电磁场分析仪

2023年5月25日，薄壁不锈钢焊缝（壁厚≤3.5mm）全壁厚穿透交流电磁场检测技术在某工程的应用申请获得了国家监管单位的正式批复，标志着中国核电工程有限公司牵头研发、国际首创的数字化无损检测技术取得重要突破。交流电磁场检测（Alternating current field measurement，简称ACFM）是一种新型表面和近表面的电磁无损检测技术，原理是激励线圈在工件中感应出均变电流，感应电流在焊接缺陷和腐蚀等位置产生扰动，利用传感器测量电场扰动引起的空间磁场畸变信号，从而实现缺陷的检测与评估。为解决工程射线检测数量多、需占用专门时间和空间窗口、辐射安全风险大的问题，中国核电工程有限公司依托自主科研，联合中国核工业二三建设有限公司、中国石油大学（华东）开展深度设计施工融合，从2021年4月起，项目团队相继实现了高灵敏度隧道磁阻检测探头、微缺陷梯度算法识别等软硬件关键技术突破，完成了检测系统集成、仿真和工艺研究、缺陷检出率分析、模拟验证和现场验证，形成了系列自主知识产权，并在积极布局海外专利、行业及国家标准。在研发的过程中，中国核电工程有限公司牵头组织了十余次的专项汇报和权威专家评审，来自中国特种设备检测研究院、中国核工业集团有限公司科技委、中国核动力研究设计院、中核武汉核电运行技术股份有限公司、国核电站运行服务技术有限公司、中广核检测技术有限公司、中核建中核燃料元件有限公司、哈尔滨焊接研究所、南昌航空大学等单位的国内行业权威专家多次对项目给予指导和建议。在工程推广的过程中,公司也组织了ACFM技术有效性第三方评估和ACFM人员专项培训和取证，监管部门和业主单位给予了大力支持。在工程实际中,中国核电工程有限公司与中核二三组织进行了近4000道焊口的局部试应用。从应用情况看，研发的ACFM技术具有不低于射线检测的检出能力，效率是RT的3倍以上、人力成本可降低70%以上，并可实现同步施工、无辐射安全风险，该良好反馈为ACFM最终全面落地打通了最后“一公里”。薄壁不锈钢焊缝全壁厚穿透交流电磁场检测技术获得国家监管单位批准，将极大推动此项技术的应用，有力地保证工程建设周期，并有可能带来核工程薄壁结构无损检测领域的一场变革。

联系电话： 15321363169 010-59483169单台仪器即可实现电场磁场同时测试 仪器说明：HI-3604是专门为检测50/60Hz电力线，有电设备和设施，视频显示终端等周围的电磁场强度而设计，为工程师，工业卫生学者以及人身安全健康专家等人员提供电力环境的准确测试工具。液晶显示器显示的单位可选择毫高斯，高斯，伏/米，千伏/米，并有图形显示功能，可方便直观的定位电磁场源位置及强辐射点。单探头实现全量程，仪器面板为覆膜式按键设计，非常适合现场使用，内部存储器可存储最多127个读数。技术参数：技术参数： 　&bull &bull 频率范围： 30 &ndash 2000 Hz &bull &bull 频响范围： ± 0.5 dB (50-1000Hz) ± 2.0 dB (30-2000Hz) &bull &bull 电场测量范围：1 V/m &ndash 200 kV/m &bull &bull 磁场测量范围：0.2 mG &ndash 20 G &bull &bull 检测：单轴 &bull &bull 响应：真有效值 &bull &bull 存储：内置，最多112 读数 &bull &bull 环境：温度-10° C &ndash 40° C， &bull &bull 湿度5% - 95%无冷凝 基本配置： &bull &bull 电磁场两用探头（单轴） &bull &bull 显示部分 &bull &bull 绝缘手柄 &bull &bull 使用手册 &bull &bull 便携箱 &bull &bull HI-3616 型远程读取控制器 (可选) &bull &bull HI-4413 RS232 光纤转换器 (可选) &bull &bull 绝缘体三角架 (可选)配置：标配：电磁场两用探头（单轴），显示部分，绝缘手柄，使用手册，便携箱选件：HI3616远方显示器，HI4413 RS232光纤MODEM，三脚架 联系电话： 15321363169 010-59483169

2012年3月19日下午，在位于北五环外的森馥科技公司的屏蔽室里，清华大学工程物理系电磁兼容实验室主任倪建平，森馥科技公司总经理朱琨及几位感兴趣的记者和公众，共同见证了对于节能灯的电磁辐射测试过程。目前电磁辐射的安全方面我国当前的通行标准是《电磁辐射防护规定》（GB8702-88），专门针对节能灯的电磁辐射检测尚没有标准，如果按照国外标准，则针对灯具的电磁辐射检主要是参照《照明设备涉及人体暴露于电磁场的评估》EN62493：2010（IEC62493：2010），由于不同的标准需要不同的测量仪器和检测方法，因此，针对节能灯的电磁辐射检测，我们将分成两个阶段进行，第一阶段（本次测量），按照中国现行《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）进行，采用目前与此标准相适应的德国Narda公司生产的NBM550电磁辐射分析仪和EHP200A选频电磁分析仪，第二阶段，初步定在4月中旬，采用与EN62493：2010（IEC62493：2010）标准相应的意大利PMM公司生产的VDH-01灯具电磁辐射检测专用仪。我们将会进一步跟进我们的工作，为大家提供进一步的检测结果信息。 本次检测仪器一：NBM550电磁辐射分析仪，频率范围是100KHz-3GHz仪器二：EHP200电磁辐射选频分析仪，频率范围是9KHz-30MHz仪器生产商：德国Narda公司测试地点：北京森馥科技有限公司屏蔽室测试灯具：1）节能灯4款，功率分别为9W，13w，18W，36W，2）白炽灯，功率60W3）LED灯，功率2W。4）备好的另外一盏卤素灯则因为接口不同而无法进行测试，略有遗憾。 在5厘米和20厘米的距离下不同灯具的电场强度，测试结果表明白炽灯和LED灯的电场强度低于节能灯。而不同品牌不同功率的节能灯，随着距离的变化，其测试结果呈现显著差别，并且两台测试仪器因为其测试频宽、工作原理等区别及距离的微小差异，测试结果在某些时候也呈现显著差别。在这一阶段的测试中，测得最大值来自NBM550，在测试36W节能灯，距离为5厘米时出现，其最高值为109.04v/m，而相应的EHP200A的测量数据为46.00v/m，造成这种测量差别的原因在于NBM550仪器的高阻线与信号发生偶合而带来测量的不准确，因此，在此情况下，EHP200A的测量结果更为准确。由于在实际使用中，人体与灯具的距离通常都会大于20cm，所以，在此次测量中，我们以20cm的测量结果作为主要参考数据，从整个测量的结果来看，在20cm处的测量，没有超标的情况发生，可以放心使用。但另一方面，我们需要提醒的是，根据测量的结果表明，节能灯功率越大，距离越近，其电磁辐射强度越高，因而，功率较大的节能灯，在作为台灯使用时请保持良好的使用距离。此外，为摸清节能灯的电磁发射规律，我们还对功率分别为13W和36W的两盏节能灯进行了20K-1MHz的选频测量，结果如附表二，测得电场强度最高值分别出现在41KHz和35KHz，与节能灯电子镇流器变换频率20KHz&mdash 100KHz的范围相吻合。《电磁辐射防护规定》（GB8702－88）标准中，40v/m的限值仅适用于100KHz－3MHz频段，而产生节能灯电磁辐射的主要频率则在20KHz-100KHz之间，不在此标准的约束范围之内。鉴于我国尚未发布低于100KHz电磁场的国家标准，我们在这里仅公布此次检测的数据结果。至于是否超过标准，关心这一问题的朋友，我们将在第二阶段（初步定在4月中旬），采用与EN62493：2010（IEC62493：2010）标准相应的VDH-01灯具电磁辐射检测专用仪进行检测，为大家提供进一步的检测结果信息。 赫晓霞达尔问自然求知社 附一：测试记录表编号灯具类型及功率测试距离cmNBM550(100K-3GHz)EHP200A(100K-1MHz)背景值 0.401节能灯9W523.0021.20207.020.822白炽灯60W51.452.28200.350.393节能灯18W575.1018.422010.120.844LED2W51.201.88200.310.56 5节能灯36W5109.0446.002021.117.30测试：倪建平 朱琨 记录：赫晓霞附二、考虑100KHz以下的情况编号灯具类型及功率测试距离cmEHP200A(20K-1MHz)6节能灯13W1016.58206.14 7节能灯36W1044.3820 测试谱图：1、13W节能灯，距离10CM

近日，中科研合肥研究院安光所高晓明研究员团队在静态磁场法拉第旋转光谱研究方面取得新进展，相关研究成果以《基于环形阵列永磁体的法拉第旋转光谱NO2传感器》为题发表在国际TOP期刊Analytical Chemistry上。法拉第旋转光谱（FRS）通过检测沉浸在外部纵向磁场中的气体介质所引起的线偏振光偏振状态的变化，从而实现对基态或上电子态具有磁偶极矩的顺磁性分子的高灵敏度检测。该光谱检测方法对水汽、CO2等抗磁性分子具有天然的免疫力，这使得其表现出高度的样品特异性。同时，由于采用了一对相互接近正交的偏振器极大抑制了激光噪声，法拉第旋转光谱具有非常高的检测灵敏度。目前法拉第旋转光谱信号主要由螺线管线圈产生的交流磁场调制样品吸收线的塞曼分裂而产生。针对正弦电磁场在激发磁光效应时所存在的高功耗、电磁干扰、产生大量焦耳热等缺陷，团队刘锟研究员，博士后曹渊等人提出了一种基于稀土永磁体的静态磁场法拉第旋转光谱传感装置。研究团队将十四个完全相同的环形钕铁硼（NdFeB）永磁体按照非等间距的形式同轴组合，从而在380 毫米长度范围内产生了一个平均磁场强度为346 高斯的外部纵向静态磁场。通过将赫里奥特（Herriott）池与非等间距永磁体阵列同轴配合，极大地增强了线偏振光与样品之间的相互作用。实验以NO2为检测对象，探测了1613.25 cm-1处NO2的ν3基带的Q支光谱特征，在23.7 米的光程范围实现了0.4 ppb的检测极限。本研究工作得到了中国科学院科研装备研制项目、国家自然科学基金、先进激光技术安徽省实验室开放基金、合肥研究院院长基金以及中国博士后面上基金等项目的资助。　　静态磁场法拉第旋转光谱传感装置　　环形阵列永磁体及其纵向磁场分布特性　　法拉第旋转光谱信号及其信噪比与检偏器偏转角度的变化关系

北京市环保局首次公布京城辐射环境信息引起市民对于生活环境中辐射指数的关注，部分市民还自购仪器自行测量电磁辐射。23日记者调查发现，目前市场上的测试仪器技术标价不一且规格混乱，还有人借“核辐射好帮手”推销。相关专业人士表示，市民自测辐射行为并不可取。　　检测仪称能测“核辐射”　　热销辐射测试仪、钻石信誉电磁辐射检测笔、台湾原产电磁辐射测试仪……在淘宝网输入“辐射”二字，各种广告语扑面而来。日本地震后，平日无人问津的辐射检测仪搭上了“核辐射”的顺风车，销路大开。仅以电磁辐射测试仪为例，这种仪器价格从八九元到上百元、上万元不等，一款声称从德国进口的标价36000元。而一款198元的家用测试仪一个月内竟卖出182件，还有一款来自香港的电磁辐射检测仪称是“核辐射好帮手”。而据专家介绍，电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，与核辐射无关。　　再仔细观察发现，这些产品的各种技术指标也不尽相同。有的仪器测量频宽是50赫兹到3000兆赫兹，也有仪器的频宽为50赫兹到5000兆赫兹，有些厂家自行规定了低频和高频，低频为5赫兹到40万赫兹，高频则为30兆赫兹到2000兆赫兹。不仅如此，仪器误差也不同，有的是3%，有的是5%。　　而专业人士指出，应该根据辐射源的频率来选择测试仪的频宽。而对于低频和高频的区分，厂家的划分也不科学。一般来说，超低频有不同限值，用的较多的是50赫兹或者100赫兹。高频则是10万赫兹到30兆赫兹，30兆到300兆为超高频，300兆到30万兆属于微波频率。　　专业机构1500元起测　　目前，北京市环保局并无附属的对外测试电磁辐射的单位，市场上活跃的一般是第三方检测机构。　　“主要是测‘房’测‘站’。”一家检测机构工作人员告诉记者，他们测的数据大多是用来打官司用的，有测小区附近的高压线电磁场的，有测机房和设备的，还有居住在变电站或者手机基站附近的居民也要求测试辐射环境。他们一般会根据客户所处的地段和要求，测量出电场或者磁场强度、功率密度，并出具一份报告。　　这名工作人员也告诉记者，因为个人测试的数据并未经过CMA国家计量认证，不具有法律效力，居民打官司时还得请专业公司来测。　　由于是专业测试，这些机构的开价也不低。北京室内环境污染检测技术中心工作人员透露，他们测试一般3个点起测，一个点500元，一次至少1500元。另一家检测机构谱天测试中心同样是3个点1500元起测。工作人员还“关照”记者：“如果个人测，我们能优惠点。如果是开发商或者物业委托，就走对公价格，自然要贵点。”据了解，该机构给小区做一个环境评价，平均价格是3万元到4万元。　　电磁辐射环境有国标　　对于自测电磁辐射行为，专业人士指出这种做法并不可取。　　北京室内环境污染检测技术中心的一位金姓工程师告诉记者，检测设备购买后得先拿到中国计量科学研究院做检定，之后才会使用，使用过程中也会按固定周期拿去检定，以保证仪器的灵敏度。市民个人购买仪器检测，在准度上就无法保证。　　那么，什么样的辐射环境才算正常?环保部颁布的《电磁辐射防护规定》指出，在30兆赫兹到3000兆赫兹这一公众最敏感范围内，电磁场功率密度的标准限值为0.4瓦每平方米，低于这一数值才比较安全。关于超高压选变电设置的工频电场、磁场强度限值，我国推荐0.1毫特斯拉作为磁感应强度的评价标准。　　金工程师还建议，市面上的各种电磁辐射测试仪器良莠不齐，不同厂家生产的设备，性能差别很大。且电磁辐射受环境影响因素很大，即使误差较大也难以识别，测出来的数据并没有说服力。如果真有这方面需要，建议市民邀请具有资质的专业机构去测试。　　相关链接：　　受日本核危机影响 核辐射检测仪器需求大增　　韩国没有可批量检测商品的大型核辐射检测设备　　日本强震 韩国“哄抢”核辐射测量仪

钠离子测量装置 钠离子分析仪 型号：BH-BT2003术范围测量范围：[Na+](浓度值)：0～1 000µ g/L；0～10mg/L准确度：[Na+](浓度值) 校准后读数值的± 2% 温度± 0.5重复性误差：小于读数值的2%水样温度：5～50.0℃；自动温度补偿范围：0～60.0℃(25℃为基础)水样pH值调整试剂：分析纯二异丙胺(要求用户自备)响应时间：120 s(稳定值的90)电源：AC(220± 22)V，(50± 1)Hz 耗10W电子单元输入阻抗：&ge 1× 1014&Omega 电子单元尺寸：219 mm(长)× 208 mm(宽)× 94 mm()电子单元质量：1.5kg液晶尺寸：62 mm(长)× 44 mm(宽)作条件：a)环境温度：5～45℃b)相对温度：不大于85%c)无振动、无腐蚀性气体、无阳光直射。d)周围除磁场外，无其他性能的电磁场存在。

为促进电子显微学研究、电镜应用技术交流，打破时空壁垒，仪器信息网邀请电子显微学领域研究、技术、应用专家，以约稿分享形式，与大家共享电子显微学相关研究、技术、应用进展及经验等。同时，每期约稿将在仪器信息网社区电子显微镜版块发布对应互动贴，便于约稿专家、网友线上沟通互动。专家约稿招募：若您有电子显微学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通（邮箱：yanglz@instrument.com.cn）。本期将分享张承青老师为大家整理的关于电镜实验室环境对电镜的影响的系列约稿经验分享，以下为系列之三，以飨读者。（本文经授权发布,分享内容为作者个人观点, 仅供读者学习参考,不代表本网观点）系列之三 低频电磁屏蔽实践《低频电磁屏蔽实践》一文第一稿于2007年11月完成，曾被不知名朋友鼓捣到百度上置顶数年（未署名），本篇主要内容来自该文。此次经补充修改，第一次署名。孔乙己有名言：偷书不算偷，我抄自己的当然更不算啦。怕产生误解，特此说明一下。这里我们讨论一下低频电磁屏蔽的机理及推导计算（以下不加说明均指磁路分流法），和在实际工作中必须要加以注意的事项。对“感生反相电磁场法”感兴趣的朋友，请参见本系列之五《几种改善电磁环境方法比较》。许多“专业文献”在分析低频电磁屏蔽机理的机理时套用了中高频电磁屏蔽的理念和计算方法，致使计算和设计与实际结果偏差很大。有些中高频电磁屏蔽理念被盲目照搬到低频领域，造成不少误解、产生不少浪费和失误。众所周知，电磁波是磁场-电场交替传播的，既有电性又有磁性。所以往往很自然地推导出电磁波既可以用电场来度量，也可以用磁场来度量。可是这必需要做具体讨论。实际上泛泛谈论“电磁波”对讨论基本物理原理而言固然没错，但实际工作中，还必须结合频率来考虑。在频率趋于0时（频率等于零时，那就是直流磁场啦），电磁波的磁场分量趋强，电场分量渐弱；在频率升高时，电场分量趋强而磁场分量减弱。这是一个渐变的过程，没有一个明显的转变点。一般从零到几千赫兹时，用磁场分量可以较好地表征、度量和计算，所以一般我们用“高斯”或“特斯拉”做场强的单位；而在100kHz以上时，用电场分量表征比较好，这时就用伏特/米来做场强的单位。对于低频电磁环境，直截了当从减弱磁场分量入手应该是一个好办法。下面重点讨论屏蔽体内体积为40～120m3，屏蔽前磁场强度在0.5～50mGauss p-p(毫高斯 峰-峰值) 范围的低频（0～300Hz）电磁场屏蔽的实际应用（一般电镜实验室环境大致就是这样的）。考虑到性价比，屏蔽体材料如无特殊情况，一般应选择低碳钢板 Q195（旧牌号为A3）。 我们先来建立一个数学模型：1．计算式推导因为低频电磁波的能量主要由磁场能量构成，所以我们可以使用高导磁材料来提供磁旁路通道以降低屏蔽体内部的磁通密度，并借用并联分流电路的分析方法来推导磁路并联旁路的计算式。这里有以下一些定义：Ho： 外磁场强度Hi： 屏蔽内空间的磁场强度Hs： 屏蔽体内磁场强度A： 磁力线穿过屏蔽体的面积 A=L×WΦo：空气导磁率Φs：屏蔽材料导磁率Ro: 屏蔽内空间的磁阻Rs: 屏蔽材料的磁阻L： 屏蔽体长度W： 屏蔽体宽度h： 屏蔽体高度（亦即磁通道长度） b： 屏蔽体厚度由示意图一可以得到以下二式Ro=h/( A×Φo)=h/(L×W×Φo) (1)Rs=h/(2b×W+2b×L)Φs (2)由等效电路图二可以得到下式Rs= Hi×Ro/（Ho- Hi） (3)将(1)、(2)代入(3)，整理后得到屏蔽体厚度b的计算式(4) b=L×W×Φo(Ho-Hi)/ (W+L) 2Φs Hi (4)注意：在(4) 式中磁通道长度h已在整理时约去，在实际计算中Φo、Φs 、Ho、Hi等物理单位也将约去，我们只需注意长度单位一致即可。由(4) 式可以看出，屏蔽效果与屏蔽材料的导磁率、厚度以及屏蔽体的大小有关。屏蔽材料导磁率越高、屏蔽材料越厚则磁阻越小、涡流损耗越大，屏蔽效果越好；在导磁率、厚度等相同的情况下，屏蔽体积越大屏效越差。因为整体材料的涡流损耗比多层叠加（总厚度相同）的涡流损耗要大，所以如无特殊情况不宜选用薄的多层材料而选用厚的单层材料。2．计算式校验我们用（4）式计算并取Φo=1, L=5m，W=4m，Φs=4000，计算结果与实测数据（收集这些数据花了好几个月呢）对照比较（参见表1），发现差别很大：表1厚度（mm） 场强（%）1.5234568外磁场强度100100100100100100100实测内磁场强度60～6545～50～35～27～22～168～12计算内磁场强度18.513.99.266.945.564.633.47注：1．外磁场强度为5～20mGaussp-p。 2．为便于比较将计算数值及实测数值都归算为百分数。 3．实测值系由不同条件下的多次测试折算而得。由于各次的测试条件不完全相同，所以只能取其大约平均数。事实上，由于各种因素的影响，试图建立一个简单的数学模型直接去分析和计算低频电磁屏蔽的效果是相当困难的。通过分析，发现计算与实测相比偏差较大主要有两方面的原因。并联分流电路的函数关系是线性的，而在磁路中，导磁率、磁通密度、涡流损耗等都不是完全线性关联，许多参数互为非线性函数关系（只是在某些区间线性度较好而已）。我们在推导磁路并联旁路的机理时，为避免繁杂的计算，忽略或近似了一些参数，简化了一些条件，把磁路线性化后计算。这些因素是造成计算精度差的主要原因。另一方面，商品低碳钢板的规格一般为1.22m×2.44m，按一个长×宽×高为5×4×3m3的房间来算，焊接缝至少五六十条，即便是全部满焊，焊缝厚度也往往小于钢板的厚度。另外屏蔽体上难免有开口和间隙，这些因素造成的共同结果就是：屏蔽体磁阻增大，整体导磁率下降。用并联分流电路的分析方法推导出的磁路屏蔽计算式必须加以修正才能接近实际情况。3．修正后的计算公式在(4)式基础上，我们引入修正系数μ，且考虑到空气导磁率近似为1，得到(5)式b=μ〔L×W(Ho-Hi)/ (W+L) 2Φs Hi 〕 (5)μ在3.2～4.0之间选取。屏蔽体体积小、工艺水平高可取小值，反之取较大值为好。我们用（5）式取μ=3.4计算出的结果与实测数据对照比较（参见表2），啊哈，这下吻合度基本可以满意。表2厚度（mm）场强（%）1.5234568外磁场强度100100100100100100100实测内磁场强度60～6545～50～35～27～22～168～12计算内磁场强度62.947.231.523.618.915.711.8注：其它情况与表1相同。必须指出的是，多次测试数据表明，虽然(5)式计算结果与多次的现场实测结果吻合度较高，但后来也发现个别相差较大的实例，究其原因是属于现场施工的问题。以下是在现场施工中可能发生的几种情况：1．个别部位（如门）用了薄钢板；2．钢板没有连续焊接且拼接缝过大；3．钢板焊缝深度不足，焊缝处导磁率变小，形成多处“瓶颈”；4．屏蔽体在设备基础部位开口过大且波导口处理不当；5．随意缩短波导管的长度或加工时有偷工减料现象；6．波导管壁厚过小；7．屏蔽体多点接地致使屏蔽材料中有不均匀电流；8．屏蔽体与电源中性线相连。一两处小小疏忽就会造成屏蔽效果严重劣化。这有点类似于“水桶理论” ：水桶的容量取决于最短的那块木板。对于这类隐蔽项目，质量往往由工艺保证。所以在选择一个可靠的施工单位、严格遵照设计工艺要求、加强现场施工监理、实施分阶段验收等方面，都是一定要引起高度注意的。屏蔽体的开口设计：设计一个屏蔽体，一定会碰到开口问题。常见开口设计的理论方法大多难以在低频磁屏蔽设计中直接应用。下面以一个房间的屏蔽设计为例来讨论。1．小型开口房间内安装的被屏蔽设备，一般都需要供应动力、能源和冷却水等等。这些辅助设施大多位于屏蔽室之外，通过进出水管、进排气管和电缆连接进来。我们可以将这些管道和电缆适当集中，统一经由一个或数个小孔穿过屏蔽体。小孔可用与屏蔽体相同的材料做成所谓 “波导口”，长径比为一般认为至少要达到3～4﹕1（现场条件允许的话长些更好）。例如小孔直径为80mm，则长度至少为240～320mm。2．中型开口空调的通风口、换气扇的进排气口等直径（或者正方形、长方形的边长）一般在400～600mm左右，这样算来波导口的长度将达到1200～2400mm，这在实际施工中是无法承受的。这时可以用栅格将原来的开口分隔为几个同样大小的小口。例如将一个400×400mm的进风口分隔为九个等大的栅格，则长度由1200～1600mm减少为400～530mm（栅格增加的风阻很小，可以忽略不计）。设计和加工时注意以下几点：1）栅格的材料与屏蔽体相同，不要随意减小材料的厚度；2）栅格的截面尽量接近正方形；3）在长度可以接受的情况下，尽量减少栅格的数量，以减少加工难度和风阻；4）栅格各处都要连续焊接，以免磁阻增大；5）各个开口接缝处，可以增加硅钢板就，以增加导磁性。3．可关闭的大型开口一般房间的门窗等开口都在1m×2m以至更大，这时应该依照门窗（均为与屏蔽体同样的材料制成）关闭后的非导磁间隙来设计波导口。设门窗关闭后的非导磁间隙为5mm（这在技术上并不困难，个别难以处理的地方可以加道折边），则波导口的长度为15～20mm。考虑到间隙是狭长的，这个长度尽量长些为好。注意这里的波导口并不是只由门窗的框构成，在所有的非导磁间隙处都要有一定厚度的折边，保证波导口的长度。为保证特殊情况下的安全撤离，屏蔽室的门框应特别加强，屏蔽门最好向外开启。下面有一个实际设计的例子：房间的长、宽、高分别为5米、4米和3.3米，原磁场强度x=10mGauss，y=8mGauss，z=12mGauss，试设计一低频电磁屏蔽，要求屏蔽体内任一方向的磁场强度小于2mGauss。参见图三。1．选用商品低碳钢板，Φs=4000，规格为1.22m×2.44m；2．按照（5）式分别从x、y、z三个方向来计算钢板厚度：μ取3.8，L×W分别以条件所给的长、宽、高代入，且与x、y、z等方向的原磁场强度对应。bx=3.8〔3.3m×4m×(10mGauss -2mGauss)/(4m+3.3m) 2×4000×2mGauss〕 =3.43mmby=3.8〔3.3m×5m×(8mGauss -2mGauss)/(5m+3.3m) 2×4000×2mGauss〕 =2.83mmbz=3.8〔5m×4m×(12mGauss -2mGauss)/(4m+5m) 2×4000×2mGauss〕 =5.28mm (若取长宽分别为10、6米，则可计算得b=2280/56000=8.91mm)全部钢板厚度至少为6mm（为防止环境磁场变化留有裕量亦可选用8～10mm），单层。全部焊缝要求连续焊接，并尽量使焊缝深度接近母材厚度。3．波导口处理（略。参见屏蔽体的开口设计）。以上实例完工后检测，完全达到设计要求。需要注意的是：由于磁屏蔽不能改善DC干扰环境，在需要改善DC电磁干扰环境时，需与具有消除DC功能的主动式消磁器配合使用。另有一种情况，对于电源线、变压器等产生电磁干扰的，也用铁管铁盒套住，是不是也可以改善呢？千万不要！多地多处的多次测试证明，电源线用铁管套住后磁场往往不会减少反而增大，似乎可以解释为这是加大了“源”的体积，提高了磁场发散效率。2020.10张承青作者简介作者张承青，退休前在某电镜公司工作多年，曾经做过约两千个（次）电镜环境调查、测试，参与多个电镜实验室设计及改造设计规划，在低频电磁环境改善和低频振动改善等方面有些体会，迄今仍在这些方面继续探索。附1：张承青系列约稿互动贴链接（点击留言，与张老师留言互动）： https://bbs.instrument.com.cn/topic/7655934_1附2：张承青系列约稿发布回顾拟定主题发布时间文章链接序言 电镜实验室环境对电镜的影响2020年10月13日链接系列之一 电子显微镜实验室环境调查的必要性2020年10月15日链接系列之二 电镜实验室的电磁环境改善2020年10月20日链接系列之三 低 频 电 磁 屏 蔽 实 践2020年10月22日链接系列之四 主动式低频消磁系统2020年10月27日链接系列之五 几种改善电磁环境方法比较2020年10月29日链接系列之六 低频振动环境改善2020年11月3日链接系列之七 谈谈电子显微镜的接地2020年11月5日链接系列之八 温度湿度和风速噪声2020年11月11日链接… … … … … … 附3：相关专家系列约稿安徽大学林中清扫描电镜系列约稿

由于电磁场(electromagnetic fields,EMF)对人体会造成头晕、呕吐、罹患儿童白血病、成人恶性脑瘤、肌萎缩侧索硬化症、丧失生育功能、癌症等，严重危害着人类的健康。所以在照明领域，为保护暴露其中的人体头部和躯干的中枢神经系统组织，减少其对人身造成的影响，需建立一个评价在照明设备周围空间电磁场的合理方法。为此，欧盟针对灯具产品也提出了EMF的要求，2010年11月1日，CEN发布了有关照明设备对有关人体电磁照射的评定的标准EN 62493:2010。　　该标准提出了灯具对人体的电磁辐射的评估要求，标准中规定的需要进行EMF评估的照明设备包括：　　以照明为目的、具有产生和分配光的基本功能、并打算连接到低压供电网络上或者用电池工作的所有室内和室外照明设备 　　一般照明设备指所有工业、住宅、公共场所和街道照明设备 　　主要功能之一是照明的多功能设备 　　用于照明设备的独立附件。　　标准不适用于：　　航空器和机场使用的照明设备 　　道路机动车辆的照明设备(除公共交通工具乘客车厢内的照明设备外) 　　农用照明设备 　　船上照明设备 　　复印机、投影仪等使用的照明设备 　　在其它IEC标准或CISPR标准中明确规定的无线电频率范围内的电磁兼容要求的器具。　　所有的照明设备的内置部件不在本标准之列，例如：内置电子变压器、内置电子镇流器等。　　标准适用产品范围与EN 55015/A2:2009类似，覆盖了大部分灯具产品，具体提出四个方面的电磁辐射限制要求：　　电源端骚扰电压(20 kHz—30 MHz)　　辐射场磁场分量(100 kHz—30 MHz)　　辐射场电场分量(30MHz—300 MHz)　　频率范围内电场感应电流密度(20 kHz—10 MHz)　　其中前三项要求已完全被EN 55015/A2:2009覆盖，EN 55015/A2:2009为灯具申请CE/EMC时的主要适用标准之一，这表示现阶段如果厂家在申请CE/EMC的同时申请EN 62493:2010的认证，将能大幅减少测试费用得到更具性价比的产品认证许可。而对于新增的电场感应电流密度限制，EN 62493:2010给出了测试方法和设备要求。　　目前，EN 62493:2010已进入过渡期。在2012年2月26日发布的OJ公报(OJ C 061 of 29/02/2012)将EN 62493:2010纳入了LVD指令的协调标准清单，其执行日期为2013年2月1日。为了降低市场风险，生产厂家宜尽早进行测试评估。　　详情参见：http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:C:2012:061:FULL:EN:PDF

电磁兼容测量不确定度技术研讨会 随着电磁兼容测试技术的不断发展，测量不确定度逐渐成为判断受试设备是否符合相关标准的关键性指标，它反映了电磁兼容测试的可信度。 CISPR 现要求在所有的电磁兼容测试报告中体现测量不确定度，我国也推出了相对应的标准。上海市计量协会 EMC 专业委员会经过研究，决定举办一期电磁兼容测量不确定度技术研讨会，针对电磁兼容&ldquo 降低 EMI 测试的不确定度&rdquo 进行详细的理论及实际举例分析。例如：数字技术的大量应用对降低测试不确定度的贡献，新技术如光纤等在测试中降低不确定度的分析等。 兹定于 2010 年 6 月 23 日（星期三）下午 1:00-5:00 在上海科学会堂一号楼二楼 1202 室召开电磁兼容测量不确定度技术研讨会，会上将邀请意大利电磁兼容专家 Mario Monti （世界首台全数字式测量接收机 PMM9010 的设计者、负责 Narda 的 EMI 接收机、电磁场测试设备以及数字通讯测试设备等多项设计制造者）作有关专题讲解。请有关单位派员参加。附一：电磁兼容 测量不确定度 技术研讨会会议议程附二：上海科学会堂 交通示 意图上海市计量协会电磁兼容专业委员会2010 年 5 月 24 日附一：电磁兼容测量不确定度技术研讨会议议程会议时间：2010年6月23日（星期三）下午1：00&mdash 5：00会议地点：上海科学会堂（上海市南昌路47号）一号楼二楼1205室议程 内容 报告人 会议主持一 领导讲话 待定 龚增二 CISPR标准介绍 EMC试验不确定度介绍 Mario Monti (意大利EMC专家)三 茶歇 /四 数字化原理在降低测试不确定度中应用介绍 Mario Monti (意大利EMC专家)五 光纤替代同轴线缆，在EMI测试中应用介绍 Mario Monti (意大利EMC专家)六 会议总结

英国辐射保护委员会官网设定0.4μT为危险值广州某变电站3米内电磁辐射强度为0.7μT雪佛兰这款车被车主检出车内辐射高达19μT　　近日，一则题为《震惊，科鲁兹车内电磁辐射非常之大》的帖子在多家车汽论坛上引起热议：多位雪佛兰科鲁兹车主检测出车内辐射超标。据检测，科鲁兹行驶中主驾驶位置的电磁辐射强度达到19μT，而专业机构检测的广州某变电站3米范围内的电磁辐射强度仅0.7μT，也就是说，车内的电磁辐射强度是变电站的近30倍。　　据了解，我国目前尚无公众环境下工频电磁辐射强度安全范围的国家标准，而英国国家辐射保护委员会官方网站上把危险值设定在0.4μT，瑞典更是率先正式承认强度在0.2μT以上的工频电磁场对人体有害。　 　　在主驾位排挡杆下部左侧面，记者录得辐射高达19μT。　 　　车主：车内电磁辐射超过变电站周边　　记者联系上了发帖的车主郭先生。郭先生称，他于2010年12月在广州某4S店购买了一辆雪佛兰科鲁兹汽车(1.6LSLAT天地版标配)。　　近日，郭先生从朋友处借得一台家庭电磁辐射测试仪，欲测试家里电脑、电视等电子产品的电磁辐射强度有多大。当他无意中在自己的车上打开测试仪时，结果让他非常震惊：车内辐射远远大于电脑、电视等产生的辐射。发动机怠速运行时主、副驾驶的辐射达到了4μT(微特斯拉)，行驶过程中辐射最高更达到15μT，排挡杆下部左侧面(主驾驶位置)更达到19μT以上，越低的位置辐射越强，最下面已超过20μT。随后，郭先生找到多位科鲁兹车主，对其科鲁兹汽车进行检测，发现其车内的电磁辐射强度与自己车内电磁辐射强度大小差不多。根据郭先生的投诉，记者昨日也用电磁辐射测试仪测试了多辆科鲁兹汽车，均得出相同的数据。　　4μT、15μT、19μT究竟是多大辐射?据了解，省环境辐射研究检测中心的专家曾对位于广州市海珠区的110千伏小港变电站、天河区的110千伏林和变电站、110千伏盘福变电站分别做现场环境检测，得出结果是磁感应强度0.6μT，3米处则为磁感应强度小于0.7μT。也就是说，车内辐射已达变电站周边辐射的几十倍。　　厂家：专业机构出检测报告才能受理　　郭先生告诉记者，当发现辐射有可能超标后，他和另外一名车主刘先生便向上海通用公司投诉，该公司第二天回复说，目前为止尚未收到类似投诉，也没有发现类似问题，要求郭先生先将车开到4S店检测。　　郭先生于是将车开到买车的4S店检测。但该店称，没有检测工具。于是，郭先生就用自己的检测仪检测了该店的另外几台科鲁兹以及雪佛兰景程和科帕奇。检测结果显示，无论是在发动机怠速运转状态还是在行驶中，科鲁兹车内的电磁辐射都大于景程并远大于科帕奇。发动机怠速运转状态，景程主副驾驶的辐射和在1μT左右，而科帕奇主副驾驶的辐射更低至0.02μT以下。　　对于检测结果，4S店并不否认，但该店表示，必须要有专业的检测机构出具检测报告证明辐射确实超标，才会处理此事。到目前为止，通用公司和4S店尚未给郭先生任何其他回复。　　记者与郭先生和车友们一起又找来天籁、凯美瑞、君威等多款车与科鲁兹进行检测对比，检测发现，在相同时间、相同地点，除了科鲁兹之外，其它车的电磁辐射强度都小于0.4μT。　　专业机构：国家无标准无法检测　　记者联系了广州市环境监测中心站及广东省环境辐射监测中心，希望能为科鲁兹作出车内电磁辐射的专业检测。作为环境监测的权威机构，这两个机构均有检测电磁辐射并出具相关报告的业务。　　但是，两个机构均表示，目前只能测量国家有标准的无线通讯机站及变电站的辐射值，无法测量汽车内的辐射值，因为国家对于汽车车内的电磁辐射尚无任何相关标准。随后，记者又联系了几家有资质的监测机关，都得到了相同的答案。“我们现在也不知道该怎么办了，生产厂家和4S店都不处理我们的投诉，要我们拿专业机构的检测报告才肯处理，但专业机构又没法为我们出具检测报告，真是投诉无门啊!”车主刘先生无奈地对记者说。　　记者致电广州电器科学科究院的一位工程师，据工程师介绍，我国对汽车电磁辐射的检测，也仅仅停留在电池对其他元器件的电磁干扰领域，至于对人体的影响，目前尚没有这方面的研究及计划。　　公众环境电磁辐射的标准　　我国还在采取上世纪九十年代国际辐射保护协会推荐限值0.1mT，相当于100μT　　电磁辐射的安全范围是多少?其强度超过多少了会对人体有害?我国对于公众环境电磁辐射的标准和规范集中在射频电磁辐射，主要的标准有1988年6月1日实施的《电磁辐射防护规定》，1989年1月1日开始实施的《环境电磁波卫生标准》，这两个规范都只规定了100KHz及以上频率电磁波的辐射限值要求。对于工频电磁辐射的安全范围，我国目前尚缺乏相应的国家规范。对公众环境工频电磁辐射限值，自上世纪九十年代，我国一直采取国际辐射保护协会推荐的限值0.1mT(相当于100μT)。　　目前，英国国家辐射保护委员会官网把危险值设定在0.4μT(4mG)，国际上认同儿童居住环境中的磁场强度也不应超出这个标准。瑞典则首个认为强度在0.2μT(2mG)以上，就会对人体有害。　　汽车车内电磁辐射是工频辐射还是射频辐射?　　不少网友将其归为工频辐射，市环境监测中心相关专家昨表示目前尚不能定论　　电磁辐射分为工频(低频)电磁辐射和射频电磁辐射：工频电磁辐射较为典型的是变电站、高压电线和家用电器、笔记本等产生的电磁辐射，这部分设备因为使用交流电，其电磁场变化频率较低。　　射频电磁辐射较为典型的是微波站、电视塔、基站等产生的电磁辐射，这些设施对外发射频率较高的电磁波(一般是MHz及以上单位)。一般对于低频电磁辐射强度，使用电磁感应强度来表示，其单位是特斯拉T，旧单位是高斯G，其换算单位是1T=10000G。一般环境电磁辐射强度数量级在毫高斯级别(mG)或微特斯拉级别(μT)1μT=10mG。

勤卓品牌六度空间电磁式振动台HK-10G-600HZ具体参数：型号：HK-10G-600HZ控制方式：全功能电脑振动方向：上下/左右/前后振动方式：六度空间一体机（随机，正弦），（同一台面三轴〈同时/个别/连续〉振动）振动波形：半波或全波加速度：0~20g振幅：0~5mm台面尺寸: 1000*1000mm（宽*深）外形尺寸：1000*1000*550mm（宽*深*高）试验负载: 100KG频率范围: 0.5~600HZ额定推力/正弦波激振力：2000kgf工作原理：超静音工作 机台底座采用材料，安装方便，运行平稳，无需安装地脚螺丝 控制电路数字化控制与显示频率，PID调节功能，使设备工作更为稳定、可靠 扫频及定频操作方式，适应不同行业测试要求 增加抗干拢电路，解决因强电磁场对控制电路干扰 增加工作时间设定器，使测试产品达到准确测试时间。产品用途电磁振动台广泛适用于国防、航空、航天、通讯、电子、汽车、家电、等行业。该类型设备用于发现早期故障，模拟实际工况考核和结构强度试验，产品应用范围广泛、适用面宽、试验效果显著、可靠。正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、加速度,调幅,时间控制,全功能电脑控制,简易定加速度/定振幅。设备通过连续无故障运转3个月测试，性能稳定，质量可靠。创新点：高品质高低温试验箱，让您的产品稳获胜.精确温控系统，并加装散热过滤棉.勤卓六度空间电磁式振动台

10月下旬，国家发展改革委正式批复“十四五”国家重大科技基础设施脉冲强磁场实验装置优化提升项目的投资概算。至此，该项目已先后获得可行性研究报告、初步设计方案和投资概算批复等，完成全部审批流程，即将在华中科技大学动工建设。此次批复的脉冲强磁场实验装置优化提升项目是在“十一五”国家重大科技基础设施脉冲强磁场实验装置基础上的升级改造。作为前期建设成效好、性价比高的综合交叉平台，脉冲强磁场优化提升设施成功入选“十四五”国家重大科技基础设施建设规划，是全国仅有的两个优化提升项目之一。华中科技大学李亮教授也成为“十一五”和“十四五”先后两个国家重大科技基础设施项目负责人。根据国家发改委批复，脉冲强磁场实验装置优化提升项目总投资20.96亿元，建筑面积4.7万平方米，建设期5年。项目将围绕物质科学、生命科学、强电磁工程科学等领域重大科学问题和国家战略需求，建设110T超强磁场、70T平顶脉冲磁场和9.5T超导脉冲复合磁场，10类实验测试系统以及设施支撑基础平台。项目法人单位为华中科技大学，参建单位包括中国科学院电工研究所、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、北京大学、复旦大学和南京大学。脉冲强磁场实验装置于2008年开工，2013年建成，2014年正式对外开放运行，已累计运行82521小时，创造了64T脉冲平顶磁场等多项脉冲磁场参数世界纪录，为北京大学、清华大学、哈佛大学、剑桥大学等126个国内外科研单位提供科学研究服务1828项，取得了包括发现对数周期量子振荡等系列重要成果。脉冲强磁场实验装置的建成，填补了国内超高磁场实验条件的空白，满足我国科学家对强磁场实验条件日益迫切的需求，先后获2018年湖北省科技进步特等奖和2019年国家科技奖进步一等奖。随着现代科学技术发展，科学研究对脉冲强磁场实验装置的综合性能指标、实验测试手段、面向的研究领域等提出更高的需求，在广泛征求用户意见和需求调研基础上，华中科技大学启动了脉冲强磁场实验装置优化提升项目建设，将在“十一五”脉冲强磁场实验装置基础上，全面提升磁场参数、丰富测量手段、拓展研究领域，为多学科交叉研究提供公共开放的极端实验条件，支撑前沿基础科学研究领域持续产出重大原始创新成果，建成全球规模最大、最具国际影响力的脉冲强磁场科学中心。

中科院电子所第十研究室(中科院电磁辐射与探测技术重点实验室)面向国家“立足国内，找矿增储”等重大战略需求，在中科院知识创新工程、SinoProbe计划等项目经费支持下，经过近3年的技术攻关，突破了制约我国地球物理电磁勘探仪器装备研发的核心技术——磁场传感器(磁棒)技术，研制出可应用于大地电磁法(MT)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、海洋可控源大地电磁法(CSEM)、瞬变电磁法(TEM)、地球物理电磁测井等方法的磁场传感器，最低工作频率可到0.0001Hz(10000s)，噪声水平达到皮特斯拉(pT)或飞特斯拉(fT)，各项指标已迈入世界先进行列。 　　小批量生产的CAS系列磁棒陆续经多个地球物理勘探部门一年多不同季节、不同地区的野外工程应用和测试对比表明，电子所研制的频率域和时间域磁棒与国外同类磁棒的先进技术水平相当，部分指标略高于国外产品 同时，与国外同类磁棒相比，CAS系列磁棒的重量和功耗均具有十分明显的优势。CAS系列磁棒的研制成功，为我国研发具有自主知识产权的地球物理电法勘探仪器装备奠定了坚实的技术基础。　　此外，CAS系列磁场传感器在海洋探测与监测，尤其在海底科学观测网建设、海底资源勘探等领域还具有广阔的应用前景。

磁场既看不见也摸不着，但是其却是一股强大的力量　　据国外媒体报道，洛斯阿拉莫斯国家实验室的两位科学家野茨库尔特(Yates Coulter)和迈克戈登(Mike Gordon)成功创造了在最强磁场领域的世界级记录。该国家实验室的高脉冲磁场实验室的研究小组取得了97.4特斯拉的的磁感强度，这比金属废品收购站使用的巨型电磁铁产生的磁感强度高出100倍。　　在今年的8月18日(星期四)，一个德国科学家组成的研究团队取得了92.5特斯拉的磁感强度值，而紧随其后，洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家就创造了97.4特斯拉的磁感强度。别小看这些看似数值并不是很高的磁感强度值，要知道，地球的磁感强度为0.0004特斯拉，而一个垃圾场用于吸取废旧金属的磁铁产生的磁感强度为1特斯拉，以及医疗用得核磁共振成像扫描的磁感强度为3特斯拉。在物理学中，描述磁场的强弱用磁感强度(磁感应强度)来表示，在国际单位制中，磁感应强度单位为特斯拉(T)，而高斯与特斯拉换算比为，1特斯拉等于1万高斯。　　能够产生极高磁感应强度的无损脉冲为科学家提供了一个前所未有的工具，这项技术可以应用于研究材料的基本属性，范围可以从金属和超导体到半导体和绝缘体。而在高磁感强度下，也为科学家提供了有关材料性能的研究方向，以及关于电子相互作用的有价值线索。随着近年来对高磁感强度领域的成就，洛斯阿拉莫斯国家实验室脉冲磁场实验室将定期为磁场研究领域的科学家提供高磁感强度的脉冲磁场，可以达到95特斯拉的水平，这同时也说明，洛斯阿拉莫斯国家实验室可以为全世界的磁场研究人员提供研究服务。　　而能够将磁感应强度达到100特斯拉，是来自全世界各国磁场研究人员的共同梦想，其中包括德国、中国、法国和日本的磁场实验室，都在追逐着100特斯拉的极限目标，而洛斯阿拉莫斯国家实验室则率先将磁感强度提高至非常接近这个极限目标。　　如此强大的磁铁产生的磁场，有着非常广泛的科学研究价值，同时也对相关领域的调查研究产生深远的影响，特别是在微观领域上，让科学家了解如何设计和控制材料的性质和功能。在这种类型的强磁场下，可以让研究人员仔细地调整材料的参数，实现更加完美的非损性磁场。高磁感强度的磁场可以使电子局限于纳米尺度的轨道上，从而有助于揭示材料的基本量子性质。　　在阿拉莫斯国家实验室8月18日的实验中，物质凝聚态学的科学家们，高场磁体技术人员，技师以及脉冲磁铁的工程师们目睹了NHMFL-PFF高强度磁感发生器夺回世界纪录的瞬间时是多么地兴奋，而在此之前，磁场实验室的氛围是非常地窒息，科学家们都聚集在控制显示屏前，显示了创纪录前的紧张与期待感。而当迈克戈登指挥控制1.4千兆瓦发电器系统对准磁铁时，实验室中的所有目光都聚集在监控显示器上，显示了接近100特斯拉的世界级磁感强度。而其中还有一个小插曲，在实验进行之前，实验室所在在大楼根据安全协议必须是个无人区。　　在实验过程中，实验室的科学家们听到了一种变形程度较低的嗡嗡声，紧随其后的是金属发出刺耳的声音信号，感觉到类似脊柱刺痛感，精确的分布式电流超过了100兆焦耳的能量。随着声音的消退，以及显示器显示磁铁的完美表现，科学家将注意转向在实验过程中的现成测量，证明磁铁已达到92.5特斯拉，这个数据对于洛斯阿拉莫斯国家实验室而言，早在五年前就已经达到了，这同时也是德国的科学家小组所取得的数据。　　而在第二天的下一阶段的实验中，实验室一举达到97.4特斯拉的成就。后来，研究人员查尔斯米尔克(Charles Mielke)、尼尔哈里森(Neil Harrison)、苏珊(Susan Seestrom)和阿尔伯特(Albert Migliori)联名向吉尼斯世界纪录申请认证。

11月13日下午，中国科学院强磁场科学中心磁体实验大厅一片欢呼，我国自主研制的混合磁体装置调试获得成功，实现了任务目标——40万高斯稳态磁场。　　“这台混合磁体装置也正式成为磁场强度在世界排名第二高的稳态强磁场装置，不久还有望冲击45万高斯稳态磁场的世界纪录。”中国科学院合肥物质科学研究院院长兼强磁场中心主任匡光力告诉《中国科学报》记者。　　匡光力介绍，混合磁体由外超导磁体和套在其中的水冷磁体组合而成。一个月前，水冷磁体单独调试成功，能够产生30万高斯的稳态磁场 一周前，低温孔径达920毫米的大型高场超导磁体调试成功，能够产生10万高斯的稳态磁场。今天，两个磁体成功合体，共同产生了40万高斯的稳态磁场，终于圆了相关科研人员奋斗了八年的梦想!　　强磁场是支持科学前沿探索的一种极端实验条件，磁场越高，科学发现的机遇越多，因此，强磁场装置必然追求更高的磁场。匡光力说：“追求极高的磁场就像攀登珠穆朗玛峰，到达极限之前，需要克服许多困难方能成功。”　　混合磁体是国际上产生最高稳态磁场的主要选择，但选择它就意味着选择了一系列重大技术挑战——其水冷磁体必须解决材料和结构的优化选择问题，面临巨大电磁力和严峻的发热问题，差之毫厘，失之千里，且给它供电的数千万瓦级的稳态直流电源本身也是一项重大技术挑战 其超导磁体孔径巨大，导体的材料选择、结构选择和磁体生产工艺以及与之配合的低温冷却技术等都是技术难题，此前国际上已有多个大型高场超导磁体因技术问题而失败，而我国在高场超导磁体技术方面原有基础薄弱。　　混合磁体研制难度大不仅体现在上述方面，看似简单的磁体安装稍有偏差即可能导致巨大破坏，两个磁体的磁中心面或磁轴如不能重合，即便相差一毫米，磁体也将面临数吨的相互作用力。一位著名的国际强磁场技术专家此前曾一再感叹：“世界上还没有真正完全研制成功的混合磁体装置。”　　刚调试成功的混合磁体装置是中国科学院强磁场科学中心承担的国家“十一五”重大科技基础设施——稳态强磁场实验装置项目所包含的九台磁体装置中产生磁场最高的磁体，也是最后研制成功的磁体，此前研制成功的水冷磁体中有三台创造了单项世界纪录。　　这次混合磁体的调试成功标志着强磁场中心承担的稳态强磁场装置项目的主要任务已经完成，它的研制成功是我国强磁场技术发展的重要里程碑。据悉，混合磁体装置将主要用于新型功能材料的量子行为研究。

今年2月，专家组在中国科学院强磁场科学中心完成对混合磁体工艺测试验收，这也意味着中心顺利完成国家“十一五”重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”混合磁体的各项建设任务。　　从2008年5月40T稳态强磁场项目启动，到2011年7月试验磁体通电测试成功，国内首台采用铌三锡管内电缆导体的超导磁体研制完成 到2016年11月，混合磁体大口径外超导磁体研制成功，获得10特斯拉磁场，成为国际超导磁体技术发展的一个重要成功案例 再到外超导磁体和内水冷磁体成功合体，产生40特斯拉磁场强度，成为国际磁场强度第二高的稳态磁体装置——8年时间里，强磁场人完成了一个又一个跨越，但只有他们心里清楚自己经历了怎样的煎熬，收获了多少悲与喜，以后的路又在何方。　　选择困难的混合磁体　　混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组合而成。其中，水冷磁体必须解决材料和结构的优化选择、巨大电磁力和严峻的发热问题 超导磁体孔径巨大，导体的材料选择、结构选择和磁体生产工艺都是技术难题。　　中国科学院合肥物质科学研究院院长、强磁场科学中心主任匡光力介绍道，此前，世界上没有如此大型的铌三锡超导磁体装置能够产生10特斯拉稳态磁场，也没有能产生10特斯拉稳态磁场的超导磁体装置能够达到如此大的口径。　　不仅磁体本身是个挑战，与之配合的数千万瓦级的稳态直流电源系统、低温冷却系统、去离子水冷却系统等均是一个个不容置疑的难关。　　比如，低温阀箱是一个集真空环境、低温液氮容器(液氮槽工作温度77K)、低温液氦容器(过冷槽工作温度4.5K)、一对16KA高温超导电流引线和13个WEKA低温阀门于一身的十分特殊的非标压力容器。“其设计历时五年，绘制图纸1170余张，在约1.5立方的狭窄空间里累计使用各种规格管材累计总长2460米，阀箱总共焊缝数量5811条。”强磁场科学中心研究员、磁体科学与技术部副主任欧阳峥嵘告诉《中国科学报》记者。　　此前，国际上已有多个大型高场超导磁体因技术问题而失败，而我国在高场超导磁体技术方面原有基础薄弱。“混合磁体又是国际上追求更高稳态极端场强的首选，选择了它就注定选择与困难结缘。”强磁场科学中心研究员陈文革说。　　与强磁场同喜同忧　　为了安全，超导磁体组决定先研制一款磁场强度低、口径小，但选材、加工工艺完全相同的试验磁体，试验磁体在2011年7月份通电测试成功，它是国内首台采用铌三锡管内电缆导体的超导磁体。　　研制人员首次获得莫大的喜悦与鼓励，坚信“国产”高场混合磁体必能成功。同时据相关人员回忆，当时的通电测试过程“无数次的测试与调整，让通电过程变得异常煎熬漫长”。　　真正的混合磁体研制开始上马，股线绞缆、穿管成型、绕制、超导接头制作、热处理、绝缘处理、装配大工艺流程套着小工艺流程，任何一个环节差之毫厘、谬以千里，研制人员憋着气有条不紊地一步步往下走，在每一个大节点小节点处，结果都扣人心弦，他们像坐过山车，在喜与忧的道路上奔跑，不得停歇。　　长期小心再小心的工作状态逐渐内化，陈文革的“胆子小”现在几乎是全中心尽人皆知了。　　箭在弦上 不得不发　　2016年底混合磁体首次调试达到工程验收指标——磁场强度达到40特斯拉，就在人们欢心鼓舞之时，却在一次上电励磁时磁体系统发生了故障。混合磁体验收在即，一层厚厚的阴霾顿时笼罩强磁场中心。那段时间人人脸上没有了笑容，紧张兮兮。　　路上碰到匡光力的人感觉到他不像以前那样欢快了，事实是他怎么可能活泼高兴起来呢?他是整个工程的第一负责人，内外部的压力都向他袭来。事后用他自己的话说：“度过了一段不是人过的日子。”“莫斯科不相信眼泪”，研制人员和时间赛跑，经七十天夜以继日的追赶终使其得以恢复，顺利进入到降温阶段。　　1月20日，眼见着春节到了，匡光力召集大家召开工程会议。现场气氛给人的感觉就是一次紧急军事会议。　　内水冷磁体负责人高秉钧说：“组内已经开过会，春节期间三人值班。”超导电源负责人刘小宁说：“相关人员随时候命。”超导磁体组潘引年老师说：“过年是小孩子的事，老了过不过都一样。”中控组一群年轻人表示：“时刻准备，服从安排。”低温组欧阳峥嵘老师说：“箭在弦上，已经到了不得不发的状态。”　　会议最后的决议是：各分系统分头做好扎实准备，多考虑相关联的系统，紧急情况下的预案要想周到，根据降温进程，大年三十上午8点准时通电测试，中午在文化走廊吃年饭。战斗的号角就这样吹响了。　　大年三十因降温没有到位，混合磁体终于在大年初四通电励磁再次成功。强磁场中心微信群里一片欢腾，红包满天飞。　　历经8年，混合磁体研制团队解决了诸多的结构设计和加工工艺难题以及配套的子系统研制问题。该混合磁体装置的建成将有力地支撑我国物理、材料、化学、生命科学等多学科在极端条件下的基础科学前沿探索，同时，研制混合磁体装置有效地带动了包括大型高场超导磁体技术在内的强磁场技术的发展。　　人往往是这样，等成功的激动已过，欢乐渐渐减退，就开始感受到未来还有更加艰巨的任务等着。匡光力指出：“之前仅是阶段性地圆了强磁场科技人员的梦想，接下来强磁场中心将追求更高的稳态磁场，向世界第一稳态磁场挺进。”

HORIBA磁压式防爆型气体分析仪MPA-51d/51p主要测量O2，51d采用隔爆型防爆构造，51p采用内压防爆构造。测定原理:因为氧气带有强烈的恒磁性，在不均匀的磁场中若存在氧气，氧气则会被磁场中的较强的一方所吸引，因而该部位的压力会随之发生变化（上升）。将此时的压力上升，通过非磁力性体的比较气体（氮气）导出为磁场外的气压上升，并用检测器测量出该气压的变化，并转换称电气信号。为了能平稳地获取并传送出信号，要交互对电磁石进行励磁，用交流信号来处理。因此样气中不存在氧气时，信号就为零，也就没有零位移，因此具有长期稳定性。另外，输出和氧气浓度是线性关系，因此可以测定出较广的浓度范围。

仪器信息网讯 2016年11月7日，国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项“工业过程在线分析检测仪器开发与应用”项目启动会在北京铁道大厦顺利召开。中国钢铁科技集团有限公司王海舟院士、科技部高技术研究发展中心先进制造处刘进长处长、国家科技风险开发事业中心温强处长以及责任专家机械工业仪器仪表综合技术经济研究所欧阳劲松所长、钢铁研究总院沈学静主任、中国有色金属工业协会史文方主任、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所石镇山副所长、北京科技大学科研处刘杰民处长、中科院生态中心蔡亚岐研究员、中国分析测试协会汪正范研究员、北京华京会计事务所责任公司吴丙智主任会计师、中科院沈阳自动化研究所于海斌所长、北京矿冶研究总院战凯副院长等专家以及此专项各参与单位代表参加了此次启动会。会议现场　　刘进长处长在讲话中指出：“工业过程在线仪器研发是此批重大仪器专项中唯一同时支持两个项目的方向，并且此方向与国家倡导的‘中国制造2025’政策相符合。与十二五相比，十三五重大仪器专项的一大特点是，专用仪器将成为重点支持方向。希望各参与单位积极发挥创造力，做好产业化工作，真正将仪器做成商业化产品。而且十三五重大仪器专项与十二五相比，有一个明显的区别，即在中期检查之前，国拨经费只会下发20%，并且要求自筹经费使用比例达到75%以上，希望各参与单位积极发挥企业自身的力量，真正将国拨资金用到实处。”　　此重大仪器开发专项的牵头单位为北京矿冶研究总院，项目负责人为于海斌研究员，参加单位包括中国科学院沈阳自动化研究所、天津大学、北京化工大学、上海舜宇恒平科学仪器有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、云南磷化集团有限公司、辽宁忠旺集团有限公司。　　于海斌所长对此专项进行了详细介绍：“工业过程在线分析检测技术是流程工业节能减排、提高产品质量的迫切所需。目前中国在线分析仪器的市场规模以超过15%的比例增长，2015年估计可达82亿，但进口设备占领了中高端市场，国外产品处于垄断地位。目前工业过程产物在线分析技术主要包括气相色谱、近红外、核磁、拉曼、质谱、激光诱导击穿光谱(LIBS)等，分别适合于不同的领域和范围。本项目选取了近红外、质谱、LIBS这三类分析仪器，几乎可以覆盖石油、化工、制药、能源、冶金、矿产、有色等流程工业，具有广泛的产业化前景。”　　具体来说，此专项的主要任务包括LIBS仪器研发及其在磷矿浮选和铝合金熔炼行业的示范应用、在线质谱仪器的开发及其在甲醇生产行业的应用、在线液晶近红外分析仪和在线质谱仪研发及其在乙烯生产过程中的应用。此专项的一大亮点为重点关注产业化，研发的不仅仅是一台技术指标优良的仪器，重要的是一台能与工业自动化控制相融合的仪器，能帮助企业节能减排、提高生产效率的仪器，能长期稳定在现场环境运行的仪器，为实现中国制造2025添砖加瓦。　　为实现上述目的，此专项将进行以下创新：一、以LCTF做为色散元件的液晶在线近红外分析仪为国际首创 提出仪器间光差异校正方法，解决近红外分析技术模型不能共享的科学难题 二、采用离子过滤自适应技术，解决过程质谱分析仪长期运行信噪比降低的关键问题 三、提出基于等离子体图像反馈的光谱强度标准化方法，突破LIBS在线分析信号稳定性差的应用瓶颈问题 四、在甲醇生产、磷矿浮选等多个领域突破在线监测的应用空白。　　王海舟院士在点评中强调，要实现流程工业的精准制造，就要实现全流程、无盲点、全闭环监控，以达到物质流、能量流、信息流的三流合一。在十二五重大仪器专项中，我们重点关注的是通用仪器，认为专用仪器不是开发重点，开发难度也相对较小。但现在，国民经济的发展需要大量在线的、过程的、工业用仪器，并且由于现场环境的复杂性，专用仪器的开发难度并不比通用仪器小。不同的工业流程对仪器的需求不一样，要到生产第一线去了解用户需求，根据特定流程进行研发，同时也要多考察几个生产现场，考虑不同流程之间的通用性。　　欧阳劲松所长强调，此专项面向的是应用，所以一定要使项目落地。面向应用的仪器都需要有环境适应性要求，仪器指标绝对不是实验室环境下可达到的指标，而应该是在实际条件下，如一定的温度湿度范围、电磁场环境下可达到的指标。另外，仪器指标的鉴定、检测方法也很重要，在仪器开发之前，就要调研好现有的标准体系，看是否有相关的仪器标准，无论是行业、国家或者是国际标准，或者需要制定相关的标准，以保证仪器的可复制、可验证。参会人员合影　　为保证项目的顺利实施，项目组对项目组织实施机制进行了细化，成立“两组一会”以及项目管理办公室等制度，并严格规定了进度安排，对项目经费做了预算。　　“工业过程在线分析检测仪器开发与应用项目”管理办公室组成人员姓名职称/职务承担责任单位刘全民研究员/副主任负责人北京矿冶研究总院曾红研究员主管北京矿冶研究总院史烨弘高级工程师 北京矿冶研究总院张琳工程师 北京矿冶研究总院　　“工业过程在线分析检测仪器开发与应用项目”两组一会　　一、项目总体组姓名职称/职务承担责任单位战凯研究员/副院长组长北京矿冶研究总院李华昌研究员/所长副组长北京矿冶研究总院于海斌研究员/所长副组长中国科学院沈阳自动化研究所马彦卿研究员/主任 北京矿冶研究总院张洪国研究员 中国有色金属工业协会史烨弘高级工程师 北京矿冶研究总院孙兰香研究员 中国科学院沈阳自动化研究所王召副教授 天津大学李霞高级工程师/经理 聚光科技（杭州）股份有限公司张进伟工程师/经理 聚光科技（杭州）股份有限公司冯先进研究员 北京矿冶研究总院袁洪福教授 北京化工大学宋春风副教授 北京化工大学夏敬源教授级高工/部长 云南磷化集团有限公司杨稳权高级工程师 云南磷化集团有限公司王华高级工程师 上海舜宇恒平科学仪器有限公司黎路高级工程师 上海舜宇恒平科学仪器有限公司　　二、技术专家组姓名职称/职务承担责任单位王海舟教授（院士）组长钢研纳克检测技术有限公司欧阳劲松教授级高工/所长副组长机械工业仪器仪表综合技术经济研究所沈学静教授级高工/主任 钢研纳克检测技术有限公司史文方研究员 中国有色金属工业协会刘杰民教授/处长 北京科技大学董景辰教授级高工 中国工程院制造业办公室石镇山教授级高工/副所长 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所蔡亚岐研究员 中国科学院生态中心汪正范研究员 中国分析测试协会吴丙智主任会计师 北京华京会计事务所责任公司　　三、用户委员会姓名职称/职务单位李万春研究员/总工国家重有色金属质检中心龚俊波教授/主任国家工业结晶工程技术研究中心张晖研究员/经理云南磷化集团有限公司盖洪涛高级工程师/主任辽宁忠旺集团有限公司彭义秋高工/总经理三瑞科技化工股份有限公司

p　　2008年5月，由中科院合肥物质院强磁场科学中心承担的稳态强磁场实验装置项目启动 2011年7月，试验磁体通电测试成功 2016年11月，混合磁体大口径外超导磁体研制成功 2017年2月，专家组对混合磁体工艺测试完成验收 2017年9月27日，“稳态强磁场实验装置”通过国家验收，验收专家组给予了很高评价，认为项目全面完成了建设目标，各项关键参数达到或超过设计指标，“技术和性能达到国际领先水平”。/pp　　九年时间里，强磁场的科研人员完成了一个又一个跨越，使我国成为国际五大稳态强磁场研究机构之一，中国的强磁场科学技术事业迈上了一个新台阶。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/869ce1bd-adaa-4e62-b5da-a9ff1c35ab0b.jpg" title="1_副本.jpg"//pp style="text-align: center "①2016年底混合磁体首次调试成功。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/c43cc087-9520-4092-b997-350c4e51976e.jpg" title="2_副本.jpg"//pp style="text-align: center "②安装在水冷磁体上的扫描隧道显微镜。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/db639ee9-02c5-409b-8e70-117373bf43d4.jpg" title="3_副本.jpg"//pp style="text-align: center "③混合磁体。/pp　　strong“极端条件就是把不可能变成可能”/strong/pp　　高秉钧是中科院强磁场科学中心首席科学家，也是“稳态强磁场实验装置”项目总工程师。他对记者说：“物质在强磁场情况下会改变它本身的电子态，从而产生新的现象。强磁场是一个极端条件,我们在设计和研制稳态强磁场实验装置过程中，常会遇到许多难以克服的困难，甚至是无路可走。我们必须坚持不懈，实现超越，把不可能变成可能。”/pp　　强磁场是调控物质量子态的重要参量，在发现新现象、揭示新规律、探索新材料、催生新技术等方面具有不可替代的作用。自1913年以来，已有多项与磁场相关成果获诺贝尔奖，因此，强磁场极端条件已成为科技界公认的探索科学宝藏的“国之重器”。我国因缺乏相应的强磁场条件，屡次错失在物质科学等诸多领域开展前沿探索的机遇。/pp　　据了解，“稳态强磁场实验装置”是一个针对多学科实验研究需要的强磁场极端实验条件设施，包括十台强磁场磁体装置和六大类实验测量系统。/pp　　混合磁体由内部水冷磁体和外部超导磁体组合而成，是追求更高稳态极端场强的首选，但此前国际上已有多个失败案例，而我国在高场超导磁体技术方面的基础较为薄弱，项目所有科研人员都面临着巨大挑战。/pp　　对水冷磁体而言，必须解决材料和结构的优化选择、巨大电磁力和发热问题，与之配套的数千万瓦级的稳态直流电源系统、低温冷却系统、去离子水冷却系统等均是一个个不容置疑的难关。/pp　　谨慎起见，超导磁体组决定先研制一款磁场强度低、口径小，但选材、加工工艺完全相同的试验磁体，试验磁体在2011年7月通电测试成功。混合磁体研制真正开始之后，所有科研人员都秉持着一种谨慎严肃的工作状态，为了达到验收要求而不断努力着。/pp　　strong国际领先水平的科学实验系统/strong/pp　　水冷磁体WM1原设计是超世界纪录的38.5T,但在磁体组装后的预测试中，科研人员却发现磁场强度比预期的要低得多，且已是板上钉钉，超纪录无望了。水冷磁体总设计高秉钧带领工作人员排查原因，最终发现绝大部分bitter片厚度不是原设计的0.27毫米，而是0.29~0.30毫米。/pp　　高秉钧说：“面对几千片bitter片，我们就用天平称重量、算体积，来实测每片的实际厚度。将实测厚度的bitter片优化配置，重新组合，使组装的磁体达到原设计的目标。”这样，WM1最终实现了38.5T的磁场强度，打破水冷磁体场强世界纪录。/pp　　2016年底混合磁体首次调试，磁场强度达到40特斯拉，符合工程验收指标。就在科研人员欢欣鼓舞之时，磁体系统却发生了故障。春节将至，项目组的人却集中在场地，不断调试设备排除故障。/pp　　大年三十上午八点，装置准时通电测试，所有人在文化走廊吃了一顿简单而又难忘的“年夜饭”。但是那天因为降温没到位，再一次失败了。项目组的科研人员在春节假期继续加班，大年初四，混合磁体终于通电励磁，再次成功。/pp　　经过多年自主创新，强磁场研制团队打破国际技术壁垒，成功克服关键材料国际限制、关键技术国内空白等重大难题，建成继美国之后世界第二台40T级混合磁体，建立了国际领先水平的科学实验系统，实现了我国稳态强磁场极端条件的重大突破。/pp　　“稳态强磁场实验装置”国家验收意见中写道：“项目提出了一种水冷磁体设计创新方案，发展了一套全程可量化检测的高精度装配工艺。建成的水冷磁体中有三台磁体的性能指标创世界纪录，其中两台保持至今 突破了800毫米室温孔径、磁场强度达10特斯拉的铌三锡超导磁体研制的技术难关，建成了40特斯拉稳态混合磁体装置，磁场强度世界第二 建成了国际首创水冷磁体扫描隧道显微镜系统、扫描隧道—磁力—原子力组合显微镜系统，以及强磁场下低温、超高压实验系统，使得我国稳态强磁场相关实验条件达到国际领先水平。”/pp　　strong“边建设边开放”的管理新模式/strong/pp　　强磁场下的应用研究对于高技术产业具有很强的催生和带动作用，“强磁场效应”其实就在我们身边。/pp　　高秉钧介绍道：“大家都比较熟悉的医院的核磁共振成像、磁悬浮列车等就运用了强磁场技术。此外，强磁场在化学合成、特殊材料、生物技术、医药健康等多种新技术研发方面都有可能发挥关键作用，孕育新的发明。”/pp　　据了解，强磁场有助于促进多学科交叉研究，尤其是生命科学、物理学、材料与化学、新技术之间的交叉研究。2014年，合肥物质院技术生物所吴跃进研究组和强磁场科学中心钟凯研究组合作，研究了造影剂对水稻生长的潜在影响，并用磁共振成像技术获得了造影剂在根系中的动态信息。这也是世界上首次利用造影剂研究磁共振成像技术在水稻根系无损检测中的应用，为植物根系研究提供了一种新的研究方法。/pp　　在中科院“十二五”验收中，“强磁场科学与技术”重大突破入选院“双百”优秀。2017年3月，中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东视察装置，对团队取得的成绩给予了充分肯定。/pp　　同时，项目提出并实践了国家大科学装置“边建设边开放”管理新模式。从2010年试运行以来装置已经为包括北大、复旦、中科大、浙大、南大、中科院物理所、中科院固体物理所、上海生科院、福建物构所等在内的百余家用户单位提供了实验条件，有力支撑了强磁场下前沿研究，产出了一大批具有国际影响力的科研成果。/pp　　随着稳态强磁场装置工程建设的推进，一支能打硬仗的强磁场技术攻关队伍在锻炼中成长。稳态强磁场实验装置将成为科学研究、科技发展的创新源头，将为合肥综合性国家科学中心的建设贡献更多的科技力量。/p

p style="margin-left: 66px text-align: justify text-indent: 2em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px font-family:宋体"【作者按】/span/strongspan style="font-size:19px font-family:宋体"仪器的测试过程可归类为两件事：激发样品的信息，接收及处理样品的信息。因此其可被看成是由两类功能部件所组成：信号激发、信号接收处理。对扫描电镜来说电子枪和磁透镜属于激发样品信号的部件，探头属于接收样品信息的部件。它们都是构成扫描电镜的最基本部件，其性能的高低将对扫描电镜测试结果产生重大影响。学习扫描电镜也必须从认识这三个功能部件做起。篇幅所限，本文将只探讨激发信号的关键部件：电子枪、电磁透镜。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px"一、span style="font-variant-numeric: normal font-variant-east-asian: normal font-weight: normal font-stretch: normal font-size: 9px line-height: normal font-family: ' Times New Roman' " /span/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px font-family:宋体"电子枪/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 0em "电子枪是电子显微镜产生高能电子束，这一样品信号激发源的源头。透射电镜和扫描电镜电子枪的构造基本一致。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"电子枪分为两种：热发射、场发射，它们主体都是三极结构设计。不同点：热发射（阴、栅、阳）；场发射（阴极、第一阳极、第二阳极）。热场电子枪在阴极下方增加了一个抑制热电子发射的栅极。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热发射电子枪/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"热发射电子枪按阴极材质分为两类：发叉钨丝和六硼化镧。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"发叉钨丝材质是多晶钨，功函数大，电子须由高温激发。电子束发散性、色差都比较大，束流密度低。故本征亮度低，分辨能力较差。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"六硼化镧灯丝的材质为六硼化镧单晶，功函数较发叉钨丝低，激发电子的温度也较低，电子束发散性、色差较发叉钨丝小，束流密度较高。本征亮度和分辨力都好于发叉钨丝。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.1.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"钨灯丝结构图/span/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family:宋体"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 215px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/ce0d7ace-71d6-4ab7-8f68-495672dab472.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" width="664" height="215" border="0" vspace="0"//span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.1.2 /span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"六硼化镧灯丝结构图/span/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="text-indent: 0em font-size: 19px "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 278px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/a3341978-d9d2-4556-b62b-1f1c8cfe9484.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析2.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析2.png" width="664" height="278" border="0" vspace="0"//strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 0em font-size: 19px "strong1.1.3/strong/spanstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"热发射电子枪（钨灯丝、六硼化镧）结构如下图：/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 239px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/186b57f0-421c-4d0e-afcb-fcf35820cb7e.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析a.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析a.png" width="664" height="239" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"场发射电子枪/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"场发射电子枪分为：热场发射电子枪、冷场发射电子枪。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"场发射电子枪灯丝的结构及对比/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 215px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/100f10a3-fe51-4966-96a8-ff2395470ad4.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析1.png" width="664" height="215" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px" 1.2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"场发射电子枪的结构/span/strongstrongspan style="font-size:19px" /span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"其结构图如下：/spanspan style="font-size: 19px text-indent: 28px " /span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size: 19px text-indent: 28px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 219px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/201f9912-eb0e-4749-9f83-1d2fb5184e03.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析5.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析5.png" width="664" height="219" border="0" vspace="0"//span/pp style="margin-left: 4px text-align: center text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 18px "span style="font-family: 宋体 "左图为热场发射电子枪结构图/span span style="font-family: 宋体 "右图为冷场发射电子枪结构图/span/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"从上图可见，电子枪无论是热场还是冷场，其基本架构都是阴极、第一阳极、第二阳极结构。热场电子枪结构多了一个栅极保护器，以抑制热场电子枪为降低功函数，在灯丝上加高温所发射的热电子。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong1.2.3/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"场发射电子枪的工作过程/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.3.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热场发射电子枪：/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family:宋体"氧化锆/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family: 宋体"∕/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family: 宋体"钨单晶/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family:宋体"?/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px"1.0.0/span/strongstrong style="text-indent: 37px "span style="font-size:19px font-family:宋体"?/span/strongspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "所构成的灯丝（阴极）通电后其温度达到/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px "1200K/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "。位于灯丝下方的栅极（电压低于阴极）保护层将抑制多晶钨和单晶钨的热电子发射。栅极保护层下方第一阳极上加载的电位高于阴极，称为引出电压，在该电压作用下氧化锆电子被从灯丝尖部拔出，由第二阳极与阴极间的加速电场加速，形成扫描电镜信息激发源/spanspan style="text-indent: 37px " /spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "—/spanspan style="text-indent: 37px " /spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "直径小于/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px "50nm/spanspan style="text-indent: 37px font-size: 19px font-family: 宋体 "的“高能电子束”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.3.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"冷场发射电子枪：/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"冷场发射电子抢灯丝尖为单晶钨?/spanspan style="font-size:19px" 3.1.0 /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"?面。该晶面逸出功低，可由位于其下方第一阳极上的引出电压直接拔出。该电子枪不设栅极保护层。拔出的电子由阴极与第二阳极间加速电场加速，形成扫描电镜信号激发源 — 直径小于span10nm/span的“高能电子束”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px"1.2.4/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"冷、热场电子枪的优缺点/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px"1.2.4.1/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family: 宋体"冷场电子枪/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 0em font-size: 19px font-family: 宋体 "冷场电子枪阴极采用单晶钨（/spanspan style="text-indent: 0em font-size: 19px "3.1.0/spanspan style="text-indent: 0em font-size: 19px font-family: 宋体 "）面，功函数极低，针尖电子可以被第一阳极直接拔出。在工作中电子枪温度和环境温度一致而得名“冷场电子枪”。该电子枪灯丝电子的出射范围小，溢出角（立体角）也小，溢出电子的能量差也小（色差）。这些结果会使得以该阴极为基础形成的电子枪本征亮度大。电子枪本征亮度大有利于扫描电镜获取高分辨的测试结果。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"由于电子枪温度低，镜筒中气体分子容易在灯丝表面积累，对拔出电子产生影响。故在工作中发射电流会逐渐下降，需要不断提升引出电压（/spanspan style="font-size:19px"set/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"）或定时加一个瞬时电流（/spanspan style="font-size:19px"FLASH/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"）来驱赶这些气体分子，使发射束流满足测试需求。为了保持束流在测试中尽可能稳定，镜筒真空要求更高，高真空也是高分辨的基础条件之一。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"由于发射面积较小，因此虽然电子枪的本征亮度大，但是束流总量不如热发射以及热场电子枪来的大。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"冷场电子枪可以有更好的图像分辨，但束流的稳定度以及束流总量略显不足。不过现在最新的日立/spanspan style="font-size:19px"REGULUS 8230/spanspan style="font-size: 19px font-family:宋体"冷场电镜在电子枪设计、真空度以及镜筒质量上的改进使这些缺陷有所弥补。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"1.2.4.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热场电子枪/span/strongstrong/strong/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"热场电子枪问世时间较冷场电子枪来得早。电子枪阴极采用的是单晶钨（/spanspan style="font-size:19px"1.0.0/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"）面，其功函数较多晶钨丝和六硼化镧单晶要低很多但比冷场枪的单晶钨（/spanspan style="font-size:19px"3.1.0/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"）面要大。电子发射虽然也是由第一阳极拔出，但需要采用一系列降低功函数的方法：/spanspan style="font-size:19px"1./spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"灯丝加一定电流产生/spanspan style="font-size:19px"1200K/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"的高温，/spanspan style="font-size: 19px"2./spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"表面涂覆一层氧化锆，以降低灯丝表面的功函数，提升发射效果。由于电子基本由第一阳极在单晶钨针尖部拔出，因此其发射面积、立体角及色差都较热发射小很多，但比冷场要大。故本征亮度要比热发射提高很多，但略低于冷场电子枪。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"热场和冷场电子枪对比：/span/strongspan style="font-size: 19px font-family:宋体"本征亮度低会造成仪器分辨能力不足；氧化锆的消耗会降低灯丝束流发射效果，氧化锆有破损，灯丝的高分辨寿命也到头，因此其高分辨寿命较短。束流大且稳定对微区分析有利，但是随着分析设备（/spanspan style="font-size:19px"EDS\EBSD/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"）性能的提升该优势也在逐步淡化，而分析过程中的空间分辨劣势也会逐步加深。不过这都有个度，而且和测试需求有关，辩证的关系无处不在。/span/pp style="margin-left: 4px text-align: justify text-indent: 2em "strong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px"二、span style="font-variant-numeric: normal font-variant-east-asian: normal font-weight: normal font-stretch: normal font-size: 9px line-height: normal font-family: ' Times New Roman' " /span/span/strongstrong style="text-indent: 0em "span style="font-size:24px font-family:宋体"电磁透镜/span/strong/pp style="margin-left: 48px text-align: justify text-indent: 2em "strong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透镜系统是显微镜对样品信息激发源（光）进行操控的部件。不同激发源（光束、电子束）使用不同的透镜系统：光学显微镜用的是光学透镜，电子显微镜是电磁透镜和静电透镜（静电透镜在电镜中应用面较窄，效果也较差，本文不予探讨）。无论光学透镜还是电磁透镜都是通过对激发源（可见光、高能电子束）运行方向的改变来对其进行操控。尽管高能电子束在电磁透镜中的运行轨迹较可见光在光学透镜中要复杂的多，但结果基本相似，因此在电子显微镜教材中对电磁透镜和电子光路路径的探讨都是以光学显微镜为模板。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong2.1/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"光学透镜/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"光的折射现象/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"直线传播、反射、折射是光的三种运行（传播）模式。在同一种均匀介质中光是以直线方式来运行，小孔成像、影子等都是光线直线传播的反映。光线在两种介质交界处会发生传播方向的改变，如果光返回原来介质中这就是反射，反射光光速和入射光相同。光线从一个介质进入另一个介质，会发生传播方向以及传播速度的改变，这就是光线的折射现象。初中的物理教科书告诉我们透镜的成像原理正是基于这种折射现象。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong2.1.2/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"光学透镜的成像原理/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透镜可以看成许多棱镜按照特别设计的构造所进行的组合。通常情况下光通过透镜时：凸透镜会将光线经两次折射后会聚在透镜另一侧的焦点（平行光）或像平面上，凹透镜将光线经两次折射后按照像点和虚像各点连线所形成的角度发散出去。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 347px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/323d613a-1a81-4dda-9653-58a36a6d5ef1.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析7.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析7.png" width="664" height="347" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"凸透镜和凹透镜的经典成像图/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"显微系统中凸透镜的作用是对光线进行会聚、成像（实像、虚像、放大、缩小），也可对光路进行调整，是组成显微系统的主体部件。凹透镜在显微系统中主要是用于消除系统像差对分辨率的影响。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 307px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/3543cd28-5d88-47f4-9ff7-0e6d73d304ad.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg" width="664" height="307" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"透镜的成像规律/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"像差及像差校正/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"色差和球差是显微系统中光线经过透镜时形成的两个主要像差，对显微镜分辨率有极大影响。消除像差影响对获取高分辨像帮助极大。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"色差/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px "任何光都很难保证光束中能量完全一致。不同能量的光线传播速度不同，通过透镜时折射程度也存在差别，因此其焦点也不相同。如此就会在焦平面或像平面上形成一个弥散斑，使图像模糊不清，影响图像的分辨能力。不同能量的光线对应不同色彩，因此由光的能量差异而引起的像差被称为“色差”。不同形态（凸透镜、凹透镜）、不同材质的透镜色差通过合理的安排可以相互抵消，以此方式就可以消除整个透镜系统的色差。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "span style="font-size:19px font-family:宋体"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0cf133ab-eb6d-4b98-83bd-95d8413e54a0.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析8.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析8.png"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"球差/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透镜中心区与边缘区对光线折射会有差异，使得轴上某个物点发出的光束最后会聚在光轴上不同位置，在像面上形成一个弥散斑从而影响图像的分辨力，这种差异被称为“球差”。利用光阑只让近光轴光线通过可以减少球差，另外还有两种方法最常见：配曲以及组合。/span/pp style="text-align: justify "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.2.1/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"配曲/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 37px "透镜两个曲面采用不同曲率半径，这两个曲面会对光线的折射产生差异，互相抵消和弥补会减少透镜球差的数值。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.1.3.2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"组合/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 37px "利用凸凹透镜的组合消除球差。组合方式有胶合和分离。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 709px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/546f7baa-45c4-4b2c-9bf5-06508692bd6f.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析9.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析9.png" width="664" height="709" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"电磁透镜/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px "电子显微镜使用高能电子束做为光源，若用光学透镜对电子束进行会聚的结果是损耗大、工艺繁琐、效果差。因此必须选用另外的方式来对电子束进行操控。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 37px "一个轴对称的均匀弯曲磁场对电子束拥有更好的折射效果，而且操控简单、效果优异，是对电子束进行会聚的主要方式，类似于光学透镜对光线的会聚，被称为“磁透镜”。该磁场是利用电流通过铜线圈来产生，故而被命名为“电磁透镜”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px"strong2.2.1/strong/spanstrongspan style="font-size:19px font-family:宋体"电磁透镜的构造及工作原理/span/strongstrong/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"电磁透镜构造是将一个轴对称螺旋绕制的铜芯线圈置于一个由软磁（顺磁）性质的材料/spanspan style="font-size:19px"(/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"纯铁或低碳钢/spanspan style="font-size:19px")/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"制成具有内环间隙的壳子里。内部插入磁导率更高的锥形环状极靴。该构造可以使得磁场强度、均匀性、对称性得到极大提升，从而在较小空间获得更大的电磁折射率来提升磁透镜的会聚效果。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 199px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/0ea4c139-2224-402e-8f16-0c835e6079c0.jpg" title="123.png" alt="123.png" width="664" height="199" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 19px "电磁透镜的工作过程如下：当电流通过铜芯线圈时，将产生一个以线圈轴中心对称分布的闭环磁场。电子束在穿越磁场时因切割磁力线而受洛仑兹力作用发生向心的偏转折射，该偏转和电子运行方向叠加后使得电子在磁场中以圆锥螺旋曲线轨迹运行，并使电子束从磁场另一端飞出后被重新会聚。类似于光学透镜中的光线会聚，电磁场对电子束起到一个透镜的作用。改变线圈电流的大小，可以改变电磁透镜对电子束的折射率。电子显微镜通过对透镜电流的调节，来无级变换焦点及放大倍率。任何一级透镜可以在需要时打开，不用时关闭，因此更易于仪器的调整。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 664px height: 199px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/21c7877d-4b03-4a3c-a3a9-778f4197b5e6.jpg" title="电子枪与电磁透镜的另类解析10.png" alt="电子枪与电磁透镜的另类解析10.png" width="664" height="199" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size:19px"2.2.2/span/strongstrongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"电磁透镜的像差/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px "虽然电子束在电磁透镜中的电子轨迹比可见光在光学透镜中的轨迹要复杂得多，但结果基本类似。光学透镜成像过程中存在的像差，在电磁透镜的成像过程中也同样存在，只是程度以及解决方式不一样。解决像差，对扫描电镜和透射电镜成像效果的影响也不一样。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"电子显微镜使用高能电子束和电磁透镜，相对于光学显微镜，其所形成的像差要小很多。而解决像差影响也会对测试结果产生负面影响，比如束流密度增大带来的热损伤、运用单色器会对信号量形成衰减、会聚角增大在扫描电镜测试时会增加样品信号扩散，这些负面影响是否会超过解决像差所带来的正面效果？这里存在着一个辨证的关系。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"光学显微镜显然是解决像差带来的正面效果要大，所以大量的消像差组件存在于光路当中。电子显微镜呢？目前仅在场发射透射电镜中加入球差校正器有着极为明显的作用，扫描电镜中却未见使用。这与两种电子显微镜所针对的样品以及所获取的样品信息特性有关。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"透射电镜样品极薄、样品中信号扩散基本可以忽略不计。球差的改善会带来两个结果：束流密度的增加、会聚角的增加。束流密度增加会使得信息的激发区缩小同时信号量增加，这无疑对提高分辨力有利；电子束会聚角的增加有利于散射电子散射角的扩大，对/spanspan style="font-size:19px"stem/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"成像有利。因此对于透射电镜来说，解决球差所带来结果基本都是正面，这使得球差校正对透射电镜提高分辨力的影响十分明显。当然基础还是电子枪，热发射电子枪加装球差校正，结构更复杂而且结果差。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "扫描电镜样品相对电子束来说无穷厚，电子束击入样品所引起的信号扩散较大。采用信号又是溢出样品表面的二次电子和背散射电子，电子束会聚角的改变对它们溢出范围影响不可忽略。球差校正结果到底如何？目前还没看到球差校正在扫描电镜中被运用。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 19px "球差校正器是采用多极子校正装置产生的磁场对电子束做一个补偿散射（如凹透镜对光线的散射），来消除聚光镜边缘所引起的球差。/span/pp style="text-align:center"span style="font-size:19px"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/c178f974-3020-497b-9c33-5f66b75f8046.jpg" title="10.jpg" alt="10.jpg"//span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size:19px font-family: 宋体"球差校正器图解/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "电子显微镜减少色差主要依靠单色器。其原理是将电子束按照能量进行分离，然后选取某个能量段的电子束，由此降低电子束的能量差也就是色差。其缺点是电子束强度同时降低，这就要求样品能产生充足信号，同时信号接收器的接收效果也要相应提升。目前单色器主要被用在热场电子枪电镜。冷场电子枪由于色差很小，束流也较小，单色器对测试结果的正面影响不大，负面影响（束流的衰减）可能会更大，因此冷场电镜未见使用单色器。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 28px font-size: 19px font-family: 宋体 "辩证法的规律无处不在，任何条件的改变，部件的设计都不会是完美无缺。任何事、任何物的存在和变化都包含有正、反两方面的结果。我们必须对事和物做全面的正确了解，根据自己需求选取最大的正面因素，才能使得我们在做事和选物时获得最好的结果。最后以老祖宗的名言来做结束。那就是被我们常常认为是消极思维，其实却包含极大哲理的/spanstrong style="text-indent: 28px "span style="font-size:24px font-family: 宋体"“中庸之道、过犹不及”。/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strongspan style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "作者简介：/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 0, 0) "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 100px height: 154px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/3b78ff26-962f-4859-9049-9705ef02e500.jpg" title="9735aac7-cc11-41a0-b012-437faf5b20b5.jpg" alt="9735aac7-cc11-41a0-b012-437faf5b20b5.jpg" width="100" height="154" border="0" vspace="0"/林中清，87年入职安徽大学现代实验技术中心从事扫描电镜管理及测试工作。32年的电镜知识及操作经验的积累，渐渐凝结成其对扫描电镜全新的认识和理论，使其获得与众不同的完美测试结果和疑难样品应对方案，在同行中拥有很高的声望。2011年在利用PHOTOSHIOP 对扫描电镜图片进行伪彩处理方面的突破，其电镜显微摄影作品分别被《中国卫生影像》、《科学画报》、《中国国家地理》等杂志所收录、在全国性的显微摄影大赛中多次获奖。/span/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 0, 0) "span style="font-family: 宋体 font-size: 19px text-indent: 28px "br//span/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strongspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "参考书籍：/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 19px font-family: 宋体 "《扫描电镜与能谱仪分析技术》张大同/spanspan style="font-size: 19px "2009/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "年/spanspan style="font-size: 19px "2/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "月/spanspan style="font-size: 19px "1/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "日/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"华南理工出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"《微分析物理及其应用》/span span style="font-size:19px font-family: 宋体"丁泽军等/spanspan style="font-size: 19px" 2009/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"年/spanspan style="font-size:19px"1/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"月/spanspan style="font-size:19px" /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"中科大出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"《自然辩证法》/spanspan style="font-size:19px" /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"恩格斯/spanspan style="font-size:19px" /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"于光远等译/spanspan style="font-size:19px" 1984/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"年/spanspan style="font-size:19px"10/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"月/spanspan style="font-size:19px" /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"人民出版社/spanspan style="font-size:19px" /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 19px font-family: 宋体 "《显微传》/spanspan style="font-size: 19px " /spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "章效峰/spanspan style="font-size: 19px " 2015/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "年/spanspan style="font-size: 19px "10/spanspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 "月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"清华大学出版社/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"日立/spanspan style="font-size:19px"S-4800/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"冷场发射扫描电镜操作基础和应用介绍/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family:宋体"北京天美高新科学仪器有限公司/spanspan style="font-size:19px" /spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"高敞/spanspan style="font-size:19px" 2013/spanspan style="font-size:19px font-family:宋体"年/spanspan style="font-size:19px"6/spanspan style="font-size:19px font-family: 宋体"月/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family: 宋体"br//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="font-size: 19px font-family: 宋体 color: rgb(0, 176, 240) "延伸阅读：/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191029/515692.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 0, 0) font-size: 19px font-family: 宋体 "扫描电镜加速电压与分辨力的辩证关系——安徽大学林中清32载经验谈（1）/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/news/20191126/517778.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline "span style="font-size: 19px font-family: 宋体 color: rgb(0, 0, 0) "扫描电镜放大倍数和分辨率背后的陷阱——安徽大学林中清32载经验谈（2）/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size:19px font-family: 宋体"/span/p

1月6日，《自然》杂志以封面文章形式发表了被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）的最新成果。在该成果中，中国科学院国家天文台研究员李菂等领导的国际合作团队，通过FAST平台，采用原创的中性氢窄线自吸收方法，首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。研究发现，星际介质具有连贯性的磁场结构，异于标准模型预测，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。《中国科学报》了解到，这是FAST产出的系列重大成果之一。自2020年1月11日通过国家验收至今，FAST已运行近两周年。基于超高灵敏度的明显优势，它已成为中低频射电天文领域的观天利器。《自然》杂志封面 中国科学院国家天文台供图又一重磅，挑战星际磁场标准模型磁场在恒星、行星和生命的产生中发挥着重要作用，过程复杂。“磁通量问题”是恒星形成经典三大问题之一，分子云的星际磁场强度测量是全球天文界的共同挑战。恒星诞生于分子云中，分子云中的致密区域发生塌缩，最终形成恒星。恒星磁场的标准模型认为，在恒星形成过程中，磁场和重力是相互抗衡的力量，在分子云密度高的地方，重力越大，磁场也越强。按照这一模型，重力和磁场不断拉扯，以至于恒星形成需要上千万年。测量分子云的星际磁场强度并不是件容易的事。目前，可用于测量磁场强度的唯一手段就是“塞曼效应”。1896年，荷兰物理学家塞曼发现，把产生光谱的光源置于足够强的磁场中，磁场作用于发光体使光谱发生变化，一条谱线会分裂成几条偏振化的谱线。根据光谱的变化，科学家就可以反推出磁场的强度。但是，探测分子云的塞曼效应难度很大。“分子和磁场的作用普遍非常弱，塞曼效应也非常弱。”李菂说。为更好地测量出星际磁场，李菂团队另辟蹊径，原创出一种通过测量氢原子的谱线来测量星际磁场的方法——中性氢窄线自吸收方法。“原子对磁场的响应会比分子强。氢原子是宇宙中丰度最高的元素，广泛存在于宇宙的不同时期，也是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。”李菂说。FAST为李菂等人提出的新方法创造了应用的机会。“FAST是探测暗弱中性氢源的利器。”李菂说。通过FAST，研究人员测量了L1544分子云包层的磁场强度，首次实现了原创的中性氢窄线自吸收方法塞曼效应的探测，也实现了利用原子辐射手段来探测分子云磁场的“从0到1”的突破。研究人员发现，与标准模型的预测结果不同，星际介质从恒星外围的冷中性气体到原恒星核，具有基本一致、连贯性的磁场结构。“由此，我们将恒星形成的时间从上千万年减少到百万年。”李菂说。这一研究成果引起了国际学者的关注。未参与此项研究的美国伊利诺伊大学教授理查德克鲁切尔评价：“通过观测中性氢窄线自吸收的塞曼效应，FAST首次揭示了在恒星形成的早期阶段，磁压不足以阻止引力收缩，这与恒星形成的标准理论不一致。这一发现对于理解恒星形成的天体物理过程至关重要，并显示了FAST在解决重大天体物理问题方面的潜力。”运行两年，FAST产出一系列大成果从2020年1月11日通过国家验收至今，两年来，FAST好消息频传。仅2021年，FAST就产出了不少重要成果。2021年10月14日，《自然》发表了FAST获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本的成果。快速射电暴（FRB）是宇宙中最明亮射电爆发现象，由于起源未知，它成为天文学研究的热点。国家天文台科研人员领导的国际合作团队，利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测，在约50天内探测到1652次爆发事件，获得迄今为止最大的快速射电暴爆发事件样本，超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总和。这一成果还首次揭示出快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构。“FAST多科学目标巡天已经发现至少6例新快速射电暴，为揭示这一宇宙中神秘现象的机制、推进这一天文学全新领域的发展作出独特的贡献。”国家天文台副研究员王培说。2021年5月，《天文和天体物理学研究》发表了FAST持续发现毫秒脉冲星的成果。发现脉冲星是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一，国家天文台研究员韩金林领导的FAST重大优先项目“银道面脉冲星快照巡天”在不到两年时间内，累计观测了约620个机时，完成了计划搜寻天区的8%。澳大利亚科学院院士曼彻斯特评价：“发现这么多脉冲星令人印象深刻”“发现如此众多毫秒脉冲星是一个显著的成就”。“截至目前，该项目新发现279颗脉冲星，其中65个为毫秒脉冲星，在双星系统中的有22颗。”韩金林说。2021年12月，《中国科学》以封面及编辑点评文章形式发表了FAST开展多波段合作观测的成果。在这项成果中，国家天文台科研人员领导的国际合作团队，将FAST与高能波段的重要空间天文设施——费米伽马射线天文台大视场望远镜（Fermi-LAT）相结合，进行天地一体化协同和后随观测，发现了多颗脉冲星。多波段合作观测不仅开启了FAST脉冲星搜索新方向，而且打开了研究脉冲星电磁辐射机制的新途径，为研究中子星星族演化和探测引力波提供了更多样本。面向未来，观天利器正摩拳擦掌FAST频繁产出大成果，与其运行效率和观测质量密不可分。“一年来，中科院深入贯彻落实习总书记重要指示精神，全力做好FAST的开放运行和科学研究工作，在第一时间就成立了FAST科学委员会、时间分配委员会、用户委员会，统筹规划科技方向，遴选重大项目，制定数据开放的政策，充分发挥FAST的科技效果，促进重大科技成果产出。”中科院副院长、党组成员周琪院士说。在体制机制的保障下，2021年，FAST的年观测时长超过5300小时，已远超国际同行预期的工作效率，为FAST科学产出起到重要支撑作用。“2021年，FAST一半的机时用于优先和重大科学项目，45%的时间用于自由申请的项目，10%的时间用于国际开放项目，5%的时间用于应急观测。”中科院院士、国家天文台研究员武向平说，“FAST正在考虑面向全国中小学生开放1%的观测时间，目前相关申请、遴选方法仍在讨论之中。”他介绍，FAST的优先科学目标包括研究快速射电暴的物理机制、搜寻脉冲星、利用脉冲星测时阵列探测引力波、通过21厘米中性氢辐射探测星系和宇宙大尺度结构。此外，FAST的另一使命是寻找地外文明，包括寻找第二地球、截获外星人通信以及寻找生命分子。2021年3月31日，FAST正式向全球开放共享，向天文学家征集观测申请。此次征集收到来自不同国家共7216小时的观测申请，最终14个国家（不含中国）的27份国际项目获得批准，并于2021年8月启动科学观测。“中国射电望远镜发展坚持走‘独立自主’与‘国际合作’的道路。”武向平说。关于未来，武向平表示，FAST将在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等方向，产出深化人类对宇宙认知的科学成果。相关论文信息：https://www.raa-journal.org/raa/index.php/raa/article/view/4877/6013https://doi.org/10.1038/s41586-021-04159-xhttps://doi.org/10.1038/s41586-021-03878-5https://doi.org/10.1007/s11433-021-1757-5

近日，重庆市生态环境局印发《重庆市辐射污染防治“十四五”规划（2021-2025年）》（以下简称《规划》），明确到2025年底，建成全国一流的辐射监测分析实验室，进一步提升电磁环境监测能力，具备各级别辐射事故的综合协调指挥及处理处置能力，确保重庆市核技术利用单位产生的放射性废物100%安全收贮，放射源辐射事故年发生率低于每万枚1起。《规划》明确了五个方面的任务。一是提升辐射安全监管效能：重点是进一步提升监管队伍专业化水平，深化“放管服”改革，服务辐射类建设项目落地。二是优化监管工作机制：重点是有效运转市级核安全工作协调机制，强化辐射安全监管，加强核安全文化宣贯和辐射科普知识宣传。三是加强辐射监测能力建设：重点是做好辐射环境监测，提升辐射监测网络性能，打造一流监测实验室。四是健全辐射应急体系：重点是完善各级辐射事故应急预案，加强应急通讯系统建设，统筹提升全市辐射事故应急响应能力。五是确保全市放射性废物安全：重点是稳步推进新城市放射性废物库及配套安防设施建设，加强对放射性废物和废旧放射源的收贮、暂存和管理工作。为达到既定目标，围绕《规划》主要任务，重庆计划实施以下五项重点工程：一、辐射科普宣传基地建设工程。建设电离辐射和电磁辐射科普展厅，建筑面积400平米。包括LED显示屏、智能讲解、游戏互动、实景模拟（核电站、医用射线装置、常用放射源）、交流交互平台等。二、辐射监测能力提升工程。购置便携式高纯锗谱仪、采样及前处理设备、α谱仪和同位素质谱仪等大型实验室设备；逐步更新换代辐射监测仪器设备；优化和维护实验室管理系统（LIMS），提升系统兼容性；建设1个辐射环境监测超级站（气溶胶自动采样、能谱自动测量、监测结果自动分析）；重点区域内建设电磁辐射自动监测站，配备车载式电磁辐射环境监测设备。三、辐射应急能力提升工程。改造现有应急设备实现数据实时传输：综合考虑中继站、5G通信和卫星通讯等设备；配置无人机辐射监测系统、γ相机、就地γ谱仪、应急救援机器人等应急设备，提高放射源的快速搜索、定位和处置能力，降低人员受照射风险。四、放射性废物库功能提升工程。配套建设放射性废物库自动行吊、自动识别、自动抓取的软件系统和设备；建设放射性样品前处理基地；开展大小周界等安保升级改造及库区生态修复。五、辐射监管科技支撑工程。开展重庆市大气中钋铅放射性水平及相关性研究；开展放射性核素钍等监测方法中干扰因素研究与改进；开展介入放射学、医用诊断X射线机及核医学科辐射防护研究，提出放射诊断辐射安全与防护对策建议，有效保障人员（医疗机构工作者、受检者以及有关公众）健康与辐射环境安全；开展5G基站电磁辐射环境影响与对策研究，提出5G电磁环境辐射管理的对策和建议；开展±800kV直流输电线路的电磁场及噪音环境影响研究，掌握其电磁场及噪音影响规律。附件：重庆市生态环境局关于印发重庆市辐射污染防治“十四五”规划（2021-2025年）的通知.doc

近日，华东理工大学化学与分子工程学院张金龙教授课题组和曹宵鸣教授课题组合作，在表面增强拉曼光谱(SERS)领域获得最新进展。相关研究以《提高半导体基底的电磁场增强能力用于非吸附分析物的SERS检测》为题发表于《化学》。 表面包覆结构示意。 华东理工大学供图SERS具有超高检测灵敏度，因此在多个领域得到广泛应用。开发低成本、高活性SERS基底是该领域的研究热点。目前，常见的贵金属SERS基底主要通过电磁机制，增强分析物分子的SERS信号，因此具有极高的检测灵敏度，但其缺点是化学性质活泼、制备繁琐、价格昂贵。相较而言，半导体SERS基底化学性质稳定、制备方便、成本低廉，但绝大多数半导体SERS基底需要分析物分子吸附在半导体基底表面。因此，传统的半导体SERS技术只能用于极少分子(染料分子、硫醇分子等)，这极大地限制了半导体SERS技术的应用。近期，有研究报道发现，Ta2O5、ZnO和SnO2-NiOx等半导体SERS基底同样能通过电磁增强机制提升分析物分子的SERS信号。不同于化学增强机制，电磁增强机制可以作用于距SERS基底表面一定范围内的吸附性/非吸附性分析物分子。然而，相较于贵金属SERS基底，半导体SERS基底的电磁增强能力极弱。因此，提高半导体SERS基底的电磁增强能力是拓展半导体SERS技术应用前景的关键。在该项工作中，研究团队设计并制备了具有次级结构的ZnO纳米粒子，通过在其外表面包覆ZIF-8壳层，提升了ZnO纳米粒子的电磁增强能力，实现了6种非吸附性有机化合物(VOCs)的低浓度检测，检测极限可与贵金属SERS基底相当。研究发现，在这种表面包覆结构不仅可以富集大量VOC分子，还可以改变ZnO表面的折射率，从而有效抑制电磁场在ZnO纳米粒子表面随距离的衰减。这进一步拓展了电磁增强机制在ZnO纳米粒子表面的作用范围，使更多富集在ZIF-8壳层中的信号得到电磁增强，从而实现VOC分子的低浓度检测。此外，密度泛函理论(DFT)计算同时表明，这种结构可以通过空间位阻效应阻碍VOC分子与ZnO之间形成化学键，避免两者可能存在的电荷转移，从而排除了化学增强机制的影响。因此，在该研究中电磁增强机制是VOC分子SERS信号得到增强的唯一作用机制。该研究表明半导体SERS基底的电磁增强能力可以通过包覆MOF材料得到显著提高，这对未来半导体SERS基底的设计和应用有着重要的意义。

成果名称高场动物用磁共振鸟笼线圈的研制单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度□研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：磁共振成像以其丰富的成像参数和对软组织病变诊断的突出优势越来越受到人们的重视，它不仅能够提供生理和病理解剖信息，还能够提供与代谢相关的功能信息。然而，由于传统的磁共振设备供应商（例如GE、Siemens等）提供的商用射频线圈是根据人体特征尺寸设计的，并不能为实验动物能提供足够的空间分辨率和信噪比，导致许多药物评价、药物运输以及分子影像等应用受到极大的限制。随着分子影像、药物传递研究的逐步深入，高场动物磁共振成像研究也将得到更多的应用，射频线圈作为这项研究必需的硬件，也将获得更多的关注。因此，研发出高磁场下动物实验专用的射频鸟笼线圈意义重大。2009年，前沿交叉学院张钰副教授申请的&ldquo 高场动物用磁共振鸟笼线圈&rdquo 项目获得第一期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在项目资金的资助下，该项目针对高场进行了鸟笼线圈的全面自主设计和制作。课题组首先通过射频仿真对新提出的电感耦合式鸟笼线圈的电磁场进行设计仿真，调整参数使之能够满足动物实验应用的要求。在仿真工作的基础上，课题组基于原有的射频线圈设计经验，对鸟笼线圈的匹配电路进行设计，并根据设计结果对鸟笼线圈进行实际制作，完成了线圈的调谐和匹配。最终，课题组在临床用3.0T 磁共振扫描仪上对专用水模和Wistar大鼠进行了相关的成像实验，通过考察鸟笼线圈的信噪比、均匀性等参数，并与现有的临床商用射频线圈所获得的图像进行比较，验证了新型电感耦合鸟笼线圈的优秀性能及其用于临床动物实验研究可靠性。应用前景： 该项目目前已经顺利结题，由于国内尚无类似的高场动物用磁共振鸟笼线圈产品，本项目所研发出的鸟笼线圈正在逐步推广到国内其他高校和医院等拥有磁共振设备、并准备进行动物磁共振实验的科研单位，用于相关领域的研究。

新闻专题：标准缺失，监管缺位——防辐射服成“皇帝新装” 　　微博热议央视“防辐”调查风波 　　近日，“防辐射服穿了可能危害反而更大”的言论引起多方争议。国内唯一防辐射协会上海防电磁辐射协会今日召开新闻发布会首度回应此事，该协会称，防电磁辐射服对屏蔽电磁波是有效的，防电磁辐射服不可能成为电磁波的收集器，消费者不必为曾经或正在穿着防电磁辐射服感到恐慌和担忧。　　专家称陈峰实验室“防电磁辐射服试验”不科学，结论不可信　　上海防电磁辐射协会今日对媒体发表的公开声明中提到，陈峰实验室针对防电磁辐射服装做的一个试验，并由此得出结论认为防电磁辐射服装不但起不了对人体的保护作用反而会成为电磁辐射的收集器，加重辐射对人体的伤害，这样的一个非标准性的实验得出的结论不具有科学性。　　《声明》中说，陈峰实验室演示的试验是在非专业场合由非专业人士用非专业的方法所得出的结果，如果由此就得出防电磁辐射服“无作用”论或穿着防电磁辐射服“有害”论，都是极其轻率和不负责任的，是在误导媒体和消费者。而个别人发布所谓防电磁辐射服是一场商业骗局的言论也是一种极端不负责任的行为。　　全国电磁屏蔽材料标准化技术委员会委员、上海防电磁辐射协会新闻发言人黄建华说，此次“防电磁辐射服事件”已对整个防电磁辐射产业造成了极大的冲击，对广大消费者也产生了误导，我们有责任有义务发挥我们的作用，向媒体和消费者做出说明，避免此事件进一步恶化。　　此外，对于网络上传闻“防辐射服没人监管”一说，协会也作了回应。　　黄建华说：“防辐射服并不是没有监管，近年来国家相关部门在防辐射纺织品标准化方面做了大量的工作，也取得了很大的进展，已经制定出了关于纱线、面料、测试方法、职业用防辐射服装等众多相关标准，并有数项相关标准在编制中。这些标准已经成为本行业内企业在产品设计、研发、生产中的主要规范。　　律师说法：记者委托检测，其结果是否合法有效需考证　　在上周的媒体采访中由陈峰实验推理出的“防辐射服有害说”引发轩然大波后，陈峰实验室近日连发博文澄清相关问题。　　陈峰说：“新闻中特意强调的，仅是一个特殊实验设置，是电磁波进入屏蔽服后的反射情况，绝对不是说信号的能量提高了，他同时提到“节目中的实验不严谨”，“没有标准实验结论”。　　“防辐射服事件”同样引起法律界人士的关注。　　荣德律师事务所董刚律师认为，(电视中)记者委托检测行为并不具有当然的法律效力，其检测结果是否合法有效值得进一步考证，且该项检验数据因其不具有广泛性，所以不能在维权个案中作为有效证据使用。　　通过报道，我们看到检测人员仅对一件防辐射服进行了相应的检测，但目前市场上的防辐射服种类繁多，质量参差不齐，防护功能也不尽相同，检测机构仅对一件防辐射服进行检测得出的检测结果是不具有代表性和普遍性的。　　检测部门：有用是肯定的，只是衰减多少的问题　　上海市计量测试研究院是目前防辐射面料检测机构中权威性的机构之一。作为全国电磁屏蔽材料标准化技术委员会秘书长、上海市计量测试技术研究院总工程师陆福敏说：“孕妇防辐射服有作用是肯定的”。　　据陆福敏透露，此前他们已经对市场上众多品牌的孕妇防辐射服进行防电磁辐射试验，包括吊带、马甲等款式，发现市场上的防辐射服能够遮挡大部分的电磁辐射”。“当然，要做到100%的防辐射是很难的，就算衰减度达到99%，还有1%无法阻挡。在做试验时我们发现，孕妇防辐射服主要是保护孕妈心脏部位、肚皮部位(即婴儿所在位置)，靠边沿部位效果会弱，而且，防护作用的多少与服装的面料、款式密切相关。”　　但是为什么权威机构检测“防辐射服有用”但市场对其质疑之声一直不断呢?　　据悉，我国仅在2009年12月出台了一个《微波屏蔽防护服》的推荐性标准，没有针对整个防辐射产品的强制性国家标准。目前市面上的防辐射产品的标准都是生产企业自己定的，每个企业制定的标准都不一样。　　由于缺乏相关的衡量标准，这使得外界对于目前防辐射服质疑之声一直不断。　　国家服装标准化技术委员会委员顾红烽表示，目前，关于防辐射服的检测国标还在制订中，有关部门尚没有对相关数据和指标进行量化，但网上有人说防辐射服没有用，也要拿出自己的依据来。　　在顾红烽看来，防辐射服有作用是肯定的，只是到底能起多少效果，能防多少辐射的问题，100%防辐射那是绝对不可能的，就像防紫外线一样，这种防护是相对的，当然，假冒的孕妇防辐射服肯定是没有防护功能的。　　作为参与制订防辐射国标的专家之一，顾红烽表示，有关部门正在制订专业的参数，会尽快问世。“防辐射服标准正在起草中，现在是技术研究阶段。等拿出一个初稿后，还需要各方论证、讨论，等意见达成一致之后还需国家审定通过才能正式发布，所以我也不确定标准发布的具体时间。”　　她还说，“现在对于防辐射服能不能遮挡辐射的争议，我觉得是目前国家对于防辐射服没有量化的标准，等标准制定出台后，就会有相关数据来支撑，也会有一个统一的说法，以此来判定效果到底有多少。”　　“防辐射服对于微波300MHz—3GHz这一频段的辐射，肯定具有遮挡作用”复旦大学公共卫生学院金锡鹏教授说到。　　在孕期受到电磁辐射的过度影响，势必影响胎儿的发育　　据悉，国家对每个电器的辐射有标准，但是对众多电器集中在一个房间后会产生多少辐射累加尚没有进行检测，电磁污染随着家用电器的增多正步入人们的生活中。　　作为国内提出物理污染的第一人，山西医科大学公共卫生学院教授刘文魁曾为我国的电磁辐射污染防治做出了奠基性的贡献。　　一只怀孕的猫妈妈，懒洋洋地卧在9英寸黑白电视机上。等她生出小宝宝后，主人发现4只小猫中，竟然3只有残疾，有的是瘸子、有的是瞎子。猫的主人曾是山西医学院的一位教授。他便把这个作为课题，交给了一位年轻讲师。这位讲师就是刘文魁。刘文魁从探究猫的残疾开始，40余年痴心不改，成为我国电磁辐射领域著名的专家。他长期从事环境电磁场生物学效应及防护研究。　　他说，在人的机体上，眼球的晶体和生殖系统对电磁辐射污染最为敏感。如果妇女在孕期受到电磁辐射的过度影响，势必影响胎儿的发育，造成先天畸形和先天愚形的出生缺陷。因此，他建议，妇女在怀孕前两个月，一定要尽量不接触和少接触电磁辐射。对于越来越普及的手机，刘文魁建议12岁或者16岁以下的儿童，最好不要用，因为，成人用手机打10分钟电话，15分钟以内就可以使电磁辐射的不良影响消除，而儿童则需要30-50分钟。 北京邮电大学吕英华教授说，人体吸收电磁波之后会产生热效应，这是大家公认的。至于是否会产生非热效应以及非热效应是否会对人体健康产生影响?目前国际上尚未形成统一定论，现在处于一种可疑的状态下。对于一些敏感人群如孕妇群体来说，应采取尽量少接触有电磁源的地方，还可以采取一些屏蔽措施如穿防辐射服来减弱电磁辐射强度，这对她们来说是会有益处的。　　附声明全文：上海防电磁辐射协会声 明　　近日以来，有媒体报道了国内某位工程师针对防电磁辐射服装所做的一个试验，并由此得出结论认为防电磁辐射服装不但起不了对人体的保护作用反而会成为电磁辐射的收集器，加重辐射对人体的伤害。同时国内个别人士在网络及一些媒体上发表了“防辐射孕妇装是一场商业骗局”的言论。该试验及相关言论经一些网络论坛及媒体转载后在消费者中引起了极大的混乱及恐慌心态，甚至部分消费者及网民在网络上对政府的监管提出了批评和质疑，由此产生了极为恶劣的影响。　　此次“防电磁辐射服事件”已对整个防电磁辐射产业造成了极大的冲击，对广大消费者也产生了误导。上海防电磁辐射协会是目前国内唯一的面向防电磁辐射产业的行业协会，秉承“规范行业、发展产业”的宗旨，有责任有义务在此发挥我们的作用，向媒体和消费者做出说明，避免此事件进一步恶化。　　在此，上海防电磁辐射协会郑重声明：　　1、报道中所演示的试验是在非专业场合由非专业人士用非专业的方法所得出的结果，如果由此就得出防电磁辐射服“无作用”论或穿着防电磁辐射服“有害”论，都是极其轻率和不负责任的，是在误导媒体和消费者。我们可以很负责任地告诉消费者，防电磁辐射服对屏蔽电磁波是有效的，防电磁辐射服不可能成为电磁波的收集器。消费者可以不必因为曾经或正在穿着防电磁辐射服有任何恐慌和担忧，发布所谓防电磁辐射服是一场商业骗局的言论是一种极端不负责任的行为 　　2、近年来国家相关部门在防辐射纺织品标准化方面做了大量的工作，也取得了很大的进展，已经制定出了关于纱线、面料、测试方法、职业用防辐射服装等众多相关标准，并有数项相关标准在编制中。这些标准已经成为本行业内企业在产品设计、研发、生产中的主要规范 　　3、随着我国国民经济的快速增长，电磁辐射危害已经日益引起国家及民众的关注。国内诸多科研院校、机构针对电磁辐射防护、电磁辐射危害及防电磁辐射纺织品等课题开展了大量的研究，这些研究成果为防电磁辐射服装标准化工作的进一步完善提供了有力的保证，同时也极大地提升了本行业产品的技术水平 　　4、上海防电磁辐射协会将密切关注“防电磁辐射服事件”的发展，并通过各种方式向广大消费者传达科学正确的防电磁辐射相关知识。同时我们也会强化行业自律机制，进一步规范行业。目前，协会正在组织专家及企业研究制定适用于日常穿着的民用防电磁辐射服的企业联合标准。在此我们也感谢媒体及消费者对防电磁辐射行业的关心和支持，我们真心欢迎媒体和消费者与我们一起来规范、维护和发展我们的产业。　　上海防电磁辐射协会　　二O一一年十二月二十二日　　新闻专题：标准缺失，监管缺位——防辐射服成“皇帝新装”

日前，重庆市科学技术委员会组织验收组对重庆川仪自动化股份有限公司承担的市级重大科技专项“高性能电磁流量计”项目进行了验收，并获准通过。　　该项目研究了高压环境下的电极密封、低电导率介质(如纸浆液)检测、微弱信号检测和处理、基于非均匀磁场分布的高性能传感器设计与磁场分布测试验证、微伏级感应信号精确测量与干扰抑制、浆液型电磁流量计的多频励磁、基于数字信号处理的噪声滤波、信号提取、温度补偿和误差修正等技术，申请专利5项(其中发明专利2项)，取得授权2项 取得软件著作权1项。开发出高精度电磁流量计、浆液型电磁流量计、电容式电磁流量计3种产品，制定出高性能电磁流量计企业标准。高精度电磁流量计通过了中国计量科学研究院型式试验，浆液型电磁流量计、电容式电磁流量计通过了机械工业第十八计量测试中心站型式试验。建成了高性能电磁流量计生产制造示范基地，具备了年产7000台(套)生产能力，项目产品在冶金、化工、水务、造纸等工程项目中得到广泛应用。

p　　常规的热分析仪器主要有热重分析仪(TGA)，差热分析仪(DTA)，差示扫描量热仪(DSC)，热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)。/pp　　热分析仪器测量各种各样的物理量需要靠其核心部件来实现。这些部件有电子天平、热电偶传感器、位移传感器等。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong电子天平/strong/span/pp　　电子天平是热重分析仪(TGA)和同步热分析仪(STA)的核心部件，是测量试样质量的关键。/pp　　电子天平采用了现代电子控制技术，利用电磁力平衡原理实现称重。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b44413c9-13e5-46ab-a916-78c021d42f3e.jpg" title="电压式微量热天平.png"//pp style="text-align: center "strong电压式微量热天平/strong/pp　　天平的秤盘通过支架连杆与线圈连接，线圈置于磁场内，当向秤盘中加入试样或被测试样发生质量变化时，天平梁发生倾斜，用光学方法测定天平梁的倾斜度，光传感器产生信号以调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，线圈转动恢复天平梁的倾斜。在称量范围内时，磁场中若有电流通过，线圈将产生一个电磁力F，可用下式表示：/pp style="text-align: center "F=KBLI/pp　　其中K为常数(与使用单位有关)，B为磁感应强度，L为线圈导线的长度，I为通过线圈导线的电流强度。电磁力F和秤盘上被测物体重力的力矩大小相等、方向相反而达到平衡。即处在磁场中的通电线圈，流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比，只要测出电流I即可知道物体的质量m。/pp　　无论采用何种控制方式和电路结构，其称量依据都是电磁力平衡原理。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热电偶传感器/strong/span/pp　　热电偶传感器是所有热分析仪器均会用到的部件，用于测定不同部位(试样、炉体)的温度。/pp　　热电偶传感器是工业中使用最为普遍的接触式测温装置。这是因为热电偶具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输等特点，并且结构简单、使用方便。热电偶能够将热能直接转换为电信号，并且输出直流电压信号，使得显示、记录和传输都很容易。/pp　　热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)，即热电效应。热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度。/pp　　热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数 热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关 当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关 若热电偶冷端的温度保持一定，热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个连接点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong位移传感器/strong/span/pp　　位移传感器是热膨胀仪(DIL)、热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)中会用到的核心部件。通过测定直接放置于试样上或覆盖于试样的石英片上的探头的移动，来测定试样的尺寸变化。/pp　　LVDT位移传感器，LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0 当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。线圈系统内的铁磁芯与测量探头连接，产生与位移成正比的电信号。电磁线性马达可消除部件的重力，保证探头传输希望的力至试样。使用的力通常为0~1N。/p

探索材料角度相关的磁输运性质是凝聚态物理学中应用广泛和重要的课题研究方向。该研究通常需要很宽的样品温度范围，比如从室温到几开尔文或更低，还需要强大的矢量磁场。控制矢量磁场对此类研究尤为重要。然而，传统的超导矢量磁体不仅价格昂贵，而且场强也有限：三个方向上至少两个方向的磁场强度通常不能超过2T。 德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造商。近期，该公司推出的atto3DR低温双轴旋转台，将施加在样品上固定方向的单一磁场（垂直或水平方向）的改变为三维矢量磁场。通过这种方式，在任何其他方向上也可立即获得非常高的磁场（例如9 T或12 T）。因此，它相当于提供了9T-9T-9T矢量磁铁的等效系统，这是目前尚无法实现的。此外，与常规矢量磁铁（如5T-2T-2T）只能在旋转中提供大2T的磁场相比，此解决方案的成本也非常低。 另外，双旋转轴的应用保证了样品在任意磁场方向上的变化和灵活性，通过水平固定轴的旋转，可控制样品表面与外界磁场的倾角（+/- 90°）；而沿面内固定轴的旋转提供了另外+/- 90°的运动，从而实现样品与磁场形成任意相对方向。同时还兼容2英寸样品空间和He气氛，配备Chip carrier，提供多达20个电信号接口。 1. 为什么要旋转你的样品？ 物理学家、化学家和材料科学家正在不懈地寻找具有理想性能的新材料。新材料几乎每天都会被合成出来，并经历各种各样的测量和表征。费米面的表征在材料表征中起着核心作用，因为将电子结构与材料的性质相关联，可以设计出具有所需性质的材料，并针对特定的应用进行调整。若能够地控制磁输运测量中的场方向有助于提取样品各向异性的信息。能够旋转样品在面内和面外场之间切换，或沿所需方向（例如，沿准一维样品，如纳米管或纳米线）对准就显的尤为重要。 Attocube公司研发的压电驱动的纳米旋转台有效地取代了价格昂贵的矢量磁铁，甚至提高了它们的性能，不仅扩大了其任意方向上的大可用磁场，而且也能很好的实现自动化的测量。更为重要的一点是：它们优于传统无法避免的机械滞后性的机械转子。此外，当需要超高压条件时，例如在ARPES中，与机械旋转器相比，压电陶瓷旋转台提供了额外的优势-压电陶瓷旋转台不会导致超高压室泄压或者漏气。2. Attocube提供的解决方案2.1 attocube 的纳米精度旋转台 attocube提供了多种可以组合的压电驱动纳米定位器，其中包括水平旋转台和竖直旋转台（attocube纳米旋转器-ANR/ANRv）。旋转台组合包括一系列不同尺寸和方向，以及适用于低温环境、超高真空和/或高磁场的不同环境下的需求。由于其体积非常紧凑，attocube的旋转台能够适配于大多数的超导磁体样品腔。图1: ANR portfolio [4]2.2 atto3DR：在3D中模拟强矢量磁场 atto3DR双旋转器具有两个立的旋转台，它们组合在一起，从而提供相对于样品表面的所有方向上的全磁场（例如14 T），如引言中所述。atto3DR如图2所示。atto3DR可以提供普通低温版本，同时也可根据具体需求提供用于低温真空（如稀释制冷机）的定制版本；有关mK温度下的应用案例，请参阅应用部分。图2: atto3DR：（a）带有无铅陶瓷芯片载体的样品架，配备20个触点；（b） 面内ANR；（c） 另外一个面内的ANR[4]。 3. 应用案例 在概述了ANRs、atto3DR的主要特点和优点之后，本文后一章将重点介绍通过使用基于我们的旋转器获得的传输测量的研究结果。3.1 基于ANR旋转台的应用案例3.1.1 在强磁场和200 mK条件下考察的g因子的各向异性 在Zumbühl集团（瑞士巴塞尔）与RIKEN（日本Saitama）、SAS（斯洛伐克布拉迪斯拉发）和UCSB（美国圣巴巴拉）课题组的合作进行了以显示GaAs量子点中各向同性和各向异性g因子校正的分离实验。这项研究是在两个立的横向砷化镓单电子量子点上进行的。为了在实验上确定g因子修正，通过测量具有不同强度和方向的平面内磁场的隧穿速率来得到自旋分裂。自旋分裂定义了自旋量子位的能量，是磁场中自旋的基本性质之一。在这里，他们测量并分离了两个GaAs器件中对g因子的各向同性和各向异性修正，发现与近的理论计算有很好的一致性。除了公认的Rashba和Dresselhaus项，作者还确定了动量平方依赖的塞曼项g43和穿透AlGaAs势垒gP项[5]。 此项工作是在attocube纳米精度旋转台ANRv51的帮助下完成的：样品安装在压电驱动旋转器上，并在磁场平面内旋转。由于旋转台有电阻编码器，因为能够读出旋转器的状态角度。此外，ANRv51可在高达35 T的磁场环境下使用，并可在低至mK的低温范围内使用-该实验在稀释制冷机中进行，电子温度为200 mK，磁场高达14 T。该磁场强度在任意面内方向上施加，只能通过旋转器实现不同角度下的测量。图3: sample in chip carrier mounted on ANRv513.1.2 mK位移台在材料输运性质随磁场角度的变化研究中的应用 北京大学量子材料科学中心林熙课题组成功研制出基于attocube低温mK位移台研制的低温强磁场下的样品旋转台，用于测量材料的输运性质随磁场角度的变化研究。 该系统是基于Leiden CF-CS81-600稀释制冷机系统的一个插杆，插杆的直径为81 mm，attocube的mK位移台通过一个自制的转接片连接到插杆上，如图4所示，位于磁场中心的样品台的尺寸为5 mm*5 mm，系统磁场强度为10T。系统的制冷功率为340 μW@120mK，得益于attocube低温位移台低的发热功率及工作时非常小的漏电流，使得旋转台能够很好的在＜200mK的温度下工作（工作参数：60V，4Hz, 300nF）。 图4. 实现的旋转示意图和ANR101装配好的实物图 图5. 侧视图，电学测量的12对双绞线从旋转台的中心孔穿过 图6中是GaAs/AlGaAs样品在不同角度下测试结果，每一个出现小电导率的点，代表着不同的填充因子。很好的验证了其实验方案的可行性和稳定性。图6. Shubnikov–de Haas Oscillation at T = 100 mK3.1.3 25 mK和强磁场下的自旋弛豫测量 基于量子点的自旋量子位是未来量子计算机的一个有希望的核心元件。2018年，一项国际合作（(Basel, Saitama, Tokyo, Bratislava and Santa Barbara）在理论预测电子自旋弛豫现象15年后，次通过实验成功证明了一种新的电子自旋弛豫机[8]。图7: Measurement setup with sample on an ANRv51 for rotating around the angle ϕ in the plane of the magnetic field. 在25 mK 的稀释制冷机和高达14 T的磁场条件下，半导体纳米结构（GaAs）中的电子自旋寿命在0.6 T左右达到了一分钟以上的新记录。有关此记录的更多信息，请参见[9]。对于该实验设置，使用了attocube的ANRv51，只有它完全符合mK温度和高磁场系统的要求。此外，在GaAs二维电子气体中形成的单电子量子点样品可以与平面内磁场相对于晶体轴作任意角度的旋转。3.1.4 从缓慢的Abrikosov到快速移动的Josephson涡旋的转变 来自瑞士苏黎世ETH的Philip Moll及其研究组使用attocube的ANR31研究了层状超导体SmFeAs（O，F）中磁旋涡的迁移率，发现旋涡迁移率的大增强与旋涡性质本身的转变有关，从Abrikosov转变为Josephson[12]。该实验中如果磁场倾斜出FeAs平面，即使小的未对准（0.1°）也会完全破坏该效应，因为未对准的旋涡不再与晶体层平行，则该特征立即消失。由于流动漩涡引起耗散，观察到它们的流动性是一个非常锐的电压峰，如图8所示）。attocube的ANR31位移台能够在低于2 K的温度下以优于0.1°的精度旋转样品，并且在扫描温度和磁场时零漂移。此外，的纳米旋转器被安装在小型（25 mm直径）标准样品托上（见图9）。由于其优异的性能和紧凑的结构，将整个实验装置的研究能力扩展到需要端角度精度和稳定性的领域。图8: Flux -flow dissipation as a function of the angle between the magnetic field (H = 12 T) and the FeAs layers (= 0°) for several temperatures.图9: Rotator setup showing the ANR31/LT rotator carrying the sample and two Hall sensors.3.1.5 用于量子输运分析的超低热耗散旋转系统 在2010新南威尔士大学（澳大利亚悉尼）的La AYOH ET.A.课题组分析了半导体纳米器件中的量子输运。他们的主要目标是获得一个合适的旋转系统来研究各向异性塞曼自旋分裂。为了充分观察测量这种效应，需要在保持温度低于100mK的情况下，在磁场（高达10T）方向旋转样品。该样品安装在陶瓷LCC20器件封装中的AlGaAs/Ga/As异质结构。两条铜线连接到载体上。使用带RES传感器的ANRv51进行位置读出，该小组设计了一个具有两个可选安装方向的样品架（见图10）：一个具有芯片载体的平面内旋转，另一个具有芯片载体的平面外旋转（见图）。ANRv51非常适合此应用：先其由非磁性材料制成，完全兼容mK，并具有一个小孔，可将20根铜线送至转子背面。在他们的论文中，研究小组仔细描述了不同驱动电压和频率下，旋转器的散热作为转速的函数[13]。在缓慢的旋转速度下，散热可以保持在低限度，即使连续旋转，仍然能让系统温度低于100 mK。当关闭旋转器时回到25 mK基准温度的时间仅仅为20 min。此外，由于滑移原理，旋转台可在到达终目标位置时接地，从而确保位置稳定性和零散热。图10: Rotation system assembly for rotating the sample in two separate configurations with respect to the applied magnetic field B.3.2. atto3DR 应用案例3.2.1 范德华异质结器件在低温40mK中旋转 理解高温超导物理机制是凝聚态物理学的核心问题。范德华异质结构为量子现象的模型系统提供了新的材料。近日，国际合作团队（团队成员来自美国伯克利大学，斯坦福大学，中国上海南京以及日本韩国等课题组）研究石墨烯/氮化硼范德华异质结具有可调控超导性质的工作发表在《Nature》杂志上。在温度低于1K的时候，该异质结的超导的特特性开始出现，电阻出现一个明显的降低，出现一个I-V电学曲线的平台[14]。图11: 图左低温双轴旋转台；图右下：石墨烯/氮化硼异质结器件，图右上，电输运测试结果，样品通过旋转后的方向与与磁场方向平行。 电学输运工作的测量是在进行仔细的信号筛选后，在本底温度为40mK的稀释制冷剂内进行的。样品的面内测量需要保证样品方向与磁场方向平行，因而使用了德国attocube公司的atto3DR低温双轴旋转台。该atto3DR低温双轴旋转台可以使样品与单轴线管的超导磁场方向的夹角调整为任意角度。通过电学输运结果，证实了样品中存在的超导与Mott缘体与金属态的转变，证明了三层石墨烯/氮化硼的超晶格为超导理论模型（Habbard model）以及与之相关的反常超导性质与新奇电子态的研究提供了模型系统。3.2.2 30mk下的扭曲双层石墨烯的轨道铁磁性 范德华异质结构，特别是魔角双层石墨烯（tBLG），是当今固态物理研究的热点之一。尽管之前对tBLG的测量已经表明，铁磁性是从大滞后反常霍尔效应中推断出来的，随后又指向了Chern缘体，但A.L.Sharpe及其同事通过输运测量实验表明，tBLG中的铁磁性是高度各向异性的，这表明它是纯轨道起源的——这是以前从未观察到的[15]。 为了进行测量，该小组将封装在氮化硼薄片中的tBLG样品安装在attocube atto3DR双旋转器上，通过巧妙设计，使其在电子温度低于30 mK的条件下正常工作，在高达14 T的磁场中，使用霍尔电阻对倾斜角度进行专门的现场校准，以便在实验过程中控制准确的面内和面外方向。图12: Angular dependence of hysteresis loops in twisted bilayer graphene, measured with atto3DR at 30 mK.4. 总结 磁性输运测量通常涉及可变温度和强磁场。能够旋转样品是提取有用信息的关键先决条件，如三维费米表面、电荷载流子的有效质量和密度，亦或块体材料、薄膜或介观结构的各向异性相关的许多其他参数。使用基于压电陶瓷的旋转器有助于获得比矢量磁场更高的矢量场，而且能够大大降低成本。因此，attocube ANR及其成套解决方案——atto3DR——对于每一位在具有磁场依赖和低温下进行电气和磁性输运测量的研究人员来说，都是佳和的解决方案。5. 参考文献[1]L.W. Shubnikov, W.J. de Haas, Proc. Netherlands Roy. Acad. Sci. 33, 130 (1930)[2]Fermi Schematics, Sabrina Teuber, attocube systems AG[3]http://www.phys.ufl.edu/fermisurface/[4]attocube systems AG[5]L.C. Camenzind et al., Phys. Rev. Lett. 127, 057701 (2021)[6]U. Zeitler et al., attocube Application Note CI04 (2014)[7]P. Wang et al., Rev. Sci. Instrum. 90, 023905 (2019)[8]L.C. Camenzind et al. Nat Commun 9, 3454 (2018)[9]https://www.unibas.ch/en/News-Events/News/Uni-Research/New-mechanism-of-electron-spin-relaxation-observed.html[10]Y. Pan et al., Sci. Rep. 6, 28632 (2016)[11]A.M. Nikitin et al., Phys. Rev. B 95, 115151 (2017)[12]P.J.W. Moll et al., Nature Mater. 12, 134 (2013)[13]L. A. Yeoh et al., Rev. Sci. Instrum. 81, 113905 (2010)[14]G. Chen et al., Nature 572, 215 (2019)[15]A.L. Sharpe et al., Nano Lett 2021, 21, 10, 4299 – 4304 (2021)

高准国际贸易(上海)有限公司作为德国(kewill)在中国的总代理商，现在为回馈广大客户，现月初进行电磁流量计的促销活动，欢迎广大用户来电咨询：021-54430662　　科威尔(kewill)进口电磁流量计特点优势：　　●电磁流量计是一种测量体积流量的仪表，测量的结果与流速分布，流量压力，温度，密度，粘度等物理参数无关　　●测量管内无活动部件，便于维护管理，所以传感器的使用寿命长 无阻流部件，因为无压力损失　　●被测液体电导率最低可达5&mu S/cm，配合各种衬里材料，可适用于测量各种酸、碱、盐溶液及泥浆、矿浆、纸浆等介质的流量，精准度较高，通常为± 0.5% ± 0.2%　　●由于感应电压信号时在整个充满磁场的空间中形成的，是管道截面上的平均值，因此传感器所需要的直管段较短，一般为前5D后3D　　5光敏键，可免开盖操作 中文菜单显示，更加方便国内用户的使用。　　●传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损，保证长期的使用　　7测量可靠性高，重复性好，长期免维护。量程比高达1000:1　　●双向测量系统，可测量正向流量，反向流量　　●高清晰度背光LCD显示，汉英菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂　　●转换器性能可靠、精度高、功耗低、零点稳定、参数设定方便、LCD显示，可以显示累计流量、流速、流量百分比等参数　　●采用16位嵌入式微处理器，运算速度快，精度高，可编程频率低频矩形波励磁，提高了测量的稳定性，低功耗　　●全数字量的处理，抗干扰能力强，测量可靠，精度高，流量测量范围可达150:1　　●超低EMI开关电源，使用电源电压变化范围大，抗EMC好　　●具有RS485、RS232、HART和Modbus等数字通讯信号输出　　科威尔(kewill)电磁流量计广泛应用于石化、钢铁、电力、冶金、纺织、制药等领域，德国原装进口，技术领先，市场占有率高。　　促销热线：021-54430662 传真：021-54707123　　更多流量计、电磁流量计信息：www.jkdcllj.com

p　　元素定义：是strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称/span/strong，到目前为止，人们在自然中发现的元素有90余种，人工合成的元素有20余种./pp　　元素(element)又称化学元素，指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质，它们只由几种有共同特点的原子组成，其原子中的每一原子核具有同样数量的质子，质子数来决定元素是由种类。/pp　　明白了我们要检测的东西是什么，接下来就进入正题，看看各元素分析仪器的分析过程及性能对比。/pp style="text-align: center "strongspan style="text-align: center color: rgb(0, 112, 192) "主要元素分析仪器/span/strong/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "1.紫外\可见光分光光度计(UV) /span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "　　2.原子吸收分光光度计(AAS) /span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "　　3.原子荧光分光光度计(AFS) /span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "　　4.原子发射分光光度计(AES) /span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "　　5.质谱(MS) /span/strong/ppstrongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "　　6.X射线分光光度计(XRF ) /span/strong/pp　　常见分析仪器的归属类型：/pp　　ICP-OES：是原子发射光谱的一种，原名ICP-AES后改名为ICP-OES /pp　　ICP-MS: 无机质谱(MS)，用于分析元素含量，也用于同位素分析 /pp　　FAAS、GAAS和 HGAAS(HAAS)：火焰原子吸收、石墨炉原子吸收和氢化物原子吸收，都属于原子吸收一类。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "各种元素分析仪器分析过程、特点及应用/span/strong/pp　　strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "紫外\可见光分光光度计(UV)/span/strong/pp　　strong1.分析过程：/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/e2fdc87e-0993-48a6-befd-0ce8f87e01a0.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp　　strong2.原理：/strong/pp　　利用比耳定律(A=ξbC)，其中ξ为摩尔吸光系数，对于固定物质为常数 b为样品厚度 C为样品浓度 A为吸光度。很明显，在样品厚度和摩尔吸光系数一定的情况下A与样品浓度成正比。/pp　　strong3.主要特点/strongstrong：/strong/pp　　(1)灵敏度高/pp　　(2)选择性好/pp　　(3)准确度高/pp　　(4)适用浓度范围广/pp　　(5)分析成本低、操作简便、快速、应用广泛/pp　　strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "原子吸收和荧光分光光度计/span/strong/pp　　strong1.分析过程：/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4893d001-558b-4388-a325-5cf4e753ce51.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp　　strong2.原子吸收光谱法原理：/strong/pp　　原子吸收光谱法 (AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。/pp　　公式：A=KC/pp　　式中K为常数 C为试样浓度 K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础。/pp　　原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。所用仪器与原子吸收光谱法相近。/pp　　strong3.原子吸收主要特点：/strong/pp　　(1)灵敏度高FAAS可以测试ppm-ppb级的金属 /pp　　(2)原子吸收谱线简单，选择性好，干扰少。/pp　　(3)操作简单、快速，自动进样每小时可测定数百个样品 /pp　　(4)测量精密度好，火焰吸收精密度可以达到1-2%，非火焰可以达到5-10%/pp　　(5)测定元素多，可测试70多种元素，利用化学反应还可间接测试部分非金属。/pp　　strong4.原子荧光主要特点：/strong/pp　　(1)有较低的检出限，灵敏度高。/pp　　(2)干扰较少，谱线比较简单。/pp　　(3)仪器结构简单，价格便宜。/pp　　(4)分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。/pp　　(5)由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。/pp　　strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "原子发射分光光度计/span/strong/pp　　strong1.分析过程：/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/3f0e5fdc-f945-4e01-9c4f-7238f511c132.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp style="text-indent: 2em "strong2.原理/strong/pp　　原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定(寿命小于10-8 s)，迅速回到基态时，就要释放出多余的能量，若此能量以光的形式出显，即得到发射光谱(线光谱)。/pp　　发射的光波长为：/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/465515c6-4eaa-4a6b-b16a-785849c6c925.jpg" title="0.png" alt="0.png"//pp　　每个元素有自己独特的特征光谱，从而进行元素定性分析。/pp　　strong3.主要特点/strong/pp　　(1)高温，104K /pp　　(2)环状通道，具有较高的稳定性 /pp　　(3)惰性气氛，电极放电较稳定 /pp　　(4)具有好的检出限,一些元素可达到10-3~10-5ppm /pp　　(5)ICP稳定性好，精密度高，相对标准偏差约1% /pp　　(6)基体效应小 /pp　　(7)光谱背景小 /pp　　(8)自吸效应小 /pp　　(9)线性范围宽。/pp　　span style="color: rgb(192, 0, 0) "strong质谱分析法/strong/span/pp　　strong1.分析过程：/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/389e5ec2-0606-4be5-bad8-d1e0e9dd7a52.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg"//pp　　strong2.原理/strong/pp　　使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子，经加速电场的作用，进入质量分析器，通过电磁场按不同m/e的变化，分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息。/pp　　strong3.主要特点：/strong/pp　　(1)质量测定范围广泛 /pp　　(2)分辨高 /pp　　(3)绝对灵敏度，可检测的最小样品量。/pp　　strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "X荧光光度计(XRF)/span/strong/pp　　strong1.分析过程：/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/908c4b76-7454-4801-876b-f21696fadca4.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//pp　　strong2.原理：/strong/pp　　受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。/pp　　strong3.主要特点：/strong/pp　　(1)快速，测试一个样品只需2min-3min /pp　　(2)无损，测试过程中无需损坏样品，直接测试 /pp　　(3)含量范围广 /pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "几种元素分析仪器对比/span/strong/pp　　strong1.工作范围/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/1eceb58a-ba37-4cb0-b29a-24f3ef593b8a.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg"//pp　　strong2.无机分析产品的检出限/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/d55d223e-1a23-4835-af62-3185baa3e6b5.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg"//pp　　strong3.干扰/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4958e1cd-ea8c-4447-bf43-4ce9ce5b38b4.jpg" title="8.jpg" alt="8.jpg"//pp　　strong4.费用/strong/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/72e71f99-335a-49ba-85f8-7a850e6b86e4.jpg" title="9.jpg" alt="9.jpg"/　　/pp style="text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/818.html" target="_self" style="color: rgb(192, 0, 0) text-decoration: underline "span style="color: rgb(192, 0, 0) "医用原子吸收光谱仪会场/span/a/pp style="text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/646.html" target="_self" style="color: rgb(192, 0, 0) text-decoration: underline "span style="color: rgb(192, 0, 0) "金属多元素分析仪会场/span/a/pp style="text-indent: 2em "a href="https://www.instrument.com.cn/zc/476.html" target="_self" style="text-decoration: underline color: rgb(192, 0, 0) "span style="color: rgb(192, 0, 0) "有机元素分析仪会场/span/a/p