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编码器原理

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编码器原理相关的资讯

  • 国内首创!光电编码器技术突破,多类仪器将摆脱进口
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 8月29日,据中国高科技产业化研究会信息,经中国工程院院士尤政领衔的业内专家组评定,我国自主研发的高精度绝对式旋转光电编码器核心芯片及相关技术为国内首创,达国际先进水平。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 200px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/6d62fd24-8c8c-4fa4-aee7-8ebf664f6ff4.jpg" title=" 我自主研发光电编码器核心技术取得突破.jpg" alt=" 我自主研发光电编码器核心技术取得突破.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据介绍,旋转光电编码器是一种利用光电原理获取旋转轴转动角度变化的传感器,集光学、电子和精密机械技术于一体,广泛用于电梯、机器人、无人机、数控机床、精雕机、医疗器械等,是实现智能制造过程中不可或缺的高端控制传感器设备。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据北京中微锐芯科技有限公司技术人员介绍,目前旋转光电编码器的核心芯片严重依赖进口,而国内编码器厂家的高端产品大多采用德日的整体解决方案。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据了解,该团队自主研发攻克了光电编码器核心技术,旋转光电编码器芯片由光电二极管阵列、高精度低噪声运算放大器、第二级固定增益放大器和带回差的迟滞比较器等构成,精度达到23位。该芯片集成微型3通道光学游标编码技术、实时光强校准技术,能消除LED发光随温度变化、LED老化、码盘蒙受油污灰尘、探测器表面清洁度不高等环境因素对编码器读数造成的影响,提高编码器的重复精度和定位精度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 该团队还发明了一种新的分体式编码器结构,并由此结构衍生出新的分体式编码器校准方法和安装方法,降低分体式编码器校准和安装过程中的操作难度,显著减少分体式编码器的整机厚度,节省编码器的安装空间。 /span /p
  • 海顿科克推出全新的永磁式电机编码器
    海顿科克直线传动是直线传动领域的领军型企业,最近公司又推出了全新的应用于G4-25000系列电机上的编码器。 固态技术的应用使得该增量式编码器的结构极其紧凑,该编码器通过双检波电路,由一个信号芯片进行信号处理。在医疗设备、分析仪器或机器人行业中,为获得精准的位置反馈,就可以使用海顿公司的永磁式电机配套该编码器。 该64线正交脉冲编码器选用高性能的钕作为磁性材料,8位数字信号处理,每圈总计输出256个脉冲。该编码器有A/B相输出,相位差为90度。此外,还提供一个Z相脉冲即每转一个脉冲信号。该编码器最高每秒10000个脉冲,输出更新采样时间为100毫秒。 256脉冲磁编码器是普通光学编码器一个绝佳的替代品,几乎不受震动,冲击,灰尘和污染物等的影响和干扰。编码器可以使用一个3.3V或5V输入电压。它与海顿25000系列线性驱动结构配套使用,势必成为一个功能强大,结构紧凑的直线运动结构。 海顿G4-25000系列直线步进电机与市场其他同尺寸电机相比拥有更大的输出力,G4-25000产品使用了完美的定子齿形,强力钕磁钢,大尺寸的花键轴以及能提供更好的旋转支撑和更高的轴向负载能力的加大的球轴承以保证产品在整个使用寿命中都能保持免维护和重复定位精度。 更多信息请访问海顿直线电机(常州)有限公司网站http://www.haydonkerk.com.cn
  • 高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器实现产业化
    高档数控机床与基础制造装备国家科技重大专项“高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器”课题通过验收并实现产业化。  “高精度高分辨力绝对式光栅旋转编码器”是我国高档数控机床和基础制造装备急需的关键部件,被称为数控系统的“眼睛”。“十二五”期间,在国家科技重大专项的支持下,长春禹衡光学有限公司集中核心技术力量,成功解决了高精度、高分辨力绝对式旋转编码器的设计、制造、检测、应用等软硬件的核心问题,实现了高精度编码器的小型化和电子多圈计数,提高了光栅的生产效率,实现了编码器芯片功能的高度集成和编码数据的快速传输等,达到国际同类产品的先进水平,实现了系列化和产业化,年生产能力已达10万台。
  • 成功完成编码PA扫查的基本工具包有多实用?奥林巴斯无损检测探伤仪带您解密!
    使用奥林巴斯OmniScan X3系列高级探伤仪采集编码相控阵(PA)超声数据有多个优势。可使您借助准确表示缺陷大小的数据视图定量缺陷。这些缺陷定量数据可用于判断产品是否符合在役服务要求的计算,使资产所有者充满信心地做出有关运营安全以及是否进行必要干预的关键性决策。获取编码PA数据所需的设备越来越便携且价格合理。将适当的探伤仪、扫查器、探头和编码器组合在一起,有助于您完成不同应用并采集到更有价值的数据。然而,尽管扫查技术取得了诸多进步,但许多扫查器在便携性方面依然存在着缺陷。自动和半自动扫查器的挑战尽管自动和半自动扫查器通常可以完成更高的扫查量,并能够处理更复杂的应用,但是对于需要随时动手进行扫查的工作,它们可能不太适合。以下是更简单的设备设置可能更可取的3个原因:大小:如果目标区域或被检焊缝周围的空间有限,那么较大的扫查器可能不太适合。配置:扫查器的设计或形状可能会妨碍将其安装到组件上。复杂笨重:当扫查器笨重、庞大或难以安装时,可能会使人们望而却步。如果没有扫查器,检测人员可能会选择手动扫查并放弃对数据进行编码。拥有合适的设备有助于避免扫查完成后只获得未编码的数据。每次都获取编码数据到达工作现场后,您和您的工作团队别无选择,只能将就使用手头的设备。真正做好准备意味着拥有用途广泛的扫查工具,这些工具应适用于各种组件尺寸、类型和材料,并适应不同的环境。要达到充分准备和随机应变的水平,请考虑将这3种扫查和编码工具添加到您的PA检测工具包中:1. 钢线编码器当检测空间非常狭小时,采用流线型单线设计的钢线编码器可以帮助您摆脱困境。只需稍微用力,就可以完成简单的牵拉动作,使您轻松完成单轴编码相控阵扫查。其用途广泛且易于操作得益于以下功能:2种安装底座(磁性和吸盘)可轻松安装在所有表面上,包括铁磁性和非铁磁性表面。由于占地面积小,适用于空间有限的区域。打包运输时,非常便于携带且占用空间很小,因此您可以随时将其作为备份随身携带。其定位系统可大幅减少错误,消除了发生滑动错误的风险,并且可以轻松拉动,使操作人员能够集中精力正确操控探头。2.通用托架我们的通用托架不需要任何工具,就可在三个不同方向上安装钢线编码器或者 Mini-Wheel编码器,而且几乎可装入任何相控阵(PA)楔块和探头组合。这是一种简单而经济的方式,可以提高您在接到通知后立即调整设置的能力。将通用托架添加到您的检测设备中,可使您为更多的部件形状和尺寸创建配置。您还可以增加用于编码检测的探头和楔块的类型,使其用途更为广泛。在无法使用楔块的情况下,可以将楔块直接连接到相控阵探头上,进行接触式检测。3. Mini-Wheel编码器Mini-Wheel编码器是一种久经考验的扫查工具,因其用途广泛而倍受赞誉。除了坚固耐用和小巧紧凑的特性之外,这款编码器还可装配一个橡胶轮,用于检测温度高达150°C的非铁磁表面,或装配一个磁轮,紧紧粘附在铁磁性部件上进行检测。Mini-Wheel编码器可用于多种不同的配置,以满足特定检测应用的要求,例如:为了对焊缝进行衍射时差(TOFD)检测,可以将Mini-Wheel编码器安装在带有两个PA探头和楔块的HST-X04扫查器上。当光栅扫查不切实际或不可能进行时,可以将其安装在通用托架上,或直接安装在楔块上,以便使用相控阵超声检测(PAUT)技术对整个体积进行手动单线扫查。Mini-Wheel编码器可与带有创新型Rexolite延迟块的RexoFORM楔块一起使用,对周围区域狭小的各种直径的管道进行腐蚀成像。为克服采集编码数据的障碍做好准备总而言之,以下是这三种工具共有的主要优势:小巧紧凑用途广泛简单易用这些工具易于运输和操作,您可以在不增加工作人员压力和负担的情况下将它们添加到标准检测设备中。
  • 国内外机器人关节测试技术现状及展望
    国内外机器人关节测试技术现状及展望石照耀,程慧明引言2021年中国机器人行业市场规模为1306.8亿元,预计2022年行业市场规模将达1712.4亿元,同比增长31.0%,增速全球领先。关节是机器人执行姿态控制的执行部件,其性能对机器人的整机性能和可靠性起决定性作用。按动力来源可以分为液压、气动和电机驱动三大类,本文主要介绍电驱动关节。关节主要由传动、控制和传感部分组成,其中传动部分由电机、减速器和结构件组成,控制部分由驱动模块及通信模块组成,传感器部分使用了位置、力矩、电流和温度等。随着机器人应用领域与规模的快速扩张,关节种类不断增加、性能也不断优化。与此相适应,对关节性能的表征、测试和评价也成为了当前的研究热点。全面考察机器人关节测试技术现状,发现整体上呈现出四个特点:(1)测试技术多来源于减速器和电机测试技术,缺乏完全适用于关节的整机测试技术。(2)国内外研发的测试设备主要针对大中型关节,而针对小型或微小型关节的测试技术和设备较少。(3)对关节的测试多集中在减速器和电机上,而不是将关节作为一个整体进行测试。(4)测试参数不全面,多集中于关节的定位精度、速度响应能力上,缺少对其传动精度参数、电参数及其与机械参数的测试和融合分析。机器人关节的结构不简单,同时蕴含着复杂的能量转化、能量传递以及运动控制等问题。应用场景的多样化对机器人主机装备的运动性能精度、负载控制、能耗效率、振动噪声、服役寿命等性能提出了更高的目标,这对关节的综合性能提出了进一步的要求。因此对机器人关节进行综合性能测试,获取关键性能指标,并为设计提供指导具有重要意义。1 关节分类1.1 类型机器人关节的种类众多,可大致划分为刚性关节和弹性关节两类。刚性关节主要由电机、高传动比减速器、编码器、力矩传感器和控制器等组成。Albu-Schaffer等为德国宇航局的轻量机器人设计的机器人关节,包括无刷电机、谐波减速器、绝对编码器、增量编码器、刹车和力矩传感器等,如图1所示。Samuel Rader等设计的机器人关节装有陀螺仪,可以实现更加精准的姿态控制。由于材料和设计上的限制,刚性关节存在功率密度值不高和机器人受冲击情况下关节强度不够的问题,因此刚性关节在使用上存在一定的局限性。图1 刚性关节弹性关节分为串联弹性关节与并联弹性关节两种。弹性关节的设计原理来自于Hill肌肉三元素力学模型,以求更好的模拟人体肌肉功能。Pratt首先提出了串联弹性关节的概念,串联弹性关节在减速器和电机之间增加弹性连杆,用于降低外部冲击载荷和储存能量。Vanderborght等设计了可平衡位置的关节,Negrello等设计了新型关节,并进行了负载能力和抗冲击能力实验,如图2所示。并联弹性关节是在机器人整机上增加并联弹性连杆,通过和关节共同配合,来达到释放冲击和储能的功能。图2 弹性关节1.2 技术要求机器人应用场景的多样化对关节的技术提出了不同的需求,以刚性关节为例,大致可以分为两类,如表1所示。表1 关节技术要求第一种类型关节被广泛应用于教育机器人、玩具机器人和餐饮机器人等,对关节的传动精度要求相对较低,通常对整机的回差要求小于60′。减速器的齿轮模数在0.2mm-0.5mm之间,材料以金属和塑料为主,种类有平行轴齿轮减速器、行星齿轮减速器、面齿轮减速器,其中平行轴齿轮减速器较为常见,部分减速器内部会增加离合机构,当机器人跌倒减速器受到冲击时,用于保护内部结构,该类型关节通常没有力矩传感器。第二种类型的关节广泛应用于大型双足服务机器人、工业机器人和航空航天领域的空间机械臂等,此类关节对传动精度要求较高,通常对整机的回差精度要求是小于3′。其减速器的传动形式主要有行星减速器、摆线针轮减速器、谐波减速器,其中谐波减速器最为普遍。电机多使用直流无刷电机和永磁同步电机,在安装上多采用无框形式。位置检测传感器有光栅编码器、磁编码器,力矩传感器有应变扭力计。2 关节测试方法现状机器人关节的性能主要反映在传动精度、机械参数、响应参数和电参数等指标上。减速器和电机作为关节的重要部件,两者测试技术的发展为关节测试技术提供了借鉴,但减速器和电机的质量不能反映关节整机的质量,因此对关节的测试应面向整机。2.1 传动精度传动误差和回差是评价关节运动输出精度的主要指标。传动误差既反映了传动部分制造误差和安装误差,又反映了其抵抗外界环境(如温度、负载等)的能力。回差则反映了关节传动系统中的间隙,其主要由空程回差、弹性回差、温度回差等组成。2.1.1 传动误差(1)测试方法对精密减速器等传动链的传动误差测试技术研究可以追溯至上世纪50年代,K.Stepanek研制出基于磁栅式传感器测试齿轮机床动态误差的设备。C.Timmc基于光栅式传感器,通过将旋转角位移转换成相应电信号输出以得到传动误差的一种测量方法。黄潼年先生提出了“单面啮合间齿测量法”,发明了齿轮整体误差测量技术。彭东林提出一种时栅传感器,用于对传动误差进行测量。国标GB/T 35089-2018对机器人用谐波齿轮减速器、行星摆线减速器、摆线针轮减速器等精密传动装置的试验设备、传动误差试验方法及其数据处理方法做出规定。机器人关节的传动误差测试技术来源于上述方法,关节的传动误差是指:对应伺服电机任意转角,关节的实际输出转角与理论转角之间的差值,传动误差曲线如图3所示。图3 机器人关节传动误差示意图文献[3]基于光栅法对关节的传动误差进行测试。文献[4]利用高精度光栅测量关节的输出角度,关节电机编码器测量输入端角度,实现了对关节整机传动误差的测试。(2)测试难点关节是一种复杂的机电一体化产品,由于在工作原理、机械结构、传感器配置和控制方式等方面不同于其他的齿轮传动机构,使得对关节传动误差的测试也存在不同,因此在测试方法上带来了一系列的不确定和难点问题。根据GB/T 35089-2018对精密减速器传动误差测试设备的规定,在减速器的输入端和输出端分别利用高精度角度编码器采集角度数据。对关节传动误差的测试,是以关节整机为测试对象,关节输入端角度数据的采集依赖于关节电机编码器。部分关节编码器精度较低或者没有安装电机编码器,因此在此类关节传动误差的测试中如何保证输入角度的有效性是一个难点问题。目前的解决方案有两种,一是文献[4]中所利用的等时间间隔采样方式,该方法可以在一定程度解决编码器精度不足的影响,但该方法可能存在时间滞后和关节本身不支持该模式的问题;二是以控制器发出的指令角度为输入端角度,即以理论转角为输入端角度,该方法符合关节传动误差的定义。综上所述,关节的传动误差测试方法多来源于精密减速器等传动装置,但由于关节本身的特点,使得其传动误差的测试方法具有一定的特殊性。2.1.1 回差(1)测试方法机器人关节的回差是指:关节的输入端伺服电机运动方向改变后到输出端运动方向跟随改变时,输出端在转角上的滞后量。按照测试原理的不同,对关节回差的测试可以分为静态测试和动态测试两种。静态测试:是指将关节的输入端固定,通过输出端加载、卸载,获取滞回曲线而完成的回差测试,滞回曲线如图4所示。输入端固定,给输出端逐渐加载至额定转矩后卸载,再反向逐渐加载至额定转矩后卸载,记录多组输出端转矩、转角值,绘制完成的封闭的转矩-转角曲线。图4 滞回曲线示意图在关节输出端不同位置进行回差测试,获得各个位置的回差,由此获得静态测试的回差曲线,如图5所示。图5 静态测试的回差曲线 动态测试法:通过测试关节的双向传动误差曲线,获取回差曲线而完成的回差测试。首先测出关节正向传动误差曲线,使输入端正向多转一定的角度后反向旋转,然后在相同条件下测出关节反向传动误差曲线,如图6所示。图6中反向传动误差曲线与正向传动误差曲线对应点的代数差即构成回差曲线,如图7所示。文献[5]采用动态测试方法对小型关节进行了回差的动态测试实验,并和静态测试进了对比,发现结果大体一致,可以在一定程度上进行相互印证。图6 双向传动误差曲线图7 回差曲线(2)测试难点同传动误差测试类似,关节回差的测试也不同于精密减速器等传动装置,对测试方法的研究也需要从关节本身的特点来考虑。(1)关节带电状态是影响关节回差测试的一个重要因素,按照关节回差静态测试方法的定义,需要将关节的输入端固定,即电机轴抱死。关节上电后电机轴抱死,在静态测试过程由于电机反向电动势的阻碍,会对测试结果产生影响。(2)角度编码器精度和有无问题同样影响关节的回差动态测试,按照定义需要获得双向传动误差曲线,进而获得回差曲线。在实际测试过程中,若采用等时间间隔采样的方式,则会存在采集点无法对齐的问题。若采用理论角度为输入端角度的方法,则存在测试不连续的问题。(3)联轴器变形会影响关节回差测试结果,在加载测试中需要对联轴器变形进行补偿。2.2 机械参数2.2.1 启动转矩与反启动转矩测试机器人关节的启动转矩测试是指关节的输出端在无负载情况下,关节内部的电机缓慢进行转动,至关节的输出端转动,期间利用关节内部的力矩传感器采集转矩变换情况,利用测试设备的高精度角度传感器来实时判断关节输出端的转动情况,取转矩的最大值为启动转矩,测试曲线如图8所示。需要注意的是若关节内部没有力矩传感器则无法进行启动转矩和反启动转矩测试。机器人关节的反启动转矩测试是指关节的输入端在无负载情况下,测试设备的加载电机缓慢进行转动,直至关节的输入端转动,期间利用测试设备的力矩传感器采集转矩变化情况,利用关节内部的输入端角度传感器实时判断关节输入端的转动情况,取转矩的最大值为反启动转矩,测试曲线如图8所示。需要注意的是对关节的反启动转矩测试要在不带电下进行测试,因为电机在带电状态下反向转动会存在反向电动势,对关节转动存在阻碍。图8 启动(反启动)转矩曲线2.2.2 工作区工作区用转速和转矩组成的二维平面坐标区域表示,如图9所示。关节运行时温度不超过关节允许最高温度,能长期工作的区域为连续工作区。图中连续工作区域是由关节的发热、机械强度、以及关节内驱动器的极限工作条件限制的范围。超出连续工作区,允许关节短时过载运行的区域为断续工作区。图9 工作区2.3 响应参数2.3.1 位置响应频带宽度根据JB-T 10184-2000的规定,对关节位置响应频带宽度的测试应按照如下方式。在给定某一恒定负载的情况下,关节输入正弦波信号,随着正弦波信号频率逐渐升高,对应关节位置输出量的幅值逐渐减小同时相位滞后逐渐增大,当相位滞后增大至90°时或幅值减小至输入幅值的1/根号2时的频率即为系统位置响应频带宽度。2.3.2 正/负阶跃输入的位置响应时间关节在空载条件下或按照试验要求加载某一恒定负载(根据需求确定转动惯量和扭矩大小)。外部控制器发送由0到1的正阶跃信号给关节,并同步读取角度传感器的数据,记录关节从阶跃信号发出至位置达到0.9的时间;重复上述试验,取多次试验的平均值即为关节的正阶跃输入的位置响应时间,测试曲线如图10。图10 正阶跃输入的位置响应时间同理,外部控制器发送由1到0的负阶跃信号给关节,并同步读取角度传感器的数据,记录关节从阶跃信号发出至位置达到0.1的时间;重复上述试验,取多次试验的平均值即为关节的负阶跃输入的位置响应时间,测试曲线如图11。图11 负阶跃输入的位置响应时间2.4 电参数电参数测试用于反映关节在工作状态下电流、转速、功率、效率与转矩之间的关系。电参数测试分为恒定加载测试与梯度加载测试。恒定加载测试是指关节输出端施加某一恒定负载的情况下,测试关节的电流、转速及转矩变化情况;梯度加载测试是指关节输出端梯度加载的情况下,测试关节转矩与电流、转速、效率、输出功率之间的关系,获得相应的特性曲线。2.4.1 恒定加载测试恒定加载测试的目的是为检测关节在空载或稳定负载情况下,其瞬时电流、瞬时转速及瞬时转矩的波动情况,上述参数测试原理及测试曲线示意图如表2所示。表2 恒定加载测试2.4.2 梯度加载测试梯度加载测试的目的是为检测关节在最高转速下,关节输出端负载从0Nm开始等时间梯度加载至堵转力矩为止的过程中,关节的电流、转速、效率、输出功率之间的关系,获得转矩—电流曲线、转矩—转速曲线、转矩—输出功率曲线、转矩—效率曲线以及关节最佳工作区域综合曲线,上述参数测试原理及测试曲线示意图如表3所示。表3 梯度加载测试3 关节测试设备现状3.1 大中型关节测试设备在工业领域内成熟的商用大中型关节测试设备不多,本文列举多型大中型关节测试设备,从测试范围、测试功能、测试精度、测试原理以及测试数据运用五个方面进行对比,如表4所示。表4 大中型关节测试设备由上表可知,大中型关节测试设备基本以单一类型性能参数测试为主,涉及定位精度、响应参数和机械参数,测试技术主要借鉴电机测试技术,少量来源于精密减速器测试技术,存在测试项单一,功能不完善等不足。在测试数据运用方面,主要目的为验证关节机械设计和运动控制算法的可靠性和有效性。目前面向大中型关节的测试设备正朝着综合性能测试和云端测试的方向发展,作者团队所研制的新型机器人关节综合性能测试机可以实现对关节传动精度、机械参数、响应参数、电参数和抗干扰等性能参数的综合测试,测试机的性能指标如表5所示,测试机如图12所示。表5 新型机器人关节综合性能测试机图12 服务机器人小型关节综合性能测试机利用该测试机实现了对关节性能全面测试,相关测试结果如图13所示,分别为传动误差、抗干扰性能和阶跃响应测试。图13 关节测试测试机还具备云测试与数据云交互的功能,相关架构如图14所示,将关节测试中涉及的测试设备、传感器、控制软件、分析方法、测试方法、测试数据和辅助设备虚拟化为服务资源,通过通用的硬件设备接口和软件接口,依托云平台,实现了各测量资源统一的、集中的信息化和智能化组织管理和运用,最终面向用户提供个性化的测试服务和体验。图14 关节云测试架构3.2 小型关节测试设备小型关节测试的难点主要表现在:(1)传感器精度问题,小型关节内部的传感器精度较低,影响测试结果的准确性;(2)传感器缺乏问题图15 服务机器人小型关节综合性能测试机图16 能测试机小型关节测试综上所述,在机器人关节测试设备研发领域存在测试项单一,测试数据运用不足等的问题,考虑到关节对于机器人市场的重要性和特殊性,对其测试技术的研究和测试设备的开发越发的迫切。
  • 深圳先进院提出梯度光场编码的双光子快速三维成像技术
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑炜团队提出一种基于激发光梯度编码的快速三维成像技术,可使双光子体成像速度比传统技术提升5至10倍。  双光子显微镜具有亚微米级的成像分辨率和毫米级的成像深度,被广泛应用在神经结构和功能成像以及其他活体成像研究中。传统的双光子三维成像是将双光子激发的焦点在样品中进行逐层的二维扫描来实现的,这种三维成像方法不仅速度受限且增加了样品暴露在高能激光中的时间,对生物组织造成光损伤和光漂白,不利于活体组织的长时间成像。  该研究提出的新型梯度光场双光子显微成像技术只需要进行两次二维扫描即可获得样品的三维信息,极大降低了激光对样品的损害。  在生活中,可利用编码来确定位置。与此类似,梯度光场技术设计了一对轴向拉长并且强度梯度变化的焦点,利用这对焦点的强度变化来编码并解析出物体的位置:横向扫描第一个梯度焦点得到的图像中,位置较浅处的样品荧光强度强,位置较深处的样品荧光强度弱,第二个焦点对应的图像则正好相反。两幅图像的和反映了样品的真实三维荧光强度,图像的比值则反映了荧光的深度信息。该方法可一次分辨深度12微米内三维信息,荧光点轴向定位精度为0.63微米。梯度光场双光子显微镜非常适合活体细胞的三维成像,在观测巨噬细胞吞噬荧光小球的实验中,能够快速捕捉荧光小球在巨噬细胞内外的三维运动轨迹,并精确定量出巨噬细胞运载小球的速度。  相关成果以Axial gradient excitation accelerates volumetric imaging of two-photon microscopy为题,发表在Photonics Research上。研究得到国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、重大研究计划以及广东省重点实验室等支持。   论文链接 (a):梯度光场双光子显微成像原理、(b):巨噬细胞吞噬小球过程、(c):小球的运动轨迹、(d):小球运动轨迹的量化与评估
  • 深圳先进院发展出可容错编码的序贯荧光原位杂交技术
    3月17日,中国科学院深圳先进技术研究院合成微生物组学研究中心、深圳合成生物学创新研究院戴磊课题组,在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了基于成像的空间微生物组最新研究成果(Spatial profiling of microbial communities by sequential FISH with error-robust encoding)。   该团队发展了一种可容错编码的序贯荧光原位杂交(SEER-FISH)技术,用于解析复杂微生物群落的空间结构。该方法可识别复杂群落中的不同微生物物种,在单细胞尺度上原位解析微生物物种之间以及微生物-宿主之间的相互作用,是探究微生物群落的生态和功能的重要工具。   自然界中的微生物群落具有丰富的物种多样性。各种微生物独特的生存方式和相互作用关系构成了群落特定的空间结构。尽管现有的高通量测序技术能够描绘微生物群落的物种组成及丰度,但缺乏解析群落空间结构的有力工具。由于传统荧光显微成像技术可分辨的物种数量受限于荧光基团的颜色种类,绘制高物种分辨率的复杂微生物群落的空间结构颇具挑战性。   基于此,研究发展了新的SEER-FISH成像技术并将其用于复杂微生物群落,在微米尺度上绘制了拟南芥根系定植的微生物群落的空间分布,观测到不同物种在根表上的空间异质性定植以及在受到宿主代谢物扰动后的空间分布变化和物种空间关联改变。SEER-FISH技术可以精准解析复杂微生物群落的空间结构,为探讨植物根际、人体肠道等宿主共生微生物组的生态规律和生理功能提供了有力工具。   SEER-FISH通过序贯荧光原位杂交的方式实现微生物群落空间结构的解析。它的工作原理是为每种微生物分配特定的多色编码,每轮使用带有相应颜色荧光基团的寡核苷酸探针来标记对应的微生物,再通过多轮荧光原位杂交成像获取每个细胞的多色编码,从而确定其对应的物种(图1a-c)。该团队进一步对编码进行优化,使用不同汉明距离(HD,hamming distance)的纠错编码可以提高物种准确识别率,且具有高度的可扩展性(图1d)。   研究在不同微生物群落的体外成像实验中对SEER-FISH技术进行系统评估。实验验证了该方法对群落组成识别的准确性和可重复性,能够准确量化群落物种组成的变化(图2a-c),使用不同的编码方案所得到的群落组成高度一致(图2d-f)。   植物根际定植着高度多样的微生物群落。它们既受到植物宿主的调控又影响植物的生理健康。然而,科学家对于根际微生物群落的空间结构却鲜有研究。研究将SEER-FISH应用于根表微生物的空间成像,勾勒了不同生理分区分布定植的微生物群落组成 (图3a-c)。   研究发现,定植在根表的微生物群落并非随机分布,而是倾向于形成聚集体。这些微生物聚集体的尺度在几十到几百微米,并存在多个物种(图3d-f)。微生物聚集体的形成的具体原因有多种假说,包括偏好性定植、提高在根际环境下的适应性等。此外,研究通过对群落中的微生物进行邻近关系分析,发现了显著的菌-菌空间关联(图3g)。   通过外源添加拟南芥根际分泌的代谢产物植保素(camalexin)和香豆素(fraxetin),研究发现根际微生物的组成和空间分布均发生了显著变化(图4a-c)。例如,中华根瘤菌主要定植于靠近根尖的位置,而这种偏好性的定植在加入植保素和香豆素后发生改变(图4d)。农杆菌本身在根上的定植没有偏好性,但在受到香豆素扰动后表现出更多的定植于根成熟区(图4e)。根际微生物空间分布的高度异质性和物种之间的差异,与环境异质性、微生物本身的特性均有关。   研究进一步对定植微生物的空间关联进行分析,发现植保素和香豆素均不同程度地影响改变了物种之间的空间关联(图4f)。微米尺度下的空间关联暗示了微生物群落中不同物种之间广泛存在的短程相互作用(如营养竞争与互养、接触抑制、群体感应等),对于进一步的机制研究有重要的指导意义。   研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金及深圳合成生物创新研究院的支持。
  • 新方法驱动发展 新应用开启未来——全国第九届近红外光谱学术会议圆满落幕
    南开大学化学学院 段潮舒 韩丽 刘煦阳 王冕 (导师:邵学广)2022年10月20-22日,中国仪器仪表学会近红外光谱分会举办了全国第九届近红外光谱学术会议。来自多所高校、研究院所的老师和同学们、各厂商代表们以网络会议的形式参加了此次大会。中国仪器仪表学会近红外光谱分会理事长袁洪福教授进行了开幕致辞。本次大会有80余场口头报告,涉及化学计量学方法、仪器、光谱成像、农林业、药物与过程分析等多个方面。以下研究方向吸引了我们的关注:1、化学计量学方法与应用研究化学计量学方法与应用研究在本次会议的报告中占比较高。化学计量学方法种类较多,使用者应该从原理入手学习,分析每种方法的优点和缺点,清楚每种方法的适用条件。此外,还应该加强对每类方法原理的理解和学习,更有利于新方法的开发和已有方法的推广应用。来自南开大学的邵学广教授进行了题为“近红外光谱分析中的化学计量学方法”的报告。介绍了建模流程及相关问题,强调了数据质量、模型评价与验证、模型监控的重要性。着重讲述了建模流程中数据集及质量考察,涉及参考值、光谱、建模样本数量、奇异样本、验证集等五个方面,同时也对近两年的建模竞赛提出了建议;来自华东理工大学的杜一平教授带来了“相关性组分对近红外光谱分析模型的影响”的报告,从样品中浓度相关性的角度讨论近红外模型,当样品中存在与被测组分浓度具有相关性的组分时,模型可以凭借这种相关性提高模型的预测能力;来自温州大学的陈孝敬教授带来了“偏最小二乘的几种改进研究”的报告,提出了偏最小二乘模型泛化算法、结合最小截断二乘思想的偏最小二乘、基于最小无穷范数的偏最小二乘、基于影响函数的偏最小二乘模型等多种改进方法;来自天津工业大学的卞希慧副教授带来了多种群体智能优化算法,并将其应用于各类样品光谱的变量选择;此外,还有多场化学计量学方面的报告,研究内容涉及了预处理方法、变量选择、模型转移和各种定性定量模型的建模方法,对扩展近红外光谱的应用范围和改善模型具有重要作用。2、集成学习策略集成学习策略是本次会议报告内容的亮点之一。来自暨南大学的潘涛教授带来了“近红外光谱模式识别的模型补偿融合方法”的报告,从博弈论思想出发,提出了一种光谱模式识别的模型补偿投票策略,取得明显优于单个模型的判别效果,潘涛教授还分享了应用于血清乳腺癌与正常对照的二分类和饮用水三分类的实例;来自海南大学的云永欢副教授系统地从近红外光谱的基础理论、方法开发到应用研究做了介绍,着重讲述了基于集群分析发展的多种变量选择方法,如区间随机青蛙、迭代保留信息变量、变量组合集群分析等,并开展了对农产品快速分析、罗非鱼新鲜度高光谱成像分析、短视频传感器用于食品检测等应用研究;此外,本次会议也邀请了“创和亿杯光谱建模竞赛”优胜者进行报告,三位报告人分享了各自的建模过程和建模经验,在报告中都不约而同地提到了多模型投票机制在建模中的应用。对于种类之间差异较小的样本,多模型投票机制策略有利于提升模型的预测性能。3、深度学习深度学习是化学计量学领域发展的前沿方向之一。当前,深度学习已广泛用于光谱定量及判别分析的研究中,加深对数据本身的理解更有利于研究者对神经网络进行合理调控。本次会议中有很多与深度学习相关的创新研究。来自温州大学的黄光造老师介绍了自编码器结合近红外光谱检测奶粉掺假的策略,利用单类样本对自编码器建模,并由样品输入自编码器后的重建误差进行聚类,实现了对掺假奶粉的高精度鉴别;桂林理工大学的陈华舟教授带来了“基于Levy飞行的神经网络优化模型应用于鱼粉NIR定量分析”的报告,利用Levy参数对神经网络进行有向调控,以提高定量模型预测精度,并应用于鱼粉饲料的蛋白质含量预测,取得明显优于常规神经网络的定量结果;来自燕山大学的研究生受深度迁移学习启发,发展了基于LSTM及迁移学习的近红外模型转移方法,并将其用于不同批次聚谷氨酸定量模型的转移,证明了迁移学习用于模型转移的有效性。4、水光谱组学水光谱组学是近红外光谱研究领域的新方向,从温控近红外光谱技术的发展到水光谱探针的提出,提升了近红外光谱的研究水平,扩展了近红外光谱的研究范围。近年来,国内越来越多的研究者开始关注水光谱的研究工作。潘涛教授在三分类问题中,构建了多模态测量方法,巧妙地将水光谱组学知识和判别方法联系起来,形成优势互补;来自山东大学和南开大学的两位博士生分别进行了报告:前者介绍了基于近红外水光谱组学的知识,利用支持向量机、遗传算法等分类方法区分了酸降解和酶消化获得的低分子量透明质酸,并分析了核磁共振、二维相关光谱、分子动力学模拟等结果,在原子和分子水平上揭示了两种来源的低分子量透明质酸水化行为差异的机制;后者介绍了利用近红外光谱中的OH伸缩振动一级倍频和HOH弯曲和伸缩振动组合频波段对水进行结构分析,通过小波包变换和连续小波变换增强光谱分辨率,观察到了对应不同氢键结构水的吸收峰。期待在下次会议中看到更多水光谱探针的研究工作。5、近红外仪器及应用本次会议还邀请了四位国际知名学者进行报告。来自韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授通过对胆汁的近红外光谱分析来判别胆囊癌,并对测试仪器进行了创新设计,巧妙地对胆汁样本以单液滴形式处理,也实现了全氟化碳捕获的微塑料物质进行定量检测;来自日本名古屋大学的Satoru Tsuchikawa教授介绍了近红外成像在农业和林业的应用,使用CARS进行波长选择从而实现对水果含糖量分布的准确预测,利用PLS模型对菠菜叶子的亚硝酸盐分布进行无损评估,通过成像技术将木材的湿度可视化,并区分了强氢键键合水、弱氢键键合水和自由水;来自因斯布鲁克大学的Christian Wolfgang Huck教授介绍了微小型近红外光谱仪的现状和未来,微型便携式仪器在植物分析、秋收时间的优化、黑松露的质量检测等方面起到重要作用;来自西班牙科尔多瓦大学的Dolores Pérez-Marín教授介绍了近红外光谱技术在农产品过程控制方面的应用,实现了农产品的现场分析、家禽类的活体分析等。近红外光谱分析技术在农林业、食品、药物生产及分析等领域具有重要的应用。王家俊高工带来了“近红外光谱分析技术应用研究与实践20年”的报告,对烟草近红外光谱分析技术应用进行了回顾,介绍了目前的行业标准与应用规范、近红外网络化与数据挖掘应用,并对应用场景与仪器选型、天然样品高质量光谱测量等基本问题给出了建议;来自山东大学的李连副研究员将近红外光谱技术用于制药领域,主要介绍了光谱稳定获取、光谱-物料实时对应、光谱模型建立复杂等难点问题的攻破,使药物在审评认证、药品监管、生产过程质量得到保证。近红外光谱应用方向还有多场报告,分别介绍了近红外光谱在土壤、木材、农作物、食品、中草药以及相关产品分析中的应用,例如柑橘类水果无损鉴别、奶粉掺假检测、鱼产品新鲜度等。理论指导实践,实际应用也将当下的需求反馈于理论方法的研究,研究工作者从需求入手,深入分析了解研究对象的特性,针对这些特性设计了更适用的仪器或测量方法,更好地满足实际的生活生产需要。不仅如此,会议中还有多篇与高光谱成像技术相关的报告,分别介绍了拉曼高光谱用于玉米种子霉变筛查、近红外高光谱用于花生冻伤检测等研究工作。高光谱技术是获取综合信息的高效手段,但高光谱的测量及数据处理技术仍需要进一步发展。除了精彩纷呈的报告,本次会议还颁发了第四届“陆婉珍近红外光谱奖”,徐可欣教授和杨辉华教授获得陆婉珍近红外光谱贡献奖,王家俊教授级高工获得陆婉珍近红外光谱科技奖,兰树明总监、李连博士、李江波博士、云永欢博士和杨敏博士获得陆婉珍近红外光谱青年奖。此外,会议还评选了12位优秀青年报告奖。获奖者的研究工作令我们受益匪浅,值得学习和借鉴。本次会议利用网络平台进行在线直播,整个会议日程安排紧凑有序,为大家带来了别样的享受。参会人员积极性很高,在问答区积极提问,报告人都及时做出回答,并分享了文献、代码及相关资料等,方便大家学习。新方法驱动发展,新应用开启未来!全国第九届近红外光谱学术会议圆满落幕,让我们共同期待下一届近红外光谱会议大家能面对面地交流与学习!
  • 上海仪迈 5周年系列文章
    前言:2015年10月10日,是“上海仪迈”正式营业,InsMark 品牌正式推出,五周年纪念日。五年艰辛创业路,如今酸甜苦辣,百感交集。值此之时,将所获所感所忧之心得,分三个部分,分享给大家。谢谢! 心得之一:所获 - 用户的认可比利润更重要 “上海仪迈”是一个非常有辨识度的技术创新公司, 也是一个立志做品牌,耐得住寂寞的公司。 我们坚信,制造出高品质的仪器,靠的不是专利,更不是纸上谈兵的理论,是真金白银的资金投入,是脚踏实地的产品开发。因为仪器的研制是综合科学,是团队合作,靠的是Knowhow的积累。 创业5年,公司的重心始终放在产品开发上。“舍得投入,耐得住寂寞”,才能使InsMark旗下产品,台台能优质,款款有新意:● 2011年国产第一台蓝宝石折光问世;● 2012年日志功能的pH计“炫风”来袭;● 2015年超微量分光光度计亮丽上市;● 特别值得一提的是,公司长期投入旋光研究,连续3年推出3个系列的数字平台旋光产品,不仅填补了国内空白,更是给广大用户带来很多的实惠: 1)2013, 实现国际高端的数字平台技术,3位精度的国产第一台旋光仪破茧而出,是InsMark高端数字平台旋光仪IP-digi600; 2)2014, 平民价格的数字平台旋光仪IP-digi300系列推出,深受用户欢迎,正在走向世界; 3)2015,更为实惠的数字平台旋光仪IP120-digi系列正式上市, 专供中国用户。 回顾仪迈创业5年的特立独行之路,不是追求利润最大化,而是大力投入产品开发;风险投资亦作长线打算,管理团队能耐得住寂寞。功夫不负有心人,以产品研制实力打造,品牌建设作为两大策略的5年运作,如今我们看到了光明的前景。因为我们欣喜地发现,海内外用户的认可,表征了公司第一个5年的运作策略已经成功 – 这个比前期的利润重要很多,他代表了公司和品牌的前景,也就是未来的“钱景”。 我们创业5年的最大收获是信心。我们坚信仪迈的根扎得深,用户的认可一定是仪迈不断增加的养分,公司和品牌成长为参天大树,指日可待。 心得之二:所感 -从原理到“knowhow”是一场马拉松 数字平台旋光仪的创新历程,是仪迈投资最大(1000万元以上),耗时最长(4年)的一个产品开发项目。项目经理王彤说:“这是一场艰苦的马拉松,更是一场从机械,电子,光学,到造型,UI, 海内外市场研究的一次全面合作。”电子团队首席工程师黄先生认为,在这个过程中,公司鼓励创新,承受失败,锻炼了我们的研发团队。关于数字平台旋光仪,永远是仪迈的骄傲,是项目团队的骄傲。以下是王经理的心得: 目前市场上的自动旋光仪,控制系统主要有模拟平台和数字平台两种类型。国产自动旋光仪,一直以来运用的技术都是在上世纪七八十年代发展起来的模拟技术平台,驱动信号直接接收模拟电路信号,无法控制,易造成死机和震荡,只能达到0.02° 精度的测量。进口高端旋光仪使用的都是数字平台技术,性能指标高,价格昂贵。 数字平台旋光仪是编码技术、电子技术、软件技术的集成,仪器性能呈数量级的提升,而且仪器寿命长、噪音小,特别是永久消除了“震荡”这种模拟平台带来的先天“疾病”。知难而上,做中国的数字平台旋光仪,是公司在2010年创业之初就给研发的一个重要任务。 数字平台的结构是怎样的?驱动用什么?怎样才能实现数字控制?怎样保证精度?怎样提高透过率?怎样降低噪音?怎样取得高质量的信号?怎样提高信噪比?没有可参考的,一切从零开始,摒弃传统思维模式,不断尝试,不断失败,不断重新来过。解决了技术难题,公司于2013年获得了数字平台关键技术的发明专利,对知识产权进行保护。 运用编码技术是数字平台的基本原理之一。传统的模拟平台蜗轮蜗杆机械结构复杂,而且角度的计数与偏振片不在同一基线,累积误差较大,时间长了磨损、产生间隙不可避免,影响精度和重复性。而创新的数字平台采用编码器计数,结构精简,每个位置都是唯一的,无需记忆,无需找参考点,什么时候需要知道角度,什么时候去读取位置,这样抗干扰特性好,数据的可靠性大大提高,而且结构上无接触无磨损,高精度编码器精度万分之一,编码器计数与偏振片同轴线,精度高,重复性好。当然,数字平台仅有编码技术是远远不够的,机械、光路、电子、软件缺一不可,这是大集成项目,每个研发岗位都是挑战传统,追求创新。原理的实现,是产品背后的999次失败,是一千多个日日夜夜的付出,是10人研发团队的一次次攻关,一次次knowhow的积累。 经过3年的努力,历经艰辛,终于于2013年第十五届北京BCEIA展会上正式推出了IP-digi600旋光仪,打破了国内市场上数字平台旋光仪进口仪器一统天下的僵局。展会上甫一亮相,就得到了满堂彩,仪器运用国际高端数字化技术平台,配置高品质Glan Thompson棱镜,实现了快速测量,低噪音,还可运用IT技术,实现上网、在线服务等功能,并在样品最低透过率方面有了突破性的飞跃;在0.1%(OD3)情况下可以实现准确测量,数据真实可靠,不但得到了专家的认可,更是得到了用户和经销商的青睐。当时,各大仪器网站竞相报道,被誉为中国的“宝马”。自此,国产数字旋光仪登上了历史舞台。 媒体采访 客户咨询 2014年又通过减成本设计推出了IP-digi300旋光仪,并在2014年6月的第十四届中国制药原料药展上亮相,让中国使用模拟旋光仪的用户有机会以较低的价格充分享受到数字平台旋光仪的优异性能。仪迈的数字平台旋光仪首次实现了全量程0.01° 精度的测量,拿到了国内计量院第一张0.01级别的旋光仪仪器等级证书。从此,中国制造旋光仪摆脱了技术落后、低端制造的帽子。 客户咨询产品 数字平台旋光仪不但在国内受到用户的欢迎,更是在海外市场上为中国旋光仪正名。在2015德国Achema展会上,国外客户对于Digi系列旋光仪也非常感兴趣,不断的进行技术方面的咨询,更加证明了好的产品必然会得到世界的认可。 总之,经过了公司的大力投入和团队的5年心血,我们的数字平台产品如今一枝独秀地处于绝对优势,建立了强有力的技术壁垒,得到了海内外用户的广泛认可。 心得之三:所忧 - 我们会很快被山寨吗? 我们坦言,作为一个注重产品开发,追求长期效应的公司,我们最担心的就是知识产权的是否保护。有时感到力不从心。 企业的产品是由众多研发人员,牵动公司方方面面,历经多年心血而得来的,也是企业投入大量财力及物力创造出来的,这是公司的产品。可悲的是有些研发人员却认为是自己的成果,自己有权处理。以王经理为代表的公司员工义愤填膺。 产品的每项知识产权都是对研发人员心血成果的认可,也是对企业巨大投入的保护,更是企业无比珍贵的无形资产。如何防止被山寨?仪迈缺乏经验。我们设想,申请专利可能只是少许程度的保护;我们也坚信,别人分析解剖我们的产品也是需要代价的,因为这是一项综合性技术,需要很多“Knowhow”的积累。然而我们最担心的是“内鬼”。 试想,如果公司的研发人员没有职业操守和道德底线,公司是防不胜防的。特别是当技术人员以公司合伙人形式出现,等产品出来后,以欺骗公司的名义撤出股份,马上将项目团队5年的心血,公司1000多万投入的所得成果转手出卖,我们大概也只能谴责这种可耻的行为,别无他法了吧? 李克强总理在政府工作报告提出:“大众创业,万众创新”。上海仪迈,就是真正的先锋实践者。然而,如今我们忧心忡忡。我们需要政府帮助,需要法律支持。我们呼吁正义和良心,呼吁媒体谴责这种可耻的行为,希望广大用户支持正义,支持真正的“本土精品”。 仪迈是一个“欧式风格”的公司,创业的初衷是引进欧洲先进的理念,技术和管理,填补国内空白,创造中国精品品牌。如今,创业5年,百感交集。收集公司员工之意见撰写此文,解剖公司案例,希望读者围观,并提宝贵的意见和建议。十分感谢! 上海仪迈仪器科技全体员工 2015.9.30
  • 赛成发布触摸屏偏光应力仪新品
    一、触摸屏偏光应力仪产品简介YLY-H偏光应力仪(玻璃制品应力检查仪)是应用偏振光干涉原理检查玻璃的内应力或晶体双折射效应的仪器。执行 YYB003320O2、 YBBO○ 162003标 准。由于仪器备有灵敏色片,并应用1/4波片补偿方法,因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序,定性或半定量的测量玻璃的内应力,还可以准确定量的测量出玻璃内应力的等级。本仪器适含光学仪器厂、玻璃制晶厂、 实验室作测量光学玻璃、 玻璃制晶及其它光学材料的应力值,二、触摸屏偏光应力仪产品特点l 定性、 定量两种试验模式, 试验空间可调,适用范围广l 仪器可存储200组数据,每组数据 50个测量值l 采用高精度jue对式角度编码器进行测量,测量精度优于2.0nml 触摸屏显示,可同时显示测量角度及光程差数值,用户可直观获得所需数据,使测量直观易读。l 暗视场无需校准,采用了jue对式编码器,偏振场的暗视场总是处于零角度点,因此无需用户校对零点,避免了人为校对暗视场造成的误差。l 绿色节能,采用了更加节能环保的LED光源,相对传统光源节能80%以上。l 配备微型打印机,方便打印输出试验数据l 配备USB接口,可接PC软件控制仪器运行l 自动保存历史试验记录,本地查询,并可导出至电脑端EXCEL格式保存l 触屏端操作用户三级权限设置,完全满足GMP权限认证l 测试记录审计、追踪功能l 试验结果同步上传至云端服务器保存,在世界各地,有网络就可浏览。l 本地数据与云端数据双重备份,确保数据不会丢失三、技术指标项目特点仪器示值0.1毫微米测量精度2毫微米偏振场直径150亳米捡偏振片旋转角度-180 ~+180度数据保存200组每组数据50个测量值光场边沿亮度120cd/m2可调测量距离范围280mm外形尺寸220mm(L)×350mm(B)×580mm(H)净重12Kg电源AC 220V 50Hz使用环境温度10—40 oC创新点:YLY-H偏光应力仪(玻璃制品应力检查仪)是应用偏振光干涉原理检查玻璃的内应力或晶体双折射效应的仪器。执行 YYB003320O2、 YBBO○ 162003标 准。由于仪器备有灵敏色片,并应用1/4波片补偿方法,因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序,定性或半定量的测量玻璃的内应力,还可以准确定量的测量出玻璃内应力的等级。本仪器适含光学仪器厂、玻璃制晶厂、 实验室作测量光学玻璃、 玻璃制晶及其它光学材料的应力值,
  • 赛成发布智能偏光应力仪 YLY-H新品
    产品特点◎ 定性、定量两种试验模式,试验空间可调,适用范围广。 ◎ 仪器可存储200组数据,每组数据 50个测量值。 ◎ 触摸屏显示,可同时显示测量角度及光程差数值,用户可直观获得所需数据,使测量直观易读。 ◎ 绿色节能,采用了更加节能环保的LED光源,相对传统光源节能80%以上。 ◎ 配备微型打印机,方便打印输出试验数据。 ◎ 配备USB接口,可接PC软件控制仪器运行。 ◎ 自动保存历史试验记录,本地查询,并可导出至电脑端EXCEL格式保存。 ◎ 触屏端操作用户三级权限设置,完全满足GMP权限认证。 ◎ 测试记录审计、追踪功能。 ◎ 试验结果同步上传至云端服务器保存,在世界各地,有网络就可浏览。 ◎ 本地数据与云端数据双重备份,确保数据不会丢失。测试原理YLY-H内智能偏光应力仪应用偏振光干涉原理检查玻璃内应力或晶体双折射效应的仪器。由于仪器备有灵敏色片,并应用1/4波片补偿方法,因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序,定性或半定量的测量玻璃的内应力,还可以准确定量的测量出玻璃内应力数值。测试标准YLY-H依据标准:JJG196-2006《常用玻璃量具检定规程》GB/T4545 《玻璃瓶罐内应力检验方法》GB/T12415 《药用玻璃容器内应力检验方法》 YBB00032005-2005 《钠钙玻璃输液瓶》YBB00332002-2015 《低硼硅玻璃安瓿》应用领域基础应用适用于玻璃输液瓶、玻璃管制(模制)药瓶、管制(模制)注射剂瓶、安瓿瓶、口服液体瓶等偏光内应力测试; 还可以应用于啤酒瓶、白酒瓶等玻璃容器内应力测试。技术指标项目指标仪器示值0.1nm测量精度≤2nm偏振场直径150mm捡偏振片旋转角度-180 ~+180°光场边沿亮度>120cd/m2起偏镜至检偏镜间可调范围280mm光场的光亮度≥800lux数据保存200组每组数据50个测量值外形尺寸220mm(L)×350mm(B)×580mm(H)使用环境温度10—40 oC电源AC 220V 50Hz净重12 kg仪器配置标准配置主机、电源线选购件通讯线缆、专业软件创新点:◎ 定性、定量两种试验模式,试验空间可调,适用范围广。 ◎ 仪器可存储200组数据,每组数据 50个测量值。 ◎ 采用高精度绝对式角度编码器进行测量,测量精度优于2.0Nm。 ◎ 触摸屏显示,可同时显示测量角度及光程差数值,用户可直观获得所需数据,使测量直观易读。 ◎ 暗视场无需校准,采用了绝对式编码器,偏振场的暗视场总是处于零角度点,因此无需用户校。对零点,避免了人为校对暗视场造成的误差。 ◎ 绿色节能,采用了更加节能环保的LED光源,相对传统光源节能80%以上。 ◎ 配备微型打印机,方便打印输出试验数据。 ◎ 配备USB接口,可接PC软件控制仪器运行。 ◎ 自动保存历史试验记录,本地查询,并可导出至电脑端EXCEL格式保存。 ◎ 触屏端操作用户三级权限设置,完全满足GMP权限认证。 ◎ 测试记录审计、追踪功能。 ◎ 试验结果同步上传至云端服务器保存,在世界各地,有网络就可浏览。 ◎ 本地数据与云端数据双重备份,确保数据不会丢失。 智能偏光应力仪 YLY-H
  • 浅谈视觉坐标测量系统(CMM)发展及应用
    一、CMM简介CMM是坐标测量机(Coordinate Measuring Machine)的简称,俗称“三坐标”,最早于50年代由欧洲人发明,知名厂商包括海克斯康和蔡司等,起初用于军工领域,随后广泛应用于各类制造型企业。国内生产三坐标的厂家包括思瑞、雷顿、爱德华等。 图1 坐标测量机(CMM)示例初代CMM由花岗岩平台、精密光栅尺、运动控制系统等部件组成,精度可达到1~3um级别,但是它对环境温度的要求较高,且特别笨重。人们为了测量更加便捷,之后又发明了关节臂CMM、激光CMM、视觉CMM三个品类的坐标测量机。关节臂CMM是由六轴或七轴关节组成,在关节处有高精度旋转编码器可测量关节的角度,精度可达到20~50um级别,重量较轻,对环境温度的要求不像三坐标那么高。但它的测量范围受限于机械臂的臂长,臂越长精度越低。图2 关节臂CMM示例激光CMM是指激光跟踪仪,由激光干涉测距模块、高精度旋转编码器、运动控制模块、全反射靶球等组成,高端设备甚至还集成了视觉定姿模块,精度可达到15um+6um/m,测量范围可达100m左右。 图3 激光跟踪仪示例(中间是激光反射靶球)视觉CMM主要由高分辨率相机和光笔组成,其中相机用于跟踪定位,而光笔又由标志点、探针组成。这类设备的重量最轻,使用时最为灵活省力,精度通常能达到20~50um级别。视觉CMM的分类、发展和应用,将在下文中详述。 图4 视觉CMM示例(跟踪器和光笔)二、视觉CMM的发展视觉CMM是基于数字摄影测量和计算机视觉原理的坐标测量仪器,该领域的学者把相机抽象成一个小孔成像设备,利用“共线方程”这一基本原理,推导出了相机标定、前方交会、后方交会、相对定向、绝对定向、极线对应等解析法理论,表述的是“物-像”几何关系。在视觉CMM中,被观测的目标(光笔)通常是一组标志点,可以是玻璃微珠反光材料的,也可以是LED自发光的,从原理上标志点的数量至少应为3个,但为了更好的精度和可靠性,厂家通常会设计10个左右的标志点。标志点的三维坐标是事先测定过的已知值,相机对标志点进行拍照,得到标志点的成像,利用“物-像”几何关系求解被观测目标(光笔)的位置和姿态。视觉CMM根据相机的数量和使用方式的不同,可以分为单目跟踪CMM、双目跟踪CMM、单目反向定位CMM、单目主动跟踪CMM四种类型,下文逐一介绍。 图5 不同位置下光笔的成像图6 单目跟踪和双目跟踪原理示意图2.1 单目跟踪CMM单目CMM是利用单个相机对被观测目标(光笔)进行跟踪定位,其原理在摄影测量中称为单片空间后方交会,测量精度与相机分辨率、拍摄距离远近、目标的尺寸大小等因素有关。为了保证足够的测量精度,如图6所示,被跟踪的目标张角需要足够大,因此其配套使用的光笔的尺寸一般都很大(图7)。 图7 单目跟踪视觉CMM示例2.2 双目跟踪CMM双目CMM是利用两个相机对被观测目标(光笔)进行跟踪定位,其原理在摄影测量中称为前方交会和绝对定向。虽然市面上也有三个相机以上的跟踪系统,但其原理等同于两个相机。如图6所示,双目CMM不需要大的张角,它只需要较大的夹角,因此其配套的光笔尺寸可以比较小,更加有利于手持使用。 图8 双目跟踪视觉CMM示例2.3 单目反向定位CMM单目反向定位CMM的跟踪原理与单目跟踪CMM类似,但是其探针的安装位置是在相机上,而不是在被测目标(标志点载体)上。这样做的优势是,标志点载体不需要移动,可以把它做的非常大,并且可以把标志点的数量做的非常多,来提升跟踪定位的精度。标志点数量增多对软件的计算能力要求也更高,这是一种新颖的CMM设备。在国内由中观最早提出了这一独创性的产品设计,并诞生了代表性产品——MarvelProbe便携式反向定位CMM,它可以借助固定墙体或便携支架上的标志点,灵活进行反向定位,实现接触式测量功能,同时还兼具独立的摄影测量功能。图9 单目反向定位CMM示例2.4 单目主动跟踪CMM单目主动跟踪CMM,是指相机是活动的,它的相机视场角非常小,且相机会在电机的带动下主动跟踪目标的位置。它不同于激光跟踪仪的特征是没有激光反射靶球。 图10 单目主动跟踪CMM示例三、视觉CMM的应用视觉CMM的特点是轻便灵活,测量范围较大,精度可满足亚毫米级别的需求,在诸如汽车制造、骨科手术等领域有较为广泛的应用。另外,视觉CMM单点测量的精度较高,结合三维扫描仪配套使用,可以提升三维扫描的基准对齐精度,这种做法在三维检测中也较为常见。3.1 汽车制造在汽车制造的装配环节之前,对孔、槽、形面以及缝隙等特征进行检测,是保证顺利装配的前提。图11 视觉CMM对汽车白车身、汽车零部件进行检测3.2 骨科手术传统的骨科手术靠医生的主观判断来确定操刀的位置,而现代手术机器人依靠双目跟踪CMM来实现对骨骼、手术器械的精准定位,降低手术风险。图12 视觉CMM用于骨科手术的引导3.3 结合三维扫描使用三维扫描可以获得形面特征的高密度连续的三维数据,但是对一些边界特征(如孔槽)难以实现完整、精确的测量。而视觉CMM恰好适合对关键特征进行高精度测量。图13 视觉CMM结合三维扫描使用四、结语视觉CMM的优缺点是较为明显的,其优点是手持端的重量较轻,操作更为灵活,测量范围也较大,不受机械运动范围的限制,对环境的要求也较低,另外,视觉CMM的价格通常也较低。其缺点是测量精度不如三坐标和激光跟踪仪,在未来随着相机分辨率的不断提升,视觉CMM的精度还有一定的改进空间。(武汉中观自动化科技有限公司王晓南供稿)
  • 海顿科克推出PCM4806E智能驱动器
    海顿科克直线传动是美国AMETEK集团公司旗下的一员,最近公司又推出了一款IDEA系列的智能驱动器PCM4806E,该驱动器通过了美国RoHS体系认证,具有闭环位置反馈功能,而且还能精确的控制小安培电流,特别适合用来驱动永磁式系列的直线步进电机。 驱动器编码器接口可接受单端,双通道正交编码器输出信号和每转指针信号。A、B通道信号相位上相差90° ,驱动器根据A、B通道信号的先后来确定运动的方向。驱动器采用倍频方式将1000线编码器倍频2000脉冲信号用于精确的位置反馈。 PCM4806E和以往的驱动器一样,都可以直接在电脑界面上对驱动器进行各种参数设置,当然在这之前客户需要先在电脑上安装操作软件,海顿公司会提供软件安装盘,只要在软件里面输入购买的电机的型号,软件会自动匹配好电机运行的电气方面的参数,客户所需要做的是对电机运动的流程做编程,客户甚至都不需要有很强的电机编程的专业知识,只要通过点击操作界面的相应运动说明按钮,就会自动生成编程语言,而且该软件还具有逐步调式功能,对客户来说使用非常的简单方便。 PCM4806E驱动器可以使用12-48V的外接电源驱动,最大输出电流为0.6A,另外该驱动器还提供通用I/O接口,最大输入功率5-24V,8mA,最大输出功率5-24V,200 mA。 更多信息请访问海顿直线电机(常州)有限公司网站http://www.haydonkerk.com.cn
  • “生物大分子与微生物组”专项拟5亿元支持质谱等多个仪器相关项目
    科技部5月10日发布《“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南》,拟安排国拨经费概算 4.98亿元支持29个项目,其中涉及质谱、冷冻电镜、单细胞分选和测序设备、核磁共振波谱仪等多个仪器相关项目。原文如下:“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南  为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排,国家重点研发计划启动实施“生物大分子与微生物组”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署,现发布 2021 年度项目申报指南。  本重点专项总体目标是:围绕我国经济与社会发展的重大战略需求和重大科技问题,结合生物大分子和微生物组研究的前沿发展态势,开展战略性、基础性、前瞻性研究,增强我国在生物大分子和微生物组研究的核心竞争力,产出国际领先、具有长远影响的标志性工作,实现重点领域对国际前沿的引领,在原创性基础和理论研究中取得突破,为人口健康、生物医药、农业与环境、生物安全等领域提供理论支持和技术支撑。  2021 年度指南围绕生物大分子与生命活动维持及调控关系等方面的基本科学原理、标准微生物组及其与宿主/环境作用对生命活动影响的原理与机制、结构生物学、蛋白质组学等方向的新技术和新方法等 3 个重点任务进行部署,拟支持 18 个项目,拟安排国拨经费概算 4.43 亿元。同时,拟支持 11 个青年科学家项目,拟安排国拨经费概算 5500 万元,每个项目 500 万元。  项目统一按指南二级标题(如 1.1)的指南方向申报。同一指南方向下,原则上只支持 1 项,仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时,可同时支持 2 项,并建立动态调整机制,根据中期评估结果,再择优继续支持。  申报单位根据指南支持方向,围绕重大科学问题和关键技术进行设计。项目应整体申报,须覆盖相应指南方向的全部内容。项目执行期一般为 5 年。一般项目下设课题数原则上不超过 4 个,每个项目参与单位总数不超过 6 家。项目设 1 名负责人,每个课题设 1 名负责人。  青年科学家项目支持青年科研人员承担国家科研任务,本指南所有方向均可作为青年科学家项目组织申报,但不受研究内容和考核指标限制。青年科学家项目不再下设课题,项目参与单位总数不超过 3 家。项目设 1 名项目负责人,青年科学家项目负责人年龄要求,男性应为 1986 年 1 月 1 日以后出生,女性应为 1983年 1 月 1 日以后出生,原则上团队其他参与人员年龄要求同上。  本专项所有涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究,须尊重生命伦理准则,遵守《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《中华人民共和国人类遗传资源管理暂行办法》《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》等国家相关规定,严格遵循技术标准和伦理规范。涉及实验动物和动物实验,要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定,使用合格实验动物,在合格设施内进行动物实验,保证实验过程合法,实验结果真实、有效,并通过实验动物福利和伦理审查。涉及病原微生物的活动要严格遵守《生物安全法》和《病原微生物实验室生物安全管理条例》有关规定。  本专项 2021 年度项目申报指南如下。  1. 生物大分子与生命活动维持及调控关系等方面的基本科学原理  1.1 真核生物基因转录调控蛋白质机器的结构与功能  围绕真核生物基因转录调控,发现参与真核生物基因转录调控的新型蛋白质机器,研究基因转录各阶段关键蛋白质机器的组成、结构、功能及调控的分子机制,研究共转录染色质修饰对转录的调控和分子机制,揭示真核生物基因转录的基本原理,发展针对真核生物基因转录调控过程的干预手段。  1.2 泛素化修饰关键蛋白质机器调控疾病发生发展的功能机制  围绕严重威胁我国居民健康的消化系统肿瘤(如肝癌、肠癌等)发生发展过程中的炎症、免疫和代谢微环境稳态维持及失衡,发现参与稳态调控的蛋白质泛素化修饰相关的新型蛋白质机器,研究其结构、功能、动态变化及与疾病的关系,发展基于泛素化修饰和蛋白质降解的靶向干预手段。  1.3 生物大分子调控生物膜完整性的功能机制  围绕生物膜的时空变化规律,研究细胞内膜系统完整性的稳态调控机制,研究生物大分子介导内膜系统完整性维持、膜损伤的修复机制、膜完整性的动态变化机制,研究生物膜完整性动态变化对生物大分子的影响,研究生物膜完整性维持的生理意义,发展和优化运用于内膜系统完整性监控的技术,发展生物膜稳态维持的新型干预手段。  1.4 哺乳动物细胞命运决定过程中生物大分子互作网络的系统演化规律  围绕哺乳动物细胞命运决定过程,发展超高分辨率的细胞谱系追踪技术,研究哺乳动物发育中的细胞命运决定过程 研究细胞命运决定过程中生物大分子互作网络的定量表征、数学模型及其转变规律 研究细胞命运的分子互作网络对脏器发育鲁棒性的贡献。  1.5 重要生物的多维蛋白质组精细图谱和动态网络  针对重要经济农作物或高等模式生物,在蛋白质表达、合成、降解、修饰、互作等多维层面,绘制具有时空特性的组织/器官蛋白质组精细图谱,并且通过基于人工智能算法的自然语言处理,重构生命体系中的动态网络,建立蛋白质组数据与知识分享平台。  1.6 环形 RNA加工代谢与功能协调  研究环形 RNA 在生理和病理条件下的加工、结构、翻译和降解特性,阐明环形 RNA 生成、代谢和调控过程及其与蛋白质机器的作用机制,揭示环形 RNA 在神经发育、天然免疫及细胞代谢系统中的调控功能和机制。  1.7 恶性肿瘤发展中的生物大分子网络及机制  研究功能性 RNA、蛋白质等生物大分子在肿瘤细胞恶性转化和可塑性调控等过程中的功能机制,研究生物大分子与基因表达调控、炎症信号转导、临床耐药等相关的网络及分子机制,发展生物大分子在诊断分型和防治中的应用技术。  1.8 植物免疫过程中生物大分子的作用机制和应用研究  围绕植物对病原微生物的感受和识别,阐明植物免疫受体、信号编码器、感受器及其高级组装结构等生物大分子的关键作用机制,研究植物离子转运与植物响应危险因子的早期信号途径,挖掘可能应用于作物育种的新型抗病生物大分子及其功能,发展基于植物免疫受体、编码器、感受器等大分子的作物抗病新技术。  1.9 新型冠状病毒重塑宿主细胞关键细胞器的机制研究  揭示新型冠状病毒在宿主细胞内用于复制的膜状结构的形成机理 研究病毒从复制、蛋白质合成、装配到释放的细胞内系统路径,以及病毒逃避胞内自噬降解的分子基础和机制 阐明病毒对关键细胞器及相关生物大分子产生影响的分子机制。  1.10 结核分枝杆菌感染和致病过程中的蛋白质机器研究  针对结核分枝杆菌等重要分枝杆菌感染、致病、耐药等重要生理过程相关的关键蛋白质机器,研究其组成、结构、功能及调控机制 研究分枝杆菌与宿主免疫系统相互作用的特征 发现针对蛋白质机器的新型抑制剂,并阐释其分子机制 发展针对结核病的新型诊断、治疗、预防手段。  2. 标准微生物组及其与宿主/ 环境作用对生命活动影响的原理与机制  2.1 健康人微生物组库和特征解析  建立全国范围不同地区的不同生活环境、不同饮食习惯、不同年龄段万人级队列,建立标准化的微生物组样本库和共享体系,获得微生物组及基因组基线大数据库 研究中国健康人群的微生物组特征,及其与遗传、生活环境及饮食习惯等因素的关系。  2.2 人体肠道微生物组稳态平衡及其失衡调控重大疾病的分子机制  研究维持健康人群肠道微生物组稳态平衡和可塑性的机制,鉴定核心菌群和基本特征,发现菌群来源的活性分子和宿主应答信号通路 围绕肠道微生物组调控宿主代谢、免疫等生理过程并影响相关疾病(如糖尿病等)发生发展,阐明肠道微生物组失衡调控相关疾病的分子机制, 发展治疗疾病的新手段。  2.3 微生物组与药物交互作用影响疗效及安全性的分子机制  发展元基因组和代谢组的时空分析技术,研究药物调控微生物代谢及代谢信号传递机理 解析微生物组对临床常用药物体内代谢和处置过程的影响,揭示微生物组代谢药物的功能酶系、代谢途径及内源代谢通路的整合作用与机理 鉴定影响药物临床疗效和安全性的关键菌谱,建立预测个体对药物响应的模型,为精准治疗提供科学依据。  2.4 微生物组学新技术及实验动物体系  发展微生物单细胞成像与物种快速鉴定、单细胞分选和测序、微生物培养、跨尺度微生物组数据分析、元基因组功能注释与可视化等的共性创新技术 建立用于微生物组研究的规范化无菌动物技术体系和动物模型,并用于相关疾病的研究。  2.5 病原微生物感染过程中的宿主免疫机制  围绕病原微生物感染过程,建立宿主免疫在感染和预后期的多维度动态图谱,研究宿主免疫持续时间、免疫效应强度差异的生物学和分子机制,研究病原微生物新发突变对既存抗体免疫效果的影响,发展针对宿主免疫的调控靶标和新手段。  3. 结构生物学、蛋白质组学等方向的新技术和新方法  3.1 面向超大蛋白质机器结构研究的整合性技术方法  基于冷冻电镜技术、X 射线晶体学和核磁共振波谱学等结构生物学方法,并结合质谱、小角散射、超高分辨率荧光显微镜、人工智能及其他新技术,开发整合性的多尺度结构研究技术体系,用于研究重要生理病理过程中的关键蛋白质机器的高分辨率三维结构、在体结构或者动态变化等。  3.2 蛋白质组与生物大分子互作的时空分析新方法  发展细胞表面蛋白质组与外源性生物大分子动态相互作用的鉴定方法 发展细胞内蛋白质变体及复合物的动态表征技术 发展活细胞中亚细胞器定位的蛋白质相互作用规模化鉴定方法 建立蛋白质组与核酸原位相互作用位点的动态表征技术。  3.3 大队列临床蛋白质组研究关键技术  面向中国人群高发肿瘤的临床大队列样本与基于质谱的蛋白质组分析,发展快速可配置、标准化、高稳定、全面质控,智能化的样本制备流水线 发展基于深度学习的融合型质谱数据采集与分析方法,实现微量临床样品的蛋白质组深度覆盖与精准定量,建立标准化输出格式 发展基于人工智能的多层次信息学整合分析新技术及标准 建立包含模型、标准库、工作流、实验设计等在内的高质量蛋白质组学研究辅助知识库系统。  附件5-“生物大分子与微生物组”重点专项2021年度项目申报指南.pdf  形式审查条件要求.pdf  指南编制专家名单.pdf
  • 贝斯特商品化最新系统:碳纤维复合材料原位微裂纹动力学分析
    复合材料的微裂纹和断裂力学一直是困扰科研人员的难题, 对于类似金属材料的断裂力学研究已经有了丰硕的成果;但是复合材料的断裂力学机理和过程, 一直没有较好的测试技术和设备商品化, 贝斯特公司的研发人员通过多年的科研经验和创新的工作, 开发了碳纤维复合材料微裂纹动力学测试技术, 通过该技术可以在线原位扫描样品在外力作用下,内部裂纹的扩展机理和动力学;为科研人员提供一臂之力。 此系统主要由Nano系列动态试验机和原位扫面测试系统、多通道控制系统和专业软件组成。 涡流检测原理:通过感应磁场和微裂纹相关性测试碳纤维复合材料的裂纹动力学。 由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率不同,使涡流流通路径发生改变,导致涡流的大小、相位发生改变。如果被检测件存在缺陷(如表面裂纹),则会阻碍涡流流过,因涡流只能存在于导体材料中,故导致涡流流通路径的畸变,最终影响涡流磁场,使得涡流强度降低。 构造配置: 技术参数:* 400x400毫米扫描区域* 探针直径1 & 3 mm* 速度Up to 100 mm/s, 同步数据采集up to 5 kHz* 样品厚度 t 8 mm* 3-轴位置控制 X, Y旋转编码器; Z 激光位置反馈* 作为独立的完全集成 “工作站”测试系统控制器。独立的扫描应用* 单通道输出信号,整流直流(0-10V)* X, Y &与负载、行程、应变等信号的记录* 轴向和横向的合规性应用:
  • 河南安诺发布安诺气相自动进样器3016C新品
    1) 操作简便,22位大样品盘和5.0英寸的可视化人机交互式触控界面。2) 操作智能,用户输入模式,实现智能化提示逐步输入。3) 稳定性高,编码器实时反馈对比,仪器运行更加稳定。4) 提供多种模式的I/O口,兼容不同厂家的气相色谱。5) 自动化程度高,无人值守,24小时不间断工作。6) 外形美观、体积小、重量轻、安装方便、通用性强。7) 进样推杆采用缓冲式机构,减小了进样死体积。8) 样品盘采用绝对位置编码器,弥补了运行过程中的累积误差。9) 仪器采用模块化设计,内部采用双线CAN通讯机制,功能模块扩展性强。10) 采用精密马达驱动,提供多种驱动速度,进样速度稳定,进样定量精确。11) 提供通用的modbus通讯协议及USB通用接口,方便用户上位机控制程序的开发。12) 安全的错误校验,用户输入数据后,系统对数据进行校验,使仪器运行更加安全。13) PC端上位机软件全反控,提高用户使用效率。14) 160位数样品盘扩展,支持双塔进样,同步进样的时间重现性小于1/1000秒。15) 具备条形码码扫描样品功能和样品温控功能,满足用户多方面需要。创新点:有效样品位,从原来的19位,增加到22位,最多可达到24位,满足用户的日常需要。控制软件操作方面得到进一步的提升。 安诺气相自动进样器3016C
  • 郑州安诺发布安诺自动进样器3016C新品
    1) 操作简便,22位大样品盘和5.0英寸的可视化人机交互式触控界面。2) 操作智能,用户输入模式,实现智能化提示逐步输入。3) 稳定性高,编码器实时反馈对比,仪器运行更加稳定。4) 提供多种模式的I/O口,兼容不同厂家的气相色谱。5) 自动化程度高,无人值守,24小时不间断工作。6) 外形美观、体积小、重量轻、安装方便、通用性强。7) 进样推杆采用缓冲式机构,减小了进样死体积。8) 样品盘采用位置编码器,弥补了运行过程中的累积误差。9) 仪器采用模块化设计,内部采用双线CAN通讯机制,功能模块扩展性强。10) 采用精密马达驱动,提供多种驱动速度,进样速度稳定,进样定量精确。11) 提供通用的modbus通讯协议及USB通用接口,方便用户上位机控制程序的开发。12) 安全的错误校验,用户输入数据后,系统对数据进行校验,使仪器运行更加安全。13) PC端上位机软件全反控,提高用户使用效率。14) 160位数样品盘扩展,支持双塔进样,同步进样的时间重现性小于1/1000秒。15) 具备条形码码扫描样品功能和样品温控功能,满足用户多方面需要。创新点:安诺自动进样器3016C 与本公司上一代产品3016A相比,主要样品盘位数上不同,3016C全新升级,采用24位样品盘,给客户更多的选择空间。 安诺自动进样器3016C
  • 863计划被动光学高光谱强度关联成像技术课题通过验收
    p   2017年7月28日,863计划地球观测与导航技术领域先进遥感技术主题“强度关联遥感成像技术研究(二期)”项目下设课题“被动光学高光谱强度关联成像技术”顺利通过技术验收。 /p p   为突破传统光学成像体制对光谱成像技术在探测灵敏度、光谱分辨率和空间分辨率上的原理性制约,课题牵头单位中国科学院上海光学精密机械研究所联合中国科学院上海技术物理研究所、北京师范大学等多家单位,在国际上首次提出被动光学高光谱强度关联成像技术,经过三年技术攻关,突破了随机相位编码器的优化设计、随机色散光谱分光光路设计、高效快速三维多光谱图像重建算法等关键技术,成功研制出具有原创性自主知识产权的单次曝光高光谱强度关联成像外场试验样机,并完成了基于浮空平台的典型应用场景成像试验,充分展示了这一全新光谱成像方案的高速、高效获取光谱分辨图像信息的能力。课题组还在单光子探测灵敏度的强度关联光谱成像技术、光参量无噪声图像放大技术在超高探测灵敏度强度关联遥感成像中的应用、强度关联成像系统图像获取能力定量描述、系统优化设计和图像重构、以及光学强度关联成像体制的性能评价指标体系构建等方面取得了一系列国际一流的理论和实验成果。 /p p   单次曝光高光谱强度关联成像技术具有高探测灵敏度、高图像信息获取效率及高光谱和空间分辨率等优点,在资源环境、灾害评估等领域,该技术可以弥补现有光谱遥感成像技术的不足,可以在弱光源及其它不良天候环境下获取高光谱遥感影像,更好地满足城市安全、土地资源监测、自然灾害、林业、农业、水利、环境等众多遥感应用领域的需求。 /p p /p
  • 借助双光子显微成像技术 北京大学陈良怡团队合作揭示小鼠社交行为神经编码机制
    陈良怡团队合作揭示小鼠偏好“喜新厌旧”的神经元集合和孤独症小鼠的缺陷社交行为是个人和人类社会生存和发展的基础。有关大脑通过何种方式编码社交行为信息这一科学问题,目前尚无确切答案。此外,孤独症、抑郁症、精神分裂症、社交恐惧症或创伤后应激障碍(PTSD)等患者,均存在显著社交识别或互动障碍,给家庭、社会和国家带来诸多问题和负担,当前仍缺乏行之有效的干预手段或治疗方法,原因之一在于对大脑处理和编码社交行为信息的神经机制知之甚少。既往研究表明,大脑内侧前额叶皮层(mPFC)在社交探索、社交恐惧和社会竞争等方面均发挥重要调控功能[1-4]。当小鼠进行社交探索行为时,mPFC脑区前边缘皮质(PrL)内部分兴奋性锥体神经元活动会显著增强[5, 6],mPFC神经元集群在处理不同社交对象信息时,其活动表现出较强的异质性[7, 8],而且mPFC脑区内抑制性GABA能中间神经元也同社交行为密切相关[1, 4, 9],然而,由于缺乏在体单细胞分辨率水平、实时动态可视化的神经编码研究方法,这些不同亚型神经元集群是如何编码特定社交对象信息的尚不明了。北京大学未来技术学院分子医学研究所、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室陈良怡实验室,联合军事医学研究院吴海涛实验室以及北京大学工学院张珏实验室,在Science Advances杂志发表了题为“Encoding of social novelty by sparse GABAergic neural ensembles in the prelimbic cortex”的研究论文,解析了孤独症小鼠“喜新不厌旧”社交缺陷下的神经编码机制。在陈良怡实验室和程和平院士团队联合开发两代高时空分辨率的微型化双光子显微成像系统基础上[10, 11],通过建立改进型小鼠两箱社交行为学研究范式,利用MeCP2转基因孤独症小鼠模型和细胞亚型特异性Cre小鼠,借助微型化双光子显微镜钙成像技术,结合基于Tet-off系统的细胞特异性化学遗传学操控技术、CRISPR-Cas9介导的基因编辑和功能挽救等前沿技术,系统探讨了正常和孤独症小鼠模型不同社交行为过程中,PrL脑区内不同亚型神经元集群编码特定社交信息的模式差异。首先,借助微型化双光子钙成像技术,研究人员发现在小鼠自由社交活动过程中,PrL脑区内抑制性中间神经元较之于兴奋性锥体神经元具有更强的相关性。数学分析揭示其中存在稀疏分布的“社交特异”神经元,与之前研究的“社交相关”神经元不同,它们特异性地参与了同“陌生”或“熟悉”老鼠的社交行为。通过化学遗传学技术,特异性抑制社交行为过程中被激活的这些抑制性中间神经元亚群,能够显著破坏小鼠社交偏好及社交新颖性行为。提示PrL脑区内这群稀疏分布的中间神经元集群在调控小鼠社交偏好性以及“喜新厌旧”行为模式中,扮演着极为关键的角色。进一步,研究人员在进行小鼠两箱社交行为学观察时发现,MeCP2转基因孤独症小鼠社交偏好性并无显著缺陷,但会丧失典型的“喜新厌旧”样社交新颖性行为。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,在MeCP2转基因孤独症小鼠PrL脑区中间神经元内特异性剔除外源性MeCP2转基因后,可显著挽救孤独症小鼠“喜新厌旧”样社交缺陷表型。表明PrL脑区抑制性中间神经元内过表达MeCP2转基因可能是诱发孤独症小鼠产生社交新颖性行为缺陷的罪魁祸首。最后,通过系统分析野生型和MeCP2转基因孤独症小鼠模型PrL皮层内编码“陌生”和“熟悉”社交对象信息、且稀疏分布的抑制性中间神经元钙信号动力学特征,研究人员发现,当野生型小鼠分别与“陌生”或“熟悉“小鼠发生社交时,其PrL皮层中编码相关社交对象特异性神经元的发放概率、钙信号变化幅度以及达峰时间均存在显著差别。这两群细胞通过“跷跷板”式的协同增强效应,帮助小鼠确定面对不同类型对象采取不同的社交策略。而孤独症小鼠PrL脑区内相关神经元集群均明显异常,总体表现为“陌生”或“熟悉”社交对象引起社交特异神经元间反应差异消失,从而无法区分“陌生”和“熟悉”不同社交对象之间的差别,最终导致社交新颖性行为缺陷。综上,该研究工作发现在小鼠前额叶皮层内存在一群稀疏分布的中间神经元集群,分别负责编码社交行为中的“熟悉”和“陌生”社交对象信息,这些稀疏分布的神经集群在调控小鼠社交行为,尤其是社交新颖性行为中发挥着重要作用,揭示了个体在面对不同类型对象进行社交行为时的神经编码机制。该研究为深入理解孤独症等神经精神疾病患者社交行为缺陷的神经机制,探索精准靶向诊疗新策略提供了新的证据和线索。PI简历陈良怡北京大学未来技术学院学院教授北大-清华生命科学联合中心PI邮箱:lychen@pku.edu.cn实验室主页:http://www.cls.edu.cn/PrincipalInvestigator/pi/index5489.shtml研究领域:我们发展自驱动的活细胞智能超分辨率成像技术,并应用这些技术来研究生物医学重要问题。目前一方面的工作主要集中在引入物理光学中新成像原理、数学和信息学科中的图像重建新方法等,致力于发展可以在活细胞中实现两种以上模态光学信号探测的三维超分辨率成像的通用工具,实现同一活细胞样本上长时间、超分辨率、三维成像特定生物分子(荧光)和主要细胞器(无标记)。建立基于深度学习等手段Petabyte级的图像数据的高速处理以及分割手段,自动化、定量化描述活细胞内不同蛋白等分子以及细胞器的形状、位置以及相互作用等参数,找到新的细胞器并定义它们生化特性,最终目标是建立单细胞细胞器互作组学以及活细胞超分辨率病理学的概念,利用成像来揭示细胞内的异质性动态变化以及如代谢类疾病的发生发展机制。另一方面,我们也应用发展的高时空分辨率生物医学成像的可视化手段,系统研究血糖调控紊乱激素分泌在活体组织、细胞水平以及分子代谢水平的关系。参考文献:1.Xu, H., et al., A Disinhibitory Microcircuit Mediates Conditioned Social Fear in the Prefrontal Cortex. Neuron, 2019. 102(3): p. 668-682 e5.2.Kingsbury, L., et al., Cortical Representations of Conspecific Sex Shape Social Behavior. Neuron, 2020.3.Báez-Mendoza, R., et al., Social agent identity cells in the prefrontal cortex of interacting groups of primates. Science, 2021. 374(6566): p. eabb4149.4.Zhang, C., et al., Dynamics of a disinhibitory prefrontal microcircuit in controlling social competition. Neuron, 2021.5.Murugan, M., et al., Combined Social and Spatial Coding in a Descending Projection from the Prefrontal Cortex. Cell, 2017. 171(7): p. 1663-1677 e16.6.Liang, B., et al., Distinct and Dynamic ON and OFF Neural Ensembles in the Prefrontal Cortex Code Social Exploration. Neuron, 2018. 100(3): p. 700-714 e9.7.Pinto, L. and Y. Dan, Cell-Type-Specific Activity in Prefrontal Cortex during Goal-Directed Behavior. Neuron, 2015. 87(2): p. 437-50.8.Rigotti, M., et al., The importance of mixed selectivity in complex cognitive tasks. Nature, 2013. 497(7451): p. 585-90.9.Cao, W., et al., Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice. Neuron, 2018. 97(6): p. 1253-1260.e7.10.Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.11.Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.
  • 上海微系统所实现集成3D打印编码滤波器的超导单光子光谱仪
    近日,中科院上海微系统所尤立星、李浩团队,陶虎团队以及上海交通大学王增琦团队合作,结合超导纳米线单光子探测技术、双光子3D打印编码滤波技术、计算重构技术等实现单光子计数型光谱分析仪。相关成果以“Superconducting Single-Photon Spectrometer with 3D-Printed Photonic-Crystal Filters”为题于2022年9月27日在线发表在中科院一区学术期刊ACS Photonics上,并被选为当期副封面论文。 图1 集成3D-打印滤波器的超导单光子光谱仪概念图   光谱作为物质的指纹,是人类认知世界的有效手段,在科学研究、生物医药等领域已经有了较为普遍的应用。目前,在单光子源表征、荧光探测、分子动力学、电子精细结构等领域的光谱测量,已经达到了量子水平,例如,在生物、化学和纳米材料领域需要对单个原子、分子、杂质等微弱光谱进行探测分析,这些光谱覆盖范围广,强度弱,因此,对宽谱、高灵敏度、高分辨率的光谱探测器存在迫切需求。   传统的半导体探测器如光电倍增管(PMT)、雪崩二极管(SPAD)等虽然实现了单光子灵敏度的探测,但是存在近红外探测效率低,噪声大,探测谱宽有限等问题。近年来快速发展起来的超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其高效率(90%)、低暗计数(0.1cps)、低抖动(~3ps )、宽谱(可见~红外)的优异性能,在众多领域都得到了应用。将SNSPD集成到光谱分析仪中,不仅能够实现极弱光的光谱测量,还具备非常宽的工作范围,在量子信息技术、天文光谱、分子光谱等领域具有重要的应用价值。该工作中,合作团队利用超导单光子探测器的高效、宽谱等性能优势,首先设计制备4*4阵列型偏振不敏感超导单光子探测器,然后借助双光子3D打印技术的灵活性在每个探测器像元上制备光子晶体编码滤波器,最后通过分析探测像元光谱响应特性等建立了计算光谱重构问题的数学模型,最终实现光子计数型光谱分析仪。   文中该光谱分析仪工作范围覆盖 1200~1700nm,灵敏度达到-108.2dBm,分辨率~5nm。相比当前商业光谱仪的灵敏度(一般灵敏度在-60~90dBm),具有两个数量级以上的提升,为单光子源表征、前沿天文光谱学、荧光成像、遥感、波分复用量子通信等微弱光谱分析领域的研究提供了有效的解决方案。论文第一作者为上海微系统所博士研究生肖游,第二作者为上海微系统所博士研究生维帅,第三作者为上海交通大学徐佳佳。通讯作者为上海微系统所陶虎研究员、李浩研究员、尤立星研究员。该研究得到了国家自然科学基金(61971408 、61827823), 重点研发计划 (2017YFA0304000), 上海市量子重大专项 (2019SHZDZX01), 上海市启明星(20QA1410900)以及中科院青促会 (2020241、2021230)等项目的支持。论文致谢清华大学张巍教授、郑敬元博士的讨论。
  • BLT小课堂|细菌发光原理及其在动物活体成像中的应用
    夏季的夜晚,走到山间草丛,可以看到一种昆虫提着一盏灯在飞行,这就是萤火虫在发光。萤火虫体内的荧光素酶催化底物荧光素,发生化学反应,产生光子。这也是大家比较熟悉的,在动物活体生物发光成像当中运用到的反应原理。通过利用该原理,配合上转基因技术及动物活体成像系统,我们可以非侵入性和纵向研究小动物的基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、肿瘤学机制和抗肿瘤药物药效及动力学和疾病机制等;相比于传统研究手段,这种方法通过在动物整体水平上进行研究,能提供更多有用的信息,同时大幅减少实验研究所需的动物数量和降低个体间的差异。萤火虫荧光素酶反应的示意图(a)、荧光素酶以报告基因的形式进入细胞核,并翻译成功能性酶。该酶将底物荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)转化为氧荧光素、二氧化碳(CO2)和二磷酸腺苷(ADP),同时发光。(b)、萤火虫底物D-荧光素及其产物氧合荧光素的化学结构。 那么问题来了,自然界会发光的生物除了有萤火虫,还有鱼类、藻类、植物和细菌等,这些生物的发光原理是否也和萤火虫一样呢?这些发光原理能否运用到动物活体成像研究中呢?今天,小编就为大家介绍另外一种生物发光原理—细菌发光及其在动物活体成像中的应用。细菌荧光素酶对于细菌的生物发光现象,早在1875年就被发现了,研究人员Boyle首先揭示了细菌发光对氧气的依赖。而随着研究的深入,研究人员发现细菌发光涉及到的酶有荧光素酶、脂肪酸还原酶和黄素还原酶,以及底物还原性黄素单核苷酸和长链脂肪醛。在发光细菌中发现的一种操纵子,基因顺序为luxCDABEG,其中luxA和luxB基因分别编码细菌荧光素酶α和β亚基,luxC、luxD和luxE基因分别编码合成和回收荧光素酶醛底物的脂肪酸还原酶复合物的r、s和t多肽,luxG编码黄素还原酶。到目前为止所知的所有发光细菌,都是基于细菌荧光素酶介导的酶反应来产生光。这是一种大约80kDa的异二聚体蛋白,与长链烷烃单加氧酶具有同源性。该酶通过以下反应介导O2氧化还原的黄素单核苷酸(FMNH2)和长链脂肪族(脂肪)醛(RCHO),以产生蓝绿光。细菌荧光素酶介导的酶反应1细菌发光明场图2细菌发光发光图细菌发光反应过程在发光反应中,FMNH2与酶结合,然后与O2相互作用,形成黄素-4A-过氧化氢。这种复合物与醛结合形成一种高度稳定的中间体,其缓慢的衰变导致FMNH2和醛底物的氧化和发光,反应的量子产率估计为0.1-0.2个光子。该反应对FMNH2具有高度特异性,体内的醛底物可能是十四醛。FMNH2是由NADH:FMN氧化还原酶(黄素还原酶)提供,该酶从细胞代谢(如糖酵解和柠檬酸循环)中产生的NADH中提取还原剂,还原剂通过自由扩散从FMNH2向荧光素酶的转移。长链醛的合成是由脂肪酸还原酶复合物催化。与细菌荧光素酶一样,底物FMNH2和长链脂肪醛也是细菌发光反应的特异性底物;真核生物生物发光使用不同的化学物质和荧光素酶,它们在蛋白质或基因序列水平上与细菌荧光素酶不同。细菌中的荧光素酶反应过程细菌发光原理在动物活体成像中的应用目前,细菌发光原理在动物活体成像研究中的应用有:传染病研究、菌种抗药性测试及细菌介导的肿瘤治疗等。通过将luxCDABE操纵子稳定地整合到不同的细菌基因结构中,不需要任何其他外源底物(除了氧)来产生生物发光,再通过一套超灵敏的动物活体成像系统(AniView 100),为监测细菌物种感染负担、致病机理研究和肿瘤药物靶向治疗等提供了一种快速便捷的研究检测方法。AniView 100检测减毒鼠伤寒沙门氏菌体内靶向性肿瘤情况(箭头指向为肿瘤)应用说明如以细菌介导的肿瘤治疗为例,传统的癌症治疗方法是手术切除,治疗转移性癌症还需要与其他疗法(如放疗或化疗)相结合。这些疗法存在局限性,如放疗的疗效主要取决于组织氧水平,肿瘤内坏死区和缺氧区低氧浓度是治疗失败的常见原因;而化疗的疗效主要取决于药物的分布,肿瘤内坏死区和缺氧区的血管不规则会影响药物的输送,限制药物的疗效。与传统方法相比,使用细菌进行癌症治疗有以下优势:首先,细菌会在肿瘤中选择性积累,肿瘤中的细菌聚集量大约是正常器官的1000倍,肿瘤特有的坏死区和缺氧区一般不会在大多数器官中形成。其次,细菌的增殖能力使得它们可以进行持续治疗;最后,许多细菌的全基因组测序已经完成,能够通过基因组操作提高它们在人类使用中的安全性,并增强其杀瘤效果。目前,细菌介导的肿瘤治疗广泛应用于DNA或siRNA的传递、运送经工程改造的毒素或前药物和触发机体免疫反应,进而达到抑制或杀灭肿瘤细胞、起到抗击肿瘤的作用。应用案例 静脉注射3天后,表达lux的鼠伤寒沙门氏菌在各种肿瘤中积聚。CT26:小鼠结肠癌,4T1:小鼠乳腺癌,MC38:小鼠结直肠腺癌,TC-1:小鼠肺癌,Hep3B:人肝细胞癌,ARO:人甲状腺癌,ASPC1:人胰腺癌应用案例 携带受L-阿拉伯糖诱导启动子pBAD表达系统控制的细胞毒蛋白(溶细胞素A)、表达lux报告基因的减毒鼠伤寒沙门氏菌,用于肿瘤治疗。总结利用生物发光原理进行动物活体成像,目前主要有两种方式。一种是使用萤火虫荧光素酶,最适合在哺乳动物细胞中表达;另外一种是细菌荧光素酶,广泛应用于原核生物。细菌Lux操纵子由于编码生物发光所需的所有蛋白质,包括荧光素酶、底物和底物生成酶,不需要外源底物,成像更加的方便,不需要像萤火虫荧光素酶一样,考虑ATP的可用性、底物分子的渗透、药代动力学和生物分布等对成像的影响。但是,细菌荧光素酶的发射波长较短(490nm),组织吸收较大,这会影响成像数据的量化;而且,对于某些真核微生物(包括真菌和寄生虫)和真核细胞,仍然需要使用萤火虫荧光素酶标记,原因在于lux报告基因没有得到足够的优化,还不能在真核细胞中稳定表达。不过由于细菌荧光素酶和萤火虫荧光素酶的发射波长不同,从而可以进行多光谱成像,用于同时定量评估小动物的不同生物过程,进一步扩展生物发光原理在动物活体成像中的应用。TipsAniView 100多模式动物活体成像系统 AniView 100多模式动物活体成像系统作为广州博鹭腾生物科技有限公司推出的高灵敏度动物活体成像系统,其采用全密闭抗干扰暗箱,避免外界光源及宇宙射线对拍照影响的同时,配合零缺陷、科研级高灵敏背部薄化、背部感应型冷CCD相机,极大地提高成像的灵敏度。AniView 100可以检测到100个luciferase标记细胞,对于动物活体细菌荧光素酶的生物发光信号,无论是在皮下或器官,均可以轻易检测到。快来关注我们,申请免费试用!
  • 奥普光电1.03亿元收购禹衡光学65%股权
    奥普光电10日公告称,公司以超募资金1.03亿收购长春禹衡光学有限公司65%的股权。到2013年4月30日,经评估后的禹衡光学的净利润为516万元,2012年实现净利润926万元,此次收购合每股12.8元。   公司表示此次收购有利于增强公司在光电仪器设备领域的竞争力和市场占有率,促进公司军品和民品业务协调发展。禹衡光学是光栅编码器行业的龙头企业 是国内同行业中,唯一的国家编码器工程中试基地。禹衡光学拥有博士后科研工作站,是吉林省博士后科研创业基地、省级技术中心 &ldquo 禹衡&rdquo 牌光栅编码器获得行业内唯一的中国驰名商标、中国名牌。禹衡光学拥有 2 个注册商标,16 项有效专利。光栅编码器广泛应用于自动化领域,是控制系统构成的重要器件,是数控机床、交流伺服电机、电梯、冶金、重大科研仪器、航空航天、自动化流水线等中大量应用的必不可少的关键测量传感器件,是装备制造业产业升级的重要部件。
  • 清华大学研制的嫦娥二号任务LDPC技术试验成功
    11月8日,温家宝总理为嫦娥二号月面虹湾局部影像图揭幕,我国探月工程二期嫦娥二号任务取得圆满成功。从清华大学宇航技术研究中心获悉,作为工程二期嫦娥二号任务之一,清华大学研制的低密度奇偶校验码(LDPC)遥测信道编码试验于10月10日12点46分51秒至13点42分15秒按计划实施,星上LDPC编码器以及喀什测控站、青岛测控站LDPC遥测译码终端状态良好、运行正常,遥测数据接收解调正常,试验取得成功。此次试验成功是LDPC信道编码技术首次应用于我国航天领域。   该技术被列为嫦娥二号任务的六项工程目标和四大创新技术的核心内容。其主要特点是纠错能力强、编码增益高,可进一步提高信道余量,进而大幅度提高整星测控的可靠性,为未来深空探测提供技术储备。   2006年8月,探月与航天工程中心针对嫦娥一号卫星下行遥测信道余量较小,为提高测控的可靠性,委托清华大学宇航技术研究中心开展了LDPC遥测信道编码关键技术和关键设备的攻关工作。这也是迄今为止探月工程总体与我国高校直接签订的唯一一份工程任务合同。   清华大学为这次工程任务分别研制了卫星LDPC编码器、卫星中央处理单元检测设备、卫星数管检测设备、整星遥测前端测试设备,以及两套地面LDPC译码遥测终端及相关设备,分别安装于嫦娥二号卫星和青岛、喀什测控站 执行任务时,清华研发人员在北京航天飞行控制中心和青岛、喀什测控站全程参与了技术保障。   清华大学高度重视以高水平的科研服务国家重大工程应用。在LDPC遥测信道编码关键技术和关键设备的攻关过程中,清华大学副校长康克军亲自带队向工程总体征求意见,协调解决有关问题,有效促进和保障了攻关工作的顺利开展。在项目研制过程中,清华大学航天航空学院和电子系给予了积极支持,宇航技术研究中心迅速调集精兵强将,在前期研究工作及发明专利的基础上,夜以继日,集智攻关,在短短2年的时间里克服了短码长、高性能、低功耗、低复杂度LDPC码构造难题,并突破了星上资源极度受限条件下LDPC编码器实现、恶劣传输条件下可靠译码接收等工程应用难题。同时,与测控总体和卫星总体密切配合,先后按计划完成了遥测编码器、译码终端的关键设备和相关测试设备的研制和交付,并配合总体单位完成了LDPC信道编码技术的地面演示验证和大系统联试等试验。   目前,清华大学宇航技术研究中心作为教育部深空探测联合研究中心测控通信技术分中心的牵头单位,受教育部委托联合有关高校,围绕LDPC信道编码、极低信噪比接收、高效遥感信息压缩等核心技术开展基础研究和工程应用研究,力争为我国的深空探测可持续发展提供技术储备。   11月8日,温家宝总理为嫦娥二号月面虹湾局部影像图揭幕,我国探月工程二期嫦娥二号任务取得圆满成功。从清华大学宇航技术研究中心获悉,作为工程二期嫦娥二号任务之一,清华大学研制的低密度奇偶校验码(LDPC)遥测信道编码试验于10月10日12点46分51秒至13点42分15秒按计划实施,星上LDPC编码器以及喀什测控站、青岛测控站LDPC遥测译码终端状态良好、运行正常,遥测数据接收解调正常,试验取得成功。此次试验成功是LDPC信道编码技术首次应用于我国航天领域。   该技术被列为嫦娥二号任务的六项工程目标和四大创新技术的核心内容。其主要特点是纠错能力强、编码增益高,可进一步提高信道余量,进而大幅度提高整星测控的可靠性,为未来深空探测提供技术储备。   2006年8月,探月与航天工程中心针对嫦娥一号卫星下行遥测信道余量较小,为提高测控的可靠性,委托清华大学宇航技术研究中心开展了LDPC遥测信道编码关键技术和关键设备的攻关工作。这也是迄今为止探月工程总体与我国高校直接签订的唯一一份工程任务合同。   清华大学为这次工程任务分别研制了卫星LDPC编码器、卫星中央处理单元检测设备、卫星数管检测设备、整星遥测前端测试设备,以及两套地面LDPC译码遥测终端及相关设备,分别安装于嫦娥二号卫星和青岛、喀什测控站 执行任务时,清华研发人员在北京航天飞行控制中心和青岛、喀什测控站全程参与了技术保障。   清华大学高度重视以高水平的科研服务国家重大工程应用。在LDPC遥测信道编码关键技术和关键设备的攻关过程中,清华大学副校长康克军亲自带队向工程总体征求意见,协调解决有关问题,有效促进和保障了攻关工作的顺利开展。在项目研制过程中,清华大学航天航空学院和电子系给予了积极支持,宇航技术研究中心迅速调集精兵强将,在前期研究工作及发明专利的基础上,夜以继日,集智攻关,在短短2年的时间里克服了短码长、高性能、低功耗、低复杂度LDPC码构造难题,并突破了星上资源极度受限条件下LDPC编码器实现、恶劣传输条件下可靠译码接收等工程应用难题。同时,与测控总体和卫星总体密切配合,先后按计划完成了遥测编码器、译码终端的关键设备和相关测试设备的研制和交付,并配合总体单位完成了LDPC信道编码技术的地面演示验证和大系统联试等试验。   目前,清华大学宇航技术研究中心作为教育部深空探测联合研究中心测控通信技术分中心的牵头单位,受教育部委托联合有关高校,围绕LDPC信道编码、极低信噪比接收、高效遥感信息压缩等核心技术开展基础研究和工程应用研究,力争为我国的深空探测可持续发展提供技术储备。   11月8日,清华大学校长顾秉林向国防科技工业局及探月与航天工程中心发去贺电,祝贺嫦娥二号任务获得成功。贺电说:   欣闻我国嫦娥二号任务取得重大标志性成果、获得圆满成功,我谨代表清华大学全体师生员工,向你们表示最热烈的祝贺!实施探月工程是党中央、国务院作出的重大战略决策,是我国科技创新的标志性工程。嫦娥二号承担着中华民族探索月球、探索深空承先启后的重任。它的圆满成功,是科学的力量、进步的阶梯、文明的标尺,是对人类探测月球的最新贡献,标志着我国已经跨入航天大国之列。这是中华民族的骄傲,我们为此感到无比自豪!   在科工局的科学领导和探月中心的精心部署下,我校研制的低密度奇偶校验码(LDPC)遥测信道编码技术被列为嫦娥二号任务的工程目标和创新技术内容之一,获得试验成功,也为探月工程作出了应有贡献。在此,谨对你们的关怀与指导,致以最诚挚的感谢!清华大学希望在科工局及探月中心的领导下,继续承担更为艰巨的任务,为我国探月与航天事业,作出新的更大贡献。
  • 助力单细胞测序 清华张强锋团队开发出数据在线整合的AI算法
    随着单细胞测序技术的发展,单细胞科学研究不断深入,规模越来越大,所研究的对象也越来越复杂。整合来源不同的单细胞测序数据,消除批次效应,进行全面挖掘和解析,是现在单细胞测序数据分析的一个基础和核心环节。目前单细胞测序数据整合面临以下几方面难题:1)不同实验样本、实验平台、建库方法乃至操作等因素带来的批次效应会在单细胞测序数据中引入非生物学噪音,干扰细胞间生物学差异的提取和解析;2)单细胞研究的规模不断扩大,百万细胞数目级别的数据对整合算法的效率提出了更高的要求;3)单细胞测序样本的类型也在不断增加,不同的单细胞测序数据集通常包括高度异质的细胞亚群;4)最后也是最新最重要的一点,如何充分重复利用大量已有数据的旧知识,对新数据进行探索和解析。目前单细胞测序数据整合算法大多基于不同批次数据间的细胞相似性来矫正批次效应,存在过度整合(尤其是整合细胞异质性差异较大的数据集)、可扩展性差、无法直接将已有模型应用到新数据集上等弊端。10月17日,清华大学生命科学学院/结构生物学高精尖创新中心/清华-北大生命科学联合中心张强锋副教授课题组在《自然通讯》(Nature Communications)杂志在线发表题为“通过将异构数据集投影到统一的细胞嵌入空间中进行单细胞测序数据在线整合”(Online single-cell data integration through projecting heterogeneous datasets into a common cell-embedding space)的研究论文。在该研究中,他们开发了基于变分自编码器(variational autoencoder)深度学习框架的人工智能算法SCALEX,可以对单细胞测序数据进行在线整合。SCALEX采用一个批次无关的编码器和批次特异的解码器组成的非对称自编码器结构,进行大量学习得到一个高泛化性的编码器,该编码器通过将高维单细胞测序数据投射到低维细胞嵌入空间(cell embedding space),在保留生物学差异的同时消除批次效应。SCALEX 模型框架SCALEX主要有以下四点主要特征:1)相较于目前已有的单细胞测序数据整合方法,SCALEX在整合准确性上具有明显优势;2)SACLEX在百万单细胞数据量下仍保持很高的计算效率,适用于超高通量单细胞测序数据整合分析工作;3)SCALEX有效避免了单细胞测序数据整合中的过校正情形,适用于异质性高、复杂样本的整合;4)支持单细胞RNA-seq,单细胞ATAC-seq等多组学整合数据整合。这些特征使得SCALEX适用于构建单细胞图谱。开发人员整合多项研究、多个组织的单细胞数据集构建了小鼠、人以及COVID-19等三套大规模单细胞图谱。SCALEX有一个特殊的优势,就是它的高泛化性的编码器。这个编码器可以通过单细胞测序数据投射,生成一个批次无关的统一低维细胞嵌入空间。对于新产生的数据,SCALEX不需要重新训练编码器,就可以将新数据投射到这个统一的低维细胞嵌入空间。这种整合方式被称为“在线整合”(online integration)。在线整合带来一个巨大的好处,就是很容易将新数据与原来生成的单细胞图谱等奠基性数据(需要由通过SCALEX数据整合生成)进行比较分析,从而从奠基性数据得到生物学知识方面的启发和指引,直接支持数据注释、规律验证等分析任务。另外,原有单细胞图谱的细胞内涵也在不断添加新数据的过程中,得到丰富和扩充,赋能新的生物学发现。综上所述,该研究中,研究者们开发了SCALEX单细胞测序数据人工智能分析工具,可以将不同批次细胞的基因表达谱映射到批次无关的统一低维细胞嵌入空间中,有效消除数据中的批次效应并保留细胞间固有的生物学差异,实现不同批次数据的有效整合。SCALEX适用于图谱级别的单细胞测序数据整合,将在整个生命科学和生物医学领域正在进行的超大规模单细胞图谱等研究计划中提供基础支持。清华大学生命科学学院张强锋副教授为本文通讯作者,清华大学生命科学学院2015级博士生熊磊(已毕业)和2018级博士生田康为该论文共同第一作者,2019级博士生李雨哲和2021级博士生宁微希对文章中的数据分析提供了重要帮助,百图生科(BioMap)研究院主任AI科学家、阿卜杜拉国王科技大学计算生物学家高欣教授参与合作研究。本工作得到国家重点研究发展计划专项、国家自然科学基金、北京市结构生物学高精尖创新中心、清华-北大生命科学联合中心、清华大学计算平台、上海期智研究院和阿卜杜拉国王科技大学研究管理办公室的支持。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-33758-z
  • 再次突破创新!浅谈唯公编码微球的发展历程
    近期,唯公的磁性荧光编码微球(液相芯片)(EasyMagPlex)再次取得突破,其可自动分析的编码数量达到84重,并将码微球表面活性基团的种类从单一的羧基扩展到了羧基(亲水,疏水),链霉亲和素、氨基、环氧基、甲苯磺酰基等,即将上线“喀斯玛商城”。唯公编码微球的升级给客户和合作伙伴提供了更多的选择,再次引领国产磁性编码微球!EasyMagPlex 84重编码微球散点图,在EasyCell上的散点图磁性编码微球(液相芯片)的选择从1990年代起,国内就陆续有编码微球相关的专利和优秀文章发表,但一直未见国产编码微球商业化。直到近年唯公突破了Luminex技术壁垒,成为国内第一家(全球第二家)拥有自主知识产权并实现了磁性荧光编码微球商业化的公司。近年来,国内也有不少公司以唯公为标杆,奋起直追,一起推动流式荧光应用和发展[1-2]。通俗地讲,磁性荧光编码微球,是一种以超顺磁性微球为基础,通过微球的不同荧光波长及发光强度来区别不同种类(编码)的磁性微球。严格地讲,微球可具有多个荧光发光光谱,可以是单粒径或多粒径,所有在流式分析仪上可区分的微球特征都可以是编码的参数。在常见的编码微球应用中,主要是以单粒径微球为基础,采用流式中红光激发的荧光为编码通道,用蓝光(或绿光)激发的荧光(如,PE荧光素)为检测通道。也有公司在荧光编码数量不能满足要求时,引入不同粒径的微球来增加编码数量。各种编码参数的优劣势:一 、编码微球种类市场上目前主要有三种编码微球:(1)Luminex磁性编码微球;(2)唯公编码微球(兼容主流流式磁性编码微球);(3)兼容主流流式的非磁性编码微球。1 Luminex编码微球,具有超顺磁性,它采用了一套特有的荧光素组合来编码微球,而这套荧光素组合无法完全被主流的流式分析仪上识别,需要专门定制的流式分析仪。通过知识产权保护,其封闭的编码微球组合和定制的检测平台垄断了流式荧光市场。使用Luminex的微球开发试剂通常需要获得Luminex的授权,并使用Luminex专用的检测仪器平台或光学模块。相对高昂的编码微球和专用的检测平台,限制了所开发试剂的使用及推广。2 唯公编码微球(EasyMagPlex)除了具有超顺磁性,还在编码微球荧光素的选择上下了功夫,我们的微球在编码荧光通道兼容主流流式的荧光配置(例如唯公、碧迪、贝克曼等),现有的流式用户都可以成为基于我们微球而开发的流式荧光试剂的潜在用户,可以降低用户使用流式荧光试剂的门槛,无需额外采购其他专用设备。同时,在在唯公的设备上(EasyCell和EasyPlex),唯公的编码微球均可实现的自动分析,保证后续流式荧光检测的全流程自动化。为解决编码微球试剂样本制备时间长、操作流式复杂的痛点,唯公配套了全自动细胞因子样本制备仪(EasySampler C),其制备功能还可以通过调整流程,扩展到唯公的自身免疫抗体检测试剂、过敏原检测试剂等。对于唯公微球开发的试剂在其他主流流式上,唯公也有专门的分析软件(WellCKAS)可以对微球团族自动分析,自动建立标准曲线和自动分析结果。3 兼容主流流式的非磁性编码微球,顾名思义,既可以兼容主流流式的荧光配置(例如碧迪、贝克曼、唯公等),但由于编码微球不具磁性,其样本制备自动化受到研发难度大、制造成本高等限制,让后续的样本制备自动化面临巨大的挑战。使用这类编码微球开发的试剂有碧迪、BioLegend和AimPlex的细胞因子试剂,样本制备必须手工操作,极易引入人为误差。二、 编码微球数量在对Luminex编码微球的商业宣传中,我们常常会听到Luminex可以编码500重的三维编码。这其实是一个误区,因为编码微球的目的是用来开发试剂的,不是用来数编码重数的。而且,Luminex的三维编码微球,对仪器设备又提出了更高的要求。选多少重的编码微球,要根据开发试剂的种类。常见的临床编码微球试剂很少能见到30重以上的联检,因为联检的重数超过30重,在试剂开发的过程中,要去解决待测物间的相互干扰的难度和所需的资源都会大幅增加。现有联检较多的细胞因子检测试剂、自免抗体检测试剂,过敏原检测试剂都不超过30重,选用唯公30重或50重编码微球系列就可以满足要求,对于特殊需求的科研试剂,唯公也有新开发的84重编码微球。编码重数适中,可以保证每个编码点(编码微球团族)之间有足够的分离间隙,不仅降低了编码点之间相互“串扰”,而且在一定的仪器、试剂批间偏差的情况下,还能保证了自动分析的准确性。三、 编码微球粒径在单粒径编码微球数量不足的时候,有的公司会通过不同粒径的微球对编码数量进行补充,以达到弥补编码数量的不足。另外,对于采用两种或多种粒径的微球编码组合,通常是通过前散/侧散信号先区分不同粒径的微球,然后再展开不同粒径微球的编码。在前散/侧散散点图中,小粒径微球在偶联/包被抗体/抗原后会形成部分二聚体或多聚体,会与大粒径微球在信号上重叠,被误计入到大微球中,从而对大粒径微球的检测项目产生干扰,影响检测结果。所以在选择不同粒径的编码微球组合时,要认真评估这种因微球粒径的影响而导致测结果不准确的风险。对于不同粒径的微球,其比表面积不尽相同,反应动力学会有差异,且单位质量的微球的总表面积也会不一样。因此对应的最佳包被抗体量亦会有区别,需要不同的包被工艺和条件,对于试剂研发增加了一定的难度。再则,由于微球的表面积与微球粒径的平方呈平方关系,因此不同粒径的微球,其反应信号值差异很大。比如常见的约为3μm、6μm、8μm粒径的微球,以6μm微球的信号强度为1,则3μm球的理论信号强度仅为6μm球的四分之一。而8μm球则为1.78。如果所用的微球粒径跨度较大,则很难保证联检的信号在一个数量级上达成统一。另外大微球(例如,8μm球)虽然在信号强度上能够提高,但在重量上,则大幅增加,如8μm球的重量要比6μm球重2.37倍!重量越重,沉降速度就会加快,对反应过程的混匀要求较高,否则大小不同粒径的球的免疫反应可能达不到均相,会影响检测结果。最后微球会有一定的来源于材料本身的背景荧光信号,在检测荧光的PE通道上,微球粒径越大,在检测荧光通道(PE通道)的自发荧光信号(背景荧光信号)就会越高,直接影响检测试剂的检测下限。唯公编码微球的发展历程从唯公成立之初,我们就把突破Luminex编码微球的技术壁垒作为一项核心技术储备。2018年,我们陆续推出了7重和12重磁性编码微球。2020年我们自主开发的基于唯公编码微球的6/7/12细胞因子联检试剂也获证上市。EasyMagPlex 7/12重磁性编码微球散点图2021年唯公开始对外公开销售其30重磁性编码微球,并根据用户的需求,我们又大幅提升了表面羧基基团密度和耐超高温的性能。目前,唯公开发了“羧基密度通用版”、“羧基密度加强版”和“PCR适用版”,三套微球产品系列,不仅更富了我们的产品线,使之更有层次,更满足了不同用户不同项目的不同需求。在一些比较普遍(即抗原抗体研发相对成熟,反应性高,容易购买,价格便宜等)的项目上,羧基密度通用版的微球即可以满足要求。而对于羧基密度加强版的微球,则适用于一些原料较贵、不易购买或抗原抗体对信号值低的项目。可以将一些处于可用与不可用边缘挣扎的抗原/抗体对儿“抢救回来”。因此用户也不再需要选择大粒径来增加抗体/抗原的包被量,而用我们6um羧基密度加强版编码微球就达到了他们混用6um和8um编码微球的效果,同时避免了不同粒径微球的相互干扰。PCR适用版微球,提高了微球的在超高温和不同温度变化的环境下的稳定性,在PCR不同温度的实验过程中,微球的性能几乎无变化,可满足PCR不同反应体系的要求。EasyMagPlex 30重磁性编码微球散点图,常规及高密度羧基基团性能编码微球比对随着我们编码微球用户不断增多,科研客户特殊的需求也逐渐增多。2022年我们又固化了一套50重磁性编码微球的生产工艺,完成了量产转产,这套编码微球同样具有“羧基密度通用版”、“羧基密度加强版”和“PCR适用版”。EasyMagPlex 50重磁性编码微球近期我们有对我们的编码微球再次升级,完成了84重磁性编码微球的研发。与此同时,我们也完成了不同表面活性基团微球的生产工艺,将全部唯公微球表面活性基团的种类从单一的羧基扩展到了羧基(亲水,疏水),链霉亲和素、氨基、环氧基、甲苯磺酰基等,给用户提供了更多的选择。EasyMagPlex 84重磁性编码微球散点图由于Luminex是最早拥有编码微球技术的公司,我们也把我们的编码微球和Luminex的编码微球在前散/测试及APC编码通道上的一些性能进行了比对。唯公编码微球和Luminex编码微球比对微球试剂开发其他考虑因素因为编码微球是用来开发试剂的!试剂开发需要编码微球最少可以放置两年,而且不同批次的批间差要可控,要具有尽可能低的检测下限。在唯公编码微球的研发过程中,我们对编码微球的稳定性、批间差以及背景荧光信号进行了大量的研究。一 、编码微球的稳定性在试剂的开发过程中,编码微球是试剂开发的原材料之一。作为试剂原料,就必须能存放较长的时间,例如前面提到的两年,因为体外诊断试剂的效期最少都在一年以上。唯公的编码微球在37°C存放一个月后和新制备时进行了比较,其编码荧光值几乎不变。由此可见,我们的编码微球的稳定性可远超出了两年的要求。EasyMagPlex的稳定性加速试验结果二 、编码微球的批间差我们对采用了同样的工艺的不同批次的三批编码微球,通过夹心法进行了批间差验证。其结果显示几乎没有差异,表明我们的工艺稳定,完全符合试剂开发的要求。EasyMagPlex的批间差比较三 、编码微球的背景荧光信号众所周知,任何物质都会有自发荧光,编码微球也不例外。在检测信号通道(PE)上所能检测到的编码微球的自发荧光,我们称之为背景荧光信号(又称,背景噪声信号)。背景荧光越低,检测信号的信噪比就越好,对低值样本检测的干扰就越小,相应试剂的可检测下限就越低。在EasyCell同样设置的情况下,我们对Luminex的一维编码微球裸球和唯公的一维编码微球裸球进行了比对,发现EasyMagPlex在PE通道上的背景荧光信号要明显低于竞品。也就是说,基于EasyMagPlex开发的试剂,可达到更低的检测下限。Luminex编码微球和EasyMagPlex的背景荧光信号比对唯公微球试剂的表现我们以唯公磁性编码微球开发的7重细胞因子联检试剂为例,展示一下唯公微球和国内竞品微球开发的5联检肿标微试剂球对比。可以看出唯公EasyMagPlex在不同待测物浓度下都有更清晰分离度,每个团族都更团聚,且有明显的分界区域(竞品的数据来自公开发表的文章)。除了编码通道的分离度(纵轴)外,唯公的EasyMagPlex在PE检测荧光通道(横轴)也非常聚集,这说明EasyMagPlex的均一性要明细优于竞品的表现。国内竞品磁性编码微球5重肿瘤标志物联检试剂散点图EasyMagPlex7重细胞因子联检试剂散点图我还将唯公的基于磁编码微球7重细胞因子联检试剂和进口的基于无磁编码微球的两家试剂进行过比对(A公司和B公司)。通过比对可以看出,由于EasyMagPlex具有更低的PE背景荧光信号,我们的试剂在接近低端检测限(参考文献1.前瞻者说|专访唯公科技李为公:打破国际技术垄断,国内免疫诊断迎来新“黄金赛道”,前瞻网(https://www.qianzhan.com),2021.12.31,2.国产流式荧光突破技术壁垒,高通量多联检发展趋势可期——唯公科技创始人李为公博士,仪器信息网(https://www.instrument.com.cn),2023.04.10.
  • 重庆大学DNA编码分子库技术获重大进展
    p   癌症、心血管疾病、慢性肠炎、流感……这些疾病都是人类健康的敌人。如何高效地研制出相关治疗药物,是科学家们一直在探索的问题。3月24日,重庆日报记者从重庆大学获悉,该校药学院和瑞士苏黎世联邦理工学院合作采用的DNA编码分子库技术,将有望快速找到针对这些疾病靶点的活性化合物,从而提升相关药品研制的速度和质量。日前,这一研究成果发表在《自然· 化学》杂志上。 /p p   “如果把分子库中的化合物比喻成无数把钥匙,那么医治某种疾病的靶点就是需要打开的锁。”该成果论文的第一作者、重庆大学药学院研究员李亦舟介绍说,新药的研制就是在无数把钥匙中找到能打开某一把锁的钥匙,而传统筛选钥匙的方式很慢,即目前跨国药企通常采用的高通量药物筛选技术。“其采用大批量配对筛选的方式,效率较低,合成、筛选500至600万个分子就需要大约20年时间,研发周期长,资金投入大。这样即使研发出新药,价格也很昂贵。” /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/12f074f0-09fa-4ba4-ba7c-cab943c486bf.jpg" title=" NewsDataAction-2.jpeg" / /p p   重庆大学药学院和瑞士苏黎世联邦理工学院Dario Neri教授实验室合作采用的DNA编码分子库技术,耗时3年多时间,人工合成了3500万个不同的化合物,然后运用编码技术,为每一个化合物都贴上独一无二的DNA条形码。 /p p   这3500万个不同的化合物,被装在一支小小的试管里。然后,与装在另一支试管里的疾病靶点迅速进行匹配,从而找出针对疾病靶点的活性化合物。找到这些化合物之后,再对它们进行基因组测序,便可以有针对性地研发出相关药物。 /p p   “目前很多疾病都使用抗体药物进行治疗,相对于化学小分子药物来说,抗体药物制造成本高,且抗体药通常需要注射,不如像片剂等的化学小分子药物方便服用、保存与携带。”李亦舟说,因此,如果使用DNA编码分子库技术,不仅可以极大地加快研发新药的时间进度,也有利于减轻患者痛苦。 /p
  • 氢能列车成功试运行,旋转圆盘电极国产化,2024中国氢能应用大爆发!
    3月21日,由中车长客股份公司自主研制的我国首列氢能源市域列车成功试运行,列车成功以时速160公里满载运行,试验数据显示,列车每公里实际运行平均能耗为5千瓦时,达到国际领先水平。是我国轨道交通行业在氢能源技术研发应用中的重要里程碑事件! 新华社发(中车长客股份公司提供)与此同时,在这个春天,我国氢能技术领域捷报频传,事关氢能电催化研究的尖端仪器设备“旋转圆盘电极装置”,也成功实现国产化,由武汉电弛新能源有限公司研制的——数字型旋转圆盘电极装置DSR启幕上市,中国电化学科研工作者有了自己的国产仪器,助力中国氢能应用!氢能技术原理是氢气和氧气在动力系统进行电化学反应,进而产生电能。这一过程需要铂作为催化剂,在目前的技术研究中,铂的高催化活性、化学稳定性和耐久性得到青睐,据WPIC的统计,每辆燃料电池汽车 使用大30-80克铂金。然而,铂金(Pt)昂贵的价格和稀缺的矿产资源,限制了铂金在氢燃料电池的应用。因此,通过旋转圆盘电极展开超低铂载量氢燃料电池技术研究,对于氢能应用影响深远。当前,旋转圆盘电极市场主要由美国、日本、瑞士等外国仪器厂商把持,对中国氢能技术创新构成潜在的威胁。随着国际形势的复杂变化,大国之间的科技竞争日趋激烈,尖端仪器断供禁运时常发生。中国人必须要有自己的旋转圆盘电极——DSR数字型旋转圆盘电极应运而生!DSR数字型旋转圆盘电极在整体性能与进口仪器一致,它的研发设计更符合中国实验室操作习惯。DSR旋转圆盘电极采用编码器电机控制,数字技术,可以直观准确地读数显示。DSR旋转圆盘电极配置了银石墨碳刷(银含量>80%)可以实现信号无损传输,润滑性更好。在设计上,DSR旋转圆盘电极将中国艺术的“千山绿”为主色调,沉稳淡雅,凸显东方审美气质。 DSR旋转圆盘电极对比进口仪器,售后服务优势凸显:国内制造、国内发货、国内结算、国内服务,能够快速交付用户,能够快速响应需求,保障实验课题项目顺利推进。目前,DSR旋转圆盘电极由理化香港公司代理销售,在一些高校实验室实现交付应用,仪器体验得到广大师生好评。
  • 正瑞泰邦发布ZB-908B熔喷布PP料熔融指数仪新品
    机台型号: ZB-908B熔喷布PP料熔融指数仪一. 用途:ZB-908B熔喷布PP料熔融指数仪是在原体积法熔融指数仪的基础上做了改进,用于测量流速极快的熔喷布原料聚丙烯纤维等材料而专门开发的一款仪器,是按GB3682-2000的试验方法测定塑性高聚物在高温下流动性能的仪器,既适用于质量法(MFR)也可以使用体积法(MVR)进行测试;B型一体机为用户提供了更加便利的测试方法,流速测试范围广,可以测试3000g/10min范围内的PP原料。二. 主要特征:1.挤压出料部分:出料口直径:Φ2.095±0.005毫米出料口长度:8.000±0.025毫米装料筒直径:Φ9.550±0.025毫米装料筒长度:152±0.1毫米活塞杆头直径:9.475±0.015毫米活塞杆头长度:6.350±0.100毫米2.标准试验力(八级)1级:0.325 kg=(活塞杆+砝码托盘+隔热套+1号砝码体)=3.187N2级:1.200 kg=(0.325+2号0.875砝码)=11.77 N3级:2.160 kg=(0.325+3号1.835砝码)=21.18 N4级:3.800 kg=(0.325+4号3.475砝码)=37.26 N5级:5.000 kg=(0.325+5号4.675砝码)=49.03 N6级:10.000 kg=(0.325+5号4.675砝码+6号5.000砝码)=98.07 N7级:12.000 kg=(0.325+5号4.675砝码+6号5.000+7号2.500砝码)=122.58 N8级:21.600 kg=(0.325+2号0.875砝码+3号1.835+4号3.475+5号4.675+6号5.000+7号2.500+8号2.915砝码)=211.82 N砝码质量相对误差≤0.5%3.温度范围:室温-450℃4.恒温精度:±0.5℃5.电源:220V±10% 50Hz6.测量方式:质量法(g/10min)/体积法(cm3/10min)7.工作环境条件:环境温度为10℃-40℃;环境相对湿度为30%-80%;周围无腐蚀性介质,无较强的空气对流;周围无振动、无较强的磁场干扰8.测试范围:0.01g/10min~3000g/10min9.仪器外形尺寸:250×350×600mm(长×宽×高)10.重量:约80Kg。创新点:针对熔融状态下流速过快的材料(比如PP料)研发的一款新产品。其工作原理为增加了响应速度较高的编码器,以便读取熔体流动的位移,通过体积法的方式计算出熔融指数值;解决了以往传统质量法熔融指数仪达不到的功能。 ZB-908B熔喷布PP料熔融指数仪
  • 用法如激光扫描仪再现北京猿人之家
    2009年5月,北京周口店遗址第一地点(猿人洞)开始进行保护性的考古发掘前期工作。自上世纪70年代以来,猿人洞就再未进行过考古发掘,长时间的风化侵蚀使猿人洞的剖面出现险情,为排除险情,稳定剖面,经国家文物局批准,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与周口店北京人遗址管理处联合对猿人洞西剖面进行保护性的清理发掘。在发掘之前,为翔实记录猿人洞的历史原貌,文物保护专家利用现代先进的法如3D激光扫描仪,获取到详尽的、高精度的猿人洞三维立体影像图数据&mdash &mdash 数十万年前古人类生活过的洞穴实景得以再现,科技的发展可以让人类审视现在的文明和进步! 关于北京猿人遗址: 北京猿人遗址是世界著名的古人类遗址,它位于周口店龙骨山上,于1 9 2 1年开始发掘,是目前世界上同时期人类遗址中材料最丰富的一个,又是华北中更新世(即第四纪冰川更新世中间的一个时期 )洞穴堆积的标准剖面,在古人类学和第四纪地质学上均占有很重要的地位。这个遗址1 9 6 1年被国务院定为全国第一批重点文物保护单位,1 9 8 7年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。 解决方案: 文物保护专家使用了法如激光扫描仪,在猿人洞现场简单架设和移站扫描仪,通过测量扫描即可获得洞穴的真实三维场景再现。三维测量的原理是激光测距。第一步是发射激光束,旋转的镜面将激光束直接反射到测量区域:通过反射回镜面的激光束,可以精确和唯一地确定镜面到物体之间的距离。在编码器测量镜头旋转角度与激光扫描仪的水平旋转角度后,计算机可以精确计算出每个测量点的空间坐标,并把这些三维空间点的坐标存贮起来。这一步骤每秒最快重复近百万次,通过重复这一步骤,并最终形成被测环境的三维空间图像。其分辨率比传统的数码相机高上千倍,大空间激光三维扫描仪的场景数字化记录优势已得到充分验证。被测对象通过无缝拼接形成完整空间,克服了视角局限外挂数码照相机,实现彩色扫描,还原彩色现实。 欲知本产品信息:点击进入 法如科技 FARO Technologies,Inc. 地址:上海市桂林路396号3号楼1楼 邮编:200233 Tel: 86-21-61917600 Fax:86-21-64948670 网址: www.faroasia.com/china e-mail: chinainfo@faro.com
  • RESOLUTE绝对式光栅可以满足光伏太阳能电池板制造业的需要
    高效光伏太阳能电池(发电板)制造商面临的最大挑战是降低成本和提高电池效率。通过提高产量、减少加工精度的分散变化,并消除影响生产力提升的障碍来提高工厂自动化程度,是公认的实现电网价格持平等问题的关键。 与众多行业一样,选择合适的光栅(位置编码器)在光伏电池制造的高效工厂自动化中是很重要的环节。全球各地的太阳能电池板制造商一直在寻找一种有助于增加输出量、提高产量并尽量缩短停机时间的编码器。雷尼绍的RESOLUTE绝对式直线光栅和圆光栅可以满足这些要求,该光栅将真正的绝对式光栅反馈与高分辨率(1 nm)、高精度(± 1 µ m/m)、非接触光学系统等计量优点相结合,具有非常出色的可靠性和安全性。 RESOLUTE是绝对式光栅,这意味着它在通电后就能立即确定绝对位置,无需返回参考(基准)点,从而极大缩短开启时间并在出现任何运动前就实现对轴的完全控制。此项性能特征在机床断电又重新通电的情况下非常重要。它可以安全可靠地执行复杂的恢复路径,确保价格昂贵的产品和设备免于受损。 实际上,位置反馈的安全性是RESOLUTE系统的一项突出优点。光栅运行两种独立算法:一种用于确定绝对位置,另一种用于检查测量结果。这些内置位置检查算法可以独立校验位置,确保报告位置的保真度并可防止轴的非受控运动。因此大大降低了制造过程中电池或轴受损的几率。RESOLUTE已被世界领先的外科手术机器人公司采用,这足以说明该集成功能的有效性和可靠性! RESOLUTE以一种完全独特的方式工作,类似于一台超高速数码相机对由长的非重复条形码组成的栅尺进行拍照,从而为读数头提供绝对位置。RESOLUTE比市面上最快的数码相机的速度还要高1000倍。在图片中进行插补可达到1纳米的分辨率。另外,由于RESOLUTE在100 m/s时可达到1 nm的分辨率,所以光栅速度永远不会是一种限制,因此硅太阳能电池制造设备可更快速地运转,并且与使用传统光学编码器的设备相比,可实现更高的产量和效率。而且绝不仅仅是高速度&hellip &hellip 条形码含有大量的冗余,而读数头应用复杂的交互校验和误差修正。因此结果不会受到诸如硅尘、油和指纹等栅尺污染的影响。RESOLUTE所具备的抗污能力意味着,它可以在可能引起其它光学编码器丢数的环境中连续运转。 另外,RESOLUTE可以达到非常优异的运动控制性能,因而提高了精度和制造过程的产量,甚至领先于极为苛刻的精密激光加工技术。传统密封式绝对式光学编码器通常具有约± 200 nm的细分误差 (SDE)。这么明显的SDE会产生很差的速度控制性能,导致运动轴上出现振动;在这样的轴上移动易碎、昂贵的硅片有可能发生&ldquo 恐怖的故事&rdquo ,而且可能出现微裂纹,太阳能电池的相关性能也会降低。较差的SDE还可降低诸如缺陷检测等动态执行的扫描作业的生产效率。RESOLUTE凭借其新颖的检测方法打消了所有这些顾虑,这种方法的固有SDE非常低,不超过± 40 nm。多轴设备的制造商还可以通过使用RESOLUTE获益,因为它具有非常低的噪声(
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