现状与问题

当前，材料力学性能检测试验机被广泛应用于钢铁、造船、电气、机械制造、钢构、航空航天、港口机械、建筑、大学科研院所、质量监督检验第三方检测机构等。在我国各种类型的材料试验室里，试验机数量庞大，种类齐全、高中低档皆有。乐金涛老师，自1983年开始从事金属材料力学性能检测工作，从普通的试验员开始，到试验组长、试验室主任、试验设备管理，到参与试验室项目建设、试验室项目招标评审工作、试验方法标准的审修订等，近40年来一直没有脱离过试验室工作和技术。基于长期从事金属材料的力学性能测试工作，熟悉各类金属材料的试样加工和力学性能试验标准，发表过许多有关金属材料力学测试方面的专业性文章。日前，仪器信息网特别采访了乐金涛老师，请他聊一聊国内材料力学性能检测技术的发展、现状与问题，以供业内同行深度了解与分享。仪器信息网：请您介绍一下材料常规力学性能检验项目和所涉及的试验设备主要有哪些？乐金涛老师：力学性能检测，是对钢铁等材料的各种力学性能指标进行测定的一项必不可少的工作。试验所获得的强度、韧性和变形等性能参数，对于工程设计应用和材料研究都具有很重要的参考价值，较多场合是直接以试验结果为使用依据的。材料的常规力学性能检验涉及的材料试验机主要有两类：一是材料性能试验机，用于金属材料的拉伸、冲击、硬度、落锤试验机等；二是工艺性能试验机，包括弯曲试验机、顶锻试验机、杯突试验机、扩孔试验机等。材料的常规力学性能检验项目及所涉及试验设备检验项目评价特性检验设备拉伸（屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率、断面缩率等）提供材料在常温、高温条件下的强度和塑性判据的力学性能试验。（上屈服强度、下屈服强度；规定塑性延伸强度、总延伸强度、抗拉强度；屈服点延伸率、最大力塑性延伸率；非比例试样断后伸长率、断后伸长率；应变硬化指数、 塑性应变比等）拉伸试验机时效指数时效指数值是指将同一根试样首先拉伸到规定变形量后，进行规定时间和温度的时效处理后再拉伸，从而评判其屈服应力的增加程度。烘烤强化值用于评价BH钢烘烤强化的效果，烘烤后屈服强度提高，通过二次拉伸试验进行测定。冷弯评价金属材料承受弯曲塑性变形的能力，是一种工艺试验。弯曲试验机顶锻试验沿试样的轴线方向施加力，将试样按规定的锻压比压缩，经塑性变形后显示试样表面缺陷以判断产品表面质量，是一种工艺试验。顶锻试验机夏比冲击（冲击吸收能、剪切断面率、侧膨胀）用以评定材料的缺口敏感性和冷脆倾向，是对材料抵抗冲击载荷的能力的评价。评价指标主要为试样在冲击试验力作用下折断时吸收的能量。摆锤冲击试验机时效冲击用于评价钢经应变时效后，韧性下降的程度。落锤DWTT其特点是从断口形貌形式转变温度出发，对材料的韧脆转变行为进行评估。落锤试验机硬度（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）衡量材料软硬程度的一种力学性能指标。布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计仪器信息网：您之前讲过拉伸试验的发展状况（详情链接），请您再谈谈其它常用试验技术（冲击试验、顶锻试验、硬度试验等）的发展现状？乐金涛老师：1）夏比冲击试验1912年泰坦尼克号沉没于冰海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。20世纪80年代后，材料科学家通过对打捞上来的泰坦尼克号船板进行研究，回答了持续80年的未解之谜。由于泰坦尼克号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特別是在低温下呈脆性。当船在冰水中撞击冰山时，脆性船板使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。夏比冲击试验是鉴别温度对金属材料强韧性能影响最直接的评价方法。传统冲击试验2）全自动冲击试验技术在2005年左右，国内部分钢铁企业试验室从国外引进了推杆式全自动冲击试验机，之后国内的试验机厂家也纷纷仿制这种类型的全自动冲击试验机。基于结构上的因素，归纳下来，此类全自动冲击试验机在使用过程中经常会发生以下五个缺陷或故障：①冲击试样制冷装置经常会产生结霜现象，特别是制冷温度越低，或和环境温差越大，结霜现象就越严重，容易因结霜对推杆系统造成阻力，推送机构经常发生卡死等状况；②送样过程中，冲击试样在试验机砧座40毫米的跨距间容易掉样；③试验过程中，冲击试样机砧座上粘接的毛刺无法自动清除，影响试样的定位精度；④在GB/T 229-2007 《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》标准中规定：当使用液体介质冷却试样时，试样应在此温度上保持至少5min。当使用气体介质冷却试样时，试样应在规定温度下保持至少20min。但此类全自动冲击试验机由于结构的原因，其冷却方式是属于气体冷却还是液体冷却方式不明确，经常造成不同方在保温时间设定的分歧。已经颁布实施的GB/T 229-2020新版标准，将此类的冷却方式明确为气体冷却，且新版标准规定试样在规定温度下保温时间至少由20min提高到30min；⑤此类全自动冲击试验机在试验过程中由于采用端面定位方式，冲击试样的缺口对称面-端部距离27.5mm的长度尺寸公差的加工要求由±0.42上升到±0.165，为了这个加工尺寸公差的提高，就需要将原来的加工工艺发生较大的改变，花费更长的加工时间。以上五个弊端或缺陷，大大影响了企业在生产检验中的冲击试样加工和试验的工作效率，所以这种类型的全自动冲击试验机至今尚未实现普及应用，或制冷送样装置等被弃之不用。目前新开发的多关节六轴机器人全自动冲击试验机，完全克服了上述推杆式全自动冲击试验机的弊端或缺陷。试验时，试验人员根据自动接收到的试验顺序、试验温度等试验要求，将冲击试样通过机械手放置到可以按照指令自动制冷控制的低温槽→达到规定温度的保温时间→冲击试验机自动取摆→机械手自动快速抓取转移经过冷却后的试样，通过对中系统送到指定位置→冲击试验机自动放摆冲击→试验机自动分拣合格与不合格试样→试验数据自动保存并发送给上位机。多关节六轴机器人全自动冲击试验机的应用完全符合GB/T 229-2020新版标准的各项要求，如试样从冷却装置中移出至打断的时间掌控、转移装置与试样接触部分应与试样一起冷却等功能，目前已经成为全自动冲击试验机的主流配置。多关节六轴机器人全自动冲击试验机3）顶锻试验顶锻试验是沿试样的轴线方向施加力，将试样按规定的锻压比压缩，经塑性变形后显示试样表面缺陷以判断产品表面质量的一种工艺试验方法。顶锻试验通常顶锻试验机、万能试验机、压力机等设备来实现。顶锻试验钢铁厂生产的线材棒材产量大、检测频次高、检测周期块。传统的顶锻试验机对每一规格都要相应的配置一套模具，不同的锻压比又需配置不同的模具。试样直径的加大必然使试验机的力值规格加大，顶锻模具的重量也增加，热顶锻模具的重量会更加大。现在根据试验标准要求和各大钢厂、标准件厂用户的实际需求，运用现代电液伺服技术，采用与棒线材深加工速度相似的控制速度，集校直、剪切、顶锻压扁三位一体的全自动快速顶锻试验机的开发应用，从根本上保证了顶锻试验的准确性、可比性，完全符合金属材料顶锻试验方法标准的要求。三工位快速顶锻试验机关于带机械手全自动快速顶锻试验机技术。试验时试验人员根据接收到的试验要求，将线材棒材样坯放入试样架或通过AGV小车送达指定的位置→机械手根据预先在程序上设置好的位置抓取样坯→送校直工位进行样坯校直→送剪切工位进行样坯剪切→机械手将剪切后符合高度要求的试样放置到顶锻试验机试验位置，在确保上下两端面平行的情况下自动调用预定设置好的试验方法进行试验→试验结束后机械手自动取下试样放置到评定工位→通过人工评定后将试验数据输入、保存并发送给上位机。如果前道工序已经将样坯校直并加工成合格的试样，那全自动顶锻试验机就越过矫直和剪切工位，直接进入到试验工位。自动化技术在顶锻试验上的运用，成功地解决了多工位顶锻试样上下料的问题，尤其是解决了在热顶锻试验中的送取样难题。带机械手全自动快速顶锻试验机3）硬度试验硬度试验是用一定形状的刚性压入物在一定载荷作用下与试样表面作用，试验的结果是材料的永久塑性变形信息。它是金属材料力学性能检测中比较简便的一种方法，与其他试验方法相比，具有快速、相对无损、可现场测试等优点。硬度计一般可分为静态和动态二大类：①静态硬度计。一般是都固定存放在试验室里，包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏等硬度计。此类硬度计由于受外来干扰的影响因素比较少，其测试结果相对比较准确。布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计②动态硬度计。包括肖氏、里氏、超声波、锤击等硬度计。这类硬度计一般都在现场使用，在测试过程中容易受到外来因素的干扰，不同工况条件下测得的试验结果离散性相对较大。③全自动硬度计技术。试验人员根据自动接收到的试验要求，将硬度试样通过人工或机械手放置到指定位置→经过高速铣或磨削等设备自动完成硬度试样的表面加工→试样号自动识别→机械手按指令将加工后的试样放置到硬度计自动载物台→根据试验指令硬度计自动完成压头更换、试样力的切换等试验参数配置→通过硬度计自动载物台移动配合自动完成单点或多点的加载、保载、卸载、压痕测量等试验过程→试验数据自动保存并发送给上位机→机械手可以按照试验结果是否合格将残料分别放到不同的残样收集装置等。全自动硬度计系统另外，再讲讲通过硬度试验结果估算出材料的抗拉强度和不同硬度试验值之间的换算这个技术问题。1）相关研究表明，通过硬度试验结果可以估算出材料的抗拉强度，布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和与强度呈现较好的相关性，是正相关关系。由硬度值推算抗拉强度，目前可以依据的国内标准主要有GB/T 33362—2016《金属材料 硬度值的换算》和GB/T 1172—1999 《黑色金属硬度及强度换算值》这两个标准。2）归纳国内部分试验室的验证试验结果看：布氏硬度换算抗拉强度的相对偏差要明显低于洛氏硬度和维氏硬度。3）体会及建议标准是基于试验得到了布氏、洛氏、维氏硬度与强度的换算公式。但上面提到的两个标准都没有给出，由于材料的特性、均匀性等不一样，也不可能给出换算值的不确定度数据，对于换算结果的偏差范围无从得知。标准所列换算值，是只有当试样组织均匀一致时，才能得到较准确的结果。鉴于目前还没有普遍适用的方法将某种硬度值准确地换算成其他硬度或抗拉强度，所以应尽量避免这种换算。针对不同的试验对象，还是建议按照标准或协议要求直接进行相关的拉伸或硬度试验。仪器信息网：除了拉伸试验机中配套的引伸计和力传感器，您认为当前试验机行业急需解决的关键技术有哪些？乐金涛老师：除了拉伸试验机配套的的引伸计和力传感器，试验机行业急需解决的关键技术还有：1）特种环境下的（超高温、超低温、耐腐蚀等）模拟试验箱及变形测量装置等技术；2）仪器化冲击试验机、动态试验机、双轴静态拉伸试验机等技术；3）全量程的通用或万能硬度计、全自动硬度计、高低温硬度计、现场在线硬度计等；目前国内制造的硬度计，如布氏、洛氏、维氏分开，如维氏硬度计中的显微、小负荷、大负荷分开，其技术和精度都没有问题。但如果要变成全量程的通用或万能硬度计，把布氏、洛氏、维氏功能都集合在一台设备上就不行，其根本原因就是我们传感器的量程范围和精度指标不行。 4）全自动弯曲试验和弯曲试验结果的自动判断技术；5）在冲击和落锤试验中，目前已经实现了冲击或打击等过程的全自动，但对试样断口的判定目前还只能依靠人工进行，评定过程还存在许多人为因素，国内虽然已经有配套的图像分析仪开发，但由于种种原因推广困难。综观以上几大难题，感觉都与视觉识别技术有关。仪器信息网：请您谈一谈当前我国试验机行业存在的问题或弊端？乐金涛老师：现阶段，国内高端拉伸试验机还是被欧美等国际著名品牌或公司所垄断和制约。这些品牌或公司进入中国的试验机市场，不但垄断高档试验机产品的市场份额，而且在和国内试验机企业争夺中档产品的市场份额。中低端试验机市场规模大、风险低。国内试验机企业长期在中低端市场打价格战，没有能力、也没有动力去研发高端的试验设备。日常大生产检验中试验数据的好坏，其实到工厂质检部门判定的时候，说穿了就是合格与不合格的关系。部分国内大生产企业试验机用户的需求定位不合理，不分用途，认为最好所有的试验机都要进口的，都要高精度。试验机1级精度就可以满足的非要0.5级，0.5级精度就可以满足的非要0.3级。其结果就是造成设备功能和资金浪费，运行维保困难，同时也阻碍了国产试验机技术的发展。由于体制上的原因，目前国内同时存在着以试验机生产为主导的试验机标准化技术委员会、以计量单位为主导的全国力值硬度重力计量技术委员会，和以试验机用户为主导的试验方法标准化技术委员会，这与国际上将试验方法标准、试验设备标准与标准物质校准标准归属一个技术委员会，同列一个大标准的通用做法有比较大的差异。由于相互之间缺乏协调经常造成在标准制订上各行其事。我们国家现在有关材料检测试验方法国家标准的制定，都是按照国际标准照搬翻译过来的，我们自己对关键的技术参数或指标等的验证或分析还是不够的。标准是技术规范，同样也是技术壁垒。国外知名试验机企业已经做到了利用技术上的优势在国际标准制定上占据主导权，通过设置技术壁垒来遏制其它试验机企业发展。建议我们国家在制定标准的工程中，不要轻易否定过去已经证明是成熟的标准内容，根据中国国情编制符合中国实际的国家标准。仪器信息网：最后，您能否对智慧试验室建设工作提一点建议？乐金涛老师：我们国家原来靠国家扶植的相关试验设备研究院所都转制成了自负盈亏的经营性公司，且技术、观念落后。国内相关试验设备制造单位合作少，缺乏对共性问题的验证分析、关键技术的合作开发，现在都是靠自己来摸索或仿造，不利于我国检测行业整体技术水平的快速提升和发展，期望相关的行业协会可以起到组织引导作用。目前智慧试验室的建设工作处于初级阶段，许多相关技术还不成熟，各个试验室要根据自己拟突破的关键工序、现有场地和资金等情况，结合技术的发展来综合考虑规划。对于项目实施可能三年不见效、项目中新技术含量超过三分之一的，建议要慎重考虑，切忌盲目跟风。在国内钢铁行业的检测系统中原料检验和炉前快分检验的自动化已经发展得很快，但力学性能检测整个流程自动化、智能化还是处在刚起步阶段，相关单体试样加工和试验设备的自动化程度和稳定性不够等状况，困扰整个自动化线长期持续稳定运转，业内同行深感顾虑。智慧试验室的建设工作，任重而道远，需要试验室和相关设备制造单位等各方脚踏实地的努力。小结：感谢以上乐金涛老师的分享，同时也希望国内的试验机制造厂家要重视市场需求和技术研发，以自动化、智能化为发展方向，在高档或专用试验设备的研发制造等方面争取再获突破，以促进我国试验设备在自动化技术方面水平的提升。

p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 20px " strong 重大科研仪器研发的现状与困境 /strong /span /p p style=" text-align: center " 1、李侠 2、缪秋民 3、吕慧云 /p p style=" text-align: center " (1、2、3上海交通大学科学史与科学文化研究院上海 200240 ) /p p 　　摘要：重大科研仪器研发项目施行近20年，取得了一些成绩，但在实践中也发现存在一些普遍性问题，导致项目执行效果不理想，如半截子项目与钓鱼工程等，造成这些问题的主要原因包括：组织困境、管理困境与评审困境。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 研究建议：自由申请类项目可以采用“牵头人+合作单位”模式，让项目牵头人承担连带责任；部门推荐制项目则要坚决改变原有的组织结构模式，采用国家集中管理模式。 /span /p p 　　关键词：重大仪器；组织困境；管理困境；评审困境 /p p 　　中图分类号：G311 文献标识码：A /p p 　　在党和国家把创新驱动发展战略定为国策的当下，整个社会的发展引擎已经开始转向以科技知识为表征的创新驱动(推与拉的混合型，即push and pull)，任何创新都是基于知识的创新，没有知识的高效产出就没有创新涌现的可能，这已成世界范围内的共识。而知识的产出是严格受条件约束的行为，大体可以把知识生产链条分解为：(经费+人才+环境)*工具(仪器等)=科技知识。在其他变量等同的情况下，有什么样的工具水平，就有什么样的知识产出水平。最近10年国家在科研经费(R& amp D)的投入，引进人才以及科研环境的营造上已经投入大量精力，取得了举世瞩目的显著成就。但是， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 原创性高端科研成果的产出仍然严重不足，发展瓶颈已经从隐性向显性转化，那就是加速知识生产的工具环节已成制约我国科技发展的瓶颈因素，因此，解决重大关键科研仪器问题就是推动科技与创新进入新台阶的一个关键举措。 /span 而且对于重大科研仪器的研发，不仅仅可以解决当下知识生产中面临的工具性问题，而且仪器研发本身就是一种具有高度创新性的行为，并且蕴含巨大商机。长期来看，重大仪器研发可以带来三方面的进步：首先，降低知识生产的成本，加快知识生产与更新的脚步；其次，通过仪器研发带动相关产业、技术的发展；第三，通过仪器研发可以培育相关领域的人才。基于这种现实考量，我国在1998年起相关部门就开始有计划地加大重大科研仪器的研发，时至今日，已经运行近20年的时间，期间取得不少成绩，但是存在的问题也愈发凸显，导致项目实际运行效果并不理想。基于此，本文力图梳理两个问题：其一，近20年重大科研仪器研发的现状与存在的问题；其二，现有项目组织架构下重大仪器研发中存在的困境与解决策略。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 一、我国重大科研仪器研发的现状与存在的问题 /strong /span /p p 　　我国自1997年起相关部委就科技发展的现状，开始有计划地考虑设立重大科研仪器研发项目，以其改变科技发展面临的短板问题，并于1998年正式启动，至今已经20年。这里所谓的重大仪器设备是指： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " “在重大民生需求、社会经济发展以及科技创新方面有重要作用，需要投入更多研发方法、研发技术以及部件，投资成本较大，具有较高经济价值的科学仪器设备。 /span 在研发过程中主要具有以下特征：首先，对集成创新比较重视；其次，软硬件的共同开发。”【1】这也意味着重大科研仪器的研发涉及多学科的协同攻关，并且通过软硬件的建设与开发为未来的市场化提供准备。对于这些要求，我们的准备普遍不足。 /p p 　　根据最新一期C& amp EN杂志(2016年4月)公布的 2015年度全球仪器公司排名前25名的分布中，可以清晰看到，美国占有10席，其中前四名全部是美国公司，日本有6席，居全球第二位，紧随其后的德国，占有3席，其次，瑞士3席，英国2席，荷兰1席。排名第一的赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)2014年的销售额高达42.4亿美元，排名第二的丹纳赫(Danaher)的销售收入约为24亿美元。据学者研究： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " “2012年赛默飞世尔亚太区收入占公司总收入17%，中国区收入逾7亿美元，中国首次跃居为赛默飞世尔全球第二大市场。同样，沃特世(Waters)的中国区域也在2012年跃升为全球第二大市场。由此，可以看出中国仪器和应用市场发展的强劲情况。” /span 【2】从这组数据中，我们大体上可以看到中国现在是世界科技仪器生产商的主要销售对象和进口国，虽然目前无法查到我国每年用于科研仪器采购的准确数据，但一个相关的信息可以佐证这种情况：“国家科技基础条件平台中心副主任吕先志说，近年来我国每年购买国外科研仪器设备的投入至少在400亿元以上，由于缺乏信息沟通，有些设备重复购置，有的利用率很低，而资源共享是解决这一问题的捷径。”【3】学者王大洲等人通过实证研究指出：“(1991-2010年)购置和研制比例有一定变化。“八五”、“九五”期间，仪器研制比例分别为3.0%和2.7%，但“十五”期间研制比例下降到2.3%，这与自2004 年来大型科学仪器设备购置的快速增加有关。“十一五”期间研制比例出现微弱提高，较“十五”上升了0.1 %。”【4】换言之， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 十一五期间在重大仪器来源中，有95.9%是采购的，仅有2.4%是研制的，这种情况已经很能说明我们在重大科研仪器的研制方面所面临的紧迫形势。 /span 客观地说，我国在高端科研仪器研发方面起步较晚，虽然这些年的大力推进取得一些进步，但总体落后的局面并没有得到根本性的改变。如果我们把影响重大仪器开发的原因分为内外两部分，那么来自外部的原因主要有以下几条：“根据我们进行的问卷调查， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 最关键的三个制约因素是‘国内加工能力无法支持仪器创新’、‘绩效评价机制不鼓励仪器的创新研制’、‘缺乏实现创新的高水平的技术人才’，被调查者认为其重要和最重要的应答率分别为68.9%、56.5%、45.8%。” /span 【5】其中第二条的绩效评估机制所带来的制约因素，可以看作是影响研发的组织内部因素。因此，重大仪器研发效果不理想，除了研究基础比较薄弱外，最主要的内部因素就是项目设置的组织架构模式存在严重缺陷，“牵头人+合作单位”模式仍是小科学时代的组织模式，无法适应大科学时代的高度集成式创新的要求，正是这些内外制约因素的互动，最终导致研发的预期目标出现严重打折现象。我们在本文主要关注来自组织内部的因素对研发的影响。在讨论重大仪器研发项目的运行困境之前，我们需要对过去近20年的投入情况做一个简单的回顾，由此， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 可以直观地反映出重大仪器研发中所呈现出的“投入——产出”、“质量——进度——成本”诸多目标之间存在的问题。 /span /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/1af1ee25-3a7f-4852-a788-c11abf7b65bc.jpg" title=" 001.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图1：国家自然科学基金重大科研仪器研发项目(自由申请)总投入(根据相关数据整理) /strong /p p 　　从图1可以清晰看出，自1998年以来，国家在重大科研仪器研发上的投入总体上呈现出增长的趋势，但是 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 在1998-2010年之间的增长幅度非常缓慢，多有政策性试探意味，直到2010年以后投入和支持的数量都曾现快速增加的态势。 /span 从1998年的总投入400万元，立项5项重大仪器研发项目，到2016年总投入5.5亿元，立项85项，投入增长了138倍，立项数量增长了17倍，总体而言，增长幅度还是很大的。2010年显然已成科技发展拐点，其背后的深层原因还有待挖掘，当年中国GDP增长率为10.6%，已从2007年顶点(14.2%)一路开始下滑，当年R& amp D投入占GDP的1.76%，此后R& amp D的占比逐年上升，可以明显感觉到决策层希望通过科技来保障GDP增长的目的。总之，这个 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 上升曲线总体上反映了我国科技事业正处于快速发展阶段，决策层对于科技的认识与期待在实质性的提升，科研仪器问题显然已经成为阻碍科技快速发展的显性瓶颈因素之一，这个时候加大仪器研发就是整体推动中国科技上新台阶的重要举措。 /span /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/5f153904-f83f-4eea-88f7-55c8ca37f89b.jpg" title=" 002.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图2：国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目(自由申请)平均知足额度(根据相关数据整理) /strong /p p 　　图2显示近20年来重大仪器资助额度从最初的80万元/项，上升到2016年的647万元/项，即便扣除物价因素，资助强度也在加大。自然科学基金委和科技部等部门对申报金额在1000万元以下的重大仪器项目采取自由申请模式， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 自2011起，对于1000万元~1亿元之间的项目采取部门推荐制。 /span 这种区分，可以看做是管理部门对于特大型科研仪器研制项目增加一道筛选与监督的门槛。但是一旦中标后，在运行流程上与自由申请类项目之间并没有质的差别。下面整理出2011-2016年间，部门推荐类重大科研仪器的相关数据： /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/94839ee6-986b-46bb-bc69-b395dfc49ddb.jpg" title=" 003.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图3：国家自然科学基金委重大仪器研制项目(部门推荐)总投入(根据相关数据整理) /strong /p p 　　图3显示，六年间采用部门推荐制的重大科研仪器研制项目一共立项45项，总投入35亿元。自2012年以后，立项数量逐渐减少，2016年仅立项4项。这个变化趋势预示着此类项目的管理方式或许有变。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/a205e9c0-d180-4b4b-9994-a573eb108178.jpg" title=" 004.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 图4：国家自然科学基金委重大仪器研制项目(部门推荐)平均资助额度(根据相关数据整理) /strong /p p 　　图4显示， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 这些超级项目的资助额度都非常巨大，平均每项7778万元，2014年更是达到平均每项资助1亿元。 /span /p p 　　综合上述图表，我们看到在过去的19年间，自由申请类重大仪器研发项目共立项622项，总投入22.47亿元，平均每项资助额度为361万元。部门推荐类重大仪器研发项目6年间共计立项45项，总投入35亿元，平均每项资助额度7778万元。部门推荐类项目每个的资助额度相当于21个自由申请类重大仪器项目。现在，我们想知道， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 国家为此投入了接近58亿元，总计667项的重大科研仪器项目到底有多少变成了现实?很遗憾，我们无从找到这些相关项目后期成果的信息。不难猜测这些项目的产出率并不是很理想。 /span /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 重大仪器研发项目运行到现在暴露出哪些问题呢?检视这些巨型项目的组织架构模式大体是这样的：“牵头单位+合作单位”模式，尽管这个组合模式拥有很大的弹性，可以涵盖产、学、研与政多重力量，看起来研究团队很齐全，但是，由于产、学、研、政之间在理念与偏好上存在巨大的差异，这些差异一旦无法统一并达成充分共识，那么，所谓产学研政强强联合的操作在实际运作中就必定出现能力打折现象。 /span 由于这些项目都是临时组建的团队，其联系是松散的。众所周知，科研仪器是一种高科技产品，它受益于各种前沿技术最新成果的运用，但由于团队间松散组织模式，各个子系统处于平行状态，相互之间调动资源存在很大的局限性，再加上没有强有力的监督、协调机制，导致各个部分在组织的结合度与“质量——进度——成本”的目标安排上都无法达到最优。 /p p 　　很多学者从宏观层面撰文强调重大科研仪器研发中的过程管理的重要性， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 观点没有错，只是这个过程在实际操作中的可行性存在严重问题 /span ，如于海婵认为：“大型仪器研制项目的管理模式可划分为行政/管理和科研/技术两条线。行政/管理系统包括项目主管部门和项目承担单位的行政领导及管理人员，在项目实施过程中承担重大决策、组织协调，资源配备，策划执行，过程监督和服务保障等工作。”【6】我们不妨就这个过程管理结构回到实践层面检验一下，看看是否可行。据我们的统计，19年来自由申请类重大仪器研发项目平均资助额度为361万元/项，只有2014、2015、2016年每项平均资助额度达到600~700万元之间。通常一个研究团队包含4~5个合作子课题组，这也就意味着每个子课题的经费额度在72~140万元之间，试想，这个规模是否有行政主管部门或者领导愿意实质性的介入管理，真实情况是，这些 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 行政主管部门大多是虚设的，起不到实际监管作用，具体运作还是由项目牵头人来组织，同样在这个体量中设置专门的财务人员、质量监督员以及知识产权管理人员等也几乎都是不可能的 /span ，项目本身无力支撑这些人员的费用支出。因此， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 对于自由申请类项目在实际运作中真正肩负管理职责的就是项目牵头人与合作单位的子课题负责人。 /span 相反，对于部门委托类重大科研仪器研发项目，由于每项平均资助额度都在7778万元/项，他们有能力支付这些人员费用，并设立相应的管理机构，如项目综合办公室、项目指挥部等。但是，他们采用的 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 运行模式仍然是“牵头人+合作单位”模式，导致本该拥有的行政/管理的执行力被多个平行单位分解与稀释，换言之，管理的垂直度不够，而且这些超级项目的整合复杂度也远远超出了个人能力范围与管理幅度。从这个意义上说，重大仪器研发中面临的问题主要集中在项目的组织架构与管理问题的本质特性上。 /span /p p strong 　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　二、重大科研仪器研发中的组织与管理困境 /span /strong /p p 　　为了更加清晰地揭示出目前组织框架下重大科研仪器研发中面临的组织与管理困境，我们把这些困境划分为内部管理困境与外部管理困境。对于内部管理困境来说，我们需要把仪器研发的常规路线图揭示出来，然后就能清晰发现问题产生在哪里，以及相应的解决策略。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 正常的研发路线图应该是这样的：基础理论——技术原理——技术能力——多种能力整合——重大仪器样机——中试——规模化量产 /span ，在这七个环节中与仪器研发直接相关的环节就是前面5项，即“基础理论——技术原理——技术能力——多种能力整合——重大仪器样机”，后两项与仪器的市场开发有关。 /p p 　　为了实现仪器研发的路线图，我们可以把这个链条梳理出一个标准的组织模板：某单位潜在项目牵头人A拥有一个很不错的想法(主要体现在基础理论的先进性与技术原理的可行性)，然后寻找合适的技术合作单位B(对项目的技术原理与技术能力的实现提供支撑，也是未来的主要子课题负责任人)支撑项目的可行性，并构建基本技术框架与技术路线图。在此基础上，项目牵头人A召集一批相关领域的知名专家C联合申报(B未来是核心子课题承担者，也是众多合作单位中的一元)。在这个组织架构下，一旦申报成功，A按计划把具体研发任务分解为各合作单位的子任务，然后分头行动。 /p p 　　在这个重大仪器开发的组织模板里，存在着如下无法避免的组织困境： strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1、“牵头人+合作单位”模式的强制性管理力度欠缺。 /span /strong 牵头人与各合作团队负责人之间不存在直接的隶属关系，而且在学术声望上非常接近，无法在组织架构上形成明显的声望梯度差，这就为整个研发项目中的管理权威的树立留下困难，导致管理的指令性强度不够。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 由于团队合作的组织模式，使各团队之间处于扁平状态，从而导致任务的推进在各团队内部处于随意状态，造成在子系统内人员、资金与时间的投入上无法得到有效保证，这也是重大仪器研发项目表现欠佳的深层原因所在。 /span 这种困境缘于当下申报机制内在的悖论：没有豪华团队，在评审中不容易中标；有了豪华团队，易中标但不出活。由于豪华团队的各路学术诸侯，大多项目堆积，无暇全力以赴投入研发。对于政府管理者而言，有豪华团队背书感觉放心，即便未来不出活或者项目失败，遭受到谴责与社会压力时也会大部分转移到豪华团队的负责人身上；如果团队不豪华，即便肯干活也不放心，如果项目一旦失败，管理者要承担项目团队失察的部分责任。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 这种管理者与研究者的内在偏好差异，决定了基于团队声望支持项目的游戏规则符合各方利益最大化的原则。然而，这种内在组织悖论却是以牺牲项目的成功性为代价的。 /span 根据系统论的观点，一个好的合作系统在产出上要达到系统能力大于部分之和，然而现实却是团队之间的机械式组合模式，让团队之间处于松散的联系状态，结果导致系统能力等于或小于部分之和。豪华团队对组织管理而言带来的最大问题是拉平了系统间的声望梯度差。通过对科学史的考察，我们曾提出一个命题： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 重大基础理论问题的解决适合采取扁平式的松散组织模式来推动，而重大技术问题的解决适合采取垂直式的组织来完成。前者要求的条件是自由，后者要求的条件却是强制力的有效传递。 /span /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2、最大的内部管理困境在于子项目之间的技术整合的匹配度很难协调。 /span /strong 由于重大仪器研发的一个最大特点就是集成度比较高，涉及声、光、电、理、化、生等多学科的协同攻关。任何一个部分要做到最好都需要大量投入，由于各个团队也在追求自身利益的最大化， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 那么在收入确定的情况下，投入成本最小则是收益最大的 /span ，这种可能性制约了各子系统的投入最优化动机。在时间节点处，各个合作单位(子项目)要把自己的研发部分整合起来， span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 由于各个部分在监督弱化的情况下，以及投入的有限性，导致任务的实际完成进度与完成质量与预期存在巨大差异，进而整合后的样机功能无法达到目标要求。 /span 这种问题处理起来异常困难，即便问题排查出来，项目牵头人要求各相关合作单位进行整改、返修与调适所遇到的难题，由于结题时间与经费的硬性约束，整改效果并不是很理想。再加上，当初申报时为了增加中标的可能性，把各项指标定得过高，这一切都导致整合而成的样机无法达到预期目标，至于后面的中试与规模化量产更是遥遥无期。因此，在 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 团队内部的组织困境与管理困境的双重限制下，已造成仪器研发领域出现大量“烂尾项目”，或者“钓鱼项目”，这几乎是当下重大仪器研发专项的通病。 /span /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 3、仪器研发中的外部管理困境主要包括如下几个方面，如知识产权管理的制约和后期应用开发不足。 /span /strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 知识产权的管理制约导致了各个子项目之间出于保护的目的对知识产品的使用心存芥蒂，难以共享，削弱了项目的整合度与创新性，进一步使得研发成果难以转化和推广，导致前期投入的资源出现沉没效应(同类项目未来很难再获得资助)，这已成常态。 /span 试问我们在过去20年间立项的接近 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 700项重大仪器研发项目，有多少形成了批量化生产 /span ，并被社会所认可，又有多少成功替代了国外进口?所有这些数据都很难查找，相信成功的几率还是比较小的，否则，早就被媒体披露并广为人知了。之所以造成这种局面，还与另外一种常见的外部管理困境有关，即风险管理的困境，按照学者吴家喜等人的观点，重大仪器研发中的风险管理困境主要指：“风险管理能力不足。目前重大科学仪器设备研发项目实施中缺乏足够的风险防范意识，也缺乏相应的风险管理计划，往往对项目实施中的不确定性因素估计不足，可能造成项目实施的目标难以实现，甚至可能导致项目失败，造成巨大的资源浪费。”【7】风险管理原本就是非常复杂的事情，对于未来不确定性因素的研判也是需要专业人士进行深入研究的。在社会分工如此细化以及专业化的时代，这些事情往往不是一个项目的牵头人与合作者所能够直接掌控的。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 由于对未来的不确定性因素的研判没有一个固定的标准，在实践中项目牵头人往往都是凭借个人经验与直觉做出判断，根本谈不上科学性与针对性。这种情况也是导致重大仪器研发项目经常遭到失败的重要原因之一。 /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　三、重大科研仪器研发中的验收困境 /strong /span /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 重大科研仪器研发项目的验收作为项目质量把关的最关键环节，在实际的运行中往往没有起到应有的作用，这也是我国实施重大仪器研发项目20年取得重大成果寥寥的原因所在。 /span 对此，根据我们近年来对于项目验收实际状况的考察，发现在项目验收中存在一个普遍性的问题，可以称作项目验收困境。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 所谓项目验收困境是指：验收者在面对一个既成事实时所遭遇到的价值观判断与世俗规则之间的矛盾冲突：要么坚持个人的价值观果断放弃世俗规则；要么坚持世俗规则，变相放弃个人价值观。 /span 无论选择哪种模式作为个人评判标准，对于评审者而言都面临巨大的道德与现实的成本-收益考量。造成这种情况的原因在于两种标准所追求的形而上目标是存在巨大差异的。价值标准追求真善美的客观原则；而世俗规则追求的是个人收益最大化，一切基于利己主义的计算考量。对于科技界不用拔高，也不用贬低，它就是社会的一个子系统，科技界里的从业者同样受这些因素的影响。尤其是 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 在成果质量验收方面，评审人无论选择哪种模式都是矛盾的，为了避免这种矛盾，验收者通常采用一种折中模式，即半价值观原则+半世俗规则模式，这种兼顾模式一定程度上缓解了评审者的道德困惑，但却是以牺牲项目评价的完全客观性为代价的。 /span 这也就是我国的项目评审结论千奇百怪、五花八门的深层原因所在，诸如填补国内空白之类的说法，对此哪个人又会去较真呢?结果评审者与被评审者达成一种微妙的共谋关系，牺牲的却是国家的利益。试问这些年又有哪项重大仪器项目没有通过验收评审? /p p 　　为了探讨评审困境的成因，不妨从行为者的社会与心理层面深入挖掘一下。为什么评审者在评审中愿意放弃价值原则，而采取世俗原则的半推半就或者干脆放水呢?这里涉及到两个认知判断：首先，在权力本位的社会，权力资本相对于其他资本(如经济资本、学术资本等)具有最高的兑换率，这就意味着评审者个体面对来自管理者与被评审者的双重压力；其次，项目团队的组织架构在被评审中具有消解评审压力的功能，换言之，豪华团队的光环效应对评审者产生实实在在的心理压力，一次否定性评判有可能遭到对方未来惩罚性的报复；第三，基于成本收益的考量，当下评审的收益与未来可能的损失不对称，因此，做出否定性评判结果得不偿失。还存在一种隐约的担忧，面对一项不完全达标的项目，如果完全否定了，管理者与社会都接受不了，与其彻底否定，还不如既让其通过，又让其整改，至于改与不改和评审的关系就不大了。基于上述分析，可知，在目前的评审架构下，半推半就与放水是符合多方利益的，损失的是国家。这也间接证明了为何我国的科研项目评审质量不高的深层原因之所在。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 为了避免这种评审困境，目前一个热门的解决方案是采取第三方评估策略，希望以其中立客观的位置，来提高项目的评审质量。 /span 从理论上说，第三方评估从制度设置上最大限度上隔离了评审者与被评审者之间的利益冲突，现在的问题是，由于科技界的范围是极其狭小的，再加上能够中标重大仪器研发项目的被评审人都是本领域内的知名专家学者，因此，对于评审者来说，被评审人是透明的，那么如何避免被评审人与评审人之间的利益交换呢?因此，对于第三方评估可能出现的越轨行为，可以采用评估结果的社会公开化，扩大约束人群的规模，这样来自社会的评价力量会遏制第三方的越轨动机以及约束被评审人的行为选择，如果一旦出现越轨行为并被发现，将会遭到来自社会的信任危机，以及连带的信誉与职业生涯危机。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 目前还有一个被热议的补救性评估阶段，即项目的后评估。根据我们的考察，这种后评估理论上很有意义，在实践中意义有限。 /span 之所以得出如此暗淡的结论，是因为在项目通过验收结项后。项目预留的尾款以及各项目组的余款都不多了，对于项目本身无法做出大的改进，而且由于重大仪器研发项目是由一个组合团队完成的，一旦项目结项后，临时组建的合作团队也就自动宣布解散，此时即使项目牵头人想做大的改进，也无法有效地召集研发人员来攻关，除非这个项目具有巨大的市场潜力，有后续资助介入，否则，后评估仅具有理论意义。 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 更何况对于项目牵头人来说，通过中标项目能够获得的个人荣誉基本获得，项目本身已经变为鸡肋，除非这个项目有巨大商业前景，否则，大多数重大仪器研发项目就成为烂尾项目。 /span /strong /p p 　　在整个项目生命周期中，真正具有强制力的评审是财务评审，因为财务评审背后是有国家法律法规在支撑的，如果不符合这些规矩很有可能触犯法律。但是，由于任何重大研究项目都无法事先预料到所有可能的研究变化，因此，项目预算的变更应该是很正常的事情，但是 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 项目实际进展的变化与几乎不变的项目预算之间也存在评审矛盾，虽然近年来一直有来自国家层面的松绑声音，但在实际运行中仍然是按照老规矩执行。相信现实中很多重大项目都遭遇到有钱无法花的困境，这也制约了重大仪器的研发进展。 /span /p p strong 　　四、结语 /strong /p p 　　综上所述，目前立项的很多重大科研仪器研发项目，在执行过程中面临着自身无法破解的 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 组织困境、管理困境与评审困境 /span ，导致项目运行中的 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 三大核心问题：“质量——进度——成本”的三元控制无法达到预期目标，从而导致众多重大仪器研发项目沦落为半截子项目与烂尾工程，而又无人负责，造成国家资源的严重浪费。 /span 为了改变这种现状，我们提出如下两项解决建议： span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 其一，“牵头人+合作单位”模式仅限于自由申请类项目，即资助额度在1000万元以下的项目采用，这几乎是个人管理能力的极限，为了避免项目成为半截子工程和烂尾项目，可以采用倒逼机制，即项目牵头人对于项目达成的目标负有连带责任。 /span 因为在当下的科研评价体系下，此类项目的最大获益者是项目牵头人，因此，他也要承担最大的责任。通过倒逼机制，迫使项目牵头人努力在“质量——进度——成本”之间实现最优管理，从而保障重大科研仪器研发项目的目标得以实现。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 其二，对于部门推荐类超级重大科研仪器研发项目，必须坚决放弃“牵头人+合作单位”模式，改由政府部门直接管理，该项目的主要理念与构想的提出者可以成为首席科学家，但不能由他全权管理项目。 /span 重大仪器研发是一项复杂的系统工程，其复杂与繁琐程度远非个人能力所能驾驭，因此，这种 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 结构性改革能够最大程度上破解重大仪器研发中遭遇的组织困境、管理困境与评审困境。 /span 从科学史上看，那些成功的大科学项目，如美国的曼哈顿工程、航天飞机，以及中国的两弹一星等项目，都不是采用“牵头人+合作单位”的承包模式，而是采用集中管理模式。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 科学是自由探索的事业，而技术则是目标导向下的集中攻关。 /span 如果采用现在的研发模式，中国是造不出两弹一星的。 /p p strong 　　参考文献： /strong /p p 　　【1】饶蕾、陆力、马素萍、刘娟.重大科学仪器设备研发与科研经济一体化分析【J】.财经界.学术版，2017(2). /p p 　　【2】李昌厚.现代科学仪器发展现状和趋势【J】.分析仪器，2014(1). /p p 　　【3】我国每年购国外科研仪器设备投入400亿元以上.http://www.instrument.com.cn/news/20140605/132831.shtml(2017年7月24日查询). /p p 　　【4】【5】王大洲、何江波、毕勋磊.我国大型科学仪器设备研制状况及政策建议【J】.工程研究——跨学科视野中的工程，2016(4). /p p 　　【6】于海婵.浅谈如何加强大型仪器研制项目的过程管理【J】.科技管理研究，2014(10). /p p 　　【7】吴家喜、于忠庆.重大科学仪器设备研发项目管理模式探讨【J】.项目管理技术，2011(12). /p p 　　作者简介： /p p 　　李侠(1967-)辽宁辽阳人，教授，博士生导师，现任职于上海交通大学科学史与科学文化研究院，研究方向：科技政策、科学社会学与心灵哲学。 /p p 　　缪秋民(1993-)浙江绍兴人，上海交通大学科学史与科学文化研究院硕士生，研究方向：科技政策。 /p p 　　吕慧云(1991-)女，江苏淮安人，上海交通大学科学史与科学文化研究院博士生，研究方向：科技伦理。 /p p style=" text-align: center " A Study on the R& amp D of the Major Scientific Research Instruments: The Status Quoand the Dilemma /p p style=" text-align: center " 1、Li xia 2、Miao qiumin3、Lv huiyun /p p style=" text-align: center " (1、2、3 Schoolof History and Culture of Science, Shanghai Jiaotong University, Shanghai200240, China) /p p 　　Abstract:Since major scientific research instruments R& amp D projects havebeen carried out, recent 20 years has witnessed some significant achievements. Yet some commonproblems are still inevitable in practice, which results in unfinished ordefective projects. The main causes of these problems lie in the rigid organization,the poor management and the unfair evaluation. This research suggests that onthe one hand, those free Application Project should apply Leader-Cooperation model, which requires the project leader toundertake joint and liability. On the other hand, as for those projects thatare recommended by departments, the previous management model should beabandoned. In stead, national centralized management should be applied. /p p 　　Keywords: Major Instruments, Organizational Dilemma,Management Dilemma, Evaluation Dilemma /p p 　　【博主跋】这篇文章是应好友易显飞教授之邀而写，完成于2017年上半年在台湾访学期间，现发表于《创新》2018(1)上，这也是我构想中的关于中国科技现状的三大审视与反省之一，第二篇已经写好，第三篇根据时间情况再说吧，合作愉快，是为记! /p p 　　说明：文中图片来自网络，没有任何商业目的，仅供欣赏，特此致谢! /p p 　　2018-2-9于南方 /p

p 　　摘要：综述了目前中国现行的土壤环境监测国家标准方法和环保、农业、林业等行业标准方法，指出国家标准和环保行业标准方法侧重于土壤污染物的检测，而农业和林业标准方法侧重于土壤营养元素及其有效态、理化指标的检测。针对现行标准方法存在的一些问题(如检测的土壤污染物种类少、部分方法先进性不足、土壤环境监测的基础研究薄弱以及方法的标准化尚待完善等)，提出加强土壤监测标准方法的顶层设计、合理增加土壤污染物的控制种类，及时更新方法、发展多组分测定方法，加强标准方法研究的系统性、协调性，以及逐步增加原位监测标准方法等建议，为土壤监测技术的发展提供借鉴和参考。 /p p 　　土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康和美丽中国建设，加强土壤环境保护是推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。2016年国务院印发的《土壤污染防治行动计划》中，就明确提出完成土壤环境监测等技术规范制修订、形成土壤环境监测能力、建设土壤环境质量监测网络、深入开展土壤环境质量调查、定期对重点监管企业和工业园区周边开展监测等工作任务。监测方法是监测工作的基础，只有完善土壤环境监测方法体系，加强土壤环境监测技术水平，才能保障监测的科学性、规范性、准确性以及评价结果的客观性和合理性，从而掌握土壤环境的真实状况，进一步推进土壤环境监管。 /p p 　　根据质量管理体系的要求，环境监测应优先选用标准分析方法。中国土壤标准分析方法分为国家标准和行业标准两大类。国家和环保行业标准方法侧重土壤环境污染检测，农业、林业行业标准方法则主要侧重土壤营养元素及其有效态、理化指标的检测。笔者对目前中国土壤环境监测标准方法进行综述，指出存在的问题，并提出针对性的建议。 /p p 　　1 土壤污染物及其监测方法 /p p 　　土壤污染物包括无机物(重金属、酸、盐等)，有机物，化学肥料，农药(杀虫剂、杀菌剂及除草剂)，放射性物质，寄生虫，病原菌和病毒等 近年来，一些新型污染物(如兽药、抗生素、溴化阻燃剂、全氟化合物等)在土壤中的赋存、迁移等也成为研究热点。 /p p 　　目前多数土壤监测方法针对的是土壤中的无机物和有机物，按测定方式可分为2种：采样后实验室测定(又称异位测定)和现场测定(又称原位测定)。 /p p 　　实验室测定方法中，针对土壤中的无机物，有光学分析法(如原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法等)，仪器联用法〔如电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)等〕，以及电化学法(如极谱分析法)和以特定化学反应为基础的化学分析方法。其中光学分析法适用范围广，灵敏度较高，操作便捷，应用广泛 仪器联用法可实现定性、定量分析，检测灵敏度高、重现性好，但仪器较昂贵 极谱法选择性好，可测定组分线性范围宽，能实现连续测定，但易造成汞污染 化学分析法操作简便，但样品前处理复杂，灵敏度和选择性都较低，目前使用较少。针对土壤中的有机物，分析方法主要有色谱分析法〔如气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)〕，以及色谱-质谱联用法〔如气相色谱-质谱法(GC-MS)和高效液相色谱-质谱法(HPLCMS)〕。 /p p 　　现场测定方法中，针对无机污染物和有机污染物，测定方法分别有便携式X 射线荧光光谱法和便携式气相色谱-质谱法等。 /p p 　　2 中国土壤环境监测标准方法现状 /p p 　　土壤环境污染监测中常用的标准方法是国家标准和环保行业标准。迄今为止，中国有51个涉及土壤监测的国家和环保行业标准方法，其中无机物和有机物监测方法分别为23个(表1)和17个(表2)，3个放射性监测方法(表3)，8个土壤理化性质及其他监测方法(表4)。 /p p 　　 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/0f7be038-b868-4c35-a30a-eebb5206ebce.jpg" style=" float:none " title=" 土壤监测1.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/ef16ff2d-4052-480f-ab55-cc1db1edc730.jpg" style=" float:none " title=" 土壤及检测2.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/a21af8d0-ad32-43ef-aa25-97291184ad40.jpg" style=" float:none " title=" 土壤监测3.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/e26893be-1fc9-4dc3-a8bc-e58086ff5002.jpg" style=" float:none " title=" 土壤监测4.jpg" / /p p 　　23个无机物监测方法涵盖了55种无机组分，包括33个元素总量(As、Cd、Co、Mn等)，7种氧化物(SiO2、Al2O3等)，7种盐类(氰化物、硫酸盐等)以及9种元素有效态(Cu、Fe 等)。涉及的前处理方法有3种:酸消解、碱熔和浸提(提取液有二乙烯三胺五乙酸、碳酸氢钠、氯化钾、氯化钡等溶液)。酸消解方法最为常用，又分为2种体系(常压和高压)，消解液有盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸、盐酸-硝酸(王水)等。测定方法主要有8种:ICP-MS、波长色散X 射线荧光光谱法、火焰原子吸收分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法、原子荧光法、分光光度法、离子选择电极法和重量法等。 /p p 　　17个有机物监测方法涉及161个组分的测定，其中绝大多数是集样品前处理和分析一体的方法，也有独立的样品前处理方法，如《土壤和沉积物有机物的提取加压流体萃取法》(HJ 783—2016)。样品前处理方法有6种:顶空、吹扫捕集、索氏提取、加压流体萃取、微波萃取和超声波提取等。分析方法有5种：GC、GC-MS、HPLC、高分辨GC-高分辨MS以及高分辨GC-低分辨MS等。161个测定组分中，包括16种多环芳烃，18种多氯联苯单体，67种挥发性有机物，17种二恶英类，10种有机磷，8种有机氯，21种酚类以及丙烯醛、丙烯腈、乙腈和毒鼠强。 /p p 　　3个放射性监测方法中，涉及钚和铀2个元素，测定方法有放射化学分析法、固体荧光法和分光光度法等。 /p p 　　8个理化指标等方法中，涉及5个测定指标(电导率、氧化还原电位、有机碳、可交换酸度、干物质和水分等)，以及5种测定方法(电极法、滴定法、重量法、分光光度法和非分散红外法等)。另外，农业、林业也有土壤检测标准方法，主要侧重于土壤营养元素及其有效态、理化指标的检测，详见表5和表6。农业行业标准方法中，有21个涉及无机元素及其有效态测定的方法，有15个涉及土壤理化指标的方法 林业行业标准方法针对的是森林土壤，有15个涉及无机元素及其有效态测定的方法，有13个涉及土壤理化指标的方法。 /p p 　　 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/028c7c4a-4d6e-4bdf-b577-a660da14e2df.jpg" style=" float:none " title=" 土壤监测.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/400bfc0a-fd59-4d4d-90c9-abec47f38d03.jpg" style=" float:none " title=" 土壤.jpg" / /p p 　　3 中国土壤环境监测标准方法存在的问题 /p p 　　3.1 现行标准中监测污染物的数量不足 /p p 　　现行标准方法中，未覆盖目前中国生产、使用、排放的大量化学品及特征污染物。 /p p 　　一方面，特征污染物明确、但无标准方法监测。如正在修订的《建设用地土壤污染风险筛选指导值》中，虽然规定了酞酸酯类、石油烃类、毒杀酚、灭蚁灵等污染物的风险指导值，但目前尚缺标准方法，给该“指导值”的实际执行造成技术瓶颈。 /p p 　　另一方面，如何确定企业用地的特征监测因子难度更大。企业用地类型多样，人类活动强度大，涉及各种化学品和生产加工过程中产生的污染物，种类繁多，污染源类型复杂。在《建设用地土壤污染风险筛选指导值(三次征求意见稿)》中，结合行业生产特征、污染物理化和毒性性质，将污染物项目分为9类:金属与无机物、脂肪烃及其衍生物、单环芳烃及其衍生物、多环芳烃、多氯联苯与二口恶英、有机农药、石油烃和邻苯二甲酸酯，共包括121项土壤污染因子。但实际污染场地中，污染因子不限于这121项。如何合理筛选并科学监测特征污染物，从而进一步有效管控其环境、健康风险，是目前面临的一个难题。 /p p 　　3.2 一些标准方法长期没有修订，新技术、方法难有法定地位 /p p 　　正在修订的《农用地环境土壤环境质量标准》中，测定土壤中六六六和滴滴涕的方法(GB /T14550—2003)，还规定可以用填充柱分离方法，而目前几乎很少有监测单位自行填充色谱柱，普遍是购买商品化毛细管柱进行分离测定。又如，原子吸收分光光度法是测定重金属所用的普遍方法，但以该方法为基础的标准方法-铜/锌、镍、铅/镉的测定方法是1997年颁布的，且分散在GB/T 17138、GB/T 17139和GB/T 17141等3个标准中，意味着要分析1个样品中的这5种元素时，至少要使用3种不同的标准方法，人力成本较高，时效性也不好。 /p p 　　3.3 土壤环境监测基础性研究较少，对标准方法的完整性、系统性、科学性技术支持不足 /p p 　　3.3.1 土壤粒径规定不统一 /p p 　　无机样品测定时要求的粒径不统一(2.0、0.85、0.15、0.075mm等)，使得样品研磨环节时效性、可比性较差 有机样品测定时是否研磨、研磨的尺度要求不一，实际操作时无所适从。 /p p 　　土壤粒径是影响土壤光谱的重要因素之一，随着土壤粒径的减小，土壤光谱反射率呈现不同幅度的升高，小于0.154mm的土壤粒径对土壤光谱反射率的影响最大。《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166—2004)的“常规监测制样过程图”中规定，土壤样品自然风干、用四分法取压碎样、粗磨后，过孔径2mm尼龙筛后可进行样品入库存档，但在其中8.3.2小节，又规定过孔径0.25mm尼龙筛后，用于样品库存放以及土壤pH、阳离子交换量、元素有效态含量等项目的分析，前后规定有矛盾。测定土壤pH时，有要求研磨成粒径为0.25mm的，也有要求磨成2mm的，所得的数据可比性如何，还有待商榷。 /p p 　　《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166—2004)还规定，土壤元素全量分析是用研磨到全部过孔径0.15mm筛的样品，这个规定有些片面，如X射线荧光光谱法测定就需要将土壤样品研磨后过0.075mm筛。该规范中，要求用于农药测定的样品，要研磨到全部过孔径0.25mm筛，而早期的有机氯测定，的确是将样品研磨成粒径为0.25mm的，但通常土壤有机物(特别是易挥发、易分解等有机物)分析是用新鲜样品，掺拌无水硫酸钠或粒状硅藻土研磨成“细粒状”或“流砂状”，有的分析方法不要求过筛，有的要求过1mm的金属筛。 /p p 　　3.3.2 酸消解体系不统一 /p p 　　元素混酸(王水-高氯酸-氢氟酸)全溶、王水(部分全溶)、硝酸-过氧化氢法等前处理所用试剂体系不同，结果也不同，相应的结果评价体系并未一一建立，使得有些测定结果不可比、也无法评判。 /p p 　　盐酸-硝酸-高氯酸-氢氟酸的混酸“全酸”体系对样品进行消解，获得的是元素的全量，即将土壤晶格中的元素也一并提取出来 而其他一些酸浸渍法(如盐酸-硝酸溶浸法、硝酸-硫酸-高氯酸溶浸法以及硝酸溶浸法等)，对土壤中部分元素则是不完全的消解提取，测得的元素含量结果比“全酸”体系的测定结果要低。使用不同的前处理方法得到的分析结果，用同一个评价标准如《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)进行评价，不仅数据不可比，结论也不科学。 /p p 　　3.3.3 元素形态分析、有效态分析，在不同的场合概念不明确 /p p 　　在评估环境效应时，往往不用土壤中元素总量数值，因为元素的迁移性、生态有效性、在生物体中的积累能力(又称生物可给性)，与该元素在环境中存在的物理形态及化学形态密切相关。生物可给性指化学物质被吸收的能力和可能的毒性，是研究不同的形态被生物吸收或在生物体内积累的过程。 /p p 　　元素在环境中的物理形态与化学形态分析即为“形态分析”，目前广泛应用的形态分析方法是由TESSIER等提出的土壤样品重金属元素顺序提取法，该方法利用化学性质不同的提取剂选择提取样品中不同相态的金属元素，先后分别提取5态：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰水合氧化物结合态、有机物和硫化物结合态和残渣态，有学者将这种方法归为物理形态分析。化学形态分析又可以分为筛选形态、分组形态、分配形态以及个体形态等分析。 /p p 　　环境中的土壤元素有效态与生物可给性概念密切相关，它与作物吸收效率有关，指在植物生长期内能够被植物根系吸收的元素，其土壤中的含量与作物的吸收有较高的相关性。多数测定中有效态的提取液是二乙烯三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺(DTPA-CaCl2-TEA)缓冲溶液,可浸提出土壤中的铜、铁、锰、锌、镉、钴、镍、铅等元素。也有用0.1mol/L HCl或水浸提土壤中有效硼的，还有用1mol/L乙酸铵-对苯二酚溶液浸提有效态锰，用草酸-草酸铵溶液浸提有效态钼，用pH为4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液、0.02mol/L H2SO4、0.025%或1%的柠檬酸溶液浸提硅。酸性土壤中有效硫用H3PO4-HAc溶液浸提，中性或石灰性土壤中有效硫用0.5mol/L NaHCO3溶液浸提。土壤中有效钙、镁、钾、钠用1mol/L NH4Ac浸提，土壤中有效态磷用0.03mol/L NH4F-0.025mol/L HCl或0.5mol/L NaHCO3浸提。由于各元素有效态的浸提方法不同，至今针对污染元素有效态的限值标准还很难形成。 /p p 　　在一些应用场合下，元素“形态分析”“有效态分析”概念并不很清晰，分析方法有差异，会造成不同分析方法所获得的监测结果可比性差，从而引起监测信息发布时的混乱，也难以成为污染土壤的健康风险判断和评估等工作的科学技术支撑。 /p p 　　3.4 在方法的标准化、系统化方面尚有许多工作待开展 /p p 　　3.4.1 缺少原位监测方法标准 /p p 　　至今，为数不多的土壤原位(现场)监测方法，只是用于污染物的初步、快速筛查，以定性、半定量为主，检测范围有限，灵敏度也不高，没有形成方法标准，所得测定结果不能作为科学决策及环境管理的主要依据。 /p p 　　3.4.2 样品前处理方法单独成为标准还是融入分析方法中，缺乏顶层设计 /p p 　　美国EPA的方法体系是样品前处理方法与分析方法相对独立，使用时可以自由组合，但实验室要有自己的标准操作程序(SOP)，明确自己所用的前处理、分析方法。如EPA3000系列的方法为固体样品有机物的前处理方法，其中EPA3540C方法为索氏提取、EPA3545A方法为加压流体萃取、EPA3546A方法为微波萃取、EPA3550C方法为超声波萃取等。而EPA8000系列为前处理后的有机样品分析方法，如EPA8260是GC-MS法测定挥发性有机物 EPA8270D是GC-MS法测定半挥发性有机物 EPA8290A是高分辨GC-高分辨MS测定二恶英 EPA8318A是用HPLC 法测定氨基甲酸酯类等。中国的方法体系中，往往前处理和分析是“捆绑”在一个方法中的，如《土壤和沉积物多氯联苯的测定气相色谱-质谱法》(HJ 743—2015)中，规定了微波萃取、超声波萃取、索氏提取、加压流体方法提取PCBs，并给出了具体的提取条件。但近期又有独立的前处理方法标准颁布，如《土壤和沉积物有机物的提取加压流体萃取法》(HJ 783—2016)，规定该方法适用于土壤中有机磷农药、有机氯农药、氯代除草剂、多环芳烃、邻苯二甲酸酯、多氯联苯等物质的提取。这样一来，原有方法体系中“前处理+分析方法”的模式就被打破了。“前处理+分析方法”的模式执行简单，规范性强，但若有新的前处理方法发展出来，由于重新考上岗证、将新方法纳入质量管理体系等工作需要一段时间，不能及时将新方法直接用于实践 单纯的前处理标准方法在具体实践中比较灵活，但存在与原有“前处理+分析方法”的规定可能不一致的问题，且可能会有某些实验室不制订规范的作业指导书，选用前处理方法比较随意，最终导致数据不可比。 /p p 　　今后是否沿用原有的体系，还是前处理方法相对独立，需要从顶层设计上通盘考虑。 /p p 　　3.4.3 质量保证与质量控制有待完善 /p p 　　以前的标准方法中，质量保证与质量控制的内容较少 近年来颁布的标准方法中，从新方法制订的角度，规定了“精密度”和“准确度”等质控指标，由多家实验室对污染物分别进行多次重复测定而获得。在日常样品分析时，通常情况下分析人员无须对同一样品进行3次以上的重复测定，也不太可能就一个样品，去寻找其他实验室来比对测定。因此，“精密度”和“准确度”这2个质控指标在日常分析工作中指导意义并不大，需要研究制订日常工作中实用、有效的质控指标及其评价标准，尤其是不同土壤基质下样品的回收率、平行样的测定偏差等量化评价指标。 /p p 　　3.4.4 方法的先进性、普适性较难兼顾 /p p 　　标准方法的出台，原则上需要1家方法研制单位和另外至少6家验证单位，会导致一些需要用新型、价格较为昂贵的仪器(如高分辨GCMS、HPLC-MS-MS等)进行测定的污染物(如毒杀酚、多溴联苯醚等)，其标准方法不能及时制订、颁布 而没有标准分析方法，又导致一些新型仪器推广使用受限，制约了新技术的发展。 /p p 　　又如X-荧光分析法，地质部门已将其作为标准方法使用多年，实际工作中解决了批量样品的快速、准确检测，但由于环保部门使用较少、配置仪器设备的单位较少，对该方法性能了解不全面、应用经验不足，即使有标准方法颁布，在某些专项工作中还是不推荐使用。 /p p 　　4 中国土壤环境监测方法发展建议 /p p 　　4.1 加强土壤监测标准方法的顶层设计，合理增加土壤污染物的控制种类 /p p 　　建议结合环境标准和污染控制标准的陆续更新工作，将标准方法体系规范化、系统化的规划和发展作为土壤监测标准方法顶层设计的重点，例如，合理厘清标准方法与技术规范的关系 慎重考虑今后是将样品前处理方法单独设为一种系列标准，与现有的实验室分析标准系列并行，还是融入分析方法中，成为“一体化”的标准 既继续发挥经典标准方法的作用、保持历史监测数据的连续性，又兼顾和吸纳先进、高效以及简易、快速的监测方法作为标准分析方法。 /p p 　　《国家环境保护标准“十三五”发展规划(征求意见稿)》中，拟新增14个无机物的标准测定方法，其中新增测定组分有硫化物、氟化物、Tl、Sn、六价铬等 拟新增26个有机物的标准测定方法，其中新增测定组分有持久性有机污染物(PCB混合物、指示性毒杀酚、多溴联苯、多溴联苯醚、全氟辛基磺酸和全氟辛基羧酸、六溴环十二烷和四溴双酚A)，农药(苯氧羧酸类农药、阿特拉津和西玛津、草甘膦、敌稗、代森锰锌、杀虫剂)，酞酸酯类，烷基汞，总石油烃，挥发酚，醛/酮/醚类，苯胺类和联苯胺类等 另外，还拟新增其他指标：有机化学物质吸收常数、粒度、阳离子交换容量等标准方法。说明中国土壤监测标准方法(尤其是有机物的标准方法)开发已经受到一定的重视。建议在土壤目标污染物的选择上，针对农田地块，可以参考与土壤有关系的农作物、食品残留标准所控制的污染物(如相关食品安全国家标准) 针对企业用地，要在企业历史调查基础上，筛选特征污染因子，将与企业生产活动相关、对人体健康和土壤环境质量影响较大、有可能对土壤(地下水)产生高风险的污染物，初定为目标污染物，同时要综合考虑化合物特性(反应降解、土壤吸附性、挥发性等)，目前的分析测试技术水平以及国内外土壤污染风险评价情况等，确定目标污染物，并参照国际方法、文献中相对成熟的方法，建立目标污染物的标准测试方法。 /p p 　　4.2 及时更新标准方法，大力发展多组分同时测定的高效方法 /p p 　　异位监测主要包括化学实验分析法和仪器分析法，目前几乎很少使用化学分析法研究土壤重金属、有机物，精度高、操作简单、可同时测多个项目的仪器分析法(如GC、HPLC、ICP-AES、X射线荧光光谱法等)，以及仪器联用法是主流发展趋势，从分光光度法、原子吸收分光光度法到ICP、ICP-MS，从色谱法到色谱-质谱联用，所能测的目标物范围更广，监测精度从mg/kg到μg/kg，再到ng/kg，痕量污染物的检出限逐渐降低。《国家环境保护标准“十三五”发展规划(征求意见稿)》中，新增的分析方法有ICP-AES、催化热解-原子吸收法、HPLC-MS、GC-原子荧光法等，也吸纳了仪器联用的技术手段。食品安全国家标准中，水果和蔬菜、粮谷、茶业中，分别同时测定500、475、448种农药残留，这种多残留的测定技术也值得环保领域借鉴。 /p p 　　4.3 科学研究标准方法，加强其系统性、协调性 /p p 　　今后土壤监测标准方法开发可紧紧围绕土壤质量标准、污染场地修复限值、农产品标准等的需求，也可以将相对成熟的文献方法进行标准适用性转化，相对缩短方法标准研制的周期 在方法规定的细节方面进一步予以梳理(如元素筛分的粒径相对统一)，便于提高测定效率 在测定方法与评价标准的匹配性方面要予以重视，土壤元素总量、形态和有效态测定方法均各有侧重，元素总量符合国家现行的土壤评价标准体系，且测定体系相对统一，结果可比性强 元素有效态能有效评估污染物可能的迁移、土壤污染对地下水的影响，更能反映环境效应，这些监测的目的不同，均需要研究，不可厚此薄彼 另一方面，应将总量、形态、有效态的评价方法与监测方法一一匹配，不管是元素形态分析还是有效态分析，需要模拟植物在土壤中生长的实际情况与多种因素对形态及生物可给性的综合影响，通过大量实测数据，探索具有普适意义的生物可给性方法学，并最终形成规范化的分析方法体系及可操作的控制标准体系。 /p p 　　4.4 鼓励原位监测方法的探索，使之尽可能准确、标准化 /p p 　　原位监测可实现快速、非破坏、大面积地监测土壤污染物，实验周期短，目前研究热点有便携式X-荧光光谱、高光谱遥感探测、生物发光技术(针对无机物)、便携式GC-MS(针对有机物)等，但技术大多处于定性或半定量化试验阶段，研究思路可借鉴，大面积推广应用仍需验证。对区域土壤进行监测时，可先用原位监测进行前期摸底调查，然后有针对性地重点选择异常点或面，用标准方法深入监测。原位监测的总体趋势是向精度更高的微观探索技术和节约时间成本的中观、宏观监测技术发展，不仅可用遥感技术对土壤重金属进行实地定位观测，还可用不同时期的影像叠加，对比观测土壤质量变化情况 通过近红外、热红外接收的遥感影像、光学侦测和修正(LIDAR)探测、计算得到组分含量，实现土壤污染物的定性、定量监测。 /p p 　　5 结论 /p p 　　中国土壤监测标准方法包括国家标准、行业标准两大类，其中国家标准和环保行业标准侧重于土壤污染物的检测，农业和林业行业标准侧重土壤营养元素及其有效态、理化指标的检测。在现行标准方法中，监测污染物的数量不足，一些标准方法长期未修订导致新技术和新方法尚无法定地位，土壤环境监测的基础性研究较少，对标准的完整性、系统性、科学性技术支持不足，在方法的标准化、系统化方面尚有许多工作待开展。建议加强土壤监测标准方法的顶层设计，合理增加土壤污染物的控制种类 及时更新标准方法，发展多组分同时测定的高效方法 科学研究标准方法，加强其系统性、协调性 鼓励进行原位监测方法的探索，使之尽可能地准确、标准化。 /p

在日前举行的食品包装行业交流发布会上，国家酒类包装产品质量监督检测中心主任赵金松在会议上做了发言，介绍了国家酒类包装产品质检中心的基本情况，以及食品包装材料的安全现状与对策等内容。以下是赵金松发言全文。 　　赵金松：感谢国际食品包装协会给我这个平台，也感谢董老师给我这个机会，能够跟大家一起分享关于酒类包装上存在的问题。 　　在座各位对我们这个机构不是非常熟悉，前面的部分也是对我们机构的介绍。我们希望通过这个平台对国际包装协会提供技术支撑。 　　在国家质检总局刘副局长下来视察的时候，他建议我们将省中心升级为国家级中心，能够为酒类品牌提供技术上的支持。我们在这个基础上搭建了国家级的技术中心。今年3月份正式获得了国家级的挂牌。 　　我们可以对金属、陶瓷、玻璃、木制品、纸制品类的包装进行检测。除了承担国家下达的监督、抽查任务以外，还为泸州老窖、郎酒等包装企业提供材料、半成品、成品的检测服务。同时我们也会跟企业共同研发地方标准。现在酒类方面的标准非常缺失，我们以前只是关注产品的品质，而忽略了包装质量，作为检测机构，我们没有依据，而这些企业走在了前面，我们就跟他们共同开发一些行业标准和技术标准，为他们在技术上提供支撑。 　　四川是一个生产美酒的地方，我们也希望大家有空到四川来。我们这边作为国家级的技术中心，不但为企业提供技术服务，同时还要为企业打造精品的实验室。因为很多企业的检测能力不强，作为白酒生产许可证的规定要求，企业必须设立检测实验室。包装检测更多的是在外观方面，它的品质、重金属迁移和残渣方面的检测比较少。我们也希望依靠实验室的技术能力为相关企业搭建技术平台，建造自己的实验室。在产品出厂之前达到质量要求。我们中心获得了一系列的技术资质。 　　后面我将给大家介绍我们检测中心的条件和能力，也希望这些方面的介绍跟在座各位达成共识，为你们提供技术支撑。我们团队中拥有两名博士，都是从事材料和科学研究的。12位硕士和20多位工程技术人员，组建了金字塔式的人才队伍结构。同时我们还在打造研发队伍。不但是按照国家标准提供检测，还要研究一些滞后的标准。我作为国家食品风险评估的理化组专家，在北京参加了三次会议，对所有牵扯到食品安全方面的标准进行清理，有些标准已经滞后了，需要废除，这些工作正在进行过程中。我们希望通过这种模式进一步研发现在还没有出台的标准，为企业提供技术支持。 　　中心投入2000多万购进了同位素质谱议。可以进行元素跟踪，到底是从哪个地方来的，是从原料里来的，还是从土壤里来的，我们用碳氢氧进行标记。第二个仪器是全二维飞行质谱，现在包装材料上面有一些新的材料跟纸结合以后出现异味，这些设备可以检测材料上的迁移成分，以前是在酒体里进行风味物质的分析，现在也在包装材料上进行研究。ICP-MS主要是对重金属进行检测，以后检测重金属的方法都要用ICP代替。通过ICP-MS它是等离子质谱，不管是恒量的，还是微量的，都可以检测出来。我们也购置了原子力显微镜，主要是在纳米尺度下的材料结构进行研究。还有薄膜透气性方面的检测设备。我们建立了恒温恒湿的实验室。 　　简单跟大家分享一下食品包装材料的安全现状与对策。现在的酒类包装有玻璃、纸制、陶瓷等等。以前我们是关注酒类的重金属指标、甲醇等方面的内容。在董老师的倡导下，现在我们也越来越关注产品的外包装，特别是陶瓷烧制过程中有可能发生重金属迁移，玻璃上釉也可能对酒体产生污染。像前段时间报道的塑化剂问题，与酒接触的管道是塑料的。现在有些酒厂还是用香精香料来勾兑，或者是有些小企业的生产不规范，都可能将这些物质带入酒体。与酒相关的包装材料也越来越受到重视。 　　国外已经制定了《食品接触包装材料及器具关于迁移》的安全法规。国家质检总局也立了两个项目，就是关于塑化剂的迁移问题。我们不单是研究卫计委的3个指标，同时也对6个指标进行了研究。我国已经加入WTO，国外对技术堡垒方面对我们有很多限制。如果我们不在科研方面进行研究，不在技术上全面进步，以后产品要想进入国外市场会受到很大限制。我也希望通过国家级的中心做一些对行业有益的事情，解决现在面临的技术难题。 　　目前的包装材料主要分为塑料类、金属类和纸制类。塑料是很广泛使用的材料，属于高分子聚合物。我们接触的金属在酸性条件下是热不稳定的，会带入产品中。董老师也对纸包装进行了科普宣传。 　　今天有很多生产企业来参会，我们统计到全国食品包装生产企业上万家，单单是酒类的生产企业就有600多家，有生产许可证的只有60多家，说明生产现状很不规范。从业人员的素质偏低和技术水平落后等问题比较突出。前段时间中央电视台报道了年份酒的事情，小企业的不规范有可能影响整个行业，这就需要行业自身的自律，要用良心来做产品。但也需要技术的规范，不要以为中国制造就是很低端、没有技术含量。通过这个行业平台，我呼吁大家真正做好产品和品质，要用良心来做企业。 　　我知道包装材料的质量标准也是不规范的，上次我们在中国酒协开会的时候提出另外一种方式，呼吁建立一种生产准入制度，不是每个企业都能生产，不是每个人员都能达到要求。生产许可证的现状需要我们共同建立，协会要建立生产包装的准入制度。 　　我就是来自于监管部门，刚刚段部长介绍了很多法规，但现在这些法律法规的落实不到位。食品相关产品监管部门已经划到了质检。在工商和流通市场存在很多的监管盲区，希望国家可以形成一条龙的监管体系。 　　现在很多包装材料的标准和检测方法亟待健全完善。我们在清理国家标准的时候，有些还是六十年代发布的标准。这就需要龙头企业带头做这件事情。作为标准的倡导者、执行者有利于行业规范。我也希望跟各个龙头企业共同合作制定行业标准，进一步梳理标准，建立规范。 　　食品包装材料行业要倡导低碳、环保包装，加强功能性包装材料的研发和安全评估。加快标准修改、制定工作，建立起与国际接轨的质量标准体系。完善制品包装材料的安全保证体系，强化企业自律行为和社会责任感，为了食品安全做出自己的贡献。 　　我们现在可以提供217个技术参数的认证，可以开展纸制、金属、木制、材料、陶瓷等材料的检验。希望能够通过这个平台为相关食品包装企业提供技术服务。 　　我在这里发出诚挚的邀请，希望各位领导和专家以及各位包装业的同仁多到我们这里参观、指导、合作、交流。

2011年4月19-21日，由中国药学会药物分析杂志主办，江苏省泰州市中国医药城、国药励展展览有限责任公司承办，江苏省食品药品检验所、泰州市食品药品监督管理局协办的“第二届全国药品质量分析论坛”在江苏省泰州市中国医药城召开，论坛主题为“药物分析与质量提高”，600多位来自全国药检系统、药品生产企业等单位的代表参会。会上，上海市食品药品检验所陈钢主任药师作了题为《生化类药品的质量现状与质量标准研究原则》的主题报告，从生化类药品的质量现状、生化类药品的质量标准研究原则两大方面进行了阐述。 报告人：上海市食品药品检验所陈钢主任药师 报告题目：《生化类药品的质量现状与质量标准研究原则》 　　生化类药品的质量现状 　　陈钢主任药师首要介绍了生化类药品的分类，即可分为氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、多肽/蛋白类、酶与辅酶类、多糖类、脂类。 　　其中氨基酸和核苷酸类药品均为合成类药品，相对来说质量标准上存在的问题比较少，除了核苷酸类药品不良反应比较多以外。其它类别中，多肽蛋白类、多组分类药品问题较多。其中多糖类中的肝素，由于近两年连续对其质量进行监控，质量提高较快。 　　陈钢主任药师总结指出，2010年我国对9个品种的生化药品进行评价性抽验质量分析，通过分析总结发现如下一些潜在问题： 　　1、种属来源问题：标准中本身含糊不清 标准中有多种来源，针对某一制品的来源不清楚 没有合适的鉴别方法。 　　2、粗制品问题：生化药品中目前几乎很少有企业是从最原始材料(如尿、动物脏器等)进行提取生产，基本都是从粗制品起始进行生产。这些粗制品生产单位都不是制药企业，更不要说按GMP生产。 　　3、工艺问题：比较粗放的工艺(提取/纯化工艺、灭菌/除菌工艺)还在用于生产，造成产品质量无法进一步提高。 　　4、多组分类药品存在的问题：长期不生产、无产品 工艺简单，但差异也大 质量标准简单，所标示的成分未在质量标准中加以控制，安全性和有效性指标不完善 临床用途和不良反应有待进一步验证。 　　生化类药品的质量标准研究原则 　　随后，陈钢主任药师还总结了生化类药品的质量标准研究总则： 　　1、对药品背景的了解：包括理化性质、临床用途、不良反应、生产工艺等 　　2、药品质量的状况：对现有的国内外标准、药典标准进行收集、比对 　　3、分析手段的掌握：对先进分析技术的理解和掌握。目前可用的分析方法可控制技术包括：含量浓度测定、免疫学技术、色谱技术、电泳技术、分子生物学技术、蛋白质组学和质谱技术、生物检定技术等 　　4、多快好剩：检测样品多、检测速度快、检测质量好、检测成本省。 　　陈钢主任药师还选择以缩宫素注射液、注射用绒促性素多肽蛋白类生物药品为代表阐述了生化类药品质量标准的研究。

标准物质是化学分析和成分测量过程中量值传递的载体，对于确保化学测量结果的一致和溯源性具有重要意义，因此被形象地称为“化学砝码”。近年来，国家政策大力扶持计量标准物质的产业发展，如国务院制定的《计量发展规划（2013-2020）》就明确指出开展基础前沿标准物质研究，扩大国家标准物质覆盖面，填补国家标准物质体系的缺项和不足。近几年，我国标准物质产业也迎来了快速发展期。2021年，十四五开局之年，标准物质领域将迎来怎样的新机遇？标准物质产业又将如何发展？基于此，仪器信息网特推出专题——标准物质：“化学砝码”的现状与未来。本期，我们邀请大连大特气体有限公司（以下简称“大特”），与大家聊聊标准物质的发展现状。 仪器信息网：今年初，国家市场监管总局发布了《国家标准物质专项监督检查方案》，提出将强化国家标准物质事中事后监管，督促落实国家标准物质研制和生产机构主体责任。您对这项政策有何看法？这将对行业尤其是标准物质企业产生怎样的影响？大特：《国家标准物质专项监督检查方案》的颁布，我们从中能得到最关键的信息是：落实国家标准物质研制和生产机构主体责任以及强化国家标准物质研制和生产机构现场监督检查。标准物质种类繁多，生产标准物质的企业所生产的产品更是良莠不齐，直接导致使用标准物质定性定量的目标组分偏差甚大，影响过程工艺或最终结论，所以国家提出该方案致力于解决当下标准物质混乱的局面。方案里着重强调了对食品安全、生产安全、生态环境、医疗卫生、贸易结算等方面监督监察力度，明确表示出对编造、假冒、滥用等一系列不法行为零容忍的态度，旨在提高国内标准物质生产水品，各企业提供更优质合格产品。仪器信息网：据了解，目前标准物质市场还是以进口产品居多，请问国产标准物质与进口产品相比主要技术差距有哪些？ 大特：从技术层面，常规标准物质国内外技术基本没有差别，主要技术差异体现在类似VOCS类复杂组分的标准物质上，数值准确性、稳定性均跟国外标准物质有差距，主要原因在于国外大的气体公司像液空、普莱克斯、林德等均有超过百年的历史跟经验，跟国外气体企业相比，国内标准物质生产厂商有相对规模小、成立时间短、部分技术不成熟等缺点；从管理层面上，国内很多标准物质厂商还处于起步阶段，各项规章管理制度还有待完善。仪器信息网：研发离不开标准和分析测试规范，标准物质的相关标准及规程规范是产业发展的保障。请介绍下目前标准物质行业相关标准及规程规范情况？大特：目前我国关于气体标准物质研发的标准和规范有不少，如国标包括GB/T 5274.1-2018《气体分析 校准用混合气体的制备 第1部分：称量法制备一级混合气体》、GB/T 38521-2020《气体分析 纯度分析和纯度数据的处理》、GB/T 22279-2008《煤炭成分分析和物理特性测量标准物质研制导则》等；计量规范标准包括JJF 1855-2020《纯度标准物质定值计量技术规范 有机物纯度标准物质》、JJF 1006-1994《一级标准物质技术规范》、JJF 1186-2018《标准物质证书和标签要求》、JJF 1218-2009《标准物质研制报告编写规则》等。另外，目前气体领域分析检测用标准还包括GB/T 10628-2008《气体分析 校准混合气组成的测定和校验 比较法》、ISO 12963-2017《气体分析 基于单点和两点校准的混合气体成分测定 比较法》等。广大相应工作者在严谨的按标准和规范执行之余，还应不断开拓创新，完善相关规范和标准，使得我国的标准及规范再上新的台阶。仪器信息网：请问当前贵司主打产品有哪些？相较于其他品牌，贵司的产品优势有哪些？您能否介绍下贵司在研发设计方面为提升产品品质做了哪些举措？大特：大特产品的核心竞争力主要有以下几个方面：1、标准物质制备经验丰富，产品线齐。大特已经成立29年，一直以来始终专注于标准物质的研发、生产与销售，标准物质总出货量行业领先，且各类标准物质制备经验丰富；大特能为客户提供包含从标准物质、纯物质、管路工程一直到检测服务、咨询服务的完整产品配套能力。 2、具有覆盖全国的供货网络。除大连外，目前已成立包头、广东、新疆、上海、成都、山西6家子分公司，形成覆盖全国的销售及物流网络。3、研发能力雄厚，可满足绝大部分需求。每年公司将总收入的10%以上投入研发，目前已拥有136项国家二级标准物质，很多均为国内市场领先产品；拥有36项发明及新型专利；此外，大特还主持制定国际标准《气体分析 采样导则》、参与制定29项国家及行业标准。4、产品出厂质量有保证。大特在国内率先获得ISO 17034标准物质生产者能力认可，按国际领先的管理体系进行生产，相关产品全球互认，产品质量有保证；公司检测中心共有26名员工，均为本科以上学历，平均从事分析行业超过5年，中心拥有超过40台气相色谱仪和其它相关分析仪器，且已获得CNAS（ISO 17025）实验室认可，进一步保证出厂产品质量。5、生产能力强，供货周期有保证。拥有标准物质制备系统近30台，均由本公司自主研发，标准气产能超过15万瓶/年，供货周期有保证。6、优质的服务保障客户对产品使用。气体行业国内首家通过《商品售后服务评价体系》认证，在售前、售中、售后对产品相关咨询问题均由专人回复，售后无忧。仪器信息网：今年为十四五开局之年，“十四五”规划的出台给标准物质领域带来了哪些机遇？对于此，贵公司做了哪些准备？“十四五”期间贵司将在哪些方面重点布局？大特：在经济发展的前提下，随着“十四五”规划的出台，明确了重点方向为工业化、市场化、绿色化以及科技领域等，对“能源生产能力”也给出确切的指标，这对标准物质生产商无疑是提供了一个大展拳脚的机会，同时更是一个前所未有的挑战。在丰厚利润下，标准物质生产商会激增，给国内标准物质行业带了更大的可发展性，但随之也可能会产生一些负面影响，比如标准物质市场竞争激烈，势必导致价格降低，生产厂商如何在控制成本的同时保证标准物质的质量，使其起到指导生产等应有的作用；对于气体标准物质，其属于危化品，新入行厂家如何保证其安全性等等，值得标准物质厂商认真思考。

当前，我国生物制药产业正处于快速发展的阶段，其潜力和优势已得到国内外认可。但同时，相较于西方发达国家，我国生物医药科研成果转化率相对较低，尚不足10%。如何将科研单位的研发成果与企业发展有机衔接起来，并最终在临床上得到很好地应用，是我国生物医药产业发展道路上的关键问题。鉴于此，仪器信息网联合Cytiva将举办“生物药成果转化系列论坛”，邀请国内优秀的生物药研究团队、工业界代表和临床医生分享进展和观点，碰撞思想火花，为推进生物药科研成果高效转化建言献策。点击报名8月16日，系列论坛第一期主题为“细胞治疗应用前景及科研转化难点”，分别邀请来自科研领域、工业领域以及临床方面的专家探讨相关话题。北京艺妙神州医药科技有限公司 CTO齐菲菲博士将带来题为《CAR-T细胞治疗产品的开发现状与挑战》的报告。点击预约观看

我国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米，地下水0.83万亿立方米，水资源总量居世界第六位，人均占有量为2240立方米，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。我国的水资源现状存在总量紧缺、人均占有量低、地区分布不均、水土资源不相匹配、水体污染日益加重、城市缺水情况凸显等问题。城镇化步伐的加快和区域经济的发展，加重了局部水资源的负荷，也加剧了城市地下水的污染，很多城市的地下水均出现了水质富营养化、铁锰超标等问题。水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一，已经引起国家和地方政府的高度重视。“十一五”期间，我国确定了单位GDP能耗每年减少4%，5年减少20%的目标 主要污染物排放，包括二氧化硫、化学需氧量总量5年内要减少10%的减排目标。在水体污染防治工作中，水质监测工作是污染预警、持续性污染物监测和治理效果评定的重要手段，已受到有关部门的重视。作为连续性监测工具的水质在线监测仪器承担着提供准确监测数据和监测报告的责任，在环境监测工作中发挥着越来越重要的作用。 　　一、 行业发展概况 　　传统的环境水质监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主。虽然在实验室中分析手段完备，但实验室监测存在监测频次低、采样误差大、监测数据分散、不能及时反映污染变化状况等缺陷，难以满足政府和企业进行有效水环境管理的需求。从国外环保监测的发展趋势和国际先进经验看，水质的在线自动监测已经成为有关部门及时获得连续性的监测数据的有效手段。只需经过几分钟的数据采集，水源地的水质信息就可发送到环境分析中心的服务器中。一旦观察到有某种污染物的浓度发生异变，环境监管部门就可以立刻采取相应的措施，取样具体分析。可见，水质在线分析系统最大的优势便在于可快速而准确地获得水质监测数据。自动水质监测系统的应用，有助于环保部门建立大范围的监测网络收集监测数据，以确定目标区域的污染状况和发展趋势。随着监测技术和仪器仪表工业的发展，环境水质监测工作更开始向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展。 　　纵观我国的环境水质在线监测体系建设，经过多年发展，已初步建成具有我国特色的环境连续自动监测管理和技术体系，并已逐渐形成网络。 　　二、 发展规划要求及行业监管体制 　　(一)规划要求 　　《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》要求“十一五”期间主要污染物化学需氧量和二氧化硫排放总量减少10%，并明确规定主要污染物减排指标作为经济社会发展的约束性指标。为实现“十一五”规划纲要的污染物减排目标，国家环境保护总局提出了加快污染物减排、监测和考核体系的建设，在国控重点污染源自动监控、污染源监督性监测、环境监察执法、基层环境统计等方面提高能力，并得到了财政部和发改委的大力支持。国控重点污染源自动监控是指：在占全国主要污染物工业排放负荷65%以上的企业以及城市污水处理厂均要实现在线自动监测和数据实时上传。属于上述范围的总共约有7000家企业，计划在2008年年底前完成。 　　2011年新颁布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出“加大环境保护力度。以解决饮用水不安全和空气、土壤污染等损害群众健康的突出环境问题为重点，加强综合治理，明显改善环境质量。落实减排目标责任制，强化污染物减排和治理，增加主要污染物总量控制种类，加快城镇污水、垃圾处理设施建设，加大重点流域水污染防治力度，有效控制城市大气、噪声污染，加强重金属、危险废物、土壤污染治理，强化核与辐射监管能力。严格污染物排放标准和环境影响评价，强化执法监督，健全重大环境事件和污染事故责任追究制度。完善环境保护科技和经济政策，建立健全污染者付费制度，建立多元环保投融资机制，大力发展环保产业。”预计在十二五期间，环境水质在线监测体系的建设会进一步加快，主要污染物总量控制种类将有所增加，监测因子增加带动的监测仪器安装数量将快速增长，推动环境水质在线监测行业进一步发展。 　　(二)行业监管体制 　　1、《水污染防治法》(2008年颁布实施)第二十二条明确规定：向水体排放污染物的企业事业单位和个体工商户应当按照法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的规定设置排污口 设置入河排污口，还应当遵守国务院有关行政主管部门的规定。 　　第二十三条规定：重点排污单位应当安装水污染物排放自动监测设备，与环境保护主管部门的监控设备联网，并保证监测设备正常运行。排放工业废水的企业，应当对其所排放的工业废水进行监测，并保存原始监测记录。具体办法由国务院环境保护主管部门规定。 　　2、《排污费征收使用管理条例》中第十条明确规定：排污者使用国家规定强制检定的污染物排放自动监控仪器对污染物排放进行监测的，其监测数据作为核定污染物排放种类、数量的依据。 　　排污者安装的污染物排放自动监控仪器，应当依法定期进行校验。 　　3、《污染源监测管理办法》中第十八条明确规定：国家、省、自治区、直辖市和市环境保护局重点控制的排放污染物单位应安装自动连续监测设备，所安装的监测设备必须经国家环境保护总局质量检测机构的考核认可。 　　4、“关于加强自动环境监测仪器管理及认定工作的通知”中明确规定：为了确保环境管理工作科学公正，有效提高环境监测数据的准确度和可靠性，国家环境保护总局将加强对环境监测仪器的管理。为环境执法管理服务和向社会提供环境监测数据的自动环境监测仪器，必须符合国家环境保护总局制定的环境监测规范和环境监测仪器技术要求，经检测合格、通过认定并列入合格产品准入名录后，方可使用。 　　5、《淮河和太湖流域排放重点水污染物许可证管理办法(试行)》中明确规定：排污单位必须按照国家环境保护总局和省级环境保护行政主管部门的规定设置规范的排污口，按照下列规定安装经国家环境保护总局认定的污染物排放自动监测设备或者仪器，并使其按规范要求正常运转。 　　被市(地)级以上环境保护行政主管部门列为重点污染源的排污单位或者处于环境敏感地区的重点排污单位，应当安装TOC、COD、pH等主要污染物在线自动监测仪、污水流量计、污染治理设施运行记录仪。 　　6、“关于印发《环境监测技术路线》的通知”要求：废水排放量≥5000t/d的污染源，安装水质自动在线监测仪，连续自动监测，随时监控。电厂锅炉必须安装连续烟气测试装置，随时监控。监测项目为：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、黑度。 　　7、《污染源自动监控管理办法》中明确规定：本办法适用于重点污染源自动监控系统的监督管理。重点污染源水污染物、大气污染物和噪声排放自动监控系统的建设、管理和运营维护，必须遵守本办法。 　　自动监控系统经环境保护部门检查合格并正常运行的，其数据作为环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据，并按照有关规定向社会公开。 　　8、《国家监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法》的第二条指出：国控企业污染源自动监测数据有效性审核是指环保部门对国控企业污染源自动监测设备定期进行监督考核，确定其自动监测设备正常运行。 　　国控企业污染源自动监测设备在正常运行状态下所提供的实时监测数据，即为通过有效性审核的污染源自动监测数据。 　　第十二条明确规定：责任环保部门依据《国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程》，对国控企业污染源自动监测设备日常运行每季度考核一次，并将考核结果通知国控企业。 　　对国控企业污染源新安装验收合格的自动监测设备，运行一个季度后，必须进行监督考核。 　　三、 环境水质在线监测仪器市场现状及发展前景 　　(一)市场格局 　　我国环境水质监测仪器以往主要依赖进口，从2000年开始，成熟的国产化设备才开始在全国范围内大规模推广。我国的环境水质在线监测仪器厂家主要以民营为主，在成长初期，规模普遍偏小，技术不够成熟，仪器的可靠性、稳定性不足，难以满足我国复杂的水体环境和日益多样化的污染物监测需求。市场整体存在集中度不高、区域分割严重、单一企业所占市场份额不大等问题。随着国家对环保产业的重视和水质自动监测网络体系的建立，环境水质在线监测仪器厂家数量迅速增长，部分具备自主研发实力的企业发展壮大起来，成为与国外知名品牌如美国哈希、日本岛津等相抗衡的仪器生产企业。根据中国环保产业协会统计数据，我国环境水质在线监测行业企业2004年有30家，2009年增加到100家，增幅达到233%，并诞生了如聚光科技(杭州)股份有限公司、河北先河环保股份有限公司、广州市怡文环境科技股份有限公司、宇星科技(深圳)有限公司等业内领先的企业。其中，河北先河环保股份有限公司已登录A股市场，成为业内为数不多的上市公司，聚光科技(杭州)股份有限公司亦准备挂牌上市。 　　根据环保产业协会数据，2009年，废水污染源在线监测行业市场规模6.8亿元。2009年，地表水质在线监测行业市场规模3.64亿元。整个环境水质在线监测行业市场规模10.44亿元。根据聚光科技(杭州)股份有限公司和河北先河环保股份有限公司公开披露的资料，2009年，聚光科技(杭州)股份有限公司的环境水质在线监测系统的营业收入为3,912万元，河北先河环保股份有限公司的环境水质在线监测系统的营业收入为2,012万元。据此计算，环境水质在线监测仪器市场中，聚光科技(杭州)股份有限公司的市场份额为3.75%，河北先河环保股份有限公司的市场份额为1.93%。由此可见，业内企业仍在积极的跑马圈地过程中，单一企业所占的市场份额不大，市场的集中度仍然不高。可以预见，随着市场的快速增长，具备自主研发优势和市场拓展能力的企业将占据市场的制高点，更快速的占领市场份额，做大做强。 　　(二)市场现有规模及发展前景 　　环境水质监测主要分为废水污染源在线监测和地表水质在线监测。其中废水污染源监测的主要是对按排污量核定的国控、省控、市控污染源企业(如重点污染行业企业、城市污水处理厂等)排放的污染物中的监测因子进行测定，主要管理部门为环境保护部 地表水监测主要针对河流断面、饮用水源地、湖泊、水库等的水质进行监测，主要管理部门有环境保护部、水利部。另外，涉及城市水资源利用和监测的还有住房与城乡建设部。近海海域水质监测的则主要由海洋部管理。 　　1、废水污染源在线监测市场 　　根据环保部发布的《2010年国家重点监控企业名单》，2010年全国污染源国家重点监控企业6,361家，其中污水处理重点监控企业1,814 家。根据2008-2010年全国各省环境统计公报披露的废水污染源企业数据整理可得，截至2010年末，省控污染源约3,629家、市控污染源约11,580家。2007年初，国家环保总局为加快污染减排指标体系、监测体系和考核体系(简称“三大体系”)的建设，启动了国控重点污染源自动监控系统建设项目，要求国控重点污染源必须在2008年底前完成在线自动监测系统的安装和验收，以确保主要污染物排放总量的核定。因此，2008年全国污染源在线自动监测系统的安装量突破了1万台(套)，达到历史最高水平。2009年开始，各地环保部门也陆续开始针对本地区省控、市控污染源企业安装在线监测系统，以加强地区排污的监控力度，相关监测因子监测仪器(主要为COD在线监测仪)的安装数量进一步攀升。 　　根据中国环境保护产业协会环境监测仪器专业委员会发布的《我国环境监测仪器行业2009 年发展综述》，2009年，废水污染源在线监测设备实现产值约6.8亿元。废水污染源在线监测市场主要从COD在线监测仪器安装起步，过去十年经历了快速的增长。中国环保产业协会的统计数据表明，2008 年，全国COD 在线监测系统产值达68,276 万元。2009 年，全国COD 在线监测系统产值达68,000 万元。其中，受到2008年席卷全球的金融危机影响，各地环保局在线监测仪器安装的推进速度和污染源企业安装仪器的积极性受到较大影响，对市场造成一定的影响。下图反映了2000 年以来COD 在线监测系统产值的增长情况： 　　根据中国工控网的统计资料显示，目前全国废水污染源监测系统的市场保有量在1.8万套以上，以每套系统的寿命5年计算。随着数据有效性审查的开展，早期安装的监测系统面临老化、监测数据不准确、仪器不稳定等问题，需要进行更换而产生的需求量，以及仪器本身的更新换代，预计2010年废水污染源监测系统的更换数量将超过3000台，并呈逐年上升的态势。从中国工控网的统计数据看，度过金融危机的影响后，废水污染源在线监测仪器的市场仍保持了较快的增长速度，到2010年该细分市场的规模将达10.68亿元。 　　2010年，废水污染源在线监测仪器细分市场容量具体如下： 目标市场 在线监测参数 市场容量（亿元） 污水处理行业 COD，氨氮，PH，溶解氧，流量，浊度、水位 4.50 化工行业 COD，氨氮，PH，溶解氧，流量，浊度、水位 1.30 造纸行业 COD，流量，悬浮物 0.90 钢铁行业 COD、pH和流量 1.00 制药行业 COD、pH和流量 0.80 石油化工行业 pH、电导、溶解氧、COD、水中油、氨氮 1.50 医疗行业 COD、氨氮、余氯、大肠杆菌数 0.18 酿造行业 COD、氨氮、流量 0.50 合计 10.68 　　数据来源：中国工控网 　　根据中国工控网数据，2010年，污染源在线监测仪器的市场规模为10.68亿元。随着“十二五”规划带动监测因子数量增加、推动水质在线监测仪器安装的省份增加、市控污染源企业市场的启动，废水污染源在线监测市场将快速增长。预计2010年至2013年该细分市场的平均增长率将达27.88%，2010-2013年污染源在线监测仪器细分市场容量预计增长如下： 　　单位：万元 年份 2010 2011 2012 2013 市场容量 106,800 130,352 183,000 223,356 　　数据来源：根据中国工控网数据整理、统计 　　2、地表水质在线监测市场 　　据2009年环境状况公报统计，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体为轻度污染。203条河流408个地表水国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为57.30%、24.30%和18.40%。主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。其中，珠江、长江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染。 　　中国社会科学院环境与发展研究中心副主任郑易生指出，中国发布的各种水环境质量检测报告，由于受布点数量和布点区域的限制，“并不能充分、真实地反映国内水污染现状”。目前国家环保总局设置的水质监测断面，基本上分布在水量相对充沛、监管相对严格的大江大河或主要水系的干流，对于支流的监测几乎属于空白领域。在小城镇以及广大农村地区，实际的污水排放量以及支流、内河的受污染程度，很可能要比目前公布的数字更为严重。目前的水质监测现状揭示了中国水污染的严重程度和水质监测的建设落后程度。因此，治理水污染，必须先做好水质监测。 　　近年来，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。根据《2008年全国环境统计公报》，全国地表水质监测断面数9,635个，近岸海域监测点位1,203个，开展饮用水源地水质监测的城市数1,021个。根据2007-2009年《中国环境状况公报》统计显示，全国主要河流、湖泊、重点水利工程地表水国控监控断面，2007年为569个，2008年为571个，2009年为633个。水利部门近年来也开始重视水质监测工作，逐步建立起覆盖全国的水质监测网络体系。水利系统的水质监测工作主要与水文站相结合，对定点流域的水量、水文、水质情况同时进行监控。 　　根据中国工控网的预计，2010年，地表水质监测仪器的市场规模为5.72亿元。2010 年地表水质在线监测系统的细分市场容量如下： 目标市场 在线监测参数 市场容量（亿元） 环保部门 高锰酸钾指数、氨氮、五参数、总磷、总氮、TOC 1.8 水利部门 COD，氨氮，TOC、五参数 0.6 自来水厂（水源监测） 五参数、氨氮、COD、和叶绿素（便携式） 2.5 市政管网监测 在线浊度、余氯和压力 0.2 其它生产过程 浊度、余氯、pH、水位 0.5 其它行业 水温、水位、盐度、波浪等 0.12 合计 5.72 　　数据来源：中国工控网 　　整体而言，地表水质的在线监测市场仍处于初步启动的阶段，受环保部监测站数量增加和水利部门进一步推动水质监测工作的影响，该市场将快速增长，预计该细分市场会是环境水质在线监测市场增长的亮点。预计2010-2013年间，地表水质在线监测仪器市场的年均增长率约为22.90%，2010-2013年地表水质在线监仪器细分市场容量预计增长如下： 　　单位：万元 年份 2010 2011 2012 2013 市场容量 57,200 69,814 87,000 106,185 　　数据来源：根据中国工控网数据整理、统计 　　综合污染源及地表水在线监测市场的数据来看，2010年废水污染源在线监测系统细分行业的市场规模为10.68亿元，地表水质在线监测系统细分行业的市场规模为5.72亿元，环境水质在线监测系统行业的总体市场规模达16.40亿元。预计到2013年，废水污染源在线监测系统细分行业的市场规模为22.34亿元，地表水质在线监测系统细分行业的市场规模为10.62亿元，环境水质在线监测系统行业的总体市场规模达32.96亿元。2010年至2013年，环境水质在线监测行业平均增长率为26.19%。 　　“十二五” 期间，随着环保执法力度的继续增大和配套环境水质在线监测法律法规的相继出台，环境水质在线监测系统的需求将趋于旺盛，中国环境水质在线监测市场将实现快速发展，市场潜力巨大。

仪器信息网讯 2014年11月25日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会联合主办的&ldquo 第七届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会(简称 CIOAE 2014)&rdquo 在国家会议中心开幕。仪器信息网作为战略支持媒体参加了此次会议。 会议现场 　　在25日上午的大会报告中，中国科学院安徽光学精密机械研究所刘文清院士、环境监测总站原副站长丁中元、中国环境监测总站齐文启研究员、哈希公司程立介绍了在线分析技术在环境、水质监测领域的应用现状、技术进展及未来发展趋势。另外，还有西门子(中国)有限公司沈毅、E+H公司潘峰、西克麦哈克(北京)仪器有限公司总经理李长云介绍了各自公司的创新产品和应用，以及创新理念。 报告题目：水体环境污染光学现场监测技术及应用 报告人：中国科学院安徽光学精密机械研究所刘文清院士 　　环境污染监测所用的光学和非光学监测技术主要有：质谱技术、气相色谱和离子色谱技术、化学&电化学技术、DOAS&FTIR技术、非分光红外技术以及激光技术等。刘文清介绍说：&ldquo 在过去质谱技术相对其他技术具有较高的灵敏度、选择性和精确度，因而应用较多。但随着激光光源的发展，激光技术在环境污染监测中的应用多了起来。而且激光技术在具有质谱技术优点的同时，还具有比质谱技术快恨多的分析速度。&rdquo 随后，刘文清院士在报告中分别详细介绍了基于吸收光谱和荧光光谱技术、基于激光雷达探测技术、以及基于激光诱导击穿光谱技术的环境监测技术，以及相关的应用案例。 　　最后，刘文清介绍了水环境监测技术与设备的发展趋势。他指出，当前我国的水环境监测还主要集中于COD、BOD、总磷、总氮、pH等监测项目，未来我们需要拓宽监测项目，包括对叶绿素、藻毒素、重金属、PTSs、细菌、病毒等的监测。另外，我们需要相应的技术和仪器来实现微量和痕量有害物质连续自动监测；内分泌干扰物质的简易、快速测量；重金属、有机污染物、病原微生物的在线自动监测。需要开发利用生物传感器的监测技术，简单廉价的总氮、总磷、COD、TOC、油类自动监测技术，以及有机污染物的GC-MS连续监测技术等。 报告题目：在线自动监测系统发展趋势 报告人：环境监测总站原副站长丁中元 　　丁中元在报告中首先介绍了近年来国家制定和实施的环境保护政策及法律法规。详细分析了同过去相比，这些新政策和法规对环境监测要求的变化。并指出我国的环境保护已从九五期间提出的以水污染防治为重点，转向了十二五期间提出的以空气污染防治为重点。 　　随后，丁中元从节能减排推动能力建设、行业发展概况、法律法规和规范管理等方面分析了目前我国环境监测的发展现状，并提出了需要完善的问题，他认为在线分析仪器企业严格仪器标准，提高仪器质量和水平是在线监测需要完善的关键问题。另外污染源自动监测系统要做到&ldquo 准确、公正、真实&rdquo 也是亟待完善的问题。 　　最后，丁中元介绍了在线自动监测的发展趋势。包括监测职能的变化、监测技术路线的变化、实现技术融合等方面。 报告题目：自动在线监测的现状与发展 报告人：中国环境监测总站齐文启研究员 　　在线监测在工业自动化，环境排污监控、环境质量变化以及环境事故预警等方面发挥着重要作用。在报告中，齐文启研究员主要介绍了自动在线监测在环保领域的应用现状和最新进展。据介绍，自动在线监测目前在国控重点源的应用比较充分，但在非重点源的应用还远远不够。而在重点源的监测中，监测项目的全面性，以及监测结果的可靠性还需要提升。 　　至于未来的发展，齐文启从污染源监控、生物技术在环境监测中的应用以及应急响应等方面作了介绍。尤其是生物技术的应用，如生物芯片技术，可以更好地检测环境中的化学物质，反应其毒性，并避免化学物质间的相互作用；生物传感器具有很高的灵敏度，选择性好，样品需求量少并且处理方法简单，可用于多个试样的同时处理和检测，设备低廉，操作简便快速等诸多优点。 报告题目：在线水质分析仪器发展现状及未来展望 报告人：哈希公司程立 　　程立在报告中指出中国是全球在线水质分析仪器应用最为广泛的国家，因为中国有着发展迅速的在线水质分析仪器市场、有着最为普遍的应用场合、有着数量众多的在线水质分析仪器应用标准、并有着全齐全的产品门类。他指出提出根据应用目的的不同，在线水质分析仪器可以分为监测型和过程型两类，这两种在线水质仪器的监测目标不同，对仪器功能和仪器应用技术的要求也不同，并介绍了这两种应用在中国的一些典型应用及发展现状。 　　另外，程立特别介绍了新原理、新材料、新方法，以及新的数据处理模式对于在线水质分析仪器技术发展的促进。如LIBS(激光诱导击穿光谱)、混合多光谱分析、单波长色散X射线荧光分析、生物技术、石墨烯、纳米材料、化学计量学、水质模型等。 　　同时，程立还介绍了移动水质分析，这是一种&ldquo 非连续实时分析技术&rdquo ，在未来将成为传统在线水质分析技术的补充和发展。程立认为，移动互联网是互联网的未来，移动分析也会成为未来最为重要的水质分析技术之一。 　　此外，程立还介绍了数据分析和再处理技术&mdash &mdash DIKW知识管理模型(Data-Information-Knowledge-Wisdom)，即如何通过数据分析来指导政府水务管理和人们的用水行为。他指出不仅是仪器硬件和分析技术，软件和数据处理技术也将成为在线水质分析仪器的重要组成部分。 　　最后，程立介绍了绿色分析将是在线分析仪器的重要发展趋势，并认为在线水质分析仪器将有着广泛的应用前景。 报告题目：不断革新的ULTRAMA23与LDS6---致力于环保排放监控 报告人：西门子(中国)有限公司沈毅 　　沈毅介绍了说西门子的ULTRAMAT23红外连续在线烟气体分析仪和LDS 6激光气体分析仪。ULTRAMAT23是ULTRAMA23红外连续在线烟气体分析仪的升级版。据介绍， ULTRAMAT 23是一种采用NDIR(不分光红外)技术的多组份分析仪，可最多测量三种红外气体成份，极其经济，并且安装空间非常节约。该分析仪具有独特的使用周围空气进行自动校准功能，而且每年只需使用标定气体检定一次。LDS 6激光气体分析仪为终生免标定，并且是全球唯一的TUV认证免标定的激光分析仪。该仪器采用了更适合中国国情的大光束、更方便维护探头对光设计，以及更适合苛刻现场环境的探头设计。 报告题目：光学仪表在过程分析中的应用 报告人：E+H公司潘峰 　　潘峰主要介绍了E+H公司光学仪表在过程分析中的应用实例。如OUSAF44紫外吸收传感器在层析分离中的应用；OUSAF11紫外吸收浓度传感器在牛奶/水相位分离监测、在啤酒/酵母界面监测中的应用；OUSTF10低浊度分析仪在啤酒厂、金山石化、果糖生产过程中的应用；OUSAF12红外/可见光吸收/浊度分析仪在固体悬浮物测量、相位分离方面的应用；OUSAF22色度分析仪在颜色控制、脱色控制等方面的应用。 报告题目：创新、领先-西克在线分析技术与应用 报告人：西克麦哈克(北京)仪器有限公司总经理李长云 　　德国西克公司(SICK AG)是全球领先的传感器和分析仪器系统制造商，是工业自动化领域的技术和市场领导者之一。公司于1946年在德国成立，是In-Situ技术的发明者。2002年，SICK AG 在中国成立了西克麦哈克(北京)仪器有限公司。在报告中，李长云主要阐述了创新对于西克公司发展的影响，以及对于行业发展的促进。

“十四五”时期，是“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期，也是全面实现社会主义现代化的关键期。为贯彻落实党中央、国务院关于科技创新的决策部署和《“十四五”市场监管现代化规划》，全面深入推进市场监管科技发展，《“十四五”市场监管科技发展规划》(以下简称《规划》)正式发布实施。《规划》对于“十四五”时期乃至今后一段时期我国市场监管工作的全面、有序、健康、和谐发展具有重要的时代意义。下面我着重对《规划》中计量领域的内容谈一下现状与展望。 　　一、计量是高质量发展的战略基础 　　计量是测量的科学及其应用，是国家科技创新体系的重要组成部分，其发展水平是国家核心竞争力的重要标志，是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑，在党和国家工作大局中具有基础性、战略性地位。计量是创造质量和控制质量的重要物质手段，是保证国民经济正常运行和公平贸易的基础。计量准确度的每一次提升，对科技进步、民生改善、产业发展和国家安全均具有重要推动作用。毫无疑问，计量支撑发展，质量成就未来。在市场经济体制改革日益深化的大背景下，计量作为国民经济发展的重要支撑和保障，将在市场监督管理中发挥越来越重要的作用。 　　《规划》充分体现了市场监管总局对计量科技发展的高度重视，从计量发展现状、面临形势和挑战出发，明确了发展的总体目标和重点任务，对推动计量科技进步、服务经济社会高质量发展、实现社会和谐稳定、保障民生福祉、维护国家主权和安全、提升经济全球化竞争力、建设社会主义现代化强国具有重要的战略意义。 　　二、“十三五”计量科技取得跨越式的发展 　　党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，我国计量科技事业得到快速发展，计量科研成果大量涌现。建成国家计量基准185项和社会公用计量标准6.2万余项。获得国际承认的校准测量能力从“十三五”开始时的1266项，增长到目前的1805项，增幅43%，进入世界先进行列，并成为全球有能力参与驾驭国际原子时的八个国家之一。拥有国家科技资源共享服务平台2个，建成一批国家产业计量测试中心。在亚太计量规划组织(APMP)下设12个技术委员会中，担任主席和候任主席数量居首位。“温度单位重大变革关键技术研究”和“新一代国家时间频率基准的关键技术与应用”两个项目获得国家科技进步一等奖。计量科技创新能力和测量水平的提升，有力地支撑了高铁、大飞机和海洋装备等重点产业的研发与生产，促进了电子、生物和医药等战略性新兴产业的发展。 　　三、“十四五”计量科技面临新机遇和挑战 　　当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革加速演进，为计量科技带来了新的机遇与挑战。2019年5月20日，新的国际单位制(SI)正式生效。这是计量史上的重要变革和里程碑式事件，正如诺贝尔物理学奖得主比尔菲利普斯所说：“这是自法国大革命以来测量科学最伟大的革命”。计量迈入量子化新时代，国际计量格局面临历史性重构。我们应该迎头赶上，抓住机遇成为世界多极计量格局中的重要一极。前期，我国在计量领域虽然取得了一定进展，但在满足科技强国、质量强国、制造强国、健康中国、数字中国等国家重大战略需求上，仍存在科技创新能力不足、计量支撑能力缺失、服务深度和广度不够等问题。与发达国家计量技术机构相比，在发挥计量作用、提升计量地位、优化科技发展布局等方面也存在差距，主要表现在：基础前沿研究整体上仍处于跟跑阶段、重点领域关键计量测试技术有待突破、新型量传技术和计量仪器自主创新能力不足。“十四五”时期，我们将面对更为复杂多变的外部环境，应把握全球科技创新的前沿趋势，进一步推进计量科技发展的自立自强，积极应对国际单位制重新定义重大变革，跻身世界计量科技前沿。 　　四、“十四五”计量科技重要攻关方向 　　在当今世界正经历的百年未有之大变局中，无论是新冠疫情还是国际形势，最主要的特点就是一个“变”字。为此，应当主动求变，积极应变。《规划》准确分析市场监管科技发展新生态，明确市场监管科技发展新要求，提出“加强国家质量基础设施体系研究，助力提升质量竞争优势”，部署“量子计量基标准和新型量传关键技术攻关”，重点开展量子计量基标准、量子传感、芯片尺度计量等前沿技术研究，加强生命科学与健康、绿色低碳、新型信息化、先进制造、新材料、空天海洋等重点领域的计量关键技术研究，研发一批具有自主知识产权的高精度、高可靠性计量仪器和标准器，提升计量支撑国家战略和重点领域发展的核心技术能力。 　　这里我主要选两个方面展开说一下：第一个是绿色低碳领域研究。2020年，习近平主席提出中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。“十四五”时期，将开展碳计量关键技术攻关，研究生态环境监测、应对气候变化、清洁能源发电、储能及并网领域的计量测试技术，建立覆盖碳计量基准、计量标准和标准物质的溯源体系,提升碳排放计量监测能力，加速推动由宏观“碳核算”向精准“碳计量”转变，支撑相关行业的 绿色低碳发展。第二个是生命健康领域研究。健康是促进人类全面发展的必然要求，生命健康与民生幸福、社会和谐的关系越来越密切。全球新冠疫情的肆虐，进一步强化了提升生命健康计量能力的迫切性。“十四五”时期，将加快特征生物分子多维度智能识别与表征精密计量技术，新兴生物功能性物质结构、分子诊断与细胞诊疗等的质量控制技术，重大疾病体外诊断试剂及性能评价量值溯源技术，医学诊疗设备计量技术等研究，持续提升生命健康领域的计量支撑能力。

仪器仪表的定义为“用于检查、测量、控制、分析、计算和显示被测对象的物理量、化学量、生物量、电参数、几何量及其运动状况的器具或装置。” 仪器仪表应用领域广泛，覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面，在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。按照国家统计局的产业分类，仪器仪表行业包括工业自动控制系统装置、电工仪器仪表、光学仪器、实验室仪器、分析仪器、试验机、工业用仪表、环境监测专用仪器仪表等20个小专业。近年，我国仪器仪表行业获得了快速的发展，但中高端产品的技术市场仍被进口产品占据，仍需要一段时间的发展。我国仪器仪表行业现状随着我国国民经济的快速发展和高新技术产业的迅速成长，我国仪器仪表行业近年来一直保持比较好的增长态势，产业规模已经成为国际上行业规模最大的国家之一，也是发展中国家仪器仪表行业规模最大、产品品种最齐全的国家。2015—2019年仪器仪表行业经济运行情况见下表。由图可知，特别是2019年，我国仪器仪表行业规模继续扩大，全年走势先抑后扬，营收和利润均为正增长，并且均高于机械工业和全国工业平均增幅。全年规模以上企业为4948家，营业收入8315亿元，同比增长6.52% 利润总额858亿元，同比增长5.12%。2019年，全行业进口528亿美元，增长1.29% 出口325亿美元，增长7.62%，逆差约203亿美元。根据一份前瞻产业研究院发布的研究报告显示，2019年在仪器仪表行业的主要大类产品中，除了电工仪器仪表和环境监测专用仪表产量实现增长外，其余产品产量均有所下降。2019年电工仪器仪表产量为28753.31万台，同比增长15.47%，是仪器仪表主要大类产品中产量最高的产品；环境监测专用仪器仪表产量为528.42万台，同比增长36.32%。2019年仪器仪表行业除了总资产利用率、产品存货率、销售费用率和财务费用率四个较2018年同期有所下降外，其余指标均实现了增长。其中2019年仪器仪表行业实现销售收入7242.64亿元，同比增长5.54%；实现利润总额700.41亿元，同比增长5.94%。总体来看，仪器仪表行业运行情况较为稳定。上海仪器仪表行业现状上海是我国仪器仪表行业的发源地，历史上产业规模和技术创新能力一直走在全国的前列，对全行业的发展曾起到重要的引领作用。近年来，行业调整、技术人才大量流失、国外仪表大量冲击国内市场、国内企业研发投入不够等原因制约了行业的快速发展，与其他省市相比总的销售规模略有下降，2015—2018年上海仪器仪表行业的运行情况见下表。虽然上海仪器仪表行业的销售规模从原来的龙头下降到第七、第八位，但是上海仪器仪表产品总体在全国仍处于较高的技术水平，其科技创新水平与能力整体优于全国平均技术水平，至今在某些子行业仍旧保持优势地位，如自动化仪表、科学仪器等。自动化仪表领域的许多国际知名企业都在上海有生产工厂或研发中心，如ABB、艾默生、科隆、施耐德、通用电气、西门子等。同时，上海有上海自动化仪表有限公司、上海宝信软件股份有限公司、上海新华控制技术(集团)有限公司、上海仪电(集团)有限公司等一批国有和民营的知名自动化企业，以及原行业归口研究院所上海工业自动化仪表研究院，这些为上海自动化仪表的创新奠定了基础。上海在控制系统与软件、流量、控制阀、物位仪表等方面具有很强的竞争优势。上海的科学仪器在全国有着悠久的发展历史，自20世纪50年代以来，一直处于国内领先地位，产业经过长期以来的技术培育和技术积淀，已掌握了一些前沿科学仪器的关键技术。但是，与全国科学仪器产业发展整体相比，规模以上企业比较少。不过，上海以光学测量和检测、光纤传感技术、照明技术和光学成像等为核心技术的相关产品在全国占有领先地位，电化学产品占市场的主导地位。我国仪器仪表产业发展面临的挑战我国仪器仪表发展规模虽然不断扩大，但是一直存在基础研究薄弱、产品可靠性和稳定性低、以中低端产品为主等问题，高端仪器仪表、核心零部件等长期依赖进口。我国仪器仪表产品一直处于进出口贸易逆差的状态，逆差都在150亿美元以上，2018年、2019年更是连续2年逆差超过200亿美元，是机械制造业中逆差最大的行业之一。在产业发展的同时，我们也应该清醒地认识到面临的新挑战。一是国产仪器整机的技术指标、性能参数等方面指标总体低于国外同类产品。虽然有些产品的某些主要技术指标可以达到或接近国外仪器指标，但是由于国内企业对产品的制造技术、工艺的掌握能力的缺乏，没有很好地掌握或吃透仪器仪表中大量的关键制造技术，在引进技术的基础上进行技术创新能力又不强，普遍存在产品在技术指标、应用性能等方面都低于国外先进的同类产品。二是国产的科学仪器功能部件和附件的性能和水平与国外产品有较大差距。我国精密加工和元器件产品基础薄弱，围绕仪器仪表产业的专业化配套能力不足，造成产品的功能部件和附件的工艺、质量水平不高，影响仪器仪表整体技术效果和检测能力。三是国产仪器仪表的可靠性、稳定性问题突出。国内企业对高性能产品的技术掌握不够，低价格市场竞争使企业对产品成本投入不够，工艺水平和行业基础差，使一些已经多年生产的国产仪器在可靠性和稳定性方面不及国外同类产品，使用户对国产仪器产生极大的不信任。四是仪器仪表的智能化水平不高，产品适用性不好。随着信息化的发展，仪器的自动化、智能化、集成化是当前仪器发展必不可少的条件，也是减少误差、提高效率、提高精度、扩大用途的良好途径。国内企业对产品的应用认识不深，对用户应用研究不够，在产品的功能辅件、应用软件和应用操作上存在不足，往往只关注主机或者只生产裸机，造成了国内产品应用范围窄或者应用不便，影响了国产仪器的推广应用。根据上述分析，不难看出，稳定性、可靠性、性价比等方面的问题比较突出，这些也是我国装备制造业的一个共性问题。虽然很多企业不惜重金投入研发、引进了先进制造设备、加强了基础管理工作，但整个生产链的精益化、智能化程度仍有待提高，大部分产品的稳定性、可靠性、综合性价比与国外产品依然差距明显。我国仪器仪表产业发展面临的机遇在全球化、世界经济中心东移的大背景下，面对2020年复杂多变的大环境尤其是全球新型冠状病毒肺炎疫情的持续影响，我国仪器仪表发展中可能会出现各种不确定性，出口预期受影响比较大。由于我国将增强内循环建设，内需拉动将成为仪器仪表产业发展的主要动力，同时新基建也将推动仪器仪表技术的发展。●新基建推进仪器仪表新技术2020年3月以来，国家大力推进新型基础设施建设。新基建是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。新基建主要包含5G基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大领域，涉及通信、电力、交通、数字等多个社会民生重点行业。仪器仪表及其核心部件作为通信测试、装备运维、智能感知和大数据获取的重要保障，将推动仪器仪表行业加快新产品的技术开发，开展测试要求、可靠性方法、通信传输、安全要求等基础共性技术研究，以满足新基建发展需要。●新需求催生仪器仪表新产业以信息技术为核心的新一轮产业革命是信息与远程通信、移动互联网等高新技术与制造业的深度融合。近年来，我国大力推进的智能制造、智慧城市、智能交通、智能楼宇等将带动仪器仪表与信息技术的深度融合，结合“一带一路”、供给侧改革、“互联网+”等国家政策和宏观经济的需要，有效地推进行业结构调整、转型升级，充分利用行业现有条件和基础，加快智能制造、智能化(数字化)工厂(车间)、智慧城市(智慧水务、智慧燃气、智慧交通、智慧医疗等)等重点方向所需要的智能化产品的产业化步伐和系统集成能力，发展形成新的产业，逐步改变流程工业自动化与离散工业自动化、流程工业用传感器与离散工业传感器、实验室仪器与在线科学仪器发展不平衡的状况。●国产替代带来仪器仪表新发展长期以来，我国的核电、能源、石化等重点行业应用的仪器仪表以进口产品为主，国产产品由于主要是中低端产品、产品的可靠性和稳定性差等原因很难进入。虽然我国一直在推行国产化，但是力度不够大。随着目前国际政治形势、中美贸易摩擦以及世界经济格局的演变，以国家重点产业和国防建设的安全、自主、可控为契机，我国推进重点产品核心技术自主化进程，力争基本形成国家大型工程项目、重点应用领域自控系统和精密测试仪器的基本保障能力以及重大科技项目所需要的自控系统和精密测试仪器基础支撑能力。从保证信息安全的角度出发，国产化替代成为大势所趋，这将给国产仪器仪表以更多的市场机会，所以国内仪器仪表中“专、精、特、新”企业的好产品将能抢占先机，迎来一轮发展的“东风”。新中国成立以来，我国仪器仪表的发展经历了从无到有的仪器仪表工业体系建立时期、从有到全的成长壮大时期、从全到大的高速成长时期、从大到强的新常态时期，走出了一条从仿制到自行设计、从技术引进到消化吸收、从合资合作到全面开放、从国内市场走向国际市场的成长之路。无论是国家大型工业装备和工业控制，还是涉及民生的食品安全和水电气计量，无论是教学科研，还是国防军事，都有我国自主研制的仪器仪表在大显身手。目前，我国仪器仪表产业还很年轻，发展的道路还很漫长。可喜的是，国内市场对仪器仪表需求旺盛、国家政策不断激励中国制造业实现自我创造和自主创新。然而，国产仪器整体水平与国际先进技术仍有较大差距，弱势地位明显，行业迫切需要优化提升。当前，从中央到地方，各级政府对仪器仪表发展予以高度重视，充分发挥政策优势和资金导向，为国产仪器的发展创造条件。我们相信，有各级政府的政策支持，有社会各界对国产仪器仪表的理解和信任，有众多仪器仪表生产制造企业的艰辛努力，不远的将来，国产仪器一定能够不负众望，为我国成为世界科技强国奠定坚强的基石，为我国科技事业发展和国民经济建设承担新的重任。

在ISO/REMCO成立后不久的1980年，我国正式参加国际标准样品技术交流活动。从 1994年开始，我国在参照、等效或等同采用国际导则的基础上，逐步制定了GB/T15000系列国家标准《标准样品工作导则》及技术规范。1996年原国家技术监督局批准成立了ISO/REMCO中国委员会，协调我国与国际之间的标准物质/标准样品的技术交流活动。那么我国标准物质/标准样品的研制现状是怎样的呢？下面小编来给大家介绍。　　目前国内有几十个标准物质/标准样品研制单位，研制了几千种标准物质/标准样品，品种涉及钢铁、有色金属、矿石、炉渣、建材、农药、临床化学、气体、环境、食品、化工产品、工程技术、特性、核工业、物理特性与物理化学特性等各个方面，在各个领域标准物质/标准样品得到广泛的应用，尤其近年来在国家实验室认可、ISO9000认证及我国的国民经济建设中发挥了重要作用。　　截至2006年7月，由国家质量监督检验检疫总局(国家技术监督局)批准的一级标准物质发布了 1334种，有效1316种，二级标准物质发布了2315种，有效2275种 国家标准样品发布了1990种,还有各个行业部门发布的行业标准样品，其数量比国家标准样品更多，如钢铁标准样品2833种，有色金属标准样品1242种。　　虽然我国标准物质/标准样品基本满足了我国国民经济建设的需要，但随着科学技术的发展和材料、新领域的快速增长，现有的标准物质/标准样品品种已不能完全满足需求，在国家“十一五”规划中尤为突出表现在食品安全、医疗保健、化纤、物理特性等领域需亟待解决，即使是数量和品种在国内标准物质/标准样品最多的冶金行业，在新材料领域仍缺少满足需要的标准物质/标准样品。　　以上内容就是对我国标准物质/标准样品的研制现状的介绍了，自从1906年美国成功研制出第一批冶金标准物质/标准样品的以来，经过了100年的发展。随着全球经济、科学技术、测量技术和社会生活需求的高速发展，需要品种、数量越来越多、质量越来越高的标准物质/标准样品。在现代的科学技术发展和国民经济建设中，标准物质/标准样品将会继续发挥重要作用。

大科学装置（large scale scientific facility）是人类发现自然规律、探索未知世界、实现技术变革的大型设施，是取得重大科学突破的保障之一。在中国，大科学装置也常被称为“国家重大科技基础设施”。大科学装置具有推进多学科综合交叉发展、突破高新技术瓶颈的强大支撑能力，是国之重器、科技利器。大科学装置具有明确的科学目标，建设时间长、体量大、投资大，产出是科学知识和技术成果，而不是直接的经济效益。按照不同的应用目的，大科学装置可以被分为专用研究装置、公共实验平台和公益基础设施3种类型。大科学装置已经成为衡量一个国家科技实力和综合国力的重要标志，是维护国家安全、促进经济社会可持续发展必不可少的重要基础设施。中国大科学装置发展基本情况中国大科学装置经历了从无到有、从小到大、从学习模仿到自主创新的过程（图1），在提高国家自主创新能力方面占据重要地位。20世纪80年代，中国以北京正负电子对撞机（BEPC）为标志开始了大科学装置建设的新阶段。之后以中国科学院为主导，陆续建设了一批大科学装置，对促进科技事业和其他各项事业发展起到了积极作用。目前，中国在建和运行的重大科技基础设施项目总量已达57个，数量位居全球前列。中国大科学装置在不同时期呈现出了不同的发展特点。图1 中国大科学装置发展历程1）萌芽期（1949年至改革开放前）。1949年之后，国家主要围绕“两弹一星”的研制工作，布局建设了一些如材料试验堆、点火中子源等研究设施。这些设施虽然不能完全称之为大科学装置，却是大科学装置的萌芽。2）起步期（20世纪80年代初至2000年）。这一阶段布局了10余个大科学装置，主要集中在高能物理学、光学、遥感科学等领域，且主要用于公益科技和专用研究。区域分布上主要以北京地区为主，依托单位基本为中国科学院各个院所。总体来说，此时期大科学装置布局不均衡，发展内容不够全面。3）发展期（2001—2010年）。这一阶段大科学装置呈现出均衡发展趋势，区域分布由北京为主扩展到了中国东部。其中“十一五”期间设施数量呈跨越式增长，共部署了散裂中子源、强磁场等12项大科学装置，覆盖了环境科学、地球科学、粒子物理与核物理、天文学、生命科学等领域，总投资超过60亿元。4）追赶期（2011至现在）。这一阶段中国对大科学装置进行了前瞻部署和系统布局，投入力度持续加大。中国的大科学装置建设无论从数量，还是从投入金额来看，都呈现逐年增加的趋势。在国家发展和改革委员会的规划组织和投资支持下，“十二五”期间，中国启动建设了地球系统数值模拟装置（Earth System Numerical Simulation Facility）、高海拔宇宙线观测站（LHAASO）、高效低碳燃气轮机试验装置等16项重大科技基础设施，总投资超过了100亿元“。十三五”期间，在基础科学、能源、地球系统与环境、空间和天文以及部分多学科交叉领域，按照“成熟一项、启动一项”的原则，启动建设了高能同步辐射光源、硬X射线自由电子激光装置等9项设施。“十四五”期间，中国拟新建20个左右国家重大科技基础设施，在数量和质量上有新的跃升。党的十八大以来中国大科学装置建设发展特点党的十八大以来，中国大力实施创新驱动发展战略，在大科学装置建设上多点发力。围绕战略导向、前瞻引领、应用支撑、民生改善等方面建设一批大科学装置。北京怀柔高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，HEPS）已完成全部土建结构施工；合肥聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区已经启用；稳态强磁场、500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST）、散裂中子源等一批“国之重器”陆续建成使用；“慧眼”“悟空”“墨子”等科学实验卫星成功发射，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功挑战马里亚纳海沟等。总之，近10年来，中国大科学装置建设持续推进，正在加速实现从跟跑、并跑向领跑的转变，为原始创新和关键技术攻关提供更强力的支撑。01 统筹规划、政策支持力度不断加大党的十八大以来，为促进大科学装置健康发展，党中央、国务院及省市等机构不断出台相关政策，从国家层面、省市层面进行战略部署。《国家创新驱动发展战略纲要》《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》《国家重大科技基础设施“十三五”规划》《国家重大科技基础设施管理办法》等政策文件均强调要以大科学装置为核心，打造高端引领的创新增长极，并对中国大科学装置的布局、投资、建设和管理进行了阐述，有效地推动了大科学装置建设与发展。“十四五”时期，《“十四五”国家科技创新规划》明确了“十四五”大科学装置建设重点。北京、上海、安徽作为综合性国家科学中心所在地，围绕科技前沿和国家重大战略需求，在各自的“十四五”规划中明确提出要加强大科学设施布局，跨区域整合创新资源，形成大科学装置集群。《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出，大湾区深入实施创新驱动发展战略，深化粤港澳创新合作，加快推进大湾区重大科技基础设施建设。在这些规划、政策的推动下，中国大科学装置规模不断增长，综合效应日益显现。02 世界级大科学装置集群初步成型大科学装置集群在技术突破、科学研究和支撑经济社会发展等方面具有一定优势。北京、上海、合肥、粤港澳等地依托建设综合性国家科学中心，初步形成集群化态势、具有一定国际影响力的大科学装置集群。北京怀柔综合性国家科学中心距核心城区相对较远，重点聚焦基础研究；上海张江综合性国家科学中心紧邻上海市中心，重点推动小而精的应用转化；合肥综合性国家科学中心集中布局一批大科学装置集群和交叉前沿研究平台，侧重于科学发现；粤港澳大湾区综合科学中心依靠深圳、广州、东莞、香港等多点城市构建大科学装置集群。1）怀柔是北京地区大科学装置最为密集的区域。北京怀柔综合性国家科学中心自获批建设以来，在空间科学、物质科学、能源科学等领域布局建设了5个大科学装置（表1），同时集聚了一批前沿交叉研究平台、科教基础设施、重大产业技术开发平台，初步形成了促进重大原始创新成果产出的战略高地。落户于这里的5个大科学装置中，有的抢先“开跑”，也有的正在加速建设。地球系统数值模拟装置、综合极端条件实验装置已投入运行；多模态跨尺度生物医学成像设施工程已于2022年11月竣工；子午工程二期在2023年建设“收官”；高能同步辐射光源预计2025年完成装置建设。这些大科学装置将为北京国际科技创新中心建设提供重要支撑。表1 北京怀柔综合性国家科学中心大装置基本情况2）上海张江基本建成光子大科学装置集群。上海以张江实验室为依托，以重大任务实施、重大平台建设为牵引，先后建设了上海光源一期、国家蛋白质科学研究（上海）设施、硬X射线自由电子激光装置、软X射线自由电子激光装置等一批大科学设施，覆盖了生命科学、光子科学、能源科学、海洋科学等领域。据《2021上海科技进步报告》显示，截至2021年底，上海在建、在用的大科学设施已达到14个，其中已运行的有8个、在建的有6个（表2）。经过多年建设发展，上海张江初步形成了全球光科技领域规模大、种类全、功能强的光子大科学装置集群，为建设张江综合性国家科学中心，实现上海建设具有全球影响力的科技创新中心目标奠定了坚实基础。表2 上海运行、在建设施基本情况3）安徽合肥着力打造世界一流的大科学装置集中区。为更好推进合肥综合性国家科学中心建设，合肥在滨湖科学城布局建设了大科学装置集中区，布局建设8个大科学装置。截至2022年，安徽合肥已建成同步辐射装置、全超导托卡马克、稳态强磁场装置3个大科学装置。2017年9月，稳态强磁场实验装置通过国家验收，标志着中国成为继美国、法国、荷兰、日本之后第5个拥有稳态强磁场的国家。2022年3月，合肥第4个大科学装置——聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区正式交付启用（表3）。大科学装置是合肥综合性国家科学中心的重要基石，以大科学装置为基础，提高原始创新能力，支撑综合性国家科学中心高质量发展，打造有国际影响力的创新之都指日可待。表3 合肥运行、在建设施基本情况4）粤港澳大湾区依靠产业发展构建大科学装置集群。加快布局建设大科学装置，是建设粤港澳大湾区综合性国家科学中心科技和产业创新高地的必然选择。粤港澳大湾区综合性国家科学中心的核心大科学装置——中国散裂中子源于2018年8月通过验收工作。作为继英国、美国、日本散裂中子源之后的世界第4台脉冲式散裂中子源，它的建成改变了以往中国科学家只能到国外散裂中子源上申请实验机时的历史。目前，深圳正在规划建设大科学装置集群，加快布局“高精尖”实验室。光明科学城规划建设提速，材料基因组、合成生物研究、脑解析与脑模拟等方面的大科学装置加快建设（表4）。这些重要的大科学装置，未来将为粤港澳大湾区产业升级提供重要保障。表4 大湾区部分设施基本情况03 自主创新设计能力不断增强“十二五”以来，中国大科学装置设计建造由以前的跟跑为主，逐步转到跟跑、并跑的局面，许多装置自主创新设计能力不断增强。从20世纪80年代末，依托于北京正负电子对撞机的第一代同步辐射光源，到安徽合肥光源（第二代）、上海同步辐射光源（第三代），再到北京怀柔高能同步辐射光源（第四代），大装置分辨率、亮度等性能不断提高。同时，怀柔同步辐射光源采用了研究团队自主研制的新型X射线像素阵列探测器样机，实现了加速器、光束线等多个关键技术的创新。北京怀柔的地球系统数值模拟装置是中国研制成功的首个具有自主知识产权的地球系统模拟大科学装置。被誉为“中国天眼”的FAST是世界上最大和最灵敏的单口径射电望远镜，且具有中国自主知识产权。被誉为“人造太阳”的合肥全超导托卡马克核聚变实验装置是中国自行设计研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置。04 集聚人才的“磁石效应”日益凸显人是科技创新中最关键的因素。大科学装置在培养和凝聚人才、促进国际科技合作方面能够发挥独特作用。例如，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心为王俊峰、张欣、王文超等“哈佛八剑客”提供了施展才华的舞台；上海光源不仅吸引集聚了世界顶尖科学家，也培育了大量经验丰富的大科学装置建设和运营工作人员，支撑着中国光子科学的创新发展。大科学装置在建设和运行过程中，集聚和培养了一大批懂科学、懂工程、懂技术、懂管理的领军人才，建成后还依托设施吸引大批高水平国内外人才开展科学研究和科技合作。以中国散裂中子源为例，中国科学院高能物理研究所在东莞集聚和培养了一支有400多人的高水平工程和科研团队及大批青年学生，包括有着丰富设施建设与开放运行经验的战略科学家，以及在专业领域颇有建树的学科领军人才和蓬勃奋进的青年科学家。05 开放共享程度有所增加大科学装置作为推动科技创新的重要平台，具有开放性、国际化特点，其不仅能够向世界展示中国科技水平与经济实力，同时也能够促进全球科学家与中国的合作交流。中国大科学装置正向世界敞开怀抱。2021年3月，“中国天眼”正式向全球开放，征集观测申请，共收到15个国家31份申请，14个国家的27份申请获得批准，并于2021年8月启动科学观测。这为世界注入了中国力量和中国贡献，充分彰显了中国科学家与国际科学界携手合作的理念。北京怀柔综合性国家科学中心的综合极端条件实验装置首批5个实验站进入开放运行阶段，2022年1月起正式面向中外用户开放预约使用，截至2022年2月已收到来自国内外团队的50余份申请。江门中微子实验获得国际实物贡献约3000万欧元，共有境外16个国家和地区约300多位科学家参加。自2007年超导托卡马克核聚变实验装置正式投入运行以来，中国科学院等离子体物理研究所已与30多个国家的近100多个研究机构建立了广泛而深入的合作伙伴关系，近年来多次帮助国际合作伙伴建造聚变研究部件。这些都充分表达了中国国际科技合作开放包容的积极态度。高水平的科研成果不断涌现01 突破一批关键核心技术党的十八大以来，中国在大科学装置建设上持续发力，也催生出一批世界级成果，覆盖能源、物理、材料、生命科学等多个前沿交叉和高科技研发领域，提升了基础前沿研究水平和自主创新能力。“中国天眼”实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式，于2018年4月首次发现距地球约4000光年的毫秒脉冲星。2017年，全超导托卡马克核聚变实验装置首次实现了稳定的101.2s稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。2022年5月，中国“墨子号”实现1200km地表量子态传输新纪录，抢占了量子科技创新的制高点。大亚湾反应堆中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并精确测量到其振荡几率，该结果对中微子物理的未来发展方向起着决定性作用。02 产生一批高水平项目和研究成果截至2021年底，上海光源一期累计提供实验机时388649h，用户累计发表SCI论文近8000篇。国家蛋白质科学研究（上海）设施全年为用户提供科研机时8.27万h，用户发表SCI论文445篇。截至2021年9月，合肥稳态强磁场实验装置共运行了45万多h，依托装置开展了近2700项课题研究、发表学术论文1700余篇，其中一区期刊论文404篇、Nature Index期刊文章接近400篇，推动了中国稳态强磁场下前沿科学研究。散裂中子源的高度开放共享也吸引了大批国内外的用户，包括科学家和工程技术人员开展科学研究和技术攻关，用户单位及完成课题数逐年增加，自建成投入使用以来，全球注册用户超过3400人，完成课题600多项，有力推动了中国中子散射应用和关键技术的重大发展。03 催生一批新成果和新应用大科学装置产生了一大批重大原创成果，催生了一批战略性产业技术。通过建设若干重大科技成果概念验证中心和中试平台，推动大科学装置衍生技术就地交易、就地转化、就地应用，促进“国之重器”走进日常生活。“中国天眼”在建造过程中突破了很多技术瓶颈，如抗疲劳索网技术在港珠澳大桥工程建设中得到了应用。依托合肥稳态强磁场装置取得了超预期的转化成果，包括催生出多个国家I类创新靶向药物，授权发明专利30余项，孵化出高科技企业4家。国家蛋白质科学研究（上海）设施解析了新冠肺炎病毒结构，有效助力疫情防控和疫苗研发。上海光源助力破解新冠肺炎病毒关键蛋白结构，为抗病毒药物研制提供了必要的基础数据。总之，中国大科学装置正以越来越多世界级创新成果，显示着“国之重器”的巨大能量。中国大科学装置建设发展过程中存在的问题及建议01 现存问题近年来，中国大科学装置在推进科技强国建设、打造战略科技力量中发挥了重要作用，取得了一系列原始创新成果，但因中国大科学装置建设起步较晚，与美国、德国等世界先进国家相比，在建设、管理等方面仍有一定差距，主要存在以下问题。1）后续经费投入仍需充分考虑。大科学装置建成后，还有后续巨大的运营成本，在运行过程中每年仍需要大量的投入，如运行费用、科研费用和改进发展费用等。例如，兰州重离子加速器国家累计投资逾10亿元，每年还需1.1亿元用于运行和维护更新。散裂中子源每年投入进行设备维护，保障运行和开放的经费达到设备建设经费的10%~20%。发达国家经验显示，对于大科学装置后续的科研投入尤其是人员经费，大多要占建设经费的10%~50%。总体来看，中国基础研究投入只占研发经费的5%，而大科学装置建设经费仅占基础研究经费投入的约5%，对比美国这2个数据分别是15%和10%。可见中国大科学装置建设经费投入与发达国家还有一定差距。2）关键部件的自主创新需进一步加强。中国目前在役大科学装置技术水平总体上以跟踪为主，支撑大科学装置建设的很多相关设备从国外采购，关键设备与工艺技术对国外产品依赖严重，存在卡脖子风险。以北京怀柔综合性国家科学中心多模态跨尺度生物医学成像设施为例，设施有价值12亿的仪器装备，其中30%由改造升级而来，30%由中国自主研发制造，其余40%来自国外购买。3）开放合作共享还不足。中国大科学装置建设主要是采取自行建设，建成后依托设施参与国际合作的模式。从国际合作来看，中国在运行的大科学装置中，由国内外共同参与重大科技项目建设的大科学装置占比不足10%，以自身大科学装置为基础参与国际科技项目合作的大科学装置占比约30%。而且在国际形势较为复杂的背景下，大科学装置国际合作和人才引进存在一定困难。02 建议统筹推进大科学装置布局建设，充分发挥大科学装置促进科技创新的重要作用是建设科技强国的必然要求。利用大装置解决国家战略需求中的前瞻性、基础性和战略性问题，突破“卡脖子”技术，是实现高水平科技自立自强，把创新发展主动权牢牢掌握在自己手中的重要举措。面对以上问题，结合中国大科学装置建设、发展的实际情况，提出以下几方面建议。1）拓展大科学装置经费投入来源。据统计，过去10年，大科学装置投资建设基本稳定在每5年160亿元左右，平均每年约32亿元，而且这些费用往往不包括研究经费、人员费、配套经费等。应遵循全生命周期管理理念，在大科学装置申报论证阶段就充分考虑到大科学装置维护、更新和提升所需的资金。明晰国家和地方权责，协调地方政府和社会力量共同参与大科学装置的建设。在中国科学院与国家自然科学基金委员会联合设立“大科学装置科学研究联合基金”支持基础研究的基础上，由企业和政府共同出资设立设施后期保障基金，参与企业在使用设备时可优先考虑或降低收费标准等。2）建立技术联盟，解决大科学装置关键技术卡脖子风险。以大装置常用的仪器仪表为例，目前中国高端仪器仪表产品等的关键核心零部件基本依赖进口，仪器仪表整机厂家存在着核心技术“空心化”问题。高端科研仪器设备市场基本由美国、欧洲、日本的企业控制。美国《化学与工程新闻》杂志公布的2018年度全球仪器公司TOP20排位榜中，有8家是美国公司，7家来自欧洲，5家为日本公司。为降低大科学装置核心零部件对国外产品的依赖度，鼓励具有专项技术的高科技企业、科研院所与高校形成大科学装置技术研发联盟，对相关技术联合攻关，突破大科学装置相关工艺与装备技术难点，实现器件自主研发和国产化。3）利用大科学装置开展更多国际合作。在大科学装置建设运行中，面向国外开放，引入国际合作者，依托这些设施开展联合研究、人员交流、人才培养等，提升中国国际科技合作水平。充分考虑国际科技安全，加强以中国为主的大科学装置的国际合作。同时积极参与国际大科学装置项目，积累建设管理、运行和维护经验等。结论大科学装置的出现是科学发展的必然趋势，大科学装置本身也是科技自立自强必备的科技基础设施。面向未来，需前瞻性谋划和系统性布局一些重大的大科学装置，不断夯实国家科技创新的平台基础。依托大科学装置，推动中国在基础研究和原创性、引领性科技攻关方面取得更多、更大的突破，助力实现科技强国的伟大梦想。

政策解读重金属具有较强的迁移、富集、潜伏性和生物毒性，威胁生态环境安全和人体健康。“十三五”时期，重金属污染防控取得积极成效，但重金属污染防控仍任重道远，党中央、国务院对此高度重视，于3月7日发布了《关于进一步加强重金属污染防控的意见》。《意见》明确指出强化重点区域、重点行业重金属污染监控预警，对有色金属冶炼企业集中的工业园区、重点区域及其周边水、气、土壤等开展重金属长期跟踪监测，对铅、汞、镉、铬和砷五种重金属污染物排放量实施总量控制。管控的重点行业包括重有色金属矿采选业，重有色金属冶炼业，铅蓄电池制造业，电镀行业，化学原料及化学制品制造业，皮革鞣制加工业等6个行业。因此，为了贯彻落实“十四五”规划，切实抓好重金属污染防治，保护人民群众身体健康、促进社会稳定和谐，亟需开展重金属污染环境监测工作，提高生态环境监测现代化水平，为生态环境持续改善和生态文明建设实现新进步奠定坚实基础。1监测技术目前，我国重金属的测定方法包括前处理和测定两个部分，前处理主要采用传统酸消解及微波消解。测定方法包括分光光度法、电化学分析法、原子吸收法、原子荧光法、电感耦合等离子体质谱法等。 分光光度法具有设备简单、 方法可靠、 简便快速 、 应用广泛等优点 , 已成为测定重金属的重要方法之一 ，但是其存在易被其他离子干扰等问题。电化学分析法在环境监测中占有重要地位。电化学方法主要是阳极溶出伏安法，大大降低了重金属的检出限值 。原子吸收法该方法具有灵敏度高 、检出限低、 分析速度快、选择性好、抗干扰能力强等优点 , 被列为测定地表水、废水中金属元素的标准分析方法。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检出限低，主要用于痕量重金属的检测，但目前由于仪器价格高、检测成本高等问题，尚未得到广泛应用。2重金属自动监测行业现状01标准规范方面l 自动在线监测仪标准不全：目前近年来，中国生态环境部陆续发布了总铅、总镉、总砷、六价铬在线监测仪标准规范，通过对产品性能检测、实际应用等进行定性评价。但目前，标准规范还不全面，需要进一步补充完善，为规范重金属在线监测行业提供技术保障l 目前尚未发布重金属自动在线监测仪的运行、安装、验收等标准规范02监测技术方面l 测定准确度低：市面上部分重金属自动监测产品无前处理过程，加之现场水样复杂，缺乏抗干扰能力，标液能测准，但面对实际水样测试，频繁“超标”、测定不准等问题就逐渐暴露出来；l 测定易受干扰：含重金属废水成分复杂，重金属测定过程中易受其它因素（色度、浊度、其他离子）干扰，监测过程中易发生沉淀，系统管路易堵塞，需要定期手工清洗；l 检测方法不适用：不同应用场景中（地表水、水源地、排放废水等）重金属浓度不同，对水质监测设备的检出限值、检测方法的适用性方面提出要求；l 创新性不强：目前整个重金属检测行业创新性不强，很多技术面临卡脖子问题，如ICP-MS中关键元器件国内尚不能实现自主研发；l 远程运维能力不足：目前，国家要求运维人员每周须到现场进行运维，耗费人力物力，且运维效率低，运维成本高。3对策（1）应该进一步完善重金属监测方面的法律法规，制定更合理、更严格的标准规范。加快重金属监测的先进技术分析方法的标准化工作，进一步完善重金属自动监测仪表（技术要求、运行、安装、验收等）的相关规范，为重金属精准管控提供有力保障；（2）目前能用于重金属监测的方法多，每种方法都具有一定的检出限值，在实际的监测过程中能够根据水质的实际情况针对性地选择一种或者两种配合使用。通常来说，对含量比较低的地表水和饮用水源地的重金属监测，使用电化学法和原子吸收法；而对于污染源企业排放废水来说，经济、准确的分光光度法也是一个好的选择；（3）企业自身应加强关键核心技术研发，建立以质量为基础的品牌发展战略。开展关键材料、设备的研发和生产，推进产学研用协同创新，解决卡脖子技术难关，全面提高我国重金属监测能力和水平；（4）加强智慧感知-远程运维监测体系建设。综合运用“监测数据+质控数据+流程日志+参数识别+平台反算”的数据防伪技术，结合远程质控测试、仪器校准、故障诊断等功能，建立自动预判、智能审核及人工审核相结合的多级数据审核机制，增强异常数据报警诊断。运用GIS定位、AI智能、自动控制等技术对运维人员、车辆、仪器设备、备品备件、运维维护等信息进行动态管理，实现运维全过程留痕。关于我们朗石是水质监测领域公认的技术领先企业，自成立以来一直潜心研究重金属监测技术：阳极溶出伏安法、化学比色法、冷原子吸收法以及适应各种应用场景的前处理技术。产品系列齐全，环境保护产品认证证书齐全，监测参数包括铅、汞、镉、总铬、六价铬、砷、锌、铜、镍、锰、银、铁等，覆盖了国内现阶段重点关注的重金属污染物，可以满足不同场景的应用，为了满足运维需要，还推出了WEIMS智慧运维平台，欢迎前来咨询。

仪器信息网讯 2014年11月26日，在&ldquo 第七届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会&rdquo 的&ldquo 在线水质分析专题报告会&rdquo 上，中国环境监测总站孙海林作《我国水污染源在线监测现状与发展》主题发言。报告中，孙海林介绍了我国水污染源在线监测方面的法规政策、技术体系、仪器生产企业发展现状，以及在线监测仪器行业的现状和展望。 　　企业现状分析 　　我国约有80家企业生产废水在线监测系统，所提供的产品主要为污染源在线监测仪和地表水在线监测仪。具体包括COD在线监测仪、氨氮在线监测仪、总磷在线监测仪、总氮在线监测仪、水质五参数在线监测仪、水质采样器、流量计、数据采集传输仪等。 　　2012年水质监测设备销售12130台(套)，数据采集设备销售3155套。2013年水质监测设备销售9948台(套)，同比下降约18% 数据采集设备销售2714套，同比下降约13%。虽然2014年监测仪器的销售数据还没有统计出来，但据孙海林了解，情况好于2013年。 　　2013年环境监测仪器行业共实现销售总额58亿元，同比去年增长32% 环境监测相关产品利税总额达到9亿元，同比去年下降15%。 　　行业现状分析 　　1、 行业总体形势良好，企业规模进一步扩大 　　由于&ldquo 十二五&rdquo 减排项目的实施，水质COD和氨氮在线监测仪得到了全面安装与应用，行业总体形式发展良好，各企业的销售额、利润、从业人数、厂房面积等都得到了进一步提升，企业规模进一步扩大。 　　2、 企业产品持续丰富，产品质量有明显提升 　　企业产品从COD扩展到氨氮、TOC、五参数、总磷、镉、六价铬、总铬、铅等重金属在线监测仪，产品种类不断增长。同时，产品质量也得到了持续改进，产品的稳定性、数据的准确性都在稳定提升。 　　3、 龙头企业销售额增长明显，企业两极分化明显 　　行业龙头企业，尤其是销售额和固定资产数额大的企业增长明显，资产总额在10亿元以上的企业有8家，占统计总数的13%，最高的企业达到34亿元。2013年行业全部销售收入的84%来自资产规模在1亿元以上的企业，比去年提高了7个百分点。 　　4、 运营和社会化监测新增长，产业链持续扩大 　　由于环保部出台了排污企业自行监测的新规定，水质在线监测企业相继成立了社会化监测实验室，并取得了相关资质，为企业的良性发展奠定基础。据不完全统计，已有近百家社会化监测实验室。设备专业化运营市场也在持续升温，水质在线监测企业基本上都投入了设备现场运营行业中。 　　5、 现场应用总体形势良好，不规范运营依然存在 　　全国大多数省份的数据的有效传输率都能达到75%，满足国务院规定的相关要求，但个别省份依然存在现场粗放运营，主要表现在排污口不规范、仪器设备参数设置不合理、自动监测数据应用率低等。 　　行业发展展望 　　1、 产品种类需要进一步丰富 　　&ldquo 国家十二五重金属防治规划&rdquo 的出台，对水质重金属在线监测仪器的发展必定有推动作用，国际按标准的相继出台，对仪器的研发生产提出了新的要求，水质中镉、六价铬、总铬、铅、砷、汞、镍、铜等重金属在线监测仪器将在相关涉重企业得到应用，水质VOC、水质生物毒性等产品亟需开发。 　　2、 企业规模需进一步扩大 　　传统的水质在线监测行业企业销售额上亿企业还不多，上市企业还以CEMS、环境空气站等产品，因此，要围绕新政策、新规范的实施，调整思路、扩充产业链，扩大企业规模。 　　3、 新技术的研发与应用 　　传统的水质在线监测仪器还是以化学法为主，带来运营维护成本高等不便，新型传感器的应用也为水质在线监测仪器带来利好消息，国家水专项已经投入相关资金用于新型传感器对水质检测的研究。 　　4、 行业自律，产业而来那个姓发展 　　在线监测发展几十年，取得了良好的社会效益和经济效益，为环境管理做出了巨大贡献，但还是存在个别不良企业，迎合排污企业，带来了不好的社会影响。因此，为了整个行业的良性发展，各企业应真正做到公正的第三方，真实、科学地反映企业排污状况和环境质量状况。

地表水是人类可利用的宝贵资源，随着人类文明的不断发展，分布于全球各地的地表水系正经历前所未有的挑战。作为世界水质检测、分析和处理领域的价值引领者，赛莱默正致力于为包括中国在内的全球各国和机构提供我们的全套解决方案及得到广泛应用的知识体系。9月11日，由赛莱默分析仪器应用专家赵博老师主讲的在线课程《地表水水质监测现状与规约》，为大家带来关于地表水监测方面的前沿干货，现在就让我们一起领略吧！讲座视频 精彩的课程听不够未来赛莱默分析仪器会不定期邀请行业专家及技术工程师为大家带来更多有价值的课程，敬请关注赛莱默分析仪器官方微信平台！

关于开展全国汞污染排放源现状调查评估的通知 　　各省、自治区、直辖市环境保护厅(局)，新疆生产建设兵团环境保护局，辽河保护区管理局及各有关单位： 　　为贯彻国务院关于汞污染防治工作的批示精神，落实《重金属污染综合防治“十二五”规划》，初步摸清我国汞污染排放源现状，开展管理对策研究，应对关于汞污染问题的国际公约谈判，加强我国汞污染防治管理，我部决定从2011年4月起，组织开展全国汞污染排放源现状调查评估工作。现将有关事宜通知如下： 　　一、高度重视。开展全国汞污染排放源现状调查评估是我国应对国内日益频繁的重金属污染事件和今后国际履约的重要基础性工作，各地应高度重视，成立调查领导小组和调查工作组，负责部署、组织协调和指导实施本辖区内的调查评估工作。 　　二、精心组织。各地应按照《全国汞污染排放源现状调查评估实施方案》的统一要求，结合实际，制定详细的工作方案，将汞污染排放源调查评估纳入2011年度工作计划，落实目标责任制和工作经费，做到任务、责任到人，确保按时保质完成调查评估任务。 　　三、加强培训。为保证调查评估工作的科学性、准确性，各地应认真学习有关调查评估技术文件，积极参加环境保护部组织的培训，组织开展好本辖区的逐级调查培训工作，切实做好调查的前期准备和动员工作。 　　四、坚持事实求是。目前，我国汞污染防治工作基础比较薄弱，基础信息、污染防治技术与对策都滞后于形势需求，各地要本着认真负责的态度积极开展工作，对本辖区汞污染排放源情况进行认真分析，切实保证调查数据的真实、准确，使最终调查评估成果能够全面、客观地反映汞污染排放源状况，为我国全面开展汞污染排放源监督管理奠定基础。 　　五、为保障调查工作部署、指导和反馈畅通，请各省级环保部门将调查领导小组和工作组负责人、联络人名单及联系方式于2011年4月15日前报送我部。 　　联系人：环境保护部污染防治司 臧文超 马春燕 　　电话：(010)66556259 　　传真：(010)66556287 　　附件：全国汞污染排放源现状调查评估实施方案 　　附件附表：全国汞污染排放源现状调查表 　　二○一一年三月二十一日

超声红外热成像技术具有选择性加热、可检测复杂工件裂纹缺陷的优点，是一种具有很大研究价值的无损检测方法。近期，南京诺威尔光电系统有限公司和上海复合材料科技有限公司的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“超声红外热成像技术国内研究现状与进展”为主题的文章。该文章第一作者和通讯作者为江海军，主要从事红外无损检测技术及图像处理方面的研究工作。本文介绍了超声红外热成像技术原理与系统组成，并对国内的发展历程、发展现状进行了回顾和总结。重点针对仿真研究、复合材料损伤、疲劳裂纹、金属构件裂纹、混凝土零件裂纹应用领域的研究现状进行了详细论述，最后展望了超声红外热成像技术的未来发展趋势。超声激励系统装置超声红外热成像系统一般包括超声激励源、红外图像采集系统、红外图像处理系统；超声激励源包括超声电源、超声换能器、超声枪，红外采集系统主要使用红外热像仪采集红外图像，超声红外热成像系统原理如图1所示。红外图像采集和超声激励之间需要同步，当超声枪头能量注入到试件表面时，红外热像仪开始采集图像，采集红外图像包括缺陷升温过程和降温过程。图1 超声红外热成像技术原理超声红外热成像检测技术最早由美国弗吉尼亚大学于1979年开始研究，2000年，美国韦恩州立大学的Lawrence Dale Favro等人首先使用超声波焊接发生器作为超声激发源进行金属疲劳裂纹检测。2003年，南京大学张淑仪等采用超声红外热成像技术对铝合金板疲劳裂纹进行了检测研究。近年来，国内有很多团队对超声红外热成像技术进行研究，研究重点包括理论仿真、金属裂纹检测、疲劳裂纹检测、航空发动机叶片裂纹检测、复合材料冲击损伤。北京航空航天大学研究人员主要研究复合材料脱粘/冲击缺陷；哈尔滨工业大学研究人员主要研究金属表面裂纹以及超声锁相红外热成像技术；陆军装甲兵学院研究人员主要研究仿真、超声激励参数（预紧力，夹具，激励方式，激励位置）对检测结果的影响，并将该技术引入到装甲设备缺陷检测；湖南大学研究人员主要对复合材料平底孔缺陷以及冲击损伤缺陷进行研究；火箭军工程大学主要研究合金钢裂纹缺陷、复杂型面裂纹缺陷、复合材料冲击损伤；福州大学研究人员主要研究超声激励参数（不同方向、频率、幅值）对金属焊缝裂纹缺陷的影响；西南交通大学研究人员主要研究超声激励对混凝土板裂纹的检测；南京水利科学研究院研究人员主要研究激发频率、功率、预紧力、声波吸收能力对混凝土裂纹检测的影响；中国南方航空工业有限公司和南京诺威尔光电系统有限公司研究人员主要研究航空发动机喷涂前和喷涂后叶片裂纹检测；武汉理工大学研究人员主要研究复合材料的螺栓连接件裂纹缺陷和分层缺陷的检测。超声红外热成像系统的核心是预紧力单元和夹具单元，预紧力单元一般靠机械弹簧或者气动系统产生预紧力；夹具单元需要根据检测试件的结构进行优化设计，夹具单元采用医用胶带或者刚性耦合方式把超声耦合进试件中，从而会使得各研究机构的系统装置有所差异，图2展示了部分研究机构的超声红外热成像系统装置。图2 超声红外热成像系统装置主要应用领域仿真研究金国锋对不同曲率复合材料裂纹缺陷进行仿真，仿真结果表明构件曲率越大，温升阶段斜率越大，缺陷信号越容易被激化。田干等用数值仿真方式研究了多模式超声激励形态，仿真结果表明多模式激励方法对于消除驻波非常有效，同时产生更为丰富的次谐波和高次谐波，可有效提高超声激励红外热成像技术的检测能力。徐欢等采用ANSYS和ABAOUS仿真软件对裂纹进行三维仿真，结合模态和谐响应分析手段，可以获取裂纹试件固有频率，对超声激励频率和裂纹生热提供了相关理论依据。郭怡等对宽度为10 μm钛合金裂纹进行了检测，并采用ANSYS模拟数值分析，与试验数据基本一致。蒋雅君采用ANSYS对混凝土板裂纹进行仿真，为混凝土裂纹检测提供了理论依据。复合材料损伤复合材料具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀、耐老化、耐热性的优点，广泛应用在航空航天、新能源、建筑、汽车、体育等领域。复合材料在低速冲击下，承载能力弱、抗冲击性能差，容易出现基体开裂、分层、断裂等。J. Rantala、G. Busse等最早采用超声红外热成像技术检测复合材料内部缺陷。田干等采用超声红外热成像技术对航空复合材料进行数值仿真研究，建立含裂纹缺陷复合材料的有限元模型。金国锋、张炜等通过数值计算和试验研究了超声红外热成像技术对复合材料冲击损伤检测的适用性；吴昊等对复合材料螺栓连接件损伤检测，分析了螺栓预紧力对螺栓孔损伤生热特性的影响。李胤等研究了复合材料在不同冲击能量（24 J和29 J）的冲击损伤情况，检测结果与C扫进行对比，实验结果表明超声红外热成像技术具有检测速度快、检测精度高、结果直观的优点。杨正伟等研究复合材料在不同冲击能量（15 J和30 J）冲击下，复合材料分层损伤情况，检测结果与超声C扫进行对比，试验结果表明超声C扫损伤检测误差在30%，超声红外热成像损伤检测误差在5%。图3为作者采用超声红外热成像系统在不同低速冲击能量（10~50 J）下，复合材料冲击损伤检测图像，从图中可以看出冲击能量越大，损伤区域面积越大，且对于编织型复合材料，损伤裂纹具有延展性。图3 不同冲击能量试件检测图像疲劳裂纹闵庆旭等验证了超声红外热成像技术可用于金属疲劳裂纹的检测；高治峰等对航空航天7075铝合金疲劳裂纹进行检测，模拟和试验研究了激励参数和生热关系，并研究了检测参数对检测效果的影响；激励源距离裂纹15 mm时，检测效果最佳，侧面激励和正面激励都可以检测出7075铝合金疲劳裂纹，但侧面激励效果好于正面激励。郭伟等对喷涂层下基体疲劳裂纹进行检测研究，涂层厚度为300~400 μm，该方式可用于拉-拉疲劳载荷的二次拉伸制备的疲劳裂纹。韩梦等模拟裂纹开口宽度（5~30 μm）对激励后最高温度影响，开口宽度增加导致裂纹面接触降低和摩擦作用的减弱，导致开口宽度越大，最高温度反而越低，最后通过试验进行验证，如图4所示制作的宽度为20 μm疲劳裂纹以及检测结果。图4 金属疲劳裂纹检测金属构件裂纹金属构件，特别是异形结构的金属构件，其内部或者表面裂纹缺陷采用光激励红外热成像技术检测都难以实现检测。Guo等检测重型铝制飞机结构裂纹，发现该技术对闭合裂纹的探测效果良好。李赞等对金属构件裂纹发热情况开展研究，研究表明当激励于最佳位置时，裂纹发热最高。江涛等对汽车轮毂裂纹进行了检测，同时采用磁粉检测技术进行对比研究，对比研究发现超声红外热成像技术可以更好检测出轮毂内部裂纹以及看出裂纹延伸方向。敬甫盛等对35 kg重量的铁路机车钩舌进行裂纹检测，检测出中部L型裂纹和角端裂纹。冯辅周等对装甲车底板裂纹展开研究，表明该技术能够在3.5 s内实现对装甲车底板裂纹快速检测。作者采用超声红外热成像系统对8 kg锻钢块进行裂纹检测，裂纹位于试件端面，如图5所示，图5(a)为试件整体外观，图5(b)为试件端面图像，可以看出有一条无分叉的裂纹；检测结果如图6所示，展示了激励前后检测到图像的变化，对比激励前后图像可知，有一条裂纹信息，并且裂纹分叉了，存在一条隐裂纹，图6(c)中圈出部分，表明该技术可以探测到人眼看不见的裂纹信息。图5 锻钢块试件图6 锻钢块试件检测结果航空发动机叶片裂纹航空发动机叶片在交变拉应力、热腐蚀、扭转应力、高速冲击等复杂载荷的作用下，叶片容易生成裂纹。服役过程中，叶片裂纹在大应力作用下，小裂纹会扩展为大裂纹从而危害飞行安全。航空发动机叶片复杂，传统无损检测在复杂叶片时有各自的局限。借助超声红外热成像对试件形状不敏感的特点，国内外学者广泛开展了研究工作。Bolu等采用超声红外热成像技术对60个涡轮叶片进行检测，评估该技术对叶片裂纹检测的可靠性。寇光杰等采用ANSYS仿真模拟了合金钢叶片裂纹生热过程，采用激光切割预制裂纹进行检测，并分析了预紧力对检测效果的影响。苏清风对导向叶片和工作叶片服役过程中产生的裂纹进行检测，并测试预紧力对检测结果的影响。习小文等对航空发动机工作叶片进行研究，同时采用渗透检测进行比对，试验结果表明超声激励红外热成像可以检测出裂纹宽度为0.5 μm的裂纹信息，渗透检测无法检出，表明该技术对微小裂纹检测有优势。袁雅妮等针对2块无涂覆层和3块带涂覆层空腔叶片进行检测，并用荧光检测进行对比，结果发现荧光检测对于涂覆层空腔叶片容易出现漏检，表明超声红外热成像技术对受到叶片结构及涂覆层影响更小，能够检测含涂覆层空腔叶片裂纹。图 7为作者采用超声红外热成像系统对航空发动机工作叶片进行检测，同时采用渗透检测进行对比，图7(a)为工作叶片光学图像，图7(c)为超声红外热成像检测结果，可以看到叶片中部有一个裂纹，图7(b)为渗透检测结果，除了叶片中部裂纹，在叶片四周由于清洗渗透剂不干净，导致叶片边缘也会出现零星亮点区域。图7 工作叶片裂纹检测混凝土零件裂纹混凝土结构常见的缺陷是混凝土裂纹，裂纹严重削弱了混凝土结构的承载水平，加速了结构的老化程度，并严重影响了结构的安全性和耐久性。裂纹很难避免。一般来说，这项工作的主要目的是检测和处理裂纹。谢春霞等基于红外热像检测方法推导出了混凝土缺陷深度的定量计算公式；胡振华等以混凝土结构缺陷为检测目标，采用超声红外热成像检测技术对其进行了检测分析，证明了超声红外热成像缺陷检测技术对混凝土试件中肉眼不能发现的微小裂纹或隐裂纹的检测能力。Jia Yu等使用振动热成像技术检测混凝土零件中的裂缝，开发了声激励设备（声波和超声以及低功率和高功率激发设备），并研究了激发频率，功率和预紧力对声吸收能力的影响。Jia Yu等预制了充满标准微裂纹的预裂混凝土标本，以量化裂纹的可检测性，结果表明，超声激发热成像可以有效地检测出宽度为0.01~0.09 mm的混凝土裂缝。任荣采用ANSYS仿真研究V形裂缝混凝土板裂纹生热机理，并对激励位置、激励时间、激励频率等影响因素进行了模拟分析，图8所示为混凝土裂纹检测图像，圈出部分为裂纹区域。图8 混凝土裂纹检测发展趋势超声红外热成像技术在金属材料中可识别0.5 μm宽度的裂纹，在复合材料中可识别1.0 μm的裂纹，在混凝土材料中可识别10 μm量级的裂纹。超声红外热成像技术具有选择性加热的特点，仅对裂纹区域加热，正常区域不加热，可检测复杂结构试件，非常适合于金属裂纹、混凝土裂纹、航空航天叶片裂纹、复合材料损伤等材料的检测。超声激励方式与光激励方式不同，光激励方式系统比较统一；超声激励方式由于试件结构复杂，同时需要夹具固定试件并对激励头施加预紧力，例如金属疲劳裂纹夹具、航空发动机工作叶片夹具、航空发动机导向叶片夹具都不同，需要根据试件制作各自合适的夹具，系统比较复杂与多样，但如果针对同一类型的试件，可以制作统一的夹具、形成标准化的检测流程，因此超声红外热成像技术具有广阔发展前景，未来的研究重点包括以下3个方向：1）激励装置的优化。激励装置需要具备夹具单元和预紧力单元，夹具单元需要根据检测试件单独设计，预紧力单元有机械结构和气动结构。机械结构体积小、设计简单，但施加/释放预紧力需要手动旋转手柄；气动结构体积大、设计复杂，但可设计为自动施加预紧力和释放预紧力，从而可以实现集超声激励、自动装配、红外图像采集、红外图像处理一体化集成的超声红外热成像系统，以便适用于工业领域裂纹检测。2）检测标准化。超声激励与光激励具有很大不同，超声激励与检测人员经验有关，超声激励位置、超声激励时间、超声耦合效率都会影响检测结果。因此针对该技术形成统一检测规范和技术，可以加速该技术工程实践应用。3）缺陷检测自动化识别。超声红外热成像需要采集数百帧序列图像，从采集数百帧序列图像中识别出缺陷信息，相比于自动视觉检测，该方式需要人工判断、准确度依赖于检测人员主动判断，容易导致缺陷识别出现误检、漏检等情况。随着人工智能深度学习的兴起，深度学习模型具有图像特征信息感知能力，在大量数据训练的基础上，更容易实现缺陷的自动检测。结语与展望超声红外热成像技术经过几十年的发展，在生热特性、仿真研究、缺陷可检测性和检测材料应用领域取得了突出进展，但是在工业应用方面落后于光激励红外热成像技术；闪光灯红外热成像技术已形成国家标准，应用在飞机复合材料胶接质量、航天飞机耐热保护层脱粘检测、热障涂层缺陷检测等，并且有成熟的工业检测设备。目前超声红外热成像技术还基本处于实验室阶段，随着科学技术的发展，工业特别是航空航天对裂纹检测需求的提高，超声红外热成像技术也会从实验室逐步进入到工业、航天航天应用领域。论文链接：http://hwjs.nvir.c n /cn/article/id/6e1aff8c-e3f5-4c4d-aedd-d6074696f17a

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

近五年来，国家政策支持下，中国电镜产业化发展之路上多点开花，其中不仅包含扫描透射电镜、场发射扫描电镜、聚焦离子束显微镜、透射电镜原位研究系统等重要技术的商品化，也不乏场发射枪、高压电源、光阑等电镜关键部件的攻克。在国产电镜技术产业化呈现复苏、国家对电镜设备产业化问题高度重视背景下，仪器信息网《仪咖说》栏目特策划“电镜核心部件”系列直播，选取电镜核心部件代表企业共同探讨中国电镜产业核心部件市场的机遇与挑战。电子源是电镜重要核心部件之一，“电镜核心部件”系列第一期，仪器信息网邀请到电镜电子源等核心配件研发制造——大束科技（北京）有限责任公司总经理郝占海，以“中国电镜核心部件行业现状与展望-电子源篇”为主题，为大家分享中国电镜产业链发展现状，电子源等核心部件当前面临的机遇与挑战。本期分享将于9月16日下午14:00-16:00在仪器信息网视频号直播，欢迎大家提前关注仪器信息网视频号预约观看。一、主办单位：仪器信息网二、本期直播时间2022年9月16日下午14:00-16:00三、直播平台仪器信息网视频号四、本期直播嘉宾大束科技（北京）有限责任公司总经理郝占海毕业以后在国有企业从事电气自动化工作，期间先后在冶金部自动化研究院、天水电气传动所学习。从国有企业离职后先后从事自动化控制系统设计调试、电子产品设计开发、芯片反向研究、二手电子显微镜翻新及贸易、电子显微镜部件研发。前半生是不断学习的过程，能自己编写软件、设计电路图、可以独立设计机械零件、熟悉机械加工、对控制系统设计有丰富经验。正是在不同行业工作，设计研究不同的产品，为研发大型科研仪器电子显微镜打下了基础。2007年，开始创立公司，逐渐进入电镜领域。2018年创立大束科技（北京）有限责任公司，定位为自主技术驱动的电子显微镜系列核心配件研发制造的供应商和技术服务商。并作为研发负责人，先后将场发射电子源产品、液态镓离子源产品研发成功并实现量产，供科研院校、研究所、科技企业等使用，已使用用户复购率达100%。五、本期直播议题进入电镜及核心部件领域这20年中国电镜产业链发展现状与展望中国电镜核心部件产业现状与机遇电子源/离子源技术与市场情况中国二手电镜市场有哪些机会？电镜及核心部件发展的困境与建议… … 扫描二维码提前预约

半导体行业是一个资金密集型、技术密集型的行业，其生产工艺复杂，设备精密度要求高，整体流程涉及到成百上千道工序。随着半导体制造工艺越来越高，其制造难度及品质管控也在呈指数级增长。因此，半导体行业呈现出来材料纯度要求高、制造精度要求高，制作过程复杂等特点。而这也对材料、器件的分析检测技术都提出了极高的要求。基于此，仪器信息网联合电子工业出版社于2023年10月16日特邀请电子工业出版社/电子信息分社分社副社长魏子钧、工业和信息化部电子第五研究所高级工程师吕宏峰、北京软件产品质量检测检验中心测试工程师马洪涛以【半导体零距离：芯片检测技术与市场现状圆桌讨论】为主题，进行访谈，贴近企业“芯”声，为行业现状发声，了解行业现状。一、主办单位：仪器信息网、电子工业出版社二、本期直播时间2023年10月16日14:00-16:00三、直播平台仪器信息网视频号、小电新视界等四、本期直播嘉宾主持人：康鹏程 仪器信息网 半导体编辑魏子钧 电子工业出版社/电子信息出版分社 副社长吕宏峰 工业和信息化部电子第五研究所 高级工程师马洪涛 北京软件产品质量检测检验中心 测试工程师五、本期直播议题话题一：了解半导体检测行业现状1、 什么是半导体检测2、 半导体检测都有哪些项目3、 半导体检测市场规模4、 《可靠性技术丛书》内容解读话题二：半导体检测技术挑战和市场前景1、 当前半导体检测有哪些难点和前沿技术2、 国内外在半导体检测方面的差距3、 未来半导体检测的市场前景如何4、 “第四届半导体材料器件分析检测技术网络会议”内容解读话题三：半导体检测人才现状与展望1、 半导体行业人才现状2、 半导体检测行业人才现状3、 人员培养面临的难题及解决方案六、报名方式扫描上方二维码报名预约视频号直播

在“碳达峰、碳中和”双碳目标推动下，中国的新能源汽车交出了产销两旺的成绩单。新能源汽车行业的快速发展带动了动力电池及相关材料产业的快速发展。基于动力电池的生命周期，退役动力电池的回收利用将是一个非常重要的新兴领域。自2015年新能源汽车快速制造和销售开始，以5-8年的退役期限看，未来相当一段时间内，大量的动力电池将陆续进入退役期。经测算，我国锂电回收整体市场规模2022年预计为314亿元，至2030年理论可达2351亿元。锂电回收行业仍处于初期阶段，目前任是蓝海市场。此背景下，仪器信息网将联合国联汽车动力电池研究院有限责任公司共同举办第五届“锂离子电池检测技术与应用”网络会议，并特别在5月26日下午增设“锂电回收相关检测技术专场”，欢迎广大关注锂电回收产业人士免费报名线上参会。主办单位：仪器信息网 国联汽车动力电池研究院有限责任公司直播平台：仪器信息网-3i讲堂会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc2023 参会方式：线上直播，免费报名参会（报名入口见会议官网）扫码免费报名1、 整体会议日程第五届“锂离子电池检测技术与应用”网络会议5月23-26日时间专场名称5月23日 全天锂电成分分析技术专场5月24日 上午锂电结构形貌分析技术专场5月24日 下午锂电粒度/表界面性能分析技术专场5月25日 上午锂电热性能分析技术专场5月25日 下午锂电安全与失效分析技术专场5月26日 上午锂电环境可靠性试验技术专场5月26日 下午锂电回收相关检测技术专场锂电回收相关检测技术专场报告嘉宾及日程【嘉宾简介】李阳，高级工程师，新能源汽车国家大数据联盟执行秘书长，中国工业节能与清洁生产协会新能源电池回收利用专业委员会执行秘书长。专注于新能源电池回收利用领域，主导搭建新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台，开展“废旧动力电池回收行业规范企业”的评定管理工作，推动建立“退役电池回收利用行业标准化工作组”，具有丰富的电池回收行业研究和咨询经验。荣获中国汽车工业科学技术进步奖三等奖1项，作为项目负责人主导科技部国家重点研发课题1项。【报告题目】动力电池回收利用产业发展及数据应用报名占 位【摘要】 从动力电池回收利用产业发展现状、行业数据分析、溯源数据应用、重点服务领域等方面，以数据应用角度剖析动力电池回收利用产业发展现状及发展制约因素，促进回收利用行业规范发展，协助构建新能源电池回收利用体系。【嘉宾简介】武双贺，中汽数据有限公司咨询研究员。长期从事新能源汽车动力蓄电池回收利用相关研究工作。参与完成工信部、全球环境基金、中汽中心等的政策分析、产业研究项目多项。开展动力蓄电池回收拆解、梯次利用、再生利用等方面产业发展及前沿技术追踪，熟悉动力蓄电池综合利用全流程要点内容，参与多项动力蓄电池回收利用行业重要政策文件编制和修订工作。【报告题目】新能源汽车动力电池回收利用技术热点分享报名占 位 【摘要】 我国动力电池回收利用产业，随着新能源汽车及动力电池产业快速发展呈现快速上升趋势，动力电池回收利用过程中不断涌现新的技术热点及难点，对检测设备及手段也不断提出新的要求，本报告围绕退役电池的快速检测分选评估、梯次产品的状态监测及安全预警、再生利用产品特定检测指标体系等行业研究热点进行梳理分析，分享未来动力电池回收利用产业检测技术发展需求。【嘉宾简介】别传玉，博士后，高级工程师，现任格林美（武汉）绿色产业创新研究院副院长兼武汉动力电池再生技术有限公司副总经理。主要从事动力电池梯次利用相关研发工作。主持湖北省中央引导地方科技发展专项，武汉市重点研发计划项目，作为项目研发骨干参与多项省部级研发项目，取得了一系列的原创性科研成果。累计在该领域申报国家专利60余项，其中发明专利40余项，在国内外期刊发表论文10余篇。报告：退役电池综合利用检测与评价技术报名占 位 【摘要】 作为国内最早从事废旧电池回收利用的企业之一，格林美在废旧动力电池高值资源化利用技术方面开展大量的工作，主要体现在三个方面：1.退役动力电池智能柔性拆解技术，主要解决退役动力电池拆解过程中多品种、小批量而引起的拆解效率低和安全风险高等问题。2.退役动力电池梯次利用关键技术，主要解决退役动力电池分选过程成本高、耗时长和电池管理过程中一致性差等问题。3.退役动力电池资源化利用关键技术，主要解决镍钴锰锂等有价金属的高效回收利用和三废的绿色处理问题。【嘉宾简介】刘春伟，比利时鲁汶大学冶金与材料学博士，曾任中国科学院过程工程研究所副研究员，现任博萃循环首席科学家。留学期间所在团队为欧洲冶金方向科学研究与产业化应用的引领者，近年来致力于有色金属二次资源循环利用的技术装备开发与产业化推广，开发了废旧锂离子电池、航空铝合金、尾气催化剂和光伏板等二次资源的综合利用技术。相关成果获中国有色金属工业协会科技进步1等奖，入选博士后国际交流引进计划国家级人才项目，获中国有色金属青年工程师称号，主持国家级项目3项和省部级/企业项目、课题等7项，在主流期刊发表学术论文20余篇，申请国际、国内专利20余项。【报告题目】锂电回收产业发展与技术现状报名占 位 2、 往届会议回顾1）第四届锂离子电池检测技术与应用网络会议会议官网： https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc202 2 2）第三届锂离子电池检测技术与应用网络会议会议官网： https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc202 1 3）第二届锂离子电池检测技术与应用网络会议会议官网： https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc2020 4）第一届锂离子电池检测技术与应用网络会议会议官网： https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc/ 3、 会议联系会议内容：杨编辑（仪器信息网）15311451191 yanglz @instrument.com.cn 会议赞助：刘经理 15718850776（同微信） liuyw@instrument.com.cn

仪器信息网讯 2012年6月5日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表学会农业仪器应用技术分会主办，北京雄鹰国际展览公司承办的2012中国食品与农产品质量安全检测技术应用国际论坛暨展览会(CFAS 2012)在北京国际会议中心隆重开幕。本届论坛特别邀请到了多位食品、农产品监管部门的领导和食品质检领域的著名学者做主题报告。 　　如下是商务部流通产业促进中心赵箭副主任报告的精彩内容： 商务部流通产业促进中心赵箭副主任 报告题目：我国流通领域与农产品质量安全现状及主要保障措施 　　在报告中，赵箭副主任首先介绍了流通领域食品与农产品质量安全现状：在基础设施方面，我国流通环节中与食品和农产品质量安全有关的检测设施、设备配置率持续提高，检测设施设备逐步完善，商务部2010年流通领域流通行业食品质量安全调查显示，已建立检测室的农产品批发市场已经达到83%，有92%的批发市场已配备农残的快速检测仪器、水分检测仪器等检测设备；在市场准入把关方面，我国食品流通领域已经全面落实索证索票制度，根据调查数据显示，索取营业执照、食品生产许可证、食品流通许可证和从业人员健康证的比例均比2009年有所上升。与此同时我国流通领域检测力量也逐步加强，2010年城市农产品检测平均合格率达97%；在管理手段方面，相关的管理制度和措施得到落实和加强，据调查，我国已通过认证的绿色市场达到390家，100%的市场已经建立了经销商管理制度和质量承诺管理制度；在市场管理者的素质方面，经调查发现，市场管理者的素质逐年上升，其中研究生学历人数比例为11.1%，多数农产品市场已经针对食品安全工作人员开展了专项培训。 　　随后，赵箭副主任介绍了2012年流通领域食品与农产品质量安全方面将要开展的工作：继续强化商务领域食品安全管理；严抓商务领域行业管理；推进商务领域服务体系建设。 　　最后，赵箭副主任给出了针对食品与农产品质量安全保障措施的建议：(1)加强宣传教育，提高全民素质；(2)完善食品安全法律法规和标准；(3)完善企业诚信体系建设，打击假冒伪劣等违法行为；(4)充分发挥社会监督及行业协会的促进作用；(5)加强国际合作，积极开展新技术研究；(6)建立食品安全预警系统，加强对食品安全的有效控制；(7)提高检测技术和能力，为保障食品安全提供技术支撑。

p 　　“未来新疆社会化环境监测行业将是一派欣欣向荣的景象!” /p p 　　2017年3月初自治区环保、质监、工商三部门出台的《关于进一步推进自治区环境监测服务社会化的实施意见》(以下简称《实施意见》)，是整合新疆社会环境监测资源、满足政府和社会公众日益增长的环境监测服务需求的重要举措。 /p p 　　3月21日，提起《实施意见》，新疆天地鉴职业环境检测评价有限公司副总经 /p p 　　理刘欢眼里满是喜悦，《实施意见》强调要进一步放开环境监测市场，营造良好的市场环境，有序推进环境监测服务社会化，这无疑给这个行业的从业者带来了信心和希望。 /p p 　　 strong 现状：微利运行处境尴尬 /strong /p p 　　昂贵的仪器设备和高额的运行维护费用成为环境监测机构的主要成本。在乌鲁木齐京诚检测技术有限公司的实验室里，仪器摆放得井井有条。“这些仪器动辄几万、几十万甚至上百万元。公司仅设备投入就500多万元，并且还在不断购进新设备。”该公司技术负责人许月英说。 /p p 　　在新疆蓝卓越环保科技有限公司，记者看到公司的员工刚从工业企业采集样本回来，大大小小的仪器在办公楼前摆了一地。“设备的更新率也高。一旦国家环境标准提高，旧设备将难以测出相关污染物的含量，就需要更换。”新疆蓝卓越环保科技有限公司总经理刘瑞说。 /p p 　　新疆地域辽阔、工业布局分散、监测工作战线长，无形中增加了监测机构的成本。“我们去年挣的钱刚刚够发工资，这真是一个竞争激烈、微利运行的行业。”面对提问，刘瑞向记者坦言。公司成立才一年，规模不大，已经体验到这个行业的艰辛。 /p p 　　“总体上，这个行业处于保本微利运行，从起步到发展的初级阶段。”新疆环保厅监测监察处副处长朱海涌说。 /p p 　　愈是微利的行业，愈是容易展开恶性竞争。降价招揽客户便成为这个行业的普遍现象。“个别社会化环境监测机构存在低价恶意竞争、扰乱市场的行为。”朱海涌说。 /p p 　　业内人士透露，社会化环境监测机构作为第三方，首先应该保持独立性、公正性、客观性，提供的监测数据必须保证真实、可靠。但令人尴尬的是，一些污染企业为了逃避环境监管，在购买监测服务时对监测机构提出种种不合理要求，要求服务方出具符合政府监管需要的所谓“达标”数据，个别环境监测机构迫于压力而违规操作，在监测数据上弄虚作假。 /p p 　　 strong 根源：开放度低僧多粥少 /strong /p p 　　新疆社会化环境监测机构之所以竞争激烈，与环境监测市场放开程度低以及社会化环境监测机构不断涌入有很大关系。 /p p 　　自2015年国家逐步放开环境监测市场以来，社会化环境监测机构风生水起。跟全国一样，新疆也形成体制内环境监测机构与社会化环境监测机构相互补充的发展格局。 /p p 　　然而体制内外却是冰火两重天。体制内僧少粥多，体制外僧多粥少。 /p p 　　一方面，体制内环境监测机构依靠国家投资，装备精良，任务繁重。新疆88个体制内环境监测机构分布于各个地州、县市，从事的业务范围既包括对大气、水、土壤、生态等环境质量监测，还包括重点污染源的监督性监测、环境违法行为的执法监测、环境应急监测以及验收类环境监测。“仅仅这些日常监测任务，体制内监测机构就已经力不从心了。”朱海涌说。 /p p 　　目前，新疆拥有国家和自治区级重点监测企业580多家，企业总数超过万家。“而新疆体制内监测机构从业人员仅有1000余人，平均一个人需要监管12家企业，而出去监测往往都是一个团队，监测人员严重不足。”朱海涌说。 /p p 　　基于这样的原因，2013年国家对企业的自行监测允许由社会化环境监测服务机构承担。由于市场开放度低，社会化环境监测机构只能承担排污单位污染源自行监测、企事业单位自主调查监测、环境影响评价现状监测以及采取 /p p 　　政府购买服务方式委托或指定的其他监测，比如重点生态功能区县域生态环境质量检测。“这个业务量是很少的。”朱海涌说。 /p p 　　“受高利润舆论的误导，越来越多的企业涌入社会化环境监测行业。据我们所知， /p p 　　仅乌鲁木齐从事环境监测行业的企业就达到三四十家。”刘瑞说。 /p p 　　 strong 出路：放开市场强化监管 /strong /p p 　　随着我国经济社会发展，人们环保意识越来越强，环境监测需求也日益增多。因此，放开环境监测市场，成了社会发展的必然选择。 /p p 　　在这样的背景下，《实施意见》应运而生。这一政策的最大利好，就是进一步放开环境监测市场。 /p p 　　在服务性监测领域，该《实施意见》提出，凡适合社会力量承担的服务性环境监测业务，要创造条件，全面放开，推进环境监测服务主体多元化和服务方式多样化。放开的领域除了原来就已经放开的四项服务性监测领域以外，新增环境损害评估监测、清洁生产审核监测、重点行业企业自行开展的土壤污染状况调查监测、土壤污染治理与修复工程环境监测与评估、生态修复治理工程环境监测及评估监测、空气(水)环境质量自动监控设备运行维护及质控监督、污染源自动监控设施运维管理。 /p p 　　同时，对于部分公益性、监督性监测领域，该《实施意见》还提出，要积极稳妥、因地制宜地向社会化环境监测机构有序放开，包括建设项目竣工环境保护验收监测、污染源自动监控设备比对监测、农村环境质量检测以及采取政府购买方式委托或者指定的其他公益性、监督性监测四项。 /p p 　　“放开市场，有利于简政放权，这将进一步弱化政府部门‘运动员’的角色，强化其‘裁判员’的角色，使环保部门进一步加强事中事后监管，从而促进社会化环境监测行业的可持续健康发展。”朱海涌说。 /p p 　　针对市场存在的监测数据弄虚作假等现象，“我们将通过行业协会管理、不同部门联合监管、强化惩戒、责任连带、建立信用评价体系等手段，把存在违规行为的监测机构坚决清理出市场，促进行业的良性发展。”朱海涌说。 /p p 　　“环境监测机构是靠质量生存、靠技术发展的，监测人员要恪守职业道德，监测数据要经得起检验，对得起良心，用精湛的技术和高效的服务去赢得市场，逐步树立起社会化检测机构服务的品牌和影响力。”许月英说。 /p p 　　针对新疆社会化环境监测机构小、散、乱的问题，一些机构负责人建议：“政府应对新疆社会化环境监测机构进行必要的政策、技术引导，积极加强监管，加强行业技术培训，通过行业协会不断强化行业自律意识，维护检测机构的权益，推动自治区境内环境监测机构有序发展，支持和保护境内环境监测机构做大做强。” /p p 　　展望未来，朱海涌说，作为朝阳产业，相信随着环境监测政策扶持力度不断加大，环境监测原有的市场领域将进一步拓展，社会化环境监测行业必将获得规范有序发展。 /p p 　　正如刘瑞所言，“与去年相比，今年开春我们的业务好多了，一个项目还没做完，下一个项目已经来了。”这难道不是一个好的兆头吗? /p

国内外机器人关节测试技术现状及展望石照耀，程慧明引言2021年中国机器人行业市场规模为1306.8亿元，预计2022年行业市场规模将达1712.4亿元，同比增长31.0%，增速全球领先。关节是机器人执行姿态控制的执行部件，其性能对机器人的整机性能和可靠性起决定性作用。按动力来源可以分为液压、气动和电机驱动三大类，本文主要介绍电驱动关节。关节主要由传动、控制和传感部分组成，其中传动部分由电机、减速器和结构件组成，控制部分由驱动模块及通信模块组成，传感器部分使用了位置、力矩、电流和温度等。随着机器人应用领域与规模的快速扩张，关节种类不断增加、性能也不断优化。与此相适应，对关节性能的表征、测试和评价也成为了当前的研究热点。全面考察机器人关节测试技术现状，发现整体上呈现出四个特点：（1）测试技术多来源于减速器和电机测试技术，缺乏完全适用于关节的整机测试技术。（2）国内外研发的测试设备主要针对大中型关节，而针对小型或微小型关节的测试技术和设备较少。（3）对关节的测试多集中在减速器和电机上，而不是将关节作为一个整体进行测试。（4）测试参数不全面，多集中于关节的定位精度、速度响应能力上，缺少对其传动精度参数、电参数及其与机械参数的测试和融合分析。机器人关节的结构不简单，同时蕴含着复杂的能量转化、能量传递以及运动控制等问题。应用场景的多样化对机器人主机装备的运动性能精度、负载控制、能耗效率、振动噪声、服役寿命等性能提出了更高的目标，这对关节的综合性能提出了进一步的要求。因此对机器人关节进行综合性能测试，获取关键性能指标，并为设计提供指导具有重要意义。1 关节分类1.1 类型机器人关节的种类众多，可大致划分为刚性关节和弹性关节两类。刚性关节主要由电机、高传动比减速器、编码器、力矩传感器和控制器等组成。Albu-Schaffer等为德国宇航局的轻量机器人设计的机器人关节，包括无刷电机、谐波减速器、绝对编码器、增量编码器、刹车和力矩传感器等，如图1所示。Samuel Rader等设计的机器人关节装有陀螺仪，可以实现更加精准的姿态控制。由于材料和设计上的限制，刚性关节存在功率密度值不高和机器人受冲击情况下关节强度不够的问题，因此刚性关节在使用上存在一定的局限性。图1 刚性关节弹性关节分为串联弹性关节与并联弹性关节两种。弹性关节的设计原理来自于Hill肌肉三元素力学模型，以求更好的模拟人体肌肉功能。Pratt首先提出了串联弹性关节的概念，串联弹性关节在减速器和电机之间增加弹性连杆，用于降低外部冲击载荷和储存能量。Vanderborght等设计了可平衡位置的关节，Negrello等设计了新型关节，并进行了负载能力和抗冲击能力实验,如图2所示。并联弹性关节是在机器人整机上增加并联弹性连杆，通过和关节共同配合，来达到释放冲击和储能的功能。图2 弹性关节1.2 技术要求机器人应用场景的多样化对关节的技术提出了不同的需求，以刚性关节为例，大致可以分为两类，如表1所示。表1 关节技术要求第一种类型关节被广泛应用于教育机器人、玩具机器人和餐饮机器人等，对关节的传动精度要求相对较低，通常对整机的回差要求小于60′。减速器的齿轮模数在0.2mm-0.5mm之间，材料以金属和塑料为主，种类有平行轴齿轮减速器、行星齿轮减速器、面齿轮减速器，其中平行轴齿轮减速器较为常见，部分减速器内部会增加离合机构，当机器人跌倒减速器受到冲击时，用于保护内部结构，该类型关节通常没有力矩传感器。第二种类型的关节广泛应用于大型双足服务机器人、工业机器人和航空航天领域的空间机械臂等，此类关节对传动精度要求较高，通常对整机的回差精度要求是小于3′。其减速器的传动形式主要有行星减速器、摆线针轮减速器、谐波减速器，其中谐波减速器最为普遍。电机多使用直流无刷电机和永磁同步电机，在安装上多采用无框形式。位置检测传感器有光栅编码器、磁编码器，力矩传感器有应变扭力计。2 关节测试方法现状机器人关节的性能主要反映在传动精度、机械参数、响应参数和电参数等指标上。减速器和电机作为关节的重要部件，两者测试技术的发展为关节测试技术提供了借鉴，但减速器和电机的质量不能反映关节整机的质量，因此对关节的测试应面向整机。2.1 传动精度传动误差和回差是评价关节运动输出精度的主要指标。传动误差既反映了传动部分制造误差和安装误差，又反映了其抵抗外界环境（如温度、负载等）的能力。回差则反映了关节传动系统中的间隙，其主要由空程回差、弹性回差、温度回差等组成。2.1.1 传动误差（1）测试方法对精密减速器等传动链的传动误差测试技术研究可以追溯至上世纪50年代，K.Stepanek研制出基于磁栅式传感器测试齿轮机床动态误差的设备。C.Timmc基于光栅式传感器，通过将旋转角位移转换成相应电信号输出以得到传动误差的一种测量方法。黄潼年先生提出了“单面啮合间齿测量法”，发明了齿轮整体误差测量技术。彭东林提出一种时栅传感器，用于对传动误差进行测量。国标GB/T 35089-2018对机器人用谐波齿轮减速器、行星摆线减速器、摆线针轮减速器等精密传动装置的试验设备、传动误差试验方法及其数据处理方法做出规定。机器人关节的传动误差测试技术来源于上述方法，关节的传动误差是指：对应伺服电机任意转角，关节的实际输出转角与理论转角之间的差值，传动误差曲线如图3所示。图3 机器人关节传动误差示意图文献[3]基于光栅法对关节的传动误差进行测试。文献[4]利用高精度光栅测量关节的输出角度，关节电机编码器测量输入端角度，实现了对关节整机传动误差的测试。（2）测试难点关节是一种复杂的机电一体化产品，由于在工作原理、机械结构、传感器配置和控制方式等方面不同于其他的齿轮传动机构，使得对关节传动误差的测试也存在不同，因此在测试方法上带来了一系列的不确定和难点问题。根据GB/T 35089-2018对精密减速器传动误差测试设备的规定，在减速器的输入端和输出端分别利用高精度角度编码器采集角度数据。对关节传动误差的测试，是以关节整机为测试对象，关节输入端角度数据的采集依赖于关节电机编码器。部分关节编码器精度较低或者没有安装电机编码器，因此在此类关节传动误差的测试中如何保证输入角度的有效性是一个难点问题。目前的解决方案有两种，一是文献[4]中所利用的等时间间隔采样方式，该方法可以在一定程度解决编码器精度不足的影响，但该方法可能存在时间滞后和关节本身不支持该模式的问题；二是以控制器发出的指令角度为输入端角度，即以理论转角为输入端角度，该方法符合关节传动误差的定义。综上所述，关节的传动误差测试方法多来源于精密减速器等传动装置，但由于关节本身的特点，使得其传动误差的测试方法具有一定的特殊性。2.1.1 回差（1）测试方法机器人关节的回差是指：关节的输入端伺服电机运动方向改变后到输出端运动方向跟随改变时，输出端在转角上的滞后量。按照测试原理的不同，对关节回差的测试可以分为静态测试和动态测试两种。静态测试：是指将关节的输入端固定，通过输出端加载、卸载，获取滞回曲线而完成的回差测试，滞回曲线如图4所示。输入端固定，给输出端逐渐加载至额定转矩后卸载,再反向逐渐加载至额定转矩后卸载，记录多组输出端转矩、转角值，绘制完成的封闭的转矩-转角曲线。图4 滞回曲线示意图在关节输出端不同位置进行回差测试，获得各个位置的回差，由此获得静态测试的回差曲线，如图5所示。图5 静态测试的回差曲线 动态测试法：通过测试关节的双向传动误差曲线，获取回差曲线而完成的回差测试。首先测出关节正向传动误差曲线，使输入端正向多转一定的角度后反向旋转，然后在相同条件下测出关节反向传动误差曲线，如图6所示。图6中反向传动误差曲线与正向传动误差曲线对应点的代数差即构成回差曲线，如图7所示。文献[5]采用动态测试方法对小型关节进行了回差的动态测试实验，并和静态测试进了对比，发现结果大体一致，可以在一定程度上进行相互印证。图6 双向传动误差曲线图7 回差曲线（2）测试难点同传动误差测试类似，关节回差的测试也不同于精密减速器等传动装置，对测试方法的研究也需要从关节本身的特点来考虑。(1)关节带电状态是影响关节回差测试的一个重要因素，按照关节回差静态测试方法的定义，需要将关节的输入端固定，即电机轴抱死。关节上电后电机轴抱死，在静态测试过程由于电机反向电动势的阻碍，会对测试结果产生影响。(2)角度编码器精度和有无问题同样影响关节的回差动态测试，按照定义需要获得双向传动误差曲线，进而获得回差曲线。在实际测试过程中，若采用等时间间隔采样的方式，则会存在采集点无法对齐的问题。若采用理论角度为输入端角度的方法，则存在测试不连续的问题。(3)联轴器变形会影响关节回差测试结果，在加载测试中需要对联轴器变形进行补偿。2.2 机械参数2.2.1 启动转矩与反启动转矩测试机器人关节的启动转矩测试是指关节的输出端在无负载情况下，关节内部的电机缓慢进行转动，至关节的输出端转动，期间利用关节内部的力矩传感器采集转矩变换情况，利用测试设备的高精度角度传感器来实时判断关节输出端的转动情况，取转矩的最大值为启动转矩，测试曲线如图8所示。需要注意的是若关节内部没有力矩传感器则无法进行启动转矩和反启动转矩测试。机器人关节的反启动转矩测试是指关节的输入端在无负载情况下，测试设备的加载电机缓慢进行转动，直至关节的输入端转动，期间利用测试设备的力矩传感器采集转矩变化情况，利用关节内部的输入端角度传感器实时判断关节输入端的转动情况，取转矩的最大值为反启动转矩，测试曲线如图8所示。需要注意的是对关节的反启动转矩测试要在不带电下进行测试，因为电机在带电状态下反向转动会存在反向电动势，对关节转动存在阻碍。图8 启动(反启动)转矩曲线2.2.2 工作区工作区用转速和转矩组成的二维平面坐标区域表示，如图9所示。关节运行时温度不超过关节允许最高温度，能长期工作的区域为连续工作区。图中连续工作区域是由关节的发热、机械强度、以及关节内驱动器的极限工作条件限制的范围。超出连续工作区，允许关节短时过载运行的区域为断续工作区。图9 工作区2.3 响应参数2.3.1 位置响应频带宽度根据JB-T 10184-2000的规定，对关节位置响应频带宽度的测试应按照如下方式。在给定某一恒定负载的情况下，关节输入正弦波信号，随着正弦波信号频率逐渐升高，对应关节位置输出量的幅值逐渐减小同时相位滞后逐渐增大，当相位滞后增大至90°时或幅值减小至输入幅值的1/根号2时的频率即为系统位置响应频带宽度。2.3.2 正/负阶跃输入的位置响应时间关节在空载条件下或按照试验要求加载某一恒定负载（根据需求确定转动惯量和扭矩大小）。外部控制器发送由0到1的正阶跃信号给关节，并同步读取角度传感器的数据，记录关节从阶跃信号发出至位置达到0.9的时间；重复上述试验，取多次试验的平均值即为关节的正阶跃输入的位置响应时间，测试曲线如图10。图10 正阶跃输入的位置响应时间同理，外部控制器发送由1到0的负阶跃信号给关节，并同步读取角度传感器的数据，记录关节从阶跃信号发出至位置达到0.1的时间；重复上述试验，取多次试验的平均值即为关节的负阶跃输入的位置响应时间，测试曲线如图11。图11 负阶跃输入的位置响应时间2.4 电参数电参数测试用于反映关节在工作状态下电流、转速、功率、效率与转矩之间的关系。电参数测试分为恒定加载测试与梯度加载测试。恒定加载测试是指关节输出端施加某一恒定负载的情况下，测试关节的电流、转速及转矩变化情况；梯度加载测试是指关节输出端梯度加载的情况下，测试关节转矩与电流、转速、效率、输出功率之间的关系，获得相应的特性曲线。2.4.1 恒定加载测试恒定加载测试的目的是为检测关节在空载或稳定负载情况下，其瞬时电流、瞬时转速及瞬时转矩的波动情况，上述参数测试原理及测试曲线示意图如表2所示。表2 恒定加载测试2.4.2 梯度加载测试梯度加载测试的目的是为检测关节在最高转速下，关节输出端负载从0Nm开始等时间梯度加载至堵转力矩为止的过程中，关节的电流、转速、效率、输出功率之间的关系，获得转矩—电流曲线、转矩—转速曲线、转矩—输出功率曲线、转矩—效率曲线以及关节最佳工作区域综合曲线，上述参数测试原理及测试曲线示意图如表3所示。表3 梯度加载测试3 关节测试设备现状3.1 大中型关节测试设备在工业领域内成熟的商用大中型关节测试设备不多，本文列举多型大中型关节测试设备，从测试范围、测试功能、测试精度、测试原理以及测试数据运用五个方面进行对比，如表4所示。表4 大中型关节测试设备由上表可知，大中型关节测试设备基本以单一类型性能参数测试为主，涉及定位精度、响应参数和机械参数，测试技术主要借鉴电机测试技术，少量来源于精密减速器测试技术，存在测试项单一，功能不完善等不足。在测试数据运用方面，主要目的为验证关节机械设计和运动控制算法的可靠性和有效性。目前面向大中型关节的测试设备正朝着综合性能测试和云端测试的方向发展，作者团队所研制的新型机器人关节综合性能测试机可以实现对关节传动精度、机械参数、响应参数、电参数和抗干扰等性能参数的综合测试，测试机的性能指标如表5所示，测试机如图12所示。表5 新型机器人关节综合性能测试机图12 服务机器人小型关节综合性能测试机利用该测试机实现了对关节性能全面测试，相关测试结果如图13所示，分别为传动误差、抗干扰性能和阶跃响应测试。图13 关节测试测试机还具备云测试与数据云交互的功能，相关架构如图14所示，将关节测试中涉及的测试设备、传感器、控制软件、分析方法、测试方法、测试数据和辅助设备虚拟化为服务资源，通过通用的硬件设备接口和软件接口，依托云平台，实现了各测量资源统一的、集中的信息化和智能化组织管理和运用，最终面向用户提供个性化的测试服务和体验。图14 关节云测试架构3.2 小型关节测试设备小型关节测试的难点主要表现在：(1)传感器精度问题，小型关节内部的传感器精度较低，影响测试结果的准确性；(2)传感器缺乏问题图15 服务机器人小型关节综合性能测试机图16 能测试机小型关节测试综上所述，在机器人关节测试设备研发领域存在测试项单一，测试数据运用不足等的问题，考虑到关节对于机器人市场的重要性和特殊性，对其测试技术的研究和测试设备的开发越发的迫切。

继“气十条”“水十条”相继发布后，被称作“土十条”的“全国土壤污染防治行动计划”何时出炉成为舆论关注焦点。在今天由中国科学院、中国科学技术协会、农业部和环境保护部共同主办的“土壤与生态环境安全——国际土壤年在中国”高层论坛上，环境保护部副部长李干杰透露，环保部会同相关部门编制的这一行动计划，已经基本成型，并向国务院汇报，等待审批通过。　　他还透露，根据编制该计划的前期研究，环保部拟定了一个目标，即争取利用六七年，使土壤污染恶化趋势得到遏制。为此，我国还将在第一次全国土壤污染状况调查的基础上，组织开展土壤污染状况详查工作，全面会诊土壤污染现状，尽快摸清土壤污染家底，为进一步搞好土壤污染防治规划、计划和污染治理修复提供科学依据。　　“土壤污染问题是继大气和水污染问题之后必须予以高度重视、亟待解决的重大环境问题。”李干杰说，长期以来，人们提到环境保护、污染防治，首先想到的就是水、大气、噪声和固体废物等，而对土壤环境保护则相对陌生。　　按照中国科学院院士赵其国的说法，土壤圈是地球表层系统最为活跃的圈层，是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的核心要素。人类消耗的80%的热量、75%以上的蛋白质及大部分纤维，都直接来源于土壤，它不但为植物与动物提供良好的生态环境，也为人类提供良好的生活环境。　　近30年来，随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动，我国因污染退化的土壤范围不断扩大，土壤质量恶化加剧。根据2014年全国土壤污染状况调查结果，我国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。　　“面对日益严峻的土壤环境形势，中国加快推进土壤污染防治立法刻不容缓。”李干杰说，除了土壤环境问题的隐蔽性和累积性使人们对脚下土地表层的“变化”不易觉察或不易感知外，一个主要原因是缺少一部像《海洋环境保护法》《水污染防治法》《大气污染防治法》等环境要素的专门性保护法律。目前，我国土壤污染防治方面的立法基本处于空白状态。　　赵其国建议，要从土壤环境综合治理的角度创建“土壤安全工程”。他说，土壤污染治理的核心是必须解决“污土”与“净土”的矛盾。如同大气是解决“蓝天”与“霾天”，水体是解决“碧水”与“浊水”的矛盾一样，必须在解决“净土”的基础上，统筹解决蓝天与碧水的问题，有了“蓝天常在，碧水长流，净土常存”，最终才有“洁食”，才会有土壤安全、生命安全。

北京市检测服务业质量现状及质量管理模式研究课题资格预审公告 　　北京明世继元招标有限公司受北京市科学技术委员会委托，就其北京市检测服务业质量现状及质量管理模式研究课题进行竞争性谈判采购，现接受报名。 　　1、课题名称：北京市检测服务业质量现状及质量管理模式研究课题 　　2、项目编号：BJMSJY-110052 　　3、采购人名称：北京市科学技术委员会 　　4、采购代理机构名称：北京明世继元招标有限公司 　　5、课题初步预算：叁拾万元整(￥300000.00)(详见谈判文件) 　　6、课题任务 　　鉴于检测服务领域较为庞杂。本研究在研究内容上将把检测服务按照检测主体、检测对象和检测服务对象等维度进行细分。一方面，通过在国家和城市地区(以北京为主)两个层面上搜集分析产业发展关键数据，来研究和解决问题。一方面，通过政策法规方面的分析、梳理，借鉴各地在发展、规范检测服务业的一些具体做法，为北京检验检测服务业的发展从法规、政策的角度提供决策建议。 　　对各种不同的检测服务，其服务质量如何进行测评以及如何进行有效管理、提高顾客满意度并发挥其应有作用是本研究的重点。 　　6、课题目标 　　鉴于检测服务业的重要作用和存在的问题，本研究将通过文献梳理、法规研读、调查访谈等多种手段，全面把握北京市检测服务业的发展现状 从宏观和微观两个角度了解这一行业的服务质量水平 通过访谈，研究国内外检测行业优秀的质量管理做法和模式，为提高北京检测服务业的质量管理水平提供理论依据和实践指导。 　　7、课题研究开发内容 　　(1) 检测服务业总体状况研究 　　(2) 检测服务业的相关法规和政策研究 　　(3) 检测服务业服务质量水平和质量管理研究 　　8、投标人资格要求： 　　1)在中华人民共和国境内注册具有良好的信誉、有技术基础及服务能力的研究所、大专院校及企业 　　2)具有完成类似或近似课题经验的(提供投标人在三年内完成的类似或近似课题情况介绍并附合同复印件等证明材料) 　　3)投标单位项目负责人须具有副高级以上职称(提供相关资格证书复印件等证明材料) 　　4)联合体投标的，可以由联合体共同推举的法人作为代表，此代表对与本次招 　　标有关的一切事宜有执行权，执行结果对联合体内各方均具有约束力 投标资格以 　　联合体中资格最低一方为准 　　5)能提供课题技术路线与实施方案的。 　　10、报名时必须提交的资料： 　　1) 法人营业执照副本复印件(年检有效并加盖公章)(独立科研院所或企业提供) 　　2) 税务登记证书复印件(加盖公章)(独立科研院所或企业提供) 　　3)法定代表人授权书(独立科研院所或企业提供) 　　4)财务报表(包括现金流量表、损益表和资产负债表等)、最近一年度审计报告或银行出具的近三个月内的资信证明(独立科研院所或企业提供) 　　5) 单位社会保险资金缴纳记录(单位缴纳社会保险资金的有效票据凭证复印件 　　加盖公章)(独立科研院所或企业提供) 　　6)学校相应证明文件(加盖学校公章的授权文件或其他证明文件)(大专院校投标时提供) 　　7)三年内完成类似或近似课题的情况介绍(需提供加盖公章的合同复印件等证明材料) 　　8)投标单位项目负责人副高级以上职称证明(提供相关资格证书复印件等证明材料) 　　11、购买采购文件说明： 　　资格审查：招标采购单位从评审合格的报名人中随机抽取三家或三家以上单 　　位作为谈判人，发出谈判邀请并向其发售谈判文件。 　　12、报名资料的送达： 　　1)报名地点：北京明世继元招标有限公司 　　地 址：北京市西城区马连道路11号一商大厦1503室 　　2)递交报名资料时间：2011年11月21日至2011年11月23日9：30-11:30 ， 　　14:00-16:30(节假日除外) 　　11、谈判文件的发售： 　　发售地点：北京市西城区马连道路11号一商大厦1503室 　　发售时间：2011年11月24日至2011年11月29日 9：30-11：30 、14:00-16:30(节假日除外) 　　标书价格：人民币200元(本项目不接受邮购)，售后不退。 　　12、项目联系人：张秋月 　　联系方式：010—63518887-806 传真：010-63518887-86 　　电子信箱：bjmsjy@163.com 　　开户名(全称)：北京明世继元招标有限公司 　　开户银行：中国民生银行广安门支行 　　帐 号：0117014170014132 　　北京明世继元招标有限公司 　　2011年11月21日

中国仪器仪表协会秘书长闫增序的办公桌上放着两份报告。一份是协会工作人员提交的调研报告，其中写道：“我国食品生产企业共约44.8万家，很多企业检测能力落后，企业对分析仪器的巨大需求成为一个潜在的大市场。”另一份统计报告的内容是：“2010年整个仪器仪表行业的进出口逆差继续扩大，达到147亿美元，再创历史新高。其中，分析仪器是逆差‘大户’，进口31.88亿美元，出口只有7.09亿美元，逆差数额达24.79亿美元，占全行业逆差的17%。而且，进口仪器基本垄断了高端产品市场，并向中低端产品扩张。” 　　一边是广阔的市场前景，一边却是被国外产品垄断的现实。“这就是我国分析仪器行业面临的现状。”闫增序有些无奈地说。 　　“我国分析仪器行业的市场需求很大，科技、经济和社会发展不断对科学检测、分析技术与仪器提出迫切要求，但遗憾的是，我国自主品牌分析仪器并不能满足目前市场的检验检测需求。”天津大学精密仪器学院教授汪燕说。 　　中国仪器仪表协会工作人员郑增德曾参加了一次《提升食品质量安全检测能力专项规划》的调研，考察了部分地区质检部门县级检验机构和基层口岸实验室的能力、装备和建设情况。在调研报告中，郑增德写道：“在这些检测机构中，装备主要是分析仪器，约占80%~90%。主要仪器为气相色谱仪、液相色谱仪、气相色谱—质谱联用仪、液相色谱—质谱联用仪、原子荧光光谱分析仪、原子吸收光谱仪、紫外分光光度计等产品。”通过调研，郑增德发现，这些检测机构装备的都是国际上的知名品牌，仅有原子荧光光谱仪是国产的。 　　天津检验检疫局动植物与食品检测中心高级工程师许宏坦言：“由于检测的产品主要是出口，必须以进口国家相关标准为依据配备实验室装备。而高端的分析仪器在国内才刚刚起步，灵敏度、稳定性与国外知名品牌存在很大差距。”许宏介绍，在该检测中心，价格在百万元以上的高端分析仪器有9台，全部是国外知名品牌。“国内产品最大的问题是稳定性不好。我们每天检测的样本量达300多件，每个样本需要检测的项目又多达几十项。如此繁重的检测任务要求仪器设备必须具有很好的稳定性。否则，就会导致前后检测结果不一致。” 　　许宏说，以前，他们也曾使用过国产仪器设备，但稳定性让人很失望。“有时开机后需要几个小时才能稳定下来，显然不能适应任务急、时间紧的需求 有时仪器本身不够稳定，直接影响到出具检测报告的公正性。” 　　山东省安丘市是我国蔬菜出口大市，全国出口蔬菜的1/4都是经过设在这里的国家蔬菜质量检验中心检测后出口的。该中心配备的气相色谱仪、液相色谱仪、气相色谱—质谱联用仪等高端检测设备总价值约为800万元，均为国外品牌。安丘市质监局局长张立民认为，国产分析仪器最大的问题是精度不够。“出口产品必须符合进口国家相关标准，这就对检测设备的精度要求比较严格，国产设备现在还很难达到这些标准，所以，我们只能选择国外知名品牌的产品。” 　　在国家级检测检验机构唯一能见到的“中国制造”，就是原子荧光光谱分析仪，这是一款具有我国独立自主知识产权的用于检测元素的分析仪器。“原子荧光光谱分析仪适合中国国情，目前还没有国外厂家生产，它的性能和质量已经得到市场的认可，并且已经达到国际先进水平。”闫增序有些激动地说，但是，在被安捷伦、岛津、日立等国外品牌重重包围的分析仪器高端产品市场，国产原子荧光光谱分析仪只是一个孤单单的代表，显得那么可怜和微不足道。 　　正如郑增德在调研报告中所写的：“质检部门对仪器的稳定性、可靠性、准确度要求很高，国家、省、市(地级)实验室均不太可能采购国产仪器，仅限于县级单位采购、使用。国产仪器要进入国家、省、市(地级)实验室，还有漫长的路要走。” 　　相关新闻：国产分析仪器发展现状分析（下）

近日，第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议（IFMI & ISPEMI 2024）在山东青岛成功举办。会议邀请各国精密工程测量与仪器领域的科学家、专家与业界领袖，就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题展开深入研讨，展望其未来发展方向和技术路线等。会议期间，仪器信息网特别策划了专访环节，荣幸地邀请到了西安交通大学杨树明教授，就其研究方向、精密测量技术发展趋势以及我国精密测量仪器产业发展现状等话题展开分享。西安交通大学 杨树明教授仪器信息网：请简单介绍下您的研究方向。杨树明教授：我一直聚焦于微纳测量领域，包括在该领域开展基础和应用研究，以及关键技术和装备开发等。近些年来，我们把微纳测量技术应用于芯片检测领域，特别是晶圆缺陷检测设备的研发。在长期技术储备的基础上，我们与企业紧密合作，争取在该领域实现重大突破，推动我国半导体芯片检测技术的自主化进程，解决晶圆缺陷检测的国产化难题。仪器信息网：您如何看待国内外精密测量仪器产业的发展现状？杨树明教授：精密和超精密测量的重要性越来越受到重视，也迎来前所未有的发展机遇，将在制造业转型升级中发挥重要作用，为制造业的提质增效提供有力支撑。然而，我们也应清醒地看到，对于精密测量仪器，国内与国际先进水平之间仍存在显著差距。而缩小这一差距，需要长期的坚持与不懈努力。仪器信息网：国内精密测量仪器产业应如何补齐这一差距？杨树明教授：我觉得人才是核心要素。一方面，该领域专业人才短缺，当前亟需通过提升高校培养规模、鼓励更多高校开设相关专业来加强人才供给；另一方面，构建有效的激励机制与制度保障，从而吸引并留住优秀人才在该领域长期耕耘。这两方面对于补齐我国与国际精密测量技术先进水平之间的差距具有关键作用。另外，要推动我国精密测量技术的蓬勃发展，逐步缩小与国际前沿的差距，并实现超越，我们还需要从多个维度上坚持不懈地努力。仪器信息网：我国在精密测量技术及仪器领域面临哪些挑战？特别是关键核心零部件及供应链方面是否存在瓶颈？杨树明教授：当前，从关键零部件至整机，我们仍面临诸多挑战。例如光源，尽管国内光源性能正逐步提升，但是短波长光源尚且没有完全达到应用要求，市场上尚缺乏适用于晶圆缺陷检测的成熟光源产品。同时，探测器、光学元件等关键零部件与国际先进水平相比，仍存在一定的差距。不过，我们在人工智能领域表现亮眼，相关技术在精密测量技术领域的应用，展现了一定的优势。仪器信息网：您如何看待人工智能对精密测量技术的影响？杨树明教授："智能"已成为众多领域关注焦点之一。在测量领域，人工智能影响着测量的标定方法、管理方式和应用领域等，同时人工智能发展又需要测量作为支撑，包括数据如何精确获取、数据处理算法和模型的准确性等。可见，人工智能与精密测量必然相互融合发展。仪器信息网：您认为未来精密测量技术及仪器将沿着哪些方向发展？有哪些新兴技术或应用值得关注？杨树明教授：过去的测量工作主要聚焦于单一物理量，采用单一方法和设备完成。然而，随着测量需求日益多样化与复杂化，测量向着多物理量同步测量的方向迈进，要求测量仪器和设备集成多测头，具有多功能。随着加工精度和尺度从微米级到纳米级再到原子级，精度与尺度的极致追求对测量技术提出了更高要求，而且极端化的工作环境使得传统方法与技术难以胜任。此外，极致精度和极端尺度方面，缺乏标准和测量规范，需要探索新的计量与溯源方法。仪器信息网：您认为大规模设备更新将对国产仪器带来哪些机遇？杨树明教授：这是国产仪器发展的好机会和机遇。国产设备因性能与进口设备存在一定差距，导致市场在选择时往往倾向于进口产品。在当前国际形势下，加上政策支持与国产仪器前期的基础和积累，国产仪器有望加速融入市场，在实际应用中不断迭代升级，逐步提升其性能。这必将促进国产仪器行业的加速发展，并逐步实现国产替代。仪器信息网：在国产替代的大背景下，您认为国产精密测量仪器企业应加强哪些方面的能力建设以提升竞争力？杨树明教授：首先，应加强企业与高校的紧密合作。企业应主动寻求与高校的深度合作，而高校也应积极与企业对接。双方应基于各自的需求与优势，构建协同发展的合作模式。企业应充分利用高校的科研平台与资源优势，在制定未来发展规划时，特别是涉及新技术、新方法时，与高校紧密合作，让高校进行前瞻性研究。实际上，高校也要积极与企业开展紧密合作，与企业携手并进，才能使其成果落地。借此机会，我们诚挚希望与更多企业及高校研究院所携手，共同研发高端测量仪器，为国家解决“卡脖子”技术和产业升级提供技术支撑。

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