超声动态仪

对于生物医学研究，著名物理学家理查德费曼有句名言：“...很多基础生物学的问题是很容易被回答的；你只是需要看到它们就够了”。这句话一定程度上说明了直接观察的光学显微镜对于细胞生物学、发育生物学、免疫学、病理药理学等生物医学研究的重要性。但是受衍射极限的限制，传统光学显微镜的分辨率理论上只能达到光波长的一半。近20年来，超分辨荧光显微成像技术的出现有效打破了光学衍射极限的束缚。基于单分子定位技术的超分辨显微镜（SMLM）和受激发射损耗显微镜（STED）以及结构光照明超分辨显微镜（SIM）等技术在众多课题组的努力下都得到了长足发展，尤其是结构光照明显微镜由于成像速度快、光毒性小、无需特殊荧光标记等优势，已成为生命科学领域尤其是活细胞成像中最受欢迎的技术手段。近期，苏州医工所李辉课题组围绕着结构光照明超分辨显微成像方法、高保真SIM重构算法、以及国产化的SIM显微镜研制等方面取得了一系列重要进展。 　　三维成像方法因可以获取到更多的生物样品信息而备受关注。但是现有的三维成像不可避免的带来离焦模糊和时间分辨率差的问题，很难用于对样品的快速三维动态成像。为了实现对厚样品的快速三维成像，李辉课题组发展了基于数字微镜阵列器件(DMD)和液体变焦透镜（ETL）的结构光照明层切显微技术，并开发了基于两张原始图像的层切成像算法。该方法将传统的三维层切成像的速度提高了数倍以上，课题组利用该技术对斑马鱼和大脑血管的心血管系统进行了高速动态成像，清晰地显示了心脏跳动期的收缩-舒张过程以及腹部血管的蠕动特性。相关成果以“Four-dimensional visualization of zebrafish cardiovascular and vessel dynamics by a structured illumination microscope with electrically tunable lens”为题发表在Biomedical Optical Express（2020）上，其中博士生陈冲为论文第一作者。 　　图1 基于两张正反图像的结构光照明层切算法（左）；斑马鱼心脏跳动过程的快速三维成像（右）。 　　结构光照明超分辨成像技术在多种纳米尺度的亚细胞结构研究中已经得到广泛的应用。但是对于具有大动态范围的样本，例如聚集的细胞囊泡，样品中荧光较强的聚集性区域和亮度较弱的稀疏区域不能同时呈现。现有的SIM方法针对这种样品无法重建出高质量的图像。对此，李辉课题组提出了一种采用多重曝光采集的高动态SIM成像方法HDR-SIM，采集三组不同强度照明的SIM图像然后融合出一帧超分辨图像。用HDR-SIM，强度相差400多倍单个和聚集的荧光小球样本在同一张SIM超分辨图中可以同时观察到，并且对分辨率不会产生影响。在使用本方法观测不同尺度的细胞囊泡结构，单个小囊泡和大的囊泡聚集都可以同时获得清晰的分辨。相关成果以“High Dynamic Range Structured Illumination Microscope Based on Multiple Exposures”为题发表在Frontiers in Physics (2021)上，其中梁永为论文第一作者。 　　图2 高动态SIM成像原理（左）；“聚集-单个”的荧光小球高动态SIM成像（右）。 　　在结构光照明成像过程中，超分辨图像重建算法尤为关键。SIM重建算法的一些固有缺陷造成超分辨图像中经常出现重构伪影，使得SIM图像的保真度经常受到质疑，并且图像重建时需要完成一系列复杂的参数设定，限制着普通用户对SIM技术应用。李辉课题组开发了一种基于点频谱优化的高保真SIM重建算法。该算法有效克服了常规SIM算法极易产生重构伪影且光学层切能力差的问题，对不同质量原始数据的处理均能获得具有极少伪影和良好光学层切的高质量超分辨图像，有效提高了SIM成像的保真度。同时，该算法对OTF失配和用户自定义参数不敏感，使用生成的理论OTF和较少的参数即可重构高质量SIM图像，降低了SIM成像对实验实施和后处理重构的高要求，提升了算法对普通用户的友好度。相较于几种传统的SIM算法, HiFi-SIM算法对多种不同图像质量、不同样品复杂度、不同图像来源(商用设备/自主搭建SIM系统)的原始数据进行重建, HiFi-SIM均展现出了最少的重建伪影和最优的图像质量。相关成果以“High-fidelity structured illumination microscopy by point-spread-function engineering”为题发表在国际光学类顶级期刊Light: Science & Applications (2021) 上，其中文刚为论文第一作者。 　　图3 高保真结构光照明超分辨成像重建算法HiFi-SIM（左）；细胞结构HiFi-SIM与其他算法重建结果比较（右）。 　　李辉课题组自2014年以来一直专注SIM成像的技术创新、仪器研发和应用推广，开发了多种形式的结构光照明显微镜系统。最近，基于课题组最新的研究成果，研发了一套可集成于显微镜下层光路的结构光照明插件，具有结构紧凑、方便易用等特点。插件可配置国产倒置荧光显微镜，实现了SIM超分辨成像系统的国产化替代。首台机器已经于近期交付某大学用户进行试用。 图4 插件式结构光照明超分辨成像系统 　　以上工作得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金委项目的支持。

近日，中科院大连化学物理研究所研究员徐兆超团队发展了聚集体调控探针，解决了以往蛋白标签荧光探针在超分辨成像应用中缺乏对多种细胞器通用性标记的问题。相关研究成果已发表于《聚集体》。　　纳米尺度下细胞器与亚细胞器动态行为的监测与解析对于生命进程的解密至关重要。徐兆超团队前期针对溶酶体内酸性微环境设计合成了溶酶体自闪染料，并借助单分子定位显微镜（SMLM）实时监测了溶酶体运动并发现4种溶酶体间相互作用模式，针对脂滴内部高度疏水环境设计了缓冲脂滴探针，实现了脂滴的稳定超分辨成像并发现脂滴融合的新模式。该团队构建的SNAP蛋白标签探针还克服了传统线粒体探针易受电位波动而脱靶的问题，实现了对线粒体的稳定标记和动态超分辨成像。　　然而，蛋白标签荧光探针依然面临细胞渗透性差的问题，特别是探针在细胞内局域分布使得单一探针难以具有对多种细胞器广谱性标记的性能。对此，该团队发展了具有“单体—二聚体—聚集体”多体系动态调控的SNAP蛋白标签探针BGAN-Aze，该探针在细胞外形成荧光淬灭的纳米聚集体而具有快速穿透细胞膜和在细胞内广泛分布的能力，在细胞内以单体的形式与目标蛋白共价连接，并伴随荧光的恢复，最终实现细胞内多种细胞器选择性荧光识别与细胞器亚结构的动态超分辨成像。　　此外，研究发现BGAN-Aze为不带电荷的中性分子，可保持高度的细胞渗透性与生物相容性，能够实现纳米尺度下对细胞膜、线粒体、细胞核等多种细胞器亚结构的长时间追踪。　　该探针基于遗传编码技术，实现了细胞内多种细胞器选择性荧光识别的广谱应用性，并且实现了细胞器亚结构的动态超分辨成像，进而揭示了多种未见报道的细胞器结构动态变化，为进一步研究不同细胞器的功能提供工具。

成果名称动车组空心轴超声探伤仪器单位名称北京新联铁科技股份有限公司联系人王迎宽联系邮箱wangyingkuan@shenzhou-gaotie.com成果成熟度□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √ 可以量产合作方式□技术转让 □技术入股 □合作开发 √ 其他 自主研发成果简介： 1.关键技术 动车组空心车轴超声探伤仪器，主要由超声检测系统、数据处理和显示子系统、定位子系统、电气控制系统及机械整体构架等组成，其关键技术主要有以下几点。 （1）高速多通道嵌入式超声控制器及超声换能器 图1前置电子处理单元 前置电子处理单元是动车组空心车轴超声波探伤设备的核心部件，该单元由硬件检测电路、嵌入式CPU、A/D转换器、具备半导体散热的防护壳体及检测软件组成。其主要功能是发射脉冲激励晶片产生超声波、接收超声波信号同时对信号进行处理和数字转换，识别探头移动的三维距离，并把超声波数字信号、探头位置等检测与控制信息通过网络上传给控制计算机。采用多处理器技术、大容量缓存技术，可实时进行数据的压缩，数据传输速度快。该单元性能先进、结构紧凑、搞干扰能力强，达到国际先进水平。 图2不同型号的超声波换能器 完成了超声换能器的自主研制，其性能达到国外进口水平，部分参数优于国外探头，目前国内超声换能器完全能够取代进口产品。同时，为了解决检测空心车轴内表面缺陷的要求及30孔车轴须检测的纵向缺陷及内表面缺陷的要求，研制了专用的爬波探头和组合探头。 （2）超声耦合技术 本项目对超声耦合剂使用时的环境温度与耦合性能的关系作了大量研究，成功解决了因我国地域辽阔南北温差大带来的超声耦合问题。创新的耦合剂回收，既使得探头与空心车轴内表面的耦合压力稳定，又回收盈余的耦合剂，节省了检测成本。 新型动车组空心车轴超声波探伤设备采用动态耦合技术，在保证耦合效果的同时，极大的减小了耦合液的使用量，降低作业成本。动态耦合技术包含耦合液供给部分、耦合液回收部分、耦合液存放装置、密闭耦合部分。经过实际验证动态耦合技术耦合效果良好，满足动车组空心车轴超声波探伤需要，周向耦合能够控制在3dB以内。 （3）探伤软件 我公司经过两年时间的自主研发，完成了用于控制和监控动车组空心车轴超声波检测的软件系统，该软件基于.net开发，具有直观的图形控制界面，操作符合MW习惯，由多种不同的程序和动态链接库组成，可以在任何一台PC进行全功能操作。 探伤人员可以根据探伤过程中的A型显示方式的波形特征，对车轴上存在的缺陷的类型进行定性分析。A型显示是一种实时的显示方式，设备在扫查过程中无法满足探伤人员分析的需要，为此我们专门设计了探伤扫描图像的离线A显示，将探伤扫查过程的数据存储到上位机中，在探伤扫查完成之后，可以通过调用存储的数据实现A型显示的再现，满足探伤人员分析的需要，同时数据可以永久的存储在数据存储介质中，随时供探伤人员调取、分析。 图3 探伤软件的开发 （4）高速旋转探杆系统 图4 60mm—65mm探杆系统 第一、独创的密封式旋转油腔技术，使耦合油存储在密闭的空间内，保证了极佳的耦合效果，并且能够很好的保护探头，有效解决了原有探杆系统耦合不良的问题。 第二、在探杆旋转油腔内创新设计了耦合油回收系统，使该探杆具备供油和吸油双油路系统，耦合压力稳定，确保耦合油液一直停留在旋转密封油腔内，探杆的其他部分与油液分离。解决了原来整体探杆浸泡在油液中，导致部分电子部件因漏油失灵的故障。 第三、创新设计了探杆进给运动导向滑轮，保证探杆和空心轴内孔的同心度，使探伤过程运行平稳，确保探头在周向运动过程中耦合的稳定性。 第四、更加高效的完成空心车轴缺陷的扫查工作。探杆前端旋转部分采用全新的探头布局技术,具有平衡性好、回转定心准确等优点。独创的密封式旋转油腔技术，使耦合油存储在密闭的空间内，保证了极佳的耦合效果，并且能够很好的保护探头，解决了国外其它厂家探杆系统普遍存在的耦合问题。探杆采用耦合油回收技术，设置有供油和吸油双系统，耦合压力恒定，密封性好，可保证探杆不进油。 （5）集成化的控制系统 控制系统是集数字I/O、模拟I/O、电机及其位置控制于一体的控制单元，具有体积小、高抗震性、安装方便等优点，可满足移动设备的特殊要求。 新型动车组空心车轴超声波探伤设备的设计、研发是一个系统的工程，其包括机械、电气、软件、超声波各方面知识。针对设备的研制，项目组设计了专用的实验平台并根据各测试项目的不同，制定了全面、有效的评价方案。实验平台涵盖机械、电气、软件、超声波等各方面的实验内容，评价技术科学有效能够客观的反映出各子系统的真实状态。 目前投入使用的平台有行走机构跑合实验平台、连续检测实验平台、探杆综合性能测试平台、油路系统实验平台等 （6）连挂传动系统 新型设计的助力平衡机构，结构科学、操作简单、大大的降低了操作人员的劳动强度，一个操作人员即可完成探伤扫查作业。快速锁紧装置可以迅速的将进给连挂系统连接到被检测的空心车轴上。与车体采用一体化设计，重量轻、效率高，方便使用人员操作。能兼容不同规格的探杆系统，满足不同车型探伤作业需求。 该机构由探杆的推进及旋转系统、链条传动系统、机械平衡臂和连挂装置组成。该设计能够保证耦合油液回到车体油箱，一体化结构使探杆系统由车体机械平衡臂支撑，悬挂后车轴轴端所受的悬挂重力非常小，能有效避免轴端压盖及轴端螺纹的损坏。采用快速锁紧装置，能将设备连接盘与适配器快速连挂、锁紧，人工连挂非常轻便，有效减轻了劳动强度，提高作业效率。 该机构可兼容30～110毫米直径探杆系统，可分别检测不同内孔直径的动车组空心车轴。通过更换不同的探杆系统放置筒并借助定位机构方便的进行切换，很好的解决了设备的兼容性问题。 图5快速锁紧装置 图6进给装置及助力平衡机构 2.技术先进性 该成果为为国内首创，与国外同类设备相比，在兼容性、探伤扫查时间、探伤精度、适用范围等方面均有显著优势，为国际领先水平，关键参数对比情况见下表。本项目是唯一通过铁路总公司（原铁道部）技术评审的成果。我公司通过本成果的实施，获得了中国铁路总公司2项技术标准立项，为《动车组空心车轴超声波探伤设备 第1部分：自动式》、《动车组空心车轴超声波探伤设备 第2部分：便携式》，目前报批稿已完成，预计2016年发布。 3.技术创新点 （1）兼容性创新 本成果针对CRH系列各型动车组从Ф30mm到Ф110mm的空心车轴探伤需求，研发了多种探头阵列系统和多种车轴适配器，可以兼容不同孔径，满足不同型号的动车组的使用需求，填补了国内空白。 （2）高分辨力探头 采用压电复合材料晶片，具有高灵敏度、高分辨力、高机电耦合系数和高介电常数的特点，有效提高了外围电路阻抗匹配率，具有较高的能量转换效率，主要技术指标达到国际先进水平。 （3）高精度探头组合 采用多个不同声束方向、位置排布的探头，可对动车组的整根车轴进行无盲区扫查并发现车轴外表面的横向、纵向及材质缺陷，检测缺陷类型和精度达到国际先进水平。 （4）高集成度精密探杆 自主设计制造了全世界第一根Ф30mm八通道探杆，满足国产新造CRH380系列空心车轴检测要求，在长客和青岛庞巴迪使用良好，填补了国际空白。 （5）数据管理与远程诊断 开发了动车组空心车轴探伤管理信息数据平台，可从探伤设备收发数据并存储到数据中心，实现探伤数据统一管理与远程诊断，提高了动车组空心车轴探伤的智能化水平。 4.性能指标 （1）适应环境温度：0℃～＋45℃； （2）系统检测灵敏度：1mm深度周向缺陷可检出，体积缺陷Ф2mm平底孔当量可检出； （3）单轴扫查时间：4分钟； （4）超声波通道数量：8通道； （5）探头频率：4MHz； （6）可测轴孔径：可检测Ф30mm、Ф39mm、Ф40mm、Ф60mm、Ф65mm、Ф80mm、Ф110mm空心车轴； （7）最大检测长度：2705mm； （8）探伤扫查探头转动速率：20～150rpm可调； （9）检测螺距：1～10mm可调； （10）最大功率：1.49kw。 5.应用研发 本成果已经形成了批量生产工艺，具备了产业化条件，目前销量已达150余台/套，在全国北京、上海、广州、济南等18个铁路局进行推广应用，占据了动车组空心车轴检修领域90%的市场份额，客户反映良好。 随着项目产业化的实施，我公司开发了动车组空心车轴探伤管理信息数据平台，可以适用于全国各铁路局、动车检修基地、动车所对动车组空心车轴探伤数据进行统一管理，为铁路局各级人员提供决策数据支持、检修预警、台帐管理、作业监控、作业质量评价等功能。 我公司还在本成果的技术基础上，研发适用于机车、地铁等其他轨道交通车辆的车轴超声探伤设备，拟将产品推广到轨道交通的更多领域。应用前景： 1.成果主要用途 本成果针对我国动车组运行密度大、里程长、环境复杂多样，车轴型式多样、速度等级不一、运用质量及检测要求高等特点，研发了兼容各型动车组空心车轴超声波探伤关键技术，能够满足目前所有车型空心车轴的裂纹和材质缺陷检测的需求，兼顾CRH系列各型动车组空心车轴的检测应用，形成了我国轨道列车空心车轴无损探伤体系，解决了我国动车组空心车轴无在役运行缺陷检测的重大问题。 2.适用领域 本成果属于轨道交通领域，适用于动车组空心车轴的出厂检验及在役检修，主要应用在动车检修基地、动车运用所、主机厂等单位。 3.市场预测 本成果是轨道交通行业的配套产业，近几年，我国轨道交通行业投资规模巨大，一大批动车检修基地、动车运用所的建设及改造工程正在进行。未来我国铁路行业仍将保持高速发展态势，预计在“十三五”期间，我国还将新建27个动车运用所，2个动车检修基地，2个和谐型大功率检修基地。伴随城际铁路的发展也将有一批检修所建设。 铁路行业的快速发展，路网规模的进一步扩大，将推动18个路局对车辆段、机务段的更新改造，检修设备的投入是车辆段、机务段的更新改造的重点，这就推动了本行业的快速发展，预计2016—2020年，铁路机车车辆检修设备市场规模约177亿元。 按照铁道部运输局制定的运装管验[2011]175号文件中关于公布《动车运用所关键设备技术条件》的《空心车轴超声波探伤设备技术条件》的要求，以及TG/CL 127-2013《铁路动车组运用维修规程》，动车运用检修必须进行空心轴超声探伤。截止2014年底，中国CRH系列动车组拥有量1411组、13696辆，未来3-5年CRH系列动车组将很快达到2000组、约20000辆，对项目产品的需求量会更多。我国有52个动车运用所，对空心轴探伤机的需求量很高，按照每个运用所配套10台项目产品，项目产品需求量约为520台/套。知识产权及项目获奖情况： 1.知识产权 本成果申请国内发明专利4项，授权2项；获得实用新型专利授权22项，外观设计专利授权1项，取得软件著作权2项。已取得知识产权情况如下： 1 一种空心车轴探伤机的远程监控系统 发明专利 201110243207.8 授权 2 采用活动轨段的轨道车辆车轮探伤系统和方法 发明专利 201310030813.0 授权 3 空心轴探伤探杆 实用新型 201020167088.3 授权 4 超声波探伤用适配器 实用新型 201020296334.5 授权 5 便携式空心车轴超声波探伤仪 实用新型 201120317637.5 授权 6 空心轴超声波探伤用对比试样轴 实用新型 201120317632.2 授权 7 空心轴探伤探杆耦合剂工作状态观察装置 实用新型 201120300835.0 授权 8 空心车轴超声波探伤机探杆防撞保护装置 实用新型 201120300843.5 授权 9 一种防止空心车轴探伤探杆进油的密封结构 实用新型 201120270160.X 授权 10 一种空心车轴超声波探伤校验体 实用新型 201120269956.3 授权 11 确保探伤机进给机构与空心车轴同心连接的连接装置 实用新型 201120269978.X 授权 12 空心轴内部缺陷距离深度补偿定量检测试块 实用新型 201220118848.0 授权 13 一种用于动车空心轴超声波探伤机适配连接装置 实用新型 201320705173.4 授权 14 一种探伤机进给链条 实用新型201320705314.2 授权 15 一种能够改善探头耦合性能的探头支架装置 实用新型 201520173657.8 授权 16 旋转油腔式探杆 实用新型 201520173382.8 授权 17 格莱圈安装工具 实用新型 201520173696.8 授权 18 一种探伤机行走传动装置和探伤机行走装置 实用新型 201520367334.2 授权 19 用于空心车轴超声波探伤的适配器 实用新型 201520431630.4 授权 20 空心车轴探伤装置 实用新型 201520602798.7 授权 21 探杆的密封联接装置 实用新型 201520586904.7 授权 22 空心轴探伤机线缆收集装置 实用新型 201520532309.5 授权 23 动车组空心车轴超声波探伤探头 实用新型 201520589322.4 授权 24 移动式动车组空心车轴超声波探伤车 外观设计 201130285883.2 授权 25 XHAT-M系列空心轴探伤信息化接口软件 软著 2010SR054488 授权 26 SUN-1型动车组空心车轴超声波探伤机检测软件[简称：SUN]V1.1.3 软著 2014SR088883 授权 2.所获奖励及科技计划 本成果所获荣誉奖励情况详见下表。 1 首都科技条件平台仪器开发培育项目 新型动车组空心轴超声探伤仪器的产业化培育 2 北京市科学技术二等奖 兼容各型动车组空心车轴超声波探伤关键技术研究及应用 3 上海铁路局科学技术进步一等奖 动车组空心车轴超声波探伤专用探头国产化 4 国家火炬计划产业化示范项目 兼容各型动车组车轴超声波探伤机产业化项目 5 国家重点新产品 空心车轴超声波探伤机

北京众星联恒科技有限公司多年来一直以来致力于x射线科研设备领域的销售和服务，积累了充分的高尖端x射线产品资源以及技术经验。 2016年10月8日北京众星联恒公司正式发布推出商业化的、具有自主知识产权的桌面等离子体x射线动态诊断设备——femtox ii，该产品已经在中科院及国内高校得到应用。激光等离子体脉冲式超快x射线辐射源经过近二十年的发展，已经在国际顶级实验室具有了超微、超亮、高信噪比和高稳定性的特点，加上其装置的低成本优势，已经成为同步辐射光源在超快领域的有效补充。 特别是使用飞秒超短超强激光与靶相互作用时，x射线的脉冲宽度与激光的时间相当，加上x射线和驱动激光之间天然的时间同步性，使这种飞秒激光超快x射线辐射源具有飞秒时间分辨的物质动态解析能力。这种具有超快特点、较高空间分辨、较好单色性的x射线源在时间分辨的超快x射线泵浦探测实验、相称成像的方面具有重要应用前景。随着超快激光驱动x射线研究领域多项瓶颈的突破，目前我们获得的各项束流指标均达到世界最高值，并已经展开了实际的应用，填补了我国在超快单色x射线时空动力学诊断领域的空白。图一 激光脉冲泵浦--超快x射线探针的诊断装置光路图示例图二 femtox ii 装置实物图

2024年7月9日，由中国材料研究学会主办、欧洲材料研究学会联合主办、广东工业大学协办的中国材料大会2024暨第二届世界材料大会在广州白云国际会议中心盛大开幕。本届大会是在加快推进高水平科技自立自强大背景下举办的新材料领域跨学科、跨领域、跨行业的学术交流大会，是中国新材料界学术水平高、涉及领域广、前沿动态新的品牌大会。借此盛会，仪器信息网采访了三亚声演科技有限公司（以下简称“三亚声演”） 技术顾问/厦门大学 教授汤立国。采访中，汤老师详细介绍了公司的主要产品——超声谐振谱仪的功能、应用领域及相较于同类产品的优势，并分享了超声谐振谱技术未来的发展趋势，及基于此技术公司的发展规划等。仪器信息网：本次是贵公司第几次参加中国材料大会？参会感受如何？汤立国：这是我们公司第一次参加中国材料大会仪器展。通过这次大会确实可以了解到行业里面的很多需求，对今后仪器的推广有非常大的作用。仪器信息网：本次贵公司带来了哪些解决方案或新品？主要针对哪些市场？解决了用户的哪些痛点？汤立国：这次带来的主要产品是超声谐振谱仪，目前是国内首款超声谐振谱仪。我们公司是全球第三家能提供超声谐振谱仪的公司，其中一家是美国的洛斯阿拉莫斯国家实验室，另外一家是日本的KK公司。我们公司生产的这款产品与这两家公司相比，产品的软件功能更为全面。这款仪器的主要功能：一是可以定征压电材料所有弹性常数和压电常数，而且在定征过程中只需要单块样品，也是目前全球唯一一款可以对压电晶体所有弹性常数和压电常数进行表征的超声谐振谱仪。除了对压电晶体的材料常数进行表征，这套系统还可以对合金、陶瓷以及其他人工晶体的所有弹性常数进行表征。与传统的材料参数表方法相比，这套系统一方面它只需要单块样品，另外对于各向异性强烈的材料，定征的效率和精度更高，并且可以对压电材料、弹性材料的材料常数随温度的变化特性进行定征。仪器信息网：贵司相关产品的主要热点应用领域有哪些？采取了哪些产品研发计划或市场计划？汤立国：在压电行业和合金行业，在进行材料常数定征时，如定征压电晶体的所有弹性常数和压电常数时，传统方法是采用超声脉冲回波法、电谐振法定征，需要多块尺寸差异显著的样品，由于需要采用多块样品，会导致定征的结果易出现不自洽。我们公司的超声谐振谱仪的优点就在于只需要单块样品就可以实现所有弹性常数和压电常数的表征，因此定征结果更加可靠，而且定征过程更加便捷。除了用于压电材料的定征，在合金行业（如高熵合金）或在功能陶瓷行业，对所有的弹性常数进行表征时，同样这款仪器只需要单块样品，就可以对所有的弹性常数进行高精度的定征。因此这款设备可以为国内压电行业、合金行业或功能陶瓷行业，从材料的制备到应用，都可以起到一个促进作用。仪器信息网：谈谈相关技术或产品未来的发展趋势？未来贵司将有哪些新产品和新技术发展计划？汤立国：超声谐振谱技术，虽然在几十年前就存在了，但是该技术在发展过程中，随着材料行业的发展，就出现了两个比较大的需求：一个是要在高温环境下，对材料参数进行表征，尤其是一些高温的压电晶体，甚至需要在1000℃的高温条件下，对所有的弹性常数、压电常数进行表征；另外还有在极端的环境下，如在航空航天中需要合金或压电材料在低温的情况下，对所有的材料参数进行表征。总之，在高温、低温这两种环境下，对功能材料的材料参数进行表征，是超声谐振谱仪发展的趋势。为了适应这个趋势的发展，目前我们公司开发了一款利用高温的超声换能器，这台设备结合高温超声换能器及高低温箱，可以对晶体或者合金在200℃的高温环境下所有的参数进行表征。目前我们公司还正在跟一些高低温箱的厂家进行深度合作，今年年底的目标是这套系统在500℃甚至更高的温度下实现材料参数的表征。明年打算开发一个低温系统，就是把这套仪器设备和低温的环境相结合，实现压电晶体、功能陶瓷等在-180℃甚至更低的环境下材料参数的表征。仪器信息网：贵司在过去一年中，业绩表现如何？接下来有哪些战略规划或市场规划？汤立国：目前这套系统是刚刚开发完成，还没有进行商业化的推广。下一步的主要任务是在国内的相关行业中，进行这款仪器设备的推广。因为目前这款仪器是国内首款的超声谐振谱仪，相信通过对这套仪器的推广，可以促进国内压电行业、合金行业、功能陶瓷行业的材料表征，为相关的科研人员提供一种全新的国产的表征仪器。

style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style p 　　日前，中国科学院深圳先进技术研究院在跨尺度超声神经调控仪器研制方面取得新进展。相关研究成果以 em A Portable Ultrasound System for Non-Invasive Ultrasonic Neuro-Stimulation /em 为题，发表在神经工程专业期刊 em IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering /em （DOI：10.1109/TNSRE.2017.2765001）上。2017年11月9日《自然》杂志在“未来用于大脑的超声技术”综述文章中引用报道了这一由郑海荣团队研制的超声神经调控仪器，并称之为神经科学和脑疾病研究带来了新武器（ em Nature /em , vol. 551, pp. 257-9）。 /p p 　　发展无创精准的新型神经调控技术一直是神经科学和脑疾病领域的迫切需求。超声波作为一种机械波，其力学效应控制神经元电活动新机制的发现，使无创地开展神经刺激成为可能。最新发现超声瞬态刺激在分子、细胞、动物和人脑水平的神经调控科学证据，证实了超声可以控制神经元的活动。超声还可以通过不同的强度、频率、脉冲重复频率、脉冲宽度、持续时间等参数，使刺激部位的中枢神经产生兴奋或抑制效应，从而使神经功能产生双向调节的可逆性变化。这些超声神经调控技术研究成果证实，超声对神经环路的调控机制和脑疾病的发病机理等基础科学问题的研究具有重要潜力，超声作为一种新型无创的神经刺激与调控技术，在脑科学研究和脑疾病干预方面展示出光明前景。 /p p 　　深圳先进院超声技术团队针对跨尺度超声神经刺激所需要的各种需求，设计开发了神经刺激的专用超声辐射力发射探头及电子设备。超声物理参数包括超声辐射力大小、作用方式、频率、脉冲重复频率、强度和脉冲持续时间等都可以自由调整。同时，该仪器也设置了输出输入同步功能，可以和其他神经电生理设备同步工作以完成神经刺激和信号采集的同步获取。该新型超声神经刺激仪已经初步实现了小动物脑神经调控以及非人灵长类大动物的神经环路调控。 /p p 　　此外，项目组同步开发了跨尺度、动态多焦点的超声神经调控装置，涵盖了细胞、小动物、灵长类大动物研究的多个仪器，并已经成功开发了2048通道的磁共振兼容超声神经调控系统，为多点动态深脑刺激研究提供了仪器基础。目前，微/小动物神经调控设备已经成功应用到了包括浙江大学、清华大学、上海交通大学、香港理工大学、美国南加州大学、中科院昆明动物研究所、上海生命科学研究院神经科学研究所和心理研究所等十多个国内外神经生物学与脑科学实验室，在超声神经调控及声感基因（声遗传）等关键技术研究中发挥关键作用。 /p p 　　上述研究工作得到国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目支持。 /p p style=" text-align:center " img alt=" " oldsrc=" W020171121603234843295.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/4c4edba5-5fc1-400b-8f97-aa23e96d8d87.jpg" style=" border-left-width: 0px border-right-width: 0px border-bottom-width: 0px border-top-width: 0px" uploadpic=" W020171121603234843295.png" / /p p style=" text-align:center " (a-b)微尺度超声神经刺激芯片；(c)便携式单通道小动物超声神经刺激仪 /p p style=" text-align:center " img alt=" " oldsrc=" W020171121599227569946.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/92bc7715-b146-4f49-8cc1-7fcb6aa38bf6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 千通道级别多点动态超声神经调控换能器及系统 /p

为追踪无损检测超声领域的最新发展动态，推动无损检测技术的创新与进步，加强同行之间的交流与合作，由《无损检测》编辑部主办，Evident公司冠名的“2023 EVIDENT杯超声检测技术优秀论文评选”活动已经于2023年在沪顺利举行。本次评选中，依旧涌现了诸多精彩论文，我们将选择其中的获奖作品，与大家一同分享。以下为本次活动一等奖获奖论文：

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

近日，中国科学院深圳先进技术研究院声操控小组在超声移液技术研究获得重要进展，实现了皮升级超高精度的超声移液。 　　对于快速发展的合成生物和药物化学等科学研究，为了高效快速并行处理大量实验样本与产生变参数的实验数据，增大实验反应通量、减小反应体系体积逐步成为重要的实验需求，但这种做法对移液设备的稳定性与精度提出了越来越高的要求。传统利用移液枪头的移液器是接触式的，存在样品交叉污染、移液精度低（通常微升级）、耗时长等缺点无法满足需求。非接触式的超声移液由于无需一次性吸头或喷嘴等第三方媒介辅助，具有无液体粘附及残留，无交叉污染，以及可以降低耗材费用，保证移液精准等优势，具有重要的应用前景和商业价值。 超声移液技术是通过声操控技术将液滴从液面喷出，实现移液操作，是一种非接触式的移液方式。具体来讲是利用声波探头把电能转化为声波，并根据声波的反射来获得样品性质和液面高度的信息。声波探头根据所获得的声场信息，自动调整探头的位置和激发的阵列来精准地聚焦作用到液面，激发出液滴。液滴飞向上方的容器，并通过表面张力粘附于容器表面，或直接融入到反应体系中（如图a所示）。深圳先进院声操控小组近期通过研制高频高带宽聚焦超声探头、声辐射力精细可调声操控技术以及移液控制平台，实现了从皮升级到亚纳升级大动态范围可调的移液精度（如图b和c所示），使得移液操作效率更高，更加灵活、精细。该研究工作已发表于期刊IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control。 　　该工作得到了科技部国家重点研发计划项目的资助。 （a）超声移液平台及移液过程示意图，（b）超声波操控液滴从液面喷出过程，（c）激发的不同精度移液液滴。

应用背景超声检测是目前应用最为广泛的无损检测技术，近年来随着电子技术的飞速发展，超声相控阵检测技术成为一个研究热点。与传统的常规超声波探伤设备相比，相控阵检测设备无需探头围绕管棒材进行高速旋转，大大简化探伤设备的机械结构；超声相控阵检测速度快，检测精度高 利用电子扫查和电子聚焦偏转，大大提高了缺陷的检出率和系统的分辨力，实现对棒材表面和内部全截面 壁的整体可靠检测。系统检测对象（1）棒材规格：Φ6~25/Φ20~80/Φ60~180 mm（检测范围可根据需求定制）。（2）长度：6～9m（根据需求定制）。（3）材质：碳钢、合金钢、轴承钢、弹簧钢、冷镦钢等。（4）检测标准和灵敏度：GB/T 4162、ISO 18563等相关标准。（5）凹面环阵探头：每个探头晶片数量128。（6）静态检测能力：Φ0.4/0.8/1.2mm平底孔深度(½, ¼D ),信噪比 12dB（7）动态检测能力：- Φ0.4/0.8/1.2/2.0mm平底孔(根据用户需求和材料确定)。- Φ0.2 ~ 0.5mm × 10mm横孔（100％棒材截面覆盖，无盲区）；- 表面纵向刻槽10 × 0.1 × 0.1mm (L × W × H)。（8）盲区端部盲区：＜30mm。近表面盲区：无。（9）误/漏报率：0%。（10）检测速度：可根据客户要求设计。扫查类型（1）线扫查：将同一聚焦法则顺次应用于不同单元组。（2）扇扫查：将不同聚焦法则顺次应用于同一晶元组，从而形成一个带有一定空间范围的扇型扫查区域。（3）深度聚焦扫查：不同于以往在单一聚焦深度上进行信号采集, DDF (Dynamic Depth Focusing动态深度聚焦) 通过一整套自动计算法则，同时将接收到的不同深度的声场信号进行拟合，并将所有拟合后的聚焦声场信息进行叠加。系统组成设备主要由传输辊道、压持装置、检测主机、自动控制系统和水循环系统组成。压持装置均为下压式，其下部有V型辊轮，上部为压轮，压轮起落由气缸驱动。压轮的下压和抬起动作由光电开关控制，自动识别棒材端部并执行压下和抬起动作，检测主机可实现侧拉出，便于快速换规格。图1：系统概述图2：设备照片设备特点（1）相控阵检测图形化显示，可同时拥有 A、B、C、S 扫描，缺陷显示直观明确。（2）相控阵电子旋转扫查代替机械运动扫查，结构简单检测稳定可靠。（3）相控阵检测易实现声束的偏转、聚焦和扫查，可配置多种检测模式及聚焦法则，检测灵敏度高。（4）模块式结构多路配置检测速度快，生产效率高的超声探伤系统。（5） 操作便捷、维护简单方便。图3：检测界面目前超声相控阵检测技术适合复杂结构件以及能实时成像等优点，已经适用于航空航天、汽车、石化、核电、轴承、压力容器等工业无损检测领域，如：管材、棒材、板材、车轮、盘环件等。附：钢研纳克无损检测业务介绍（1）无损检测钢研纳克无损检测事业部是经过CNAS认可的第三方实验室，具备特种设备综合检验机构资质和NADCAP资质等。能够提供各类无损检测服务，技术方法涵盖超声、射线、磁粉、渗透、涡流、漏磁等。目前拥有COMET 420KV射线机、工业CT/DR、GE/PAC水浸C扫、PVA超声显微镜、M2M超声相控阵仪器、10000A固定式磁粉探伤机、全自动荧光渗透线等高端无损检测设备，可为客户提供大厚度、高精度检测和内部结构分析。（2）无损校准钢研纳克是经过CNAS认可的第三方校准实验室，是目前国内拥有资质最全、能力范围最广的国家级无损检测校准机构之一，无损校准覆盖所有相关仪器、探头和试块，特别对相控阵仪器、TOFD仪器、在线自动化无损检测仪器等校准领域处于国内领先水平。作为国家冶金工业钢材无损检测中心挂靠单位，钢研纳克还承担对国内企业自动无损检测设备综合性能的测试、评价和认可业务。（3）自动/无损检测设备为冶金、石化、铁道、机械等行业的近200家企业上马建造了无缝钢管、焊管、钢棒、钢板、火车车轮等自动化超声、涡流、漏磁和磁粉探伤检测线或设备近500套。此外，还销售以涡流探伤仪、超声波探伤仪和电磁超声探伤仪为主的各类无损检测仪器1000余台。

生物医药行业是公认的朝阳行业，对医药开发的技术有着旺盛的需求。为了满足生物医药及其相关行业的研究需要，2017年初，美国分散技术公司即正式推出能够满足该行业少量样品研究的新型dt -1210超声粒度及zeta电位分析仪，和仅用于粒度研究的dt-110超声粒度分析仪。 dt-1210与dt-1202具有相同的性能指标，但其声学传感器的组合可以建立在最小样品体积3毫升的基础上，测量粒度和zeta电位。dt-1202甚至可以连接微型泵，通过声学传感器泵送样品。在这种情况下，样品体积为7ml。软件与dt-1202相同。美国分散科技公司（dti）专注于非均相体系表征的科学仪器业务。 dti开发的基于超声法原理的仪器主要应用于在原浓的分散体系中表征粒径分布、 zeta电位、电导率、表面电荷、流变学性质、固体含量、孔隙率，包括cmp浆料，纳米分散体，陶瓷浆料，电池浆料，水泥家族，乳液和微乳液、药物乳剂等，并可应用于多孔固体。 在生物与制药领域的应用包括：色谱用树脂与蛋白质相互作用及其电性能表征颗粒大小和胶束的演变细胞粒径测定蛋白质的电荷（价态）测定蛋白质吸附，蛋白质和血细胞的超声波特性没有稀释的药物乳液和微乳液表征溶解和结晶速度的动力学监测产品特性： 能分析多种分散物的混合体 可精确地判定等电点 可适用于高导电（highly conducting）体系 可排除杂质及对样品污染的干扰 可精确测量无水体系 样品的最高浓度可达50％（体积比）,被测样品无 需稀释，对浓缩胶体和乳胶可进行直接测量 具有自动电位滴定功能 产品规格：1. 粒径范围：从５nm至 1000um 2. 可测量zeta电位、超声波频率、电导率、ph、温度、声衰减、声速、电声信号，动态迁移率、等电点（iep）、及弹性流变性质3. zeta电位测量范围：无限制, 低表面电荷可低至0.1mv, 高精度（±0.1mv）4. 在零表面电荷的条件下也可测量粒径5. 允许样品浓度：0.1～50％（体积百分数）6. ph 范围：0.5～13.5 7. 电导率范围：0.0001～10 s/m8. 温度范围： 50℃9. 最大粘度：20,000厘泊10. 电位滴定和体积滴定，滴定分辨率0.1μl 目前，流行的粒度测定方法是激光粒度法（小角激光散射法），但是，这种方法致命的缺点就是必须对样品进行稀释，并且样品最好不带颜色，对光的吸收不能太强。同样，测量zeta电位的动态光散射技术也要求在极稀的分散体系中进行，并且样品粒径不能大于几个微米（一旦颗粒产生定向运动——沉淀，就偏离了该方法的测量原理）。其实，基于同样的瑞利散射原理，如果用声波代替光波，就能够成功地克服上述缺陷。19世纪七八十年代，亨利、廷德尔和雷诺首次研究了与胶体相关的声学现象--声音在雾中的传播。散射理论的创始人洛德瑞利也将他的散射理论中的书命名为“声音理论”。 他把计算方式主要运用到了声音，而不是用在由光学的研究中。由于理论计算的复杂性, 声学更多的依赖于数学计算而不是其他传统的仪器分析技术。随着计算机快速时代的到来和新理论研究方法的发展，今天很多问题已经在美国dti公司有了清晰的答案。 享誉世界的dt-1200系列粒度和zeta电位分析仪, 利用超声波在含有颗粒的连续相中传播时，声与颗粒的相互作用产生的声吸收、耗散和散射所引起的损失效应来测量颗粒粒度及浓度，采用专利电声学测量技术测量胶体体系的zeta电位。对于高达50％（体积）浓度的样品，无需进行样品稀释或前处理即可直接测量。甚至对于浆糊、凝胶、水泥及用其它仪器很难测量的材料都可用dt-1200系列的zeta探头直接进行测量，粒度适用范围从5nm到1mm。 zeta电位电声探头（zeta probe）能直接在样品的原始条件下测量zeta电位，允许样品浓度高达50％（体积）。可配置zeta电位自动滴定装置，自动、快速地判断等电点，快速得到最佳分散剂和絮凝剂，对粒度和双电层因素导致的失真进行自动校正。该仪器的软件易于使用，通用性强，非常适用于科研及工厂的优化控制。 美国分散科技公司（dti）成立于1996年，专注于非均相体系表征的科学仪器业务。 dti开发的基于超声法原理的仪器主要应用于在原浓的分散体系中表征粒径分布、 zeta电位、流变学、固体含量、孔隙率，包括cmp浆料，纳米分散体，陶瓷浆料，电池浆料，水泥家族，药物乳剂等，并可应用于多孔固体。dti享有7项美国专利，在iso参与领导组织超声法粒度分布国际标准和电声法测量zeta电位国际标准的制定，并获得2013年科学仪器行业最受关注国外仪器奖。 1999年，现任仪思奇科技总经理的颗粒和多孔材料表征专家杨正红先生即访问了dti美国总部，并建立了联系，之后双方进行了广泛的合作。自2016年8月仪思奇（北京）科技发展有限公司成立，即开始负责dti在中国大陆的全部业务。 利用dt系列仪器,我们能够分析： 浓浆中粒度分布 浓浆zeta电位 膜和多孔材料的表面zeta电位 等电点 孔隙率 体积流变学 表面活性剂优化 表面活性剂配伍优化 非水相和水相电导率 微流变 表面电荷和表面电导率 德拜长度 固体含量dt系列仪器和规格指标操作过程可选附件操作者将0.1 - 150 ml样品倒入样品池，然后在简单对话框中定义样品，选择所需的实验方案（协议），启动"run" 对于zeta电位测定，样品量可少至0.1 ml.当测量完成，用户需要将样品倒出，并用水或相应清洁溶液清洗探头。对于粒度测量，用dt-110或dt-1210，样品量可少至3ml。 ? 配有1个或2个注射泵的自动滴定系统? ph / 温度测量探头? 电导率测量探头，可选水相和/或非水相? 用于非常粘稠样品的蠕动循环泵? 用于远程“在线”测量的端口? 弹性流变性能测定? 温度加热控制 ? 样品量1202/10型测定粒度 & zeta 电位dt-100/110型dt-500型仅测粒度dt-600型超声法弹性流变分析仪dt-300系列（300/310/330)zeta 电位探头dt-400型自动滴定系统样品体积范围0.1 -150 ml3 -70 ml3 -100 ml0.1-100 ml100 ml体积浓度范围 % (1)0.1-500.1-50无限制0.1-50必须能搅拌电导率 (2)无限制无限制无限制无限制无限制ph0.5-13.50.5-13.50.5-13.50.5-13.50.5-13.5温度 [℃]低于 50低于50低于50低于50低于100介质粘度[cp]可至 20,000可至20,000可至20,000可至20,000可至20,000介质微粘度 [cp] (3)可至100可至100无限制可至100可至100胶体粘度 (4)可至 20,000可至20,000可至20,000可至20,000可至20,000粒径范围 [微米] (5)0.005 to 10000.005 to 1000无限制 测量参数温度[℃]0 to 100, ±0.10 to 100, ±0.10 to 100, ±0.10 to 100, ±0.10 to 100, ±0.1ph0.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.1频率范围 [mhz]1- 1001- 1001- 1001- 10n/a超声衰减 [db/cm mhz]0 to 20, ±0.010 to 20, ±0.010 to 20, ±0.01n/an/a声速 [m/sec]500 to 3000,± 0.1500 to 3000, ±0.1500 to 3000, ±0.1n/an/a电声信号重现性±1%n/an/a±1%n/a电导率（s/m）0.0001-10, ±1% 0.0001-10, ±1%n/a0.0001-10, ±1% 0.0001-10, ±1%所计算参数平均粒径 [微米]0.005 to 10000.005 to 1000n/an/an/a单峰模型参数yesyesn/an/an/a双峰模型参数yesyesn/an/an/azeta 电位±(0.5% +0.1)n/an/a±(0.5% +0.1)n/a弹性粘度 [cp]可选n/a0.5-20000, ±3%n/an/a牛顿液体的体积粘度 [cp]可选n/a0.5-100, ±3%n/an/a液体压缩率 [104/mpa-1]可选n/a1-30, ±3%n/an/a牛顿液体试验范围 (mhz)可选n/a任何频率n/an/a测量时间 [分，min]粒度分布1- 101- 10n/an/an/a水相zeta 电位0.5n/a0.50.5n/a非水相zeta 电位0.5-5n/a0.5-50.5-5n/a流变性能n/an/a1-10n/an/a物理指标重量[kg]电控箱 20池体及探头: 30电控箱 20池体及探头: 30电控箱 20池体及探头: 30电控箱 20池体及探头: 7电控箱 20池体及探头: 5功率300 w300 w300 w300 w300 wdt系列仪器选件的适用性型号ph/温度探头电导率泵滴定升级到 dt- 1202dt- 100yesyesyesyesyesdt- 600yesyesyesyesyesdt- 300yesyesyesyesnodt- 400yesnoyesnonodt- 1202yesyesyesyesn/a（1）仪器可以测量的超声衰减谱远远超过50％（体积），但是从该数据计算psd和ζ电位的理论被限制为50％（体积）。在胶体样品密度与介质密度的对比比较接近的一些体系中，最小体积分数为1％。（2）ζ电位的概念在非常高和非常低的电导率的极端情况下变得不确定。（3）在计算粒径和ζ电位时，重要的粘度值是当粒子响应于声波而移动时粒子所经历的粘度。 在诸如凝胶或其它结构化体系的情况下，这种“微粘度”可以显著小于用常规的流变仪测量出的介质粘度，这种介质粘度比其颗粒的微粘度要大于一个数量级。（4）对于自动滴定实验，可能有必要使用外部循环泵，以使（酸/碱）试剂与相当粘稠的样品之间充分混合。 （5） 对于zeta电位测量的粒度范围，可能取决于颗粒密度与介质密度的对比度。

项目概况理工科基础及专业实验室设备购置 招标项目的潜在投标人应在阳光招采电子招标投标交易平台（网址：https://www.yangguangzhaocai.com/）获取招标文件，并于2024年06月28日 09点00分（北京时间）前递交投标文件。项目基本情况项目编号：WUTH2024040016（ZB0101-202406-ZCHW0706）项目名称：理工科基础及专业实验室设备购置预算金额：500.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：500.000000 万元（人民币）采购需求：本项目共分3个包。投标人可对本次采购的各包进行选择性投标，也可同时投标；但评审时将以包为单位进行独立评审，分别确定中标人，投标人可中多包。投标人若同时响应多个包，则须分别编制投标文件、分别报价。各包报价均不得超过各包预算金额（最高限价），否则按该包无效投标处理。包号名称采购内容数量预算金额（万元）备注是否为核心产品是否为进口产品包1基础物理实验室设备购置超快脉冲I-V测试模块1205.5是否电激励磁悬浮实验仪12否否LED特性实验仪11否否近距转镜杨氏模量仪12否否超声探伤及特性综合实验仪12否否临界现象观测及气液相变测定实验仪12否否物理实验教学选排课管理系统1否否静电场描绘实验仪20否否热膨胀实验仪13否否空间光调制器1否否CMOS相机1否否高性能计算平台1否否包2光电专业实验室设备购置红外稳态荧光光谱仪系统181.46是否信号与系统实验系统5否否台式计算机2否否数字示波器5否否波形发生器2否否电源2否否紧凑型激光二极管控制器4否否光纤耦合光电探测器4否否激光同轴光纤耦合系统4否否包3力学实验室设备购置材料力学多功能实验装置35213.04否否动态疲劳控制器1否否非接触式复合材料热值无损检测系统1否否恒荷载装置22否否Zwick/Roell专用DCSC部件1否否柜式空调3否否电致应变驱动测试系统1否否摩擦磨损力学试验机1否否复合材料超声探伤仪1是否合同履行期限：包1供货期：合同签订后3个月内交货；质保期：自验收合格之日起不少于1年。包2供货期：合同签订后1个月内交货；质保期：自验收合格之日起不少于1年。包3供货期：合同签订后3个月内交货；质保期：自验收合格之日起不少于1年。本项目( 不接受 )联合体投标。获取招标文件时间：2024年06月07日 至 2024年06月17日，每天上午9:00至12:00，下午14:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：阳光招采电子招标投标交易平台（网址：https://www.yangguangzhaocai.com/）方式：符合资格的投标人应当在获取时间内，通过以下方式获取招标文件。 （1）拟参加本项目的投标人须在阳光招采电子交易平台免费注册（网址：https://www.yangguangzhaocai.com ---【新用户注册】，相关操作帮助详见：帮助中心--- 投标人注册操作指南）； （2）注册完成后，登录电子交易平台，点击【投标人】，在【公告信息】---【采购公告】栏下载拟投标段采购文件（拟投多标段的，应按标段分别下载），500元/份（包），售后不退。联合体参与响应的，由牵头人注册及下载采购文件。未按规定获取采购文件的，其响应文件将被拒绝； （3）本项目非全流程电子标，投标人无须办理CA数字证书； （4）在电子交易平台遇到的各类操作问题（登录、注册认证、报名购标、制作及上传标书等问题），请拨打技术支持电话010-21362559（工作日:08:00～18:00；节假日:09:00～12:00，14:00～18:00)； （5）企业注册信息审核进度问题咨询电话：027-87272708； （6）项目具体业务问题请向代理机构联系人咨询。售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2024年06月28日 09点00分（北京时间）开标时间：2024年06月28日 09点00分（北京时间）地点：湖北国华项目管理咨询有限公司（武昌区中北路109号中铁1818中心10楼）1 号会议室公告期限自本公告发布之日起5个工作日。对本次招标提出询问，请按以下方式联系1. 采购人信息名 称：武汉理工大学地址：洪山区珞狮南路122号联系方式：晏老师 027-876452562. 采购代理机构信息名 称：湖北国华项目管理咨询有限公司地　址：武汉市武昌区中北路109号中铁1818中心10楼联系方式：宋黎明、王刚、汪树新、余轶菲 027-872727183. 项目联系方式项目联系人：宋黎明、王刚、汪树新、余轶菲电话：027-87272718

引言随着可提供全聚焦方式（TFM）功能的检测设备陆续进入到市场中，无损检测（NDT）行业也在经历着一个技术进步突飞猛进的重要时期。全聚焦方式（TFM）的出现标志着相控阵超声检测（PAUT）技术又向前迈出了重要的一步。然而，一些相控阵超声检测（PAUT）的从业人员可能仍然对全聚焦方式（TFM）及其与全矩阵捕获（FMC）的关系，以及常规相控阵超声检测（PAUT）和全矩阵捕获/全聚焦方式（FMC/TFM）处理之间的差异，感到困惑。这篇文章可使那些熟悉相控阵超声检测（PAUT）成像的检测人员对全聚焦方式（TFM）成像有个基本的了解。常规相控阵超声检测（PAUT）和全聚焦方式（TFM）的基本区别在相控阵超声检测（PAUT）和全聚焦方式（TFM）检测中，都使用一个多晶片探头，在被测样件中发射脉冲超声波，并记录回波随着时间而变化的轨迹（波形）。然后，这些波形被合成处理，以生成被测样件中反射体的图像。超声波图像可被视为由众多子图像（被称为帧）堆栈在一起而生成的图像。例如：相控阵超声检测（PAUT）中的扇形扫描是由一系列以不同角度采集到的A扫描（波幅对应时间）堆栈而成。在扇形扫描的定义中，单个A扫描的作用相当于帧。相控阵超声检测（PAUT）策略就是以尽可能快的方式处理这些帧，并实时显示和刷新总体图像。常规相控阵超声检测（PAUT）和全聚焦方式（TFM）之间的基本差别在于信号采集和帧处理的策略不同。常规相控阵超声检测（PAUT）成像为了演示在相控阵超声检测（PAUT）中采集帧的过程，这里我们使用一个S扫描作为示例。S扫描由众多单个的帧组成，这些帧对应于在工件中以不同角度采集到的A扫描。在采集过程中，一组晶片（被称为孔径）同时发射脉冲，并记录下声波的轨迹。延迟被应用到每个晶片，以使超声声束以所需的角度偏转，并在工件中期望的深度处聚焦。这样，每个帧就是由折射角度和聚焦深度而定义。因此，要采集的帧的总数量就是构成总体图像的不同角度的数量。相控阵超声检测（PAUT）的优点是只需要完成有限的采集量。向被测材料中发射的声束是不同单个发射器的声学波幅“物理求和”的结果，而接收声束则是由前端电子设备通过快速求和算法而获得的合成声束。因此，可以非常迅速地显示通过相控阵超声检测（PAUT）方法获得的图像。相控阵超声检测（PAUT）的缺点是所有帧都在一个恒定的深度上聚焦。位于聚焦区域之外的反射体会显得模糊不清，而且会比位于聚焦区域内的同等大小的反射体看起来更大些。全聚焦方式（TFM）技术可以解决这种显示分辨率的问题。全聚焦方式（TFM）的基本概念是在多个不同深度的聚焦线上显示波幅，换句话说就是不只在单一的深度线上聚焦，而是具有“随处聚焦”的特点，因此可以为聚焦区域内的任何位置生成高度清晰的图像。如果使用相控阵超声检测（PAUT）采集策略（获得每帧图像需要一次采集）生成全聚焦方式（TFM）图像，则所需的时间就会显著增加。生成一个全聚焦方式（TFM）图像所需的像素数量比生成一个S扫描所需的不同角度的数量高得多。例如：通过以100个不同角度进行扫查而获得的一个S扫描需要100次采集，而由100 × 100像素构建的全聚焦方式（TFM）图像则需要10000次采集。为了避免这个采集数量过多的问题，我们可以使用另一种采集策略，这种策略是在后处理过程中计算出帧。这种采集策略需要一组对应于每个像素位置的聚焦法则，以及被称为全矩阵捕获（FMC）的一组原始基础波形。这样一来，基础波形会得到适当的延迟和求和处理，以在发射和接收过程中以合成方式生成超声声束，并在每个像素位置聚焦。因此，所生成的图像具有“随处聚焦”的特点。全矩阵捕获（FMC）可以获取探头所有成对（发射-接收）单个晶片所生成的所有波形。一般来说，要使用探头的整个孔径，因为对于某种特定的探头来说，这样可以获得最佳聚焦结果。在这种情况下，获得全矩阵捕获（FMC）数据所需的采集数量等同于探头晶片的数量。全矩阵捕获（FMC）收集到有关探头每个晶片之间声束传播的所有信息，包括被测材料表面的反射以及由缺陷引起的散射等信息。任何类型的相控阵超声检测（PAUT）图像都可以使用全矩阵捕获（FMC）数据重建，其中包括：扇形扫描、平面波成像（PWI）、动态深度聚焦（DDF）等。虽然全矩阵捕获（FMC）生成图像所需的采集数量与相控阵超声检测（PAUT）大致相同，但是要存储单个全矩阵捕获（FMC）数据集，却需要很大的存储容量、很宽的传输带宽，以及很强的处理能力。取决于所用设备的电子器件，获得全矩阵捕获/全聚焦方式（FMC/TFM）结果的速度可能会比相控阵超声检测（PAUT）更慢。以实验案例说明相控阵超声检测（PAUT）和全聚焦方式（TFM）图像的差异为了说明相控阵超声检测（PAUT）和全聚焦方式（TFM）成像之间的差别，我们在此介绍一个使用线性相控阵（PA）探头对钢块中垂直分布的几个相同的横通孔（SDH）进行扫查的设置。下面是OmniScan X3探伤仪使用相同的检测配置获得的相控阵超声检测（PAUT）S扫描（a）和全聚焦方式（TFM）图像（b）。在S扫描中，每帧图像都使用独特的20毫米聚焦深度获得（红色虚线代表聚焦深度）。处于聚焦区域内的几个横通孔（SDH）以相似的波幅和大小出现在图像中。与较短的聚焦深度相比，使用这种聚焦深度，可以获得更大的具有优质图像分辨率的区域，这也是图中几个横通孔都清晰可见的原因。位于聚焦深度以外较远的横通孔的图像会出现失真现象，且其波幅会大幅降低。因此要使所有横通孔获得更为一致的定量效果，需要使用不同的聚焦深度生成多个图像。在全聚焦方式（TFM）图像（b）中，超声声束在每个像素上聚焦。如您所见，图像中的每个横通孔（SDH）都很清晰鲜明，因此只需一个图像就可以准确地定量分布在更大深度范围内的横通孔。不过，我们可以观察到，位于电子聚焦能力所及的边限处的横通孔有横向失真的现象。这种失真情况是相控阵成像固有的问题，因此也会出现在全聚焦方式（TFM）图像中。探头正在进行全矩阵捕获（FMC）扫查比较相控阵超声检测（PAUT）扫描图与全聚焦方式（TFM）图像。全聚焦方式/全矩阵捕获（TFM/FMC）采集优势特性的总结全聚焦方式（TFM）和相控阵超声检测（PAUT）之间的主要区别在于构成图像的帧的性质和数量不同。在相控阵超声检测（PAUT）中，帧是一些1维信号或A扫描。后处理工作只包含前端电子设备对信号的实时求和操作，而且在处理的同时，会采集并呈现帧（图像）。与相控阵超声检测（PAUT）不同，全聚焦方式（TFM）的帧是来自每个像素坐标位置的聚焦声束的0维度数据点。因此，要处理的全聚焦方式（TFM）的帧的数量远多于相控阵超声检测（PAUT）的帧的数量。全聚焦方式（TFM）成像需要通过全矩阵捕获（FMC）方式采集数据，以在后处理过程中以合成方式生成聚焦声束。全聚焦方式（TFM）的主要优点是整个图像都以最佳分辨率显示，而相控阵超声检测（PAUT）图像仅在声束的聚焦区域中具有较高的分辨率。在使用全聚焦方式（TFM）进行检测时唯一值得注意的局限性是相控阵成像技术所带来的电子聚焦能力。

湿法造粒是口服固体制剂生产经常采用的加工工艺，目标是将通常细而粘的活性成分和辅料加工成更均匀、自由流动的颗粒，方便下游加工。 具有理想特性的颗粒可以有效改善加工性能，包括提高生产量，赋予片剂所需的关键属性等。但是，这意味着湿法造粒制成的粒子通常只是半成品，而非最终产品，从而产生了一个问题，即：如何控制造粒工艺，获得最终能生产出良好片剂的粒子？在第一种情况下，有必要确定潮湿颗粒可测定的参数，以便用来量化粒子属性的差异。 本文描述了全球粉末表征技术领先企业富瑞曼科技和制药加工解决方案主要供应商GEA Group（基伊埃集团）公司双方进行的联合实验研究。本实验采用了基伊埃的ConsiGma? 1连续高剪切湿法造粒及干燥系统，用于造粒，并运用富瑞曼科技的FT4粉末流变仪?进行动态粉体测试。所获得的结果显示了如何根据动态测定潮湿颗粒的结果，来预测成品片剂的属性。研究结果突出表明，动态粉体测试作为一种有价值的工具，可用于加速优化湿法造粒工艺、改善对加工的认识和控制，并对连续加工方法的开发提供支持。湿法造粒的目的和挑战 湿法造粒通常用来改善压片混合工艺的特性，使得粒子在压片过程中拥有优化的加工属性，赋予片剂所需的优点。目的是形成均匀的颗粒，提高压片产量，并使片剂拥有所需的关键品质属性，如重量、硬度以及崩解性能等。 在湿法造粒时，配混料的活性成分、辅料组份和水混合在一起，形成均匀的颗粒。然后，这些均聚体或者粒子得到干燥、研磨、润滑等进一步加工，形成压片机所需的理想喂入材料。这些喂入材料的特性可以通过调节各种加工参数，包括水的含量、粉末喂入速度、螺杆速度等有可能产生影响的造粒等环节来进行控制。通过调节一个或者更多的变量，调节粒子属性，确保粒子在压片机中处于理想的性能状态。 但是，要生产出具有规定属性的粒子，需要认识这些关键的加工参数会对粒子产生何种影响，同时还必须认识粒子属性和最终片剂之间的关系。通过以下实验，可以看出动态粉末测试将如何帮助实现这些目标。动态粉末测试概述 动态粉末测试是对运动中的粉体而非静态粉体进行测量， 并直接测定了松体的流动特性，这有助于在非常接近真实加工环境的状态下对粉体进行表征。可以测得经混合、处于低应力状态、充气甚至呈流体状态下粉体样本的动态特性，以精确模拟加工环境，获得给定工艺条件下直接相关的数据。 当刀片沿着规定路径旋转通过粉体样本时，测量作用于刀片上的扭矩及力，以衡量动态粉末特性。当刀片向下穿过样本时，测得基本流动能（BFE）。它反映了粉体穿过挤出机或喂料机时，在受力状态下的流动特性。比能（SE）测量的则是刀片向上运动时粉体的特性，直接反映了低压环境下，如粉体在重力状态下自由流经模具时的行为特征。加工参数对湿法造粒粒子特性影响的研究 富瑞曼科技和基伊埃集团进行了一项研究，用以确定湿法造粒粒子的动态流动特性是否与片剂的硬度的特性相关。通常情况下，片剂硬度对片剂质量起关键作用。试验采用了基于ConsiGma 25连续高剪切粒子和干燥原理的实验室设备ConsiGma1。 这套系统包含具有专利的连续高剪切造粒及干燥机，可以加工几十克至五公斤、甚至更多的样本。 在该系统上进行的研究有利于促进高效的产品和工艺开发，系统停留时间少于30秒。用ConsiGma1生产的潮湿、干燥的粒子由FT4粉体流变仪进行了表征。 实验项目的第一阶段，对不同造粒条件，如不同含水率、粉体喂入速度和造粒机螺杆速度等状态下的粒子属性进行了评估测试，测试的是基于乙酰氨基酚（APAP）及磷酸氢钙(磷酸二钙)这两种粉体配方的模型。系统地改变了加工参数，并测量了所得到的潮湿粒子的BFE。图2显示的是以不同螺杆速率生产出来的APAP配方粒子的BFE随含水量变化的关系。 收集到的APAP配方数据显示，如果螺杆速度保持不变，则随着含水量增加，BFE也升高。当含水率相同时，低螺杆速度同时会产生高BFE的粒子。两种趋势都会出现，因为高含水量、低螺杆速度，造成喂料多，可能生产出更大、密度更高、粘结性更强、对刀片运动阻力相对更高的粒子。数据同样显示，当含水率为11%、 螺杆速度为600rpm时，所生产的粒子的BFE与采用螺杆速度为450rpm、含水率为8%的粒子的BFE相当。这项发现非常重要，因为它表示，具有相似特性的粒子可以采用不同加工条件获得。 图3显示，含水量和螺杆速度分别保持15%和 600rpm不变，当干燥粉末喂入造粒机的速度降低时，DCP配方制成的粒子的BFE显著增加。 其它数据表明，可以通过降低喂入速率，以更低的含水率得到相同BFE的粒子。如，含水15%、螺杆速度约为 18kg/小时的粒子的特性与含水25%、喂入速度为25kg/小时的粒子相近。结合APAP配混料的研究，结果显示，可以通过加工条件的不同组合来得到具有相同特性的特定粉体。 表1列出了，生产具有不同属性的两组粒子所采用的不同工艺参数。条件1和条件2获得的潮湿颗粒的BFE值约为2200mJ，而条件3和条件4获得的BFE值约为3200mJ。 在下列加工工艺，包括干燥、研磨、润滑等阶段的每一步都测量了粒子的BFE，以改善加工性能。本研究中所采用的流动助剂是硬脂酸镁。在所有这些阶段，不同组的相对BFE值保持不变，第3、4组的BFE值一直高于1、2。 图4模拟了加工过程每一阶段的粒子流动特性。条件3和4显示，干燥后的BFE值有所上升，因为，与条件1和2状态下的粒子相比，条件3和4状态下的粒子相对尺寸大、密度高、机械强度高。 研磨后，尽管粒子密度、形状和韧度差异依然存在，但尺寸更为接近。这也使得BFE的观察结果显得有理可据。这些差别在润滑后保持不变，状态1、2和3、4之间的差别明显。 这些结果清楚表明，可以在各种不同的加工条件下，加工出用BFE衡量的、具有特定流动特性的粒子。这些测试显示，BFE值可用于湿法造粒加工产品和工艺的开发， 但同时也会产生问题，即BFE值是否可以进一步用以预测压片机内的粒子行为，以及，更重要的是，BFE是否可以与片剂关键品质属性直接相关。在粒子动态特性与片剂质量之间建立相关性 采用相同的工艺参数，在压片机中对四批潮湿粒子进行了干燥、研磨、润滑。然后测量了片剂的硬度。图5 为片剂硬度与不同阶段粒子流动性的关系。 结果显示，BFE和片剂的硬度与湿态和干燥的粒子有关，而且与它们的变化极其有关。与潮湿粒子和润滑粒子有关是比较容易理解的。尽管两者的相关性不如它与干燥、研磨过的粒子来得明显。所观察到的润滑过的粒子之间差异性和相关性差应归因于硬脂酸镁的整体影响。 这个数据综合反映了粒子在不同加工阶段的流动性（用BFE进行表征）与最终粒子关键质量属性（此处指硬度）之间存在的直接关系。这意味着，一旦特定的BFE与更理想的片剂硬度相关，就可用于推动对湿法造粒工艺进行的优化。结果表明，假如潮湿粒子能够获得目标BFE，最终以硬度衡量的片剂质量就可得到保障。这为提高产品和工艺开发效率，并且，不管是分批还是连续造粒工艺，都能获得更好的工艺控制路径，创造了机会。面向未来今天，采用传统的批次加工方法依然占支配地位，但业内很多人预期，未来大量的产品会采用连续加工。本文中，富瑞曼科技和基伊埃集团共同为将这一理想变成现实向前迈进了一大步。文章揭示了通过采用不同的工艺条件，有望获得特定的片剂属性，并且指出，动态粉末特性如流动性与最终产品的特性直接相关。 本文最初于2014年3月刊登于《医药制造》杂志。结束 图 图1：FT4粉末流变仪?的基本工作原理。测量刀片（或叶片）在穿过样本时遭遇的阻力，量化所测量粒子或粉末松体的流动特性。图2：为APAP配方制备的粒子的BEF随着含水量的增加以及螺杆速度的下降而增加。图3：为DCP配方制备的粒子的BFE随着喂入速率的下降而显著上升。图4：在造粒的不同阶段BFE变化明显，但不同组的粒子之间会存在明显差异。Figure 5: A strong correlation is found between the BFE of the granules and final tablet hardness图5：粒子BFE和最终片剂硬度之间存在很强的关联度Table 1: Four different processing conditions used to make two distinct groups of granules表1：两组明显不同的粒子采用的4种不同加工条件

仪器信息网“资讯”频道“实验室动态”栏目为大家汇集了最新的国内外实验室筹建、实验室科研成果、实验室检测水平等信息。2009年12月-2010年2月期间“实验室动态”栏目共发布450多条相关新闻，仪器信息网对其进行了整理汇总。（备注：该汇总信息全文已刊登于总第33期《仪器快讯》“业界新闻”栏目。） 　　据仪器信息网调查数据以及对新闻的统计分析，全国各地、各行业正在加快建设研发、检测实验室。近几年，我国国家财政科技支出持续增加，科技经费投入继续保持稳定增长，全社会研究与试验发展(R&D)经费投入力度加大。另外，由于人们生活水平不断提高，以及一些食品安全、环境污染等事件的爆发，引起人们对产品质量、环境安全等的关注，这些都是导致全国各地、各行业纷纷成立研发检测实验室，提高实验室科研检测能力的重要原因。 仪器信息网2009年12月-2010年2月资讯频道“实验室动态”栏目刊登拟建、在建或已建成实验室情况摘录 食品领域实验室 新闻发布日期 地点 状态 投资金额 蜂产品研究中心 2009-12-16 上海 建成 500万元 驻马店食药检验中心 2009-12-17 驻马店 建设中 1000多万元 国家酒类及饮料质量监督检验中心 2009-12-22 仁怀 建设中 　 国家肉制品质量监督检验中心 2009-12-31 漯河 建成 3500万元 天祥食品实验室 2009-12-31 上海 建成 　 吉林省坚果炒货产品检验中心 2010-1-5 梅河口 建成 　 国家矿泉水检测重点实验室 2010-1-8 拉萨 拟建 　 贵州省流通环节食品安全检验中心黔西南州分中心 2010-1-13 黔西南州 建成 180万元 啤酒行业第一家国家重点实验室 2010-1-21 青岛 建设中 　 生物、医药领域实验室 　 　 　 　 先正达全球生物技术研究中心 2009-12-22 北京 建设中 1亿美元 成都博奥独立医学实验室 2009-12-29 成都 建成 　 天津市新药安全评价研究中心 2010-1-24 天津 建设中 　 西南合成制药股份有限公司环保实验室 2010-1-28 重庆 建设中 1000万元 环境领域实验室 　 　 　 　 复旦大学润华持久性有机污染物(POPs)研究中心 2010-1-5 上海 建成 　 黄河流域水环境检测中心西安分中心 2010-2-8 西安 建成 1685万元 化工领域实验室 　 　 　 　 博禄（全球化工巨头）中国研发中心 2010-1-7 上海 建成 　 国家盐化工产品质量监督检验中心 2010-1-18 淮安 拟建 6000万元 国家危险化学品质检中心 2010-1-26 茂名 拟建 　 国家石油石化产品质量监督检验中心(广东) 2010-1-27 惠州 建成 　 福建省电线电缆暨危险化学品产品质量监督检验中心 2010-2-2 南平 建成 700多万元 国家石墨产品质量监督检验中心 2010-2-3 郴州 建成 　 纺织领域实验室 　 　 　 　 中国纺织工业检测中心福建办事处 2009-12-23 石狮 拟建 　 温州鞋类科技实验室 2009-12-24 温州 建成 　 国家皮革制品质量监督检验中心(广州) 2010-1-27 广州 拟建 3000万元 泳装检测备案实验室 2010-1-29 兴城 建成 140多万元 材料领域实验室 　 　 　 　 稀土资源利用国家重点实验室和中国科学院先进生态环境材料重点实验室 2009-12-15 杭州 拟建 　 先进储能材料国家工程研究中心 2009-12-17 湖南 建设中 　 安徽省耐磨材料质量监督检验中心 2009-12-17 宁国 建设中 600万元 船舶工程重点实验室、船舶基础材料质量检验中心 2009-12-29 舟山 拟建 6000万元 超导材料制备国家工程实验室、陕西航空材料工程实验室 2009-12-30 西安 建成 1亿多元 厦门大学高性能陶瓷纤维教育部重点实验室 2010-1-5 厦门 拟建 　 设备领域实验室 　 　 　 　 国家工矿电传动车辆质检中心 2010-1-4 湘潭 拟建 5000万元 国家内燃机及零部件产品质量监督检验中心 2010-1-8 玉林 建设中 500万元 国家中小电机产品质量监督检验中心(福建) 2010-1-22 福安 拟建 2000万元 国家空气污染治理设备产品质量监督检验中心 2010-1-25 龙岩 拟建 　 西安光机所光机精密装校超净实验室 2010-2-5 西安 建成 200多万元 常熟将建农机汽车检测中心 2010-2-8 常熟建设中 1000万元 江苏省轻工机械产品质检中心、烟花爆竹产品质检中心 2010-2-9 盐城 建成 6000万元 光伏、太阳能领域实验室 　 　 　 　 LED灯具光电实验室 2009-12-17 福州 建设中 100多万元 浙江省太阳能产品质量检验中心 2009-12-22 海宁 建成 1365万元 国家太阳能热水器产品质检中心和节能建材产品质检中心 2009-12-24 葛店 拟建 　 太阳能光伏发电技术国家重点实验室 2010-1-13 保定 拟建 5.4亿元 国家半导体照明产品质量监督检验中心 2010-1-21 常州 建设中 7800万元 天威薄膜光伏有限公司研发检测中心 2010-1-21 保定 建成 1.5亿元 光伏技术国家重点实验室 2010-1-27 常州 拟建 　 其他领域实验室 　 　 　 　 吉林省玄武岩产品质量检验中心 2009-12-29 柳河 拟建 　 国家文教用品质量监督检验中心 2009-12-22 宁海 建成 　 广州质量技术中心 2010-1-13 番禺 建设中 5.6亿元 成都(中国)质检院 2010-1-13 成都 建设中 3亿元 中国科学院光生物学重点实验室 2010-1-15 北京 拟建 　 中科院兰州化学物理研究所青岛研发基地 2010-1-27 青岛 建设中 3.8亿元 贵研检测科技(云南)有限公司 2010-1-29 昆明 建成 1000多万元 黑龙江林木产品质量监督检验中心 2010-2-4 穆棱 建成 4480万元 国家级陶瓷检测重点实验室 2010-2-8 玉林 建设中 1500万元 聊城市钢管检测中心 2010-2-8 聊城 建成 220万元 仪器信息网2009年12月-2010年2月资讯频道“实验室动态”栏目刊登企事业放单位与科研院校合作共建实验室情况摘录 企业与科研院校合作共建实验室 新闻发布日期 普洛医药与浙江中医药大学共建生物芯片与比较医学实验室 2009-12-23 东南大学—江苏太阳宝太阳能热利用联合工程研发中心 2009-12-24 岛津国际贸易(上海)有限公司与上海第二工业大学共建实验室 2009-12-28 武钢与华中科技大学共同建WISCO联合实验室 2009-12-30 深圳检验检验局与深圳大学将合作建设深圳市重点实验室 2010-1-5 城市水资源与水环境国家重点实验室与江苏大学共建研究中心 2010-1-7 四川大学与奥峰科技联合设立高分子新材料联合研究开发中心 2010-1-14 中国纺织科研院江南分院与浙江蓝天海纺织服饰科技有限公司共建特种面料研发中心 2010-1-18 中南大学与益阳市鹏程科技有限公司共建物理仪器研发中心 2010-1-18 中山大学达安基因与广州三元生物科技共建国内最大食品药品安全检测研发生产基地 2010-1-19 厦门多家集中式消毒餐具企业联合成立了福建省首家餐具消毒质量检测中心 2010-1-20 海洋化工研究院与拜耳材料科技贸易(上海)有限公司联合实验室 2010-1-20 重钢与北京科技大学共建研发中心 2010-1-21 中国科学院华南植物园与广州万正药业有限公司共建天然药化联合实验室 2010-1-29 华峰铝业股份有限公司和上海交通大学共建研发实验室 2010-2-1 中国计量学院—浙江普洛医药科技有限公司联合实验室 2010-2-2 国家新能源工程技术研究中心与嘉普通太阳能有限公司共建华南热利用研发与测试中心 2010-2-2 粤东产品质量检验中心和汕头大学共建联合实验室 2010-2-4 常熟理工学院和苏州国环环境检测有限公司共建“车用环保材料检测研究中心” 2010-2-7 温州检验检疫局与法国必维国际检验集团共建国际化低压电器实验室 2010-2-9 宁夏伊品生物科技股份有限公司和中科院微生物研究所共建氨基酸联合实验室 2010-2-9

近日，中山大学电子与信息工程学院（微电子学院）教授李朝晖和副教授沈乐成率领的研究团队基于硫系微纳加工平台，成功研制出了包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列，并融合新型通信算法数字光频梳技术，开展基于硫系片上阵列器件结构的并行信号解调及光声计算成像相关研究。相关研究论文发表于Nature Communications。 基于硫系微环传感器阵列和数字光频梳解调技术的光声成像示意图。研究团队 供图近年来，李朝晖/沈乐成团队一直致力于搭建面向硫系微纳器件的制备平台，并依此开展多物理场的传感与成像应用研究。在算法研究方面，他们提出了基于先进光信息处理算法的数字光频梳技术，具有高效、大带宽以及多维解调等优势，并结合光学微腔实现双共振模式下的超声信号解调；在技术创新方面研发了具有高调制效率的非悬浮硫系声光调制器；在成像应用与调控方面开展了面向生物医疗的高通量全息成像和高速光场调控。这些研究成果表明先进光信息处理技术与新型硫系材料器件的结合在生物成像、医疗传感等方面具有巨大的潜力和前景。基于上述积累，该团队近日研制出包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列。该微环传感器阵列具有高灵敏度、大带宽和小尺寸等优点，其中单个微环传感器具有175 MHz（-6 dB）的检测带宽和2.2?mPaHz?1/2的噪声等效压力，性能指标领先。基于可调的数字光频梳技术，研究团队还研发了一套可与微环传感器阵列相匹配的高性能并行信号检测方案，对高速动态粒子、静态叶脉和活体斑马鱼等展示了光声计算成像结果。上述研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金和南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）的资助。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2019年12月，在美国加州圣马特奥举行的2019年R& amp D 100 Awards盛典上，布鲁克海文实验室凝聚态物理与材料科学部的高级物理学家兼组长朱溢眉与美国Euclid TechLabs公司、美国国家标准技术研究院(NIST)和日本电子美国的科学家和工程师们开发的“电子束脉冲发生器”获得“2019 R& amp D 100”奖。 /p p 　　这种低成本的无激光设备可以改装配置到传统的透射电子显微镜中，达到在很短的时间内对能量和生物材料的动态行为成像。 /p p 　　《 R& amp D World》杂志将其评选为年度100大创新之一，他们的解决方案是一种基于电子束脉冲发生器的透射电子显微镜成像技术，可在很短的时间内对材料的动态行为进行成像，无需复杂且昂贵的脉冲激光器。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/866d4aa7-17cb-46b2-8388-70151e24180d.jpg" title=" d3641119-720px.jpg" alt=" d3641119-720px.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 该脉冲发生器使传统的透射电子显微镜能够捕获超快的物质过程，如原子振动和电荷转移，而不需要复杂而昂贵的脉冲激光器。照片中，朱溢眉坐在最前，站在其后面的是布鲁克海文实验室的研究助理付学文，主要着手展现脉冲发生器探测超快过程的能力。站在远端的两位分别是Euclid TechLabs公司工程师Hyeokmin Choe(左)和美国石溪大学研究生Chase Rendall(右)，他们分别致力于将该设备应用于生物分子和量子材料。 /span /p p 　　 strong 技术背景 /strong /p p 　　由于透射电子显微镜(TEM)埃米级或更出色的空间分辨率，TEM已成为解析多种材料原子和电子结构的强大工具，应用材料包括高温超导体、铁电和铁磁、催化剂和电池等。但是，常规TEM视频速率约为每秒30帧，即33毫秒， strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 这太慢而无法捕获这些材料中的原子振动、晶格运动、电荷转移、离子迁移、电磁转换和其他动态过程。这种限制主要是由于TEM中产生的电子束是连续的而不是脉冲的。 /span /strong /p p 　　在过去的15年里，探索材料的原子振动、晶格运动等的动态过程，可以通过为TEM配置可产生电子束的脉冲激光来实现， strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 但是基于激光器的超快TEM非常复杂且昂贵，需要对TEM进行重大修改，并且需要专业人员来操作激光系统 /span /strong 。 /p p 　　 strong 技术方案 /strong /p p 　　该研究小组的解决方案是电子脉冲发生器代替激光。他们使用加速器技术将电子的连续波形(电子具有类似于波的特性，以一定的频率振荡)“切割”形成10皮秒(1皮秒为万亿分之一秒)的超短脉冲，具有高重复频率(兆赫到千兆赫)，用于频闪模式下的超快TEM实验。在这种模式下，脉冲被重复地循环，以创建一个时间分辨率的图像，类似于胶卷是由一系列单独的图片组成，当快速连续地观看时，就会产生连续运动的效果。脉冲的频率可以根据感兴趣现象的自然时间尺度来调整。例如，金属-绝缘体的跃迁或自旋波的传播，只要现象是可重复的，这个过程就可以被捕获。 /p p 　　布鲁克海文实验室凝聚态物理和材料科学部的高级物理学家，电子显微镜和纳米结构小组负责人 朱溢眉表示，“ span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 将加速器技术与电子显微镜相结合是前所未有的 /strong /span 。” 朱溢眉与其之前一位学生June Lau(现就职于NIST)提出了电子脉冲发生器的想法，带着这个想法咨询了专门从事加速器开发的研发公司——Euclid TechLabs公司，并进一步进行合作。“在过去的五年里，双方的合作不仅带来一些列科研成果及美国专利的发表，而且还产生了可用于商业TEM的可衍生产品。” /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 442px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/9a885446-3580-47f8-94f0-0ef1e36b0fc9.jpg" title=" electron-pulser-720px.jpg" alt=" electron-pulser-720px.jpg" width=" 600" height=" 442" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 可以将电子束脉冲发生器(在图中右上角放大部分)改装到现有的商用透射电子显微镜中，以将电子的正常连续波形转变为脉冲束，以进行频闪超快实验。紫色框显示脉冲束，时间间隔为100皮秒。 /span /p p 　　该团队在Euclid公司开发并制造了电子脉冲发生器，在日本电子美国总部的TEM中测试了该设备，然后将其安装在NIST和布鲁克海文实验室TEM中，以不同电压工作。此后，他们一直在进行不同的实验以探索该设备的功能， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 包括它是否可用于探测具有高电子相关的材料甚至生物样品中的超快动力学 /strong /span 。众所周知，通常用于TEM中的高能电子束会破坏原子键，从而破坏生物样品。但是，如果断裂的化学键能在脉冲之间自愈，辐射损伤便可能会减轻。 /p p 　　“有机会与电子显微镜专家合作非常令我感到兴奋，” Euclid工程部副总裁Chunguang Jing说， “我希望我们的共同努力将带来一个有用的商业产品，可以影响电子显微镜领域。” /p p 　　“这项技术把我们带到了未知的领域，” 朱溢眉说，“现在， strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 我们不仅可以做时间分辨的测量，还可以看到生物分子对外界刺激的反应 /span /strong 。” span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 我们希望我们相对廉价的技术将为科学界提供一种手段，以在所需的空间和时间范围内捕获和理解功能材料的微观结构、电子结构和自旋状态 /strong /span 。” /p p 　　布鲁克海文的贡献得到了美国能源部基础能源科学办公室的支持，欧几里德得到了美国能源部小企业创新研究补助金的支持，NIST得到了内部研发资金的支持。 /p p 　　布鲁克海文国家实验室是由美国能源部科学办公室资助的。科学办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者，并且致力于解决当今时代最紧迫的挑战。 /p p 　　 strong 附：关于获奖 /strong /p p 　　自1962年以来，每年的R& amp D 100大奖一直表彰科学技术方面的革命性思想。40多位来自学术界，工业界和政府部门的专业人员组成的评审团选出了今年的获奖者。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 200px height: 68px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/b4f52ac1-4a06-4b01-9755-7effd10eb505.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 200" height=" 68" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　R& amp D World副总裁兼编辑总监Paul J. Heney说：“这100项获胜的产品和技术将在未来几年改变行业，使世界变得更美好。” /p p 　　布鲁克海文获得此奖是2019年授予美国能源部国家实验室的众多奖项之一。 /p p 　　美国能源部长Rick Perry表示：“这些奖项认可了我们国家实验室以开创性的思想形式提供的令人难以置信的价值，这些思想一旦成功就将改变我们的生活方式。” “我们为实验室不断重新定义可能的能力而感到自豪，这有助于确保我们国家更加繁荣和安全的未来。” /p p 　　自1987年以来，布鲁克海文实验室已经获得37项R& amp D 100大奖。获奖的技术包括显微镜光学、电催化剂、纳米变形方法和辐射探测器等。 /p

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。

上世纪60年代中期，美国Fassel和英国Greenfield分别报道了各自取得的重要研究成果，创立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)新技术。1975年美国热电佳尔-阿许公司(TJA)生产了世界上第一台商用ICP-AES，仪器的商品化有力地推动了ICP-AES分析技术的应用和发展。 　　ICP-AES法既具有原子发射光谱法(AES)多元素同时测定的优点，又具有原子吸收光谱法(AAS)溶液进样的灵活性和稳定性，在主、次、痕量成分的多元素同时测定，固、液、气态样品直接分析等方面具有很好的效果，堪称理想的分析方法。经过半个多世纪的发展，其应用范围是原子光谱分析技术中最为广泛的一种，由无机物分析，扩展到有机、生化、生命科学分析领域，以及当前备受关注的环境检测及食品安全监控等方面，已成为当前最具优越分析性能和实用价值的实验室必备检测手段。 　　2014年10月19-21日，由中国工程院、中国合格评定国家认可委员会、中国标准化协会、中国金属学会、国际钢铁工业分析委员会、中国钢研科技集团有限公司主办的&ldquo 中国科学仪器设备与试验技术高峰论坛&rdquo 、&ldquo 第四届中国能力验证与标准样品论坛&rdquo 、&ldquo CCATM&rsquo 2014国际冶金及材料分析测试学术报告会&rdquo 在北京国际会议中心举行。10月20日下午，湿法分析(ICP-AES\ICP-MS\AAA\其他)分会场报告会举行，50余位业内知名专家、学者、技术人员出席了会议。 　　北京NIL国际实验室能力验证研究中心郑国经教授做题为&ldquo 原子光谱仪器新进展&mdash ICP-AES发展动态&rdquo 的报告。每一届BCEIA期间，中国分析测试协会都会组织各领域的专家对相关仪器、零部件的水平、技术特点、发展前景进行评述。郑国经教授是BCEIA仪器评议光谱组的组长，在此次报告中郑国经教授详细评述了近年来原子光谱中ICP-AES仪器技术与应用的最新发展动态。 　　ICP-AES仪器技术发展动态 　　(1)仪器分辨率有明显提高 　　谱线干扰是ICP-AES光谱分析的主要影响因素，所以ICP-AES仪器需要高分辨率的光学系统，才能最大限度减低光谱干扰。中阶梯光栅-棱镜双色散系统和超百万像素的固体检测器使 ICP-AES的分辨率达到&ldquo 极致&rdquo 。近期的新品仪器均标称，仪器的光学分辨率达到0.003nm或像素分辨率为0.002nm。仪器的谱线实际分辨率可以达到0.005nm的效果。 　　(2)高频电源采用全固态数字式发生器成为主流配置 　　全固态RF发生器使仪器结构更为紧凑、运行更加稳定，可达到稳定性&le 1.0%、重复性&le 1.0%。频率已经优化在27.12MHz 及40.68MHz，不同厂家均有选用，效果相近，均有很好的分析性能。 　　国内在这方面正在迎头赶上，近年来武汉地质大学与计量院联合研制的数字式高效全固态 ICP光源系统已取得成果，采用全数字化设计，功率调节采用数字式控制，频率为27.12 MHz，可调范围为100 W~1600 W，将大大促进国产ICP-AES仪器的发展。 　　(3) 炬管垂直放置，双向观测同时进行，已成为全新配置 　　自从上世纪末，推出端视技术以提高ICP-AES的检出灵敏度以来，据采用水平炬管，双向交替观测。经实际使用发现水平炬管不是最佳配置，因此垂直炬管成为全新配置，同时推出双向同时观测技术。实验中发现水平炬管易产生盐分、碳粒的凝结和水滴的产生，而垂直炬管设置可防止这些情况出现，并能提高分析有机样品和高盐样品时的稳定性。 　　(4)检测器结合不断深化的软件功能，多谱线拟合扣除光谱干扰、多波长分析数据自动判别，创造即开即用、高通量快速检测技术 　　固体检测器不断改进提高，新一代CCD/CID检测器具有高灵敏度、高量子化效率，像素分辨率可达到优于0.003nm。 　　强大的软件功能，一次测量可同时采集多条谱线及背景信息，记录所有元素的分析谱线数据，可在测量后对任何元素及其干扰直接进行数据处理，或可以随时在方法中添加其他谱线，进行数据再处理，不需重新再做分析。使ICP-AES的测定达到高样品通量、低消耗成本的效果，&ldquo 全谱全读&rdquo 的分析摸式。 　　(5)仪器分析性能明显提高，分析波长范围向近红外区和远紫外区扩展，检出限有很大提高 　　波长范围逐渐扩大，紫外向130nm、红外向1100nm扩展。在远紫外光区有很多谱线干扰少的灵敏分析线，因此努力拓宽180nm以下的分析谱线的应用，一是提高测定下限，二是消除干扰，三是扩大测定范围。 　　(6)溶液高通量自动进样及省时、省气、高效设计达到即开即用的效果 　　采用溶液高通量自动进样技术，缩短进样及冲洗时间，提高进样频率，实现高通量自动进样。 　　气路设计上也依据高效节能的理念，满足省时&mdash 开机即用(5分钟) 省气&mdash 无需提前和延时吹扫，所有吹扫的氩气和冷却气体都将引入等离子气充分利用 高效&mdash 高浓盐、有机样、高低浓度一次完成测定。 　　(7)激光剥蚀固体进样等配件已成为性能优越的商品，扩大了ICP-AES分析应用范围 　　将激光剥蚀(LA)超微粒子采样技术与ICP-AES分析技术相结合构成LA-ICP-AES, 形成固体样品直接进样的分析技术，已成商品配件。 　　近年来ICP-AES新产品 　　ICP-AES仪器技术进展，从提高分析能力考虑，提高仪器分辨率是关注点 改进仪器的使用流程，提高开机即用能力，减低气体消耗是主流。 　　近年来出现新品：耶拿高分辨率ICP仪器-PQ9000型、利曼CMOS固态检测器ICP仪器-Prodigy7型、安捷伦同步双向观测仪器-ICP5100型、珀金埃尔默平板型等离子光谱仪器-Optima 8300型、聚光科技的 ICP-5000型等。 　　耶拿 PQ9000:以耶拿的光学优势，高分辨率中阶梯光栅-棱镜二级色散，达到光学分辨率 0.003nm。 　　利曼 ICP-Prodigy7：首台采用CMOS固态检测器的ICP-AES。CMOS与目前通常采用的固体检测器CCD或CID不同，其信号采集及处理速度快于常规的CCD/CID。 　　安捷伦 ICP-OES 5100：智能光谱组合技术(DSC)可实现同步的水平和垂直双向同时观测，是一个全新概念。 　　珀金埃尔默PE 8300：平板型等离子体降低Ar气消耗量至8 L/min。 　　聚光科技 ICP-5000：国内率先实现了商品化的全谱型仪器，有多项自主研发技术：自主研发的自激式全固态RF电源及匹配技术、小型化中阶梯二维分光系统光路技术、自行研发的深制冷面阵CCD高速数采系统，分析软件上也有多项创新。 　　ICP-AES应用进展 　　ICP-AES分析由于其优越的分析性能，已经在很多领域的得到广泛应用，很多分析方法作为分析标准已经纳入国家标准及行业标准。 　　目前ICP-AES法纳入国家标准(GB/T)和行业标准: 黑色金属材料 GB 15个；HY 6个 有色金属材料 GB 56个；HY 57个 能源及化工 GB 10个；HY 22个 水质及环境 GB 1个；HY 3个 矿产资源 GB 7个；HY 4个 其他领域 GJB 1个；HY 7个 　　质检出版社2011年出版的：电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术标准汇篇 　　ICP-AES应用动态 　　由于ICP-AES技术的不断发展，逐渐实现了快速、低成本、高通量的分析。特别适应用在环境、制药、食品安全或工业分析等领域上，ICP-AES分析已成低成本的检测方法。 　　从近年来在各公开刊物上发表的文献可以看出ICP-AES已经成为日常分析手段。查近两年2013-2014公开出版刊物中论文有关于ICP-AES分析的论文就有693篇: 2014年228篇，2013年465篇。其中出自&ldquo 冶金分析&rdquo 46篇 &ldquo 光谱实验室&rdquo 33篇 &ldquo 中国无机分析化学&rdquo 23篇 &ldquo 光谱学与光谱分析&rdquo 14篇 &ldquo 化学分析计量&rdquo 13篇 &ldquo 岩矿测试12篇等，可见其应用范围很广。 　　直接测定 　　ICP-AES分析通过选用合适仪器和分析谱线大多情况下均可以进行直接测定。主要是解决样品处理问题和谱线干扰问题。各类仪器新品均是为了实现各类样品直接测定的需要。从分析对象看主要还是归结为： 　　无机物的分析：通过选用合适仪器和分析谱线大多情况下均可以进行直接测定。主要是解决样品处理问题和谱线干扰问题。有机物分析：通过选用合适仪器和分析谱线大多情况下可以进行直接测定。主要是分解有机样品的处理问题和仪器的条件设定问题。 　　分离分析 　　ICP-AES作为一种元素测定的分析手段，采用简易分离后测定，可以解决没有现成分析方法或成分复杂无法进行直接测定样品分析问题，也可通过分离富集提高其测定下限，有更为广泛的应用价值。 　　如：用离子交换纤维柱分离铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)有很好的分离效果，分离后的 Cr(Ⅲ) 和 Cr(Ⅵ) 可用 ICP-AES分别测量&mdash 实现价态分析 用氢氧化镧共沉淀分离ICP-AES法测定铜精矿中铅、砷、锑、铋杂质元素 用反相色层分离ICP-AES法测定可燃毒物(Gd,U)O2中12种微量元素等。 　　气体进样分析 　　ICP-AES法通过氢化物发生以气态氢化物发生方式进样，提高了测定灵敏度。另外，以气体进样方式，可以解决特殊的分析需求。如：以发生CO2方式可以测碳、碳酸盐含量。 　　固体进样分析 　　LA-ICP-AES开拓了ICP-AES的固体进样分析方法，已有商品配件可供选用。例如：LA-ICP-AES法分析中低合金钢中多元素的研究，除Si元素外，其它元素线性相关系数均大于0.999。 　　虽然当前人们更多地关注于质谱分析仪器，对于原子光谱的地位与应用产生了怀疑，但是对于无机元素测定，原子光谱仍是最佳方法。特别是ICP-AES已成为实验室必备的检测手段。而环境安全、食品安全中有毒有害元素的检测是长期存在的需要，因此ICP-AES分析仪器的发展仍得到极大的关注。（撰稿人：刘丰秋）

USF-2000A采用压电元件产生的20kHz振动波形，经放大后加载到试样上，实现高速度的疲劳试验。能测试通常难度很大的109、1010次的疲劳强度，可在约10分钟内生成107次的数据[1]。近年来，超高周次承载部件越来越多，金属材料超高周疲劳测试需求与日俱增，超声疲劳方法是完成超高周疲劳的有效手段之一。相比高周疲劳，超声疲劳由于试验频率大幅提高，试样尺寸设计、应力控制等都和高周疲劳不同，已不适宜采用高周疲劳试验标准。4月25日，由TC183（全国钢标准化技术委员会）归口，TC183SC4（全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会）执行 ，中国钢铁工业协会主管的国家标准《金属材料 超高周疲劳 超声疲劳试验方法》正式发布，并将于2024年11月1日施行。背景通常认定如果循环次数大于107，样品就不会断裂，所以所有的工业品必须在这个疲劳极限以下进行设计，尽管如此，事故仍可能发生。随着工业技术的发展，许多金属零件的设计疲劳寿命逐渐增加，金属材料的高周疲劳行为已成为一项研究重点。金属疲劳是指机器、车辆或结构件的金属零件因反复施加应力或载荷而引起的弱化状态最终导致断裂的现象。因此，为了确保机器、车辆等的质量，需要对其零件进行疲劳检测。超声波疲劳试验是一种共振式的疲劳试验方法，通过压电原件产生20kHz振动波形，经放大后加载到样品上，实现高速度的疲劳试验，可快速地检测各种工业材料的疲劳极限。标准解读01原理超声疲劳试验采用超声发生器产生20kHz 的电信号，压电陶瓷换能器将电信号转换成相同频率的机械振动，经位移放大器放大后传递至试样，在试样中产生谐振波，使试样获得频率约为20kHz按正弦波变化的轴向位移和应力。02试样超声疲劳试验常用的试样类型有漏斗形、等截面圆形和板状。设计超声疲劳试样尺寸时，尺寸组合应满足试验系统谐振频率为20kHz的谐振条件，否则试样将不能起振，试验无法进行。设计试样尺寸之前应先根据GB/T 38897确定材料的动态弹性模量，再根据材料的密度和不同形状试样的几何尺寸理论公式计算满足试验谐振频率的端部长度值。岛津方案岛津超声波试验系统可参照GB/T 43896-2024《金属材料 超高周疲劳 超声疲劳试验方法》的测试方法对样品进行测试。USF-2000A超声波疲劳试验机01试验原理USF-2000A疲劳试验机的加载原理同普通的疲劳有很大的不同，它是由压电元件产生20 kHz的振动，将振动通过谐振腔放大再传导至加工成特定尺寸形状的试样，试样产生共振形成稳定的驻波，不断地收缩和伸长由此进行20kHz的疲劳试验。02主要特点☆ 在共振状态下进行试验，可产生高应力，能够进行1000 MPa级的钢材试验☆ 采用计算机设定和控制试验，可在桌面上进行试验☆ 试验设备的功耗小☆ 可简单地再现微小缺陷而产生的疲劳破坏☆ 能以20kHz的重复频率快速评价金属材料的疲劳寿命，一般100Hz频率下测试1010次循环试验需要3.2年，使用本机进行试验只需要6天。03应用案例仅需输入材料的模量、密度等信息，软件即可根据设置，自动生成技术图纸，开始试验。在达到规定循环次数或超过试验频率波动范围时，试验自动结束。同时，可在软件中选择指定振荡和停止时间（脉冲-暂停）比。空气冷却系统提供支持，有效避免样品过热。04定制化产品在平均应力为零的条件下很少使用实际组件。尽管如此，USF-2000A是一种标准超高循环疲劳试验系统，只能在零平均应力条件下实施试验。使用配有平均应力负载系统的超高循环疲劳试验系统，可在平均拉伸应力负载情况下实施千兆周期疲劳试验。近年来，超高周次承载部件越来越多，金属材料超高周疲劳测试需求与日俱增，超声疲劳方法是完成超高周疲劳的有效手段之一。USF-2000A提供金属和其他材料的负载容量信息以及确定度，可在6天内完成试验[1]而无需1年或更久。应用20 kHz周期频率，相比300Hz，完成1010次循环试验的速度可提高60多倍。特别是在汽车、航空航天和铁路应用领域，材料可靠性必须具备可预测性，岛津试验机可以为消费者提供更优质量和更高安全性，并为制造商提供安心保障。注[1] 实验数据可能随条件不同而变化本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

欧洲教堂和城堡代表了一个时代的建筑成就，是“实用、坚固、美观”理性思想指导下，对形而上学思想的阐释。而“变黑的大教堂”恍惚间让你穿越到黑暗的中世纪，唤醒被压抑着的性灵，此时是不是疑惑：它们不应该是抚慰人心，及至天堂吗？ 我国著名建筑设计大师贝聿铭先生也曾说过“建筑是光与影的结合”，而教堂和城堡其实就是光与影的最佳体现形式之一。其中比较有代表性的教堂，如德国科隆大教堂、圣家族大教堂、TESCAN 4D原位CT起源地根特的圣尼古拉斯大教堂等。而说到城堡不得不提一下位于TESCAN总部捷克的布拉格城堡。虽然蔡依林的“布拉格广场”脍炙人口，其实布拉格只有老城广场并没有所谓的布拉格广场。 拿科隆大教堂来举例，在建成时其实是银白色的！耗时6个世纪于1880年竣工。为什么德国科隆大教堂现在是一副黑漆漆的样子？？？其实，这是所有大教堂和城堡都面临着的严峻问题。总部位于比利时根特的TESCAN XRE利用其高分辨率显微CT揭开其谜底。从“白马王子”到“邋遢大叔”，只需环境的改变首先是选材。在欧洲，特别是中、西欧，地处阿尔卑斯山脉附近，大理石储量丰富且优质。有多丰富呢，直到2000年以前欧洲大理石产量仍占全球80%以上，而大理石使用寿命高达上百年且极具美观。因此，大理石成为建造教堂的首选材料。科隆，是欧洲重要的工业城市，也是德国最大的褐煤（煤化程度最低的矿产煤，污染远超一般的煤）生产基地。由于长期受到工业废气和酸雨污染、腐蚀，大理石表面容易被溶解和变色，严重的会出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而损坏建筑物。大教堂从原来的“白马王子”变成了现在的“邋遢大叔”。那建筑石材在酸性环境下，究竟是如何一步步变化的？在比利时根特大学X射线断层扫描中心TESCAN的高分辨率CoreTOM CT成像装置耗时4天，使用原位动态能力观察研究了石灰岩在酸性环境下反应的时间过程。在不破坏材料的情况下，详细记录了样品内外部的微观结构变化。最终用2D、3D图像以及动画形式在微米尺度上为大家揭秘。实验设计Tescan CoreTOM CT System4D原位CT实验选择一块直径为4毫米的石灰岩岩心为本次实验样品，将岩心固定在密闭容器内，并在底部加装释放酸性环境的原位设备，以此来模拟酸性城市环境。最后将原位装置的电源和数据信号接入CoreTOM系统特殊的原位载物台上，该载物台搭载专用的“无电缆缠绕”接口，可匹配市面上大部分原位装置，让载物台在旋转时无后顾之忧，自由自在地旋转而不用担心电缆数据线缠绕问题。让石灰岩岩心完全暴露在酸性环境中进行连续采集，然后对原始采集投影图像进行“实时”重建，每30分钟一次扫描，共扫描136次，扫描体素为5μm。第一次扫描得到差分图像（t=0h）为参考体积，一直记录到第68小时。实验挑战在数据处理和重建过程中，超长的采集时间和超多的扫描数量，使得数据总量甚至会超过1.5T。这个问题怎么解决？1.“实时”重建技术，CoreTOMCT系统配备了实时重建技术，实现边扫描边重建，合理运用计算机的算力并且节约时间成本。2.“关键节点”重建技术，在数据时间轴当中，利用差分成像，来观察时间节点。我们可以有选择的进行重建分析，选择某个时间节点前后，或者某个关键变化前后进行重建。以此来高效处理整个数据体。不遗漏任何一个变化的同时也可降低数据压力。3. 连续四天不间断采集。TESCAN动态显微 CT适用范围更广，性价比更高，目前，是市场上唯一一款介于传统实验室显微 CT（延时成像）和同步加速器显微 CT （可用范围有限、成本十分昂贵）之间的桥梁。实验结果石材的变质是一个复杂的过程，它涉及到物理、生物、化学等多种机制。首先我们选择观察样品的一个切片图，以t=0时的切片图为参考体积，做出随时间变化的差分图像，用更加直观的方法，展现样品的变化过程。样品内部的孔隙，不同成分的密度差，外部的形貌等等我们都可以清晰地观察测量到。不难发现随着时间的变化，石灰岩开始慢慢被腐蚀。在第68小时达到顶峰。随后我们在3D立体图像上，来展示整个样品的变化趋势，不同颜色代表不同时间段发生的变化。而在本次实验中主要发生了两个变化，一个是在酸性环境下方解石胶结物的溶解，另一个是石膏(CaSO4.2H2O)结晶过程，为了很好地展示两种变化的过程，我们分别对3D成像做了两种处理。而在中后期，则主要是石膏结晶过程。小结：大理石在使用和暴露于大气条件时，与其环境之间的相互作用和干扰，比如溶解、剥落、打磨、溶解、风化或结壳等，会导致侵蚀或沉积蚀变模式，这些模式的改变是复杂和动态的。其中，石膏结痂是污染城市环境中建筑石材上的硫酸盐结壳，主要由石膏晶体组成，由于混入空气中的灰尘和颗粒物，通常被称为黑色结痂。通过实验我们能清晰的观察到这一系列动态过程。为原位实验而生除此外，我们还使用Tescan DynaTOM CT设备对石膏材料进行了4D原位加温试验，不仅可观察到外部形状变化，还能完美地记录下内部孔隙率、孔隙形状、尺寸变化等数据。更多CT应用视频，请扫码进入B站：搜索”TESCAN中国“。

中山大学电子与信息工程学院、光电材料与技术国家重点实验室的李朝晖、沈乐成团队提出了一种可在强散射动态活体内实现光学聚焦的波前整形技术。该技术结合时间反演超声编码原理，能够在相机单次曝光的条件下实现散射光场的重新聚焦，平均单模式调控时间可降低至29 ns。该团队利用该系统成功演示了穿透约5.1 mm厚度的活体成年斑马鱼的动态聚焦过程。该工作以“High-speed single-exposure time-reversed ultrasonically-encoded (TRUE) optical focusing inside dynamic scattering media”为题发表在了Science Advances。在生物光子学中，光在散射组织内的聚焦能力对于光学成像、光学控制以及光学治疗等领域具有至关重要的意义。然而，生物组织中折射率的不均匀性会造成光的散射，导致光在生物软组织内的聚焦深度被限制在了约1毫米左右。为了解决这一难题，波前整形技术通过空间光调制器等器件对入射光场进行相位预补偿，结合超声引导星在生物组织内提供的对比度机制，能够克服散射效应实现组织内的光学聚焦。然而，生物活体存在的呼吸、血流、心跳等动态生理过程限制了波前整形系统的有效调控时间窗口。因此，缩短整形系统中的平均单模式调控时间，对于面向生物活体应用的波前整形技术极为迫切。针对上述难题，该研究团队设计了一种可对抗动态活体散射的高速波前整形系统，如图1所示。该系统利用聚焦的超声波作为引导星，同时通过在空间光调制器上预加载四进制相位编码掩模，使得相机只需要单次曝光便可以通过高效的算法完成相位的准确提取。此外，该系统利用GPU对数据进行并行处理，使得对于具有百万像素的相位重构时间缩短至1.3 ms。通过上述技术，所研发的高速波形整形系统能够在8.1 ms内完成5.2×105个有效空间模式的完整调控，平均单模式调控时间约为29ns，较之前最快的系统提升了3倍多。图1 (A) 可对抗动态活体散射的高速波前整形系统示意图；(B) 待测散射光场散斑图； (C) 四进制相位编码掩模； (D) 重建后的相位图。 通过该系统，研究人员成功演示了穿透约5.1 mm厚的活体成年斑马鱼的动态聚焦过程（图2）。该工作展示了高速单次曝光的动态散射介质内部光聚焦系统在生物活体内部聚焦时的优越性能，为波前整形技术在活体生物组织的生物医学应用迈出了重要一步。 图2（A）系统在约5.1 mm厚的活体成年斑马鱼的聚焦演示实验；（B）相机拍摄到的内部焦点。

本文授权转载自公众号 高分子科技编辑：一林氢键有机骨架材料(HOFs)是一类由纯有机分子或金属配合物通过分子间氢键构建的新型多孔材料，近年来受到了广泛关注。然而，相比于较强的共价键和配位键，氢键较弱，当除去其孔洞里的溶剂后，大部分的HOFs结构会坍塌，因此其发展受到很大的限制。直到2010年，研究者才构建出具有永久多孔性的HOFs。HOFs具有低成本、易纯化、可重结晶再生、高水稳定性和热稳定性等诸多优点，在气体储存/分离、质子传导、分子识别和光学等方面具有广泛的应用。氢键虽然较弱，同时也具有更大的柔性。通过柔的氢键和柔的有机分子来构建纯有机的柔性多孔骨架材料是可行的。柔性的HOFs很可能可以在外界刺激下实现多重结构转变，使之可以在传感和主客体化学等领域有很好的应用前景。近，中山大学池振国教授和张艺教授团队报道了一种超柔的具有永久多孔性的HOF(命名为8PN)。通过调节分子构象和组装形式，实现了大范围的孔洞调节和多重可逆性结构转变。由于8PN具有优异的柔性，HOF孔洞可以适应各种不同大小的客体分子。用于构建8PN的有机小分子 (命名为TPE-4pn)以柔性的四苯乙烯为核，其对位上各增加一个苯环，所有的苯环都可以相对乙烯平面发生旋转，从而进一步增加其结构的柔性。通过溶剂挥发法，一共获得了8PN的8种单晶。单晶X-射线衍射结果表明，在不同的溶剂条件下，TPE-4pn的分子构象不同，所构建的骨架也具有不同的孔结构。TPE-4pn分子中苯环与乙烯平面之间的二面角大小和TPE-4pn分子间氢键的距离长短对8PN骨架中孔洞的大小具有一定的调节作用。这8种骨架的孔隙率可以从10.4% (空隙体积为222.1 ?3)调节至33.2% (空隙体积为1816.0 ?3)。此外，通过加热，也可以获得其一种不含溶剂的骨架(孔隙率4.4%，空隙体积为89.4 ?3)。在不同的外界刺激(机械力、温度、溶剂)下，这9种骨架可以实现可逆的相互转变，包括单晶-单晶转变和形状记忆功能。图1. 8PN的单晶结构及孔洞调节8PN的柔性也被应用于主客体化学，特别是用于包容传统多孔材料很少涉及的固态客体分子。值得一提的是，包有客体的多孔骨架材料的高质量单晶是较难得到的。但是单晶又具有其不可替代的优势，比如可以在原子水平获得关于基团无序、客体排列、客体数量、主客体相互作用等信息。我们获得了适于单晶X-射线衍射的5种共晶。8PN通过改变其分子构象和组装形式，可以捕捉不同形状，不同尺寸，不同聚集态，甚至不同数量的客体。从而，8PN可以作为一个多功能的主体，用于包容一些具有特殊物理化学性能的客体，以制备出一些具有特殊性能的主客体共晶材料，从而有望拓宽现有多孔材料的应用领域。图2. 8PN和不同客体的共晶结构该成果近期以“An exceptionally flexible hydrogen-bonded organic framework with large-scale void regulation and adaptive guest accommodation abilities”为题发表于Nature Communications。该工作由中山大学化学学院的博士研究生黄秋忆和李文朗在张艺教授和池振国教授的共同指导下完成。该研究得到了国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金和广东省“特支计划”科技创新领军人才专项的大力支持。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-10575-5本文为微信公众号“高分子科技”原创文章并授权HORIBA转载，版权归其所有。刊物或媒体如需转载请联系邮箱：info@polymer.cn本研究采用的是HORIBA Fluorescence-3荧光光谱仪，如需了解该研究中关于该仪器的详细应用介绍，欢迎点击左下角“阅读原文”留言，我们的技术专家会尽快联系您进行答疑解惑。 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享，供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。

近日，广东汕头超声电子股份有限公司（简称：超声电子）发布2022年度报告。报告显示，超声电子2022年实现营收66.73亿元，较去年同期下降0.87%；归属上市公司股东的净利润为4.17亿元，较去年同期增长10.94%；基本每股收益为0.7762元，较去年同期增长10.93%。其中，2022年超声电子仪器业务营收1.78亿元，较去年同期增长11.36%，约占总营收的2.67%。超声电子主要从事印制线路板、液晶显示器及触摸屏、超薄及特种覆铜板、超声电子仪器的研制、生产和销售。其中，超声电子仪器产品主要有相控阵超声成像系统检测仪、常规超声波探伤仪及超声波系列探头，涡流、电磁超声测厚仪器、电动双轨探伤仪、自动探伤系统，广泛应用于石化设备、运输管道、轨道设施、航空航天设备、电力设施等领域的无损伤检测、定位、评估和诊断。

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。

一、项目基本情况项目编号：HW20240291、HBT-15124192-244109项目名称：华中科技大学动态核极化磁共振装置采购项目预算金额：10010.000000 万元（人民币）最高限价（如有）：10010.000000 万元（人民币）采购需求：华中科技大学动态核极化磁共振装置：主要包含5T分子极化增强系统、11.7T超灵敏代谢微成像系统、14T波谱增强检测系统等；具体要求见本项目招标文件第三章内容。合同履行期限：交货期：合同签订后48个月；质保期：自验收合格之日起5年。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2024年09月10日 至 2024年09月14日，每天上午8:30至12:00，下午14:00至17:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：线上网络获取方式：符合资格的投标人应当在规定的获取时间内按以下步骤获取文件：登陆“数智云采”官网（https://cjyc.hbbidding.com.cn/hubeiyth/），进入“云采购平台”，按照“帮助中心--业务操作指南--数智云采供应商操作手册”完成获取（网络报名及电子发票问题请咨询窗口电话：027-87273107）。标书费300元/包，售后不退。售价：￥300.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：华中科技大学　　　　　地址：湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号　　　　　　　　联系方式：李老师，电话：027-87540659，邮箱：hustcgzx@hust.edu.cn　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：湖北省招标股份有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：湖北省武汉市武昌区中北路108号兴业银行大厦五层　　　　　　　　　　　　联系方式：龙琳、阳世昌、叶雄威、周丹娜、方勇、杨洵，电话：027-87273661，邮箱：31848804@qq.com　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：龙琳电　话：　　027-87273661

压缩感知成像作为一种计算成像技术，具有突破奈奎斯特采样极限、高通量测量、单像素成像等优势，在对地遥感、激光雷达、生物医学等领域具有重要应用价值。然而，传统压缩感知成像在空间、时间动态范围上与普通成像相比均存在不足。一方面，压缩感知成像对探测器提出了过高的动态范围要求，导致在有限探测器位数条件下的成像质量较低；另一方面，由于压缩感知成像需要多次调制与测量获取信息，因此难以满足实时成像的应用需求。针对空间、时间高动态压缩感知成像的实际需求，中国科学院国家空间科学中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室的刘雪峰团队开展了一系列研究工作，并不断取得新进展。在空间高动态成像方面，该研究团队提出了一种稀疏测量结合并行抖动的压缩感知成像方法，利用稀疏调制降低待测信号动态范围，并以叠加随机抖动信号的多像素探测提升光学测量的有效动态范围，显著提高了探测器位数受限时的压缩感知成像质量，并将对探测器的动态范围需求降低至1比特（图1）。相关工作发表在光学领域国际学术期刊Optics Express（IF:3.833）上，并于近日被全球工程领域著名科技网站Advances in Engineering（AIE）遴选为关键科学文章进行专题报道。在时间高动态成像方面，该研究团队与北京理工大学量子技术研究中心合作开展了并行压缩感知成像技术的研究，提出基于并行调制采样的系统标定与图像重建方法，使压缩感知成像达到实时成像速度，同时具备像素超分辨成像能力。基于此原理，研制高分辨率中红外成像样机，可利用320×256像素中波红外探测器实现1280×1024分辨率实时成像（图2），该技术对于解决高性能红外传感器分辨率不足对红外成像设备发展的制约具有重要意义。相关工作发表在光学领域国际学术期刊Optics and Laser Technology（IF:4.939）上。图1. 不同探测器动态范围条件下的压缩感知成像结果对比图2. (a) 中红外像素超分辨成像样机示意图 (b) 对分辨率靶标及远距离目标的超分辨成像结果

【概述】中国材料与试验团体(Chinese Standards for Testing and Materials) （简称 CSTM）标准委员会在2020年9月25日发布了团体标准T/CSTM 00214-2020《无损检测 超声检测 凸曲面斜入射试块的制作与检验方法》，并于2020年12月25日正式实施。本文是对该标准内容进行解读。【标准制定背景】当前锻造、铸造、制管、焊缝及探头等厂家，在进行曲面检测的角度探头校准时，国内外仪器和生产使用单位均不能确认或出具曲面检测斜探头角度校准证书。为了降低生产成本，在符合工业产品生产适用性的前提下，需要简化方法过程，降低各项操作要求。我们通过发明制作了该曲面试块（或称为：3号校准试块—脚跟试块），保证了其具备可追溯性，也确保了工业生产中曲面检测斜探头使用中角度磨损的准确测量。一直以来，对于检测凸曲面工件的标定，在世界各国尚没有统一的校准试块。国内外超声波探头制造厂家和第三方校准实验室均不能出具曲面斜探头的测试报告，原因是没有合适的校准试块。脚跟试块的发明填补了这一空白，对产业发展起引领作用：（a）适用井口及采油树专用件井口及采油树专用件是指在石油、天然气钻井开采过程中，安装在陆上井口，用于控制气、液（油、水等）流体压力和方向，悬挂套管、油管，并密封油管与套管及各层套管环形空间的井口装置中的零部件，包括采油树阀、悬挂器、套管头、油管头、四通、法兰等。（b）适用深海设备专用件深海设备专用件是指用于制造深海油气设备的零部件，由于深海油气设备的安装操作难度高及使用环境恶劣，相较于陆上井口设备，深海油气设备对专用件的承压、抗腐蚀等各项性能指标和可靠性有着更高的要求，包括深海采油树、管汇、阀体等。（c）适用压裂设备专用件压裂设备专用件是开采页岩油气压裂作业设备的核心部件，包括压裂泵缸体、封井器、井口球阀、投球器、活动弯头、油壬、蜡球管汇、压裂管汇等。（d）适用钻采设备专用件钻采设备专用件是指勘探和开采油气的全套机械设备的零部件，包括防喷器壳体、活塞、顶盖、管汇等。【目的和意义】超声波探伤仪和探头的标定工作，目前主要的标准试块为V1(IIW1)船形试块和V2(IIW2)牛角试块，它们的作用主要为水平线性、垂直线性、动态范围、灵敏度余量、分辩力、盲区、探头的入射点、折射角等，探头的检测面为平面。而脚跟试块与船形试块或牛角试块的作用基本相同，但探头的检测面均为凹曲面。工件面的形状通常为平面和曲面，平面作为检测面的探伤工作，其仪器和探头标定为船形试块和牛角试块；曲面作为检测面的探伤工作，其仪器和探头标定全世界范围内没有检测试块。曲面锻件的超声波周向斜探测缺陷精确定位，在国际上一直没有标准试块调试。如何确定曲面锻件检测的角度、扫描速度及零点，成为无损检测领域重大难题。工件周向斜探测缺陷的检测，国际上采用的探伤方法主要是内外径缺口上获得的第一个反射的峰值之间连接一条线，建立振幅的基准线。但对缺陷的精度定位无法保证，现有的对比试块均无法满足角度、速度及零点标定工作。本标准有利于锻造、铸造、制管、焊缝及仪器、探头等厂家，在进行曲面工件检测的校准工作。本标准是基础通用标准，提供了曲面工件斜探头检测方法中的一种检测工艺验证技术，解决了这一检测工艺验证技术标准空缺的问题。因此，研制曲面斜探头的校准试块，精确标定出探头的入射点、折射角和扫描零点，进而实现准确的定位探伤，已经成为超声波检测亟待解决的重要课题。设计者通过长期探伤工作总结和归纳，设计出用于标定曲面斜探头的脚跟试块，并申报了中国国家发明专利和美国发明专利，均获得授权。【标准介绍】本标准是基础通用标准，在凸曲面工件斜探头检测方法中，提供了一种检测工艺验证技术，解决了这一检测工艺验证技术标准空缺的问题。适用范围：本标准的实施主体为厂家、用户及有关的检测机构等。本标准有利于超声波周向斜探测缺陷精确定位，可有效地判定曲面锻件的缺陷位置，利于后道工序是否加工或判废的制造过程，充分发挥探伤检测方法的潜力与优势。本标准有利于锻造、铸造、制管、焊缝及仪器、探头等厂家，在进行曲面工件检测的入射点、折射角、扫描零点和声速等探头校准工作。本标准发布后，有利于把握产品质量，给全球同行业带来良好的社会效益和一定的经济效益。本标准主要内容：范围；规范性引用文件；术语和定义；尺寸；材料；制备；标记；使用方法；证书；附录A(规范性附录)校准试块的特性和用途。探头的入射点通常采用“棱角反射法”进行标定。脚跟试块主要解决的难题是折射角的测定和扫描零点的确定。之所以将脚跟试块设计为半圆体与长方体的组合形状，是因为当探头沿试块的圆周面做周向运动时，折射声束的传播方向发生变化，当垂直于试块底面或矩形槽面时，声波发生全反射，探头接收的回波最大，由此可根据探头入射点处的角度刻度值得到折射角的大小。一般来说，通过调整仪器检测范围和扫描速度来确定时基线扫描零点的方法是，利用试块上已知声程差的两个反射面的回波来校准时基线刻度值，即可消除探头延迟块声程影响而获得金属中的声程。脚跟试块为轴对称形状，探头可从圆周体两侧以完全相同角度入射并获得全反射回波，但两者的声程不同，在矩形槽一侧为S1＝30＋Rcosβ，在无矩形槽一侧为S2＝60＋Rcosβ，如图所示，两者之间有固定的声程差30 mm，恰好满足确定扫描零点所需的条件。图 跟脚试块的设计及工作原理脚跟试块既要满足曲面斜探头的特殊标定要求，同时还需兼顾测试仪器性能和校验探伤灵敏度等一般用途，因此试块的尺寸设计至关重要。当折射声束垂直试块底面和矩形槽面传播时，探头与反射面之间声程应大于2倍探头近场区长度，可以避免近场区影响而造成的测量结果误差。对于晶片尺寸为13 mm×13 mm的2.5 MHz斜探头，波长λ＝C/f＝（3230×103）/（2.5×106）＝1.29 mm，则近场区长度：由于试块半径R一般大于30 mm，因此选择矩形槽面距水平圆心线30 mm可以满足声程不小于2N的最低要求。将长方体高度设计为60 mm，既使声程大于2N，还使声程差S2－S1＝30 mm足够大。【标准特点】本标准具有先进性，填补了世界同行业空白。船形试块和牛角试块的应用对象均为平面件产品。截至目前，对于检测凸曲面工件的凹曲面斜探头的标定，在世界各国尚没有统一的校准试块。脚跟试块保证了曲面斜探头对检出缺陷的精确定位，提高了凸曲面锻件、铸件和管件等形状产品的周向超声波检测的水平；同时，它还能“一块多用”，用来测试仪器性能（包括相控阵超声仪器）和校验灵敏度。本标准具有创新性，该标准标定了曲面斜探头入射点、折射角和扫描零点的校准试块，称为脚跟试块（或命名为3号试块）。本标准有利于锻造、铸造、制管、焊缝及仪器、探头等厂家，在进行曲面工件检测的角度探头校准工作。之前采用的校准试块为GB/T19799.1（等同ISO 2400）规定的1号船形试块或GB/T19799.2（等同ISO 7963）规定的2号牛角试块，均为平面探头。本标准是基础通用标准，提供了曲面工件斜探头检测方法中的一种检测工艺验证技术，解决了这一检测工艺验证技术标准空缺的问题。中国专利授权号：201410166754.4；美国发明专利授权号：US009810667B2。【标准应用】本标准适用于航空航天、造船、兵器、石油化工、汽车、采矿和核电等领域的曲面锻件缺陷的超声检测。这系例试块除了可以用来标定检测面为曲面探头的入射点、折射角和扫描零点，也可以测量仪器的水平线性、垂直线性、动态范围等性能指标。本标准规定了校准试块的尺寸、材料、制造，以及用它对超声检测设备进行曲面工件检测校准和校验的使用方法。本标准有利于锻造、铸造、制管、焊缝及仪器、探头等厂家，在进行曲面工件检测的角度探头校准工作。脚跟试块不仅能准确测定曲面斜探头的入射点和声束角度等，还为平面斜探头改制为曲面斜探头以及曲面斜探头使用磨损后维修提供了测量手段，扩大了检测范围，实现了更多领域的检测。脚跟试块的问世一定能为钢铁产品质量提升发挥重要作用，并带来良好的社会效益和经济效益。CSTM的建立和发展坚持以市场需求为导向，始终以推进无损检测基本方法建设为导向，以科研成果快速转化为目标，以确保钢铁产业链的高质量发展为己任。T/CSTM 00214-2020《无损检测 超声检测 凸面斜入射试块制造与检验方法》标准的建立，探索了凸曲面产品检测技术创新过程中标准化同步发展的新模式，最大限度地缩短技术创新与产品质量的关系，践行前沿技术研究成果直接转化为先进标准的新理念，加快推动新时代制造业高质量发展。【标准制定单位构成】主要起草单位有：南京迪威尔高端制造股份有限公司，中国特种设备检测研究院，山东瑞祥模具有限公司，钢研纳克检测技术股份有限公司，常州超声电子有限公司，卡麦隆(上海)机械有限公司。

p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " span style=" text-indent: 2em " “胸膜线光滑，胸膜滑动征可见，肺部B线增多（考虑间质性肺水肿），双侧胸腔积液，心脏大小功能正常，下腔静脉内径和变异度正常。”2月2日下午，浙江省人民医院超声科副主任彭成忠教授利用华大智造超声机器人，在浙江省人民医院互联网医院远程超声医学中心为浙江省人民医院桐乡院区收治的一例新型冠状病毒感染的肺炎疑似患者作出了远程超声评估意见。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 399px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/66656992-dffe-450a-895c-e1c214329d35.jpg" title=" 远程诊断肺炎疑似患者1.png" alt=" 远程诊断肺炎疑似患者1.png" width=" 600" height=" 399" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 自2019年12月，中国武汉出现新型冠状病毒（2019-nCoV）肺炎以来，疫情进展迅速，目前确诊病例已经突破1.7万例，且覆盖全国。如何更快速、全面地评估病情、阻止疫情扩散是当前医务人员的重要任务，这对经验欠缺的基层医院提出了更多的考验。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 2月2日，浙江省人民医院桐乡院区收治的一例新型冠状病毒感染肺炎疑似患者突然病情加重，气促明显，需要立即进行超声检查。考虑到患者的特殊性及最大化保护医护人员的安全，桐乡院区感染科向浙江省人民医院发出了求助信息，希望通过远程超声机器人为患者进行检查。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 紧急连线浙江省人民医院后，超声医学科彭成忠副主任和叶瑞忠医生第一时间来到浙江省人民医院远程超声医学中心，通过医生端的手柄操作，远程控制60公里外的桐乡院区隔离患者床旁的超声机器人。随着机械臂自由灵活的移动，超声图像实时发回杭州，几分钟后，彭成忠作出超声评估意见。根据这份评估意见，主管临床医生对该病人病情有了清晰了解，为制定下一步诊疗方案打下了基础。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/e440403d-bd43-49bd-9c75-85833e6e2f9b.jpg" title=" 远程诊断肺炎疑似患者2.png" alt=" 远程诊断肺炎疑似患者2.png" width=" 600" height=" 450" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 据了解，目前这款部署在浙江省人民医院的超声机器人，是深圳华大智造科技有限公司自主开发的MGIUS-R3远程超声诊断系统，其运用了机器人技术、实时远程控制及高分辨率超声成像等前沿科技融合，突破传统超声诊断方式的时空局限，由医生端、病人端通过5G通讯网络进行连接，时延稳定低于30ms。医生端远程控制病人端的机械臂和超声机器进行实时操作和扫查，图像实时发回医生端供医生诊断，在快速、准确诊断病情的同时，也为防范医护人员感染和疫情扩散风险、保障患者安全提供了多重安全保证。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 392px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/54c57bc8-fe8c-43af-92d6-31bfcdb5fde1.jpg" title=" 远程诊断肺炎疑似患者3.png" alt=" 远程诊断肺炎疑似患者3.png" width=" 600" height=" 392" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 面对严峻的疫情，如何更好动态评估病情，中心城市优质医疗资源如何快速下沉到周边地市，如何保护医务人员不受感染是一个综合课题。此次浙江省人民医院成功将华大智造超声机器人应用于新型冠状病毒肺炎的评估，在现场专家看来，不仅可以缓解新冠肺炎疑似病患转诊奔波的辛苦，降低疫情感染风险，也将有助缓解目前跨区域诊断资源不平衡的矛盾，真正实现隔离病毒，不隔离优质医疗诊治资源。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 自2019年开始，深圳华大智造联手浙江省人民医院开展远程超声检查方案以及人工智能的临床研发和试验工作，该方案有望在后续疫情中发挥巨大作用。 /p

【工作动态】 　　10月13-14日，全国卫生与健康科技创新工作会议在京召开,国家卫生计生委主任、党组书记李斌和科技部党组书记、副部长王志刚出席会议并讲话。会议强调未来五年是“重大新药创制”和“重大传染病防治”两科技重大专项（以下简称两专项）的决胜期，要严格按照国务院和科技部等三部门的要求，以标志性成果为统领，集中配置科技资源、完善配套措施、强化责任落实，做好最后冲刺。两专项技术责任人桑国卫院士和侯云德院士受聘成为国家卫生计生委科技创新战略顾问，两专项总体组内12名专家受聘成为科技创新咨询专家委员会委员。 　　10月12日，国家卫生计生委召开新闻发布会介绍卫生与健康科技创新有关工作，通报新药创制重大专项和食品药品监管总局建立的“绿色通道”对专项支持的创新药品优先审批、加快审评，促使了国产新药尽早进入市场。　　【重要进展】 　　新药创制专项 　　日前，由新药专项支持，成都康弘生物科技有限公司开发的国家一类生物新药“康柏西普眼用注射液”获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，可直接在美国开展治疗湿性年龄相关性黄斑变性的III期临床试验，标志康柏西普进军国际市场过程中，在质量标准、药物疗效和安全性等方面已获肯定。 　　10月15日，具有自主知识产权并能有效治疗病毒性肝炎的长效干扰素“派格宾”正式面向全国上市。在新药专项“十一五”、“十二五”连续滚动支持下，厦门特宝生物工程股份有限公司突破大分子药物长效修饰技术，成功研制出“派格宾”，打破了国外同类制品垄断，大幅降低广大肝炎患者的药物负担，具有良好的经济和社会效益。 　　传染病防治专项 　　9月27日，在重大传染病防治专项支持下，中国疾控中心病毒病所实验室联合云南省疾控中心和华大基因，鉴定出一种新型蝙蝠冠状病毒，显示了我国在病原体筛选和测定技术能力上的提高。该研究结果有助于了解潜在致病病毒的产生来源及跨物种传播风险，对人类预防监控重大感染性疾病具有重要作用。