温盐深剖面仪测量原理

项目编号：LZU-2022-363-HW-GK项目名称：兰州大学土壤剖面CO2浓度测量设备等仪器采购项目预算金额：3523.0000000 万元（人民币）采购需求：标段号序号标的名称数量预算金额（万元）是否进口第一标段1土壤剖面CO2浓度测量设备37套362.6是第二标段1区域土壤水观测系统(中子仪）7套175否2区域降雪测量系统36套298.4否第三标段1泥沙含量固定观测系统20套800否2流量流速观测系统23套192否第四标段1多参数水质观测系统23套1035是第五标段1蒸渗仪6套660否详见采购文件第三章项目采购需求合同履行期限：合同签订之日起进口设备180日历日，国产设备2022年12月31日前完成验收并交付使用；本项目( 不接受 )联合体投标。

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

数分钟内即可获得可靠的测量数据CastAway® -CTD是一台轻巧并易于使用的仪器，旨在为您提供快速准确的电导率、温度和深度分布。使用其内置的GPS接收器自动时间和位置参照每个投放。除了能绘制数据收集点的位置之外，CastAway软件还可以显示投放的剖面。数据可直接与 RiverSurveyor Live 和 HYPACK® 软件整合，也可以导出到 MATLAB® 以进行声速校正。CastAway-CTD继承了我们简单易用的设计理念，仪器采用坚固耐腐蚀的外壳和标准 5 号A 电池，且无需进行任何计算机操作。

导言分层是基于物质密度的分离和分层—当水被加热时，它的密度会降低，因此当地表水被太阳加热时，这种分层就会出现在我们的供水水库中。这种情况每年都会在一定程度上发生，但在较为温暖的月份会更加明显和持续。虽然这是一种自然现象，但它可能会带来一系列负面影响，我们必须采取措施来避免水质问题。分层水库的一个问题是，沉淀到底部的较冷的水无法循环到表面，因为它实际上被“困”在较暖的水下面。这阻止了水变成含氧的更新，因此降低了溶解氧(DO)的水平。在这种低DO环境中，像锰和铁这样的金属很容易从它们在沉积物中的固态变成溶解态，进入水柱，然后进入处理厂，见图1。有些处理厂有处理溶解金属的设备处理水源水中的溶解金属，但肯定不是全部。如果它们处于溶解状态，会产生显著的味道和气味问题，并在供应系统中氧化，导致水体感观问题分层造成的另一个可能的问题是藻华的形成。温暖的地表水促进了藻类的生长，稳定的环境使藻类聚集在水库的最佳水体区域内并促使`茁壮成长。蓝藻尤其令人担忧，因为它不仅会产生味觉和气味问题，还会产生对人和动物有害的毒素.图1中显示了水库的分层、相对溶解度和金属在缺氧环境中的溶解情况解决这些问题的一个非常有效的方法是使用曝气器，它将水层混合，使整个水柱的温度相近，水变得均匀,含氧量均化。虽然消除了分层的问题，使用曝气混合器费用昂贵和需要高强度维护量，需要分层水质数据的来判断曝气机使用的时间,水层位置和工作模式.水质垂直分析系统(VPS)的应用一个垂直水质分析系统VPS是位于水库表面的固定浮标。如图2所示，浮标上安装了多参数水质测量仪，并定期将其降低到水库通过不同的水层收集多点的数据。采集的数据包括温度、浊度、pH、DO、总藻、蓝绿藻。然后，我们就可以实时查看数据，将其作为一组图表，从上到下监控水库的水质变化趋势.图2中显示垂直水质剖面VPS仪器安装在浮标上，以及EXO主机和传感器水库水质分层的曝气混合在墨尔本的供水系统中，几个主要的饮用水储备水库都有季节性的曝气装置。它们可以防止在夏季发生分层，从而降低由铁和锰引起的脏水事件的风险。近年来，墨尔本水务公司在几个水库里安装了垂直剖面系统(VPS)，增加了详细的实时水质数据.休格洛夫水库是墨尔本最大的水库之一，容量96GL，最大水深75米。从历史数据看，在一年中较温暖的月份里，水库需要定期、持续的机械混合。.来自休格洛夫水库垂直水质剖面(VPS)的数据，形成的模型可以预测水库在不同环境和曝气运行条件下的响应，控制增氧机运行周期和工作模式。完成水库的分层区域充分混合,维持一个间歇运行,节约能源。图3.增氧机稳定运行6个月(当前运行，显示最佳混合) 图4.连续运行曝气器3个月，然后在接下来的3个月以12小时的开关周期运行总结试验期间水库垂直水质剖面VPS的水质数据,有效监控水库水体的水质分层的变化趋势.垂直水质剖面的温度数据指导曝气机间歇操作，充分实现了水体的混合，避免产生水质问题.YSI的水质剖面仪能实现的水体剖面的自动准确定位,完成重现性的水体剖面深度定位的水质参数测量.EXO2的传感器监测水库水体剖面的原位水质数据,充分反映湖泊的水质变化，垂直系统能满足水库（垂直水柱的不同水深）的数据变化的测量的需要,保证饮用水的安全.

一种实用的水流和波浪测量解决方案Argonaut-XR为水流剖面应用提供了非凡的价值。Argonaut-XR的小尺寸 、 坚固的构建质量和灵活的编程选项使它对于实时操作和自主部署都非常有吸引力。具有独立于流速剖面的主测量单元， Argonaut-XR可以是单元水流计，也可以是剖面仪，或者两者兼备。例如， 除了可以编程系统进行流速剖面之外，还可以设置固定大小和在水柱中的任何位置的动态测量单元， 测量单元也可以配置为随着水位的变化而改变其大小或位置（自动潮沙功能）。基本的自主配置包括外部电池 、内部记录器 、罗盘／倾斜传感器 、压力和温度传感器。增加SonWave包或温盐传感器等选件， 使Argonaut-XR成为整个海洋系统的核心。

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

创新助力高原科考，科技成为破译青藏天气气候的“金密码”。赛莱默旗下品牌SonTek声学多普勒水流剖面仪RiverSurveyor M9助力青藏科考。无需断面索或卷尺结合RiverSurveyor Stationary Live软件，使用配备DGPS或RTK GPS 的系统即可自动测量站点之间的距离。个性化手动配置可以为动船测量方法设置盲区、单元大小以及单元数量。实时QA/QC警告在可能出现问题之前实时预警以排除隐患。全新文件压缩功能新增并改进了压缩和自动解压缩功能，提升大量数据的访问速度。样品过滤帮助您轻松删除随机的速度异常值！

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

2018年，由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统，一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案，为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件，让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达24篇。 今天与大家分享的是中国科学院地理科学与资源研究所刘远团队在调查基质可用性（根系分泌物）的变化如何影响不同土壤剖面中土壤有机碳（SOC）矿化的温度响应（Q10）方面取得的进展，在该项研究中，研究团队利用PRI-8800对SOC矿化率进行高频测量，为研究结果提供了有力的数据支撑。 土壤有机碳（SOC）矿化是导致大量碳从土壤流失到大气中的一个主要过程，而温度会极大地影响这一过程。预计在下个世纪，底土和表土都将经历类似程度的变暖。气候变暖预计会产生土壤碳-气候正反馈，从而加速气候变化。这种正反馈的大小在很大程度上取决于不同深度SOC矿化的温度敏感性（Q10）。因此，更好地了解不同深度的Q10变化及其内在机制，对于准确预测气候变化情景下的土壤碳动态至关重要。尽管在理解全球变暖对底土碳动态影响方面取得了进展，但对于Q10在土壤剖面不同深度的变化方式仍未达成共识。 为了更好地理解气候变化背景下土壤碳动态，刘远团队从三个地点采集了土壤剖面的土壤样品，包括四个深度区间（0-10厘米，10-30厘米，30-50厘米和50-70厘米）：两个地点具有典型的矿物质土壤，一个地点是埋藏土壤。研究团队在实验室中使用这些土壤来探讨随着土壤深度的增加SOC矿化的Q10对底物可利用性变化的响应。葡萄糖是一种容易获得的底物，因为它是根分泌物的重要组成部分。土壤在10-25°C的温度下孵育，以0.75°C的温度间隔进行了24小时。然后，在孵育1天后，通过高频率连续测量SOC矿化速率，避免了底物限制和微生物群落的变化对结果的影响，估算Q10。 值得注意的是，针对SOC矿化速率的测量，研究团队使用的是由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI–8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统，该系统允许在一定时间内逐步提高孵育温度并与SOC矿化速率的高频测量同步进行，为该项研究提供了更准确的Q10估计。图1：不同土壤深度和不同站点下，控制组（CK）和底物添加组（S+）的土壤有机碳（SOC）矿化的温度响应，使用指数拟合表示。站点：Liangshui（LS）、Huinan（HN）和Hongyuan（HY）。***代表P0.001的显著差异。图2 a：在控制组（CK）和底物添加组（S+）中，土壤有机碳（SOC）矿化速率（R22）在22°C下随深度增加的变化。b：不同站点下不同土壤深度的底物可利用性指数（CAI）；c：在CK和S+处理中，SOC矿化的温度敏感性（Q10）随深度增加的变化；d：不同站点下不同土壤深度中CK和S+处理之间Q10的差异（ΔQ10）。 研究结果表明，在典型的矿质土壤中，Q10随深度的增加而降低，但在埋藏土壤中，Q10则先降低后增加。不出所料，在不同的土壤深度，基质的添加会明显增加Q10；但是，增加的幅度（ΔQ10）随土壤深度和类型的不同而不同。出乎意料的是，在典型的矿质土壤中，表土中的ΔQ10比底土中的高，反之亦然。ΔQ10与土壤初始基质可用性（CAI）呈负相关，与土壤无机氮呈正相关。总体而言，气候变化情景下基质可用性的增加（即二氧化碳浓度升高导致根系渗出物增加）会进一步加强SOC矿化的温度响应，尤其是在无机氮含量高的土壤或氮沉积率高的地区。 相关研究成果以“Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles”为题在线发表于期刊《Journal Of Soils And Sediments》上（中科院三区Top，IF5 =3.8）。相关论文信息：Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.原文链接：https://doi.org/10.1007/s11368-023-03602-y 截至目前，以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达24篇，分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——数据来源：https://sci.justscience.cn/ 很荣幸PRI-8800可以为这些高质量学术研究贡献一份力量，感谢各位老师对普瑞亿科产品的支持和信任。如果您成功发表文章，并且在研究过程中使用了普瑞亿科的国产仪器设备，请与我们公司联络，我们为您准备了一份小礼物，以感谢您对国产设备以及普瑞亿科的信任和支持！ 自2018年上市以来，PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案，为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件，让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达23篇。 为响应国家“双碳”目标，针对国内“双碳”行动有效性评估，普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统，结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势，模式的培养与测试过程非常简单高效，这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究，可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出，为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。 土壤有机质分解速率（R）对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数（Q10）可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃，Ｒ所增加的倍数；Q10值越大，表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性，也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应，在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数，因此其研究意义重大。 以往Q10研究通过选取较少的温度梯度（3-5个点）进行测量，从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究（2017）指出，最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具，不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应，也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究，提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式；温度控制波动优于±0.05℃；平均升降温速率不小于1°C/min；150ml样品瓶，25位样品盘；大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路；一体化设计，内置CO2 H2O模块；可外接高精度浓度或同位素分析仪。 为了更好地助力科学研究，拓展设备应用场景，普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。 1）原状土冻融过程模拟：气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力，即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变，但一种气候波动的影响（例如干湿交替）是否影响了对另一种气候（例如冻融交替）的反应，其温室气体排放是如何响应的？通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟，我们可以找出清晰答案。 2）湿地淹水深度模拟：在全球尺度上湿地甲烷（CH4）排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化，而二氧化碳（CO2）排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放？我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放？借助PRI-8800 Plus，通过淹水深度和温度变化的组合测试，可以查出真相。 3）温度依赖性的研究：既然温度的变化会极大影响土壤呼吸，基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议，将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法，该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题，更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量，仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量，这将极大提高科学家的工作效率。 除了上述变温应用案例外，科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养，通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量，将极大减少科学家实验实施的周期和工作量，并提高了工作效率。 PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色，还可以进行恒温培养，抑或是恒温/变温交替培养，这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。 4）水分依赖性的研究：多数研究表明，在温度恒定的情况下，Q10很容易受土壤含水量的影响，表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法，并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下，实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量，而PRI-8800 Plus的逻辑设计，为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。 5）底物依赖性的研究：底物物质量与Q10密切相关，这里的底物包含不限于自然态的土壤，如含碳量，含氮量，易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等；也可能包含了某些外源底物，如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量，能加速某些研究进程并获得可靠结果，如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。 6）生物依赖性的研究：土壤呼吸包含土壤微生物呼吸（90%）和土壤动物呼吸（1-10%），土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加，或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.11.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.12.Yingqiu C, Zhen Z, Li X, et al. Temperature Affects new Carbon Input Utilization By Soil Microbes: Evidence Based on a Rapid δ13C Measurement Technology[J]. Journal of Resources and Ecology, 2019, 10(2): 202-212.13.Cao Y, Xu L, Zhang Z, et al. Soil microbial metabolic quotient in inner mongolian grasslands: Patterns and influence factors[J]. Chinese Geographical Science, 2019, 29: 1001-1010.14.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. Soil Biology and Biochemistry, 121: 35-42.15.Liu Y, Wen XF, Zhang YH, Tian J, Gao Y, Ostle NJ, Niu SL, Chen SP, Sun XM, He NP. 2018.Widespread asymmetric response of soil heterotrophic respiration to warming and cooling. Science of Total Environment, 635: 423-431.16.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Important interaction of chemicals, microbial biomass and dissolved substrates in the diel hysteresis loop of soil heterotrophic respiration. Plant and Soil, 428: 279-290.17.Wang Q, He NP, Xu L, Zhou XH. 2018. Microbial properties regulate spatial variation in the differences in heterotrophic respiration and its temperature sensitivity between primary and secondary forests from tropical to cold-temperate zones. Agriculture and Forest Meteorology, 262, 81-88.18.He N P, Liu Y, Xu L, Wen X F, Yu G R, Sun X M. Temperature sensitivity of soil organic matter decomposition:New insights into models of incubation and measurement. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(11): 4045-4051.19.Li J, He NP, Xu L, Chai H, Liu Y, Wang DL, Wang L, Wei XH, Xue JY, Wen XF, Sun XM. 2017. Asymmetric responses of soil heterotrophic respiration to rising and decreasing temperatures. Soil Biology & Biochemistry, 106: 18-27.20.Liu Y, He NP, Xu L, Niu SL, Yu GR, Sun XM, Wen XF. 2017. Regional variation in the temperature sensitivity of soil organic matter decomposition in China’s forests and grasslands. Global Change Biology, 23: 3393-3402.21.Wang Q, He NP*, Liu Y, Li ML, Xu L. 2016. Strong pulse effects of precipitation event on soil microbial respiration in temperate forests. Geoderma, 275: 67-73.22.Wang Q, He NP, Yu GR, Gao Y, Wen XF, Wang RF, Koerner SE, Yu Q*. 2016. Soil microbial respiration rate and temperature sensitivity along a north-south forest transect in eastern China: Patterns and influencing factors. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 121: 399-410.23.He NP, Wang RM, Dai JZ, Gao Y, Wen XF, Yu GR. 2013. Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.24.Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.

为深入推进和规范各地剖面土壤调查与采样工作，国务院第三次全国土壤普查领导小组办公室在遴选前两批720名剖面土壤调查与采样技术领队的基础上，根据各省需求，指导省级培训，组织统一考核，遴选了第三批378名剖面土壤调查与采样技术领队，其名单及证书编号公布如下，剖面技术领队资格全国通用。附： 第三批剖面技术领队名单及证书编号（全国通用）序号姓名单位证书编号省份1吕云浩东北农业大学QGWY(PM)202300648黑龙江2张明聪黑龙江八一农垦大学QGWY(PM)202300649黑龙江3姜佰文东北农业大学QGWY(PM)202300650黑龙江4刘瑞东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300651黑龙江5侯萌东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300652黑龙江6嵩博东北农业大学QGWY(PM)202300653黑龙江7姚钦黑龙江八一农垦大学QGWY(PM)202300654黑龙江8马亮乾东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300655黑龙江9郝磊东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300656黑龙江10刘炜东北林业大学QGWY(PM)202300657黑龙江11张娟东北农业大学QGWY(PM)202300658黑龙江12宋金凤东北林业大学QGWY(PM)202300659黑龙江13于贺东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300660黑龙江14李鹏飞东北农业大学QGWY(PM)202300661黑龙江15王辰黑龙江八一农垦大学QGWY(PM)202300662黑龙江16刘宝东东北林业大学QGWY(PM)202300663黑龙江17郭亚芬东北林业大学QGWY(PM)202300664黑龙江18孙宝根黑龙江八一农垦大学QGWY(PM)202300665黑龙江19姜泊宇东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300666黑龙江20王殿尧东北农业大学QGWY(PM)202300667黑龙江21刘金彪黑龙江八一农垦大学QGWY(PM)202300668黑龙江22米刚农科院黑土院QGWY(PM)202300669黑龙江23桑英东北林业大学QGWY(PM)202300670黑龙江24蒋雨洲黑龙江八一农垦大学QGWY(PM)202300671黑龙江25娄鑫东北林业大学QGWY(PM)202300672黑龙江26匡恩俊农科院黑土院QGWY(PM)202300673黑龙江27袁佳慧农科院黑土院QGWY(PM)202300674黑龙江28于洪久农科院黑土院QGWY(PM)202300675黑龙江29周宝库农科院黑土院QGWY(PM)202300676黑龙江30葛壮东北林业大学QGWY(PM)202300677黑龙江31王里根东北地理所农业技术中心QGWY(PM)202300678黑龙江32李伟群农科院黑土院QGWY(PM)202300679黑龙江33王晓军农科院黑土院QGWY(PM)202300680黑龙江34郑子成四川农业大学QGWY(PM)202300681四川35李冰四川农业大学QGWY(PM)202300682四川36徐小逊四川农业大学QGWY(PM)202300683四川37兰婷四川农业大学QGWY(PM)202300684四川38罗由林四川农业大学QGWY(PM)202300685四川39杨刚四川农业大学QGWY(PM)202300686四川40陈光登四川农业大学QGWY(PM)202300687四川41蔡艳四川农业大学QGWY(PM)202300688四川42崔俊芳中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300689四川43李婷四川农业大学QGWY(PM)202300690四川44夏建国四川农业大学QGWY(PM)202300691四川45晏朝睿四川农业大学QGWY(PM)202300692四川46李阳四川农业大学QGWY(PM)202300693四川47秦鱼生四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300694四川48黄容四川农业大学QGWY(PM)202300695四川49王永东四川农业大学QGWY(PM)202300696四川50唐晓燕四川农业大学QGWY(PM)202300697四川51盛响元中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300698四川52张锡洲四川农业大学QGWY(PM)202300699四川53蔡恺四川省农科院资源与环境研究所QGWY(PM)202300700四川54邓石磊四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300701四川55凌静四川农业大学QGWY(PM)202300702四川56李启权四川农业大学QGWY(PM)202300703四川57王宏四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300704四川58李一丁四川农业大学QGWY(PM)202300705四川59徐文四川农业大学QGWY(PM)202300706四川60雷斌四川农业大学QGWY(PM)202300707四川61胡玉福四川农业大学QGWY(PM)202300708四川62王贵胤四川农业大学QGWY(PM)202300709四川63蒋俊明四川省林业科学研究院QGWY(PM)202300710四川64王小国中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300711四川65徐鹏中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300712四川66李远伟四川农业大学QGWY(PM)202300713四川67周子军四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300714四川68魏锴中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300715四川69赵淼中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300716四川70杨远祥四川农业大学QGWY(PM)202300717四川71陈超四川农业大学QGWY(PM)202300718四川72刘祥龙中国科学院成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300719四川73周明华中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300720四川74徐明四川省林业科学研究院QGWY(PM)202300721四川75章熙锋中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300722四川76王涛中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300723四川77李堃四川省林业科学研究院QGWY(PM)202300724四川78吴小波四川农业大学QGWY(PM)202300725四川79曾建四川农业大学QGWY(PM)202300726四川80吴英杰四川农业大学QGWY(PM)202300727四川81贾永霞四川农业大学QGWY(PM)202300728四川82严坤中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300729四川83范继辉中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300730四川84喻华四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300731四川85郭松四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300732四川86刘定辉四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300733四川87汪涛中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300734四川88况福虹中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300735四川89鲜骏仁四川农业大学QGWY(PM)202300736四川90姚致远中科学院、水利部山地灾害与环境研究所QGWY(PM)202300737四川91刘涛四川农业大学QGWY(PM)202300738四川92张世熔四川农业大学QGWY(PM)202300739四川93赵鑫涯四川省林业科学研究院QGWY(PM)202300740四川94林超文四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300741四川95张庆玉四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300742四川96周伟四川农业大学QGWY(PM)202300743四川97上官宇先四川省农业科学院农业资源与环境研究所QGWY(PM)202300744四川98魏雅丽四川农业大学QGWY(PM)202300745四川99吴德勇四川农业大学QGWY(PM)202300746四川100王方甘肃省农业科学院QGWY(PM)202300747甘肃101郭慧慧甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300748甘肃102冯备战甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300749甘肃103谢 娜甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300750甘肃104焦翻霞甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300751甘肃105朱利辉甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300752甘肃106邓 伟甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300753甘肃107张 元甘肃省地质调查院QGWY(PM)202300754甘肃108姚志龙陇东学院QGWY(PM)202300755甘肃109王文丽QGWY(PM)202300758甘肃112师伟杰甘州区农业技术推广中心QGWY(PM)202300759甘肃113康 蓉榆中县农业技术推广中心QGWY(PM)202300760甘肃

一、液-固界面接触角的测量的实验目的1. 了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。2. 接触角测定材料表面接触角和表面张力的方法。二、接触角测量的过程 ： 用接触角测量仪注射器针头将一滴待测液体滴在基质上。液滴会贴附在基质表面上并投射出一个阴影。投影屏幕千分计会使用光学放大作用将影像投射到屏幕上以进行测量。三、接触角测量原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如汞滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类型示于图1。 光学接触角测量仪可以记录液滴图像并且自动分析液滴的形状。液滴形状是液体表面张力、重力和不同液体样品的密度差和湿度差及环境介质的函数。在固体表面上，液滴形状和接触角也依赖于固体的特性（例如表面自由能和形貌）。使用液滴轮廓拟合方法对获得的图像进行分析，测定接触角和表面张力。使用几种已知表面张力的液体进行接触角测试可以计算得到材料的表面自由能。 作为光学方法，光学接触角测量仪的测量精度取决于图片质量和分析软件。Attension光学接触角测量仪使用一个高质量的单色冷LED光源以使样品蒸发量降到zui低。高分辨率数码镜头、高质量的光学器件和精确的液体拟合方法确保了图片质量。图1 各种类型的润湿当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。在恒温恒压下，当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图2所示。图2 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的Young方程，即γSG - γSL = γLGcosθ 式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在0o-180o之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。在恒温恒压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：粘附润湿，铺展润湿， 粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。 以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。还可以看到，接触角的数据也能作为判别润湿情况的依据。通常把θ＝90°作为润湿与否的界限，当θ＞90°，称为不润湿，当θ＜90°时，称为润湿，θ越小润湿性能越好；当θ角等于零时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。

各有关单位及专家：根据国家标准化管理委员会下达的国家标准制修订计划，由全国感官分析标准化技术委员会（SAC/TC 566）归口管理，中国标准化研究院等单位负责起草的《感官分析方法 质地剖面检验》等3项国家标准已形成征求意见稿。按照《国家标准管理办法》的有关规定，现向社会各界公开征求意见，请填写《意见反馈表》，并于2024年9月17日前以E-mail的形式反馈给我们，逾期未回复意见的按无意见处理。感谢您对我们工作的支持。秘书处联系人：钟 葵电话：010-57825133 电子邮箱：zhongkui@cnis.ac.cn联系地址：北京市昌平区永安路36号中国标准化研究院昌平实验基地感谢您对我们工作的支持。附件：1.《感官分析方法 质地剖面检验》国家标准（征求意见稿）.pdf2.《感官分析方法 质地剖面检验》国家标准（征求意见稿）编制说明.pdf3. 《感官分析方法 质地剖面检验》国家标准（征求意见稿）意见反馈表.doc4. 《感官分析 感官评价员的选拔与培训》国家标准（征求意见稿）.pdf5. 《感官分析 感官评价员的选拔和培训》国家标准（征求意见稿）编制说明.pdf6. 《感官分析 感官评价员的选拔和培训》国家标准（征求意见稿）意见反馈表 .doc7.《感官分析 方法学 量值估计法》国家标准（征求意见稿）.pdf8.《感官分析 方法学 量值估计法》国家标准（征求意见稿）编制说明.pdf9. 《感官分析 方法学 量值估计法》国家标准（征求意见稿）意见反馈表.doc10. 关于对《感官分析方法 质地剖面检验》等3项国家标准征求意见的函.pdf全国感官分析标准化技术委员会（SAC/TC 566）二〇二四年七月十七日

所谓气体传感器，是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面，气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否，或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测，测量该气体在传感器附近是否存在，或在传感器附近空气中的含量。因此，在安全系统中，气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术，从所用材料到制造工艺，从检测对象到应用领域，都可以构成独立的分类标准，衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系，尤其在分类标准的问题上目前还没有统一，要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上，通常分为可燃气体传感器（常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式）、有毒气体传感器（一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常采用红外、紫外等）、氧气（常采用顺磁式、氧化锆式）等其它类传感器。从使用方法上，通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上，通常分为扩散式气体传感器（即传感器直接安装在被测对象环境中，实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触）、吸入式气体传感器（是指通过使 用吸气泵等手段，将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释，又可细分为完全吸入式和稀释式等）。从分析气体组成上，通常分为单一式气体传感器（仅对特定气体进行检测）和复合式气体传感器（对多种气体成分进行同时检测）。按传感器检测原理，通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性：1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途：一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型（采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件）、表面电位型（采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件）、体积控制型（基于半导体与气体发生反应时体积发生变化，从而产生电导率变化的工作原理） 等。可以检测百分比浓度的可燃气体，也可检测ppm级的有毒有害气体。优点：结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足：测量线性 范围较小，受背景气体干扰较大，易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质，当用作气体传感器时，它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中，可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用，其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间，选择性、灵敏度高于半导体气体传感器，寿命长于电化学气体传感器，因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器，即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层，在一定温度下，可燃气体在表面催化燃烧，因此铂电阻温度升高，导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹，因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体，但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同我们用的干电池，只是，电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧在阴极被还原，电子通过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反应是在电流强制下发生的，是一种真正的库仑分析（根据电解过程中消耗的电量，由法拉第定律来确定被测物质含量）传感器。这种传感器用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。主要优点：体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辨率一般可以达到0.1ppm，寿命较长。主要不足：易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同，只是频率高，能量大。被测气体到达气室后，被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流，气体浓度和电荷流的大小正相关，测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物，PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率，通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史，其仪表类型较多，能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应，其中广泛应用的是气体的氧化反应（即燃烧），其典型为催化燃烧式气体传感器，其主要工作原理是在一定温度下，一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥，主要用于检测可燃气体，如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体，采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量，石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端，当有气体时，对红外光产生吸收，接收到的红外光就会减少，从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器，使检测更准确、可靠。优点：选择性好，只检测特定波长的气体，可以根据气体定制；采用光学检测方式，不易受有害气体的影响而中毒、老化；响应速度快、稳定性好；利用物理特性，没有化学反应，防爆性好；信噪比高，抗干扰能力强；使用寿命长；测量精度高。缺点：测量范围窄；怕灰尘、潮湿，现场环境要好，需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护；现场有气流时无法检测；价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中，常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器，利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽，是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器（按构成方式不同，又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式）和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途：用于氧气的检测，选择性极好，是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁，废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术，分离并测定气样中各组分浓度，因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中，已有应用。工作时，从进样装置定期采取一定容积的气样，在流量一定的纯净载气（即流动相）携带下，流经色谱柱，色谱柱中装有称为固定相的固体或液体，利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同，使各组分在两相中反复进行分配，从而使各组分分离，并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理，气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点：灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多相分气体。不足：定期取样不能实现连续进样分析，系统较为复杂，多用于 试验室分析用，不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊，其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时，就会形成湍流，产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素，超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散，但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象，测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量，只能用于氧气检测，选择性极好。

中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心在超精密光学大口径复杂曲面的偏折测量中取得新进展。研究首次提出了波前编码偏折测量技术，显著提升测量景深，消除偏折测量中位置-角度不确定问题，实现无需精确对焦条件的高精度面形测量。该研究成果大大提高了偏折测量技术的灵活性和精度，拓展了偏折测量技术在大口径元件测量时远距离测量的能力，为未来智能光学制造的发展打下基础。相关成果发表于Optics Letters。　　大口径复杂曲面光学元件广泛用于天文望远镜、X射线科学装置和高能激光系统等领域，具有改善像质、提高光学性能和扩大视场等优点，是精密光学的前沿热门研究方向。偏折术测量具有的精度高、动态测量范围大和抗干扰能力强等优点，很有潜力实现复杂光学表面高精度测量。由于测量景深限制而无法同时对屏幕和被测表面聚焦，难以同时高精度地探测表面位置（依赖于表面探测单元的尺寸）和法向量（依赖于入射光线角度测量精度），所以存在着位置-角度不确定的问题。这类元件口径大和面形复杂的特点要求测量光路过长而加剧了偏折术的位置-角度不确定问题，严重影响面形测量精度和测量系统的灵活性和稳定性。图1 测量系统对比。(a - b) 传统偏折术及屏幕处的模糊核，（c - d）波前编码偏折术及系统响应。　　针对该问题，本文提出一种波前编码偏折测量技术，通过优化三次相位板来调控系统波前，在拓展景深内呈现一致性响应，并利用自适应模糊核估计和反卷积算法进行精确波前解码，实现无需精确对焦条件的高精度偏折测量。相比传统偏折术，所提波前编码偏折术测量景深显著提升，能够对屏幕和被测表面同时在焦测量，如图1所示。本研究选择使用三次相位板来调制波前相位，在拓展景深内产生具有高度一致性的PSF。图2说明了传统偏折术在被测表面和屏幕处的PSF差异较大以及所提波前编码偏折术在被测表面和屏幕处的PSF基本一致。本研究通过光学调控和自适应解码算法结合的方式，显著提升测量景深范围（拓展几十倍），解决位置-角度不确定的问题。这对大口径复杂表面远距离测量起到重要作用，能极大地放宽对焦要求，大大提高单目偏折测量的能力和适用范围。图2 PSF对比。(a - b) 传统偏折术中屏幕和被测表面处的PSF，（c - d）波前编码偏折术中屏幕和被测表面处的PSF。图3 测量结果　　相关工作得到了中科院青年创新促进会、国家高层次青年人才项目、上海市扬帆计划、中国科学院国际合作项目等项目的支持。

在现代工业生产中，瓶口边厚仪作为一种关键的质量控制设备，广泛应用于医药、化工、食品等多个领域，尤其在玻璃瓶、塑料瓶等包装容器的生产中发挥着至关重要的作用。本文将深入探讨瓶口边厚仪的工作原理、所采用的技术或原理。一、瓶口边厚仪的工作原理概述瓶口边厚仪是一种高精度测试设备，主要用于测量玻璃瓶或塑料瓶瓶口边缘的厚度。其工作原理基于机械接触式测量技术，通过精确的传感器和数据处理系统，实现对瓶口边缘厚度的准确测量。该设备不仅具有高度的测试准确性和重复性，还能在不对被测物体造成损伤的情况下完成测量，确保测试结果的可靠性。二、机械接触式测量技术详解1. 探头组件与传感器的作用瓶口边厚仪的核心部件包括探头组件和传感器。探头组件通常采用碳纤维等轻质高强度材料制成，确保在测量过程中既能稳定接触瓶口边缘，又不会对瓶子造成损伤。传感器则负责将探头接触到的物理信号（如位移、压力等）转换为电信号，供后续数据处理系统分析。2. 信号处理与显示转换后的电信号经过信号放大器放大后，进入数据处理系统。该系统利用先进的数字信号处理技术，对信号进行滤波、去噪、线性化等处理，最终得出瓶口边缘的厚度值。测量结果通过数字显示屏实时显示，便于操作人员读取和记录。三、高精度测量的实现1. 精密的机械结构设计为了实现高精度的测量，瓶口边厚仪的机械结构设计十分精密。探头组件与瓶口边缘的接触点需保持恒定且均匀的压力，以确保测量结果的准确性。同时，设备的整体结构需具备较高的刚性和稳定性，以抵抗外界干扰和振动对测量结果的影响。2. 先进的测量算法除了精密的机械结构外，瓶口边厚仪还采用先进的测量算法对信号进行处理。这些算法能够自动校正测量过程中的系统误差和随机误差，提高测量结果的精度和稳定性。同时，算法还能实现数据的实时处理和统计分析，为质量控制提供有力支持。四、非接触式测量技术的探索虽然机械接触式测量技术在瓶口边厚测量中占据主导地位，但非接触式测量技术也在不断发展和探索中。例如，基于激光或超声波的非接触式测量技术具有不损伤被测物体、测量速度快等优点，但其在瓶口边厚测量中的应用还需进一步研究和验证。五、应用实例与市场需求1. 医药行业的应用在医药行业中，瓶口边厚仪被广泛应用于药品包装容器的质量检测中。通过测量瓶口边缘的厚度，可以评估包装容器的密封性、耐压性等关键性能指标，确保药品在储存和运输过程中的安全性和有效性。2. 化工行业的需求化工行业对包装容器的要求同样严格。瓶口边厚仪在化工瓶罐的生产过程中发挥着重要作用，通过测量瓶口边缘的厚度，可以及时发现并纠正生产过程中的偏差和缺陷，提高产品的整体质量和市场竞争力。3. 市场需求与未来展望随着工业生产的不断发展和消费者对产品质量要求的不断提高，瓶口边厚仪的市场需求将持续增长。未来，随着技术的不断进步和创新，瓶口边厚仪将更加智能化、自动化和便携化，为各行各业提供更加高效、准确的质量控制手段。六、结语瓶口边厚仪作为现代工业生产中的重要质量控制设备，其工作原理和技术特点决定了其在多个领域中的广泛应用和重要地位。通过不断的技术创新和产品优化，瓶口边厚仪将不断提高测量精度和稳定性，为企业的质量控制和市场竞争提供有力支持。同时，我们也期待非接触式测量技术在瓶口边厚测量中的进一步发展和应用，为工业生产的智能化和自动化注入新的活力。

科众精密-光学接触角测量仪原理 接触角是液体在液固气三态 交接处平衡时所形成的角度，液滴的形状由的表面张力所决定，θ 是固体被液 体湿润的量化指标，但它同时也能用于表面 处理和表面洁净的质量管控，表面张力 液体中的分子受到各个方向 相等的吸引力，但在液体表面的分子受到液体分子的拉力会大于气体分子的拉力，所以 液体就会向内收缩，这种自发性的收缩称之为表面张力 γ。对于清洗性，湿润度，乳化作用和其它表面相关性质而言，γ 是一个相当敏感的指标 悬垂液滴量测法悬垂液滴测量能提供 一个非常简便的方法来量测液体的表面张力 (气液接口) 和两个液体之间的接口张力 (液液接口) ，在悬垂液滴量测法中，表面张力和界面张力值的计算是经由分析悬吊在滴管顶端 的液滴的形状而来，接触角分析可依据液滴的影像做 杨氏议程计算 表面张力和接口张力。这项技巧非常的准确，而且在不同的温度和压力下也可以量测。 前进角与后退角使用在固体基板上的固着液滴可以得到静态的接触角。另外有一种量测方式称之为动态接触角，如果液固气三态接触的边界是处于移动状态，所形成的角度称之为前进角与后退角，这个角度的求取是由液滴形状的来决定。另外，固体样品的表面张力无法被直接量测，要求取这个值，只要两种以上的已知液体, 就可求得固体表面的临界表。以下是通过接触角测量仪测量单位济南大学材料学院设备序号5设备名称接触角测定仪 数量1调研产品（品牌型号）科众KZS-20共性参数1. 接触角测量范围：0～180°，接触角测量分辨率：±0.01°，测量精度±0.1°。2. 表界面张力测量范围和精度：0.01～2000mN/m，分辨率：±0.01mN/m。3. 光学系统：变焦镜头（放大倍率≧4.5倍），前置长焦透镜，通光量可调节。4. 高清晰度高速CCD，拍摄速度可达1220张图像/S，像素最高可达2048 x 1088。5. 光源：软件可调连续光强且无滞后作用的光源。6. 注射体积、速度可以软件进行控制；注射单元精度≤0.1uL；注射液体既可通过软件，亦可通过手动按钮控制液体注射。7. 注射单元调节：注射单元可进行X-、Y-、Z-轴准确调节；8. 整个注射单元支架可以旋转90°调整。9. 滚动角测量：自动倾斜台（整机倾斜），可调节倾斜角度范围≥90°，可测量滚动角。10. 接触角拟合方法：宽高法、椭圆法、切线法、L-Y法11. 动态接触角计算：全自动的动态接触角测量，软件控制注射体积、速率、时间，自动计算前进角和后退角。12. 表面自由能计算：9种可选模型计算固体表面自由能及其分量，分析粘附功曲线、润湿曲线。13. 具有环境控温功能，进行变温测试(0-110 oC), 分辨率0.1K。14. 品牌计算机: i7 4790 /8GB内存/1TB（7200转）硬盘/2G独立显卡/19英寸液晶显示器/DVD刻录光驱。15. 必备易耗品（供应商根据投标产品功能提供）16. 另配附件，要求：进口微量注射器3个，备用不锈钢针6根，一次性针头100根、适合仪器功率的稳压电源（190-250V）1台、配置钢木结构实验台( C型钢架、钢厚≥1.5mm，长2m、宽0.75m，板材采用三聚氰胺板，铝合金拉手，铰链采用国际五金标准，抽屉三阶式静音滑轨、抽屉负重≥25KG，含专用线盒，可安装5孔或6孔插座，优质地脚)。17. 售后服务：自安装调试验收完毕后之日起24个月内免费保修；每年提供至少一次的免费巡检。

近日，中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下，经过艰苦攻关，创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法，并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。大型零件圆柱度测量仪样机圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前，圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息，采用精密转台回转的方式实现测量，如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小，在圆柱度测前定心调整过程中，大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响，过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度，所产生的随机误差难以通过算法有效补偿，无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈，由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性，现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此，亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术，配合精密耦件，通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心，采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面，提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法，测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统，既解决了大型工件的载荷问题，又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离；测量系统采用对称式双测头测量方案，综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性，实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。目前，该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作，并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇，申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定，大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm，Z向导轨精度139nm/100mm，最大测量直径为2500mm，且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础，填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白，掌握大型圆柱度测量仪的核心技术，提高轴承及相关行业的自主创新能力，为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力，对我国从制造大国迈向制造强国，具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。

记者从福建省级创新实验室嘉庚创新实验室获悉，日前，我国自主研发的面向万米深海应用的高精度温盐深传感仪器（CTD）完成深海比测试验，最大布放深度达7180.4米。多项海试数据比较结果显示，其性能比肩国际先进水平。科技日报记者 符晓波 摄据悉，该仪器由嘉庚创新实验室研究员、中北大学教授、厦门大学特聘教授薛晨阳团队历时两年自主研发。在此次中国科学院深海所“探索一号”科考航次中，该高精度温盐深传感仪器搭乘“奋斗者”号万米载人潜水器成功完成9次下潜作业，覆盖印度爪哇海沟附近海域深度3000—7000余米。温盐深传感仪器用于测量海水温度、盐度和深度3个基本量变化，据此可计算海水声速和密度等，是海洋调查的关键基础仪器。据不完全统计，截至2019年，国内使用的各类高精度温盐深传感仪器与集成仪器中，国外品牌占比达到90%以上。　该仪器研发获得嘉庚创新实验室项目支持，由厦门大学和中北大学团队联合攻关。得益于我国微纳加工技术长足进展，团队采用近年最新的工艺方法与生产条件，确保从敏感器件设计、制备工艺到封装测试技术全部自研，实现核心器部件100%国产化。

近日，中科院合肥物质院等离子体所EAST团队主动束光谱诊断课题组在弯晶谱仪光谱研究、面向聚变堆的诊断技术储备等方面取得了新进展，研究成果在Nuclear Fusion和Physics of Plasmas等期刊发表。 　　等离子体离子温度，旋转速度是表征聚变等离子体性能的重要参数，也是开展众多等离子体物理问题研究的数据基础。弯晶谱仪通过测量等离子体杂质谱线的多普勒频移与多普勒展宽来测量离子温度和旋转速度。由于弯晶谱仪测量原理清晰，且不需要中性束注入辅助，目前被广泛地应用于国内外众多聚变装置，也是ITER等聚变堆装置上的诊断手段之一。主动束光谱课题组近年来对弯晶谱仪系统进行了多次性能升级，目前可以稳定可靠地提供EAST等离子体芯部至ρ=0.7区域离子温度与旋转速度剖面，通过发展高效的剖面反演手段，获得了和电荷交换复合光谱一致的离子温度和旋转速度分布，提升了评估芯部等离子体参数的准确度。 　　EAST和下一代聚变装置均选择了钨(W)作为面向等离子体的偏滤器靶板材料，所以在主等离子体中不可避免地会引入钨杂质离子。如何将钨杂质浓度控制在可接受的范围之内，是目前聚变研究所面临的关键物理和技术问题之一。另一方面，由于钨杂质在高参数等离子体也很难完全电离，因此，通过分析钨杂质离子辐射谱线也可以提供聚变堆等离子体中芯部离子温度、旋转速度等重要物理参数。课题组基于弯晶谱仪开展了大量的钨杂质光谱仪研究，为等离子体中钨杂质输运和钨杂质含量控制方法研究提供了丰富的数据基础。通过优化诊断系统波长观测范围、发展钨杂质辐射剖面反演方法和原位强度标定手段，获得了多条钨杂质谱线，并实现了芯部高电离态钨(W44+)杂质浓度分布的精确测量，在EAST上系统开展了钨杂质控制物理实验研究，直接观测到射频波芯部加热对于杂质聚芯的缓解作用。 　　除了开展钨杂质光谱研究之外，课题组也进行了其他可行的面向聚变堆的弯晶谱仪关键诊断技术的探索，开展了基于氙(Xe)光谱谱形分析进行高参数等离子体离子温度与旋转速度测量的可行性研究。通过原子物理程序开展模拟计算，验证了氙光谱测量离子温度的可行性，并在EAST物理实验上首次测量到与理论预测相符的氙谱线，并基于Xe杂质谱线分析，获得了离子温度等等离子体参数。 　　相关研究得益于等离子体所EAST大科学装置团队成员间的共同协作，并得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院科研仪器设备研制项目、安徽省杰出青年基金、磁约束聚变安徽省实验室开放基金等项目的资助。图1：反演得到的旋转速度(vt)与离子温度(Ti)局域剖面与电荷符合交换光谱(CXRS)对比结果图2：左图为EAST上弯晶谱仪系统测量得到的典型谱线，右图为测到到的W44+离子密度图3：理论预测与实验测量的Xe光谱对比图4：Xe光谱的详细信息

工业内窥镜使用户能够直观地检查难以观察到的区域，有些甚至可以让检查员测量他们遇到的缺陷的大小。新的技术提高了这些测量的精度，即使是从更远的地方进行测量。 超宽3D激光扫描测量功能奥林巴斯工业内窥镜IPLEX NX具有超宽3D激光扫描测量功能，这意味着它具有更大的景深（DOF）和视场（FOV），因此可以从更远的地方测量被测物体存在的缺陷。以前型号的测量范围是0.2英寸到1.2英寸。但是，使用超宽3D激光扫描测量功能，用户可以测量0.15英寸到2.3英寸的范围。增强的结果是，用户可以测量的范围比以前多4倍。 3D激光扫描拥有更快的测量速度因为后端内置的激光光源，使NX设备测量速度也能大幅提高，更加传统的光栅扫描系统，一般需要镜头前端几秒不动才能测量，这在现实检测中几乎是不可能的，因为内窥镜都有放大功能，即使后端有微小的位移都会带来前端更加剧烈的晃动，这主要是优于其技术原理更加落后。而3D激光测量在技术人员观察时就一直在测量了，实时五点物距功能提供了更好的测量依据，采样扫描瞬间完成，即使后端有抖动也完全不影响前端。这样来说更快的测量速度实际上还可以带来更多的检测数据，因为几乎所有观察到的画面都可测量。传统的带所谓光栅的测量在速度上和新型的激光无法比拟。更加耐用的3D激光扫描功能传统的光栅扫描功能，受限于技术原因，只能在镜头前端镶嵌小的LED光源，同时也必须将容易损坏的平行光栅暴露在表面，这无疑加重了内窥镜扫描镜头的损坏概率，长时间使用后，往往发现镜头报废的更快。奥林巴斯的3D激光扫描，沿用了大角度的双物镜镜头，把易损件全部保护在了后端，前端镜头没有易损的原件，大大加强了设备的耐用性，这一点上是3D激光测量相对于传统光栅扫描的巨大进步。模式的自由选择3D激光扫描技术在后端可以进行3D建模，可以无死角的观察技术人员想要观察的画面，而落后的双物镜则只能进行2D平面的显示观察，即使进行更新观察角度也仅有60度以下，传统光栅测量的模式更多，但也因容易损坏和可测量区域少而使技术人员诟病。3D激光测量合二为一，既可以保证耐用性，又可以保证3D观察。点云，逐层剖面，不同轴向观察，都可以在设备上自由选择使用。NX设备可以说在3D激光上真正做到了扬长避短。结论 由于奥林巴斯工业内窥镜拥有超宽的3D激光扫描测量和卓越的分辨率，现在有可能从更远的距离用内窥镜进行更精确的测量。这有助于检查员节省时间，进而降低成本。

溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。　　溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。　　便捷式溶解氧分析仪是针对水质中溶解氧分析的智能在线分析设备，其测量原理分为极谱膜法与光学荧光法两种。　　1、极谱膜法：　　原理是氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。其传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及KCl或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧电极加上0.6~0.8V的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流。根据法拉第定律：流过溶解氧电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。　　2、光学荧光法：　　荧光法的测量原理是氧分子对荧光淬灭效应。传感膜片被一层荧光物质所覆盖，当特定波长的蓝光光源照射到传感膜片表面的荧光物质时，荧光物质受到激发释放出红光。由于氧分子会抑制荧光效应的产生，导致水中的氧气浓度越高，释放红光的时间就越短，理论上红光释放时间与溶解氧浓度之间具有可量化的相关性，从而通过测定红光的释放时间计算出溶解氧浓度。

——现可使用法向力测量法量化流体的拉伸性能 　　德国卡尔斯鲁厄市(2009年3月10日)— 服务科学，世界领先的赛默飞世尔科技近日宣布已扩充其Thermo Scientific HAAKE CaBER拉伸流变仪的测量选件。作为流变学领域的先锋，该公司提供的唯一一款用于商业用途的拉伸流变仪，可使用法向力测量法将流体的拉伸性能加以量化。这些选件是与卡尔斯鲁厄理工学院Manfred Wilhelm博士(教授)及其研究团队合作开发的。Rüdiger Brummer(拜尔斯道夫集团旗下公司，位于汉堡)为该项目提供了应用工程方面的支持。 　　拉伸流变仪操作简便，使用软件控制，其测量原理是将样品置于上下两块平板之间，高速上移上平板从而产生流体细丝。激光测微仪可用于测定细丝直径随时间变化而产生的收缩情况。物理效应(包括表面张力、弹性、粘度及传质等)决定了拉伸流，并可通过模型拟合分析加以量化。使用这种方法，可为流体充填性能、粘合剂固化、喷涂性能或打印油墨与墙体涂料的雾化等工艺流程开启重要的发展方向。该测量原理对可拉伸出圆柱形细丝的弹性样品十分适用，例如，化妆品乳液、染发剂、打印机油墨、食品或某些粘合剂等。 　　如今，拓展后的测量原理还可测量产生非圆柱体细丝的样品，并且基于一套灵敏度高、反应快的亚毫牛级的法向力测量法，集成在设备下部的测量模块中，并结合了现代数据记录技术。在上平板已开始上移的同时，测量作用在下平板上的法向力。通过这种方法，可获得有关流体细丝形成和拉伸性能的信息，而这些信息是使用经典HAAKE CaBER设备无法获得的。 　　“出于保护客户投资的考虑，我们正在销售的新仪器都附带了这项新测量选件” ，赛默飞世尔科技材料物性表征部副总裁兼总经理马库斯施莱尔(Markus Schreyer)表示，“同时我们确信，已有的HAAKE CaBER测试台也能通过扩展，添加这项测量原理。” 　　凭借全面的Thermo Scientific物料表征解决方案，赛默飞世尔科技公司成功为各行各业提供支持。其产品可分析并测量塑料、食品、化妆品、药品以及油墨、涂料以及石化产品的粘度、弹性、加工性能及受温度影响的力学变化等特性。欲获取更多信息，请访问：www.thermo.com/mc。 　　Thermo Scientific是服务科学，全球领先的赛默飞世尔公司旗下的子公司。 Thermo Scientific 拉伸流变仪HAAKE CaBER 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技有限公司（Thermo Fisher Scientific Inc.）（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界变得更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到105亿美元，拥有员工34,000多人，为350,000多家客户提供服务。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、研究院和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。该公司借助于 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两个主要品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific 能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 则提供了一系列用于卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息，请登陆：www.thermofisher.com（英文），www.thermo.com.cn（中文）。

接触角测量仪是一种用于测量液体在固体表面上接触角的仪器。其原理基于Young方程，该方程描述了液体与固体表面之间的相互作用。当液体与固体表面接触时，液体分子会受到吸引力，固体表面分子会受到斥力。这种相互作用的平衡可以用接触角来描述，即液体与固体表面的接触线的夹角。当接触角越小，说明液体与固体表面之间的相互作用越强。接触角测量仪通过将液体滴在固体表面上，然后测量液滴与固体表面之间的接触角来确定液体与固体表面之间的相互作用力。常见的接触角测量方法包括静态接触角测量和动态接触角测量。静态接触角测量是指液滴在固体表面上静止不动时的接触角测量方法，动态接触角测量是指液滴在固体表面上移动时的接触角测量方法。水滴角是指水滴在固体表面形成的接触角，它通常用于描述液体与固体表面之间的相互作用。水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力，其中包括液体和固体表面之间的粘附力和液体内部分子之间的相互作用力。当液体和固体表面之间的粘附力大于液体内部分子之间的相互作用力时，液体将展开并形成一个较大的接触角，这被称为亲水性。相反，当液体和固体表面之间的粘附力小于液体内部分子之间的相互作用力时，液体将形成一个较小的接触角，这被称为疏水性。因此，水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力，这种相互作用力又与固体表面的化学性质、形态和表面能等因素密切相关。

用于纳米级表面形貌测量的光学显微测头李强，任冬梅，兰一兵，李华丰，万宇（航空工业北京长城计量测试技术研究所 计量与校准技术重点实验室，北京 100095）　　摘 要：为了满足纳米级表面形貌样板的高精度非接触测量需求，研制了一种高分辨力光学显微测头。以激光全息单元为光源和信号拾取器件，利用差动光斑尺寸变化探测原理，建立了微位移测量系统，结合光学显微成像系统，形成了高分辨力光学显微测头。将该测头应用于纳米三维测量机，对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量实验。结果表明：该光学显微测头结合纳米三维测量机可实现纳米级表面形貌样板的可溯源测量，具有扫描速度快、测量分辨力高、结构紧凑和非接触测量等优点，对解决纳米级表面形貌测量难题具有重要实用价值。　　关键词：纳米测量；激光全息单元；位移；光学显微测头；纳米级表面形貌0　引言　　随着超精密加工技术的发展和各种微纳结构的广泛应用，纳米三坐标测量机等精密测量仪器受到了重点关注。国内外一些研究机构研究开发了纳米测量机，并开展微纳结构测量［1-4］。作为一个高精度开放型测量平台，纳米测量机可以兼容各种不同原理的接触式测头和非接触式测头［5-6］。测头作为纳米测量机的核心部件之一，在实现微纳结构几何参数的高精度测量中发挥着重要作用。原子力显微镜等高分辨力测头的出现，使得纳米测量机能够实现复杂微纳结构的高精度测量［7-8］，但由于其测量速度较慢，对测量环境要求很高，不适用于大范围快速测量。而光学测头从原理上可以提高扫描测量速度，同时作为一种非接触式测头，还可以避免损伤样品表面，因此，在微纳米表面形貌测量中有其独特优势。在光学测头研制中，激光聚焦法受到国内外研究者的青睐，德国SIOS公司生产的纳米测量机就包含一种基于光学像散原理的激光聚焦式光学测头，国内也有一些大学和研究机构开展了此方面的研究［9-11］。这些测头主要基于像散和差动光斑尺寸变化检测原理进行离焦检测［12-13］。在CD和DVD播放器系统中常用的激光全息单元已应用于微位移测量［14-15］，其在纳米测量机光学测头的研制中也具有较好的实用价值。针对纳米级表面形貌的测量需求，本文研制了一种基于激光全息单元的高分辨力光学显微测头，应用于自主研制的纳米三维测量机，可实现被测样品的快速瞄准和测量。1　激光全息单元的工作原理　　激光全息单元是由半导体激光器（LD）、全息光学元件（HOE）、光电探测器（PD）和信号处理电路集成的一个元件，最早应用于CD和DVD播放器系统中，用来读取光盘信息并实时检测光盘的焦点误差，其工作原理如图1所示。LD发出激光束，在出射光窗口处有一个透明塑料部件，其内表面为直线条纹光栅，外表面为曲线条纹全息光栅，两组光栅相互交叉，外表面光栅用于产生焦点误差信号。LD发出的激光束在光盘表面反射回来后，经全息光栅产生的±1级衍射光，分别回到两组光电探测器P1~P5和P2~P10上。当光盘上下移动时，左右两组光电探测器上光斑面积变化相反，根据这种现象产生焦点误差信号。这种测量方式称为差动光斑尺寸变化探测，焦点误差信号可以表示为　　根据焦点误差信号，即可判断光盘离焦量。图1　激光全息单元　　根据上述原理，本文设计了高分辨力光学显微测头的激光全息测量系统。2　光学显微测头设计与实现　　光学显微测头由激光全息测量系统和光学显微成像系统两部分组成，前者用于实现被测样品微小位移的测量，后者用于对测量过程进行监测，以实现被测样品表面结构的非接触瞄准与测量。　　2.1　激光全息测量系统设计　　光学显微测头的光学系统如图2所示，其中，激光全息测量系统由激光全息单元、透镜1、分光镜1和显微物镜组成。测量时，由激光全息单元中的半导体激光器发出的光束经过透镜1变为平行光束，该光束被分光镜1反射后，通过显微物镜汇聚在被测件表面。从被测件表面反射回来的光束反向通过显微物镜，一小部分光透过分光镜1用于观察，大部分光被分光镜1反射，通过透镜1，汇聚到激光全息单元上，被全息单元内部集成的光电探测器接收。这样，就将被测样品表面瞄准点的位置信息转换为电信号。在光学显微测头设计中选用的激光全息单元为松下HUL7001，激光波长为790 nm。图2　光学显微测头光学系统示意图　　当被测样品表面位于光学显微测头的聚焦面时，反射光沿原路返回激光全息单元，全息单元内两组光电探测器接收到的光斑尺寸相等，焦点误差信号为零。当样品表面偏离显微物镜聚焦面时，由样品表面反射回来的光束传播路径会发生变化，进入激光全息单元的反射光在两组光电探测器上的分布随之发生变化，引起激光全息单元焦点误差信号的变化。当被测样品在显微物镜焦点以内时，焦点误差信号小于零，而当被测样品在显微物镜焦点以外时，焦点误差信号大于零。因此，利用在聚焦面附近激光全息单元输出电压与样品位移量的单调对应关系，通过测量激光全息单元的输出电压，即可求得样品的位移量。　　2.2　显微物镜参数的选择　　在激光全息测量系统中，显微物镜是一个重要的光学元件，其光学参数直接关系着光学显微测头的分辨力。首先，显微物镜的焦距直接影响测头纵向分辨力，在激光全息单元、透镜1和显微物镜之间的位置关系保持不变的情况下，对于同样的样品位移量，显微物镜的焦距越小，样品上被测点经过显微物镜和透镜1所成像的位移越大，所引起激光全息单元中光电探测器的输出信号变化量也越大，即测量系统纵向分辨力越高。另外，显微物镜的数值孔径对测头的分辨力也有影响，在光波长一定的情况下，显微物镜的数值孔径越大，其景深越小，测头纵向分辨力越高。同时，显微物镜数值孔径越大，激光束会聚的光斑越小，系统横向分辨力也越高。综合考虑测头分辨力和工作距离等因素，在光学显微测头设计中选用大恒光电GCO-2133长工作距物镜，其放大倍数为40，数值孔径为0.6，工作距离为3.33 mm。　　2.3　定焦显微测头的实现　　除激光全息测量系统外，光学显微测头还包括一个光学显微成像系统，该系统由光源、显微物镜、透镜2、透镜3、分光镜1、分光镜2和CCD相机组成。光源将被测样品表面均匀照明，被测样品通过显微物镜、分光镜1、透镜2和分光镜2，成像在CCD相机接收面上。为了避免光源发热对测量系统的影响，采用光纤传输光束将照明光引入显微成像系统。通过CCD相机不仅可以观察到被测样品表面的形貌，而且也可以观察到来自激光全息单元的光束在样品表面的聚焦情况。　　根据图2所示原理，通过光学元件选购、机械加工和信号放大电路设计，制作了光学显微测头，如图3所示。从结构上看，该测头具有体积小、集成度高的优点。将该测头安装在纳米测量机上，编制相应的测量软件，可用于被测样品的快速瞄准和高分辨力非接触测量。图3　光学显微测头结构3　测量实验与结果分析　　为了检验光学显微测头的功能，将该测头安装在纳米三维测量机上，使显微物镜的光轴沿测量机的Z轴方向，对其输出信号的电压与被测样品的离焦量之间的关系进行了标定，并用其对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量［16］。所用纳米三维测量机在25 mm×25 mm×5 mm的测量范围内，空间分辨力可达0.1 nm。实验在（20±0.5）℃的控温实验室环境下进行。　　3.1　测头输出电压与位移关系的建立　　为了获得光学显微测头的输出电压与被测表面位移（离焦量）的关系，将被测样板放置在纳米三维测量机的工作台上，用精密位移台带动被测样板沿测量光轴方向移动，通过纳米测量机采集位移数据，同时记录测头输出电压信号。图4所示为被测样板在测头聚焦面附近由远及近朝测头方向移动时测头输出电压与样品位移的关系。图4　测头电压与位移的关系　　由图4可以看出，光学显微测头的输出电压与被测样品位移的关系呈S形曲线，与第1节中所述的通过差动光斑尺寸变化测量离焦量的原理相吻合。当被测样板远离光学显微测头的聚焦面时，电压信号近似常数。当被测样板接近测头的聚焦面时，电压开始增大，到达最大值后逐渐减小；当样板经过测头聚焦面时，电压经过初始电压值，可认为是测量的零点；当样品继续移动离开聚焦面时，电压继续减小，到达最小值时，电压又逐渐增大，回到稳定值。在电压的峰谷值之间，曲线上有一段线性较好的区域，在测量中选择这段区域作为测头的工作区，对这段曲线进行拟合，可以得到测头电压与样板位移的关系。在图4中所示的3 μm工作区内，电压与位移的关系为　　式中：U为激光全息单元输出电压；∆d为偏离聚焦面的距离。　　3.2　台阶高度测量试验　　在对光学显微测头的电压-位移关系进行标定后，用安装光学显微测头的纳米三维测量机对台阶高度样板进行了测量。　　在测量过程中，将一块硅基SHS-1 μm台阶高度样板放置在纳米三维测量机的工作台上，首先调整样板位置，通过CCD图像观察样板，使被测台阶的边缘垂直于工作台的X轴移动方向，样板表面位于光学显微测头的聚焦面，此时测量光束汇聚在被测样板表面，如图5所示。然后，用工作台带动样板沿X方向移动，使测量光束扫过样板上的台阶，同时记录光学显微测头的输出信号。最后，对测量数据进行处理，计算台阶高度。图5　被测样板表面图像　　台阶高度样板的测量结果如图6所示，根据检定规程［17］对测量结果进行处理，得到被测样板的台阶高度为1.005 μm。与此样板的校准结果1.012 μm相比，测量结果符合性较好，其微小偏差反映了由测量时温度变化、干涉仪非线性和样板不均匀等因素引入的测量误差。图6　台阶样板测量结果　　3.3　一维线间隔测量试验　　在测量一维线间隔样板的过程中，将一块硅基LPS-2 μm一维线间隔样板放置在纳米测量机的工作台上，使测量线沿X轴方向，样板表面位于光学显微测头的聚焦面。然后，用工作台带动样板沿X方向移动，使测量光束扫过线间隔样板上的刻线，同时记录纳米测量机的位移测量结果和光学显微测头的输出信号。最后，对测量数据进行处理，测量结果如图7所示。　　根据检定规程［17］对一维线间隔测量结果进行处理，得到被测样板的刻线间距为2.004 μm，与此样板的校准结果2.002 μm相比，一致性较好。　　3.4　分析与讨论　　由光学显微测头输出电压与被测表面位移关系标定实验的结果可以看出：利用在测头聚焦面附近测头输出电压与样品位移量的单调对应关系，通过测量测头的输出电压变化，即可求得样品的位移量。在图4所示曲线中，取电压-位移曲线上测头聚焦面附近的3 μm位移范围作为工作区，对应的电压变化范围约为0.628 V。根据对电压测量分辨力和噪声影响的分析，在有效量程内测头的分辨力可以达到纳米量级。　　台阶高度样板和一维线间隔样板测量实验的结果表明：光学显微测头可以应用于纳米三维测量机，实现微纳米表面形貌样板的快速定位和微小位移测量。通过用纳米测量机的激光干涉仪对光学显微测头的位移进行校准，可将测头的位移测量结果溯源到稳频激光的波长。实验过程也证明：光学显微测头具有扫描速度快、测量分辨力高和抗干扰能力强等优点，适用于纳米表面形貌的非接触测量。4　结论　　本文介绍了一种用于纳米级表面形貌测量的高分辨力光学显微测头。在测头设计中，采用激光全息单元作为位移测量系统的主要元件，根据差动光斑尺寸变化原理实现微位移测量，结合光学显微系统，形成了结构紧凑、集测量和观察功能于一体的高分辨力光学显微测头。将该测头安装在纳米三维测量机上，对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量实验，结果表明：该光学显微测头可实现预期的测量功能，位移测量分辨力可达到纳米量级。下一步将通过多种微纳米样板测量实验，进一步考察和完善测头的结构和性能，使其更好地适合纳米三维测量机，应用于微纳结构几何参数的非接触测量。作者简介李强，（1976-），男，高级工程 师，主要从事纳米测量技术研究，在微纳米表面形貌参数测量与校准、微纳尺度材料力学特征参数测量与校准、复杂微结构测量与评价等领域具有丰富经验。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 0 引言 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着科技的发展，电子设备的集成度越来越高，升级换代的速度越来越快，随之而来的可靠性问题也越来越突出。传统的可靠性试验已经很难满足发展的要求，因此近些年越来越多机构开始引进高加速寿命试验（HALT：Highly Accelerated Life Testing）/高加速应力筛选（HASS：Highly Accelerated Stress Screening）试验方法，用于克服传统的可靠性试验存在的周期长、成本高和效率低等问题。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a）HALTHALT主要应用于产品的研制阶段，是为了得出产品的设计裕度和极限承载能力（破坏或损伤极限）而设计的一种试验，主要试验步骤有： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1）低温步进应力试验（以5℃或10℃为步长）； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2）高温步进应力试验（以5℃或10℃为步长）； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3）温度循环试验（温度变化速率为60℃/min，5个循环）； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4）振动步进应力试验（以5 Grms为步长）； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5）综合应力试验（第3）和第4）步综合试验）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " b）HASS /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " HASS应用于产品量产阶段，目的是在极短的时间内发现批量生产的成品是否存在生产质量上的隐患。HASS试验剖面的选择主要是依据HALT的结果、产品性能测试所需要的时间、 产品试验过程中所施加的应力和产品产量等，其一般试验如下所述。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1）温度循环 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 试验温度一般取工作极限温度范围的80%，试验温度保持时间一般取决于样品温度到达平衡所需要的时间和测试样品工作状态所需要的时间，温度变化速率为40~60℃/min。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2）振动应力 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 振动量级一般取破坏极限的50%，如果超过工作极限，则取工作极限的80%。以上是开展HALT/HASS的基本要求，能满足HALT/HASS试验要求的试验设备要求如下：温度范围为-100~+200℃，温度变化速率为40~60℃/min，气动式三轴六自由度振动台（可产生多轴连续的超高斯宽带伪随机振动信号）的振动频率为5 Hz~10 kHz，振动方向包括X、Y、Z轴向的线加速度和转动加速度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 1 设备介绍& nbsp /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 基于上述试验要求，需要有一套试验设备才能满足HALT/HASS试验的开展。现以广五所研制的HALT/HASS试验箱来阐述其实现原理。本试验箱可用于电子、电工和军工产品按国标、国军标和行业标准进行上述单项环境应力或多环境综合应力组合的可靠性与模拟环境试验。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.1 技术指标和性能 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a）标称内容积：1.0 m sup 3 /sup 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " b）温度范围：-100~+200℃。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " c）温度波动度：≤2 ℃。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " d）温度最大变化速率： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1）≥70℃/min（标准负载下，－80～+150℃，全程平均，试验空间入风区控制点测量）； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2）≥60℃/min（标准负载下，－100～+200℃，全程平均，试验空间入风区控制点测量）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " e）标准负载：10kg铝锭。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " f）气锤振动台：采用三轴6个自由度的随机振动，频率范围为5~10 kHz。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " g）振动能量：100 Grms，90%的振动能量集中在5 Hz~4 kHz低频范围内。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " h）振动稳定度：± 1 Grms（达到稳定设定值1 min内）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " i）控制精度：± 1 Grms（稳定1 min后），最小1 Grms起振，步进1 Grms。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " j）台面振动均匀度：振动台面振动均匀度在30%以内。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 1.2 主要特点 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a）适用于温度、振动应力综合试验。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " b）控制方式：液氮比例控制阀控制冷量，可实现温度变化速率无级可调，高效节能，控制精度高。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " c）结构紧凑，占地面积少。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " d）噪声低。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 2 试验箱结构及控制原理 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 试验箱主要由试验箱体、振动机构、液氮机构和电气控制系统组成。其剖面结构图如图1所示，图中主要功能部件名称为：1. 试验箱体保温层，2. 液氮系统，3. 电机及叶轮，4. 气压平衡口（排气口），5. 加热器，6. 出风口，7. 指示灯，8. 人机界面，9. 控制端子，10. 电控部分，11. 气动部分，12. 气锤振动台，13. 安装座，14. 气锤。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/9afcefb0-fa4e-4345-8b8a-156eb0bfd143.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图1 试验箱总体结构 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.1 试验箱体 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 试验箱体由外箱、内箱和保温层组成。外箱为双面镀锌钢板，表面喷塑处理，外箱内侧辅以钣金结构件或型材作为骨架加强。各个零件间采用CO sub 2 /sub 气体保护电弧焊、点焊和压铆等工艺进行连接，整体结构牢固美观。内箱材料选用需考虑到满足温度范围、防止生锈、振动和可焊接性等因素，板材方面使用SUS304不锈钢板，具有高的耐蚀性，较好的冷作成型和焊接性，很好的机械性能。在低温、室温和高温下均有较高的塑性和韧性。试验箱体保温层由硬质聚氨脂发泡层和玻璃纤维材料进行绝热保温，硬质聚氨脂板是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数仅0.022～0.033 W/（m.K）。硬质聚氨脂发泡层通过多异氰酸酯、组合聚醚（多元醇）、阻燃剂、催化剂和发泡剂等其他助剂混合而成，覆盖在外箱内表面。玻璃纤维是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀和化学性能稳定等特点。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.2 电气控制 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本试验箱的电控部分所使用的测量系统、IO模块、HMI和CPU模块都是由广五所研发，使用RS485通讯方式，电控系统的总体框图如图2所示。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/77b077ac-921a-4a77-81e7-40557824311d.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图2 试验箱电控总体框图 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.3 温度调节机构及控制 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 温度调节结构是温度控制的关键部分，包括加热器、液氮系统和搅拌风机。其中，加热器、液氮雾化喷嘴和搅拌风机按顺序（如图1所示）设置在箱体的气体调节通道内。其工作原理为：采用强制空气对流的方法来进行热量的传递， 以保证试验空间的温度均匀性。 试验箱气体由离心风机叶轮从回风口吸入， 通过导流装置后吹出， 可以使调节通道内的加热器和雾化后的液氮进行充分的热量交换，经过搅拌均匀后的风经导风口吹出进入试验区域， 导风口还可以安装导风管，可以通过导风管使大件样品和散热口不在风流方向的样品内部能以最快的速率实现温度变化。出风口设置有温度测量元件，连接至测量板，测量数据通过通讯电缆传送给CPU单元，算法运算后输出控制量。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本试验箱要求温度变化速率要超过60℃/min，这是温度控制的关键，升温功能由镍铬丝通电发热实现。镍铬丝具有较高的电阻率，表面抗氧化性好，温度级别高，并且在高温下有较高的强度，有良好的加工性能和可焊性，是现有高效的加热材料，应用时设计为三相平衡。由于机械制冷很难实现这样的降温速率，因此本试验箱采用的是液氮制冷方式。液氮的沸点低，价格相对便宜，常压下液氮的温度为-196℃，1 m3的液氮可以膨胀至696m3、21℃的纯气态氮。虽然液氮汽化后变为氮气，氮气是惰性气体，在大气中重量比75.5%，但是在实验室内，如果试验时氮气不能及时排到室外，可能会造成室内人员缺氧，因此试验箱配有气压平衡装置把氮气排到室外，由于气化过程中压强升高，气体能从试验区顺利排出，避免箱体受压变形，这也是气压平衡装置名称的由来。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 液氮系统是温度调节结构的核心，其结构示意图如图3所示，各个功能部分的名称如下：1.空气压力报警，2.空气调压阀，3.空气电气比例阀，4.液氮比例控制阀，5.液氮管路排气电磁阀，6.液氮压力安全泄压阀，7.液氮压力报警，8.液氮主管路电磁阀，9.保温层，10.液氮雾化喷嘴。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/75049ce4-c225-4da0-8243-899fea2e5ab3.jpg" title=" 图3.jpg" alt=" 图3.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图3 液氮系统图 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 液氮由氮气罐接口接入，通过液氮电磁阀控制通断，液氮电磁阀在运行时打开，设备故障或停止时关闭。排气阀的作用是试验前对液氮管路进行排空，保证试验时管路里面都是液态氮，以确保试验的可靠性、稳定性和可重复性。液氮比例控制阀属于节流元件，是控制执行器的关键器件，开度在0~100范围接近线性的输出，以利于大范围的调整，能保证降温时的大流量要求，也可以满足恒定时小流量的需要，具有明显的节能效果。由于液氮在常压下 span style=" text-indent: 2em " 的蒸发温度为-196℃，与试验设定温度相差很大，因而需要精确控制流量才不会造成温度过冲或大幅回升。为了保证对温度的精确控制，就要考虑响应时间的问题，传统的电动执行装置响应时间过长，明显不能满足这个需要。因此本试验箱采用的是气动驱动以保证快速响应。 为了使液氮比例控制阀的响应速率满足要求，我们使用了一个称为电气比例阀的驱动器来控制供气的压强， 它可以把控制输出的模拟电信号转化为压强输出，电气比例阀的输入信号 类型及范围需要和控制输出一致，输出压强范围要和液氮比例控制阀一致，这样才能保证控制精度。为了防止快速升温、降温过程中过冲量过大，还需要做控制算法上的处理，如果不能及时预判当前温差、温度变化的速率，就会造成过冲量大，震荡次数多，或者过早减少输出保证不了速率。针对长距离快速温度变化，对设定曲线增加一些非线性的降温处理，并在降温转恒温阶段由PID控制切换到PI控制。针对短距离步进，使用模糊控制加PID的控制方式，并对输出的范围加以约束。经过液氮比例控制阀的液化氮送到雾化组件进行雾化，雾化组件的核心部件是液氮喷嘴，其作用就是把液氮雾化，喷到通道后快速汽化，雾化后颗粒的大小、喷射角度和流量的多少都要与降温的需要相一致，这样才能保证控制精度。流量决定了降温速率的达成可能性，喷射角度和雾化后颗粒直径决定了换热的效率，颗粒越小越好，喷射角度越大越好。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 2.3 振动系统及控制 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 振动台系统由振动台、供气系统和控制系统组成。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 振动台有两层结构面板，由结构螺丝连接，上层固定待测物，下层锁紧气锤，其特点是台面质量轻，同时增加台面刚性，刚性加强后可以有更好的振动传导特性，低频振动能量较高。频率范围更宽，扩展到5～1 000 Hz，并且90%的能量都集中在5～4 000 Hz范围内，因为大部分电子产品的失效频率都集中在这一频段内，可以有效地快速激发产品故障。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 振动台上表面采用衬垫式的安装螺孔，并有凸起部分，采用此结构的设计理念，一是可以改善振动的传导特性，把更多的振动激励传导到样品上；第二是凸起结构可以使得样品或夹具和台体表面具有一定的空余间隙，风流可以顺利通过样品或夹具底部从而保证样品的上下表面温度更加均匀。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 振动台面增加陶瓷涂层的结构设计，可以抗腐蚀，耐高低温，更好地保护振动平台和气锤，延长使用寿命；还可以保证设备长时间在高低温环境下运行，延长设备的使用寿命。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 气锤分大中小3种不同的型号，多种气锤的组合更有利于台面激励的均匀性，采用高压油雾器对气锤进行润滑，可以降低气锤的故障率，延长气锤的使用寿命。排气时气体统一由消声器排出，降低振动噪音。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 振动台安装在箱内弹簧隔离座上，可起到减震作用，不影响气锤工作时的激励作用。在密封连接处理上，振动台面与试验箱底板采用软连接，需要时可以拆装。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 对振动台的控制其实就是对气锤的控制，也就是对进入气锤的气体压强的控制，有点类似于液氮的控制方法，既需要振动的快速性又需要稳定性，这里也用到了电气比例阀。由于加速度的测量不像温度测量那样稳定，需要用到振动信号的转换板，将其转化为模拟信号或者通过通讯反馈到CPU单元，进行算法运算，输出模拟信号给电气比例阀，控制进入气锤的气体压强，从而控制气锤产生的激励。只要气源压力和供气管路保证流量，正常的负反馈控制都可以实现。这里有两个难点，都属于硬件的固有特性方面的问题。一个是加速度传感器的信号微弱，测量值不够精确稳定，需要在测量时做滤波处理，转换为数字量后还可能需要再次做滤波处理，这两次滤波效果会直接影响控制精度和控制品质；另一个就是气锤在较小能量级时整个台面不太稳定，会造成加速度传感器测量跳动比较大，也会影响控制品质，这时候需要更慢的输出变化。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 3 结束语 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 本文对HALT/HASS试验箱的结构和工作原理进行了阐述，以上系统经多个客户的使用证明完全满足HALT/HASS的要求。通过该试验箱进行HALT/HASS能切实提高电子设备的可靠性， 大大地降低试验成本。此结构简单紧凑，运行噪声小，能耗适中，可靠性高。此类试验设备在国内的产品化对HALT/HASS试验的推进起到了积极作用，可大大地提高电子行业及其他相关行业产品整体的可靠性。 /p p br/ /p

本次为期两天的流变大师课程旨在为化学家，石油工程师，生物医学研究者，药剂师以及材料工程师介绍流变基础理论知识，操作原理及在实际问题中的应用。课程将涵盖流变现象里的分子及微观结构基础包括聚合物，悬浮体，表面活性剂及生物高聚物网络。我们很荣幸地邀请到了大师中的大师-世界流变学权威、界面流变创始人gerald g. fuller院士、全球权威期刊polymer engineering and science编委、以及美国工程院院士christopher macosko教授亲自来到中国开授此次大师课程。同时，两位杰出的青年流变学家也将参与大师课程的部分授课内容。在此次大师课程中，两位世界级顶尖流变学家将从梳理基于聚合物、胶体、自组装表面活性剂、生物大分子凝胶等流变现象入手，使得参加课程者通过学习典型实际案例掌握流变学基本原理、定量表征技术、实验数据提炼和分析方法。 大师课程授课时间与地点：时间： 2018年4月9日-10日地点：上海市新园华美达广场酒店b楼3层兴园厅（上海市漕宝路509号b楼3层） 日程安排2018年4月9日（周一） 8:00学员登记8:30流变学介绍：主要现象，材料性能christopher macosko 院士9:30线性黏弹性amy shen 教授茶歇11:00线性黏弹性微观结构基础gerald g fuller 院士午餐13:00线性黏弹性课堂实践乔秀颖 博士13:30般粘性流体christopher macosko 院士14:30剪切流变仪christopher macosko 院士课间休息16:00剪切变稀，剪切增稠的微观结构基础gerald g fuller 院士17:00休会 2018年4月10日（周二）8:30非线性黏弹性christopher macosko 院士9:30拉伸流变仪gerald g fuller 院士茶歇11:00非线性现象的微观结构基础gerald g fuller 院士午餐及教员答疑13:00应力，絮凝悬浮体christopher macosko 院士14:00界面流变学gerald g fuller 院士课间休息15:30凝胶及实例分析christopher macosko 院士gerald g fuller 院士16:30微流变测量amy shen 教授17:30课程结束 授课专家（排名不分先后） gerald fuller， 斯坦福大学化学工程系fletcher jones教授。研究集中于光学流变学，拉伸流变学及界面流变学三方面。研究旨在应用于广泛的软物质材料如聚合物溶液和熔体，液晶，悬浮体及表面活性剂等。最近的应用与生物材料有关。fuller教授曾获得流变学会宾汉奖章，并且是国家工程学院的院士。christopher w. macosko, 明尼苏达大学化学工程与材料科学系教授，国家工程学院院士。组织教学并著有广为使用的流变学教材。曾协助一些商用流变仪及大量测试方法的开发。他的团队目前致力于聚合物共混物，聚合物纳米复合材料及反应体系的流变学研究。曾获aiche及spe的奖项及流变学会宾汉奖章。 amy shen，日本冲绳科学技术研究所微流体/生物流体/纳流体部门教授，2014 年就职于日本之前曾于华盛顿大学担任机械工程系教员。shen教授的研究主要聚焦于复杂流体的微流体，粘弹性及小尺度惯性弹性的不稳定性，这些研究在纳米技术及生物技术方面得到应用。amy shen最近还被流变学学会选为学术委员。2003年荣获ralph e. powe junior faculty enhancement award奖项，2007年获得国家自然科学基金奖，2013获得富布莱特学者奖。 乔秀颖, 上海交通大学材料科学与工程学院副研究员，中国科学院长春应用化学研究所博士，曾于斯坦福大学，美国阿克伦大学，德国马克斯普朗克胶体与界面研究所进行博士后及国际合作研究项目。目前的研究方向包括智能及功能性高分子复合材料及纳米复合材料，聚合物融体流变学，悬浮体及表面活性剂。曾获得洪堡经验研究学者成员奖，并发表了70多篇文章及10多篇授权专利。 大师课程参加对象及相关费用1. 免费开放给拥有ta流变仪的高校及研究院所学生，研究生及以上学历（每个实验室2人免费名额）2. 企业界听众，酌收800元/2天华美达酒店自助午餐及茶歇费用。3. 课程人数：由于课程内容需要，仅限100名参会者。席位有限， 先到先得！

【研究背景】快速发展的自由电子激光（FEL）技术在高光子能量下产生了飞秒甚至阿秒的脉冲，使得X射线能够用于状态选择性和相敏多维光谱分析和相干控制。直接和常规测量现有的极紫外（XUV）和X射线自由电子激光脉冲的光谱相位是充分实现这种非线性相干控制概念的关键，以便为它们与物质的相互作用找到和设置最佳的脉冲参数。自放大自发辐射XUV/X射线自由电子激光脉冲的直接时间诊断工具是线性和角度条纹法，它对脉冲的时间形状（包括啁啾）非常敏感。这些方法依赖于一个时间同步且足够强的外场的可用性。诊断SASE辐射脉冲的时间结构的一个补充途径是测量电子束中FEL激光诱导的能量损失（例如使用X波段射频横向偏转腔（XTCAV）），从中可以重建XUV/X射线发射的时间剖面。对于种子自由电子激光脉冲，两个几乎相同的自由电子激光脉冲的产生及其XUV干涉图的评估允许其光谱时间内容的完整表征。在这项工作中，科学家提出了一种直接测量XUV-FEL频率啁啾的技术，而不依赖于任何额外的外场或种子多脉冲方案。由于所报道的技术提供了对XUV辐射光谱时间分布的目标访问，它是对FEL激光性能敏感的用户实验的原位诊断的理想方法。例如，在这里，我们实验观察到频率啁啾对自由电子激光脉冲能量的系统依赖性（增加啁啾以减少脉冲能量）。【成果简介】由最先进的自由电子激光器（FELs）产生的极紫外（XUV）和X射线光子能量的高强度超短脉冲正在给超快光谱学领域带来革命性的变化。为了跨越下一个研究前沿，精确、可靠和实用的光子工具对脉冲的光谱-时间特性的描述变得越来越重要。科学家提出了一种基于基本非线性光学的极紫外自由电子激光脉冲频率啁啾的直接测量方法。它在XUV纯泵浦探针瞬态吸收几何结构中实现，提供了自由电子激光脉冲时能结构的原位信息。利用电离氖靶吸光度随时间变化的速率方程模型，给出了直接从测量数据中提取和量化频率啁啾的方法。由于该方法不依赖于额外的外场，我们期望通过对FEL脉冲特性的原位测量和优化，在FEL中得到广泛的应用，从而使多个科学领域受益。【图文导读】图1：频率分辨等离子体选通原理图2：等离子体选通效应的数值模拟图3：通过瞬态吸收光谱测量XUV-FEL频率啁啾图4：频率啁啾特性，自由电子激光脉冲能量依赖性分析图5：色散对部分相干自由电子激光场的影响原文链接：Measuring the frequency chirp of extreme-ultraviolet free-electron laser pulses by transient absorption spectroscopy | Nature Communications

p style=" text-indent: 2em " 本文首发在仪器信息网-仪器社区在疫情期特别上线的 a href=" https://bbs.instrument.com.cn/class_471.htm" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 抗击新冠肺炎版块 /span /a ，为仪器信息网社区版友sc360xp（版友笔名： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 仪器信息网sc360xp /span ）在其原创拆机文基础上编写，特此感谢。 /p p style=" text-align: center" a href=" https://bbs.instrument.com.cn/class_471.htm" target=" _blank" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 138px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/bd6efefb-f5ef-46b3-abca-8eb68a06d078.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 500" height=" 138" border=" 0" vspace=" 0" / /a /p p style=" text-indent: 2em " 目前临床上使用的体温计种类有水银体温计、电子体温计、红外线体温计。由于红外线体温计检测快速、非接触的优点，在抗击“COVID-19”病毒战役中普遍使用。 /p p style=" text-indent: 2em " 红外线体温计有额温及耳温两种检测方式，又称额温枪及耳温枪。在公共场所，普遍使用非接触的额温枪，准确度稍差，受环境波动影响较大。耳温枪测量的准确度较高，但耳温枪使用时，其耳套要与被测人耳朵接触，在公共场所使用，需要频繁更换耳套。耳温枪更适合家庭测量体温使用。 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp 额温枪及耳温枪的电路基本原理相同，只是在外形及算法上有所不同。有的厂家设计了二者通用产品。下面通过了解耳温枪结构原理，谈谈正确使用耳温枪的注意事项。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 一、测量耳温原理 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 人的大脑深部有一个叫下视丘的地方，它是人脑自主神经系统的主要管制中枢。主要功能是管制内分泌、维持新陈代谢正常、调节体温，并与饥饿、渴、性等生理活动有密切的关系。下视丘里面有一个支配人体恒温的“定点”（set-point）构造，是人体温度的中心点。当人体发烧时，也就是该“定点”温度接受一些循环在血流中的发炎性化学物质之后调高的结果，所以下视丘是人体体温最早上扬的地方。 /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319189573_9036_1807987_3.jpg!w544x535.jpg" width=" 450" height=" 443" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319189573_9036_1807987_3.jpg!w544x535.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 443px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 耳膜接近下视丘。下视丘得到颈动脉流血充分供应，而供应耳膜与供应下视丘的血流互有交通，因此耳膜温度可以及时反映出人体的温度变化，耳膜也是可以最早侦测到人体是否有发烧的地方。耳温枪用热电堆红外传感器检测耳膜6～15μm区域的红外辐射能量，转换为电信号送入专用MCU进行处理，对应的体温值由液晶屏显示出来。 /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319195244_3245_1807987_3.jpg!w690x506.jpg" width=" 450" height=" 330" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319195244_3245_1807987_3.jpg!w690x506.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 330px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 二、仪器简要情况 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 以前在TB上拍的，仪器有医疗器械注册文号，有厂家地址等，是正规产品，包邮才58元一只。现在，没有这个价位的产品出售了。 /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319198923_3272_1807987_3.jpg!w690x362.jpg" width=" 450" height=" 236" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319198923_3272_1807987_3.jpg!w690x362.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 236px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 仪器平时搁放在耳温枪座上，粉红色按钮是检测时扫描按钮。该仪器是非耳套更换型，耳温枪座只是一个搁仪器的机座，没有“博朗”那样的耳套存放功能。使用前，需用酒精棉擦拭耳筒清洁消毒。 /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319202054_7877_1807987_3.jpg!w690x355.jpg" width=" 450" height=" 232" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319202054_7877_1807987_3.jpg!w690x355.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 232px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 正面中间的按钮是开机按钮，兼读取存储数据、清零: /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132324360523_9545_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132324360523_9545_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 耳筒对准耳道后，按下背面的扫描按钮，进行检测： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319207384_3147_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319207384_3147_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 体温正常，显示屏背景光为绿色。当体温接近发烧时（低烧），显示屏背景光为黄色： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319209733_4917_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319209733_4917_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 体温发烧，显示屏背景光为红色，蜂鸣器发出滴滴滴警告声讯。这种颜色光提醒设计比较实用： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319212684_9156_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319212684_9156_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 停止使用30秒钟后，自动关机，节约电池电量： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132328229853_1828_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132328229853_1828_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 三、拆机及电路元件 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 取下电池盖，使用两节7号电池，比较耐用： /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319184123_6857_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132319184123_6857_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 取下电池，看见电池仓中的电路板上12个触点，是耳温枪厂家调校用的： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333587730_739_1807987_3.jpg!w690x385.jpg" width=" 450" height=" 251" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333587730_739_1807987_3.jpg!w690x385.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 251px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 卸掉电池仓中一颗固定螺丝，外壳是卡扣设计，比较容易分离开： /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333590920_3574_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333590920_3574_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 下面是检测按钮，导电橡胶触点： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333594568_1650_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333594568_1650_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 电路结构，由于采用了专用MCU，使得仪器电路显得格外简单： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333598688_5573_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333598688_5573_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 这是检测头，内部热电堆传感器的电信号，用红白绿黑四根导线引出，焊接在电路板上： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132334004331_3502_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132334004331_3502_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 电路板左边的空位较多，说明这个是简化版，阉割了一些功能： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132334011292_6996_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132334011292_6996_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px font-family: " microsoft=" " font-size:=" " white-space:=" " background-color:=" " display:=" " width:=" " height:=" " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " U2是存储器，采用低电压E2PROM--T24C02A（2K），用于存储10组体温检测数据： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132338426058_5787_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132338426058_5787_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 卸下电路板上的四颗固定螺丝，取下电路板： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132334014728_7530_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132334014728_7530_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 电路板背面，没有啥元件： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333582258_3625_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132333582258_3625_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 仔细观察，电路板上的那些圆触点不是“装饰”，通向电路，是厂家生产时调校用： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342421018_5551_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342421018_5551_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 电路板上的L1、L2分别是绿、红LED，起到发出三色（绿、黄、红）背景灯作用： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342424958_9108_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342424958_9108_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 液晶显示板采用导电橡胶条连接；右边粉红色是开机按钮： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342427718_8047_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342427718_8047_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 先将检测头反时针旋转，然后向外拉出： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342432494_6549_1807987_3.jpg!w690x269.jpg" width=" 450" height=" 175" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342432494_6549_1807987_3.jpg!w690x269.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 175px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 卸下检测头上的两颗固定螺丝，取出传感器组件（传感器装在金属管内）： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342433588_1882_1807987_3.jpg!w690x279.jpg" width=" 450" height=" 182" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342433588_1882_1807987_3.jpg!w690x279.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 182px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 将热电堆传感器从金属管中取出，传感器外壳上有密封胶，取出时要特别小心： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342435938_8876_1807987_3.jpg!w690x312.jpg" width=" 450" height=" 203" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342435938_8876_1807987_3.jpg!w690x312.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 203px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 传感器上没有标识（或被抹去），不知道型号： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342438788_7998_1807987_3.jpg!w690x514.jpg" width=" 450" height=" 335" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342438788_7998_1807987_3.jpg!w690x514.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 335px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 安装传感器的金属管没有磁性，是铜质镀克罗米，它的作用是增大检测探头传感器的热容量，使检测数据稳定可靠： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342441568_8890_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342441568_8890_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " 仪器“全家福”图片： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342446185_9267_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" width=" 450" height=" 337" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342446185_9267_1807987_3.jpg!w690x517.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 337px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 四、电路原理分析 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 根据拆机情况，绘出仪器电路结构示意框图如下： /p p style=" text-align:center" img class=" lazy" data-original=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342418113_1628_1807987_3.jpg!w690x451.jpg" width=" 450" height=" 294" border=" 0" src=" https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002132342418113_1628_1807987_3.jpg!w690x451.jpg" style=" border: 0px display: inline width: 450px height: 294px " vspace=" 0" title=" " alt=" " / /p p style=" text-indent: 2em " strong 仪器工作原理： /strong /p p style=" text-indent: 2em " 热电堆传感器感受到耳膜上的热辐射后，产生微弱的电势信号。这个电信号送入专用MCU进行处理，其温度值由LCD显示出来。对应不同的温度值，显示绿（正常）、黄（低烧）、红（高烧）三种颜色的背光。检测到高烧时，蜂鸣器同时发出“滴滴滴”警告声讯。热电堆传感器中的热敏电阻，用于检测热电堆本身温度，供内置程序分析计算使用。 /p p style=" text-indent: 2em " 由于耳温枪要吸收热源，为了达到稳定的热平衡，热电堆传感器要安装在热容量大的金属热容管上，减少温度快速变化的干扰。 /p p style=" text-indent: 2em " 至于温度的原点，就必须要在厂内调校。调校的过程是，把耳温枪放入恒温槽，设定原点的温度，然后依据温升的程度，加以计算，得到正确的温度。所以，厂家在说明书中提示，一般保用期3年，过期应进行校核。 /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 五、正确使用耳温枪的注意事项 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 耳温枪使用看似简单，但许多人不能正常使用。需要注意以下问题。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 1、正常体温对于每个人来说都是独一无二的 /strong ，从34．7℃～38℃不等，取决于测量温度的部位和个体差异。世卫组织（WTO）提供的人体正常体温的参考数值是： /p p style=" text-indent: 2em " 耳内：35．8℃—38℃ /p p style=" text-indent: 2em " 腋窝：34．7℃—37．3℃ /p p style=" text-indent: 2em " 口腔：35．5℃—37．5℃ /p p style=" text-indent: 2em " 直肠：36．6℃—38℃ /p p style=" text-indent: 2em " 这个正常范围受到诸多因素的影响，比如体力劳动，昼夜变化，年龄增长。你可以为本人或家人在身体状况良好的情况下，在一天内多次测量体温来获得这一数据，以备需要时，作为判断发烧的参考数据。 /p p style=" text-indent: 2em " strong & nbsp 2、耳温枪使用的温度环境 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 国家标准给出的耳温枪使用环境温度为16 ℃～35 ℃。当超过16 ℃～35 ℃使用范围，准确度没有得到有效验证，误差会较大。冬季一般应当在室内测量。 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp 耳温枪是不知道标准温度的，就像数字相机不知道颜色坐标，必须作白平衡一样。耳温枪开机之后，会先测量环境温度作为基准温度；然后测量耳温。正规厂家的使用说明书上会告诉消费者，到别的温差大的房间取用耳温枪，要等大约30分钟、直到温度平衡稳定后，才能开机使用。人从温差大的外部环境回来，应滞留5分钟左右，与房间温度平衡后再测量。手持部分，必须离检测头越远越好。耳温枪使用时远离任何热源，不要在风扇口、空调下测量。除了温度变动因素，长时间手持仪器，被测人有中耳炎、耳屎、插入耳朵位置不准，电池电量不足等，也会影响准确度。 /p p style=" text-indent: 2em " 3、由于耳温枪对于热辐射十分敏感的特点，要发挥耳温枪的正常测量功能，一定要仔细阅读使用说明书，正常操作。 /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, & quot Arial Narrow& quot white-space: normal text-indent: 2em text-align: center " ------------------------------------------- br style=" margin: 0px padding: 0px " / /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, & quot Arial Narrow& quot white-space: normal text-indent: 2em " span style=" font-family: arial, helvetica, sans-serif " strong style=" margin: 0px padding: 0px " 征稿活动： /strong “红外体温检测仪技术及相关应用”主题征稿活动进行中，一经入选，将在资讯栏目发布并支付一定稿酬，并择优邀请做线上专家报告 span style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(127, 127, 127) " （新冠病毒主题研讨会---红外体温检测仪检测技术与应用现状） /span 。让我们共同努力，携手抗“疫”！ span style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(0, 176, 240) " （投稿或自荐邮箱：yanglz@instrument.com.cn） /span /span /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, & quot Arial Narrow& quot white-space: normal text-indent: 2em " span style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(0, 0, 0) font-family: arial, helvetica, sans-serif " 更多红外体温检测仪技术与应用相关资讯点击关注以下专题： /span /p p style=" margin-top: 0em margin-bottom: 1em padding: 0px color: rgb(68, 68, 68) font-family: 宋体, & quot Arial Narrow& quot white-space: normal text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/hwcwy" target=" _blank" style=" margin: 0px padding: 0px color: rgb(42, 123, 192) text-decoration-line: none background-color: rgb(255, 255, 255) !important " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/6214fb81-41dd-4869-b8d4-8361d93b54d2.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 600" height=" 171" border=" 0" vspace=" 0" style=" margin: 0px padding: 0px border: 0px max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 171px " / /a /p

浊度是一种常见的水质参数，浊度计测量的是一种水体的透明程度。通常水的浊度可以体现水质的好坏。需要注意的是，高浊度的出现并不一定意味着水有严重的问题。水的浊度水平可能会急剧改变，短期内剧烈变化而浑浊的“事件”可能是临时的，对生态系统的总体影响不大。 　　正如任何水质参数，它是很好的有历史数据的任何地方被监视，浊度趋势可以跟踪和事件的发生可捕获。这有几个原因浊度可以是一个有价值的参数获取一个水系统水质时剖面。 　　浊度计的设计依据瑞利理论和米氏定律，即IR=KNI0，式中IR为散射光光强，K为常数，N为单位体积内颗粒数，IO为入射光光强。其光学系统由一个钨丝灯、一个用于监测散射光的90°检测器和一个透射光检测器组成。其微处置器可以计算来自90°检测器和透射光检测器的信号比率。该比率计算技术能够校正因色度和/或吸光物质产生的干扰和补偿因灯光强度动摇而产生的影响，可以提供长期的校准稳定性。光学系统的设计也能够减少漂移光，进步测试的准确性。 　　在开始收集浊度数据之前，重要的是按照制造商的建议和批准的标准溶液校准。浊度计需要一个特定的距离的测量面提示注意事项，为校准的杯底避免校准过程中从杯子本身的干扰。为了节省校准解决方案，许多用户希望使用一个较小的刻度容器。不幸的是，如果使用一个较小的容器，在校准过程中一个不正确的距离将导致更高的偏移量，因为传感器将看到底部的杯子的浊度。这往往导致一系列的负面浊度特别是在低浊度环境中的实地读数。因此，听取制造商的建议非常重要。

p 　　最近在广州举行的第十三届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛上，由深圳大学推荐的“食品安全检测仪”项目获得特等奖，团中央书记处书记傅振邦会见了该项目的研发团队，给予了亲切鼓励。 /p p 　　食品安全检测仪是由深圳大学的20多名大学生研发出来的，该仪器获得了4项国家专利和1项软件著作权，并已顺利投产。项目领头人张小虎是深圳大学2011级信息工程学院毕业生，目前就读于北京大学深圳研究生院。这个年仅23岁、对新技术有着特殊敏感的大男孩，凭借食品安全检测仪技术创业开办了自己的公司，实现了从技术到应用的转化。 /p p strong 历时两年研发成功 /strong /p p 　　食品安全检测仪于2011年开始研发，那时张小虎在深圳大学读本科一年级。 /p p 　　“三鹿奶粉事件，把中国的食品安全问题再一次推向了风口浪尖。短短几年的时间，致病的瘦肉精、毒米、毒面、毒油，为什么问题一再出现?中国的食品安全问题该如何解决?”张小虎说，由于食品中的有毒物质具有多样性和微量性，传统的检测设备不能满足要求，他因此萌发了自主研发一款针对中国食品安全问题的绿色食品安全检测仪器的心思。 /p p 　　在学校的支持与老师的指导下，张小虎带领深大信息工程学院的20多名大学生开始研发这款化学分析仪器，并一直坚持了两年多的时间。“有一次，有一个不合格的氘灯电源损坏了氘灯，氘灯光源不稳定导致输出的基线数据不稳定。开始我们不知道问题在哪里，因为影响基线稳定的因素很多，我们费了九牛二虎之力才最终定位问题。中途，我们几乎都想放弃了，在老师的鼓励和帮助下，我们还是挺过来了。”张小虎说。 /p p 　　2013年底，绿色食品安全检测仪研发成功。这个仪器有两个30寸传统电视机叠加起来大小，检测时，食物样品由自动进样器进入设备，被高压泵打入色谱柱，在色谱柱中进行分离，再到达检测器的流通池，经过光电管，用24位高精度AD采集数据，电脑计算出图谱并进行比较分析，实现了一键式全程操作。 /p p 　　2014年该仪器通过了广东省计量院的测试，并获得了广东省技术监督局颁发的生产许可证，正式投产。 /p p strong 技术上实现多项创新 /strong /p p 　　这款食品安全检测仪在技术上实现了多项创新，其中用液相色谱原理设计制作更属于国际国内首创。 /p p 　　张小虎介绍，液相色谱技术由于具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用以及流出组分易收集等优点，比传统的基于分光光度法原理的食品安全检测仪灵敏度更高，定性定量分析更准确。“在检测食品中的有毒物质时，我们往往不知道有毒物质是什么，这时我们就要利用大数据的图谱分析方法，通过工作量的图谱在几千张，人工读图要花费很多时间。而我们利用自己编写的MapReduce来处理图谱数据，使用计算机代替人工大量读图。” /p p 　　食品安全检测仪目前已获得了4项国家专利和1项软件著作权。其中一项专利技术“双流通池系统”，在不降低性能的同时可大幅度降低系统成本。“这种双系统特别适用于那些要检测大量的，相同类型的样品，比如食品的原料检测等。” /p p 　　项目的开发成功让张小虎有了创业的冲动，他迫切希望能将技术予以应用，从而将技术的价值最大化。在父母的支持下，他与伙伴于2012年12月6日成立了“通用深圳仪器公司”，同时他还被聘请为深圳市分析测试协会委员。 /p p 　　而这款针对中国食品安全问题的绿色食品安全检测仪器投放市场后也颇受青睐，目前已拥有广州饲料添加剂厂、佛山富维生物饲料有限公司、广州格拉姆生物科技有限公司等几十家饲料和生物制品企业“客户”。 /p p strong 用高科技创业成功概率大 /strong /p p 　　2014年10月，张小虎被北京大学深圳研究生院录取为研究生，继续着他的学业，他的导师亦非常支持他的项目。而他的企业，从原来的3个人发展到现在的16个人，几乎都是青春勃发的大学生，其中还有一个麻省理工学院的博士。 /p p 　　“从小到大，我都希望能成为一个通过自己努力实现个人梦想、掌控自己生活的人。小到成功拆装一个玩具、读完一本喜欢的书籍，大到选择自己热爱的专业、做出几项发明专利、创办自己的公司，很幸运的是，我正按照自己的人生规划，如愿地逐步实现自己的人生目标。每当实现一个目标，我都有深深的满足感和成就感。”张小虎说，尤其当自己创办的公司做出了对人们生活质量有所促进的产品的时候，“我感觉自己的成就感不仅来自于实现个人梦想、掌控自己的生活，而更大的来自于自己对于社会的价值和意义。” /p p 　　对于未来，张小虎充满了信心：“食品安全检测设备的市场很大，全国有大小近百家生产企业，但他们用的技术大都是分光光度法原理或比色试纸原理。这两种方法的检测精度都很低，不能有效检出食品中的微量有毒物质。市场急需新的高灵敏的检测设备，我们基于液相色谱原理的食品安全检测仪会有广阔的市场空间。” 他打算以“直销”和“代理”的模式，继续推广食品安全检测仪。 /p p 　　作为一个大学生创业成功的“典型”，时常有学弟学妹追问张小虎“成功的秘诀”。他的切身体会是：“大学生创业应该具有非常强的专业知识，用高科技创业成功的概率会大得多。同时，项目开发最重要的是团队开发管理的能力和设计模式。”而创业更让他感受到了责任，也让他有了更高的目标：争取创立食品安全的行业标准，最终为解决中国现有的食品安全问题贡献自己的一分力量。 /p p /p