太阳模拟仪测试原理

随着可再生能源的快速发展,太阳能光伏产业正在蓬勃成长。为了测试太阳能电池的发电效率,需要使用太阳光模拟器进行室内模拟。LED光源由于具备节能、寿命长等优点,已成为太阳光模拟器的主流灯源之一。但在应用时,LED灯源也存在一些缺点和限制。本文将讨论LED太阳光模拟器在测试钙钛矿太阳能电池时的优劣分析。什么是LED?LED (Light Emitting Diode) 是一种二极管照明装置,它能把电能转换成光能。是由一个半导体材料制成的,当电流流过时可发出光。所发之光的颜色可以是红、黄、绿、蓝或白色,是根据不同的半导体材料而定。优点包括高效率、长寿命、节能省电、可调光、快速发亮,绿色环保。因此,LED已经广泛应用于各种照明、显示器和通信系统等领域。LED (Light Emitting Diode) 光源本身拥有许多优点,其中相当著名的特点如下:高效率:转换能效高,目前研发上可以转换85% 的电能为光能。寿命长:寿命非常长,在结温保持在25度的条件下,通常可以达到10,000 小时以上。节能省电:比传统灯具更省电,能减少80% 的能源消耗。可调光:LED 光源可以调节亮度,可以根据环境需求适当调整。快速发亮:点亮速度非常快,在开关时不需要等待时间。环保:LED 产品不含有毒物质,不会对环境造成危害。将LED作为太阳光模拟器灯源又有什么优点?根据LED灯源的特性,太阳光模拟器制造商通常会强调使用LED灯作为太阳光模拟器灯源有下列7点优势:色温可调:可以根据不同的需求,调整色温,用以模拟不同的日照情况。可控性高:可以根据不同的模拟需求,进行亮度和色温的调整。省电:耗电比传统的灯具灯源更低。环保:LED灯源不含有毒物质,对环境无害。寿命较长:LED光源的宣称寿命非常长,可以标榜可达10,000 小时以上,但前提是结温(Junction Temperature)恒定在25°C的条件下应用广泛:可用于各种植物照明、人工智能研究、光学研究、生物研究、摄影棚照明等领域可以模拟多种天气状态,如晴天,阴天等。但LED灯真的这么好吗?长效寿命的定义与迷思LED寿命是指在特定温度条件与特定电流条件下,维持发光亮度至少70%时间的时间。其计算方式是以发光二极管的发光亮度衰减到剩原始亮度的70%,所需经历的时间为作为衡量标准,然而测试实验通常用多个灯泡为一组的实验中进行,当同组平均一半以上数量的LED灯光亮度衰减到70%的时候,其平均时间就是该LED灯泡群体的平均寿命,但寿命长度实验通常是在特定安排的理想使用环境条件下所量测评估的,例如必须控制温度、电流、环境等。常见的控制条件有在结温(Junction Temperature) 25°C下,2 mA特定电流条件下,进行发光强度与时间的寿命监控等等。换言之,一旦使用的环境条件不符该LED灯在实验室量测标准条件,将会大幅影响寿命。用LED作为光伏用太阳模拟器灯源不好吗?实际缺点与潜在问题理论上,更高的驱动电流会增加光输出。但伴随而来的是会增加耗损功率且在最终造成光输出和效率的损失。此外,较高的温度也会导致LED 的正向电压降低,从而使恒流源的耗损功率更高。因此同样地,LED 的主波长、光输出和正向电压相互影响,如下方所列。 (参考资料: NEWARK )光输出与电参数和热参数之间的关系电、热、光,三种要素均会影响LED 的输出特性。图2.解释了光输出与电参数和热参数之间的关联。容易热衰竭的LED灯--光输出随温度升高而降低据文献指出,AlInGaP 四元LED 对热相当敏感,我们可以从实验中了解,白光 LED 的光通量要保持80%,其结温就必须保持在 100°C 以下。而在琥珀色的LED,输出光通量也明显随着结温的升高而急剧下降。上图为结温与光通量的关系。容易随着温度变脸的LED灯----主波长(颜色变化)随温度变化TJ 增加波长或颜色会偏移,LED的主波长取决于结温,我们可以在下列附表中看到依颜色划分的1瓦高亮度的典型值,表中可很明显发现,琥珀色是相当敏感的,因为它会移动 0.09nm/°C。所以我们假设室内照明的环境情境,室温范围为10 至 40 摄氏度,那么在 30 摄氏度的温度范围内,琥珀色的主波长偏移为2.7 纳米 (40 - 10 * 0.09)。场面越热,LED越Down----正向电压随温度降低使用LED的研究人员不能不知道,当温度升高时,VF 降低 2mV/°C,虽然 LED 串联连接时,因为它驱动恒流,所以VF 变化应该不是一个严重的问题。但是如果LED是并联,VF就会随着温度升高而下降,导致电流增加。随着电流增加,TJ 就随之继续增加,导致 VF 更进一步下降,不断交互影响,直至达到平衡。反之,随着低温 VF 增加,就导致电流下降,这可能使得在恒压操作LED灯的环境下难以获得所需的固定光度。热到不想动的LED----寿命随温度降低LED 的可靠性是结温的直接函数,较高的结温往往会缩短LED 的使用寿命。而IES LM-80-08 是一项标准,规范了LED 制造商和照明制造商如何测试LED 组件,用以确定其随时间推移变化的发光性能。而LED 的 L70 寿命就是定义了LED 输出流明在25°C条件下,从100% 降低到70% 所经历的时间(如下图)。LM-80-08 报告用于预测各种温度和驱动电流操作环境下的LED 流明维持率。下图解释了L70寿命与结温之间的关系。据观察,LED 寿命随着结温的升高而降低,在85°C下,LED 寿命均小于1200小时。(参考资料: MDPI)The attained total radiant flux maintenance results of the mid-power blue LEDs, sorted by case temperature and forward current.LM-80-08 报告:中功率蓝色 LED在各外壳温度与正向电流下的LED 流明维持率。(参考资料: MDPI)

日本SAN-EI公司推出高准直太阳光模拟器(高平行太阳光模拟器)，准直度半角小于0.3度，实现了高准直性测试的各种要求。目前已被国内权威机构采购并使用。AM1.5G /AM0 太阳光光谱；准直接半角不稳定性2% 均匀性可定制；照射距离可定制；照射角度和方向可定制；创新点：高准直稳态太阳光模拟器，准直度半角小于0.3度，实现了高准直性测试的各种要求。目前已被国内权威机构采购并使用。 高准直太阳光模拟器

美国海洋光学（www.oceanopticschina.cn）近日推出一款 RaySphere 光学测量系统，用以测量太阳光模拟器和其他辐射源的绝对辐照度。RaySphere系统可测量从紫外线到近红外光谱（380-1700nm）的不同光谱范围的绝对辐照度（mW/cm2/nm）。 下载高清晰图像:http://halmapr.com/oo/RaySphereRelease.jpg （图片说明：海洋光学 RaySphere 系统评估并判定太阳能闪光灯和太阳光模拟器的光谱分布是否合格） 作为一种用于验证已安装的太阳能闪光灯输出的工具，RaySphere 特别适用于太阳光模拟器制造商以及研发实验室。太阳光模拟器的闪光可用于目的为根据光谱反应组合细胞像素的光电制造流程、以及目的为测量最终光电效能的光电制造流程。RaySphere 的系统具有必要的精确度和分辨率，以测量和分析闪光器的性能和稳定性，并通过高级的低频抖动方式触发电子设备为闪光测量计时。RaySphere 的刻度经过公认的认证实验室的确认，以确保精确的探测，并使太阳能闪光灯和太阳光模拟器的评估和资格认证符合由 ASTM 和 IEC（IEC60904-9 2007）等标准制定机构制定的标准。 两台热电冷却探测器使太阳能闪光灯的光谱分析（380-1700nm）可复验性高且准确。第二种型号的 RayShere 含有一个冷却探测器，以测量最多 1100nm 的光谱。 该系统同时包含高级、高速的电子设备，以及直观、强大的软件界面。极少的测量次数可实现在闪光期间，甚至于闪光间隔期间的完整光谱检测。此外，测量还可以由一个快速反应的发光二极管促发。该二极管可在百万分之一秒内通过增加闪光强度而做出反应。 关于海洋光学(Ocean Optics)和豪迈(HALMA): 总部位于美国佛罗里达州达尼丁市的海洋光学(www.OceanOpticsChina.cn)是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部，自1992年以来，在全球范围内共售出了超过150,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛，公司隶属英国豪迈集团。创立于1894年的豪迈(HALMA www.halma.cn)是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有3700多名员工，约40家子公司。豪迈目前在上海、北京、广州、成都和沈阳设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。

ATEC阿泰可四立柱轮胎耦合道路模拟环境舱(带阳光模拟)该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统，主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试，以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。车辆轮距及轴距调整范围大，且采用自动调节，方便快捷，提高设备运行效率盖板采用隔热材料，隔热效果更好，盖板移动采用自动装置，更加便捷 主要技术指标1 温度指标1. 温度范围：-40℃～+80℃；2. 温度均匀度：≤±2℃(空载)；3. 温度偏差：≤±2℃(空载)；4. 温度控制精度：≤±0.5℃（无热负荷，稳态）≤±2℃（有热负荷，稳态）5. 升温速度：≥1℃/min（全程平均，带车辆，无热负载，出风口测量）；6. 降温速度：≥0.7℃/min（全程平均，带车辆，无热负载，出风口测量）；7. 湿度范围：10 %R.H.～95%R.H.8. 阳光模拟：红外线光谱辐射灯9. 辐射强度：600～1200W/㎡（可调节）10. 辐射区域（长×宽）6000×2500mm11. 垂直移动距离：辐射灯下距离舱底表面2.5～4.2m可调依据标准GB/T 2423.1-2008 试验A：低温试验方法GB/T 2423.2-2008 试验B：高温试验方法GB/T 2423.3-2006 试验Ca：恒定湿热试验GB/T 2423.4-2008 试验Db：交变湿热试验方法1，2QC/T 413-2002、ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》QC/T 413-2002中关于3.11产品耐温度/湿度循环变化性能的要求ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验 第4部分：气候负荷》中5.2温度梯度、5.3.1规定变化率的温度循环、5.6湿热循环、5.7稳态湿热对测试的要求GB /T 2423.24-1995太阳辐射试验IEC60068-2-1：2007 低温试验方法AbIEC60068-2-2：2007 高温试验方法BbIEC60068-2-30：2005 交变湿热试验方法DbIEC60068-2-78：2007 恒定湿热试验方法CabGJB 150.3A-2009 高温试验GJB 150.4A-2009 低温试验GJB 150.9A-2009 湿热试验的试验标准要求 创新点：该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统，主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试，以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。 车辆轮距及轴距调整范围大，且采用自动调节，方便快捷，提高设备运行效率 盖板采用隔热材料，隔热效果更好，盖板移动采用自动装置，更加便捷

剪切应力模拟器polyshear----模拟液体涂料和油漆的剪切效应在涂装车间或喷涂线上，涂料需从不同口径、不同排布的管道、减压器和泵中输送。此过程中会产生剪切力，这些剪切力可能会导致涂料的降解，变质，粘度和色彩的改变。通过使用德国orontec公司生产的polyshear剪切应力模拟器，可以判断某种涂料原料是否会在输送管道和搅拌中产生问题，降低风险。德国orontec公司制造的polyshear剪切应力模拟器可模拟合理测试时间中的剪切应力。包括与工业环境相关联的涂料管道。剪切应力模拟器polyshear仅使用确定的剪切力元件，装置体积小巧且有优秀的重复性。剪切应力模拟器polyshear客户剪切应力模拟器polyshear广泛运用在涂料，汽车油漆，以及工业喷涂线等领域，发挥出重要的作用。部分客户如下：polyshear剪切应力模拟器工作原理---泵跟剪切应力元件是剪切应力两个重要影响因素油漆在喷漆车间的管道中循环时，会在管道内的各种元件流动，在剪切力的作用下发生粘度和颜色改变，从而造成喷涂时的质量问题。使用剪切应力模拟器，可以重现这过程，为进料检验，产品优化提供快速有效的方法。☞ 泵以活塞泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部位上（直径最小的位置），剪切率可以达到15000 1/s。以齿轮泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部分上（齿轮口边缘），剪切率可以达到10000 1/s。☞ 剪切应力元件德国orontec的剪切应力模拟器中有个重要的剪切应力元件，可以模拟涂料在管道中受到的压力情况，如下图左所示，关闭剪切应力元件上的膜时引起的压力变化。压力的变化会改变流速，如下图右所示，剪切应力元件上膜关闭后，流速为0.12kg/s。剪切应力元件也可以很好的模拟涂料在管道中受到的剪切率，如下图所示，剪切应力元件可以达到大于10000 1/s的剪切率。涂料的颜色受到剪切应力的影响，如下图所示，在泵的作用下，涂料颗粒大小的分布发生了变化，因此模拟涂料在管道中受到的剪切应力，可以帮助客户对进料进行检验。剪切应力模拟器polyshear的基础模块由一个小机动柜组成，只需一个6条的压力线即可运行。喷涂材料充满小罐（1l）后，在泵的作用下通过剪切应力元件流动。其循环流动次数与涂装输送管道有良好的相关性，且相关性已被研究证明。在测试过程中或在测试后，都可以检测样品的粘性和颜色(使用液体涂料色浆测色系统lcm)，由此可得出剪切应力与材料降解的相关性。与此同时，在基础模块上可额外添加额外的配件，例如有自动停功能的循环次数计数器、温度传感器。此外，还有另一型号可测试5升样品，此型号可装在手推车上并可以移到如喷涂机器人等装置上。剪切应力模拟器polyshear特点✔专为实验室研制，机动性强且占用空间小。✔涂料测试量仅为1l✔高重复性与与重现性✔与工业喷涂线有优秀的关联性(例如automotive oem paint shops)✔较短的循环周期✔模块化安装，基础模块可以通过更高级的在线测量传感器扩展✔可实现与模拟软件相结合✔可与lcm液体测色系统实现无缝联接✔德国fraunhofer ifam, bremen开发并获得专利剪切应力模拟器polyshear基础型号内部结构说明剪切应力模拟器polyshear基础型号技术参数材质不锈钢外壳和连接器用于测试观察和控制的玻璃窗尺寸长: 400 mm,宽: 660 mm,高: 640 mm重量约56kg压力锅体积约1 l最大压力输入6 bar最大材料压力21 bar泵比约3.5:1翁开尔是德国ORONTEC中国总代理，欢迎咨询剪切应力模拟器更多产品信息和技术应用

仪器信息网讯 近日，伊利诺斯工具公司(Illinois Tool Works Inc.，NYSE: ITW)宣布从Amphenol公司(NYSE：APH)手中收购MTS Systems公司(Nasdaq：MTSC，简称“MTS”)的测试与模拟业务，交易的细节条款并未披露。　　MTS系统公司成立于1966年，是全球著名力学测试系统和传感器供应商，其业务主要分为传感器以及测试与模拟两个部门，产品被广泛的应用于材料力学性能测试、土木工程结构测试、航空航天以及汽车耐久性、性能测试等领域。截至2018年9月28日，MTS系统公司全球共有3400名员工，2018年的营销总额为7.78亿美元。　　伊利诺斯工具公司是一家专业的工程配件和工业系统产品的跨国生产企业。公司成立于1912年，总部位于美国伊立诺州的芝加哥，是高性能紧固系统，专用和通用设备及工业、民用消费系统的研发生产厂家。通过整合新产品的开发，增加对原有客户的渗透，部门的重组，以及对企业的收购行为，使得公司不断成长壮大。目前ITW在40多个国家中拥有超过500间个别独立的运做结构，员工超过5万名，是《财富》500强公司之一。　　去年12月，全球领先的高科技互连、天线和传感器解决方案供应商Amphenol公司宣布以每股58.50美元的现金价格收购了MTS(约合17亿美元)。　　此次从Amphenol手中接过MTS测试与模拟业务，ITW董事长兼首席执行官Scott Santi表示：“MTS的测试和模拟业务与我们现有的测试和测量及电子业务具有高度互补性，使我们能够定位于新的具有吸引力的垂直行业。在同行因为新冠大流行而被迫重组或削减成本时，我们能够利用其优势地位寻求更高的市场份额。”　　在同意收购MTS Systems公司的产品后，ITW的股价上涨了2.8%。

天霁HN-ASA1双模正压大气采样器在中国计量科学研究院成功完成了模拟高海拔低温条件下的采样测试。测试分别模拟了珠峰大本营（海拔5100米、0.5大气压、-10℃）和前进营地（海拔6500米、0.42大气压、-20℃）的气压和温度条件，天霁HN-ASA1双模正压大气采样器在这些极端条件下均可以正常启动，并成功完成了气体样品的采集工作，采集的样品压力均可满足后续分析的要求。 这批采样器随“巅峰使命2022”第二次青藏科考北京大学分队赴珠峰进行高海拔空气采样工作。这是我国首次在珠峰营地开展针对甲烷和含氟气体的采样实验，所得数据对于珠峰地区乃至全球的温室气体浓度分布与传输状况的研究具有重要意义。此前，天霁采样器还曾搭乘“雪龙号”极地考察船，在南极圆满完成了空气采样工作。天霁系列大气采样器专门为环境空气正压采样所开发，采用便携拉杆箱设计，携带方便，稳定可靠。采样器具有独特的抽气-充气双模式切换功能，在现场只需一台采样器即可完成采样罐的冲洗和采样，极大提高空气采样效率和样品可靠性。天霁大气采样器还提供全自动（ASP2）、多通道可编程（ASP8）等多个型号，并可选配流量控制、内置电池等模块，满足各种场景下的空气采样需求。

Q8/UV紫外光加速老化试验机 Q8/UV紫外光加速老化试验机主要用于模拟对阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用；材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。紫外光加速老化试验机通过模拟阳光、冷凝、模仿自然潮湿，试样在模拟的环境中试验几天或几周的时间，可再现户外可能几个月或几年发生的损坏。 Q8/UV紫外光加速老化试验机中，紫外灯的荧光紫外等可以再现阳光的影响，冷凝和水喷淋系统可以再现雨水和露水的影响。整个的测试循环中，温度都是可控的。典型的测试循环通常是高温下的紫外光照射和相对湿度在100％的黑暗潮湿冷凝周期；典型应用在油漆涂料、汽车工业、塑胶制品、木制品、胶水等。 模拟阳光 阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分，它产生很少的可见光或红外光谱能量。我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯，因为每种灯在总的紫外线辐照能量和波长都不一样。通常，UV灯管可分为UVA和UVB两种。 Q8/UV灯管 UVA-340灯管：UVA-340 灯管可极好地模拟太阳光中的短波紫外光，即从365 纳米到太阳光截止点 295 纳米的波长范围。 UVB-313灯管：UVB-313 灯管发出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太阳紫外线强烈，从而可以**程度的加速材料老化。然而，该灯管可能会对某些材料造成不符合实际的破坏。UVB-313 灯管主要用于质量控制和研究开发，或对耐候性极强的材料运行测试。 UVA-351灯管：模拟透过窗玻璃的阳光紫外光，它对于测试室内材料的老化**为有效。 潮湿冷凝环境 在很多户外环境中，材料每天的潮湿时间可长达12小时。研究表明造成这种户外潮湿的主要因素是露水，而不是雨水。Q8/UV通过独特的冷凝功能来模拟户外的潮湿侵蚀。在试验过程中的冷凝循环中，测试室底部蓄水池中的水被加热以产生热蒸气，并充满整个测试室，热蒸汽使测试室内的相对湿度维持在100％，并保持一个相对高温。试样被固定在测试室的侧壁，从而试样的测试面曝露在测试室内的环境空气中。试样向外的一面暴露在自然环境中具有冷却效果，导致试样内外表面具备温差，这一温差的出现导致试样在整个冷凝循环过程中，其测试面始终有冷凝生成的液态水。 由于户外曝晒接触潮湿的时间每天可以长达十几小时，因此典型的冷凝循环一般持续几个小时。Q8/UV提供两种潮湿模拟方法。应用**多的是冷凝方法，它是模拟户外潮湿侵蚀的**方法。所有的Q8/UV型号都可运行冷凝循环。因为有些应用条件也要求使用水喷淋以达到实际的效果，所以有些Q8/UV型号既可运行冷凝循环又可运行水喷淋循环。 温度控制 在每个循环中，温度都可控制在一个设定值。同时黑板温度计可以监控温度。温度的提高可以加速老化的进程，同时，温度的控制对于测试的可再现性也是很重要的。 水喷淋系统 对于某些应用而言，水喷淋能更好地模拟**终使用的环境条件。水喷淋在模拟由于温度剧变和由于雨水冲刷所造成的热冲击或机械侵蚀是非常有效的。在某些实际应用条件下，例如阳光下，聚集的热量由于突降的阵雨而迅速消散时，材料的温度就会发生急剧变化，产生热冲击，这种热冲击对于许多材料而言是一种考验。Q8/UV的水喷淋可以模拟热冲击和/或应力腐蚀。 喷淋系统有12个喷嘴，在测试室的每一边各有6个；喷淋系统可运行几分钟然后关闭。这短时间的喷水可快速冷却样品，营造热冲击的条件。 照射强度控制：可选 选配照射强度控制选件可得到**型和重复性好的测试结果；光强控制系统允许用户根据不同的测试要求设置不同的光照强度。通过其反馈回路装置**控制照射强度；同时也可以延长荧光灯的使用寿命 Q8/UV紫外光加速老化试验机主要技术指标 型号 Model Q8/UV3 Q8/UV2 Q8/UV1 UV 照射 Exposure ● ● ● 冷凝 Condensation ● ● ● 光照控制 Irradiancs Control ● ● 可调光线 Adjustable irradiance ● ● 喷水 Water Spray ● 热冲击 Thermal Shock ● 自动侦路 Self-diagnostics ● ● ● 灯泡数量 Lamp Q' ty 紫外线灯管 8 支，备品 4 支 Ultravloiet lamp 6pcs, spares 4 pcs (美国Q-LAB,Q-Panel,美国ATLAS,UVA340,UVB313,UVC351) 记录器 Recorder 选配 (Optional) 辐射计 Q8-CR Calibration Radiometer 选配 (Optional) 机器辐射强度： 1.0W／m2／340nm以内可调 1.1W／m2／313nm以内可调 UV 温度 Temp 50 ℃ -75 ℃ 冷凝温度 Condensation Temp 40 ℃ -60 ℃ 测试容量 Test Capacity 48pcs 片/se spray（ 75 x 150m m ） 50pcs片/basic （ 75 x 150m m ） 水凉及耗量 Water 蒸馏水每分钟 蒸馏水每日 8 公升 体积 Dimension(W x D x H) 137 x 53 x 136cm 重量 Weight 136kg 电源 Power 1 &psi ， 120V/60Hz,16A or 230V/50Hz, 9A,1800W(max) Q8/UV紫外光加速老化试验机测试方法 通用 &bull ISO 4892-1 Plastics- Methods of exposure to laboratory light sources-Part 1: General Guidance &bull ASTM G-151, Standard Practice for Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated Test Devices that Use Laboratory Light Sources &bull ASTM G-154, Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure of Non-Metallic Materials &bull British Standard BS 2782: Part 5, Method 540B (Methods of Exposure to Lab Light Sources) &bull SAE J2020, Accelerated Exp. of Automotive Exterior Materials Using a Fluorescent UV/Condensation Apparatus &bull JIS D 0205, Test Method of Weatherability for Automotive Parts (Japan) &bull GB/T 16422.1，塑料实验室光源暴露试验方法 第1部分：总则 ________________________________________ 涂料 &bull ISO 11507, Paints & varnishes-Exposure of coatings to artificial weathering-Exposure to fluorescent UV and water &bull ISO 20340, Paints & varnishes &ndash Performance requirements for protective paint systems for offshore and related structures &bull ASTM D-3794, Standard Guide for Testing Coil Coatings &bull ASTM D-4587, Standard Practice for Light/Water Exposure of Paint &bull US Government, FED-STD-141B &bull US Govt., Federal Specification TT-E-489H, Enamel, Alkyd, Gloss, Low VOC Content &bull US Govt., Federal Specification TT-E-527D, Enamel, Alkyd, Lusterless, Low VOC Content &bull US Govt., Federal Specification TT-E-529G, Enamel, Alkyd, Semigloss, Low VOC Content &bull US Govt., Federal Specification TT-P-19D Paint, Latex, Acrylic Emulsion, Ext. Wood & Masonry &bull NACE Standard TM-01-84 Procedures for Screening Atmospheric Surfaced coatings &bull GM4367M Topcoat Materials - Exterior &bull GM 9125P Laboratory Accelerated Exposure of Automotive Material &bull Korean Standard M5982-1990, Test Method for Accelerated Weathering &bull Spanish Std, UNE 104-281-88 Accelerated Testing of Paints and Adhesives with Fluorescent UV Lamps &bull Israeli Standard No. 330, Steel Windows &bull Israeli Standard No. 385, Plastic Windows &bull Israeli Standard No. 935, Road Marking Paint &bull Israeli Standard No. 1086, Aluminum Windows &bull NISSAN M0007, Fluorescent UV/Condensation Test &bull JIS K 5600-7-8, Testing Methods for Paints &bull MS 133: Part F16, Methods of Test for Paints and Varnishes: Part F16: Exposure of Coatings to Artificial Weathering- Exposure to Fluorescent UV and Water (ISO 11507) &bull NBR-15.380 Paints for buildings&ndash Methods for performance evaluation of paints for non-industrial buildings &ndash Resistance to UV irradiation/water vapor condensation, by accelerated test &bull prEN 927-6 Paints & varnishes&ndash Coating materials and coating systems for exterior wood &ndash Pt. 6: Exposure of wood coatings to artificial weathering using fluorescent UV and water &bull GB/T 12967.4，铝及铝合金阳极氧化 着色阳极 氧化膜耐紫外光性能的测定 ________________________________________ 纺织品 &bull AATCC Test Method 186, Weather Resistance: UV Light and Moisture Exposure &bull ACFFA Test Method for Colorfastness of Vinyl Coated Polyester Fabrics ________________________________________ 印刷油墨 &bull ASTM F1945, Lightfastness of Ink Jet Prints Exposed to Indoor Fluorescent Lighting ________________________________________ 橡胶 &bull GB/T 16585，硫化橡胶人工气候老化（荧光紫外灯）试验方法 ________________________________________ 电工电子产品 &bull GB/T 19394，光伏（PV）组件紫外试验 type the link here ________________________________________ 粘合剂和密封剂 &bull ASTM C 1501, Standard Test Method For Color Stability of Building Construction Sealants as Determined byLaboratory Accelerated Weathering Procedures &bull ASTM C-1184, Specification for Structural Silicone Sealants &bull ASTM C-1442, Standard Practice for Conducting Tests on Sealants Using Artificial Weathering Apparatus &bull ASTM D-904, Standard Practice for Exposure of Adhesive Specimens to Artificial Light &bull ASTM D-5215, Standard Test Method for Instrumental Evaluation of Staining of Vinyl Flooring by Adhesives &bull American Plywood Assn., Approval Procedures for Synthetic Patching Materials, Section 6 &bull Spanish Std, UNE 104-281-88 Accelerated Testing of Paints and Adhesives with Fluorescent UV Lamps ________________________________________ 塑料 &bull ISO 4892 Plastics - Methods of Exposure to Laboratory Light Sources-Part 3: Fluorescent UV Lamps &bull DIN 53 384, Testing of plastics, Artificial Weathering and Exposure to Artificial Light &bull Spanish Standard UNE 53.104 (Stability of Plastics Materials Exposed to Simulated Sunlight) &bull Israeli Standard No. 385, Plastic Windows &bull JIS K 7350, Plastics - Methods of Exposure to Laboratory Light Sources-Part 3: Fluorescent UV Lamps &bull ASTM D-1248, Standard Specification for Polyethylene Plastics Extrusion Materials for Wire and Cable &bull ASTM D-4329, Standard Practice for Light/Water Exposure of Plastics &bull ASTM D-4674, Test Method for Accelerated Testing for Color Stability of Plastics Exposed to Indoor Fluorescent Lighting and Window-Filtered Daylight &bull ASTM D-5208, Standard Practice for Exposure of Photodegradable Plastics &bull ASTM D-6662, Standard Specification for Plastic Lumber Decking Boards &bull ANSI C57.12.28 Specification for Accelerated Weathering of Padmounted Equipment Enclosure Integrity &bull ANSI, A14.5 Specification for Accelerated Weathering of Portable Reinforced Plastic Ladders &bull Edison Electrical Inst. Specification for Accelerated Weathering of Padmounted Equip. Enclosure Integrity &bull Wisconsin Electric Power Specification for Polyethylene Signs &bull GB/T 18950，橡胶和塑料软管 静态下耐紫外线性能测定 &bull GB/T 16422.3，塑料实验室光源暴露试验方法 第3部分：荧光紫外灯 ________________________________________ 屋顶材料 &bull ASTM D-4799, Test Method for Accelerated Weathering of Bituminous Roofing Materials &bull ASTM D-4811, StandardSpecification for Nonvulcanized Rubber Sheet Used as Roof Flashing &bull ASTM D-3105, List of Test Methods for Elastomeric and Plastomeric Roofing & Waterproofing &bull ASTM D-4434, Standard Specification for PVC Sheet Roofing &bull ASTM D-5019, Standard Specification for Reinforced Non-Vulcanized Polymeric Sheet Used in Roofing Membrane &bull ANSI/RMA IPR-1-1990 Req. for Non-Reinforced Black EPDM Sheet for Roofing Membrane &bull ANSI/RMA IPR-2-1990 Req. for Fabric-Reinforced Black EPDM Sheet for Roofing Membrane &bull ANSI/RMA IPR-5-1990 Req. for Non-Reinforced Non-Black EPDM Sheet for Roofing Membrane &bull ANSI/RMA IPR-6-1990 Req. for Fabric-Reinforced Non-Black EPDM Sheet for Roofing Membrane &bull British Standard BS 903: Part A54 Annex A & D, Methods of Testing Vulcanized Rubber &bull CGSB-37.54-M, Canadian General Standards Board Spec. for PVC Roofing & Waterproofing Membrane &bull DIN EN 534, Corrugated bitumen sheets &bull EOTA TR 010, Exposure procedure for artificial weathering &bull RMA Specification for Reinforced Non-Vulcanized Chlorosulfonated Polyethylene Sheet for Roofing Membrane ________________________________________ 复合材料 &bull Israeli Standard No. 385, Anodic Coatings on Aluminum ________________________________________ 广东宏展科技有限公司 Guangdong Hongzhan Technology Co.,Ltd. 地址:广东省东莞市常平镇土塘长城聚怡工业园 蹇小东 Jian Xiao Dong Phone:13688992830 Tel:0769-82204676 400-0000-217 Fax:0769-83730860 E-mail:jxd@oven.cc http://www.oven.cc-广东- -昆山- -北京- -重庆- -长沙- -香港- 您的产品能否适应万变的气候？模拟环境试验,宏展可以做到！ Your Product to adapt to a changing climate? Simulation environment testing, hongzhan can be done!

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 环境试验设备经历了由单一环境因素模拟向多环境因素模拟，从静态模拟到动态模拟，由简单控制到微机全自动控制的发展过程。目前的发展方向是“更快、更好、更省”，并呈现以下特点： /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （1）试件尺寸：从小尺寸向大尺寸、全尺寸方向发展，试样从材料向构件、整机发展； /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （2）提高环境因素模拟精度：如目前模拟太阳辐射的光源主要是氙灯，尽管氙灯的光谱与太阳光谱接近，但光谱上某些点段相差较大。实践表明这些差别对有些材料样品的试验结果有影响，国外一些厂家在积极寻找新的光源。另外对氙灯光强的控制正在由点段控制向全光谱段控制方向发展。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （3）自然环境试验从典型环境向严酷与极端环境发展，向自然环境加速试验发展，向实验室模拟自然环境加速试验发展，并开始应用计算机数字仿真技术。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （4）采用新的控制技术：大量采用计算机领域内的新技术，如显示触摸屏技术、 span style=" font-size: 16px font-family: " times=" " new=" " PLC /span 技术、现场总线技术等。试验过程的检监测技术已向现场连续观察与检测方向发展，并对观察与检测结果实现远程传输。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （5）更接近于实际环境的综合箱：如振动试验箱已经发展成为三综合（温度、湿度、振动）、四综合（温度、湿度、低气压、振动）试验箱，并且出现了多维振动试验箱；腐蚀试验箱由单一腐蚀试验向循环腐蚀试验（腐蚀－湿热－干燥－腐蚀）箱方向发展。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （6）大型综合专用设备：为适应各行各业的需要，研发制作大型综合专用的环境试验设施，如美国陆军阿伯丁靶场的兵器环境试验设备能让车辆在行驶道路条件下，模拟低温、高温、湿热、低气压等多参数组合环境。该设备有 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 1000m sup 3 /sup /span 、 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 145m sup 3 /sup /span 和 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 45m sup 3 /sup /span 三个环境试验室，采用一套空气制冷系统和各自独立的电加热设备。在大型环模设备中首次成功采用了空气制冷。该设备最大试验室空间尺寸为 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 16m× 8m× 8m /span （长× 宽× 高），温度范围为常温 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " ~50℃ /span ，相对湿度可到 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 85× (1± 0.05)%RH（≤40℃） /span ，模拟的最大太阳辐射强度为 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 1kW/m sup 2 /sup /span ，模拟的最大风速为 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 35m/s /span 。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " （7）重视各种试验数据的管理和应用：发达国家以数据库、数据手册、标准规范等集成性成果作为其共享与保护的手段，同时为研究、设计和技术改进提供了科学依据，避免了设计的盲目性。美军在自然环境试验中，经过长期系统的环境试验数据积累，出版了腐蚀手册，开发了新的耐候材料和产品，并制定了大量的材料生产、产品设计、工程设计等一系列标准和规范。美国制定的各类环境试验方法标准，为世界各国普遍采用，其中不少已成为国际标准。如美国著名的《尤利格腐蚀手册》、《军工材料与构件环境适应性数据汇编》等集成性成果已在全世界推广应用，形成了一种独立的知识产权，实现了材料与产品环境试验数据面向全社会的共享与服务。日本也十分重视自然环境适应性数据共享与保护。他们大约有 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 40 /span 个大气环境试验站，并形成网络体系，通过对原始数据的分析处理，建立共享服务数据库，面向社会为国家重点工程、项目研究、材料生产与应用部门提供数据服务。英国共有各类大气暴露场 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 40 /span 个左右，仅钢铁研究协会就有 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " 8 /span 个，其中最大的是卡林顿暴露场。对于各试验站产生的环境试验数据，他们通过环境数据采集自动化、测试数据数字化和数据汇交格式标准化，建立完善的国家试验站网计算机网络。以关键材料、通用零部件、核心元器件等基础产品为对象，系统积累它们在各类环境中的环境因素及环境适应性数据，研究其与这些环境相互作用、性能演变及失效机理。为环境严酷度评估、装备产品环境适应性评价、实验室加速试验方法研究、环境试验标准制定、数据共享等提供技术支撑和服务。如英国皇家化学会数据库 span style=" font-size: 16px font-family: & quot times new roman& quot " （RCS） /span 等，都通过大型数据库实现数据资源的有偿使用，有力促进了数据资源的推广与应用。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 16px " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 280px height: 250px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/07635131-5027-48ed-a1c9-48fd8d31b2ed.jpg" title=" 试验箱.jpg" alt=" 试验箱.jpg" width=" 280" height=" 250" border=" 0" vspace=" 0" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span span style=" text-indent: 2em " 环境试验设备发展趋势 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1. 提高加速性和相关性 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 加速性和相关性本身是相互矛盾的，提高加速性一般会牺牲相关性。从试验技术的角度来看，提高加速性并不难，难就难在同时提高加速性和相关性。不管从客户要求或技术发展方面看，提高加速性和相关性是气候环境试验技术的重要发展方向。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2. 开发多因素综合试验 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由于材料在自然环境中受到多种复杂因素的综合作用，因而要更真实地再现材料在自然环境中的腐蚀和老化，必须尽可能综合考虑多种自然环境因素。近几年，模拟海洋性气候环境的加速试验方法向多因素试验方向发展。多因素模拟加速试验方法分为多因素组合循环模拟加速试验方法和多因素模拟加速试验方法。多因素模拟加速试验方法由于考虑两个或两个以上主要环境因素的同时作用，能更真实地模拟多种环境因素的协同效应。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3. 开发环境适应性仿真 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 1992 /span 年 span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 7 /span 月，美国国防部研究与工程署在《美国国防部核心技术计划》中，将“环境影响”列为112项核心技术之一， span style=" font-family: & quot times new roman& quot " 2005 /span 年的技术目标是对大气、海洋、地球和空间环境在自然和人工平台（如飞机、导弹、舰船等）两方面的影响进行研究、建模和仿真。在建模和仿真的研究方面，美国陆军在阿伯丁试验场、红石试验中心、达格威试验场和尤马试验场，开展自然环境和诱发环境对装备及其材料性能影响的虚拟试验场研究。在环境适应性规律分析和建立数学模型方面，我国学者创造了灰色理论，并在环境影响规律方面得到成功的应用；神经网络仿真模型理论被成功地应用于环境行为规律的建模和仿真。在积累大量可靠基础数据的基础上，实现对装备环境适应性进行仿真是装备环境工程的发展方向和目标。 /p p br/ /p

在材料科学与工程领域，薄膜摩擦系数仪作为评估薄膜材料表面摩擦性能的关键设备，其测试标准的更新对于提高产品质量、优化工艺流程以及推动科技创新具有重要意义。近年来，随着科技的进步和测试需求的多样化，薄膜摩擦系数仪的测试标准也经历了从旧到新的演变。本文将从测试原理的角度，详细探讨新标准相比旧标准在测试原理上的改进及新增的测试方法。一、测试原理的基础变革1.1 传统测试原理的局限性旧标准下的薄膜摩擦系数仪主要基于库仑摩擦定律，即摩擦力与正压力成正比，与接触面积无关。这种传统的测试方法通过测量试样在摩擦过程中的摩擦力与正压力之比来计算摩擦系数，方法简单直接，但存在诸多局限性。例如，它难以全面反映薄膜材料在不同条件下的摩擦行为，特别是动态和复杂工况下的性能表现。1.2 新标准引入的先进测试原理新标准则引入了更为先进的测试原理，如动态摩擦测试、静态摩擦测试、滑动摩擦测试以及旋转摩擦测试等。这些新方法不仅丰富了测试手段，还提高了测试的全面性和准确性。动态摩擦测试能够模拟材料在实际使用过程中的动态摩擦行为，静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性，而滑动摩擦测试和旋转摩擦测试则分别适用于不同类型的摩擦场景，为薄膜材料的摩擦性能评估提供了更多维度的数据支持。二、新增测试方法的详细解析2.1 动态摩擦测试动态摩擦测试是新标准中新增的重要测试方法之一。它通过模拟材料在实际使用中的动态摩擦过程，如包装膜在包装机械中的运动状态，来评估材料的动态摩擦性能。这种方法能够更真实地反映材料在实际工况下的摩擦行为，为产品的设计和优化提供更为可靠的依据。2.2 静态摩擦测试静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性。它通过在试样与对磨副之间施加一定的正压力并保持相对静止，然后逐渐增加水平力直至试样开始滑动，来测量静态摩擦系数。这种方法对于评估材料的启动阻力和稳定性具有重要意义，特别是在需要精确控制摩擦力的场合，如精密机械和电子设备中。2.3 滑动摩擦测试与旋转摩擦测试滑动摩擦测试和旋转摩擦测试是两种常见的摩擦测试方法，它们在旧标准中已有应用，但在新标准中得到了进一步的优化和完善。滑动摩擦测试通过使试样在水平面上做直线运动来测量滑动摩擦系数，适用于评估材料的滑动性能和耐磨性。而旋转摩擦测试则通过使试样与旋转的摩擦轮接触并相对运动来测量旋转摩擦系数，这种方法更适用于评估材料在旋转部件中的摩擦性能。三、测试原理改进带来的优势3.1 提高测试的全面性和准确性新标准引入的先进测试原理和新增的测试方法使得薄膜摩擦系数仪的测试能力得到了显著提升。它不仅能够更全面地评估材料的摩擦性能，还能够提供更准确、更可靠的测试数据。这对于材料科学的研究和工程应用具有重要意义。3.2 促进技术创新和产业升级随着测试原理的改进和测试方法的丰富，薄膜摩擦系数仪在材料研发、产品设计、工艺优化等方面将发挥更加重要的作用。它不仅能够为科研人员提供更为精准的测试数据支持，还能够促进技术创新和产业升级，推动相关行业向更高质量、更高效率的方向发展。3.3 提升产品质量和市场竞争力通过采用新标准进行测试，企业可以更加准确地评估其产品的摩擦性能，从而在生产过程中采取相应的改进措施以提升产品质量。高质量的产品不仅能够满足用户的实际需求，还能够提升企业的市场竞争力，为企业带来更大的经济效益和社会效益。四、结论与展望综上所述，薄膜摩擦系数仪新标准相比旧标准在测试原理上进行了显著的改进和新增了多种测试方法。这些改进不仅提高了测试的全面性和准确性，还促进了技术创新和产业升级。未来，随着科技的不断进步和测试需求的不断变化，薄膜摩擦系数仪的测试标准还将继续发展和完善。我们期待在不久的将来能够看到更多先进的测试原理和方法被引入到这一领域中来，为材料科学的研究和工程应用提供更加全面、准确和高效的测试支持。

2024年，科学仪器行业迎来大规模设备更新的“泼天富贵”。　　3月13日，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》，明确到2027年，工业、农业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。　　5月25日，国家发改委、教育部联合印发《教育领域重大设备更新实施方案》。支持职业院校(含技工院校)更新符合专业教学要求及行业标准，或职业院校专业实训教学条件建设标准(职业学校专业仪器设备装备规范)的专业实训教学设备。　　以下为仪器信息网整理中等职业学校太阳能与沼气技术利用专业(太阳能技术利用专业方向)仪器设备装备规范：表 2 基础实验仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位配备数量执行标 准代号备注合 格示 范电 工 电 子 实 验 室1.掌握电 工、电子电 路的基本 原理；2.掌握万 用表等常 用仪器、仪 表的使用 方法及基 本电量参 数的测量 方法；3. 学 会 常 用电子元 器件的识 别和测量。1通用电 工、电 子综合 实验装 置1.具有电工、电子学基本定理的验证功能；2.具有常用电工、电子仪表的使用及基本电参数的测 量功能；3.具备完成 R、L、C 等电路元件的特性分析及电路 实验的功能；4.具备完成与教学要求相关的单相、三相交流电路 应用实验的功能；5.具有基本放大器电路、稳压电源电路实验功能； 6.具有基本逻辑门电路的逻辑功能；7.具有常用电子元器件识别及测量的实验功能； 8.具有漏电保护功能。台1020GB 21746、GB 217482万用 表1.直流电压：（0～25）V；20000Ω/V；（0～500）V； 5000Ω/V； ±2.5%；2.交流电压：（0～500）V；5000Ω/V； ±5.0%；3.电阻：量程：0～4kΩ~40kΩ~400k Ω~4M Ω~ 40MΩ 25Ω中心； ±2.5%。只10203双踪示波器1.频宽： 20MHz；2.偏转因数：5 mV/div～20 V/div； 3.上升时间： ≤17 ns；4.垂直工作方式：CH1、CH2、ALT、CHOP、ADD； 5.扫描时间因数：0.5s/div～0.2 μs/div ；6.触发方式： 自动、常态、TV-H、TV-V。台5104数字 式交 流毫 伏表1.测量范围：0.2mV～600V； 2.频率范围：10Hz～600kHz； 3.电压测试不确定度：±1%； 4.输入阻抗：1MΩ 5.显示位数：3-1/2 以上。只5105信号发 生器1.频率范围：0.1Hz～1MHz；2.输出波形：正弦波、方波、三角波、脉冲波； 3.输出信号类型：单频、调频、调幅、扫频；4.外测频灵敏度：100mV；5.外测频范围：1Hz～10MHz； 6.输出阻抗：600Ω 7.输出电压：≥20Vp-p(1MΩ)，≥10Vp-p(50Ω)； 8.数字显示、TL/CMOS 输出；9.输出端口具有短路保护。台520表 3 专业实验仪器设备装备要求实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备配备要求序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位配备数量执行标 准代号备注合格示 范光 伏 原 理 及 应 用 实 验 室1．能通过 实验装置 了解光伏 技术的基 本原理；和 光伏发电 系统各个 组成单元 的作用；2．学会测 量发电输 出电压、发 电 输 出 电 流及湿度、 照度、温度 等物理量 的方法，并 理解相关 物理量的 含义；3．能对离 网光伏发 电系统装 置进行装 配和线路 连接；。4．能了解 各组成单 元的作用。1离网光 伏发电 教学装 置应包括实训工作台、监测仪表单元、交直流稳压 单元、充放电控制单元、可调负载单元、模拟光 源单元、光伏组件单元、离网逆变单元、电池组 单元等部件构成。各单元应达到如下主要要求： 1.光伏组件单元：开路电压 15V；输出功率：≥ 20W；2.交直流稳压单元：输入电压 220V；输出交直流 电压 0～18V 可调、，输出电流：≥1A；3.监测仪表单元：直流数字电压表：0～20V，精 度 0.5 级： ±（0.5%+3）；直流数字电流表：0~ 10A，精度： ±（0.5%+3）；精度 0.5 级；交流数 字电压表：0～500V，精度 0.5 级；交流数字电 流表：0～5A，精度 0.5 级；监测仪表应具备温 度、湿度、照度等参量的计量测量功能；4.可实现恒流、恒压和涓流模式下的充电，充放 电时间及充放电过程可控，具有防过充、防过放、 过载保护、短路保护、防反接等功能；5.模拟光源单元：能模拟 AM1.5 光谱；光源亮度 具备无级调节功能；具备光源到光伏组件距离可 调和可计测量功能；6.离网逆变单元：额定输出功率≥20W；逆变输 出电压 220V；输出波形：正弦波，失真度≤3%； 具有输出短路、过温、过载、欠压保护功能；7.电池组单元：采用太阳能专用胶体电池，电池 额定电压 12V，电池总容量≥18Ah；8.配备功率大于50W 的 1 Ω~2K2k Ω 连续可调的 阻性负载；9.配备容性负载、感性负载；10.实训工作台采用整体框架式结构。台10202附件配套电缆、配套连接线等套1020表 3 专业实验仪器设备装备要求（续）实 训 教 学 场 所实训教学 目标仪 器 设 备序 号名 称规格、主要参数或主要要求单 位配备数量执行标 准代号备 注合 格示 范光 伏 材 料 检 测 实 验 室1.能理解IS© VOC 、FF、IMAX 、 VMAX、PMAX、电阻率等 物理量的含 义；2．学会电池 片和硅片常 用参数的测 量；3．能通过测 量，简单分析 和辨别材料 的性能优劣。1游标卡尺3-1/2 位数显把2040GB/T 213892数字多用表3-1/2 位台2040GB/T 11存储柜用于存储配套工具及硅片等材料套20

天眼查显示，上海华虹宏力半导体制造有限公司近日取得一项名为“用于晶圆芯片并行测试的模拟量测试焊盘排布结构”的专利，授权公告号为CN112147487B，授权公告日为2024年7月23日，申请日为2020年9月25日。背景技术在晶圆出厂前，需要对晶圆上的芯片进行测试，以判断芯片性能的好坏。在晶圆芯片测试中，目标晶圆被安装在测试机台上，其上目标芯片的测试焊盘(pad)通过探针卡与测试机台电性耦合，由测试机台通过执行测试指令，以完成对目标芯片的测试过程。测试完一个芯片，探针卡与下一目标芯片的测试焊盘电性耦合，以继续进行测试。为了提高测试效率，降低测试成本，在进行晶圆芯片测试时，通常需要对晶圆上的芯片进行并行测试，即同一时间内对目标晶圆的多个目标芯片进行测试，或，在单个目标芯片上同步或异步运行多个测试任务，以同时完成对目标芯片多项参数的测试。在进行晶圆芯片并行测试时，通常还需通过测量特定测试焊盘，以获取目标芯片的模拟电参数值，并对该目标芯片的模拟电参数进行调整。随着晶圆上芯片集成度的不断提高，目标芯片中需要调整的电参数的种类不断增多，因此所需的特定测试焊盘的数量也不断增加。然而，相关技术中用于获取目标芯片模拟电参数值的测试焊盘，与目标芯片上的功能焊盘无法复用，需要单独制作，因此过多的测试焊盘会占用芯片的较大面积，对芯片的性能产生不利影响。发明内容本申请涉及晶圆测试领域，具体涉及一种用于晶圆芯片并行测试的模拟量测试焊盘排布结构。所述晶圆包括若干个呈阵列式分布芯片，相邻芯片之间形成划片槽；相邻两列芯片之间形成纵向划片槽，相邻两排芯片之间形成横向划片槽；位于各个所述芯片周围的划片槽中，设有模拟量测试焊盘，所述模拟量测试焊盘与对应芯片电性耦合。本申请通过将模拟量测试焊盘设于对应芯片周围的划片槽中，在节省焊盘占用芯片面积的同时，通过保证在进行晶圆测试时所述模拟量测试焊盘与对应芯片电性耦合，即能够保证在晶圆芯片模拟参数并行测试的过程正常进行。

肺功能检查仪进行检测校准的必要性　　　　慢性呼吸系统疾病排在心脑血管病、癌症之后,成为我国居民慢性病致死的第三位死因。肺功能检查作为慢性气道等呼吸疾病诊断的金标准之一，是慢性阻塞性肺疾病防治和检查的关键。肺功能检查仪是检测肺脏吸入、呼出气体容量和速率，从而了解呼吸生理和呼吸功能是否正常的一种设备，主要由肺量计、气体分析器等部件组成。肺功能检查仪对于早期检出肺及气道的病变，诊断病变部位和评估疾病的严重程度具有重要的临床意义。　　　　在钟南山院士、王辰院士等国内权威专家的推动下，“要像测量血压一样，测量肺功能”近年来得到社会各界的广泛关注和认可。2019年推出的《健康中国行动（2019—2030年）》明确提出将肺功能检查纳入40岁及以上人群常规体检内容。随着2020年国家基层呼吸系统疾病早期筛查干预能力提升项目在各地的实施落地，以及社区居民对呼吸系统慢性疾病早防早治意识的增强，不同原理类型的肺功能检查仪在全国各地基层医疗卫生机构得到了广泛配置及使用。　　　　但肺功能检查仪的检测结果容易受多方面因素影响。比如不同肺功能检查仪的生产厂家采用的检测原理和设备结构不一样，会导致性能有较大差异，加上仪器设备在使用过程中因磨损或受环境因素而影响其正常使用，将出现检测结果的不准确。所以临床上常见发生同一个患者在不同医院所进行的肺功能测试结果有较大的偏差，给诊断造成很大影响。因此，对肺功能检查仪进行定期检测校准等质量控制、确保其测量的准确性极为重要。　　　　肺功能检查仪检测校准的标准要求　　　　校准是肺功能检查设备质控的关键措施，国际上美国胸腔协会(ATS)、欧洲呼吸协会(ERS) 、英国标准协会(BSI)分别发布的肺功能检查技术指南中，均提出了肺功能检查设备的技术性能标准和质控规范，我国也于2008年颁布了JJF 1213-2008 《肺功能检查仪校准规范》，解决肺功能检查仪的质量控制和量值溯源问题。　　　　对肺功能检查仪肺量计的检测通常采用标准呼吸模拟器进行校准，要求必须能模拟人体器官肺的基本运动模式，标准规范主要参考美国胸腔协会(ATS)肺功能检测标准的内容。该标准对肺功能检查仪性能指标、测定方法、校准装置、BTPS修正、对FVC及PEF等指标检测的操作方法作了具体的要求和说明，并提供了24条标准波形检测肺功能检查仪的FVC指标，26条流量标准波形检测PEF指标。　　　　（表：校准用设备性能表）　　　　肺功能检查仪检测校准质控设备的选择　　　　肺功能检查仪校准用标准呼吸模拟器必须能够精确模拟人体器官肺的运动模式，特别是模拟输出ATS推荐的标准波形，因此普通气体流量计计量标准和肺量计定标筒，不适合用于肺功能检查仪的量值传递。　　　　四方光电呼吸模拟器是一款肺功能检查仪校准专用设备，由气缸、交流伺服电机、伺服电机控制器、专用控制卡和计算机组成。通过计算机控制软件驱动控制卡进而驱动伺服电机转动，推动活塞作往复运动，压出或者吸入气缸中的空气，从而模拟人的平静呼吸、深吸气、用力快速吹气等呼吸动作，为检验肺功能检查仪 VC、FVC、MVV 等测试指标提供了标准方法。　　　　四方光电呼吸模拟器不但可精准输出ATS的24条标准FVC及26条PEF波形曲线，还可用于智能检测分析被校正肺功能检查仪的准确度和频率速度响应情况，有助于医生对肺功能检查仪所测定的病人肺功能状况的数据指标作准确判断。产品符合多重质控标准，满足临床检测/计量校准要求，可为《呼吸学科医疗服务能力指南（2018年版）》、《健康中国行动（2019—2030年）》的实施提供装备支撑。　　　　■ 设备标准质控　　　　符合美国胸科学会发布的“肺活量测定的标准化”（2005）　　　　符合ISO 23747:2015（ATS）　　　　符合EN ISO 26782:2009　　　　■ 模拟波形质控　　　　ATS标准24个容量-时间波形　　　　ATS标准26个流量-时间波形　　　　13项波形符合EN ISO 26782：2009附录C要求的标准波形　　　　10项波形符合EN ISO 23747：2009附录C外形A要求的标准波形　　　　用户还可自定义波形　　　　■ 使用过程质控　　　　为所有类型的呼气曲线提供完整的BTPS模拟　　　　根据ATS全面支持人体差异测试　　　　全自动测试程序可由用户定义，如自定义容量、自定义流速、自定义运行次数　　　　■ 结果判读质控　　　　所产生波形的参数均可完全溯源至国家标准　　　　根据ATS评估测试结果并进行错误分析　　　　四方光电标准呼吸模拟器应用领域及技术参数　　　　 计量院肺功能检查仪年检手段　　　　 科研单位呼吸模拟测试研究　　　　 肺功能检查仪企业溯源设备　　　　关于四方光电　　　　四方光电股份有限公司（以下简称“四方光电”）是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业（股票代码688665）。公司2003年成立于武汉“光谷”，形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台。这个平台为四方光电开发基于呼气分析的医疗器械应用提供和强有力的技术保障。　　　　四方光电建设有省级企业技术中心和湖北省气体分析仪器仪表工程技术研究中心。同时公司积极融入国家技术创新体系，先后获得国家重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网发展专项、工信部强基工程传感器“一条龙”、科技部科技助力经济2020重点专项、湖北省技术创新重大项目等多个项目的支持，被国内外行业权威机构列为中国气体传感器主要厂商和代表性企业，并荣获中国物联网产业联盟“最具影响力物联网传感企业奖”。 　　　　在健康医疗领域，四方光电超声波肺功能检查仪是一款用于肺通气功能和肺活量检查的高新技术产品，是检查哮喘、COPD、其它呼吸病患者以及评估吸烟者、慢性咳嗽和多痰者的肺功能的有力测定仪器。同时公司开发的肺功能检查仪定标筒、制氧机用氧气传感器、呼吸机用流量及气体成分传感器、监护仪用红外EtCO2传感器在国内外医疗机构及设备中得到广泛应用。未来，四方光电还将大力开拓基于呼吸监测的智能医疗健康板块，加大在呼吸机、麻醉机、监护仪等更广阔医疗器械开拓力度，推动提升肺功能检测仪在医疗机构、社区及家庭的配置率。

作者：甘露雨 1,2 陈汝颂 1,2潘弘毅 1,2吴思远 1,2禹习谦 1,2 李泓 1,2第一作者：甘露雨（1996—），男，博士研究生，研究方向为锂离子电池安全性，E-mail：ganluyu@qq.com；通讯作者：禹习谦，研究员，研究方向为高比能锂电池关键材料、电池先进表征与失效分析，E-mail：xyu@iphy.ac.cn。单位： 1. 中国科学院物理研究所，北京 100190；2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院， 北京 100049DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0047摘 要 作为新一代电化学储能体系，锂离子电池在消费电子产品、交通动力系统、电网储能等领域具有重要的应用价值。然而，在锂离子电池的商业化进程中，安全性事故时有发生，影响了锂离子电池的大规模应用。本文从电池安全性的三个研究尺度：材料、电芯、系统，综述了与之对应的重要研究方法，其中每个尺度均包括基于物理样品的实验方法和基于计算机数学模型的模拟方法。本文介绍了这些方法的基本原理，通过典型案例展示了这些方法在安全性研究中的适用场景和作用，并探讨了实验和模拟方法之间的联系，着重介绍了材料热分析、材料加热过程中结构分析、电芯加速度量热分析、电芯安全性数值模拟等方法。基于对多尺度研究策略的系统综述，认为安全性研究需要在各个尺度联合同步开展。最后，展望了下一代锂电池，如固态电池、锂金属电池等，可能面临的电池安全性问题。这些新体系的安全性研究仍处于早期，其材料和验证型电芯的安全性研究是当前阶段值得关注的重要课题。关键词 锂离子电池；安全性；实验方法；数值模拟；固态电池；锂金属电池锂离子电池的研究始于1972年Armand等提出的摇椅式电池概念，商业化始于1991年SONY公司推出的钴酸锂电池，经历超过三十年的迭代升级，已经成熟应用于消费电子产品、电动工具等小容量电池市场，并在电动汽车、储能、通信、国防、航空航天等需要大容量储能设备的领域中展现出了巨大的应用价值。然而，自锂离子电池诞生开始，安全性便一直是限制其使用场景的重要问题。早在1987年，加拿大公司Moli Energy基于金属锂负极和MoS2正极推出了第一款商业化的金属锂电池，该款电池在1989年春末发生了多起爆炸事件，直接导致了公司破产，也促使行业转向发展更稳定地使用插层化合物作为负极的锂离子电池。如图1所示，锂离子电池进入消费电子领域后，多次出现了因电池火灾隐患而开展的大规模召回计划，2016年韩国三星公司的Note7手机在全球发生多起火灾和爆炸事故，除了引起全球性的召回计划外，“锂电池安全性”再次成为广受关注的社会话题。在电动交通领域，动力电池的安全性事故伴随着新能源汽车销售量的提升逐渐增加，据统计，中国在2021年有报道的电动车火灾、燃烧事故超过200起，电动汽车安全性成为消费者和电动车企最关心的问题之一。在储能领域，韩国在2017—2021年期间发生了超过30起储能电站事故，2021年4月16日北京大红门储能电站爆炸事故除导致整个电站烧毁外还造成2名消防员牺牲、1名员工失踪。随着锂离子电池的应用场景日益扩大，其安全性在工业界和学术界均引发了广泛的讨论和研究。图1 锂离子电池近年引起的安全事故在锂电池发展的早期阶段，产业界和学术界更关注锂电池发生安全性事故的本质原因，基于长期的认识积累，锂电池发生安全事故的本质可以总结为：电池在过充、过热、撞击、短路等异常使用条件下温度异常升高，引发内部一系列化学反应，引起电池胀气、冒烟、安全阀打开，同时这些反应会大量释放热量使整个电池温度进一步升高，最终各个化学反应剧烈发生，电池温度不可控地迅速上升，引起燃烧或爆炸，导致严重的安全事故，这一过程也被称为电池的“热失控”。电池从异常升温到热失控过程中存在多个重要的化学反应，它们与温度的对应关系如图2所示。图2 锂离子电池热失控的诱发机制随着锂离子电池的广泛应用，关于锂离子电池安全性的研究逐渐深入，从早期简单的描述现象和定性预测，发展为在多个尺度、采用多种手段研究安全性机理，基于精准测量和数值化模型准确预测电池安全性表现，最终提出应用化解决方案的综合性研究策略。如图3所示，目前对于电池安全性的研究一般从理解锂离子电池电芯的热行为出发，包括利用各类滥用条件测试确定电池的安全使用极限和失效表现，利用绝热量热等手段具体分析电池的热失控行为和特征温度，以及利用热失控数值模拟方法模拟电池的热失控表现；在认识电芯热行为的基础上，需要深入材料本质，利用热分析、物质结构和化学成分分析、理论计算等方法理解电芯发生热失控在材料层面的反应机制，从而为设计制造高安全性的电池提供基础理论的指导；此外，电芯作为电池系统的基础，其热失控行为的精准测量和准确模拟也为在系统层面设计更高安全性的电池系统和管理预警方案提供了理论指导。本文从材料热稳定性、电芯热安全性和大型电池系统热安全性三个尺度介绍安全性研究策略，着重介绍几种实验和模拟方法。基于商用体系锂离子电池的研究策略和成果，进一步探讨了这些方法对于产学研各界研发下一代锂电池所具有的重要意义。图3 锂离子电池安全性研究策略1 材料热稳定性研究锂离子电池发生热失控的根本原因是电池中的材料在特定条件下不稳定，从而发生不可控的放热反应。目前商业化使用的电池材料中，与安全性关系最密切的主要是充电态(脱锂态)过渡金属氧化物正极、充电态(嵌锂态)石墨负极、碳酸酯类电解液和隔膜，其中前三者在高温下均不稳定且会发生相互作用，在短时间内释放大量的热量，而现行常用的聚合物隔膜则会在140～150 ℃熔融皱缩，导致电池中的正负极直接接触，以内短路的形式快速放热。研究人员自20世纪末开始进行了大量材料热稳定性的研究工作，发展了以热分析认识材料热行为，结合形貌、结构、元素成分和价态表征综合研究内在机理的研究方法。近年来计算材料学的发展也为从原子尺度模拟预测材料的稳定性提供了新的方法和手段。1.1 热分析方法热分析是最直接和直观认识材料热行为的方法，指在一定程序控温(和一定气氛)下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。对于电池材料来说，一般关注其质量、成分、吸放热行为随温度的变化关系。质量与温度的关系可通过热重分析获得，吸放热与温度的关系可通过差示扫描量热法获得，TG和DSC可以设计在同一台仪器中同步测试，该种方法又被称为同步热分析。TG、DSC、STA等仪器通常采用线性升温程序，通过热天平、热流传感器等记录样品的质量、吸放热变化，由于发展时间较早，测试技术和设备工程化水平较为成熟，已成为认识材料稳定性最重要的测试手段之一。基于热分析结果可以确定材料发生相变、分解或化学反应的起始温度、反应量和放热量，但在锂离子电池中，往往更关心充电态材料在电解液环境下的稳定性和反应热。良好的热稳定性是电池材料进入应用的必要条件，而产热量和产热速度则影响电池热失控的剧烈程度。用于常规热分析样品的坩埚一般为敞口氧化铝材质或开孔的铝金属材质，为了研究材料在易挥发电解液中的热表现，需要使用自制或设备厂商专门提供的密封容器。Maleki等通过STA系统研究了钴酸锂/石墨圆柱电池中各种材料的热分解行为，由于电解液采用高沸点的EC溶剂，所以仅在敞口容器中便可以测试，研究发现全电池截止电压4.15 V时，脱锂态钴酸锂在178 ℃发生分解，产生的氧气和电解液反应释放大量热量，释放的能量达到407 J/g，嵌锂态负极的SEI会优先分解，温度在125 ℃之前，之后会出现持续的放热反应，释放能量为697 J/g，而当负极发生析锂后释放能量会上升到827 J/g，这一结论有力支持了近年来析锂电池安全性下降的报道。Yamada等利用DSC确认了充电态磷酸铁锂(LiFePO4)的稳定性很好，与电解液的反应温度大于250 ℃，放热量仅为147 J/g，显著低于层状氧化物材料。Noh等利用密封容器系统研究了不同Ni含量的三元正极材料Li(NixCoyMnz)O2，比较热分析结果发现脱锂态三元材料的热稳定性与Ni含量呈现负相关性，且在x0.6之后加速下降。材料经过改性后，其稳定性需要通过热分析进行确认，研究人员基于DSC发现核壳浓度、包覆等方法均能不同程度地提高正极材料的热稳定性。需要注意的是，热分析的数据质量与实验条件、样品制备方法密切相关，目前并没有严格一致的测试规范，文献中不同单位之间的测试结果横向对比性很差，很多电池材料的热稳定性尚缺乏准确定量的结论。除了DSC、TG外，还有一类特殊的热分析方法是利用加速度量热仪研究反应的起始温度。与常规热分析采用线性升温不同，ARC使用的升温程序是加热-等待-检索模式，即步进式地在每个温度点保持恒温，如果检索程序发现样品的升温速率超过0.02 K/min，则通过同步样品的升温速率保持样品处于绝热状态，从而跟踪样品的自加热升温过程，否则开始加热至下一个温度点进行恒温、检索。不难发现，ARC获取的是样品近似热力学上的失稳温度，由于检测精度高，获得的失稳温度往往比DSC、TG等方法获得的低很多。Dahn课题组基于ARC测试了大量材料-电解液体系的反应起始温度，基本均低于DSC数据中的放热主峰。事实上，Wang等在低升温速率的DSC测试中也发现充电态材料与电解液的放热起始点远早于剧烈的放热峰。这些信息表明材料失稳到完全失控的过程并不是突变式的，整个体系动态演变的过程仍然缺乏深入的研究认识。图4 (a) DSC基本原理；(b) 脱锂态正极-电解液的DSC测试结果1.2 物相分析技术电池材料在升温过程中发生相变和化学反应，其形貌、结构、成分和元素价态都有可能发生变化，这些变化需要基于对应的方法进行表征分析，如利用扫描电子显微镜观察材料热分解前后的形貌变化，利用X射线衍射和光谱学研究材料结构和元素价态演变。由于材料热分解和热反应存在显著的动力学效应，在加热过程中原位测试可以最大程度地还原物相变化的真实过程。目前较为成熟的原位表征技术主要有两类：一类是与热分析仪器串联使用的质谱、红外光谱等，可以实时监测物质分解产生的气体类型，判断材料加热过程中化学组成的变化；另一类是原位X射线衍射技术，通过特制的样品台，可以在升温过程中实时、原位测定材料的结构变化，目前全球多数同步辐射光源和一些实验室级的X射线衍射仪上都可以实现原位变温XRD测试。Nam等利用变温XRD发现脱锂态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构在350 ℃向尖晶石转变，而加入电解液后该转变温度会下降至304 ℃。Yoon等在LiNi0.8Co0.2O2中发现了类似的规律，并发现MgO包覆可以改善脱锂态正极在电解液中的相变。图5展示了变温XRD和MS的联用技术，系统研究了不同Ni含量的脱锂态NCM三元正极在升温过程中的结构和成分变化，研究发现三元正极失稳释放氧气的过程与结构在高温下转化为尖晶石相的行为直接对应，且这一过程的起始温度随镍含量的上升显著下降，NCM523的起始相变温度约为240 ℃，NCM811则小于150 ℃，从体相结构的本征变化解释了高镍正极在电池应用中热安全性差的原因。以上工作都是基于同步辐射光源实现的，由于同步辐射提供的光源质量高、扫谱速度快，更适用于研究与时间相关的动力学问题。除此之外，近年来基于X射线谱学以及拉曼光谱实现同步表征的方法均有所发展。结合通过热分析手段观察得到的材料热行为信息，并对升温过程中材料物相变化的研究，可以更深刻地理解材料演变以及电池体系热失稳的动力学过程，为材料的安全性改良提供理论指导。图5 基于原位XRD和质谱对镍钴锰酸锂结构稳定性的研究1.3 计算材料学基于材料原子结构计算预测材料的全部性质是计算材料学家的终极追求。材料的热力学稳定性可以基于密度泛函理论计算。DFT中判断材料稳定性的依据是反应前后的能量差ΔE是否小于0，如果ΔE小于0，反应能发生，则反应物不稳定，反之同理。Ceder等在1998年就计算了LiCoO2脱锂过程结构相变的过程，计算结果与实验结果吻合良好。然而目前大多数热力学计算不考虑温度效应，且热力学只能作为反应进行方向的判据，无法预测反应速率等动力学问题，考虑温度和动力学计算则需要使用成本较高的分子动力学、蒙特卡洛或者过渡态搜索方法。相对于材料本身的稳定性，计算材料学对于计算预测两种材料间的界面稳定性存在一定优势。Ceder等计算了不同正极和固态电解质之间的稳定性，为选取界面包覆的材料提供理论指导。Cheng等利用AIMD模拟Li6PS5Cl|Li界面，发现界面副反应会持续发生，材料界面之间的副反应是自发发生的，与通常认为的界面钝化效应有所差异。此外，正极材料中的相变析氧、过渡金属迁移等问题的计算模拟也都处于初期开发阶段，仍需持续探索。总的来说，目前阶段材料层级的理论模拟技术与实验技术的差距仍然较远，需要研究人员的持续努力。2 电芯热安全性研究电芯指电池单体，是将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子。电芯的热安全性特征是电池工业界最关注的内容之一，它是电池材料热稳定性的集中表现，也是制定规模化电池系统安全预警和防护策略的基础。由于电芯内部具有一定的结构，其安全性会呈现一些在纯材料研究中不被讨论的特点，使得电芯安全性具有更广泛的外延和认识角度。工业上一般通过滥用实验来研究和验证电芯产品的安全性，近年来基于扩展体积加速度量热仪(又称EV-ARC)的安全性测试方法有较快发展，此外电芯安全性模拟方法也从早期的定性分析发展到可以准确仿真预测热失控进展的水平。2.1 滥用测试国际电工委员会(IEC)、保险商实验室(UL)和日本蓄电池协会(JSBA)最初定义了消费电子产品电芯的滥用测试，模拟电芯工作可能遇到的极端条件，通常分为热滥用、电滥用和机械滥用。常见的热滥用为热箱实验，电滥用包括过充电和外部短路实验，机械滥用包括针刺、挤压、冲击和振动等。企业和行业标准一般将电池对滥用测试的响应描述为无变化、泄漏、燃烧、爆炸等，也可基于附加的传感器和检测系统记录温度、气体、电压对滥用的响应。电芯通过滥用测试的标准是不燃烧、不爆炸。锂电池应用早期研究人员大量研究了电池对各类滥用测试的响应与使用条件、材料体系、充电电量等的影响，提出了各类滥用机制引发电池热失控的机理。滥用测试中最难通过的项目是针刺测试，近年来关于针刺测试的存废引起了较大争议，但提高电芯的针刺通过率仍是锂电池安全性研究的重要课题之一。由于滥用测试针对的是商用成品电芯和贴近真实的使用条件，目前更多作为电池行业的安全测试标准而非研究手段。2.2 EV-ARC测试早期的ARC只适用于研究少量材料样品的热失控行为，Feng等发展了利用EV-ARC研究大体积电芯绝热热失控行为的方法，研究的方法原理和结论如图6所示，由于EV-ARC的加热腔更大，所以需要更精准的控温技术和更严格的校准方案。基于EV-ARC测试可以定量标定出电芯热失控的特征温度T1、T2和T3，分别对应电芯自放热起始温度、电芯热失控起始温度和电芯最高温度，为评价电芯安全性提供了更精确定量的评价指标，标准化的测试条件可以帮助建立统一可靠的电芯热失控行为数据库，分析了不同体系电芯的热失控机理。Feng等利用EV-ARC首次提出正负极之间的化学串扰会引起电芯在不发生大规模内短路的情况下热失控，说明脱锂正极释氧是现阶段影响电芯安全性的关键因素。Li等研究快充后的电芯发现快充析锂导致T1大幅下降，说明析锂同样是电芯安全监测中需要重点关注的问题。以上这些问题都是在常规的滥用测试中难以定量验证的。图6 基于EV-ARC对电芯热失控的研究相比于普通的加热滥用实验，EV-ARC实验环境的温度由程序精确控制，获得的测试结果重复性更好、数据可解读性更高，近年来已成为评价和研究电芯安全性的重要手段。然而EV-ARC模拟的绝热热失控环境与真实的电池滥用工况仍有所差异，评价电芯的实际安全性仍需大量模拟真实严苛工况的测试手段。2.3 高速成像技术为了更直观地理解热失控过程中电池内部物质、结构的演化，研究人员发展了结合红外测温以及原位针刺等辅助功能的透射X射线显微方法如图7(a)～(c)所示。由于热失控往往是在极短的时间内发生剧烈的反应，同时伴随剧烈的物相、结构变化。这一特点给TXM表征方法提出了相当高的时间分辨率的要求。实验室X光源能够发射出的X射线光电子数量有限，采集一组TXM影像数据需要较长的时间。为了观察剧烈变化的热失控过程，Finegan等在欧洲同步辐射实验室(ESRF)使用同步辐射光源将TXM的曝光时间降低至44 μs，配合针内预埋的热电偶温度传感器，实现了对针刺发生时电池内部形貌与刺入点温度的同步监控。该团队利用这种手段研究了刺针纵向与径向刺入18650商业圆柱电池时电池内部热失控行为的差异。Yokoshima等采用实验室光源进行连续实时的透射X射线照相技术，也得到了软包电池在针刺过程中结构随时间变化的一组透射投影图。该方法以4 ms的时间分辨率较为清晰地观察到了针刺入软包电池后电池内部每一层材料的形变过程，以及针刺深度与热失控程度的对应关系。图7 基于X射线成像技术对电芯热失控的研究由于透射投影图只能反映某一方向上二维的信息，如果要对真实三维空间中物质的分布做精确地定量，需要借助计算机成像技术。如图7(d)所示，Finegan等利用同步辐射光源X射线高亮度的特征，在欧洲同步辐射装置(ESRF)的线站上搭建了一套集合原位红外加热、红外测温与高速CT的装置。使用红外加热，实现在线的18650电池升温，同时进行连续的X射线CT成像。连续扫描的TXM投影图能够反映极高时间分辨率的热失控电池内部情形。基于每500张TXM重构得到1个X射线CT结果能够达到2.5帧每秒，实现了一定时间分辨率的电池内部空间分布成像。通过CT结果能够清晰地看到热失控过程中各个阶段的电池材料变化，如电极活性物质层破损、铜集流体融化再团聚等。结合TXM技术获得的投影图和高速X射线CT结果，可以清晰认识热失控过程中电池内部不同位置各个材料的反应、产气、结构破坏等失效行为。另一方面，配合诸如针刺、红外加热、挤压、拉伸等原位实验，可以帮助研究与理解电池的各类宏观失效行为。2.4 电芯热失控数值模拟电芯安全测试的维度广、涉及的测试项目多，通过实验评价电芯安全性需要大量样品和时间成本。同时，产品级电芯的研发周期长、成本高，安全性评估往往处于电芯研发周期的后端。通过数值模拟方法预测电芯安全性测试表现可以大幅度降低实验成本，且在产品研发的前期便对体系的安全性做出判断，大大提高研发效率。电芯热失控数值模型的核心是准确描述电芯热失控过程中的化学反应及吸放热量，从而基于能量守恒模拟电池温度在不同条件下的动态变化。化学反应的吸放热一般通过Arrhenius公式描述 (1)式中，图片指反应的产热量；图片为反应物的质量；图片为反应单位质量的吸放热；α为反应的归一化反应量；图片为机理函数；图片为反应的指前因子；图片为反应活化能。通过热分析实验可以测定求解以上参数，这也是热分析动力学的基本问题。电芯升温过程中内部会发生多个反应，它们对电芯升温的贡献可以看作线性叠加，通过准确描述所有反应即能较为精准地预测电芯在不同条件下的温度变化行为 (2)上述方程中，图片为电芯密度；图片为等压比热容；图片、图片、图片为电芯中沿各个方向的热导率；图片为对所有化学反应的产热速率求和；图片为电池与环境换热所引起的能量变化。预测温度变化需要求解二阶含时偏微分方程，如果认为电池中的反应和空间无关，电芯温度均匀上升且电芯体系与外界无热交换，也可简化为一阶微分方程 (3)基于该理论，Hatchard等将电池中主要的化学反应总结为SEI分解、负极-电解液反应、正极-电解液反应、电解液分解反应，计算了方形和圆柱电芯在热箱中的热行为。Spotnitz等总结了早期文献中的反应动力学参数，并基于均一电芯模型系统预测了不同材料体系的电芯在各类滥用测试中的表现。通过理论模拟，可以仅基于少量小规模实验数据对实际电芯的安全性表现进行系统预测。Feng等、Ren等基于热分析动力学和非线性优化算法重新标定了电池中关键反应的动力学参数并进行了更准确的热失控模拟，他们的模型利用DSC测试获得的参数准确预测了电池在ARC中的热失控表现，可以进一步用于预测热箱、短路等条件下的安全性。需要指出的是，不同材料体系、配方和工艺的电芯中涉及的反应机制和动力学可能存在差异，如近年来电芯内短路、正极-电解液反应和正负极化学串扰三者是否均在热失控过程中主导发生的问题引起了广泛争论，安全性的数学模拟并非空中楼阁，而是建立在具体实验和对电池内部化学反应深刻理解的基础上。由于算力的限制，早期的安全性仿真工作大多不考虑温度空间分布或只计算一维分布，而空间分布在大容量电池和真实工况中是不可忽略的，Kim等、Guo等较早提出了描述热失控温度分布的三维电池模型。近年来数值计算方法的发展和商业计算软件的成熟大幅降低了安全性模拟仿真的难度，Feng等利用商业化的有限元计算软件Comsol Multiphysics建立了大容量三元方形锂离子电芯的热失控仿真模型，可以模拟电芯在短路状态下热失控过程和温度的分布，与实测有较好地拟合结果。除了电芯的热行为，电滥用和力学失效对安全性也存在一定的影响，目前，通过构建电-热耦合模型研究电池非等温电化学性能和短路热失效表现的方法目前已较成熟[59-60]，而力学失效如碰撞、针刺等引起热失控的数值模型仍需要持续地开发。3 系统热安全性研究电池系统的安全性是目前锂电池应用面临的最直接问题，其研究重点是系统中热失控的扩展规律与抑制、预警措施。目前商品化电芯的热失控无法完全避免，在系统层面防止热失控扩展是可能的安全性解决方案。在系统层级开展实验研究的成本较高，但难以避免，在模拟仿真的辅助下可以提前预测优化系统设计，降低实验成本。3.1 热失控扩展和火灾危险性测试电池系统热扩展的实验研究成本和危险性较高，主要方法是通过加热、过充、针刺等方式诱发电芯单体的热失控，并利用接触式热电耦、红外测温等手段研究温度在系统中的分布和变化，这种方式只能获得局部多点的热失控信息。Wang团队在国内首次开发了全尺寸锂离子电池火灾危险性测试平台，用来测量大尺寸动力电池及电池组的燃烧特性，除了可以获得电池温度变化外，还可以获得电池组失控过程中的质量变化、火焰温度等信息，同时基于锥形火焰量热等技术可以测定大型电池系统宏观燃烧所释放的能量。与电芯EV-ARC等方法获得的信息不同，在真实环

中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与清华大学翟荟、兰州大学么志远等合作，使用自主开发的超冷原子量子模拟器，研究了格点规范场理论中的非平衡态热化过程与量子临界性之间的关系，揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界区域时易于热化到平衡态的规律。这项研究成果近日以“编辑推荐”的形式发表于《物理评论快报》。规范理论和统计力学是物理学的两大重要基础理论。从经典电动力学的麦克斯韦方程组到描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等，都是满足特定群对称性的规范理论。统计力学，则是基于玻尔兹曼等提出的最大熵原理，将大量微观粒子（原子、分子等）组成的系综的微观状态与其宏观统计规律连接起来的学科，如微观粒子的能量分布是如何影响其压力、体积或者温度等宏观量的。那么，由规范理论描述的、远离平衡态的量子多体系统会热化到热力学平衡态吗？回答这一问题将推动人们对规范理论、统计力学及两者关系的理解。虽然理论物理学家们提出了各种模型来分析这一问题，但是在实验上难于构建一个既由规范理论描述、又可人工操控并观测其热化过程的物理体系。近年来，超冷原子量子模拟器的出现为同时研究规范理论和统计物理提供了理想的实验平台。2020年，中国科大的研究团队开发了71个格点的超冷原子光晶格量子模拟器，首次对U(1)格点规范理论--施温格模型的量子相变过程进行了实验模拟；2022年，他们对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”。近期，此次工作的合作者翟荟和么志远等通过理论研究指出，在此类格点规范模型中，量子热化和量子相变之间存在关联，并从反铁磁Neel态出发，预言系统只有在量子相变点附近才能达到完全的热化 。进一步观测格点规范理论的量子热化和量子相变之间的关系，对之前的实验能力提出了新的挑战：如何在单格点精度原位地、可区分原子数地操控和探测多体量子态。潘建伟、苑震生团队在他们已有的超冷原子量子模拟器基础上，将量子气体显微镜、自旋依赖超晶格和可编程光学势阱等技术相结合，开发了单格点精度、粒子数可分辨的原子操作和检测技术。基于此，他们得以制备和探测任意原子构型的多原子量子态,并在满足规范对称性约束下，追踪多体量子态的动力学演化过程。在该工作中，他们在实验中制备了特殊原子构型的初态，利用绝热演化的方法研究了满足规范对称性约束的量子相变过程，通过有限尺寸标度理论首次在实验中精确地确定了相变点。同时，他们研究了同一构型初态在远离平衡条件时的退火动力学过程，揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界点附近时易于热化到平衡态的规律。

国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇量子物理学论文，首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这一演示使用的是谷歌(Google)的悬铃木(Sycamore)处理器，标志着距离在实验室研究量子引力的可能性又进了一步。该论文介绍，广义相对论描述的是高能或高物质密度的物理世界，比如天体物理对象。量子力学描述的则是原子和亚原子水平上的物质。量子引力是一种假设的物理理论，描述的是与这两类情况都相关的对象，比如黑洞的内部。不过，量子力学与广义相对论在根本上是不相容的，因此对于量子引力的理论目前尚未达成共识。而全息原理是连接不同理论的一种方式，或有助于调和量子力学和广义相对论，它利用一个受限的物理系统将相对论解释为量子物理学的扩展。本次研究中，根据全息原理，论文通讯作者、美国加州理工学院玛丽亚斯皮罗普鲁(Maria Spiropulu)和同事与合作者设计了一个简单系统，用来模拟一个全息虫洞，其经过适当设计的量子系统的性质符合引力系统所该有的性质。该量子模拟利用一台量子计算机进行，有一个9量子比特的电路。量子比特在这台处理器上传输时的动力学特征与量子比特穿过可穿越虫洞时所该有的动力学特征相同。

中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与德国海德堡大学、奥地利因斯布鲁克大学、意大利特伦托大学的研究人员合作，在超冷原子量子模拟研究中取得进展。科研人员使用超冷原子量子模拟器，对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”，取得了利用量子模拟方法求解复杂物理问题的重要进展。相关研究成果发表在《科学》上。规范场理论是现代物理学的基础，如描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等是满足特定群对称性的规范场理论，在粒子物理学、宇宙学以及凝聚态物理学等领域得到广泛应用。由于其求解复杂度高，规范场理论体系中仍有许多开放问题。其中，规范场理论描述的物理系统是否可以从远离平衡态经过演化达到热平衡备受关注。该问题的解决，有助于理解高能物理中重核碰撞的问题，也将为现代宇宙学中大爆炸早期物质的形成提供了物理解释。但是，使用经典计算机求解复杂的规范场理论是公认难题，量子模拟器为解决该问题提供了新路径。近年来，科学家尝试用离子阱、超冷原子气体、Rydberg原子阵列和超导量子比特等体系对格点规范场理论开展量子模拟研究。然而，由于格点规范理论中相互作用形式复杂，并要求物理系统始终处在局域规范对称性约束条件下，对格点规范场理论热化动力学的实验模拟造成了困难，因而还未在实验上实现。为解决量子模拟器中相干调控的粒子数太少和无法保证规范对称性约束的两个主要问题，中国科大科研人员开发了独特的自旋依赖超晶格、显微镜吸收成像、粒子数分辨探测等量子调控和测量技术，在超冷原子量子模拟器中提出并实现了光晶格中原子的深度制冷，解决了量子模拟器温度过高、缺陷过多的问题，实验制备了近百个原子级别的规模化量子模拟器【Science 369, 550 (2020)】；首次实现了利用大规模量子模拟器对格点规范场理论量子相变过程的实验模拟，验证了过程中的规范不变性【Nature 587, 392 (2020)】。在上述研究基础上，通过实验和理论结合，该团队将系统制备到远离平衡的初态，首次实验研究了规范对称性约束对量子多体系统热化动力学的影响，并观测到具有相同守恒量的不同初态热化到同一个平衡态的过程，验证了热化过程造成的量子多体系统初态信息的“丢失”，建立了规范场理论早期非平衡动力学与最终热平衡态之间的联系，在使用规模化的量子模拟器求解复杂物理问题的道路上取得了重要进展。未来，该团队将进一步使用量子模拟方法研究具有其他群对称性的、更高空间维度的规范场理论模型，以及真空衰变、动态拓扑量子相变等物理难题。《科学》杂志审稿人对此给予高度评价，认为该研究为超冷原子模拟格点规范场理论这一领域的发展做出了重要贡献，代表了量子模拟研究领域的前沿。研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、教育部和安徽省等的支持。论文链接

第一届能源电子产业创新大赛新型储能产品分赛道暨第二届全国先进储能技术创新挑战赛新型储能寿命模拟预测比赛决赛将于2023年10月27-28日在溧阳举办，本次比赛旨在寻找技术创新程度高、模型算法创意强、电池寿命预测精度准的寿命预测技术，集结全国21支队伍最高水平队伍同台竞技，一决高下！国内首个针对锂电池储能寿命模拟预测的专业赛事锂离子电池储能具有能量密度高、效率高、寿命长、易选址等特点，是当前应用最为广泛、最具发展潜力的储能解决方案。电池寿命是储能系统发挥其价值的核心指标，准确评估电池寿命对于系统安全、经济可靠等具有重要意义。当前，我国常规的锂离子电池电芯循环寿命可达上万次，因测试周期长，电池寿命评估难以通过实测的方式开展，必须依赖基于算法的寿命预测技术。电池寿命预测集成电化学基础科学、电池技术和数字技术，既是学术界的研究热点，更是行业的一个重大痛点堵点问题，大赛汇聚业界精英和权威专家，共同寻找和发现最佳解决方案。客观赛与主观赛“刚柔并济”赛事采用主客观相结合的评比方式，客观部分为数据实测，重点考核预测精度（预测循环次数与实际测试循环次数的误差），主观部分为答辩，主要考核预测方法的原创性、先进性，客观赛以实测结果印证原理先进，主观赛以原理解密支持实测结果真实有效，主客观赛互证，挤出所有偶然性水分！全球直播权威专家为参赛者“把脉”12位行业权威专家大咖莅临现场，与21支参赛队伍论辩过招，从不同角度审视各队伍的前沿技术，高手间对答必定干货满满、越辩越明、精彩纷呈！全部参赛队伍全程观摩答辩，从对手汲取养分，更向彼此呈现智慧，敞开大门邀请业界同仁现场观摩！客观赛、主观赛均现场直播，比赛现场产生并公布结果！敬请期待！赛事详细信息比赛时间：2023年10月27-28日比赛地点：江苏溧阳长三角物理研究中心湖滨会议中心B102（27日）B103（28日）比赛地址：江苏省溧阳市中关村大道1号长三角物理研究中心赛事直播二维码比赛日程本次活动不收取会议费，食宿交通自理识别下方二维码报名名额有限 先报先得参会联系人张兆华：15210741977（微信同号）雷 青：17769333071（微信同号）顾小燕：18114689920（微信同号）

该套环境舱主要用于整车高低温存放试验、整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。该产品主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风/尾排系统、阳光模拟系统、仓内温度采集系统、电气控制系统构成。采用复叠式螺杆压缩机组分布式IO控制系统应用 l 设备可靠性提高l 压缩机使用寿命延长l 动力平衡好，节能环保l 控制系统更加灵活、可靠 一． 主要技术指标1 温度指标温度范围：-40℃～+60℃；温度均匀度：≤±2℃(空载)；温度偏差：≤±2℃(空载)；温度控制精度：≤±0.5℃（无热负荷，稳态）≤±2℃（有热负荷，稳态）升温速度：≥1℃/min（带载，发动机不启动，全程平均）；降温速度：≥0.7℃/min （带载，发动机不启动，全程平均）；负载：汽车，重量≤6吨；依据标准序号试验项目依据标准1汽车起动性能试验方法GB/T12535-20072除霜除雾试验GB11556-20093电机性能试验GB/T 18297-2001（参考）4太阳辐射试验GB /T 2423.24-19955恒定湿热试验方法GB/T2423.3-20066汽车采暖性能要求和试验方法GB/T 12782-20077汽车空调整车性能试验方法QC/T658-2000 创新点：采用复叠式螺杆压缩机组 分布式IO控制系统应用 l 设备可靠性提高 l 压缩机使用寿命延长 l 动力平衡好，节能环保 l 控制系统更加灵活、可靠

2018年10月17日，上海交通大学材料改性与数值模拟研究所“TESCAN奖学金”颁发仪式在上海交通大学顺利举行！上海交通大学 材料改性与数值模拟研究所所长顾剑锋教授、研究所韩利战教授、李传维博士及TESCAN中国技术总监焦汇胜博士、市场部沈凌女士等人出席奖学金颁发仪式，并为获得2018年度“TESCAN奖学金”的优秀博士生颁奖。2018年度“TESCAN奖学金”颁发仪式上海交通大学材料改性与数值模拟研究所—TESCAN联合实验室于2017年5月正式成立，配备有一台TESCAN高端镓离子源双束FIB系统。研究所以热处理复杂工艺过程中的温度、相变、应力/应变、浓度、流体、电磁等多场量耦合的数值模拟技术为核心，主要从事高端材料热处理创新工艺的开发、热处理装备的计算机辅助设计、热处理过程的智能控制技术等方面的研究，并延伸至对材料力学行为与相变行为多尺度分析的基础研究。上海交通大学 材料改性与数值模拟研究所—TESCAN联合实验室研究所所长顾剑锋教授在颁奖致辞中，十分自豪地谈到“这个联合实验室的初期筹备就花费了两年多的时间，而实验室的成功建设和运行，也代表了上海市“核电大型锻件智能热处理实验室”建设项目的顺利运营。迄今为止，联合实验室已成功运行一年多，设备利用率非常高且设备运转良好，为研究所的课题研究提供了一个可靠稳定的平台。在这个过程中，也非常感谢TESCAN公司从产品的技术和应用支持到安装培训、售后服务等各个方面提供的优秀服务和有力保障。研究所所长顾剑锋为颁奖仪式致辞TESCAN中国技术总监焦汇胜博士也在颁奖致辞中谈到，“TESCAN作为全球知名的电子显微镜及微观分析综合解决方案供应商，近年来在中国市场取得了飞跃式的发展，同时TESCAN尖端的技术和优质的服务也对国内的科研起到了积极地推动作用，而这些成绩的取得离不开用户对我们的肯定和支持，尤其是我们联合实验室的用户。联合实验室计划是TESCAN中国最重要的市场战略，借助联合实验室的交流示范平台，我们将能够更好地推广我们的产品和服务，并为客户提供最尖端前沿的综合解决方案和最优质高效的服务。TESCAN中国技术总监焦汇胜博士为颁奖仪式致辞为研究所优秀博士生颁发“TESCAN奖学金”奖学金颁发仪式结束之后，紧接着便开办了“TESCAN高级应用培训讲座”，这也是双方共建联合实验室协议中的一项个性化服务内容。TESCAN中国应用中心高级应用工程师向研究所的广大师生及电镜操作人员进行了电子显微镜的高级应用培训，详细讲解了仪器的原理、应用技巧以及最新版软件的使用。上海交通大学材料改性与数值模拟研究所借助TESCAN高端镓离子源双束FIB系统，开展了诸如原位3D功能、动态高温力学分析等大量研究，都是非常先进的材料表征技术，这对于TESCAN的产品推广和市场培育起到了非常重要的示范和引导作用。TESCAN应用中心也和研究所通力合作，为很多研究项目提供了专业的应用支持和测试服务。目前研究所已积累了大量数据和素材，相信在不久的将来，在双方的共同努力下，联合实验室将发表更多高水平高质量的研究成果。“TESCAN奖学金”颁发仪式合影留念更多内容详情，请关注“TESCAN公司”微信公众号。

黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类特殊天体。20世纪70年代初霍金、贝肯斯坦等的研究表明黑洞具有热力学性质：黑洞具有正比于其视界面积的熵；黑洞会以热辐射的形式向外辐射粒子，其辐射温度正比于其表面引力；黑洞的质量、熵和温度等满足热力学第一定律。黑洞的热力学揭示了引力的量子效应。因而普遍认为，黑洞是通向量子引力理论的窗口。   实验检验黑洞的量子效应是颇具挑战性的任务，这是由于这些效应非常微弱，且极难观测。比如一个太阳质量大小的黑洞，其对应的霍金温度只有10-8K ，远低于宇宙微波背景辐射的温度（≈3K）。缺少直接的实验检验也是”引力量子化“理论研究迟滞不前的原因之一。在这样的情形下，人们试图在实验室系统中创造出一个等效的“弯曲时空”并研究相关的效应。这一研究被称作“类比引力”（analogue gravity）。它是由Unruh效应（一个在平坦时空中作加速运动的观测者将看到他处于一个热浴中）的提出者William Unruh于1981年首先提出。近日，中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根和理论物理所博士毕业生、现天津大学理学院量子交叉中心副教授杨润秋，与物理所研究员范桁、副研究员许凯及博士研究生时运豪等合作，在”类比引力“的研究中取得重要进展。该工作在超导量子芯片上观察到“模拟黑洞”的霍金辐射并研究了弯曲时空对量子纠缠的影响。相关研究成果发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14, 3263 (2023)】上。这一工作的理论基础是基于蔡荣根和杨润秋等在前期研究提出的模型，即在爱丁顿-芬克尔斯坦坐标下对空间坐标离散化，1+1维的无质量标量场和狄拉克场可以被量子化，并等价于耦合强度随格点位置变化的XY晶格模型；弯曲时空的度规信息则被编码在耦合强度的分布函数中。然而，如何在实验中实现这样一个耦合强度具有特定分布的XY晶格模型是颇有挑战性的问题。本研究利用一个具有10个量子比特与9个耦合器构成的一维阵列超导量子芯片，通过精确控制耦合器使比特之间的等效耦合强度按照从负到正分布实现了1+1维的弯曲时空背景，并观测了准粒子在弯曲时空背景下的传播行为。结果表明，在模拟黑洞的内部准粒子总是有一定概率通过视界辐射出去，其辐射概率满足霍金辐射谱。该团队利用量子态层析技术重构出黑洞外部所有比特的密度矩阵，计算了相应的辐射概率，证实了存在类比的霍金辐射。此外，该团队还在黑洞内部制备了一个Bell纠缠态并对比了平直和弯曲时空背景下的纠缠动力学。这一实验研究为在超导量子芯片中模拟弯曲时空和黑洞的量子效应开辟了新路径。该工作所使用的可调耦合器件由超导国家重点实验室SC5组研究员郑东宁和副主任工程师相忠诚提供。研究工作得到国家自然科学基金、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。日本理化学研究所和北京量子信息科学研究院的科研人员参与研究。超导芯片上的黑洞、弯曲时空耦合强度分布以及部分实验脉冲序列

在科技飞速发展的时代，仪器研发正经历深刻变革。传统研发过程耗费大量时间、人力和资源，而生成式AI和模拟工具的引入，正在改变这一局面。生成式AI通过学习大量设计数据，迅速生成多种创新设计选项，不仅节省设计时间，还能在早期发现潜在问题，减少后期修改。无论是外观设计、功能布局还是材料选择，生成式AI都以超高速度和精度完成任务。确定设计方案后，模拟工具可以快速将其转化为可行产品。研发人员在虚拟环境中测试设计的可行性，从物理特性到操作性能，再到耐用性和安全性，模拟工具可以在制造前完成所有验证，降低研发成本，加快产品上市速度。当生成式AI与模拟工具结合，研发效率大幅提升。生成式AI提供多样设计选择，模拟工具帮助筛选最优方案。两者协同工作，使从创意到产品的全过程更加流畅，缩短研发周期，提升创新频率。生成式AI和模拟工具的结合，正改变仪器研发的规则，为企业带来前所未有的竞争优势。未来，随着技术进步，仪器研发将更加智能化和自动化，推动行业迈向新高峰。　　在创新型仪器的研发过程中，涉及多个关键阶段，如设计与优化、原型制造以及设计验证测试（DVT）。每个阶段都至关重要，帮助研发团队从概念到产品的完整开发流程得以实现。分析维度内容 设计思路 以用户需求和市场需求为导向，结合前沿技术，提出创新型设计理念。 概念设计 通过头脑风暴、市场调研和用户反馈，确定仪器的功能、外观、材料等初步设计方案。 详细设计 使用CAD软件（如SolidWorks、AutoCAD）进行详细的结构设计、组件选型和系统布局。 性能优化 通过仿真与模拟（如热力学、流体力学、结构力学分析）优化设计，提高仪器性能和可靠性。 可制造性优化 考虑生产过程中的制造成本、装配便捷性、可维护性，优化设计以提高生产效率并降低成本。　　在设计与优化阶段，研发人员基于用户需求和市场需求，结合前沿技术，提出了创新型设计理念。首先，研发团队通过头脑风暴、市场调研和用户反馈，确定仪器的功能、外观和材料的初步设计方案。接着，他们使用CAD软件（如SolidWorks和AutoCAD）进行详细的结构设计，定义零部件的精确尺寸和位置，确保所有组件的装配和互操作性。通过有限元分析（FEA）进行结构强度与应力分析，确保设计的安全性与可靠性。此外，团队还使用仿真工具进行热管理与散热设计，模拟设备内部的热流和温度分布，优化散热结构，以确保设备在安全的温度范围内运行。分析维度内容 原型开发 基于详细设计图纸，制造功能样机，通常使用3D打印、CNC加工或快速原型制造技术。 材料选择 选择适合的材料（如塑料、金属、复合材料）以平衡成本、重量、耐用性和功能需求。 部件制造与装配 制造和装配各个部件，构建完整的原型仪器，测试各个组件的互操作性。 功能测试 对原型进行初步的功能测试，确保仪器的基本功能符合设计预期，如电气测试、机械测试等。　　原型制造阶段开始时，研发团队基于详细的设计图纸制造功能样机，这通常采用3D打印、CNC加工或其他快速原型制造技术。在这一过程中，他们仔细选择适合的材料，以平衡成本、重量、耐用性和功能需求。随后，团队制造和装配各个部件，构建完整的原型仪器，并对其进行初步的功能测试，以确保仪器的基本功能符合设计预期，包括电气和机械测试。分析维度内容 测试规划 制定详细的测试计划，包括测试目的、测试标准、测试方法和测试工具的选择。 环境测试 在极端环境条件下（如温度、湿度、震动）测试仪器的稳定性和耐用性，验证其是否能在实际工作环境中可靠运行。 性能测试测试仪器的关键性能指标（如精度、速度、灵敏度），确保其达到或超出设计要求。 安全测试 进行电气安全、机械安全、软件安全等方面的测试，确保仪器在操作中不会对用户和环境造成危害。 合规测试 确保仪器符合相关行业标准和法规（如ISO、CE、FDA等），获取必要的认证和许可。 测试结果分析 收集和分析测试数据，评估仪器的性能和质量，识别并解决设计中的潜在问题。 设计迭代与优化 根据DVT测试结果进行设计优化，修正问题，进行设计迭代，并在必要时制造新的原型进行重新测试。　　设计验证测试（DVT）阶段是确保产品质量的关键。首先，团队制定详细的测试计划，明确测试目的、标准、方法和工具选择。在极端环境条件下（如温度、湿度、震动），对仪器进行环境测试，以验证其稳定性和耐用性。此外，团队还会进行性能测试，确保仪器的关键性能指标（如精度、速度、灵敏度）达到或超出设计要求。为了保证安全，团队还进行电气、机械和软件安全测试，确保仪器在操作中不会对用户和环境造成危害。最后，合规测试确保仪器符合相关行业标准和法规，获取必要的认证和许可。测试结果分析后，团队会根据DVT测试结果进行设计优化，修正问题，并在必要时制造新的原型进行重新测试。分析维度内容 定型设计 经过多次迭代和优化，最终确定设计方案，为批量生产做准备。 生产工艺确定 确定量产过程中使用的生产工艺、设备和流程，确保产品的一致性和质量稳定性。 生产验证 通过试生产验证生产线的可靠性，确保产品质量满足量产要求。 市场反馈收集 初期产品投放市场后，收集用户反馈，进行必要的产品改进和升级。　　在最终定型与量产准备阶段，经过多次迭代和优化后，研发团队最终确定设计方案，为批量生产做准备。这包括确定量产过程中使用的生产工艺、设备和流程，确保产品的一致性和质量稳定性。在试生产阶段，团队验证生产线的可靠性，以确保产品质量满足量产要求。最后，在产品投放市场后，团队还会收集用户反馈，进行必要的产品改进和升级。设计步骤关键任务详细内容1. 结构设计 概念建模 创建初步的3D模型 根据设计需求，建立设备的初步3D模型，定义整体外观和结构。 详细结构设计 完成详细的几何建模 设计内部结构，包含零部件的精确尺寸和位置，确保所有组件的装配和互操作性。 强度分析 结构强度与应力分析 通过有限元分析（FEA）评估结构的应力分布，确保结构的安全性与可靠性。 热管理设计 热管理与散热设计 模拟设备内部的热流和散热情况，优化散热孔布局和冷却系统。2. 组件选型 电子元件选型 电子元器件选择 选择符合设计需求的电源模块、处理器、传感器、连接器等电子元件，并在设计中标注其位置。 机械部件选型 标准机械件选型 选择标准机械部件，如螺钉、螺母、轴承、齿轮等，并集成到设计中。 材料选型 材料选择与应用 根据力学、热学及其他性能要求，选择合适的材料（如铝合金、塑料、复合材料等）。 采购件选型 外购件选型 选择市场上可采购的标准件或外购件（如显示屏、接口模块等），并与制造商对接，确保供应链的可行性。3. 系统布局设计 内部布局设计 内部元件布局优化 根据功能需求和物理空间，优化内部元件的排列，确保结构紧凑、操作便捷及热管理合理。 电气系统布局 电路和布线设计 设计内部电路布局，包括信号线、供电线和地线的位置，确保电气系统的安全和高效运行。 接口与连接设计 接口模块与外部连接设计 设计设备的输入输出接口布局，包括电源接口、数据接口、冷却系统接口等，并确保连接方便、牢固。 人机交互布局 控制面板与用户界面设计 设计用户界面布局，如控制按钮、显示屏的位置，确保用户操作的便捷性和界面的直观性。4. 装配与制造准备 装配设计 装配顺序与工艺流程设计 确定各组件的装配顺序，优化装配流程，减少制造时间和成本，确保装配的可靠性。 制造工艺设计 制造工艺与加工方案 制定加工方案，选择合适的制造工艺（如CNC加工、3D打印），并在设计中考虑制造公差和装配间隙。 设计验证 仿真验证与优化 通过仿真工具验证整个系统的设计，包括结构强度、热管理、振动和冲击测试等，确保设计满足所有技术要求。5. 技术文档与图纸输出 工程图纸生成 工程图纸与BOM表输出 输出详细的2D工程图纸，包括各零部件的尺寸标注、装配关系图、材料清单（BOM）等，供生产和采购使用。 技术文档编制 制造与装配说明文档 编制详细的制造与装配说明文档，包括每个工艺步骤的描述、注意事项、质量控制要求等。 版本管理与修订 设计版本管理与修订 通过PDM系统管理设计文件的版本，跟踪设计变更，确保所有团队成员使用最新的设计文件。　　为了实现这些步骤，研发团队使用多种软件工具支持设计过程。首先，在结构设计中，SolidWorks和AutoCAD被用于初步的3D建模和详细的几何建模，确保设备的整体外观和内部结构合理。随后，通过SolidWorks Simulation进行结构强度与应力分析，确保设计的安全性。此外，团队使用SolidWorks Flow Simulation进行热管理设计，模拟热流和散热情况，以优化散热系统。接下来，组件选型阶段涉及选择电子元件、机械部件和材料，这些选择影响到最终产品的性能和制造成本。团队还会利用AutoCAD Electrical进行电气系统布局设计，确保信号线、供电线和地线的布线合理且高效。在系统布局设计阶段，研发人员优化内部元件的排列，设计设备的接口模块与外部连接，并确保人机交互界面的设计便捷直观。最后，装配与制造准备阶段中，团队通过SolidWorks进行装配设计，确定组件的装配顺序和工艺流程，并通过仿真工具验证整个系统的设计，确保结构强度、热管理、振动和冲击测试结果达到所有技术要求。在工程图纸生成和技术文档编制方面，研发团队使用SolidWorks和AutoCAD输出详细的工程图纸和材料清单（BOM），并编制制造与装配说明文档，确保生产过程的顺利进行。　　整个设计与研发过程不仅依赖于软件工具的支持，还通过多学科优化工具（如ModeFrontier）进行综合性能优化，结合热力学、流体力学和结构力学的仿真结果，确保每次设计迭代都能提升设备的整体性能和可靠性。通过这些详细的步骤和方法，创新型仪器的研发得以高效进行，并最终实现从概念到产品的完整转化。在这一复杂的研发过程中，每个阶段都扮演着至关重要的角色，从设计概念的初步构思到最终的产品定型和量产准备。每一个环节都要求精细的操作和严密的协同，以确保研发过程的顺利推进。在设计与优化阶段，概念建模是研发工作的开端。使用SolidWorks等CAD软件，团队根据设计需求建立初步的3D模型。这一步骤的目标是定义设备的整体外观和结构，以便在后续阶段进行更详细的设计工作。接着，详细结构设计进一步精细化设备内部结构，确保所有零部件的尺寸和位置精确无误，并且组件之间能够顺利装配和互操作。这些工作需要SolidWorks和AutoCAD等软件的支持，以保证设计的准确性和可行性。　　在这个阶段，强度分析也是不可或缺的一部分。通过有限元分析（FEA），研发团队能够评估设计中可能存在的应力分布问题，确保设备的结构在各种工作条件下都能保持安全和稳定。与此同时，热管理设计通过SolidWorks Flow Simulation进行，研发人员模拟设备内部的热流和温度分布，优化散热系统，确保设备在运行过程中能够有效地控制温度。组件选型是研发中的另一关键步骤。团队需要根据设计需求选择适当的电子元件和机械部件，如电源模块、传感器、螺钉、轴承等。这些部件不仅影响到设备的性能，还对生产成本和制造难度产生重要影响。在材料选型过程中，团队必须权衡力学、热学等多方面性能要求，选择最适合的材料，如铝合金、塑料或复合材料。这一过程还涉及外购件的选择，团队需要确保这些外购件与整体设计的兼容性，并与供应商对接，确保供应链的顺畅运作。系统布局设计阶段，研发团队进一步优化设备内部的元件布局，确保结构紧凑、操作便捷，尤其是在涉及热管理的情况下，布局优化显得尤为重要。电气系统布局设计需要特别考虑信号线、供电线和地线的布线位置，以保证电气系统的安全和高效运行。接口与连接设计则专注于设备的输入输出接口布局，确保连接方便、牢固，并满足使用环境的需求。人机交互布局设计通过控制面板和用户界面的合理安排，提升设备的操作便捷性和用户体验。在装配与制造准备阶段，研发团队必须制定装配顺序和工艺流程，确保每个组件能够顺利装配，减少制造时间和成本。通过仿真工具验证整个系统的设计，确保设计满足所有技术要求，如结构强度、热管理、振动和冲击测试等。工程图纸生成是这一阶段的重要任务，团队需要输出详细的2D工程图纸，包括零部件的尺寸标注和装配关系图，这些图纸是生产和采购的基础。技术文档编制也是装配与制造准备阶段的核心工作之一。团队需要编制详细的制造与装配说明文档，描述每个工艺步骤的具体操作、注意事项和质量控制要求。通过版本管理与修订工具，如PDM系统(如SolidWorks PDM)，团队可以管理设计文件的版本，跟踪设计变更，确保所有团队成员使用最新的设计文件。仿真与模拟类型关键任务详细内容热力学分析（SolidWorks Flow Simulation, ANSYS） 热源识别与建模 识别并建模关键热源 确定设备内部发热元件（如处理器、激光器）的热源位置，建立热源模型，分析热量产生与传递路径。 散热设计与优化 散热系统设计与仿真 设计散热方案，如散热片、风扇、液冷系统，模拟热流和温度分布，优化散热结构，确保设备运行温度在安全范围内。 热管理策略优化 热管理系统优化 通过仿真分析设备在不同工作条件下的温度变化，优化热管理策略，如主动冷却、被动散热等，提升设备的可靠性。流体力学分析（ANSYS Fluent, SolidWorks Flow Simulation） 空气流动分析 内部空气流动模拟与优化 模拟设备内部空气流动情况，评估空气流动对散热效果的影响，优化风道设计，确保空气流动的均匀性和效率。 冷却液流动分析 液冷系统流动分析 模拟液冷系统中冷却液的流动情况，分析冷却液在热源处的流动速度和散热效率，优化管路布局和泵的选择。 密封与防护设计 防水防尘设计与验证 模拟设备在湿度、粉尘等恶劣环境下的密封性能，确保设备能够防水防尘，避免外界环境对内部元件的损害。结构力学分析（ANSYS Mechanical, SolidWorks Simulation） 应力应变分析 结构强度与应力分布分析 通过有限元分析（FEA），模拟设备在外力作用下的应力和应变分布，优化结构设计，避免应力集中和结构失效。 振动与冲击分析 振动与冲击响应分析 模拟设备在运输和操作过程中的振动和冲击，优化支撑结构和缓冲材料，确保设备的抗振性和抗冲击性。 疲劳分析与寿命预测 结构疲劳寿命预测 通过疲劳分析，预测设备在长期使用中的疲劳寿命，优化关键部件的设计，延长设备使用寿命，减少故障率。综合优化与迭代（Multidisciplinary Optimization Tools (MDO)） 多学科优化 综合性能优化 结合热力学、流体力学和结构力学分析结果，通过多学科优化工具（MDO）进行综合性能优化，提升设备整体性能。 设计迭代与验证 基于仿真结果的设计迭代 根据仿真结果进行设计修改和迭代，重新验证修改后的设计性能，确保每次迭代都能够提升设备的可靠性和性能。　　在整个研发过程中，仿真与模拟技术为设计优化提供了重要支持。例如，热力学分析通过识别和建模设备内部的关键热源，帮助团队优化散热设计。流体力学分析则用于模拟设备内部空气和冷却液的流动情况，确保散热系统的高效性和设备的密封性能。结构力学分析通过应力应变分析、振动与冲击分析、疲劳分析等手段，评估设备在不同条件下的结构强度和使用寿命，帮助研发团队在设计过程中避免潜在的结构失效。通过多学科优化工具（如ModeFrontier），团队能够将热力学、流体力学和结构力学的仿真结果综合起来，进行全方位的性能优化。这样的多学科优化不仅提高了设备的整体性能，还减少了设计迭代的次数，加快了研发进程。设计迭代是研发过程中的常规步骤。基于仿真和测试结果，团队不断调整设计，修正问题，并通过制造新的原型进行重新测试。这一过程确保了最终产品在各个方面都达到了设计要求和质量标准。最终，在经过多轮设计迭代和验证后，团队最终确定产品设计，进入量产准备阶段。这包括确定生产工艺、设备和流程，以保证产品在批量生产中的一致性和质量稳定性。在试生产阶段，团队会验证生产线的可靠性，确保产品质量符合量产标准。产品投入市场后，团队还会持续收集用户反馈，并根据需要进行产品改进和升级。　　通过这些系统的步骤，创新型仪器的研发得以高效、精准地进行，从而实现从概念到产品的顺利转化。这一过程不仅推动了技术的进步，还为企业带来了显著的竞争优势，帮助其在快速变化的市场中保持领先地位。未来，随着技术的进一步发展，仪器研发将朝着更加智能化和自动化的方向发展，继续推动整个行业迈向新的高峰。　　拓展阅读：　　三代测序技术相关仪器工艺创新概述　　2024站在巨人肩上的仪器研发(附资料)　　2024年基于人工智能的仪器研发思路　　2024年科学仪器供应链及核心零部件分析

肿瘤异质性一直被认为是阻碍个体化诊疗进步的一大障碍。其中，肿瘤转移性与肿瘤异质性密切相关，是恶性肿瘤的一种常见并严重的表现，对患者的生存率和生活质量有着极大的影响。肿瘤类器官是源自肿瘤组织中肿瘤特异性干细胞通过三维组织培养形成的细胞簇，它可模拟体内肿瘤特征及肿瘤细胞异质性，该技术的应用为肿瘤研究和治疗提供了可靠的模型，特别是为个性化肿瘤诊疗开辟了新的方案。目前，在体外利用肿瘤类器官技术评估肿瘤转移性的方法仍然十分缺乏。传统的评估细胞迁移能力的方法包括Transwell、细胞划痕等，这些方法无法模拟原发性肿瘤转移的过程，因此无法有效评估肿瘤的转移性。器官芯片技术能够模拟人体器官的功能，通过将微型芯片和生物材料组合，可以更加准确地研究和测试药物的效果、了解疾病的有关机制以及开发个性化诊疗方法等。但目前用于研究肿瘤转移的器官芯片大多仍采用传统的肿瘤细胞系构建模型，由于传统的肿瘤细胞系与患者来源的肿瘤细胞存在较大差异，因此难以重建真实的肿瘤转移过程，使得现有方法无法满足临床上的应用需求。近期，中南大学湘雅医院皮肤科、中南大学机电工程学院、重庆大学三峡医院等研究团队在《Small》（IF=13.3）期刊上在线发表题为“Mimicking Tumor Metastasis Using a Transwell-Integrated Organoids On-a-Chip Platform”的原创性论著。该研究提出了一种用于评估肿瘤转移性的肿瘤类器官芯片。该芯片可以模拟人体内肿瘤生长和转移的生理过程，能够有效评估患者肿瘤细胞的侵袭能力和生长能力，为研究肿瘤的转移性以及相应的肿瘤治疗和药物研究提供了重要的工具。据悉，这项研究的第一作者和第一通讯作者单位均为中南大学。21级硕士研究生陈迈科和20级博士研究生单晗为该论文共同第一作者；中南大学湘雅医院皮肤科陈翔教授、赵爽副研究员、中南大学机电工程学院陈泽宇教授、重庆大学三峡医院印明柱教授为该论文共同通讯作者。首先，作者阐述了肿瘤异质性的原理以及肿瘤转移的过程，并在传统评估细胞迁移能力方法的基础上，提出了Transwell集成的肿瘤类器官芯片精准评估肿瘤转移策略。 图1 Transwell集成的肿瘤类器官芯片用于评估肿瘤转移和药物筛选然后，作者使用高精度3D打印技术（摩方精密nanoArch® S140，精度：10μm）制作了芯片腔室的六边形支架，并使用激光切割技术制造了芯片主体，最终装配成了集成Transwell单元的仿生肿瘤类器官芯片。图2 仿生肿瘤类器官芯片制造作者进一步使用肿瘤类器官芯片评估了患者来源的粘膜黑色素瘤类器官和肢端黑色素瘤类器官的肿瘤转移能力。通过在类器官芯片内建立营养梯度，使外侧腔室中的营养物质浓度高于中心腔室，中心腔室的肿瘤类器官会逐渐转移到外侧的腔室中。观察发现，两种黑色素瘤类器官展现出了不同的肿瘤转移能力。图3 肿瘤类器官芯片评估肿瘤转移接着，作者分别从蛋白和基因层面研究了转移出的细胞团簇与中心腔室中未发生转移的肿瘤类器官团的差异性。结果表明，转移出的细胞团簇中与转移相关的蛋白和基因表达均显著高于未转移的类器官团。这有效说明肿瘤类器官芯片评估肿瘤转移的能力。图4 肿瘤类器官一致性评估和流式分析图5 肿瘤转移相比蛋白比较图6 肿瘤转移相比基因比较 最后，作者利用类器官芯片进行了药物筛选测试。通过在类器官芯片内添加不同浓度的抗肿瘤药物，发现肿瘤类器官的转移性有所区别。随着药物浓度的提高，肿瘤的转移得到了明显抑制。图7 肿瘤类器官芯片药物筛选与其他用于评估细胞迁移能力的方法相比，该工作提供的用于评估肿瘤转移性的肿瘤类器官芯片，集成了仿生的Transwell腔室，能够高效模拟肿瘤转移的过程。另外，所设计的用于评估肿瘤转移性的肿瘤类器官芯片，使用了患者来源的肿瘤类器官进行肿瘤转移性评估，能够真实地反映人体内肿瘤生长和转移的生理过程。该工作在肿瘤患者个体化诊疗、精准医学等临床研究中具有良好的应用前景。

包装耐压强度测试仪的测试原理解析在快速发展的药品、食品及医疗行业中，包装的安全性与可靠性直接关系到产品的质量与消费者的健康。特别是针对输液袋、液态奶包装袋、药品输液袋等液体包装产品，其耐压强度成为衡量包装质量的重要指标之一。为此，济南三泉中石的NLY-05包装耐压强度测试仪应运而生，成为这些行业不可或缺的测试设备，广泛应用于药品、食品生产企业、科研院校、质检机构等多个领域。测试原理解析济南三泉中石的NLY-05包装耐压强度测试仪基于先进的力学测试原理，通过模拟包装在实际运输、储存过程中可能遭受的压力环境，对包装材料的耐压性能进行全面评估。测试过程中，首先将待测样品（如输液袋、液态奶包装袋等）精确装夹在测试仪的两个夹头之间。这两个夹头能够精确控制并施加压力，模拟外部压力对包装的作用。随着测试的进行，位于动夹头上的高精度力值传感器实时采集并记录试验过程中的力值变化。当达到预设的压力值时，测试仪自动进入保压阶段，持续观察包装在恒定压力下的表现。若在整个测试过程中，包装样品未出现破裂、渗漏等现象，则判定为合格；反之，则视为不合格。广泛应用领域食品行业：对于液态食品如牛奶、果汁等的包装袋、纸盒及纸碗，包装耐压强度测试仪能够确保其在运输、储存过程中的安全性，防止因包装破裂导致的食品污染和浪费。医药行业：在药品输液袋、塑料输液瓶、血袋等医疗用品的生产过程中，该测试仪的应用至关重要。它不仅能验证包装的耐压性能，还能通过温度适应性和穿刺部位不渗透性试验，进一步确保医疗用品的安全性和有效性。科研院校与质检机构：作为科研与教学的重要工具，济南三泉中石的NLY-05包装耐压强度测试仪帮助研究人员深入了解包装材料的性能特点，为新材料、新技术的研发提供数据支持。同时，它也是质检机构进行产品认证、市场监管的重要技术手段。

蒋华良院士作报告大会会场 为期3天的第九届国际分子模拟与信息技术应用学术会议，5月17日在太原理工大学召开，400多位国内外科学工作者进行了学术交流，中科院上海药物研究所所长蒋华良院士作了题为《原创药物研发新策略与新技术》的首场学术报告。开幕式由太原理工大学发展规划处处长王宝俊教授主持。开幕式上，北京大学徐筱杰教授致开幕词，太原理工大学副校长吕永康教授代表太原理工大学校长黄庆学院士致欢迎词。 据悉，本次大会由太原理工大学、中科院上海药物研究所、中国化学会计算(机)化学专业委员会和北京创腾科技有限公司联合举办，大会邀请了剑桥大学、北京大学、清华大学、复旦大学、法国达索公司、中科院上海药物所、中科院过程工程所、中科院山西煤化所等国内外50多所高校和研究机构的专家作专题报告，探讨如何利用分子模拟技术、量子化学计算技术和大数据技术推动化工、能源、材料、生命科学、生物制药等相关产业的创新发展。 据北京创腾科技有限公司总经理曹凌霄介绍，这次会议的目标，一是推动分子模拟和量子化学计算技术从广度和深度上得到应用；二是通过云平台和云计算提升科学实验数字化采集的应用体验，帮助研究人员加速研发，得到更多一流研究成果。 太原理工大学拥有教育部和山西省煤科学与技术重点实验室，在量子化学计算与分子模拟技术应用于煤科学和煤化工研究方面，实力较强，并取得多项研究成果。该校王宝俊教授告诉记者，这次会议也为省内相关高校和科研院所提供了难得的学习和交流机会，对山西相关研究领域的创新与发展有建设性积极作用。 本届会议六个分会，涵盖生命科学和材料科学两大领域，大会特设了企业分会，为产学研提供对接平台，来自中国石化、比亚迪、中船重工和罗氏制药的企业代表参与了交流。为解决煤化工产业中的关键科学问题，大会还特设煤科学与技术专场分会，就量子化学计算和分子模拟在煤科学和煤化工中的应用等问题进行了深入研究探讨。来源：科学网

量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象。科学家发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现了量子霍尔系统的能带结构和系统的边界态密切相关即存在体相与边缘的对应，并利用陈数（Chern number）来区分不同的拓扑结构，以陈绝缘体来描述相关拓扑物态。陈绝缘体材料可通过第一性原理计算预测以及实验合成并检测，过去几年出现了系列创新性成果，有望发展出具有实用价值的器件。随着量子系统调控技术的发展，研究利用各种人工可控量子系统来模拟陈绝缘体并揭示其性质。超导量子计算系统具有运行稳定、通用性强的优势，将是模拟陈绝缘体的理想平台。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心，与北京量子信息科学研究院、南开大学、华南理工大学、日本理化学研究所等合作，利用集成有30个量子比特的梯子型量子芯片，实现了具有不同陈数的多种陈绝缘体的模拟，并展示了理论预测的体边对应关系。该团队制备了高质量的具有30比特的量子芯片，在实验中精确控制其量子比特之间的耦合强度，并降低比特间串扰，（图1、2），实现了一维和梯子型比特间耦合的构型。 该团队设计模拟方案，将二维陈绝缘体格点模型的一个维度利用傅里叶变换映射为人工控制相位，从而用一维链状量子比特来实现其模拟（图3）。 基于同样的思想，双层二维陈绝缘体则可以利用两个一维链状平行耦合，形成梯子型比特间耦合的量子芯片实现，而人工维度相位控制还可实现双层陈绝缘体不同的耦合方式。这样便实现了不同陈数的陈绝缘体。该工作通过激发特定量子比特、测量不同本征态能量的方案，直接测量拓扑能带结构（图4）并观测系统拓扑边界态的边界局域的动力学特征，在超导量子模拟平台证实了拓扑能带理论中的体边对应关系（Bulk-edge correspondence）（图5）。此外，利用全部30个量子比特，在超导量子模拟平台上通过模拟双层结构陈绝缘体，实验上首次观察到具有零霍尔电导（零陈数）的特殊拓扑非平庸边缘态（图6）。此外，实验上探测到具有更高陈数的陈绝缘体。该研究通过精确控制超导量子比特系统及读出的技术方案，实现对量子多体系统拓扑物态性质的复现与观测，并表明30比特梯子型耦合超导量子芯片的精确可控性。相关研究成果以Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor为题，发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14,5433 (2023)】上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。图1. 30比特梯子型量子芯片耦合强度信息。（a）15比特实验中测量到的量子比特间（最近邻和次近邻）的耦合强度信息。（b）30比特实验中测量到的量子比特间（最近邻、次近邻和对角近邻）的耦合强度信息。图2. Z串扰矩阵。Z串扰系数矩阵，每个元素代表着当给横轴比特施加1 arb.units幅度的 Z方波时，纵轴比特感受到的方波幅度，后续将根据该系数矩阵进行Z方波矫正。图3. 30比特梯子型量子芯片以及映射AAH模型的实验波形序列。（a）超导量子处理器示意图，其中30个量子比特构成了梯子型结构。（b）通过在y轴进行傅里叶变换，将二维霍夫施塔特（Hofstadter）模型映射为一系列一维不同配置的 Aubry-André-Harper (AAH) 模型的集合。（c）通过改变合成维度准动量Φ用以合成一系列AAH模型的量子比特频率排布，其中b=1/3。（d、e）用以测量动力学能谱（d）和单粒子量子行走（e）的波形序列。图4. 动力学光谱法测量具有合成维度的二维陈绝缘体的能谱。（a）对应于Q8的随时间演化的数据，其中b=1/3，Δ/2π=12MHz，Φ=2π/3。（b）利用15个量子比特响应函数得到的傅里叶变换振幅的平方。（c）沿着比特维度将傅里叶变换振幅的平方求和。（b）利用15个量子比特参数数值计算求解的二维陈绝缘体的能带结构，其中，b=1/3，Δ/2π=12MHz。（e、f）对于不同的Φ，实验（e）和数值模拟（f）得到的能谱对比。图5. 拓扑边界态的动力学特征以及拓扑电荷泵浦。（a1-3）分别激发Q1（a1）、Q8（a2）、Q15（a3）测量到的激发态概率的时间演化，其中，b=1/3，Δ/2π=12 MHz，Φ=2π/3。（b1-3）分别利用Q1（b1）、Q8（b2）、Q15（b3）作为目标比特测量得到的能谱部分信息。（c1-c3）激发中间比特Q8，测量得到的对应于向前泵浦（c1），不泵浦（c2）和向后泵浦（c3）的激发态概率演化，其中，Δ/2π=36MHz，初始Φ0= 5π/3。（d）根据图（c1-c3）计算得到的质心随着泵浦周期T的变化。图6. 利用全部30个量子比特模拟双层陈绝缘体。（a、b）实验测量的对应于相同Δ↑(↓)/2π=12 MHz（a）和相反 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12MHz（b）周期性调制的两条AAH一维链的构成的双层陈绝缘体的能谱，黑色虚线为对应的理论预测值，其中，b=1/3。霍尔电导定义为对所有被占据能带的陈数Cn的求和：σ= ∑nCn ，其中定义e2/h=1。（c、d）选择Q1,↑和Q1,↓为目标比特测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=12 MHz（c）和相反Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz。（d）周期性调制系统的能谱的部分信息。（e-g）当激发边界比特（Q1,↑ 或 Q1,↓），测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=0MHz（e），Δ↑(↓)/2π=12 MHz（f）和 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（g）的占据概率时间演化。

河海大学订购宏展步入式模拟环境高低温恒温恒湿淋雨综合实验室我公司在河海大学关于"步入式模拟环境高低温恒温恒湿淋雨综合实验室"的招标活动中，以886分的高票中标。 通过现场9位评委公平、公证、公开的评比方式，能够在众多的同行中夺的标魁，一方面取决于公司自身的技术实力和资本实力，另一方面源自于公司的技术成熟度和自身生产加工实力带来的成本优势。我们在竟标过程中不论专业技术分、质量分、售后服务分、价格分等各方面都领先于通行**的优势。招标会从上午9点开始，经过**轮的开标价格公布、公司资格审查 ，独立的技术方案讲解问答，再到第二轮的**终报价以及主持人公开宣布中标单位，整个招标会直到中午12点结束耗时近三个小时. "步入式模拟环境高低温恒温恒湿淋雨综合实验室"不是一个普通的实验室，它主要是解决客户产品在不同的气候环境下[包括高原气候反应低压缺氧等]进行的吹风角度、风速、模拟大气压力、换气、霜冻及一氧化碳含量等综合性能工况实验。要解决这些综合条件下的工况环境实验，我们必须要将所有的结构和系统进行综合数据采集及分析处理，这集中了空气力学、自动化控制、气体分析、数据采集、机械结构、气候环境等各种原理 21世纪，随着地球村的成型，终端用户对产品的工况品质要求越来越高。他**不是在一个固定的气候或机械环境条件下来进行一个简单的模拟实验，它直接模拟终端用户的操作动作、当地的海拔高度所带来的气压变化及温湿度条件来进行各种工况实验。所以，此类实验室的需求，一定是以后的环境测试大势所趋。我们也将集中全厂的技术力量，来制造一间满足客户要求的高品质实验室。

安捷伦科技推出可模拟沃特世 Alliance 液相色谱系统的新版智能系统模拟技术 2012 年 12 月 6 日，北京&mdash &mdash 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）宣布了推出最新版革命性的智能系统模拟技术。新版的 ISET 可以模拟沃特世 Alliance 液相色谱系统。 拥有 ISET，科学家们能够将沃特世 Alliance 液相色谱系统所使用的传统方法无缝转移至最新的 Agilent 1290 Infinity 液相色谱平台上。利用这种独一无二的性能，Alliance LC 的用户现在可以用 Agilent 1290 Infinity 液相色谱系统更换他们的旧仪器，并能继续使用他们的传统方法获得相同的色谱结果。 1290 Infinity 液相色谱与 ISET 的联合可使用户： 只需单击鼠标，即可模拟其他 (U)HPLC 仪器。 运行现有 (U)HPLC 方法，无需修改方法或系统。 与现有变通方法（例如，增加一个等度保持）相比，方法模拟更为出色，可得到相同的保留时间和峰分离度。 对于需要在使用不同液相色谱仪器的不同部门和地点之间进行液相色谱方法转移的实验室来说，仪器到仪器的方法转移就显得特别重要。在严格监管的环境中，例如制药行业的质量控制，液相色谱方法的转换可能是一个挑战，因为需要避免对原始方法作出任何修改。 &ldquo 我们已经售出了 1000 多份 ISET 许可证，目前正在处理我们客户工作流程中的主要差距，&rdquo 安捷伦 1290 Infinity 液相色谱产品经理 Christian Gotenfels 说道。&ldquo 我们将通过模拟其他供应商（例如岛津和戴安）的液相色谱仪器继续扩展 ISET 的性能。&rdquo 关于安捷伦科技 安捷伦科技 (NYSE:A）是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20,500 名员工，遍及全球 100 多个国家，为客户提供卓越服务。在 2012 财年，安捷伦的净收入达到 69 亿美元。如欲了解关于安捷伦的详细信息，请访问：www.agilent.com.cn。

p 　　今年是上海仪迈仪器科技有限公司成立五周年，这五年来，上海仪迈取得了哪些业绩?又有哪些运营心得?日前，借第十六届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2015)召开之际，仪器信息网视频采访了上海仪迈市场总监郑炜以及产品经理(PM)王彤。 /p script type=" text/javascript" src=" https://p.bokecc.com/player?vid=0EAD6B58BDF35CCF9C33DC5901307461& amp siteid=D9180EE599D5BD46& amp autoStart=true& amp width=600& amp height=490& amp playerid=621F7722C6B7BD4E& amp playertype=1" /script p 　　郑炜介绍说，上海仪迈成立这五年来，始终专注于物理光学与电化学仪器的研发与推广，并采用了国产仪器企业少有的PM负责制进行产品管理，坚持打造本土精品仪器。 /p p 　　王彤则对上海仪迈PM负责制深有体会，对这种先进的产品管理模式表示十分认同。同时她表示，借助这种PM管理模式，上海仪迈先后推出了数字平台digi600、digi300系列以及120digi系列旋光仪，可以满足国内高中低端用户的全部应用需求，“就如同模拟电视向数字电视的转变一样，现在我们借本届BCEIA宣布，上海仪迈模拟平台旋光仪正式退市，接下来将是数字平台旋光仪的时代，上海仪迈现有产品已经可以替代市场中的所有产品。” /p

p 　　记者从中国航天科工集团二院207所获悉，首个国内自主研发的用于真空模拟系统中的多波段复合地球模拟器顺利完成交付验收试验，正式投入使用。 /p p 　　207所专家表示，该地球模拟器是国内首个用于真空系统中的多波段复合地球模拟器，也是目前国内最大的地球模拟器，其主要作用是为真空测试环境提供地球背景环境模拟，通过多波段复合方式实现地球辐射特性的模拟。 /p p 　　据介绍，该地球模拟器具有多波段模拟、快速升温、快速降温、精确控温、均匀性和稳定性良好、可长时间持续工作等优势，各项技术指标均处于国内领先水平。 /p p 　　后续，地球模拟器研制团队将在现有地球模拟器的技术基础上，继续攻关，争取形成地球模拟器系列化产品，使地球模拟技术取得更大的发展。 /p