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根据水平角的测角原理

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根据水平角的测角原理相关的资讯

  • 科技部科学仪器重大专项评审专家谈激光跟踪仪技术及应用
    激光跟踪仪技术及应用周维虎1,周培松2,石俊凯11. 中国科学院微电子研究所2. 海宁集成电路与先进制造研究院一、引言激光跟踪仪是一种大尺寸空间几何量精密测量仪器,具有测量功能多(三维坐标、尺寸、形状、位置、姿态、动态运动参数等)、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点,是大型高端装备制造的核心检测仪器。目前,国际上主要有瑞士Leica、美国API和美国FARO三家公司生产销售激光跟踪仪。其中Leica公司凭借自身百年光学仪器制造优势,全球市场占有率最高,目前该公司主推产品型号为AT960,该仪器最大测量距离为80m,空间坐标测量精度为15μm+6μm/m,数据输出速率为1000点/秒;API公司激光跟踪仪小型灵巧,安装和校准快捷,移动方便,便于携带,目前主推产品为Radian系列,其中Radian Pro最大测量距离可达80m,三维坐标测量精度为为10μm+5μm/m;FARO公司财力雄厚,研发投入高,销售网络强大,目前主推产品为Vantage系列,其中VantageS6最大工作范围为80m,角度测量精度为为20μm+5μm/m,数据输出速率为1000点/秒。自1997年开始,国内天津大学、清华大学、中国科学院光电研究院等科研院所先后对激光跟踪测量技术及设备进行了相关研究,其中天津大学最先对单站式结构跟踪仪坐标测量系统进行了研究,并开展了测量功能实验,为激光跟踪仪的后续开发奠定了基础;清华大学对组合式多自由度跟踪测量系统进行了研究,基于三组跟踪测量系统构建空间位置姿态测量系统;中国科学院光电研究院团队(该团队于2018年划转至中科院微电子研究所)自2009年开始研究激光跟踪仪,在中科院装备项目、国家重大仪器设备开发专项、国家重点研发计划、装备发展部、国防科工局等项目的支持下,经过10余年研发和技术积累,实现了激光跟踪仪的自主研制,打破了国外技术封锁和垄断。当前,激光跟踪仪技术正向高精度、小型化、多功能、智能化等方向发展。激光跟踪仪是机器人校准的理想仪器,可以配合机器人实现高精度智能制造。高端激光跟踪仪含有大范围超清摄像头,用于测量过程断光后靶标的自动寻找和测量续接。除此之外,激光跟踪仪结合不同的测量靶标还可以实现隐藏点测量、工件局部形貌高密度扫描测量以及六自由度测量。随着激光跟踪仪在航空航天、舰船、核工业等大型装备制造中的重要性日益凸显,国内用户对仪器国产化的要求越来越高,随着中美贸易战的加剧和发达国家对我国高技术产品的打压,激光跟踪仪国产化替代势在必行。二、激光跟踪仪测量原理激光跟踪仪基于球坐标测量系进行测量,主要用于大尺寸坐标测量以及大型构件尺寸及形位误差测量,亦可对运动部件进行动态跟踪测量。2.1三自由度激光跟踪仪如图2.1所示,当激光跟踪仪工作时,激光测距系统获得靶球到仪器的精确距离r,方位编码器和俯仰编码器测角系统分别测出目标方位角A和俯仰角E,利用这三个原始测量值,就可以通过球坐标与直角坐标之间的转换关系获取空间三维直角坐标(X,Y,Z)。图2.1 三自由度激光跟踪仪原理图合作靶球在空间移动时,从合作靶球返回的一部分光会进入激光跟踪仪内部的位置检测器(PSD,Position Sensitive Detector),随着合作靶球的移动PSD将探测偏移值,跟踪控制系统根据这个偏移值控制方位和俯仰电机转动直到偏移值为零,从而达到跟踪的目的。测量组合参数(A,E,r) 经过坐标转换得到空间三维直角坐标(X,Y,Z)后,经过数据分析软件可以得到被测对象各种几何量参数。激光跟踪仪数据采集系统将测量数据发送至上位机以后,经上位机解析可以确定目标的三维尺寸、几何形貌等信息,并通过计算机实时显示并打印测量结果。2.2 六自由度激光跟踪仪图2.2 六自由度激光跟踪仪原理图六自由度激光跟踪仪为三自由激光跟踪仪的升级产品,在空间位置信息测量的基础上加入了视觉测量、光电测量和惯性测量等模块,用以获取目标空间姿态信息。首先需要建立激光跟踪仪坐标系与上述测量模块之间的转换关系,并通过视觉测量中纵向投影比不变的约束实现横滚角测量;在上述基础上,基于光束向量唯一性约束和激光准直传感原理实现方位角和俯仰角的测量,最后实现三个空间姿态角的测量;除此之外,还融入了惯性测量单元IMU的测量信息,用于动态条件下的辅助测量。三、激光跟踪仪产业和市场分析随着我国制造业产业升级和科技领域的迅猛发展,高端制造、精密制造、智能化制造成为我国未来工业和科技领域的主流方向,激光跟踪仪等精密测量仪器具有巨大的应用前景。在大尺寸精密测量领域,激光跟踪仪具有测量范围大、精度高、功能多、可现场测量等优点,取代了大型固定式三坐标测量机、经纬仪、全站仪等许多传统测量设备,在设备校准、部件检测、工装制造与调试、集成装配和逆向工程等应用领域显示出极高的测量精度和效率,激光跟踪仪已成为大尺寸精密测量的主要手段,激光跟踪仪应用领域主要包括航空航天、汽车制造、重型机械制造、重工与船舶、能源、科研、医疗等领域。根据国外市场研究机构,2017年全球激光跟踪仪市场规模为2.595亿美元,2020年全球激光跟踪仪市场规模为3.438亿美元,预计2023年有望达到5.216亿美元,2028年有望达到8.364亿美元,市场主要驱动力来自质量控制和检验、对准、逆向工程和跨行业校准的需求。按应用细分,质量控制和检验占据最大的市场份额。这是因为激光跟踪仪被越来越多地用于监控和测量跨行业的质量,如汽车、航空航天和国防。为确保客户的要求和规格,质量控制和检验是汽车、航空航天和国防工业的重要参数。为了做到这一点,这些行业主要依靠激光跟踪仪来检查和监测元器件、组装件和成品质量。激光跟踪仪在建筑产品测量、过程优化和通过快速精确测量提供解决方案方面具有精确度高和易便携等不可替代的优势。按行业细分,汽车、航空航天和国防有望引领整个激光跟踪仪市场。在航空航天和国防行业中,激光跟踪仪用于三维测量、逆向工程、武器系统、轴与导轨对准、雷达罩剖面图、飞行器传动装置,以及许多其他测量产品和服务。在航空航天行业中,激光跟踪仪最常应用于夹具部件检查和机翼部件装配。在汽车行业中,激光跟踪仪被用于自动化生产线校准、铰接线和车身部件对准、大型面板和装配主体面板测量、逆向工程、部件验证表面测量、工业机器人调整、变形和动态测量、质量控制和检验等。按地区细分,欧洲占据激光跟踪仪市场的最大份额。为了满足生产过程中的质量和安全要求,欧洲的原始设备制造商(OEMs)早已经开始使用激光跟踪仪。在汽车行业中,激光跟踪仪也得到了多种应用,例如质量检查、对准和校准。因此,日益增长的汽车行业对激光跟踪仪需求也在逐渐增加。德国、英国和法国有望成为欧洲激光跟踪仪市场的三大贡献国。亚太地区市场预计将获得最高的复合年增长率,该地区市场增长的关键驱动因素是市场参与者对新技术的日益关注和采用,这一地区已成为全球投资的焦点和业务拓展的机会。四、国产激光跟踪仪新成果及应用国内开展激光跟踪仪研发主要有中国科学院微电子研究所周维虎团队、深圳中图仪器公司、海宁集成电路与先进制造研究院等,近年来在国家和地方相关部门的支持下仪器研发取得了快速发展,主要体现在以下方面:1)与绝对测距技术相融合,提高仪器的测量精度和测量方便性。激光跟踪仪都是基于球坐标的测量系统,在没有绝对测距之前,没有测量信息冗余,测量过程中任意一个参数丢失,都直接影响测量数据的准确性。新一代激光跟踪仪都增加了激光绝对测距功能,这使得激光跟踪仪的测量信息有了冗余,保证了测量的精确性,在测量过程中丢失部分信息依然可以完成测量工作;同时,由于被挡光时不需要重回基准点复位,这也提高了使用方便性和测量效率。2)与视觉测量系统相结合,实现六自由度测量功能。激光跟踪仪与视觉测量系统相结合不仅能精确定位目标的三维位置,而且还能通过配合特定的靶镜对目标的空间三维姿态进行检测。不仅如此,视觉测量系统还可以识别目标靶镜,保证光路中断后可以通过视觉方式重建测量光路,且无需用户介入。3)测量靶镜多样化。针对三自由度、六自由度等测量需求需要提供不同的测量靶标,另外,仪器还配有隐藏点靶标、扫描测头等附件,使仪器具有隐藏点测量功能和局部区域扫描功能,不仅使仪器测量复杂结构的能力大大提高,还拓展了系统的通用性。4)自我诊断功能。精密测量要求仪器在各种测量环境下保证稳定的工作状态,所以仪器在测量中对自身状态的检测和诊断显得特别重要,自我诊断能在系统工作时实时显示系统的状态,排除微振、升温、光强不足等因素带来的影响。5)飞秒激光频率梳测距技术。飞秒激光频率梳绝对测距技术能够实现大量程、高精度和快速测量三者的完美统一,是激光测距领域的重大突破,有望为大型零部件外形测量、大型设备装配对接,尤其是未来空间任务提供新的技术支撑,在激光跟踪测距、高精度激光雷达测距、卫星编队位置测量、导航星间链路测距、深空探测、引力波测距等领域具有广阔的应用前景。6)组网协同测量技术。针对大型复杂设备装配测量中被测目标尺寸较大或者存在遮挡,单测站难以完成测量任务的难题,通过激光跟踪仪多次设站或者利用多台跟踪仪组网可实现对于大型复杂装备的测量。组网测量技术基于空间多公共点约束,建立激光跟踪仪多测站平差模型,利用平差的权重、约束条件等进行多测站空间位置和姿态的解算,同时求解出所有被测点的三维坐标,得到空间被测物体关键尺寸和特征信息的最优解。7)功能强大的测量软件。激光跟踪仪软件是测量系统的重要组成部分之一,系统软件通过TCP/IP通讯与硬件进行实时数据交互,对硬件上传的数据进行处理和分析,并控制硬件系统执行相应的测量等控制指令。软件系统为用户操作提供人机交互接口,通过数据库管理可实现用户对测量数据的编辑和输入输出等操作,在此基础上通过三维显示操作可面向用户实现测量数据和拟合数据的直观显示和交互操作。为了进一步提升系统测量精度,激光跟踪仪软件系统利用误差补偿算法对激光跟踪仪测距、测角和几何误差进行实时修正,结合激光跟踪仪硬件系统实现大型复杂工件或设备的高精度测量。近年来由中国科学院微电子研究所和海宁集成电路与先进制造研究院共同组建的研发团队(以下简称该团队)致力于实现激光跟踪仪国产化。该团队在激光跟踪仪领域取得了一系列具有自主知识产权的研究成果,共申报发明专利45项(已授权32项),软件著作权5项,发表研究论文130余篇。 2020年激光跟踪仪成果通过了中国仪器仪表行业协会组织的成果鉴定,鉴定委员会认为:“本研究成果技术难度很大,创新性很强,取得了多项自主知识产权。整体达到国际先进水平,研制的激光跟踪仪填补国内空白,飞秒激光跟踪仪属国际首创,其中绝对测距精度、断光续接精度达到国际领先水平。”该成果于2020年分别荣获中国机械工业技术发明特等奖、中国计量测试学会科技进步一等奖。该团队目前主推三自由度激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF、六自由度激光跟踪仪ICAM-LT-6DOF如图4.1所示。图4.1(a) ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪图4.1(b) ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪与ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪的主要技术指标如表4.1和表4.2所示。表4.1 ICAM-LT-3DOF型激光跟踪仪主要技术指标指标参数最大测量范围(半径)80m空间坐标测量精度15μm+6μm/m水平角测量范围±320°垂直角测量范围-45°~+60°数据采集速度1000 点/秒跟踪速度>4m/s表4.2 ICAM-LT-6DOF型激光跟踪仪主要技术指标指标参数空间坐标测量范围(半径)80m空间坐标测量精度15μm+6μm/m姿态测量范围(半径)25m姿态测量精度≤0.05°水平角测量范围±320°垂直角测量范围±145°角度测量误差≤1’’数据采集速度1000 点/秒跟踪速度>4m/s截至目前,该团队研制的国产激光跟踪仪已在航天五院514所、航空304所、武船公司、中科院高能所、中科院国家空间科学中心、航天科工集团三院三十一所等多个科研院所和企业进行了应用。1)航天领域应用图4.2 激光跟踪仪在航天五院514所应用激光跟踪仪在航天五院514所进行了如下应用:① 紧缩场结构测试:完成紧缩场实验室结构测量,测得最大反射面尺寸10m×15m,最大测量距离35m,最高公差1mm;② 卫星壳体焊接工装结构测量:完成典型零件测量,测得工件尺寸1.5m-3m,测量距离:10m,最高公差0.2mm。在上述测量工作中,使用激光跟踪仪突破了传统测距在测程、精度和测量速度方面难以协调的瓶颈,提高了卫星和空间有效载荷的制造及组装精度。2)航空领域应用图4.3 激光跟踪仪在航空304所应用激光跟踪仪在航空304所进行了如下应用:① 航空工装测试:坐标不确定度达0.05mm,满足航空制造对精度溯源要求;② 飞机水平飞控部件姿态测量:位置传感器测量精度在线校准精度达0.018mm。在上述测量工作中,使用激光跟踪仪主要解决了两个问题:① 解决了大尺寸航空工装测量问题,提供了可供溯源的依据和测量基准,为数字化制造提供了可靠的计量保证;② 解决了飞机水平飞控部件姿态测量问题,实现了飞机部件姿态高精度高效率数字化测量,为航空制造安全提供了保障。3)船舶领域应用图4.4 激光跟踪仪在武船公司应用在船舶领域中,激光跟踪仪在武船公司进行了如下应用:① 与API激光跟踪仪测试数据进行比对,验证本激光跟踪仪的准确性、可靠性、稳定性、可操作性等综合性能;② 对船台建造过程中的分段结构外形尺寸、装配尺寸、位置偏差等进行了测量,突破了大尺寸测量仪器三维坐标测量方法关键技术。根据应用结果,在船舶领域应用激光跟踪仪,建立了相应的应用方法/规程,可逐步推广到船舶建造其他阶段,为船舶建造精度控制提供新的方向。4)大科学装置应用在大科学装置方面,激光跟踪仪在中科院高能所进行了如下应用:① 对北京正负电子对撞机储存环部分设备进行了准直调整,调整精度达0.1mm;② 在中国散裂中子源建设过程中,对隧道控制网进行测量,相对点位测量精度0.08mm,绝对点位测量精度0.05mm。图4.5 激光跟踪仪在中科院高能所应用在上述测量测试工作中,使用激光跟踪仪主要解决了两个问题:① 利用标准杆进行空间测量,大跨度搭接测量控制网,提高了控制网测量精度和效率;② 采用边长法进行高精度设备标定,彻底消除了测角误差的影响,提升了大科学装置安装精度。此外,该团队研发的激光跟踪仪还广泛应用于机器人磨削、航天钻孔及铣削、机器人校准等场景中,如图4.6所示。图4.6 激光跟踪仪在机器人场景的应用机器人磨削(左),航天钻孔及铣削(中),机器人校准(右)随着现代工业技术的迅猛发展,高端制造业对设备尺寸及空间位置精度要求越来越严苛,激光跟踪仪作为最先进的三坐标精密测量仪器之一,将为工程技术及科学研究大尺寸精密测量提供有效的解决方案。(点击图片查看专题)
  • 毫感科技获数千万Pre-A轮融资,聚焦4D高分辨率毫米波雷达
    2024年1月,4D高分辨率毫米波雷达研发商苏州毫感科技有限公司(以下简称“毫感科技”)已完成数千万元Pre-A轮融资。本轮融资由欣柯创投领投。天眼查信息显示,自2021年7月成立至今,毫感科技已累计完成三轮融资。欣柯创投表示,期待与毫感科技共同见证4D毫米波雷达在自动驾驶领域的全面普及。毫感科技产品定位于高通道数的4D成像雷达芯片,主要专注在两个方向。一个是高性能的MMIC,主要适用于前向的探测,提供高分辨率以及长距离的探测;另一个是高集成度的SOC,可降低成本,作为前向或者环视雷达,应用于辅助驾驶、自动泊车等。4D成像雷达是一种延伸的毫米波技术,能够在高速公路和复杂的城市场景中,探测距离达300米的各种物体。对比传统雷达,4D成像雷达增加了对目标高度维度数据的探测和解析,在探测距离、速度、水平角三个维度之上还能给出俯仰角信息,可以实时追踪物体的运动轨迹,更具备“成像”能力。此外,从目前来看,对比激光雷达,4D成像雷达的成本优势也较为突出。基于上述这些优势,业界针对L2+级别智能驾驶,已经逐步出现“弱硬件强算法”的4D成像雷达视觉方案替代“强硬件弱算法”的激光雷达方案的声音。当然,也有不少业内人士表示,随着自动驾驶往更高级别发展,仍需要激光雷达进行加持,未来多传感器融合方案将是必然。尽管当前整个4D成像雷达市场仍处于发展的早期,但是由于汽车行业竞争越来越激烈,降本增效压力也变得愈发突出,这也进一步促进4D成像雷达市场以飞快的速度成长。事实上,回顾刚刚过去的2023年,不难发现毫米波雷达赛道的热情就一路高涨,这也直接反映在资本市场上。据不完全统计,算上最新获得融资的毫感科技,从2023年以来,国内至少已有10家4D毫米波雷达企业获得融资,已披露融资总额远超十亿元。值得一提的是,2023年8月,国内“激光雷达第一股”禾赛科技CEO李一帆还出手投资了4D雷达新创公司傲图科技,可见该细分市场的热度不一般。从全球范围看,像是高级辅助驾驶巨头Mobileye近几年一直在大力研发4D成像雷达芯片以及系统方案,特斯拉2023年也在HW4.0上面安装了自研的4D成像雷达模组。2023年以来,包括吉利、红旗、长安、上汽、比亚迪、理想等多家车企宣布定点或上车4D毫米波成像雷达。
  • 来因科技新品|根系分析仪参数介绍
    一、 根系分析仪用途:IN-GX02根系分析系统是一套用于洗根后专业根系分析系统,还可以用于根盒培养植物的根系表型分析,可以分析根系长度、直径、面积、体积、根尖记数等,功能强大,操作简单,软件可分析植物根系的形态分析及根系的整体结构分布等,广泛运用于根系形态和构造研究。来因科技根系分析仪产品链接→https://www.instrument.com.cn/show/C363158.html二、 根系分析仪原理:IN-GX02根系分析系统利用高质量图形扫描仪获取高分辨率植物根系彩色图像或黑白图像,该扫描仪在扫描面板下方和上盖中安装有专门的双光源照明系统,并且在扫面板上预留了双光源校准区域。此外,还配备有不同尺寸的专用、高透明度根系放置盘。扫描时,扫面板下的光源和上盖板中的光源同时扫过高透明度根盘中的根系样品,这样可以避免根系扫描时容易产生的阴影和不均匀等现象的影响,有效地保证了获取的图像质量。本软根系分析软件可以读取TIFF,JPEG标准格式的图像。针对获取的图像,利用插入加密狗解密的软件,对扫描获得的高质量根系图像进行分析。采用非统计学方法测量计算出交叉重叠部分根系长度、直径、面积、体积、根尖等基本的形态学参数。从而满足研究者针对植物根系不同类别和层次的研究。三、根系分析仪技术指标:1、配光学分辨率4800×9600、A4加长的双光源彩色扫描仪。根系反射稿幅面为355.6mm×215.9mm,透扫幅面为320.0mm×203.2mm,最小像素尺寸0.005mm×0.0026 mm。2、可分析测量:(1)根总长;(2)分支频率;(3)根平均直径;(4)根直径中值;(5)最大直径;(6)根总面积;(7)总投影面积;(8)根总体积;(9)根尖计数;(10)分叉计数;(11)交叠计数;(12)根直径等级分布参数;(13)可不等间距地自定义分段直径,自动测量各直径段长度、投影面积、表面积、体积 等,及其分布参数。(14)能进行根系的颜色分析,确定出根系存活数量,输出不同颜色根系的直径、长度、投影面积、表面积、体积。(15)能进行根系的拓扑分析,自动确定根的连接数、关系角等,还能单独地自动分析主根或任意一支侧根的长度、面积、体积等,可单独显示标记根系的任意直径段相应各参数(可不等间距地自定义)。(16)能用盒维数法自动测根系分形维数。可分析根瘤菌体积在根系中的占比,以客观确定根瘤菌体贡献量。(17)大批量的全自动根系分析,对各分析结果图可编辑修正。(18)能做根系生物量分布的大批量自动化估算。(19)向地角分析、水平角分析、主根提取分析特性。(20)各分析图像、分布图、结果数据可保存,并输出至Excel表,可输出分析标记图。(21)仪器有云平台支持,可将分析数据保存到云端随时随地查看。四、根系分析仪图像扑捉系统参数扫描元件: 6线交替微透镜CCD最大幅面: A4接口类型: USB2.0光学分辨率(dpi): 6400x9600dpi最大分辨率12800×12800dpi最小像素尺寸≥0.005mm×0.0026 mm扫描光源白色冷阴极荧光灯CCFL、色彩位数48位扫描范围216×297mm扫描速度反射稿、A4、300dpi:单色11秒,彩色14秒胶片扫描、35mm,2400dpi:正片:47秒,负片:44秒五、根系分析仪标准配置1、植物根系分析系统软件U盘及软件锁1套2、光学分辨率4800×9600、A4加长的双光源彩色扫描仪1台3、根系成像盘3个六、根系分析仪其他1、本产品需使用电脑,推荐选配:品牌电脑(酷睿i5九代以上CPU / 16G内存/ 21.5”彩显/无线网卡,4个以上USB2.0口,运行环境Windows 10完整专业版或旗舰版)。2、可选配A3幅面双光源彩色扫描仪。反射稿扫描幅面305mm × 431.8mm,根系透扫幅面304.8mm × 406.4 mm。
  • 浙江省计量院圆满完成全站仪测距精度校准能力全国计量比对
    近日,浙江省计量院圆满完成由中国计量科学研究院组织的国家计量比对项目“全站仪测距精度校准能力计量比对”,省计量院5个测段的比对结果|En|值均小于0.5,比对结果满意。全站仪,即全站型电子测距仪,是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。广泛应用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量、变形监测领域,因此全站仪测距量值的准确可靠至关重要。此次比对在中国计量院昌平基地进行。比对期间,浙江省计量院克服沙尘暴恶劣天气,积极采取比对措施,确保比对工作井然有序、圆满完成。此次计量比对反映了省计量院计量工作水平稳定可靠、人员技术能力扎实,可确保我省全站仪测距数据准确可靠,能够为我省大型建筑、地下隧道施工以及变形监测等领域安全生产保驾护航。浙江省计量院每年为数百家企业、科研院所提供全站仪测距测角技术服务,并依托高精度测绘地理信息装备测量能力为企业解决设计、研发、生产过程中遇到的测量难题,发挥计量引领作用。
  • 福建省计量院“全站仪测距精度校准能力计量比对”中取得满意结果
    福建省计量科学研究院始建于1960年,现隶属于福建省市场监督管理局,是福建省属社会公益型科研事业单位,是依法设置的全省最高法定计量检定机构。承担国家法定计量检测任务,同时开展计量技术研究,为促进产业创新、提升产品质量提供技术支撑。   日前,由中国计量院作为主导实验室的国家计量比对项目“全站仪测距精度校准能力计量比对”结果公布,福建省计量院5个测段的比对结果|En|值均小于1,比对结果满意。   此次比对在中国计量院昌平科研基地进行,全国共有13个省市的计量和测绘实验室参加比对。通过比对验证了福建省计量院标准长度基线场稳定可靠,人员的技术能力突出,从而可确保我省全站仪测距的准确可靠和量值统一,能够为我省桥梁、隧道、港口、码头等大型工程建设安全生产保驾护航。   全站仪,即全站型电子测距仪(Electronic Total Station),是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生。   全广泛应用于测绘、勘测、建筑施工等领域,仪器距离测量准确与否直接关系到工程建设质量和施工运行安全。福建省计量院长度所每年为数百家企业、科研事业单位提供全站仪测距测角技术服务,依托该院的标准长度基线场着力为企业解决了长距离激光测距中存在的难点问题,同时为企业研发新产品、产品升级、技术提升提供技术咨询与测试服务。
  • 2020珠峰高程测量启动,国产测绘仪器担主角
    p   5月初,中国2020珠峰高程测量正式启动。测量登山队由国测一大队和中国登山队组成。高程测量即海拔测量。今年是人类首次从北坡成功登顶珠峰60周年、中国首次精确测定并公布珠峰高程45周年,开展此次珠峰高程测量具有重要的历史意义。自然资源部组织了中国测绘科学研究院、陕西测绘地理信息局及中国地质调查局等单位编制珠峰高程测量技术设计书和实施方案。根据方案,本次测量将综合运用GNSS卫星测量、精密水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、天文测量、卫星遥感、似大地水准面精化等多种传统和现代测绘技术,精确测定珠峰高程。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/cfa49acc-84f4-4ef8-abfc-58a378b57f74.jpg" title=" 0506news pic2.jpg" alt=" 0506news pic2.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 珠穆朗玛峰 /strong /p p   据了解,本次珠峰高程测量工作将重点在以下几方面实现技术创新和突破:一是依托北斗卫星导航系统,开展测量工作 strong 二是国产测绘仪器装备全面担纲本次测量任务 /strong 三是应用航空重力技术,提升测量精度 四是利用实景三维技术,直观展示珠峰自然资源状况 五是测绘队员登顶观测,获取可靠测量数据。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/uepic/d225e173-285e-45dd-93d2-05c0dcccfde7.jpg" title=" news0506.jpg" alt=" news0506.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 珠峰高程测量队员扛着仪器前往测量点 /strong /p p style=" text-align: right " span style=" font-size: 14px " strong (图片来源:新华社) /strong /span /p p   测绘仪器,简单讲就是为测绘作业设计制造的数据采集、处理、输出等仪器和装置。一般包括各种定向、测距、测角、测高、测图以及摄影测量等方面的仪器。常见的测绘仪器有测量水平角和竖直角的经纬仪;测量两点间高差的水准仪;地面人工测绘大比例尺地形图的平板仪;用电磁波运载测距信号测量两点间距离的电磁波测距仪;快速进行测距、测角、计算、记录等多功能的全站仪;将陀螺仪和经纬仪组合在一起,用以测定真方位角的仪器陀螺经纬仪;装有激光发射器的各种激光测量仪器;利用连通管测定两点间微小高差的液体静力水准;由摄影机和经纬仪组装而成的供地面摄影测量野外作业用的摄影经纬仪;用于测定立体像对上同名点的像片平面直角坐标和坐标差(视差)的仪器立体坐标量测仪;用于地籍测量和空中三角测量,可获取数字地面模型、断面图、进行地面摄影测量以及修测更新地图立体测图仪和将具有倾斜和地面起伏的中心投影相片变换成正射影像图的正射投影仪等。 /p p   此次珠峰高程测量的成果可用于地球动力学板块运动等领域研究。精确的峰顶雪深、气象和风速等数据,将为冰川监测、生态环境保护等方面的研究提供第一手资料。GNSS测量、水准测量、重力测量的成果结合以前相关资料,不仅可以准确地分析目前地壳运动变化影响情况,同时也可为后续的似大地水准面模型建立提供准确的重力异常数据。重力测量成果可用于珠峰地区区域地球重力场模型的建立和冰川变化、地震、地壳运动等问题的研究。 /p
  • 多普勒流量计类型比较
    声学多普勒的水流测量系统是水与废水行业中的主要工具,不仅测量水流速度,还可以测量水位以及计算流量(排放量),并且测量数据的输出格式可轻松实现上传到商业数据记录器、SCADA系统、PLC以及远程遥测设备。仪器常用到名称如下:# ADFM–声学多普勒流量计# ADVM–声学多普勒流速# AVM–面积流速型流量计#“超声波”流量计上述术语有时可以互换使用,如“多普勒”。但并非所有多普勒系统均采用相同的工作方式,用于流量测量的多普勒系统大致可以分为两类:连续波 (CW) 和脉冲。SonTek声学多普勒系统(例如SonTek-IQ)就是脉冲多普勒,连续波式或脉冲式多普勒是否适合于特定场所将取决于环境因素和精度要求。价格通常被视为连续波式与脉冲式多普勒流量计之间的主要区别,有时这也是选择仪器时最重要的考量。然而,对大多数操作人员和管理人员而言,了解技术差异及其在野外环境的意义将有助于作出明智的选择,同样关系到设备操作、数据质量保障和未来的决策。本技术说明旨在从实践的角度阐明某些重要的技术差异。声学多普勒流速测量系统采用多普勒频移的物理原理来测量水流速度。多普勒原理指出了,如果声源相对于接收器运动,则接收器处的声音频率会与发射频率相偏移。请注意,多普勒系统实际上并未直接测量水流速度,而是测量悬浮在水柱中的散射颗粒的速度,并假设颗粒的运动速度与水流速度相同。如果没有反射信号的散射颗粒,则多普勒系统将无法测量速度。反射信号的振幅将随着水中散射颗粒的密度、颗粒材料及其在发射频率下的声波反射率以及与换能器的距离而变化。传输的声波信号从换能器呈几何图形传播,而且声音也被水所吸收。传输损耗与系统范围的平方成正比,而反射信号强度降低到系统噪声等级的距离决定了最大测量范围。需要注意的是此类多普勒系统无法直接测量流量(排放量)。流量是基于测得速度、测得水位和渠道截面积而计算出的参数。由于系统仅测量声波所在的渠道的部分水流速,因此使用教科书理论模型或特定于地点的校准(指标流速率定)将仪器测得的速度与平均流速相关联。然后将平均流速 (V) 乘以渠道截面积 (A) 以求出流量值 (Q=VA),其中渠道截面积由用户提供的有关渠道几何形状、仪器位置以及所测水位的信息所确定。因此,流量的准确度部分取决于估算流量时,渠道流速分布的信息量。以下是笔直且洁净的混凝土衬砌运河(显示的典型现场照片)中不规则速度分布的部分示例,这是在SonTek-IQ的开发过程中使用FlowTracker手持式ADV系统在密集间隔的离散单点中测得的流速:如示例中所示,渠道中的速度分布通常是不均匀的,并且边界层(如渠道的底部或侧面)附近的速度通常明显较低。仪器常用到名称如下:# 由于速度数据中的任何误差都会导致计算出的流量出现误差,因此仪器的速度测量精度至关重要。# 用户给出的渠道几何形状和仪器位置的误差将导致计算出的流量出现误差。# 将仪器测得的速度与平均流速相关联的方法将影响所计算出的流量的精度。多普勒原理同其他原理比较时,“多普勒”概念容易被默认为成“连续波”,这种误解会导致混淆和歪曲。由于多普勒的脉冲和连续方式是完全不同的,因此了解引用哪种多普勒方法总是重要的,本节将对此进行解释。连续波系统通常是单波束解决方案,这意味着采用单波束来接收声波信号。如果多普勒系统没有被定位为“脉冲”、“剖析”或“距离选通”仪器,则通常默示其为连续波系统。连续波系统最常使用独立的发射和接收换能器,从而发射相对于水深的长声脉冲。本质上,系统将连续信号发射到水中,同时监听信号反射。因此,接收的信号是沿声束范围里,所有散射介质的反射信号振幅与相位组合,任何空间信息都是未知的,因为不可能将特定回声信号与沿波束的对应位置关联。尤其是在浅水区,有些连续波系统更容易测量到从水面或河床反射的信号,因为连续波系统不跟踪反射来自哪个位置。这些错误的边界反射会给真实的测量带来明显的噪声和偏差。脉冲式多普勒系统(如SonTek-IQ)在水中传输短的声波脉冲,然后分段侦听反射信号,依据脉冲传输后的时间转换成脉冲在水中的传播距离,从而确定了作为信号源颗粒的位置。通过测量发射脉冲后的特定时间内反射的声波信号,系统能够测量水速的剖面,其中的水柱分成多个深度单元(也称为距离单元或层)。在每个单元中,水速是根据测量的声学数据计算的。这样做的效果是提供了从底部到水面的许多离散的、紧密间隔的测量数据。一些脉冲多普勒系统将报告来自单个测量单元的流速,而不是输出测量的剖面流速。也就是说,他们在得到速度剖面后计算平均速度。由于每个脉冲多普勒换能器既是发射器又是接收器(称为“单站”),因此系统在发射信号后必须等待一小段时间,以便有时间从系统中清除发射脉冲。这种暂停会在系统旁边产生一个无法收集数据的区域,这被称为“盲区”。SonTek-IQ系统具有四个用于测量水流速度的换能器:两束与测量上游和下游的系统的轴线对齐两束对系统侧面进行测量的偏斜波束因此,SonTek-IQ可以解释整个渠宽上某些水平速度的变化。另外,除压力传感器外,还具有一束用于精确测量水深的声束。连续波 (CW) 多普勒系统通常使用单声束来接收已被水中悬浮颗粒所反射的信号。通常,将系统置于渠道、管道或水流的中间,这意味着要测量的水流速度处于仪器前方的渠道中心。有些型号集成了用于测量深度的压力传感器。脉冲多普勒系统使用两个或多个声束来接收已被水中悬浮颗粒所反射的信号。声束被进一步“划分”为可测量整个水柱中各层水流速度的离散单元。对于SonTek-IQ,共有四束声束-一束在渠道中心朝向上游,一束在渠道中心朝向下游,一束偏斜声束朝向渠道右侧,一束偏斜声束朝向渠道左侧。SonTek-IQ还具有用于测量水深的第五束声束以及压力传感器。SonTek-IQ Plus版本提供了流量监测解决方案,适用于深度最大为5m的较大运河和自然环境。具有在水平和垂直方向跨渠道采集小至2cm的单元中的速度分析数据的功能。连续式多普勒系统连续、同步收发的运行方式,其中一个影响称为范围偏置。由于传输的信号与系统的距离越来越弱,因此距离传感器较近的粒子的声学反射对接收信号的影响将大于距离较远的信号。如果通道中的速度分布均匀,则靠近传感器的散射粒子的影响就无关紧要了。但如前所述,通道中的速度通常不均匀。位于发射端附近的散射颗粒产生的更强信号影响,会导致对离系统更近的声波反射产生范围偏差。由于声传输损耗(衰减、吸收),测距偏差问题随着渠道深度的增加而增加。■ 因此由于最大速度通常出现在水面下方,连续波系统的最大渠道深度会受到限制。例如,在水面附近可能存在对实际总流量有着重大影响的高流速情况,但是来自近水面速度的信号输入可能比来自靠近底部的较慢速度的信号输入要弱。通常情况是,底部沉积物浓度较高或颗粒较大,因此具有较强的反射特性。更为复杂的是,这种偏差会随着时间和条件而变化。散射颗粒通常在整个水柱中分布不均匀,并且不同材料的颗粒将具有不同的反射特性。例如,矿物沉积物将具有不同于絮凝剂的散射和反射特性,并且水柱中是否存在沉积物云团及其位置都能够引起幅值不断变化的偏差。在高动态的环境条件下。■ 因此即使在不同流量下校准连续波系统的做法,也可能无法解释和满足存在的众多未知变量。脉冲多普勒系统不受测距偏差的影响。由于系统专为测量精确定时的、以空间为参考的速度数据而设计,因此诸如SonTek-IQ类的脉冲多普勒系统通常会提供更高的速度精度、更高的速度范围和深度范围,从而可以计算出准确的排放量(流量)数据。■ 因此脉冲多普勒系统被认为在更大范围的条件下,尤其在因水力学、水质、颗粒大小和成分而变化的环境中,有更高的可靠性。多普勒流量计(如图所示的SonTek-IQ)根据从水中颗粒反射回来的信号来测量水流速度。通常,水流速度(由箭头表示)随深度和与边界的距离而变化,从而形成速度(流量)剖面(由曲线表示)。对于诸如SonTek-IQ之类的脉冲多普勒系统,颗粒的形状、大小和在水中的分布不会使速度测量结果产生偏差,因为每个测量结果均由在水柱中多个已知位置进行的多次测量组成。即使条件发生变化,脉冲多普勒系统也会捕获速度剖面信息。当流量发生变化或颗粒浓度随每日、季节性或运行因素而变化时,这将获得更精确的测量结果。由于连续波系统缺乏检测流量剖面的能力,因此通常依赖于流量校准,对于每种新的流量或颗粒条件,都可能需要重新校准。SonTek-IQ在意大利普利亚地区Vasca Tavoliere的部署示例。该定制安装架是由Consorzio di Bonifica della Capitanata设计的,旨在安全高效地维护仪器。声学多普勒流量计的典型硬件组件。连续波 (CW) 和脉冲多普勒系统均可采用一体或分体式配置。脉冲多普勒SonTek-IQ(左图)由包含传感器、处理和通讯电子设备的单个单元组成。大多数连续波系统由两个组件组成,传感器通过电缆连接到装有处理和通信电子设备的顶盒。多普勒仪器的波束角(声束“向上投射”到水中的角度)取决于制造商和某种型号。由于波束角会影响本仪器的有效测量范围,因此是一个重要参数。SonTek-IQ采用与垂直方向成35°的波束角,这意味着波束更为垂直。相反,许多连续波系统采用更为水平的波束角,例如与水平方向成20°角。当以更大的水平角度发送时,声脉冲在到达水面之前有着更长的传播距离,传播距离越长,连续波系统的信号越易衰减。在某些情况下,较深的水环境可能导致信号强度不足以测量水柱的中层或上层。某些连续波型号在低功率设置(首先产生较弱的信号)下运行,这进一步增加了在较长距离下信号丢失的可能性。■ 因此在较高的水位下,较大的水平波束角会使测量结果偏向靠近河床的水流速度。同样,通常会针对此类偏差或无法测量的区域校准连续波传感器,但如果环境条件不够稳定,则水深、流态或颗粒条件的任何变化(无论好坏)都会影响信号衰减,因此需要更改校准以保持数据准确性。由于连续发射和接收信号,连续波系统通常具有最小盲区要求极低的优势。■ 因此连续波系统可以在比脉冲多普勒系统更浅的深度进行测量,具体取决于换能器的设计和尺寸。此外,连续波系统通常采用分体两件式设计,并使用一根小型水下传感器电缆将其连接到位于水面某处的大盒子上。由于可以将处理电子设备、记录器和通信模块放置在较大的顶侧盒中,因此可以将水下传感器外壳作得更小,并且可以在较浅的深度进行测量。脉冲多普勒系统可以采用一体或分体式设计。SonTek-IQ是单个单元,只需连接到外部电源即可运行。但是,由于系统包含处理电子设备和内部记录器并采用了更多的声换能器,因此其尺寸可能比大多数连续波设计中可能采用的小型水下传感器要大。此外,如前所述,诸如SonTek-IQ类的脉冲多普勒在传感器面附近设计了最小的盲区。有时,与连续波式多普勒相比,脉冲式多普勒对操作深度的要求更高。
  • 高科技“神器”助力现代考古
    在四川省广汉市三星堆遗址,文保人员操纵专业设备对5号“祭祀坑”内进行显微观察。 新华社记者 王曦 摄100年前,也是在这样的深秋,位于河南省渑池县的仰韶村遗址迎来科学发掘的第一铲,中国现代考古学也由此发轫。  如今,走过百年历程。在仰韶文化发现和中国现代考古学诞生100周年之际,习近平总书记致信祝贺,希望广大考古工作者增强历史使命感和责任感,更好展示中华文明风采,弘扬中华优秀传统文化。  说起考古,不少人想到的,是一把铁铲、一把刷子、一个卷尺、一台显微镜… … 然而,随着科学技术的发展,考古早已不是我们想象中的模样。  取而代之的,是半空中嗡嗡作响的探测无人机,是自带监控及预警系统的考古大棚,是碳十四测年、DNA分析等技术在价值阐释中的广泛应用… …   那么,当考古遇上科技,将会碰撞出什么样的火花?那些出土的千年文物,又如何为我们“讲述”古老的故事?  遥感技术、数字技术、智能技术… … 考古探测更精准更高效  “沉睡三千年,再醒惊天下。”今年,被誉为“20世纪人类最重大考古发现之一”的三星堆遗址再次惊艳世界。  前不久,三星堆遗址祭祀区阶段性重大考古成果对外公布,再度引发了大众的关注。  截至9月5日,8号坑已提取文物4288件,其中铜器3508件,金器345件,玉器253件… … 如此详实的文物统计数据背后,离不开科技助力。  记者了解到,为方便后续研究,自中国考古学诞生伊始,给文物“上户籍”——对每一件文物进行细致的编号和信息采集,就成了考古工作的标配。  过去,受技术限制,每一件文物的“户籍”信息有限。而如今,借助电子全站仪,考古人员便可获得一件文物的高精度三维坐标。  电子全站仪是近年来在考古工作中使用的一种新型测绘仪器,可采集水平角、竖直角、倾斜距离三种基本数据,通过内部微处理器计算,可得到坐标、方位角、高差等数据。电子全站仪的使用方便、精准,也带来了考古工作思路的转变。  这只是科技助力考古探测的一个例子。  测绘、勘探是现代考古工作中重要环节。如今,遥感技术、数字技术、智能技术等在考古探测中应用广泛。  天上遥感纵览全局。此前,中国空间技术研究院的科研人员,就利用无人机航拍以及空间数据建模等遥感技术,加上实地探测,收集了陕西秦陵遗址约60平方公里的地表信息。通过在电脑里建立地表模型,对碎片、色彩、场景等进行复原,并结合已有的秦汉建筑和地宫模型,复原了秦始皇帝陵地貌,甚至可以根据遥感信息中细微的人类生存痕迹,还原古代护陵人的生活轨迹。  据有关考古学家介绍,相比地面的考古勘察,卫星、飞机等遥感技术提供了不一样的视角,也提供了不可替代的信息。“遥感考古多使用可见光、红外光等成像方法,站得高看得广,可以获取大面积的影像资料。根据不同物体的电磁波特征,可能会发现城址、河道等大型遗存。”  前不久,在西安咸阳国际机场三期扩建考古工地,一种新一代考古预探测智能机器人开展了部分应用实验。  “这是一种柔性机器人,尺寸小、身体柔性高、通过能力强,可用于识别深埋于地下的遗存环境及种类等,是考古发掘前的预探测。”国家重点研发计划“文物出土现场应急保护技术体系研究”项目负责人、陕西省考古研究院副院长赵西晨告诉记者,柔性机器人形似蜈蚣,集照明、温湿度及气体检测、摄像等功能于一体,可对地下环境进行初步的图形记录和信息采集。借助它,可以提高遗存信息获取的精度以及对出土文物保护的针对性。  先进理念和科技带来的,不仅是让探测更加精准,也更加高效。  此前,在雄安考古中,装载激光雷达测绘系统的无人机,让海量数据瞬间获得,所生成的地图上,屋舍、街巷、河流、田地的形状位置大小等一目了然,联合考古队很快完成雄安新区起步区测绘。  以前需要手动布置三四天的探方,如今通过三维定位测量仪器仅需1小时就能完成,通过实景三维建模软件,半个小时就能生成三维实景影像图。  考古方舱、移动实验室、3D打印… … 最大限度保护出土文物  预防性保护体系、环境监测系统、考古智慧云台… … 今年的三星堆遗址发掘,被誉为是“一场高科技助力的多学科‘综合考古’”。  据参与1986年三星堆遗址发掘的一位当地村民回忆,他们当时发掘2号坑时,只是用竹竿搭建了一个围栏。挖掘出的文物用纸包住后放进木制箱子里运走… … 与以前不同,此轮发掘,工作人员借助高科技手段给发掘坑盖起了“空调房”,做到了对文物最大限度、最优方案的保护。  在考古现场,工作人员不仅搭建了2000余平方米的大棚来阻挡风吹日晒雨淋,而且还为6个新发现的祭祀坑搭建了透明房子——“考古方舱”。这是我国首次采用“考古方舱”。方舱内,空气智慧调控系统让舱内的温度、湿度可调可控,甚至可以密切跟踪舱内的二氧化碳、二氧化氮含量,随时进行空气净化,给予出土文物最佳保护环境。  与此同时,每个方舱里还配备了集成发掘平台,并设置有多功能考古操作系统,采用了平行桁架、自动化载人系统等装置,实现出土文物调运的功能。据介绍,考古人员进入方舱要“全副武装”,工作平台可以像吊篮一样让穿着防护服的考古人员在坑内悬空作业,以此减少发掘坑中的文物和填土受到污染。  此外,发掘现场还备有应急分析实验室、微痕应急保护实验室、有机实验室、无机实验室、文保工作室、考古工作室等。  针对出土现场遗存保护需求,国家重点研发计划“文物出土现场应急保护技术体系研究”项目研究成果也在三星堆此轮考古发掘中得到示范研究。  据赵西晨介绍,项目团队在考古现场打造了文物保护移动实验室,依托移动实验室搭载的技术设备和综合信息管理平台,对遗址区3号坑出土的青铜尊、青铜面具等器物进行遗迹、遗痕原位无损快速辨识等现场调查,并为其作出“健康”评估,针对器物本体保存状况提出应急保护思路。  “比如,红外照片显示方尊下沿口泥土较厚部位有一条上下走向的低温线,我们推测可能存在裂缝。通过含水量测试仪,发现青铜器表面颜料覆盖土含水率在5.6%-14.8%,整体偏低,不利于覆盖土清理,等等。”赵西晨告诉记者,基于现场调查和健康评估,他们提出“对矿化程度高、病害复杂严重的青铜器,需采取必要加固处理,至实验室开展保护修复工作”“及时清理颜料覆盖土,以防错失最佳清理时间”等应急保护思路。  为何如此谨慎?其原因在于,考古发掘并非只是简单的“挖宝”,更是对文化的保护与传承。  这些在地下“沉睡”了数千年的文物,所处地下封闭性好,其空间内的氧气在长期的耗氧细菌的代谢活动中被消耗无几,而且温度较低,而文物又常常被湿润泥土覆盖,所以能长久保存。文物发掘出土后也会因为温度、湿度、二氧化碳等环境因素的变化而变化,比如颜色、质地等。所以,发掘中对环境的控制和发掘后对文物的保护就变得尤为重要。  受三星堆遗址发掘的启发,江苏省苏州市考古研究所将两具千年木棺打包送至位于无锡的中国社会科学院考古研究所华东基地。在那里,量身定制的考古方舱被启用。  “当时我们面临的问题是,考古发掘工作时间非常紧张,且梅雨季节将至,工地地下水位高,雨水浸泡木棺,不利于后续工作的开展。”据苏州市考古研究所有关负责人介绍。如果把考古发掘工作由野外转至室内,为文物提取创造恒温恒湿的“伪环境”,这些问题也迎刃而解。  不仅如此,3D打印技术也被引入考古工作。通过3D打印,考古工作者用数字化扫描方式收集文物的形态数据,然后打印出一模一样的石膏模型,再用石膏模型制作出硅胶保护套,为文物穿上保护套后以套箱的方式提取文物,确保文物不受损伤。  显微观察、高光谱成像、古DNA研究… … 读懂遗迹遗物中的潜信息  身披丝绸、手戴玉环、脚踩“混凝土”地坪、再喝上一杯粮食酿造的美酒… … 随着仰韶村遗址第四次考古发掘重要成果发布,5000多年前仰韶村先民的生活图景正依托丰富的考古实证材料被不断还原。  据仰韶村遗址第四次考古发掘现场负责人介绍,经多学科综合分析研究,考古人员在仰韶文化中期、晚期小口尖底瓶样品中检测出谷物发酵酒残留,很可能是以黍、粟、水稻等为原料制作的发酵酒。此外,考古人员还在仰韶村遗址人骨土样样品中检测到丝蛋白残留物,说明墓葬中很可能曾存在过丝绸实物。  读懂隐藏在遗迹、遗存背后的“密码”,实现与过去的跨时空对话,是考古工作的重要目的之一。  在这一方面,科技更是有着不可思议的“魔力”——可以对某些肉眼看不到的特定对象进行探测、测试和分析,按照科学的依据提出科学结论,比如年代测定、古DNA研究、同位素研究和有机残留物分析等,也可以通过多种学科、技术与方法,对与古代人类活动相关的自然环境等得出比较客观的推测或结论,发掘出古代遗物遗迹中的“潜信息”,从而获得研究考古学问题的新视角。  比如,考古人员在对西安米家崖仰韶时期尖底瓶及陶罐、漏斗等陶器组合物进行研究时,对陶器内部残留物进行淀粉粒的显微观察,发现部分淀粉粒有缺坑、变形和糊化等损伤迹象,并进行模拟酿酒实验,验证这些迹象与酿造过程中淀粉粒的损伤特征类似,同时在残留物里发现了谷芽酒酿造时产生的副产品,推测原料为黍、大麦等作物混合而成,首次对我国尖底瓶等新石器时期陶器功用进行科学分析,揭示了5000年前中国先民就已掌握谷芽酒的酿造配方,更新了我们对于尖底瓶使用功能的认识。  在此次三星堆遗址发掘过程中,高光谱成像扫描系统就发挥了重要作用。  由于不同物质吸收光和反射光的强度不同,不同物质会呈现出不同的光谱特征。如同给文物做CT一样,借助高光谱成像扫描系统,考古研究人员可以通过光谱识别出不同文物的材料和属性。  高光谱成像扫描系统捕捉的信息,还能帮助考古人员发现文物背后的“秘密”。例如,4号祭祀坑最上面一层是燃烧的灰烬层,灰烬层下面有文物。  通过分析灰烬层样品的高光谱数据,考古人员发现特定灰烬物质在样品中的分散并不均匀。  “这能帮助研究人员分析出灰烬是燃烧后倒进去的,还是直接在坑内燃烧形成的,对了解古人祭祀的行为特征具有重要意义。”西安光机所光谱成像技术实验室文化光谱研究团队成员、助理研究员唐兴佳表示。  考古人员还利用显微观察、便携荧光光谱测试和数字化实时记录法,首次明确了三星堆出土青铜器纹饰上红色颜料为人为绘彩,并确认了朱砂的存在。  通过古DNA技术直接研究过去的人群,为人类学相关问题的破解带来更多可能。  据了解,古DNA是指在古代生物遗骸中残存的DNA片段,通过古DNA,能够直接观察到古代个体的遗传成分和基因的混杂模式,并用于比较过去人群与现在人群之间在谱系关系上的独特信息,从而揭示人类演化过程中的细节。  “考古学意味着‘一眼千年、万年、百万年’,是考古人通过物质遗存研究逝去历史的学问。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹表示,考古遗存本身不能说话,但通过现代各种科技手段,可以充分发掘出丰富、多样化的历史信息,为我们打开历史之门、讲述更加真实生动的历史故事提供帮助。
  • 工业和信息化部办公厅关于组织开展2021年人工智能产业创新任务揭榜挂帅申报工作的通知
    近日,工业和信息化部印发通知,组织开展2021年人工智能产业创新任务揭榜工作。进一步探索完善揭榜挂帅机制,面向全社会张榜招贤,激发产业创新活力,遴选培育优势企业和成果,加速我国人工智能产业创新发展。揭榜工作重点面向3个方向:一是核心基础,包括高性能云端人工智能芯片、高性能边缘端/终端计算人工智能芯片、智能传感器、终端人工智能推断框架、人工智能开发服务平台及工具等5大项任务。二是智能产品,包括机器翻译系统、三维图像身份识别系统、智能语音交互系统、自动驾驶虚拟仿真测试平台、智能机器人、智能无人机、智能导盲产品、智能制造关键技术装备与系统、高精度工业视觉检测系统等9类产品。三是公共支撑,包括人工智能训练资源库、大规模预训练模型、人工智能安全检测平台等3类能力。工业和信息化部将与有关部门、地方及金融机构等加强协同,加大对揭榜优势单位的支持力度,通过政策引导、项目带动、试点示范等多种手段加速揭榜成果应用落地。  关于组织开展2021年人工智能产业创新任务揭榜挂帅申报工作的通知  工信厅科函〔2021〕231号  为贯彻落实习近平总书记关于揭榜挂帅工作的重要指示精神,加快推动我国新一代人工智能产业创新发展,现组织开展2021年人工智能产业创新任务揭榜挂帅申报工作。有关事项通知如下:  一 任务内容  揭榜挂帅工作聚焦人工智能产业发展的核心基础、重点产品、公共支撑等3类创新任务,发掘培育一批掌握关键核心技术、具备较强创新能力的优势单位,突破一批人工智能标志性技术产品,加速新技术、新产品落地应用。(任务详见附件)  二 推荐条件  (一)揭榜申报主体包括从事人工智能技术创新和应用服务的相关企业、高校、科研院所等,应具备独立法人资格,具有较强技术创新和产业化应用能力。  (二)各省、自治区、直辖市及计划单列市工业和信息化主管部门、中央企业集团、人工智能相关行业组织按照政府引导、企业自愿的原则,优先推荐创新能力突出、产业化前景好、行业带动作用明显的项目。  (三)每个主体申报不超过3个项目。已列入前期揭榜优胜项目的不得重复申报。  三 工作要求  (一)申报主体可通过申报系统(https://aibest.miit.gov.cn)进行申报,完成注册后填写申报所需材料。申报截止时间为2021年11月15日。  (二)推荐单位于2021年11月30日前使用账号登录系统并确认推荐名单。各省、自治区、直辖市工业和信息化主管部门、人工智能相关行业组织推荐项目数量原则上不超过15个 计划单列市工业和信息化主管部门推荐项目数量原则上不超过5个 中央企业集团和部属单位不占属地指标,可直接报送,推荐项目数量原则上不超过3个。  (三)工业和信息化部组织遴选并公布入围揭榜单位名单(每个揭榜方向原则上不超过5家)。入围揭榜单位完成攻关任务后(名单公布之日起不超过2年),工业和信息化部委托第三方专业机构开展测评工作,择优发布揭榜优胜单位名单(每个揭榜方向原则上不超过3家)。  (四)请推荐单位高度重视人工智能产业创新任务揭榜挂帅工作,结合本地区、本领域实际,遵循公开、公平、公正的原则完成好推荐工作,并在政策、资金、资源配套等方面加大支持力度。  附件:  2021年人工智能产业创新任务揭榜挂帅申报指南  一、核心基础  (一)高性能云端人工智能芯片  揭榜任务:研制高性能云端人工智能芯片,突破适用于人工智能计算范式的矩阵乘加内核架构、实现高速互联总线等核心技术,满足云计算环境中的低能耗训练和推断。在智慧城市、自动驾驶、云计算、智能家居等重点领域实现规模化商用。  预期目标:到2023年,支持多种国内外主流深度学习框架,支持计算机视觉、自然语言处理、智能语音等技术领域中不少于三种主流神经网络模型的训练与推断。云端训练芯片可支持FP32、TF32、BF16、FP16、INT8等计算精度,算力可达到32TFLOPS@FP32、64TFLOPS@TF32、128TFLOPS@BF16、128TFLOPS@FP16、512TOPS@INT8,芯片典型功耗不高于400W。云端推断芯片支持FP32、TF32、FP16、INT8等计算精度,算力可达到32TFLOPS@FP32、128TFLOPS@TF32、128TFLOPS@FP16、256TOPS@INT8,芯片典型功耗不超过75W。  (二)高性能边缘端/终端计算人工智能芯片   揭榜任务:面向机器学习边缘端及终端,研发高性能、低功耗、低延时、高算力性价比的人工智能芯片 研发配套的编译器、驱动软件、开发环境等产业化支持工具,形成加速卡、智能计算盒子、边缘服务器等完整的配套产品。  预期目标:到2023年,支持多种国内外主流深度学习框架,支持计算机视觉、自然语言处理、智能语音等技术领域中不少于三种主流神经网络模型。边缘端芯片峰值性能不低于20TOPS@INT8,支持FP16、INT8、INT4等量化精度,芯片典型功耗不高于16W,能效比超过2TOPS/W @INT8。终端芯片能效比超过5TOPS/W@INT8,典型功耗不超过2W,支持INT8、INT4等量化精度。  (三)智能传感器   揭榜任务:研发基于新需求、新材料、新工艺、新原理的智能传感器,提升图像、声学、健康监测、车规级雷达、车规级摄像头等智能传感器自主研发水平,推动智能传感器的产业化应用。  预期目标:到2023年,相关类型传感器达到以下性能:声学传感器信噪比达到70dB、声学过载点达到135dB。柔性干式脑电电极、肌电电极、心电电极的导电性能显著提高,导电阻抗可以达到小于5KΩ。车规级固态激光雷达在自动驾驶场景下实现探测距离≥250m,水平视场角120°/垂直视场角20°,水平角度分辨率≤0.075°/垂直角度分辨率≤0.075°。车规级摄像头在自动驾驶场景下,前视、后视摄像头实现可探测距离250m (FOV 30°),环视、侧视实现可探测距离100m (FOV 180°)。其他类型传感器性能达到国际先进水平。  (四)终端人工智能推断框架   揭榜任务:开发高性能终端人工智能推断框架,突破多模式训练、多精度推断、多平台覆盖、模型量化等关键技术,运行效率、量化能力、压缩率满足应用场景需求,实现自学习、自定义算子、分布式算力调度等能力。  预期目标:到2023年,框架支持C、C++、Java和Python等主流开发语言中3种以上,适配5款以上人工智能推断芯片,支持FP32、FP16、INT8、INT4等多种推断精度,在自动驾驶、智能医疗装备、智能家居、智能终端等重点领域实现规模化商用。  (五)人工智能开发服务平台及工具   揭榜任务:研制低门槛、高性能、可扩展的人工智能开发平台,突破智能数据标注、自动机器学习(AutoML)、大规模异构资源管理、云边端协同管理等核心技术,提供面向机器视觉、自然语言处理等特定应用和金融、制造、能源等典型行业的平台服务能力。  预期目标:到2023年,平台支持主流人工智能深度学习框架,支持3种以上人工智能芯片的适配,支持多种典型算法和工具,多机多卡分布式环境下线性加速比达到国际先进水平。工具支持典型场景的智能化标注,标注工作量显著降低,实现典型行业的实际应用。在多个标准数据集上AutoML算法的性能与人类专家差距在10%以内。  二、智能产品  (六)机器翻译系统   揭榜任务:突破低资源机器翻译模型架构、跨语言跨领域知识迁移、鲁棒性训练与解码、多语言通用翻译引擎等核心技术,开发高性能的小语种自动翻译模型与算法。在实时、非实时、常见噪声等多种应用场景下,支持语音转文本、语音转语音、文本转语音、文本转文本等能力。  预期目标:到2023年,实现超大规模多语言通用机器翻译引擎,支持中文普通话、常见方言、外语类型的翻译,支持多个国产软硬件平台的小语种机器翻译训练与推断,小语种机器翻译抗噪音与领域迁移鲁棒性满足实际应用需求。系统的译文忠实度大于90%,译文流利度大于90%。  (七)三维图像身份识别系统   揭榜任务:研发三维图像身份识别系统,包括3D成像硬件模组,千万大库3D人脸识别算法,云-边协同3D人脸识别引擎等关键技术,实现在人脸支付、智慧安检、视频监控、图像检索等典型场景的应用。  预期目标:到2023年,高精度3D成像硬件模组1米距离成像精度达到1毫米,误识率小于0.001‱,拒识率小于5%。3D人脸识别引擎支持大库实时检索,QPS大于150,达到国际先进水平。在典型应用场景下,系统对二维静态纸质/非纸质图像、电子/动态图像、面具、头模拒绝率≥99.9%,人脸活体接受率≥99%。系统应用的安全合规性符合国家相关法规要求。  (八)智能语音交互系统   揭榜任务:研究基于人机对话的智能语音交互系统,突破环境因素和用户口语发音差异等导致的语音识别技术瓶颈。研究多语种及多风格情感语音合成技术,实现自然、情感丰富的语音合成效果。研究以多模态识别技术为前端,基于多种机器学习方法的语义对话系统,提升开放场景下的语义泛化能力。研究智能语音分布式管理,实现多个智能交互设备的协同工作。在智能制造、智能客服、智能车载、智能家居等场景下实现大规模应用。  预期目标:到2023年,实现多场景下中文语音识别平均准确率达到98%,远场识别率超过95%,语音合成MOS分不低于4.2分,误唤醒每24小时不超过1次,用户意图准确率达到95%以上,多设备协同唤醒准确率达到98%以上,支持的外语类型、少数民族语言、方言种类达到5种以上,支持个性化语音合成种类3种以上,平均响应时间小于2秒。  (九)自动驾驶虚拟仿真测试平台   揭榜任务:研制高置信度、高覆盖度、高精度的自动驾驶仿真测试验证平台,突破场景构建、车辆动力学建模、驾驶员建模、传感器建模等关键技术,提升自动驾驶系统功能测试和性能评价能力,验证自动驾驶系统是否符合应用功能要求和安全要求。  预期目标:到2023年,基于高精度地图和三维重建技术构建场景库,建立自动驾驶仿真场景1000个以上,包括典型场景、连续场景、车路协同场景和城市道路场景。感知系统仿真实现激光雷达、毫米波雷达和摄像头仿真,能够接入自动驾驶感知和决策控制系统,实现道路环境场景仿真测试及量化评价,为行业企业提供有效的研发、产业化测试服务。  (十)智能机器人   揭榜任务:重点围绕家庭服务、医疗健康、公共服务、养老服务、金融服务、巡检安监、智能物流等领域,突破包括多模态智能交互、多机协同及云平台、智能精准安全操控、感知信息融合、影像定位与导航等关键技术,推进智能机器人规模商用。  预期目标:到2023年,面向不同应用场景,智能机器人具备以下一种或多种能力:在多模态交互能力方面,识别准确率在95%以上,在巡检等特定应用场景可实现对缺陷和隐患的全天候、全方位、全自主监测。在多机协同方面,具备高安全、高精度、超大作业范围协同能力,以及面向场景的智能化运维能力。在自主动作能力方面,具备自由移动与避障能力,在特定应用场景可实现安全可靠、智能决策的高自动化水平和高智能化水平的无人搬运能力。在智能知识库方面,拥有面向应用场景的规模化知识库,具备智能问答等功能。在健康护理服务方面,实现智能辅助诊断、身体指标检测、高清远程医疗等功能。  (十一)智能无人机   揭榜任务:突破智能跟随、自主作业、群体协同作业等关键技术,推动5G通信、北斗导航、边缘计算等新技术在数据传输、链路控制、智能操作、监控管理等方面的应用。促进智能无人机在应急救援、通信保障、电力巡检、森林防控、采矿安监等危特场景的应用。  预期目标:到2023年,智能无人机实现360°全向感知避障,避障模式下最大飞行速度不低于14m/s。新一代通信网络环境下,无人机远程高清图传屏到屏延时小于200ms,远程控制延时小于60ms。面向森林草原巡检、火灾预警和消防救援等应急场景应用无人机抗风七级,连续飞行时间不小于60分钟。人工智能飞行处理系统实现自动智能强制避让航空管制区域,产品达到国际先进水平。  (十二)智能导盲产品   揭榜任务:围绕视障人群的无障碍独立出行需求,研制具有高性能、高精度、高度无障碍的导盲系统及产品,突破室内精准无障碍导航、室外复杂环境精准导盲、复杂场景下智能感知、自主决策、协同引导以及智能信息共享等关键技术,支持立体空间安全避障,提升路径学习、物品识别的自学习能力,进一步解决视障人群的出行问题。  预期目标:到2023年,导盲产品利用5G、短距离通信和高精度卫星定位等技术,实现主动识别、主动判断、主动避障、主动引领、低时延快速响应,具备处理室内外各类复杂出行环境的能力,实现立体空间安全避障。通过语音、音效、震动等多种交互方式实现主动引领导盲功能,支持远程人工导盲服务。产品的续航时间、适用性、可靠性、安全性满足视障人群的出行需求。  (十三)智能制造关键技术装备与系统   揭榜任务:突破智能装备自主识别、自主优化、自主学习、群体协同等关键技术,推动人工智能技术与智能制造装备融合。研发智能新型工业控制系统等创新产品,推进人工智能算法与工业自动化系统融合。研发智能工业软件,推进人工智能与研发设计、生产管控、经营管理等工业软件系统的融合与应用。  预期目标:到2023年,智能装备具备环境感知、控制指令优化、自主学习、人机交互、协同组织功能,重复定位精度达到特定场景生产制造要求,具备5台以上单台装备的协同能力。智能工业控制系统涵盖10种以上人工智能算法模型。智能工业软件设计仿真领域形成不少于5类智能化功能模块,在生产管控、经营管理软件领域分别形成不少于20类智能化功能模块。在仓储物流、石油化工、服装纺织、轨道交通等主要工业领域实现集成应用。  (十四)高精度工业视觉检测系统   揭榜任务:研制基于机器视觉、高精度传感等技术的工业视觉检测系统,推动视觉和人工智能技术结合的检测系统在精度、稳定性与检测速度等领域关键技术突破,实现视觉技术在测量、定位、检测、引导及识别等生产管理重点领域的场景创新与推广应用。  预期目标:到2023年,3D视觉检测、小样本训练、多类型混合缺陷识别等关键技术实现重大突破,视觉检测系统的工业现场漏检率、误报率、测量精度、识别速度、系统一致性满足实际生产需求,实现产业规模化应用。  三、公共支撑  (十五)人工智能训练资源库  揭榜任务:建设通用基础训练资源库和行业训练资源库,可提供合规的、高质量人工智能训练资源库、标准测试数据和服务能力,具备多类型、多场景数据采集与处理服务能力。通用基础训练资源库支持计算机视觉、智能语音、自然语言处理等典型人工智能应用训练数据,行业训练资源库可提供定制化行业领域训练数据服务。  预期目标:到2023年,通用基础训练资源库具备以下一种或多种数据类型:语音识别数据时长超过9万小时,标注准确率超过97%。图片数据量超过1500万张,标注准确率超过97%。视频数据时长超过800小时,标注准确率超过97%。自然语言处理数据量超过600万条,标注准确率超过97%。行业训练数据满足相关领域如工业、交通、金融等行业的应用需求。  (十六)大规模预训练模型   揭榜任务:研发面向计算机视觉、自然语言处理、智能语音等人工智能核心技术的大规模预训练模型。突破预训练模型的训练算力、时间等限制,结合微调等技术,提升常见视觉、语言任务的分析和处理效果,搭建人工智能通用算法底座,提升大规模预训练模型的公共支撑能力。  预期目标:到2023年,构建至少覆盖多语种文本、语音、图像、视频的多模态预训练大模型,模型参数至少达到千亿级。构建人工智能预训练大型模型的工程化开发能力,建设通用的人工智能开发工作流,减少专家干预及人为调参。平台具备提供数据、代码、模型、API等服务的能力,在工业、医疗、城市、金融、物流、科学研究等行业领域实现规模应用。  (十七)人工智能安全检测平台   揭榜任务:研发人工智能数据安全测试平台,支持对模型数据泄露行为检测。研发人工智能算法安全性测评平台,支持针对以人脸识别身份认证、自动驾驶智能识别等为代表的人工智能系统进行抗对抗样本攻击能力等安全风险的测评。研发面向金融、政务、电商等行业领域的风险监测预警平台。  预期目标:到2023年,人工智能安全检测平台具备以下一种或多种能力:不少于3种人工智能模型数据泄露行为检测方法。不少于10种数字世界黑盒对抗攻击、不少于2种物理世界黑盒对抗攻击算法。平台支持对TensorFlow、PyTorch等典型深度学习框架训练出的算法模型的安全性进行高效的、自动化的测评,支持测评多种任务模型的安全性,如包括人脸识别身份认证、自动驾驶智能感知等任务。风险监测预警平台具备至少10种行业监测预警模型,大幅提高行业风险监测有效率与运行安全性,行业风险监测覆盖率显著提升。  四、其他  其他人工智能领域的特色化技术、产品、服务和平台等,应具有技术先进性,技术成熟度较高,产业化前景较好。
  • 预算3.51亿元!北京航空航天大学近期大批仪器采购意向
    近日,北京航空航天大学围绕大科学装置发布多批政府采购意向,仪器信息网特对其进行梳理,统计出68项仪器设备采购意向,预算总额达3.51亿元,涉及未来科教空间-生成式大模型子系统、激光共聚焦显微镜、高分辨原位光散射成像光谱仪、激光扫描显微镜等,预计采购时间为2024年9~12月。北京航空航天大学2024年9~12月仪器设备采购意向汇总表序号采购项目需求概况预算金额/万元采购时间1沈元学院未来科教空间-生成式大模型子系统生成式大模型子系统:集研究、交流、创新于一体的综合性科教平台 1、智能数据分析与预约模块:主要功能用于数据采集、统计、分析及智能报告生成。资源预约和管理等功能。预约内容包括空间使用、平台功能、资源等多个方面 模块包括:AI全息问答数字机器人、智能问答服务系统主机、管理主机、查询显示终端、控制管理中心、创新服务终端、智能分析主机、评估评价模块、资源服务主机、采集编辑模块、信号辅助处理系统、背景仿真平台等共计23台套 2、数据管理与信息发布模块:用于信息发布内容编解码、内容管理及音视频展示、国际交流互动、虚拟仿真体验等功能。支持信息统一发布,定制播放,分区显示等终端功能。 模块包括:智能发布终端、仿真体验系统、透明显示模块、智能跟踪轨显示系统、音视频信号采集处理系统、科创互动模块、路演音视频发布终端、信息发布管理中心模块等共计10台套 质量要求:符合行业标准,满足功能需求。9802024年11月2沈元学院未来科教空间-电子综合创新系统电子综合创新模块用于将数字化数据链接到数据分析平台,传统设备加装控制前端,实现设备的智能化管理和数据采集。 模块包括:科创控制管理主机、环境数据采集系统、控制接口模块、传感器模块、调控触摸屏及平台软件等设备及配套设施等共计35台套 质量要求:符合行业标准,满足功能需求。1382024年11月3沈元学院未来科教空间-机器人综合创新系统机器人综合创新模块:实现人因数据采集分析、机器人系统进行创新研究、人工智能科创训练等功能 模块包括:人因数据采集记录系统、创新实训终端、科创人形机器人、智能创新训练平台、ROS智能机器人、机器人件等共计55台套。 质量要求:符合行业标准,满足功能需求。3002024年11月4集成电路科学与工程学院芯片加工教学研究平台芯片加工教学研究平台包含桌面式光刻机6台,小型磁控溅射设备3台,离子束刻蚀机3台,多种微纳器件测试设备共5台,等离子体去胶机1台,配套国产匀胶机,显微镜,铝线绑线机,热板,烘箱等若干。2912024年10月5计算机学院虚拟手术仿真系统该系统包括力反馈手套、手术仿真假体、力触觉交互模拟装备和实时力反馈模拟机器手。 1、力反馈手套,包括手腕配备9轴绝对方位传感器;4个传感器,用于捕捉拇指和食指、中指和无名指的弯曲和伸展。1个传感器,用于捕获拇指外展和内收; 2、内窥镜手术仿真假体。尺寸: 46 x 44 x 21 厘米。包含器官:肝、胆囊、胆道、脾脏、胃、肠道;E.V.A.橡胶制成,支持多次穿刺;模型包括阴道、子宫粘连、肌瘤及两种可定制的卵巢肿瘤、膀胱、输尿管、肠、肝伴胆囊和胆道、脾脏、胰腺、胃、大网膜粘连解剖和盲阑尾; 3、力触觉交互模拟设备,包含紧凑型力反馈工作区,6 自由度位置传感器,3 自由度力反馈模块,支持工作区自动校准,2个集成的手写笔即时开关,手写笔配接inkwell接口,支持OpenHaptics与QuickHaptics micro API工具包; 4、机器人模拟主手包括并联结构,以手为中心的解耦旋转运动,具有主动的重力补偿和自动校准,运行过程中无漂移,平移空间:160 x 110 mm,旋转空间:240 x 140 x 320°,最大反馈力:12N,接口:USB2.0,刷新频率:4K Hz。1422024年9月6航空科学与工程学院复合材料预浸料和辅料购买为制作复合材料构件,满足项目成果要求,需采购800系列碳纤维预浸料约1500平,导热玻纤布预浸料300平,隔热玻纤布预浸料400平。要求为高温树脂体系,且通过装机验证。 需购买复合材料热压罐成型工艺辅材,导电薄膜300平,芳纶纸蜂窝220平,胶膜450平,表面防护漆120平,四氟布2000平,无孔隔离膜280平,真空袋4590平,密封胶带64卷,透气毡90平,聚四氟乙烯板45平。4702024年9月7生物与医学工程学院脑电采集系统为了开展康复、脑科学等相关研究,拟采购2台脑电采集系统,分别为128采集通道和64采集通道。2台设备可独立使用,亦可联通使用,实现多人协作任务的脑电采集。除脑电新号外,还可支持采集心电(2通道)、肌电(2通道)、眼电(4通道)、呼吸(2通道)、皮电(2通道)等。此外,给设备可与多导生理仪及眼动仪同步,提供同步刺激调控模块且通道数≥5,实现环形高精度刺激模式。1162024年9月8机械工程及自动化学院先进物质平台非接触式新型光学超声智能检测系统 1套,主要功能如下:1. 至少10轴控制,实现复杂曲面穿透法非接触光学超声检测功能;可以检出复合材料复杂曲面Φ3mm脱粘缺陷; 2. 机械扫描范围:1200 mm × 800 mm × 600 mm; 3. 具有变厚度复杂曲面结构件CAD模型重建功能; 4. 具有检测图像的生成与智能识别功能; 5. 包含集机器人工艺规划、工艺仿真、机器人控制于一体的CAM软件。3252024年10月9物理学院HiGAS伽马探测器阵列计划采购约40个GAGG闪烁体探测器,单个GAGG晶体尺寸约为25mmx25mmx75mm。每个晶体通过4x4的SiPM阵列读出,对60Co能量1.33MeV的伽马射线,本征能量分辨率(FWHM)小于~5%。1602024年11月10计算机学院云边端融合的多飞行器嵌入式分时分区操作系统及开发环境一、分时分区操作系统Matrix653一套,技术参数:1. 支持分区资源配额管理;2. 支持分区应用代码运行在 CPU 用户态,通过系统调用(syscall)访问内核资源;3. 支持 MMU 实现分区地址空间相互隔离, 保护内核不被应用破坏;4.支持严格按照配置时间窗进行分区调度;5.支持网络协议栈,支持用户态驱动;6.支持 FAT、TPSFS 文件系统与 ARINC653 P2 文件系统 APEX 接口;7.支持串口多分区复用;8.分区切换耗时小于 5us。 二、飞腾FT2000/4板级支持包一套,技术参数:1. 支持中断、时钟等核心硬件模块;2. 支持I2C、SPI等总线类设备;3. 支持Flash类块设备;4. 支持UART、GPIO等字符类设备。 三、飞腾E2000板级支持包一套,技术参数:1. 支持中断、时钟等核心硬件模块;2. 支持I2C、SPI等总线类设备;3. 支持Flash类块设备;4. 支持UART、GPIO等字符类设备。 四、开发调试环境IDE一套,技术参数:1.包含完整的基础工具链软件:汇编器、链接器、调试器、基础库等;2.提供图形化集成开发环境;3.支持GDB在线调试,一键下载,单步调试。 五、Simulator一套,技术参数:1. 支持arm、mips、x86、powerpc等架构的模拟;2. 支持串口、网口、disk设备、显示等常见外设模拟;3. 支持快照功能;4.支持与GDB等调试器集成,用于调试操作系统和应用程序。 六、Matrix653 console一套,技术参数:1. 支持串口参数配置(选择串口设备、设置数据位、停止位、校验、波特率等); 2. 支持远程UDP连接。3. 支持 GDB 调试。2202024年10月11宇航学院具身智能空间实验操纵设备为满足“星地协同高精度感算一体模块”需求,需采购“具身智能空间实验操纵设备”1套,该设备在模块中实现多源数据融合和高精度成像功能,通过集成来自不同传感器的数据,基于先进的融合算法,生成高分辨率和高精度的综合图像。这一功能不仅提升了空间目标的识别和监测能力,还极大地增强了系统的感知精度和数据处理效率。 该设备须满足以下性能指标: 1)操纵实验模块数量:不小于4个; 2)板位数量:主甲板板位不少于12个,吸头和实验器具专用板位不少于4个; 3)震荡模块震速范围:需覆盖200 rpm - 3000 rpm; 4)分光光度计:波长范围需覆盖190nm到1100nm,光谱带宽2nm; 5)台式离心机:最大离心容量不小于 4×145 mL,转速范围需覆盖300~4500rpm; 6)计算能力:不低于624 TFLOPS(FP16),能够满足不少于10亿参数具身智能大模型的计算要求。1102024年10月12宇航学院多飞行器协同制导技术研发子平台北航自主研制的空间被动式盘绕展开机构已于2021年10月搭载“北航亚太一号”卫星实现国内首次在轨验证。为进一步拓展空间应用,拟在空间被动式盘绕展开机构末端上新增自适应调整装置,这是决定末端光学载荷展-测-控一体化高精度指向的核心,也是通过小卫星实现伽马射线暴、X射线双星爆发等重要高能时域天文观测的重要技术关键。1002024年10月13宇航学院多飞行器协同制导技术研发子平台该设备是高功能密度天基飞行器模拟系统中必须的设备,承担多飞行器协同制导技术研发子平台技术初期验证任务及承担教学与人才培养任务,在该子系统中起到关键作用。2232024年11月14自动化科学与电气工程学院机电系统分布式实时硬件系统(1)搭建飞机液压系统、起落架刹车系统、舵面驱动系统硬件。 (2)液压系统包含泵源、液压管路、消振器等部件,系统压力21MPa,为起落架刹车系统和舵面驱动系统提供能源,同时开展静音液压泵、流体脉动抑制等教学和科研。 (3)起落架刹车系统包含刹车阀、刹车控制器、刹车控制律、机轮等部件,开展刹车系统集成的教学和科研。 (4)舵面驱动系统包含液压舵机、EHA舵机、EMA舵机等部件。用于开展舵面驱动系统的教学和科研。1302024年9月15自动化科学与电气工程学院机电系统综合设计与评估平台搭建液压系统、起落架刹车系统、舵面驱动系统的设计开发环境与仿真评估平台,采用GCAir或Mworks等国产机电液一体化设计仿真软件,建立整个机电系统的设计集成,实现机载机电系统的整体架构拓扑优化、不同机电系统设计与验证功能,进行架构与系统效能评估。1232024年9月16航空科学与工程学院任务试验规划与推演评估模块该模块集成高性能硬件与先进软件,能够高效规划、精确推演以及全面评估任务执行情况,其中显示屏幕1大6小(≧65寸/21.5寸,且都需为多点触控;分辨率≧1920*1080,水平角度不可反光,中间大屏升降角度0-85度);每个沙盘不少于6台控制器:I7、RTX4070、512GB SSD、32G内存;可实时切换主副屏,支持主副屏之间的内容共享和互动;系统需内置不少于4类任务场景与5类可扩展组件,单个场景支持的总组件数量不少于20个;持自定义方案与多视角态势监控;具备人在环推演能力;单个任务场景能支持实体数≥500个;支持多指挥端协同与分布式部署;具有组件拓展SDK、二次开发接口。系统需兼容多种文件类型,具备可视化(帧率不低于30Hz)方案制定与结构化数据存储功能。2822024年10月17航空科学与工程学院通用化多机协同任务混合现实仿真模块该模块为一套高性能多任务模拟训练设备,支持多套设备并行,多人协同任务仿真。集成高性能硬件与虚拟仿真技术,单人任务模拟训练舱(含直升机总距杆/固定翼油门杆、直升机操纵杆/固定翼操纵杆、直升机飞行脚踏/固定翼飞行脚踏、控制单元、混合显示虚拟头盔、显示器、座椅等)内置任务场景应涵盖森林消防、洪涝搜救等不少于4类场景8个国内典型区域的案例,内置环境、装备、建筑、险情等任务要素组件数量不少于100个,支持多机型扩展与多角色扮演,单个任务场景能接入的最大角色数量不少于6个。系统可视化帧率≥30Hz,具备仿真数据输出、评估报告生成等功能,支持本地部署与分布式协同操作,并提供SDK接口便于第三方组件集成。3902024年10月18航空科学与工程学院综合态势显示与监控模块综合态势显示与监控模块集成室内小间距LED显示器、视频拼接处理器、接收卡、配电系统、设备机柜、综合态势多屏播控电脑、综合态势多屏播控软件、中控系统及音响系统。模块具备高清视频拼接、三维渲染、虚拟装配、数据分析、辅助决策等功能,能够实现全局态势直观展示与多任务教学;LED屏幕≥25.92平米,点间距≤1.25mm,屏幕尺寸≥9.6m×2.7m,对比度≥10000:1;4K@60Hz-HDMI接口≥8路,输出≥48路千兆网口;电压≥380V;功率≥20KW;工业级处理器,Flash不低于256K,支持长时间运行。2342024年10月2024年9月21自动化科学与电气工程学院机电系统典型基础元件设计平台2024年9月
  • 王振义:大爱使者——2010年度获奖人
    他,一身白衣,俯身细细地为病人查体,静静倾听他们诉说。这是每周四,上海一家医院一幅温暖的画面:87岁高龄、鹤发童颜的老医生在给白血病患者看病。   他望着病人的眼总带着微笑,声音轻柔而徐缓,他不断地询问病史,试图从病人生活的蛛丝马迹中寻找得病的原因,他不断地问“为什么”,然后不停地寻找解决之道。如果不能治愈,也要尽可能减轻病人的痛苦。他的病人能够感受到那份挚热的医者关怀。白衣上的蓝色胸牌透露出他的身份:上海交通大学医学院附属瑞金医院血液学研究所医师王振义,工号10005。   作为一名科学家,一名医生,一名教育者,王振义创建了治疗APL的“上海方案”,开创了一种肿瘤治疗的临床新方法,取得了一系列具有国际影响的科研成果 他培养了一大批杰出的血液学专业人才,奠定了我国血液学在国际上的领先地位。但他却还有心愿未了,希望在自己的有生之年找出一个对其他白血病也有效、更便宜的治疗方法……   大美不言,大音希声。87岁的王振义,最看重的还是日常工作的价值:每周一次的查房,与病人亲密接触,与学生问诘争辩 每晚寂静的灯下,查阅新资料,紧跟医学发展潮流。   2011年1月14日,在庄严的人民大会堂,这位勇敢向白血病宣战的仁医从国家主席胡锦涛手中捧回烫着金字的国家最高科学技术奖。实至名归。   创建治疗APL的“上海方案”   一个生命垂危的女孩儿,让王振义下定决心冒险尝试新的治疗方法,他成功了,急性早幼粒细胞白血病(英文缩写APL)由此成为第一种可以治愈的急性白血病。   尽管小静(化名)已生命垂危,大夫们依然不敢让她尝试王振义的方案。   20世纪80年代,一部风靡一时的偶像剧《血疑》让人唏嘘于那段不渝爱情的同时,也记住了一个医学名词白血病。这种造血系统的恶性肿瘤,类型繁多,凶险无比,死亡率极高,素有“血癌”之称。由于一直未找到有效的治疗方法,在和死神角力的过程中,失败的,总是医生和患者。   小静遭遇的,就是白血病中的一种急性早幼粒细胞白血病。相比其他类型的白血病,它发病急,恶化速度惊人。很多病人从诊断到死亡不过一个礼拜,病魔根本不给医生留一点机会。   1985年,小静的家人带着她从浙江辗转来到上海儿童医院,在经过一个星期的化疗之后,小静感染出血,生命垂危。悲痛欲绝的家人甚至买好了回家的船票。   “我的夫人晚上回家告诉我儿童医院有这么个病人,我就提出想用全反式维甲酸来治疗。”25年后的一个冬日午后,面对一群记者,王振义回忆说。   但是这种此前只用于治疗皮肤病的药能治疗白血病吗?上海瑞金医院血液科主任沈志祥记得,“当时的确存在很大阻力,因为这个药大家不知道,而且这个疾病的致亡率很高,用这种新药治疗一个病危的患者,医生面临的风险很大很大。”   “王老师生气了,他说如果出了事,由他一个人承担。他都这么说了,我们就开始使用。”   王振义的坚持改变了白血病死亡游戏的结果。在使用全反式维甲酸一个星期后,小静的体温下降,白细胞成倍增长。死神松开了魔爪。   王振义由此开创了治疗急性早幼粒细胞白血病诱导分化治疗的先河。   “我尊重科学。”王振义解释他的勇气何来时说,“因为我已经搞清楚全反式维甲酸的毒理,而且体外实验也证明它可以让癌细胞分化成健康细胞。”   其实早在1959年,时任广慈医院(上海交通大学医学院附属瑞金医院前身)主治医师的王振义就被安排主攻白血病治疗的研究,被期望于短期内攻克这种可怕的疾病。   然而,第一次交锋,热情高涨的他铩羽而归。   “短短半年内,由我负责的60个病人,”王振义顿了顿说,“一个都没救过来。”尽管这不是他的错,但这些逝去的生命是王振义心头永远的伤疤,无论何时提及,他都会觉得痛。   血的教训告诉他,热情不能代替科学,也让他下定决心,一定要找出战胜白血病的方法。   当时,国际上使用的是维甲酸的一种同分异构体13顺式维甲酸,但仅仅在个别病人身上应用有效,此后一直未获突破,很多人对这个领域的研究几乎要失去信心。   王振义却坚定了这个研究方向。但由于上海的药厂只能合成出另一种同分异构体全反式维甲酸,王振义只好“将错就错”,用它来做体外实验。   没想到歪打正着带来惊喜。小静如今健康快乐地生活着,那个在她曾经脆弱的生命中犹如天使般出现的王医生,是她一生感激的人。   以后,这种疗法开始在临床上全面使用,首批治疗的24例病人中,完全缓解率达到九成多。目前,联合应用全反式维甲酸、砷剂及化疗,APL患者的5年存活率已高达95%,成为第一种可以治愈的急性白血病。   87岁老医生62年的从医激情   “人老了,回想起来常常感觉很幸福。这种幸福源自我一生担当的角色医生。”王振义说。   一个医生,应该把病人的需要放在首位,最大的动力就是为病人服务。这是王振义自勉的信条。从医一个甲子,他做到了。   王振义原本每周都会查房,但前些日子他暂停了查房,各种社会活动接踵而来,王老说:“如果我不能全身心地投入查房,不能全面了解病人的各种情况,那就不能诊断,不能治病,否则就是对不住病人。”   王振义教授87岁时所做的以及他62年行医生涯中的大部分工作,都是深入地研究并试图攻克血液类的疾病。这是他的激情所在。这曾使他荣获国际肿瘤学界的最高奖凯特林奖,并至今仍能点燃他无限的热情。   凯特林奖只授予过一位中国医生。国际同行给予王振义教授的评价是:他是在癌症研究史上第一次发现了如何使用自然物质而非有毒的化学物质,将人体内的癌细胞改造成正常细胞。这一突破不仅治愈了曾经最凶险的一种血癌,而且在医学世界里开创了全新的治疗思维和途径。   这样的成果,几乎使他成为所有中国医生的骄傲。实际上,王振义教授在人生历练中获得的成功心得、为医经验,一点也不比他在肿瘤治疗中获得的成绩逊色。   他常说:“无论外部环境怎么变,医生爱病人的心不能变。”   因为发现不少口腔病患者小手术后出血不止,一般止血疗法无效,他开始了止血与凝血研究,并由此开拓了我国血栓与止血专业研究领域,在国内首先确立血友病的检测和诊断方法 提纯出了凝血因子Ⅷ相关抗原,并制成抗血清,应用于临床,推动了我国血管性血友病等方面的研究。   他说:“医生是最能体现仁爱的一个职业,你付出爱,就会得到爱。”   30多年前,一个9岁的男孩昏迷在医院,似中风症状,却不明其因。王振义在急诊室思考许久,终于在男孩脚上不起眼处,发现了出血引起的并发症,迅即抢救。长大了的男孩在袜厂工作,几年前,辗转找到王振义的男孩父母给他带来几双袜子。普普通通的袜子,他至今不舍得穿。   1996年,王振义因荣获求是基金“杰出科学家奖”得到100万元人民币的可观奖金。有人建议他用奖金建立“王振义基金会”,他回答:“我还是坚持两年前获得凯特林医学奖后的做法,不要叫‘王振义基金会’。我只是想以我绵薄的力量,培养更多医学事业的接班人,为白血病和癌症患者造福。”   “其实,我这一辈子就是在和另一个‘自己’斗争,我也爱钱、虚荣,但我始终想,只要我做的工作对病人有帮助,在什么位置、留下什么名字也就不重要了。”老人说,“人要同自己的欲望和功利斗争,这就是教育的功能。”   “大家都说我品质高,其实我只是有自知之明。”   看到学生超过老师,是当老师最大的幸福   “我首先声明他们的成才是靠他们自己的努力,也是靠机会。当时‘文革’结束了,我招录研究生,陈竺和陈赛娟一个当时只有中专学历,一个是公社的赤脚医生,但他们都非常勤奋,非常有潜质,结果陈赛娟考了第一名,陈竺考了第二名。”当时为了说服院领导接受没有大学学历的陈竺直接进入研究生班,王振义费尽口舌。他看中了陈竺身上一种独有的特质乐于助人,勤勉好学。事实证明,王振义的坚持成就了一颗中国医学新星的诞生。   后来,陈竺和陈赛娟前往法国深造,一去五年,学成归国后,他们再次回到了王振义的身边,成为他最得力的合作伙伴。他们努力揭示了全反式维甲酸诱导分化治疗急性早幼粒细胞白血病的分子遗传学机制,为靶向治疗概念的建立和发展提供了重要的科学依据。   陈竺夫妇此生不会忘记,王老手把手地指导他们进行血液病理生理实验,耐心为他俩补习专业外语,后来又一起撰写论文。   他们意想不到的是,王老每次都坚持把他们列为第一、第二作者,自己排在最后!   “看到学生超过自己,是当老师最大的幸福。”王老说。   1996年,陈竺的研究日臻成熟。此时的王老没有考虑名利得失、地位动摇,主动推荐他当血液学研究所所长。   在学生眼中,王老是谦逊豁达的长者,严谨求实的学者,爱才惜才的老师。   科技部“973”计划项目最年轻的首席科学家之一陈国强是王老另一位得意门生。   “当时没电脑,我的学位论文王老先后改了10遍。多次把我叫到家一起吃晚饭,一放下碗筷,师生俩就一头扎进论文里。”陈国强说。   “他是我们学术上的楷模,精神上的榜样。对学生,他总是倾囊相授、倾囊相助。当一个人把私利放下的时候,他自然变得崇高。”王老的学生、瑞金医院主任医师糜坚青说。   “为师,我最大的心愿就是把自己积累的学术财富传给年轻人。”王振义说。   他是这么说的,更是这么做的。   如今,王振义最重要的一项工作叫“开卷考试”。临床医生“出”平时实际碰见的疑难杂症,王振义用两天的时间查中外文献,亲自做PPT(演示文稿),带领学生一起探讨交流,教学相长。   耄耋之年,王老身后,是徒弟们一片崇敬的潮涌。   人们说,王老慧眼识才,大义让贤。王老自己说,人贵有自知之明。我读懂了人生的发迹-鼎盛-衰落的“抛物线”。在我这条“抛物线”快要衰落时,立即让位。让有能力的年轻人上,避免“抛物线”下降阶段给国家带来的损失。   谁能说,这不是毫无保留的奉献?   王振义,老马识途甘为人梯,培养造就了一批世界级的血液学研究俊才。   寻找“万能钥匙”的老战士   王振义教授经常和学生们探讨学术问题,虽然他语气和善,从不居高临下,可他对于各种细节的要求非常之高,学生们的研究过程在任何一个小的环节上遇到难以解释的结果,王振义都会要求学生们再做一次。   他常对学生说:“做人必须思想要端正,谨记自己必须做一个对社会有用的人,随后才可能有努力的动力,才有可能获得成功。”   学生们敬畏王振义,也深深懂得,惟有这样,疾病的治疗才可能有所突破。   王老从没有出国留学过,可他的法语、英语都极其流利和优雅。法语流利容易理解,因为他从小在法语系的学校里求学,震旦大学也是以法语教育为主。可是他的英语是从50多岁开始学习的。那段时间,他每天在家对着墙壁在练习说英语。“我们的英语都学得不如他。”很多瑞金医院的人都记得,凡是外宾来访,只要跟王振义教授匆匆谈过几句,老先生幽默、优雅的语言,立即能赢得外宾的尊重。   2000年,王振义的一个研究生在毕业论文中写道,发现一种新的维甲酸对急性白血病有诱导分化作用,并且从分子生物、基因水平角度进行论证。这个结果受到医院的重视,但此后重复实验却得不到文章里的数据。   “我认真判断是哪儿出错了,但都找不出原因。后来,血研所的所长告诉我,是两个基因拼接错了。当时我觉得,分子生物学的东西我完全不懂,我不能再去教别人了。”   “我只是在某个方面有点专长,别人好的地方我都要学习,我永远是个学生。”关于“权威”的话题,王振义这样回答。   2002年,他指导的课题组在研究中发现一种抗白血病药物的水溶性差,实验效果很不理想,实验停滞不前。听说郑州大学的教授在这方面有深入研究,78岁高龄的王振义执意坚持亲自上门请教。郑州大学前来接待的人员却怎么也不敢相信眼前这位和蔼可亲的老人就是大名鼎鼎的王振义院士,最后请来与他有一面之交的老师,才算是“验明正身”。   在上海第二医科大学病理生理教研组工作室,他学习生理、生化、病理解剖、免疫学等知识 任职中医科时,他努力学习中医中药 上世纪90年代后期,他向陈竺夫妇请教分子生物学 向秘书、孙子们学习电脑……现在,他又发明了一种学习的新名堂“开卷考试”,即由临床医生提出疑难病例,王振义通过查阅资料来分析诊断。   他直言“我换了个脑子,那就是电脑”。为了能“pass”,每次“考试”前,王振义都要上网查阅几十篇英文资料,在显微镜下看细胞形态,然后再做出结论,做好PPT。如果遇到同类型的疾病,他的PPT也绝不会相同,因为他用的都是最新治疗技术。   “现在疾病的分类和十年前完全不一样了,各种新疗法也层出不穷,用这种方法逼着自己学习,还能延缓老年痴呆症呢。”他还不忘调侃。   “他总说‘院士’就是医院里的战士。”陈国强说,“他根本没有把院士看成一种荣誉或光环,而看成一种责任。”   “我们现在进步非常慢,40年前我们提出3年攻克白血病,但现在我们只攻克一种,还有20多种都没有找到办法。我觉得自己有一种责任,希望有生之年找出一个对其他白血病也有效、更便宜的治疗方法,一把‘万能钥匙’,这个就是我们最有价值的人生。”   军功章也有她的一半   王振义家客厅墙上有幅《清贫的牡丹》,是王老的最爱。   “画里有清静向上的意思。做人在事业上要有不断攀高的雄心,又要正确看待荣誉,对身外之物要有自我约束的力量。”他说。   除了事业,让王老牵挂的,还有与他结发一甲子的妻子谢竞雄教授。“我这个人缺点很多,对爱人缺乏同情心。当年她生小孩,我都没在身边,对她关心不够……”1个月前,爱妻仙逝。王老看着老伴遗像,眼睛湿润了。   6年前,老伴得了老年痴呆。这让王老十分心痛,她和他在医学事业中相识、相恋、相伴,她是在他失意时鼓励他、支持他的爱侣。痛渗入他的心底。在她生命的尽头,他只想好好陪陪她。过去6年,王老没出过差。早晚陪在老伴身边,跟她讲话,尽管她越来越没有回应。中午,他回来看她,打一盆热水,拧一条热毛巾,给妻子擦手擦脸,抬起手,轻抚老伴稀疏花白的发丝。半个多世纪的相濡以沫,两颗心早就长到了一起。老伴喜欢孩子,他把3个孩子从小到大的照片拷到光盘里,在电脑上一遍遍放给她看。   王老说,国家最高科技奖也是奖给我妻子的,军功章也有她的一半。“她在天堂知道,一定会高兴的。”
  • 科众精密-解析气-液-固界面接触角的测量原理
    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。
  • 科众精密仪器-光学接触角测量仪原理
    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。
  • 微生物气溶胶浓缩器工作原理怎样使用
    青岛路博的马德我不敢说我们的产品一定如何但我敢说,我们的服务一定真诚只要您有需要,我们有能力,一定让您满足 我们的产品不仅仅您看到的这条,还有许多对于环保的器材,有关环保的仪器仪表您有需要,尽管联系公司名称:青岛路博环保科技有限公司地址:青岛市城阳区金岭工业园锦宏西路与微生物气溶胶浓缩器是基于虚拟冲击浓缩法原理 ,为解决低浓度微生物气溶胶采集问题而研制的一种具有微生物气溶胶前置浓缩功能、且与标准微生物采样器配套的新型仪器,旨在提供一种高效率生物浓缩器,为微生物污染的检测和研究提供支持。 本产品符合标准《GB/T 18204.5-2013 公共场所卫生检验方法 第5部分:集中空调通风系统》和卫生行业标准《WS 394-2012 公共场所集中空调通风系统卫生规范》要求,采集集中空调送风,检测其中的嗜肺军团菌。采集流量大,使需要的粒子短时间浓缩到采样器中,避免长时间采样带来的生物活性损失,提高采样器的现场实用性。 主要技术指标:l 总气路流(50~130)L/min可调,允许误差±5%;l 接生物采样器(采样瓶)后浓缩气路流量(5~15)L/min可调,允许误差±5%;l 总气路流量及浓缩气路流量重复性误差±2%l 输入气路负载能力(接分离器):≥2KPal 浓缩气路负载能力:≥50KPal 对于3um以上生物粒子的捕集效率大于80%,理论浓缩比1:10。l 定时功能:1秒-99小时59分59秒l 双路同时采集l 流量手动调节l 备可升降云台,可根据现场情况调节采样头高度3米(或4米选配) 青岛路博建业有限公司是一家集环保科研、设计、生产、维护、销售和系统集成为一体的综合性高科技企业。我们不仅有的销售团队,还有专业的技术团队和售后服务人员,为你的购买使用提供一站式服务。为什么选路博1.路博有自己的工厂,有专业的技术团队,保证产品质量。2.路博有的销售团队和售后服务,一年质保,终身维护,可以视频教授产品使用方法或现场指导。3.厂家直销,没有中间商赚差价,保护客户利益.
  • 安徽:聚焦检验检测体系建设 全面提升监测能力和水平
    检验检测体系建设是开展农产品质量安全监管的基础。近年来,安徽聚焦检验检测体系建设,坚持“强基础、补短板、抓弱项”,一手抓机构管理,一手抓重点环节,不断推进检验检测机构发展,逐步提升检验监测能力和水平。目前全省有部、省、市、县四级农产品质量安全检测机构92家,快速检测室1494个,共有3754名检测人员,乡镇农产品质量安全快检系统基本实现全覆盖,农产品质量安全监管“最初一公里”建设已见成效。   一、抓机构管理,规范检验检测机构健康运行   建立健全检验检测工作体制机制,构建“省市县乡”四级检测网络,形成以省农业农村厅农产品质量安全监管处牵头,省农检中心技术负总责,市县级农检机构固根本,乡镇监管机构保基础的农产品质量安全检验检测体系。把推进基层检测机构的“双认证”工作作为强化基层检验检测体系建设管理的重要抓手。印发《关于进一步稳定和加强基层检验检测机构建设及做好农产品质量安全监测工作调查统计工作的通知》《关于进一步加强和规范基层农产品质量安全检验检测体系建设管理的通知》,将“双认证”工作纳入对各市绩效考评的重要指标,推动加强各地检测机构建设管理、落实人员设备、明晰功能定位、强化运行保障。预计2021年市级农产品质检机构全部通过“双认证”,县区级农产品质检机构通过“双认证”比例不低于40%。截至目前,十一五、十二五两期规划建设的89家农产品检验检测机构 “双认证”数量较上年同比增长112%。   二、 抓事后监管,提升检验检测机构能力水平   一方面,扎实开展检测机构能力验证。开展检验检测能力验证是强化行政审批证后监管,提升检测技术能力的重要措施。2021年全省共有22家农检机构参加省级能力验证考核,合格率73.3%。坚持问题导向,指出样品编号、原始记录填写、实时记录、检测报告等过程出现的问题,提出整改意见,进一步规范农产品质量安全检测机构管理,不断夯实农产品质量安全监管技术支撑。另一方面,积极开展检测机构飞行检查工作。根据“谁发证谁管理,谁管理谁负责”的原则,对检验检测获证机构开展监督管理。按照“双随机、一公开”的监管要求,组织“合肥组”“皖南组”“皖北组”三个专家组,对全省39家获证机构开展飞行检查,全面了解获证机构的运行情况,督促机构规范管理、健康发展。对未按规定对人员、仪器设备、检测工作等实施有效管理的,无正当理由未按照考核机关要求参加能力验证或不接受、不配合监督检查的农产品质检机构,按照《农产品质量安全检测机构考核办法》等有关规定,责令限期改正,不断推进检验检测机构规范、健康发展。   三、抓能力培训,切实提高监管质量和水平   2020年、2021年连续两年安排省财政专项资金320万元,补助各地开展基层监管和检测人员能力培训,市县级农产品监管检测人员培训覆盖率100%、乡镇农产品监管检测人员培训覆盖率近半数。举办全省农产品质量安全培训会,对基层监管人员开展质量监管、检验检测、农产品合格证等集中培训,基层监管和监测人员能力水平得到稳步提升。2021年,依托基层骨干人员能力提升培训项目,开展了3期共500多名县乡级检测人员参加的农产品质量安全监管骨干人才培训班。   四、抓监测预警,确保农产品质量安全风险可控   建立和完善农产品质量安全例行监测、专项监测、监督抽查和快速检测“四位一体”的监测体系,充分发挥监测“雷达”作用,加强风险隐患排查。监测方式突出随机性,现场随机确定监测地点;突出普遍性,加大对产地小农户的抽样比例;突出“三前”环节和禁用药物的抽检,及时发现和排除风险隐患。截至2021年11月,全省农业农村部门开展农产品质量安全风险、监督抽检累计130余万批次;全省乡镇快检平台共上传样本数量122万批次。
  • 技术原理:浊度仪测浊度采用的原理
    浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉尘、微细有机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水中呈现浊度。浊度仪采用90°散射光原理。由光源发出的平行光束通过溶液时,一部分被吸收和散射,另一部分透过溶液。与入射光成90°方向的散射光强度复合雷莱公式:IS = ×I0其中:I0---------------入射光强度;IS----------散射光强度;N-------单位溶液微粒数;V-----------微粒体积;-------入射光波长 ;K-----------系数;在入射光很定条件下,在一定浊度范围内,散射光强度与溶液的浑浊度成正比。上式可 表示为 =K’N (K’为常数) 根据这一公式,可以通过测量水样中微粒的散射光强度来测量水样的浊度。浊度仪分为便携式,台式和在线浊度仪。台式一般用于实验室检测浊度;便携式和在线浊度仪一般用于现场检测。便携式用于不连续的检测,在线浊度仪用于连续,现场浊度监测。它可以实时,连续监测浊度,一般用于自来水厂,污水厂,渠道,水利设施,防洪监测,水池等处。
  • 科晓根据国家质检新标准推三聚氰胺检测配置
    科晓公司根据10月7号颁布实施的中华人民共和国国家标准GB/T22388-2008 原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法与最新15日发布国标GB/T22400-2008原料乳三聚氰胺快速检测液相方法中的仪器和试剂配置,对此前推荐的配置进行优化与筛选,推出符合最新质检要求的三套检测配置 利用固相萃取原理检测三聚氰胺成分(经济型与实用型) (严格符合国标GB/T22388-2008标准) 牛奶三聚氰胺检测经济型配置 1台 高压恒流泵 LC-100P 1台 紫外分析器 LC-UV100 1套 色谱工作站 WS100 内置带反控 1只 手动进样阀 7725i /VICI 1支 液相色谱柱 Vensil ASB-C8 4.6*250/5 1支 液相微量注射器 25ul (国产) 1台 柱温箱AT330/DT-203A 1包 萃取小柱 PCX 60mg/3ml 50支/包 1瓶 三聚氰胺标准品 100mg 99.5% 1套 圆形固相萃取装置 HSE-12D (12孔) 1台 袖珍无油真空泵 HPD-25(25/min) 1台 氮吹仪 MTN-2800D-12(干式加热) 1台 电子天平 FA2204B(220g/0.1mg) 1台 混合器 XW80A 1套 台式离心机套(含转子) 12000转/分 50ml孔 1台 超声波清洗器 KQ-2200(3L) 1台 溶剂过滤器 M-50/DL-01(1000ml) 1盒 有机系针式样品过滤器 &Phi 13mm*0.2um(100只/包) 1盒 有机系微孔滤膜(偏氮膜) &Phi 50mm*0.45um(100片/盒) 参考售价:113600.00/套 配置点评:经济型检测首选,采用优秀的伍丰仪器设备,实惠迅捷。 优惠价面议 牛奶检测三聚氰胺实用型配置 1台 高压恒流泵 EX1600HP双柱头并联泵 1台 紫外检测器D2 EX1600UV 氘灯 1套 色谱管理系统 EX1600WSE 1只 手动进样阀 7725i/VICI 1支 液相色谱柱 Vensil ASB-C8 4.6*250/5 1支 液相微量注射器 25ul (国产) 1台 柱温箱AT330 /DT-203A 1包 萃取小柱 PCX 60mg/3ml 50支/包 1瓶 三聚氰胺标准品 100mg 99.5% 1套 圆形固相萃取装置 HSE-12D(12孔) 1台 袖珍无油真空泵 HPD-25(25/min) 1台 氮吹仪 MTN-2800D-12(干式加热) 1台 电子天平 FA2204B(220g/0.1mg) 1台 混合器 XW80A 1套 台式离心机(含转子) 12000转 50ml 孔 1台 超声波清洗器 KQ-2200(3L) 1台 溶剂过滤器 M-50/DL-01(1000ml) 1包 有机系针式样品过滤器 &Phi 13mm*0.2um(100只/包) 1盒 有机系微孔滤膜(偏氮膜) &Phi 50mm*0.45um(100片/盒) 参考售价:133380.00/套 配置点评:采用由伍丰生产的EX1600保证检测的准确定位。 利用强阳离子交换柱结合高效液相色谱原理检测三聚氰胺成分(豪华型) (根据15号最新国家标准GB/T22400-2008) 牛奶检测三聚氰胺豪华型配置 1套 液相色谱仪 Agilent 1120/4287AA(单泵+柱温箱+自动进样器+中文软件) 1支 液相色谱柱 Zorbax 300SCX 250*4.6/5um 1瓶 三聚氰胺标准品 100mg 99.5% 1台 超声波清洗器 KQ-2200(3L) 1台 溶剂过滤器 M-50/DL-01(1000ml) 1包 有机系针式样品过滤器 &Phi 13mm*0.2um(100只/包) 1盒 有机系微孔滤膜(偏氮膜) &Phi 50mm*0.45um(100片/盒) 1台 电子天平FA2204B(220g/0.1mg) 参考售价:282110.00/套 配置点评:采用安捷伦1120系列仪器设备,稳定性与专业性检测的完美结合 备注: 经济或实用型另购 1瓶 辛(庚)磺酸钠25g 4瓶 高纯甲醇(4升) 1瓶 高纯乙腈(4升) 1瓶 柠檬酸(AR) 4瓶 三氯乙酸(AR) 4瓶 氨水(含量25%-28%) 4瓶 正己烷液(AR) 4*10支 容量瓶(1ml,10ml,100ml,1000ml) 2*10支 具塞塑料离心管(10ml,50ml) 1盒 定性滤纸 1瓶 高纯氮气钢瓶(99.999%) 1只 YQD-7氮气减压阀 1只 减压阀接头 若干米 PVC管&Phi 3*0.5 1只 研钵 若干支 M8*1/3.2孔螺帽及连接密封圈 豪华版另购 (所有试剂均为分析纯或以上规格) 乙腈:色谱纯 磷酸 磷酸二氢钾 三聚氰胺标准贮备液 标准工作溶液(自配) 科晓将一直为顾客提供最完善的服务和最新的科技产品 详细配置报价信息请看公司网站www.kexiao.com促销产品栏 如有疑问请拨打公司热线0571-56803999 我们将竭诚为您服务
  • 根据 USP <233> 对难消解的 API 和凝胶胶囊进行消解
    摘要新的USP和于2018年1月1日正式生效。 届时,它们将取代当前的方法,该方法将不再有效。 这些新方法给辅料和原料药样品的制备和分析带来了重大变化。 某些原料药是非常稳定的化合物,不易分解,对传统的微波消解方法提出了挑战。 CEM推出了iPrep消解罐,该消解罐采用了专利的双密封技术,可以承受比普通消解罐更高的温度和压力。 利用该消解罐和iWave先进的温度控制实现了复杂原料药和大型明胶胶囊的消解。简介新的 USP 方法 和 要求通常通过 ICP-OES 或 ICP-MS 分析对药物样品进行完全消解并对单个元素进行定量。 许多药物材料很容易消解,但具有多个芳环结构的 API 很难完全分解并获得清晰的消解,如新章节所述。 此外,因为大明胶胶囊通常含有大量油,更具有挑战性。 一旦胶囊溶解,就会释放出大量气体,酸开始侵蚀所含的油,如果不正确收纳,会导致挥发性元素损失。本应用说明将重点介绍如何使用带有 iPrep 消解罐的 CEM MARS 6 微波消解系统来完全消解难处理的活性药物成分和大明胶胶囊。 显示了 API 的示例结构以说明复杂性。 样品量是为了实现清晰的消解而给出的最大允许值。仪器使用配备 iWave 技术的 CEM MARS 6 微波消解系统制备三种不同的 API 以及大量(约 1.0 g)鱼油明胶胶囊。 iWave 是一项新技术进步,它利用 Light Emitting Technology™ 来测量消解罐内实际样品溶液的温度,并且不需要内部探头。使用 CEM iPrep 消解罐制备样品。 获得专利的双密封设计(图 1)提供了更高的温度以及对这些样品类型所需的排气和重新密封过程的精细控制。 iPrep 是一种简单易用的三件式消解罐,仅使用 21 英寸磅的手动扭矩装置即可拆装。图1 iPrep 消解罐结构图程序和方法 对每种 API 的多个样品进行称重,并将其添加到 10 mL iPrep 衬管中,内含HNO3 : HCl 为9:1 的溶液。 API 样品名称、结构和样品重量记录在下表 1 中。 将消解罐加盖、组装并放置在 MARS 6 中进行消解。 自定义方法的消解参数记录在表 2 中。在单独的运行中,将收到的 12 个鱼油胶囊添加到 12 个衬垫中。 进行预消解步骤以完全溶解明胶胶囊并释放夹带的油。 不执行此步骤可能会导致消解罐内着火,从而对消解罐内衬造成永久性损坏。通过在通风橱中向内衬和胶囊中加入 5 mL H2O2 来进行预消解。 使样品不加盖静置10分钟。 这允许过氧化物软化胶囊并将其打开以暴露油。 图 2 和图 3 说明了在加酸、密封消解罐和进行消解之前样品的外观。 10 分钟后,向每个衬管中加入 10 mL 9:1 HNO3 和 HCl 溶液。 在预消解完成之前不得加入 HNO3 和 HCl 溶液,否则样品会从衬管中过度起泡。 鱼油胶囊采用一键式制药方法。表 1: 样品和近似权重表 2: API 的 MARS 6 消解参数 图2 添加过氧化物后的鱼油胶囊照片 图3添加硝酸后的鱼油胶囊照片 结果和讨论使用 iPrep 消解罐和 iWave 温度控制的 MARS 6 能够完全消解每种 API 材料,并管理明胶胶囊消解过程中的压力。 每个 API 样品均重复运行,以确认样品制备是否成功。 TrixiePhos 材料的消解条件示例如图 4 所示。明胶胶囊的条件如图 5 所示。系统自动即时调节功率以精确控制该过程所需的高温下的消解条件 . 如图 6 所示,所有样品均已完全消解并澄清。带有 iPrep 消解罐的 MARS 6 系统是处理这些难处理的药物材料的理想选择。 图4: TrixiePhos 消解的功率和时间图 图5: 鱼油胶囊消化功率与时间图图6 消化稀释后的溶液
  • BLT小课堂 | 蛋白芯片技术原理及应用
    概念蛋白质芯片技术是在DNA芯片技术基础上发展的一项蛋白质组学技术。其原理是将大量不同的蛋白质分子(如酶、抗原、抗体、受体、配体、细胞因子等)通过微阵列的形式有序排列在固相载体表面,利用蛋白质与蛋白质或者蛋白质与其他分子之间的特异性结合,获得与之特异性结合的待测蛋白(如血清、血浆、淋巴、间质液、尿液、渗出液、细胞溶解液、分泌液等)的相关信息,便于我们分析未知蛋白的组分、序列,体内表达水平、生物学功能、与其他分子的相互调控关系、药物筛选、药物靶位的选择等。蛋白质芯片技术的出现,为我们提供了一种比传统的凝胶电泳、Western blot和Elisa更为方便和快速研究蛋白质的方法。该方法具有高通量,微型化和快速平行分析等优点,不仅对基础分子生物学的研究产生重要影响,也在临床诊断、疗效分析、药物筛选及新药研发等领域有着广泛应用。特点①蛋白芯片具有高特异性、重复性、准确性。这是由抗原抗体之间、蛋白与配体之间的特异性结合决定的。②蛋白芯片具有高通量和操作自动化的特点,在一次实验中可对上千种目标蛋白同时进行检测,效率极高。③可发现低丰度、小分子量蛋白质,并能测定疏水蛋白质,特别是膜蛋白质。④蛋白芯片具有高灵敏性,只需0.5-5μL样品,或2000个细胞即可检测。蛋白芯片技术在分子生物学及生物化学基础研究中的应用01 在蛋白质水平上检测基因的表达由于基因转录产物mRNA数量并不能准确反映基因的翻译产物蛋白质的质与量,因此在蛋白质水平上检测基因的表达对于了解基因的功能非常重要。蛋白质芯片技术产生前,蛋白质双向电泳技术是蛋白质组规模上进行蛋白质表达研究的唯一方法,但这种技术操作繁琐而且难以快速检测样品中成百上千种蛋白质的表达变化。蛋白质芯片的特异性、灵敏性和高通量等特点,在检测基因表达终产物蛋白质谱的构成及变化中发挥着不可替代的作用。02 高通量筛选抗原/抗体相互作用目前蛋白质芯片检测利用最广泛的生物分子相互作用是抗原抗体的特异性识别和结合,单克隆抗体是蛋白质芯片检测中使用最广泛的生物分子。运用蛋白质芯片可以研究不同抗原/抗体的特异性作用,而且对于检测样品中极微量的抗原/抗体分子作用非常有利。03 蛋白质/蛋白质相互作用分析酵母双杂交系统是近年来基因组规模上研究蛋白质相互作用的主要方法,但存在体内操作、假阳性、假阴性和外源蛋白质折叠、修饰等局限。蛋白质芯片技术不依靠任何生物有机体而在体外直接检测目标蛋白质,实验条件可随意控制,同时实验步骤自动化程度高,一次分析的蛋白质数量巨大,因而成为目前除酵母双杂交系统外进行大规模研究蛋白质相互作用的主要方法。04 酶/底物作用分析耶鲁大学的Snyder小组用蛋白芯片对酵母基因组编码的119种蛋白激酶的底物专一性进行了研究。实验中将蛋白激酶表达为谷胱甘肽转移酶(GST)融合蛋白,针对17种不同的底物,平行测定了119种GST2蛋白激酶融合蛋白的底物专一性,发现了许多新的酶活性,大量蛋白激酶可以对酪氨酸进行磷酸化,而这些激酶在催化区域附近有共同的氨基酸残基。也证明了蛋白质芯片可作为高通量筛选酶-底物作用的良好平台。蛋白芯片的检测目前蛋白芯片的检测主要有两种方式。一种是以质谱技术为基础的直接检测法,采用表面增强激光解析离子化-飞行时间质谱技术,用激光解析电离的方法将保留在芯片上的蛋白质解离出来。具体过程为:芯片经室温干燥后,加能量吸附因子如芥子酸,使其与蛋白质结合成混合晶体,以促进蛋白质在飞行时间质谱检测中的解析和离子化,利用激光脉冲辐射使芯池中的分析物解析成荷电粒子,根据不同质荷比离子在仪器场中的飞行时间长短不一,通过飞行时间质谱来精确地测定出蛋白质的质量,并由此绘制出一张质谱来,以分析蛋白质的分子量和相对含量。另一种为蛋白质标记法,样品中的蛋白质预先用荧光染料或同位素等标记,结合到芯片上的蛋白质就会发出特定的信号,用CCD照相技术及荧光扫描系统等对激发的荧光信号进行检测。与飞行时间质谱相比,该方法定量更加准确,操作也更加简便。与DNA芯片一样,蛋白质芯片同样蕴含着丰富的信息量,必须利用专门的计算机软件进行图像分析、结果定量和解释。其中应用最广的是荧光染料标记法,原理较为简单、使用安全、灵敏度高,且有很好的分辨率。可直接用广州博鹭腾 GelView 6000Plus进行拍摄。图1.GelView 6000Plus智能图像工作站GelView 6000Plus 配备600万像素科学级制冷CCD相机,制冷温度为环境温度下 55℃,极低的暗电流,很大程度降低背景干扰。而且独有的红外感应开关,自动控制样品台的开启与关闭,同时也减少了实验时对仪器的污染。
  • 聚焦离子束(FIB)技术原理与发展历史
    20世纪以来,微纳米科技作为一个新兴科技领域发展迅速,当前,纳米科技已经成为21 世纪前沿科学技术的代表领域之一,发展作为国家战略的纳米科技对经济和社会发展有着重要的意义。纳米材料结构单元尺寸与电子相干长度及光波长相近,表面和界面效应,小尺寸效应,量子尺寸效应以及电学,磁学,光学等其他特殊性能、力学和其他领域有很多新奇的性质,对于高性能器件的应用有很大潜力。具有新奇特性纳米结构与器件的开发要求开发出具有更高精度,多维度,稳定性好的微纳加工技术。微纳加工工艺范围非常广泛,其中主要常见有离子注入、光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺技术。近年来,由于现代加工技术的小型化趋势,聚焦离子束(focused ion beam,FIB)技术越来越广泛地应用于不同领域中的微纳结构制造中,成为微纳加工技术中不可替代的重要技术之一。FIB是在常规离子束和聚焦电子束系统研究的基础上发展起来的,从本质上是一样的。与电子束相比FIB是将离子源产生的离子束经过加速聚焦对样品表面进行扫描工作。由于离子与电子相比质量要大的非常多,即时最轻的离子如H+离子也是电子质量的1800多倍,这就使得离子束不仅可以实现像电子束一样的成像曝光,离子的重质量同样能在固体表面溅射原子,可用作直写加工工具;FIB又能和化学气体协同在样品材料表面诱导原子沉积,所以FIB在微纳加工工具中应用很广。本文主要介绍FIB技术的基本原理与发展历史。离子源FIB采用离子源,而不是电子束系统中电子光学系统电子枪所产生的加速电子。FIB系统以离子源为中心,较早的离子源由质谱学与核物理学研究驱动,60年代以后半导体工业的离子注入工艺进一步促进离子源开发,这类离子源按其工作原理可粗略地分为三类:1、电子轰击型离子源,通过热阴极发射的电子,加速后轰击离子源室内的气体分子使气体分子电离,这类离子源多用于质谱分析仪器,束流不高,能量分散小。2、气体放电型离子源,由气体等离子体放电产生离子,如辉光放电、弧光放电、火花放电离子源,这类离子源束流大,多应用于核物理研究中。3、场致电离型离子源是利用针尖针尖电极周围的强电场来电离针尖上吸附的气体原子,这种离子源多应用于场致离子显微镜中。除场致电离型离子源外,其余离子源均在大面积空间内(电离室)生成离子并由小孔引出离子流。故离子流密度低,离子源面积大,不适合聚焦成细束,不适合作为FIB的离子源。20世纪70年代Clampitt等人在研究用于卫星助推器的铯离子源的过程中开发出了液态金属离子源(liquid metal ion source,LMIS)。图1:LMIS基本结构将直径为0.5 mm左右的钨丝经过电解腐蚀成尖端直径只有5-10μm的钨针,然后将熔融状态的液态金属粘附在针尖上,外加加强电场后,液态金属在电场力的作用下形成极小的尖端(约5 nm的泰勒锥),尖端处电场强度可达10^10 V/m。在这样高电场作用下,液尖表面金属离子会以场蒸发方式逸散到表面形成离子束流。而且因为LMIS发射面积很小,离子电流虽然仅有几微安,但所产生电流密度可达到10^6/cm2左右,亮度在20μA/Sr左右,为场致气体电离源20倍。LMIS研究的问世,确实使FIB系统成为可能,并得到了广泛的应用。LMIS中离子发射过程很复杂,动态过程也很复杂,因为LMIS发射面为金属液体,所以发射液尖形状会随着电场和发射电流的不同而改变,金属液体还必须确保不间断地补充物质的存在,所以发射全过程就是电流体力学和场离子发射相互依赖和相互作用的过程。有分析表明LMIS稳定发射必须满足三个条件:(1)发射表面具有一定形状,从而形成一定的表面电场;(2)表面电场足以维持一定的发射电流与一定的液态金属流速;(3)表面流速足以维持与发射电流相应的物质流量损失,从而保持发射表面具有一定形状。从实用角度,LMIS稳定发射的一个最关键条件:制作LMIS时保证液态金属与钨针尖的良好浸润。由于只有将二者充分持续地粘附在一起,才能够确保液态金属很好地流动,这一方面能够确保发射液尖的形成,同时也能够确保液态金属持续地供应。实验发现LMIS还有一些特性:(1) 存在临界发射阈值电压。一般在2 kV以上;电压超过阈值后,发射电流增加很快。(2) 空间发射角较大。离子束的自然发射角一般在30º左右;发射角随着离子流的增加而增加;大发射角将降低束流利用率。(3) 角电流密度分布较均匀。(4) 离子能量分散大(色差)。离子能散通常约为4.5 eV,能散随离子流增大而增大,这是由于离子源发射顶端存在严重空间电荷效应所致。由于离子质量比电子质量大得多,同一加速电压时离子速度比电子速度低得多,离子源发射前沿空间电荷密度很大,极高密度离子互斥,造成能量高度分散。减小色差的一个最有效的办法是减小发射电流,但低于2uA后色差很难再下降,维持在4.5eV附近。继续降低后离子源工作不稳定,呈现脉冲状发射。大能散使离子光学系统的色差增加,加重了束斑弥散。(5) LMIS质谱分析表明,在低束流(≤ 10 μA)时,单电荷离子几乎占100%;随着束流增加,多电荷离子、分子离子、离子团以及带电金属液滴的比重增加,这些对聚焦离子束的应用是不利的。以上特性表明就实际应用而言,LMIS不应工作在大束流条件下,最佳工作束流应小于10μA,此时,离子能量分散与发散角都小,束流利用率高。LMIS最早以液态金属镓为发射材料,因为镓熔融温度仅为29.8 ºC,工作温度低,而且液态镓极难挥发、原子核重、与钨针的附着能力好以及良好的抗氧化力。近些年经过长时间的发展,除Ga以外,Al、As、Au、B、Be、Bi、Cs、Cu、Ge、Fe、In、Li、Pb、P、Pd、Si、Sn、U、Zn都有报道。它们有的可直接制成单质源;有的必须制成共熔合金(eutectic alloy),使某些难熔金属转变为低熔点合金,不同元素的离子可通过EXB分离器排出。合金离子源中的As、B、Be、Si元素可以直接掺杂到半导体材料中。尽管现在离子源的品种变多,但镓所具有的优良性能决定其现在仍是使用最为广泛的离子源之一,在一些高端型号中甚至使用同位素等级的镓。FIB系统结构聚焦离子束系统实质上和电子束曝光系统相同,都是由离子发射源,离子光柱,工作台以及真空和控制系统的结构所构成。就像电子束系统的心脏是电子光学系统一样,将离子聚焦为细束最核心的部分就是离子光学系统。而离子光学与电子光学之间最基本的不同点:离子具有远小于电子的荷质比,因此磁场不能有效的调控离子束的运动,目前聚焦离子束系统只采用静电透镜和静电偏转器。静电透镜结构简单,不发热,但像差大。图2:聚焦离子束系统结构示意图典型的聚焦离子束系统为两级透镜系统。液态金属离子源产生的离子束,在外加电场( Suppressor) 的作用下,形成一个极小的尖端,再加上负电场( Extractor) 牵引尖端的金属,从而导出离子束。第一,经过第一级光阑后离子束经过第一级静电透镜的聚焦和初级八级偏转器对离子束的调节来降低像散。通过一系列可变的孔径(Variable aperture),可以灵活地改变离子束束斑的大小。二是次级八极偏转器使得离子束按照定义加工图形扫描加工而成,利用消隐偏转器以及消隐阻挡膜孔可以达到离子束消隐的目的。最后,通过第二级静电透镜,离子束被聚焦到非常精细的束斑,分辨率可至约5nm。被聚焦的离子束轰击在样品表面,产生的二次电子和离子被对应的探测器收集并成像。离子与固体材料中的原子碰撞分析作为带电粒子,离子和电子一样在固体材料中会发生一系列散射,在散射过程中不断失去所携带的能量最后停留在固体材料中。这其中分为弹性散射和非弹性散射,弹性散射不损失能量,但是改变离子在固体中的飞行方向。由于离子和固体材料内部原子质量相当,离子和固体材料之间发生原子碰撞会产生能量损失,所以非弹性散射会损耗能量。材料中离子的损失主要有两个方面的原因,一是原子核的损失,离子与固体材料中原子的原子核发生碰撞,将一部分能量传递给原子,使得原子或者移位或者与固体材料的表面完全分离,这种现象即为溅射,刻蚀功能在FIB加工过程中也是靠这种原理来完成。另一种损失是电子损失:将能量传递给原子核周围的电子,使这些电子或被激发产生二次电子发射,或剥离固体原子核周围的部分电子,使原子电离成离子,产生二次离子发射。离子散射过程可以用蒙特卡洛方法模拟,具体模拟过程与电子散射过程相似。1.由原子核微分散射截面计算总散射截面,据此确定离子与某一固体材料原子碰撞的概率;2.随机选取散射角与散射平均自由程,计算散射能量的核损失与电子损失;3.跟踪离子散射轨迹直到离子损失其全部携带能量,并停留在固体材料内部某一位置成为离子注入。这一过程均假设衬底材料是原子无序排列的非晶材料且散射具有随机性。但在实践中,衬底材料较多地使用了例如硅单晶这种晶体材料,相比之下晶体是有晶向的,存在着低指数晶向,也就是原子排列疏密有致,离子一个方向“长驱直入”时穿透深度可能增加几倍,即“沟道效应”(channeling effect)。FIB的历史与现状自1910年Thomson发明气体放电型离子源以来,离子束已使用百年之久,但真正意义上FIB的使用是从LMIS发明问世开始的,有关LMIS的文章已做了简单介绍。1975年Levi-Setti和Orloff和Swanson开发了首个基于场发射技术的FIB系统,并使用了气场电离源(GFIS)。1975年:Krohn和Ringo生产了第一款高亮度离子源:液态金属离子源,FIB技术的离子源正式进入到新的时代,LMIS时代。1978年美国加州的Hughes Research Labs的Seliger等人建造了第一套基于LMIS的FIB。1982年 FEI生产第一只聚焦离子束镜筒。1983年FEI制造了第一台静电场聚焦电子镜筒并于当年创立了Micrion专注于掩膜修复用聚焦离子束系统的研发,1984年Micrion和FEI进行了合作,FEI是Micrion的供应部件。1985年 Micrion交付第一台聚焦离子束系统。1988年第一台聚焦离子束与扫描电镜(FIB-SEM)双束系统被成功开发出来,在FIB系统上增加传统的扫描电子显微系统,离子束与电子束成一定夹角安装,使用时试样在共心高度位置既可实现电子束成像,又可进行离子束处理,且可通过试样台倾转将试样表面垂直于电子束或者离子束。到目前为止基本上所有FIB设备均与SEM组合为双束系统,因此我们通常所说的FIB就是指FIB-SEM双束系统。20世纪90年代FIB双束系统走出实验室开始了商业化。图3:典型FIB-SEM 双束设备示意图1999年FEI收购了Micrion公司对产品线与业务进行了整合。2005年ALIS公司成立,次年ZEISS收购了ALIS。2007年蔡司推出第一台商用He+显微镜,氦离子显微镜是以氦离子作为离子源,尽管在高放大倍率和长扫描时间下它仍会溅射少量材料但氦离子源本来对样品的损害要比Ga离子小的多,由于氦离子可以聚焦成较小的探针尺寸氦离子显微镜可以生成比SEM更高分辨率的图像,并具有良好的材料对比度。2011年Orsay Physics发布了能够用于FIB-SEM的Xe等离子源。Xe等离子源是用高频振动电离惰性气体,再经引出极引出离子束而聚焦的。不同于液态Ga离子源,Xe等离子源离子束在光阑作用下达到试样最大束流可达2uA,显著增强FIB微区加工能力,可以达到液态Ga离子FIB加工速度的50倍,因此具有更高的实用性,加工的尺寸往往达到几百微米。如今FIB技术发展已经今非昔比,进步飞快,FIB不断与各种探测器、微纳操纵仪及测试装置集成,并在今天发展成为一个集微区成像、加工、分析、操纵于一体的功能极其强大的综合型加工与表征设备,广泛的进入半导体行业、微纳尺度科研、生命健康、地球科学等领域。参考文献:[1]崔铮. 微纳米加工技术及其应用(第2版)(精)[M]. 2009.[2]于华杰, 崔益民, 王荣明. 聚焦离子束系统原理、应用及进展[J]. 电子显微学报, 2008(03):76-82.[3]房丰洲, 徐宗伟. 基于聚焦离子束的纳米加工技术及进展[J]. 黑龙江科技学院学报, 2013(3):211-221.[3]付琴琴, 单智伟. FIB-SEM双束技术简介及其部分应用介绍[J]. 电子显微学报, 2016, v.35 No.183(01):90-98.[4]Reyntjens S , Puers R . A review of focused ion beam applications in microsystem technology[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2001, 11(4):287-300.
  • 科众精密-详解接触角测量仪的原理
    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。
  • 根据工艺能力判断合适的清洁验证总有机碳TOC限值
    观察根据擦拭和淋洗样品总有机碳(TOC)的历史或当前数据而采用工艺能力方法,能够证明清洁工艺及用于此工艺的限度是否可行、可实现、可检验。在下图所示的工艺中,上下游过程都使用1ppmC的“默认”限值,此限值将用于确定工艺能力。但是,TOC样品通常接近TOC方法的检测限(LOD)或定量限(LOQ),因此最可行的方法是使用单侧接受标准来显示工艺能力。对于单侧接受标准来说,工艺能力比率是Cnpk,而不是传统的CpK方法。评估限值对于任何清洁工艺来说,要评估两个清洁验证关键性质量属性(TOC擦拭和淋洗样品)的某个接受标准是否切实可行和可以实现,通常对于特定的生产工艺,使用工艺能力指数。如果从工艺中采集的历史或当前TOC数据满足特定的工艺能力比率,则TOC与对特定工艺的当前接受标准,适用于清洁验证。为表明这种判断,请看以下例子,表现了使用这个特定的设备,对特定的生产工艺进行的清洁工艺的合适程度。将评估以下TOC接受标准:&bull 上下游TOC擦拭样品:统计原理要评估已建立的接受标准是否切实可行和可以实现,需使用工艺能力指数。工艺能力指数旨在确定,考虑到已经观察到的当前与历史上的TOC擦拭与淋洗数据的变化率,该清洁工艺是否能够满足此接受标准。为了判断此方法是否合适,合适的工艺意味着,已建立的接受标准从统计学的角度来看,是合理的。合适的工艺是指能够确保工艺能力指数大于或等于1.25的工艺。此特定比率与传统的大1.33同,因为清洁验证接受标准是单侧规格1。为了选择工艺能力指数的正确计算方法,需同TOC擦拭和淋洗数据分布一起来考虑接受标准的类型(单侧或双侧)。如果TOC擦拭和淋洗接受标准确定TOC擦拭百分比分布目前用于特定产品清洁过程的清洁验证,使用对设备性能确认(PQ)或持续确认(定期监测)和产品转换所进行的整个清洁过程的TOC擦拭和淋洗数据。以上示例数据用直方图形式来确定正态分布。如上表所示,数据显示了同正态分布的明显偏离。大部分数据非常接近方法的检测限,因此将数据转换为近似正态分布是不合理的。所以,TOC擦拭数据要求用百分比分布来计算工艺能力比率,百分比分布应由统计程序来确定。 // 在此示例中,TOC擦拭数据的百分比分布确定了TOC擦拭数据的99.5%为0.8 ppm或800 ppb,TOC淋洗数据的百分比分布确定了TOC淋洗数据的99.5%为0.6 ppm或600 ppb。这些数值在用百分比分布来计算单侧规格工艺能力指数时很重要。对于新的清洁工艺,可升级或更换现行方法,用TOC来验证关键性的清洁工艺参数(TACT)。确定擦拭和淋洗样品的TOC工艺能力确定百分比分布之后,应使用以下公式来确定TOC擦拭和淋洗样品的工艺能力指数。对于单侧规格(如清洁验证应用中的规格),指数计算公式为:CnpK =(USL - 中位数)/(p(0.995) - 中数)其中:&bull Cnpk=非参数工艺能力指数&bull USL=Upper Specification Limit, TOC清洁验证擦拭和淋洗样品的规格上限值&bull 中位数=样品的50%百分比分布。由于TOC数据的50%非常接近检测限,因而TOC样品的中位数通常为0.1 ppm,或者0与检测限的中点值。&bull p (0.995)=数据的 99.5 %可以用此计算方法和相应的百分比分布(擦拭:0.8 ppm;淋洗:0.6 ppm)来计算工艺能力(Cnpk)如下:TOC擦拭:Cnpk=1.4;TOC淋洗:Cnpk=1.8单侧接受标准的合格工艺是指能力指数大于或等1.25的工艺,这表明清洁验证工艺及其关键性参数(时间、搅拌/速度、浓度、温度)能够满足TOC擦拭和淋洗所收集样品的参考文献1. Montgomery, D.C., (1991). Introduction to Statistical Quality Control, 统计质量控制入门, John Wiley and Sons New York, New York, 第373页2. NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, 统计方法手册, 第6.1.6节, What is Process Capability? 什 么 是 工 艺 能 力 ?http://www.itl.nist.gove/div898/handbook/index.htm◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 12月8日工程师给客户培训气相色谱质谱联用仪检测原理和应用
    2020年12月8日,客户来我司参观和学习,一起讨论分析仪器的日常用法、维护技巧及领域应用。今日我们主讲7700B 气相色谱质谱联用仪检测原理和应用:7700高性能双腔双泵单四极杆气质联用仪采用离子源和四极杆质量分析器独立排气的双涡轮分子泵设计,离子源和四极杆质量分析器分别处于两个独立真空腔室,形成高效的真空系统。此优化设计能够保证质谱的高真空度,降低离子源污染,减少离子源的维护频率;在开机半小时内即可进行样品分析,提高仪器的稳定性。气相色谱质谱联用仪7700B优于一款高性能单四极杆气相色谱质谱联用仪,检出限优于10fg,达到世界同类型产品主流水平,可广泛应用于科学研究、农残检测、环境监测和代谢组学等高要求领域。应用1,参照标准《HJ 716-2014 水质 硝基苯类化合物的测定 气相色谱-质谱法》,配制不同浓度硝基苯类化合物标准品为测试样品,用GC-MS 7700B测定,根据保留时间和质谱图定性,外标法定量。硝基苯类全扫描模式总离子色谱图应用2,参考标准《HJ834-2017 土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》,用GC-MS 7700B测定土壤和沉积物 半挥发性有机物的测定20ppm 76种半挥发性有机物全扫描总离子流色谱图应用3,参考标准《HJ644-2013环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附 气相色谱-质谱法》,用GC-MS 7700B测定环境空气中挥发性有机物的测定。环境空气中挥发性有机物的测定应用4,参考《HJ 753-2015 水质 百菌清及拟除虫菊酯类农药的测定 气相色谱-质谱法》,使用气相色谱质谱联用仪检测,根据保留时间、质谱图及特征离子对有机氯标准品进行定性,外标法定量。除虫菊酯类全扫描模式总离子色谱图 感谢客户的好学聆听,互相交流才有进步,才能更好地发挥仪器所长,节约用户成本,......欲了解更多仪器详情请关注谱标科技,并欢迎来电咨询!
  • 注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用
    注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用在现代医疗与制药行业中,注射剂瓶作为药物传输的关键容器,其密封性与安全性直接关系到患者的健康与生命安全。而注射剂瓶的胶塞,作为连接瓶体与外部世界的“门户”,不仅需具备良好的密封性能,还需在药物输送过程中承受各种穿刺操作而不失效,确保药物的无菌、无污染传递。因此,使用三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02对其进行穿刺力测试,成为了保障药品质量与患者安全不可或缺的一环。注射剂瓶胶塞的使用用途与重要性注射剂瓶胶塞,作为药品包装系统的重要组成部分,其主要功能在于提供可靠的密封屏障,防止药品在储存和运输过程中受到外界污染,同时确保在药物使用过程中(如注射给药)能够顺利穿刺而不泄漏。其材质多为橡胶或热塑性弹性体,需具备良好的弹性、耐化学性、生物相容性及适当的硬度,以适应不同药物的存储需求和穿刺操作。穿刺力测试的必要性与意义随着医疗技术的不断进步和药品包装的多样化发展,对注射剂瓶胶塞的性能要求也日益严格。穿刺力测试作为评估胶塞质量的重要手段之一,旨在模拟实际使用过程中穿刺针或输液针等医疗器械对胶塞的穿刺行为,通过量化分析穿刺过程中的力值变化与位移变化,评估胶塞的耐穿刺性能、密封保持能力及可能的破损风险。这对于确保药品在传输过程中的完整性和无菌性至关重要,直接关系到患者的用药安全与治疗效果。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的测试原理与技术应用济南三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02采用力学测试技术,将试样装夹在测试仪器的两个夹头之间,通过精密控制的相对运动,使标准要求的穿刺针以恒定速度或预设条件刺入试样。在此过程中,仪器实时记录并显示穿刺力(即刺破试样所需的最大力)和拔出力(即将穿刺针从试样中拔出时所需的力)等关键参数。这些数据不仅反映了胶塞的物理强度特性,还能揭示其潜在的密封失效风险,为产品设计与质量控制提供科学依据。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的广泛应用领域由于穿刺力测试技术的广泛适用性和重要性,其应用范围已远远超出了注射剂瓶胶塞本身,涵盖了各种薄膜、复合膜、电池隔膜、人造皮肤、药品包装用胶塞、组合盖、口服液盖以及各类医疗穿刺器械(如注射针、穿刺针、输液针、采血针等)的穿刺力强度试验。这些测试在质检中心、药检中心、包装厂、药厂、医疗器械厂等单位得到了广泛应用,成为保障产品质量、提升生产效率、降低安全风险的重要工具。总之,三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02作为现代医疗与制药领域的一项重要检测设备,通过科学、精准的测试手段,为药品包装与医疗器械的安全性与有效性提供了坚实保障。
  • 负氧离子检测仪的工作原理与选择
    空气中负氧离子的含量是空气质量好坏的关键。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负(氧)离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用,其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。自然界中空气正、负离子是在紫外线宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生,既是不断产生,又不断消失,保持某一动态平衡状态。由于负离子的特性,空所中的负离子产生与消失会保持一个平衡,因此判断环境下负离子浓度需要借助专门的空气离子检测仪进行准确测量。负氧离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称,简言之就是带负电荷的氧离子。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一,有着 “空气维生素”之称。工作原理:空气离子测量仪是测量大气中气体离子的专用仪器,它可以测量空气离子的浓度,分辨离子正负极性,并可依离子迁移率的不同来分辨被测离子的大小。一般采用电容式收集器收集空气离子所携带的电荷,并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流。测量仪主要包括极化电源、离子收集器、微电流放大器和直流供电电源四部分。首要要了解自己选负离子检测用途,目前有进口的负离子检测仪,国产的负离子检测仪,仿冒的负离子检测仪等等。分为便携的负离子检测仪,在线的负离子检测仪,按原理分又分为平行电极负离子检测仪和圆通电容器负离子检测仪两种。空气负氧离子检测分为 “平极板法测空气负离子” 和”电容法测空气负离子“这两种原理,其中“平极板”原理是比较常用的一种方法,检测快速,经济实惠,用于个人、工厂、实验室等单位。电容法测空气负离子检测仪是一种高性能检测方法,具有防尘、防潮等特点,相对于平极板法测空气负离子更加,特别适合于森林、风景区的使用,是林业局,科研单位测量空气质量的常见仪器。按收集器的结构分,负离子检测仪可以划分为平行板式和Gerdien 冷凝器式/双重圆筒轴式两种类型。1.Ebert式/平行电板式离子检测仪平行电板式离子检测仪是目前低端空气离子检测仪比较常用的一种方法。A跟B是一组平行的且相互绝缘的电极,B极顶端边着一个环形双极电极,空气通过右下角的风扇吸入,空气中的负离击打A/B电极放电,电荷传导到E环形电极形成自放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上比较成熟,造价成本也比较低,但是易受外部环境影响,另外这种结构自身的弱点容易导致电解边缘效应,容易造成气流湍流,造成检测结果偏移较大。2.Gerdien冷凝器式/双重圆筒轴式双重圆筒轴式离子检测仪是目前中高端空气离子检测仪成熟的一种方法。整体结构由3个同心圆筒组成,外围筒身及内轴为电极,空气通过圆筒时,离子撞击筒身跟轴产生放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上已非常成熟,但由于内部复杂的结构及控制,造价成本高昂,这种结构可以有效解决平行电板式结构固有的电解边缘效应,同时圆筒本身的结构及特殊的进气方式可以保持气流通过的平顺性,对离子数量及大小的检测精确性有极大提高。
  • GS-Smart小型自动凝胶染色仪与台式水平脱色摇床在CBB染色法中的应用对比
    GS-Smart小型自动凝胶染色仪与台式水平脱色摇床在CBB染色法中的应用对比 台式水平脱色摇床是生物学实验室常见的仪器设备,常用于普通凝胶电泳条带固定、考马斯亮蓝(CBB)染色脱色、硝酸银染色、蛋白质免疫印迹(Western Blot)、细胞培养和放射自显影等实验中。一般的台式水平脱色摇床主要是通过调节定幅载具的摆动频率,从而控制样品在溶液中的摆动快慢,这既是该仪器的基本工作原理,也是她在以上实验中主要发挥的作用。 在普通考马斯亮蓝染色、脱色实验中,台式水平脱色摇床是科研工作者们经常会用到的设备。一般是设定工作池的摇摆频率后,先后加入CBB染色液、脱色液,使摇床工作池持续摇摆,再置入蛋白凝胶使其在摇摆的液体中充分浸润洗涤,从而实现染色脱色。但一般的台式水平脱色摇床除了工作池的摆动频率可调外,没有其他参数能设置,虽然某些型号摇床还增加了定时功能,但也无法设置自动完成复杂的步骤。因此,前期进液、换液和排液都需要实验人员手动操作,另外,染色、脱色时间也只能靠实验人员自己把握。 再者,台式水平脱色摇床的工作池一般裸露在外,摇摆过程中,有可能溅出溢出CBB染色液、脱色液,还有可能挥发出有毒化合物。这样不仅容易造成污染,甚至可能产生安全隐患,进而危害实验人员的健康。 相比之下,鼎昊源GS-Smart小型自动凝胶染色仪无论在功能上、设计上还是外观上均领先台式水平脱色摇床,例如: 1.智能编程功能: GS-Smart内置3种标准的染色程序,可编程存储47个自定义程序,可以轻松实现进液、换液、出液、定时摇动和废液回收等步骤,无人值守,让实验全程自动完成,这将为那些还在使用传统台式水平脱色摇床做CBB染色脱色实验的科研工作者们节省大量时间精力。 2.可封闭可定制的染色池: GS-Smart染色池可封闭,既能防止液体溅出溢出、阻隔挥发物质,还可选择并定制各种尺寸。有些科研工作者为实现&ldquo 快速&rdquo CBB染色脱色,习惯将CBB染色液或脱色液加热至沸腾然后进行染色脱色处理,而高温状态的液体会加速挥发甲醇乙酸等化合物,如果此时使用台式水平脱色摇床,无疑具有一定的安全隐患。 3.机身与储液瓶一体化设计: 该设计属于国际首创,与市场同类产品相比,减少了分散在外的瓶瓶罐罐,从而整机占地面积与普通台式水平脱色摇床相当。不仅节省了实验室空间,同时也美化了整体外观。 综上,在CBB染色脱色实验应用方面,鼎昊源GS-Smart小型自动凝胶染色仪无论在功能上、设计上还是外观上均全面领先于台式水平脱色摇床。事实上,GS-Smart从2013年春季推出之初,就定位成了一款为考马斯亮蓝染色脱色实验而生的仪器,她的最终使命是全面取代CBB染色脱色实验中的台式水平脱色摇床,从而让所有CBB染色脱色自动进行! 本文关键词:摇床,脱色摇床,水平脱色摇床
  • 热重分析仪原理简介
    p   热重分析是在程序控温和一定气氛下,测量试样的质量与温度或时间关系的技术。使用这种技术测量的仪器就是热重分析仪(Thermogravimetric analyzer-TGA),热重分析仪也被称为热天平。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪基本结构 /strong /span /p p   热重分析仪的主要部件有热天平、加热炉、程序控温系统、气氛控制系统。 /p p strong 热天平 /strong /p p   热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来。通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温(或恒温),当被测试样发生质量变化,光电传感器能将质量变化转化为直流电信号。此信号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比(即可转变为样品的质量变化)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d515a402-1f0a-4ba4-a12b-725e7f252d60.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p   热天平结构图如图所示。电压式微量热天平采用的是差动变压器法,即零位法。用光学方法测定天平梁的倾斜度,以此信号调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,线圈转动恢复天平梁的倾斜。另一解释为:当被测物发生质量变化时,光传感器能将质量变化转化为直流电信号,此信号经测重放大器放大后反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比,即样品的质量变化可转变电压信号。 /p p   TGA有三种热天平结构设计:上置式(上皿式)设计—天平置于测试炉体下方,试样支架垂直托起试样坩埚 悬挂式(下皿式)设计—天平位于测试炉体上方,坩埚置于下垂支架上 水平式设计—天平与测试炉体处于同一水平面,坩埚支架水平插入炉体。 /p p   天平与炉体间须采取结构性措施防止天平受到来自炉体热辐射和腐蚀性物质的影响。 /p p   天平的主要性能指标有分辨率和量程。根据分辨率不同可分为半微量天平(10μg)、微量天平(1μg)和超微量天平(0.1μg)。 /p p   物体的质量是物体中物质量的量度,而物体的重量是质量乘以重力加速度所得的力,TGA测量的是转换成质量的力。由于气体的密度会随炉体温度的变化而变化,需要对测试过程中试样、坩埚及支架受到的浮力进行修正。可采用相同的测试程序进行空白样测试以得到空白曲线,再由试样测试曲线减去空白曲线即可进行浮力修正。 /p p strong 加热炉 /strong /p p   炉体包括炉管、炉盖、炉体加热器和隔离护套。炉体加热器位于炉管表面的凹槽中。炉管的内径根据炉子的类型而有所不同。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08fe3180-30d2-44d5-9bb8-da75c8e8d5a6.jpg" title=" 炉体结构图.png" / /p p style=" text-align: center " strong 炉体结构图 /strong /p p   1-气体出口活塞,石英玻璃 2-前部护套,氧化铝 3-压缩弹簧,不锈钢 4-后部护套,氧化铝 5-炉盖,氧化铝 6-样品盘,铂/铑 7-炉温传感器,R型热电偶 8-样品温度传感器,R型热电偶 9-冷却循环连接夹套,镀镍黄铜 10-炉体法兰冷却连接,镀镍黄铜 11-炉休法兰,加工过的铝 12-转向齿条,不锈钢 13-收集盘,加工过的铝 14-开启样品室的炉子马达 15-真空和吹扫气体入口,不锈钢 16.保护性气体入口,不锈钢 17-用螺丝调节的夹子,铝 18-冷却夹套,加工过的铝 19-反射管,镍 20-隔离护套,氧化铝 21-炉子加热器,坎萨尔斯铬铝电热丝Al通路 22-炉管,氧化铝 23-反应性气体导管,氧化铝 24-样品支架,氧化铝 25-炉体天平室垫圈,氟橡胶 26-隔板、挡板,不锈钢 27-炉子与天平室间的垫圈,硅橡胶 28-反应性气体入口,不锈钢 29-天平室,加工过的铝 /p p strong 程序控温系统 /strong /p p   加热炉温度增加的速率受温度程序的控制,其程序控制器能够在不同的温度范围内进行线性温度控制,如果升温速率是非线性的将会影响到TGA曲线。程序控制器的另一特点是,对于线性输送电压和周围温度变化必须是稳定的,并能够与不同类型的热电偶相匹配。 /p p   当输入测试条件之后(温度起止范围和升温速率),温度控制系统会按照所设置的条件程序升温,准确执行发出的指令。所有这些控温程序均由热电偶传感器(简称热电偶)执行,热电偶分为样品温度热电偶和加热炉温度热电偶。样品温度热电偶位于样品盘下方,保证样品离样品温度测量点较近,温度误差小 加热炉温度热电偶测量炉温并控制加热炉电源,其位于炉管的表面。 /p p strong 气氛控制系统 /strong /p p   气氛控制系统分为两路,一路是反应气体,经由反应性气体毛细管导入到样品池附近,并随样品一起进入炉腔,使样品的整个测试过程一直处于某种气氛的保护中。通入的气体由样品而定,有的样品需要通入参与反应的气体,而有的则需要不参加反应的惰性气体 另一路是对天平的保护气体,通入并对天平室内进行吹扫,防止样品加热时发生化学反应而放出的腐蚀性气体进入天平室,这样既可以使天平得到很高的精度,也可以延长热天平的使用寿命。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪测量曲线 /strong /span /p p   热重分析仪测量得到的曲线有TGA曲线与DTG曲线。TGA曲线是质量对温度或时间绘制的曲线,DTG曲线是TGA曲线对温度或时间的一阶微商曲线,体现了质量随温度或时间的变化速率。 /p p   当试样随温度变化失去所含物质或与一定气氛中气体进行反应时,质量发生变化,反应在TGA曲线上可观察到台阶,在DTG曲线上可观察到峰。 /p p   引起试样质量变化的效应有:挥发性组分的蒸发,干燥,气体、水分和其他挥发性物质的吸附与解吸,结晶水的失去 在空气或氧气中的氧化反应 在惰性气氛中发生热分解,并伴随有气体产生 试样与气氛的非均相反应。 /p p   同步热分析仪STA将热重分析仪TGA与差示扫描量热仪DSC或差热分析仪DTA整合在一起。可在热重分析的同时进行DSC或DTA信号的测量,但灵敏度往往不及单独的DSC,限制了其应用。 /p
  • 小知识—紫外检测器应用原理
    紫外检测器小知识  1、原理  紫外吸收检测器简称紫外检测器(ultraviolet ?detector,UVD),是基于溶质分子吸收紫外光的原理设计的检测器,其工作原理是Lambert-Beer定律,即当一束单色光透过流动池时,若流动相不吸收光,则吸收度A与吸光组分的浓度C和流动池的光径长度L成正比。物理上测得物质的透光率,然后取负对数得到吸收度。  大部分常见有机物质和部分无机物质都具有紫外或可见光吸收基团,因而有较强的紫外或可见光吸收能力,因此UVD既有较高的灵敏度,也有很广泛的应用范围,是液相色谱中应用广泛的检测器。  为得到高的灵敏度,常选择被测物质能产生大吸收的波长作检测波长,但为了选择性或其它目的也可适当牺牲灵敏度而选择吸收稍弱的波长,另外,应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的流动相。  紫外检测器的波长范围是根据连续光源(氘灯)发出的光,通过狭缝、透镜、光栅、反射镜等光路组件形成单一波长的平行光束。通过光栅的调节可得到不同波长。波长范围应该是根据光源来确定的,不同光源波长范围也不一样。  光波根据光的传播频率不一样而划分的。紫外的测量范围一般为0.0003---5.12(AUFS),常用为0.005---2.0(AUFS)。紫外光的范围一般指200-400 nm。吸收度单位AU (absorbance unit) 是相当于多少伏的电压,范围的大小应该适中较好,实际工作中一般就需要1AU左右。  2、用途  紫外检测器使用于大部分常见具有紫外吸收有机物质和部分无机物质。紫外检测器对占物质总数约80%的有紫外吸收的物质均可检测,既可测190--350 nm范围的光吸收变化,也可向可见光范围350---700 nm 延伸。  紫外检测器适用于有机分子具紫外或可见光吸收基团,有较强的紫外或可见光吸收能力的物质检测。一般当物质在200-400 nm 有紫外吸收时,考虑用紫外检测器。  3、优点  紫外吸收检测器不仅灵敏度高、噪音低、线性范围宽、有较好的选择性,而且对环境温度、流动相组成变化和流速波动不太敏感,因此既可用于等度洗脱,也可用于梯度洗脱。紫外检测器对流速和温度均不敏感,可于制备色谱。由于灵敏高,因此即使是那些光吸收小、消光系数低的物质也可用UV检测器进行微量分析。  不足之处在于对紫外吸收差的化合物如不含不饱和键的烃类等灵敏度很低。
  • 粒子束成像设备的分辨能力测试原理和测试方式
    一、测试原理粒子束成像设备如SEM、FIB等,成像介质为被聚焦后的高能粒子束(电子束或离子束)。以扫描电镜(SEM)为例,通过光学系统内布置的偏转器控制这些被聚焦的高能电子束在样品表面做阵列扫描动作,电子束与样品相互作用激发出信号电子,信号电子经过探测器收集处理后,即可得到由电子束激发的显微图像。图1:偏转器的结构示意(左);电镜图像(右)基于以上原理,一台粒子束设备在进行显微成像时,其分辨能力与下落至样品表面的粒子束的束斑尺寸相关,束斑的尺寸越小,扫描过程中每个像元之间的有效间距即可越小,设备的分辨本领越高。当相邻的两个等强度束斑其中一个束斑的中心恰好与另一个束斑的边界重合时,设备达到分辨能力极限(图2)。图2:分辨能力极限示意图不考虑粒子衍射效应时,经聚焦后的粒子束截面可视为圆形(高斯斑),其束流强度沿中心向边缘呈高斯分布(图3)。以扫描电镜为例,在光学设计和实验阶段,通常使用直接电子束跟踪和波光计算(direct ray-tracing and wave-optical calculations)方法,来获得聚焦电子束的束斑轮廓。该过程是将电子束的束流分布采用波像差近似算法来计算图像平面上的点展宽函数PSF(Point Spread Function),基于PSF即可估算出包含总探针电流的某一部分(如50%或80%)的圆的直径,从而得到设备的分辨能力水平。图3:高斯斑的截面形状和强度分布示意图但是在设备出厂后,由于粒子束斑尺寸在纳米量级,无法直接测量,因此行业通常使用基于成像的测试方法,测试粒子束设备的分辨能力。 锐利物体边界的边界变化率法是行业目前达到共识的测试粒子束斑尺寸的方法,即使用粒子束成像设备对锐利物体(通常是纳米级金颗粒)进行成像,沿图像中锐利物体的边缘绘制亮度垂直边缘方向的变化曲线,并选取曲线上明暗变化位置一定比例对应的物理距离,来表示设备的分辨率(图4)。为了保证测试准确性,可以在计算机帮助下取数百、数千个锐利边界的亮度变化率曲线求取均值,以获知设备的整体分辨能力。图4:金颗粒边界测量线(上图红线);测量线上的亮度变化(下左);取多条测量线后得到的设备分辨率示意(下右)边界变化率曲线上亮度25%-75%位置之间的物理距离d,可以近似认为是粒子探针束流50%时所对应的粒子束斑直径,在粒子束成像设备行业通常用此距离d来最终标识设备的分辨能力。图5:边界变化曲线与高斯斑直径对应示意图二、测试方式「 样品的选择 」金颗粒通常采用CVD或者PVD等沉积生长的方法获得,由于颗粒形核长大的过程可以人工调控,因而最终得到的金颗粒直径的大小可以被人工控制,所以视不同用途,金颗粒的规格也不同。以Ted Pella品牌分辨率测试金颗粒为例,用于SEM分辨率测试的标准金颗粒有五种规格,其中颗粒尺寸较小的高分辨、超高分辨金颗粒(如617-2/617-3)通常用于测试场发射电镜的分辨能力;颗粒尺寸较大的金颗粒(如617/623)通常用于测试钨灯丝或小型化电镜的分辨能力,详细的颗粒尺寸和适用设备见图6。测试时,不合适的金颗粒选择无法准确反映一台电镜的分辨能力。图6:Ted Pella品牌金颗粒规格及适用机型「 SEM光学参数的设置 」分辨率的测试旨在测试设备在不同落点电压下的各个探测器的极限分辨能力,因此,与电子光学相关的成像参数设置需要注意以下内容:(1)视场校准:保证放大倍数、视场尺寸的准确;(2)目标电压:这里特指落点电压,即电子束作用在样品上的真实撞击电压;(3)探测器:不同探测器收取信号的能力不同,因此获得图像的极限分辨能力不同,因此都要测试,通常镜筒内探测器ETBSE;(4)光阑/束斑:通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小光阑(以获得极限分辨能力);(5)工作距离:通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小工作距离(以获得极限分辨能力)。「 SEM图像采集条件 」(1)合理的测试视野/放大倍数测试时,所选用的测试视野(放大倍数)需要根据设备的分辨能力做出调整,一般放大倍数取每个像素的pixel size恰好与真实束斑尺寸接近即可。比如:对于真实分辨能力约1.5nm的设备,调整放大倍数使屏幕上每个像素对应样品上的真实物理尺寸为1.5nm,即在采集1024*1024像素数的图像进行测试的前提下,选择不大于1024*1.5nm≈1.5um的视野进行测试即可。表1:分辨率测试的FOV及放大倍数估算表(2)合理的亮度、对比度采集金颗粒图像时,亮度和对比度的选择也需要合理,也就是通常所讲的不要丢失信息。在不丢失信息的前提下,图像亮度对比度稍微偏高或偏低,只要边缘变化曲线的高线和低线均未超出电子探测器采集能力的上限或者下限,曲线虽然在强度方向(Y方向)出现的位置和差值有所变化,但距离方向(X方向)及变化趋势均不改变,因此使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d基本没有影响(图7)。然而,当使用过大的亮度、对比度设定后,当边缘变化曲线的高线和低线至少一边超出电子探测器采集能力的上限或者下限,再使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d就不再准确,这时测出的分辨率数值无效(图8)。图7:合理的亮度对比度及边界变化率的曲线图8:不合理的亮度对比度及边界变化率的曲线三、总结基于上述图像学进行的分辨率测试,是反映粒子束设备整体光学、机械、电路、真空等全面综合性能的关键手段。该测试在设备出厂交付时用于验证设备的性能指标,在设备运行期间不定期运行该测试以关注分辨率指标,可以快速帮助使用人员和厂商工程师快速发现设备风险,从而及时制定维护、维修方案,以延长设备的稳定服役时间。 钢研纳克是专业的仪器设备制造商,同时提供完善可靠的第三方材料检测服务、仪器设备校准服务,力求在仪器设备产品的开发、生产、交付、运行全流程阶段遵循行业标准和规范,采用统一的品质监控手段,保证所交付产品品质的稳定可靠。参考文献[1] J Kolo&scaron ová, T Hrn&ccaron í&rcaron , J Jiru&scaron e, et al. On the calculation of SEM and FIB beam profiles[J]. Microscopy and Microanalysis, 2015, 21(4): 206-211.[2] JJF 1916-2021, 扫描电子显微镜校准规范[S].本技术文章中扫描电镜图像由钢研纳克FE-2050T产品拍摄。
  • 解读核辐射检测仪原理,是否“智商税”?
    8月24日,日本政府不顾国内外反对,福岛第一核电站启动核污染水排海,并计划排放30年。该消息发布后,引起我国出现盲目“抢盐”的恐慌现象,并导致核辐射检测仪在线上平台火爆销售,甚至被抢购一空。许多专家表示,我们无需过度恐慌,理性关注即可,也有人支持购置核辐射检测仪来保证身体安全,那么作为大众居民,我们是否必要购置核辐射检测仪?其原理是什么?核辐射检测仪到底是不是“智商税”?且听本网来揭秘。核辐射检测仪的原理核辐射检测仪是通过探测放射性物质的衰变过程来进行工作的。放射性物质会不断地释放出α粒子、β粒子、γ射线等辐射,这些辐射会与检测器中的物质相互作用,产生电离效应。在这个过程中,检测器中的物质会失去一部分电荷,导致检测器中的电荷量发生变化,从而产生电信号。核辐射检测仪通常采用闪烁晶体作为探测器,闪烁晶体是一种能够吸收射线并转化为可见光的物质。当放射性物质释放出的射线进入闪烁晶体时,晶体中的原子或分子会吸收这些射线,并把它们转化为可见光。这个过程被称为光致发光。然后,光被收集到光电倍增管中,并转化为电信号。这些电信号会被放大和整形,以便后续的信号处理和测量。除了闪烁晶体,核辐射检测仪还可以使用其他类型的探测器,如半导体探测器、液体闪烁计数器等。半导体探测器的工作原理与闪烁晶体类似,都是基于放射性物质的衰变过程,通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应,从而检测辐射的强度和类型。而液体闪烁计数器则是一种将闪烁剂和光电倍增管结合在一起的探测器,它能够测量β粒子和γ射线。总之,核辐射检测仪是基于放射性物质的衰变过程进行工作的,通过探测器中的物质与辐射相互作用产生电离效应,从而检测辐射的强度和类型。闪烁晶体和光电倍增管是核辐射检测仪中非常重要的部件,其性能直接影响核辐射检测的准确性和稳定性。随着科学技术的发展,核辐射检测仪的材料和性能将不断得到改进和完善,为保障人类安全和环境健康做出更加重要的贡献。核辐射检测仪的应用场景辐射检测仪的应用场景广泛,主要包括以下场景:1.核物理实验室、科研单位放射性实验室等会产生放射性物质的单位,主要用于日常放射性物质剂量检测,以便及时处理。2.用于海关和边境巡逻等,防止犯罪分子取放射性材料及放射性物质袭击的应急响应。3.环保部门、钢铁石材检测、矿山或金属检测公司等,用于监测放射源。4.医疗、工业等领域的X射线仪器的X射线辐射强度。5.其他检测放射性物质需要。综上所述,辐射检测仪的应用场景非常广泛,应用于各大领域。我们需要购买核辐射检测仪吗?最近的央视报道中,华南理工大学环境与能源学院教授张永清表示:“普通百姓购买放射性检测仪必要性不强。因为放射性测量过程中,只有一个仪器还是不够的,还要有相应适合的方法,不同的核素有不同的方法来进行测量,而且不同的样品有不同的前处理方法。如果说一般普通老百姓只是买一个仪器来测,他们还不具备专业的方法。”市面上价格较低的核辐射检测仪往往精度低,难以真正检测出放射性物质,而较为专业的核辐射检测仪价格昂贵,且需要专业知识和技能才能正确使用和维护才能合理使用。其次,普通人在日常生活中接触到的辐射量通常是非常低的,不需要过于担心辐射对健康的影响。而且,即使周围存在一些放射性物质,核辐射检测仪也并不能保证绝对的安全。因此,建议普通人不要盲目购买核辐射检测仪,更不需要过度恐慌,如果确实需要检测辐射水平,可以寻求专业的检测机构或者政府部门进行检测。
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