电工考指示仪

2004年3月27日，由中科院电工研究所承担的“低场脉冲核磁共振分析测量仪”项目顺利通过了中国科学院组织的专家验收。该项目是我国自行研制、具有完整自主知识产权的仪器设备，填补了我国在这一领域的空白，达到了国际同类产品的先进水平，部分指标处于国际领先地位。该项目的顺利完成表明我国已经掌握了低场脉冲核磁共振核心技术。那么，我们国家为什么要发展低场脉冲核磁共振技术呢？这项技术具体可以应用在哪些领域呢？带着众多疑问，笔者（以下简称：instrument）近日专程走访了该项目的负责人，中科院电工所的张一鸣研究员（以下简称：张）。　　Instrument：张研究员，您好！首先能否请您介绍一下，我国为什么要发展低场脉冲核磁共振技术？这也是仪器信息网的广大网友最为关注的话题。　　张：好的。在回答你这个问题之前，我想先提出一个判据，也就是是否发展一项技术，首先应该看如下两个方面：第一、看应用，通俗一点说就是我们国家是否需要这项技术；第二、看条件，也就是发展这项技术所需要的硬件资源我们国家是否具备。如果这两个条件都满足，那么我认为发展这项技术就应该成为一个国家行为。　　有了这个判据，现在，我就可以回答你的第一个问题了。从应用层面上看，核磁共振技术向低场脉冲方向发展是继高场波谱技术、医用成像技术之后的又一发展趋势，由电磁、电子、控制等技术和近代物理、分析化学、地球物理等学科的交叉结合而成，是核磁共振技术从面向科学研究、高档医疗诊断等高端需求转变成为面向工农业生产和地下资源勘探的普遍需求的关键技术，以此技术为核心平台的应用可以拓展到石油、天然气的勘探(核磁共振测井仪)、地下水的查找(地面核磁共振找水仪)、矿产、考古等地下资源的调查(核磁共振磁力仪)等。特别是在石油勘探、水资源查找方面显得尤为重要，因为这些领域都涉及到了国家战略资源安全的大问题。　　除此之外，该技术也为食品、农产品、石化、医药、纺织、环保等行业的分析测试提供了一项快速、无损、无需制备样品和无毒无副作用的新方法。目前，国际标准化组织已经公布了五项采用低场脉冲核磁共振技术无损同步检测含油种子含油量和水分含量以及动植物中固体脂肪含量的标准。因此研究和开发低场脉冲核磁共振技术的科学价值是，为我国工农业等应用行业能够买得起低场脉冲核磁共振分析测量仪器打下了坚实的产业基础；为我国突破国外技术封锁，自行研制勘探地下资源的核磁共振仪器奠定了厚实的技术积累；为核磁共振技术的创新应用提供了完整的技术平台。例如，应用低场脉冲核磁共振技术对油料种子的无损评估是完全可能的。通俗地讲，如果不考虑费用，采用核磁共振技术检查人体和挑选西瓜没有太大的本质区别；为大幅度降低医用磁共振成像仪(MRI)的造价，使更多的医院拥有MRI，更多的人能够接受磁共振检查提供了可能的技术途径。　　再从发展这项技术的硬件资源层面上看，发展这项技术所需的硬件资源主要有两大块：一块就是低场脉冲核磁共振技术的关键，也就是磁体材料---天然磁石（钕铁硼），它的作用是提供一个背景场强，营造一个电场环境，满足发生核磁共振发生的条件。而钕铁硼这种材料资源我国是最丰富的，据相关部门统计，目前我国钕铁硼的年产量已达9000多吨，占世界总产量的50%，而且今后还将进一步提高。那么该如何充分利用这些资源呢？只是单纯地出口原材料肯定是不行的，一定要通过提高永磁材料的科技含量来提升其附加值，这也是我们义不容辞的责任；另一块硬件资源就是电子元器件方面，虽然我们国家还不是一个电子元器件方面的设计大国，但经过二十多年的改革开放，我国已经成为了一个电子元器件的制造大国。　　了解了以上两点，再回到我一开始提出的那个判据，判据里的两个条件都满足了，那么发展低场脉冲核磁共振技术也就是顺理成章，水到渠成的事了。　　Instrument：目前国外在低场脉冲核磁共振技术方面的发展情况如何呢？是否已经有商品化的低场脉冲核磁共振仪器？　　张：是的。在分析测试领域，目前世界上有三家公司提供相应的商品化仪器，很巧的是这三家公司都已经参加了贵网举办的“网上仪器展览”，分别是布鲁克公司、牛津仪器公司和共振仪器公司。当然进口仪器的价格也非常贵，最便宜的大概也要5万美金左右。在用于地下石油勘探的核磁共振测井仪方面，目前只有两家美国公司在做：一家是斯仑贝谢公司（CMR型），但这家公司不向中国出售仪器，只提供勘探服务；另一家是哈里伯顿公司（MRIL型），该公司虽然可以向中国出售相关仪器，但要附加许多限制条件，譬如出售给中国用户的仪器不允许在中国大陆以外的地区使用，而这一点极大限制了中国石油企业走出国门，参与到全球化的竞争当中去。再加上一套核磁共振测井设备的价格高得惊人，一般在150万美金左右。因此为了突破国外对我们的技术封锁，我们也必须要发展具有自主知识产权的核磁共振测井仪器。　　Instrument：您刚才提到了低场脉冲核磁共振技术可以无损同步检测含油种子含油量和水分含量以及动植物中固体脂肪含量等，那么是否有其他的分析技术也可以完成同样的任务呢？如果有的话，这些技术与低场脉冲核磁共振技术相比，各自的优劣是什么？　　张：有的，那就是近红外技术。如果将近红外技术和低场脉冲核磁共振技术进行比较的话，应该说是各有优势，也各有缺陷。从仪器的价格上说，近红外仪器较之核磁共振仪器要便宜许多，因此也易于推广，尤其是像粮食收购部门这样的广大的基层应用单位。但是采用近红外技术首先需要通过化学方法建立模型，譬如测量种子的含油量，对于不同产地的种子，需要分别建立模型，工作量太大。而核磁共振就不存在这个问题了，检测过程非常简单。此外，低场脉冲核磁共振技术除了可以进行定量分析外，还可以进行被测物质的形态分析，譬如在对注水肉进行检测时，不仅能测定肉中的水含量，而且可以测定水究竟是以什么形态存在的，是附着在肉纤维上，还是存在于肉纤维之间。　　Instrument：您认为今后在推广这项技术的过程中，最迫切需要做的是什么？　　张：我想主要将集中在以下两个方面：第一、通过大力宣传以引起广大应用研究人员的关注，要让他们了解我们的这项技术能够帮助他们解决工作中的哪些问题，这也是目前我们课题组面临的最迫切的任务，也就是如何支持广大的应用研究人员。而要做到这一点光凭我们自己的力量是不够的，需要有外力的支持；第二、要进一步控制仪器的生产制造成本。因为从低场脉冲核磁共振技术的应用角度来看，它不同于高场核磁波谱技术，高场核磁波谱技术可能更多地是应用在科学研究方面，尤其是化学结构分析方面，对实验环境的要求非常苛刻，对操作人员的技术背景、使用经验等方面的要求也非常高，而这些问题对于低场脉冲核磁共振技术是不存在的。我们现在需要做的就是如何让广大基层用户能够买得起这种仪器，真正做到经济、节省。　　采访过程中，张研究员尤其向笔者强调，低场脉冲核磁共振技术将会越来越多地被国际组织、地区和国家接纳成为产业标准，应用的行业和领域也会越来越广，低场脉冲核磁共振仪器在工农业生产上作为一种分析测量手段也已在我国开始应用。随着我国加入WTO组织，标准化的过程直接影响到贸易中技术壁垒的形成和消除。因此我们希望借助贵刊一角，呼吁相关的政府部门和企业以及科研院所，未雨绸缪，行动起来，积极推动低场脉冲核磁共振事业在我国的兴起和发展。我们也欢迎国内有意向应用此项技术的单位与我们联系，共同开拓和推广我国具有自主知识产权的低场脉冲核磁共振技术。 　　联系电话：010-62629767　　E-mail：ymzhang@mail.iee.ac.cn　　单位地址：北京市海淀区中关村北二条六号（100080）

近日，2012年第一批推荐性国家标准计划项目已经过国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准下达，由全国电工仪器仪表标准化技术委员会秘书处组织上报的23项国家标准制修订计划全部获得批准。此次获得批准的23个项目覆盖了“AMI标准体系”中的各专项工作组。目前，全国电工仪器仪表标准化技术委员会秘书处已经启动项目工作组的组建工作。　　以下是23项国家标准制修订计划的目录：　　序号 计划编号 项目名称 标准性质 制修订 代替标准 采用国际标准 完成时间　　1 20120803-T-604 单相智能电能表特殊要求 推荐 制定 2014　　2 20120804-T-604 三相智能电能表特殊要求 推荐 制定 　 　 2014　　3 20120805-T-604 社区能源计量抄收系统规范 第5部分:无线中继 推荐 制定 　 EN 13757-5:2008 2014　　4 20120806-T-604 社区能源计量抄收系统规范 第6部分:本地总线 推荐 制定 　 EN 13757-6:2008 2014　　5 20120807-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第1部分:定义和通用要求 推荐 修订 GB/T 7676.1-1998 　 2014　　6 20120808-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第2部分:电流表和电压表的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.2-1998 　 2014　　7 20120809-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第3部分:功率表和无功功率表的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.3-1998 　 2014　　8 20120810-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第4部分:频率表的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.4-1998 　 2014　　9 20120811-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第5部分:相位表、功率因数表和同步指示器的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.5-1998 　 2014　　10 20120812-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第6部分:电阻表(阻抗表)和电导表的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.6-1998 　 2014　　11 20120813-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第7部分:多功能仪表的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.7-1998 　 2014　　12 20120814-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第8部分:附件的特殊要求 推荐 修订 GB/T 7676.8-1998 　 2014　　13 20120815-T-604 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第9部分:推荐的试验方法 推荐 修订 GB/T 7676.9-1998 　 2014　　14 20120816-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第11部分:通用要求 推荐 制定 　 　 2014　　15 20120817-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第21部分:结构A型 推荐 制定 　 　 2014　　16 20120818-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第22部分:结构B型 推荐 制定 　 　 2014　　17 20120819-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第23部分:结构C型 推荐 制定 　 　 2014　　18 20120820-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第31部分:电气接口与结构A型 推荐 制定 　 　 2014　　19 20120821-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第32部分:电气接口与结构B型 推荐 制定 　 　 2014　　20 20120822-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第33部分:电气接口与结构C型 推荐 制定 　 　 2014　　21 20120823-T-604 智能电能表外形和安装尺寸 第41部分:显示规范 推荐 制定 　 　 2014　　22 20120824-T-604 自动抄表系统 基于窄带的低压电力线载波抄表系统 第216部分:正交频分复用(OFDM)协议 推荐 制定 　 　 2014　　23 20120825-T-604 自动抄表系统 基于窄带的低压电力线载波抄表系统 第215部分: 频带、发射电平和电磁骚扰 推荐 制定 　 　 2014

据中国机械工业联合会、机械工业景气监测中心的统计数据据表明，因全国城乡电网改造拉动，国内电工仪器仪表市场正发生一系列变化。国内市场需求分析电工仪器仪表产品应用面极其广泛，电力部门是电工仪器仪表产品的第一大用户。来自电力物资部门的分析报告指出：目前，在电能计量仪器仪表与系统方面，用户需求以86系列感应式电能表为主，电子式电能表（主要是单相）的需求预计会有大的上涨空间。 　　市场对精密电表的需求将趋于萎缩，便携式电表整个需求也将减少。对该产品的要求主要集中在仪表外观、结构设计、扩大应用领域、提高可靠性等方面。数字仪表发展的重点是提高可靠性。 　　需求量预测及价格走势目前国内的电工仪器仪表产品的生产能力已严重过剩，全行业处于微利状态。但一些高技术含量产品（如电子式电能表等）的性价比与老产品相比将有明显的竞争优势。 　　有数据表明，未来几年，国内市场对电工仪器仪表产品的年需求量将维持在6000万台（套）左右。其中，电力部门需求5400万台（套），其他部门需求600万台（套）。从产品结构上看，电能表产品需求4800万台，安装式电表产品需求700万台，便携式电表需求250万台，数字仪表需求150万台，其他仪表需求100万台。各类产品的需求结构亦在变化，电能表产品中的电子式电能表比重将逐步加大，从&ldquo 十五&rdquo 初期的200万台到末期预期可达1200万台。安装式电表、便携式电表、数字仪表的技术含量亦将增加，产品水平不断升级。因此，尽管近几年产品年需求总量不会有太大变化，但总销售量有不断增加的趋势，预计年增长幅度为8%。