触屏高精准型热封仪

近日，为有效推动江西省萍乡市湘东区部署开展的城镇燃气管道及设施“带病运行”问题专项治理工作，萍乡新奥长丰燃气公司引进了一个高科技“新武器”——搭载了由普瑞亿科自主研发的ZERO天然气泄漏检测系统的高精准检测车，在全区范围内部署燃气隐患排查整治行动。 ZERO车载式高精度天然气泄漏检测系统相对于传统检测车（ppm级）精度提升了1000倍，通过中红外激光光谱技术对周边环境气体进行检测分析，精度可达10亿分之一（ppb级），可对行车距离150米范围内进行覆盖；与人工检测方式相比，检测车具有检测范围大、辐射面广、检测效率快、精准度高、可快速定位泄漏点等优势；经过最新的中红外直接吸收光谱技术采集 CH4 C2H6 数据，并通过整合气象参数（风速、风向、气压、温湿度等）、行车轨迹并进行逻辑运算，在不超过80km/h的车速下，高效获得天然气是否泄漏及泄漏浓度、泄漏位置等信息；相关信息将直接上传到燃气公司监管平台实行远程调度处理，能对天然气泄漏隐患做到提前发现与及时处置，从而避免事故发生。 为验证高精准检测车远距离快速巡检的能力，5月16日上午，特邀请萍乡市燃气发展服务中心技术人员，对湘东镇道田段市政管网、香榭帝景居民小区燃气设施开展燃气巡查测试，巡检测试过程中，仪器发出警报音。 此次测试环节显示，检测车能准确判断可能存在的泄漏点，系统也会自动生成巡检轨迹和报表，更高效、快捷地识别和锁定泄漏点，大大提高了燃气泄漏预警和险情处理工作效率，高精准检测车的引进对萍乡市湘东区燃气安全检查和隐患排查防范于未然，是确保安全生产的重要措施及保障。 除了高精度车载系统，普瑞亿科还可以针对不同的应用场景提供系统解决方案，以满足不同用户的检测需求—— 普瑞亿科提供的天然气泄漏检测系统基于先进的中红外直接吸收光谱技术，核心的 CH4 C2H6 分析仪具有1ppb/s和0.5ppb/s的灵敏度，极高的灵敏度和快速的响应时间确保设备能在高速路面走航和无人机记载等高速运行的工具上获得可信的数据，这不仅仅保证了天然气泄漏的准确度、更提高了天然气泄漏测量的速率。尤其是该产品具有相对最小的重量和最低的功耗，确保设备能在无人机上挂载、能在传统汽车上车载，抑或是电动自行车、摩托车车载，甚至是手提/肩背使用。优越的性能、合理的价格和宽泛的适用场景决定了ZERO泄漏检测系统正在引导着天然气泄漏检测的发展方向。 针对本系统解决方案，我们配置了ZERO All-in-One 组合式天然气泄漏检测系统，主要包含ZERO（Plus）车载式系统、ZERO Flight 飞行版系统、ZERO（Plus）便携式系统三位一体的立体解决方案，采用5G数据传输，搭载北斗高精准定位系统，以满足高速车载走航测量、高空飞行测量和便携式精准定位测量需要；同时系统包含必要的现场硬件和软件、服务器端及智慧客户终端。 ZERO依托5G、大数据、物联网等现代信息技术，从设备、系统到云实现数字化集成，在降低成本的同时，为用户提供一站式全方位天然气泄漏解决方案，搭建从采集处理、分析到决策支持的数据闭环，以数字技术赋能燃气安全管理，从而实现城市智慧管网、智慧燃气的全链条、数字化集中管理。

在现代工业生产中，产品的密封性是其质量和安全性的重要保障。无论是食品、药品、日化用品还是其他包装类产品，良好的密封性不仅能有效延长产品的保质期，还能防止外部污染和潮气侵入，确保产品在运输和储存过程中的完整性。而热封试验仪作为检测包装材料热封性能的关键设备，在提升产品密封性方面发挥着不可或缺的作用。一、热封试验仪的基本原理与功能热封试验仪通过模拟实际生产中的热封工艺，对包装材料进行精确的热封测试。其核心在于设定特定的温度、压力和时间参数，对试样进行加热和压合，以检测其热封后的强度、密封性等性能指标。这一设备集成了加热系统、压力系统和控制系统，通过精准的温控技术和压力控制，确保试验结果的准确性和可靠性。1.1 加热系统：采用先进的加热元件，如快速拔插式加热管，确保热封面加热均匀且迅速达到设定温度。同时，通过数字PID控温技术，不仅可以快速达到目标温度，还能有效避免温度波动，保证试验的稳定性。1.2 压力系统：配备气缸控制的热封头升降机构，对热封面均匀施压，确保试样在热封过程中充分压合。此外，下置式双气缸同步回路设计进一步提高了热封面受压的均匀性，为试验提供了更稳定的条件。1.3 控制系统：采用嵌入式高速微电脑芯片，提供简洁高效的人机交互界面。用户可以在触控屏上直接输入试验参数，如温度、压力和时间，并通过8寸高清彩色液晶屏实时显示测试数据及曲线。此外，专业软件还支持远程操作和数据管理，方便用户快速获取和分析试验结果。二、热封试验仪在提升产品密封性方面的作用2.1 优化热封工艺参数不同的包装材料具有不同的熔点、热稳定性和流动性，因此其热封性能也各不相同。热封试验仪通过模拟实际生产中的热封条件，对多种材料进行测试，可以快速找出最佳的热封温度、时间和压力参数。这些参数不仅有助于提升产品的密封性，还能优化生产工艺，提高生产效率和产品质量。案例：某食品企业采用新型复合膜作为产品包装材料，初期在生产线上发现热封效果不理想，密封处易漏气，导致产品保质期缩短，客户投诉增多。该企业引入热封试验仪后，对新型复合膜进行了全面的热封性能测试。通过不断调整温度、压力和时间参数，试验仪精准地记录了每种参数组合下的热封效果，并实时反馈数据至控制系统。经过多次试验与数据分析，企业成功锁定了最佳的热封工艺参数组合。应用这些优化后的参数后，产品的密封性显著提升，漏气问题得到有效解决，产品保质期延长了20%，客户满意度也随之大幅提升。同时，由于热封效率的提高，生产线上的能耗和废品率均有所下降，为企业带来了显著的经济效益。2.2 质量控制与预防热封试验仪不仅用于新材料的测试与优化，更是日常生产中质量控制的重要工具。企业可以定期对生产线上的包装材料进行抽检，利用试验仪快速评估其热封性能是否达标。一旦发现性能波动或下降趋势，即可及时采取措施，如调整设备状态、更换材料批次或重新校准工艺参数，从而有效预防因密封不良导致的质量问题。2.3 研发支持与创新在产品研发阶段，热封试验仪同样发挥着重要作用。它能够帮助研发团队快速评估不同材料、结构或添加剂对热封性能的影响，为新材料、新包装的开发提供科学依据。通过试验仪的精准测试，研发团队可以更加高效地筛选出性能优异、成本合理的包装方案，推动产品创新和市场竞争力的提升。综上所述，热封试验仪在提升产品密封性方面扮演着至关重要的角色。它不仅优化了热封工艺参数，提高了生产效率和产品质量，还为企业提供了强有力的质量控制手段和研发支持。随着工业技术的不断进步和市场需求的日益多样化，热封试验仪的应用前景将更加广阔。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》把创新放在了具体任务的第一位，全文160余次提到了“创新”关键词。2022年第十三届全国人民代表大会第五次会议上，国务院总理李克强所作的政府工作报告中，亦明确指出要坚持创新驱动发展。对科学仪器产业而言，“创新”更是至关重要。近年来，我国对科学仪器的创新和研发高度重视，先后设立了“科学仪器基础研究专项”、“国家重大科研仪器设备研制专项”和“国家重大科学仪器设备开发专项”等科研计划等。2021年11月，北京“十四五”规划也指出要支持开展关键仪器设备研发，支持挖掘一批服务于重大科技基础设施的定制化科学仪器和设备，重点突破研发新一代光谱等关键技术。不断高攀的前沿研究是创新，差异化的产品发展也是创新。为了展现光谱仪器的创新成果，分享光谱仪器研发和应用中的创新思维，共同促进光谱仪器产业化的创新发展，仪器信息网特别策划《寻找光谱仪器创新的力量》活动。本期，我们特别邀请了宁波大学余绍宁课题组的冯彬助理研究员，给大家分享创新成果，并探讨创新的方法和思维。宁波大学余绍宁课题组的冯彬助理研究员仪器信息网：您认为目前光谱仪器技术及应用有哪些创新的研究方向？您最看好的是什么？ 冯彬：得益于我国科学技术及国民经济的快速发展，特别是对科学仪器的创新和研发越来越重视，近年来，国家相继推出了一系列科学仪器专项重点研发计划，其中不乏红外光谱、拉曼光谱及高光谱等多项光谱技术。这些光谱技术不断发展、创新，也与其他学科交叉融合，产生了新的研究方向和应用领域。基于红外吸收光谱的微生物检测技术就是一项崭新的应用方向，该技术将传统的傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）创新性的应用到了生命科学领域，具有重要的研究意义和实用价值。图1 微生物的红外吸收光谱基于FTIR技术的微生物分型原理是通过采集微生物的核酸及多糖等物质的红外吸收指纹图谱，对这些指纹图谱数据进行分类分析，从而可进行亚种或菌株级别的分型。在临床多用于院内感染菌的溯源分析或菌株的耐药性研究，也可用于工业、农业微生物的精准检测。红外指纹图谱分析法的突出特点是快速、便捷、低成本和高准确性。红外指纹图谱技术样本预处理环节简单，无需进行蛋白或核酸的提取，多数情况可直接对细胞进行检测，同时分析计算环节可高度自动化，无需复杂的人工经验及辅助判断。微生物红外指纹图谱法的快速、便捷、高准确率和低成本的突出优势，使得该技术近几年得以蓬勃发展，得到了微生物检测领域的广泛关注。仪器信息网：贵课题组有哪些创新的成果？最突出的创新体现在哪里？ 冯彬：我课题组长期以来一直关注红外光谱技术在生命科学领域相关研究及应用，并发表了系列有重要国际影响力的高水平论文，解决了FTIR技术在生物分析领域广泛应用的核心技术瓶颈，论文被Science、Nature等权威杂志引用。经过我们不断的尝试和积累，近期，我团队推出了国内首套，也是继德国布鲁克公司IR Biotyper系统以来的全球第二套完整的红外微生物分型系统。最突出的创新是基于传统傅里叶变换红外吸收光谱技术，建立了适用于微生物分型的专用分析方法，包括样品的前处理方法、仪器参数方法、微生物指纹图谱预处理算法及微生物指纹图谱的分析计算方法。基于上述研究，研制了红外微生物分型所需的多通道靶板（48孔/96孔）及全自动进样系统，并开发了专用的分析计算软件，最终，借助于该系统，可实现对微生物快速精准分型。仪器信息网：您认为科研创新的力量从哪里来？ 冯彬：科研创新的力量来源于扎实的知识积累和敏锐的察觉能力，而科研创新的成功取决于坚忍不拔、锲而不舍的持续努力。只有对所关注学科领域进行长期的、深入的研究，才能不断积累对该领域的认知和理解，养成扎实的基本功，做到举重若轻，这是科研创新的基础；在此基础上，对相关研究领域或可能产生交叉的研究领域进行敏锐的观察，了解该领域目前所存在的痛点和诉求，这是开启科研创新大门的钥匙；而循环往复的尝试、摸索和改进则是科研成功的保障。这些也将铸造课题组的科学研究习惯和风气，需要长期的养成和积累。仪器信息网：贵课题组是否有成功的成果转化案例分享？ 冯彬：我课题组研制的红外微生物分型系统已经通过传鸣（宁波）化学科技有限公司进行转化，形成产品CM-IR Biotyper 红外微生物分型系统，且于近日通过了宁波市镇海区经济和信息化局组织的新产品新技术专家鉴定验收。该产品有望成为未来微生物分型分析的主流手段，在医院、疾控中心、检验检疫、海关等机构大面积推广使用，因此构建符合我国本地化应用需求、具有自有产权技术的红外分型整体解决方案，并实现产品转化具有重要的现实意义。由于红外光谱仪器较小、价格低廉，尤其适合在条件相对较差的二级医院使用，因此具有广泛的应用场景和市场前景。图2 宁大/传鸣化学CM-IR Biotyper 红外微生物分型系统仪器信息网：您如何评价当前科学仪器技术及方法成果转化的现状？有哪些创新的模式可以更好的促进科科研成果到生产力的转化？冯彬：目前，科学仪器技术及方法的成果转化越来越多，但从科研成果到市场所认可的产品的转化也存在一些共性的问题。比如，知识产权的保护以及产品的推广等。在转化过程中，应注重对所形成知识产权的保护，明确产权的归属和关键技术的转化工艺等，从而保障成果的顺利转化；另外，在产品的推广和销售层面，由于市场对新技术或新方法的认知度往往较弱，加上技术开发团队通常对市场宣传和销售策略等缺少经验，因此，应加强战略合作，寻求与自身互补的合作团队，特别是注重市场和销售方面的布局，促进成果的顺利转化落地。仪器信息网：光谱技术的新发展改变大家对传统技术认知的同时，也在改变着大家的生活。请展望：创新的光谱技术将给生产生活带来哪些变化？ 冯彬：其实不管大众是直接或间接利用光谱技术，它都在悄然改变人们的生产生活。随着人们对健康、环保的更高追求，能够满足更精准、更便捷、低排放和高效率的光谱新技术必将在市场大环境的带动和引领下快速发展，为大众带来更好的应用体验。作为科研工作者，应该敏锐的把握社会的需求和技术的前沿方向，助力光谱技术的持续发展。课题组介绍：宁波大学材料科学与化学工程学院，质谱研究院余绍宁课题组长期关注质谱、光谱等技术在生命科学领域的研究及应用。主要研究领域分为以下三个主要方向：1）微生物领域：用红外光谱、质谱方法研究微生物的分类和分型，特定领域微生物质谱和红外数据库的建立；研究复杂条件下微生物捕获的新方法和技术；应用拉曼增强光谱在微生物分析鉴定中的应用； 2）蛋白质结构领域：用光谱技术研究结合纳米材料后蛋白质结构或构象的变化，以阐述纳米粒子作为药物或药物载体对所结合蛋白结构及其功能的影响；研究一些蛋白药物或其他功能蛋白在其他相关分子作用下的结构或构象变化以及所产生的生理影响； 3）临床检验技术：研究各种肿瘤的血清质谱鉴定方法；对一些临床疾病检测方法进行完善和新方法的研究。项目申请团队发表了系列有重要国际影响的高水平论文，特别是在傅里叶变换红外光谱（FT-IR）相关研究中，解决了该技术在生物分析领域广泛应用的核心技术瓶颈。据权威机构查询，相关论文Acta Biochimica et Biophysica Sinica 2008, 39(8), 549和Nature Protocols 2015, 10(3): 382的发表受到高度关注，总他引接近3000余次，曾被Science、Nature、Nature Protocol、Chemical Society、Chemical Society Review 等专业科学杂志引用，引用学者广度达90个国家。课题组负责人余绍宁简介：复旦大学化学系学士、硕士；中国科学院应用物理所博士。曾在美国德克萨斯大学医学分校、哈佛大学医学院做博士后，耶鲁大学访问教授。1990.07-2001.02任职海军医学研究所助理研究员及副研究员；2005.09 -2019.10复旦大学化学系任教授、博士生导师。2019.10以“学术领军人物”引至宁波大学。先后承担多项国家自然科学基金委员会重点项目、国家科技部重大研究计划项目、国家科技部973项目分题、上海市人才基金项目等。（作者：宁波大学余绍宁课题组 冯彬）