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超精密机床基础部件与应用技术的突破，能为制造业的生存和发展提供强大技术支撑。然而此前我国的超精密机床及关键基础部件主要依赖进口。轴类零件外圆圆度加工方面，国内外基本是靠超精密的外圆磨床实现。以磨削直径100毫米、长300毫米的轴芯为例，我国的外圆磨床大概能够磨到1至2微米的水平，而国外可达到0.3至0.5微米的水平。为破解机床和关键部件“卡脖子”技术难题，国防科技大学教授戴一帆科研团队历时5年，提出轴类零件外圆圆度确定性修形加工工艺技术，使轴芯加工圆度精度提升到0.1微米，并成功研制出超精密空气静压主轴，近日经中国计量科学研究院测试，该静压主轴相关参数达到国际先进水平，这将使我国超精密加工精度有效提升。像铁锹整地那样研磨超精密零件我国超精密机床及关键基础部件此前主要依赖进口，最大的技术难题在于缺少加工核心零件的“工作母机”。所谓“工作母机”，就是制造机器和机械的机器，又称工具机，包括车床、磨床、刨床、钻床等，是制器之器、工业自强之基。一般的机械加工是将机床精度“复印”到零件的过程，也就是说，没有精度高的机床就加工不出精度高的零件。没有精度高的零件，也就组装不出精度高的部件和机床。没有制造高精度零件的工作母机，就限制了整个超精密机床行业的发展。戴一帆科研团队长期从事现代光学制造技术研发，他们发现光学零件的最终制造精度远超出所使用的加工设备精度，而光学制造的基本原理是逐步将误差高点去除的一种精度进化加工原理，团队尝试将这种“精度进化”原理的加工方法用于机械零件高精度加工，最终通过加工原理的创新提出轴类零件外圆圆度确定性修形工艺技术，突破高精度“工作母机”的限制。芯轴多传感器在位测量。国防科技大学 供图确定性修形工艺是如何工作的？“好比使用铁锹平整一块地，就是将看上去凹凸不平的地方铲去适量的土，如此反复直到获得非常平整的地。”戴一帆说，这个过程依靠的是成套数字化设备，比如采用了高精度圆度仪获取圆柱形貌；发明了专用的控时磨削机床实现材料去除量的数字化精确可控；采用专用计算机程序计算获得磨削工具需要在特定空间位置停留的精确时间。机械取代有经验的工人师傅借助新工艺，戴一帆科研团队突破了基于精度进化原理的控时磨削加工技术，形成了圆柱类零件在位加工检测一体工艺方法，成功研制出超精密空气静压主轴。中国计量科学研究院测试结果显示，该空气静压主轴径向跳动小于15纳米、端面跳动小于15纳米。这个跳幅相当于头发丝直径的六千分之一。如果是地球这么大一根主轴的话，回转运动造成的振幅不会超过1米。测试结果还显示，空气静压主轴径向静刚度大于200N/μm、轴向静刚度大于200N/μm。通俗地说，就是主轴可以在20公斤的重力载荷下纹丝不动，变形量不会超过1微米，即头发丝直径的百分之一。对比代表美国超精密领域最高水平Precitech公司的产品手册，上述技术指标与其相当甚至更高。当前，国内外可将轴类零件外圆圆度加工研磨到零点几微米的水平，如果再要提升只能靠手工研磨修整。“我们的新技术可以摆脱对极其有经验人工师傅的依赖，能很容易地按照现代工业化的模式组织生产，促进超精密基础部件的大批量、高效率生产和应用。”戴一帆表示，超精密机床基础部件与应用技术的突破，将为制造业的生存和发展提供强大技术支撑，完善高端机床产业链配套，大幅增强高性能功能部件竞争力，促进高端精密与超精密机床方面实现国产化。他补充说，这些突破还将有效解决探测制导关键零部件超精密加工面临的超精密装备和核心工艺难题，进一步助力国防领域高端核心零件超精密加工批量化生产，实现科研成果向生产力和战斗力的快速转化。系列成果获得了湖南省十大技术攻关等项目的支持。相关成果先后发表于Materials、Micromachines等期刊上，戴一帆为通讯作者。为支撑超精密加工，促进精密测量技术发展和应用，助力制造业高质量发展，仪器信息网联合哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院，将于2023年12月14-15日举办第二届精密测量技术与先进制造网络会议，邀请业内资深专家及仪器企业技术专家分享主题报告，就制造中的精密测量技术等进行深入的交流探讨。点击图片直达会议页面

HJ 1331-2023 & HJ 1332-20237月1日正式实施2023年12月，生态环境部发布《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法》（HJ1331-2023）和《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式气相色谱-氢火焰离子化检测器法》（HJ1332-2023）2项标准，标准适用于固定污染源废气中总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定，于7月1日正式实施。与现行监测标准《固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法》（HJ38-2017）相比，具有自动化程度高、抗干扰能力强等优点，可用于现场快速监测，对于同日实施的《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570-2015）等三项标准修改单有重要支撑作用。明华电子自主研发的MH3500-A/B型 便携式甲烷非甲烷总烃分析仪分别参与两项标准的验证工作，本文结合现场经验对两项标准重点要点进行梳理总结。01便携式气相色谱-FID：通过定量环分离甲烷定量分析。02便携式催化氧化-FID：通过催化剂将甲烷以外物质催化氧化成CO2和H2O。↓↓↓标准分析步骤1.测试准备（1）开启电源预热至工作状态（约15～30分钟）；（2）预估待测污染物浓度，选择仪器内置的校准曲线或校准量程。2.仪器核查（1）进行零点校准，总烃测试结果应不超过0.4 mg/m3（以甲烷计）；（2）使用钢瓶法或气袋法进行量程校准► 标气浓度值＞100 μmol/mol 时，测定相对误差和相对偏差应在±5%以内； ► 标气浓度值≤100 μmol/mol 时，测定绝对误差和绝对偏差应在±5 μmol/mol 以内。3.样品测定（1）将采样管前端置于排气筒中并尽量靠近中心位置，封堵采样孔；（2）启动采样泵，以适当的流量采样测定。采样时，流量波动幅度应在±10%以内，采样管和伴热管的加热、伴热温度应控制在120℃±5℃以内；（3）仪器运行稳定后，按分钟保存测定数据，连续采样测定5min～15min，全部有效分钟数据（至少5个）的平均值作为一次测量值。样品测定时，同步测定样品中水分含量；（4）全部样品测定后，用零点气清洗仪器，使仪器示值回到零点附近并保持稳定；根据要求测试零点漂移、量程漂移、示值误差、系统偏差等并记录；（5）关闭电源，断开仪器各部分连接并整理装箱，结束测定。4.结果表示（1）测定结果小于10 mg/m3时，保留至小数点后1位；（2）测定结果大于等于10 mg/m3，保留3位有效数字；（3）非甲烷总烃的质量浓度计算结果应为非负值，计算结果为负值时以0计。5.质量控制（1）仪器每半年至少核查1次总烃和甲烷的零点漂移、量程漂移；核查结果应满足：► 校准量程＞100μmol/mol时，零点漂移和量程漂移应在±5%以内；► 校准量程≤100μmol/mol时，零点漂移和量程漂移应在±5μmol/mol以内；（2）样品测定前后，应核查总烃和甲烷的示值误差、系统偏差，并填写样品测定前后仪器性能核查记录表；核查结果应满足：► 标准气体浓度值＞100μmol/mol时，测定相对误差和相对偏差应在±5%以内；► 标准气体浓度值≤100μmol/mol时，测定相对误差和相对偏差应在±5μmol/mol以内。（3）样品测定结果与校准量程之间应满足以下要求，不满足则应重新选择校准量程；► 样品总烃、甲烷的测定结果≥10μmol/mol，应处于校准量程的20%～100%；► 样品总烃、甲烷的测定结果＜10μmol/mol，应不超过仪器校准量程且仪器校准量程应在10μmol/mol左右；► 采用内置校准曲线测定样品时，样品总烃、甲烷的测定结果应处于其线性范围内；（4）便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法每年至少用丙烷标准气体验证1次催化氧化单元的转化效率，结果应不低于95%，否则应更换或补充催化剂。（点击图片可查看详情）（点击图片可查看详情）