充填设备

高精度光学元件广泛用于航天领域12 月 27 日，长征五号遥三运载火箭在文昌航天发射场发射升空，标志着我国航天技术再上新的台阶。航天及空间观测领域是“高、精、尖”光学技术应用最为广泛、深入的领域。遥感技术、激光技术、空间望远镜等技术或设备对高精度光学元件有着旺盛的需求，传统研磨或抛光技术很难满足高精度光学元件的制作要求，而磁流变抛光技术（MRF）很好地解决了这一需求。MRF 技术被认为是近年来光学加工领域创新技术之一，通常通过数控技术，利用磁场控制含有磁性颗粒的研磨粉浆，对光学元件进行精密抛光处理，达到更高的加工精度及光学元件表面质量。图 1. 磁流变抛光技术示意图航天技术转民用如今，这种先进的抛光技术应用到了 5800/5900 ICP-OES 自由曲面光学系统（FreeForm）的制作过程中。采用先进的磁流变抛光技术，经过 37 道工序加工制作而成了的自由曲面准直镜，加工精度达到了纳米级别，独一无二的曲面大大提升了 ICP-OES 的检测性能。图 2. ICP-OES 中的准直镜ICP-OES 中的准直镜起着非常关键的作用：来自于狭缝的点光源非平行光，准直镜的作用就是将其反射并准直为平行光，最终到达光栅分光。如果没有来自准直镜的平行光线，光栅无法准确地进行波长分光。图3. 准直镜的工作原理示意图每一波长的光进入光学系统，都会有微小的路径差异。因此，每一波长的光都需要独特的准直镜角度才可获得准确的聚焦。如果仅仅采用单一曲面的聚焦镜来同时反射光源光线，就会产生像差，从而导致分辨率差、峰形差以及检出限差等一系列偏差。每一波长的光经过光栅和棱镜组件的色散后，会产生一定的偏移，并反射到聚焦镜的不同区域。神奇的 FreeForm5800/5900 ICP-OES 系统的核心创新点 “FreeForm”，其特殊的表面曲率极大程度上消除了像散和聚焦的边缘效应，获得更低检出限，以及更卓越的分辨率。高精度的表面设计及精确控制的加工技术，让自由曲面最佳地匹配每一波长所需的准直形状。其反射到聚焦镜的光学影像并不是仅仅是中心聚焦，而是可根据不同波段的需求，更加准确地聚焦到检测器，从而消除了像散等边缘效应。图 4. 自由曲面准直镜与最佳拟合球面半径的偏差低至 2.5 nm由于肉眼无法看到曲率，这面镜子看起来就像球面镜，但是其中微小的变化对多色仪的性能产生了巨大的影响。图 5. 有 FreeForm（左）和无 FreeForm（右）的效果对比 下一代 ICP-OES 性能提升的奥秘所有的多色仪都有光学像散以及检测器边缘效应的问题，但是 FreeForm 极大地消除了这种情况。通过 FreeFrom 准直镜，光线集中在更小的区域，从而提高了分辨率，改善了检出限，让光室进一步小型化，也令 ICP-OES 技术发展到了新的高度。图 6. Agilent 5800 ICP-OES 系统推荐阅读：1. Agilent 5800 ICP-OES 仪器 https://www.agilent.com/zh-cn/products/icp-oes/icp-oes-instruments/5800-icp-oes-instrument2. 璀璀璨星空，飞天逐梦 —— 安捷伦 ICP-OES 助力航天材料测试标准 https://www.agilent.com/zh-cn/icp-oes关注“安捷伦视界”公众号，获取更多资讯。

近两年贸易摩擦日益加重，由此引发的中美科技之争给世界分工带来了巨大冲击。宏观来看，“十四五”规划文件牵引、地方政策支持、国产采购倾斜，支持国产仪器发展似乎已经成为政府、市场以及公众的共识。巨浪之下，国产仪器企业的春天是否已经到来，进口品牌将如何更好地制定本地化策略？基于此，仪器信息网特别邀请广大科学仪器企业发表观点。本期，仪器信息网邀请到了北京莱伯泰科仪器股份有限公司董事长胡克博士发表看法。近两年，莱伯泰科的发展驶入快车道，公司于2020年成功登陆科创板，让更多行业外的人士知道了什么是实验分析仪器行业；紧接着又在2021年发布质谱新品，强势进军高端分析仪器领域，以发展高端仪器产业、助力中国制造腾飞为己任，锐意突破，不断进行产品革新。我们知道，发展国产高端分析仪器的道路必定不易，胡克博士是如何看待并规划的呢？北京莱伯泰科仪器股份有限公司董事长胡克高端产业的发展，离不开尖端分析仪器分析仪器，被称作科学家的“眼睛”，也被比喻为高端制造业皇冠上的明珠，是制造业发展中的咽喉行业。仪器仪表行业单从生产规模来讲，算不上大行业，但是它的重要性和战略性不能简单以生产规模来衡量。中国光学和仪器仪表及计量科教事业的奠基人之一、两院院士王大珩曾经指出，仪器仪表是认识未知世界的科学工具，也是控制生产过程的工具，是工业生产的“倍增器”。在制造业中，想要生产出合格的产品，从原料控制到成品质量控制，都需要仪器仪表进行测量。在高端产业中，要生产出尖端的产品，更是离不开最尖端的分析仪器，并且产业越高端，对于分析仪器的要求就会越严格，近乎苛刻。近几年来，随着我国产业升级速度的加快，各行各业对于高端分析仪器的需求亦不断增长。我们仅以理化分析仪器及装备（包含质谱）的进口额为例，从2017年到2021年，我国每年的进口额都在600亿元左右，而且逐年稳步增长，即便是疫情期间也丝毫未受影响。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，逆差每年都在150亿美元以上，是机械制造业中逆差最大的行业之一。国产仪器在半导体行业举步维艰目前我国各行业中使用的质谱类仪器，几乎全部依赖进口。尤其是自中美贸易战以来全国上下共同关注的半导体行业，检测中必须具备的电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS几乎百分之百来自于进口品牌。虽然国家在多个层面支持国内半导体行业的自主创新发展，然而，半导体行业中所用ICP-MS全面依赖进口依然是个不争的事实。在半导体行业中，ICP-MS被广泛应用于高纯材料、高纯化学品以及生产过程中杂质含量的监控。从应用角度来讲，半导体行业需要同时检测的元素范围非常广。因为无机元素杂质会对集成电路造成危害，比如碱金属与碱土金属（Li、Na、K、Ca、Mg、Ba等）污染会造成元器件漏电，造成低击穿；过渡金属与重金属（Fe、Cr、Ni、Cu、Au、Mn、Pb）污染会增大工作时的暗电流进而缩短元器件寿命；渗透元素（S、P、Si、As、Sb、B、Al等）污染具有扩散作用，会影响电子和空穴的数量。除了需同时检测轻、中、重元素外，随着集成电路对线宽的要求越来越严苛，对湿电子化学品的要求也越来越高，对有害粒子含量要求从10-6（ppm）发展到了10-9（ppb）甚至10-12（ppt），因此半导体行业需要检测仪器具有极高的灵敏度。由于行业具有的特殊性，半导体行业对ICP-MS仪器本身也具有极高的准入门槛要求，从仪器性能到仪器的安全可靠性，都有极为严格的规定。首先，在仪器性能方面，ICP-MS必须做到从Li到Pb，从轻元素、中元素到重元素的快速检测；能到达ppt级别的检出能力；针对高Si基体样品检测时的长期稳定性和重现性，每周7*24小时不间断运行；特殊情况下需要仪器冷焰、热焰快速稳定切换，高通量多元素准确检出；对整机及内部部件的洁净度、耐腐蚀性要求极高等等。其次，半导体行业对ICP-MS的安全可靠性方面也有着特别的要求。ICP-MS首先必须通过半导体工业的全球执行联盟（SEMI）的SEMI S2认证，这是一套适用于半导体及平面显示器制造设备的环境、安全及健康的效能的标准，半导体业者为了降低机械危害的风险，在采购设备系统时，将 SEMI S2 安规认证列为必备的规格要求。另一方面，半导体制造企业在水、电、气、化学溶剂、真空射频、微波、射线和高能粒子等方面也都提出了更高的要求。最后，半导体行业对于厂商服务水平的要求也远高于其它行业，例如必须24小时“on call”随叫随到，必要时需要工程师及时驻场；仪器出现故障必须在48小时之内修好，或者提供备用机服务；仪器安装时需要提供全部待检测化学品的分析方法，帮助用户提前建好分析方法；提供仪器与其它自动化进样设施的连接方法，包括硅片前处理装置、化学品在线进样装置等。 上述半导体行业对分析仪器及厂商的极高要求，最终体现在对仪器生产企业的生产技术、应用水平、售后响应速度等整体实力的要求上。而我国科学仪器行业整体技术实力与国外厂商相比还有明显差距，创新能力偏弱，这就造成了进口品牌在半导体行业独占鳌头的局面。 莱伯泰科潜心打造国产ICP-MS第一品牌，努力破局如何破局？如何打破进口品牌在半导体行业的垄断？莱伯泰科一直在行动，在努力发展自主创新，保持埋头苦干的同时，也密切关注着整个行业的动向，时刻保持着抬头看路的清醒。从2019年开始，莱伯泰科便着手组建了一支优秀的ICP-MS研发团队，投入大量资金和人员，努力以自有技术攻破壁垒，以打造国产ICP-MS第一品牌为目标，在仪器的智能化、系统化、自动化方面创新突破以实现差异化的发展。不论是技术储备还是对ICP-MS的深刻理解，莱伯泰科都有着得天独厚的优势。莱伯泰科董事长胡克博士师从ICP-MS发明人Houk教授，对于ICP-MS有十五年的深入研究，并且取得了很多成绩，例如他在全球率先采用了偏转型的离子透镜，抛弃了当年的挡光板，能更加有效地阻挡光子的进入，目前几乎所有的商用ICP-MS都采用偏转离子透镜的方法；其次，将进样锥口的孔径增大至1.1mm同时设计分级真空提高抽速，不仅使更多的离子进入质谱同时还降低了干扰，提高了检测灵敏度和适用性；最后一点，胡博士还设计了一种接口处加电压的方法，让进入离子本身具有更高动能，如今市场上的高灵敏质谱就采用这一技术。这一系列的开创性工作，为许多仪器公司开发质谱的技术提供了依据和参考。在这次ICP-MS的研发过程中，莱伯泰科对半导体行业进行了细致入微的研究和调查，并与多家国内著名半导体企业开展技术合作，终于，在2021年5月18日，莱伯泰科正式推出了首台LabMS 3000 电感耦合等离子体质谱仪。LabMS 3000 电感耦合等离子体质谱仪LabMS 3000在整机设计、进样系统材料、锥接口、锥材料以及碰撞反应池、冷热焰模式等方面都做出了独特的设计和改进。除了通过SEMI S2认证外，也能满足大部分Wafer Fab企业的高安全要求。LabMS 3000采用了高稳定性和高耐受性的质谱硬件，可以提供良好的基体耐受性，带来了新一代的高性能、长寿命检测器，采用脉冲、模拟双模式同时型电子倍增器，可在一次运行中实现常量元素（数百或数千 ppm）与痕量元素（ppt 或亚 ppt 级）的直接分析，简化分析方法和分析时间。LabMS 3000还具有三种高性能去除质谱干扰功能，包括质量校正方程、冷焰模式和第四代碰撞池技术，可消除棘手的多原子和双电荷离子干扰，避免降低数据质量，同时可减少高成本的样品重新测量需求。LabMS 3000配备的HiMass 软件，是软件团队专为中国用户打造的软件平台，拥有良好的逻辑性和便捷性。HiMass采用直观的任务导航栏和工具栏，把智能与流程化相结合引进到仪器控制与操作流程上，更符合中国人操作习惯，并可以确保高效、准确的运行与分析结果，支持中英文语言实时切换、数据上传、接入实验室管理系统和定制报告格式模版。HiMass软件，可以自定义质谱运行日程安排，自动化完成从等离子体点火、自动启动性能检查和优化、自动跳转至方法和序列，完成数据采集和自动生成报告，适用于实验室的各种分析需求。除了上述LabMS 3000各种软硬件的优势之外，莱伯泰科本身在应用方法的开发和售后服务上，也有自己独特的优势。在组建研发团队的同时也打造了一只技术过硬的应用团队，针对行业特点开发不同样品检测方法的同时，凭借已有的全自动前处理技术，定制化的开发了全自动进样系统。莱伯泰科历经近20年的发展，售后服务网络更是覆盖了全国，可以提供高质量的售后服务，以满足半导体行业的特殊需求。莱伯泰科LabMS 3000上市之初，首发行业选择的是半导体行业，很多人表示不理解，对于国产仪器进军半导体行业不看好。但是，胡克博士认为，困难的事情总得有人去做，在这个看实力的年代，需要的是破局的能力和决心，而不是原地踏步、固步自封。莱伯泰科有实力也有决心和信心，做就一定要努力做到最好，飞必冲天，鸣必惊人。“只要我们心存理想，脚踏实地，潜下心来打造国产ICP-MS第一品牌，赶上进口高端分析仪器不会只是一个遥远的梦。”胡克博士说道。

25届世界电动车大会正吸引着全球的目光。11月8日，我国能源服务企业科陆电子自主创新研发的系列化电动汽车充电设备检测产品和深圳计量质量检测研究院推进电动汽车充电设备计量检定规程在深圳发布。这对推动我国电动汽车充电设备向规范化、产业化方向发展具有里程碑的意义，填补了国内空白。　　中国电动车行业的蓬勃兴起，给电动车充电站行业带来巨大商机和广阔的市场。国家电网计划年底前在全国27个城市建设75座电动汽车充电站和6029个充电桩试点。南方电网也全力推动充电设施的大规模建设。按规划，到2012年，仅深圳就将建设各类新能源汽车充电站(桩)12750个。　　电动汽车充电站就像加油站，充电桩就像加油机一样，都是电动汽车推广应用的基础条件，直接影响电动汽车推广应用的效果，因此充电设备的检测成为迫切需要解决的问题，而检测设备和检测技术规程在我国都是空白。　　为解决充电计量检测瓶颈，深圳计量质量检测研究院参与和承担了电动汽车充电系统的计量技术研究，包括检定规程的起草、直流电能溯源体系的研究等。由其主持编写的广东省地方检定规程《电动汽车充电桩(站)》已经在广东省质量技术监督局立项。作为计量检定规程的重要技术支撑，科陆电子率先研发了电动汽车充电设备系列检测产品CL6310交流充电桩检定装置、CL6311交流充电桩现场检定装置、CL6321直流充电机(桩)检定装置、CL6322直流充电机(桩)现场检定装置、CL6320便携式直流电能表检定装置、DDSF72-NZ1单相多费率直流电能表等，性能指标达到国际先进水平。　　世界电动汽车协会主席陈清泉院士，科技部、相关省市政府官员及企业界代表等参加了当日召开的成果发布会。