵌入仪器后的“长相”，了解它可以实现的一些基本功能外，其余相关材料、结构、参数等具体信息几乎一无所知。此后，经过近3年的反复摸索、试验，经历了成百上千次的失败后，团队终于研制出了换能器的第一批样品。陈德华说：“但是，这批换能器样品一旦放入高温环境中进行测试，要么整体开裂，要么压电陶瓷破碎，导致试验失败了一次又一次。”究竟是哪里出了问题？近4个月的时间里，团队成员反复研究材料选型，换了十几批材料，并不断改进粘接工艺，经过上百次的反复试验，终于克服了耐高温、高压声波测井换能器的制作难题，研制出了达到国际先进水平的成品。国产换能器交付后，随即投入实际应用，并进行了小规模的量产。如何克服测井技术的“一孔之见”？优化设计“探得远”，激发声源“听得清”常规声波测井的探测范围往往局限在井周几厘米至几十厘米的范围内。这就像两个人说话时，双方距离越远，越难以听清对方的话；而如果藏在密闭空间里说话，外面人听到的声音会更小。由于测井是在非常狭小的钻孔中进行的，常规测井技术的探测范围非常有限，因此测井技术常被人形容为“一孔之见”。如何既“探得远”又“听得清”？“对声波测井来说，这就需要不断优化设计激发声源，让声波不仅传得更远，还能‘戴上瞄准镜’，具有‘指哪打哪’的方向性。”陈德华介绍。我国超声学领域几代科技工作者从上世纪80年代就开始探索。经过不懈努力，近年来，中科院超声学实验室不断发展低频横波远探测技术，将声波测井的探测范围拓展到了井周数十米甚至上百米。“偶极横波远探测的声源相较于普通声波测井的频率范围要低很多。低频声波衰减较小，故而能实现更远的横向探测距离。”陈德华说，“同时，偶极声源的信号存在方位差异性，采用多分量的声波发射和接收，通过信号处理可以确定声波反射体的方向，这就让声波具有了指向性。”2012年，中科院超声学实验室成功研发出偶极子阵列声波测井仪；2013年，开始着手横波远探测关键核心技术的研发；2021年底，第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义。

摘要：新一代走航式声学多普勒水流剖面仪M9克服了早期仪器的缺陷，采用多频、智能的多种工作模式，解决了困惑水文的高、低流速测流难题。M9灵活的配置，考虑不同用户的需求，可实现无线通讯、内置GPS、遥控，解决河床走底引起的多普勒流速仪流量测验误差。列举了各种不同条件、环境的河道，采用 M9实测的案例，显示了该仪器的优异性能。关键词：M9；多频；智能；脉冲相干、宽带、窄带多种工作模式自动切换；高、低速测流前言采用多普勒频移原理研制的走航式声学多普勒水流剖面仪，应用于水文测验已经有二十多年的历史。由于制作复杂、生产成本高、以及使用量不大等原因，世界上能够生产该类仪器的著名厂家仅为可数的几家，而且基本上集中在美国。近几年，国内部分厂家开始研制类似产品，并陆续投放市场。二十余年来，厂家历经了数次的改进，生产出了不少型号和不同工作频率的仪器，供不同条件和环境下的使用。其性能虽有了很大的提高，但因为最初的设计是针对海洋测流需要，这对于在内河河道上的使用，带来了一些不足；在水文测验中还是感到有些不尽人意。一直以来，困惑水文的高、低流速测流难题，仍然没有给出有效的解决方案。经过多年的研究和总结了目前所有多普勒流速仪产品存在的问题；美国赛莱默公司旗下的SonTek 公司在2009年开发出了最新一代的走航式声学多普勒水流剖面仪 M9/S5。经过数年多在世界各地的实际使用和比测，效果非常之好，成为了目前世界上最先进的一种声学多普勒流量计。M9 的技术指标和配置 考虑到不同用户的需要，M9系列的仪器有着灵活的配置。其标准配置为：仪器主机＋10米电源/通讯电缆线（可延长）；可安装在船舷边使用；实现主机与计算机之间的直接通讯。若装备有小型载体（船体）时，可配置无线电台的通讯方式，通讯距离可达1500米，实现主机与计算机之间的无线通讯。为了满足在河床走底情况下测流的需要，还可以选配内置的 GPS，有二种供选择；即 SonTek 的DGPS（亚米级精度），和SonTek 的RTK GPS（0.03米精度）。此外，M9/S5系列的仪器还可以配置SonTek自行研制的单体船，以及其它公司配套的三体船或自带动力的遥控船；这种浮体保证了仪器在测量时的平稳和较小的仪器入水深度。从上述技术指标可以看到，M9 从很浅的不到0.3米处河岸开始测量，一直到最深达80米的河床深度，仍然可以一次完成测量并计算出该测流断面的流量，这大大满足了全世界 85 % 以上河道测流的需求。M9/S5 的特点和优势作为一种全新的M9/S5，实际上是一款专为河流流量测验所设计的仪器。与老一代所有现有的多普勒流速仪相比，有以下几个特点：1、多种频率换能器的配置。4个一组的二种不同频率换能器用于流速的测量，满足了从浅水到深水的不同河床条件，只用一款仪器进行流量测验的需要。2、垂直声波探头专用于水深的测量。改变了原先采用斜向测速声波测量流速的同时，测量水深的方法。直接提高了水深的测量精度，以及流量的测量精度。500KHz工作频率的波束使得仪器的测量范围增加到80米之深。3、全自动的测量方式，有四种自动转换的功能工作模式的自动转换。仪器采用了一种 SmartPulseHD智能脉冲功能，基于实测动态的水深和流速，自动地选择 脉冲相干（PC）工作模式、或 宽带工作模式、或 窄带工作模式，这三种不同的工作模式都有其优点和弱点。M9/S5充分发挥了各种模式的优势，自动切换，使得仪器始终处于高分辨率的最佳性能比。? 测量单元的自动转换。可根据实测水深和流速，自动选择从0.02～4米的测量单元。保证在浅水时具有很高的分辨率；在深水时有更大的测量范围。? 二种不同频率换能器工作状态的转换。可根据实测的水深和流速，在浅水时采用高频的3MHz换能器测量流速，在深水时采用低频的1MHz换能器测量流速；仪器始终保持最佳的工作状态。? 采样频率的自动转换。可根据水深的变化，自动调整仪器每秒钟的采样频率，其最高采样频率达到 70Hz。在水深变化的情况下，尽可能地获取更多的采样数，以提高仪器的测量精度。以下图为例，在同一个测流断面上，用二种不同的仪器测量的成果。上图是采用老一代多普勒流速仪实测的成果；下图是M9 采用智能脉冲功能所表现的高分辨率，犹如HD“高清电视”的效果。测量精度大为提高。4、仪器内部的流量计算功能。内置微处理器直接计算流量数据，而不再依赖于外部的计算机和测量软件进行实测数据的处理和计算。M9在测量过程中，即使通讯中断，也不会影响到测量的过程，更不会因此而丢失数据。仪器测量运行时甚至可关闭计算机；而重新开机通讯后仍可获得全部数据。大大提高了测量的可靠性。16G内存可用于保存实测的流速、水深流量、GPS等大量数据5、可内置的GPS，满足了在走底河床情况下，仍然采用声学多 普勒 原理测量流量的可能性，而不必过虑因为采用外置GPS 所带来的不兼容等问题的困惑。SonTek 自行研制配套的DGPS（亚米级精度），和RTK GPS（0.03米精度），不同于市场上所选用的各种型号的GPS。DGPS不需要寻找地面上设置的基站，直接接收地球上空静止卫星的差分信号，以获得差分GPS 的精度。RTK GPS也不需要地面上已知点的支持，而自行在河岸的任何开阔处设立一个RTK基站。使得仪器的使用非常之灵活和简单。保证了在走底河床情况下的正确测流。6、多种通讯方式 － 有线与无线的选择。对于无线通讯，也可以根据需要，采用无线电台的通讯方式。有效的通讯距离达1500米。除了可使用计算机与主机之间的通讯之外，还可以采用平板电脑来控制主机测量的开始和结束，并在平板电脑屏幕上给出实测的各种数据、航迹和图表。使用非常方便。7、支持多国语言的操作、数据处理的计算机软件。可提供大量的实测数据，和经过计算、分析后的数据，同时提供多种方式，方便用户自行修正和处理数据。软件还可用于控制、下载、查看、分析数据等。

在前沿的组织工程、药物开发、甚至临床应用中，模拟体内组织结构和环境的体外模型构建都是十分重要的条件，而细胞或微结构单元的组装方式以及细胞外基质环境在组织功能化过程中扮演关键角色，这也就促使了三维组织结构打印技术的发展。在这些技术中，以投影式光固化、挤出式打印技术等为代表，使用包含有细胞的水凝胶作为生物墨水材料，展现了优越的生物组织构建的能力。但是，这种打印仍局限于对生物墨水整体打印，而其中的细胞是随机分布的，难以主动的对细胞组建微结构单元，这也是目前生物打印面临的一个挑战。近些年，声波作为一种易于集成、高生物亲和性且高精度的控制手段，在细胞的灵活操控和高效组装应用中得到广泛研究，比如将声波与微流控相结合的声流控与声镊技术，特别适合操控细胞构建类组织的体外模型。而如何将二维的声场操控技术拓展到三维，并进行三维组织结构的组装，是其迈向生物3D打印需要解决的难题。近日，厦门大学陈鹭剑教授、胡学佳助理教授与武汉大学杨奕教授课题组合作提出了一种新的解决方案：结合层片打印和声学操控细胞三维结构组装，并以题为：Smart acoustic 3D cell construct assembly with high-resolution发表于Biofabrication 期刊上。图1.声学3D细胞组装示意图。借鉴多层光固化打印的思路，本研究提出基于声表面波在凝胶层片中直接操控细胞组成特征结构，并对层片单元进行多层组装，成功实现了细胞的三维结构组装和仿生组织构建。图一中展示了该策略的示意图，该技术在Z-切铌酸锂基底上设计具有六重旋转对称的换能器配置，保证较大的调制自由度，通过波矢组合、相位组合以及振幅调制（图1b），能够将层片中细胞组装成为多样的结构。而为了将表面波产生的二维声场和二维细胞结构拓展到三维空间，使用了摩方精密的PμSL高精度3D打印技术（nanoArch P150，摩方精密)，来制造高精度模块化框架，与表面波声场耦合，并在该框架中实现细胞组装（图1c）。GelMA 60作为生物墨水，经过光固化后，可形成具有微观结构的凝胶层片。再将该凝胶层片作为二维单元，进行多层的对齐组装以及使用水凝胶融合，即可得到被凝胶基质固定的微观三维结构。图2.结合3D打印模组的器件示意图。作为论证，图三展示结合3D打印组件的声波装置调制产生的多种声场结构，其具有不同的特征单元，比如类血管的环形结构、类肝小叶的蜂巢结构以及密堆的点阵结构等等，并且通过实验验证其进行灵活细胞组装的能力（图3b）。通过二次三维组装，研究人员实现了多种三维的细胞尺度的类组织模型构建，包括空心管状的毛细血管组织、交织的组织结构以及类肝小叶蜂巢组织等（图4）。这些特征单元的尺度取决于声场的周期，可以通过设计实现在几十微米到数百微米变化。而在三维空间上，由于使用高精度打印的单元结构，这些层片的厚度可以低至100微米，能够通过设计不同层间距离适配不同组织高度的需求。并且这些三维类组织模型经过培养展现了较好的活性，微观上紧密连接的仿生结构进一步促进了细胞与组织功能化的过程，比如实验中验证发现，管状的三维模型在长期培养的过程中细胞之间相互连接融合并展现血管化趋势。图4.对细胞层片单元进行多层组装，构建的多种三维结构荧光共聚焦图。该声学细胞3D组装技术将声表面波的二维操控能力拓展到三维空间，展现了独特的优势，比如直接对细胞组装、精准构造组织结构、灵活可控以及操作简便。这项研究展现了对生物墨水打印之外对微观介质构建的能力，从新的维度提出了一种创新的技术路线。论文信息：Hu, X. J. Zheng, J. J. Hu, Q. H. Liang, L. Yang, D. Y. Cheng, Y. X. Li, S. S. Chen, L. J. Yang, Y., Smart acoustic 3D cell construct assembly with high-resolution. Biofabrication 2022, 14 (4)，045003

适用于管道和储罐完整性检测的全面腐蚀监测工具箱油气管道和储罐的预防性维护有助于确保人员安全，保持原料流动畅通。作为先进无损探伤设备制造商，我们的DC系列（DC1-DC5）双晶换能器可以为管道和储罐完整性检测提供全面腐蚀监测工具箱。这类针对腐蚀和薄壁材料进行优化的多功能、紧凑型换能器可与各种无损探伤仪器和超声检查程序配合使用。该换能器所有型号的信号均比同类产品更干净，振动周期更少，因此有助于分辨更细微的缺陷，可以更加贴近表面进行检测，并且能够区分两种信号指示。DC1和DC2换能器：耐用可靠且功能全面采用7.5 MHz频率和小屋顶角的DC1和DC2双晶换能器可以为0.30–2英寸（7.6–50.8毫米）钢材提供较佳的近表面分辨率。主要优点：• 各种薄材的理想选择• 在厚度测量、腐蚀成像和缺陷定量方面表现出色• 可提供标准型（DC1）和厚壁型（DC2）外壳• 厚壁耐磨型外壳（DC2）让其即便频繁发生刮擦也可确保持久耐用• 适用于外径小至1英寸（25.4毫米）的管道• 具有至高可达150°C（300°F）的耐热延迟块，特别适用于高温管道和储罐检查• 适合狭小空间：厚度较薄（18毫米高）和0.455英寸（DC1）/0.56英寸末端直径（DC2）• 滚花外壳方便握持• 可与非模制BNC或LEMO连接器广泛兼容• 经过改进的弹簧应力释放设计（限于BNC连接器）能够尽可能减少电缆损坏DC3–DC5换能器：可检测更薄材料，且功能不止于腐蚀监测DC3、DC4和DC5双元件换能器可以拓展您的检测能力。5 MHz频率以及较佳元件规格/检测位置让其能够检测更薄材料—检测深度在0-1.5英寸（0-38.1毫米）之间。DC3型采用的大角度设计让该型号换能器不止于用于腐蚀监测和厚度测量，还可用于薄壁管道焊缝检测和其他应用。DC3换能器：快速管道焊缝测试和薄壁材料检测采用5 MHz频率和大角度纵波的DC3双晶换能器可以在0至0.6英寸（0至15.24毫米）极薄材料检测方面实现较佳近表面分辨率。主要优点： • 大角度纵波：针对薄壁材料进行不止于腐蚀监测的检测 • 快速、可靠的超声波薄壁管道焊缝检查工具 • 可以实现与同类产品类似的高速手动焊缝检查 • 采用更高能量的双压电复合材料晶片• 避免串扰的音高捕获技术噪音屏障 • 适用于在狭小空间对难以接触的部位进行检测（如锅炉管路） • 集成式楔块让换能器尺寸更加紧凑 • 可与各种无损探伤仪器配合使用的Microdot 连接器 应用包括：• 薄壁管道、锅炉管路和其他薄壁部件的高速手动检查 • 平面缺陷分析和定量 • 根据指示区分焊缝根部几何形状• 管道长缝和环缝检查 • 锅炉管路焊缝 • 制药管道• 热交换器管道 • 核工业薄壁部件DC4和DC5换能器：专门优化用于薄型材料的缺陷检测以及厚度测量采用5 MHz频率、小倾角元件和0度纵波的DC4和DC5双晶换能器能够对0–1.5英寸（0–38.1毫米）范围的薄壁材料进行强化的厚度测量和缺陷检测。适用于DC4和DC5换能器的替用楔块套装适合特殊检测标准的换能器混合和搭配使用根据您的应用不同，五种换能器任何一种型号或型号组合均可实现更出色的腐蚀监测和缺陷定量。现场检测条件千变万化，使用总厚度范围0–2英寸（0–50.8毫米）的全套换能器以及配有DC3型换能器的管道焊缝特别检查工具可以让您占尽优势。在与EPOCH™ 650或6LT探伤仪或38DL PLUS™ 厚度规*配合使用的情况下，在评估标称壁厚、点蚀和缺陷类型/定量时可以实现准确、高效的腐蚀成像。*由于屋顶角之故，DC1、DC2、DC4和DC5换能器可能需要手动进行V-型路径校正。DC1-DC5换能器计数参数和外形尺寸已通过ISO 9001、ISO 14001和OHSAS 18001认证。*所有规格如有更改，恕不另行通知。所有品牌均为其各自所有者和第三方实体的商标或注册商标。Olympus、Olympus logo、EPOCH和38DL PLUS均为Olympus Corporation或其子公司的商标。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 日前，以“创新声学科技，服务国家发展”为主题的2018年全国声学大会在京举行。来自高等院校、科研院所和企业的与会代表围绕声学研究、声学教育等内容展开对话和讨论。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在大会学术报告会上，中科院声学所研究员何世堂、西安交通大学教授万明习、南京大学教授程营、华南理工大学教授赵越喆分别做了《声表面波气相色谱仪及其应用进展》《空化增强的超声诊疗研究》《基于声学人工结构的声场调控及相关新原理声学器件》《现代建筑声学理论和技术的发展及应用》的报告，与参会代表就声学领域的多项最新技术研究进行了交流。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 本次大会设置了12个分会场，其中重点实验室论坛、北极声学论坛、声学教育论坛、声效应沙龙均为首次开设。重点实验室论坛汇集国内声学类重点实验室负责人，交流最新重大科技进展、未来重点部署方向、人才队伍建设和组织管理经验等内容；声学教育论坛在回顾中国声学教育历史的基础上，探讨声学课程教学改革、科教融合、人才培养等议题；北极声学论坛发布了中国第九次北极科学考察中的声学综合观测研究成果，解读北极冰下声学数据；声效应沙龙探讨声学效应理论研究和应用产业的发展方向。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 本次大会由中国声学学会、中国科学院声学研究所主办，声场声信息国家重点实验室、中科学先进水下信息技术重点实验室承办。 /p

声学是研究弹性媒质中声波的产生、传播、接收、效应及其应用的科学。声学计量是声学的重要组成部分，也是声学发展的基础，研究声学基本参量、主要评价参量和工程实用参量的测量及保证单位统一和量值准确的技术科学。它包括声学计量基准和标准的建立及保持、量值传递、测量方法等。可分为空气声计量、水声计量和超声计量。国防和军事用途的需求是声学计量发展的强大动力。 　　杭州海康威视数字技术股份有限公司是视频安防行业企业，面向全球提供安防产品、行业解决方案与服务。 　　浙江省计量院成立于1960年，是浙江省人民政府计量行政部门依法设置并经国家总局授权的省级法定计量检定机构、浙江省市场监督管理局所属公益二类事业单位、浙江省科技厅重点扶植科研院所之一。 　　近日，海康威视硬件技术测试中心一行赴浙江省计量科学研究院声学振动重点室开展声学技术交流，同心共力推动声学测试发展。 　　会上，浙江省计量院声学重点室姚磊博士围绕“浙江省重点实验室”、声学计量能力和科研团队等内容做详细介绍，并组织带领海康威视一行参观了声学重点室的实验室、声学仪器设备等。双方就智能声学产品、声学测试方法、相关计量标准等多个领域进行了深入探讨，并达成“交流互助”共识。 　　下一步，浙江省计量院将对准“共同富裕”“科技创新”跑道，夯实专业技能，专注新方法、新技术、新装置的科学研究，建设成为一个面向全国的声学与振动精密测量分析公共服务平台，为人体健康水平、高端装备制造能力、重大工程与公共安全提供测量分析技术支撑。

高压局部放电局部放电是电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电，每一次局部放电对绝缘介质都会产生一些影响，使绝缘强度下降，造成高压电力设备绝缘损坏，甚至会造成人安全隐患。目前，预防性维护人员已经开始使用声学成像技术定位局部放电，甚至能在设备过热之前就发现设备特有的声音特征。与FLIR红外热像仪配合使用，像FLIR Si124之类的声学成像仪是必不可少的设备，可以有效地发现局部放电，避免出现设备故障、代价高昂的损坏和意外停机等问题。局部放电的过程与危害根据IEC 60270的正式描述，局部放电指“只是局部地桥接导线间绝缘体的局部放电现象，可能发生在导线附近，也可能发生在其他地方。通常，局部放电是局部电应力在绝缘体或绝缘体表面集中的结果，一般表现为持续时间远远小于1毫秒的脉冲。电流总是趁人不注意时试图逃逸、跳离导线、徒劳地尝试桥接附近的电极。在寻找逃逸路线时，它首先会从老化的绝缘体上的裂缝开始。如果是架空电线，则是从因多年积污的电线表面开始。也许是在高压电缆的纸绕组上戳一个小孔，也可能隐藏在老化的液体电介质中形成的气泡附近。在电压正弦波的每个波峰和波谷，它都会持续不断地尝试（局部放电）。电流就这样日复一日地试图穿越到相邻的导线上，肉眼却无法看到这类局部放电。受持续性高压应力影响，附近的绝缘材料会在某个时刻失效，丧失对电流的约束。最终，电流会分流进入另一导线。这种情况发生时，导线会完全失效。这会对线路上连接的电气设备、开关设备、机械或设施造成了极大的破坏，代价高昂。局部放电有可能损坏工厂设备或灼伤敏感的电子设备。严重时，局部放电可能导致社区停电数小时，闲置设备，浪费宝贵的生产力。声学成像仪是预防性维护的必要工具局部放电检测是状态监测(CBM)或预防性维护(PdM)计划切实发挥作用的必要条件。越早发现，局部放电对绝缘体的损坏就越少，设备故障和后续停机风险也就越低。追踪局部放电问题有着简单的经济动机：发现问题，安排停机，然后在局部放电现场修复和更换绝缘体及电气接头，其成本和破坏性要低得多。为了准确定位局部放电，电气承包商、检查人员和专业维护人员可以使用多种诊断技术。绝缘测试仪提供了绝缘体的有效性或电阻的数值读数。FLIR红外热像仪可以定位并识别电气设备产生的阻热，通过逐像素的温度读数在可视图像中精确定位问题所在。还可以将热成像技术与声学成像技术结合起来，确定局部放电的严重程度。温度升高和声学特征可以表明绝缘设备的完整性遭到破坏。FLIR Si124满足声像仪的所有需求作为整个诊断生态系统的一部分，FLIR在红外热像诊断方案以外，还推出了声学成像解决方案。FLIR Si124工业声学成像仪是一款基于声学原理的解决方案，它可以定位和分析工业故障、老化以及缺陷如局部放电等。研究发现，在元件发热到能被红外热像仪检测到之前，局部放电会导致声音异常。这就为我们额外提供了一层提示，帮助我们提前检测到潜在的故障。虽然我们经常能在电线附近听到嗡嗡声，但人耳通常是听不到局部放电的，因此局部放电人耳很难定位，尤其是在过于嘈杂的工作场所。借助手持式声学成像仪（FLIR Si124），用户可以扫描一整个区域，在被检组件的声像图上看到局部放电产生超声波的位置，即使人耳听不到、背景噪声很大也没关系。虽然在声学成像方面，电工有许多工具可选，但从便携性到精度，需要考虑多种因素。首先，虽然大多数声学成像工具都很轻便，但要选择便于换场作业的款式。选择一台简单易用、单手可握、携带方便，符合人体工学设计且便于瞄准的手持式成像仪。很显然，FLIR Si124工业声波成像仪很好地满足了以上所有要求！麦克风更多，检测速度快10倍科技领域有一条通用法则：越多越好。从这个意义上讲，声学成像仪中增加麦克风的数量对形成细节丰富的声学图像至关重要。同样在科技领域，对于麦克风本身而言，（体积）大不一定好，因此使用MEMS（微机电系统）类型的麦克风。这类麦克风的性能达到了良好的平衡，能在不同环境下稳定地工作，功耗低，支持小体积电池，续航时间长。另外，体积小意味着更容易把它们紧凑地布置在手持工具上。更多的麦克风，都有哪些优势呢？灵敏度：FLIR Si124声学成像仪搭载了由124个MEMS麦克风精心布成的阵列，这些麦克风相互配合，使灵敏度达到高水平。麦克风越多越可以降低“空间混叠”的可能，也就是降低图像上声源错位的可能。检测范围与访问：增加麦克风的另一个优势是可以扩大检测范围。声音在空气中的传播距离每增加一倍就会衰减6分贝（距离声源15米处听到的声音比30米处听到的声音强6分贝），中型局部放电的分贝值约为40分贝。为了检测范围更广，声学成像仪制造商通过增加麦克风的数量来扩大检测范围。FLIR Si124声学成像仪将麦克风增加三倍，从而使检测范围扩大一倍。出于安全考虑，许多电气设备周围都有栅栏，或者离地较高，很难接近访问。这种访问限制也可能与时间有关，比如需要客户联系人在场时才能进入。鉴于这些访问限制，远距离也能精确定位局部放电的工具就显得至关重要。处理能力：FLIR Si124会产生124个音频数据流，这些数据流经过处理后可转换为视觉图像。这款声像仪搭载了自动音频频率筛选功能，既不牺牲性能，也简化了操作过程。数据和图形处理能力的进步使得将如此大量的声学数据，瞬间整合成屏幕上易于理解的图像成为可能。如果用户选用搭载较少麦克风或老款处理器的成像仪，结果只能得到较低品质图像、较低的分辨率、以及较慢的刷新率。就生产效率而言，像FLIR Si124这样先进的声学成像仪在发现问题的速度方面比其它可用工具快10倍。配备124个麦克风的FLIR声学成像仪不仅检测速度快人一步麦克风频率还会影响检查效果想知道关于声学成像仪的更多理论知识持续关注我们

各相关单位和专家：中国声学学会生物医学超声工程分会、中国声学学会检测声学分会、中国声学学会物理声学分会、中国声学学会微声学分会、中国声学学会功率超声分会定于2024年11月1-4日在陕西省西安市西安曲江国际会议中心联合举办“2024年首届全国超声大会”，会议依托陕西省超声学重点实验室主办，由陕西师范大学物理学与信息技术学院承办。会议将围绕超声学及超声工程相关的基础理论、应用开发、前沿技术、工业及临床应用等研究热点，为在本领域从事科学研究、应用开发及临床应用研究的高校、科研院所、企事业单位和临床医学人员提供充分交流的平台，促进国内超声研究事业的高质量发展。一、征文范围生物医学超声及临床医学应用（01）诊断和治疗超声、超声生物效应、超声医学成像、超声造影剂微泡、医用光声成像、超分辨率超声成像、超声靶向治疗与药物输送、组织的超声波特性分析、超声弹性成像、医用超声换能器、医学超声的临床应用、功能超声成像、临床超声医学。检测超声、光声检测和固体声学（02）检测声学理论与方法；超声导波、非线性超声学、声发射技术、超声成像方法与技术；超声信号检测与处理；超声换能器与测试方法；超声在线检测系统等。固体中的声波与声波导理论；复杂固体介质中的声场计算；深部钻测声学理论、方法、技术及应用，包括声波测井理论与方法、声波测井换能器及有关仪器装备技术。物理声学（03）声学超构材料、声子晶体、拓扑声学、非厄米声学、非线性声学、复杂介质和结构中的计算声学、光声学、热声学、声表面波及应用等。功率超声（04）国内外功率超声领域研究动态；功率超声的新设备，新工艺，新应用；功率超声系统的设计、测试和评价方法；功率超声应用（如声化学、超声植物提取等）领域的理论和实验研究；其他功率超声领域的热点研究成果。超声传感与仪器（05）超声传感以及超声波仪器设备新系统开发；超声智能控制系统新工艺与新应用；超声信号处理新方法等。微声学（06）压电与弹性波理论，微声滤波器与信号处理器件，微声传感器，微声操控器件，新型微声器件与材料。交叉融合新兴领域（07）数字岩石和岩石声学物理学、储层声学中的机器学习和统计方法、储层声学和声波测井、新型大功率超声换能器材料与器件、超声加工前沿技术等。二、主办、承办、协办单位主办单位：中国声学学会生物医学超声工程分会中国声学学会检测声学分会中国声学学会物理声学分会中国声学学会微声学分会中国声学学会功率超声分会陕西师范大学陕西省超声学重点实验室承办单位：陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西师范大学应用声学研究所西安声学学会陕西省声学学会协办单位：中华医学会超声医学分会中国生物医学工程学会医学超声分会中国仪器仪表学会声学仪器专委会中国研究性医院学会超声医学专委会中国科学院声学研究所北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心陕西省超声医学工程学会西安科技大学三、大会委员会(排名不分先后)大会主席：林书玉 教授，陕西师范大学（功率超声分会主任）大会副主席：刘晓峻 教授，南京大学（物理声学分会主任）马晋毅 研究员，中国电子科技集团公司第二十六研究所（微声学分会主任）他得安 教授，复旦大学（生物医学超声工程分会主任）王秀明 研究员，中国科学院声学研究所（检测声学分会主任）学术委员会：学术委员会主席：郑海荣 院士 中国科学院深圳先进技术研究院/南京大学李风华 研究员 中国科学院声学研究所苏众庆 教授 香港理工大学学术委员会委员：程建春 教授 南京大学程　茜 教授 同济大学陈　昕 教授 深圳大学程　营 教授 南京大学丁德胜 教授 东南大学邓明晰 教授 重庆大学郭建中 教授 陕西师范大学胡恒山 教授 哈尔滨工业大学李保文 教授 南方科技大学梁　彬 教授 南京大学梁　萍 教授 中国人民解放军总医院第五医学中心林书玉 教授 陕西师范大学廉国选 研究员 中国科学院声学研究所林伟军 研究员 中国科学院声学研究所刘晓峻 教授 南京大学刘晓宙 教授 南京大学刘正猷 教授 武汉大学罗渝昆 教授 中国人民解放军总医院第一医学中心马晋毅 研究员 中国电子科技集团公司第二十六研究所孙明健 教授 哈尔滨工业大学(威海)他得安 教授 复旦大学唐晓明 教授 中国石油大学（华东）屠　娟 教授 南京大学王小民 研究员 中国科学院声学研究所王秀明 研究员 中国科学院声学研究所王　文 研究员 中国科学院声学研究所王成会 教授 陕西师范大学项延训 教授 华东理工大学徐春广 教授 北京理工大学杨　军 研究员 中国科学院声学研究所章　东 教授 南京大学周光平 教授 深圳职业技术大学祝　捷 教授 同济大学张　涛 教授 西安科技大学周晓东 教授 西安国际医学中心医院组织委员会： 曹　辉 教授 陕西师范大学凤飞龙 教授 陕西师范大学郭建中 教授 陕西师范大学郝长春 教授 陕西师范大学李　锦 教授 陕西师范大学何　晓 研究员 中国科学院声学研究所贺西平 教授 陕西师范大学李　勇 教授 同济大学刘　洋 教授 天津大学林伟军 研究员 中国科学院声学研究所莫润阳 教授 陕西师范大学沈壮志 教授 陕西师范大学唐代华 研究员 中国电科第二十六研究所（微声学分会秘书）王成会 教授 陕西师范大学 （功率超声分会秘书）王　玥 副研究员 中国科学院声学研究所 （生物医学超声工程分会秘书）许凯亮 研究员 复旦大学张光斌 教授 陕西师范大学张　涛 教授 西安科技大学张小凤 教授 陕西师范大学周吟秋 副研究员 中国科学院声学研究所 （检测声学分会秘书）张志旺 研究员 南京大学 （物理声学分会秘书）四、会务组崔致远 副教授 陕西师范大学高　洁 副教授 陕西师范大学胡　静 副教授 陕西师范大学田　华 高级实验师 陕西师范大学田　野 副教授 陕西师范大学尹冠军 副研究员 陕西师范大学唐一璠 博士后 陕西师范大学王成会 教授 陕西师范大学武耀蓉 博士 陕西师范大学五、相关说明1. 本次会议的会议网站已经发布，诚邀各位专家学者通过会议网站投稿链接投稿参会。投稿要求：通过会议网站投稿地址（http://ncu2024.meeting666.com/）投稿，本次会议只接收稿件摘要，摘要格式见附件：投稿摘要格式.docx。投稿截止日期：2024年6月30日，录用通知发送日期：2024年8月30日。2. 如有疑问，请与会务组联系。中国声学学会生物医学超声工程分会中国声学学会检测声学分会中国声学学会物理声学分会中国声学学会微声学分会中国声学学会功率超声分会2024年5月

声学成像仪在高压局部放电中的应用原理小菲在上周的文章中提到一部分没看到的小伙伴戳这里：小菲课堂｜声学成像技术在局部放电监测中的应用（一）下面继续为大家详细解说声学成像仪：智能除噪，结果准确电气承包商选择检测局部放电的工具本身，也可能会导致人们对局部放电的识别效果产生误解。比如，局部放电以40 kHz的频率恒定地发出超声波，许多声学成像设备就只有这个频率的范围，尽管这些设备在某些情况下可能有用，但在大多数情况下，选择这些设备可能大大削弱检测的灵敏度。例如，在远距离工作时（如户外变电站），使用更宽的频率范围（10 kHz-30 kHz）可以产生更好的结果。目前，声学成像已迅速发展成对维护供电基础设施正常运行不可或缺的技术。越来越多的状态监测管理人员开始把FLIR Si124之类的声像仪加入工具箱。此类设备可以快速、轻松地发现问题，降低维修成本，减少意外停机，很快就能带来投资回报。 当高压设备内有悬浮导体时（比如用垫片隔开），就有可能产生悬浮放电，悬浮放电被认为是最常见的局部放电类型。导线（如输电线）周围作为绝缘材料的空气在高湿度或污染环境下会丧失部分绝缘能力，进而发生空气放电。这会导致电流进入空气中，进一步降低近处的空气质量和导线的性能。分析声学图像可能需要一定的培训和学习，尤其是在理解不同类型的局部放电时。了解问题及其严重性有助于制定更好的报告、维修建议和更明智的后续行动。FLIR Si124声学成像仪采用人工智能算法分析局部放电，可助电气承包商一臂之力。用户可以将声学图像上传到FLIR Acoustic Camera Viewer云服务，后者会自动将这些图像与数千张局部放电图像进行比较。先进的人工智能服务有助于减少误差，加快报告制作，成为客户检查业务的关键优势。简单易用的特性也有助于使更多工人加入声学成像检测队伍，共同开展状态监测或预防性维护工作。声学成像仪重点检测区域对于局部放电易发生的区域，主要包括：★ 导线和母线★ 发电机★ 输配电设备★ 变电站★ 定子、电机和线圈★ 开关设备★ 变压器声学成像可以检测到超声波的能力，已成为公用事业组织用于确定是否存在局部放电的有效方法。它使专业人士能够执行更多例行预防性维护，有助于提供对即将发生的会导致关键系统停机的电气故障的关键初步预警。所以，电气供应商们要与时俱进，选择更有效、更快捷的工具检测电气设备的局部放电哦~想要了解更多详情。

9月18日，由中国科学院声学研究所和山东共达电声股份有限公司共建的“中科院声学所—共达电声联合实验室”正式挂牌。这标志着潍坊市电声器件研究又迈上了新台阶。 　　中国科学院声学研究所是我国专业从事声学和信号处理研究的单位，在语音信号处理技术方面处于国内领先地位。山东共达电声股份有限公司和中国科学院声学研究所共建“中科院声学所—共达电声联合实验室”，在语音信号处理、语音识别控制系统、电声产品研发方面建立长期战略合作关系，对于促进我国电声技术的发展，促进和提升企业创新能力，为用户提供更优质的产品，增强在国内外市场的竞争力都具有重要意义。山东共达电声是潍坊市微型电声元件专业生产企业，是科技部认定的重点高新技术企业，从2007年到2010年连续四年被评为“中国电子元件百强企业”，主要产品有驻极体传声器、MEMS传声器、微型扬声器与受话器等。公司研发中心被山东省科技厅认定为“山东省声学元件工程技术研究中心”。

【科学背景】在过去几十年中，声子工程在微波频率范围内取得了显著进展，推动了微波声学滤波器、声光调制器和量子信息处理中量子比特的转换。然而，随着科学技术的发展和需求的增加，太赫兹频率下的声子工程成为了一个备受关注的领域。太赫兹频率的声子工程不仅有望带来更高速度和更大带宽的声学技术，还能够在更高温度下实现单声子量子态，同时对于非金属固体中的热传导也具有重要意义。太赫兹频率（约为6 THz）下的声子工程存在着诸多挑战，主要包括在亚纳米尺度下实现精确的材料控制和在这一频段有效声子耦合的困难。由于太赫兹频率下的声子波长约为3 nm，要生成和操控这些相干声子需要超高精度的材料工程技术。此外，宽带检测太赫兹声子不仅需要超快的时间响应，还需对纳米厚度材料中的振动具有高度敏感性。为了解决这些挑战，美国加利福尼亚大学伯克利分校王枫教授团队依托范德瓦尔斯异质结构，精确集成了原子薄层，利用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，成功实现了高达3 THz频谱内容的太赫兹声子的高效产生。同时，利用单层WSe2作为敏感传感器，通过激子-声子耦合和强光-物质相互作用，实现了对太赫兹声子的高保真度检测。通过在单个异质结构中结合这些能力，并检测对入射机械波的响应，作者开展了太赫兹声子光谱学，类似于传统光谱学中对电磁波响应的检测。特别地，本研究还展示了单层WSe2嵌入六方氮化硼中能够有效阻挡太赫兹声子传输的能力，通过量化分析确定了异质界面处的力常数，从而深入理解了这些结构在太赫兹频率下声子传播的特性。这些成果为超宽带声学滤波器和调制器的实现提供了新的技术路径，同时也为热工程中结构化材料的设计提供了新的思路和方法。【科学亮点】（1）实验首次通过精确集成原子薄层在范德瓦尔斯异质结构中，研究团队使用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，并利用单层WSe2作为高灵敏度的声子传感器。（2）实验通过以下几个关键点取得了突破性的结果：&bull 首次展示了几层石墨烯能够高效转换飞秒近红外脉冲为高达3 THz的宽带声子脉冲。&bull 单层WSe2显示出优异的激子-声子耦合和强光-物质相互作用，实现了对太赫兹声子的高保真度检测。&bull 利用合适设计的范德瓦尔斯异质结构堆叠，成功实现了对太赫兹声子的灵活操控和高品质因子声子腔的构建。&bull 单层WSe2嵌入六方氮化硼中有效阻挡了太赫兹声子的传输，同时量化了异质界面处的力常数和声子在材料中的传播速度。【科学图文】图1： 具有范德瓦尔斯异质结构的太赫兹声子谱。图2：在六方氮化硼hexagonal boron nitridehBN中，声子传播速度的测定。图3：太赫兹声子腔和法布里-珀罗模式。图4： 太赫兹反射和透射光谱，以及一维质量-弹簧模型模拟。【科学结论】本文利用范德瓦尔斯异质结构实现太赫兹频率下声子的高效生成、检测和操控。通过精确控制原子薄层的集成，作者展示了几层石墨烯作为宽带声子换能器和单层WSe2作为高灵敏度传感器的效果。这不仅为超快声学控制和量子声子操作提供了新的技术途径，还为新型热材料设计带来了可能性。本文揭示了太赫兹声子的特殊物理性质，如超短波长、大能量带宽和高Q值，这些性质为声子布里渊区的控制提供了全新视角。此外，利用太赫兹声子进行声学测距和声光效应不仅可能实现对亚纳米级界面的高分辨率探测，还能在极紫外和X射线波段上实现声学控制。这些发现不仅在基础科学上有重要意义，还为开发高性能声学器件、声子超材料以及人造热绝缘体提供了理论和实验基础。原文详情：Yoon, Y., Lu, Z., Uzundal, C. et al. Terahertz phonon engineering with van der Waals heterostructures. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07604-9

什么是建筑声学?什么又是建筑物理实验室?在一个IT数码网站谈论这些内容，未免有点过于专业了。其实，声学离我们很近，又离我们很远。每天我们都会听到美妙的音乐声，同时也会接触到令人心烦的噪音。建筑声学，是用来解决建筑声学环境问题的科学，同时还要考虑到室内音质及建筑环境噪音的控制问题。 　　而建筑物理实验室又是干嘛的呢?众所周知，声学属于物理学科范围内，建筑物理实验室，主要是用来测试建筑声学环境是否符合国家标准的一个实验室，不仅可以提供检测报=报告结果，同时还是在校学生的一个学习场所。今天我们就抛开那些电脑音箱，走进清华大学的建筑物理实验室看看，探索下声学奥秘。　 　　这所建筑物理实验室可是相当古老，据说清华大学主楼还没建好的时候，这所建筑物理实验室就已经在工作了。大约是在1956年，还是由苏联专家协助建设的。去的当天赶上下大雨，您看那墙都湿了。如今，这所实验室里包含了上图中的五家单位，他们都在这里办公。基本上这个实验室就是用来测试建筑声学环境，以及提供国家认证的有效的测试报告结果，很多工程项目都需要有建筑声学环境的检测报告。　　 　　建筑学院培训中心组织的学习课程，每周都会有，主要介绍一些建筑声学方面的知识、概念、案例，所有课程都是免费的，感兴趣的朋友可以联系 孙伊伟 负责人，联系电话：13693223194，有关课程时间排期等方面的问题都可以咨询孙老师。 　　从进了实验室办公区的大门之后，您就能看到四处都是与建筑声学有关的材料或装修。这面墙就铺着圣德木质吸声板，条纹状，主要作为展示用。　 　　先去实验室的办公区看看，里面人并不多，和大多数的职场的布局基本一致，不过墙面上的这幅画还会蛮有意思的，这可不是一幅普通的装饰画哦!据孙老师介绍，这幅画拥有吸声处理作用，不过就是没有那些材料效果那么好，但比它们看起来要美观的多，要在自己的影音室里挂一幅这样的画，既起到装饰房间的作用，又能起到吸声的作用，两全其美了。 　　看完四周的墙，再来看看角落里的木地板，地板是没什么特殊的，亮点在地板下面，这也是吸声的吗?准确的说，是用来吸收高跟鞋的声音的，现场一个穿跟鞋的妹纸用脚在上面踩了踩，基本上没有什么声音，效果非常的明显。　 　　从实验室的办公区打开这扇隔声门，可以直接进入隔声室，很期待里面是什么样的，笔者也是第一次见，充满好奇心。穿过这两层门，便可进入隔声室内。　 　　整个隔声室的平面布局图，一个音源室，外加两个接收室，其中一个接收室在地下。　 　　这就是整个实验室的布局，有点像正在装修的客厅，一片狼藉，如果您第一次见到这里的环境的话，肯定以为这个实验室正在装修呢，其实这就是原形。隔声室是用来测试建筑的墙体、门窗、楼板等隔声效果的，只有符合国家标准的，才可以批准使用。　 　　接收室的天花板布局　 　　音源室的天花板布局 　　不同的实验室天花板布局不一样，主要都是为了对声音的控制，感觉很奇怪，接收室的天花板像挂着帆船布，而音源室的天花板又好像是铺满管道一般。　 　　音源室的中央摆着这样一个仪器，好似平衡杆一样，通过它来测试并得出具体的数据及结果。 　　接下来，我们再去看看消音室和混响室。 　　说实话，实验室的工作环境还是挺恶略的，可以说几乎是密不透风，因为在里面时间长了，会感到很憋屈，所以作为声学测试的人员，工作还是很辛苦的。顺着楼梯往地下走，直奔消音室，一个非常神奇的实验室。　 　 　　消音室是全封闭的，实验室顶部的四个角，都安装了这样一块板子，也是起到对声音的处理的作用。　 　　实验室四周墙壁凹凸不齐 　　天花板好似被网遮住一样 　　在这个消声室内，如果一言不发，调整好呼吸的话，几乎听不到一点点的声响，安静到吓人。地面下是双层的，中间有很多弹簧支撑，用力跳起，落下的时候会有轻微的感受。消声室可以提供一个低噪声的检测环境，同时也提供一个声学自由场环境。 　　离开消声室，转头去向混响室。打开这扇厚实的隔声门，看到满墙的三氯氰胺吸声泡沫，虽然它对人体有害，但却是一种非常好的吸声材料。　 　　在往里走，就到达了混响室，这里面看着相对来说还整洁点，但房间四壁并不是平面的，除了地板之外，其他的墙壁都是半圆柱的凸起设计。在房间内，说话、拍手都有很大的回声。整个实验室是用来检测混响时间的，什么是混响时间呢?当您喊了一声之后，在您喊的这个环境中还存在着来自其他各个界面的迟到的被反射的声音&ldquo 残留&rdquo 现象，就用混响时间里表达。混响时间是建筑声学中很重要的一个概念。 　　看到墙上的一道裂痕了吗?这是当年地震的时候，留下的残骸，可见这间混响室的&ldquo 岁数&rdquo 也不小了。 　　通过参观清华大学的声学实验室，看到了常人很难见到的声学检测环境，虽然整体看着非常简陋，但其作用却是非常重要的，目前国内像国家大剧院、奥运会工程都有使用到这所实验室，我们能有机会参观一番，也算是另一种学习。

使用声学多普勒水流剖面系统 (ADCP) 进行河流流速和流量测量时，最常被忽视的错误或问题来源之一是选址。您可能在仪器操作、安装等方面做到一切正确，但是如果您选择的地点违反了 ADCP 河流测量的基本假设，那么您仍然无法获得准确的数据。选择测量地点时，目标是能够测量代表平均河道流速的速度。理想情况下，将有一段适当长度的顺直河道，不受河道弯曲、水中障碍物、流入、流出等造成的流动干扰。一般建议，测量或安装位置应在任何流动干扰源的上游和下游至少 5-10 个河道宽度，这样可保持充分的线性距离，从而使任何湍流、涡流、上升流、回水效应等均能稳定为均匀而稳定的水流。河道中的植物生长会对水流情况产生影响，河道的底部地形也会产生影响，因为水面以下可能存在不可见的显著流动干扰源。使用多波束声学多普勒测流系统时请注意的相关事项。同质条件使用任何多波束声学多普勒测流系统进行测量的基本假设之一是，各个波束在相似条件下进行测量，因此各个波束的平均速度将提供准确的平均速度。空间平均使用多波束声学多普勒测流系统（如 RiverSurveyor S5/M9、SonTek-SL 和 SonTek-IQ），报告的速度是单个声束测量的速度的平均值，这些声束非常窄。报告的速度近似于根据 2、3 或 4 个波束测量的速度计算出的空间平均值，平均面积随着与系统的距离而增加。SonTek 系统的离轴波束角为 25 度*，因此在距系统的任何特定距离（即范围）处，波束间隔的距离为 (0.93 x 范围)。例如，使用 2 波束 SonTek-SL 系统，在 10m 范围内，波束间隔为 9.3m。湍流/涡流当河道中存在明显的湍流或涡流时，各个波束可能会在截然不同的条件下进行测量（因此违背了均质条件的假设），从而导致其平均流速明显不同于实际平均流速。例如，在某些情况下，大涡流会导致波束测量相反方向的速度，从而导致平均速度为零。河道中通常存在一定程度的湍流或涡流，尤其是自然河道，但在适当长的时间内对速度数据进行平均，有助于改善结果。如速度误差和相关性等参数将提供测量均匀性指示。磁场影响另一个选址考虑因素是局部磁场，它会影响配备罗盘的系统，例如 RiverSurveyor S5/M9/RS5。磁干扰源可能包括钢桥、混凝土桥梁、结构中使用的钢筋以及电力线。以下示例显示了河流横断面的带有速度矢量的船迹，其附近的桥柱对罗盘造成了磁干扰：根据可用的测量地点，上述建议和考虑可能并不总是可行的。没有任何地点是完美的，但在选择地点时牢记基本假设非常重要。

声学多普勒的水流测量系统是水与废水行业中的主要工具，不仅测量水流速度，还可以测量水位以及计算流量（排放量），并且测量数据的输出格式可轻松实现上传到商业数据记录器、SCADA系统、PLC以及远程遥测设备。仪器常用到名称如下：# ADFM–声学多普勒流量计# ADVM–声学多普勒流速# AVM–面积流速型流量计#“超声波”流量计上述术语有时可以互换使用，如“多普勒”。但并非所有多普勒系统均采用相同的工作方式，用于流量测量的多普勒系统大致可以分为两类：连续波 (CW) 和脉冲。SonTek声学多普勒系统（例如SonTek-IQ）就是脉冲多普勒，连续波式或脉冲式多普勒是否适合于特定场所将取决于环境因素和精度要求。价格通常被视为连续波式与脉冲式多普勒流量计之间的主要区别，有时这也是选择仪器时最重要的考量。然而，对大多数操作人员和管理人员而言，了解技术差异及其在野外环境的意义将有助于作出明智的选择，同样关系到设备操作、数据质量保障和未来的决策。本技术说明旨在从实践的角度阐明某些重要的技术差异。声学多普勒流速测量系统采用多普勒频移的物理原理来测量水流速度。多普勒原理指出了，如果声源相对于接收器运动，则接收器处的声音频率会与发射频率相偏移。请注意，多普勒系统实际上并未直接测量水流速度，而是测量悬浮在水柱中的散射颗粒的速度，并假设颗粒的运动速度与水流速度相同。如果没有反射信号的散射颗粒，则多普勒系统将无法测量速度。反射信号的振幅将随着水中散射颗粒的密度、颗粒材料及其在发射频率下的声波反射率以及与换能器的距离而变化。传输的声波信号从换能器呈几何图形传播，而且声音也被水所吸收。传输损耗与系统范围的平方成正比，而反射信号强度降低到系统噪声等级的距离决定了最大测量范围。需要注意的是此类多普勒系统无法直接测量流量（排放量）。流量是基于测得速度、测得水位和渠道截面积而计算出的参数。由于系统仅测量声波所在的渠道的部分水流速，因此使用教科书理论模型或特定于地点的校准（指标流速率定）将仪器测得的速度与平均流速相关联。然后将平均流速 (V) 乘以渠道截面积 (A) 以求出流量值 (Q=VA)，其中渠道截面积由用户提供的有关渠道几何形状、仪器位置以及所测水位的信息所确定。因此，流量的准确度部分取决于估算流量时，渠道流速分布的信息量。以下是笔直且洁净的混凝土衬砌运河（显示的典型现场照片）中不规则速度分布的部分示例，这是在SonTek-IQ的开发过程中使用FlowTracker手持式ADV系统在密集间隔的离散单点中测得的流速：如示例中所示，渠道中的速度分布通常是不均匀的，并且边界层（如渠道的底部或侧面）附近的速度通常明显较低。仪器常用到名称如下：# 由于速度数据中的任何误差都会导致计算出的流量出现误差，因此仪器的速度测量精度至关重要。# 用户给出的渠道几何形状和仪器位置的误差将导致计算出的流量出现误差。# 将仪器测得的速度与平均流速相关联的方法将影响所计算出的流量的精度。多普勒原理同其他原理比较时，“多普勒”概念容易被默认为成“连续波”，这种误解会导致混淆和歪曲。由于多普勒的脉冲和连续方式是完全不同的，因此了解引用哪种多普勒方法总是重要的，本节将对此进行解释。连续波系统通常是单波束解决方案，这意味着采用单波束来接收声波信号。如果多普勒系统没有被定位为“脉冲”、“剖析”或“距离选通”仪器，则通常默示其为连续波系统。连续波系统最常使用独立的发射和接收换能器，从而发射相对于水深的长声脉冲。本质上，系统将连续信号发射到水中，同时监听信号反射。因此，接收的信号是沿声束范围里，所有散射介质的反射信号振幅与相位组合，任何空间信息都是未知的，因为不可能将特定回声信号与沿波束的对应位置关联。尤其是在浅水区，有些连续波系统更容易测量到从水面或河床反射的信号，因为连续波系统不跟踪反射来自哪个位置。这些错误的边界反射会给真实的测量带来明显的噪声和偏差。脉冲式多普勒系统（如SonTek-IQ）在水中传输短的声波脉冲，然后分段侦听反射信号，依据脉冲传输后的时间转换成脉冲在水中的传播距离，从而确定了作为信号源颗粒的位置。通过测量发射脉冲后的特定时间内反射的声波信号，系统能够测量水速的剖面，其中的水柱分成多个深度单元（也称为距离单元或层）。在每个单元中，水速是根据测量的声学数据计算的。这样做的效果是提供了从底部到水面的许多离散的、紧密间隔的测量数据。一些脉冲多普勒系统将报告来自单个测量单元的流速，而不是输出测量的剖面流速。也就是说，他们在得到速度剖面后计算平均速度。由于每个脉冲多普勒换能器既是发射器又是接收器（称为“单站”），因此系统在发射信号后必须等待一小段时间，以便有时间从系统中清除发射脉冲。这种暂停会在系统旁边产生一个无法收集数据的区域，这被称为“盲区”。SonTek-IQ系统具有四个用于测量水流速度的换能器：两束与测量上游和下游的系统的轴线对齐两束对系统侧面进行测量的偏斜波束因此，SonTek-IQ可以解释整个渠宽上某些水平速度的变化。另外，除压力传感器外，还具有一束用于精确测量水深的声束。连续波 (CW) 多普勒系统通常使用单声束来接收已被水中悬浮颗粒所反射的信号。通常，将系统置于渠道、管道或水流的中间，这意味着要测量的水流速度处于仪器前方的渠道中心。有些型号集成了用于测量深度的压力传感器。脉冲多普勒系统使用两个或多个声束来接收已被水中悬浮颗粒所反射的信号。声束被进一步“划分”为可测量整个水柱中各层水流速度的离散单元。对于SonTek-IQ，共有四束声束-一束在渠道中心朝向上游，一束在渠道中心朝向下游，一束偏斜声束朝向渠道右侧，一束偏斜声束朝向渠道左侧。SonTek-IQ还具有用于测量水深的第五束声束以及压力传感器。SonTek-IQ Plus版本提供了流量监测解决方案，适用于深度最大为5m的较大运河和自然环境。具有在水平和垂直方向跨渠道采集小至2cm的单元中的速度分析数据的功能。连续式多普勒系统连续、同步收发的运行方式，其中一个影响称为范围偏置。由于传输的信号与系统的距离越来越弱，因此距离传感器较近的粒子的声学反射对接收信号的影响将大于距离较远的信号。如果通道中的速度分布均匀，则靠近传感器的散射粒子的影响就无关紧要了。但如前所述，通道中的速度通常不均匀。位于发射端附近的散射颗粒产生的更强信号影响，会导致对离系统更近的声波反射产生范围偏差。由于声传输损耗（衰减、吸收），测距偏差问题随着渠道深度的增加而增加。■ 因此由于最大速度通常出现在水面下方，连续波系统的最大渠道深度会受到限制。例如，在水面附近可能存在对实际总流量有着重大影响的高流速情况，但是来自近水面速度的信号输入可能比来自靠近底部的较慢速度的信号输入要弱。通常情况是，底部沉积物浓度较高或颗粒较大，因此具有较强的反射特性。更为复杂的是，这种偏差会随着时间和条件而变化。散射颗粒通常在整个水柱中分布不均匀，并且不同材料的颗粒将具有不同的反射特性。例如，矿物沉积物将具有不同于絮凝剂的散射和反射特性，并且水柱中是否存在沉积物云团及其位置都能够引起幅值不断变化的偏差。在高动态的环境条件下。■ 因此即使在不同流量下校准连续波系统的做法，也可能无法解释和满足存在的众多未知变量。脉冲多普勒系统不受测距偏差的影响。由于系统专为测量精确定时的、以空间为参考的速度数据而设计，因此诸如SonTek-IQ类的脉冲多普勒系统通常会提供更高的速度精度、更高的速度范围和深度范围，从而可以计算出准确的排放量（流量）数据。■ 因此脉冲多普勒系统被认为在更大范围的条件下，尤其在因水力学、水质、颗粒大小和成分而变化的环境中，有更高的可靠性。多普勒流量计（如图所示的SonTek-IQ）根据从水中颗粒反射回来的信号来测量水流速度。通常，水流速度（由箭头表示）随深度和与边界的距离而变化，从而形成速度（流量）剖面（由曲线表示）。对于诸如SonTek-IQ之类的脉冲多普勒系统，颗粒的形状、大小和在水中的分布不会使速度测量结果产生偏差，因为每个测量结果均由在水柱中多个已知位置进行的多次测量组成。即使条件发生变化，脉冲多普勒系统也会捕获速度剖面信息。当流量发生变化或颗粒浓度随每日、季节性或运行因素而变化时，这将获得更精确的测量结果。由于连续波系统缺乏检测流量剖面的能力，因此通常依赖于流量校准，对于每种新的流量或颗粒条件，都可能需要重新校准。SonTek-IQ在意大利普利亚地区Vasca Tavoliere的部署示例。该定制安装架是由Consorzio di Bonifica della Capitanata设计的，旨在安全高效地维护仪器。声学多普勒流量计的典型硬件组件。连续波 (CW) 和脉冲多普勒系统均可采用一体或分体式配置。脉冲多普勒SonTek-IQ（左图）由包含传感器、处理和通讯电子设备的单个单元组成。大多数连续波系统由两个组件组成，传感器通过电缆连接到装有处理和通信电子设备的顶盒。多普勒仪器的波束角（声束“向上投射”到水中的角度）取决于制造商和某种型号。由于波束角会影响本仪器的有效测量范围，因此是一个重要参数。SonTek-IQ采用与垂直方向成35°的波束角，这意味着波束更为垂直。相反，许多连续波系统采用更为水平的波束角，例如与水平方向成20°角。当以更大的水平角度发送时，声脉冲在到达水面之前有着更长的传播距离，传播距离越长，连续波系统的信号越易衰减。在某些情况下，较深的水环境可能导致信号强度不足以测量水柱的中层或上层。某些连续波型号在低功率设置（首先产生较弱的信号）下运行，这进一步增加了在较长距离下信号丢失的可能性。■ 因此在较高的水位下，较大的水平波束角会使测量结果偏向靠近河床的水流速度。同样，通常会针对此类偏差或无法测量的区域校准连续波传感器，但如果环境条件不够稳定，则水深、流态或颗粒条件的任何变化（无论好坏）都会影响信号衰减，因此需要更改校准以保持数据准确性。由于连续发射和接收信号，连续波系统通常具有最小盲区要求极低的优势。■ 因此连续波系统可以在比脉冲多普勒系统更浅的深度进行测量，具体取决于换能器的设计和尺寸。此外，连续波系统通常采用分体两件式设计，并使用一根小型水下传感器电缆将其连接到位于水面某处的大盒子上。由于可以将处理电子设备、记录器和通信模块放置在较大的顶侧盒中，因此可以将水下传感器外壳作得更小，并且可以在较浅的深度进行测量。脉冲多普勒系统可以采用一体或分体式设计。SonTek-IQ是单个单元，只需连接到外部电源即可运行。但是，由于系统包含处理电子设备和内部记录器并采用了更多的声换能器，因此其尺寸可能比大多数连续波设计中可能采用的小型水下传感器要大。此外，如前所述，诸如SonTek-IQ类的脉冲多普勒在传感器面附近设计了最小的盲区。有时，与连续波式多普勒相比，脉冲式多普勒对操作深度的要求更高。

安徽理工大学力学与光电物理学院副教授吴宏伟团队，针对声学系统中速度矢量场的矢量特性和分布调控展开理论研究和实验观测，实现了速度场的斯格明子模式分布和局部调控，有效拓展了操控矢量场的途径，为未来实现高速、高密度声波信息存储和传输提供了更多调控自由度。相关研究成果日前发表于《应用物理快报》。 实验观测声学斯格明子模式的局部调控 安徽理工大学供图斯格明子最早是由英国物理学家Tony Skyrme在高能物理中提出的一种拓扑孤立子。近些年，人们在不同物理系统（包括玻色爱因斯坦凝聚、磁性材料、光学系统等）中观察到了斯格明子模式，并发展衍生出各式各样的斯格明子分布，这种特殊的矢量场分布有望代替传统的计算机硬盘，实现超紧缩的数据存储器。 “声波作为经典波之一，在日常生活、生产中起到重要作用。借助于声学超构材料设计，构造特殊声波的速度场分布可以实现对声波传输操控，以推动声波在生物医学、传感检测以及信息传输与存储方面的应用。”吴宏伟向《中国科学报》介绍。近年来，斯格明子模式由于其特殊的实空间拓扑保护性和巨大的应用前景，使其成为不同物理分支中研究的热点和前沿方向。然而，与光学这种矢量场相比，声波过去一直被认为是无旋标量场。直到最近，人们才认识到声学系统中结构声场可以产生有旋速度场矢量。因此，在声学系统中研究速度场的斯格明子模式分布，不仅对实际的声波信号传输和存储具有重要意义，对认识声波的矢量特性也具有一定科学价值。吴宏伟团队率先在声学领域开展斯格明子模式研究，设计了阿基米德螺旋线型的亚波长超结构，实现了局域型声学斯格明子模式，实现对声波信号的数据存储。研究发现，这种螺旋结构不仅可以支持多频率的斯格明子模式，而且具有易激发和样品制作简单等优点。“我们研究发现，这种物理机理来自于超结构表面的沟槽对声波产生了一种束缚作用，形成具有高传播波矢的声学表面波，进而在结构表面干涉产生特殊的声速矢量场的分布。”吴宏伟说。传统的斯格明子模式按照矢量场分布类型，通常可以分为Néel型、布洛赫型、反型斯格明子等，这些类型的斯格明子模式具有固定的矢量场分布特征。为进一步操控斯格明子模式的矢量场分布，课题组在前期工作的基础上，进一步提出一种梯度超结构方案，实现Néel型斯格明子模式内部矢量场的局部调控，产生紧缩或扩张矢量场分布。通过3D打印实际下凹、平整、和上凸的样品，从实验上实际观测到了斯格明子模式的紧缩、平缓和扩张的速度场分布。这种斯格明子模式内部局部操控的方法不仅对Néel型模式，对其他类型的模式也具有同样的调控作用，并且依然保持了斯格明子模式的拓扑保护性。研究结果有效拓展了操控矢量场的途径，为调控速度矢量场分布提供了更多的自由度。审稿专家认为：“作者在声学领域提出了一种全新的方法，产生Néel型的斯格明子，并通过实验观测到了斯格明子模式的局部操控以及拓扑保护特性，在声波信息传输与存储方面有着重要意义。”

我国首套海洋哺乳动物水下声学实时监测系统在该保护区建设完成验收并在连续3个月运行中初显成效，运行期间共监测到海洋哺乳动物声学片段1066条，并实时传输至保护区智慧化监管指挥中心。2022年11月，合浦儒艮保护区建设4套海洋哺乳动物声学实时监测系统。系统由自然资源部第一海洋研究所主导开发，南京师范大学现场验证。该系统由数字水听器、动物发声智能识别系统、实时传输系统、海洋浮标和声学监测管理平台构成。系统集成了人工智能动物发声识别模型，可以识别中华白海豚、儒艮和印太江豚等珍稀海洋哺乳动物的叫声，可实时监测浮标周边1.4公里左右范围声学信号进行处理和识别，并实时将识别的数据传输至监管平台，保护区管理中心能实时掌握保护区海域内中华白海豚、儒艮和印太江豚的时空变化。保护区通过布设海洋哺乳动物声学实时监测系统，并通过20个航次船只调查比对，形成一套能相互印证、互相补充的整合式生态研究新模式，助力海洋哺乳动物物种保护和野外监测发展。

M9自从2009年在世界范围内正式发布以来，已有2000多个用户和单位正在使用。在国内，也已经有超过1000个用户正在使用中，发挥了很大的作用和产生了很好的效果。主要用户覆盖了全国各省市；包括了广东、广西、云南、贵州、浙江、宁波、福建、四川、重庆、江苏、上海、安徽、山东、河北、河南、北京、湖南、湖北、江西、海南、新疆、西藏、黑龙江、吉林、辽宁、长委、松辽委、珠委、海委、淮委等30余省市、流域机构的水文系统、环保系统、以及科研单位和大专院校。案例一：浙江省水文局直属的之江水文站位于钱塘江的河口，是流入杭州湾的最后一个控制站，河宽近1000米，最大流量达13800 m3/s。该站配置了四套带有RTK GPS的 M9，用于潮汐变化大、河床走底现象严重的流量测验任务；很好地解决了以前测流困难、测验误差大等问题。采用M9仪器，配合遥控船的过河装置，还可以从一岸的不到1米的水边开始，一直测流达到对岸的也是不到1米的水边，完整地实测到整个测流断面的资料。下图是实测的数据，与测站的流量过程线非常吻合。下图是放大的右岸开始水边的剖面数据，可以看到实测到的第一个测量单元离开水面仅为0.18米（还包含了换能器在水下0.08米的入水深度），而测量单元大小只为0.02米；做到了非常小的盲区和非常高分辨率。M9在这样的情况下，是采用了脉冲相干的工作模式，保证了在浅水和低流速的情况下的测流精度。案例二：位于武汉的长江流域汉口水文站，是长委水文局的一个窗口。M9曾经在该站进行过多次的测量，下图为2009年6月12日的一次实测成果。M9可以同时显示采用底跟踪作参考的航迹（下图中间蓝色的航迹线），和采用GPS作参考的航迹（下图中间橙色的航迹线）。如果测量时河床没有产生走底的现象，那么这二种不同参考的航迹应该是重叠的。但是，如果河床底部的流沙在移动，即产生走底时，这二条航迹就不会重叠，通常底跟踪的航迹线会向上游方向漂移。走底现象越严重，漂移的程度就越大，而且实测的流量也会随之偏小。我国的测验规范中明确指出：测流断面有底沙运动时，是不能用底跟踪测流，应采用GPS测量船速。M9采用了内置DGPS（或RTKGPS）很好地解决了走底河床的测流问题。汉口水文站用RTK GPS实测的流量（二个测回的平均值）是28500m3/s，与汉口站的流量过程线的数值非常吻合。而如果采用底跟踪作参考进行流量计算，显示的实测流量仅为26800m3/s；会偏小了1700m3/s，测验误差会达6.3 %之多，而且测量的当天流速不大，相对来说，走底并不严重。下表是二个测回，即4个航次的成果表。相对误差仅为0.5 %。在汉口水文站，我们还进行了采用外置GPS罗盘的方式测流的演示。这样的配置，对于使用大型铁质测船测流是有很大的现实意义。至今为止，所有的多普勒流速仪都是采用内置的磁罗盘来测量流速和流向的。而对于固定安装在船舷边的仪器内置罗盘，会受到铁船影响，罗盘不再准确地指向正北方向，从而影响了测量精度。为了彻底解决大型铁船对多普勒流速仪的影响，M9可以直接采用外置的GPS罗盘，既可取代内置的磁罗盘，又可以取代用于测量船速的GPS。2011年7月12日，我们在汉口水文站采用GPS罗盘进行了一次演示。实测流量为31800 m3/s，与汉口站流量过程线的数值非常接近。

以科技创新著称的多元化企业3M公司日前宣布，其中国声学实验室正式建成并投入使用。 　　据悉，该实验室是目前3M公司亚洲地区最大规模的声学实验室。它的成立，旨在积极推动中国汽车产业的成熟发展，提升材料及部件测试开发能力，并为中国本地客户提供有力的技术支持。目前，3M公司整车NVH解决方案已为上海大众、上海通用、东风日产、长安福特、吉利汽车等众多汽车原车厂提供服务。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心盛志高研究团队等采用超快时间分辨泵浦探测技术，在SrTiO3晶体中实现了由超快相干声子诱导的GHz频率的双折射调制，其工作频率远超现今商业光弹调制器的截止频率。相关研究成果发表在《先进科学》(Advanced Science)上，并申请了发明专利。具有双折射效应的特定材料能塑造光。基于双折射调制技术工作的光弹调制器是现代光学技术的核心元件之一。目前的光弹调制器多借助压电材料提供的机械应力，来驱动光弹晶体实现双折射调制，其工作频率受限于光弹/压电晶体的谐振频率，一般为kHz量级。随着高频信号处理和高频光通信的需求不断涌现，亟需研发具有GHz工作频率的双折射材料与调制技术。针对这一现状，盛志高课题组与合作者经过大量材料筛选与技术探索，借助强磁场磁光实验室中的超快泵浦-探测系统，在钙钛矿SrTiO3晶体中发现了由超快相干声子诱导的GHz光学双折射效应，并实现了对其进行光学操控。研究团队在换能器/SrTiO3异质结构中，使用超快激光脉冲产生了具有低阻尼的相干声学声子。经过系列材料筛选，研究发现LaRhO3半导体薄膜作为换能器层能获得相对较高的光子-声子能量转换效率。进一步，研究在优化的异质结构中发现，超快相干声学声子可以在应力敏感的SrTiO3晶体中诱导出具有GHz频率的光学双折射。同时，研究团队通过双泵浦技术实现了对相干声子及其诱导的GHz双折射的光学操纵。这揭示了超快光学双折射调制的一种机制，并为GHz高频声光器件的应用奠定了技术基础。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、强磁场安徽省实验室方向基金和合肥大科学中心高端用户培育基金的支持。左图：激光诱导的声学声子激发SrTiO3晶体GHz双折射原理示意图；右图：不同晶体取向的SrTiO3晶体GHz双折射调制。

近日，浙江省市场监督管理局、省药品监督管理局联合发文，表彰了一批敢闯敢试、贡献突出、担当作为先进个人，省计量院交声所所长邵建文和声学振动重点实验室吴德林博士获2022年度全省市场监管系统“科技尖兵”称号。邵建文，高级工程师，浙江省计量科学研究院交通与声学计量研究所所长，全国法制计量管理计量技术委员会机动车检验检测分技术委员会副秘书长，全国数字计量委员会副秘书长，全国智能网联汽车专用计量测试技术委员会通讯委员，浙江省计量测试学会智慧交通委员会秘书长，浙江省道路交通安全标准化委员会委员，浙江省科协数字科技学会联合体专家。曾获2022年中国仪器仪表学会科技进步奖三等奖；2021年浙江科技进步奖三等奖；2020年“中国计量测试学会科技进步奖”二等奖。邵建文正在为企业解决毫米波雷达研发难题近年来，邵建文领衔组建浙江省市场监管声学振动与智慧交通先进测试技术研究创新团队，带领团队围绕智慧交通、智能网联汽车、数字计量、仪器仪表可靠性等开展研究。牵头推进我省交通计量和声学振动计量科技工作全面高质量发展，引进和培养多位高水平技术人才，主持建立了机动车雷达测速仪国家型评实验室等多个平台载体，作为项目负责人承担2019年度全国机动车雷达测速仪计量比对项目。围绕智慧交通和智能网联汽车中计量新需求，近三年连续承担立项浙江省科技厅“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目，聚焦于智慧交通，自动驾驶关键传感器计量检测及算法溯源等，解决一系列技术难题，处于国内领先水平；为主承担科技部数字诊疗重点专项《模块化CT 探测器及核心部件关键技术研发及产业化》中课题“核心部件可靠性设计、失效模型设计及检测技术研究”，通过可靠性设计与试验评估研究为国产CT探测器的产业化应用提供保障，项目的开展实现了我国国产CT探测器核心部件自主可控，成果广泛应用于新冠肺炎疫情防控中；牵头建设我省机动车检测站智控系统，全面支撑省市场监管局牵头的四厅局“2022年车检站分级评价”项目。吴德林，全国声学计量委员会超声工作组成员，浙江省数学医学学会会员，省声学振动精密测量技术研究重点实验室学术秘书及方向带头人，省市场监管声学振动与智慧交通先进测试技术研究创新团队成员。在解决企业技术难题、服务市场监管的过程中，吴德林不断拓展了科技创新能力，先后承担省部级课题2项、厅局级课题1项，参与省部级以上课题6项；发表论文8篇，申请专利10项，授权发明专利2项；制定标准3项，获得省部级科技奖励1项。 吴德林与国际专家开展声学领域专业交流吴德林多年来一直致力于声学振动计量测试研究，建立“超声换能器校准装置”最高等级社会公用计量标准，保障全省医学超声设备量值准确可靠，确保诊疗的准确与安全。开展“百名博士进厂入企”活动，不断运用科研成果为医疗机构、企业解决高强度医疗超声测量、超声应力换能器表征等技术难题。2021年4月，省计量院声学振动实验室接到了浙江某医院的咨询电话，该医院在利用海扶刀进行生物组织离体实验时，对海扶刀的声学特性测量遇到了难题。海扶刀其实不是真正的刀，它是“高强度聚焦超声肿瘤治疗系统”的译称，其原理是将超声能量聚焦于靶区，使靶区在数秒内产生高温，导致靶区组织产生凝固性坏死，而非靶区组织的功能保持正常。海扶刀设备笨重，调试安装好后不方便运输至实验室，因此需要在现场对海扶刀进行测试。吴德林和同事们迅速成立帮扶小组，通过近一个月的调研、数值计算和实验，最终制定了现场测试方案。把实验室前期的测试装置加以改造，搭建便携式的三维运动控制机构，采用的是近场互谱测量方法，利用耐高声压的水听器在海扶刀设备近场区域进行声场扫描，分析得到海扶刀的声学参数，避开了海扶刀激起的水花对测量的影响。本次技术服务后得到了企业高度好评，并作为典型帮扶案例在浙江日报、学习强国APP等多家媒体平台上报道。此外，基于该技术服务，项目组深入拓展，并成功申报了省科技厅公益项目。近年来，省计量院以习近平新时代中国特色社会主义思想为引领，深入学习贯彻党的二十大和省第十五次党代会精神，紧扣省委省政府、市场监管总局及省局中心工作，聚焦聚力创新深化、改革攻坚、开放提升，锚定构建省域现代先进测量体系，打造方向明路径清、管控准效能高、硬核精文化深、队伍齐作为强的“计量名院”总目标，不断优服务、提能力、增供给，推动实现创新有力、改革有效、开放有为，在奋力推进市场监管现代化中彰显计量担当。此次全省市场监管系统科技尖兵的入选，是对省计量院多年来推进科技创新蝶变、重视人才队伍建设工作的充分肯定，也是在贯彻落实习近平总书记“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势”中心思想的具体实践，为推进省计量院建设与发展增添了新动力。

全聚焦方式（TFM）在无损检测（NDT）中引进全聚焦方式（TFM）全聚焦方式（TFM）已经在无损检测（NDT）领域中引起了很大的轰动。但是，在使用全聚焦方式（TFM）进行检测时，仍然有些难题尚未解决，例如：如何为某个特定的检测选择适当的传播模式（声波组）。一些在早期采用这种方法进行检测的人员很快地注意到，使用了错误的模式，可能意味着使某些缺陷从显示屏幕上完全消失，从而会造成显而易见的严重影响。为全聚焦方式（TFM）检测选择适当设置的挑战在为某种检测选择传播模式（声波组）时，检测人员需要了解待检工件中可能会存在哪种缺陷。了解了缺陷类型，有助于了解有关反射体方向的信息，而这些信息在使用超声技术（UT）进行检测时至关重要。使用常规UT、相控阵UT或全聚焦方式（TFM）进行检测的基本原理保持不变。当发射声束的入射角等于目标反射体的反射角时，检出率（POD）会达到最高。另一个要考虑的是探头参数。根据所使用探头的不同，声波可能没有足够高的波幅，无法达到目标缺陷。即使已经将全聚焦方式（TFM）区域限定在某个区域，仍然有可能因为物理方面的原因，某种特定探头无法在被测工件内较深的位置处聚焦。有很多因素需要考虑，那么我们要如何简化检测过程，并确保有效完成检测呢？图1：为一系列横通孔成像所使用的不同模式。在本例中，样件非常厚，而且串列模式（TTT和LLL）的适应性较差。使用声学影响图建模工具的解决方案OmniScan X3相控阵探伤仪配备有一个内置扫查计划工具。扫查计划工具中有一个专用于全聚焦方式（TFM）检测的声学影响图（AIM）建模工具。声学影响图（AIM）建模工具可以帮助用户为他们的检测选择正确的传播模式或声波组。图2：OmniScan X3的扫查计划在TFM模式下显示由图1中的探头、楔块和参考标准试块生成的声学影响图（AIM）。声学影响图预测了检测的覆盖范围，并给出了TT声波组的灵敏度指数值（41.42）。所获得的全聚焦方式（TFM）图像也显示在图1中（左图）。上面热图中浅橙色的方块代表TFM区域，即由用户划定的关注区域。图3（点击放大）：声学影响图（AIM）模型表明TTT和LLL声波组在串列模式下的覆盖范围和灵敏度：TTT声波组的灵敏度指数（SI）为13.89，LLL声波组的灵敏度指数为2.18。这些对应于图1中的TTT声波组（中图和右图）及LLL声波组的全聚焦方式（TFM）图像。声学影响图（AIM）建模工具考虑多种参数，其中包括：探头和楔块、声速、厚度、样件的几何形状、检测技术、声波组，当然还有检测人员在“影响区”菜单中输入的用于描述目标缺陷类型的参数。缺陷的方向是影响声束探测效果的主要因素。声学影响图（AIM）模型可以为用户清楚地演示针对某个特定的缺陷，使用哪个角度可使声束信号更好地探测到缺陷。使用声学影响图建模（AIM）工具确定最适合的传播模式用户配置所需的关注区域，然后输入预期的缺陷方向（单位为度），对于那些一般来说小于检测波长的缺陷，如：孔隙或其他较小的体积型缺陷，选择“全向”。调色板的不同颜色可以清晰地区分出影响区域中各部分的灵敏度性能。每种颜色覆盖3分贝范围，而且可以表明相对于最大波幅的超声响应。下图，为一个声波组的3个扫查计划屏幕截图，表明随着对缺陷方向从5度到15度再到25度的调整，声学影像图（AIM）所产生的变化。滑动查看灵敏度指数的重要性需要注意的是，每种颜色的实际值在不同的声学影响图中各不相同。这是因为在每个声学影响（AIM）模拟图中，颜色的分贝范围从归一化之后所预测的最大波幅向后测量。为了使用户在不同的声学影响图之间进行比较，我们提供了灵敏度指数（SI）值。灵敏度指数（SI）是一个以任意单位表示的值，代表在归一化之前为某个给定声波组的整个模拟图所估算的最大灵敏度。如图2和图3所示，灵敏度指数值如下：TT声波组为41.42TTT声波组为13.89LLL声波组为2.18只需参考图2和图3的热图，您就可以清楚地看到，TTT声波组在TFM区域（橙色框）中所预测的覆盖范围不足，但是，LLL声波组和TT声波组似乎是同样好的选择。在这两张图中，红色和橙色区域都充分覆盖了TFM区域。但是，如果比较TT和LLL声波组声学影响图的灵敏度指数值（分别为41.42和2.18），则可以计算出TT声波组图中红色和橙色区域的灵敏度比LLL声波组强19倍。预测的灵敏度越高，在全聚焦方式（TFM）检测中，这些区域的期望信噪比（SNR）就越好。在全聚焦方式）（TFM检测中使用声学影响图（AIM）建模工具优势特性的总结在我们给出的例子中，通过比较三个声波组（TT、LLL和TTT）的AIM模拟图，我们可以预测TT声波组会提供最高的灵敏度，并会最好地覆盖TFM区域。使用相应的声波组获得的TFM图像（图1）表明，建模工具正确模拟了这些声波组探测参考试块中缺陷的成像能力。这说明声学影响图（AIM）建模工具有助于用户在选择TFM传播模式时，消除某些不确定的猜测成分。全聚焦方式（TFM）在工业检测应用中的发展前途光明，大有作为，但是，如果没有适当的建模工具，则很难预测到实际的声波覆盖范围和灵敏度水平。OmniScan X3探伤仪的扫查计划工具带有声学影响图（AIM）建模工具，可使检测人员充满信心地确定哪种全聚焦方式（TFM）模式更适合于当前的检测。

日本的Komatsu，是一家以工程机械及矿山机械制造为主的企业，他们一直致力于开发新动力源，比如2008年将世界上第一台混合动力液压挖掘机推向市场。2010年启动了以减少生产现场制造过程中的二氧化碳的项目，目前正在制定进一步减少二氧化碳排放的举措。本期我们采访了Komatsu郡山工厂生产部生产工程科的Ogata先生，详细了解了检测和修复空气泄漏的具体方法。Ogata先生声学成像技术：限制少、效率高 Komatsu一直在推动减少二氧化碳排放的举措，“以郡山工厂为例，该工厂约6%的电力能源来自太阳能，公司的可重复使用能源比例普遍在增加。在转向使用可重复能源的同时，我们也在进行节能活动。一直以来，我们都在做检测和修复空气泄漏的工作 ，随着选择了FLIR Si2声学成像仪，这项节能活动变得更加高效。”Ogata先生说。“按照以往惯例，只有在生产线停止和非常安静的时段里，我们会用耳朵来寻找厂房里的空气泄漏，并且需要在生产线关闭的几小时内完成所有设备检查。一般由两三个人组成的团队进行检查，但为了不影响生产，所以他们必须在节假日工作，因此每年的检查时间限制在四天左右。“FLIR Si2声学成像仪的引入让我们感到非常惊喜，它让总检查时间减少到不足50%，而这些工作一个人就可以完成。此外，我们还可以随时进行检查，不受时间限制，因此我们现在可以根据操作负载随时进行检查。”Ogata先生说到。检测方法比较作业时间(按小时)作业人数优势FLIR声学成像仪3h1人无论设备的运行状态如何，都可以进行检查。听觉8h3人检查必须在节假日内完成，或在生产线停止的其他日子内完成。多方对比之后，选择FLIR Si2“正是在研究针对空气泄漏检测的新方法时，我们才了解到FLIR Si2声学成像仪。我们了解到，用它检查设备中的气体泄漏可以在嘈杂的环境中进行，任何人都可以进行检查并获得相同的准确结果，而且用户还可以在屏幕上实时查看泄漏率（升/分或CFM）和成本损失估算，这对于日常检测来说，非常有用且有必要。”Ogata先生表示。Ogata先生在认可FLIR Si2声学成像仪的同时，还与其他产品进行了比较。“新产品的推出总是伴随着成本问题。当我们研究声学成像仪时，将FLIR Si2与市场上的其他产品进行了比较。我们评估了它们是否能在嘈杂的环境中正确检测空气泄漏，是否能单手处理，是否能实时显示成本等。综合各项指标之后，我们决定选择FLIR Si2声学成像仪。当我们实际计算选择声学成像仪前后的成本时，用事实证明，仅在去年我们就能够减少约200万日元的成本。由于最近电价大幅上涨，我们对FLIR Si2非常满意，它的投资回报率非常高。”Komatsu检测空气泄漏的方式已经通过Si2进行了升级，Ogata先生还期待着进一步的发展。FLIR Si2：操作简单，功能强悍“有了FLIR Si2，任何人都可以轻松检测空气泄漏。此外，该声学成像仪还可以应用于安全检测，如检查是否存在焊接气体泄漏等。我认为，购买这款产品之后，一定要充分发挥它的巨大功能！”Ogata先生表示。FLIR Si2声学成像仪非常轻便易用，支持单手操作，仅需少量培训即可上手，让企业可以优化工时，大大降低了培训成本。其可以对工业气体泄漏进行更加精准地量化，不仅为压缩空气、甲烷、天然气、氨气、氢气、氦气和氩气等提供泄漏检测，还可检测到泄漏率更小的泄漏问题，检测效果更好，检测距离更远，更方便用户查找维修并确定维修优先级，最大限度提高投资回报。FLIR Si2声学成像仪针对工业气体泄漏的问题能够帮助专业维护、制造和工程人员精准定位故障点大大提升检测人员的工作效率关于这款产品的更多详细信息可点击“阅读原文”领取资料您可直接拨打官方客服电话一对一咨询哦~

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声学成像仪的应用，让压缩气体泄漏检测和局部放电检测更加简单、快速、安全！不断升级的FLIR Si124系列声学成像仪 一经上市，就受到了用户的认可。今天，菲力尔将推出新一代声学成像仪——FLIR Si2系列，“新”在哪里？一起来瞧瞧吧~新一代FLIR Si2系列声学成像仪共有三个型号，Si2-PD——适用于局部放电检测，Si2-LD——适用于压缩气体泄漏和机械故障检测，Si2-Pro——综合二者的功能点，均可检测！全新：高回报率、一流图像、专业软件选择新一代FLIR Si2系列声学成像仪，会大大提高投资回报率：有了它，用户开启机械故障检测模式，就可以快速检测轴承和其他可能导致代价高昂的生产中断或安全隐患的机械故障问题；还可以对工业气体泄漏进行更加精准地量化，为压缩空气、甲烷、天然气、氨气、氢气、氦气和氩气等提供泄漏检测，在屏幕上实时查看泄漏率（升/分或CFM）和成本损失估算，Si2系列可检测到泄漏率更小(泄漏率至少小2.5倍)的泄漏问题，检测效果更好，检测距离更远，更方便用户查找维修并确定维修优先级，最大限度提高投资回报。对于局部放电检测，Si2声学成像仪内置局部放电严重程度评估和纠正措施建议功能，能让用户迅速做出决策，减少故障的影响。相较于突发故障造成的严重损失，投资FLIR Si2系列声学成像仪的成本可忽略不计！FLIR Si2系列声像仪可提供一流的图像细节，因为它配置了1200万像素彩色数码相机、8倍数字变焦、内置LED照明灯和1280x720像素的5英寸屏幕，即使在黑暗的环境中用户也能收获一流的图像细节，让您对问题更好理解和做出更正确的决策。FLIR Si2系列声像仪标配在线AcousticViewer云分析软件，用户可迅速完成现场分析和报告，并支持创建组织架构，分析成像仪使用状况，自动上传和管理数据，以及实现云到云的数据集成。其配备的插件还能让用户将声像导入FLIR Thermal Studio软件中，进行离线编辑、分析和创建高级报告。专业的报告和分析软件，让检测后的结果处理变得更加简单明了！新一代FLIR Si2系列声学成像仪还增加了GPS标签、二维码扫描和文本注释等功能，让您在现场可快速有效地记录资产数据。传承：灵敏、轻便、简单新一代FLIR Si2系列声学成像仪同样内置124枚麦克风，有较宽的接收频率范围（2kHz至130kHz），涵盖了可听声和超声波，可以滤除嘈杂环境和工业背景噪声，生成精确的声像。声像实时叠加在可见光数码图像上，使用户可以准确地查明声音来源、区分问题。Si2系列声像仪也非常轻便易用，支持单手操作，IP54防护等级，保证用户安全的同时减轻身体负担。Si2系列声像仪同样操作简单，仅需少量培训即可上手，让企业可以优化工时，大大降低了培训成本。新一代FLIR Si2系列声学成像仪，既传承了Si124的优势，也根据用户需求进行了升级创新，能帮助企业最大限度地减少因局部放电、气体泄漏和机械故障，导致设备宕机所造成的巨额损失。

声学成像仪的应用让压缩气体泄漏检测和局部放电检测更加简单、快速、安全！不断升级的FLIR Si124系列声学成像仪一经上市，就受到了用户的认可今天，菲力尔将推出新一代声学成像仪FLIR Si2系列“新”在哪里？一起来瞧瞧吧~新一代FLIR Si2系列声学成像仪共有三个型号，Si2-PD——适用于局部放电检测，Si2-LD——适用于压缩气体泄漏和机械故障检测，Si2-Pro——综合二者的功能点，均可检测！全新：高回报率、一流图像、专业软件选择新一代FLIR Si2系列声学成像仪，会大大提高投资回报率：有了它，用户开启机械故障检测模式，就可以快速检测轴承和其他可能导致代价高昂的生产中断或安全隐患的机械故障问题；还可以对工业气体泄漏进行更加精准地量化，为压缩空气、甲烷、天然气、氨气、氢气、氦气和氩气等提供泄漏检测，在屏幕上实时查看泄漏率（升/分或CFM）和成本损失估算，Si2系列可检测到泄漏率更小(泄漏率至少小2.5倍)的泄漏问题，检测效果更好，检测距离更远，更方便用户查找维修并确定维修优先级，最大限度提高投资回报。对于局部放电检测，Si2声学成像仪内置局部放电严重程度评估和纠正措施建议功能，能让用户迅速做出决策，减少故障的影响。相较于突发故障造成的严重损失，投资FLIR Si2系列声学成像仪的成本可忽略不计！FLIR Si2系列声像仪可提供一流的图像细节，因为它配置了1200万像素彩色数码相机、8倍数字变焦、内置LED照明灯和1280x720像素的5英寸屏幕，即使在黑暗的环境中用户也能收获一流的图像细节，让您对问题更好理解和做出更正确的决策。FLIR Si2系列声像仪标配在线AcousticViewer云分析软件，用户可迅速完成现场分析和报告，并支持创建组织架构，分析成像仪使用状况，自动上传和管理数据，以及实现云到云的数据集成。其配备的插件还能让用户将声像导入FLIR Thermal Studio软件中，进行离线编辑、分析和创建高级报告。专业的报告和分析软件，让检测后的结果处理变得更加简单明了！新一代FLIR Si2系列声学成像仪还增加了GPS标签、二维码扫描和文本注释等功能，让您在现场可快速有效地记录资产数据。传承：灵敏、轻便、简单新一代FLIR Si2系列声学成像仪同样内置124枚麦克风，有较宽的接收频率范围（2kHz至130kHz），涵盖了可听声和超声波，可以滤除嘈杂环境和工业背景噪声，生成精确的声像。声像实时叠加在可见光数码图像上，使用户可以准确地查明声音来源、区分问题。Si2系列声像仪也非常轻便易用，支持单手操作，IP54防护等级，保证用户安全的同时减轻身体负担。Si2系列声像仪同样操作简单，仅需少量培训即可上手，让企业可以优化工时，大大降低了培训成本。新一代FLIR Si2系列声学成像仪既传承了Si124的优势也根据用户需求进行了升级创新能帮助企业最大限度地减少因局部放电、气体泄漏和机械故障导致设备宕机所造成的巨额损失

全新FLIR Si2-PD和Si2-Pro声学成像仪配备了智能局部放电检测分析功能其可帮助用户检测、辨识和分析电气系统中象征着存在问题和故障隐患的局部放电提前定位故障点，避免出现重大事故那么它是如何做到精准又快速的呢？局部放电被听见的必要性顾名思义，局部放电（PD）指绝缘体局部故障，其可能在任何类型（固体、空气、气体、真空或液体）的绝缘体上发生。如果电荷经常穿过绝缘体，很可能导致绝缘体被彻底击穿，从而造成灾难性的故障，因此及时发现局部放电非常重要，它能有效规避重大事故的发生。局部放电分为多种不同类型，其特征因类型而异。在实际应用中，可分为四类：负电晕放电、正负电晕放电、浮动放电以及表面或内部放电。不同放电类型的局部放电相位分布（PRPD）图谱略有差异，想要详细解读的菲粉们可以点击下方图片，获取“FLIR Si2系列声学成像仪局部放电检测深度分析白皮书”，它能让您对局部放电有更深层次的理解！声学成像仪智能分类局部放电的类型不同类型的局部放电主要表现为50或60Hz周期的不同时段中的脉冲或脉冲簇。对局部放电进行电气测量，能够测出这些脉冲期间转移的电荷，并显示其与电压相位的相对关系。这就是所谓的局部放电相位分布（PRPD）图谱。局部放电相位分布（PRPD）图谱PRPD图谱具备数种特征，可用于推断存疑局部放电的类型。例如，PRPD图谱通常拥有两个明显的脉冲簇，一个靠近正电压峰值，另一个则靠近负电压峰值，这些脉冲簇的大小和形状可能不同。这两个脉冲簇在大小和形状上可能对称，也可能高度不对称。在某些情况下，可能只存在一个脉冲簇而非两个。因此，可以根据不同的PRPD图谱来判断局部放电的类型。下载白皮书，详细介绍典型的PRPD图谱FLIR声学成像仪将自动检测具有较强50或60Hz周期性的信号，并构建类似的PRPD图谱。但要注意，即使声学成像仪界面显示了PRPD图谱，也不代表声源一定是局部放电。例如，某些类型的低压电子设备也可能产生类似的周期性图谱，因此还要进一步分析。选择FLIR Si2声学成像仪的优势FLIR Si2系列声学成像仪内置124枚麦克风，接收频率范围在2kHz至130kHz，涵盖了局部放电的声波范围，在远距离或嘈杂环境中也能直观地显示超声波信息，生成精确的声像。声像实时叠加在可见光数码图像上，使用户可以准确地查明异常声音来源。对于局部放电检测，Si2声学成像仪内置局部放电严重程度评估和纠正措施建议功能，通过对局部放电进行分类，能让用户迅速做出决策，减少故障的影响。这样的检测，比传统方法要将近快10倍哦~Si2具备人工智能技术辅助分析和故障严重程度评估功能，可现场提供决策支持FLIR Si2系列声学成像仪其配备的插件还能让用户将声像导入FLIR Thermal Studio软件中，进行离线编辑、分析和创建高级报告。专业的报告和分析软件，让局部放电检测后的结果处理变得更加简单明了！利用超声波对局部放电进行检测不仅设备轻便，适应性好，性价比高还能保障操作人员的安全，精准定位故障点FLIR Si2系列声学成像仪作为其中的佼佼者可作为电力检测人员的“完美”工具。

传送带在各行各业的制造过程中发挥着至关重要的作用，其有助于实现更加精简、自动化和高效的生产流程，有效提高生产力和产品质量。然而，持续的磨损会导致传送系统及其部件(如轴承和惰轮)劣化。长此以往，可能会导致系统故障，降低系统效率，增加能耗，甚至会导致计划外和代价高昂的停机。如何有效避免传送带故障，是每个制造行业都需要解决的事情。声学成像技术让传送带故障“看得见”传送带的传统维护方法在很大程度上依赖于例行检查和对报告问题的被动响应，这可能会遗漏一些隐藏的故障，从而为意外停机和昂贵的维修留下了可能。要想避免事故的发生，就需要预知风险，在萌芽阶段制止故障的发生。传送带相关的检测人员可以采用先进的故障检测技术，如声学成像技术，以便在早期阶段识别关键问题。使用FLIR Si2声学成像仪拍摄的机械故障快照：高声压级、波峰因数和峰度通常是轴承潜在问题的迹象。为了获得最可靠的结果，建议始终将读数与从相似距离测量的相同类型的健康轴承进行比较。通过最近在一家金属加工厂进行的检查表明，配备市场先锋技术的FLIR Si2声学成像仪，能够识别机械部件中的关键故障。声学成像快照不仅证实了对传送带系统内已知问题的怀疑，而且还发现了一个重大故障——导致电动机和泵之间的驱动联轴器故障（如果发现不及时，将在几天内发生）。金属加工公司的代表对使用声学成像仪检测到的故障快照印象特别看重，有了图片不仅非常直观，并且易于解释。利用FLIR Si2声学成像仪提供的决策支持，该公司立即制定了更换各种链条和轴承的计划。用于机械故障检测的声学解决方案使用声学成像仪进行预防故障检测的主要优势之一是，它允许主动维护，而不是被动响应。在潜在问题严重之前发现它们，可确保采用更高效、更具成本效益的设备维护方法。这也带来了另一个好处：节省成本。通过在早期阶段解决故障，企业可以显著降低与大修和意外停机相关的高额成本。在上述案例中，通过采取积极的纠正措施，检测到驱动联轴器的故障，有效防止了对周围组件造成进一步损坏。金属加工设施的机械故障检查结果突出了声学成像仪在工业维护中的有效性。通过采用先进的故障检测技术主动识别和解决机械故障，企业不仅可以节省成本，还可以提高其运营的可靠性和安全性。选择FLIR Si2的优势FLIR Si2声学成像仪配备专属机械故障检测模式，非常适合传送带的故障检测，它能让用户在较远的安全距离范围(最远200米)或嘈杂环境中也能识别机械故障的声音，生成精确的声像图。其接收频率范围在2kHz至130kHz，几乎涵盖了机械故障的全部声波范围。有了它，主要优势有：★ 可以快速检测和测量轴承和其他机械问题，这些问题可能导致代价高昂的生产中断或安全隐患；★ 通过防止关键机械(如气动设备和传送带系统)的计划外停机，确保设备操作的连续性；★ 即使在嘈杂的工业环境中，也能扫描大面积区域并准确定位关键问题；★ 为精准定位制造环境中的已知和隐藏的机械故障，提供了全面的解决方案；★ 为预防和维修计划提供实时结果；★ 只需少量培训，就可轻松便捷地纳入维护周期。FLIR Si2特有的机械故障检测模式不仅可以对传送带进行预防性检测还能快速检测轴承相关及其他可能导致代价高昂的生产中断或安全隐患的机械故障问题能大大提高企业的投资回报您在工作中会涉及到机械故障检测吗？FLIR专家将为您量身定制解决方案您可直接拨打官方客服电话一对一咨询哦~

声人工结构超表面是一种可产生特殊物理效应的新颖声学结构，其独特之处在于能够对声波的相位、振幅进行完全控制，可个性化定制任意波场，在高/超分辨医学成像、精准操控给药和可穿戴器件等方面具有重要应用前景。 　　声学超表面结构通常是刚性而固定的，厚度在毫米以上，甚至与波长相当。同时，这些超表面的工作频率通常在较低的频率，高频高性能应用受限。尽管高精度三维打印技术的快速发展，使得加工更小的超表面构件成为可能。然而，更复杂的是，当超表面的工作媒介为水等液体介质时，将面临新挑战。例如，为了实现所需的波前工程，声学中的质量定律约束了水下超表面具有结构紧凑而尺寸庞大的特征，这限制了声学超表面的潜在应用场景。此外，不可避免的固液耦合引起的结构振动，可导致所设计的声学超表面器件失效，成为应用的突出瓶颈。 　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑海荣与华中科技大学教授祝雪丰等合作，研发了二氧化硅纳米颗粒修饰的细菌-纤维素柔性超表面元材料(图1)。这种材料在水中具有优异的稳定性、出色的机械加工性能、超薄厚度、超轻重量、细菌可修复能力和生物相容性。利用这种柔性超表面元材料，研究进一步基于剪纸工艺开发出功能性声学超表面，可加工~10 μm精度的复杂图案。得益于这种超表面材料的Cassie-Baxter效应产生的完美超声绝缘性，该研究设计制造出超薄(~20 μm)、超轻(图3. 剪裁加工的成像超透镜及其远场高分辨二维、三维超声脉冲-回波成像

压缩空气是一种多用途广泛应用的实用工具，可用于驱动各种工业流程，从制造和组装到自动化和气动工具。然而，效率低下或设计不良的系统可能会导致不必要的能源消耗、增加运营成本和降低生产效率。今天就一起来学习下，英国某企业成功解决压缩空气系统中泄漏问题的案例！压缩空气系统检修的必要性Air Power East 是一家家族企业，拥有30多年的经验，是阿特拉斯科普柯（瑞典的一家全球性工业集团公司）的主要分销商，专门为East Anglia的各个行业提供高质量的压缩空气系统。在Jason Sewell的领导下，该公司在提供可靠和高效的解决方案方面建立了良好的声誉。然而，他们在确保系统完全无泄漏方面面临着重大挑战，这是他们的客户（包括Paul Musgrove管理的一家农业制造商）同样关心的问题。Jason强调说：“客户一直要求我们用实证，来证明设备确保无泄漏。”与此同时，Paul Musgrove正在寻求一种有效的方法来管理和维护他们的压缩空气系统，特别关注减少能源浪费和运营成本，强调需要“尽可能省钱，尤其是在能源价格如此高昂的情况下”。这一双重挑战要求必须采取创新方法，以保持Air Power East对质量和效率的承诺，同时满足客户的特定需求。FLIR Si124-LD：精准定位气体泄漏为了应对多重挑战，Jason联系了培训和预测性维护设备的独立供应商——Baseline RTS。他们将FLIR Si124-LD声学成像仪引入到Air Power East的设备检修中，从而能够准确检测压缩空气泄漏。Jason解释说：“我们坐下来，对几个不同型号的产品进行了一些市场研究，多方对比后选择了它。所以我们联系了FLIR，向我们展示Si124-LD，从那以后我们就很信赖它。”FLIR Si124-LD是一款轻便的可单手操作的工具，旨在快速定位压缩空气系统中的加压泄漏。它配备了124个麦克风收集声音，可产生精确的声学图像，直观地显示超声波信息。该图像可实时转换附在数码相机图片上，使用户能够准确定位声源。即使在嘈杂的工业环境中，FLIR声学成像仪也能以比传统方法快10倍的速度检测气体泄漏问题。此外，它还能与FLIR Thermal Studio套件兼容，用于离线编辑、分析和创建高级报告，大大节省了设备的维修费用，还延迟了花费安装新压缩机的费用。FLIR声学成像仪：凭实力获得客户认可Si124-LD声学成像仪的使用带来了变革性的结果。Jason解释了它的有效性：“我们带领客户一起四处走动，向他们展示我们在屏幕上发现的内容。如果我们确实发现了任何小泄漏，随时可以维修它们，然后向客户证明他们的系统是无泄漏的。这种方法不仅提高了压缩空气系统的效率，而且巩固了客户对 Air Power East 服务的信任。”定量检测结果则凸显了Si124-LD的另一强大功能。该声学成像仪能够检测到大约每分钟100立方英尺 (CFM)的泄漏，大约每秒50升，这相当于大约18.5千瓦的压缩机功率。有了这款检测设备，工厂可节省大量的能源成本，尤其是在能源价格上涨的情况下。Air Power East选择FLIR Si124-LD声学成像仪来解决压缩空气系统中的复杂挑战，这也证明了创新技术在工业环境中的力量。成功检测和改善空气泄漏，不仅提高了运营效率，还为农业制造商等企业节省了大量的能源成本，未来可应用到更多行业中！目前Si124-LD的升级款FLIR Si124-LD Plus声学成像仪正在进行“降价促销”活动想要快速精准地发现并量化漏气问题的小伙伴可千万别错过这次机会数量有限，先到先得哦~想知道它具体的“惊喜折扣价”？FLIR专业人员为您一对一报价哦~您可拨打官方客服电话直接咨询呀！

概述哺乳动物细胞培养对于生物技术行业的蛋白质生产具有重要意义[1]。制药行业中约70%的重组蛋白是使用中国仓鼠卵巢细胞（CHO）生产的。在灌流培养中，营养物质持续供应并去除副产物[2]。与批培养和流加补料技术相比，灌流为细胞提供了有利的环境和较短的产品停留时间。这对于不稳定产品的质量尤为重要。灌流模式的另一个优点是它允许使用较小的生物反应器并减少在位清洗操作[3]。灌流需要一种装置将细胞保留在培养基中。灌流中使用的大多数哺乳动物细胞保留系统都基于细胞尺寸差异，例如使用滤器。然而，由于滤器不可避免的污染，传统的过滤膜无法实现真正的稳态灌流培养。此外，频繁更换过滤器会增加成本和污染风险[4]。声学分离器是一种替代的细胞截留系统，利用超声波驻波场中产生的力将细胞与清液分离。细胞被困在驻波的压力平面中，并收集为松散的聚集体。这些细胞聚集体通过重力沉降返回生物反应器[4]。 在本研究中，使用了一种针对高密度细胞培养物灌流的Applikon Biosep 10 L声学细胞分离器的高级版本。生物反应器中，细胞密度在11~144*106 cells/mL之间的CHO细胞评估其性能。材料和方法01细胞声学截留装置 – BioSep BioSep 系统由声学腔室和控制器组成。 控制器功能是自动产生声学腔室内的声场。 来自生物反应器的细胞悬液被泵输入到安装在生物反应器头板上的声学腔室中。 驻波迫使悬浮细胞进入平面，在那里它们形成松散的聚集体（图 1）。 清液向上通过声场而收获，而浓缩的细胞则返回到生物反应器。 随着细胞浓度和灌流速率的增加，声学腔室的功率输入被调整到更高水平，以保持高分离效率[5]。 运行时间对应于细胞与清液分离的时间段。在运行时间结束时，声场暂时关闭，收获暂停，同时腔室中的细胞返回生物反应器。 在这项研究中，功率水平和运行时间发生了变化，以获得最佳设置，使高密度CHO 细胞培养超过 125* 106 cells/mL。02实验装置 为了评估在一系列高细胞浓度下的分离性能，将CHO 细胞在摇瓶中培养，浓缩、然后悬浮在使用my-Control 操作系统的Applikon 250 mL MiniBio 生物反应器中。 BioSep 10 L的功率水平为2~7W。 实验设置如图2所示。2丨A） 实验装置包括：进料罐、废液罐、收获泵、进料泵、声学室、MiniBio 250 mL、my-ControlB）典型的实验装置[5]3 | 分析方法&bull BioSep 的分离效率根据公式 1 计算:SE (%) = 1 - HX / BX *100 [1] 其中HX对应于收获管路的活细胞浓度，BX对应于生物反应器中的活细胞浓度[4]。为确保稳定和可重复的声学条件，在从收获管路和生物反应器取样之前，超声波功率输入、收获速率和运行/反冲洗定时器设置至少恒定 30 分钟。根据所选运行周期的持续时间，在时间点采集收获样本，以获得一致且可比较的数据(表1）。结果和讨论1| 循环流速 在高细胞密度的灌流培养过程中，需要高循环速率，这会导致声学室内的湍流增加。 这种湍流诱导会影响声学诱导的细胞聚集[6]。 在目前的研究中观察到新的BioSep版本允许声学诱导的细胞聚集体不受干扰地沉降，最大流入速率高达7 mL/min（~10 L/天），允许保留超过100*106cells/mL的生物反应器浓度。2| 分离性能 从收获管路和生物反应器中采集的70对样品中测定分离效率。 CHO细胞总浓度范围为11~144*106 cells/mL。 研究了1~15L/天的不同净收获率、2~7 W的功率水平和2至10分钟的运行时间（未显示值），结果总结在图3中。 从图3中可以看出，当CHO细胞总浓度为100*106cells/mL时，可以实现高达3L/天的净收获率，同时保持98%的典型活细胞分离效率。超过4L/天的净收获率会影响最高密度下的效率，但分离仍保留了90%以上的细胞。 在总浓度为125*106 cells/mL时，以2L/天的净收获率运行，细胞分离效率达到98%。 在细胞浓度增加或收获率高的情况下，使用高功率水平和更短的运行周期是必要的[5]。 优化功率（w）和运行时间（min）的配对，以实现高密度细胞。这些值的组合使得最高的分离效率是：2 w - 10 min 3 W - 5 min 5 W - 3 min 7 W - 2 min。这些结果是意料之中的，因为更高的功率水平允许在高浓度或高流量条件下增加细胞的保留，而更短的运行时间避免了细胞聚集体在声室中过度积聚，然后才有机会沉降回到生物反应器。Figure 3 分离效率以黑色方块表示，作为记录的流入管线的净收获率和CHO细胞总浓度的函数。功率水平矩阵表示在该特定净收获率下应用的最大HF功率。黄色虚线表示循环速率20L/天和10L/天之间的边界。实验结论目前的研究证明了Biosep作为CHO细胞浓度高达125*106cells/mL的细胞保留系统，增强了细胞的沉降效率。在该细胞浓度下，以2 L/天的净收获率下运行，分离效率高达98%。参考文献[1]S. M. Woodside, B. D. Bowen, and J. M. Piret, “Mammalian cell retention devices for stirred perfusion bioreactors,” Cytotechnology, vol. 28, pp. 163–175, 1998.[2]T. Kwon, N. Madziva, J. D. Oliveira, S. K. Chandramohan, L. Yin, H. Prentice, J. Han, ‘Long-term steady state perfusion culture of mammalian cells using a robust microfluidic cell retention device”. 19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, 2015.[3]M. F. Clincke, C. lleryd, Y. Zhang, E. Lindskog, K. Walsh, and V. Chotteau, “Very high density of CHO cells in perfusion by ATF or TFF in WAVE bioreactor. Part I: Effect of the cell density on the process,” Biotechnol. Prog., 2013.[4]V. M. Gorenflo, J. B. Ritter, D. S. Aeschliman, H. Drouin, B. D. Bowen, and J. M. Piret, “Characterization and optimization of acoustic filter performance by experimental design methodology,” Biotechnol. Bioeng., 2005.[5]Biosep manual 10 and 50 L per day, Applikon Biotechnology.[6]I. Z. Shirgaonkar, S. Lanthier & A. Kamen, Acoustic cell filter: A proven cell retention technology for perfusion of animal cell cultures. Biotechnology Advances, 22(6), 433–444, 2004.