换能器

适用于管道和储罐完整性检测的全面腐蚀监测工具箱油气管道和储罐的预防性维护有助于确保人员安全，保持原料流动畅通。作为先进无损探伤设备制造商，我们的DC系列（DC1-DC5）双晶换能器可以为管道和储罐完整性检测提供全面腐蚀监测工具箱。这类针对腐蚀和薄壁材料进行优化的多功能、紧凑型换能器可与各种无损探伤仪器和超声检查程序配合使用。该换能器所有型号的信号均比同类产品更干净，振动周期更少，因此有助于分辨更细微的缺陷，可以更加贴近表面进行检测，并且能够区分两种信号指示。DC1和DC2换能器：耐用可靠且功能全面采用7.5 MHz频率和小屋顶角的DC1和DC2双晶换能器可以为0.30–2英寸（7.6–50.8毫米）钢材提供较佳的近表面分辨率。主要优点：• 各种薄材的理想选择• 在厚度测量、腐蚀成像和缺陷定量方面表现出色• 可提供标准型（DC1）和厚壁型（DC2）外壳• 厚壁耐磨型外壳（DC2）让其即便频繁发生刮擦也可确保持久耐用• 适用于外径小至1英寸（25.4毫米）的管道• 具有至高可达150°C（300°F）的耐热延迟块，特别适用于高温管道和储罐检查• 适合狭小空间：厚度较薄（18毫米高）和0.455英寸（DC1）/0.56英寸末端直径（DC2）• 滚花外壳方便握持• 可与非模制BNC或LEMO连接器广泛兼容• 经过改进的弹簧应力释放设计（限于BNC连接器）能够尽可能减少电缆损坏DC3–DC5换能器：可检测更薄材料，且功能不止于腐蚀监测DC3、DC4和DC5双元件换能器可以拓展您的检测能力。5 MHz频率以及较佳元件规格/检测位置让其能够检测更薄材料—检测深度在0-1.5英寸（0-38.1毫米）之间。DC3型采用的大角度设计让该型号换能器不止于用于腐蚀监测和厚度测量，还可用于薄壁管道焊缝检测和其他应用。DC3换能器：快速管道焊缝测试和薄壁材料检测采用5 MHz频率和大角度纵波的DC3双晶换能器可以在0至0.6英寸（0至15.24毫米）极薄材料检测方面实现较佳近表面分辨率。主要优点： • 大角度纵波：针对薄壁材料进行不止于腐蚀监测的检测 • 快速、可靠的超声波薄壁管道焊缝检查工具 • 可以实现与同类产品类似的高速手动焊缝检查 • 采用更高能量的双压电复合材料晶片• 避免串扰的音高捕获技术噪音屏障 • 适用于在狭小空间对难以接触的部位进行检测（如锅炉管路） • 集成式楔块让换能器尺寸更加紧凑 • 可与各种无损探伤仪器配合使用的Microdot 连接器 应用包括：• 薄壁管道、锅炉管路和其他薄壁部件的高速手动检查 • 平面缺陷分析和定量 • 根据指示区分焊缝根部几何形状• 管道长缝和环缝检查 • 锅炉管路焊缝 • 制药管道• 热交换器管道 • 核工业薄壁部件DC4和DC5换能器：专门优化用于薄型材料的缺陷检测以及厚度测量采用5 MHz频率、小倾角元件和0度纵波的DC4和DC5双晶换能器能够对0–1.5英寸（0–38.1毫米）范围的薄壁材料进行强化的厚度测量和缺陷检测。适用于DC4和DC5换能器的替用楔块套装适合特殊检测标准的换能器混合和搭配使用根据您的应用不同，五种换能器任何一种型号或型号组合均可实现更出色的腐蚀监测和缺陷定量。现场检测条件千变万化，使用总厚度范围0–2英寸（0–50.8毫米）的全套换能器以及配有DC3型换能器的管道焊缝特别检查工具可以让您占尽优势。在与EPOCH™ 650或6LT探伤仪或38DL PLUS™ 厚度规*配合使用的情况下，在评估标称壁厚、点蚀和缺陷类型/定量时可以实现准确、高效的腐蚀成像。*由于屋顶角之故，DC1、DC2、DC4和DC5换能器可能需要手动进行V-型路径校正。DC1-DC5换能器计数参数和外形尺寸已通过ISO 9001、ISO 14001和OHSAS 18001认证。*所有规格如有更改，恕不另行通知。所有品牌均为其各自所有者和第三方实体的商标或注册商标。Olympus、Olympus logo、EPOCH和38DL PLUS均为Olympus Corporation或其子公司的商标。

日前，广州多浦乐电子科技股份有限公司（简称：多浦乐）发布2023年度报告。报告显示，多浦乐2023年度营业收入1.99亿元，同比下降1.41%；归属母公司所有者的净利润为0.78亿元，同比下降8.88%。 多浦乐在报告中提到，2023年度收入主要来自工业无损检测设备和超声换能器的销售，两者收入占营业收入的比例分别为48.55%、32.13%。此外，配套零部件收入占营业收入17.55%。各业务板块具体经营情况如下：（1）工业无损检测设备。多浦乐工业无损检测设备包括便携式超声相控阵检测仪、超声相控阵板卡和自动化检测等设备。2023年度实现营业收入0.97亿元，较去年同期减11.81%。（2）超声换能器。多浦乐超声换能器包括相控阵超声换能器、工业超声换能器和医用超声换能器产品三大类。报告期实现营业收入0.64亿元，较去年同期增加18.18%。（3）配套零部件。多浦乐配套零部件产品主要包括扫查装置、楔块、连接超声检测设备和超声换能器的连接线、转换器、各类接头以及耦合剂等附件，以扫查装置为主。2023年度实现营业收入0.35亿元，较去年同期增加8.35%。

一、燃气表行业背景分析近年来，我国加快推进“煤改气”工程建设，天然气已经成为我国现代清洁能源体系的主体能源之一。到2020年，天然气在一次能源消费结构中的占比力争达到10%左右，到 2030 年，占比提高到15%左右。在这些燃气迅速发展的利好消息促进下，燃气计量行业将迎来巨大的发展契机。膜式燃气表因其技术成熟、质量稳定和价格低廉等优点，在我国城市燃气发展中得到广泛应用，随着计算机和微电子技术的发展，膜式表也逐步实现了智能化，目前在燃气计量行业仍然占据着主导地位。但膜式燃气表结构复杂、易磨损、易受管道介质温度压力等客观因素的影响，导致测量精度降低。热式（MEMS）燃气表是利用热传递原理测量燃气标准状况下流量的一种新型燃气计量器具，采用全电子结构，无机械运转部件，体积小、精度高。虽然可以针对特定天然气组分进行修正，但是从原理上还是易受多种不同气体组分影响，温度的影响修正也相对复杂，同时长期的污染物沉积使得MEMS芯片响应变慢影响精度，使得其应用受到限制。超声波燃气表以其非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高的计量精度和可结合更多的智能化应用等优势，引起国内外的高度重视，是近年来燃气计量领域的开发热点。 二、超声波燃气表的研究与应用现状其实早在上世纪九十年代，英国、德国等国的多家燃气公司已陆续开发了超声波燃气表。受当时超声波探头、计时芯片、电子技术等的因素限制，价格还是非常高昂，无法与传统膜式燃气表竞争。进入二十世纪后，超声波燃气表的关键部件价格大大降低，迎来了超声波燃气表的快速发展。日本东京燃气公司于2003年7月开展了超声波燃气表的各种现场测试，于2005年率先安装了5000台超声波燃气表至用户家中，在2008年全面使用超声波燃气表。目前国际上的超声波燃气表技术主要来源于松下、西门子等公司，他们在超声波领域深耕多年，从流道结构、软件算法、超声波换能器及模块到整机，都有着诸多专利。虽然国内现有多家燃气表公司已开始研发超声波燃气表，但是大多数厂家还是使用松下的超声波燃气表传感器方案，也就是购买松下的电路板和超声波探测器，自己配套外壳组装成超声波燃气表。这样的模式使得国内厂家生产的超声波燃气表价格偏高，市场推广受到限制。我国燃气表产业生态已经基本建立，因此积极开展自主知识产权、可以满足燃气表规范要求的超声波气体流量传感器的技术研究，对于打破国外技术垄断、促进我国燃气表转型升级发展具有重要意义。 三、超声波燃气表用气体流量传感器核心关键（1）超声波换能器的自主研制。目前满足超声波燃气表计量要求的核心部件的超声波换能器基本都是进口，价格占总成本的40%。国产化的难点是其带宽以及高低温特性，既要保证较长的测试距离提高测试分辨率、较高灵敏度提高信噪比，还需要考虑不同温度下的测试漂移。 （2）燃气表的性能和稳定性问题。超声波燃气表由于无机械部件，理论上稳定性较传统膜式表要高很多，但膜式表在国内多年的使用中，已广泛被燃气表公司和客户接受。超声波燃气表如何在稳定性上达到燃气表公司的需求，打消燃气表公司的顾虑，是超声波燃气表迈向市场化的非常重要的一关。（3）气体污染问题。与膜式燃气表一样，由于超声波燃气表的常年运行，燃气中的粉尘或杂质会附着在超声波换能器上，影响换能器对信号的接收敏感度，从而影响燃气表测量准确度。（4）气源适应性问题。天然气密度比空气小，信号也较空气小；不同密度的气体通过超声波换能器后，其信号的波形会很不稳定。超声波信号传输会受传播介质、环境（温度、湿度、压力）以及管道内反射等各种因素影响，接收到的超声波信号通常存在着波形变化、幅值变化。因此，家用波燃气表要想进入家庭，并广泛使用，对气源的适应性是需要克服的最重要一关。 四、超声波燃气表用气体流量传感器技术特点四方光电公司自2008年开展对超声波气体传感器的研究以来，通过在超声波换能器、时间计量芯片以及时差自动计算方法、流程成分同时感知等领域取得突破，特别是在超声波氧气流量传感器、超声波沼气流量计等领域实现了规模化生产应用，具有较好的技术和产业基础。针对家用燃气表需要的超宽量程比、宽温度范围、抗污能力、脉动气流测量等特殊要求，开发成功满足超声波燃气表用的超声波气体流量传感器。（1）“L”型流道结构设计。超声波燃气表用超声波气体流量传感器采用“L”型流道设计，包括腔体、进气口、出气口及两个超声波换能器，通过将气室腔体的横截面设置为圆形，将超声波信号在第一个换能器安装孔和第二换能器安装孔之间的传播路径设置为“L”型流道，如图1所示。 图1. 燃气表用超声波气体流量传感器结构原理图传统超声波燃气表气体流量计量气室的“W”型发射流道，“V”型对射单通单流道以及“N”型对射单通单流道，都是通过超声波在流道内产生一次或多次反射而形成的路径以增加超声波声程，间接增大了换能器的有效距离，从而获得更高测量精度。但其缺点是通过反射后探测器信号较弱，信噪比降低，对换能器的要求很高。因此造成成本也较高。采用“L”型流道、圆形横截面的超声波燃气模块，克服了现有超声波燃气表气体流量计量气室管道的横截面积较大，气室体积较大，成本较高的问题，以及两个超声波换能器之间传播距离较短，降低测量结果准确性的问题。同时，还避免了被测气体中的污染物污染超声波换能器，从而影响检测结果准确性的问题。（2）用双阈值过零检测与数据选择技术。以时差法超声波气体流量计为基础，采用双阈值过零检测与数据选择算法技术，区别于超声波自动增益控制法，不对信号进行处理，通过关联幅值与飞行时间周期变化的关系，根据幅值判断飞行时间是否发生周期性变化，从实际测量得到多个结束方波脉冲对应的时间值中选择合适的结果，作为最终的飞行时间，从而精确计算气体流量。（3）自动调零算法。燃气表在温度、压力等外部因素变化条件下，对超声信号产生一定的影响，从而影响计量的时间差；此产生的时间差变化，可能只有ns级别，对高端流量几乎没影响；但对于低端流量，特别是Qmin，影响非常大，造成测量精度超过标准要求。另外，燃气表在无流量情况下的零点，可能受到超声波换能器零点的漂移影响，产生整体计量的漂移，对低端流量造成较大的影响，这是低端流量精度和稳定性超标最重要的原因。针对超声波换能器的零点漂移问题，在软件算法上，采用自动调零的处理算法，超声波燃气表采用可调整的零点，并根据超声波换能器的信号波动特点，软件上自动调整超声波燃气表的零点，保证在外部因素或内部因素作用下，超声波燃气表的零点随环境变化而适当做出调整，抵消由于零点漂移对低端流量产生的影响；同时，考虑电路整体对时间差值的影响，在软件算法上，补偿此部分对测量的影响。 五、超声波燃气表用气体流量传感器的应用基于专利的气体流量传感器硬件和软件核心技术，四方光电公司针对我国家用表以及五小工商户客户的需求，成功开发出超声波家用和商用燃气表。其核心传感器部件见图2：图2. 家用和商用超声波燃气表核心传感器部件解决核心燃气表气体流量传感器后，就可以利用以往具有的外壳、皮膜阀、电源管理等组装燃气表。图3是采用超声波核心流量传感器的G4燃气表。 图3. G4超声波燃气表(内置国产化核心流量传感器)根据燃气表的计量要求，进行了宽量程的燃气表误差特性以及耐久性实验。 图4. G4超声波燃气表典型误差曲线 图5. G4超声波燃气表耐久性误差曲线由于我国超声波燃气表的国家标准还处于征求意见稿阶段，因此借鉴了EN-14236欧洲有关“ultrasonic-domestic-gas-meters”标准进行完整的测试。除以上图示的基本试验，还进行了线性度、压损、高低温、交变湿热、耐粉尘、脉动流量等试验。试验表明基于超声波气体流量传感器核心模块的燃气表均满足燃气表的各项指标要求。作者简介熊友辉博士，教授级高工。中国科协九大代表、中国仪器仪表学会理事、分析仪器分会副理事长。主持过科技部重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网专项、湖北省重大科技专项等多项国家和省市科技项目。现任武汉四方光电科技有限公司总经理。 公司简介武汉四方光电科技有限公司是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器及物联网解决方案的国家高新技术企业，其全资子公司——四方仪器自控系统有限公司，以自主知识产权的核心传感器技术为依托，陆续推出了红外/紫外烟气分析仪、红外煤气分析仪、红外天然气热值仪、激光拉曼气体分析仪等气体成分分析仪器，并先后研制了超声波气体流量计、超声波燃气表核心传感器部件、智能超声波燃气表等燃气流量测量产品。四方光电通过了ISO9001、ISO14000、ISO18000、IATF16949等有关质量、环境、健康安全、汽车电子等体系认证，目前已与多家世界五百强企业建立长期配套合作关系。

微型激光测振仪在超声领域的应用最近几年，超声技术在各个领域的应用越来越多，比如利用超声波原理进行医学治疗的设备也在临床实践中被广泛应用。医学超声设备主要是基于高频振动波（超声波）传入人体组织，并在局部产生热效应、机械效应和空化效应，引起目标组织的改变，从而达到治疗的目的。昊量光电全新推出的微型激光测振仪是一种非接触式的振动测量仪器，能够精确测试医学超声设备的超声振动特性和模态，在产品的研发、质检和性能优化过程中起到了至关重要的作用。激光测振仪在医学超声领域的应用具有如下优势：1、激光聚焦光斑小、空间分辨率高，能够快速定位并测量超声手术刀、洁牙器等小尺寸超声器件；2、采用非接触式的测量方法，高效便捷，可以快速检测产线上的超声设备性能，确保产品一致性，甚至可以检测超声设备在工作状态下的超声波输出特性，更加真实地反映设备的实际使用性能；3、超声检测带宽大，最高可检测5MHz左右的高频超声，同时能满足20pm以下的微弱振动分辨率要求，检测精度极高；4、集成式光学自研芯片，无需额外控制器，体积小巧使得安装测试变得更加便捷，提高测量精准性！一、 超声换能器测振超声换能器是一种将电磁能转化为机械能（声能）的装置，通常由压电陶瓷或其它磁致伸缩材料制成，常见的超声波清洗器、超声雾化器、B超探头等都是超声换能器的应用实例。针对超声领域应用需求，昊量光电全新推出了一套完整的台架式超声振动测量仪。作为这款测量仪核心部件的激光传感器，利用了集成光学技术将原有复杂光学元器件集成于微小芯片中，结合具有自主知识产权的调频连续波（FMCW）相干光检测原理，以小型集成化的设计模式，实现了传统复杂大型设备的测量能力。测试：20kHz 频率功率换能器，工作距离：375px振动图谱：在换能器在各个位置的测量结果。当换能器频率在 Mhz 附近时，幅度测量对测量精度的要求大大提高。结果显示，昊量测振传感器能很好的分辨振幅的实时波形，得到 nm 级的测量精度。二、 超声手术刀超声手术刀是一种通过激发20 kHz~60 kHz 超声振动的金属探头（刀头），对生物组织进行切割、消融、止血、破碎或去除的外科手术仪器。超声手术刀的工作性能一般与刀头的超声输出功率、频率直接相关，因此对刀头的超声特性探测至关重要。超声手术刀的刀头尺寸一般为5-10 mm，这种小尺寸结构很难采用接触式传感器测量其超声特性，而激光测振仪则可以轻松将激光聚焦到刀头位置，精确测量超声振幅与频率。三、 超声洁牙器 超声洁牙器主要工作原理是：将高频振荡信号作用于超声换能器，利用逆压电效应（或磁致伸缩效应）产生超声振动并传递至工作尖，工作尖受到激励产生共振，利用工作尖的超声波共振可以将牙齿表面的菌斑、结石或牙周表面的细菌等清除。依据我国医药行业标准（YY 0460-2009）和国际电工委员会标准（IEC 61205：1993）,超声洁牙器工作尖的超声输出特性是重要的检测指标。常规超声洁牙器工作尖振动频率主要设计范围在18 kHz~60 kHz，其中以42 kHz工作频率最为常见。同时工作尖尺寸往往较小（＜1mm），无法采用传统的接触式振动传感器进行检测。因此，对于超声洁牙器振动性能的检测，通常采用激光测振仪完成，其非接触式的检测方式便于开展产线上产品的逐个检测，是产品良率和一致性的有力保障。某品牌的洁牙器尖端测振四、 超声焊接 超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz 电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。五．技术参数介绍昊量光电全新推出的微型超声测振仪光学元件集成化可以实现更加复杂的设计和更多的功能。集成光学芯片可以在一个单一的光学基底上包含数十到数百个光学元件，包括激光器、调制器、光电探测器和滤波器等。相对于传统基于分立器件的多普勒测振仪，MV-H以其低功耗、高性能、小型化的优势，为客户带来了低成本、便于集成的解决方案，也为激光振动传感器的广泛应用奠定了基础。1.产品参数指标2.软件功能完善3.丰富的配件可选上海昊量光电作为这款微型超声测振传感器在中国大陆地区蕞大的代理商，为您提供专业的选型以及技术服务。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

p 　　近期，中国科学院深圳先进技术研究院劳特伯医学成像研究中心郑海荣团队在高分辨率超声成像研究中取得一系列进展。 /p p 　　高分辨率超声主要采用大于15MHz的超声频率进行成像，可获得几十微米量级的成像分辨率。在临床中主要应用于浅表、内窥和眼科等方面的疾病检测。高频超声换能器是成像系统的关键部件，主要基于压电材料进行设计加工。但传统压电材料介电常数较小(夹持介电常数小于1500)，造成压电阵元尺寸小的高频换能器的电阻抗会大幅度提升，进而导致换能器成像性能不佳。郑海荣团队邱维宝课题组利用新开发的一种高介电常数、高压电性能的改性PMN-PT陶瓷(夹持介电常数为3500)设计制备了性能优异的40MHz高频超声换能器(阵元尺寸可为0.4mm× 0.4mm)，使得制备的高频超声换能器的电阻抗大幅度降低，更容易与电子系统的阻抗相匹配，实现较高的成像灵敏度(-13dB)。此外，该研究中设计制备的超声换能器具有较高的成像带宽(80%)和信噪比，并在高分辨率医学成像领域中展现出应用潜力。相关研究成果已被IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control接收。 /p p 　　邱维宝课题组在高分辨率超声成像方法和电子系统方面也取得了研究进展。高频超声获得高分辨率医学图像存在衰减系数增大导致成像穿透深度降低的问题。据此，课题组提出了基于编码超声的高频超声成像方法，在激励换能器时，采用带有一定编码的超声信号进行激励，回波接收时通过算法解码恢复出高分辨率图像，使得在成像中既可以维持图像的分辨率，也可以提升超声成像的穿透深度。该技术在浅表和内窥等成像中具有应用潜力。相关研究成果发表于IEEE Trans Biomed Eng。 /p p 　　在进行高分辨率超声成像时，电子系统需要具有较高的数据采样率，以获取超声回波的原始数据信息，因此需要大幅度提高模数转换器(ADC)的采样频率。然而，传统超声成像系统的ADC采样频率通常为60MHz或者更低，不能满足大于30MHz的高频成像需要。据此，邱维宝课题组提出了一种延迟激励方法，通过将激励波束的时序进行规律性调整，在多次发送后获取多个数据图像，通过延迟复合处理，即可以获得高采样率的图像。该方法有望使临床用的超声设备，在不改动主要电子器件模数转换器的前提下，实现高分辨率超声成像的功能。相关研究成果发表于IEEE Trans Biomed Eng。 /p p 　　高分辨率超声成像技术在内窥镜领域具有重要的应用潜力，邱维宝课题组在推进血管内超声成像技术的同时，也在尝试新型内窥成像技术。胶囊内窥镜(capsule endoscopy)是一种胶囊形状的内窥镜，它是用来检查人体肠胃的医疗仪器。胶囊内窥镜体积仅有普通胶囊大小，消除了传统检查耐受性差的缺点，能够拍摄食道、胃、小肠、大肠等，从而完成对人体整个消化道的检查。然而目前该技术是采用光学成像方法，仅能观测组织表层的病变信息，不能获得深层次的组织情况。由于超声成像技术的穿透性较好，因此课题组拟尝试进行超声胶囊内窥镜的设计验证，提出了基于高分辨率超声的内窥成像控制方案，采用40MHz的超声频率获得了小于60微米的肠道组织成像分辨率。相关研究成果发表于IEEE Trans Med Imaging。 /p p 　　以上研究得到了国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划、广东省杰出青年基金、深圳市孔雀计划等项目的资助，以及美国南加州大学、宾夕法尼亚州立大学，英国格拉斯哥大学，东北大学等高校的支持与合作。 /p p 　　论文题目：High Performance Ultrasound Needle Transducer Based on Modified PMN-PT Ceramic with Ultrahigh Clamped Dielectric Permittivity /p p style=" text-align: center " img title=" 01.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/76653693-b0cd-480d-ab1c-d835a6a2f035.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图1.(a)高频超声换能器技术参数对比 (b)高频超声换能器结构示意图和实物图 (c)成像性能测试图 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 02.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/c0246a6c-4345-4ee5-b1a2-fe74a5030a04.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图2.(a-c)编码成像原理示意图 (d)编码成像技术可以大幅度提高血管内超声成像的穿透深度 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 03.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/86bdbf66-cabb-484d-92d3-d2dc22d62b25.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图3.左：延迟激励成像原理示意图 右：眼睛组织超声成像图 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 04.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/90b38fc1-6ef0-4192-83b1-723cacb12d4c.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图4.(a-b)胶囊超声内窥镜设想方案示意图 (b)高分辨率肠道组织超声成像图 /strong /p p & nbsp /p

2011年至2021年，我国用10年时间实施找矿突破战略行动。其间累计发现17个亿吨级大油田和21个千亿立方米级大气田，新形成32处非油气矿产资源基地，主要矿产保有资源量普遍增长。石油能源建设对我们国家意义重大，中国作为制造业大国，要发展实体经济，能源的饭碗必须端在自己手里。端牢能源的饭碗，必须发挥科技创新第一动力作用，通过技术进步解决能源资源约束、生态环境保护、应对气候变化等重大问题和挑战。近年来，中国科学院声学研究所超声学实验室固体声学与深部钻测团队，数十年如一日不懈探索用井下声波来探测能源的核心技术，开发出性能更优越的井下声学探测仪器，对支撑我国深地勘探、保障国家能源安全具有重要的意义。——编者找到油气田，有哪些步骤？“望闻问切”定位置，测井仪器作“眼睛”油气勘探是一项复杂而又有高难度的工作，并且存在巨大风险。那么，要想找到油气田，需要经历哪些步骤？中国科学院声学研究所研究员、超声学实验室主任陈德华说：“找油气田的过程，可以用传统医学中的‘望闻问切’四字来概括。”首先，地质学家会进行区域概查，确定可能存在油气田的地区和范围。这一步相当于“望闻问切”中的“望”和“闻”；然后进行区域普查，利用人工地震方法推断地下岩石的结构，这一步相当于“问”，可以大体确定地下哪些位置存在油气储层；接下来，工程师会钻开潜在油气田的第一口井——探井，进行区域详查，相当于“切”。陈德华说：“如果想了解油气层的具体位置以及油气的开采价值，以上的‘望闻问切’还不够，还需要结合一些高科技手段，比如测井技术。”测井被称为“石油工业的眼睛”，因为在漆黑而又高温的地下，无法直接观察到地层岩石信息，必须通过测井仪器记录数据并传输到地面，这个过程就好比人的眼睛接收到光信号，并处理成图像以供辨别。“将先进的测井仪器放入钻孔内，我们就可以对地下几千米处的油气层进行精细探测，精度能达到厘米级甚至更高。通过测井，可以确定地层的性质，进一步对地层作出准确评价，从而确定地层是否含有油气、含油气量多少、油层厚度以及评估油气可采量。” 陈德华说，“这个过程就好比人们在医院体检时‘做B超’。”测井方法通常分为声法、电法、核物理法和核磁共振法四种。其中，向地层发射声波、接收处理反射或折射回来的声波从而获取地层信息的方法，被称为声波测井。“相比其它几种方法，声波测井不仅环保，成本相对还低，更重要的是能够获得许多至关重要的地层岩石力学参数。”陈德华说。国产高端声波测井装备，是如何研发出来的？“从零开始”解难题，反复试验终量产本世纪初，世界范围内油气资源勘探和开发的竞争不断升级。“当时，我们缺乏自主研发的偶极子声波测井换能器，也难以大面积推广应用偶极横波测井的先进技术。这不仅影响了我国高端声波测井装备的国产化，还严重阻碍和制约了我国油气勘探、开采的进度。”陈德华回忆。面对棘手难题，中科院声学所的研究团队迎难而上。研究可以说是“从零开始”，团队成员们除了能看到市面上已有换能器嵌入仪器后的“长相”，了解它可以实现的一些基本功能外，其余相关材料、结构、参数等具体信息几乎一无所知。此后，经过近3年的反复摸索、试验，经历了成百上千次的失败后，团队终于研制出了换能器的第一批样品。陈德华说：“但是，这批换能器样品一旦放入高温环境中进行测试，要么整体开裂，要么压电陶瓷破碎，导致试验失败了一次又一次。”究竟是哪里出了问题？近4个月的时间里，团队成员反复研究材料选型，换了十几批材料，并不断改进粘接工艺，经过上百次的反复试验，终于克服了耐高温、高压声波测井换能器的制作难题，研制出了达到国际先进水平的成品。国产换能器交付后，随即投入实际应用，并进行了小规模的量产。如何克服测井技术的“一孔之见”？优化设计“探得远”，激发声源“听得清”常规声波测井的探测范围往往局限在井周几厘米至几十厘米的范围内。这就像两个人说话时，双方距离越远，越难以听清对方的话；而如果藏在密闭空间里说话，外面人听到的声音会更小。由于测井是在非常狭小的钻孔中进行的，常规测井技术的探测范围非常有限，因此测井技术常被人形容为“一孔之见”。如何既“探得远”又“听得清”？“对声波测井来说，这就需要不断优化设计激发声源，让声波不仅传得更远，还能‘戴上瞄准镜’，具有‘指哪打哪’的方向性。”陈德华介绍。我国超声学领域几代科技工作者从上世纪80年代就开始探索。经过不懈努力，近年来，中科院超声学实验室不断发展低频横波远探测技术，将声波测井的探测范围拓展到了井周数十米甚至上百米。“偶极横波远探测的声源相较于普通声波测井的频率范围要低很多。低频声波衰减较小，故而能实现更远的横向探测距离。”陈德华说，“同时，偶极声源的信号存在方位差异性，采用多分量的声波发射和接收，通过信号处理可以确定声波反射体的方向，这就让声波具有了指向性。”2012年，中科院超声学实验室成功研发出偶极子阵列声波测井仪；2013年，开始着手横波远探测关键核心技术的研发；2021年底，第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义。

兰友科技水通量监测设备进军海外市场兰友科技 日前，兰友科技水通量监测设备LY-P2000型走航式ADCP走出国门，成功中标柬埔寨某电站水情自动测报系统升级改造项目。 该电站水库流域面积590平方公里，其水情自动测报系统工作体制为GSM/北斗卫星混合组网，系统包括8个遥测站（3个水位站、1个雨量站、4个水位雨量站）和1个中心站组成。测量部分采用ACS300-MM系列数据采集器为平台，介入翻斗式雨量传感器、压阻式水位计。 2023年，电站水库需要增加具有河道人工流量率定装置功能的设备， 对率定装置进行率定，通过人工水位流量率定方式，获取流量信息水位-流量关系法，能准确地为水情测报系统提供流量数据，并可指导协助电站技术人员使用人工流量率定装置，开展水位流量曲线的率定。 北京兰友科技有限公司研制生产的LY-P2000型走航式多普勒流速流量测定仪是适用于各地区水体，各类不同含沙量，浑浊度河道等不同应用场景的走航式测流系统。这款可应用于三峡库区全水深测量的多普勒流量流速测定仪，完全满足该柬埔寨水电站水库的需要。 多普勒流量流速仪利用多普勒效应原理进行流速测量，突破传统机械转动为基础的传感流速仪，用声波换能器作传感器，换能器发射声脉冲波，声脉冲波通过水体中不均匀分布的泥沙颗粒、浮游生物等反散射体反散射，由换能器接收信号，经测定多普勒频移而测算出流速，水深，具有能直接测出断面的流速剖面、具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。目前被广泛用于海洋、河口的流场结构调查、流速和流量测验等。LY-P2000型走航式ADCP特点如下：●底跟踪模式、垂直波束模式两种水深测量模式 ，保证最 大水深测量范围；●不少于9个测流换能器，具有500KHz、1600KHz、 1900KHz三种工作频率，多个工作频率全自动切换，满 足不同水深测量。●北斗定位或GPS。●简便灵活的走航式测量软件，操作简便，4步即可完成测 量过程。●体积小、重量轻、方便野外携带。 兰友科技LY系列走航式ADCP已成功装备于四川、无锡、河北、山东等环境监测、水利以及高校科研院所，在用户处经过了充分的验证，得到了广泛好评。该设备预计将于7月初交付至柬埔寨当地，助力柬埔寨水站水库建设。 一带一路”将会是未来30年中国对外的大战略，仪器仪表等制造业作为科技发展的基础，也将面临新的机遇和挑战。当前，像兰友科技这类具有自主知识产权，为客户提供差异化产品和服务的国产仪器制造厂商将借助“一带一路”迎来最好的发展时期。优质的国产仪器设备越来越受到更多国家客户的欢迎和肯定。兰友科技将紧抓机遇，不断提升研发创新能力，提升产品和服务品质，力争未来在国内外的舞台上大放异彩。

近日，中科院合肥研究院健康所医用激光技术实验室江海河研究员课题组与中电科集团合作，在中红外波段声光调Q技术研究方面取得重要进展：首次实现了铌酸锂 (LiNbO3) 晶体声光开关及其在2.79 μm Er,Cr:YSGG激光器中的高效率调Q输出。相关成果已在国际光学期刊Optics Letters上发表。 　　声光调制器作为调Q开关广泛的应用于激光器来获得高重频、窄脉宽激光输出。虽然3 μm波段的几种声光Q开关已取得初步成果，但其中声光介质和换能器通常是不同的材料，这对器件的制作工艺提出了较高的要求，也增加了超声传播过程中的能量损失。因此，用声光介质和换能器相同的材料制作的性能优良、制作工艺简单的调制器是必要的。 　　铌酸锂晶体是一种传统的多功能晶体。近年来，极低光学损耗、光电功能丰富的铌酸锂薄膜光子学器件得到了迅速发展，铌酸锂有望在集成光子学领域替代硅材料，为突破通信领域功耗大、速度慢的瓶颈性问题提供解决方案。自1937年发现铌酸锂晶体以来，虽然它具有良好的声光特性，长期以来都被作为换能器材料，但是一直未能实现块状晶体的激光声光调Q开关。本研究实现了声光介质和换能器同质和一体化，即能简化制作工艺，降低辅助成本，也能降低超声能量的损失，使得铌酸锂声光Q开关的衍射效率达到57% (图1)，且铌酸锂晶体具有较高的抗损伤阈值(200 MW/cm2)。 　　自主研制的2.79 μm Er,Cr:YSGG声光调Q激光器验证了所设计的铌酸锂声光Q开关具有良好的声光调Q性能 (图2)，在50 Hz的高重复频率下得到了脉冲能量为17.6 mJ、脉冲宽度为55.2 ns、峰值功率为319 kW的激光输出，研制的Er,Cr:YSGG 铌酸锂声光调Q激光器能够实现稳定的、高峰值功率的激光输出。 　　本研究表明，铌酸锂晶体具有较高的衍射效率、较高的抗损伤阈值和良好的声光调Q性能，是3-5μm中红外波段高功率激光器的新型声光开关。同时，本研究为探索同质材料直接键合成为一体化声光器件的可能性迈进了一步。图1. 铌酸锂声光Q开关的衍射效率随驱动功率的变化曲线图2. PRF=50 Hz时，脉冲能量、脉冲宽度随泵浦能量的变化曲线

超声波细胞破碎机，也称为超声细胞破碎仪，其工作原理主要基于超声波在液体中的空化效应。以下是其工作原理的详细解释：　　　　1.电能转换：首先，超声波细胞破碎机将电能通过换能器转换为声能。换能器作为核心部件，能够将电能高效地转换为超声波能量。　　　　2.空化效应：当超声波在液体中传播时，它会在液体中产生空化作用。这种空化作用表现为液体中的微小气泡迅速形成并随后炸裂。这些炸裂的气泡会产生类似小炸弹的能量，形成高强度的剪切力和高频交变水压。　　　　3.细胞破碎：这些高强度的剪切力和高频交变水压作用于细胞壁，使细胞壁受到压力变化而破碎。同时，由于超声波在液体中的剧烈扰动，粒子会产生大的加速度，使它们相互碰撞或与装置壁碰撞而破碎。　　　　4.主要应用：超声波细胞破碎机广泛应用于中药提取、细胞、细菌、病毒组织的破碎等领域。其高效的破碎能力使得这些生物样本的处理更加快速和有效。　　　　此外，超声波细胞破碎仪还有一些其他的特性和功能，例如：　　　结构特点：超声探头通常采用进口钛合金材质，具有高能效换能器和振幅自动调节功能。这些特性保证了设备的高效性和稳定性。　　　　技术参数：工作频率范围通常为20～25KHz，具有频率自动跟踪功能。设备可储存多套常规程序数据和一套组合程序，工作方式有定时和计数两种。这些参数和功能使得设备更加灵活和易用。　　　　综上所述，超声波细胞破碎机的工作原理主要基于超声波在液体中的空化效应，通过电能转换、空化效应和细胞破碎等步骤实现对生物样本的高效处理。点击此处可了解更多产品详情：超声波细胞破碎机

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

近日，市计量院的《一种非金属超声检测仪的检定系统》项目获得国家知识产权局授予的发明专利权。 　　该发明主要用于调节和反馈非金属超声波检测仪的发射换能器与接收换能器及二者的运动状态，与非金属超声波检测仪的传统检定方法相比，能有效提高装置运行的可靠性及测量结果的准确性，对测量误差的分析更加全面。

近日，973计划“高性能声功能材料研究及其在高端超声换能器中的集成”项目启动会在哈尔滨召开，科技部基础研究司、973计划咨询组专家、项目组成员等30余人参加了会议。 　　在会上，项目首席科学家曹文武教授报告了项目研究方案及工作思路，各课题负责人汇报了工作计划安排，与会专家进行了研讨并提出了建议性意见。我国超声设备产业规模庞大但整体技术水平较低，高端产品被发达国家垄断，根本原因是超声换能器这一核心部件与国外差距较大，成为制约我国超声探测设备产业发展的颈瓶。该项目针对医疗诊断、工业无损检测和水下通讯等国家重大需求，研究弛豫铁电单晶巨压电性的影响因素、大尺寸弛豫铁电单晶制备的调控机制、超声复合材料中的宽频带声传输和吸收机理，以及三类不同声功能材料集成的结构协调增益研究，将为推动我国高端超声探测系统的发展奠定科学基础。

可测气体范围广：从氨到氙 Katronic超声波流量计不仅可以很好地测量液体介质的流量，还可以非接触测量气体介质的流量。Katronic气体超声波流量计不仅可以测量高压气体，还可以测量常压气体，包括钢管内的气体，而这在此前是世界性的技术难题。这一独特的创新是通过结合先进的传感器技术、强大的精密电子设备、自适应滤波技术和使用数字信号处理器(DSP)的创新信号处理算法实现的。 技术参数 管径范围：25~1500 mm安全区域温度范围： -20 °C ~ +135 °C防爆换能器： -40 °C ~ +80 °C防护等级：IP66，带OLED显示器和操作按键，玻璃防护罩压力范围：＞1 bar (绝.对压力)流速范围：0.1 m/s~75 m/s管道材质：所有常规材质 特 性 即可安装于安全区域，也可安装于危险区域；剪切波和蓝姆波不锈钢换能器，IP 68；过程输出：电流、集电极开路、继电器触点；通讯方式：Modbus RTU、Modbus TCP/IP；可输入温度、压力和气体压缩系数；支持联网数据评估，可通过有线、无线和GSM等方式连接； 应 用 测量天然气输气管道天然气存储装置增压站过程控制测量酸性气体合成气体流量测量压缩空气流量测量 测量介质 空气、氩气、一氧化碳、乙烷、乙烯、氦气、氢气、天然气、氮气、一氧化二氮、氧气、过程气体、丙烷、饱和水蒸气、酸性气体等。创新点： 采用外夹式超声波换能器测量气体流量一直是一个世界性的技术难题，主要原因是气体对超声波信号的衰减作用较液体介质更大，所以该测量方式一直局限于液体介质流量的测量。 英国康创尼克（Katronic）公司是一家致力于超声波流量测量的世界知名公司。近些年，其在采用外夹式超声波传感器测量气体流量方面取得了质的飞越。Katronic结合先进的传感器技术、强大的精密电子设备、自适应滤波技术和创新的信号处理算法，实现了非接触测量气体流量的技术突破，成功推出了KATFlow180流量计。 KATFlow180，简称KF180，是一款在线式流量计，产品成熟，性能可靠，具有超高的灵敏度和测量精度，不仅可以测量高压气体，还可以测量常压气体。此外，KATFlow180还具防爆型和非防爆型两种型号，其中防爆型KF180具有很高的防爆等级，可以完美满足1区和2区危险区域的测量需求。 KATFlow180的应用范围十分广泛，可应用于各种常规材质管道，可测介质包括空气、天然气、过程气体、焦炉煤气、一氧化碳、乙烷、乙烯、氦气、氢气、氮气、一氧化二氮、氧气、氩气、丙烷、饱和水蒸气、酸性气体等等。 外夹式气体超声波流量计KATflow180

无损检测仪器，是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测仪器。这类仪器能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等，因此，在很多领域中都发挥着重要作用。 　　华测检测布局无损检测市场 　　华测检测拟以&ldquo 现金 定增&rdquo 方式购买华安检测100%的股权，从而进军工业工程领域的无损检测市场。 　　据了解，华安检测是一家全国性、综合性的无损检测技术服务机构，主要从事特种设备(锅炉、压力容器、压力管道和游乐设施)、建筑桥梁、船舶和电力(行情专区)等领域的无损检测业务。目前，华安检测下设四家子公司和两家分公司。据中国特种设备检验协会公布的数据，截至2013年9月30日，我国共有377家公司获得无损检测机构资质，其中：A级29家，B级89家及C级259家，目前华安检测已取得A级资质，并且其两家子公司泰克尼林和科瑞检测也已分别取得B级资质。 　　公告指出，华安检测作为国内较早一批从事第三方无损检测机构，在所属的细分市场占有一定的市场份额。目前，华安检测已成为国内为数不多的实现跨区域布局的无损检测机构，现有十多个工程部，分布在华东、华南、华北、东北、西北等全国各地，并已逐步形成了稳定的业务来源渠道 同时，华安检测已成为服务行业领域较广的无损检测机构之一，已经进入特种设备安装建设、市政建设、建筑钢结构、油田、石化、核电、船舶等领域，初具规模并具有较强的竞争力。 　　华测检测表示，此次收购完成后，华测检测将进入工业工程领域的无损检测市场，从而会更加深入的发展基于&ldquo 贸易保障、消费品检测、工业品检测、生命科学领域&rdquo 的综合检测服务，对于公司致力于提供综合检测服务具有重要的意义。 　　行业发展空间大 　　为了促进我国无损检测行业的长期发展，我国也在不断提高和修订相关行业标准。2013年，对《无损检测仪器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》等众多标准进行起草和修订，促进我国现代化无损检测技术稳步向前。 　　同时，现有的国产无损检测设备的功能与性能指标相对于国外同类的先进仪器尚有较大的提高与扩展的空间，需要国内相关企业继续加大研发和创新。 　　当前，随着技术的发展和进步，无损检测仪器的种类在不断增多，主要有超声波探伤仪、磁粉探伤仪、x射线探伤仪、涡流检测仪、声发射仪、磁记忆检测仪等等。在产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查(维修保养)等方面分别起着重要的作用。同时，无损检测技术的应用面会越来越广、应用要求会越来越高，各行各业以及更多的领域需要应用无损检测技术，给无损检测设备带来了巨大的市场需求。 　　无损检测技术的应用 　　超声检测是应用最广泛的无损检测技术,具有许多优点,但需要耦合剂和换能器接近被检材料,因此,超声换能、电磁超声、超声相控阵技术得到快速发展。其中,超声相控阵技术是近年来超声检测中的一个新的技术热点。 　　超声相控阵技术使用不同形状的多阵元换能器来产生和接收超声波波束,通过控制换能器阵列中各阵元发射(或接收)脉冲的时间延迟,改变声波到达(或来自)物体内某点时的相位关系,实现聚焦点和声束方向的变化,然后采用机械扫描和电子扫描相结合的方法来实现图像成像。与传统超声检测相比,由于声束角度可控和可动态聚焦,超声相控阵技术具有可检测复杂结构件和盲区位置缺陷和较高的检测频率等特点,可实现高速、全方位和多角度检测。对于一些规则的被检测对象,如管形焊缝、板材和管材等,超声相控阵技术可提高检测效率、简化设计、降低技术成本。特别是在焊缝检测中,采用合理的相控阵检测技术,只需将换能器沿焊缝方向扫描即可实现对焊缝的覆盖扫查检测。 　　微波无损检测技术将在330～3300MHz中某段频率的电磁波照射到被测物体上,通过分折反射波和透射波的振幅和相位变化以及波的模式变化,了解被测样品中的裂纹、裂缝、气孔等缺陷,确定分层媒质的脱粘、夹杂等的位置和尺寸,检测复合材料内部密度的不均匀程度。 　　微波的波长短、频带宽、方向性好、贯穿介电材料的能力强,类似于超声波。微波也可以同时在透射或反射模式中使用,但是微波不需要耦合剂,避免了耦合剂对材料的污染。由于微波能穿透对声波衰减很大的非金属材料,因此该技术最显著的特点在于可以进行最有效的无损扫描。微波的极比特性使材料纤维束方向的确定和生产过程中非直线性的监控成为可能。它还可提供精确的数据,使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。此外,无需做特别的分析处理,采用该技术就可随时获得缺陷区域的三维实时图像。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料,因而不能检测此类复合结构内部的缺陷,只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。 　　近年来,随着军事工业和航空航天工业中各种高性能的复合材料、陶瓷材料的应用,微波无损检测的理论、技术和硬件系统都有了长足的进步,从而大大推动了微波无损检测技术的发展。

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。

近日，广州多浦乐电子科技股份有限公司（简称“多浦乐”，证券代码301528.SZ）在深圳证券交易所创业板上市。本次公开发行股票1550万股，发行价格71.80元/股，募集资金总额约11.1亿元，用于无损检测智能化生产基地建设、总部大楼及研发中心建设等项目。多浦乐成立于2008年，是一家专业从事无损检测设备的研发、生产和销售的高新技术企业，为工业无损检测设备及检测方案的专业提供商，产品包括工业超声相控阵检测设备、自动化检测设备、超声换能器、定制化检测分析软件及其他检测配套零部件等，形成了从超声换能器、扫查装置等检测配件到各类型检测仪器，从便携式超声相控阵检测设备到自动化检测系统，涵盖各细分领域应用解决方案及培训服务的全链条业务体系，服务于特种设备、轨道交通、能源电力、钢铁冶金、航空航天、核电、新能源汽车、第三方检测机构和高等院校等领域。招股书显示，多浦乐2020年、2021年、2022年营收分别为1.28亿元、1.50亿元、2.02亿元；净利分别为5157万元、6422万元、8552万元；扣非后净利分别为5003万元、5723万元、7830万元。2023上半年，多浦乐营收为8270万元，较上年同期增长19.12%；实现归属于母公司的净利润2990万元，较上年同期增长 14.29%；扣非净利润2853万元，较上年同期增长23.89%。

【科学背景】在过去几十年中，声子工程在微波频率范围内取得了显著进展，推动了微波声学滤波器、声光调制器和量子信息处理中量子比特的转换。然而，随着科学技术的发展和需求的增加，太赫兹频率下的声子工程成为了一个备受关注的领域。太赫兹频率的声子工程不仅有望带来更高速度和更大带宽的声学技术，还能够在更高温度下实现单声子量子态，同时对于非金属固体中的热传导也具有重要意义。太赫兹频率（约为6 THz）下的声子工程存在着诸多挑战，主要包括在亚纳米尺度下实现精确的材料控制和在这一频段有效声子耦合的困难。由于太赫兹频率下的声子波长约为3 nm，要生成和操控这些相干声子需要超高精度的材料工程技术。此外，宽带检测太赫兹声子不仅需要超快的时间响应，还需对纳米厚度材料中的振动具有高度敏感性。为了解决这些挑战，美国加利福尼亚大学伯克利分校王枫教授团队依托范德瓦尔斯异质结构，精确集成了原子薄层，利用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，成功实现了高达3 THz频谱内容的太赫兹声子的高效产生。同时，利用单层WSe2作为敏感传感器，通过激子-声子耦合和强光-物质相互作用，实现了对太赫兹声子的高保真度检测。通过在单个异质结构中结合这些能力，并检测对入射机械波的响应，作者开展了太赫兹声子光谱学，类似于传统光谱学中对电磁波响应的检测。特别地，本研究还展示了单层WSe2嵌入六方氮化硼中能够有效阻挡太赫兹声子传输的能力，通过量化分析确定了异质界面处的力常数，从而深入理解了这些结构在太赫兹频率下声子传播的特性。这些成果为超宽带声学滤波器和调制器的实现提供了新的技术路径，同时也为热工程中结构化材料的设计提供了新的思路和方法。【科学亮点】（1）实验首次通过精确集成原子薄层在范德瓦尔斯异质结构中，研究团队使用几层石墨烯作为超宽带声子换能器，并利用单层WSe2作为高灵敏度的声子传感器。（2）实验通过以下几个关键点取得了突破性的结果：&bull 首次展示了几层石墨烯能够高效转换飞秒近红外脉冲为高达3 THz的宽带声子脉冲。&bull 单层WSe2显示出优异的激子-声子耦合和强光-物质相互作用，实现了对太赫兹声子的高保真度检测。&bull 利用合适设计的范德瓦尔斯异质结构堆叠，成功实现了对太赫兹声子的灵活操控和高品质因子声子腔的构建。&bull 单层WSe2嵌入六方氮化硼中有效阻挡了太赫兹声子的传输，同时量化了异质界面处的力常数和声子在材料中的传播速度。【科学图文】图1： 具有范德瓦尔斯异质结构的太赫兹声子谱。图2：在六方氮化硼hexagonal boron nitridehBN中，声子传播速度的测定。图3：太赫兹声子腔和法布里-珀罗模式。图4： 太赫兹反射和透射光谱，以及一维质量-弹簧模型模拟。【科学结论】本文利用范德瓦尔斯异质结构实现太赫兹频率下声子的高效生成、检测和操控。通过精确控制原子薄层的集成，作者展示了几层石墨烯作为宽带声子换能器和单层WSe2作为高灵敏度传感器的效果。这不仅为超快声学控制和量子声子操作提供了新的技术途径，还为新型热材料设计带来了可能性。本文揭示了太赫兹声子的特殊物理性质，如超短波长、大能量带宽和高Q值，这些性质为声子布里渊区的控制提供了全新视角。此外，利用太赫兹声子进行声学测距和声光效应不仅可能实现对亚纳米级界面的高分辨率探测，还能在极紫外和X射线波段上实现声学控制。这些发现不仅在基础科学上有重要意义，还为开发高性能声学器件、声子超材料以及人造热绝缘体提供了理论和实验基础。原文详情：Yoon, Y., Lu, Z., Uzundal, C. et al. Terahertz phonon engineering with van der Waals heterostructures. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07604-9

2018年11月15-16日，2018（第三届）中国石化化工物资采购年会在山东东营拉开帷幕，新芝生物（股票代码：430685）受邀参加，并且再度成为石化行业优质供应商。新芝生物于2012年进入超声波防除垢领域，现有超声波防除垢系列设备:超声波除垢机超声波除垢设备现场安装实例不防爆型齐鲁石化热电厂冷凝器超声波阻、除垢器现场超声波除垢防爆型石化、石油防爆设备镇海炼化超声波除垢解决方案 其中公司的超声波防除垢器是中国最新的专利产品。具有发明和实用新型两项专利。与现有超声波防、除垢技术相比，我公司防垢器的优点在于：双激励超声波换能器比传统的超声波换能器其工作效率要提高一倍以上。超声波发射振源设置在管道外，而发射的工具头直接安装在冷却水管道内,直接对水作用,让水产生“空化”效应，破碎冷却水系统中的无机盐沉积物,如碳酸钙.让其成垢颗粒破碎细化,从而悬浮于管道内循环冷却水中，使其不易附着在管壁上结垢, 另外,超声波的振动而形成的微射流(以400Km/h速度传播)能抑制这些成垢颗粒的成长.一般垢的成长总是先生成小颗粒,超声波使其成垢颗粒不能长大.从而阻碍延缓这些颗粒的进一步聚结,防止它们最终的沉积成垢。故电声转换效率高，可达到60%-90%，较现有超声波防、除垢器提高30%以上。且发生损坏时便于更换，节省工时，不影响生产。使用超声波防垢、除垢设备后的对比照片: 超声波作用前照片 超声波作用后照片 超声波作用前照片 超声波作用后照片超声波作用前照片 超声波作用后照片超声波作用前照片 超声波作用后照片 新芝生物不仅为石化设备保驾护航，助力石油化工行业节能减排增效。在民生领域，比如电厂的换热器结垢改造、供热设备管道结垢...等等众多需求，我们也在为此努力！

行业用途：　　超声波清洗是一种比洗涤、蒸汽等更快速和更有效的方法，能够减少清理时间和节约成本。　　超声波在特定频率内传输，属在人类听觉范围内。当从换能器内产生的声波通过浴槽内的液体传播时，会在浴液里转换成高低压力。　　在低压力时，会形成数百万的气泡，这种过程叫做气穴现象。在高压力时，气泡会破裂，会释放巨大的能量。这种作用力会在四面八方形成，攻击物体表面，侵入表面和内部。可进行如下物品的清洗：-外科和牙科仪器-各种实验室器皿-科学仪器和部件-金属部件和配件-塑料部件和配件-印刷电路板-电气和电子部件-珠宝、手表和钟机心-光学设备-眼睛和框架-兽医仪器-仪器部件和配件基本参数：型号POWERSONIC 405POWERSONIC 410POWERSONIC 420换能器工业BLT型定时范围[分钟]1~99（数显）温度范围[℃]室温~70（数显）频率[KHz]40外壳材质ABS浴槽容积[L]5.710.720.7浴槽尺寸[mm]W300xD155xH150W300xD240xH150W500xD300xH150外部尺寸[mm]W500xD285xH260W510xD375xH280W720xD450xH280托盘尺寸[mm]W240xD140xH150W255xD200xH100W500xD300xH150功率[W]350400700净重[Kg]7.09.014.0电源要求220V / 50Hz性能特点：- 内置数显温度计和定时器，可设置事宜的条件进行清理；- 超声波功率可选择（3档：1档为低档，2档为中档，3档为大档）；- 数字显示屏方便读取运行状态；- 内置废水阀；- 硅胶加热器具有牢固和稳定的特点；- 具有运行和停止警报功能；- 选配不锈钢托盘。创新点：1）LCD显示屏，所有参数均可在一块显示屏显示； 2）定时和温度可以独立控制； 3）数字按键，比老款操作更简单。 HST 超声波清洗机 POWERSONIC 410

美国加州大学圣地亚哥分校工程师开发了一种电子贴片，可监测深层组织中包括血红蛋白在内的生物分子，这为医疗专业人员提供了前所未有的获取关键信息的途径，可帮助发现危及生命的疾病，如恶性肿瘤、器官功能障碍、脑出血或肠道出血等。研究成果发表在15日的《自然通讯》杂志上。研究人员表示，体内血红蛋白的数量和位置，提供了有关特定位置血液灌注或积聚的关键信息。体内低血液灌注或导致严重的器官功能障碍，与心脏病发作和四肢血管疾病等有关；而脑部、腹部或囊肿等部位异常积血，提示可能出现脑出血、内脏出血或恶性肿瘤。持续监测可帮助诊断这些情况，有助于及时采取挽救生命的干预措施。这种新型、灵活、外形小巧的可穿戴贴片可舒适地贴在皮肤上，进行无创长期监测。它可在深层组织中以亚毫米空间分辨率对血红蛋白进行三维映射，精确到皮肤以下几厘米，而其他可穿戴电化学设备一般只能感知皮肤表面的生物分子。它还能实现与其他组织的高对比度。由于其光学选择性，它可通过集成具有不同波长的不同激光二极管，以扩大可检测分子的范围及潜在的临床应用。该贴片在其柔软的有机硅聚合物基质中配备了激光二极管阵列和压电换能器。激光二极管将脉冲激光发射到组织中，组织中的生物分子吸收光能，并将声波辐射到周围介质中，压电换能器接收声波，声波在电气系统中进行处理，以重建波发射生物分子的空间映射。鉴于其低功率激光脉冲，它也比具有电离辐射的X射线技术安全得多。研究团队计划进一步开发该设备，包括将后端控制系统缩小为用于激光二极管驱动和数据采集的便携式设备，从而大大扩展其灵活性和潜在的临床实用性。

近期，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心盛志高研究团队等采用超快时间分辨泵浦探测技术，在SrTiO3晶体中实现了由超快相干声子诱导的GHz频率的双折射调制，其工作频率远超现今商业光弹调制器的截止频率。相关研究成果发表在《先进科学》(Advanced Science)上，并申请了发明专利。具有双折射效应的特定材料能塑造光。基于双折射调制技术工作的光弹调制器是现代光学技术的核心元件之一。目前的光弹调制器多借助压电材料提供的机械应力，来驱动光弹晶体实现双折射调制，其工作频率受限于光弹/压电晶体的谐振频率，一般为kHz量级。随着高频信号处理和高频光通信的需求不断涌现，亟需研发具有GHz工作频率的双折射材料与调制技术。针对这一现状，盛志高课题组与合作者经过大量材料筛选与技术探索，借助强磁场磁光实验室中的超快泵浦-探测系统，在钙钛矿SrTiO3晶体中发现了由超快相干声子诱导的GHz光学双折射效应，并实现了对其进行光学操控。研究团队在换能器/SrTiO3异质结构中，使用超快激光脉冲产生了具有低阻尼的相干声学声子。经过系列材料筛选，研究发现LaRhO3半导体薄膜作为换能器层能获得相对较高的光子-声子能量转换效率。进一步，研究在优化的异质结构中发现，超快相干声学声子可以在应力敏感的SrTiO3晶体中诱导出具有GHz频率的光学双折射。同时，研究团队通过双泵浦技术实现了对相干声子及其诱导的GHz双折射的光学操纵。这揭示了超快光学双折射调制的一种机制，并为GHz高频声光器件的应用奠定了技术基础。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、强磁场安徽省实验室方向基金和合肥大科学中心高端用户培育基金的支持。左图：激光诱导的声学声子激发SrTiO3晶体GHz双折射原理示意图；右图：不同晶体取向的SrTiO3晶体GHz双折射调制。

5月31日，广州多浦乐电子科技股份有限公司（简称“多浦乐”）创业板IPO已提交注册。招股书披露，多浦乐是专业从事无损检测设备的研发、生产和销售的高新技术企业，为工业无损检测设备及检测方案的专业提供商，产品包括工业超声相控阵检测设备、自动化检测设备、超声换能器、定制化检测分析软件及其他检测配套零部件等，形成了从超声换能器、扫查装置等检测配件到各类型检测仪器，从便携式超声相控阵检测设备到自动化检测系统，涵盖各细分领域应用解决方案及培训服务的全链条业务体系，服务于特种设备、轨道交通、能源电力、钢铁冶金、航空航天、核电、新能源汽车、第三方检测机构和高等院校等领域。2019至2021年，多浦乐分别营收0.97亿元、1.28亿元、1.50亿元，净利润为0.34亿元、0.52亿元、0.64亿元。多浦乐拟向社会公开发行不超过1,550万股普通股，占发行后总股本的比例不低于25%。本次实际募集资金扣除发行费用后的净额计划投入以下项目：无损检测智能化生产基地建设项目概况：项目建成达产后，预计将形成工业便携式无损检测设备1,000台、自动化检测设备100台、工业超声探头200,000个、相控阵探头18,000个及扫查装置等其他配件的生产能力。项目的实施将解决公司现有产能瓶颈和场地限制问题，改善公司生产工艺和生产效率，并提升产品供应能力，扩大公司经营规模，系公司主营产品的产能扩充项目。总部大楼及研发中心建设项目概况：本项目拟建设总部办公大楼及研发中心，将改善员工工作场所，设置多功能展厅全方位展示公司的优质产品，并吸引或引进优秀人才。研发中心是在公司现有研发中心的基础上围绕现有的业务结构及行业发展趋势，搭建各类产品研制平台、可靠性实验室、产学研合作创新平台、技术培训与交流中心等功能平台。

俄罗斯圣彼得堡理工大学和圣彼得堡第一国立医科大学正在研发一种使用高强度超声波止血的仪器。该仪器可作用于受损血管，加速血小板栓塞的自然形成。使用该仪器，伤者治疗时间可多出一倍，还可用于紧急手术，包括治疗在战场上的伤员。圣彼得堡理工大学工程师阿纳斯塔西亚别利亚科娃解释说，首先需要干扰止血过程，促使产生更多血小板，形成止血的血小板栓塞。在将血管暴露于超声波后，需要慢慢放松缚带，以使血流中不会有血凝块。她称，为了进一步加速血小板栓塞的形成，开发人员提出了将特殊纳米胶囊与药物一起使用的想法。特殊纳米胶囊将被引入血液循环，随着血流进入伤口区域，在超声波的影响下分解并释放药物。别利亚科娃表示，目前，为了防止患者失血，医生会在其受损动脉上使用止血带，但是止血带使用时间不能超过4个小时，因为如果时间过长，组织会在没有血流的情况下死亡。然而，新发明允许血流不完全被阻塞，因此安全止血的时间将翻倍。利用多出来的时间，能够将患者送到医院救助。她称，根据设想，小伤口使用该设备很容易愈合，无需外部干预。更大的伤口则需要额外操作。别利亚科娃还称，圣彼得堡理工大学的研究者正设法寻找西方国家的配件部分替代品，将电振动转换为高强度超声振动的进口治疗换能器替换为国产换能器。该装置的有效性已经通过动物实验得到证实。莫斯科物理技术研究所人口健康指标分析与医疗数字化实验室负责人斯坦尼斯拉夫奥茨塔夫诺夫表示，迄今为止，此仪器只在实验室中使用，还不是可用于治疗患者、用于临床实践的经过认证的医疗设备。

中国石油集团测井有限公司（以下简称“中油测井”）坚持高水平科技自立自强，深化产学研用融合，集成优势技术，提升研发效率，加快增强核心功能、提高核心竞争力。2023年，中油测井聚焦装备制造高端化、智能化、绿色化发展，建成4条自动化加工线，推进装备升级换装，全链升级制造产能。自研的260摄氏度声波测井换能器、175摄氏度中子发生器通过了高温测试；2条天津射孔枪自动化生产线提效2倍，射孔枪出口海外39.6万米；成像探头形成自动装配能力，同比提效2.5倍；“先锋”射孔器材远销40个国家。中油测井发布测井创新基金10项，与科研院所、石油院校、高新企业共建创新联合体，获批成为国家自然科学基金依托单位，推进研发平台建设，形成“室内高精度联测+井场高保真快测”非常规岩芯油气实验体系。以荔参1井测井试验基地为主体，中油测井正在加快推进刻度实验、检验检测条件平台建设。同时，中油测井加大基础研究和前沿技术领域研究，邀请中国工程院院士咨询会诊，中油测井博士后科研工作站揭牌，高效推进十大科技项目，推行完全项目制管理，深化“平台+项目”管理，建立公司自主研发技术评估认可机制和成果发布平台。智能测导、高温快测等成果被认定为国际先进，8项技术成果获评中国石油自主创新重要产品。中油测井加速科研成果转化创效，针对高温高压、狭小空间、特殊介质等应用场景，推进补强能源技术装备短板等重大科研任务攻关。CPLog成套装备亮相国家科技创新成就展，CIFLog测井软件建成全球规模最大的测井专业数据库，光纤测井自主处理软件LogFOS打破国外技术垄断，超高温高灵敏度声波测井换能器实现进口替代，耐高温测井芯片、高性能中子管等“卡脖子”技术取得关键性突破。

各相关单位和专家：中国声学学会生物医学超声工程分会、中国声学学会检测声学分会、中国声学学会物理声学分会、中国声学学会微声学分会、中国声学学会功率超声分会定于2024年11月1-4日在陕西省西安市西安曲江国际会议中心联合举办“2024年首届全国超声大会”，会议依托陕西省超声学重点实验室主办，由陕西师范大学物理学与信息技术学院承办。会议将围绕超声学及超声工程相关的基础理论、应用开发、前沿技术、工业及临床应用等研究热点，为在本领域从事科学研究、应用开发及临床应用研究的高校、科研院所、企事业单位和临床医学人员提供充分交流的平台，促进国内超声研究事业的高质量发展。一、征文范围生物医学超声及临床医学应用（01）诊断和治疗超声、超声生物效应、超声医学成像、超声造影剂微泡、医用光声成像、超分辨率超声成像、超声靶向治疗与药物输送、组织的超声波特性分析、超声弹性成像、医用超声换能器、医学超声的临床应用、功能超声成像、临床超声医学。检测超声、光声检测和固体声学（02）检测声学理论与方法；超声导波、非线性超声学、声发射技术、超声成像方法与技术；超声信号检测与处理；超声换能器与测试方法；超声在线检测系统等。固体中的声波与声波导理论；复杂固体介质中的声场计算；深部钻测声学理论、方法、技术及应用，包括声波测井理论与方法、声波测井换能器及有关仪器装备技术。物理声学（03）声学超构材料、声子晶体、拓扑声学、非厄米声学、非线性声学、复杂介质和结构中的计算声学、光声学、热声学、声表面波及应用等。功率超声（04）国内外功率超声领域研究动态；功率超声的新设备，新工艺，新应用；功率超声系统的设计、测试和评价方法；功率超声应用（如声化学、超声植物提取等）领域的理论和实验研究；其他功率超声领域的热点研究成果。超声传感与仪器（05）超声传感以及超声波仪器设备新系统开发；超声智能控制系统新工艺与新应用；超声信号处理新方法等。微声学（06）压电与弹性波理论，微声滤波器与信号处理器件，微声传感器，微声操控器件，新型微声器件与材料。交叉融合新兴领域（07）数字岩石和岩石声学物理学、储层声学中的机器学习和统计方法、储层声学和声波测井、新型大功率超声换能器材料与器件、超声加工前沿技术等。二、主办、承办、协办单位主办单位：中国声学学会生物医学超声工程分会中国声学学会检测声学分会中国声学学会物理声学分会中国声学学会微声学分会中国声学学会功率超声分会陕西师范大学陕西省超声学重点实验室承办单位：陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西师范大学应用声学研究所西安声学学会陕西省声学学会协办单位：中华医学会超声医学分会中国生物医学工程学会医学超声分会中国仪器仪表学会声学仪器专委会中国研究性医院学会超声医学专委会中国科学院声学研究所北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心陕西省超声医学工程学会西安科技大学三、大会委员会(排名不分先后)大会主席：林书玉 教授，陕西师范大学（功率超声分会主任）大会副主席：刘晓峻 教授，南京大学（物理声学分会主任）马晋毅 研究员，中国电子科技集团公司第二十六研究所（微声学分会主任）他得安 教授，复旦大学（生物医学超声工程分会主任）王秀明 研究员，中国科学院声学研究所（检测声学分会主任）学术委员会：学术委员会主席：郑海荣 院士 中国科学院深圳先进技术研究院/南京大学李风华 研究员 中国科学院声学研究所苏众庆 教授 香港理工大学学术委员会委员：程建春 教授 南京大学程　茜 教授 同济大学陈　昕 教授 深圳大学程　营 教授 南京大学丁德胜 教授 东南大学邓明晰 教授 重庆大学郭建中 教授 陕西师范大学胡恒山 教授 哈尔滨工业大学李保文 教授 南方科技大学梁　彬 教授 南京大学梁　萍 教授 中国人民解放军总医院第五医学中心林书玉 教授 陕西师范大学廉国选 研究员 中国科学院声学研究所林伟军 研究员 中国科学院声学研究所刘晓峻 教授 南京大学刘晓宙 教授 南京大学刘正猷 教授 武汉大学罗渝昆 教授 中国人民解放军总医院第一医学中心马晋毅 研究员 中国电子科技集团公司第二十六研究所孙明健 教授 哈尔滨工业大学(威海)他得安 教授 复旦大学唐晓明 教授 中国石油大学（华东）屠　娟 教授 南京大学王小民 研究员 中国科学院声学研究所王秀明 研究员 中国科学院声学研究所王　文 研究员 中国科学院声学研究所王成会 教授 陕西师范大学项延训 教授 华东理工大学徐春广 教授 北京理工大学杨　军 研究员 中国科学院声学研究所章　东 教授 南京大学周光平 教授 深圳职业技术大学祝　捷 教授 同济大学张　涛 教授 西安科技大学周晓东 教授 西安国际医学中心医院组织委员会： 曹　辉 教授 陕西师范大学凤飞龙 教授 陕西师范大学郭建中 教授 陕西师范大学郝长春 教授 陕西师范大学李　锦 教授 陕西师范大学何　晓 研究员 中国科学院声学研究所贺西平 教授 陕西师范大学李　勇 教授 同济大学刘　洋 教授 天津大学林伟军 研究员 中国科学院声学研究所莫润阳 教授 陕西师范大学沈壮志 教授 陕西师范大学唐代华 研究员 中国电科第二十六研究所（微声学分会秘书）王成会 教授 陕西师范大学 （功率超声分会秘书）王　玥 副研究员 中国科学院声学研究所 （生物医学超声工程分会秘书）许凯亮 研究员 复旦大学张光斌 教授 陕西师范大学张　涛 教授 西安科技大学张小凤 教授 陕西师范大学周吟秋 副研究员 中国科学院声学研究所 （检测声学分会秘书）张志旺 研究员 南京大学 （物理声学分会秘书）四、会务组崔致远 副教授 陕西师范大学高　洁 副教授 陕西师范大学胡　静 副教授 陕西师范大学田　华 高级实验师 陕西师范大学田　野 副教授 陕西师范大学尹冠军 副研究员 陕西师范大学唐一璠 博士后 陕西师范大学王成会 教授 陕西师范大学武耀蓉 博士 陕西师范大学五、相关说明1. 本次会议的会议网站已经发布，诚邀各位专家学者通过会议网站投稿链接投稿参会。投稿要求：通过会议网站投稿地址（http://ncu2024.meeting666.com/）投稿，本次会议只接收稿件摘要，摘要格式见附件：投稿摘要格式.docx。投稿截止日期：2024年6月30日，录用通知发送日期：2024年8月30日。2. 如有疑问，请与会务组联系。中国声学学会生物医学超声工程分会中国声学学会检测声学分会中国声学学会物理声学分会中国声学学会微声学分会中国声学学会功率超声分会2024年5月

隆力德公司 水质自动监测系统集成的技术优势 一、取水单元 1.具有丰富的采水建设经验，能根据现场需要提供多种形式的采样设施。如栈桥，浮船，全水下式采水等； 2.采用双泵双管路设计，一用一备，主管路故障时，备用管路自动切换，并发出报警通知技术人员来检查维护。备用管路自动定期自动维护，防止长期不使用出现故障； 3.为避免采水管路脏污的影响，所有阀门采用大扭矩不锈钢机芯，不受沙粒等影响； 4.具有采水点水位自动探测功能，水位过低无法采水时，自动保护采水管路防止水泵等设备干转，防止设备损坏； 原理：电缆浮球开关是利用微动开关或水银开关做接点零件，当电缆浮球以重锤为原点上扬一定角度时（通常微动开关上扬角度为28度± 2度，水银开关上扬角度为10度± 2度），开关便会有ON或OFF信号输出。 5.具有灵活的适应性，可根据实际情况选用自吸泵或潜水泵取水，选用自吸泵时具有自动补水功能，不需要人工为水泵补水； 6.压力检测。采水过程中实时监测管路压力，防止管路压力过高造成管路损坏，和爆管危险； 7.漏水检测功能。实时检测室内采样单元是否存在漏水现象，漏水严重时自动切断系统电源，确保用电安全。 二、预处理单元 1.水样进入五参数测试池之前没有任何过滤和拦截，最大限度保持水样完整性，不影响五参数测试； 2.采用三级过滤方式完成水样预处理。前两级为粗滤，均采用大面积滤板，透过率高，清洗彻底；第三级为精滤，采用滤芯状膜式过滤，可以同时安装两种不同精度的滤芯，给不同过滤要求的仪器使用。该滤芯具有：过滤精度控制准确，耐腐蚀性好，透过率高，阻力小，结构坚实可高压反清洗，不需人工维护等优点。第三级滤芯内部结构如下图所示： 3.超声波辅助。采用超声波对水样预处理，在取水后沉淀过程中利用了超声波的空化效应原理，将悬浮物、沙粒上附着的COD、总磷等成分剥离出来，粉碎成细小微粒或可溶成分，使水样中的这些污染物质不受多级过滤影响；同时超声波还具有清洗作用，可加速沉淀过程，防止脏污物在池壁、五参数传感器上附着，极大减小人工维护频率。超声波换能器工作前五参数已经数据采集完毕，不会因为超声波开启导致浊度、溶解氧等产生测试偏差。换能器选择40KHz高频，在人耳分辨范围之外，不产生噪声污染。由于超声波换能器功率和开启间隔设置得当，并不会造成水样本身温升，不影响后测量。 三、配水单元 针对配水单元水样传输时容易产生误差的特点，我司设计采用蠕动泵作为配水动力源，相对自吸泵、增压泵、隔膜泵等具有如下优点： 1.泵腔体积小无不残留； 2..泵管化学稳定性好，不与水样发生化学反应； 3.泵管不含重金属成分，不影响重金属测试； 4.与水样接触面积小，不会产生累积污染； 5.可以长时间干转，而无任何损坏。 四、清洗单元 1.我司系统集成的清洗功能采用全清洗模式&mdash &mdash 任何走水样的管路、容器和部件全部进行反向清洗。采用高压水气混合清洗，更加彻底； 2.清洗部分包括：采样管路，五参数桶，过滤设备，配水设备，配水管路，水样杯等。不留任何死角有效地防止累积误差； 3.清洗时开启超声波功能，能够达到更良好的清洗效果； 4.每次采水周期前后对系统进行清洗，清洗完成后对室外管路进行高压空气吹空，防止结冰和细菌繁殖。 五、除藻单元 除藻单元可根据客户需要选配不同的方式：包括除藻剂浸泡除藻和臭氧水除藻。除藻部分包括：采样管路，五参数桶，过滤设备，配水设备，配水管路，水样杯等全部水样有经过的部分。 除藻剂浸泡除藻和臭氧水除藻各有优势。除藻剂浸泡除藻比较彻底，但对水体会产生较轻微污染。臭氧除藻相对效果稍差，但不会对监测水质造成影响。 六、控制单元和数据传输单元 1.以PLC为控制核心，完成设备控制，稳定可靠； 2.以组态王为平台，构建人机界面，仪器扩展和软件修改更加容易； 3.以高端服务器代替传统工控机长时间运行，稳定性更佳； 4.独立式键盘，鼠标，设计操作更方便； 5.完善的报警系统，系统故障可以精确到零件级，故障诊断直观快速； 6.全面的数据采集系统。采集数据除了监测数据外，还有仪器状态，校正参数，系统状态，系统报警信息等。为分析数据有效性提供了良好的有效依据。 七、采样器控制 将采样器采样功能（ISCO 4700型采样器）与系统完美整合工作，可以实现： 1.单个参数超标自动采样； 2.全部参数超标自动采样； 3.选定多个参数超标自动采样。通过多个参数联动，判断水质参数超标是否为污染事故更为准确有效； 4.远程人工控制采样； 5.定时采样。 八、数据传输和反控 1.多种数据方式可选（有线、无线等）； 2.子站按需在线，无数据传输时自动下线，网络流量消耗小，安全性好，不会因为长时间在线遭到网络攻击或病毒入侵； 3.中心站通过我司独有的方式唤醒子站上线接收反控，子站将受控信息反馈给中心站（专门开发的无线路由器），通过这种环环相扣的执行方式，保证数据传输和反控信息通畅通无阻； 4.反控灵活多样，包括：周期启动，采样器启动，采水管路清洗，系统清洗，系统采样，自动除藻，单台分析仪器启动等。 综合以上我司提供给客户的是一套完整的，先进的，可靠的和可扩展水质自动监测系统平台产品。该产品能够更有效，更智能化，更现代化的完成繁重的在线监测任务，极大减小人工维护量。真正满足全自动化、智能化在线监测的要求。

BRANSON原装进口超声波破碎仪Sonifier® SFX550Branson超声波破碎仪概述：BRANSON是美国EMERSON电气集团所属子公司，创立于1946年，至今有近70年的历史。1960年BRANSON开发了第一台超声波破碎仪以满足生物行业研究使用，并注册Sonifier® 商标。 SFX系列简介为了更好的适应市场的需求，必能信公司最新研发并生产了新一代SFX系列超声波破碎仪/均质器，专为实验室应用带来业内最先进的样本处理解决方案。最新的SFX系列产品，控制精准、操作简便、多批次处理可重复性强，为您带来全新的操作体验。并在原来的功能基础上还添加了更先进的能量与温度控制模式、过程监控能力和可编程特性。SFX全系列机型，均强调了数字化、直观化可视界面全新特性，便捷的按键式操作，所见即所得，轻松易用。新一代屏幕与按键组合的操作系统，提供了一键直达的全新体验，可用于所有工作参数与模式切换的操作需求。Sonifier® SFX550智能温度控制模式:自动调节超声工作的脉冲时间长度以控制温度的过热，保证样本温度始终保持在用户设定的范围之内（需配置温度探头）处理过程实时监控:处理过程中的数据实时监控，包括功率大小、输出能量、温度数值等实验进程实时反馈:实验过程中自动计算反馈实验进度高级能量控制模式:可在连续或脉冲的超声方式下进行，提供精确的能量信息监控精确的时间控制:最小脉冲时间可为0.01秒专门的微量探头振幅限定模式，以延长探头使用寿命处理量为0.2ml到1000ml，可以处理绝大部分1000ml以下体积的样本高效能传统立式安装型换能器，转化效率高，不产热，无需冷却处理20组操作程序可编辑储存：面对多批次高精度重复样本处理需求，为了实现可重复性及再现性，SFX550可创建并储存多达20组操作程序超声方式：连续或者脉冲??基本技术参数?型号:SFX550最大输出功率:550W标准频率:20KHz处理量:0.2ml-1000ml超声模式:时间模式、能量模式、温度模式储存数据:20组能量最大设定值:999999J能量最小设定值:1J时间最大设定值:99小时59分59秒时间最小设定值:0.01秒额定电压：AC 200-240V @50/60Hz振幅可调范围：10%-100%可调标配探头：1/2”(13mm)或3/4”(19mm) 7-4钛合金最大电流：6A主机外形尺寸：348L*203W*242H（mm）主机重量：6.35Kg配置1) 主机、换能器、1/2”或3/4”标准探头2) 另有多种附件可选（如隔音箱、其他直径探头、铁架台、莲花杯等）创新点：本产品为换代升级产品，在性能指标各个方面都做出了优化与升级。 （1）功率由旧款的450W峰值提升到了550W，达到了台式产品输出功率的最高点； （2）UI优化，人机界面友好，操作便利性大增； （3）兼容性好，与过去各代产品配件耗材通用性良好，基本可以延续使用。 新品 美国BRANSON超声波破碎仪SFX550

近日，安徽省科学技术厅公布22022年度安徽省“揭榜挂帅”专项拟立项项目清单，大面积动态X射线成像传感器研发及产业化、面向新一代超声诊疗的高性能MEMS换能器芯片关键技术研究、新型激光晶圆切割技术研发项目、大型盾构超高性能滚刀和常压换刀设备研制及应用等9项在列。根据安徽省科学技术厅网站信息，对成功揭榜并立项的项目，由安徽省财政采取无偿资助方式，给予发榜方最高1000万元/项配套支持；对符合《支持科技创新若干政策》（皖政〔2017〕52号）规定加大支持的相关区域项目，支持资金上浮20%。2022年度安徽省“揭榜挂帅”专项拟立项项目清单序号榜单名称发榜方企业揭榜单位项目负责人地市1大面积动态X射线成像传感器研发及产业化芜湖长信科技股份有限公司合肥工业大学、芜湖迪钛飞光电科技有限公司、南京工业大学、芜湖通潮精密机械股份有限公司郑建军芜湖2商业航天星座集群跨域协同关键技术研究与验证中科星图测控技术（合肥）有限公司合肥工业大学、安徽大学、中国科学技术大学先进技术研究院、哈尔滨工程大学、天津讯联科技有限公司、西安中科天塔股份有限公司崔忠林合肥3植保药物噁草酮绿色创制及产业化项目安徽广信农化股份有限公司中国科学技术大学、安徽农业大学王震宇宣城4废旧磷酸铁锂电池全元素综合利用技术与示范安徽超越环保科技股份有限公司中国科学院过程工程研究所、中国科学技术大学、北京科技大学、合肥工业大学、合肥学院、安徽绿能技术研究院有限公司王威滁州5玉米耐密抗锈病种质创新技术与新品种选育安徽未来种业有限公司安徽农业大学、中国农业科学院作物科学研究所、安徽省农业科学院烟草研究所、宿州市农业科学院、安徽科技学院马庆合肥6面向新一代超声诊疗的高性能MEMS换能器芯片关键技术研究北方电子研究院安徽有限公司西安交通大学、中科院合肥物质科学研究院智能机械研究所、杭州娃哈哈精密机械有限公司、陕西科技大学张胜兵蚌埠7新型激光晶圆切割技术研发项目合肥通富微电子有限公司合肥工业大学、中国科学技术大学、中国科学院合肥物质科学研究院、苏州海杰兴科技股份有限公司胡文龙合肥8200kW大功率燃料电池电堆及核心零部件等关键技术开发安徽明天氢能科技股份有限公司中国科学院大连化学物理研究所、中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学张林松六安9大型盾构超高性能滚刀和常压换刀设备研制及应用安徽铜都流体科技股份有限公司合肥工业大学、盾构及掘进技术国家重点实验室、成都长城切削刀具有限责任公司、中铁工程装备集团有限公司王菁铜陵

北京航空航天大学机械工程及自动化学院冯林教授课题组学生宋斌，近日在国际期刊《Biomicrofluidics》发表了一篇文章“On-chiprotational manipulation of microbeads and oocytes using acoustic microstreaming generated by oscillating asymmetrical microstructures”。研究人员在实验过程中使用了深圳摩方材料科技有限公司微尺度3D打印设备S140，该设备具有10um精度的分辨率，94*52*45mm大小的三维加工尺寸。基于该设备加工了尖锐侧边和尖锐底面微结构，通过PDMS二次倒模并与玻璃基底键合形成声流体芯片。该声流体芯片通过正弦信号激励压电换能器振动，从而带动芯片内微结构振动，并在其周围产生局部微声流，最终实现卵细胞的三维旋转。该研究在细胞三维观测、细胞分析及细胞微手术方面有重大研究意义。（声流体芯片制备工艺示意图） （a）图中声流道长度15mm, 深度250μm，最小宽度200μm。槽道内分布着对称的尖锐结构和斜坡陡坎结构：尖锐结构顶角20°，高度250μm；斜坡陡坎斜角28°，高度80μm。声流体芯片制备工艺如上图所示，先通过深圳摩方（BMF）10μm精度的微立体光固化3D打印机S140打印出微米级别的尖锐侧边和尖锐底面微结构(最小尖端20°)，再倒模出纯PDMS模具，然后经表面处理之后二次倒模获得的PDMS尖锐侧边和尖锐底面微结构。最后把PDMS二次倒模的结构与玻璃基底键合形成声流体芯片。本研究声流体芯片的实验操作系统如上图a所示，主要观测系统和驱动系统两部分组成。上图b展示了声流体芯片的概念图，由受正弦信号激励的压电换能器振动，带动尖锐侧边和尖锐底面微结构振动，从而在相应的微结构周围产生微漩涡（如上图c所示）。在由微漩涡产生的扭矩作用下，最终实现了细胞的三维旋转。对应的微流道及微结构尺寸如上图d-f所示。细胞三维旋转作为一项基本的细胞微手术技术，在单细胞分析等领域有着重大科学意义和工程意义。本文提出了一种基于声波驱动微结构振动诱导产生微声流以实现细胞搬运及三维旋转的简单有效的方法。细胞旋转的方向和转速均可以通过施加不同频率和电压来实现。本研究以单细胞为操作对象，以微流控芯片为手段，以高通量全自动化多功能微操作为目标，为促进我国在微操作技术领域的发展以及生物医学工程交叉学科的革新，进一步为加强我国微纳制造水平提供系统性方法。（BMFnanoArch® S140 System）了解更多https://www.bmftec.cn/links/7

超声波是频率高于20 kHz的机械波，具有频率高、指向性好、能量集中，穿透性强等特点，应用领域广泛。近些年来，超声波传感技术发展迅速，在医疗健康领域（健康监测、疾病诊断）、工业领域（设备无损探伤、厚度测量、超声成像等）、交通运输领域（无人机、船舶等定位、追踪、导航和监控等）和军事应用领域（生化战剂的测量、航空检测等）得到普及应用。超声无损检/监测技术由于具有速度快、效率高、检测成本低等优势，且能够在极端条件下（高温高压、低温低压）实现无源感知、无线传播获取物理量，在军事应用领域显示出巨大潜力。本文在梳理超声无损检/监测技术的基础上，重点介绍几个发达国家在无损检/监测技术的布局及研究进展，结合军事应用前景，对无损检/监测技术的发展趋势进行探讨与展望。1 超声无损检/监测技术发展历程超声无损检测始于20世纪30年代。1935年，前苏联科学家SOKOLOV首次对超声检测材料中缺陷的技术申请了保护。1945年，美国Firestone公司研制出第一台脉冲回波式超声检测设备。20世纪60年代，超声检测设备在灵敏度、分辨力和放大器线性等主要性能上取得了突破性进展。20世纪70年代以后，电磁超声检测试验成功。1975年，美国康奈尔大学MAXFIELD和HULBER研究了应用于金属缺陷检测的电磁超声换能器（EMAT）。20世纪90年代，电磁超声进入实际商业应用。1989年，Innerspec公司发明了第一台电磁超声检测设备，并于1994年成为第一个电磁超声设备产业化厂家。1995年，美国约翰霍普金斯大学OURSLER和WAGNER采用剪切波，研制了窄带脉冲激光复合EMAT，应用于高温条件下的超声检测。2004年，日本福冈工业大学MURAYAMA等报道了可交替发射和接收高灵敏度的兰姆波和SH波、且不受焊接部分影响的EMAT，可对储罐和管道进行检测。2010年，日本东北大学URAYAMA等报道了降低噪声和改进信号处理的EMAT/EC（涡流）双探针，能够在高温环境下实现对管壁变薄的监测。2016年，英国华威大学THRING等使用聚焦EMAT，利用新的提高分辨率的方法，产生了2 MHz的瑞利波，可检测毫米级深度的缺陷。超声检/监测技术是超声领域应用极为广泛的一门技术，在军事领域应用广泛，其不但可以保证质量和保障安全，而且还可以节约能源和资源，降低成本，提高成品率，获得显著经济效益。2 超声无损检/监测技术发展动向传统无损检测技术由于设备笨重、检测速度慢、可检测范围小及自动化程度低，在检测大规模设施中的潜在损伤中（尤其在复杂环境下）可行性差且花费巨大。因此，大规模设施生命周期内多缺陷的智能化检测问题对无损检测技术提出了新挑战，一方面推动无损检测技术向高速、多物理场及多技术融合等方向发展；另一方面，也促进了无损检测技术与结构健康监测技术的相互融合。2.1 无损检测与结构健康监测相融合的无源无线声表面波传感技术声表面波（SAW）传感器具有强大的抗辐照能力、较宽的温度工作范围、无源工作以及固有的固态单片结构等优点，且可结合雷达射频收发技术实现无线信号感知，保证其在恶劣空间环境中的多参数压线检测性能。此外，声表面波器件可大批量、低成本制造，可进行RFID（射频识别）编码，并且体积和重量都很小，可广泛应用于航空航天工业领域高温高压高辐射等环境。2020年，NASA资助美国佩加森公司研究开发了首个应用于无损检测和结构健康监测的大型声表面波无线多传感器阵列系统。该工作还对无线声表面波温度传感器系统的基本元素进行分析与研究，包括测试框架和传感器阵列、构建用于声表面波器件实施的新RFID编码理论、实现声表面波器件模拟和新实施案例，以及后处理技术的系统配置分析。在美国国家航空航天局的一系列计划中（包括小型航天器计划），充气式飞行器和降落伞是太空交通工具安全与经济运行所必需的两种系统，这些复杂的系统结构给设计、分析和测试新系统带来了挑战。新的无源无线传感器（无需更换电池）可精确测量降落伞和充气结构的应变，从而使工程师们能够更好地理解这些复杂系统的行为，开发出能满足任务需求的更精确的模拟工具和设计结构。该传感器不但具备足够的安全裕度，而且不会产生不必要的额外重量和成本。可单独识别的无线传感器被部署在柔性结构的多个位置上，并由集中式读取器读取，从而确保在系统部署期间动态测量应变。2020年，NASA资助充气式航天器和降落伞用无源无线应变传感器研究，该研究中SENSANNA公司开发了新型无源无线声表面波应变传感器对降落伞和充气结构进行实时应变测量。这些设备可以由约几十个到一百个可单独识别的设备组成，协同工作，并由数据聚合器同时读取数据，可以保证不会出现传感器间的干扰。根据传输功率限制和环境的不同，可以在几十米或更大范围内无线读取传感器标签。为了满足海军探测推进剂的颗粒裂纹，并通过密封火箭发动机壳体进行无线传输数据的需求，2018年美国国防部资助美国智能感知系统公司开发一种新的推进剂健康（PHEM）监测系统。该系统将超声换能器作为信号发生器与传感器进行创新集成，采用超低功耗元件和电子设计。这种超声波推进剂监测传感器与数据传输链路的独特集成，使PHEM可检测推进剂的颗粒裂纹，并通过密封火箭发动机外壳的金属壁完成传感器数据传输，其中，压电传感器和致动器、低功耗电子器件和超级电容器拥有超过10年的使用寿命。因此，PHEM系统能够为军用飞机上的推进剂驱动装置提供长期可靠的监控。该项目的第一阶段通过设计和制造实验室规模的原型，展示PHEM系统的可行性，并展示其探测密封金属壳内推进剂颗粒裂纹和传输数据的能力；项目的第二阶段，通过改进和优化PHEM系统，开发全功能的原型，并证明其符合海军要求。SAW传感器系统可测量温度、应变、氢气以及磁场的变化，小尺寸的优点使其可插入各种应用系统。2019~2021年，NASA持续资助美国佩加森公司研究一套完全可操作的4.3 GHz无源传感器系统，该系统满足航天航空无线电子内部通信要求，研究人员重点开发以下关键技术组件：声表面波无源温度和应变传感器件、新的传感器天线和芯片级传感器天线集成、提供自适应射场收发器的软件定义无线电（SDR）、SDR控制软件和提取关键传感器信息的后处理软件。初步的研究结果表明，所有关键技术组件都可在4.3 GHz和200 MHz带宽下构建和实施，这将是SAW传感器及其无线无源系统技术的飞跃。2.2 用于船舶、管道、容器、混凝土等裂痕的现场无损超声检测技术几十年来，为了减轻重量和降低船舶重心，5xxx系列铝合金一直用作海洋船舶的材料。铝合金的敏化过程会造成晶间腐蚀损伤和应力腐蚀裂痕。美国海军希望能够开发一种快速获取材料状态及其敏感性的方法。2018年，美国海军资助美国技术数据分析公司（TDA）开发一种紧凑的传感器套件和监控系统，以检测5xxx系列铝合金的敏化程度，从而解决批次间的差异问题。TDA公司利用监测系统预测铝合金在敏化过程中容易出现的晶间腐蚀损伤和应力腐蚀裂痕，减少相同材料之间的脆弱性差异，满足美国海军对实时快速获取材料的状态及其敏感性的需求。在这项研究中，TDA公司采用一种原始方法，利用两种非破坏性技术（基于涡流的电导率和超声衰减）分离出两个独立的成分，即高角度晶界的微观结构及边界上物质的敏化状态。根据这些参数，使用近期建立的模型来计算引起批次间差异的敏化度。通常使用手持式超声波仪器对钢制容器、储罐、墙壁和管道进行腐蚀无损监测（包括钢壁的厚度测量），但这种方法既费时又费力，急需一种适用于密封通道的快速检测技术。2018年美国空军资助国际电子机械公司研发密闭通道区域的腐蚀无损评估技术。国际电子机械公司提出了一种快速腐蚀检测器（RCI），该检测器使用电磁超声传感器，内置机器视觉摄像系统，可自动分类腐蚀类型，绘制腐蚀位置和壁厚图，同时不需要应用耦合剂，也可快速覆盖大面积壁面，并允许用户单手高速扫描壁面。用于乏燃料存储的焊接不锈钢干式储罐出现应力腐蚀裂纹时，极易造成严重的环境危害。2019年，美国能源部资助INNESPEC技术公司开发用于材料结构健康实时监测的EMAT连续监测系统。该研究设计了首个冷喷雾EMAT磁致伸缩传感器原型，用于现场监测干储罐的腐蚀和裂纹扩展，同时将破坏和人为干预降至最低。该项目第一阶段评估具有不同粉末压力推进剂配置的便携式低压冷喷涂仪器的性能，以及使用手动喷枪在平坦、圆形或具有复杂几何形状的部件上产生均匀贴片的可行性，并测试在所述情况下使用EMAT产生超声波的效果，最终确定手动磁致伸缩贴片是否适合应用于干储罐监测。冷喷涂还允许人们使用导波来检测之前技术无法检测的区域。该项目的成果将大大促进核安全，防止和减少放射性泄漏及其对环境和人类健康的危害。混凝土裂纹及损伤的检测技术也取得重要进展。2021年，欧盟INFRASTAR计划资助波兰NeoStrain Spzoo公司和德国联邦材料研究所，提出一种利用新型嵌入式超声波传感器进行多结构损伤检测的主动技术。2.3 用于极端条件下实现物理量测量的超声传感技术飞行器在飞行过程中往往面临着极端环境条件（高温、高旋、高压等），在恶劣环境下原位实时获取系统及环境参数，对飞行器的设计与防护具有重要意义。2020年美国国防部资助Physical Sciences公司研究了一种超声波传感器，研究利用超声脉冲回波技术的非侵入性和远程询问能力，测量高超音速飞行器外壳板温度。开发的重点在于陶瓷/碳纤维基壳体等最具挑战性的表面材料方面，该方法可扩展到其他所有类型的材料，包括金属和烧蚀材料。该项目所开发的传感器能够处理来自不同深度多个界面的信号。项目第一阶段将演示高超声速、超音速冲压发动机应用相关材料及温度的原理证明，第二阶段将致力于实际高超声速试验台和飞行平台的系统加固和自动化。美国空军和航空航天工业迫切需要能够在涡轮发动机环境中提供实时监控的恶劣环境传感器。2015年美国空军资助美国环境技术公司（Environetix）研发可提供实时监测且可靠的恶劣环境传感器。该项目第一阶段验证了在1000 ℃高温环境中无线声表面波硅酸镧镓（LGS）温度传感器原型的稳定性，第二阶段对无线LGS声表面波传感器技术进行了成熟度TRL 4确认，并在涡轮发动机测试单元中进行了TRL 6验证。在该项目设计的恶劣环境下，无线无源小型传感器能够在1000 ℃以上对涡轮发动机进行监测，可对航空航天工业产生重大影响，其优势有：① 可靠运行数千小时甚至更长时间，并且可在测试单元的热区轻松运行最少4000小时；② 通过在其他传感器技术无法工作的位置无线监测发动机状况来验证发动机的建模和运行状况；③ 小尺寸和无线传感器操作，保证了密封、护罩和其他关键发动机位置的完整性；④ 去除用以提供所需传感信息的电线，节省了大量人力成本（传感器安装在涡轮机），减轻了重量，同时提高性能和可靠性；⑤ 通过更可靠的温度监测，降低发动机运行（或飞行）成本的同时，提高燃油效率和增加功率。除此之外，无线SAW传感器技术也有许多商业应用，如在发电、石油/天然气勘探、制造过程控制和其他高温恶劣环境中的应用。辐射条件下的超声传感技术研发也受到关注。在核工业中，受限的接触和高厚度部件通常限制了无损检测技术的应用。商用超声检测传感器的辐射耐受性局限在1~2 mGy的累积剂量，难以满足应用需求。英国创新署部署了由英国创新技术和科学有限公司承担的“耐辐射超声波传感器”研究。该公司主要致力于探索新型辐射弹性探测器的构建和测试，为核工业提供一个可靠的超声检测解决方案，以延长检测和监测时间。该研究成果有两种应用场景：① 在裂变核反应堆附近进行高辐射检测；② 在核废料处理场进行低辐射检测。在核工业中，超声波换能器在放射性环境下响应减弱，难以正常工作。针对该情况，英国精密声学有限公司开展耐辐射超声传感器的开发，建造和测试新型抗辐射超声换能器以及各种探头的装配技术，为核工业提供一种可靠的超声换能器解决方案。该项目开发了一系列原型超声探头，以满足特定的在役检测需求。日本NEDO先导研究项目——具有流量监控功能的实时超声波多相流量计研制（2019~2020年，北海道大学承担）共分为3个子课题，分别是：结合超声信号和多相流体动力学定律的数据同化流量计的研制；使用超声多普勒测量多相流体的脉动特性；使用超声脉冲回波扫描测量流体界面。JSPS的国际联合研究基金项目——联合开发在线超声多普勒测定技术（2018~2021年，北海道大学、瑞士联邦技术学院承担），重点开展3个主题研究，主题1是流速分布测量技术和流变控制方程的数据同化，主题2是通过超声波和光可视化调节空间分布的流变学，主题3是假定使用机器学习的流变大开发数据构建系统。2018年该项目已经开发了一种根据超声波多普勒流速分布仪获得的流速分布来测量不透明流体压力分布的方法。2019年，项目开发出一种通过水、油和气三相流中的超声波脉冲来测量相分布和流量的技术。日本防卫厅资助了MUT（超声换能器）声学超材料的声阻抗研究（2018年，日立制作所），该项目基于声阻抗匹配的物理模型，研发利用MEMS（微机电系统）技术实现主动控制声学特性的声学超材料。2.4 用于爆炸物和弹药的无损超声实时检测技术含能材料方面取得的最新成果为开发了铅的替代品，替代弹药配方中传统的苯甲酸铅和叠氮铅。然而，这些无铅高能材料可能对传统的弹药筒黄铜和其他弹药部件具有意想不到的腐蚀性。因此，在未来的部署中，从弹药生命周期（即从生产时间到使用时间）的角度，对弹药部件进行实地测试对于确保武器系统的有效性至关重要。2020年，美国陆军资助林泰克公司与美国西南研究院传感器系统和无损检测技术部合作研究了一种基于涡流和超声波检测的手持式设备，用于对小型武器弹药部件进行现场快速无损腐蚀检测。该研究分为3个阶段，第一阶段是在实验室条件下确定对现代爆炸物和弹药外壳进行无损检测的有效性和方法；第二阶段根据第一阶段确定的方法，开发手持式测试单元原型，并根据适当的军事标准、规格要求进行认证，并进行实地测试；第三阶段预期将用于现代爆炸物和弹药壳的无损检测，并推广到民用领域。军事应用包括小型武器部件（5.56，7.62 mm口径）、爆炸性弹药（M42、M55和M61启动器）、中等口径（20，25，30，40 mm）和潜在大口径（60，81，105，120 mm）弹药。3 结语与展望超声无损检/监测技术在军事领域应用前景广阔，在航天器、飞机、船舶和运输管道等的无损检测、恶劣环境感知、数据融合支持决策等领域发挥重要作用。超声传感技术可进行非破坏性的结构健康监测，能够快速准确检测裂纹、泄漏、腐蚀等缺陷，防止和减少放射性泄漏，促进核安全。超声传感不依赖于照明条件，能够抵抗雾的干扰，在高温高压等恶劣环境下进行实时快速感知，可应用于航空航天以及海上作业等领域。未来超声无损检/监测技术的发展趋势如下：用于无损检测与结构健康监测相融合的无源无线声表面波传感技术成为新的发展方向。传统无损检测技术由于设备笨重、检测速度慢、可检测范围小及自动化程度低等问题，在检测大规模设施中的潜在损伤，特别是在复杂环境下的损伤时，可行性差且花费巨大。大型设施生命周期内多缺陷的智能化检测需要无损检测与结构健康监测相融合的无源无线声表面波传感技术。极端条件下实现物理量的测量仍是未来超声传感技术的发展重点。飞行器在飞行过程中往往伴随着高温、高旋、高压等恶劣环境，因此，恶劣环境下温度、压力等参数的原位实时获取，仍然是超声传感技术在无损检测领域的发展重点。超声传感器向着集成化、微型化、多功能化的方向发展。为满足各种机载、车载、航载的需求，传感器的应用需与机械或电子系统集成使用，推动声表面波传感器系统向着集成化、微型化、多功能化方向发展，因而各种新型材料以及先进制造技术的进步将给超声传感器的发展带来巨大推动力，超声传感器本身无源无线传输的特性，亦将在集成化微型化多功能化方面发挥重要作用。作者：朱相丽1,2，张敬1,2，刘庚冉3，王文4，刘小平1,2工作单位：1.中国科学院 文献情报中心；2.中国科学院大学 经济与管理学院；3.军事科学院 战略评估咨询中心；4.中科院声学研究所第一作者简介：朱相丽，博士，副研究员，主要从事学科战略情报研究、学科态势评估研究和日本科技政策研究工作。