红外热损伤检测仪

常规的无损检测技术如射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等，这些方法在实践应用中都有各自的缺点及局限性。红外热成像无损检测技术是近年来应用逐渐广泛的一种新兴检测技术，广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域。与其他的无损检测技术相比，红外热成像技术的特点有：1. 测量速度快，因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度，所以响应极快，能测得迅速变化的温度场；2. 非接触性，拍摄红外图片时，红外摄像仪与被测物体是保持一定距离的，对被测温度场没有干扰，操作安全、方便；3. 测量结果直观形象，热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出，从图上可以方便地读取各点的温度值，并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息；4. 测温范围广，由于是采用辐射测温，与玻璃测温计和热电偶测温计相比，测温范围大大扩展，理论上可从绝对零度到无穷大；5. 测量精度高；6. 易于实现自动化和实时观测。红外热成像无损检测原理红外线是一种电磁波，为0.78~1000 μm，可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度，都会因为分子的旋转和振动而发出辐射能量。红外辐射是其中一种，如果把物体看成是黑体，吸收所有的入射能量，则根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为：式中：为黑体的光谱辐射度；c1、c2为辐射常数，c1=3.7418×108 Wm-2μm4，c2=1.4388×104 μmK；σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，为5.67×10-8 Wm-2K-4。实际大部分人工或天然材料都是灰体，与黑体不同，灰体材料的发射率ε≠1，灰体表面能反射一部分入射的长波（λ＞3 μm）辐射，因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成，用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和Map，但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体，将Map称为表观辐射度，为便于理解，一般将其转换为人们较熟悉的温度单位，称为表观温度Tap，即：上述表观温度Tap即为红外探测器测量所得温度，在无损检测中测量距离一般较近，可以忽略大气的影响，故被测物体的表面发射率ε的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。检测方式1. 主动式检测为了使被测物体失去热平衡，在红外热成像无损检测时为被测物体注入热量。被测物体内部温度不必达到稳定状态，内部温度不均匀时即可进行红外检测的方法即为主动式红外检测。该种检测方式是人为给试样加载热源的同时或延迟一段时间后测量表面的温度场的分布。从而确定金属、非金属、复合材料内部是否存在孔洞、裂缝等缺陷。2. 被动式检测被动式红外热成像无损检测利用周围环境的温度与物体温度差，在物体与环境进行热交换时，通过对物体表面发出的红外辐射进行检测缺陷的一种方式。这种检测方法不需要加载热源，一般应用于定性化的检测。被测物本身的温度变化就能显示内部的缺陷。它经常被应用于在线检测电子元器件和科研器件及运行中设备的质量控制。红外热成像技术在无损检测中的应用1. 材料热物性参数检测与其它的测温技术相比，红外热像仪能迅速、准确地测量大面积的温 值，且测温范围宽。因此，当需要准确测量较大范围的温度边界条件时，红外热像仪具有其它测温仪器不可比拟的优越性。哈尔滨工业大学的研究人员针对焊接温度场中材料的传热系数随温度升高而变化的情况进行了研究，证明了焊接过程热传导系数反演算法的可行性，结合红外热像法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场，通过计算分别获得了加热和冷却过程的热传导系数随温度变化的曲线。热传导反问题的研究，具有广泛的工程应用前景，近年来在热物性参数的识别、边界形状的识别、边界条件的识别、热源的识别等多方面已经取得了很多研究成果。在进行传热反问题研究时，采用红外热像技术测量研究对象的温度图，可以方便快捷地解决温度边界的测量问题，该方法在热传导反问题的研究中已被广泛采用。2. 结构内部损伤及材料强度的检测目前利用红外热像技术进行的结构损伤研究有混凝土内部损伤检测、混凝土火灾损伤研究、焊缝疲劳裂纹检测、碳纤维增强混凝土内部裂纹检测等，由于损伤部位的导热系数的变化，导致红外热像图中损伤位置温度异常。与常规的探伤方法如X射线、超声波等相比，红外热像技术具有不需要物理接触或耦合剂，操作简单方便、无放射性危害等优点。同济大学的研究人员采用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了实验研究，得出了火灾损伤混凝土红外热像的平均温升随时间的变化曲线，及混凝土红外热像的平均温升与其受火温度与强度损失之间的回归方程。将红外热像技术应用于火灾混凝土检测，在国际上尚属首创，突破了传统的检测模式，为进行混凝土的火灾损伤评价开创了一条新途径。但将该方法运用于实际工程检测中，尚有许多问题需要解决，如混凝土强度等级、碳化深度、级配、火灾类型等对检测结果的可靠性的影响，以及检测时的加热措施等。近年在光热红外技术的基础上发展的超声红外技术发挥了红外技术和超声技术的优点，该方法以超声脉冲作为激发源，当超声脉冲在试件中传播遇到裂纹等缺陷时，缺陷引起超声附加衰减而局部升温，从而利用红外热像技术可以检测出这些裂纹缺陷。南京大学的研究人员将红外热像仪与超声波发射器结合起来，用超声波发射器对有疲劳裂纹的铝合金试件进行热量输入，拍摄红外热图像，与计算机模拟计算结果进行比较，试验表明超声红外热像技术对裂纹缺陷、不均匀结构及残余应力非常敏感。3. 在建筑节能中检测的应用在建筑物节能检测方面，瑞典早在1966年就开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温，美国、德国等许多国家的研究人员也都进行过这方面的研究工作。在我国随着对建筑节能要求的提高，建筑物的节能检测势在必行。目前我国对建筑围护结构传热系数的检测多采用建筑热工法现场测量，红外热像技术只作为辅助手段，通过检测围护结构的传热缺陷，综合评价建筑物的保温性能。目前我国红外热像技术在节能检测领域的研究尚属于起步阶段，还没有确定的指标对建筑物的红外热像图进行节能定量评价，由于建筑物立面形式和饰面材料的多样性，编制专用的图像分析与处理软件和建立墙体内外饰面材料的发射率基础数据库成为该项研究中一个重要环节。4. 在建筑物渗漏检测中的应用建筑物的渗漏有由供水管道引起的渗漏和屋顶或外墙开裂引起的雨水渗漏等，由于渗漏部位的含水率和正常部位不一样，造成在进行热传导的过程中二者温度有差异，因而可以用红外热像仪拍摄湿度异常部位墙面的红外热图像，与现场直接观察结果进行对比分析，可以找出渗漏源的位置。结语红外热像技术在无损检测中的应用前景非常广泛，相应的研究工作也取得了初步的研究成果，并逐步地从定性研究走向定量研究，但总体来说在目前尚属起步阶段，能应用于实际工程中的研究成果不多，且多属一些定性的结论，缺乏相应的操作规范。因此，应加强定量研究工作，提高对红外热像图的处理能力。

香蕉是中国岭南特色水果之一，香蕉在采收和运送过程中往往处于绿硬期(青香蕉),在此过程中易受到各种碰撞损伤。不同类型碰伤均可加速香蕉果皮活性氧的积累进而导致香蕉果实的衰老腐败 青香蕉受到碰撞损伤后，微生物容易侵染损伤部位，经过催熟过程中的乙烯释放和果实软化后，造成於伤腐烂或黑斑花脸，严重影响其色泽品质和销售价格。因此，亟待寻找一种快速无损检测青香蕉碰撞损伤的方法。为探究有效检测青香蕉早期轻微碰撞损伤的方法，本文结合青香蕉的结构特点利用高光谱技术找出青香蕉关于碰撞损伤特性的特征波长段，实现碰伤程度的区分与可视化。研究为开发青香蕉表面碰伤快速无损检测系统，提高香蕉经济效益具有重要意义。1.材料与方法1.1青香蕉碰撞损伤程度分类青香蕉的品质分级标准14中，果身表面的机械类损伤面积是一个重要指标。标准规定，果身表面无碰压伤的青香蕉属于优等品；碰压伤面积小于1cm² 的属于一等品；碰压伤面积为1～2 cm² 的属于二等品；碰压伤面积大于2cm² ,属于劣等品将不进入市场。将碰伤的香蕉置于温度15℃、相对湿度88%的恒温恒湿环境中保存48 h取出切开，损伤面积如表所示。1.2 高光谱图像采集系统试验可采用彩谱科技有限公司的高光谱成像仪，主要包括高光谱相机、光源、载物台、滑轨、计算机控制硬件和软件系统。光源采用仪器自带的卤素灯，光谱仪的光谱范围为400～1000 nm,采样间隔为2.39 nm,将光谱范围分为256个频带范围。仪器扫描的具体参数设置：曝光时间20 ms,移动台前进速度1.4 cm/s,回退速度2cm/s,镜头与样本距离42 cm。本研究使用的光谱数据由256维图像组成。区别于三维的RGB图像，高光谱图像的数据信息高维且冗余，如果对每份样品的所有图像进行处理，不仅工作量庞大且后续的建模效果不佳。如图所示是同一份样品在不同波段下(500、600、700、800nm)的图像，对比可知：不同波段下的图像其呈现出的碰伤情况存在差异。因此探究青香蕉关于碰撞损伤的特征波段，利用特征波段下的图像提取碰伤部位的光谱数据，可为后续的检测模型提供可靠且精准的数据集。2结果与分析2.1 原始光谱数据预处理结果使用软件进行预处理，首先对原始光谱进行多项式平滑法处理，再采用多元散射校正法对光谱进行预处理，以降低极限漂移和散射效应。对原始样本数据集如图a先进行SG处理，将处理后的光谱曲线再进行多元散射校正法处理。处理后的效果如图b所示。可以看出，预处理后的光谱曲线修正了部分反射率为1的数据，总体曲线更加归一且平滑，噪音点减少，曲线的凹凸处变少。说明该预处理方法效果较好，后续研究所用的光谱数据皆为经过SG和MSC方法预处理后的数据。2.2基于BP神经网络的检测模型和可视化碰伤等级图像通过图像分割流程，将918张灰度图像进图像分割，提取香蕉碰伤部位的轮廓区域，同时利用图像全像素点下的反射率数据，用光谱反射率数据去表示碰伤轮廓区域的每个像素点所代表的信息。对健康样品、轻度碰撞伤样品、中度碰撞伤样品、重度碰撞伤样品的测试集的识别准确率分别为97.53%、92.59%、93.82%和96.29%,平均碰伤程度的判断准确率为95.06%。为了更好地展示分类结果，同时考虑检测的可视化，对每一个像素点用“00”代表健康，标记为黄色RGB(255,255,0) “01”代表轻度碰撞伤，标记为蓝色RGB(67,142,219) “10”代表中度碰撞伤，标记为紫色RGB(128,0,128) “11”代表重度碰撞伤，标记为红色RGB(255,0,0)的方式进行最后的输出显示。其中区域的总体识别结果若有85%以上的相同数值和颜色，那么本区域都用此数值和颜色进行归一显示，最后的可视化图像如图所示。3.结 论本文以青香蕉为研究对象，利用高光谱成像仪采集青香蕉健康表面和不同碰伤程度香蕉的光谱反射率数据和不同波段下的图像信息，结合特征变量筛选对青香蕉的碰撞损伤程度进行了研究，主要结论如下：1)采用3种类型的支持向量机算法，验证了青香蕉碰撞损伤的识别机理以及采用光谱数据和图像信息结合进行无损检测的合理性。2)对通过预处理和异常样本剔除后的数据进行特征波长提取和验证，得到9段特征波长。3)通过获取特征波长段下的图像，提取碰撞损伤区域的轮廓分布边界数据以及该区域的每个像素点对应的光谱反射率数据。将此数据作为BP神经网络的输入层进行训练，最后得到的模型对健康样品、轻度碰撞伤样品、中度碰撞伤样品、重度碰撞伤样品的测试集识别准确率为97.53%、92.59%、93.82%和96.29%。

引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术，近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而，它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷，如涂层脱粘、界面分层等，极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命，严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面，对基体材料起到隔热保护的作用，目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量，确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本，开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长，也有其各自的局限性。例如，超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染；电磁法虽易于实现自动化检测，但仅适用于非铁磁性材料，且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点，非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征，近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射，根据Stefan-Boltzmann定律，其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外，还与波长和环境温度有关，而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场，从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励，该技术可分为主动式与被动式，其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率，近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励，同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程，并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析，以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同，该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多，但由于所检测对象琳琅满目，且结构与物理特性比较复杂，因此在实际应用中需结合检测对象本身特性，选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法，从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法，由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点，在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中，当外激励光源入射到待测试件时，基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用，同时，利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应，即红外热图像序列。然后，借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析，从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外，根据热激励形式的不同，红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像，这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高，但其探测深度通常较浅，无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求；且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性，红外锁相热成像技术应运而生，但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷，因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷，需选择不同调制频率对待测试件进行激励，因此，该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术，具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势，如高分辨率、高检测效率、大探测深度等，近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术，该技术是使用高能光源（如激光、卤素灯、闪光灯）对待测试件进行非常短时间（通常几毫秒）的脉冲激励加热，由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异，然后，利用红外热像仪同步记录这种温度差异，并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快，且对厚度较小的试件具有较好的检测结果，但其探测深度非常有限，不适用于检测大厚度构件。此外，该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应，极易使得其产生界面分层等类型缺陷，极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究，并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术，该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像，因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性，提出了双脉冲激励热成像检测技术，并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法，实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外，为增强FRP复合材料缺陷检测效果，许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出，例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作，并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化，并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究，并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外，国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术，该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热，然后，待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场，由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异，因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取，最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术，此外，通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测，并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比，更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下，红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测，并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加，利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大，而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价，开展了系统的理论与实验研究，并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷，并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除，显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题，提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术，不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题，还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来，红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注，并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势，但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长，尚存在一定的局限性。例如，由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息，随之而来的是热扩散长度的增大，致使检测分辨率降低；另外，为提高检测信号的信噪比，通常采用增加热流激励强度的方法来解决，但在检测重要目标构件时，为防止对检测对象的热损伤，这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中，提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度，随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术，截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理：(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施；(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比，并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测，[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术，并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作，并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价，并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测，并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术，可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代，伴随着信息电子与计算机技术的快速发展，近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中，仍以光激励红外热成像检测技术为主，这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点，非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同，除光激励红外热成像检测技术外，其他无损检测方法还包括：超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测，国外专家学者较早地开展了相关研究，并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层，研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时，该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术，可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测，并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法，系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性，利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外，利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估，且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量，并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚，但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术，通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法，对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷，还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来，关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现，[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹，[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术，实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究，国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究，而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测，并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测，且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测，并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价，也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外，[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价，并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术，其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道，目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测，该技术利用线性调频信号调制光源强度，并引入了互相关和线性调频锁相提取算法，研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法，对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究，并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术，可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展，通过文献调研和相关研究结果分析，可发现，由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性，使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术，红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点，为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外，在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中，笔者也发现，红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题，也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展，呈现出以下发展趋势：1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围，随着检测对象的多样化和检测要求的多元化，所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势，具体体现在：①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展；②随着计算机和电子信息技术的快速发展，传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步，这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异，在精度和实时性方面，甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术，有望取代人工判断，推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块，体积较大、结构较为复杂，且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求，红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展，最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息，此外，在信息呈现和表达上，多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时，常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式，通过多源多模态热成像数据的融合与集成，最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此，红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。

人的心脏有问题了，可以做个心电图检测，查清楚心脏的情况，从而对症下药施治。那大树要是“肚子”里生虫子或者开裂了，除把树木锯开检查外，还有没有简单点的检查方法呢? 　　浙江林学院电子信息专业大三学生刘凯等3名同学和导师李光辉，花了3年的时间给大树研究了一个“心电图”检测仪——木材无损检测仪，这几天已经申请专利。价格是国外同类产品的十分之一。 　　“170微秒，和数据对比看看，好，健康。”刘凯与合作的同学一起，动作麻利地给一棵直径14厘米的樟树两边各插上了一个传感器，插好后，启动开关，手里的木材无损检测仪上就显示出树木内部应力波的传播速度。从给树木“穿衣服”，到数据显示后显示树木正常，这个过程一共历时3分钟。 　　“别看它小，可别小看它。”刘凯称手里的木材无损检测仪为“手持设备”，看着比家用的电视遥控器要厚2倍，宽1倍的样子，“虽然小，但它的测量精度、可靠性和灵敏度比国内外市场上的所有同类产品都高。” 　　“这个发明，最重要的是利用脉冲锤撞击树木，使树木内部产生应力波的传播。”李光辉教授介绍说，使用者就是通过测量应力波的传播时间和传播速度的变化，并计算木材弹性模量等参数，通过对比正常同类树种的相关数据，来判断木材内部有无缺陷。 　　在国外，同类产品最便宜的也卖到3000多欧元，折合人民币3万多元，而刘凯他们设计的这个仪器，价格则不到3000元。 　　活着的树木和古建筑中的木材适用 　　“有很多树木，外面看着是好好的，可里面的‘心’早都空了，这样的树特别容易引起火灾。”刘凯说，以往要给树木做检查，都要先把木材砍掉，再用锯子锯开才能了解木材的内部情况。如果是古建筑中的木材，所受的损伤则更大。因此，很多文物保护单位也希望能有简单的防范，提前知道古建筑中的木材内部有没有长虫子或开裂。从2007年初开始，刘凯、蔡步森等3名同学，在李光辉的指导下，利用电子信息、计算机软件开发等专业知识，开始就这一难题进行研究，最终并成功开发出了基于应力波原理的木材无损检测仪。 　　“要想不损伤木材进行检测，需要很庞大的设备。”刘凯说，在此之前，木材研究领域也有红外线检测法、超声波检测法、核磁共振检测法等检测方法，但因为设备实在太昂贵，操作程序又复杂而难以推广。 　　“这个木材无损检测仪既不破坏材料的原有特性，又能在短时间内连续获得检测结果。”据刘凯介绍，检测仪与被测木材之间不需任何的耦合剂，也不受木材尺寸和形状的影响，更不会对人体造成危害，“所以，活着的古树名木和古建筑中的木材更适合使用。” 　　对于学生的这项发明，浙江林学院木材研究专家、木材过程中心负责人马灵飞教授认为，该项仪器能够准确的检测、分辨出健康树木和有内部缺陷的树木，而且便于携带、使用方便，具有很强的实用价值，尤其是对木质文物保护、检测古树名木的健康状况等具有重要作用，该仪器还可以应用在林业管理、林业教学与科研等领域，应该具有广阔的市场前景。 　　本文来自: 中国木材网(www.chinatimber.org) 详细出处参考：http://www.chinatimber.org/news/28832.html

深海资源丰富，战略价值巨大，深海开发对先进海洋装备需求巨大，然而在深海极高压力、低溶解氧、强电解质、复杂微生物等强耦合作用下，金属结构长期服役时面临腐蚀缺陷带来的力学结构失稳等致命性风险。目前国内针对深海极端环境关键材料超长期服役过程表界面环境、结构演替等的原位监测技术薄弱、数据匮乏，难以对深海工程材料数年以上的力学-电化学-微生物等强耦合损伤开展快速评价及寿命预测。中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室王立平研究员和毛飞雄研究员带领的研究小组在成功研发海洋工程材料原位立体监测装置的基础上，与中国科学院深海科学与工程研究所深海探测团队紧密合作，在深海工程材料原位腐蚀损伤监测方面取得了新进展。联合团队突破了传感器高精度、低能耗技术及深海耐高压设计，开发出国内首套6000米级原位腐蚀损伤监测实验舱，该实验舱可实现深海环境因子及材料损伤状态数据多维实时采集、高效融合处理，并可结合深度神经网络与电化学模型最优化拟合，快速分析材料损伤演变过程，为深海材料服役状态监测及损伤快速评价提供创新解决方案，为深海长驻型装备选材设计、安全服役、运维保障提供重要依据。实验舱于近日搭载于深海基站成功完成功能验证实海试验，未来将进一步开展长周期深海原位试验工作。 　　研究团队长期针对我国海洋新材料跨海域环境适应性考核数据匮乏、新材料服役性能与实验模拟数据严重不匹配等关键技术难题，率先建成了“国家海洋局海洋工程材料服役评估评价平台”，先后布局了东海、南海等跨海域海洋材料试验台站，累积了超过8年的环境考核数据。本次实海试验意味着团队在针对深海领域的海洋材料试验台站建设方面迈出了重要一步，对完善我国在东海、南海以及深海等苛刻海洋环境下材料强耦合损伤失效数据体系，借助物联监测和AI辅助大数据技术支撑深海材料与装备服役寿命的可靠评估等具有重要意义。实验舱搭载于深海基站深海原位腐蚀损伤监测实验舱成功海试海洋工程材料原位立体监测装置与跨海域服役大数据平台

12月9日，中国科学院计划财务局组织专家对生态环境研究中心汪海林研究员承担的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置研制”项目进行现场验收。验收组专家听取了项目组的工作报告、使用报告、财务报告、测试组的测试报告，现场检查了实验装置的运行情况，审核了相关档案材料，经提问和讨论，验收专家组认为，该项目完成了任务书规定的各项任务，一致同意通过验收。 　　研制完成的“DNA损伤单分子偏振成像检测装置”，将高效快速分离和激光诱导荧光检测技术集成为一体，可高灵敏地检测DNA损伤产物 融入荧光偏振成像技术，可提供污染物引起DNA损伤的分子转动和构象等动态信息。 　　该装置为阐明环境暴露引起的DNA损伤的分子识别、修复及突变机制等环境健康风险评估研究提供了新颖的分析平台，在提高人们的健康卫生水平方面也具有潜在的应用价值。

近日，中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授韩东海和他的研究团队成功研制除了一种最新的无损水果检测仪器，使用该仪器，可以在不损坏水果的前提下，对其内部质量进行检测，这项成果填补了国内鸭梨黑心病的无损检测方法的空白，对苹果水心病的检测精度和褐变苹果的正确判别率有了显著提高，总体达到了国际同类研究的先进水平。 　　相信很多消费者都有过这样的经历：在水果市场看到一些水果外表非常鲜艳，其实里面却已经腐烂。如今，中国农大成功研制出一种最新的无损水果检测仪器，使用该仪器，可以在不损坏水果的前提下，对其内部质量进行检测，从而为水果栽培管理、品质控制以及分选、分级提供了可靠的内部质量依据。这项“水果内部质量快速无损检测方法”的成果，已经顺利通过了教育部组织的成果鉴定。 　　据悉，这项研究是由中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授韩东海和他的研究团队完成的。他们采用短波近红外透射光谱快速无损检测的方法，自主研制了苹果水性病、鸭梨黑心病的检测仪器。该项新的技术是利用光学透射原理，对水心病苹果、内部褐变苹果、黑心鸭梨等水果在不破坏、不损伤的情况下，对其内部质量的好坏实现快速判断。 　　鉴定专家表示，这项成果填补了国内鸭梨黑心病的无损检测方法的空白，对苹果水心病的检测精度和褐变苹果的正确判别率有了显著提高，总体达到了国际同类研究的先进水平。该方法与国际同类检测方法相比，具有正确率高、仪器设备简单、易于操作等特点，经北京、山西等地果园试用证实，效果良好。该技术为提高我国水果的商品品质控制水平，提供了先进的无损检测方法，具有相当广阔的市场前景。

红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术，近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料（FRP）以及热障涂层等的无损检测与评价。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图近日，江苏省特种设备安全监督检验研究院、南京农业大学和东南大学的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展”为主题的文章。本文首先简要介绍了红外热成像技术的基本原理和检测系统构成，特别是对光学、超声以及电磁等主要热激励形式的特点和优劣势进行了对比。然后，根据热激励形式的发展历程，详细介绍了光激励红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测与评价方面的研究现状与进展，重点关注了FRP复合材料/热障涂层热成像无损检测中的热难点问题。最后总结并展望了FRP复合材料/热障涂层红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射，根据Stefan-Boltzmann定律，其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外，还与波长和环境温度有关，而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场，从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励，该技术可分为主动式与被动式，其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率，近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励，同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程，并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析，以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同，该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多，但由于所检测对象琳琅满目，且结构与物理特性比较复杂，因此在实际应用中需结合检测对象本身特性，选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法，从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法，由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点，在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中，当外激励光源入射到待测试件时，基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用，同时，利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应，即红外热图像序列。然后，借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析，从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外，根据热激励形式的不同，红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像，这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高，但其探测深度通常较浅，无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求；且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性，红外锁相热成像技术应运而生，但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷，因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷，需选择不同调制频率对待测试件进行激励，因此，该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术，具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势，如高分辨率、高检测效率、大探测深度等，近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。表1 红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像检测技术的对比FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术，该技术是使用高能光源（如激光、卤素灯、闪光灯）对待测试件进行非常短时间（通常几毫秒）的脉冲激励加热，由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异，然后，利用红外热像仪同步记录这种温度差异，并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快，且对厚度较小的试件具有较好的检测结果，但其探测深度非常有限，不适用于检测大厚度构件。此外，该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应，极易使得其产生界面分层等类型缺陷，极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。英国巴斯大学Almond等对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究，并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。加拿大拉瓦尔大学Maldague等提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术，该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像，因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。意大利学者Ludwig等研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。为了克服脉冲热成像技术的局限性，加拿大拉瓦尔大学Maldague等随后提出了双脉冲激励热成像检测技术，并表明该技术可进一步增强热对比度。加拿大学者Meola等利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。英国巴斯大学Almond等又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。伊朗桂兰大学Azizinasab等还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法，实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外，为增强FRP复合材料缺陷检测效果，许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出，例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作，并取得了丰硕的研究成果。首都师范大学研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化，并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。北京航空航天大学对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究，并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外，国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术，该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热，然后，待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场，由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异，因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取，最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术，此外，通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测，并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比，更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。Pickering等研究了同等激发能量下，红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。Montanini等证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测，并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。随后，Lahiri等发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加，利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大，而热对比度却减小。Oliveira等提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。哈尔滨工业大学对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价，开展了系统的理论与实验研究，并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。浙江大学使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷，并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除，显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。此外，东南大学针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题，提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术，不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题，还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。红外热波雷达成像检测技术近年来，红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注，并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势，但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长，尚存在一定的局限性。例如，由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息，随之而来的是热扩散长度的增大，致使检测分辨率降低；另外，为提高检测信号的信噪比，通常采用增加热流激励强度的方法来解决，但在检测重要目标构件时，为防止对检测对象的热损伤，这种方法并不适合。加拿大多伦多大学Mandelis教授与印度理工大学Mulaveesala教授首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中，提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度，随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术，截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比，并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测，比利时根特大学最近也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术，并证明了该技术具有更高的深度分辨率。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理：(a)截断相关光热相干层析成像数学实施；(b)激光诱导热成像系统框图国内的哈尔滨工业大学、东南大学、电子科技大学和湖南大学等科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作，并取得了重要的创新研究成果。哈尔滨工业大学较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价，并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。湖南大学和电子科技大学还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测，并取得了较为满意的检测效果。最近，东南大学也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术，可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代，伴随着信息电子与计算机技术的快速发展，近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中，仍以光激励红外热成像检测技术为主，这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点，非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同，除光激励红外热成像检测技术外，其他无损检测方法还包括：超声热成像、振动热成像和涡流热成像。红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测，国外专家学者较早地开展了相关研究，并取得了较多的研究成果。Cielo等利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层，研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时，该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。Liu等提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术，可实现直径远小于1 mm的裂纹检测。Shepard等利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测，并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。Marinetti与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法，系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。随后，为无损评价热障涂层老化程度以及完整性，Bison与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外，利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估，且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。Ptaszek等还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。最近，Mezghani等利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。Unnikrishnakurup等利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量，并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚，但北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、陆军装甲兵学院和北京航空材料研究院等的科研人员仍取得了重要研究成果。北京航空航天大学利用红外脉冲热成像技术，通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法，对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。北京航空材料研究院利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5 mm的脱粘缺陷，还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。海军工程大学利用有限体积法研究了脉冲热激励下热障涂层脱粘缺陷时表面温度场相位差变化，并利用Levenberg-Marquardt算法对涂层厚度和脱粘缺陷位置进行定量化表征。哈尔滨工业大学将红外脉冲热成像技术与模拟退火和马尔科夫-主成分分析-神经网络等方法相结合，实现了热障涂层不均匀厚度和脱粘缺陷深度与直径的有效量化确定。最近，哈尔滨商业大学还提出了一种基于同态滤波-分水岭-Canny算子混合算法的长脉冲热成像检测技术，不仅可有效识别热障涂层脱粘缺陷的边缘，还增强了缺陷特征提取效果。陆军装甲兵学院采用脉冲红外热成像检测技术对热障涂层厚度与脱粘缺陷进行了较为系统的研究，并表明热图重构及先进后处理算法可有效提高表面涂层厚度表征的精度和脱粘缺陷的检测效果。近来，关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现，北京理工大学和南京理工大学利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150 μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹，北京理工大学还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术，实现了仅9.5 μm宽表面微小裂纹的高效检测。红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究，国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究，而国外对此的研究还很少。例如，韩国国立公州大学Shrestha和Kim利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价，并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。国内的哈尔滨工业大学、火箭军工程大学等为基于红外锁相热成像技术的热障涂层无损检测与评价研究做了积极探索。火箭军工程大学利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测，并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测，且检测精度可达到95%。哈尔滨工业大学利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测，并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。随后，哈尔滨工业大学利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。上海交通大学针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价，也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术，其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道，目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。哈尔滨工业大学利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测，该技术利用线性调频信号调制光源强度，并引入了互相关和线性调频锁相提取算法，研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。东南大学基于Green函数法，对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究，并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术，可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结束语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展，通过文献调研和相关研究结果分析，可发现，由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性，使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术，红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点，为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外，在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中，笔者也发现，红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题，也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展，呈现出以下发展趋势：1）多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围，随着检测对象的多样化和检测要求的多元化，所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势，具体体现在：①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展；②随着计算机和电子信息技术的快速发展，传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2）智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步，这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异，在精度和实时性方面，甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术，有望取代人工判断，推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3）集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块，体积较大、结构较为复杂，且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求，红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展，最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4）多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息，此外，在信息呈现和表达上，多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时，常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式，通过多源多模态热成像数据的融合与集成，最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此，红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。

华盛顿5月3日电(记者 毛黎)美国麻省理工学院科学家3日表示，他们开发出了对脱氧核糖核酸(DNA)损伤进行快速分析的新方法。此方法将有助于试验潜在的抗癌药物和了解环境毒素的影响。 　　在麻省理工学院生物工程系副教授贝文恩格尔沃德与电子工程和计算机科学系教授桑吉塔巴蒂亚的领导下，研究人员将已有30年历史的彗星化验(comet assay)改造成一项全新的分析技术，它将可对DNA损伤进行分析的彗星化验与新型高产平台相结合，不仅能加快DNA损伤分析进程，还能应用于流行病学和药物筛选等。 　　彗星化验基于凝胶电泳技术。后者是常见的实验室化验方法，它是将带有DNA的聚合物凝胶置放在电场中，由于受损DNA在凝胶上比无损DNA运动更快，结果在凝胶上产生了由DNA形成的“彗星”状DNA图形。 　　彗星化验既灵敏又多能，但是却费力和繁琐。对每种实验条件，它需要至少1个显微镜载片，这意味着即使只做少量的实验条件，也需要变换数十块显微镜载片。此外，彗星化验采用人工读数，因而研究人员不得不花费数小时盯着显微镜，选择需要进行分析的细胞。 　　充分利用彗星化验的长处同时克服其在生产量和耗费劳力方面的不足，是研究小组的工作目标。利用巴蒂亚等人开发的微“井”技术，研究小组将由众多微小尺寸“井”组成的网格压印在DNA电泳凝胶上，每个网格为单细胞大小，并被逐一编址，便于全自动读取。研究人员同时将显微单元阵列制作成96口“井”的板，这样就可同时化验多种细胞类型和药物等。 　　采用上述设计，人们能够在一块显微镜载片上化验数十种实验条件，并采用专门开发的图像软件自动分析每块载片。 　　对于流行病学家而言，此技术有望为他们了解有害的环境提供新途径 对临床医生而言，有望为他们提供更好的癌症治疗方法 对研究人员而言，有望帮助制药业鉴定新药物并筛选出有害药物。

【作者按】在进行扫描电镜测试时，最让测试者感到头痛的往往是电子束对样品的热损伤。因为一旦产生热损伤，那么样品的表面形貌信息将彻底的消失。热损伤和荷电现象都会带来形貌像的形变，因此很多人（包括不少专业人士）都将样品的荷电做为形成样品热损伤的原因之一。其实这是个误解，样品荷电现象虽然对形貌像有改变，但是它不会对样品形成破坏，在改变测试条件克服荷电影响后，还是可以得到完整形貌像。但是热损伤就不是这样了，一旦发生热损伤，则该样品细节将不复存在，此后无论采取何种方式都无法获取这些信息。热损伤是如何形成的？那些样品容易形成热损伤？又有哪些因素是造成样品热损伤的关键因素？该采取何种方法来减轻或消除电子束对样品热损伤，获得相对完整的样品信息？一、电子束对样品热损伤的形成当高能电子束轰击样品时，高能电子束会与样品原子之间形成能量交换，形成所谓的“非弹性散射”。交换的能量中只有很少的一部分用于激发样品的特种信息，二次电子、光电子等，大部分能量都将转换成热能而驻留在样品中，使得样品局部温度上升，达到一定程度，就会对该处细节形成破坏，也就是热损伤。高能电子束轰击样品形成局部温度上升，该处升温究竟能达到多少呢？关于这一点目前都是以Castang升温公式为参考。依据Castang升温公式：V0(kV) 加速电压，i(μA) 探针电流，d(μm) 电子束直径，K 材料热导(Wcm-1k-1)其中加速电压、束流及束斑大小是造成样品升温的主要外部因素。而样品本身的热导率是形成温度上升的主要内部因素。一般观点都认为，容易形成荷电的样品，其漏电性（普遍被称为是导电性，但个人认为这个定义不准确）都较差。漏电性较差的部位，其导热性也较差，因此该部位更容易形成高温造成的热损伤。但是温度的升高与形成热损伤并不形成完整的一一对应关系，还与该处的耐热性有关。如果该处的导热性差，但其耐热性好，也一样很难形成热损伤，所以容易形成荷电的样品，即便其导热性较差，也不一定会比不易荷电的样品形成热损伤的概率要大。形成样品局部升温的外部因素，如加速电压、束流以及束斑直径，往往被认为是测试时调整样品热损伤影响的主要着力点。依据以上升温公式可知加速电压及束流越大，则同等条件下某区域的升温也就越高，对样品的热损伤也就越严重，但会受到束斑面积增大等因素的制约，最终结果取决正、负因素竞争后引起质变的主导者。这是对测试条件进行改变的依据所在，将在下一节再详细探讨。不同类型的电子枪，由于结构设计的差异，会使得同样加速电压下对电子束加速的最终电场偏压出现一定的差异，造成电子束的电子能量出现些微不同，而使得其在同等条件下对样品的热损伤也会出现差别。一般来说，冷场电子枪最终形成电子束的电子能量会略低一些，所以其对样品的热损伤在同等条件下也会略好一些。由于热发射电子枪慢慢的被淘汰，而且其常规测试条件和目前占据主流地位的场发射电子枪不在一个水平线上，所以不具备对比的意义。下面将只对热场电子枪和冷场电子枪结构进行探讨。从以上热场和冷场电子枪的结构简图可见，加速电压都做为基准的负偏压以开路的形态加载在阴极（灯丝）上，以保证阳极为零电位。这一点热场和冷场都是一致的。但是热场电子枪在第一阳极和阴极之间加了一个栅极保护极，屏蔽热电子，该电极上加载的负偏压是叠加在阴极之上，故栅偏压比阴极偏压更低。因此在第一阳极拔出电子时给电子的加速就应该以一个更负的偏压基础来计算，也就是整个电场的偏压值会有所增加，从而使电子束中电子的能量会略大一些。由于电场的叠加作用并不是简单的一加一，所以电子束中电子能量的差别也不能采用简单的加减法来进行计算。该差异在高加速电压时，相对较小，据次要地位。但随加速电压值的降低，其在电子整体能量中的占比就会增加。加速电压达到100V后，该差异的影响就不得不考虑。冷、热场也会呈现出信息深度上的差异。低于100V，加速电压值基本无法代表电子的实际能量值。电子能量真低于100eV，能充分激发最高能量为50eV的二次电子？从以上两张原子力显微镜的图片可见，湿法膜结构为骨节状骨架表面有一薄膜层。膜层应该是非常的薄，估计只有几个纳米。扫描电镜采用极低的加速电压100V来观察可见如下结果：左图某冷场发射扫描电镜图，图像骨节状信息不清晰，明显感觉有膜状物裹挟。右图某热场发射扫描电镜图，骨节状的结构清晰可见，表层薄膜信息却较为的淡薄。加速电压相同，热场观察到的信息更深一些，这说明在同样加速电压下，热场电子束的能量是要大于冷场扫描电镜。但是这个能量差在加速电压较高时，相对较小，图像差异也就不明显了。当加速电压到500V的时候，电子束中电子能量的相对差距相比100V来说要低很多，图像呈现的信息几乎一致。正是电子束的能量存在些微差距，这就会使得冷场扫描电镜在相同条件下对样品的热损伤会相对轻微一些。枝晶MOF，容易被电子束热损伤左图 热场只能观察不易受热损伤的粗枝晶而无法观察到如右图的细枝晶右图 冷场即便观察更容易被热损伤的细枝晶也不存在问题电子束在样品上扫描区域的面积越小，电子束能量转换也就越集中，形成的热量密度也越大，相对来说对样品热损伤也会增强。这就是倍率越高，样品越容易受电子束热损伤的主要原因。增大束流，对样品的热损伤会加大，但是受到束斑尺寸的制约。依据Castang公式束流的影响综合表现为束流密度对升温的影响，束流密度冷场要高于热场，但是以上的事例呈现的结果却于此相反。因此个人认为：电子能量的大小对热损伤的影响似乎更为关键。二、如何应对电子束对样品的热损伤Castang的升温公式告诉我们，引起样品表面升温的因素来自两个方面：样品自身的导热性这是内因，而外因在于加速电压、束流和束斑尺寸的大小。这些因素也是我们改善电子束对样品热损伤的切入点。增加样品热导率，降低加速电压和束流，增加束斑尺寸及束斑离散度，都会减轻电子束对样品热损伤的程度。但这些改变都会对扫描电镜的测试结果带来负面影响，因此对“度”的掌控，找寻最合理的测试条件的综合解决方案，是应对电子束对样品热损伤的最佳选择。电子显微镜冷冻操作技术的发展，为应对样品的热损伤开拓了更大的空间。显而易见，降低样品温度会减少电子束对样品的热损伤，特别在液氮降温技术被成熟运用之后，效果极为明显。但冷冻技术的操作较复杂、成本较高且会带来样品仓室污染，影响仪器的分辨能力，目前运用的并不广泛。下面仅探讨常温下的热损伤解决方案。在探讨这一综合解决方案之前，将首先对以上单一解决方案的具体操作方式给予一一的描述。2.1 应对样品热损伤的内部因素调控改善样品性能应对电子束的热损伤，必须以尽量减少对表面形貌的破坏为先决条件。对于该项工作的实际操作方式，依据个人的实践经验可总结为：合理的样品老化，以便增加样品对热损伤的耐受力；适度的蒸金以提升样品表面的导热性。采用导电胶对样品的充分固定是进行以上操作的先期必要步骤，导电胶要涂至样品表面。在样品可耐受的温度范围内，对样品整体进行烘烤老化，一般需几个小时或过夜甚至更长时间，尽可能去除样品表面附着的挥发物。需要的话，可将样品在电镜中采用低剂量的电子束（较低的加速电压和束流）在低倍率下轰击直至稳定，这期间要监控样品在电子束的轰击下是否会出现形貌的变化，如果出现形貌的改变则必须将电子源能量进一步降低。如果样品老化效果不佳，则可以采用蒸金的方式以改善样品表面的导热能力，减少电子束对样品的破坏。样品表面蒸金须考虑以下几个影响样品形貌信息的事宜：①蒸金时对样品的热损伤。②蒸金量对样品形貌信息的覆盖。③镀层的均匀性，保证在较少蒸金量的情况下有更好的导热性。要满足以上三点，控制好电流和单次蒸金时间极为关键，个人认为单次蒸金时间最好不要超过20秒。低剂量的多次、短时间蒸镀是解决问题的最佳方案。具体蒸金量可通过实际观察效果予以调整。2.2 应对样品热损伤的外部因素调控依据Castang升温公式，较低的加速电压和束流强度，较大的束斑尺寸都会使得同等条件下样品观察区域的温度上升较小，对样品细节的热损伤也会较轻或基本不会形成热损伤。但过低的加速电压和束流，以及较大的束斑尺寸会影响图像质量并限缩样品形貌信息的获取，具体探讨可参见经验谈8《加速电压和束流选择》。要获取更充分的样品形貌信息必须扩大这些测试条件的选择范围。工作距离、图像倍率以及电子束扫描速度的选择都会对样品的热损伤产生较大的影响。而在对它们做出合理的选配之后将会极大的扩大加速电压、束流以及束斑尺寸的选择余地。工作距离越小，电子束的会聚角就会增大，电子束的束流密度将会增加，从而在同等条件下对样品的热损伤也会加大。样品的热损伤常常会出现在高倍率的调整过程中（如上图红框部）。表现为高倍率调整部位的细节与周边细节极度的脱节，被热损伤的部位细节明显的收缩并加粗，这些都显现在了左图采用1.7mm工作距离所获取的形貌像中。右图采用8.7mm工作距离所获取的形貌像在相同部位则与周边细节的变化完全的匹配，未受到电子束的热损伤。但是工作距离的过度拉大，会使得电子束斑的弥散加大，不利于获取高质量的高倍率形貌像。故测试时要取、舍得当，没有舍哪来取。依据个人经验，当工作距离达到15mm以后，由于电子束弥散较大，电子束对样品的热损伤会降低的极为明显。因此，对加速电压和束流的限制会下降很多，对它们的选择空间将明显加大。扫描电镜的放大倍率越低，电子束在样品上的扫描密度就越稀松。使得电子束在样品上产生的热量较为分散，局部温度降低的较为明显，对样品的热损伤也会减弱。在常规测试时，往往会发现电子束对样品的热损伤都是出现在高倍率的仪器调整（调焦及消像散）时。当电子束在样品上快速移动时，电子束在某点停留时间的减少，也会将单次能量的转换量降下来，同样也会减缓温度的提升并随电子束的快速移动而发散开来。大量的实践经验告诉我们，对样品某点的热损伤除了升温的高低之外，关键还在于驻留时间的长短。同等条件，驻留时间越短电子束对样品的热损伤越小。因此采用快速扫描获取样品的形貌像也是克服样品热损伤的有效方法。依据本人长期测试经验，应对样品热损伤，在外部因素的调控方面，选用较大的工作距离以及快速的扫描方式获取图像，对减缓热损伤的效果要远高于在加速电压、束流及束斑尺寸方面的选择。2.3 如何应对样品的热损伤以下内容为本人数十年，特别是近十年的经验总结，仅作参考。要充分应对样品的热损伤，样品的处理极为关键。而样品处理在2.1节已有较为详细地描述，这里要强调的是，固定是最先要做的基本工作，因为样品的整体固定不但是解决图像漂移的基础（容易热损伤的样品本身就不稳定）同时也为后期的导热提供通路。样品的老化和金属化（蒸镀金属材料）要采用低剂量的叠加方式尝试着来，随时观察判断并调整极为关键，否则很容易破坏样品的细节。对测试条件的选择，加速电压和束流的选择要以获取样品信息为准，兼顾其对样品热损伤的影响。对热损伤的处理主要交给工作距离和获取形貌像时的扫描速度来解决，这样效果反而更好。大工作距离有利于获取样品的大部分表面形貌信息，同时也有利于减弱电子束对样品的热损伤。快速的扫描模式虽然会影响形貌像的图像质量，但是并不会对形貌信息产生太大的影响，而加速电压和束流选择的不同对获取样品的细节信息，影响就要大很多。电子束对样品的热损伤最容易出现在高倍率情况下的像散和焦点调整，因为此时电子束会长时间的汇聚在某一区域。电子束的长时间驻留对样品热损伤要大于温度的影响，当然这都是在一定“度”的范围内。在进行调整操作时会形成样品热损伤，不一定在拍摄形貌像时也存在热损伤，关键是你要调整好拍摄形貌像时的电子束扫描速度。所以调焦和消像散应当采取“临近点调焦”的原则，利用多个临近点的对中、调焦和消像散来减轻拍摄点的热损伤现象。三、结束语扫描电镜测试时电子束对样品的热损伤是最让测试者头痛的问题。形成样品热损伤的因素有很多，依据Castang升温公式，加速电压、束流、束斑尺寸以及样品的热导率是导致样品温度上升的主要因素，也是形成样品热损伤的主要因素。对于样品来说，热导率是内因，其他都是外部因素。而要解决样品热损伤问题，着眼点就是对这几个因素进行调整。对内因的解决方案主要是样品的固定、老化以及金属化（蒸镀金属）。而对外因的解决方案就是降低加速电压和束流，增加电子束束斑尺寸。在实际测试过程中往往发现对上所述的外部因素进行大范围调整会带来样品信息的缺损。而借助于工作距离和拍摄图像时对电子束扫描速度的选择，将有助于扩大加速电压、束流的调整范围。大工作距离测试不仅能带来样品热损伤的减轻，还能获得许多小工作距离无法获取的样品信息，这在过去的经验谈中有充分的探讨。自然辩证法的三大规律告诉我们，任何条件的改变都会带来一定程度的负面因素。要避免负面因素成为主导，任何因素的改变都不能走向极端。多种因素配合使用，互相弥补各自所存在的缺陷，才能获得较为完美的结果。对样品热损伤的处理也是一样，要把以上对减轻样品热损伤的所有方法结合起来使用，才会获得最佳的效果。 参考书籍：《扫描电镜与能谱仪分析技术》 张大同 2009年2月1日 华南理工出版社《微分析物理及其应用》 丁泽军等 2009年1月 中科大出版社《自然辩证法》 恩格斯 于光远等译 1984年10月 人民出版社 《显微传》 章效峰 2015年10月 清华大学出版社

“我们已经用木材无损检测仪为故宫几百根木柱和木结构房进行了检测，发现大部分木结构保护都不错，但也有一些木柱子内部已有一定程度的腐烂。”近日，浙江农林大学孙林飞等四名师生正应邀用他们的最新发明——木材无损检测仪，为故宫和天安门的木柱和木质结构建筑做“心电图”。 　　故宫和天安门是我国首批重点文物保护单位，经过常年风雨洗礼，巨大的木柱以及其他木结构的建筑，或多或少会有腐朽、虫蛀等问题。全面掌握这些木结构建筑的健康情况，了解木材内部有没有长虫或开裂，对于保护和预防古建筑损坏具有重要意义。 　　然而受技术和成本的影响，以往检测木材需用锯子锯开、或者给木材打个洞取出样品，才能了解木材内部的情况，但这对古建筑无疑是一种极大的破坏。 　　有没有一种方法，能够在不损伤建筑的前提下，以比较简单的方法，掌握它们的健康情况呢? 　　浙江农林大学电子信息领域的李光辉教授了解到这一难题后，就开始指导孙林飞、刘凯等本科在校生，尝试利用电子信息、计算机软件开发等专业知识，掌握木材内部情况，最终成功开发出基于应力波原理的木材无损检测仪，解决了这个难题。 　　在木材无损检测仪发明以前，也有红外线检测法、核磁共振检测法等一些木材检测方法，但是设备昂贵、操作复杂，一直难以推广。浙江农林大师生发明的木材无损检测仪的最大特点，是既不破坏材料，又能在短时间内连续获得检测结果，而且使用方便，不受木材尺寸和形状的影响，比国外同类产品成本低很多。现在，这项发明已成功申请国家专利。

NMT作为生命科学底层核心技术，是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年，NMT已扎根中国15年。2020年，中国NMT销往瑞士苏黎世大学，正式打开欧洲市场NMT历史上的今天2016年05月13日，中国农业大学王忠义用NMT发表了标题为The calibration model in potassium ion flux non-invasive measurement of plants in vivo in situ的研究成果。期刊：Information Processing in Agriculture主题：非损伤NMT设备检测K+流的稳定性标题：The calibration model in potassium ion flux non-invasive measurement of plants in vivo in situ检测指标：K+流速作者：中国农业大学王忠义英文摘要NMT (Non-invasive Micro-test Technology) provides a novel electrophysiological tool which can non-invasively measure the dynamic influxes and effluxes of ions caused by the diffusion along the concentration gradients in vivo.However, in this technique ion fluxes are converted to voltage signals using an ion selective microelectrode at a small amplitude of μV, which is easy to be interfered by the ambient noise. Hence, effective solutions to the suppression of noise and calibration of ion flux measurement system are very important for this method. A K+-selective microelectrode was constructed using liquid ion exchangers (LIX) to investigate ion transport over plant tissue.A standard concentration gradient which simulates plant livingcells was produced by an electrode with a certain tip diameter, filled with a solution containing a known K+ concentration in 100 mmol/L. An ion diffusion simulation model was established. This model evaluated the performance of ion flux measurement system in accuracy and reliability by comparing the consistency of the measured value and the predicted curve. K+ fluxes were measured within 25 minutes at each measuring point of distance 10, 20, 30, 40, 50, 80, and 100 μm from the K+ source, respectively.It can be seen that the K+ fluxes changes little, which indicates that ion fluxes measurement system has a reliable stability. The study provides a theoretical basis for a new non-invasive ion flux measurement method creation and a new sensors design.中文摘要（谷歌机翻）NMT（非损伤微测技术）提供了一种新型的电生理工具，可以无创地测量由于体内浓度梯度的扩散所引起的离子的动态流入和流出。然而，在该技术中，使用离子选择微电极以小幅度的μV将离子通量转换为电压信号，这容易受到环境噪声的干扰。因此，有效的解决方案包括抑制噪声和校准离子通量测量系统。使用液体离子交换剂（LIX）构建K+选择性微电极，以研究离子在植物组织上的传输。由具有一定尖端直径的电极产生的模拟植物活细胞的标准浓度梯度，该电极填充有含有100 mmol / L已知K+浓度的溶液。建立了离子扩散模拟模型。该模型通过比较测量值和预测曲线的一致性来评估离子通量测量系统在准确性和可靠性方面的性能。在25分钟内分别在距K +源10、20、30、40、50、80和100μm的每个测量点测量K+通量。可以看出，K+通量变化很小，表明离子通量测量系统具有可靠的稳定性。该研究为新的非侵入式离子通量测量方法的创建和新的传感器设计提供了理论基础。Fig. 8. K+ flux measured at each known position (vibration amplitude Δx is 10

近日，2022年度国家重点研发计划“国家质量基础设施体系”重点专项“高温蠕变无损检测与损伤状态评价技术研究及应用”项目启动暨实施方案论证会在上海顺利召开。该项目由华东理工大学牵头，联合南京工业大学、清华大学、合肥通用机械研究院有限公司、上海材料研究所等单位进行协同攻关。哈尔滨工业大学刘俭教授、南京市产品质量监督检验院张驰研究员、东南大学丁辉教授、北京航空航天大学周正干教授、华中科技大学康宜华教授、重庆大学邓明晰教授、复旦大学他得安教授、国家能源集团科学技术研究院有限公司胡先龙研究员、国核电站运行服务技术有限公司钟志民研究员等项目实施方案论证委员会专家出席会议。科技部中国21世纪议程管理中心项目主管张家林，学校校长轩福贞以及科研院、机动学院等单位负责人，项目首席科学家项延训、各课题负责人和项目骨干等50余人参加会议。轩福贞在致辞中表示，学校坚持“四个面向“，积极布局一流学科和国家战略科技平台，持续加强有组织科研，以承担国家重大科研任务支撑高水平科技自立自强。2022年，学校已牵头获批重点研发计划项目13项，立项数超过 “十三五”期间的总和，创学校历史新高。本次启动的重点研发计划“高温蠕变无损检测与损伤状态评价技术研究及应用”项目属于 “国家质量基础设施体系”重点专项，是学校深入学习贯彻党的二十大精神，落实质量强国、科教兴国等国家战略需求和《质量强国建设纲要》的重要举措，责任光荣、使命重大，学校将加强项目过程管理，提供切实保障条件，确保项目顺利开展。张家林对项目启动会的顺利召开表示祝贺，并对项目提出三点要求：一是项目组要勇于探索科学的管理体制机制，做好有组织的科研和风险预案，确保研究目标按期完成；二是项目牵头单位和负责人要切实加强课题之间的统筹与协调，高质量完成预定目标；三是项目牵头单位要加快管理创新、制度创新，推动全链条创新和成果转移转化应用。希望本项目聚焦解决航空发动机、新一代核电等高端装备服役安全检测与状态评价的关键技术，为推动国家经济高质量发展提供坚强的科技支撑。专家组组长刘俭教授主持了项目实施方案论证会。项目首席科学家项延训围绕课题背景与研究现状、研究目标与任务要求、研究内容与实施方案、预期成果、课题组织管理等方面进行了汇报，各课题负责人也分别对课题实施方案进行了详细讲解汇报。专家组从研究内容、任务分工、技术路线、组织模式等方面质询并评估了项目及课题方案，一致认为任务分工明确，技术路线可行，成员单位具备良好的科研基础和配套能力，可保障项目顺利实施。专家组还从项目具体执行计划、课题间交流框架、专项经费管理等方面提出了指导意见。最后，项延训代表项目组成员衷心感谢专家们的建议和意见。他表示，项目组将进一步细化方案，加快部署，积极组织各承担单位深入研究，迅速开展技术攻关，按时、保质、高效完成项目目标。

FlawExplorer是一种用于无损检测（NDT）和质量控制的检测解决方案，通常用于复合材料和金属材料。该系统基于激光错位散斑干涉技术，由一个传感器单元和一台带有控制和报告软件的笔记本电脑组成。FlawExplorer有两种版本，带有2或8个激光二极管，支持一次检查10×10 cm到2平方米的区域。该系统可根据热激励、真空激励和振动激励分别配置可选的激励模块，使之适合于从制造到研发QA到现场检测等一系列应用。激光错位散斑干涉是一种用于无损检测（NDT）和质量控制的光学测量技术，通常用于复合材料和金属材料，该方法用于缺陷的快速检测。该检测系统能快速检测和定位复合材料中的不连续性。该系统系统的发现了如下缺陷：褶皱、脱胶、分层、液体进入、岩心破碎、修复缺陷、空洞、异物、冲击损伤等。FlawExplorer可以在很短的时间内检查很大的区域。一个2平方米的区域可以在30秒内得到结果，这使得它成为时间敏感、大规模工业无损检测相关应用的完美解决方案。FlowExplorer是一个简单易用的检测系统，可以在几秒钟内运行。该快速系统提供实时测量。由于用户友好的检测和报告软件，任何技术人员都能很容易的获得清晰、可靠和有用的检测数据。当超声波测试（UT）和热成像检测技术难以获得特定的复合材料如CFRP和蜂窝时，激光错位散斑干涉技术能够检测这些材料的缺陷，这要感谢它在选择合适的激发方式上的通用性。该系统有助于加快完整的无损检测和质量控制过程，从而节省时间和金钱。1平方米(10平方英尺2英寸)的面积可以在30秒内检查。激光剪切成像是时间敏感、大规模工业无损检测和维护应用的完美解决方案。该方法是在NAS410/EN4179框架下标准化的。创新点：1、复合材料无损检测，检测速度快 2、检测精度高 3、操作简单 Shearography无损检测仪

2012年1月15日，广西河池市辖区内的宜州市的龙江河拉浪水电站内群众用网箱养的鱼，突然出现不少死鱼现象。宜州市环保部门经过调查发现，死鱼是由于龙江河宜州拉浪段镉浓度严重超标引起，龙江水体已遭受严重镉污染。 　　镉是重金属中的一种，饮用镉超标的水会对人的肾脏造成不良影响。龙江河突发环境事件专家组专家、国家环境保护部华南环境科学研究所副所长许振成昨天向记者介绍，镉长期累积才会造成镉损伤，短时间摄入镉，不会造成人体功能损伤。而且人体中是否摄入了过量的镉也要通过科学方法检测，如怀疑受到镉损伤，可检测尿中的镉含量，尿镉超标了，才说明体内有负荷增加，而负荷增加到损伤人体的过程要二三十年。他还说，此次龙江河的镉污染已经在科学控制中，而且影响时间不长，市民无需恐慌。 　　他还介绍，我国《地表水环境质量标准》要求，每升水中镉浓度要小于或等于0.005毫克，也就是一升水最多只能有5微克的镉，这个标准是按照一个人每天喝2.5升镉浓度小于或等于5毫克的水，连续喝70年，也不会有任何不良反应制订出来的。

2023年4月11日，中国科学院大学、新乡医科大学、河北医科大学的研究人员在 Microbiology Spectrum 期刊上发表了一篇题为" Oral Probiotic Expressing Human Ethanol Dehydrogenase Attenuates Damage Caused by Acute Alcohol Consumption in Mice "的研究论文。 研究人员开发了一种解酒神器，一种表达人类ADH1B的益生菌，在小鼠模型中，可减少酒精吸收，延长酒精耐受时间，并缩短饮酒后的恢复时间。重要的是，还能减轻饮酒后肝脏和肠道的急性损伤。 众所周知，喝酒后，酒精在肝脏中被乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（ALDH）依次分解。乙醇脱氢酶会将乙醇分解成危害较小的化合物乙醛，进而由乙醛脱氢酶将乙醛分解为二氧化碳和水。 这两种酶基因变异会降低一个人对酒精的耐受性，与饮酒后面部发红有关，缺少它会降低人体分解乙醛的能力，从而导致乙醛在血液中积聚，从而引起人体对毒素的反应，即喝酒上脸。ALDH2突变在东亚人群中十分普遍。延长酒精耐受时间 在该研究中，研究人员对乳酸乳球菌进行基因改造，这是一种用于生产酪乳和奶酪的益生菌，乳酸乳球菌被设计用于产生人类 ADH1B 酶。 进一步，研究人员在小鼠身上测试了改良益生菌的解酒能力。延长酒精耐受时间 研究发现，在用表达 hADH1B 的益生菌处理的小鼠中，酒精耐受时间显著延长，即从饮酒到丧失运动能力的时间。对照组小鼠在20分钟内都失去了站立能力，而益生菌组近一半的小鼠在饮酒1小时后仍然能够移动。这表明，益生菌有效地增强了急性酒精耐受性，并增加了急性中毒的酒精摄入阈值。快速 此外，研究人员还分析了小鼠喝酒后的恢复时间。正常情况下，小鼠醉酒后需要6-10小时才能恢复。缩短饮酒后的恢复时间 研究发现，表达 hADH1B 的益生菌可以缩短饮酒后的恢复时间，用益生菌治疗的小鼠在5.5小时后恢复了运动能力，而对照组则需要6.4小时恢复。减轻酒后肝脏和肠道损伤 酒精主要在肠道中被吸收，最终被送到肝脏分解。因此，肠肝轴在调节乙醇代谢方面发挥着重要作用，肠道和肝脏也是饮酒后最直接受损的器官。 为了检测两组小鼠的急性中毒，研究人员观察了小鼠肠道的粘膜损伤。发现对照组杯状细胞更肥大，而益生菌组减轻了急性饮酒的致病作用，表明肠道对酒精的吸收减少。减轻酒后肝脏和肠道损伤 研究人员还测量了小鼠醉酒后血液中的酒精含量，发现醉酒2小时后，对照组酒精含量继续增加，而益生菌组呈显著下降趋势，且低于对照组。还发现益生菌治疗降低了血液甘油三酯浓度，同时降低了肝脏中的脂质水平。 这表明，用益生菌治疗可以减轻急性饮酒引起的肠道损伤，并降低肝脏和血液中的脂肪含量。综上，研究人员发现的重组益生菌可在肠道内直接表达hADH，可快速解酒，有效降低酒精对肝脏和肠道的损伤。这种益生菌安全且成本低，为未来治疗和预防酒精的负面影响提供了新的策略. DOI : https://doi.org/10.1128/spectrum.04294-2

p 　　国家食品药品监督管理总局(CFDA)日前发布了第七十二期《药品不良反应信息通报》，提示关注仙灵骨葆口服制剂引起的肝损伤不良反应。 /p p 　　仙灵骨葆口服制剂是一类补肾壮骨药，具有滋补肝肾、接骨续筋、强身健骨的功效，临床上用于骨质疏松和骨质疏松症、骨折、骨关节炎、骨无菌性坏死等。 /p p 　　国家药品不良反应监测数据分析结果显示，仙灵骨葆口服制剂可能导致肝损伤风险，临床表现包括乏力、食欲不振、厌油、恶心、上腹胀痛、尿黄、目黄、皮肤黄染等，并伴有谷丙转氨酶、谷草转氨酶、胆红素等升高，严重者可出现肝衰竭，长期连续用药、老年患者用药等可能会增加这种风险。 /p p 　　 strong 国家食品药品监督管理总局建议内容如下： /strong /p p 　　(一)医务人员在使用仙灵骨葆口服制剂前应详细了解患者疾病史及用药史，避免同时使用其他可导致肝损伤的药品，对有肝病史或肝生化指标异常的患者，应避免使用仙灵骨葆口服制剂。 /p p 　　(二)患者用药期间应定期监测肝生化指标 若出现肝生化指标异常或全身乏力、食欲不振、厌油、恶心、上腹胀痛、尿黄、目黄、皮肤黄染等可能与肝损伤有关的临床表现时，应立即停药并到医院就诊。 /p p 　　(三)药品生产企业应当加强药品不良反应监测，及时修订仙灵骨葆口服制剂的药品说明书，更新相关的用药风险信息如不良反应、禁忌、注意事项等，以有效的方式将仙灵骨葆口服制剂的用药风险告知医务人员和患者，加大合理用药宣传，最大程度保障患者的用药安全。 /p p 　　 strong 配发问答 /strong /p p 　　1、仙灵骨葆口服制剂的主要成份是什么?主要用于治疗什么疾病? /p p 　　仙灵骨葆口服制剂的成份包括淫羊藿、续断、丹参、知母、补骨脂、地黄。 /p p 　　该品种具有滋补肝肾，接骨续筋，强身健骨的功效，临床上用于治疗骨质疏松和骨质疏松症，骨折，骨关节炎，骨无菌性坏死等。 /p p 　　2、仙灵骨葆口服制剂导致的肝损伤有哪些风险因素? /p p 　　长期连续用药或老年患者出现肝损伤的风险有所升高。肝功能不全或合并使用其他可能导致肝损伤的药物等也可能增加仙灵骨葆口服制剂的肝损伤风险。 /p p 　　3、如何降低仙灵骨葆口服制剂的肝损伤风险? /p p 　　医务人员在使用仙灵骨葆口服制剂前应详细了解患者疾病史及用药史，避免同时使用其他可导致肝损伤的药品。有肝病史或肝生化指标异常的患者应避免使用仙灵骨葆口服制剂。 /p p 　　患者用药期间应定期监测肝生化指标 若出现肝生化指标异常或全身乏力、食欲不振、厌油、恶心、上腹胀痛、尿黄、目黄、皮肤黄染等可能与肝损伤有关的临床表现时，应立即停药并到医院就诊。 /p p br/ /p

中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室汪海林课题组在DNA损伤研究方面取得了一系列重要进展。 　　DNA损伤是诱发基因突变、癌症发生和发育畸形的关键因素。由于缺少快速、高通量、广谱的筛选与鉴定手段，数目众多的化学品缺乏DNA损伤的毒性数据。研究人员利用敲除特定抗氧化基因的大肠杆菌增强对DNA损伤的敏感性，发展出一种广谱的细菌传感器，可快速、灵敏地筛选与鉴定过去难以检测的DNA损伤试剂如丙烯醛、卤代苯醌等，显著地拓展了检测范围。该项工作发表在美国化学会期刊Anal. Chem.上(2011, DOI/10.1021/ac200426x)。 　　近年来，他们发展了一种新颖的DNA缠绕分析方法，在此基础上，进一步揭示了修复酶可识别多种化学结构不同的损伤的机制，从而在DNA修复机制方面取得重要突破，有助于发展有效的癌症预防和治疗措施。该项成果发表在国际著名的综合性期刊Proc. Natl. Acad. Sci. USA( 2009, 106,12849)上。 　　在DNA加合物分析方面，他们发展的苯并(a)芘加合物分析新方法检测灵敏度可达6.6 × 10-21mol，比经典的32P放射性后标记方法提高了5400倍(Anal. Chem., 2009, 81, 10285)。这一方法的发展有望解决长期缺乏测定人体痕量加合物的高灵敏分析技术的难题。另外，研究人员还发展了新颖的DNA甲基化分析(Anal. Chem. 2009, 81, 7885)、金属调节-核酸电泳分离分析(Anal. Chem., 2010, 82, 487)以及荧光粒子计数免疫法(Anal. Chem., 2010, 82, 9901)。 　　这些前沿性的工作是在他们独立研制的先进的毛细管电泳-激光诱导荧光偏振检测装置上开展的。现已形成一个较为系统的DNA修饰评价体系，预期在环境与健康、癌症诊断与治疗等领域具有重要的研究和实际应用价值。 　　这一系列工作得到国家自然科学基金、中科院“百人计划”择优项目、中科院重大装备研制项目及环境化学与生态毒理学国家重点实验室基金等的支持。 　　图1 独立研制的毛细管电泳-激光诱导荧光偏振检测装置 　　图2 DNA缠绕-局部解链模型

硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤个硫化物的分解代谢可改善缺氧性脑损伤 -哺乳动物的大脑极易遭受缺氧影响- 大脑对缺氧敏感的机制尚不完全清楚。H2S是一种抑制线粒体呼吸的气体，缺氧可以诱导H2S的积累。Eizo Marutani等人研究发现，在小鼠、大鼠和自然耐缺氧的地松鼠中，大脑对缺氧的的敏感性与SQOR的水平及分解硫化物的能力成反比。硫醌氧化还原酶（sulfide: quinone oxidoreductase , SQOR）是一种谷胱甘肽还原酶家族的膜结合黄素蛋白，为硫化物氧化解毒的一种关键酶。沉默的SQOR增加了大脑对缺氧的敏感性，而神经元特异性的SQOR表达则阻止了缺氧诱导的硫化物积累、生物能量衰竭和缺血性脑损伤。降低线粒体中SQOR的表达，不仅增加了大脑对缺氧的敏感性，也增加了心脏和肝脏对缺氧的敏感性。硫化物的药理清除维持了缺氧神经元的线粒体呼吸，并使小鼠能够抵抗缺氧。相关研究于2021年5月发表在Nature子刊Nature communications上，题为《Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury》，该研究由美国马萨诸塞州总医院以及哈佛医学院共同完成。该研究团队一开始的研究方向并不是寻找可以治疗脑卒中的靶点，他们的研究方向是「人体冬眠」，就像以往科幻电影里的那种，得了某种不治之症，然后进行冷冻或者其他技术的冬眠，等待科技进步以后，再次复苏。一开始，他们是要寻找可以对小鼠进行催眠的物质，锁定在了H2S。期初，吸入H2S的小鼠进入了一种「冬眠」状态，体温下降，无法动弹。但是，令人惊讶的是，小鼠很快就对吸入H2S的影响产生了耐受性。到了第五天，他们行动正常，不再受到H2S的影响。更有趣的现象是，研究团队发现，对H2S耐受的小鼠，对缺氧也能非常好的耐受。因而研究团队提出了SQOR基因在耐缺氧中起发挥重要作用的假设。实验方法描述所有小鼠都被饲养在12小时的昼/夜循环中，温度在20-25°C之间，湿度在40%-60%之间。 -间歇性H2S吸入- 小鼠暴露于80 ppmH2S的空气中连续5天，每天4小时。实验过程中实时监测H2S浓度和FiO2。每天在H2S吸入前后测量直肠温度，以检查H2S对体温的影响。 -CO2产生量的测量- 最后一次的吸入空气或H2S24小时后，在对照组或硫化物预处理小鼠中测量二氧化碳的产生。将小鼠放置在全身体积描记系统内，并测量二氧化碳的产量。 -小鼠的缺氧和缺氧耐受性- 为了测量缺氧耐受性，在最后一次空气或H2S吸入24小时后，将小鼠放入透明的塑料室中。然后，用低氧气体混合物以1 L/min连续冲洗腔室，以达到所需的FiO2。在缺氧暴露期间连续观察小鼠最多60 min，当小鼠出现严重痛苦迹象（扭动或发作、呼吸频率低于6/分钟和尿失禁）时，将其取出，用5%异氟烷安乐死并视为死亡。 -组织采集- 将小鼠采用异氟醚麻醉，呼吸机机械通气。用空气或缺氧气体混合物通气3 min后，将小鼠进行安乐死，开始取材。实验数据a：对照组和硫化物预处理组（SPC）小鼠的体温b：二氧化碳产生率（VCO2） c：血浆中硫化物的浓度d：血浆中的硫代硫酸盐、脑组织中的硫化物浓度f：脑组织中的硫代硫酸盐、 g：存活率h：小鼠在5% O2低氧下的VCO2i：常氧和5%低氧下，脑组织中的硫化物j：per sulfide，k NADH/NAD+比l：乳酸水平。m脑组织中的SQOR相对表达量，n、o：脑组织和心脏组织中 SQOR蛋白水平p、q：离体脑线粒体的氧气消耗速率 (OCR)r：计算得到的 ATP转换率。地松鼠的缺氧耐受性和硫胺分解代谢增强研究团队用RNA沉默SQOR，发现可增加大脑对缺氧的敏感性，而神经元特异性SQOR的表达可阻止缺氧诱导的硫化物积聚、生物能衰竭和缺血性脑损伤。SQOR可改善神经元细胞的线粒体功能降低线粒体的SQOR基因的表达，不只是大脑，而且心脏、肝脏对缺氧的敏感性都增加了。硫化物清除剂的作用通过药物清除硫化物，可维持缺氧神经元的线粒体呼吸过程，使小鼠耐受缺氧。该研究阐明了硫化物分解代谢在缺氧时能量平衡中的关键作用，并确定了缺血性脑损伤的治疗靶点。 在自然界中很多强有力的证据可以证明该研究的结论。例如，已知雌性哺乳动物比雄性哺乳动物更能抵抗缺氧，而前者的SQOR水平更高。当女性的SQOR水平被人为降低时，她们就更容易缺氧(雌激素可能是观察到的SQOR增加的原因），例如更年期。此外，一些冬眠动物，如地松鼠，对缺氧有很强的耐受性，这使得它们能够在冬季身体新陈代谢减缓的情况下生存下来。一只地松鼠的大脑比同样大小的老鼠的SQOR高出100倍。该研究的主要研究者说：“人脑的SQOR水平非常低，这意味着即使是少量的H2S积累，就可以影响神经元的健康。我们希望有一天我们研发出像SQOR一样有效的药物，这些药物可以用来治疗缺血性中风，以及心脏骤停引起的缺氧。 -塔望科技-解决方案- 全身体积描记系统小鼠放置于体积描记器内，可以实时监测呼吸，也可进行低氧干预、H2S暴露。可进行低氧耐受实验，也可监测动物的 耗氧量、CO2产生量、呼吸代谢率等。全身暴露染毒系统可以进行长期H2S暴露染毒、低氧实验等。动物能量代谢系统可以综合评估动物不同处理后的各种表型变化：进食量、进水量、进食进水模式、活动量、耗氧量、CO2产生量、呼吸代谢率等。动物低氧高氧实验系统各种常压/低压/高压下的缺氧/高氧实验。可进行恒定低氧，也可进行间歇低氧。 -相关文献- Marutani E, Morita M, Hirai S et al. "Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury".[J]. Nat Commun 12, 3108 (2021). &bull end &bull

谱育科技 EXPEC 1880红外热成像气体泄漏检测仪 EXPEC 1880 红外热成像气体泄漏检测仪（以下简称EXPEC 1880）是一款针对挥发性有机气体（VOCs）的非接触式泄漏检测仪，采用高端中波制冷型二类超晶格红外探测器。该产品通过Ex ic nc op is II c T4 Gc防爆认证，防护等级高（IP54）。照妖镜——化无形为有形肉眼即可见泄漏气体超能力——不可达点检测实现远距离检测泄漏黄金搭档——定性定量检测EXPEC 1880＋EXPEC 3100组合1、定性定量分析 EXPEC 1880 红外热成像仪 与 EXPEC 3100 便携式VOCs分析仪通过工业级WIFI连接，实现了设备间的检测数据实时互通（氢火焰离子法FID＋光离子法PID），在快速影像捕捉泄漏气体的同时，实时显示VOCs泄漏值。2、不可达点检测 EXPEC 1880 可针对不可达密封点进行红外热成像气体泄漏检测，即使不接近泄漏点，也可实现远距离泄漏检测，有效避免不必要危险和损失，保障操作人员安全。 ☆ 生态环境部2019年6月26日发布《重点行业挥发性有机物综合治理方案》（环大气〔2019〕53号）中指出：对不可达密封点采用红外法检测。 ☆ 生态环境部2020年6月19日发布《关于征求等三项标准意见的函》中的《加油站大气污染物排放标准（征求意见稿）》指出：采用红外摄像方式检测油气回收系统密闭连接点位，不应有可见油气泄漏。3、多模式选择 EXPEC 1880具有可见光、普通红外、高灵敏红外三种模式。在检测时可快捷切换不同模式，发现泄漏组件，精准定位泄漏源头，让微小气体也无处遁形。4、优越性能配置（1）4.3英寸可旋转触摸屏＋800*600像素取景器（2）手柄符合人体工学，可180度旋转调节。（3）启动时间≤5分钟，做到分秒必争，提高现场检测工作效率。（4）连接防爆手操器，可实现与谱育LDAR管理平台数据互通；也可通过防爆手操器实现远程监控。（5）GPS定位、视音频录制功能，便于现场取证。5、多领域应用 石油化工厂、炼油厂、井场， 油气储集区、加油站、天然气管道、海上石油平台、泄漏检测与修复（LDAR）、环保监督执法部门等。

随着操作者一键启动，模拟提升机运转起来。不同于平时的是，设备某处新增了一个橙色的小装备，宛若守关将军卡在上面，钢丝绳缓缓穿过装备上的小孔。百克特员工检查新研制的钢丝绳无损检测仪　　随着操作者一键启动，模拟提升机运转起来。不同于平时的是，设备某处新增了一个橙色的小装备，宛若守关将军卡在上面，钢丝绳缓缓穿过装备上的小孔。然后，不远处的显示设备上显示出一条条曲线，工作人员指着屏幕说：“曲线平稳的话就是(钢丝绳)正常，上下浮动较大就是(钢丝绳)出了问题，怎么样，一目了然吧。”　　确实，连外行人都能看得清清楚楚。这是2016年省首台(套)重大技术产品之一——由洛阳百克特科技发展股份有限公司(简称百克特)生产的钢丝绳无损检测仪的模拟工作一景。依靠精妙的技术设计和配套的先进软件，无论钢丝绳上多小的损伤，检测仪都能检出，然后显示在相关设备上。　　近年，随着我国采矿技术的不断进步，采矿提升系统越来越多地采用大型摩擦式提升机，钢丝绳是其中的重要部件，关系到整个提升系统的运行安全。而在设备运行过程中，各种因素都会造成钢丝绳磨损、断丝、锈蚀，对其日常检测显得尤为重要。　　此外，根据国家相关规定，我国钢丝绳目前普遍采用的是定期强制报废制度，这种方法并不能从根本上杜绝断绳事故的发生 此外，强制更换也易使尚未发生损伤的钢丝绳被换下，造成资源浪费。　　百克特先后引进德国斯图加特大学的研究、试验方法及俄罗斯因特龙公司的传感器技术等，并与河南科技大学联合研发传感器及数据处理软件，借助国际合作、校企合作等完成了钢丝绳无损检测仪的研制。　　“钢丝绳检测一般包括两个参数，一个叫做金属横截面积损失(LMA)，另一个叫做局部损伤(LF)。”百克特总经理助理张克雷介绍，前者指的是钢丝绳金属截面由于疲劳磨损等原因减小，后者指的是钢丝绳局部位置上的损伤。　　当前，国际最先进的德国同等设备只能测量前一个数据，其误差范围为2%左右，可检测范围为直径60毫米之内 而百克特研制的最新仪器可同时检测两个数据，其检测范围从直径60毫米之内扩至64毫米之内。　　在国家安全生产重庆矿用设备检测检验中心的认证中，该系列产品被认定为“产品质量和安全性能可靠，产品档次属于国内高档次产品”。　　百克特成立之初只是一家生产摩擦式提升机摩擦衬垫的企业，在经营过程中经客户建议，增设了钢丝绳销售业务，后又发现其无损检测当时在国内尚属空白，这才着手在这一领域进行相关研发。　　百克特相关负责人表示，如今，该公司已开始提供以“钢丝绳无损检测技术”为核心的摩擦式提升机钢丝绳的全面寿命评估与维护服务，目前正在申报洛阳市企业技术中心和河南省示范型国际科技合作基地，下一步还准备开设以钢丝绳检测为主要业务的分公司。　　记者手记　　在采访中，百克特给出的涉足钢丝绳无损检测领域的理由颇有意思：听客户的。一个原本生产提升机摩擦衬垫的企业，根据客户建议增设了钢丝绳销售业务，又在该类产品销售中发现了新天地，随后依靠国际合作、校企合作的科研优势，研发出了省首台(套)产品，未来发展前景广阔。　　听客户的，其深层含义就是听市场的，根据市场需求及时调整企业发展路线，根据市场反馈及时研发新产品，坚持以市场为导向，从而实现长足发展。这也是我市加快构建现代市场体系的题中之义。

仪器信息网讯 日前，《2013年第一批国家标准制修订计划的通知》公布，通知显示深圳华测检测技术股份有限公司将参与《无损检测仪器 抽样 出厂 型式检验基本要求》、《无损检测仪器 工业X射线数字成像装置性能检测规则》、《无损检测仪器 工业电子内窥检测仪》、《无损检测仪器 工业光纤内窥检测仪》、《无损检测仪器 红外线热成像 系统与设备》、《无损检测仪器 鉴定方法》、《无损检测仪器 汽车轮毂X射线实时成像检测仪技术要求》、《无损检测仪器 涡流漏磁综合检测仪技术规则》等数项标准的起草。 　　另外，在通知中还有一家第三方检测机构上海佰年诗丹德检测技术有限公司与上海相宜本草化妆品股份有限公司、上海日用化学研究所等联合起草《化妆品中马兜铃酸A的测定 高效液相色谱法》。 深圳华测检测技术股份有限公司参与起草的标准 计划编号 项目名称 标准性质 制修订 代替标准号 采用国际标准 完成时间 主管部门 归口单位 起草单位 20130853-T-604 无损检测仪器 抽样 出厂 型式检验基本要求 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 爱德森(厦门)电子有限公司、辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份有限公司 20130854-T-604 无损检测仪器 工业X射线数字成像装置性能检测规则 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份有限公司、丹东市无损检测设备有限公司 20130855-T-604 无损检测仪器 工业电子内窥检测仪 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 徐州豪美光学仪器有限公司、辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份有限公司 20130856-T-604 无损检测仪器 工业光纤内窥检测仪 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 南京东电检测装备有限责任公司、辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份有限公司 20130857-T-604 无损检测仪器 红外线热成像 系统与设备 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 中国特种设备检测股份公司、深圳华测检测技术股份有限公司、南京东电检测装备有限责任公司、辽宁仪表研究所 20130858-T-604 无损检测仪器 鉴定方法 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 深圳华测检测技术股份有限公司、南京东电检测装备有限责任公司、辽宁仪表研究所 20130859-T-604 无损检测仪器 汽车轮毂X射线实时成像检测仪技术要求 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份有限公司、丹东市无损检测设备有限公司 20130862-T-604 无损检测仪器 涡流漏磁综合检测仪技术规则 推荐 制定 　 　 2014 中国机械工业联合会 全国试验机标准化技术委员会 爱德森(厦门)电子有限公司、辽宁仪表研究所、深圳华测检测技术股份有限公司

近日，《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心吴薇研究组与广州国家实验室完成的最新合作研究成果（DNA Damage Atlas:an atlas of DNA damage and repair）。该研究整合开发了首个DNA损伤修复高通量测序数据的数据资源库（DNA Damage Atlas，DDA）。DNA损伤在细胞正常生命代谢活动中时有发生，发生损伤后如不能及时修复或修复时发生错误，易形成体细胞突变和结构变异，引起肿瘤等重大疾病。为研究DNA损伤修复过程，科研人员开发了多项用于直接或间接检测DNA损伤和修复过程的高通量测序技术。然而，随着各种测序技术所产生数据的快速累积，如何进行统一的标准化分析并整合以供研究使用是亟需解决的问题。DDA收录了来自262个数据集的6030个样本数据，涵盖了针对不同DNA损伤类型的59种测序技术。基于对数据进行质控、回贴等标准化处理，DDA进一步鉴定了DNA损伤修复热点（hotspots），并其特征展开一系列下游分析。高度重复序列端粒和核糖体DNA（ribosomal DNA，rDNA）是DNA损伤的热点，但既往研究中，因分析困难而在测序数据分析中被忽视。因此，DDA专门构建了新的分析流程，挖掘端粒和rDNA区域的损伤修复信号。DDA作为大规模、高质量的DNA损伤修复数据库，为DNA损伤修复分子机制研究提供了资源平台，有助于剖析疾病中突变发生机理和挖掘治疗靶点。研究工作得到国家重点研发计划、上海市市级科技重大专项和广州国家实验室的支持。 DDA构建流程和功能展示

【科学背景】随着软电子学和可拉伸设备领域的迅速发展，高性能电子器件在实现柔性和可拉伸性方面取得了显著进展。这些技术的推动不仅革新了传统电子学和光电子学，还在生物电子学和能源设备等多个研究领域展示了巨大潜力。然而，现有的制造技术面临着诸多挑战，例如有毒化学品的使用安全问题、昂贵的设备要求、转移过程中薄膜损伤的风险以及高温处理对设备可用性的限制。转移印刷技术允许将在刚性基板上制造的高质量材料转移到柔性或可拉伸的目标基板上。这种方法极大地推动了柔性电子器件的发展，使得可以制造出具有超薄、轻量、机械可变形性和高性能的设备，包括皮肤可穿戴设备、植入式医疗设备以及各种三维形状或可变形的电子器件。然而，传统的转移印刷过程存在一些严重问题。主要问题包括对薄膜材料可能造成化学损伤的湿法蚀刻步骤，以及在微图案化薄膜情况下可能导致的薄膜机械断裂。此外，许多方法虽然被提出来解决这些问题，但仍然面临着实际应用中的限制，如设备复杂性、成本高昂和操作复杂性。为解决上述问题，韩国浦项基础科学研究所Dae-Hyeong Kim & Sangkyu Lee以及釜山大学Ji Hoon Kim等教授携手提出了一种创新的干式转移印刷策略，基于应力控制的方法。他们通过直流磁控溅射技术，在沉积金属双层薄膜时精确控制应力的生成和分布。随后，通过施加机械弯曲变形，额外的拉伸应力被引入到薄膜中，使得薄膜能够可靠地从母基板上释放。这一过程中，薄膜的应变能释放速率被精确控制，超过了薄膜与基板之间的界面韧性，从而有效实现了薄膜的无损干式转移。【科学亮点】（1）实验首次提出了一种无损伤干式转移印刷策略，基于应力控制的金属双层薄膜沉积技术。通过直流磁控溅射技术，在沉积过程中控制金属双层薄膜的应力分布，从而实现了高质量薄膜的制备和转移。（2）实验通过调节溅射参数和施加机械弯曲，成功控制了薄膜内部的应力分布，使得薄膜在施加外向弯曲变形后能够可靠地从母基板上剥离。这一过程中，通过增加总应力，成功实现了薄膜与基板之间的可靠分离，避免了传统湿法蚀刻过程中可能导致的化学损伤和薄膜损伤问题。（3）实验结果表明，这种干式转移印刷策略不仅可以将金属薄膜成功转移至柔性或可拉伸的基板上，还可以应用于高温处理的氧化物薄膜。这为制造二维柔性电子器件和三维多功能体系结构（如流量传感器、离子浓度传感器、温度传感器和薄膜电池）提供了有效的方法和技术支持。【科学图文】图1：基于应力工程，无损伤干式转印的概念。图2. 铂Pt薄膜的应力工程。图3. 各种2D Pt薄膜的转移及其向3D结构的转换。图 4. 具有2D/3D混合结构的集成传感器阵列演示。图 5. 具有转移LiCoO2薄膜的柔性薄膜电池TFB制造。【科学结论】以上文章展示了一种基于应力工程的创新干式转移印刷技术，为制备高质量薄膜提供了重要价值。通过精确调控直流磁控溅射参数，实现了双层结构中的应力水平和梯度的控制，进而在转移印刷过程中应用外向弯曲变形，使得薄膜能够有效剥离而不损伤。这一方法不仅成功地解决了传统湿法蚀刻可能引起的化学损伤和机械损伤问题，还克服了高温处理条件下的挑战，为柔性和可拉伸基板上的高性能电子器件制造提供了新的技术途径。科学启迪的关键在于通过物理机制的精细控制，如应力管理和能量释放率的优化，实现了薄膜与基板之间可靠的分离，从而推动了转移印刷技术的进步。此外，这种技术的应用前景广泛，不仅限于二维柔性/可拉伸设备，还包括复杂的三维多功能体系结构，涵盖了电子学、光电子学、生物电子学和能源收集等多个领域。因此，该研究不仅为实现新型电子器件的制造提供了实用性解决方案，还为未来柔性电子技术的发展奠定了坚实的基础。原文详情：Shin, Y., Hong, S., Hur, Y.C. et al. Damage-free dry transfer method using stress engineering for high-performance flexible two- and three-dimensional electronics. Nat. Mater. (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-01931-y

贝斯特成功召开了2016 年先进的碳复合材料测试——使用在线损伤监测解释裂纹动力学技术交流会。本次交流会在北京唯实酒店举行，旨在为复合材料科研工作者搭建的专业性技术交流平台。本次交流会将由贝斯特（中国）技术公司组办，为用户解读了国际碳复合材料微裂纹动力学检测技术最新技术。本次交流会关注现在最新的力学试验技术的发展，此技术解决了目前力学试验机无法在线测试微裂纹动力学的困境；会议由复合材料科学家R. Sunder博士主讲， 和各位同行交流了复合材料力学测试面临的挑战和解决方法。 R. Sunder博士履历1. 1978-1993，在国家航空航天实验室研究航空疲劳和机体残余强度（1978-1993）；2. 1986-1988，镍基高温合金的性能，空军材料实验室，莱特帕特森空军基地，俄亥俄；3. 1992年创立了班加罗尔集成系统解决方案公司（BISS），领先的技术研发和制造商，为全球客户最先进的测试系统。2012年美国ITW集团收购了BISS公司，ITW为纽约证券交易所上市公司，全球财富200强企业。4. 1996至今，研究疲劳的阈值和变幅疲劳。5. ASTM（1985）和ASTM委员会E-8（疲劳与断裂）和D30（复合材料）的成员。超过50多篇同行评审的ASTM特殊技术出版物、国际疲劳杂志、工程材料和结构的疲劳与断裂的单一作者的论文。 参加技术交流的科研人员来自于：空中客车(天津)总装有限公司，北京科技大学，北京航天材料研究院，中国民航科学技术研究院， 中科院化学所、中科院理化技术研究所，北京航空航天大学，以及其它合作公司等。

北京大学付恩刚团队和北京科技大学吕昭平团队合作，在材料抗辐照损伤机制研究方面取得进展，发现共格纳米粒子湮灭缺陷行为，揭示了其循环溶解再析出的缺陷湮灭机制，提出了通过超晶格纳米粒子动态无序-有序转变提高抗辐照损伤性能的全新材料设计策略。研究成果以“共格超晶格纳米粒子可逆无序-有序转变实现超高抗辐照性能（Superior Radiation Tolerance via Reversible Disordering-Ordering Transition of Coherent Superlattice）”为题，于2022年5月30日发表在《自然• 材料》（Nature Materials）上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-022-01260-y。发展先进核能系统是我国实现碳达峰、碳中和目标和解决能源危机的重大需求和重要战略，其中重要的一环是研发高性能结构材料，特别是抗高温辐照的金属材料。核反应堆的结构材料在高温高剂量辐照等极端环境中长期服役且不可替换，其性能退化甚至失效与辐照空洞等典型缺陷的形成演变密切相关。长期以来，增强材料抗辐照能力的策略是通过引入界面来湮灭辐照缺陷，但在高温高剂量辐照下，界面不稳定性诱导缺陷累积与材料失效的这一瓶颈仍亟需解决。针对这一科学问题，研究团队突破传统机制，通过在马氏体钢中引入完全共格结构的化学有序Ni（Al，Fe）金属间纳米析出相，在高温（400~600℃）辐照下，因其极低的形核势垒和极易发生的短程溶质重排主导的动力学行为，可快速进行有序-无序-有序循环动态转变；这种局域相变在限制溶质和点缺陷长程扩散的同时，通过增强溶质和缺陷的重组进而消除缺陷，并保持高密度析出相的动态稳定；最终在超高剂量离子辐照后仍无空洞，展现出超高抗辐照肿胀能力（图）。图：在高温离子辐照环境下，含高密度Ni（Al，Fe）纳米粒子的超晶格钢展现出超高抗辐照肿胀性能该研究成果对开发工程应用新型抗辐照材料以及深入理解辐照机制都具重要意义。

无损检测技术主要依托于声、光、电、磁等原理内容，从而实现对被检测物体内部缺陷以及不均匀性问题的全过程检测与分析，已成为很多工业生产中用来控制质量的重要方法。近年来，随着新材料、新工艺、新技术等兴起，为了更好地适应时代发展需求，无损检测技术也在不断优化和创新，逐渐朝着自动化、智能化以及图像化等方向发展，并逐步应用到相关行业领域。在即将召开的首届无损检测技术进展与应用网络会议，特别邀请了多位专家进行自动化/智能化无损检测技术相关的分享，部分报告预告如下：吉林大学 张建海副教授《极端工况下材料服役性能原位测试技术》点击报名张建海，吉林大学机械与航空航天工程学院副教授，目前担任吉林省材料服役性能测试国际联合中心副主任，致力于极端工况材料服役性能试验装备与原位测试技术研究，在国家自然科学基金、国防科工局技术基础科研、军委科技委装备预先研究等项目的支持下，重点开展了极端工况材料服役性能试验装备和材料力学性能原位测试技术。开发了超高温双轴材料力学性能试验装备和超声、电磁等原位测试设备等10余套，发表 SCI/EI 检索学术论文20余篇；公开发明专利10余项。耐高温材料及其制品因其优异的力学性能，被广泛应用于航空航天、特种装备、轨道交通装备等重要领域。因其制造或服役环境常伴有高温环境，及复杂载荷的作用，耐高温材料及其制品极易出现性能退化、裂纹萌生与扩展等情况，常常引发恶性事故。张建海副教授将在报告中重点讲述围绕极端工况下材料服役性能和点焊焊接高温熔核成型过程，开展超声无损在线检测技术研究，实现高温制造或服役工况下损伤缺陷与材料力学性能参数与快速精确测试的工作。大连交通大学 赵新玉副教授《曲面叶片几何量测量和缺陷检测》点击报名赵新玉，大连交通大学副教授。中国机械工程学会焊接学会/协会理事，超声检测专委会委员。主持完成国家重点研发计划子课题、国家自然基金、国家重点实验室基金等纵向课题；主持完成中国中车、中国特检等企业科研课题10余项；并以主要完成人身份参与国家重大专项、国家自然基金重点基金、国际合作项目等重点科研任务。曾研发设计多通道超声自动扫描和声场测量系统、高频超声显微系统、64通道超声相控阵系统、双机械手超声检测系统、ITO镀膜高精度激光刻蚀设备等，已在航空航天、汽车制造和军工产品检测中获得应用。报告摘要：航空发动机叶片是典型复杂曲面结构，为实现叶片的自动化超声检测，提出基于曲面点云数据重建的自动化检测轨迹规划方法，在此基础上实现7轴联动复杂曲面自动扫描成像；叶片点云采用线激光轮廓仪配合工件旋转轴自动扫描获取，数据拼接整理后采用数据拟合方法获得曲面轮廓方程，基于曲面上的曲线方程规划加减速扫描轨迹，进一步对各扫描轨迹点进行多轴运动分解，获得包括六轴机械手和工件旋转轴在内的各轴轨迹；实际检测实验表明，轨迹规划算法可以实现叶片自动扫描，获得清晰C扫描图像。中国飞机强度研究所 樊俊铃高级工程师《航空复合材料构件超声自动化检测技术及应用》点击报名樊俊铃，高级工程师，现任中国飞机强度研究所损伤检测与评估技术研究室副主任，中国航空研究院一级专家。承担、参与国家科工局、工信部、装发、自然科学基金、航空基金等各类预研课题10余项，主管、参与完成多个型号的结构强度验证工作，承担我国多型军民机结构试验的无损检测与评估任务，在损伤检测和结构强度领域具有较强的技术能力。长期从事业务领域的相关研究工作，发表论文50余篇，申请专利4项，登记软件著作权3项，荣获集团公司航空报国奖个人三等功等多项奖励。报告摘要：针对航空复合材料结构人工超声检测效率低、成本高、结果可靠性低等技术瓶颈问题，重点开展了超声换能器设计、超声无损检测仿真、超声信号降噪与多模式成像、无损检测自动化系统研制等技术研究，突破了超声仿真分析、专用传感器设计、信号分析等关键技术，研发了多通道、宽带宽阵列传感器，自主开发了复合材料构件阵列超声自动化检测系统，有力的支撑了航空复合材料无损检测，提高了检测效率，缩短检测周期，保证了复合材料无损检测可靠性。北京科技大学 黎敏教授《高品质钢内部质量高精度检测与三维全息表征》（点击报名）黎敏，北京科技大学钢铁协同创新中心，教授，博导。主要开展先进检测技术、工业大数据分析等研究工作。独立负责7项国家自然科学基金等国家和省部级课题，参与鞍钢、首钢、核动力研究院等10余项科研项目，共发表论文50余篇，专著2本，专利8项，转件著作权3项，获省部级科技奖励2项，2013年入选北京市青年英才计划。报告摘要：利用高频超声显微技术对高品质钢内部质量进行三维扫描检测，并通过超声信号特征提取、深度聚类、点云重构等现代信号处理方法，对高品质钢内部的夹杂、缩孔和裂纹等微观缺陷及凝固组织实现高通量表征。钢铁绿色化智能化技术中心 吴少波高级工程师《机器视觉技术及在钢铁生产中的应用》点击报名吴少波，钢铁绿色化智能化技术中心，机器视觉组长，研究方向是钢铁机器视觉，博士，正高级工程师，硕士研究生导师。吴少波同志多年从事钢铁机器视觉智能检测技术研究及工程实践，承担了国家“十二五”、“十三五”、“十四五”等多项科研任务，获得部级科技进步二等奖1项，申请发明专利30余项，申请软件著作权10余项，在国内核心期刊和国际会议上发表相关学术论文10余篇。主持的“铁包自动化热检”课题首次实现了铁包全内衬厚度和全外壳温度的热态在线准确测量，负责了“银亮材直径在线测量和分拣系统”、“喷射锭面及中间包测温系统”、“液固相线检测系统”等项目的研发和应用实施，产生了较好的经济和社会效益。本报告以钢铁智能制造为背景，结合报告人及团组的工业实践，介绍机器视觉图像处理和深度学习技术及在钢铁行业中的典型应用，包括生产质量检测和生产物流检测两大方面，其中生产质量检测包括晶粒度级别、组织类别、表面质量、渣液位、形貌、尺寸、温度等生产质量相关的检测；生产物流检测包括工件/炉包/机车标识、生产工具、关键工况等生产物流相关的检测。钢研纳克 刘光磊高级工程师《管材表面缺陷自动智能检测技术及应用》点击报名刘光磊，钢研纳克检测技术股份有限公司无损检测事业部副总经理，高级工程师。长期从事无损检测方法技术研究及自动化无损检测仪器装备研发等工作。主要参研的国家科研课题5项，参研制修订的标准6项，研发成果获省部级奖3项，获得授权的专利5项。报告摘要：管材表面缺陷自动检测常用超声、涡流、漏磁、磁粉等检测方法。针对采用常规检测方法不能有效检测短小裂纹、凹坑、划伤、结疤、异物碾压等难题，重点开展了CCD视觉检测技术的相机、镜头、光路配置、二维三位成像技术、相机景深自动校准技术及独特的缺陷检测算法，开发具有高性能、高处理速度、高可靠性和高稳定性的视觉检测技术和装备，从而实现管材表面缺陷在线智能检测、分类和记录，有效解决人工目视检测效率低，成本高，精确度低的问题。首届无损检测技术进展与应用网络会议为了推动我国无损检测技术发展和行业交流，促进新理论、新方法、新技术的推广与应用，仪器信息网将于2022年10月13-14日组织召开首届无损检测技术进展与应用网络会议。会议开设射线检测技术、超声检测技术、自动及智能检测技术、无损检测新技术四大专场，邀请无损检测领域专家老师围绕无损检测理论研究、技术开发、仪器研制、相关应用等方面展开报告，欢迎大家在线参会交流。一、主办单位：仪器信息网二、支持单位：吉林大学、钢研纳克三、参会指南：1、点击会议官方页面（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/NDT）进行报名。2、报名开放时间为即日起至2022年10月14日。3、报名并审核通过后，将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。4、本次会议不收取任何注册或报名费用。5、会议联系人：高老师（微信号：iamgaolingjuan 邮箱：gaolj@instrument.com.cn）

8月9日，我国自主研发的质子位移损伤效应模拟试验装置（PREF）——60MeV质子加速器建成出束，首次成功储存、加速、慢引出质子到实验终端。质子位移损伤效应模拟试验装置（PREF）由中国科学院近代物理研究所承担建设，可提供10-60MeV能量段连续精确可调、高流强、高占空比、大扫描面积的高品质质子束流，是目前国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。质子位移损伤效应模拟试验装置——60MeV质子加速器全景图。受访者供图基于几代离子加速器设计、建造的技术和经验积累，近代物理研究所加速器团队首次在超小型质子同步加速器中采用了钛合金瓷环内衬极高真空室及全储能非谐振大功率电源新技术，研发了快上升全波形动态磁场补偿和全系统同步性实时测量技术，实现了加速器全过程数字模拟和束流的精准操控。同时，团队还通过工程全系统BIM（建筑信息模型）建模，严控工艺规范和流程，实现了工程质量大幅提升，为装置的高效运行打下了良好基础。据了解，该装置基于重大基础前沿研究需求而研发，将填补我国空间辐射效应试验能力缺项，成为承载我国空间科学、空间技术和国产宇航元器件发展的重要试验平台。同时，该装置的建成出束也将为我国应用加速器的进一步推广打下坚实基础。PREF质子同步环束流强曲线。受访者供图

VOCs治理迫在眉睫VOCs是什么东西？居然比PM2.5还厉害？最新的科学研究发现，VOCs是如今空气污染中最主要的物质——可吸入颗粒物PM2.5和臭氧O3的前体物，也是造成雾霾天气和臭氧污染的重要元凶。1. VOCs的定义在我国，国家标准GB/T 18883-2002 《室内空气质量标准》中对总挥发性有机化合物（Total Valatile Organic Compounds TVOC）的定义是：利用Tenax GC和Tenax TA采样，非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。2. VOCs的分类VOCs种类繁多，常见的VOCs有100多种，按化学结构不同，VOCs可分为八类：烷类，芳香烃类，烯类，卤烃类，酯类，醛类，酮类，其他。其主要成分有烃类，卤代烃，氧烃和氮烃，它包括苯系物、有机氯化物、氟利昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。3. VOCs的来源典型的VOCs排放源可分为人为排放源（包括固定源与移动源）和自然排放源（包括生物源与非生物源）两类，其中以人为排放源为主。VOCs排放行业众多，各行业涵盖范围广，共包括33个行业部门，86个细分行业，115个子排放源。4. VOCs的危害VOCs是无形中的环境杀手，对环境有较大危害，对水体、土壤和大气可造成污染。它亦是人体健康的阻击者，VOCs对人体健康的影响主要是刺激眼睛和呼吸道引发急性或慢性中毒，导致神经痉挛，甚至昏迷、死亡。若VOCs长期通过吸入或皮肤接触大量进入人体内，人体的神经系统会受到严重侵害。当居室中VOCs浓度超过一定浓度时，在短时间内人们会感到头疼、恶心、呕吐、四肢乏力，严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。5. VOCs治理政策环保部、发改委等6部门2017年印发《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》。《工作方案》要求，到2020年，建立健全以改善环境空气质量为核心的VOCs污染防治管理体系，那么在《工作方案》中，环保部对VOCs做出了哪些治理措施呢?《工作方案》中，提出了5点要求。一是加大产业结构调整力度。加快推进“散乱污”企业综合整治，严格建设项目环境准入，实施工业企业错峰生产。二是实施工业源VOCs污染防治。全面实施石化行业达标排放，加快推进化工行业 VOCs综合治理，加大工业涂装VOCs治理力度，深入推进包装印刷行业VOCs综合治理，因地制宜推进其他工业行业 VOCs 综合治理。三是深入推进交通源VOCs污染防治。统筹推进机动车VOCs综合治理，全面加强油品储运销油气回收治理。四是有序开展生活源农业源VOCs污染防治。推进建筑装饰行业 VOCs 综合治理，推动汽修行业 VOCs治理，开展其他生活源 VOCs治理，积极推进农业农村源VOCs污染防治。五是建立健全VOCs管理体系。加快标准体系建设，建立健全监测体系，实施排污许可制度，加强统计与调查，加强监督执法，完善经济政策。VOCs治理难度和解决方案众所周知，气体检测热像仪可以帮助您快速、安全地“看到”数百种不可见气体，但并非所有类型的气体都可以通过光学气体成像（OGI）进行可视化。它的工作原理是测量通过一定体积气体的红外辐射。每种气体都有自己的光谱吸收特性，许多气体化合物会吸收一些红外能量，但只能在一定的窄波长范围内吸收。在这个非常狭窄的波长范围内，针对特定气体，OGI热像仪可以被此特定气体阻止的能量到达红外（IR）热像仪，从而可视化气体羽流（通常看起来像烟云）存在的位置，而这片云就是气体吸收该波长能量的地方。作为一家专注于红外热成像技术应用达33年之久的高科技企业，广州飒特红外股份有限公司，推出了集“气体检漏”和“红外测温”为一体的为“多种气体精准检漏”而生的红外气体探测仪V88T。该热像仪搭载二类超晶格制冷型探测器，工作温度在150K，具有超强的灵敏度，能精准探测细微的温度差异，避免遗漏可能的隐患点。在安卓系统的支持下，V88T可以OTA在线升级，让设备常用常新——用户可在机身设置内自主选择是否在线更新系统，让设备时刻保持最佳状态。同时，V88T还带有多种气体图像模式，微小的泄漏量也能被探测、捕捉。氨气探测试验红外气体探测仪V88T还通过了ATEX认证，配备了5.5寸OLED高清电容触摸屏，确保专业人员能更安全、更高效地完成工作。支持超远距离检测与激光定点测温，录制带有温度数据的红外视频。飒特红外V88T不仅能实现气体泄漏的可视化，还能快速检测工业生产与废气治理设备的“高温热点隐患”，赋能企业安全高效生产，一站式满足天然气、石油化工等工业企业的多种场景应用需求。管道连接法兰及接缝漏热情况评估值得一提的是，红外热成像技术除了应用在VOCs工业废气治理领域之外，在环保执法领域也发挥着重要的功能和作用。在面对不法企业夜间偷排污染气体的治理难题时，执法人员可使用红外气体探测仪V88T，开展常态化的空气质量检测与监督，现场拍摄废气偷排证据，为环境执法人员精准高效执法、判别气体类型及气体污染情况，提供有效的画面数据与技术支撑。飒特红外全新高端红外气体探测仪V88T产品优势• 气体可视化：将不可见的有毒气体可视化，快速定性和定位VOCs的泄漏源头；• 精细化泄漏检测：载有VOCs物料的设备、管线组件的密封点往往数量多，泄露气体量微小。光学气体热像仪使用高灵敏度的探测器，可以在安全距离内进行快速扫描，捕捉泄露气体的痕迹；• 远距离扫描：可实现远距离泄漏检测，解决不便到达的密封点泄漏检测工作，让泄漏检测工作变得高效便捷的同时，也保障工作人员的人身安全；• 防爆认证：设备具备防爆认证，轻松应对危险区域内的检测要求；• 非接触测温：非接触测温功能，快速查找泵和电机、管道和阀门等设备的异常热点；• 不停机检测：检测时无需关闭系统或接触设备，不影响企业生产；• 预测性维护：帮助企业建立设备预测性维护体系，保障生产安全，防患于未然；• 规避风险：帮助企业避免违反法规、减少罚款和收入损失；• 符合环境法规：满足环境监察取证要求，督促企业遵守环境法规；• 既响应国家的VOCs环保法规政策，又增强企业的生产安全。应用场景炼油厂、炼化厂、农药厂、化学处理厂、危化品停车场、危化品储罐区天然气企业、海上石油平台、天然气场站、天然气井场、天然气储存设施、天然气输送管道、天然气压缩机站、生物气发电厂、天然气发电厂、环保执法机构、LDAR检测服务公司。专家预计，气体泄漏检测可为工业领域节约7000万元能源损失。未来，红外热成像技术将在气体泄漏检测、电力测温以及其他民用工业领域得到更广泛的研发和应用，为中国的工业建设、经济发展和人民的安全、健康保驾护航。飒特红外33年专注红外测温作为中国首家工业红外热像仪研制生产企业，“飒特红外”创下中国第一台民用工业检测型红外热像仪、第一座现代化红外热像仪研发生产基地等八项行业第一，以“飒特红外”企业标准为蓝本起草的《工业检测型红外热像仪》国家标准自2006年起实施。作为国内最早“走出去”的红外检测厂商之一，2008年飒特红外就已登陆欧洲，目前实现欧盟本地化生产，向全球60多个国家和地区输出，位居欧洲市场前三强。飒特红外被评为中国专精特新“小巨人”目前，飒特红外旗下应用于工业测温、电力系统、安防监控、消防救援、科学研究等全行业产品矩阵，经过33年发展，旗下产品畅销海内外，覆盖日本、美国、法国等全球100多个国家与地区，客户包含中国电网、华为等很多世界500强公司，用户口碑及市场反馈良好。

自发性疼痛是指在没有外界刺激的情况下发生的疼痛。它是慢性疼痛的主要症状。发生机制仍不清楚，仍然难以治疗。近期，来自约翰霍普金斯大学和辛辛那提大学的研究团队利用在体成像技术研究了同步聚集放电引起神经损伤后的自发性疼痛发生机制，证实交感神经-肾上腺素受体通路介导了同步聚集放电和自发性疼痛的产生。该研究成果发表在《Neuron》上，题为：Synchronized cluster firing, a distinct form of sensory neuron activation, drives spontaneous pain。　　研究人员对背根神经节（DRG）神经元进行了在体成像，发现周围神经损伤后异常自发活动的一种独特形式：相邻的DRG神经元聚集同步、偶尔性放电。聚集放电水平与神经损伤诱发的自发性疼痛行为直接相关。研究人员进一步证明了聚集放电由交感神经的活动触发。交感神经在损伤后会传导到DRG，去甲肾上腺素是介导这种独特放电的关键神经递质。交感神经活性和去甲肾上腺素受体对于DRG神经元同步聚集放电和自发疼痛行为至关重要。　　这项研究提出了阻断交感神经介导的同步聚集放电可能是治疗自发性疼痛的新手段，为在临床上靶向该通路治疗神经损伤引起的自发性疼痛提供了理论支持和研发方向。 　　论文链接：　　https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0896627321008345?via%3Dihub