航海模拟器

p　　记者从中国航天科工集团二院207所获悉，首个国内自主研发的用于真空模拟系统中的多波段复合地球模拟器顺利完成交付验收试验，正式投入使用。/pp　　207所专家表示，该地球模拟器是国内首个用于真空系统中的多波段复合地球模拟器，也是目前国内最大的地球模拟器，其主要作用是为真空测试环境提供地球背景环境模拟，通过多波段复合方式实现地球辐射特性的模拟。/pp　　据介绍，该地球模拟器具有多波段模拟、快速升温、快速降温、精确控温、均匀性和稳定性良好、可长时间持续工作等优势，各项技术指标均处于国内领先水平。/pp　　后续，地球模拟器研制团队将在现有地球模拟器的技术基础上，继续攻关，争取形成地球模拟器系列化产品，使地球模拟技术取得更大的发展。/p

6月8日，第一届城市碳达峰碳中和高端战略研讨会暨济南双碳模拟器发布会召开，全国首个城市双碳模拟器——济南双碳模拟器正式发布。据介绍，济南双碳模拟器主要功能包括天空地碳监测多源数据的预处理、碳源汇动态模拟反演、减污降碳协同模拟等功能板块。模拟器的研发以济南市为应用目标，充分考虑了通用性和易移植性，可推广至各级行政区域、河流流域、不同规模的各种类型园区、不同行业或领域，服务各级政府、各行业部门等，使碳排放和碳汇监测、核算、预测预警、调度管理等实现数字化和智能化，实现数字双碳动态管理。目前，济南双碳模拟器的大气二氧化碳模拟和同化反演子模块已经顺利移植到国家超级计算济南中心服务器上并成功运行，开始为济南碳监测试点提供技术支持。城市双碳模拟器将对城市绿色低碳高质量发展提供重要数值模拟技术平台，能为政府碳排放动态调控和产业优化升级管理提供有力科学支撑，为我国众多城市实现碳达峰目标和碳中和愿景保驾护航。济南市科技局党组书记、局长陈西武介绍到，近年来，济南市紧紧围绕“双碳”工作目标，加快推动绿色低碳发展，成功申报国家碳监测评估试点城市，成为全国8个综合试点之一，率先开展了城市大气温室气体监测评估工作，为城市碳监测评估体系建设贡献了“济南案例”。中科院大气所在济南成立齐鲁中科碳中和研究院，为济南市聚集和培养了一批技术创新团队，为济南市碳排放监测和评估提供了技术支撑，特别是此次发布的济南双碳模拟器，必将推动相关绿色科技成果在济南落地转化，为济南市实现“双碳”目标奠定坚实基础。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "全球知名高性能试验机和传感器供应商MTS系统公司于9月25日宣布，已开发出一种独特的土壤-结构相互作用模拟器，该模拟器可在地下基础设施的保护工作中发挥重要作用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "这一全新的系统将首先亮相于于英国伯明翰大学的新国家地下基础设施(NBIF)中，用以研究土壤位移和地面移动对地下设施、管道以及地下结构的影响。沉降和变形常使土壤发生位移，形成地下空洞和不稳定断裂区域，由此而产生的压力对埋在地下的管道施加了巨大的作用力，造成地下管道失效、泄漏和破裂的潜在风险，如果破裂的管道是天然气管道或石油管道，那很有可能将对人类、野生动物和财产带来极其严重的危害。运用MTS的这一新模拟系统，伯明翰大学大学将能够更好地研究复杂的土体变形过程及其对地下结构的影响。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "这个巨大的模拟系统有一个5× 10米的可移动地板，可以埋在地下5米深的设计复杂的坑内。可移动地板的运动依靠50个MTS DuraGlide制动器提供动力，额外的地面制动器将可以控制土壤的运动，并在尺度模型和全尺度试验中模拟灰岩坑等地面位移。据悉，伯明翰大学计划在未来利用这一革命性的新系统来改进管道检测和评估的地球物理遥感技术。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "MTS总裁兼CEO Jeffrey Graves博士接受采访时表示：“基础设施老化是一个全球性的问题，用MTS这一新模拟系统来开发的土壤稳定解决方案将对保护看不见的地下基础设施大有裨益，让建筑物和整个人类赖以生存的环境更加安全。”他告诉记者，这一模拟系统是MTS在众多应用领域成功经验的高度结晶。融合了汽车设计和构造、地震研究、航空航天多通道控制等各个维度的先进技术手段。伯明翰大学土木工程系主任 Nigel Cassidy教授补充说:“MTS在液压试验机等领域积累了大量专业知识和经验，我们很高兴能与他们合作，共建这一创新性的新设施。”/p

剪切应力模拟器polyshear----模拟液体涂料和油漆的剪切效应在涂装车间或喷涂线上，涂料需从不同口径、不同排布的管道、减压器和泵中输送。此过程中会产生剪切力，这些剪切力可能会导致涂料的降解，变质，粘度和色彩的改变。通过使用德国orontec公司生产的polyshear剪切应力模拟器，可以判断某种涂料原料是否会在输送管道和搅拌中产生问题，降低风险。德国orontec公司制造的polyshear剪切应力模拟器可模拟合理测试时间中的剪切应力。包括与工业环境相关联的涂料管道。剪切应力模拟器polyshear仅使用确定的剪切力元件，装置体积小巧且有优秀的重复性。剪切应力模拟器polyshear客户剪切应力模拟器polyshear广泛运用在涂料，汽车油漆，以及工业喷涂线等领域，发挥出重要的作用。部分客户如下：polyshear剪切应力模拟器工作原理---泵跟剪切应力元件是剪切应力两个重要影响因素油漆在喷漆车间的管道中循环时，会在管道内的各种元件流动，在剪切力的作用下发生粘度和颜色改变，从而造成喷涂时的质量问题。使用剪切应力模拟器，可以重现这过程，为进料检验，产品优化提供快速有效的方法。☞ 泵以活塞泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部位上（直径最小的位置），剪切率可以达到15000 1/s。以齿轮泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部分上（齿轮口边缘），剪切率可以达到10000 1/s。☞ 剪切应力元件德国orontec的剪切应力模拟器中有个重要的剪切应力元件，可以模拟涂料在管道中受到的压力情况，如下图左所示，关闭剪切应力元件上的膜时引起的压力变化。压力的变化会改变流速，如下图右所示，剪切应力元件上膜关闭后，流速为0.12kg/s。剪切应力元件也可以很好的模拟涂料在管道中受到的剪切率，如下图所示，剪切应力元件可以达到大于10000 1/s的剪切率。涂料的颜色受到剪切应力的影响，如下图所示，在泵的作用下，涂料颗粒大小的分布发生了变化，因此模拟涂料在管道中受到的剪切应力，可以帮助客户对进料进行检验。剪切应力模拟器polyshear的基础模块由一个小机动柜组成，只需一个6条的压力线即可运行。喷涂材料充满小罐（1l）后，在泵的作用下通过剪切应力元件流动。其循环流动次数与涂装输送管道有良好的相关性，且相关性已被研究证明。在测试过程中或在测试后，都可以检测样品的粘性和颜色(使用液体涂料色浆测色系统lcm)，由此可得出剪切应力与材料降解的相关性。与此同时，在基础模块上可额外添加额外的配件，例如有自动停功能的循环次数计数器、温度传感器。此外，还有另一型号可测试5升样品，此型号可装在手推车上并可以移到如喷涂机器人等装置上。剪切应力模拟器polyshear特点✔专为实验室研制，机动性强且占用空间小。✔涂料测试量仅为1l✔高重复性与与重现性✔与工业喷涂线有优秀的关联性(例如automotive oem paint shops)✔较短的循环周期✔模块化安装，基础模块可以通过更高级的在线测量传感器扩展✔可实现与模拟软件相结合✔可与lcm液体测色系统实现无缝联接✔德国fraunhofer ifam, bremen开发并获得专利剪切应力模拟器polyshear基础型号内部结构说明剪切应力模拟器polyshear基础型号技术参数材质不锈钢外壳和连接器用于测试观察和控制的玻璃窗尺寸长: 400 mm,宽: 660 mm,高: 640 mm重量约56kg压力锅体积约1 l最大压力输入6 bar最大材料压力21 bar泵比约3.5:1翁开尔是德国ORONTEC中国总代理，欢迎咨询剪切应力模拟器更多产品信息和技术应用

随着可再生能源的快速发展,太阳能光伏产业正在蓬勃成长。为了测试太阳能电池的发电效率,需要使用太阳光模拟器进行室内模拟。LED光源由于具备节能、寿命长等优点,已成为太阳光模拟器的主流灯源之一。但在应用时,LED灯源也存在一些缺点和限制。本文将讨论LED太阳光模拟器在测试钙钛矿太阳能电池时的优劣分析。什么是LED?LED (Light Emitting Diode) 是一种二极管照明装置,它能把电能转换成光能。是由一个半导体材料制成的,当电流流过时可发出光。所发之光的颜色可以是红、黄、绿、蓝或白色,是根据不同的半导体材料而定。优点包括高效率、长寿命、节能省电、可调光、快速发亮,绿色环保。因此,LED已经广泛应用于各种照明、显示器和通信系统等领域。LED (Light Emitting Diode) 光源本身拥有许多优点,其中相当著名的特点如下:高效率:转换能效高,目前研发上可以转换85% 的电能为光能。寿命长:寿命非常长,在结温保持在25度的条件下,通常可以达到10,000 小时以上。节能省电:比传统灯具更省电,能减少80% 的能源消耗。可调光:LED 光源可以调节亮度,可以根据环境需求适当调整。快速发亮:点亮速度非常快,在开关时不需要等待时间。环保:LED 产品不含有毒物质,不会对环境造成危害。将LED作为太阳光模拟器灯源又有什么优点?根据LED灯源的特性,太阳光模拟器制造商通常会强调使用LED灯作为太阳光模拟器灯源有下列7点优势:色温可调:可以根据不同的需求,调整色温,用以模拟不同的日照情况。可控性高:可以根据不同的模拟需求,进行亮度和色温的调整。省电:耗电比传统的灯具灯源更低。环保:LED灯源不含有毒物质,对环境无害。寿命较长:LED光源的宣称寿命非常长,可以标榜可达10,000 小时以上,但前提是结温(Junction Temperature)恒定在25°C的条件下应用广泛:可用于各种植物照明、人工智能研究、光学研究、生物研究、摄影棚照明等领域可以模拟多种天气状态,如晴天,阴天等。但LED灯真的这么好吗?长效寿命的定义与迷思LED寿命是指在特定温度条件与特定电流条件下,维持发光亮度至少70%时间的时间。其计算方式是以发光二极管的发光亮度衰减到剩原始亮度的70%,所需经历的时间为作为衡量标准,然而测试实验通常用多个灯泡为一组的实验中进行,当同组平均一半以上数量的LED灯光亮度衰减到70%的时候,其平均时间就是该LED灯泡群体的平均寿命,但寿命长度实验通常是在特定安排的理想使用环境条件下所量测评估的,例如必须控制温度、电流、环境等。常见的控制条件有在结温(Junction Temperature) 25°C下,2 mA特定电流条件下,进行发光强度与时间的寿命监控等等。换言之,一旦使用的环境条件不符该LED灯在实验室量测标准条件,将会大幅影响寿命。用LED作为光伏用太阳模拟器灯源不好吗?实际缺点与潜在问题理论上,更高的驱动电流会增加光输出。但伴随而来的是会增加耗损功率且在最终造成光输出和效率的损失。此外,较高的温度也会导致LED 的正向电压降低,从而使恒流源的耗损功率更高。因此同样地,LED 的主波长、光输出和正向电压相互影响,如下方所列。 (参考资料: NEWARK )光输出与电参数和热参数之间的关系电、热、光,三种要素均会影响LED 的输出特性。图2.解释了光输出与电参数和热参数之间的关联。容易热衰竭的LED灯--光输出随温度升高而降低据文献指出,AlInGaP 四元LED 对热相当敏感,我们可以从实验中了解,白光 LED 的光通量要保持80%,其结温就必须保持在 100°C 以下。而在琥珀色的LED,输出光通量也明显随着结温的升高而急剧下降。上图为结温与光通量的关系。容易随着温度变脸的LED灯----主波长(颜色变化)随温度变化TJ 增加波长或颜色会偏移,LED的主波长取决于结温,我们可以在下列附表中看到依颜色划分的1瓦高亮度的典型值,表中可很明显发现,琥珀色是相当敏感的,因为它会移动 0.09nm/°C。所以我们假设室内照明的环境情境,室温范围为10 至 40 摄氏度,那么在 30 摄氏度的温度范围内,琥珀色的主波长偏移为2.7 纳米 (40 - 10 * 0.09)。场面越热,LED越Down----正向电压随温度降低使用LED的研究人员不能不知道,当温度升高时,VF 降低 2mV/°C,虽然 LED 串联连接时,因为它驱动恒流,所以VF 变化应该不是一个严重的问题。但是如果LED是并联,VF就会随着温度升高而下降,导致电流增加。随着电流增加,TJ 就随之继续增加,导致 VF 更进一步下降,不断交互影响,直至达到平衡。反之,随着低温 VF 增加,就导致电流下降,这可能使得在恒压操作LED灯的环境下难以获得所需的固定光度。热到不想动的LED----寿命随温度降低LED 的可靠性是结温的直接函数,较高的结温往往会缩短LED 的使用寿命。而IES LM-80-08 是一项标准,规范了LED 制造商和照明制造商如何测试LED 组件,用以确定其随时间推移变化的发光性能。而LED 的 L70 寿命就是定义了LED 输出流明在25°C条件下,从100% 降低到70% 所经历的时间(如下图)。LM-80-08 报告用于预测各种温度和驱动电流操作环境下的LED 流明维持率。下图解释了L70寿命与结温之间的关系。据观察,LED 寿命随着结温的升高而降低,在85°C下,LED 寿命均小于1200小时。(参考资料: MDPI)The attained total radiant flux maintenance results of the mid-power blue LEDs, sorted by case temperature and forward current.LM-80-08 报告:中功率蓝色 LED在各外壳温度与正向电流下的LED 流明维持率。(参考资料: MDPI)

5128型高频头和躯干模拟器问世全新“小绿人” Bruel & Kjaer的全新高频头和躯干模拟器已问世。 它解决了可听声范围内逼真、精确和可重复的声学测量需求。 为了满足越来越高的手机音频品质需求，以及耳机在通信及娱乐中的日益普及，我们的电信/音频团队开发了5128型高频头和躯干模拟器（HATS）。 高频HATS解决了可听声范围内逼真、精确和可重复的声学测量需求。人工头还提供大面积的硅胶围绕耳廓，以实现头戴式耳机的完美密封。高频HATS将音频性能测量的频率范围扩展到比目前市场上的头和躯干模拟器更高的频率范围。此外，人工头的结构更易接近内部组件。 高频HATS具有真实人耳结构的耳道，可在整个频率范围内实现正确的声阻抗并通过传感器电子数据表（TEDS）提供耳模拟器相关的校准信息。通过精确地复现人耳的音频响应，高频HATS可以前所未有的精确度提供高达20 kHz的音频测试。此外，口模拟器的性能也得到提高，可提供12 kHz及以上的均衡输出。这显著提高了智能设备及其配件的音频性能的主、客观评估之间的相关性，确保了新产品在市场上的先进地位，缩短了开发时间。 请访问Bruel & Kjaer官方网站，查询有关5128型高频头和躯干模拟器的详细信息。 关于Bruel & KjaerBruel & Kjaer是先进的声学与振动测量系统制造商和供应商。我们帮助客户测量和管理其产品与环境中的声音与振动质量。我们关注的领域包括航空航天、太空、国防、汽车、地面交通、机场环境、城市环境、电信和音频。我们的声学与振动设备系列包括声级计、传声器、加速度计、适调放大器、校准器、噪声与振动分析仪和PULSE软件。我们还设计和制造LDS系列振动测试系统，以及完整的机场和环境监测系统：WebTrak，ANOMS，NoiseOffice和Noise Sentinel。全面了解我们的解决方案、系统和产品，请访问我们的官方网站。Bruel & Kjaer是总部位于英国的思百吉集团旗下的子公司。思百吉集团2016年销售额达13亿英镑，集团的4个业务板块在全球共有大约7,500名员工。

日本SAN-EI公司推出高准直太阳光模拟器(高平行太阳光模拟器)，准直度半角小于0.3度，实现了高准直性测试的各种要求。目前已被国内权威机构采购并使用。AM1.5G /AM0 太阳光光谱；准直接半角0.3度（可定制其他角度）；不稳定性2% 均匀性可定制；照射距离可定制；照射角度和方向可定制；创新点：高准直稳态太阳光模拟器，准直度半角小于0.3度，实现了高准直性测试的各种要求。目前已被国内权威机构采购并使用。高准直太阳光模拟器

记者8日从中国科学院大气物理研究所(中科院大气所)获悉，由该所主办、济南市科学技术局协办的“城市碳达峰碳中和高端战略研讨会”当天下午在山东济南举行，中国首个城市双碳模拟器在会上发布，将对城市绿色低碳高质量发展提供重要数值模拟技术平台，为政府碳排放动态调控和产业优化升级管理提供有力科学支撑，为中国众多城市实现碳达峰目标和碳中和愿景做出贡献。中科院大气所主办“城市碳达峰碳中和高端战略研讨会”并发布首个城市双碳模拟器。　当天首发的城市双碳模拟器，是由齐鲁中科碳中和研究院研究团队，基于中科院大气所牵头建立的地球系统数值模拟国家大科学装置——地球模拟器“寰”(EarthLab)，以及配套的国际先进水平的地球模型系统研制而成，充分考虑到城市双碳功能定位和需求，对复杂系统进行顶层构建和精细化设计。“寰”是中国首个具有自主知识产权的专用地球系统数值模拟装置，它以地球系统各圈层数值模拟软件系统为核心，实现软、硬件最佳适配，具有建构数字“孪生”地球系统的能力，其综合技术水平位于世界前列。最新发布的城市双碳模拟器被称为1.0版系统，其主要功能包括天空地碳监测多源数据的预处理、碳源汇动态模拟反演、减污降碳协同模拟、碳达峰碳中和预测和路径优化、城市风光资源评估与模拟预测、双碳与气候效应以及跨界碳输送模拟和预测等功能板块。该模拟器的研发以济南市为应用目标，充分考虑通用性和易移植性，可推广至各级行政区域、河流流域、不同规模的各种类型园区、不同行业或领域，通过提供碳达峰与碳中和进程、碳源汇时空变化、碳污动态协同演进、未来双碳情景预测、双碳全景可视化等，可服务各级政府、各个行业部门等，使碳排放和碳汇监测、核算、预测预警、调度管理等实现数字化和智能化，实现数字双碳动态管理。据了解，目前，济南版城市双碳模拟器的大气二氧化碳模拟和同化反演子模块，已经顺利移植到国家超级计算济南中心服务器上并成功运行，开始为济南碳监测试点提供技术支持。城市碳达峰碳中和高端战略研讨会上，与会专家学者代表围绕城市尺度碳达峰碳中和科技支撑工作进行深入研讨，聚焦碳达峰碳中和最新科技进展，包括碳源汇宏观管理、城市和区域温室气体监测、碳模拟和同化反演技术方法等议题，针对城市碳达峰碳中和实施工作中的难点与挑战建言献策。

美国海洋光学（www.oceanopticschina.cn）近日推出一款 RaySphere 光学测量系统，用以测量太阳光模拟器和其他辐射源的绝对辐照度。RaySphere系统可测量从紫外线到近红外光谱（380-1700nm）的不同光谱范围的绝对辐照度（mW/cm2/nm）。下载高清晰图像:http://halmapr.com/oo/RaySphereRelease.jpg （图片说明：海洋光学 RaySphere 系统评估并判定太阳能闪光灯和太阳光模拟器的光谱分布是否合格）作为一种用于验证已安装的太阳能闪光灯输出的工具，RaySphere 特别适用于太阳光模拟器制造商以及研发实验室。太阳光模拟器的闪光可用于目的为根据光谱反应组合细胞像素的光电制造流程、以及目的为测量最终光电效能的光电制造流程。RaySphere 的系统具有必要的精确度和分辨率，以测量和分析闪光器的性能和稳定性，并通过高级的低频抖动方式触发电子设备为闪光测量计时。RaySphere 的刻度经过公认的认证实验室的确认，以确保精确的探测，并使太阳能闪光灯和太阳光模拟器的评估和资格认证符合由 ASTM 和 IEC（IEC60904-9 2007）等标准制定机构制定的标准。两台热电冷却探测器使太阳能闪光灯的光谱分析（380-1700nm）可复验性高且准确。第二种型号的 RayShere 含有一个冷却探测器，以测量最多 1100nm 的光谱。该系统同时包含高级、高速的电子设备，以及直观、强大的软件界面。极少的测量次数可实现在闪光期间，甚至于闪光间隔期间的完整光谱检测。此外，测量还可以由一个快速反应的发光二极管促发。该二极管可在百万分之一秒内通过增加闪光强度而做出反应。关于海洋光学(Ocean Optics)和豪迈(HALMA):总部位于美国佛罗里达州达尼丁市的海洋光学(www.OceanOpticsChina.cn)是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商，为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部，自1992年以来，在全球范围内共售出了超过150,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线，包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛，公司隶属英国豪迈集团。创立于1894年的豪迈(HALMA www.halma.cn)是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有3700多名员工，约40家子公司。豪迈目前在上海、北京、广州、成都和沈阳设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。

肺功能检查仪进行检测校准的必要性　　　　慢性呼吸系统疾病排在心脑血管病、癌症之后,成为我国居民慢性病致死的第三位死因。肺功能检查作为慢性气道等呼吸疾病诊断的金标准之一，是慢性阻塞性肺疾病防治和检查的关键。肺功能检查仪是检测肺脏吸入、呼出气体容量和速率，从而了解呼吸生理和呼吸功能是否正常的一种设备，主要由肺量计、气体分析器等部件组成。肺功能检查仪对于早期检出肺及气道的病变，诊断病变部位和评估疾病的严重程度具有重要的临床意义。　　　　在钟南山院士、王辰院士等国内权威专家的推动下，“要像测量血压一样，测量肺功能”近年来得到社会各界的广泛关注和认可。2019年推出的《健康中国行动（2019—2030年）》明确提出将肺功能检查纳入40岁及以上人群常规体检内容。随着2020年国家基层呼吸系统疾病早期筛查干预能力提升项目在各地的实施落地，以及社区居民对呼吸系统慢性疾病早防早治意识的增强，不同原理类型的肺功能检查仪在全国各地基层医疗卫生机构得到了广泛配置及使用。　　　　但肺功能检查仪的检测结果容易受多方面因素影响。比如不同肺功能检查仪的生产厂家采用的检测原理和设备结构不一样，会导致性能有较大差异，加上仪器设备在使用过程中因磨损或受环境因素而影响其正常使用，将出现检测结果的不准确。所以临床上常见发生同一个患者在不同医院所进行的肺功能测试结果有较大的偏差，给诊断造成很大影响。因此，对肺功能检查仪进行定期检测校准等质量控制、确保其测量的准确性极为重要。　　　　肺功能检查仪检测校准的标准要求　　　　校准是肺功能检查设备质控的关键措施，国际上美国胸腔协会(ATS)、欧洲呼吸协会(ERS) 、英国标准协会(BSI)分别发布的肺功能检查技术指南中，均提出了肺功能检查设备的技术性能标准和质控规范，我国也于2008年颁布了JJF 1213-2008 《肺功能检查仪校准规范》，解决肺功能检查仪的质量控制和量值溯源问题。　　　　对肺功能检查仪肺量计的检测通常采用标准呼吸模拟器进行校准，要求必须能模拟人体器官肺的基本运动模式，标准规范主要参考美国胸腔协会(ATS)肺功能检测标准的内容。该标准对肺功能检查仪性能指标、测定方法、校准装置、BTPS修正、对FVC及PEF等指标检测的操作方法作了具体的要求和说明，并提供了24条标准波形检测肺功能检查仪的FVC指标，26条流量标准波形检测PEF指标。　　　　（表：校准用设备性能表）　　　　肺功能检查仪检测校准质控设备的选择　　　　肺功能检查仪校准用标准呼吸模拟器必须能够精确模拟人体器官肺的运动模式，特别是模拟输出ATS推荐的标准波形，因此普通气体流量计计量标准和肺量计定标筒，不适合用于肺功能检查仪的量值传递。　　　　四方光电呼吸模拟器是一款肺功能检查仪校准专用设备，由气缸、交流伺服电机、伺服电机控制器、专用控制卡和计算机组成。通过计算机控制软件驱动控制卡进而驱动伺服电机转动，推动活塞作往复运动，压出或者吸入气缸中的空气，从而模拟人的平静呼吸、深吸气、用力快速吹气等呼吸动作，为检验肺功能检查仪 VC、FVC、MVV 等测试指标提供了标准方法。　　　　四方光电呼吸模拟器不但可精准输出ATS的24条标准FVC及26条PEF波形曲线，还可用于智能检测分析被校正肺功能检查仪的准确度和频率速度响应情况，有助于医生对肺功能检查仪所测定的病人肺功能状况的数据指标作准确判断。产品符合多重质控标准，满足临床检测/计量校准要求，可为《呼吸学科医疗服务能力指南（2018年版）》、《健康中国行动（2019—2030年）》的实施提供装备支撑。　　　　■ 设备标准质控　　　　符合美国胸科学会发布的“肺活量测定的标准化”（2005）　　　　符合ISO 23747:2015（ATS）　　　　符合EN ISO 26782:2009　　　　■ 模拟波形质控　　　　ATS标准24个容量-时间波形　　　　ATS标准26个流量-时间波形　　　　13项波形符合EN ISO 26782：2009附录C要求的标准波形　　　　10项波形符合EN ISO 23747：2009附录C外形A要求的标准波形　　　　用户还可自定义波形　　　　■ 使用过程质控　　　　为所有类型的呼气曲线提供完整的BTPS模拟　　　　根据ATS全面支持人体差异测试　　　　全自动测试程序可由用户定义，如自定义容量、自定义流速、自定义运行次数　　　　■ 结果判读质控　　　　所产生波形的参数均可完全溯源至国家标准　　　　根据ATS评估测试结果并进行错误分析　　　　四方光电标准呼吸模拟器应用领域及技术参数　　　　 计量院肺功能检查仪年检手段　　　　 科研单位呼吸模拟测试研究　　　　 肺功能检查仪企业溯源设备　　　　关于四方光电　　　　四方光电股份有限公司（以下简称“四方光电”）是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业（股票代码688665）。公司2003年成立于武汉“光谷”，形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台。这个平台为四方光电开发基于呼气分析的医疗器械应用提供和强有力的技术保障。　　　　四方光电建设有省级企业技术中心和湖北省气体分析仪器仪表工程技术研究中心。同时公司积极融入国家技术创新体系，先后获得国家重大科学仪器设备开发专项、工信部物联网发展专项、工信部强基工程传感器“一条龙”、科技部科技助力经济2020重点专项、湖北省技术创新重大项目等多个项目的支持，被国内外行业权威机构列为中国气体传感器主要厂商和代表性企业，并荣获中国物联网产业联盟“最具影响力物联网传感企业奖”。 　　　　在健康医疗领域，四方光电超声波肺功能检查仪是一款用于肺通气功能和肺活量检查的高新技术产品，是检查哮喘、COPD、其它呼吸病患者以及评估吸烟者、慢性咳嗽和多痰者的肺功能的有力测定仪器。同时公司开发的肺功能检查仪定标筒、制氧机用氧气传感器、呼吸机用流量及气体成分传感器、监护仪用红外EtCO2传感器在国内外医疗机构及设备中得到广泛应用。未来，四方光电还将大力开拓基于呼吸监测的智能医疗健康板块，加大在呼吸机、麻醉机、监护仪等更广阔医疗器械开拓力度，推动提升肺功能检测仪在医疗机构、社区及家庭的配置率。

成立于1979年的美国蓝菲光学(Labsphere)是生产积分球及以积分球为核心的光电仪器厂商，已为众多光学领域的客户专业设计并提供了多种用途的积分球系统。近日蓝菲光学向某消防所及水运所各交付了一套LFC系列光通量和色度测量系统，用以测试消防应急灯和航标灯，从而在中国市场把这一产品的应用范围拓展至消防及航海照明领域。 消防应急灯作为为人员疏散、消防提供照明的特殊灯具，其安全、可靠、经久、耐用的品质至关重要，其中应急灯的发光颜色、光通量及其光效参数对判断应急灯的品质尤为重要，因此准确地测试这些参数其意义不言而喻。此前，蓝菲光学LFC系列光通量和色度测量系统的测试精度就已经通过了几家消防所的实际验证。由于配套的积分球内部涂料及光谱仪、标准灯等核心部件均从美国蓝菲光学原装进口，保证了测试的精度和稳定性；积分球内部的680涂层漫反射率高且具备较好的朗伯特性，涂层经久耐用，不泛黄，不脱落，正常使用下可以保证十年不衰减；加之搭配通过美国NVLAP认证的光通量标准灯，保证了系统的测试结果可以溯源至NIST（美国国家标准局）和NIM（中国国家计量院）。 在实际应用中往往还需要测试灯具在不同供电情况下的性能。例如一旦灾情发生，消防应急灯的外接交流电源往往故障或人为断电，此时灯具会自动切换成电池供电。而LFC系列有多种配置可选，可根据实际测试需求选择交/直流电源模块，从而可以更全面地判断灯具的性能。航标灯作为目视航标的核心在船舶安全、经济、便捷航行过程中发挥着重要作用。因此对航标灯具做准确、可靠的检测，保证灯具检测结果的可溯源性和可比性，不仅可以提高产品质量，同时也有助于航标的建设和维护，帮助提高经济和社会效益。 目前国内航标灯器检测工作刚刚起步，如何在检测过程中根据航标灯器检测实际情况对检测结果进行质量控制是今后航标灯器检测工作重点开展方向。航标灯器检验结果质量的好坏是以航标灯器检测结果测定值与真实值之间的相符程度即误差大小来衡量，要提高航标灯器检验结果的质量，就要提前考虑在灯器检验过程中可能产生的各种误差，采取有效措施避免出现误差或把误差降到最小。 该水运所的相关负责人说：蓝菲光学作为业内位数不多的可以提供绝对光谱辐射通量溯源的企业，也是除美国NIST外少数 拥有可以在1%不确定度范围内测试4π/2π标准卤钨灯的实验室厂家，为检测结果的均一性提供了极大地保障，坚定了他们对测试数据的信心。 关于蓝菲光学和英国豪迈蓝菲光学Labsphere）是世界光测量以及光学漫反射涂层领域的领军企业。蓝菲光学的产品包括发光二极管（LED）、激光及传统光源光测量系统，成像设备校准用的均匀光源，光谱学附属设备及高漫反射材料等。

7月10日上午，2024年中国航海学术年会开幕式暨主题报告会举行，会上颁发2023年中国航海科技奖一等奖、特等奖和2024年中国航海青年科技奖，根据中国航海学会官网整理名单如下：2023年度中国航海学会科学技术奖获奖项目特等奖(2项)1.海船智能航行关键技术研究与“智飞”轮示范应用2.乌江构皮滩超高水头组合式多级升船机关键技术研究与应用 笔奖(17项）1.强输沙海岸建港关键技术研究与应用2.长江上游复杂航道桥梁全周期通航安全保障关键技术及应用3.大吨位沉船整体打捞关键技术与装备研制4.船用400mm缸径低速双燃料机样机研制及应用5.超高精度全海深测量系统关键技术研究与航海保障典型应用6.三角闸门层次化协同防撞结构体系技术研发与应用7.碳达峰碳中和目标下交通运输领域深度减排路径及对策研究8.港口大型石化储罐结构风致灾变控制技术研发9.多功能重型铲斗挖泥船研制与应用10.我国海上能源运输及通道安全研究11.内河限制性航道船行波及其防护关键技术及应用12.复杂海况下超宽变宽管节碎石基础精准快速整平关键技术及装备研发13.船舶尾气排放“陆海空”立体监测与精准管控技术及系统研发与应用14.超长航道全要素精准乘潮关键技术及系统应用15.基于大数据的广西沿海港口空间组织关系与资源利用关键技术及应用16.混合电力船舶航行与动力融合控制关键技术17.内河船舶航行安全主动控制技术及应用2024年中国航海青年科技奖获奖名单(按姓氏笔画排序)王宴滨 中国石油大学(北京)王 超 交通运输部东海航海保障中心艾云飞 中国交通通信信息中心付姗姗 上海海事大学伍飞云 集美大学刘文彬 中交天津港湾工程研究院有限公司刘 陆 大连海事大学刘佳仑 武汉理工大学吕述晖 中交四航工程研究院有限公司孙 倩 交通运输部水运科学研究院兰 儒 交通运输部水运科学研究院江 凌 长江航道勘察设计(武汉)有限公司张焱飞 上海船舶运输科学研究所有限公司房 卓 交通运输部规划研究院姚高乐 交通运输部北海航海保障中心袁浩 重庆交通大学崔成 交通运输部天津水运工程科学研究所雷伟 中国船级社廖煜雷 哈尔滨工程大学薛淑 水利部 交通运输部 国家能源局 南京水利科学研究院

两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的宝瓶座海底实验室，模拟执行太空任务。　　新浪科技讯 北京时间5月8日消息，据美国太空网报道，美国宇航局计划于近期展开一次海底实验，模拟执行太空任务。届时，两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的海底，模拟执行太空任务，从而检验外太空探测的新理念，掌握更多有关在极端恶劣环境下进行工作的知识。　　美国宇航局5月4日宣布，将于本月10日开始进行第14次海底实验，为期14天。这次实验是NASA名为“极限环境任务实施”(NEEMO)项目的一部分。　　加拿大宇航局宇航员克里斯-哈德菲尔德是此次海底实验的领导者。克里斯是一名资深宇航员，有过多次太空行走经历。从本月10日起，克里斯将带领其他参加实验的人员，在“宝瓶宫”海底实验室体验太空生活环境，展开模拟执行太空任务的实验。　　据悉，美国宇航局(NASA)在佛罗里达州Key Largo附近的海底建立了一个名为宝瓶宫(Aquarius)的海底模拟实验室。这个能容纳6个人的实验室能够训练宇航员在模拟的环境下熟悉太空飞行，并开展一系列科学实验训练。宝瓶宫模拟器长14米，宽3米，装备有全套的设备，位于海面一下18米。借助于这个模拟器，宇航员不必要再等候轮到登上航天飞机或者进入国际空间站的机会去体验太空生存环境。　　本月10日开始的此次海底模拟实验，将会利用海床模拟其他行星的表面和低重力环境。为准备此次海底实验，2009年10月潜水员在宝瓶宫模拟器附近放置了着陆器、探测车和模拟机械臂的小型吊车。　　模拟执行太空任务　　据悉，执行此次海底模拟实验的成员将会在宝瓶宫海底实验室内生活、进行模拟太空行走、操纵小型吊车来移动实验室，这同在外星球上搭建宿营地非常相似。　　当潜水员执行操作并检测这些技术时，将会为美国宇航局工程技术人员提供非常有价值的信息和反馈。预计在此次的海底实验中，实验人员将会从着陆器上取下一个模拟月球车、从着陆器上取下少量荷载并模拟将一名失去行动能力的宇航员从海床转送回舱内。　　据了解，此次试验的着陆器和探测车模拟器同美国宇航局考虑用于未来行星探测的着陆器和探测车大小相仿。模拟着陆器的宽度比一辆校车的长度还要大，几乎是其三倍高。宽13.7米，高8.5米，有一个3米高的吊车。模拟探测车比一辆SUV稍大，高2.4米，长4.3米。　　训练海中溅落　　哈德菲尔德2001年4月份航天飞机执行STS-100任务时，执行过两次太空行走任务，操纵国际空间站的Canadarm2机械臂。1995年他还在STS-74任务中，执行过大量操纵航天飞机Canadarm的任务。其他参加此次海底实验的人员包括，美国宇航局宇航员兼太空飞行医生托马斯-马斯伯恩，“月球车”副项目经理安德鲁和科学家史蒂夫-夏贝尔。北卡罗来纳大学的詹姆斯和内特-本德是建设外星球露营地的技术人员，他们将会提供工程技术支持。　　在宝瓶宫实验室内时，实验小组将会进行生命科学实验，主要关注在极端环境下人们的行为、表现和心理。此次实验还将对自动开展工作展开研究。也就是说，实验中将会有一段时间成员间的通信和任务控制中心的通联将受到限制，这中状况在未来人类探索火星或月球时也将会遇到。　　据悉，宝瓶宫实验室归属于美国国家海洋和大气管理局，由北卡罗来纳大学操作运行。

中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与德国海德堡大学、奥地利因斯布鲁克大学、意大利特伦托大学的研究人员合作，在超冷原子量子模拟研究中取得进展。科研人员使用超冷原子量子模拟器，对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”，取得了利用量子模拟方法求解复杂物理问题的重要进展。相关研究成果发表在《科学》上。规范场理论是现代物理学的基础，如描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等是满足特定群对称性的规范场理论，在粒子物理学、宇宙学以及凝聚态物理学等领域得到广泛应用。由于其求解复杂度高，规范场理论体系中仍有许多开放问题。其中，规范场理论描述的物理系统是否可以从远离平衡态经过演化达到热平衡备受关注。该问题的解决，有助于理解高能物理中重核碰撞的问题，也将为现代宇宙学中大爆炸早期物质的形成提供了物理解释。但是，使用经典计算机求解复杂的规范场理论是公认难题，量子模拟器为解决该问题提供了新路径。近年来，科学家尝试用离子阱、超冷原子气体、Rydberg原子阵列和超导量子比特等体系对格点规范场理论开展量子模拟研究。然而，由于格点规范理论中相互作用形式复杂，并要求物理系统始终处在局域规范对称性约束条件下，对格点规范场理论热化动力学的实验模拟造成了困难，因而还未在实验上实现。为解决量子模拟器中相干调控的粒子数太少和无法保证规范对称性约束的两个主要问题，中国科大科研人员开发了独特的自旋依赖超晶格、显微镜吸收成像、粒子数分辨探测等量子调控和测量技术，在超冷原子量子模拟器中提出并实现了光晶格中原子的深度制冷，解决了量子模拟器温度过高、缺陷过多的问题，实验制备了近百个原子级别的规模化量子模拟器【Science 369, 550 (2020)】；首次实现了利用大规模量子模拟器对格点规范场理论量子相变过程的实验模拟，验证了过程中的规范不变性【Nature 587, 392 (2020)】。在上述研究基础上，通过实验和理论结合，该团队将系统制备到远离平衡的初态，首次实验研究了规范对称性约束对量子多体系统热化动力学的影响，并观测到具有相同守恒量的不同初态热化到同一个平衡态的过程，验证了热化过程造成的量子多体系统初态信息的“丢失”，建立了规范场理论早期非平衡动力学与最终热平衡态之间的联系，在使用规模化的量子模拟器求解复杂物理问题的道路上取得了重要进展。未来，该团队将进一步使用量子模拟方法研究具有其他群对称性的、更高空间维度的规范场理论模型，以及真空衰变、动态拓扑量子相变等物理难题。《科学》杂志审稿人对此给予高度评价，认为该研究为超冷原子模拟格点规范场理论这一领域的发展做出了重要贡献，代表了量子模拟研究领域的前沿。研究工作得到科技部、国家自然科学基金委、中科院、教育部和安徽省等的支持。论文链接

中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与清华大学翟荟、兰州大学么志远等合作，使用自主开发的超冷原子量子模拟器，研究了格点规范场理论中的非平衡态热化过程与量子临界性之间的关系，揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界区域时易于热化到平衡态的规律。这项研究成果近日以“编辑推荐”的形式发表于《物理评论快报》。规范理论和统计力学是物理学的两大重要基础理论。从经典电动力学的麦克斯韦方程组到描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等，都是满足特定群对称性的规范理论。统计力学，则是基于玻尔兹曼等提出的最大熵原理，将大量微观粒子（原子、分子等）组成的系综的微观状态与其宏观统计规律连接起来的学科，如微观粒子的能量分布是如何影响其压力、体积或者温度等宏观量的。那么，由规范理论描述的、远离平衡态的量子多体系统会热化到热力学平衡态吗？回答这一问题将推动人们对规范理论、统计力学及两者关系的理解。虽然理论物理学家们提出了各种模型来分析这一问题，但是在实验上难于构建一个既由规范理论描述、又可人工操控并观测其热化过程的物理体系。近年来，超冷原子量子模拟器的出现为同时研究规范理论和统计物理提供了理想的实验平台。2020年，中国科大的研究团队开发了71个格点的超冷原子光晶格量子模拟器，首次对U(1)格点规范理论--施温格模型的量子相变过程进行了实验模拟；2022年，他们对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”。近期，此次工作的合作者翟荟和么志远等通过理论研究指出，在此类格点规范模型中，量子热化和量子相变之间存在关联，并从反铁磁Neel态出发，预言系统只有在量子相变点附近才能达到完全的热化 。进一步观测格点规范理论的量子热化和量子相变之间的关系，对之前的实验能力提出了新的挑战：如何在单格点精度原位地、可区分原子数地操控和探测多体量子态。潘建伟、苑震生团队在他们已有的超冷原子量子模拟器基础上，将量子气体显微镜、自旋依赖超晶格和可编程光学势阱等技术相结合，开发了单格点精度、粒子数可分辨的原子操作和检测技术。基于此，他们得以制备和探测任意原子构型的多原子量子态,并在满足规范对称性约束下，追踪多体量子态的动力学演化过程。在该工作中，他们在实验中制备了特殊原子构型的初态，利用绝热演化的方法研究了满足规范对称性约束的量子相变过程，通过有限尺寸标度理论首次在实验中精确地确定了相变点。同时，他们研究了同一构型初态在远离平衡条件时的退火动力学过程，揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界点附近时易于热化到平衡态的规律。

中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、林毅恒等人与中科院量子信息重点实验室罗希望等合作，在拓扑相变量子模拟方面取得重要进展。通过发展高自旋离子阱体系的调控技术，实现了对三重简并拓扑单极子的量子模拟，观测到具有不同拓扑荷的单极子之间的相变，并展示了自旋张量在其中的重要作用。该研究结果于2022年12月14日以“Observation of Spin-Tensor Induced Topological Phase Transitions of Triply Degenerate Points with a Trapped Ion”为题，发表在《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 129, 250501 (2022)] 。 　　拓扑物态是当前物理研究的前沿和主流领域之一，为新材料、新器件的设计带来了新的思路，乃至对我们深入理解宇宙基本粒子的性质都具有重要的意义。2016年，诺贝尔物理学奖便授予了在拓扑物理学方面做出开创性贡献的三位科学家。拓扑源自于数学，指在局部的连续变化下保持不变的整体性质。比如面包圈和茶杯拓扑等价，这是由于他们都有一个穿透的洞，而洞的个数是一个拓扑性质，对应拓扑荷。科学家发现，拓扑在凝聚物质的一些物理特性上也起到关键作用，这些物理特性不依赖样品的细节，完全由系统状态的整体拓扑性质确定。而拓扑相变——具有不同拓扑性质的状态之间的转变——一定是不连续的跃变。例如在一些半金属材料中，能带简并点形成的类似单极子的拓扑结构可以具有不同的拓扑荷，探索他们之间的拓扑相变是目前的前沿研究方向之一。同时，简并点附近的准粒子激发表现出类似基本粒子的行为，探索其拓扑相变对于探索新型粒子也具有重要意义。 　　此项研究针对拓扑相变中的一类重要的费米子——三重简并费米子模型进行实验模拟。该模型对应自旋为1的拓扑单极子，在近期的研究中受到广泛关注。然而，在固体材料体系中，直接观测这种三重简并点的拓扑相变需要复杂的调控，目前难以实现。因此，高度可控的量子模拟器为研究拓扑现象提供了新的途径。这项研究中，通过使用在超高真空环境束缚的铍离子，结合微波、射频等的精准调控，构建多能级的量子体系，可以有效的观测自旋为1的拓扑单极子的行为。通过调控实验参数，研究人员清晰的观测到量子态的拓扑相变，并且提取出高阶自旋张量在其中的贡献(图1所示)。该工作发展出的高度可调控的多能级束缚离子系统，为研究高自旋物理提供了良好的平台，并为进一步研究新奇高阶拓扑简并态以及其他拓扑单极子现象铺平了道路。图1. 自旋为1的拓扑量子模拟实验结果。左图：实验观测到的拓扑相变行为，其中 β-2 对应拓扑荷为2， β-2 对应拓扑荷为0；不同颜色的数据代表拓扑相变中各种分量的贡献，其中黄色数据代表张量部分的贡献，实线为对应的理论预测结果。右图：实验观测张量椭球在拓扑相变点 β≈-2 附近的几何环绕行为。自旋张量椭球在参数空间中特定回路的演化，可以清晰的反应张量对拓扑荷的贡献。研究中使用的离子阱实验系统属于近几年迅速发展起来的高自旋量子模拟器。中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、林毅恒教授带领团队从无到有搭建了实验平台，并成功发展了一系列新型的高自旋操控技术，包括使用动力学去耦将三能级状态相干时间提高一个数量级[Phys. Rev. A. 106, 022412 (2022)]；通过解析模型辅助的形状脉冲，以实现四能级系统的两个近邻跃迁之间的快速普适调控[Phys. Rev. Applied. 18, 034047 (2022)]。上述工作为本文的研究奠定了核心实验基础。中科院量子信息重点实验室罗希望教授、美国德克萨斯大学达拉斯分校张传伟教授为本文的工作提供核心理论支持。 　　审稿人高度评价该工作，指出“...importantly, the spin-tensor-momentum-coupling could be generated for spin-1 systems and induce intriguing quantum phenomena different from spin-1/2 ones. This work is of interest and importance.”(“……重要的是，自旋-张量-动量的耦合可以通过自旋为1的系统生成，导致与自旋1/2不同的有趣的量子现象。这个工作是有意思的和重要的。”) 　　中科院微观磁共振重点实验室博士研究生张梦翔、李岳以及袁新星博士为该论文共同第一作者，杜江峰院士、林毅恒教授和罗希望教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中科院、科技部、安徽省的资助。

2023年8月22日，日本首相岸田文雄宣布，将从24日开始向海洋排放福岛第一核电站核污染水。东京电力公司已公布了向海洋排放的详细步骤。按计划，排放前在处理过的水中加入大量海水，如果确认浓度降低到预想的水平，将在17天内排放第一批共7800吨核污染水。2023年度预计排放约3.12万吨，氚总量为5兆贝克勒尔，约为东电年计划排放量上限（22兆贝克勒尔）的两成。今天上午，一则“有研究模拟日本核污水排海扩散过程：240天到达中国沿海，1200天后覆盖北太平洋”的消息，引发网友热议。据了解，该研究来自清华大学的团队。2021年，清华大学就污水排放做了核废水在太平洋扩散机理的实验。清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院张建民院士、胡振中副教授团队从宏观和微观两种不同的角度分别建立了海洋尺度下放射性物质的扩散模型，并实现了福岛核废水排放计划的长期模拟。氚的宏观扩散模拟结果宏观模拟结果表明，核废水在排放后240天就会到达我国沿岸海域，1200天后将到达北美沿岸并覆盖几乎整个北太平洋。随后，污染物一边在赤道洋流的作用下沿着美洲海岸向南太平洋快速扩散，另一边通过澳大利亚北部海域向印度洋转移。值得注意的是，尽管污染物的排放位置是在福岛附近，但随着时间的推移，污染物高浓度区域将沿着35°N线附近向东延伸，从开始的东亚附近海域扩散到北美附近海域。在第2400天时，中国东南沿岸海域主要呈现浓度较低的浅粉色，而北美西侧海域已经基本被浓度较高的红色覆盖。三个沿海城市及它们附近的污染物浓度变化研究人员进一步选取了日本宫崎、中国上海和美国圣迭戈这三个沿海城市进行对比，从污染物浓度变化曲线图中可以发现，在第4000天时圣迭戈附近的污染物浓度大约为0.01个单位，这一数值已经是宫崎的三倍左右、上海的40倍左右。出现这一现象的原因主要是日本附近强烈的洋流作用，福岛处于日本暖流（向北）和千岛寒流（向南）交汇的地方，所以大部分污染物不会沿着陆地边缘向南北方向迁移，而是随着北太平洋暖流向东扩散。这一结果也意味着，在核废水排放的早期，应主要考虑它对亚洲沿岸的影响。但在后期，由于北美沿岸海域的污染物浓度将持续高于大部分东亚沿岸海域，需要重点关注北美沿岸海域的受影响情况。氚的微观扩散模拟结果除宏观扩散外，研究人员还从微观角度进行了氚的扩散模拟。与宏观扩散分析注重污染物的整体分布不同，微观扩散分析更加关注污染物个体的行为，也因此它能够支持污染物的扩散路径分析。例如，对模拟结果中到达沿岸海域的某三个污染物微粒，以400天为取样间隔，得到它们的运动轨迹。基于这些运动轨迹，可以知道美洲沿岸海域的污染物主要通过横跨太平洋到达。部分污染微粒的运动轨迹值得注意的是，根据日本的排放计划，一单位氚污染物的浓度大约对应每立方米0.29贝可，相比于氚在海洋中的背景浓度来说不算大。然而，这项研究对于污染物长期扩散的预测、核废水排放计划的合理应对以及后续放射性物质浓度的监测仍具有重要意义。在该研究的基础上，还需要通过进一步试验来探究生态环境对于放射性物质的敏感性，确定放射性物质浓度增加对于海洋生态环境和人类生活环境的影响程度，从而最终判断排放核废水这一行为对于整个海洋和人类的影响。相关成果以《福岛核事故处理水的排放——宏观与微观模拟》（Discharge of treated Fukushima nuclear accident contaminated water: macroscopic and microscopic simulations）为题发表在《国家科学评论》（National Science Review）期刊上。

p style="text-indent: 2em "提及天价设备，我们容易想到光刻机行业霸主ASML生产的世界上最顶尖的EUV光刻机，单台售价超1亿美元，2018年，中芯国际首次向ASML订购EUV光刻机，采购价格高达1.2亿美元，大概相当于七亿人民币。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 241px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4add9eea-8f18-4022-9ae6-102ca95d41d3.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="450" height="241" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "其实，在科学仪器领域，也不乏这样的过亿天价设备，比如大阪大学两台价值约约合人民币2.72亿元的高端电镜（日立高新H3000与日本电子物质及生命科学超高压电子显微镜）、去年8月MTS系统公司2.14亿元中标的世界单套最大规模重载车辆道路模拟系统、以及span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 32, 96) "strong近日采购预算超7亿元的天津大学大型地震工程模拟研究设施地震模拟振动台采购项目。/strong/span/span/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "7亿元采购两套振动台系统，MTS独中5亿元/span/strong/pp style="text-indent: 2em "2019年11月28日，天津大学委托北京泛华国金工程咨询有限公司发布“天津大学大型地震工程模拟研究设施地震模拟振动台采购项目”，预算金额为7.156亿元。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 175px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e270f62-2db7-4f85-9a34-eb4b5495787f.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="500" height="175" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "2020年1月21日，MTS系统公司与天津市天锻压力机有限公司共同中标，其中MTS系统中标金额超5亿元，天津市天锻压力机有限公司中标2.15亿元。/span/pp style="text-indent: 2em "strong此次中标项目的“天价”主要体现在以下几方面：/strong/pp style="text-indent: 2em "strong1）/strong此次采购项目背后是天津大学牵头建设的世界上最大的地震工程模拟研究设施，总投资预计超过15亿元人民币。被称作继贵州“中国天眼”、广东散裂中子源、上海光源等之后的又一国家大科学装置，也是地震工程领域的唯一一个。/pp style="text-indent: 2em "strong2）/strong此次中标，创下MTS系统公司有史以来单一合同订单最高金额纪录，合同总计金额超过7148万美元(根据当前汇率折算人民币超5亿元)/pp style="text-indent: 2em "strong3）/strong由于此次采购项目金额巨大、技术要求比较高，单靠一个投标人的力量不能顺利完成的,所以采取了联合体投标形式，即MTS系统公司与天津市天锻压力机有限公司集中各自优势，以一个投标人的身份获得中标。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "采购项目背景/span/strong/pp style="text-indent: 2em "2018年8月2日，国家发改委批复立项：依托天津大学高水平创新主体，建设开放共享、揭示复杂岩土介质与水动力环境中重大工程动力损伤机理的国家重大科技基础设施—“大型地震工程模拟研究设施”。总投资预计超过15亿元人民币。/pp style="text-indent: 2em "设施总体目标为：面向地震工程领域需求，结合国内外优势力量，集中建设国际一流、规模最大、装备最先进、综合程度高、高度智能化、开放共享的大科学装置。设施可为解决地震工程研究中关键科学问题提供大尺寸大载重地震模拟、多点多维地震差动激励及地震-波流耦合激励等高水平试验手段，大幅提升我国防灾减灾原始创新能力和全社会减轻自然灾害风险的能力，加快地震工程领域人才培养，为提高我国地震灾害的防范水平提供重要支撑。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 236px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/8cef066b-b568-4966-a779-f1d45dfde727.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="450" height="236" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em "大跨桥梁水下振动台台阵波流耦合试验现场效果图/span/pp style="text-indent: 2em "项目首席科学家、天津大学校长钟登华院士说，该设施建设周期为5年，主要包括地震工程模拟试验系统、高性能计算与智能仿真系统、试验配套与共享系统等3大系统。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 269px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5ad5b226-e052-4356-9baa-0388cd49c915.jpg" title="4.png" alt="4.png" width="450" height="269" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em "大型水坝-库水-岩体大型振动台试验效果图/span/pp style="text-indent: 2em "在崭新的天津大学北洋园校区内将建设大型的“地震模拟振动台”，总建筑面积7.7万平方米。地震模拟振动台是开展抗震模拟研究的有效试验平台。目前国内外已有的地震模拟振动台或规模较小，或实验功能单一——不能同时模拟地震与其它多种灾害荷载的作用，已经不能满足一旦地震时确保工程安全和正常服役的需要。天津大学将建设尺寸荷载重量更大的地震模拟振动台，以及能同时模拟地震与水下波流耦合作用的振动台台阵试验装置。该设施建成后，可大幅提升我国工程技术领域的创新能力和水平。/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "关于中标的两套振动台系统/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 323px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/e2e24e48-cebc-4281-af7a-cf9a9a0816a1.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="600" height="323" border="0" vspace="0"//pp style="text-indent: 2em "据悉，该地震工程模拟试验系统包含两套独立的试验设施，建成之后，均为最大规格的地震工程模拟试验设备。其中一套系统为六自由度(6DoF)振动台，有效工作尺寸为16mx20m，有效负载为1350吨，可以开展足尺建筑或者低缩比模型的抗震性能评估。/pp style="text-indent: 2em "另外一套系统是由两个6mx6m的六自由度(6DoF)振动台组成，每个振动台的有效负载均为150吨。两个振动台既可以独立工作，也能够联合起来组成台阵系统，并且该台振系统可以在3m深的水下工作，其中的一个振动台还能够在长度为57m的槽道中移动位置以满足不同跨度样件的抗震试验，例如各种类型的水利枢纽、桥梁、隧道、管路结构等等。水下台振系统周围将布置造浪模拟设备来模拟不同的海洋工况，可以将地震与波流组合起来实现多灾害现象的模拟。/pp style="text-indent: 2em "MTS系统公司首席执行官Dr. Jeff Grave表示，“ MTS系统公司在中国以及全世界的抗震工程以及多灾害试验模拟领域具有技术领先地位，拥有无与伦比的技术能力与专家团队。作为该行业的领军者，MTS系统公司是少数能够提供如此超大规模地震工程模拟设备的工程公司。这个项目包含了诸多挑战，复杂的系统集成、超大载荷与位移的控制、先进的地震仿真和模拟软件，并且将地震与波流结合起来开展试验应用。MTS能够赢得天津大学的项目，对此我们深表自豪，MTS将与天津大学共同努力创造更好的地震模拟试验技术，为中国以及全世界基础建设，包括大型水利枢纽、建筑、桥梁、可再生能源设施等，做出贡献，一同创造一个更加安全、美好、可持续发展的世界！”/pp style="text-indent: 2em "天津大学副校长，项目执行总指挥张凤宝教授表示，“我们非常期待与MTS系统公司一同建设这套世界最大规模、最先进的地震模拟系统，这套系统是我们大型地震工程模拟研究设施的基础系统之一，也是迄今为止在天津建设的首个国家重大科技基础设施的一部分。当整个项目完成之后，所有的科研成果将与全世界的同行共享，我们的目标是重大工程和基础设施建设更加安全、可持续。天津大学欢迎全球的科学家和工程专家来参观、指导未来的地震工程模拟试验研究。“/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) "那些“高”价的仪器设备/span/strong/pp style="text-indent: 2em "strong1）一套仪器设备订单成交，2.14亿元，3年分批交付/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20190812/490962.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "详情/span/strong/a】/pp style="text-indent: 2em "2019年7月29日，MTS系统公司宣布获得世界单套最大规模重载车辆道路模拟系统订单，订单总额3040万美元(约2.14亿元人民币)，将为美国陆军设计、生产、制造与集成世界上最大的主轴耦合道路模拟器。该合同为长期持续投入合同，系统部件将在后续2020、2021、2022财年三个财年之中分批交付使用。/pp style="text-indent: 2em "该道路模拟器将安装在美国陆军位于马里兰州的军阿伯丁测试中心。用于加速军用车辆耐久性测试，一旦投入使用，所需的测试时间将缩短75%至80%。通过在实验室中模拟真实路面环境条件，帮助陆军快速评估和改进车辆的可靠性和耐久性，以避免潜在的、耗时的现场故障。/pp style="text-indent: 2em "除了道路模拟器，解决方案还包括MTS SWIFT EVO 50车轮力传感器，用于收集这些车辆在各种试验场地形上的实时数据。同时系统也采用了MTS最大液压动力系统，将可以提供每分钟达数千加仑的连续液压动力。该道路模拟器将能够用于测量最多五轴的载重车辆，对应车辆重量达100,000磅(约45.3吨)。/pp style="text-indent: 2em "“此套道路模拟器离不开MTS系统公司过去五十余年在重载车辆测试技术方面的开发能力与经验积累”，MTS系统公司总裁兼首席执行官Jeffrey Grave博士表示，“MTS公司很高兴能够应用商用车辆建模和仿真的知识，为陆军创建整车测试解决方案。这个新系统将有助于提高军用车辆的可靠性，并为陆军更佳性能量身定制车辆设计提供理论支持。”/pp style="text-indent: 2em "strong2）大阪地震，日立高新与日本电子这两台近3亿元高端电镜受损/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20180624/466369.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "详情/span/strong/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年6月18日，日本大阪府发生里氏6.1级地震，位于大阪府茨木市的大阪大学超高压电子显微镜中心也遭遇强烈晃动，每台价值约23亿日元(约合人民币1.36亿元)的电子显微镜有两台受损，修复需要花费1年以上。受地震影响，一些世界顶级科研项目或出现停滞。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 418px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2ae993eb-c06b-4ca5-bfe2-047f5fd579d9.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg" width="500" height="418" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em "H3000 UHVEM（日立高新）/span/pp style="text-indent: 2em "该中心这两台高端显微镜，一台正是日立高新生产的H3000 UHVEM(3 MV ultra-high voltage electron microscope，300万伏超高压电子显微镜)，其高度为17米，使用世界最高电压对于较厚样品也能进行观察；另一台则是日本电子生产的Materials- and Bio-Science UHVEM(物质及生命科学超高压电子显微镜)，其高度为12米，能在一秒钟内对每一个原子的运动进行1600次拍摄。这两台电子显微镜可以观察到从物质及生物的微细结构到物质受到放射线损伤的情况，能观察到纳米级的微小结构。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 283px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4b2cb873-b969-4437-a040-682fd076074b.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg" width="500" height="283" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "Materials- and Bio-Science UHVEM（日本电子）/span/pp style="text-indent: 2em "此次地震致使产生高压的零部件脱落，对精密度有严格要求的电子加速器严重变形等，两台显微镜都遭受致命性打击。该中心主任保田英洋无奈地表示，已经完全不能使用，将与厂家等商谈进行修理，完全修复需要花费1年以上。/pp style="text-indent: 2em "strong3）南方科技大学2.8亿冷冻电镜二期采购：赛默飞中标其中2.6亿/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20181225/477695.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong详情/strongstrong/strong/span/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年12月24日，南方科技大学 “冷冻电镜项目二期采购”项目中标结果揭晓，中标金额2.82亿元。中标的生产供应商中，赛默飞成最大赢家，其中4套高端冷冻电镜Krios G3i中标金额为2.18亿元。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d3dcbe57-ba9c-4c12-ad5f-93a6bc7dc12a.jpg" title="8.jpg" alt="8.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) text-indent: 0em "Krios™ G3i 冷冻透射电子显微镜/span/pp style="text-indent: 2em "strong4）西湖大学冷冻电镜采购项目揭晓：赛默飞1.53亿元中标/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20181231/478034.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "详情/span/strong/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年12月27日，西湖大学“科研仪器设备(第四十一批)”采购项目结果公布，赛默飞Krios G3i等冷冻电镜系统以2225.7255万美元(根据当前汇率，约合1.53亿元人民币)中标。/pp style="text-indent: 2em "strong5）上海交大冷冻电镜采购揭晓：赛默飞1.05亿元中标/strong【a href="https://www.instrument.com.cn/news/20181231/478035.shtml" target="_blank" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong详情/strongstrong/strong/span/a】/pp style="text-indent: 2em "2018年12月26日，“上海交通大学冷冻电镜系统”采购项目结果公布，赛默飞Krios G3i和Talos F200i分别以1094.8万美元(根据当前汇率，约合7527.3万元人民币)、438.5万美元(根据当前汇率，约合3014.9万元人民币)中标，总中标金额为1.05亿元。/pp style="text-indent: 2em "strong....../strongbr//p

综合央视新闻客户端、新华社报道，2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建造的“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目正式通过国家验收，这是我国航天领域首个大科学装置，可以综合模拟低温、真空、电磁辐射等九大类空间环境因素，也被称为“地面空间站”。“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目，聚焦航天领域的重大基础性科学技术问题，构建我国首个空间综合环境与航天器、生命体和等离子体作用科学领域的大型研究基地，形成国际领先水平的空间环境耦合效应试验研究平台。相较于把实验仪器设备搬到太空，“地面空间站”既能节省成本、减少安全隐患，又可以根据科学问题和工程需要，设置特定的环境因素，不受时空限制进行多次重复验证，从而打造更加安全便捷的实验条件和科研手段。“这意味着未来许多需要抵达太空才能进行的实验，在地面上就能完成。”空间环境地面模拟装置常务副总指挥、哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长李立毅说，项目建设坚持自主创新，突破了一系列关键技术，各系统已全部投入试运行和开放共享，服务于国内外多家用户单位，支撑了我国一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。由中国工程院院士、苏州实验室主任徐南平等担任联合主任的国家验收委员会认为，该项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平，装置运行成效突出，科技与社会效益显著，同意其通过国家验收。中国科学院院士、哈尔滨工业大学校长韩杰才说，该装置对我国重大科技创新突破、产业转型升级、高端人才培育等具有重要意义。未来学校将不断优化装置技术指标，持续提高装置科学水平，加速形成更多自主知识产权技术，为我国实现从航天大国向航天强国的重大跨越作出新的贡献。据了解,“空间环境地面模拟装置”从2005年开始论证，到正式通过验收，历时18年，去年试运行以来，已经服务了国内外多家用户单位，支撑了我国多款宇航电子元器件的研发和一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。验收委员会认为，这一项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平。

MTU航空发动机公司是德国领先的发动机制造商，于2013年4月在其德国慕尼黑总部启动77大厦，即专用于顶级叶盘制造的新卓越中心。　　凭借先进的三维坐标计量技术，海克斯康计量PTS分部成功助力该项目的实施。先进的坐标测量技术包，包括快速可靠的Leitz扫描技术、开放且灵活的QUNIDOS测量软件和I++模拟器的脱机编程许可。借助于这些先进的技术，MTU航空发动机将测量时间削减超过50%。据悉，为了匹配中心内顶级的整体叶盘制造，将在该中心安装使用8台带有转台的Leitz PMM-C测量机。　　更多关于该卓越中心的信息，请点击查看：　　http://www.mtu.de　　http://www.youtube.com　　关于海克斯康计量　　海克斯康计量为工业计量提供了完善的产品和服务，包括汽车、航空航天、能源和医疗等领域。从产品开发、设计到加工、装配和最终验收，我们为用户提供贯穿产品全生命周期的可操作测量信息。　　凭借遍布全球的20多个测量产品制造基地、70个提供技术服务与方案展示的精密计量中心，以及分布于五大洲的100多个分销合作伙伴所组成的网络，确保客户完全掌控其生产流程、提升产品质量并提高生产效率。　　海克斯康计量隶属于海克斯康(Nordic exchange: HEXA B www.hexagon.com)。海克斯康是全球领先的规划、测量和可视化技术供应商，协助客户规划、测量和定位对象，实现数据的优化处理与展现。　　更多信息，请访问www.hexagonmetrology.com.cn。

河海大学订购宏展步入式模拟环境高低温恒温恒湿淋雨综合实验室我公司在河海大学关于"步入式模拟环境高低温恒温恒湿淋雨综合实验室"的招标活动中，以886分的高票中标。通过现场9位评委公平、公证、公开的评比方式，能够在众多的同行中夺的标魁，一方面取决于公司自身的技术实力和资本实力，另一方面源自于公司的技术成熟度和自身生产加工实力带来的成本优势。我们在竟标过程中不论专业技术分、质量分、售后服务分、价格分等各方面都领先于通行**的优势。招标会从上午9点开始，经过**轮的开标价格公布、公司资格审查 ，独立的技术方案讲解问答，再到第二轮的**终报价以及主持人公开宣布中标单位，整个招标会直到中午12点结束耗时近三个小时."步入式模拟环境高低温恒温恒湿淋雨综合实验室"不是一个普通的实验室，它主要是解决客户产品在不同的气候环境下[包括高原气候反应低压缺氧等]进行的吹风角度、风速、模拟大气压力、换气、霜冻及一氧化碳含量等综合性能工况实验。要解决这些综合条件下的工况环境实验，我们必须要将所有的结构和系统进行综合数据采集及分析处理，这集中了空气力学、自动化控制、气体分析、数据采集、机械结构、气候环境等各种原理21世纪，随着地球村的成型，终端用户对产品的工况品质要求越来越高。他**不是在一个固定的气候或机械环境条件下来进行一个简单的模拟实验，它直接模拟终端用户的操作动作、当地的海拔高度所带来的气压变化及温湿度条件来进行各种工况实验。所以，此类实验室的需求，一定是以后的环境测试大势所趋。我们也将集中全厂的技术力量，来制造一间满足客户要求的高品质实验室。

发射时间：北京时间6月16日18时37分　神舟九号航天员乘组指挥长景海鹏（中）、航天员刘旺（左）、航天员刘洋（右）模拟器进行上升段操作训练　　图为日前拍摄的神舟九号航天员乘组指挥长景海鹏(中)、航天员刘旺(右)、航天员刘洋(左)模拟器进行上升段操作训练女航天员刘洋航天员景海鹏航天员刘旺航天员景海鹏、刘旺、刘洋在天宫一号组合体训练6月13日，中国酒泉卫星发射中心主任、载人航天工程发射场系统总指挥崔吉俊笑答媒体关于神舟九号任务的提问。　　中国载人航天工程新闻发言人6月15日在酒泉卫星发射中心宣布，经天宫一号与神舟九号载人交会对接任务总指挥部研究决定，神舟九号载人飞船定于北京时间6月16日18时37分发射。　　中国人民解放军航天员大队男航天员景海鹏、刘旺和女航天员刘洋组成“神九”飞行乘组，执行中国首次载人交会对接任务。　　15日下午，承担“神九”飞船发射任务的“长征二号F”运载火箭将开始加注推进剂。目前，发射场区及全区各系统已准备就绪，航天员飞行乘组心理稳定、状态良好，正在进行出征前的各项准备工作。　　天宫一号与神舟九号载人交会对接任务总指挥部15日下午还将举行新闻发布会、“神九”航天员飞行乘组与中外记者见面会。

2013年10月23日至25日，海克斯康计量Leitz先进计量应用技术大会在青岛成功召开，来自全国各地近200名用户代表出席了该会。200名计量精英齐聚一堂聚焦汽车动力总成、航空发动机、齿轮、转子等高端几何量计量话题，来自德国Leitz与QUINDOS顶级的技术与应用专家，国内知名的计量、汽车、航空航天、零部件制造业技术专家与高级计量技术专业人士，就领先的测量技术与应用技巧展开广泛、深入而细致的研讨，并分享了德国Leitz和QUINDOS最新的专业解决方案和产品技术。其中，Leitz最新推出的光学传感器Leitz Precitec LR，在反光、反射、折射、发光、透明等材料的高精度非接触测量方面引起与会代表的很大兴趣。会议期间，与会代表还参加了海克斯康测量技术(青岛)有限公司在青岛总部举办的开放日活动。I++ Simulator模拟器技术成为该开放日一个耀眼的明星。I++ Simulator模拟器为用户提供了全套的脱机模拟工具，涵盖设备规划、应用模拟以及3D全程的可视化。不但能够节省测量机的有效测量工时，而且为优化测量方案提供仿真模拟，远远超过传统脱机模拟的局限。&ldquo 该会不但让我们学到了很多应用技巧和经验，还接触了许多新鲜的高端技术！&rdquo 与会客户代表纷纷表示&ldquo 不虚此行&rdquo ，并热心询问下次Leitz应用技术大会的日期。&ldquo 搭建一个平台，团结来自全国各地各行业的客户。不但分享我们的最新产品技术，还为用户提供专业优秀的测量应用技术。为我们的用户提供获取先进应用技术的便利渠道，驱动用户的发展，这是我们举办Leitz先进计量应用技术大会的宗旨。&rdquo 海克斯康计量大中华区执行总裁周亮博士如是说。德国Leitz/PTS与海克斯康计量青岛公司的高层及专家代表参与该会并做了主题演讲--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------关于海克斯康计量海克斯康计量为工业计量提供了完善的产品和服务，包括汽车、航空航天、能源和医疗等领域。从产品开发、设计到加工、装配和最终验收，我们为用户提供贯穿产品全生命周期的可操作测量信息。凭借遍布全球的20多个测量产品制造基地、70个提供技术服务与方案展示的精密计量中心，以及分布于五大洲的100多个分销合作伙伴所组成的网络，确保客户完全掌控其生产流程、提升产品质量并提高生产效率。海克斯康计量隶属于海克斯康(Nordic exchange: HEXA B www.hexagon.com)。海克斯康是全球领先的规划、测量和可视化技术供应商，协助客户规划、测量和定位对象，实现数据的优化处理与展现。更多信息，请访问www.hexagonmetrology.com.cn。

高仿真模拟火场高危环境的燃烧模拟环境实验室，近日在上海东华大学建成。东华大学5日披露，该实验室拥有一个模拟中国人体型构造、可在不同活动姿势下精准感知高温热流、精确预报身体皮肤烧伤程度的燃烧假人。这对研发热防护新型服装材料，科学合理设计热防护装备，有效遏制火灾、战场和热辐射等危险环境对人体造成的热伤害，具有重大科学价值。　　前身为中国纺织大学的上海东华大学，一直致力于推动中国功能防护服装的创新和评价研究，东华“火人”是其服装生物假人家族30年来的最新成员，它的“兄长”“神五假人”、“神七假人”曾在模拟环境气候条件下试穿宇航服，为神舟系列载人航天工程中宇航员在舱内外安全行走提供了科学保障。　　“火人”设计项目负责人、东华大学服装设计与工程系主任李俊介绍，燃烧假人系统依据中国成年男性的体型度身定制的，身体表面均匀分布135个高温传感器，各部位关节都可活动，能模拟人体的多种着装姿态。　　据介绍，如何准确评价消防服、阻燃耐高温作业服等特种服装的防护性能，是个困扰业界的难题。普遍使用的面料燃烧实验，无法反映其对人体作用的实际效果，容易在使用中造成防护不足。有了“火人”，它就可以穿着成衣在“火海”中走一遭，其拥有的精密仪器可对人体的实际防护效果作出准确评估。　　据悉，该实验室是中国内地第一个燃烧假人实验室，综合运用了生物传热分析技术、材料改性技术、人机工程制造技术、传感器技术、燃烧工程和自动控制技术等，达到了国际领先水平。

5月5日消息，以高精度电子测量为特色的西安模拟感知信息科技（模拟感知）有限公司近日宣布完成数千万元人民币的首轮融资，投资方为上海超越摩尔（超越摩尔）。模拟感知信息科技位于西安，公司核心团队利用在高精度仪器研发领域积攒的经验，“降维”研发了多种现场仪表电子测量模组。将低噪声模拟链路设计、温漂/零漂抑制和精度补偿等技术成功应用在工业现场领域。模拟感知团队表示我国在电子测量领域大幅落后于西方，目前远不能满足我国经济发展的要求，有巨大的市场机遇。模拟感知基于技术相通性和产品归一化和积木化的原则，在仪表和仪器领域同时布局：• 在仪表领域，公司提供测量的核心模组（电路板卡），目标客户群体是我国广大的仪表厂商。公司在首系列产品的研发过程中，深刻感受到了来自客户的热情与支持，产品在测试阶段就收到了数量可观的订单。在下游客户的鼎力支持下，目前公司超声波气体流量计核心模组已完成了市场的闭环验证，气超整表准确度达到了0.5%级。公司会持续在仪表核心测量领域投入，助力我国仪表厂商实现产品的升级换代。• 在测量仪器领域，公司将于近期陆续推出用于实验室研发、新能源汽车测试、电池测试、电源芯片测试和航空发动机发电系统测试的相关产品。超越摩尔表示现代测量的实质是电子测量，无论是流量、温度还是形变，都是将被测量作为电信号进行采集、抽象和处理。 在被测信号进入数字处理芯片之前的模拟电路部分是整个测量系统的重中之重，也是我国同西方集团在通用电子测量领域差距最大的部分。模拟感知核心技术团队在相关领域耕耘多年，主导过多款超高精度仪器的研发和上市工作，在通用电子测量方向有非常明显的技术和经验优势，有实力成为行业的领军企业。

仪器信息网讯 近日，伊利诺斯工具公司(Illinois Tool Works Inc.，NYSE: ITW)宣布从Amphenol公司(NYSE：APH)手中收购MTS Systems公司(Nasdaq：MTSC，简称“MTS”)的测试与模拟业务，交易的细节条款并未披露。　　MTS系统公司成立于1966年，是全球著名力学测试系统和传感器供应商，其业务主要分为传感器以及测试与模拟两个部门，产品被广泛的应用于材料力学性能测试、土木工程结构测试、航空航天以及汽车耐久性、性能测试等领域。截至2018年9月28日，MTS系统公司全球共有3400名员工，2018年的营销总额为7.78亿美元。　　伊利诺斯工具公司是一家专业的工程配件和工业系统产品的跨国生产企业。公司成立于1912年，总部位于美国伊立诺州的芝加哥，是高性能紧固系统，专用和通用设备及工业、民用消费系统的研发生产厂家。通过整合新产品的开发，增加对原有客户的渗透，部门的重组，以及对企业的收购行为，使得公司不断成长壮大。目前ITW在40多个国家中拥有超过500间个别独立的运做结构，员工超过5万名，是《财富》500强公司之一。　　去年12月，全球领先的高科技互连、天线和传感器解决方案供应商Amphenol公司宣布以每股58.50美元的现金价格收购了MTS(约合17亿美元)。　　此次从Amphenol手中接过MTS测试与模拟业务，ITW董事长兼首席执行官Scott Santi表示：“MTS的测试和模拟业务与我们现有的测试和测量及电子业务具有高度互补性，使我们能够定位于新的具有吸引力的垂直行业。在同行因为新冠大流行而被迫重组或削减成本时，我们能够利用其优势地位寻求更高的市场份额。”　　在同意收购MTS Systems公司的产品后，ITW的股价上涨了2.8%。

新医疗设备的出现，意味着医院有了更便捷有效的治疗手段，而一个创新性医疗检测仪器的问世，则决定了病患者的生命将有更大范围的保障。对于医疗系统而言，再高级的医疗设备都需要随时检测，以保证其正常运作，让医生能够准确的感知病患的生命指数，以做出最有利的诊疗措施。所以，那些检测这些医疗设备的产品，一直以来都扮演着为生命护航的角色。　　推陈出新 精尖产品问世　　不久前，被誉为医院临床医疗设备的质量“管家”、全球知名精密电子测试仪器供应商的福禄克医疗部发布了ProSim系列最新产品Spot light SpO2功能测试仪，迅速引起业内及医疗单位的强烈关注，众多知名医院第一时间开始纷纷引进该检测仪器，再次上演了福禄克每每新产品上市都引发轰动的盛况。　　目前，福禄克ProSim系列产品包括prosim8生命体征模拟器、prosim4生命体征模拟器，是医院为整个患者监护仪系统提供快速全面预防性维护测试不可或缺的设备。做为首个综合的SpO2功能测试仪， Spot light是福禄克生物医学部经过不断攻关并成功研发的新一代ProSim系列检测产品， Spot light在设计方面采用了独特的人体工程学，是一款极易使用的手提式设备。据福禄克研制该款仪器的工程师透露，轻便灵活是当代医疗设备检测产品的趋势，SPOT Light就是采用这样的设计，其带有三种自定义预设模拟状态，医院的医疗监护人员，通过该仪器上清晰的液晶屏幕及三个简单的按钮，就能轻松快速的更改参数和查看数据，把模拟血氧信号输出至血氧计。　　据悉，Spot light SpO2功能测试仪专业的设计，也使其一跃成为目前市场上最快速且最便于使用的血氧计功能测试设备。　　精益求精 保障医疗设备安全　　为了解福禄克Spot light SpO2功能测试仪对医院和病患者的实际帮助，记者来到了本市一家知名的医院，通过观察该款产品的实际使用过程，进一步了解了Spot light的具体功能。近距离观察后记者注意到，Spot light设计为可拆卸电池，拥有超长的使用寿命，且充电后可连续进行超过十个小时的模拟信号输出工作，此外，在设计方面还考虑到了承受各种不当操作带来的风险的可能，包括运输压力、室内和设备间移动以及意外掉落等。　　据医院监护人员告诉记者，福禄克SPOT Light操作起来极其方便，只需几秒钟的设置，SPOT Light即可向血氧计或病人监护仪发送SpO2饱和度、心率、灌注指数、传导、伪影噪声以及八种不同的厂家自定义R曲线信号，帮助医护人员快速轻松的完成现代医疗设备的测试任务。　　在实际测试中记者还发现，现代越来越多的医疗设备上都内置有SpO2 功能，而SPOT Light进驻医院后，能够配合多种测试工具使用，如配合同系列旗下产品ProSim 4 生命体征模拟器完成快速检测，让有大量病人监护仪需要检查的医院工作效率得到大大提升。再或者医护人员需要检查安装有血氧计的除颤器，用SPOT Light 配合Impulse 7000 除颤器分析仪即可测试目前市场上所有的体外除颤器，几小时完成以往几天的工作量，成为医疗监护人员的又一大帮手。　　随着我国医疗水平的快速发展，医院针对病人的监护措施也得到进一步改善，尤其在对ICU等质控设备安全使用的重视程度也在随之加强。福禄克系列新品的问世，在帮扶医院提高工作效率、提升实际效益、在全面保障医疗设备正常运作的过程中，也在为病患者的生命全面保驾护航。

千里马招标网信息显示，近日，中国航天科技集团公布6亿得中标货物清单，多种仪器设备在列。清单如下：招标项目名称标的物名称采购数量计量单位中标单位名称中标金额多探头近远场测试系统多探头近远场测试系统1套中电科思仪科技股份有限公司9066000组件配套产品智能立体库组件配套产品智能立体库1套深圳航天科技创新研究院1590000弹丸姿态及侵入过程测量系统弹丸姿态及侵入过程测量系统1套西安工业大学1795000智慧水务项目服务器设备17套北京铂科科技有限公司1224000智慧水务项目交换机设备45套上海东洲通信系统工程有限公司689038智慧水务项目UPS电源设备1套上海东洲通信系统工程有限公司149526智慧水务项目网络安全设备28套上海东洲通信系统工程有限公司27082251.6m积分球1.6m积分球1套北京斯柯特科技有限公司2560000AGV小车（含物流中控系统）AGV小车（含物流中控系统）2台广东世创金属科技股份有限公司696000快速温度变化试验箱和高低温湿热试验箱快速温度变化试验箱1台中科赛凌（北京）科技有限公司403000快速温度变化试验箱和高低温湿热试验箱高低温湿热试验箱6台中科赛凌（北京）科技有限公司498000快速温度变化试验箱和高低温湿热试验箱高低温湿热试验箱（5℃/min）4台中科赛凌（北京）科技有限公司532000真空除气罐真空除气罐1套上海裕达实业有限公司9400000多人实时脑电信号采集系统采购项目多人实时脑电信号采集系统1套北京飞宇星电子科技有限公司1345000大容积贮箱烘干及氦检系统大容积贮箱烘干及氦检系统1套兰州真空设备有限责任公司4200000某部队XX控制中心建设项目大屏设备1套北京华胜天成软件技术有限公司4125390某部队XX中心配套系统及设施建设LED大屏幕设备1套北京华胜天成软件技术有限公司5498615某部队XX控制中心建设项目时统设备、大厅操作台、主机管控、操作系统、集成与施工材料1套菲特（天津）检测技术有限公司2385000某部队XX中心配套系统及设施建设计算机及通用软件、网络设备、机房配套设备及桌椅台柜设备1套菲特（天津）检测技术有限公司4791885.37某部队XX控制中心建设项目计算机、机房类设备和网络设备1套菲特（天津）检测技术有限公司5949800麦式焊接线自动化改造项目麦式焊接线自动化改造项目1套成都欣德慧智能科技有限公司3655000综合管理系统综合管理系统1套成都原子数据科技有限公司4600000数控双柱立式车床数控双柱立式车床1台北京三元友利机电设备有限公司3250000仿真验证系统仿真验证系统1套北京润科通用技术有限公司2180000数据管理系统数据管理系统1套杭州橙谷科技有限公司2210000测运控系统测运控系统1套中国电子科技集团公司第二十七研究所3300000视频监控系统视频监控系统1套北京世纪先锋科技有限公司1597937.2运动特性模拟器运动特性模拟器1套南京晨光集团有限责任公司2750000高通量卫星公共服务平台数据运营中心云基础设施项目高通量卫星公共服务平台数据运营中心云基础设施项目1套北京航天紫光科技有限公司2545688压缩综合测试验证系统压缩综合测试验证系统1套中电科思仪科技股份有限公司6950000工业CT检测系统工业CT检测系统1套重庆真测科技股份有限公司5202300电子货柜电子货柜1套杭州德创电子股份有限公司1685080磁控溅射镀膜机磁控溅射镀膜机1台广东汇成真空科技股份有限公司1830000高端光学聚酯薄膜生产线设备采购及安装项目一条高端光学聚酯薄膜主生产线1项山东永健机械有限公司93880000发动机喷管超声速冷却气膜精细化试验测量系统（供气配气系统、测控系统、激光测量系统）发动机喷管超声速冷却气膜精细化试验测量系统（供气配气系统、测控系统、激光测量系统）1套北京航天试验技术研究所6650000小型高速加工中心1、小型高速加工中心4台巨力东方（北京）科技发展有限公司2690000房站控制系统设备采购项目金沙中心泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司559951房站控制系统设备采购项目中心泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司539791房站控制系统设备采购项目林业局泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司534941房站控制系统设备采购项目龙湖加压泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司554881房站控制系统设备采购项目银达雅居泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司523171房站控制系统设备采购项目销售公司泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司476841房站控制系统设备采购项目铁东1泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司541591房站控制系统设备采购项目东北亚二号泵站1套黑龙江百斯特自动化科技有限公司588711离轴反射式平行测试系统离轴反射式平行测试系统1套中科院南京天文仪器有限公司6300000智能测试系统姿轨控测试单元招标智能测试系统姿轨控测试单元1套北京控制工程研究所6100000产品选用管理系统产品选用管理系统1套南京国睿信维软件有限公司2660000星上FDIR设计库星上FDIR设计库1套北京索为系统技术股份有限公司3200000智能测试系统拉断器等效器、分阵等效器等测试设备招标智能测试系统拉断器等效器、分阵等效器等测试设备1套山东航天电子技术研究所7399525.61电路仿真工具电路仿真工具1套北京铭峰科技有限公司1650000报告厅系统报告厅系统1套北京网智易通科技有限公司1580000先进制造工艺研究中心厂房建设项目起重机采购起重机6台四川莱斯特机械制造有限公司1299800全自动视觉检测机全自动视觉检测机1台苏州美克美斯自动化科技有限公司1988000直管下料系统直管下料系统1套中国科学院沈阳自动化研究所4320000大流量液体阀门性能测试系统大流量液体阀门性能测试系统1套上海猛轼流体机械有限公司2610000衬层料浆自动配制设备衬层料浆自动配制设备1套中国兵器装备集团自动化研究所有限公司4800000电性能测试系统电性能测试系统1套上海利正卫星应用技术有限公司9230000自动低频超声无损检测系统自动低频超声无损检测系统1套北京理工大学5060000衬层离心成型系统衬层离心成型系统1套重庆方和环保科技有限公司3520000LTCC贴膜机LTCC贴膜机1台北京中鼎昊硕科技有限责任公司647000数控弯管加工系统数控弯管加工系统1套努曼机械设备（上海）有限公司10897000大尺寸防热结构高精度低污染加工系统大尺寸防热结构高精度低污染加工系统1套济南二机床集团有限公司11500000舱体残余应力原位检测及快速分析系统舱体残余应力原位检测及快速分析系统1套宁波航工智能装备有限公司3641990智能测试系统软件无线电测试平台招标智能测试系统软件无线电测试平台1套北京曾益科技有限公司1029997大型展开臂微重力卸载装配调试系统大型展开臂微重力卸载装配调试系统1套哈尔滨松越科技有限公司3400000发射支持系统综合性能试验厂房项目施工-钢筋采购发射支持系统综合性能试验厂房项目施工-钢筋采购1项北京鑫晟华通商贸有限公司2659489.74光学多目标模拟系统光学多目标模拟系统1套上海桑坦自动化设备有限公司3900000总测联调测试指挥调度系统总测联调测试指挥调度系统1套上海晟航信息技术有限公司9886303基于知识的方案论证协同设计系统基于知识的方案论证协同设计系统1套中船重工奥蓝托无锡软件技术有限公司2900000高性能并行计算加速软件高性能并行计算加速软件1套北京数字航宇科技有限公司3500000阳极氧化自动生产系统阳极氧化自动生产系统1套江苏宏联环保科技有限公司3793878数控丝杠磨床采购数控丝杠磨床采购2台江苏晨光数控机床有限公司2440800中型EMC暗室建设中型EMC暗室1套航天长屏科技有限公司7200000氢气压缩机氢气压缩机1套沈阳鼓风机集团往复机有限公司7950000阻尼器项目招标横向阻尼器1个江苏容大减震科技股份有限公司6192400阻尼器项目招标垂向阻尼器1个江苏容大减震科技股份有限公司9153000发动机智能脉动装配线发动机智能脉动装配线1套中国科学院沈阳自动化研究所56300000贮箱气瓶真空热处理系统贮箱气瓶真空热处理系统1套北京华海中谊节能科技股份有限公司3570000大面阵、高灵敏度成像探测器特性测试系统大面阵、高灵敏度成像探测器特性测试系统1套北京轩宇空间科技有限公司4590000大尺寸烧结炉大尺寸烧结炉2台湖南顶立科技有限公司23000000复合材料五轴数控加工中心复合材料五轴双加工中心1台沈阳中捷航空航天机床有限公司8290000载荷指标和效能评估子系统载荷指标和效能评估子系统1套中国科学院上海天文台2925000试验任务流程信息化管理系统试验任务流程信息化管理系统1套国安九洲科技有限公司4580000爱华海绿色图文影像新材料生产线项目生产线自动阀门采购（二次）生产线自动阀门313台泰福顺和（北京）科技有限公司2580000三温测试分选机（1台）常高温测试分选机（2台）三温测试分选机1台天津金海通半导体设备股份有限公司1100000三温测试分选机（1台）常高温测试分选机（2台）常高温测试分选机2台天津金海通半导体设备股份有限公司980000信息化设备采购项目核心交换机6台北京中视融创科技有限公司570076信息化设备采购项目接入交换机4台北京中视融创科技有限公司135996信息化设备采购项目三层网络交换机6台北京中视融创科技有限公司216600信息化设备采购项目核心服务器16台北京中视融创科技有限公司1364992信息化设备采购项目大容量存储设备（磁盘阵列-双活）2套北京中视融创科技有限公司1062000信息化设备采购项目大容量存储设备（磁盘阵列-单机）1套北京中视融创科技有限公司498000信息化设备采购项目三层接入交换机18台北京中视融创科技有限公司630000信息化设备采购项目机架式服务器9台北京中视融创科技有限公司666900信息化设备采购项目机房附属配套设备及施工建设1项北京中视融创科技有限公司1695000芯片级湿法加工系统芯片级湿法加工系统1套中国电子科技集团公司第四十五研究所4470000西安航天动力测控技术研究所电磁振动台采购电磁振动台1套北京航天希尔测试技术有限公司13200000振动台系统项目振动台系统项目1套北京航天希尔测试技术有限公司4806000爱华海绿色图文影像新材料生产线项目无机废气处理装置设备及安装采购（二次）无机废气处理装置1套常州市武进净化设备有限公司438250爱华海绿色图文影像新材料生产线项目生产线流量计采购（二次）生产线流量计103台轾和工业技术（上海）有限公司825000爱华海（威海）图文影像有限公司爱华海绿色图文影像新材料生产线项目离心式冷水机组采购（二次）离心式冷水机组2台河南三张节能环保工程有限公司2760000机理模型测试与应用推广项目机理模型测试与应用推广项目1套中电智能科技有限公司4600000高速数字信号器件数据稳定性测试系统高速数字信号器件数据稳定性测试系统1套武汉卓目科技有限公司4900000伺服阀装配调试数字化生产线伺服阀装配调试数字化生产线1套航天新长征大道科技有限公司4197168卧式数控镗铣床（2500× 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记者7月23日从中国航天科技集团六院获悉，未来将用于载人登月的新一代载人运载火箭，其三级液氢液氧发动机近日完成了高空模拟环境长程试验，验证了该发动机在太空中长时间工作的可行性，试验取得圆满成功。（中国航天科技集团六院供图）此次实验在我国新建成的垂直高空模拟试验台完成。这是我国首个垂直高空模拟试验台，由载人航天工程支持、中国航天科技集团六院101所设计建设，是目前国际上试验时间最长的氢氧发动机高空模拟试验台，将大幅提升我国液体火箭发动机高空模拟试验能力。据悉，本次试验成功，标志着我国液氢液氧发动机高空模拟试验具备了千秒量级能力，将有力支撑我国载人月球探测工程的顺利开展。

作者：甘露雨 1,2 陈汝颂 1,2潘弘毅 1,2吴思远 1,2禹习谦 1,2 李泓 1,2第一作者：甘露雨（1996—），男，博士研究生，研究方向为锂离子电池安全性，E-mail：ganluyu@qq.com；通讯作者：禹习谦，研究员，研究方向为高比能锂电池关键材料、电池先进表征与失效分析，E-mail：xyu@iphy.ac.cn。单位： 1. 中国科学院物理研究所，北京 100190；2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院， 北京 100049DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0047摘 要 作为新一代电化学储能体系，锂离子电池在消费电子产品、交通动力系统、电网储能等领域具有重要的应用价值。然而，在锂离子电池的商业化进程中，安全性事故时有发生，影响了锂离子电池的大规模应用。本文从电池安全性的三个研究尺度：材料、电芯、系统，综述了与之对应的重要研究方法，其中每个尺度均包括基于物理样品的实验方法和基于计算机数学模型的模拟方法。本文介绍了这些方法的基本原理，通过典型案例展示了这些方法在安全性研究中的适用场景和作用，并探讨了实验和模拟方法之间的联系，着重介绍了材料热分析、材料加热过程中结构分析、电芯加速度量热分析、电芯安全性数值模拟等方法。基于对多尺度研究策略的系统综述，认为安全性研究需要在各个尺度联合同步开展。最后，展望了下一代锂电池，如固态电池、锂金属电池等，可能面临的电池安全性问题。这些新体系的安全性研究仍处于早期，其材料和验证型电芯的安全性研究是当前阶段值得关注的重要课题。关键词 锂离子电池；安全性；实验方法；数值模拟；固态电池；锂金属电池锂离子电池的研究始于1972年Armand等提出的摇椅式电池概念，商业化始于1991年SONY公司推出的钴酸锂电池，经历超过三十年的迭代升级，已经成熟应用于消费电子产品、电动工具等小容量电池市场，并在电动汽车、储能、通信、国防、航空航天等需要大容量储能设备的领域中展现出了巨大的应用价值。然而，自锂离子电池诞生开始，安全性便一直是限制其使用场景的重要问题。早在1987年，加拿大公司Moli Energy基于金属锂负极和MoS2正极推出了第一款商业化的金属锂电池，该款电池在1989年春末发生了多起爆炸事件，直接导致了公司破产，也促使行业转向发展更稳定地使用插层化合物作为负极的锂离子电池。如图1所示，锂离子电池进入消费电子领域后，多次出现了因电池火灾隐患而开展的大规模召回计划，2016年韩国三星公司的Note7手机在全球发生多起火灾和爆炸事故，除了引起全球性的召回计划外，“锂电池安全性”再次成为广受关注的社会话题。在电动交通领域，动力电池的安全性事故伴随着新能源汽车销售量的提升逐渐增加，据统计，中国在2021年有报道的电动车火灾、燃烧事故超过200起，电动汽车安全性成为消费者和电动车企最关心的问题之一。在储能领域，韩国在2017—2021年期间发生了超过30起储能电站事故，2021年4月16日北京大红门储能电站爆炸事故除导致整个电站烧毁外还造成2名消防员牺牲、1名员工失踪。随着锂离子电池的应用场景日益扩大，其安全性在工业界和学术界均引发了广泛的讨论和研究。图1 锂离子电池近年引起的安全事故在锂电池发展的早期阶段，产业界和学术界更关注锂电池发生安全性事故的本质原因，基于长期的认识积累，锂电池发生安全事故的本质可以总结为：电池在过充、过热、撞击、短路等异常使用条件下温度异常升高，引发内部一系列化学反应，引起电池胀气、冒烟、安全阀打开，同时这些反应会大量释放热量使整个电池温度进一步升高，最终各个化学反应剧烈发生，电池温度不可控地迅速上升，引起燃烧或爆炸，导致严重的安全事故，这一过程也被称为电池的“热失控”。电池从异常升温到热失控过程中存在多个重要的化学反应，它们与温度的对应关系如图2所示。图2 锂离子电池热失控的诱发机制随着锂离子电池的广泛应用，关于锂离子电池安全性的研究逐渐深入，从早期简单的描述现象和定性预测，发展为在多个尺度、采用多种手段研究安全性机理，基于精准测量和数值化模型准确预测电池安全性表现，最终提出应用化解决方案的综合性研究策略。如图3所示，目前对于电池安全性的研究一般从理解锂离子电池电芯的热行为出发，包括利用各类滥用条件测试确定电池的安全使用极限和失效表现，利用绝热量热等手段具体分析电池的热失控行为和特征温度，以及利用热失控数值模拟方法模拟电池的热失控表现；在认识电芯热行为的基础上，需要深入材料本质，利用热分析、物质结构和化学成分分析、理论计算等方法理解电芯发生热失控在材料层面的反应机制，从而为设计制造高安全性的电池提供基础理论的指导；此外，电芯作为电池系统的基础，其热失控行为的精准测量和准确模拟也为在系统层面设计更高安全性的电池系统和管理预警方案提供了理论指导。本文从材料热稳定性、电芯热安全性和大型电池系统热安全性三个尺度介绍安全性研究策略，着重介绍几种实验和模拟方法。基于商用体系锂离子电池的研究策略和成果，进一步探讨了这些方法对于产学研各界研发下一代锂电池所具有的重要意义。图3 锂离子电池安全性研究策略1 材料热稳定性研究锂离子电池发生热失控的根本原因是电池中的材料在特定条件下不稳定，从而发生不可控的放热反应。目前商业化使用的电池材料中，与安全性关系最密切的主要是充电态(脱锂态)过渡金属氧化物正极、充电态(嵌锂态)石墨负极、碳酸酯类电解液和隔膜，其中前三者在高温下均不稳定且会发生相互作用，在短时间内释放大量的热量，而现行常用的聚合物隔膜则会在140～150 ℃熔融皱缩，导致电池中的正负极直接接触，以内短路的形式快速放热。研究人员自20世纪末开始进行了大量材料热稳定性的研究工作，发展了以热分析认识材料热行为，结合形貌、结构、元素成分和价态表征综合研究内在机理的研究方法。近年来计算材料学的发展也为从原子尺度模拟预测材料的稳定性提供了新的方法和手段。1.1 热分析方法热分析是最直接和直观认识材料热行为的方法，指在一定程序控温(和一定气氛)下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。对于电池材料来说，一般关注其质量、成分、吸放热行为随温度的变化关系。质量与温度的关系可通过热重分析获得，吸放热与温度的关系可通过差示扫描量热法获得，TG和DSC可以设计在同一台仪器中同步测试，该种方法又被称为同步热分析。TG、DSC、STA等仪器通常采用线性升温程序，通过热天平、热流传感器等记录样品的质量、吸放热变化，由于发展时间较早，测试技术和设备工程化水平较为成熟，已成为认识材料稳定性最重要的测试手段之一。基于热分析结果可以确定材料发生相变、分解或化学反应的起始温度、反应量和放热量，但在锂离子电池中，往往更关心充电态材料在电解液环境下的稳定性和反应热。良好的热稳定性是电池材料进入应用的必要条件，而产热量和产热速度则影响电池热失控的剧烈程度。用于常规热分析样品的坩埚一般为敞口氧化铝材质或开孔的铝金属材质，为了研究材料在易挥发电解液中的热表现，需要使用自制或设备厂商专门提供的密封容器。Maleki等通过STA系统研究了钴酸锂/石墨圆柱电池中各种材料的热分解行为，由于电解液采用高沸点的EC溶剂，所以仅在敞口容器中便可以测试，研究发现全电池截止电压4.15 V时，脱锂态钴酸锂在178 ℃发生分解，产生的氧气和电解液反应释放大量热量，释放的能量达到407 J/g，嵌锂态负极的SEI会优先分解，温度在125 ℃之前，之后会出现持续的放热反应，释放能量为697 J/g，而当负极发生析锂后释放能量会上升到827 J/g，这一结论有力支持了近年来析锂电池安全性下降的报道。Yamada等利用DSC确认了充电态磷酸铁锂(LiFePO4)的稳定性很好，与电解液的反应温度大于250 ℃，放热量仅为147 J/g，显著低于层状氧化物材料。Noh等利用密封容器系统研究了不同Ni含量的三元正极材料Li(NixCoyMnz)O2，比较热分析结果发现脱锂态三元材料的热稳定性与Ni含量呈现负相关性，且在x0.6之后加速下降。材料经过改性后，其稳定性需要通过热分析进行确认，研究人员基于DSC发现核壳浓度、包覆等方法均能不同程度地提高正极材料的热稳定性。需要注意的是，热分析的数据质量与实验条件、样品制备方法密切相关，目前并没有严格一致的测试规范，文献中不同单位之间的测试结果横向对比性很差，很多电池材料的热稳定性尚缺乏准确定量的结论。除了DSC、TG外，还有一类特殊的热分析方法是利用加速度量热仪研究反应的起始温度。与常规热分析采用线性升温不同，ARC使用的升温程序是加热-等待-检索模式，即步进式地在每个温度点保持恒温，如果检索程序发现样品的升温速率超过0.02 K/min，则通过同步样品的升温速率保持样品处于绝热状态，从而跟踪样品的自加热升温过程，否则开始加热至下一个温度点进行恒温、检索。不难发现，ARC获取的是样品近似热力学上的失稳温度，由于检测精度高，获得的失稳温度往往比DSC、TG等方法获得的低很多。Dahn课题组基于ARC测试了大量材料-电解液体系的反应起始温度，基本均低于DSC数据中的放热主峰。事实上，Wang等在低升温速率的DSC测试中也发现充电态材料与电解液的放热起始点远早于剧烈的放热峰。这些信息表明材料失稳到完全失控的过程并不是突变式的，整个体系动态演变的过程仍然缺乏深入的研究认识。图4 (a) DSC基本原理；(b) 脱锂态正极-电解液的DSC测试结果1.2 物相分析技术电池材料在升温过程中发生相变和化学反应，其形貌、结构、成分和元素价态都有可能发生变化，这些变化需要基于对应的方法进行表征分析，如利用扫描电子显微镜观察材料热分解前后的形貌变化，利用X射线衍射和光谱学研究材料结构和元素价态演变。由于材料热分解和热反应存在显著的动力学效应，在加热过程中原位测试可以最大程度地还原物相变化的真实过程。目前较为成熟的原位表征技术主要有两类：一类是与热分析仪器串联使用的质谱、红外光谱等，可以实时监测物质分解产生的气体类型，判断材料加热过程中化学组成的变化；另一类是原位X射线衍射技术，通过特制的样品台，可以在升温过程中实时、原位测定材料的结构变化，目前全球多数同步辐射光源和一些实验室级的X射线衍射仪上都可以实现原位变温XRD测试。Nam等利用变温XRD发现脱锂态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构在350 ℃向尖晶石转变，而加入电解液后该转变温度会下降至304 ℃。Yoon等在LiNi0.8Co0.2O2中发现了类似的规律，并发现MgO包覆可以改善脱锂态正极在电解液中的相变。图5展示了变温XRD和MS的联用技术，系统研究了不同Ni含量的脱锂态NCM三元正极在升温过程中的结构和成分变化，研究发现三元正极失稳释放氧气的过程与结构在高温下转化为尖晶石相的行为直接对应，且这一过程的起始温度随镍含量的上升显著下降，NCM523的起始相变温度约为240 ℃，NCM811则小于150 ℃，从体相结构的本征变化解释了高镍正极在电池应用中热安全性差的原因。以上工作都是基于同步辐射光源实现的，由于同步辐射提供的光源质量高、扫谱速度快，更适用于研究与时间相关的动力学问题。除此之外，近年来基于X射线谱学以及拉曼光谱实现同步表征的方法均有所发展。结合通过热分析手段观察得到的材料热行为信息，并对升温过程中材料物相变化的研究，可以更深刻地理解材料演变以及电池体系热失稳的动力学过程，为材料的安全性改良提供理论指导。图5 基于原位XRD和质谱对镍钴锰酸锂结构稳定性的研究1.3 计算材料学基于材料原子结构计算预测材料的全部性质是计算材料学家的终极追求。材料的热力学稳定性可以基于密度泛函理论计算。DFT中判断材料稳定性的依据是反应前后的能量差ΔE是否小于0，如果ΔE小于0，反应能发生，则反应物不稳定，反之同理。Ceder等在1998年就计算了LiCoO2脱锂过程结构相变的过程，计算结果与实验结果吻合良好。然而目前大多数热力学计算不考虑温度效应，且热力学只能作为反应进行方向的判据，无法预测反应速率等动力学问题，考虑温度和动力学计算则需要使用成本较高的分子动力学、蒙特卡洛或者过渡态搜索方法。相对于材料本身的稳定性，计算材料学对于计算预测两种材料间的界面稳定性存在一定优势。Ceder等计算了不同正极和固态电解质之间的稳定性，为选取界面包覆的材料提供理论指导。Cheng等利用AIMD模拟Li6PS5Cl|Li界面，发现界面副反应会持续发生，材料界面之间的副反应是自发发生的，与通常认为的界面钝化效应有所差异。此外，正极材料中的相变析氧、过渡金属迁移等问题的计算模拟也都处于初期开发阶段，仍需持续探索。总的来说，目前阶段材料层级的理论模拟技术与实验技术的差距仍然较远，需要研究人员的持续努力。2 电芯热安全性研究电芯指电池单体，是将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子。电芯的热安全性特征是电池工业界最关注的内容之一，它是电池材料热稳定性的集中表现，也是制定规模化电池系统安全预警和防护策略的基础。由于电芯内部具有一定的结构，其安全性会呈现一些在纯材料研究中不被讨论的特点，使得电芯安全性具有更广泛的外延和认识角度。工业上一般通过滥用实验来研究和验证电芯产品的安全性，近年来基于扩展体积加速度量热仪(又称EV-ARC)的安全性测试方法有较快发展，此外电芯安全性模拟方法也从早期的定性分析发展到可以准确仿真预测热失控进展的水平。2.1 滥用测试国际电工委员会(IEC)、保险商实验室(UL)和日本蓄电池协会(JSBA)最初定义了消费电子产品电芯的滥用测试，模拟电芯工作可能遇到的极端条件，通常分为热滥用、电滥用和机械滥用。常见的热滥用为热箱实验，电滥用包括过充电和外部短路实验，机械滥用包括针刺、挤压、冲击和振动等。企业和行业标准一般将电池对滥用测试的响应描述为无变化、泄漏、燃烧、爆炸等，也可基于附加的传感器和检测系统记录温度、气体、电压对滥用的响应。电芯通过滥用测试的标准是不燃烧、不爆炸。锂电池应用早期研究人员大量研究了电池对各类滥用测试的响应与使用条件、材料体系、充电电量等的影响，提出了各类滥用机制引发电池热失控的机理。滥用测试中最难通过的项目是针刺测试，近年来关于针刺测试的存废引起了较大争议，但提高电芯的针刺通过率仍是锂电池安全性研究的重要课题之一。由于滥用测试针对的是商用成品电芯和贴近真实的使用条件，目前更多作为电池行业的安全测试标准而非研究手段。2.2 EV-ARC测试早期的ARC只适用于研究少量材料样品的热失控行为，Feng等发展了利用EV-ARC研究大体积电芯绝热热失控行为的方法，研究的方法原理和结论如图6所示，由于EV-ARC的加热腔更大，所以需要更精准的控温技术和更严格的校准方案。基于EV-ARC测试可以定量标定出电芯热失控的特征温度T1、T2和T3，分别对应电芯自放热起始温度、电芯热失控起始温度和电芯最高温度，为评价电芯安全性提供了更精确定量的评价指标，标准化的测试条件可以帮助建立统一可靠的电芯热失控行为数据库，分析了不同体系电芯的热失控机理。Feng等利用EV-ARC首次提出正负极之间的化学串扰会引起电芯在不发生大规模内短路的情况下热失控，说明脱锂正极释氧是现阶段影响电芯安全性的关键因素。Li等研究快充后的电芯发现快充析锂导致T1大幅下降，说明析锂同样是电芯安全监测中需要重点关注的问题。以上这些问题都是在常规的滥用测试中难以定量验证的。图6 基于EV-ARC对电芯热失控的研究相比于普通的加热滥用实验，EV-ARC实验环境的温度由程序精确控制，获得的测试结果重复性更好、数据可解读性更高，近年来已成为评价和研究电芯安全性的重要手段。然而EV-ARC模拟的绝热热失控环境与真实的电池滥用工况仍有所差异，评价电芯的实际安全性仍需大量模拟真实严苛工况的测试手段。2.3 高速成像技术为了更直观地理解热失控过程中电池内部物质、结构的演化，研究人员发展了结合红外测温以及原位针刺等辅助功能的透射X射线显微方法如图7(a)～(c)所示。由于热失控往往是在极短的时间内发生剧烈的反应，同时伴随剧烈的物相、结构变化。这一特点给TXM表征方法提出了相当高的时间分辨率的要求。实验室X光源能够发射出的X射线光电子数量有限，采集一组TXM影像数据需要较长的时间。为了观察剧烈变化的热失控过程，Finegan等在欧洲同步辐射实验室(ESRF)使用同步辐射光源将TXM的曝光时间降低至44 μs，配合针内预埋的热电偶温度传感器，实现了对针刺发生时电池内部形貌与刺入点温度的同步监控。该团队利用这种手段研究了刺针纵向与径向刺入18650商业圆柱电池时电池内部热失控行为的差异。Yokoshima等采用实验室光源进行连续实时的透射X射线照相技术，也得到了软包电池在针刺过程中结构随时间变化的一组透射投影图。该方法以4 ms的时间分辨率较为清晰地观察到了针刺入软包电池后电池内部每一层材料的形变过程，以及针刺深度与热失控程度的对应关系。图7 基于X射线成像技术对电芯热失控的研究由于透射投影图只能反映某一方向上二维的信息，如果要对真实三维空间中物质的分布做精确地定量，需要借助计算机成像技术。如图7(d)所示，Finegan等利用同步辐射光源X射线高亮度的特征，在欧洲同步辐射装置(ESRF)的线站上搭建了一套集合原位红外加热、红外测温与高速CT的装置。使用红外加热，实现在线的18650电池升温，同时进行连续的X射线CT成像。连续扫描的TXM投影图能够反映极高时间分辨率的热失控电池内部情形。基于每500张TXM重构得到1个X射线CT结果能够达到2.5帧每秒，实现了一定时间分辨率的电池内部空间分布成像。通过CT结果能够清晰地看到热失控过程中各个阶段的电池材料变化，如电极活性物质层破损、铜集流体融化再团聚等。结合TXM技术获得的投影图和高速X射线CT结果，可以清晰认识热失控过程中电池内部不同位置各个材料的反应、产气、结构破坏等失效行为。另一方面，配合诸如针刺、红外加热、挤压、拉伸等原位实验，可以帮助研究与理解电池的各类宏观失效行为。2.4 电芯热失控数值模拟电芯安全测试的维度广、涉及的测试项目多，通过实验评价电芯安全性需要大量样品和时间成本。同时，产品级电芯的研发周期长、成本高，安全性评估往往处于电芯研发周期的后端。通过数值模拟方法预测电芯安全性测试表现可以大幅度降低实验成本，且在产品研发的前期便对体系的安全性做出判断，大大提高研发效率。电芯热失控数值模型的核心是准确描述电芯热失控过程中的化学反应及吸放热量，从而基于能量守恒模拟电池温度在不同条件下的动态变化。化学反应的吸放热一般通过Arrhenius公式描述 (1)式中，图片指反应的产热量；图片为反应物的质量；图片为反应单位质量的吸放热；α为反应的归一化反应量；图片为机理函数；图片为反应的指前因子；图片为反应活化能。通过热分析实验可以测定求解以上参数，这也是热分析动力学的基本问题。电芯升温过程中内部会发生多个反应，它们对电芯升温的贡献可以看作线性叠加，通过准确描述所有反应即能较为精准地预测电芯在不同条件下的温度变化行为 (2)上述方程中，图片为电芯密度；图片为等压比热容；图片、图片、图片为电芯中沿各个方向的热导率；图片为对所有化学反应的产热速率求和；图片为电池与环境换热所引起的能量变化。预测温度变化需要求解二阶含时偏微分方程，如果认为电池中的反应和空间无关，电芯温度均匀上升且电芯体系与外界无热交换，也可简化为一阶微分方程 (3)基于该理论，Hatchard等将电池中主要的化学反应总结为SEI分解、负极-电解液反应、正极-电解液反应、电解液分解反应，计算了方形和圆柱电芯在热箱中的热行为。Spotnitz等总结了早期文献中的反应动力学参数，并基于均一电芯模型系统预测了不同材料体系的电芯在各类滥用测试中的表现。通过理论模拟，可以仅基于少量小规模实验数据对实际电芯的安全性表现进行系统预测。Feng等、Ren等基于热分析动力学和非线性优化算法重新标定了电池中关键反应的动力学参数并进行了更准确的热失控模拟，他们的模型利用DSC测试获得的参数准确预测了电池在ARC中的热失控表现，可以进一步用于预测热箱、短路等条件下的安全性。需要指出的是，不同材料体系、配方和工艺的电芯中涉及的反应机制和动力学可能存在差异，如近年来电芯内短路、正极-电解液反应和正负极化学串扰三者是否均在热失控过程中主导发生的问题引起了广泛争论，安全性的数学模拟并非空中楼阁，而是建立在具体实验和对电池内部化学反应深刻理解的基础上。由于算力的限制，早期的安全性仿真工作大多不考虑温度空间分布或只计算一维分布，而空间分布在大容量电池和真实工况中是不可忽略的，Kim等、Guo等较早提出了描述热失控温度分布的三维电池模型。近年来数值计算方法的发展和商业计算软件的成熟大幅降低了安全性模拟仿真的难度，Feng等利用商业化的有限元计算软件Comsol Multiphysics建立了大容量三元方形锂离子电芯的热失控仿真模型，可以模拟电芯在短路状态下热失控过程和温度的分布，与实测有较好地拟合结果。除了电芯的热行为，电滥用和力学失效对安全性也存在一定的影响，目前，通过构建电-热耦合模型研究电池非等温电化学性能和短路热失效表现的方法目前已较成熟[59-60]，而力学失效如碰撞、针刺等引起热失控的数值模型仍需要持续地开发。3 系统热安全性研究电池系统的安全性是目前锂电池应用面临的最直接问题，其研究重点是系统中热失控的扩展规律与抑制、预警措施。目前商品化电芯的热失控无法完全避免，在系统层面防止热失控扩展是可能的安全性解决方案。在系统层级开展实验研究的成本较高，但难以避免，在模拟仿真的辅助下可以提前预测优化系统设计，降低实验成本。3.1 热失控扩展和火灾危险性测试电池系统热扩展的实验研究成本和危险性较高，主要方法是通过加热、过充、针刺等方式诱发电芯单体的热失控，并利用接触式热电耦、红外测温等手段研究温度在系统中的分布和变化，这种方式只能获得局部多点的热失控信息。Wang团队在国内首次开发了全尺寸锂离子电池火灾危险性测试平台，用来测量大尺寸动力电池及电池组的燃烧特性，除了可以获得电池温度变化外，还可以获得电池组失控过程中的质量变化、火焰温度等信息，同时基于锥形火焰量热等技术可以测定大型电池系统宏观燃烧所释放的能量。与电芯EV-ARC等方法获得的信息不同，在真实环境下实验得到的电池系统燃烧行为往往更加复杂，包含多个加速失重和喷射火焰的阶段。通过以上测试可以在实用层面评价大型电池组的安全性和失控风险，为安全性改良、预警、消防和灾害处置提供重要信息。3.2 灾害气体研究和预警方案设计电池实际使用和安全失效的过程中，气体的成分与生成规律是重要的研究课题，与电池热失控早期预警、爆炸、火灾蔓延等表现密切相关。从材料本质上看，电池中的有机电解液在高温下气化、活性组分高温副反应均会释放气体，加热条件下产生的混合气体可以通过气相色谱-质谱联用技术、傅里叶变换红外光谱等手段分析成分。目前这些气体检测技术已较为成熟，但在安全性研究过程中，气体的收集和定量仍需要特制的容器或取样器辅助实现。一般来说，电池热失效气体组分中除了惰性的CO2外还包括大量未完全反应的电解液溶剂、CO、H2和有机小分子，兼具可燃性和生物毒性，Ahmed等发现可燃气体的释放是加剧锂电池系统热失控扩散、诱发大规模火灾事故的重要原因。由于气体的扩散速度快，检测手段较成熟，气体监测有望成为电池系统安全预警的关键手段，Cui等利用同位素标记-质谱技术发现充电态电池在加热失控的早期负极的SEI分解会产生H2，促进电池的热失控。Jin等发展了一种通过小型MS监测H2实现模组过充热失控早期预警的手段，在8.8 kWh的磷酸铁锂-石墨电池包中进行了实验验证，发现可以在产生烟雾的10分钟之前发出安全预警。3.3 系统安全性模拟仿真相对于实验研究，模拟仿真消耗的实物资源少，在系统安全性研究中更具优势。系统热安全模拟一般建立在完备准确的电芯热失控数值模型的基础上，在由多个电芯单体构成的复杂电池系统中，每个单体内部温度均独立地遵循前文所述的电芯热失控模型，电芯之间交换热量通过热传导、对流和辐射形式进行，可以分别通过相应的公式进行描述，电芯热失控产热方程和传热方程共同构成了描述整个系统空间的温度场的数学模型。通过求解建立的数学模型，研究人员和工程师可以研究系统大小、空间布局、热管理模式等对电池系统稳定性、安全极限温度、热失控扩散表现等的影响。由于电池系统的结构往往较复杂，系统热安全模型往往需要在成熟的商业模拟仿真软件中进行，常用的软件平台有Comsol Multiphysics、ANSYS、Siemens Star-ccm+等。Feng等利用Comsol Multiphysics构建了由6个标准方形电芯组成的小型模组的热失控规律，研究了不同参数对热失控扩展的影响，提出了4 种抑制热失控扩展的方案，并对增加隔热层的方案进行了实验验证。Zhai等提出了18650锂离子电池模组热失控传播的多米诺预测模型，在Matlab中构建了较为简化的二维模型，预测模组中热失控传播的路径和概率，解释了模组中不同热失控初始位置对热失控传播行为的影响。目前学术界关于大型电池系统热安全性的研究仍然较少，作为一个工业界和学术界共同关心的问题，系统层级的安全性研究需要产学研的深入合作。4 下一代锂电池的安全性研究电池安全的预防、预警、预测依赖对从系统到电芯再到材料热失控构效关系的深刻理解。纵观近年来引起广泛关注的锂电池起火事件，大部分发生在新技术和新材料的初步应用阶段，如近几年多起采用高镍三元电池的电动汽车起火事件，而当大量事故引起广泛关注后，关于该电池体系的安全性研究才随之增多，电池安全研究于电池电化学性能研究的滞后性是电池安全研究中的一个鲜明特点。为了满足电动化浪潮带来的高安全、高能量密度要求，人们期望在锂离子电池中采用不可燃电解质或固态电解质，以彻底解决电池的安全性问题同时达到高能量密度。然而，电池安全性不仅与电池内部材料本身的热稳定性相关，还与材料之间的相互作用、电池内部的复杂环境息息相关。近期中国科学院物理研究所Chen等的工作显示，即使是采用了具有高热稳定性的固态电解质，在与金属锂接触的情况下，高温依然会发生热失控，且金属锂会受到温度的驱动，向固态电解质内部生长，进一步降低热失控的临界温度。清华大学Hou等报道了采用不可燃新型电解液的电池，由于锂盐和嵌锂态负极的剧烈反应，电池在高温下依然会发生热失控。这些结果说明，单维度提升锂电池安全性的设想往往是片面的，新体系的引入很有可能导致电池热失控反应链条的重构，从而使原本的安全预防预警措施不再生效，也很可能是新型锂电池体系容易出现安全事故的深层次原因之一。综上所述，为了在发展高能量密度电池的同时保证电池的安全性，研究者们需要在优化电芯电化学性能的同时，尽快同步地开展前瞻性电池安全性验证和研究。只有清晰全面地认识电池热失效机制和各个维度安全性的影响因素，才能在应用阶段做好电池的有效安全预防。图8给出了电池领域新材料和新技术从基础研究到规模量产的技术成熟周期。可以看出，一个新型技术的大规模应用需要投入巨额的人力物力，花费数十年的时间，才能真正实现量产。然而，电池的安全性验证却往往在电池接近量产的阶段才展开，且往往以通过电池安全测试标准为目的，无法系统深入地了解电池在全生命周期、实际复杂工况下的安全行为和内在机理，为日后的安全事故埋下隐患。对于早期的电池体系，由于能量密度不高，安全性问题并不突出，而最新的锂离子电池电芯能量密度已经可以达到300 Wh/kg以上，产学界广泛关注的锂电池新技术和新体系能量密度更高。这些具有高能量密度特性的新技术和新体系面临着更为严峻的安全性挑战，因此，将电池的安全性研究和验证步骤尽可能提前，在基本确定电芯结构后尽可能早地开展电池安全测试与机理研究工作，才有望在真实量产阶段前期就做好准备，摸清其安全性特征与行为，设计好对应的防护、预警措施。图8 电池领域新技术的成熟周期与高能量密度新体系的安全性研究目前，下一代化学储能电池的材料体系尚未有定论，可能用于新一代锂离子电池的新材料包括富锂材料、无锂高容量正极材料、硅基负极材料、锂金属负极材料、固态电解质等，如果考虑使用锂金属负极，锂电池概念的外延还可进一步扩展。然而从学术报道来看，与新材料热行为和新体系实用安全性相关的内容却鲜有报道，目前对绝大部分新型锂电池体系的安全性认知尚处于未知或初期阶段。本文所综述的研究方法既可以用于研究现有商业化锂离子电池的安全性，也可以从材料层级提前理解新型锂电池材料体系的热稳定性，并基于模拟仿真方法预测其电芯和系统的安全性，这对选定下一代锂电池的技术路线，保障高能量密度锂电池新技术平稳落地，具有重要指导意义。