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地下隧量仪

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地下隧量仪相关的资讯

  • MGD磁导向钻井技术,通过多种测量仪器实现地下“厘米级”导航
    太空对接不易,入地连通更难。工程技术研究院具有完全自主知识产权的MGD磁导向钻井技术,利用井下探管实时检测人工磁场或井下落鱼的磁场分布特征,将测量的微弱磁信号采集、处理,利用定位算法模型及工程解释软件,给出钻头与目标靶点的相对距离、相对方位和相对井斜。在明确相对位置关系后,调整井眼轨迹走向,最终实现井眼空间位置的“厘米级”高精度导航。定向井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一。它是应用特殊井下工具、测量仪器和工艺技术有效控制地下井眼轨迹,使钻头沿着特定方向钻达预定目标的常规钻井工艺技术。随着全球油气田开发的深入推进,通过复杂井型建立油气通道,已成为提高单井产量、提高采收率、降低综合成本的重要技术手段之一,尤其是在煤炭地下气化、超稠油开采、中低熟页岩油原位开发等需要精确定位邻井位置的情况下,最终以U型井、平行井、小井距水平井簇、立体井网等复杂井型完钻,解决其高精度“测、定、导”一体化关键技术难题。该技术起源于美国,最初是为了实现对井喷失控井进行压井作业而开发的一项技术,后又衍生出有源和无源两大类型多种型号的精确磁导向技术与配套工具。近年来,MGD磁导向钻井技术被规模化应用,源于该技术具备以下几个方面优势。精准对接是建设U型“地下锅炉”的基础。U型井是由一口水平井与直井连通构成的井组,在煤层气开采中可实现水平井排水和直井采气;在煤炭地下气化中可实现可控后退式点火;在地热开发中可实现取热不取水。与压裂、射孔相比,井眼对接是最直接、有效的连通方式。精密平行是搭建水平井“地下炼厂”的关键。平行井是由2口以上相互平行的水平井构成的井组,在超稠油SAGD开发中,可降黏提采50%以上;在低熟页岩油原位转化中,有希望动用潜力巨大的页岩油资源;与常规水平井相比,水平段间距的精密度提高了99.7%(千米水平段井间误差由10米左右降至0.3米以内)。精确导钻是敷设非开挖“地下管网”的前提。非开挖是在入土和出土小面积开挖情况下,敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术,不会破坏绿地、植被、建筑物,不会影响居民的正常生活和工作秩序。与传统开挖施工相比,施工速度可提高60%,综合成本可降低40%,入土和出土点偏差±1米。老井精细处置是保障“地下粮仓”密封完整的核心。救援井是在发生井下复杂、通道丢失时通过伴行跟踪实现目标井重入的一种技术,尤其适用于解决精细处置储气库疑难老井封堵、老油田涌水冒油、井喷失控等问题,筑牢油气安全环保第二道防线。MGD磁导向钻井技术已在储气库、地热、稠油等六大领域实现了规模化工业应用,累计推广了近500口井,创造直接和间接经济效益数十亿元。该技术解决了储气库复杂老井“封天窗”技术难题,使老井封堵作业成本下降90%,并为国内首座海上储气库冀东油田南堡1号储气库、辽河储气库群等重大工程提供了支撑利器。2023年,该技术支撑了中国石油深层U型地热井、国防管道铺设、重大塌陷救援等10余个重点项目,创造了2810米最深储层千米对接、2520米非开挖穿越等13项国内纪录。“十四五”期间,该技术有望在中低熟页岩油原位开发、煤炭地下气化、老油田提高采收率、干热岩开发等多个领域实现推广应用,助力构建“地下炼厂”“地下锅炉”等新能源开发新模式。面向未来,MGD磁导向钻井技术将接续研发,实现提档升级,推动磁导向技术与工具向着谱系化、自动化、信息化方向发展,具备万米深井井喷救援能力,并积极开拓丛式井网防碰、疑难复杂老井一体化处置、大埋深定向钻等新领域新业务,为超深层油气资源勘探开发、干热岩采热储能耦合开采等国家战略性新兴产业及未来产业提供关键核心技术支撑。(本文作者系工程技术研究院非常规油气工程研究所副所长、正高级工程师)
  • 从国家地下水监测中心建设看地下水检测仪器需求
    投资22亿的国家地下水监测工程自2015年开始,已经建设三年多,其中一项重要的工作就是建设国家地下水监测中心1个,用来检测地下水水质。经过这两年招标,目前实验室已经购买大批量仪器,此实验室仪器设备应该算是地下水检测设备最齐全实验之一。  仪器信息网小编从国家地下水监测中心实验室招标过程,盘点了地下水检测仪器需求。  目录如下:序号名称采购数量采购品牌1采水器3台2潜水泵5台3过滤器4台4普通显微镜1台5恒温培养箱1台6恒温干燥箱(小)1台7马弗炉1台8快速制备色谱1台9冷藏柜10台10固相萃取仪2台11强力振荡萃取机2台12超声波清洗器1台13电子天平2台14电子天平(万分之一)1台15电子天平(十万分之一)1台16酸度计2台17大肠菌快速测定仪1台18溶解氧测定仪6台19红外测油仪1台20浊度仪1台21总、测定仪1台22原子荧光分光光度计1台23TOC测定仪1台24紫外-可见分光光度计2台25BOD测定仪3台26电位滴定仪2台27实验室lims数据处理系统1套28超高效液相色谱仪1台UPLCH-Class29超高效液相色谱-串联四极杆质谱仪1台OAUPLCOn-LineSPE/XevoTQD30超高效液相离子淌度四极杆飞行时间质谱联用仪1台UPLCI-Class/VIONIMSQTOF31全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪1台Pegasus4D-C32气相色谱仪3台Intuvo900033气相色谱-串联四极杆质谱仪1台7890B-7000D34顶空/气相色谱-质谱仪1台AtomxXYZ/7890B-5977B35实验室分析级纯水系统1套36微波消解仪1台37真空泵3台38旋转蒸发仪2台39有机分析专用烘箱1台40低温高速离心机(大、小)3台41卡尔费休水分测定仪1台42气体采样器1台43氮气发生器2台44便携式多参数水质分析仪3台45氮吹仪2台46同位素仪1台47原子吸收分光光度计1台48离子色谱仪1台49连续流动分析仪1台50电感耦合等离子体原子发射光谱仪1台51气相色谱-质谱仪1台52电感耦合等离子体串联四级杆质谱仪1台53气相色谱-高分辨磁式质谱仪1台54荧光显微镜1台55便携式低流量采样器1台56便携式电动采样泵1台57高压灭菌锅2台58水浴锅3台59消煮炉3台60电热板2台61洗瓶机2台62涡旋混匀仪5台63摇床1台64天平5台65色度仪2台66COD仪(加消解器)2台67浮游生物网5台68恒温平板振动器1台69全温震荡培养箱1台70超净台2台71有机溶剂移液器1支72无机溶剂移液器1支73标签机3台  公开资料显示,仪器总价达4190万。
  • “地下水处理”-国产仪器仪表行业的历史性机遇
    水处理行业是一个传统的工业领域,现在,一个新的工业领域 —“地下水处理行业”以前所未有的规模诞生了。 统计显示,全国195个城市中,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染趋势加重;北方17个省会城市中,16个污染趋势加重;南方14个省会城市中,3个污染趋势加重。地下水水质的恶化使得本来就相对短缺的地下水资源可利用量越来越少。我国地下水的污染和过度开采已经严重影响到了生态环境,甚至导致了地沉、地陷、地裂等系列地质灾害问题。加大地下水保护和污染防治力度,已经成为一项迫在眉睫的紧迫任务。 为此,国务院于2011年10月28日发布了《全国地下水污染防治规划(2011-2020)》,确立了未来十年的两个明确目标:调查——到2015年,国家投资27个亿,开展区域和重点地区共545万平方公里的地下水污染调查;防治—— 到2020年,总投资350个亿,初步遏制地下水水质恶化趋势,全面建立地下水环境监管体系 最近,凤凰卫视名牌节目“走读大中华”制作了一档专题节目——“水之殇,北京水污染调查”。著名记者闾丘露薇走出演播室,实地查看了北京市的北小河和清河,走访了民间环保人士和沿岸居民,北小河河道全长16.6公里,清河全长23.6公里,这二条河流与北京人民的生活息息相关,但沿途所见,污浊不堪,恶臭难闻,深切感受到河水污染的严重程度。河水污染更殃及农田和地下水,北京是一个缺水的城市,随着地表水的枯竭,地下水日益成为人们生活灌溉用水的首选但现在地下水也面临着严重的危机。 地下水监测和污染源监测对环保仪器需求巨大,尤其经过改革开放30年的发展,中国出现了一批优秀的高新技术的仪表企业,国内仪器仪表行业面临历史性机遇。 在地下水监测方面,北京先行一步,已建成平原区地下水环境监测网共1182眼监测井。根据国家规划,基本实现对全国地下水动态的有效监测,需要建设20445个国家级地下水监测点。作为地下监测点建设的核心内容,环保监测仪器仪表,取样系统和环境监测自动化控制系统产品,潜在的市场规模非常巨大。 闾丘露薇跟随北京环保局的工作人员来到北京顺义一处地下水观测井,近距离观察地下水的取样检测过程。期间,工作人员详细的讲解了地下水抽取过程,现场测试了地下水的pH值和电导率值。 北京环保局工作人员使用的测试仪器是上海三信仪表厂生产的SX723便携式pH/电导率测量仪。 【视频来源:凤凰卫视《走读大中华 水之殇:北京水污染调查》2012年4月6日 完整视频地址:http://v.ifeng.com/news/society/201204/35505707-7ce0-4837-a2cf-4249d378e010.shtml观看视频 上海三信仪表厂建厂20年来,一直专注于水质监测领域,一方面,对质量精益求精,另一方面,大力投入研发,不断创新,每年都推出新产品。特别是由仪表,电极和标准物质形成的完整的产品链不仅使其在国内市场脱颖而出,并且在国际市场也占有一席之地。 上海三信仪表厂在便携式现场测试仪表的研究和开发上有一个明确的技术目标:可靠性,方便性和完整性,这个目标是以国际知名产品为参照体系。同时又有一个产品规格由低到高的完整规划,以满足市场的各种需求。据笔者了解,SX700防水系列便携式电化学仪表只是这个规划中较低端的产品,今年6月,该厂将在德国法兰克福举办的第30届ACHEMA展会(仪器仪表行业最顶级展会)上,推出SX800和SX900二个系列的便携式电化学仪表。 SX700防水系列便携式电化学仪表 SX800通讯系列便携式电化学仪表(带有USB数据输出) SX900彩屏系列便携式电化学仪表 目前,政府对仪器仪表行业的支持力度越来越大,仅去年和今年上半年,科技部已设立了6个关于仪器仪表的研究课题,政府财政支持超过1亿元。这种史无前例的支持力度,让国内优秀的仪表制造企业有了更为广阔的发展空间。面对“地下水处理”这样一个已列入政府规划的新兴行业,国内仪器仪表企业更应该抓住机遇,大显身手,发挥自己最大潜能,展示自己最优的技术和最好的产品。关于上海三信 ---------------------------------------------------------------------------- 上海三信仪表厂成立于1991年,位于上海市漕河泾工业开发区,工厂面积1260平方,是集研发、生产、销售为一体的专业的电化学仪表和电极制造商。主要产品包括pH,ORP,电导率,离子浓度,溶解氧,水质硬度,酸碱浓度等,产品质量上乘,外观精美,在国内外享有很高的声誉。我们拥有ISO9001:2008质量管理体系认证,产品具有CMC和CE 证书,我们期望为国内外用户提供最好的产品和服务。制造优秀的科学仪器,提升中国电化学仪表在国际市场上的竞争力是我们的目标,我们将为此不懈奋斗。 欲了解更多信息,请浏览公司官方网站 www.shsan-xin.com
  • 理想的多参数水质测量仪需要满足什么条件?
    为什么 YSI ProDSS 是理想的多参数水质测量仪?YSI 位于Yellow Springs Ohio,从事仪器制造行业已近 70 年。如今,公司拥有 200 多名员工。金泉市不仅是最新水质测量仪的生产地,也是其设计和开发基地。YSI ProDss是一款多参数水质测量仪。ProDSS 最为出众的特点在于其坚固性。它已通过坠落试验,从一米高处摔到混凝土地面上毫发无损,防水,具有军用规格电缆连接器,可用于任何照明条件。这种坚固的设计可以在全年任何天气条件下提供准确数据。ProDSS 是一款真正的野外便携仪器。它不仅精度高、坚固可靠、而且便于使用。对于初学者来说,简单上手,一只手就可以使用。结合单缆设计,该仪器在野外使用非常方便。ProDSS 兼具无与伦比的精确度和显著的易用性,旨在满足任何水质应用的需求,如水产养殖、地下水、地表水、废水及沿海应用等。无论是现场取样、实验室取样、分析和测量,该系统使数据采集更加准确、简单和高效。在开发和最终测试过程中,我们通过严格的规范测试来保证测量的准确性,并在出厂前对系统的每个组件进行测试,包括手持设备、电缆和传感器。 ProDSS是多种应用场景的理想选择在 YSI,我们对手持设备和传感器进行逐个查验,确保其符合我们的规格,提供高质量产品。DSS 代表数字取样系统。DSS采用数字智能传感器,可以安装在ProDSS电缆的任何端口。智能传感器在连接时会被仪器自动识别。利用来自传感器的数字信号,可使用长达 100 米的电缆。基于合作数十年的客户所提供的反馈,及我们的专业知识,开发出此款水质现场取样和分析仪器。数字智能传感器易于现场安装,可放置在任何端口。YSI有一支强大的支持团队,我们共同努力,把客户的需求放在第一位。ProDSS 蓄势待发,助力您更方便地开展工作。
  • SX723便携式pH/电导率仪为北京地下水污染调查助力
    SX723便携式pH/电导率仪为北京地下水污染调查助力 &mdash &mdash 看闾丘露薇《水之殇 北京水污染调查》 在中国城市和乡村的地下,一场危机正在迫近。可是没有人知道,这个危机的真正严重程度。中国拥有世界人口总数的20%,但其淡水资源只占世界的5%到7%。为此大量抽取地下水资源,从而引发了地下水的危机。世界上人均水资源在1000立方米以下就是水资源紧张地区,然而北京地区的人均水资源仅仅100立方米,但是无度的浪费、污水排放,不仅污染了地表河流,也渗透到地下水之中,据2011年统计,中国大、中城市浅层地下水均遭污染,其中约50%的城市市区地下水污染严重。部分城市浅层低下水不能直接饮用。中国面临地下水污染的严重危机。 著名记者闾丘露薇走出演播室,实地查看北京市的北小河和清河,走访了民间环保人士和沿岸居民,北小河河道全长16.6公里,清河全长23.6公里,二条河流与北京人民的生活息息相关,沿途所见,污浊不堪,恶臭难闻,深切感受到水质污染的严重程度。河水污染更加殃及农田和地下水,随着地表水的枯竭,地下水日益成为人们生活灌溉用水的首选,但现在地下水面临着更大的危机。 闾丘露薇跟随北京环保局的工作人员来到北京顺义一处地下水观测井,近距离观察地下水的取样检测过程。期间,工作人员详细的讲解了地下水抽取过程,采样确认表的记录和流程,现场测试了地下水的pH值和电导率值。 北京环保局工作人员使用的测试仪器是上海三信仪表厂生产的防水型SX723便携式pH/电导率测量仪。 地表水污染对地下水影响日益加重,加剧了中国的水危机,为此,国务院已通过《全国地下水污染防治规划(2011&mdash 2020年)》。确定了以下工作目标:到2015年,规划投资27亿元,开展地下水污染状况调查,基本掌握和控制地下水污染源,遏制地下水水质恶化趋势。到2020年,对地下水污染源实现全面监控,重要地下水饮用水水源水质安全得到基本保障,建成地下水污染防治体系,总投资346.6亿元。随着规划的落实和开展,地下水处理将成为新兴环保产业,与此相关的仪器仪表将成为一个新的增长点。 上海三信仪表厂建厂20年来,一直致力于水质检测仪器和电极的研发与生产,有信心和实力为完成全国地下水污染防治规划作出自己的贡献,有信心和实力为中国乃至全世界的水质分析提供高品质的产品与服务。 【视频来源:凤凰卫视《走读大中华 水之殇:北京水污染调查》2012年4月6日 完整视频地址:http://v.ifeng.com/news/society/201204/35505707-7ce0-4837-a2cf-4249d378e010.shtml观看视频 SX700系列防水型便携式电化学仪表(pH, ORP, 电导率,电阻率,盐度,TDS,溶解氧,温度)观看SX700系列产品视频介绍 -----------------------------------------------------------------------关于上海三信 上海三信仪表厂成立于1991年,位于上海市漕河泾工业开发区,工厂面积1260平方,是集研发、生产、销售为一体的专业的电化学仪表和电极制造商。主要产品包括pH,ORP,电导率,离子浓度,溶解氧,水质硬度,酸碱浓度等,产品质量上乘,外观精美,在国内外享有很高的声誉。我们拥有ISO9001:2008质量管理体系认证,产品具有CMC和CE 证书,我们期望为国内外用户提供最好的产品和服务。制造优秀的科学仪器,提升中国电化学仪表在国际市场上的竞争力是我们的目标,我们将为此不懈奋斗。 欲了解更多信息,请浏览公司网 www.shsan-xin.com
  • 行业标准:地下水采样技术规程和汞蒸气测量规程
    近日,自然资源部组织有关单位制定并公示了《地下水采样技术规程》和《汞蒸气测量规程》报批稿。《地下水采样技术规程》(点击下载)本文件规定了地下水采样器具、样品容器、采样方法、样品的保存运输与送检、质量控制等方面的 技术要求和操作规定。本文件适用于水文地质、工程地质、环境地质等工作中地下水采样,其他类似工作可参照执行。地下水样品检测种类及常见检测项目见表1。 《汞蒸气测量规程》(点击下载)本文件规定了汞蒸气测量工作的设计书编审、仪器设备、野外测量、室内分析、资料整理与成果图件、异常评价、成果报告编制与资料提交等方面的技术要求。本文件适用于地质调查、矿产资源勘查、环境与灾害调查监测和考古中的汞蒸气测量工作。其它领域进行的类似工作亦可参照执行。汞蒸气测量的目的是通过壤中气汞、大气汞、水中汞、土壤、水系沉积物、底积物和岩石等固体样品中汞量测定,为地质调查、矿产资源勘查、环境与地震等灾害调查监测、古墓和古文化遗址等考古工作提供依据。汞蒸气测量仪器:冷原子吸收式测汞仪和金膜测汞仪。仪器附件:热解炉、饱和汞蒸气瓶、石英舟、微量注射器。
  • 1233.41万!浙江鼎峰工程咨询有限公司关于丽水市遂昌县地下水环境监测预警与管控能力建设项目的公开招标公告
    项目概况丽水市遂昌县地下水环境监测预警与管控能力建设项目招标项目的潜在投标人应在政采云平台线上获取获取(下载)招标文件,并于 2024年01月18日 09:30(北京时间)前递交(上传)投标文件。 项目基本情况项目编号:SCDF2023B14-公07 项目名称:丽水市遂昌县地下水环境监测预警与管控能力建设项目预算金额(元):12334100 最高限价(元):12334100 采购需求:标项名称: 丽水市遂昌县地下水环境监测预警与管控能力建设项目 数量: 1 预算金额(元): 12334100简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:详见招标文件 备注:合同履约期限:标项 1,工期:本项目签订合同后至2024年8月中旬完成供货、安装、调试并完成初验,2024年11月底完成终验。运维期:设备自项目验收合格之日起1年,软件自验收合格之日起3年。本项目(是)接受联合体投标。申请人的资格要求1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;未被“信用中国”(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单。2.落实政府采购政策需满足的资格要求:标项1:无 3.本项目的特定资格要求:无 获取招标文件时间:/至2024年01月18日 ,每天上午00:00至12:00 ,下午12:00至23:59(北京时间,线上获取法定节假日均可,线下获取文件法定节假日除外)地点(网址):政采云平台线上获取 方式:供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件(进入“项目采购”应用,在获取采购文件菜单中选择项目,申请获取采购文件) 售价(元):0 提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2024年01月18日 09:30(北京时间)投标地点(网址):请登录政采云投标客户端投标 开标时间:2024年01月18日 09:30 开标地点(网址):浙江省丽水市遂昌县遂昌县妙高街道君子路357号A区五楼开标室3 公告期限自本公告发布之日起5个工作日。其他补充事宜1.《浙江省财政厅关于进一步发挥政府采购政策功能全力推动经济稳进提质的通知》 (浙财采监(2022)3号)、《浙江省财政厅关于进一步促进政府采购公平竞争打造最优营商环境的通知》(浙财采监(2021)22号)已分别于2022年1月29日和2022年2月1日开始实施,此前有关规定与上述文件内容不一致的,按上述文件要求执行。2.根据《浙江省财政厅关于进一步促进政府采购公平竞争打造最优营商环境的通知》(浙财采监(2021)22号)文件关于“健全行政裁决机制”要求,鼓励供应商在线提起询问,路径为:政采云-项目采购-询问质疑投诉-询问列表:鼓励供应商在线提起质疑,路径为:政采云-项目采购-询问质疑投诉-质疑列表。质疑供应商对在线质疑答复不满意的,可在线提起投诉,路径为:浙江政府服务网-政府采购投诉处理-在线办理。3.供应商认为采购文件使自己的权益受到损害的,可以自获取采购文件之日或者采购公告期限届满之日(公告期限届满后获取采购文件的,以公告期限届满之日为准)起7个工作日内,对采购文件需求的以书面形式向采购人提出质疑,对其他内容的以书面形式向采购人和采购代理机构提出质疑。质疑供应商对采购人、采购代理机构的答复不满意或者采购人、采购代理机构未在规定的时间内作出答复的,可以在答复期满后十五个工作日内向同级政府采购监督管理部门投诉。质疑函范本、投诉书范本请到浙江政府采购网下载专区下载。4.其他事项:(1)本项目全程电子招投标,相关的操作规程务必关注《政府采购项目电子交易管理操作指南-供应商》(网址:https://service.zcygov.cn/#/knowledges/CW1EtGwBFdiHxlNd6I3m/6IMVAG0BFdiHxlNdQ8Na )(2)为支持和促进中小企业发展,有需要的成交供应商可根据需要申请办理政府采购合同贷款(以下简称“政采贷”),具体要求、条件和操作教程可通过政采云首页右上角-网站导航-金融服务查看,也可拨打政采云客服热线400-881-7190咨询,或向各地已开通政采贷的银行咨询办理。(3)浙江政府采购网中采购公告由于格式限制,不能显示完全内容,具体详见采购文件。对本次采购提出询问、质疑、投诉,请按以下方式联系1.采购人信息名 称:丽水市生态环境局遂昌分局 地 址:遂昌县妙高街道公园路89号 传 真: 项目联系人(询问):曹女士 项目联系方式(询问):0578-8529708 质疑联系人:徐女士 质疑联系方式:0578-8511213 2.采购代理机构信息 名 称:浙江鼎峰工程咨询有限公司 地 址:遂昌县妙高街道水阁路252号3楼 传 真: 项目联系人(询问):朱巧丽 项目联系方式(询问):13884358541 质疑联系人:杨纪平质疑联系方式:0578-8301521 3.同级政府采购监督管理部门 名 称:遂昌县财政局 地 址:遂昌县妙高街道东街101号 传 真:0578-8121718 联系人 :李先生 监督投诉电话:0578-8121718
  • 走进世界最深地下实验室
    2400米埋深下,四川省凉山彝族自治州锦屏山内部,33万立方米的实验空间正在显露它的雏形。沿着隧道向山体内行驶十多分钟,就能到达正在施工中的中国锦屏地下实验室二期。春节前夕,这里粗糙的岩壁已经变了样——呈米黄色,仿佛覆上了一层光滑的乳胶,但仍保留着原始凹凸不平的质感。“现在整个效果出来了,心里踏实了一些。”长期坚守在建设现场的锦屏地下实验室管理局常务副局长李名川向记者感慨道。防水抑氡低本底洁净洞室(以下简称防水抑氡)工程,是这个世界最深地下实验室土建工程的最大难点之一。现在,这艰难的第一步,已经走成。给洞壁穿上三层衣服国家“十四五”重大科技基础设施中国锦屏地下实验室(以下简称锦屏实验室)由清华大学和国投集团雅砻江水电共同建设。建成后,原有的4000立方米实验空间将得到极大拓展,可用于暗物质、中微子、核天体物理、深地岩石力学、深地医学等前沿基础科学研究。高埋深,是锦屏实验室得天独厚的优势。这里岩石覆盖厚度约2400米,屏蔽了绝大部分宇宙射线,是进行前沿物理探索的绝佳场所。但是,水成为棘手的问题。岩体内地下水量大,渗透性强,地下洞室渗漏点较多且分布无规律。而且,岩体自身及岩壁渗水中会持续析出一种气体——氡气。氡气具有强烈放射性,会对实验探测装置形成干扰。所以,必须要在这里进行排水引流,并给每一面都罩上完整屏障。为了尽量降低施工材料自身辐射带来的影响,就得减少水泥使用量。锦屏实验室放弃了地下洞室施工时常用到的混凝土衬砌,选择直接在凹凸不平的表面上采用薄层喷锚结构,将施工层“挂”“贴”上去。1月16日,锦屏地下实验室管理局工程技术部主任工程师李宏璧来到1号辅助隧道尾端,这里正在进行防水抑氡工程的收尾工作。“你看,这一处洞壁是米黄色的,很细腻,近看还反着光。”他用手摸了一下洞壁说,“还很光滑。这就是用防水抑氡装饰面层处理的。”李宏璧对记者介绍道,防水抑氡层的设计构造主要分为排水防水层、结构层与面层。“在完成支护的洞壁上,用锚杆、膨胀螺栓固定的方式铺设排水板,然后喷涂一层3毫米厚的速凝液体橡胶防水涂料,形成致密连续具有弹性和防水能力的涂膜层;排水防水层为柔性,需要在其后部挂设钢筋网,喷涂掺纤维素的混凝土进行稳固和保护,这就是结构层;结构层之上是装饰面层,喷涂特制的聚合物水泥砂浆,进行表面打磨,再喷射聚氨酯胶泥、面漆、清漆,使洞壁光滑、耐磨、易清洁。”其实,国内外均没有这样的施工先例,设计团队和相关专家在充分研究、多次研讨和试验后,才最终确定下这样的施工方案——创新性地“穿”上三层“衣服”。堵上25万个可能的渗漏点三层大结构,内含十层小结构,背后,是反复试错、调整和优化。中建三局大设施项目Ⅱ标总工程师谭雷告诉记者:“整个十层结构,我们已开展了近60次试验。”采访过程中,谭雷和李宏璧都提到了一个工程中的难点——堵点。锦屏地下实验室的排水防水层使用约20万个膨胀螺栓和5万根锚杆固定在洞壁。这就意味着,有约25万个穿透排水防水层的孔洞。“25万个点,即使只有一个点封堵做得不到位,都可能成为隐藏的渗漏点。”走在实验室内,李宏璧仍能回忆起当时的状态——神经时刻紧绷。“因为就算只有几个点出现渗漏也不可接受,采用多严格的标准来要求也不为过。”先是研究封堵方法。科研团队花了几个月时间,寻找合适的封堵材料和工艺,做了21项试验,先后试了17种材料。锚杆节点、螺栓节点和排水板焊缝,都要用不同材料和工艺封堵好。密封胶、网格布、涂料……对小小孔隙,也绝不能马虎。李宏璧和他的同事,在每次验收前要对每个锚杆节点、螺栓节点、每条焊缝逐一进行检查。这项工作没有可行的自动化、智能化方案,只能采用最原始的办法——靠人力,一个点一个点去查看。“如果有哪个孔洞封堵得不到位,我们会用随身带着的记号笔直接做上标记,写上处理意见。要把这些点一个个全部看完,也考验和锤炼我们的责任心、执行力。”李宏璧说。通常情况下,只要不影响车辆正常通行,地下交通隧道里个别地方有水渍也无妨。但在锦屏实验室,则完全不能有。有水,就意味着有氡气,有氡气,就会影响实验。“我们要求的是100%,差一点点也不行。”谭雷说,“一开始,现场工人并不适应这样严苛的要求。我和工人反复沟通、交底。跟他们说,这里未来是国家前沿科技基础设施,是以后你们可以出去吹牛的一个项目。”目前,实验室大厅内防水抑氡工程已完工。记者看到,钢结构已经立起,机电设备及管线将在这些结构上“生长”。在实验厅施工现场,折线式桥机的大梁上挂着醒目的蓝底白字条幅:“建设国之重器,助力前沿科技”。这也正是建设者们的初心和使命。今年夏天,锦屏实验室二期的土建工作将全部完成。未来,人类将在此拥抱科学的星辰大海。
  • 先进检测仪器助力隧道“体检” 获隧道界“奥斯卡”奖
    昝月稳在颁奖礼上  西南交通大学教授昝月稳团队凭借“高效快速检测隧道衬砌结构状态车载探地雷达新技术”,获得国际隧道与地下空间协会(ITA)颁发的2015年度技术创新奖。  这一被誉为隧道界“奥斯卡”的奖项今年吸引了全球103个项目参评,最终8个项目获奖。昝月稳团队的参评项目是中国今年获得的唯一奖项,也是ITA颁发的首个年度技术创新奖。这项检测技术,被ITA赞为“解决了国家铁路网隧道安全检查的重大问题,具有显著的社会效益”。  历时14年,研制出隧道新型“体检设备”  随着交通日益发达,地铁、公路隧道、穿山铁路隧道等地下交通在我们的生活中占有越来越大的比重。  不过,这些隧道开始运营之后,就像人体一样,会产生生老病死等各种问题,随之出现的落石、漏水、开裂等等,会对交通和安全产生不可估量的危险。因此,需要经常对这些隧道进行“体检”。但是,目前的体检方式还依赖于人工,检测人员操纵笨重的机器一步步的检测,有时仅仅一公里的隧道,一天都检测不完。  11月19日,国际隧道与地下空间协会在瑞士举行了一场颁奖典礼,由西南交通大学教授昝月稳、李志林等申报的“高效快速检测隧道衬砌结构状态车载探地雷达新技术”项目获得了年度技术创新大奖。这也是我国获得的唯一奖项。  这种车载探地雷达系统大大颠覆了现在的隧道检测技术,不仅解放了人力,还将检测成本至少降低了一半。而今年10月,这种检车方法已经在成都铁路局所属的达成铁路上应用了。  对比  老方法  检测人员手举天线一公里隧道一天都检测不完  “目前,隧道的运行周期是一百年,它会不断地老化,会产生各种问题。”12月18日上午,在西南交大,昝月稳教授介绍起了他的这项研究。  他说,隧道老化很正常,但列车在隧道运行的时候,最害怕的就是隧道掉块、漏水,掉块砸到列车,被迫停车,封锁线路十几个小时的事情都是有的。为了减少这种状况的发生,就需要经常对隧道进行体检。  而现在平常检查隧道的方法比较“原始”,主要依靠人工,拿着手电筒在隧道走上一遍,照一下重点方位,靠人判断是否有状况发生。  每隔一段时间,还会进行全面“体检”,通常用的是“探地雷达”,趁着列车行进的间歇,把机器开进隧道,由人工压着天线紧贴隧道墙壁,探头通过天线发射电磁波,检测人员再通过回波探测出墙下结构,分析墙面状况。这种人工检测的方法约莫需要七八个工作人员同时工作,检测时速在5公里左右,需要来回五次才能把整个隧道检测完毕。“因为检测必须在列车行进间歇进行,有时候一公里的隧道,一天都检测不完,”昝月稳说道。  新成果  6个探头安在列车尾部成都到西安一晚就能完成检测  同传统人工检测使用一个探头不同,昝月稳研究的“车载探地雷达设备”是安装在一节列车车厢的尾部,上方和左右两侧共有6个探头同时探测,与此同时,它的最高时速可以高达175km,只需要两名工作人员监控系统,就可以在正常的列车运行条件下完成整条线的检测。  “以前人工检测必须紧贴着墙壁,你看这个,安装在列车上的探头,距离墙壁的最远距离多达2.25米。”昝月稳指着图示解释说,以前的人工探测就像是照相机,而他的“车载探地雷达设备”就像是摄像机,列车一路行走,探头就能完成记录整个过程中的地质状况。“而为了保证质量,目前我们检测时列车运行时速为80公里。从成都到西安,坐在车上不用动,一晚上就可以完成整条线的检测。”  从间歇式的5公里/时到目前的80公里/时,从原来的紧贴墙壁到现在可透过空气检测,从原来的单线检测到现在的6个探头同时检测,不仅减少了人力,还把检测费用降低到了原有的一半,昝月稳的“车载探地雷达设备”彻底地改变了国家铁路网隧道病害不能普查和定期体检的现状。这项技术不仅节省了人力成本,还降低了检测费用。2015年,这项技术在西安铁路局全面推广并在成都铁路局达成铁路上应用。  应用  2002年开始测试今年已应用在成都线路上  这项技术是以昝月稳为主的科研团队从2002年开始研制,2012年,西南交通大学以此项技术申报国家发明专利,2014年4月获得国家发明专利权。  2013年1月,这项科研项目通过铁道部科技司课题验收,2015年,这项检测技术开始在西安铁路局所管辖的线路上进行全面推广,并进行了所有线路的检测。今年10月,在成都铁路局所管辖的达成线上完成检测。  “其实,这项技术不仅仅可以用在铁路隧道上的检测,在地铁隧道和公路隧道上,也具有广阔的应用前景。”这不,今年10月,这个项目还在广州地铁上进行了检测,测试效果也非常好。  背后故事  14年潜心研究  曾背着主机显示屏徒步10公里去测试  一个科研项目的成功,背后当然凝聚着研究人员的心血,而这项“车载探地雷达设备与技术”的成功,昝月稳整整用了14年的时间。  2002年,作为某单位里的唯一一名博士,他辞掉安稳的科长职务,开始专心研究车载探地雷达技术。当时,研究人员少、资金短缺,他就和几个科研人员背着显示器、计算机主机、探头、天线等一整套的探测雷达系统,走上10多公里的小路,到大山中的隧道中去探测。科研经费短缺,他就自己边赚钱边研究。  昝月稳说,因为需要跟着列车走,几天几夜吃住在车上的事情都是常有的。冬天内蒙古冷到零下28℃,那时候他就知道了手摸到铁皮要粘起来的感受。新隧道检测,里面全部是粉尘,他们就用被单把列车的车门、窗户全部蒙起来。  不过,这些苦还不是最大的挑战。最让他们焦心的是,研究过程中机器设备的耗损,一不小心就会坏掉,三更半夜到了车站,来不及休息,就到处敲门找人去修,“没办法呀,不修好所有数据都没了,这一趟真的是白跑了,那时候半夜去敲门的状况还是很多的。”最让昝月稳印象深刻的是一次事故,列车到了陕南的一小站,山间容易起雾,设备都是放在露天的车站,早上五六点发车,一启动,接收器全部都烧了,没有办法,只能白跑一趟,回去再全部重新定做机器。  昝月稳说,隧道的一般病态有漏水、断裂、腐蚀老化、掉块等,为保证运输隧道安全,需要对其进行病害普查,特别要对老龄隧道进行定期检查。该项目就是为铁路隧道提供“体检”的新设备与技术。
  • 中国首个极深地下实验室落户四川
    关于暗物质的电脑模拟图  中国首个极深地下实验室——“中国锦屏地下实验室”12日在四川雅砻江锦屏水电站揭牌并投入使用,锦屏地下实验室垂直岩石覆盖达2400米,是目前世界岩石覆盖最深的实验室。它的建成标志着中国已经拥有了世界一流的洁净的低辐射研究平台,能够自主开展像暗物质探测这样的国际最前沿的基础研究课题。目前,清华大学实验组的暗物质探测器已经率先进入实验室,并启动探测工作,而明年上海交通大学等研究团队也将进入这里开展暗物质的探测研究。  地下实验室在隧道里  在建设二滩水电站过程中,四川锦屏山底曾修建了18公里可以通行汽车的隧道,上面是2500多米厚的山体岩石。这里将成为研究所成立后首个实验的开展地,专门“搜捕”暗物质。目前这里是世界上最优越的探测暗物质的环境。  之所以称之为最优,据交大物理系主任、粒子物理宇宙学研究所所长季向东介绍,该实验室利用的是当地建水电站时修的地下隧道,在其侧面开挖长40米,宽、高各为6米的空间。因而与国外一些“脱胎”于矿井的地下实验室相比,使用更为便利,不必坐着电梯上上下下,乘坐汽车就能“入地”。而埋深2500米的隧道,更是难得,因为埋得越深,宇宙射线的干扰就越少。  “地下工作”并无不适  “从地面上开车大概20分钟,就能到达地下实验室。”交大粒子物理宇宙学研究所特别研究员倪凯旋还记得第一次“入地”的感觉。戴上安全帽、穿着硬底鞋,进入实验室,入眼是各种仪器设备。“那里四季恒温,冬暖夏凉,不需要用空调。唯一与地面实验室不同的是,那里没有窗户,刮风下雨丝毫感觉不到,进去久了也容易让人搞不清外界是白天还是黑夜。”  “地下工作”时间久了,人是否会有不适?“地下实验室的通风设备很好,丝毫不会感到气闷,人在下面呆个半天,不会有任何异样的感觉。”倪凯旋说,一旦仪器运行稳定后,他只需在地面上的办公室监控探测器运行即可,而地下实验室的所有数据也会传送至地面,因而,科研人员无需24小时“守”着探测器。  “捉拿”暗物质很不易  让不少人难以理解的是,暗物质在宇宙中,科学家为啥要“钻”到地下去探测呢?这是因为暗物质是种颇有“个性”的粒子,它质量很大,但作用力却微乎其微。  “每天可能有几万亿个暗物质穿过你的身体,但你却感受不到,这是因为暗物质的散射截面很小。”倪凯旋打了一个比方,就像一只足球能被球网挡住,但是一个小铁球就能穿网而过,就是因为它的截面比球网的网格小。  如何“网”住暗物质?  最初的办法是天文观测法,但是,却无法解答“暗物质是什么”。后来,人们又采取间接探测和直接探测的办法。前者,是探测暗物质相互碰撞产生的普通物质粒子信号,一般通过地面或太空望远镜探测 后者,则是用原子核与暗物质碰撞,探测碰撞产生的信号。而在地面上,因为宇宙射线众多,这些信号会对直接探测产生干扰,影响其鉴别能力。因此,地下实验室可以帮助探测器“挡”去干扰,让其“静心”工作。  【名词解释:暗物质】在宇宙学中,暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明:我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4%,暗物质占了宇宙的23%,还有73%是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。
  • 记者亲测日本福岛核辐射 华中科大造计量仪“震得手麻”
    前日起,《新华社记者“冒死”现场亲测福岛核辐射,日本还能去旅游吗?》的报道,刷爆朋友圈。楚天都市报记者昨日了解到,新华社记者手中的个人辐射计量仪,是武汉光电国家实验室谢庆国团队的科研成果。  谢庆国是华中科技大学生命学院教授、武汉光电国家实验室研究员,“数字PET”发明人。这款个人辐射计量仪尺寸较小,但灵敏度高,可检测自然环境的微弱辐射变化,并对辐射超阈值实时报警。  本月22日,新华社东京分社记者华义深入福岛核泄漏禁区,测量辐射情况。谢庆国团队的华越轩硕士得知后,与华义取得联系,寄送辐射测量仪器,并提供专业的辐射数据解读和科普知识指导。  23日下午的直播中,华越轩一直在后台紧盯华义手中的个人辐射计量仪。在发生核泄漏的机组附近,华义关闭了报警器,但计量仪对辐射的反应仍“震得手麻”。  测量显示,福岛禁区外围的辐射强度高达0.4μ Sv/h(幅射计量单位),是日本自然本底辐射(日常来自自然环境的辐射)的40倍。在该区域生活一年,累计辐射吸收剂量比国际标准高出3倍多。  华义还在直播中展示了他从22日到23日累计接受的辐射剂量:17.95μ Sv。华越轩说,这一剂量约为自然本底辐射的27倍。如果在这样的环境中生活一年,累计剂量将达到9.8mSv,超过安全值9倍多。辐射剂量仪出自华中科大  硕士生请缨,助力检测福岛辐射剂量  今年3月11日是日本福岛地震6周年,福岛第一核电站核泄漏后遗症影响如何?在得知新华社记者将于2月19日赶赴福岛,深入核泄漏禁区用直播的形式探知真相时,谢庆国团队专注于辐射探测研究的硕士研究生华越轩主动提出,为新华社记者提供仪器与咨询服务。  个人辐射剂量仪可对弱辐射场的细微变化作出快速响应,对辐射超阈值实时报警,帮助用户有效避免非必要的辐射。23日下午3时左右,直播正式开始。看到仪器上显示的数据,华越轩心情沉重:福岛禁区外围的辐射强度依然高达每小时0.4微希沃特,大约是日本其他地方正常环境下辐射剂量的40倍。如在该区域生活一年,累计辐射吸收剂量将比国际标准建议的公众年吸收量高出3倍多。  离核电站越近,辐射数值越高  新华社记者靠近福岛第一核电站事故机组,辐射剂量仪的数值飙升,甚至突破每小时200微希沃特,是在东京一些地方测得的辐射值的四五千倍,仪器发出强烈的报警,震得手发麻。  在直播中,新华社记者两日内在福岛累计接受辐射剂量达17.95微希沃特。华越轩分析,这个辐射剂量约为正常环境下的27倍,如果长期在这样的环境下生活,一年的平均累计剂量就达9800微希沃特,超过安全值9倍多,将对人体产生极大危害。  将建立辐射剂量分布数据库  事实上,这已不是谢庆国团队第一次参与这样的重大国际事件。2013年和2016年,朝鲜分别进行了两次地下核试验,谢庆国团队都是第一时间奔赴中朝边境,通过微博、微信平台实时发布辐射剂量实测数据。  谢庆国团队已派出专业科研人员在日本各地开展一系列的辐射探测工作,将建立相关的辐射剂量分布数据库,为研究应对福岛核泄漏次生危害、防止核辐射对环境及人体产生危害提供技术支持。  这种技术还可用于早期癌症检测  谢庆国团队还将这款辐射剂量仪所基于的“数字正电子发射断层成像”(简称“数字PET”)技术应用于临床的全数字PET中,于2015年研制出全球首台临床全数字PET机器,或将推动癌症治疗的进步。  2001年以来,华中科大教授谢庆国带领团队致力于全数字化和精准测量的全数字PET研究。基于数字PET技术,谢庆国团队研发出一系列辐射探测产品,使看不见摸不着的辐射变成一个个精准数据,并逐步完善形成了一套全数字辐射探测解决方案。  谢庆国团队还将数字PET技术应用于临床的全数字PET中,于2015年研制出全球首台临床全数字PET机器。这台基于自主知识产权技术的人体临床全数字PET,有望推动面向癌症早期检测的PET检查向普及化发展。  据该团队介绍,首台人体临床全数字PET机器对病人做全身检查仅需5分钟,耗时仅为传统设备的一半左右,实现了全数字PET检测又快又准,而检测时的辐射量远比X-RAY、CT、MRI小得多。全数字PET一旦进入临床应用,能提升医院服务患者的能力,并且降低PET检查的价格。  据了解,首台临床全数字PET机器将于今年3月开始进行临床试验,在国内完成100例临床试验后,将接受有关方面对试验情况进行评估。如一切顺利,临床全数字PET将很快进行量产,投入临床使用。
  • 交大参与建设暗物质探测实验室 深入地下2500米
    记者从前天召开的中国物理学会2009年秋季会议上获悉,上海交大将参与建设国内第一个极深地下暗物质探测实验室,揭开这一世界前沿科研领域的神秘面纱。该实验室选址在“世界最深、探测条件最好”的四川锦屏山隧洞,深入地下2500米。目前,一台采用25公斤液氙的探测器模型也正在建造中,2年后有望投入运行,这一研究将打开一扇通向未知世界的大门。  上海交大物理系主任季向东教授告诉记者,暗物质是一个与任何东西都能相互作用,但非常弱的一种粒子,穿过地球你都感觉不到,所以非常难以探测到。要探测暗物质,就必须把宇宙线的背景屏蔽掉。由于受外界噪音、辐射等干扰,给暗物质的研究带来很大的难度。  “怎么屏蔽掉?就要往地下走。”季教授进一步解释说,地下深度和宇宙线的强度按指数在衰减,所以越深越好。但是想打一个几千米的地洞,实验室就必须花费很大的人力物力。“但是我们非常幸运,正好四川锦屏山要建一个大型水电站,其中锦屏山水电站的交通隧洞覆盖层深度达2500米以上。”季教授说,这一难得的“与世隔绝”的环境,成为研究暗物质的绝佳“天然实验室”。“交大物理系已经跟他们达成协议,等他们完工后,这个工程隧道由我们来用。这样,我们就变成拥有了全世界最深的地下实验室。”  “这里也是目前世界上一流的暗物质研究的环境。”季向东介绍,目前,交大物理系的专家正致力于实验室的建设,极深地下暗物质探测实验室也有望明年年底竣工。
  • 全球六大先进巨型地下实验室(组图)
    1、地下研究实验室。  据国外媒体报道,众所周知,核燃料非常危险,一旦它们不再需要应用,则需要一种安全的方法进行处理。加拿大原子能有限公司(AECL)在马尼托马湖建造了一个地下研究实验室,将核燃料存储在低渗透性岩石层。  这个地下研究实验室位于地下440米处,AECL对岩石挖掘之后的变形情况以及原子能物质进入地下水的状况颇感兴趣,一项实验是挖掘一条46米长,3.5米直径的隧道,观察周围岩石的变形,另一项实验是测试这个隧道密封性能。  2、大型地下氙探测器。  美国南达科塔州布拉克山之下1.6公里处,大型地下氙探测器的暗物质实验寻找可以解释宇宙膨胀的神秘微粒。该实验的核心是一个370公斤重的液态氙探测器,可用于探测微粒。  3、格兰萨索国家实验室。  格兰萨索国家实验室是一个地下实验室,致力于搜寻中微子、宇宙射线和太空释放的其它类型粒子。位于意大利L' Aquila和Teramo之间高速公路隧道之下。人们对这个实验室并不陌生,2011年一项&ldquo 错误实验&rdquo 声称,发现比光速更快的中微子。该实验在两个相隔730公里的实验室测量中微子的传输速度,结果表明中微子速度比光速快60纳秒。之后进一步检测显示,光学纤维系统的计时器出现问题,这一实验数据并不准确。  4、苏丹地下实验室。  美国明尼苏达州苏丹地下实验室曾是一个废弃的铁矿,科学家在这里放置几台探测器研究构成宇宙的基本粒子。这个实验室位于地下0.8公里处,致力于寻找暗物质和中微子交互的属性。2011年,苏丹实验室进行的MINOS中微子实验发现一种类型的中微子正在变化成另一种不同类型。中微子是无电荷、无质量的粒子,具有三种类型:电子中微子、&mu 中微子和&tau 中微子。该实验室是世界首次记录&mu 中微子转变成为电子中微子的两个实验室之一。  5、大型强子对撞机。  欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机被称为世界上&ldquo 最强大的粒子加速器&rdquo ,大型强子对撞机位于日内瓦附近地下175米处。它拥有一个27公里长的磁化环,两束粒子可以接近光速彼此碰撞,碰撞发生位置非常接近于磁化环周围的四个粒子探测器。通过检测粒子碰撞,科学家希望理解宇宙是如何形成的。  6、萨德伯里中微子实验室。  萨德伯里中微子实验室(SNOLAB)位于加拿大萨德伯里市瓦勒-克赖顿矿地下两公里处,虽然这个地下矿主要采集镍,但该实验室致力于研究天体粒子物理学。
  • 应用案例|声学多普勒流速测量仪
    现状马来西亚雨水管理和公路隧道("SMART")项目的规模宏大--隧道长度为12公里,直径为11.8米,可收集多达400万立方米的洪水--这是一个艰巨而伟大的项目。这条隧道的设计概念极富创意,让人叹服,可以在旱季通过地下隧道疏导吉隆坡拥挤的交通,并在洪灾期间将雨水安全地分流到市中心地下。同时,支持这项大规模隧道和大型集水盆地的系统也同样令人惊叹,它被称为SMART工程的智能系统。这是一个由洪水检测设备和自动化管理机械组成的网络,与监控数据采集和控制 (SCADA)“大脑”连接,利用其收集的信息自动启动洪水管理闸门和水泵。技术由系统集成商Greenspan Technology Pty Ltd,设计的洪水检测和自动化管理系 统通过28个远程监测站来指导项目沿线31个闸门、7个大型水泵和4个独立发电装置(发电机组)的决策。三级系统Greenspan公司驻新加坡的国际经理Bruce Sproule解释,SMART项目设计为分三个阶段运作,以防止类似2007年那样的洪水对城市造成严重破坏。准确及时的流量和流速信息对SMART项目的成功和吉隆坡180万居民 的安全至关重要。为了确保高质量的数据流,Sproule的团队在项目总监Mark Wolf和项目经理Marc Schmidt的带领下,布置了一个由22个雨量计、50个与气泡系统相连的压力传感器和16个SonTek Argonaut声学多普勒测流组成的阵列。Greenspan公司的控制中心运营小组在Mark Van Elswyk的带领下,维护着由高频电台、GSM、光纤信号和微波传输组成的通信系统,以保持传感站点和SCADA系统之间的持续通信。通过以太网连接的Argonauts每分钟报告一次数据;通过高速VHF连接的Argonauts每5至10分钟广播一次。SCADA工程师Jarrah Watson、Nick Hitchins和Peter Johnson保持控制/采集系统精细地调整。河流、暂存池和隧道的数据与Greenspan公司的时间序列数据库中的降雨信息相结合,然后通过该公司的预测模型进行传输。结果驱动自动闸门,控制进入SMART集水井和隧道的流量,并在下游水量可以积累到排放水平时,启动大型水泵,对隧道进行排水。这是更准确的信息,Sproule说。如果受到潮汐影响或回水影响,可能会出现滞后现象,水深得来的流量数据是不准确的。Sproule说,当水位上升并且下游潮汐对吉隆坡洪水的影响越来越大时,预警模型就会从气体吹扫压力传感器的读数切换到声学多普勒测流仪的数据,以跟踪流量情况。他解释说,下游潮汐效应会产生滞后现象,从而减缓了洪水对来自上游力量带来的通常变化。关键是要追踪河流中到底发生了什么,而不是依赖于基于无障碍重力驱动条件的简单数学估计,这点非常重要。“这是更准确的信息,”Sproule说。“如果受到潮汐影响或回水影响, 水深换算的流量可能会出现滞后现象,而且数据不准确。”他补充说,Greenspan公司开发了自己的流速率定软件,以确保流量的准确计算。由于具有多个测量方向,SonTek-IQ非常适合存在滞后的情况。专有流量算法非常适合在灌溉渠道、天然河流和管道中收集数据。该仪器采用SonTek独有的SmartPulseHD自适应采样。使用垂直声束和压力进行水位自动校准。精心布置Sproule指出,在隧道内部和周围,SonTek Argonaut SL(侧视)测流仪布置在精心确定的高度,以便为高流量情况做好准备。两个Argonaut SW(浅水)测流仪测量下游排放点的双箱涵的流量和流速,为流量模型提供信息。即使洪水没有来临,信息流也提供了有价值的洞察力。Sproule指出,事实上,来自SW的数据显示,在洪水事件发生后,发现在其潜水面中储存了惊人数量的水,并在比Greenspan模型最初假设的更长的时间内才可以释放了这些水。Sproule指出,在洪水期间保护贵重设备可能是一项挑战。Greenspan公司的Wayne Farrell设计了“骑士头盔”站,用自动缩回的头盾保护传感器,让人想起中世纪的骑士头盔。“骑士头盔”站精心放置在测量系统中高水位的最佳高度,每次洪水过后都必须进行维护。Sproule 指出:“设计这些装置是为了防止仪器被大型残片冲走,但这些装置确实已经变成淤泥收集器。”他补充说,Greenspan公司开发了自己的校准软件,以方便测流仪的日常和暴雨后维护。该公司还开发了一个专有系统,为每个采样点建立8万个点的横断面。Sproule说,Greenspan团队还包括水文测量技术员BenNoble Clem Williams和Faizal Yusoff,他们认为SonTek Argonauts是SMART项目的必然选择。他解释说:“我们曾考虑过雷达/声纳,但价格非常昂贵,而且我们有很多使用SonTek设备的经验。”“在这个项目中,这是最简单、最准确的方法。我们在新加坡有一个八人的雨水监测小组,使用SonTek的设备已经14个月了,所以我们知道它能做什么,不能做什么。”服务支持很好,设备也很可靠。他补充道。仪器很可靠,一旦出现问题,公司会迅速做出响应。对于像SMART这样大规模的项目,快速响应至关重要。在2007年9月的一次系统测试中,该系统提前30分钟准确预测到了河流水位会上升,成功分流50万立方米水。随着车流穿过巨大的隧道,无声的传感器网络向Greenspan公司的SCADA系统报告时,Sproule对SMART项目进行了反思。“这是Greenspan公司设计过的最复杂的系统,”他指出,该系统平稳运行和保护吉隆坡11.8米高的隧道一样,是一个令人惊叹的奇迹。
  • 扬州大学研制地铁隧道“体检仪”
    来自中国城市轨道交通协会的消息显示,2020年,我国内地累计有41个城市开通城轨交通线路7141.55公里。地铁已经成为城市日常出行必不可少的交通工具,但在地铁隧道中也会出现各种“病害”,威胁着人们的出行安全。  “当前,我国地铁隧道检测主要依赖人工检测和少量进口自动化设备,效率低、成本高,无法满足庞大的里程检测需求。”扬州大学信息工程学院(人工智能学院)副教授徐永安在接受采访时表示。  如何高效、准确、经济地检测出地铁隧道“病害”?在“科创导师”制的“牵线搭桥”下,扬州大学信息工程学院(人工智能学院)学生张雅欣等组建了大学生科技创新团队。由导师徐永安指导,团队研发了地铁隧道三维激光检测系统。“该系统检测速度可达国外同类设备的5倍以上。”张雅欣说。  将宝贝搬出实验室  在初中时期,受家人的影响,张雅欣萌生了创业的想法。2019年,正在上大二的她加入徐永安课题组,并组建了自己的大学生科技创新团队,选择了地铁隧道检测研究。  对张雅欣而言,导师不仅是科研路上的护航人,更是自己创业的榜样。记者获悉,在科技创新和科研成果转化路上,徐永安已经坚持了20多年。  1997年,在北京举办的中国国际机床展览会上,一个摆放着国外光学测量仪的展台被观众围得水泄不通,正在攻读博士学位的徐永安也是围观者之一。  从展会回来后,研制光学测量仪的想法一直萦绕在徐永安的脑海里。他随之改变了自己的研究方向,历经两年攻关,终于研制出国产光学测量仪。但在当时,他对科研成果转化还没有深刻的意识,便将这一宝贝成果“藏”在自己的实验室里。  “国外的设备那么贵,你有这么好的仪器,为什么不推向市场呢?”这样的声音越来越多,终于说服徐永安将宝贝搬出实验室。2011年,徐永安参与创办了一家公司,并将自主研发的光学测量仪设备推向市场。  当然,教书育人才是徐永安的本职工作。如何让学生在学习课本知识之外,学会创新思考,尝试自主研发技术并推动成果落地转化?20世纪90年代,扬州大学开启了“科创导师”制的探索之路,让学生在导师的指导下参与科技创新工作。  徐永安说:“过去,学生与导师的关系,主要是学生在导师的实验室开展科研,导师对学生的毕业设计进行指导。现在,导师不但要在科研上指导学生,还要带领学生开展科创工作。”  深入隧道后改变方法  谈及为什么选择地铁隧道检测研究,张雅欣告诉记者,目前,国内外地铁隧道自动化检测系统大多采用1个激光点绕隧道旋转的测量技术,检测速度慢。“好比一个电动机带着一个手电筒旋转,手电筒每次照射在物体表面时只能出现一个亮斑。这意味着每次只能采集一个点,效率太低。”  如何实现快速检测呢?经过一年多的攻关,以张雅欣为首的大学生科技创新团队研发出6条激光线扫描技术,360°环形激光线投射在隧道表面,8部每秒500帧高速数码相机实时采集隧道表面的激光线图像,并换算为隧道表面形状坐标。张雅欣解释道:“6条激光线同时工作,地铁隧道检测效率得到显著提高。”  然而,研发过程并非一帆风顺。在徐永安的指导下,张雅欣带领团队先后前往青岛、兰州、佛山等城市的地铁公司,深入地铁隧道,开展实践调研。团队在调研中发现,地铁公司对隧道快速检测系统有着迫切的需求。  在精准了解地铁隧道检测痛点后,张雅欣团队开始了与时间“赛跑”的测量工作。“我们只能在夜间12点到凌晨4点进入现场开展检测工作,因为这段时间地铁处于停运状态。另外,每天进入现场前的安检过程就要耗费半个多小时,实际的测量时间非常有限。”  经过近3个月的测量,张雅欣团队发现进展缓慢,于是做出了改变测量方法的决定,希望提高检测效率。经过徐永安的点拨,团队在实验室里自建了模拟隧道。“在模拟隧道里开展实验,不但提高了实验效率,缩短了研发周期,还解决了后期新冠疫情期间实地检测的困难。”张雅欣介绍说。  在解决了测量环境问题后,团队又遇到了由振动引起的测量误差问题。“测量车在轨道上运行会产生轻微振动,这种振动会带来一些误差。”张雅欣团队成员吴传昊告诉记者。为此,团队采用了基于特征面的方法对隧道测量数据进行纠偏,“这种方法可以大幅降低测量车振动对测量精度的影响,降低动态测量误差。”  “该系统检测速度最高可达每小时17.1公里,是国外同类设备的5倍以上,动态精度为±1.6毫米,检测密度小于2毫米,而价格只有国外设备的70%左右。”张雅欣表示,系统还可以根据用户需求制定检测速度、密度、精度。  徐永安透露,目前,该系统申请发明专利4项、登记软件著作权4项,通过了江苏省产品质量监督检验研究院质检,符合CMA中国计量认证标准。  大学生创业还需多磨砺  来自用户的消息显示,张雅欣团队研发的这套系统已在投入运营的地铁隧道进行了实地检测,在检测速度、精度以及密度方面均满足实际应用要求。目前,已有多家轨道交通公司与团队达成初步合作意向。  张雅欣表示,下一步团队将继续对产品进行优化设计,并计划注册成立公司。“地铁里程数较大的城市,可直接购买检测系统 地铁里程数小的城市,可购买检测服务。”  在张雅欣看来,虽然研发过程非常艰辛,但非常有意义。“一方面培养了我们解决问题的能力,另一方面还培养了我们团队建设、组织和管理的能力,对未来的创业起了铺垫作用。”  她感叹道:“大学生参与科创,要有顽强的毅力和勤奋刻苦的精神,对团队中不同的意见要善于倾听,脚踏实地攻克每一个难关。”  徐永安也指出,对于刚毕业的学生而言,如果没有成熟的技术积累和市场认知,可以先进入企业积累几年经验,对市场形成一定认知后再进行创业。  在他看来,高校“孵化器”应该实现良性循环,当政府和高校投入资金等支持后,若能实现良好的产出,投入的积极性也将越来越大,反之则可能陷入不良循环。“政府和高校还应进一步研究如何解决这一矛盾。”
  • LI-COR新产品介绍——LI-710蒸散测量仪
    蒸散(Evapotranspiration)是地表水分循环和能量平衡中的重要组成部分,也被称为蒸散发,由地表水分蒸发和植物蒸腾耗水两部分组成。它在分析气候干燥度、评估水资源利用、管理草坪/作物灌溉以及研究区域生态环境变化(如荒漠化)等方面发挥着关键作用。蒸散的两个组分:地表蒸发和植物蒸腾(图源/Wikipedia)目前,有两种方法可用于获取蒸散数据:间接获取法和直接测量法。间接获取蒸散量的方法往往需要获取两个参数:作物系数和潜在/参考蒸散量,这无疑增加了数据估算的不确定性。涡度相关通量测量技术可用于直接测量地表蒸散量,但由于方法复杂性等原因,一直没有得到广泛应用。为解决这一问题,LI-COR公司开发了LI-710蒸散测量仪,该仪器基于得到广泛认可的涡度相关通量测量技术,可直接测量地表与大气之间的水汽交换通量,成为直接测量样地蒸散的理想选择。LI-710蒸散测量仪的主要特点可验证的精准度LI-710采用涡度相关通量测量技术,以10Hz的频率测量垂直方向上的风速和水汽浓度。通过成熟的涡度相关通量数据算法,每30分钟得到水汽通量数据和蒸散量。与传统涡度相关仪器采集的数据以及根据彭曼公式计算得到的潜在蒸散量数据相比,LI-710数据显示出很好的一致性(详见下图)。直接输出计算完毕的蒸散数据LI-710内嵌计算模块,直接输出计算完毕的蒸散数据,这使得用户无需花费额外时间和精力进行数据处理和分析。不仅如此,该模块的算法遵循成熟的涡度相关通量数据处理方法,确保了蒸散数据的准确性和可靠性。方便快捷的安装极简式设计,即连即用。这大大减少了用户的野外工作时间,降低了安装和操作的门槛,即便是非专业人士也能轻松上手。SDI12数据输出采用一根线缆输出数据,方便数据采集和集成到现有测量系统中。低功耗1.5w的低功耗设计,方便在野外部署。无需校准,维护量极低可方便地进行多点布设,无需校准和频繁维护。选择 LI-710 ,还是传统涡度相关通量测量系统?先看下面的对比表综上所述,如果您需要简便地获取蒸散量数据,LI-710 是更适合的选择;如果您需要同时获取CO2通量数据,或者对涡度相关数据有专业需求,传统涡度相关测量系统可能更适合您。应用案例(一): 安装在US-PAS站点(美洲通量网)的LI-710 US-PAS站点(美洲通量网)位于佛罗里达坦帕东南的牧场上。站上配备了一套完整的LI-COR涡度相关通量观测仪器(以下简称EC)。Bracho-Garrillo是该站的首席调查员,同时也是佛罗里达大学的老师。他对LI-710蒸散传感器进行了测试。对比数据显示,LI-710和EC取得的蒸散结果一致性非常高。US-PAS站点的LI-710(左),右侧是LI-COR涡度相关通量测量系统Bracho-Garrillo表示:“LI-710布设起来非常容易,耗电少,不需要额外的电源配置,这对于野外台站来说太方便了。”他认为LI-710能有效指导人们进行灌溉管理。“人们习惯于使用作物系数来估算ET,因为不是实测,这会带来较大的误差。”他解释道,“LI-710能非常方便的实测ET,这是一个巨大的技术进步。”应用案例(二):Land IQ 公司科学家们利用 LI-710 分析加州地区的农业需水Land IQ 公司总部位于加利福尼亚州首府萨克拉门托,是一家专注于提供农业科学咨询和遥感服务的企业。他们推出了Land IQ ET,这是一款基于数据驱动的实地用水模型,利用了来自80多个气象站的地面数据。Land IQ 公司的主要客户是当地的水资源管理部门,其中包括近40个地下水可持续发展机构(GSA)。这些机构监测着35-40种不同作物的蒸散量,总面积达300多万英亩,主要覆盖Stanislaus、Madera、Fresno、Tulare、Kings和Kern六个农业县。该公司的科学家Frank Anderson每月收集并分析来自气象站的数据,作为蒸散量ET模型的数据基础。他表示:“我们致力于为客户收集全面且准确的蒸散量数据。”自2022年11月以来,Land IQ公司已在其研究网络中安装了5套LI-710蒸散测量仪,这些新设备安装在现有气象站旁边。Anderson表示:“我们计划在不同覆盖类型的样地上部署LI-710,包括休耕地、开心果树林、杏树林、柑橘林和苜蓿地等。特别是对于苜蓿地,由于其需要定期插播,这使我们能够分析蒸散量数据的变化。”他们选择在蒸散量ET较低的时段安装LI-710。Anderson对LI-710采集的数据很满意,他说:“LI-710在蒸散量较低的情况下采集的数据可靠性很高。”在一家奶牛场旁的苜蓿样地上,他们安装的LI-710在高粉尘环境中运行。Anderson表示:“这是一个挑战,因为样地空气中存在氨、挥发性有机化合物和灰尘颗粒等。”为此,LI-COR公司开发了一个工具,可以帮助用户轻松更换过滤器。Anderson认为,LI-710的安装和维护非常简单。两个人花了不到一个小时就将LI-710安装到了现有的气象站系统中。他对LI-710采集的数据非常满意,表示:“我们的整个数学模型都需要建立在可靠的蒸散实测数据基础上。我们希望能够在更多地点部署LI-710并实现联网观测。”
  • 盘点|压力测量仪器与技术大全
    压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步,压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右,为生产活动提供了大量有价值的参考信息,使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理,将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件,在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小,主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器,以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单,灵敏度和精确度都高,常用于校正其他类型压力计,应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用,广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等,也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制,以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时,由于h值较小,用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大,此时可休用斜管式压力计,斜管式压力计分墙挂式和台式两种。  在许多实验中往往需要同时测量多点的压力,例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计,多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同,实际就是多根斜管压力计,由于多管压力计各测压管的内径不可能一样,因此,由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致,测量前必须读出每根测压管的初读数,并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表,主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管,管的横切面为椭圆形,作为测量元件的弹簧管一端固定起来,通过接头与被测介质相连,另一端封闭,为自由端,自由端借连杆与扇形齿轮相连,扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时,弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张,使自由端移动,其移动距离与压力大小成正比,或者带动指针指示出被测压力数值,适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状,当波纹管轴向受压时,由于伸缩变形产生较大的位移,故一般可在其自由端安装传动机构,带动指针直接读数,从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业,直接测量不结晶体,有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高,常用于低压测量,但迟滞误差大,压力位移线性度差,精度一般只能达到1.5级,常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度,但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢,具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量,尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质(非凝固非结晶)的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下,迫使膜片产生相应的弹性变形——位移,借助连杆组经传动机构的传动并予放大,由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲,当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计,前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化,而且前者的灵敏度比后者大50~100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计,测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器,是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是,输入能量低,高动态响应,自然效应小,环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的,即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多,如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用,可用在给定参数的自动控制电路中,但测量精度一般,频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下,铁磁材料内部发生应变,产生应力,使各磁畴之间的界限发生移动,从而使磁畴磁化强度矢量转动,因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化,这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象,称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈,在外力的作用下,铁磁材料的导磁率发生变化,则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时,导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化,从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路,就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动,改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所,且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时,应加装隔离器。通常情况下,以使用在测量上限值1/2左右为宜,且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感,当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差,采取恒温措施(或温度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性,以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计,是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体(活塞筒)组成,二者形成极好的动密封配合。活塞的面积(有效面积)是已知的,当已知的力值作用在活塞一端时,活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此,可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中,力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计,也有称之为压力天平,主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用,也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源,以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部,并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时,系统处于平衡状态。这时,球体将浮起一定高度,球体下部的压力作用面积(即浮球的有效面积)也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力,因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理,是直接从压强定义出发,用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩,根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析,求出其受力有效面积S后,待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理,并具有、足够高的精度,这就可以通过与其他基准压力仪器比对,发现未知的系统误差。同时,钟罩式压力计在测量压强差时,其单端静压强可以根据需要调整,直至单端压强为零,即可以测量绝对压强。另外,该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今,静态的压力测量方法已获得了较大的优化,成为了各领域中常用的测量体系,并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此,相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之,压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如,在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法,如此不仅提升了检测效率,并且提高了测试的精准性,同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准,利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围,随意确定测试点的高精度检测任务,而且能够选用气介质来工作,如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题,大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。
  • 关于征集“测量仪器与智能传感”领域相关概念验证项目的通知
    各有关单位:《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出建设重大科技创新平台,支持北京等形成国际科技创新中心;加快推动京津冀协同发展,提高北京科技创新中心基础研究和原始创新能力,发挥中关村国家自主创新示范区先行先试作用,推动京津冀产业链与创新链深度融合。2022年6月,北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会印发《中关村国家自主创新示范区优化创新创业生态环境支持资金管理办法(试行)》,支持科技成果概念验证平台建设和科技成果概念验证工作开展。概念验证是弥补早期科技成果与可进行市场化成果之间空白的关键环节,可提高科技成果转化效率,更好服务高精尖产业集群发展和未来产业战略布局。开展概念验证,可将研究人员已有的科研成果转化为可初步彰显其潜在商业价值的技术雏形,并对那些不具备商业开发前景的设想加以淘汰,从而增强研究成果对风险资本的吸引力,提高科技成果转化效率,优化科技成果转化生态环境。2022年12月,北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会发布北京市概念验证平台建设项目支持名单,推动建设首批12家概念验证平台。中国计量科学研究院承担“测量仪器与智能传感概念验证平台”建设,也是该领域唯一概念验证平台,可为在京高等学校、科研机构、医疗卫生机构及企业等提供科技成果概念验证服务。序号建设单位平台名称产业领域所在区3中国计量科学研究院测量仪器与智能传感概念验证平台智能装备昌平中国计量科学研究院是国家最高计量科学研究中心,属社会公益型科研单位,担负着确保国家量值统一和国际一致、保持国家最高测量能力、支撑国家发展质量提升、应对新技术革命挑战等重要而光荣的使命。现保存并维护国家计量基准134项,计量标准403项,有证标准物质2234种,形成较为完善的国家计量基标准体系和标准物质体系,在时间频率、电学、热工、长度、力学、光学、电离辐射、化学、生物等计量领域多项测量能力处于国际领先或先进水平,目前国际互认校准和测量能力(CMC)1857项,国际排名前列。1980年以来,共获得国家科学技术奖85项,省部级奖近400项。“十一五”以来,共获得国家科技进步奖18项,其中一等奖4项,二等奖14项。承担国家计量科学数据中心、国家标准物质资源库等国家科技资源共享服务平台建设运行工作。为做好北京市测量仪器与智能传感概念验证平台建设和科技成果概念验证服务工作,现向京津冀高等学校、科研机构、医疗卫生机构及企业等以及其他单位,征集测量仪器与智能传感相关领域科技成果概念验证项目。欢迎垂询和交流。联系方式:中国计量科学研究院(https://www.nim.ac.cn/)和平里院区:北京市朝阳区北三环东路18号(邮编:100029)昌平院区:北京市昌平区昌赤路18号(邮编:102200)徐定华:010-64274308/xudh@nim.ac.cn/13910730195隋志伟:010-64524245/suizhw@nim.ac.cn胡 刚:010-64525584/hugang@nim.ac.cn附件:概念验证项目需求信息征集表.docx中国计量科学研究院2023年3月6日
  • 江门中微子实验科学家:地下700米的孤勇者
    作者:倪思洁 来源:中国科学报讲普通话的人又来了,一群小年轻。老板笑盈盈地把几碗云吞放到他们面前。小年轻们叽叽喳喳地聊着天。他们说的话,老板听不明白。在这个少有外来人的地方,当地人心照不宣,讲普通话的基本都是“从中微子来的”,他们在打石山底下挖了个几百米的深洞,说是要研究一种叫“中微子”的东西。打石山位于广东江门开平市金鸡镇、赤水镇一带,高200多米,花岗岩体。在外乡人来之前,那里是个废弃的采石场。老板尝试问过年轻人,你们到底要研究什么。一些奇奇怪怪的名词,让聊天陷入了僵局。久而久之,老板不再多问,年轻人也不再多说,他卖他的云吞,他们吃他们的云吞,笑笑就好。山底的洞那是硕士生李晞闻唯一一次下山吃饭。她来了一个多月,除了那次聚餐,其他时间都待在工程现场,交通不方便,工作也太忙。李晞闻是个东北姑娘,在中国科学院高能物理研究所(以下简称高能所)读研究生,学的是机械设计专业,云吞、烧鹅、肠粉、煲仔饭,都是她之前不太熟悉的美食。她来到这里,是为了和她的老师、同学一起,推动一个雄心勃勃的计划——在地下700米安装巨型有机玻璃球。每天,她坐着轰隆隆的矿车穿过1267米的斜井,再步行穿过一段闷热阴湿的斜坡。快则二十分钟,慢则半个小时。一趟下来,身上的汗黏糊糊的。到地势平缓的时候,她会遇到一位看场地的当地阿姨。起初,阿姨会招呼她穿好鞋套,换好洁净服,戴好发罩,并目送她去风淋室吹掉身上的灰尘。几次之后,她们见面也就只点个头,然后阿姨继续低头刷手机。从风淋室出来,就进入了石洞,里面有空调和通风系统,比外面干爽得多。这是目前国内跨度最大的地下人工石洞,里面有个巨大的圆柱形水池,内壁用黑色材料覆盖,像个被涂黑的“大桶”。桶宽43.5米,深44米,看不到混凝土结构。“大桶”里已经有一个巨大的不锈钢球,那是整个装置的“骨架”,直径35.4米的有机玻璃球将被支撑在里面。玻璃球不久前才刚开始安装。由于隧道截面有限,玻璃球不能装好后再运进洞里,所以他们把大玻璃球分成23层、265块,第一层3块,第二层4块,最多的一层有15块,从上往下装。“大桶”中心有一座云台,相当于工作台,在38米的高度,可以升降和延展。深吸一口气,李晞闻手脚并用地攀着近乎垂直的梯架向上爬。台上,有机玻璃球的头两层已经拼好,球面和钢架之间靠金属杆连接。云台是李晞闻的“战场”,对手是看不见也摸不着的“力”。通过金属杆上的传感器,李晞闻能了解金属杆拉扯玻璃球的力度。她要调节金属杆的长短,让球面受力均匀,只有这样,玻璃球才能端正、安稳地坐到钢球的正中央。“战”了一个多月,进度缓慢,各种意想不到的问题时常出现。在名叫“马总和她的小弟们”的微信群里,李晞闻经常要向马总汇报工作进度和问题。“马总”名叫马骁妍,是高能所高级工程师、江门中微子实验的总工程师,个子不高,整天戴着一顶白色安全帽,栗色的中长卷发被压得只看得见发梢。工作时,马总利落又严格,就连吃饭也常常在安排工作:“吃完饭你先下去一趟,看一下安装方的数据,看数据是在什么状态下测的,我一会儿就到… … ”闲暇时,马总却很“宠溺”她的“小弟们”。最近,有人不经意间说了句“好想吃沙滩烧烤啊”,马总当天晚上就在实验站的草坪上支起了烧烤架,摆好肉串、饮料和各种小零食。有机玻璃安装进度慢,大家虽有点着急但不慌张,因为马总事先就跟中科院院士、江门中微子实验首席科学家王贻芳约法三章:“装头两层玻璃的时候,你千万别催我进度,我们先把头两层装好,后面的进度我给你追回来。”王贻芳很信任她,真就一次都没催过。大概再过9个月,有机玻璃球就能成型,之后,通过玻璃球顶端留下的“烟囱”,科学家会给玻璃球灌满20000吨可以让中微子“闪烁”的液体,并在玻璃球外的“大桶”里灌满35000吨超纯净水,用来屏蔽宇宙线引起的假中微子信号。马骁妍说,中微子穿过球体时,会有一定的概率和液体里密布的氢核发生反应。每一次反应产生一个正电子和一个中子,正电子随即湮灭释放出一个快信号,中子则在反复碰撞后被其他氢核吸收并释放出一个慢信号,一前一后两次闪烁,就暴露了中微子的行踪。头两层玻璃安装得很谨慎,一丁点的误差都要调。李晞闻常常忙到饭堂快关门时才下云台。下云台的姿势是资历的象征。她的同学王德润比她来得早,已经可以像下楼梯一样正着下,李晞闻还不行,她得抓紧扶手,手脚配合好,尽可能快地倒退着下,然后赶在饭堂关门前打上饭。饭堂是个简易房,一下雨整座房子噼里啪啦地响,大家都扯着嗓子喊话。饭堂每顿提供三菜一汤,一荤两素,来吃的大多是“搞科研的”。工人们更愿意自己开伙,他们嫌“饭堂油水太少,科学家口味太淡”。也有一些当地的工人在这里吃饭,但无论是李晞闻还是马骁妍都很少和工人们闲聊。有一次,一位20多岁的货车司机突然问马骁妍“中微子到底是啥东西”,马骁妍歪着头想了半天,最后耸着肩说“我也不知道”。马骁妍的脑子里其实闪过了很多答案,比方说,中微子是一种暗物质粒子,有质量,也是自然界最基本的粒子之一,或者说中微子是12种构成物质世界的基本粒子中的3种,又或者说宇宙中微子大部分是宇宙大爆炸的残留,大约每立方厘米有300个。但思来想去,这些回答似乎只会让小伙子更加困惑。于是,她给高能所研究员、江门中微子实验副发言人曹俊发微信求助。做了18年中微子实验的曹俊也琢磨了半天,最后截下自己和马骁妍的聊天对话图发在加了“V”的个人微博里,请大家帮忙出主意。较劲的人虽然不常和工人们聊天,但大部分在实验现场工作的科学家都说,和工人沟通是确保工程顺利推进的必要前提。不过,由于工程有很多苛刻的指标,沟通常会擦出火药味。在“大桶”里,科学家怕灰,因为灰会干扰实验观测结果。王贻芳说,按计划,有机玻璃球要装满20000吨化学液体,液体里的灰尘量不能超过0.008克。这意味着从安装环节开始就不能有灰。穿洁净服、罩鞋套、戴发罩、吹风… … 繁琐的进洞流程一开始让很多工人觉得新鲜,但马骁妍发现,工人们“慢慢就烦了”。身处尘世间,灰尘总是难免的。为了让“大桶”尽可能干净,马骁妍常要请工人给“桶”顶除灰。“要一点点把灰吸走。”马骁妍在“吸”字上加重了语气。几个大男人听完点点头,转身就去爬钢架。等马骁妍忙完手头别的事情抬头一看,大汉正举着抹布卖力地掸棚顶上的灰。“不行啊,得‘吸’才行,你这样擦,灰还在桶里。”马骁妍说。“干净了不就行了吗?”工人没办法理解,觉得科学家“很烦”。“你理解的干净跟我们要求的干净不是一个概念。”马骁妍很无奈。反复几次后,马骁妍口干舌燥,大汉也被磨得没了耐心,但最后还是得重新爬上去吸灰。科学家也跟材料设备生产厂商较劲。生产了几十年有机玻璃的厂商被“折磨”得没了脾气。但每次带访客参观时,王贻芳都要强调“这是世界上最纯净的有机玻璃”“不戴手套不能碰”。如果厂商正好在现场,他还要把工厂负责人介绍给访客们认识。科学家也处处跟自己较劲。装置中有一种20英寸的光电倍增管,相当于实验的“眼睛”,共有20000支,要装在钢球架上,直冲玻璃球,“盯紧”里面发出的光信号。为了让“眼睛”尽可能无死区,他们要求光电倍增管防护罩之间只能有3毫米的间距。光电倍增管组负责人秦中华和他的妻子徐美杭都在光电倍增管测试与防护组工作,2015年、2016年是光电倍增管防水封装研发最紧张的时候,夫妻俩不知道因为工作的事吵过多少次架,气急时徐美杭放狠话说“不跟你干了”,但过不了多久她又会回到实验室继续工作。“那两年挺崩溃的,天天被上着弦,一有空就讨论工作。”徐美杭告诉《中国科学报》。挖隧道的时候,高能所研究员李小男带着工人,照着设备尺寸可丁可卯地挖。李小男之前在大亚湾中微子实验里做过电子学研究,严谨是最基本的专业素养。2012年9月,他跟王贻芳一起去踏勘选址。从2013年起,他就作为基建负责人住进了开平。10年间,他们在废弃的采石场上挖出隧道石洞,盖起宿舍食堂,迎接一批又一批设备和安装人员进场。李小男大方豪爽,黝黑的胳膊上留着被蚊虫叮咬溃烂后结的痂,但内心里还藏着科学家细腻的小浪漫。马骁妍张罗沙滩烧烤的那次,李小男也去了,一听说是“沙滩烧烤”,他立马回宿舍换了条沙滩裤。他说,只要心中有沙滩,随处都能“沙滩烧烤”。科学家的苛刻和较劲,旁人难以理解。当他们死磕玻璃球的受力问题时,有人说“玻璃球做厚点不行吗”。当他们死磕光电倍增管相关技术问题时,有人说“买国外的不行吗”。当他们死磕隧道尺寸时,又有人说“挖大一点不行吗”。“钱呢?”马骁妍和王贻芳都会这样反问。目前,美国、日本等国家都在建中微子实验,江门中微子实验的花费只有美国的七分之一、日本的一半不到。“先进”和“省钱”都是他们必须考虑的问题。这个装置有两个目标:一个是测中微子的质量顺序,目前科学家已经知道了3种中微子的相对质量,谁能测出一种中微子的质量,谁就将成为最先揭开中微子奥秘的人;另一个就是要推进我国尖端技术发展,使光电倍增管、有机玻璃、传感器等技术和工业制造领域冲到国际先进水平。“你要追求科学的卓越和技术指标的领先,就要承担一定的风险。”王贻芳说。实验的设计寿命是30年。等到2024年2月装置建成后,“大桶”将被彻底封顶,一粒光子都进不去。下一次开启,要等到30年后甚至更久。这30年里,装置没有给维修留下任何可能。作为项目的提出者,王贻芳也会有一些担心:“有机玻璃球现在开始装了,往后裂了咋办?那么多管道连接的地方,万一有地方没密封好,漏了咋办?”正是因为预见到了各种风险,所以他们对自己、对别人,都更加苛刻。“如果不想承担风险,那在家睡觉最好。”王贻芳说。地下的“星空”工人、参观者、当地居民中,很少有人能看到“国际科技前沿”这一层,也就无法理解科学家的苛刻与较劲。但是,他们能直观地感觉到这件事很重要。从石洞挖好时起,就有人陆续前来参观,除了当地一些单位的职工和中小学的学生之外,还有领导来视察,有时还会有“老外”。“这是国家支持的事。”一位负责看管地下水排水设备的工人说,他能感觉到,一直以碉楼为名片的开平市,又有了新名片。马骁妍记得,在钢架装好后,工人们拍照片发给家人,“一说中微子实验,他们家里人都知道”“觉得能在这里工作很值得骄傲”。骄傲,是把工人和科学家连在一起的情感。马骁妍也常常会把新的进展发给她的家人,她还会不定期更新朋友圈,发一些探测器安装新进度的照片,或是媒体对江门中微子实验的报道。马骁妍本人和朋友圈里的她,不像一个人。在工程现场,她常常热得一鼻子汗,忙着这件事时,时不时会有人找她问另一件事。但在朋友圈里,马骁妍更像一名接地气的女艺术家,她喜欢摄影、音乐,每到年末,她还会从“马总”变成“马导”。马导每年年末都要给中微子研究团队做年度视频,做了12年。前两年,江门中微子实验还没开始,她就做大亚湾中微子实验的视频。大亚湾中微子实验是中国第一代大型中微子实验,位于深圳市区以东约50公里的山洞里,紧挨着大亚湾核电站与岭澳核电站。2007年破土动工,2011年正式运行。2012年3月,大亚湾中微子实验宣布发现新的中微子振荡模式,被《科学》杂志评选为2012年度十大科学突破之一。从2009年起,王贻芳和同事们就已经看到了中微子质量测序的重要性,开始酝酿并提出江门中微子实验的设想。研究中微子最经济的办法就是利用核电站产生的中微子来做实验,避免建造昂贵的加速器。而研究中微子的质量顺序,最佳的站址是距反应堆50公里至55公里,而且要与所有反应堆距离相等。王贻芳就趴在地图上找。2012年,他找到了阳江核电站和台山核电站,把两个点连起来,画出一条中轴线,然后在中轴线上、离两个核电站50公里到60公里、200米宽的区域内找山。王贻芳觉得幸运,因为地质学家替他找到了打石山。在设计单位的带领下,王贻芳围着山跑了一天,从12个可能的隧道入口中选定了现在的金鸡镇。到2013年,江门中微子实验正式立项。2012年以后,马导的年度视频里,江门中微子实验的内容开始慢慢增加。2020年,大亚湾中微子实验宣布结束,从那之后,江门中微子实验就成了马导年度视频里的大主角。12年来,为了做年度视频,马导把同事们的艺术底子挖了个遍。2021年,她把会作曲又会弹吉他的学生王德润、会写诗填词的同事杨晓宇、会弹古筝的学生李晞闻等“有才华的年轻人”聚到一起,原创了一首中英文双语版的歌,让系列年度视频迎来了“史上最高光时刻”。中文版歌里这样唱着:“我看过江门的黄昏、露水的清晨,地下七百米深处里,有我不变的热忱。”2019年,国产动画《哪吒》和经典台词“我命由我不由天”红遍大江南北。马导很有感触,带着擅长图片编辑的学生把王贻芳PS成了“王哪吒”。视频里,王贻芳的脸被印在哪吒的脸上,江门中微子实验红蓝色的徽标在他的脑门上闪耀。平日里,作为高能所所长和首席科学家的王贻芳不苟言笑,也没人敢和他开玩笑。有机会拿王贻芳开开心,大家都觉得过瘾,直呼“马导威武”。王贻芳也不生气,一次,同事去找他,正巧撞见他在看年度视频,一个人坐在电脑前乐呵呵的。2018年底,马导想给视频来点亮点,就去找王贻芳讨书法。王贻芳起初推辞说:“好久没写了。”没过几天,马导亲自带着会摄影摄像的同事,抱着笔墨纸砚,直接来到王贻芳的办公室。看着被上等宣纸迅速覆盖的办公桌,王贻芳一笑,提起大毛笔,拢了拢笔尖,但左思右想还是没舍得直接在宣纸上落笔,而是转身找了几张报纸,写一遍,觉得不好,又写一遍,还差点意思,再写一遍… … 熟练了之后才在宣纸上写下“春风十里”。那一年,年度视频的主题曲改自《春风十里》,歌里唱着:“只愿把信念化成歌,无畏勇敢。”王贻芳在北京的办公室里挂着一幅画,名叫《砸个正》,画的是苹果树下被砸的牛顿。大亚湾中微子实验取得重大发现后,他的朋友、画家黄永玉先生把这幅画送给了他。黄先生曾在一次演讲中说:“牛顿头顶上掉下的苹果和任何一个苹果都是一样的,不一样的是牛顿那个头颅。”初次去王贻芳办公室的人,几乎都会盯着画看了又看。这幅画里,有王贻芳的骄傲。“一个值得科学家骄傲的地方是‘我就是做得最好,你不可能比我做得好’。”王贻芳说。最近,99岁高龄的黄永玉又画了一幅名为《今夜》的画,深蓝色的星空占了半幅。他说:“人应该拥有如今夜之权利,过宁馨如今夜之日子。”在江门中微子实验,王贻芳等科学家在地下700米的地方,也找到了一片特殊的星空和独有的宁馨。那是一个清晨。马骁妍带着学生刚完成整晚的调试,石洞里突然停电,一片漆黑,大家打开手电筒照明,蓦然发现,用来标记位置的反光记号全都亮了,满目星光。“大桶”里的现状。王贻芳(中)和光电倍增管安装公司人员讨论技术细节。倪思洁摄建设中的斜井隧道。在钢架上工作的工人。“大桶”里的马总。刘悦湘摄本版图片除署名外由高能所供图
  • 隧道检测仪器保障地铁安全运营
    “从1969年10月1日北京地铁一号线试运行至今已经历50多年,我国地铁里程不断攀升。据中国城市轨道交通协会最新统计,2020年我国地铁运营总里程6200多公里,在建5000多公里,总历程达到超过一万公里。当前,我国北、上、广、深等特大城市,轨道交通里程处于世界前五的水平。”近日,北京交通大学副教授王耀东接受采访时说。  而地铁隧道病害与表面状态检测则是保障安全运营的重要内容之一。“否则,地铁隧道一旦发生事故,将会给生命财产带来巨大损失。”在4月22日举行的聚焦2021年北京地区广受关注学术成果报告会上,王耀东说。随着隧道病害检测技术的快速发展,他和团队正在尝试将机器视觉、先进传感等技术引入相关检测,让这一过程变得更加高效、智能。  隧道“体检”,从人工巡检到机器检视  地铁交通极大方便了城市居民的出行,但是地铁隧道中出现的各种“病害”,如隧道裂缝、渗漏水、沉降、衬砌剥落、掉块等,给电客车安全运营带来挑战。  以隧道裂缝为例,王耀东表示,其形成原因比较复杂,岩层性质、岩土压力、混凝土收缩、结构移位变形、侵蚀破坏、施工遗留等都是潜在诱因。别是南方的过江过河隧道或地下水较丰富区域的隧道,如果产生裂缝产生就会产生渗漏水,影响地铁运行的安全。因此需要定期巡检,及时养护、维修。  王耀东还记得2012年回国之初跟随地铁巡检人员做现场数据采集的情形。“凌晨1点到4点,夜深人静,地铁停运,才会开始人工巡检,要用肉眼观察、手写记录。”  他表示,尽管传统的超声波检测法、声发检测法、电磁波检测技术等不断提高检测精度,但速度低、效率慢,难以满足现代轨道交通快速发展的需求。而信息技术的发展,多维传感、机器视觉检测技术的使用则为这项检测工作的提速、高效提供了新的契机。  “机器视觉的特点是效率高、可移动、非接触,特别是信息处理自动化、智能化、数字化,也是隧道巡检的发展方向。”王耀东说。他和同事在不断尝试把机器视觉技术、图像处理技术、多维感知、人工智能等技术,应用在隧道病害检测当中,这些智能巡检技术可以逐步代替人工,完成隧道基础设施的自动检测。  裂缝识别,让机器拥有“人眼”和“大脑”  “裂缝检测智能巡检技术主要分两个步骤,第一步是图像裂缝采集,利用高速相机和特制的辅助光源,保证采集到高质量的隧道图像 第二步是裂缝病害图像处理,对所有原始图像进行预处理,包括:匀光处理、连通区域分块化、噪声滤波等,提取纹理目标进行特征判断,最后识别裂缝区域,为后续速调维护提供技术支持。”王耀东介绍。  这些听起来似乎很简单,但如何让机器像人眼一样,全面、精细采集图像,并像人脑一样准确地识别裂缝种类呢?每一步做起来都不简单,都需要精细化的算法研究和关键技术的攻克。  例如,他们研发了图像采集系统样机引入了线阵相机(进行连续拍摄形成二维图像,避免图像重叠和数据冗余)、面阵相机(针对隧道中照明不佳,进行大面积强光源补光)、定向运动设备(对隧道进行扫描式图像采集降低漏检率),来获得高质量的图像。他们还开发出一套表面裂缝图像的批量识别软件,设计出核心算法进行图像处理。  经过近十年的“磨剑”,王耀东及团队成员克服各种挑战,2018年在发表于《铁道学报》的论文研究中,首次报告了基于局部图像纹理计算的隧道裂缝视觉检测技术。他们研发的一套图像采集系统实验样机,将线状激光光源、高速线阵相机、激光发生器、图像采集卡,安装在可调节移动式视觉检测平台上,可在隧道中进行巡检。然后将高分辨率裂缝图像分成子区域,针对性地进行算法研究,完成最后的检测。  “这种智能巡检技术有助于解放人力,服务地铁运维。”王耀东说。他坦言,从综合指标看,目前这种技术对于背景简单的普通隧道裂缝识别率比较高,可以达到84%以上。但对于比较复杂环境下的裂缝,识别率还有待提高。”。  2018年至今,随着深度学习卷积神经网络深入发展,对海量隧道图像的计算性能有了数十倍的提升,识别率也有较大提高。然而,王耀东表示,对于复杂恶劣环境下,肉眼难以观察的微小缺陷仍然很难检测到。  增强自主创新,助力交通强国建设  王耀东希望,在未来检测算法上,加强对不同类型纹理噪声的识别,提高图像处理的计算效率,进一步提高隧道病害检测效率。  为此,他们建立了隧道病害样本库,基于深度学习,对隧道表面病害图像多分类智能识别。为了更好地采集图像,他们还对采集系统进行了模块化研发,并研制了隧道巡检机器人,对隧道裂缝、三维形变、沉降进行检测。  目前,他们还在研制多种类、移动式隧道检测平台,如低速便携手推式(0-10公里/小时)检测平台,到中速紧凑自主行走式检测平台(0-30公里/小时),再到高速车载式综合检测平台(0-100公里/小时)的,以及路轨两栖式综合平台(0-60公里/小时)。对隧道、轨道多维数据进行采集,并进行智能分析和大数据处理,最后生成区间报表提供给专业人员使用,用于隧道和轨道维护。  “目前,我国轨道交通运营里程已经位居世界第一位,智能运维也处于世界前列。”王耀东说,但仍然亟需加强自主创新。他举例说,我国轨道交通智能数据采集设备、高精尖传感器还需要从国外进口,这些设备有的一套系统单一功能,但因为技术被国外垄断,报价却达到数百万元,甚至上千万元。  “我们科技工作者还要继续努力,推动基础研究创新,将主动权掌握在自己手中。”他说,2035年我们国家要基本建成交通强国,这将推动我国城市轨道交通进一步向大数据、智能化、精准化方向去发展,让老百姓出行更安全、更便利,乘坐舒适性更高。
  • 世界上最深的地下实验室开建 深度相当于六个帝国大厦
    据国外媒体6月23日报道,在美国南达科塔州的黑山底下,工人们正在建立世界上最深的地下实验室,其深度相当于六个帝国大厦,该实验室将适合于科学家们寻找像暗物质这样神秘粒子的需求。  22日科学家和其他政府官员出席了位于地表以下4850尺的实验室的破土动工仪式。此处原来是一个金矿,并且是诺贝尔物理学奖获得者的实验基地,这里现在以这位获奖者的名字雷?戴维斯(Ray Davis Jr.)命名,他和他的同事在2002年获得了诺贝尔物理学奖。  近四分之一的宇宙物质被认为由暗物质组成,宇宙射线会直接影响证实暗物质存在的效果。而这个地点因为能远离宇宙射线而被选定为实验的理想场所。  实验室建成前,工人们需要固定隧道,并安装新的基础设施。第一项暗物质实验将是大型地下氙探测实验,或者探测弱相互作用粒子,这为科学家探索人们认为曾经发生过的宇宙大爆炸的秘密提供新的视野。  物理学家说没有暗物质,银河可能就不会形成,希望通过更多了解暗物质,弄清宇宙是在扩张还是收缩。科学家希望在2012年和2016年能够开始建设两个更深的实验室。据估计,这些项目将花费5亿5500万美元。
  • 四川省“十四五”生态环境监测规划出炉,释放大量仪器需求
    近日,四川生态环境厅公布《四川省“十四五”生态环境监测规划(征求意见稿)》(以下简称《规划》)。为加快构建新时期四川生态环境监测体系,进一步提升本省生态环境监测的公共服务能力,为深入打好污染防治攻坚战提供坚实的技术支撑,为环境管理提供更加科学、全面、精准、及时的决策支撑,《规划》从逐步开展碳监测评估,深化大气环境监测,拓展水生态环境监测,完善土壤和地下水监测,推进声、辐射和新污染物监测,完善生态质量监测,强化污染源和应急监测,拓展监测数据成果运用,打造产学研用创新优势,推进生态环境监测现代化十个方面部署了36条具体措施。环境监测离不开分析仪器的助力,《规划》多处提及新增或更换环境监测仪器设备,开展多项分析技术研究,完善环境监测网络,建立省级特色专业实验室与专项实验室等,释放大量仪器需求。本文根据《规划》全文摘录如下:一、支撑低碳发展,逐步开展碳监测评估逐步提升温室气体监测能力,充分发挥成都市碳监测评估试点引领示范作用,逐步推进并落实《碳监测评估试点工作方案》,构建省级温室气体监测网络,构建温室气体背景本底监测能力。在9个城市开展N2O、CH4、CO2、ODS及含氟温室气体试点监测。重建九寨沟省级背景站,并升级改造为大气和温室气体综合背景站。二、聚焦协同控制,深化大气环境监测巩固城市空气质量监测,升级改造空气质量自动监测站,分批完成327个城市环境空气自动监测站和10个省控区域(农村)环境空气质量自动监测站老旧设备更换。优化降水监测网络,在川南地区试点安装酸雨自动监测装备,逐步实现自动采集大气降水样品,实现酸度、电导率等指标自动化测量。构建重点区域大气复合污染自动感知网络,21个地级及以上城市开展非甲烷总烃(NMHC)自动监测,分批在全省15个地级城市建设大气复合污染自动监测站,在PM2.5超标城市开展颗粒物组分监测,在O3超标和其他VOCs排放量较高城市开展VOCs组分监测。拓展大气污染溯源监测,提升四川省臭氧前体物走航感知能力,构建全省质量保障体系,省级新增19套组分在线分析设备和质控设备,新增1辆移动式方舱监测车和1辆光化学走航监测车,完善VOCs走航、单颗粒飞行时间质谱、颗粒物激光雷达等自动监测能力,分批新增18台便携式VOCs监测仪(LDAR)。强化重点工业园区污染物监测监控,工业园区设立园区站、边界站、传输站,开展空气、水等特征污染物监测,开展重点工业园区红外遥测、走航监测和视频监控。在全省20个重点工业园区(集中区)新建空气质量常规六参数自动监测站,在全省10个涉重金属重点工业园区(集中区)建设空气质量常规六参数和重金属指标的自动监测站,在化工园区建设大气复合站,在重点化工园区下游监控断面建设水质自动监测站。三、推动三水统筹,拓展水生态环境监测组建统一的四川省地表水环境监测网络,拓展自动监测覆盖范围,在沱江、岷江等重点治理流域,嘉陵江、黄河等重点保护流域新建37个左右水质自动站,在省界、重点流域交界增加重金属、有机物、营养化指标等水质自动监测指标,在涉铊、涉锑行业企业密集区域下游,依托水质自动监测站逐步加装铊、锑等特征重金属污染物自动监测系统。定期升级改造国、省考水质自动监测站,分批完成37个原有地表水水站(省控及国家上收站)老旧设备更新、升级改造。建设重点湖库“水华”预警体系,通过试点构建12套湖库富营养化自动监测体系,实时反应水域内藻类生长状态,遏制水体富营养化趋势。构建集中式饮用水水源地预警体系,开展水质预警监控,在市级或县级集中式饮用水源地新建和升级改造水质自动监测站200个左右,补充部分水质监测站的重金属自动监测能力。拓展水污染溯源监测,建设入河排污口自动监测监控网络,流域规模以上入河排污口试点建设自动监测设备和视频监控系统,覆盖主要污染物监测指标。四、聚焦风险防范,完善土壤和地下水监测加强土壤环境质量监测网能力建设。开展国家网54个背景点和1123个基础点监测(点位数还需国家最后落实),每5-10年完成一轮次,说清全省土壤环境状况及变化趋势。将491个国家网风险监控点位纳入省控网,每1-3年完成一轮监测,其中95个高风险监控点每年监测一次,其余396个一般风险监控点位每2-3年监测一次,及时跟踪发现土壤环境污染问题。完善四川省地下水环境监测网络。设置83个国家地下水环境质量考核点位,并根据需要适时增补完善,覆盖地级及以上城市、重点风险源和饮用水水源地,配合国家开展相关监测工作;布设地下水质监测省控网络点位,开展重点污染企业(区域)和集中式地下水型饮用源保护区地下水质试点监测工作;在地下水敏感区域增补约50个地下水在线监测站点,实现地下水自动监测预警功能。加强农村环境监测。“十四五”期间,逐步实现全省所有的县开展农村环境质量监测,涵盖各种类型的特色村庄,监测地表水、饮用水水源地、空气、土壤等环境要素,整体反应农村环境质量现状和变化趋势。五、强化人居健康,推进声、辐射和新污染物监测完善声环境质量感知网建设。在21个市(州)政府所在城市的192个省控声环境功能区建设噪声自动监测系统;在10个城市的主要交通干道两侧,设置噪声自动监测子站共60个站点; 完善工业园区边界噪声感知网络建设,建设噪声自动监测子站系统共40个站点。完善全省辐射环境监测网络。优化辐射环境质量监测点位和监测项目,加强城市集中饮用水源水质监测,完善电磁辐射监测手段,提升电磁辐射监测能力,加强辐射环境自动监测站建设以及现有老旧自动监测站的升级换代。开展调查性与研究性监测。加强重要饮用水源地抗生素、重点流域持久性有机污染物、内分泌干扰物、微塑料等有毒有害新型污染物等监测技术研究和应用,加强基于高分辨率质谱的非靶标化合物筛查技术、污染成因与溯源监测技术研究和应用。六、深化测管协同,强化污染源和应急监测规范排污单位自行监测。重点强化石化、化工、工业涂装、包装印刷等行业VOCs在线监测和无组织排放监测,加强农药、化工、化学合成类制药、电子等行业和化工园区污水集中处理设施的特征有机物监测,优化电镀、有色金属冶炼等行业重金属排放监测,完善涉重、涉持久性有机污染物行业厂区和危险废物填埋处置场土壤、地下水监测。鼓励污水处理、垃圾处理、制药、橡胶等涉恶臭重点行业实施电子鼻监测,铅锌冶炼企业对排放口和周边环境进行定期监测。推进环境应急监测体系建设。差异化配置应急监测设备,结合区域流域特征,为21市(州)配置便携式分光光度计、便携式测油仪、便携式有毒气体检测仪、便携式水质多参数仪、发光细菌毒性分析仪、可见紫外分光光度计、红外测油仪、紫外烟气分析仪、便携式气相色谱等应急监测设备,提升应急监测快速响应能力。针对大渡河流域存在的危险化学品、重金属等潜在风险,建设雅安市环境应急监测中心,提升大渡河流域的环境应急处置能力。七、筑牢质量底线,拓展监测数据成果运用做好生态环境智慧监测创新应用试点工作。按照试点工作方案要求,规范监测基础能力,开展传感器、量子点等新型监测技术、仪器、装备探索应用。八、增强科技公关,打造产学研用创新优势强化外部协作科研水平。以省级生态环境监测总站为主导,汇集全省优质监测实验室(包括第三方社会机构)、科研院所、国内重要仪器设备厂商等单位通过合作、协作或参与等形式,以生态环境质量、污染源监测技术、分析测试技术、质控技术、高新监测技术装备研究、空气质量预测预报技术、大气遥感监测技术、碳监测试点研究为重点,组织专家团队合力攻关,全面加强四川省生态环境监测技术研发引领能力。健全监测技术规范体系。加强四川省特定行业或企业特征污染物和新型污染物的监测新技术的研发与应用,逐步扩大生态环境保护领域先进适用团体和企业标准供给。九、坚持深化改革,推进生态环境监测现代化建立健全新时期的环境管理制度体系,规范驻市(州)监测机构工作程序、仪器设备配置和管理。加强监测能力建设。依托省级站、科研院所现有的基础,补充部分硬件设备和软件条件,建立省级特色专业实验室。建立持久性有机污染物监控分析、环境健康、土壤重金属污染防控与修复、环境司法鉴定、水生态监测、辐射环境应急处置专业实验室,逐步扩大生态环境监测领域。其中,四川省土壤重金属污染防控与修复重点实验室增加配备先进的土壤前处理及分析仪器设备,四川省水生态监测重点实验室配置浮游生物自动鉴定系统、研究级显微镜、无人机等设备,辐射环境应急处置实验室,配备移动核物理测量车等24台(套、辆)仪器设备(车辆)。持续提升驻市(州)站专项业务能力。根据驻市(州)站现有条件,拟划分一类站和二类站。在划分的一类站中选建2家生态生物监测实验室、3家土壤监测专项实验室、3家重金属分析实验分中心、2家地下水监测专项实验室、1家新污染物监测专项实验室等专项实验室。其中,重金属分析实验分中心配备重金属项目测定需要的仪器设备、样品前处理装置,新污染物监测专项实验室配备新污染物筛查与分析设备,环境保护核与辐射安全重点实验室增加配备现代化的核与辐射实验室分析设备共计60余(台/套)。提升辐射监测能力。全面推进省级、市(州)辐射环境监测能力建设,重点提升成都、绵阳、宜宾、广元、乐山、南充等6个区域站监测能力。为绵阳市、广元市、乐山市、宜宾市辐射环境监测站配备电离辐射监测与实验室分析设备共计40余(台/套),各配备1~2套选频式电磁辐射监测设备、1套电磁环境快速测量分析系统。为驻成都市、南充市生态环境监测中心站配备电离辐射监测与实验室分析设备共计40余台/套。建设、升级改造广元等重点涉核市州辐射环境监测站实验室,为全省其他驻市(州)生态环境监测中心站配备电离辐射监测设备共计60余(台/套),各配置1套选频式电磁辐射监测设备,提升我省辐射环境机构辐射环境监测及应急处置能力。
  • 国土资源部公开地下水监测数据
    2月25日,北京律师黄乐平等三人致函国土资源部,申请公开全国地下水监测详情。3月25日,三名律师收到书面回复,一并寄达的还有厚达400页的水质报表。专家分析时指出,报表呈现的总体水质状况可能与现实不符,我国目前使用的地下水质量标准仍是20年前的,早已过时,建议重新制定相关标准。  公开 规定期限作出答复  申请信息公开的黄乐平、韩世春和叶明欣,为北京义联劳动法援助与研究中心的律师。  2月25日,三位律师通过电子邮件和EMS快递,向国土资源部申请公开2011年全国200个城市地下水水质监测的各城市的具体结果。申请缘由是:早在2012年5月,国土资源部发布《2011年中国国土资源公报》,公布了2011年地下水监测概况,但没有详细数据。  3月22日,黄乐平等三人尚未收到回复。三人“以为国土资源部不予回复”,遂委托北京义贤律师事务所发出律师函,恳请予以答复。律师函发出3天,三人收到信息公开告知书。  《告知书》落款时间为3月18日,落款为国土资源部政府信息公开工作办公室(国土资源部办公厅(代章))。  其内容称,2月27日收到申请,该部依法受理,根据《政府信息公开条例》作出答复。根据《政府信息公开条例》第二十四条,行政机关收到政府信息公开申请,不能当场答复的,应当自收到申请之日起15个工作日内予以答复。以此推算,国土资源部的回复是在15个工作日内作出的。  对此,该申请项目的执行人叶明欣认为,国土资源部的回应很及时。  涉及八百个监测点  与回函同时寄达的,还有厚达400多页的资料,全称为《2011年度国家级监测点地下水水质监测数据报表》(以下简称《报表》)。该报表由国家级地下水监测数据采集项目组制作,完成于2012年5月。  《报表》前言介绍,该表是依据我国31个省级地质环境监测总站(院、中心)上报的2011年度国家级监测点地下水水质监测数据汇编而成,监测点主要分布在全国31个省(自治区、直辖市)的151市,其中,包含地级以上市139个,区、县级市12个,共计800个监测点,2万余条检测数据。  《公告书》解释,2011年《国土资源公报》关于200个城市地下水水质的表述,是该部根据800个国家级监测点数据,通过与各省(区、市)国土资源部主管部门进行地下水监测成果会商得出的。  检测标准未予说明  《报表》统计表显示,全国800个监测点中,北京为26个,上海为14个。监测点数量较多的,依次为安徽省66个,吉林省63个,山东省60个。监测点数量最少的是山西省、江苏省和新疆,均为5个。  昨天,记者查看各监测点的地下水水质报表,每张报表中的检测指标共计36项,每个分析项目,对应相应的检测结果,但每个数据是否超标,表格上未明确体现,需要查询相关标准对照。  此外,每份报表并无水质情况的综合结果,因此,简单翻看表格,并不能得出某个监测点水质的直观结论。  对于这份报表,黄乐平等人同样不能直接解读。黄乐平说,专业数据显得枯燥,普通人不易消化。因此,他们将邀请环保专家及研究人员参与解读,分析这些数据可能呈现的地下水水质污染问题。  “2011年《国土资源公报》关于200个城市地下水水质的表述,只有一张纸。从400页到一页纸的结论,应该有份说明。”黄乐平说,在分析完《报表》后,下一步,可能会申请公开相关数据的计算标准和详细的分析报告。  同时,黄乐平也建议,希望国土资源部进一步在网站上公开《报表》资料,方便全国公众查阅,以了解身边地下水水质的情况。  分析 部分重要指标未呈现  昨天,知名环保专家、中国环境科学研究院研究员赵章元查阅了这份《报表》。赵章元表示,这份资料很难得,国土资源部也从未公开过,“我本人也没有查到过”。由于《报表》数据庞杂,赵章元表示,需要仔细研究后,才能得出结果。  赵章元初步分析,《报表》检测的项目,使用的是国家技术监督局1993年制定的《地下水质量标准》(以下简称《标准》)。该标准中,地下水质量的分类指标共有39项,而国土资源部此次公开的《报表》中,监测数据为36项指标,包括《标准》中的23项。已监测的另外13项,则不在标准中。  资料显示,《标准》中的39项指标,有16项不在公布的范围内,包括总大肠菌群、细菌总数、滴滴涕(DDT)等。而总大肠菌群和细菌总数,却是水污染常规分析指标,反映水体受到生物性污染的程度。  赵章元指出《报表》的不足:“像钾离子、钠离子等一些物质,属于无关紧要的,不测也可以,但大肠杆菌和细菌总数,是必须要测的,但《报表》中却没呈现。”  部分地方水质检测缺项多  《报表》显示,各城市的监测点,很多指标的检测结果为空白。而据《报表》前言介绍,空白“表示缺失该项信息。”  其中,北京一共有8个区县、26个监测点。但36项指标中,只有25项有对应的数据,有11项为空白,“重金属如铅、镉等物质,都没有检测。”  资料还显示,在其他城市中,宁夏银川市的监测点可能是最完整的报表。表格中包括34项指标,仅空缺两项。而丹东市的部分监测点则仅有14项检测结果,空缺22项。  “有的地方水质检测缺项太多,这样的检测是起不到作用的,有一项没有数据,都没有办法计算出水质的总体情况。”赵章元说,缺失的信息,很可能是没检测,而官方公布的水质概况却建立在这些数据的基础上,由此,其可信度大打折扣。  建议 更新水质检测标准  赵章元介绍,之前,国家公布的地下水重污染占64%,轻污染的占33%。而根据2011年《国土资源公报》的数据显示,污染较差和极差的水质一共占到了55%,从数据上来说水质是变好了很多。  但赵章元认为,水质好转与实际情况可能不符。“近年来,各地水污染事件频发。企业污水排放的总量在增加,环保部门的有效措施却很少看到。”他分析,结论和现实的误差,可能出现在实测项目和计算上。  赵章元指出,1993年制定《标准》时,主要的污染物是无机物,而如今最大的污染来自有机物,“但《标准》中,没有有机物的监测项,比如石油烃。20年没有改变,根本跟不上水质变化的速度。这说明标准本身已经过时了,应该重新制定。”  相关新闻:律师申请公开地下水监测详情
  • 核泄漏最坏情况为污染地下水资源
    凤凰卫视3月15日《国际新闻》节目播出“郭位:核泄漏最坏情况为污染地下水资源”,以下为文字实录:  王若麟:此次日本核危机引发了全球有关核能安全的广泛关注,究竟核电站爆炸的危害到底有的大,又会给人类自身造成哪些长期的影响,今天我们继续请核问题专家,香港城市大学校长郭位先生来为您解读,郭校长您好。  郭位:您好。  王若麟:刚才我也讲到了一些辐射带给人类的影响,但是现在事态并没有得到有效的控制,而且据今天的新闻讲了,日本的防化部队也已经撤出了中心区,就目前的程度而言进一步恶化,最大程度的损害能有多大?  郭位:OK,最严重的事情就是核破裂,破裂的话,核燃料会从地底泄漏出来,对地下水资源会有影响,这是最恶劣的状况,根据目前的资料我们没有办法了解核破损的机率怎么样,看起来第一场第一个反应区跟第三个没有事情发生,不过第二个还需要观察一下,必须要提供我们一些资料。  王若麟:遇到这样的问题,人类到底该怎么去处理,将核辐射降到最低,不再次发生爆炸或者是核辐射的再次泄漏?  郭位:现在最紧要的问题,毫无疑问的必须要让核反应区的温度继续降低,这是唯一可以做的事情。  王若麟:这个工作的难度大不大呢?就现在的情况而言。  郭位:这个难度应该不算很大,现场第一次把海水灌进行的时候,就已经决定要把核电厂封闭了,因为灌了海水之后,核电厂就不能再用了,他们已经做了破釜沉舟的方法。  王若麟:为什么又能接二连三的发生爆炸,在四个反应堆当中?  郭位:三次的爆炸跟核本身的爆炸都没有关系,这三次中第一个爆炸是核反应堆上面的气体压力太大,温度太高,所以产生了爆炸,对核反应区没有影响。第二个爆炸是减压气,减压气是在核反应区外面,减低整个反应区里面的减压池产生了爆炸,这个爆炸跟核反应区本身是没有关系的,第二场第三个爆炸有可能造成核旁边会造成破碎,但是目前我们没有资料,没办法说到底是怎么一回事儿。
  • 水位|高海拔地区的地下水监测
    如果问你监测水质意味着什么时,您会想到哪些参数?温度、电导率、pH值、溶解氧和浊度这“五大”参数吗?追踪有害藻华的叶绿素和藻蓝蛋白?以我作为水质仪器经理的经验来看,每当我问这个问题时,“水位”很少是我得到的第一个答案。实际上,在一些圈子中,水位根本不被认为是水质的衡量,而是水量的衡量,被当作一个完全独立的话题来对待。无论你是否相信水位是一个水质参数,水位可能是最重要的,当然也是最广泛的。今天测量的参数,准确的水位测量对于地下水监测、河流和河流测量、湖泊/池塘水位分析、洪水水位记录、灌溉渠道、波浪和潮汐分析都非常重要...不胜枚举。我最近写了气候变化教育的重要性,而水位也与之息息相关。伴随气候变化引发极端天气事件,各地区应对暴雨和洪水、干旱和缺水、海平面上升以及其他与气候相关的问题。此系列文章将重点介绍凭借 Xylem的水位测量实现重要应用的以下三个项目: 地下水监测暴雨监测洪水监测01地下水监测第一个例子来自于我的同事James Chen。James作为YSI的资深水质监测专家,提供从现场应用到销售和业务开发的全方位服务,并曾在世界上最迷人的地方开展工作。例如,James在西藏的拉萨开展过一个项目,监测地下水。出于多种原因,监测地下水水位非常重要,其中包括了解在静态条件和抽水条件下的蓄水层水位、确定水位与当地地表水源的相互作用以及了解地表开发对蓄水层的影响。拉萨被称为“亚洲水塔”,在这样的情况下,James将协助客户监测拉萨的自然资源- 尤其是水质。James用一台EXO1透气式水位主机来完成这项任务。这种仪器的选择至少说明了关于地下水监测的两个非常重要的原则。在传统意义上,水质监测也是一个优先事项。为什么客户要求测量诸如比电导、温度、pH/ ORP和浊度等水质参数,而不仅仅是测量地下水水位?主要原因就是,水量丰富并不代表水源适合饮用。雨水或地表水在渗入地下时会接触受污染的土壤,从那一刻起,雨水或地表水就可能会被污染,并将污染从土壤带到地下水蓄水层。而当液态有害物质通过土壤或岩石渗入地下水时,地下水也可能受到污染。还存在许多其他类型的地下水点源和非点源污染,而在这个项目中,客户需要监测这些威胁。连续监测标准水质参数的变化是一种很好的方法,同时也证明了相比于水位记录仪,使用窄小直径 EXO1进行地下水监测的关键优势。第二个原则,该项目揭示了在某些情况下使用透气式水位深度传感器的重要性。拉萨是世界上海拔最高的城市之一。海拔超过3650米,拉萨的气压比海平面的气压低约35%。正如以下James提供的数据所示,这对水位的测量产生了巨大影响,尤其是在不使用透气式水位传感器的情况下。所以...什么是透气式水位测量,它和深度传感器有哪些区别?02深度vs.透气式水位YSI EXO配备的传感器分为深度和透气式水位两种。深度由一个非透气式的应变传感器进行测量的,这里我们将其称为压力传感器(也称之为“深度传感器”)。压力传感器与电阻相连接,当传感器隔膜片上的压力变化时就会发出电信号。隔膜的一侧暴露在水中,另一侧暴露于真空中。在真空侧,压力恒定不变。在水侧,压力随水压(Pw)的变化而变化,水压与水深成正比。因此,水量越多意味着压力越大,信号被转换成工程单位(磅/平方英寸-PSI 或深度,单位为m、ft或bar)。据此,您就可以知道压力传感器上方的水深。有时,这些测量值被称为绝对深度。我不是特别喜欢“绝对”这个词。因为我始终认为有可能存在极低的测量误差。我认为“绝对”代表的含义是:所有对传感器隔膜施加的压力都会被转换成电信号,然后这些信号由仪器的固件转换成深度,但如果是这样,情况就变得复杂了...如您所见,Pw则不再仅代表水施加的压力。它也代表大气施加在水面的压力,甚至水的密度,受诸如盐等溶质以及诸如温等环境条件的影响。对于许多应用,这些其他因素可以忽略不计。但是在浅水应用中,有两个因素可能会产生严重影响:盐度(也可解释为水的比重ρ)和大气压。在室温1个大气压(即海平面)下,纯水的比重为1。海水的比重则要高 50%,甚至还取决于温度。因此,考虑温度的盐度测量可用于补偿水位测量。其中一个重要的例子是与海平面上升相关的气候变化研究,如在佛罗里达州Clam Bayou案例的经典文章关于海平面上升的YSI应用指南所描述的。Clam Bayou案例研究也描述了第二个关键变量–大气压。特别是在水深较浅的应用中(YSI认为10 m为浅水),大气压波动会影响水位测量的准确性。正因为如此,我们推荐您使用透气式水位主机。透气式水位主机中的压力传感器通过透气管与大气联通。当使用压差传感器时,这确保了整个测量中自动补偿了大气压力(Pair) 。有时气压会发生剧烈波动,例如在暴风雨期间。在生活中,您甚至可能认识一些可以感知这些变化的人,——也许他们会患上气压性头痛。海拔变化也会影响气压,这也是拉萨气压如此低的一个重要原因。因此,让我们从Clam Bayou向上爬升3,650米,看看大气压补偿有多重要。03高海拔水位的气压补偿 我的同事James在西藏拉萨的客户现场安装了一台 EXO1透气式水位主机。之后他的一位合作伙伴也访问了该地点,并在同一口井中安装了一台配有非透气式压力传感器的EXO2主机,他们也想在那里观察水质。这台非透气式主机的深度传感器只是在出厂前进行了校准。工厂校准可能仍然非常好(深度传感器相当稳定)。但是,俄亥俄州的金泉市海拔为260米,实际的传感器本身是在压力控制室中校准的。这也就是在部署之前深度传感器通常应该在室外现场进行校准的原因。在深水应用中,Pw远大于Pair,这可能无关紧要。但如果是在地表水应用,且使用我们的垂直剖面仪进行深度测量的情况下,则一定要进行现场校准。然而,James的合作伙伴起初并不想测量深度,因此他没有校准深度传感器。尽管如此,深度传感器仍在部署过程中进行了记录。10周后,James查看和分析数据时他注意到了一些显著的差异,如下图所示。James比较了他的EXO1主机和合作伙伴的EXO2主机的测量值。在下图中,左侧Y轴表示EXO1水位值,右侧Y轴表示EXO2深度值,两者均以米为单位:从另一个角度来看数据,James绘制了两条线之间的差值,且还是使用米作为Y轴上的度量单位。该图显示了两台主机所测得的水位值之间相差约6.5-6.85米,此外更重要的是它还显示了值在6.67至6.84 米之间的波动。这一点很有趣引起我们的注意,并还会在我们的最终分析中再次出现。我们已经暗示过,拉萨的低气压可能是引起两个探头测得的数据之间的波动和差值的一个原因,但是这一假设是否得到有力证据的支持?James在右侧Y轴上绘制了以百帕斯卡 (hPa) 为单位的气压测量值,并在左侧Y轴上绘制了两个探头所测的深度差 (m)。作为参考,海平面上的1个标准气压为1013.25hPa。除了这两条线看起来相互跟踪程度外,该图的右轴数据还显示出了气压非常之低,与拉萨的高海拔相对应。James继续评估了两个主机所测的深度差值(X轴、ΔDepth,以m为单位)与Y轴的气压之间的相关性。通过线性回归分析,大多数环境科学家认定它们之间存在非常强的相关性:这为在高海拔地区使用透气式水位测量进行地下水监测这一假设提供了有力的依据。04准确度规格当我看到这些数据时,我想到,如果想知道水是什么时候抽出或流入的,主要的深度测量可能不是最重要的,而是检测变化的能力。换句话说,假设EXO2主机测得的起点为9m实际上是错误的,但我仍然能够检测到几厘米的变化,就像我使用透气式水位主机一样。那么如果我有一台EXO2,又不想再买另一台主机,这样够用了吗?以下为来自EXO用户手册的规格信息:这项研究中使用的EXO2是中等深度 (100m) 主机,其准确度规格约为满量程的±0.04% ,即±4cm。相比之下,EXO1浅水透气式主机 (10m) 的准确度规格为满量程的±0.03% ,即±0.3cm。准确度足足提高了10倍以上!然而... 如果James的同事部署的并不是100m量程的主机,而是浅水不透气的EXO2主机,由于浅水非透气式主机(EXO1或EXO2)在10m量程范围内的准确度为±0.4cm,所以所得测量结果可能会与EXO1透气式水位主机的测量值更接近。当然,前提是已经在现场正确校准了EXO2。假设您打算进行校准,您可能会想,为什么还要这么费心使用透气呢?0.4cm我听着挺好的!请记住这些准确度规格是在受控的海平面条件下测得的。气压仍然是必须考虑的干扰因素。使用透气式水位主机,气压补偿将自动完成。但对于非透气式标准主机,必须从外部完成气压补偿,现在有另一个测量误差被引入总误差预估。这就意味着,在这个高度偏远的地区,气压的一些单独测量必须与探测器的水位测量同时进行,气压测量是可靠的,以最终进行大气压补偿,从而完成最终的水位测量。如果这听起来有点混乱,那是因为确实如此。当在拉萨James现场的百帕的变化相差2-4% (16hPa) 时,要做到这一点颇为困难:最后,相对于含水层的总体积,水位变化所代表的估计体积对于选择仪器时的理解也很要,这将提高应用所需的整体准确度。最终分析:这些有关系吗?所以在这个故事中,我们遇到了不同的状况。有两种不同类型的测量值:深度和透气水位。另一个现实是,EXO2主机没有进行现场校准,这进一步增加了深度测量的误差。但是,总体来说,如果James的客户选择信任这台EXO2主机的深度测量结果,而不是EXO1的透气水位测量结果,会发生什么?再看上图,气压变化在 648-632hPa之间波动,EXO1报告的水位变化约为6cm(3.045-2.985m)。但是EXO2报告的水“位”变化为20cm (9.98-9.68)。我们可以估计出,EXO2报告的约17cm的差异是由缺乏气压补偿导致(6.84-6.670m,来自上面的差异图)。如果未进行此补偿,操作人员怎么知道地表水流入、流出或其他因素正在发生呢?如需更多讨论和信息,请联系James.Chen@xylem.com 。05 Case Study此案例研究说明了为什么YSI建议您使用经过适当校准的透气式水位主机进行地下水水位测量。针对地下水监测的YSI标准建议如下:大多数地下水应用,需要使用高准确度的透气式水位传感器。无论是自动(通过透气)还是手动补偿,都建议在高海拔或气压易于出现明显波动的地方实施大气补偿。如果优先考虑其他水质参数,尤其是在可能需要盐度或比重补偿也是必要的,那么透气式水位的主机(而不是压力传感器)是最正确的解决方案。
  • 河北辐射环境管理站采购642万元辐射测量仪器
    采购项目名称:低本底α、β测量仪等设备采购 采购项目标书编号:0860-124112209701采购人名称:河北省辐射环境管理站采购人地址:石家庄市南二环西路35号采购人联系方式:0311-85293651采购代理机构全称:河北博鳌招标代理有限公司采购代理机构地址:石家庄市友谊南大街122号采购代理机构联系方式:0311-83055139/5239转8095采购内容:A包:个人剂量仪五台,低本底液闪谱仪一台,气氚采样设备一台,低本底α、β测量仪一台,溴化镧谱仪一台,电沉积计量制样装置一套。B包:紫外可见分光光度计一台,原子吸收光谱仪一台,生物样品灰化炉一台,离心机一台,土壤粉碎机一台,球磨机一台,频谱分析仪一台,声级计四台,分光光度计一台,氡钍分析仪一台。项目实施地点:河北省辐射环境管理站指定地点 招标公告日期:2012年8月10日定标日期:2012年8月30日开标、评标地点:河北博鳌招标代理有限公司会议室A包:中标供应商名称:北京中检维康技术有限公司;中标供应商地址:北京市海淀区中关村南大街甲56号方圆大厦B座201室;中标金额:人民币3520000元。B包:中标供应商名称:河北博良科学器材有限公司;中标供应商地址:石家庄裕华区裕华东路148号裕东国际名邸1-1-50;中标金额:人民币2900000元。评标委员会成员名单:李贤君、王庆林、刘新全、张聪、郭文英项目联系人:刘亮联系方式:0311-83055039-8095传真电话:0311-83055026采购代理机构受理质疑电话:0311-83055026本公告发布媒体:河北省政府采购网、中共政府采购网、中国国际招标网备注:
  • 环保部:未发现朝鲜地下核试验人工放射性核素
    针对2月12日朝鲜进行的第三次地下核试验,环境保护部有关负责人今天表示,环保部门继续在我国东北边境及周边地区加密监测点位,开展辐射环境监测。截至今天上午11时,东北边境及周边地区大气气溶胶样品监测中未发现人工放射性核素。  全国辐射环境自动监测站数据显示,包括哈尔滨、长春、沈阳在内的31个直辖市及省会城市的空气吸收剂量率均处正常水平。  环保部核与辐射安全中心副总工程师陈晓秋在接受本报记者专访时说,进行封闭式地下核试验,由于核裂变而泄漏的环境辐射污染较小,即使设备等发生故障有少量放射性物质逸出,大致估算,也仅为大气核试验的十万分之一。  1963年8月,美国、苏联和英国签署了《部分禁止核试验条约》,即禁止在大气层、外层空间和水下进行核试验,但允许在地下进行核试验。陈晓秋说,此后很多国家都转到地下做核试验。一方面,地下核试验的爆炸当量比大气核试验小很多,可进行主要性能测试,如验证理论计算和工程设计是否正确,为改进设计提供科学依据等 另一方面,其泄漏到环境的人工放射性核素比大气核试验少很多,仅为十万分之一。此外,伴随核裂变产生的放射性氙-133,半衰期为两天多。“如果设备等发生故障,有少量放射性物质泄漏出,对环境的辐射影响也仅出现在前几天。”  陈晓秋说,从《部分禁止核试验条约》到1996年9月联合国大会第50届会议通过《全面禁止核试验条约》,世界各国进行了大约上千次地下核试验。以往的经验证明,地下核试验的环境辐射影响较小,“对土壤和地下水的影响也比较小,所排放的放射性核素在土壤中每年仅迁移几厘米”。
  • 建地下式污水处理厂不应盲目跟风,需综合考虑成本、碳排等
    近年来,地下式污水处理厂在我国水污染防治领域的应用越来越多。北京、上海、深圳、广州、成都、海南、昆明、合肥等多个城市均建有地下式污水处理厂。目前,我国在这方面的建设规模远超世界其他国家之和。据相关统计,目前,全球共运行着200余座地下式污水处理厂。除我国外,还有荷兰、瑞典、挪威、法国、日本、芬兰等国建设了少量地下式污水处理厂。我国在这方面可谓起步晚、发展快,目前建成/在建地下式污水处理厂已近200座,从数量上看,可谓“一枝独秀”。对于一些城区特别是人口密度大、用地紧缺、征拆难度大的中心城区而言,因地制宜建设地下式污水处理厂,在节约土地资源、形成更合理的污水处理厂布局等方面可以发挥一定的积极作用。但是,专家告诉记者,将污水处理厂建在地下也存在明显弊端,须从经济、技术等方面进行综合衡量和必选,不应盲目跟风。那么,我国各地为何对建设地下式污水处理厂较为热衷?结合我国的具体情况看,如何衡量地下式污水处理厂的利弊?记者围绕相关问题采访了有关专家。建地下式污水处理厂不应盲目跟风不久前,国家发改委、住建部、生态环境部联合印发的《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》(以下简称《实施意见》)提出,“土地资源紧缺的城市可建设全地下/半地下式污水处理厂,鼓励通过建设公园绿化活动厂地等方式合理利用地上空间,提升区域环境品质和城市生态系统碳汇能力。”一位业内专家告诉记者:“一个地方如果因为土地资源紧张确实找不到合适的地方建设污水处理厂,是可以考虑建设地下式的。但问题是,我国建成/在建的这200多座地下式污水处理厂是不是都是因为没有地方了,才建成地下式/半地下式的?可以说,我国很多地下式污水处理厂的建设对当地来说,都不是刚需。”他认为,将庞大的设施埋在地下,弊端之一就是占据了较大的地下空间,和水、气、电、热相关的城市‘生命线’的铺设都不能从这些空间通过。其次,这增加了投资建设、运行、检修成本。一般情况下,地下式污水处理厂的投资成本(4000—6000元/立方米)是同等规模地上式污水处理厂的2—3倍。而且地下要通风、照明,需要消耗更多的电能。再者,这也带来了更大的不确定性。比如,地震可能导致污水处理厂的建筑物、构筑物等出现裂缝、变形,并进一步导致机械设备、管道等出现损坏,从而引起污水泄漏,对环境造成污染。如果是地上式污水处理厂,能够更好地应对这种情况发生。但如果建在地下,污水泄漏后更容易下渗到更深层的环境中。因此,污水处理厂是否应该建在地下,应从经济、技术等方面进行综合衡量。实际中,一些地方并没有进行综合比选。有些镇上都建了地下式污水处理厂,不排除有一定的攀比心态。“此次三部委的文件对建设全地下/半地下式污水处理厂的态度是比较务实的。言下之意,确实缺地的,可以考虑建设地下/半地下污水处理厂,但是也不是必须建设地下厂,只是可以把地下污水处理厂这种形式作为一种方案。对于不缺地的那些城市,个人理解,原则上就是不鼓励的。”中国城市规划设计研究院副总工程师,中规院(北京)规划设计有限公司生态市政院院长,教授级高级工程师王家卓说。地下式污水处理厂耗能多、碳排大北京建筑大学中—荷未来污水处理研发中心的郝晓地、于文波等对国内一家全地下式污水处理厂进行研究发现,其全生命周期总碳排放量约87.1万吨CO2-eq,较地上污水处理厂高36.5%。其中,运行阶段需要额外通风、照明等电力消耗,碳排放量可达总量的95%以上。地下式污水处理厂运行阶段(20年),额外通风产生的碳排放量约18.4万t CO2-eq,占总排放量的22%。此外,地下式污水处理厂在建设与拆除阶段,需要额外的施工量与建材消耗。可见,地下式污水处理厂全生命周期中会产生大量碳排放,不符合碳减排、碳中和的社会发展方向。目前,支持建设地下式污水处理厂的主要理由是可以节约土地资源,充分利用空间。对此,郝晓地告诉记者:“地下式污水处理厂节地建设及其地面的园林景观是以较大的建设及运营成本为代价的。以国内某全地下式污水处理厂为例,其在环境影响、基建投资、生态效益三方面的综合负面影响较地上式要高出约20%。即使地下式污水处理厂的地面部分用于打造绿地园林景观,所产生的生态效益也无法抵消其对环境产生的总的负面影响。其实,地下污水处理厂的地面景观罕有向公众开放,很多时候,其真实功能也就相当于一小块绿地的价值。”还有专家认为,有些地方政府积极兴建地下污水处理厂的最大诱因在于使百姓‘眼不见为净’,或者提升周边房地产的价值,甚至在地下污水处理厂上兴建商业楼盘以获得利润。这只不过是将污染与碳排放转嫁到了其他地方。地下污水处理厂怎么建更经济环保?土地资源紧缺的城市如果确实需要建设地下式污水处理厂,需要尽量“趋利避害”,减少其建设、运营管理成本及对环境的负面影响。地下式污水处理厂建在哪?郝晓地告诉记者:“ 在人口密度更高、城市用地更为紧张、社会经济更加发达的一些欧美、日本等国家,地下式污水处理厂并非遍地开花,几乎是凤毛麟角。而且在国外少有的一些地下式污水处理厂的案例中,其建设选址、缘由也非盲目跟风。比如,芬兰赫尔辛基利用天然岩洞、挪威奥斯陆利用天然山洞、荷兰鹿特丹利用废弃船坞码头、法国马赛利用废弃采石场、瑞典斯德哥尔摩利用天然山洞、日本神奈川结合地势开挖隧道等建设了地下式污水处理厂,因而大大减少了工程量。可见,地下式污水处理厂的建设应因地制宜,不应盲目跟风。”我们不一定照搬别的国家的做法,但同样需要充分考虑选址问题。“关于地下污水厂的建设必要性,除了前述的土地稀缺性问题,其实还要考虑污水厂布局的分散与集中的取舍关系。前者更符合水生态原理提高水环境容量,后者则更易于工业化集约降低直接成本。”E20环境平台执行合伙人、E20研究院执行院长薛涛告诉记者,“如果在主城区,基于土地更紧缺等原因,老百姓的接受度相对会高一些。建设地下式污水处理厂对于形成更好的城市污水处理厂布局而言,能发挥一定的有益作用。之前,污水处理厂的建设一般遵循重力流的原理,沿河而布,所以通常建在河道下游,也常常就是城市的下游甚至边界地区,所以土地资源丰富的地区也就更多地采用地上模式,以节省成本。但这样就不便于利用污水处理厂达标排放的水,对主城区的河道进行生态补水。如果要将水送到上游,还需要花提升泵站的钱。那就意味着,一家污水处理厂达标排放的水很大一部分只能给河流下游地区使用,所在城区能利用的很有限。此外,雨水瞬时流量都集中向下游处理,相关管网压力负荷也会很大。从这个角度看,将一部分污水处理厂分散建在主城区的相对上游有其合理性。随之带来的结果则是由于土地稀缺而会选择地下模式或者其他公建化的环境友好型模式,在厂—网—河系统中,这就是一种以偏重分散为取向的较为优化的选择。由于我国不少地区管网建设水平问题和资金缺乏等原因,近年来出现的这种分散取向有我国因地制宜的优势。当然,应具体问题具体分析,区别对待。”此外,地下式污水处理厂在冬季能发挥较好的保温效应。相对来说,北方地区更便于利用这一特性。规划建设地下式污水处理厂时,除了选址问题,还需一并考虑地上空间如何利用的问题。在这方面,我国已有较为成功的实践,主要是和公园建设结合起来。《实施意见》也鼓励通过建设公园绿化活动场地,合理利用全地下/半地下式污水处理厂的地上空间。
  • 稀奇?万米地下的岩屑,也要做核磁!
    3月5日,深地塔科1井已经钻至10006米,来到中国钻井史上前所未有的深度极限。在“摸不着,看不见”的万米之下,科研人员要如何精准识别岩层的信息呢?答案就藏在位于万米深层的岩屑里。地下岩屑是沟通地面与万米地下的载体,可以为整个钻探过程提供丰富的地质信息和工程信息。这也将是我国首次获取万米深层的岩石资料,其珍贵程度不亚于“月壤”。而岩屑要从深层回到地面,相当于要走10公里的路,四舍五入相当于跑了四分之一个全马了。岩屑在这一路上有哪些奇遇?科研人员又是如何揭秘其蕴藏的信息?在钻进过程中,钻头依靠锋利的金刚石“牙齿”旋转切削,整块岩石被切割成毫米大小的颗粒,散落在井筒当中。井筒内不断循环着钻井液,依靠自身的粘弹性将井底的岩屑颗粒返排至地面。岩屑在井筒中的行程将近花费200分钟,相当于我们平时休闲散步的速度。钻井液循环系统的振动筛正在滤筛钻井液中的大颗粒物质工作人员用筛网得到一定范围大小的岩屑井场百格盒中的岩屑井底160℃的钻井液从地层循环至地面,泛起阵阵白烟。通过钻井液循环系统中的振动筛可以将大颗粒物质与液体进行分离,清洗、晾晒之后便可得到井中的固体物质。这些固体物质往往还包括井壁的掉块以及坍塌物,而新鲜岩屑往往个体碎小、棱角明显,工作人员通过筛网进行简易的筛分后,根据不同的深度放置在百格盒不同的格子中。在深地塔科1井,为了取全取准万米井的地质资料,工作人员每米都要及时准确地捞取地下岩石样品,特别是进入9800米以后,更是每50厘米捞取一次岩石样品,通过地质分析为工程决策提供有力依据。深地塔科1井的岩屑薄片王孝明正在显微镜下观察薄片标本显微镜下的岩屑在地质学界,素有一片岩石看穿一座山的说法。在岩屑充分晾干后,工作人员会将岩屑制成薄片,通过显微镜观察,便可以判定岩屑的矿物组成和结构特征,解读万米深层演化的地质信息以及油气生成运移的蛛丝马迹。在制备薄片的过程中,首先需要选出1~2毫米的岩屑,借助研磨机,在载玻片上“手搓”出0.03毫米的透光薄片,对于人的眼力、手力和耐力是一个极大考验。如果达不到这个标准,就无法通过光学特征的差异来识别出不同的矿物种类,从而对地质情况造成误判。要如何确保把岩样磨到0.03毫米?塔里木油田实验检测研究院地质实验中心的王孝明每天要打磨十几片岩屑薄片,据他介绍,首先要把岩屑打磨到微微透光,大概是头发丝的厚度,这个过程需要靠手感一点点感知厚度变化,最后结合显微镜一点点抛光矫正,直到达到标准厚度。截至目前,王孝明和同事们已经磨制出500多片岩屑薄片,获取的地层信息也为下一步钻井工具的选择提供了重要参考。在以前,要实现上述的分析测试,必须得将岩屑运回后方的实验室,仅车程以及各项入库程序就得花费2到3天。而在这里,仅仅需要6个小时,就可以快速解开岩屑的奥秘。移动式岩心核磁共振测井仪器岩石也能做核磁?在深地塔科1井井场的东南角,停放着一辆红白相间的货车,这是由中国石油自主研发的车载岩石物理实验室,里面搭载着移动式岩心核磁共振测井仪器。晾晒好的岩屑可以在这里同步进行高精度的一维与二维核磁测量与资料快速处理解释,可以在几分钟内快速获取地层孔隙度、含油气饱和度、渗透率等岩石物性参数。这也是中国石油首次在塔里木盆地开展现场岩屑核磁分析。“在深地塔科1井钻至9800米以后,出来一个样我们分析一个样。通过岩石物性参数的变化,可以为现场钻进风险预警以及钻进参数调整提供及时反馈。”勘探开发研究院测井技术研究所的金明介绍。工作人员对岩屑进行装袋打包万米岩屑的旅程远没有结束。在经过现场一系列的分析测试后,工作人员将岩屑装袋打包,运送回塔里木油田岩心库,作为珍贵的地质资料永久留存,也将记录下中国石油人探索深地的脚步。
  • 天准科技第10000台影像测量仪下线
    “这台影像仪第一版的每一行代码、每一张图纸我都参与了!”站在展厅内一个影像测量仪前,天准科技董事长徐一华动情地说,“18年过去了,今天第10000台下线,这个数字,我相信放在中国全行业,应该也是当之无愧的第一名,也可能是全球的第一名。”  10月21日,天准科技举办“万中有你感恩同行”——天准影像测量仪10000台下线仪式。记者跟随行业专家、公司客户等嘉宾走进上市公司,参观了天准科技的智造精密车间,与企业高管进行了深度交流,探秘天准科技的发展路径。  天准科技是苹果链视觉检测装备的全球最大供应商,光伏硅片检测也处于全球领先的位置。  万台下线新起点  第一眼看到徐一华,记者感觉他是某所大学的教授,或是某研究所的研究员。徐一华在北京理工大学获得博士学位,在加入微软亚洲研究院后,从事人工智能相关的科研工作。  “2005年,我从微软出来,创立了这家公司。当年我27岁。”徐一华告诉记者,“一开始,公司在北理工校园里,条件比较简陋,在一个两居室民宅里,60平方米大,一间房放了两张上下床,睡4个人;另一间房办公。2008年,终于成功地干不下去了。”  徐一华笑着说:“干到山穷水尽的时候,房子卖了,亲戚朋友的钱也借光了。当时,我跟员工讲,你们继续在这里上班,我去工作赚钱养你们。”  “幸运的是,2009年苏州招商引资,给了我们一些支持,我们就毫不犹豫地来到苏州。”  2019年,天准科技作为首批公司之一登陆科创板。上市以来,营收和净利润的年复合增长率分别达到了33%和13%。正如公司副董事长、董事会秘书及财务总监杨聪所说,上市不是终点,而是新的起点。  “第一万台设备的下线,是天准科技在机器视觉应用领域取得的重大成就。”中国机器视觉产业联盟理事长潘津在仪式上致辞时表示,“希望天准科技把此次第一万台影像仪的下线作为新的起点,进一步深耕机器视觉产业,并积极拓展新领域,开发新技术,推出新产品,为我国的机器视觉的发展继续贡献天准力量。”  新理念打开新市场  今年开始,天准科技把影像仪单独拎出来,重新组建了计量事业部,启动三坐标的研发。  “高端装备领域,特别是精密计量的相关领域,中国的自主可控必须要进一步前行。”徐一华坚定地说,“实现这个目标,天准应该是最有希望的。”  公司计量事业部总经理刘雪亮向嘉宾介绍称:“目前为止,天准全球技术支持的服务网点已经达到26家,可以做到2小时快速响应,24小时到达现场,国内很多地方8小时就可到达。”  快速响应成为天准科技的巨大优势。公司一家温州经销商告诉记者,对比来看,某些国外品牌的维修人员要大半年才能到达现场,而且费用昂贵。  杨聪表示:“覆盖这么多领域之后,完全依靠机器视觉去拓展的机会不算太多。所以,我们有一个新的发展思路——进一步扩展以生产制造为主,机器视觉为辅的设备,我们管它叫视觉制程装备。”例如,在PCB领域,天准科技的LDI激光直接成像设备,以激光实现图形转印,前端具备辅助的视觉功能。  “近几年,正是以这样一个思路,充分利用公司在精密光机电领域的技术积累,快速拓展、扩大了公司业务。”杨聪介绍。  天准科技3.0战略落地之后,计量事业部扩大了研发及运营团队的规模,从此前60多人增至目前的100多人。今年,公司又投入1000多万元,对研发车间进行了改造升级。  “车间中有800平方米隔振达到VC-D/VC-C级别,可支持超高精度仪器的研发及近百台仪器同时生产,年产能2000台以上。”刘雪亮说,公司正在研发攻克超高精度影像仪,以打破国际品牌的垄断。  布局引领新未来  “天准的底层视觉算法完全是自己开发的,不是买别人的商用软件,或者用开源的方式去做。”徐一华说,这就是天准科技不断创新的底气所在。  据披露,天准科技研发投入占营业收入的比例长年在15%以上,高的年份超过20%。  高投入研发取得了丰硕的成果。“比如,连续三年推出PCB新产品,2021年推出LDI产品,2022年推出了AOI缺陷检测设备,今年又推出了PCB激光钻孔机,这是整个研发的一个序列的产品。”杨聪说,明年还会推出PCB的第四款产品。另外,在光伏、智能驾驶等业务,技术积累也开始获得了回报。  截至2022年,天准科技形成了7个事业部齐头并进的布局。消费电子、光伏和汽车制造作为天准科技的基本盘,有望稳健增长。而在PCB领域,公司重点推进LDI设备、激光钻孔设备等高端产品产业化,有望进入放量期。同时,受益于自动驾驶渗透率快速提升,公司的域控制器或快速放量。  杨聪也表示:“公司有着丰富的产品布局,新布局的产品也逐步开始形成销售,我们对公司未来的增长充满信心。”
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