红外现状分析

针对炼化企业的智能化建设，均涵盖在工业和信息化部提出的“生产管控”、“设备管控”、“能源管理”、“供应链管理”、“安全环保”和“辅助决策”六个主要业务领域，只是各企业现阶段的侧重点有所不同[1]。图1 工信部提出的石化智能工厂6个主要业务领域 [1] “生产管控”主要指通过生产过程智能化的优化控制，提升操作自动化和实时在线优化水平，炼厂作为生产企业，生产管控智能化在很大程度上决定着炼厂的智能化水平。目前，在大量使用DCS 的现代化炼油装置中，基本都具备了先进过程控制（Advanced Process Control，APC）能力，但随着过程工业日益走向大型化、连续化，对过程控制的智能化提出了更高的要求，控制与经济效益的矛盾日趋尖锐，迫切需要一种新的控制策略，实时优化（Real-Time Optimization，RTO）技术便应运而生，其能够显著提高生产过程的效益，已经在过程控制领域获得了广泛的应用，是决定炼厂 “生产管控”智能化的重要技术。同时，RTO技术要想顺利实施，必须及时感知生产中的各类过程数据，即离不开过程分析技术（Process analytical technology，PAT）的帮助。PAT过程分析技术的概念最早是由美国食品和药物管理局在2004年引入制药行业的，旨在支持创新和提高药品开发效率，保证药品质量。此后，该技术逐步推广到各个国家的各种生产制造行业，如炼化、食品、饲料等生产行业，其核心是利用在线分析仪监测所有影响最终产品的关键过程参数和质量属性，在线分析仪就是用来在线检测工业生产过程中的原料、中间产品、产品以及相关辅助原料、副产品等物料性能指标的分析仪器。在线分析仪取样分析方式有两种：一是通过探头直接从工艺管线或设备中取样同时进行分析，二是通过快速回路等方式将样品从主管线或设备中引出后取样分析。前者一般不需要或仅进行简单的样品预处理，而后者均需要配备样品预处理系统。炼厂各类油品往往含有从装置或管线中带出的少量固体颗粒及水等杂质，因此较少直接从工艺管线中直接取样进行在线分析，大部分在线分析都是将样品引出后进行。完整的在线分析系统除在线分析仪本身外，样品预处理系统和分析小屋也是其重要组成部分。预处理系统的目的不外乎调节样品环境、净化样品、保护装置等，但针对不同生产领域的样品，如炼油领域和化工领域，预处理系统也存在一定差异。分析小屋的需求一般取决于分析仪本身。样品预处理系统是分析对象进入在线分析仪的前端环节，就炼厂来说，样品预处理系统的目的就是为在线分析仪提供连续的、有代表性的油样，油样状态满足在线分析仪所需的温度、压力、流量、洁净度等要求，从而确保仪器长期可靠运行，减少仪表故障甚至是安全事故的发生。可见样品预处理系统的重要性丝毫不亚于在线分析仪，并且由于样品预处理系统涉及部件较多，集成性往往不如在线分析仪，因此其使用可靠性也低于分析仪。在实际使用中，样品预处理系统所遇到的问题往往比分析仪多，即使使用正常，其维护量也远远高于分析仪本身[2]。在线分析仪一般安装在工业现场，需要为其提供不同程度的气候和环境防护，以确保仪器的使用性能、寿命并便于维护。对分析仪的保护可以采取加装外壳及箱柜、搭掩体以及分析小屋的方式，简单的在线分析仪如电导仪、密度计等可直接依靠外壳、箱柜或掩体防护，但这些防护措施无法或仅能提供简单的环境防护，对仪器及维护人员提供的保护不足。对于在线色谱、在线近红外等需要经常维护且系统复杂、具有重要用途的大型在线分析仪，分析小屋能为其提供可控的操作和维护环境，并可延长使用寿命，降低维护成本。图2 某装置在线近红外分析小屋外景和预处理箱就油品质量性质分析来说，从干气、液化气、轻质油品到重质油品，油品质量性质成百上千，如液化气组成、汽油馏程、航煤冰点、柴油凝点、渣油粘度等等，对应的在线分析仪也很多，这些仪器构成了炼厂在线分析仪的主力军，概括起来可以分为三大类：以在线色谱为代表的组份分析仪；以在线近红外和在线核磁为代表的光（波）谱分析仪；基于常规方法的油品质量在线分析仪表，如在线硫分析仪、在线馏程分析仪等。在线色谱色谱是一种基于对分析样品强大的分离能力来进行定性和定量分析的仪器，在线色谱仪和实验室色谱仪分析侧重点完全不同，前者功能单一，注重自动化、集成度和持续稳定性，对分析速度和安全性要求很高，需配备取样和预处理系统，固定于装置现场，基本无可拆卸部件。而后者往往具备多种可更换部件和扩展功能，分析对象广、检测限低，但分析时间相对较长，需要丰富的人员操作经验。在线色谱仪在石化领域应用主要集中在组成分析，其另一主要功能即模拟馏程分析的应用较少。按照工艺装置来分，在线色谱仪在炼油行业主要应用场所有：催化裂化、催化重整、气体分离、烷基化、MTBE等；在化工行业的主要应用场所有：乙烯裂解、聚丙烯、聚乙烯、氯乙烯、苯乙烯、丁二烯、醋酸乙烯、乙二醇、芳烃抽提等，总体来说在线色谱在化工行业的应用要多于炼油领域。以重整和芳烃联合装置为例，在线色谱主要用来进行物料组成及含量分析，主要应用点有：检测脱戊烷塔顶馏出物中C6组分含量；C4/C5分馏塔液化石油气产品组成；脱戊烷塔底料（芳烃抽提进料）的芳烃（BTX，苯、甲苯、二甲苯）组成；苯抽提塔顶MCP、苯、非芳含量等等。表1 在线色谱在重整和芳烃联合装置上的应用应用点 物料 被测组分 测量目的 催化重整装置 脱戊烷塔顶 C6 减少C6+组分的损失 C4/C5分馏塔液化石油气 C5 控制C5质量分数 脱戊烷塔底 BTX、苯、甲苯、二甲苯 监测重整生成油中BTX纯度 循环氢 CO、CO2、C1- C5 监测循环氢中碳氢化合物杂质 芳烃抽提装置 脱己烷塔顶或塔底 甲基环戊烷（MCP）、苯 了解芳烃抽提进料质量 苯抽提塔顶 MCP、苯、非芳 了解抽提效果 溶剂回收塔顶 甲苯、二甲苯、非芳 了解抽提效果，减少苯损失 在线近红外和核磁在线近红外和核磁共振分析方法均属于波谱分析方法的在线应用，二者均反映化合物的结构信息；二者利用谱图直接进行化合物结构解析和定量分析的能力均有限，通常结合化学计量学方法如主成分分析（PCA）、偏最小二乘（PLS）等建立定性和定量分析模型，来进行样品判别分析或预测和样品化学结构直接或间接相关的性质，如油品的密度、烃类组成、馏程等等；二者在炼油企业原油调合、汽油调合、常减压、催化裂化、催化重整等很多装置上均有应用，分析对象涉及原油、汽柴油、航煤、蜡油等诸多油品；总的来说二者在炼化企业的应用范围和应用模式均有较高的重叠度。虽然应用重叠度较高，但在线近红外和核磁还是有区别，表2列出了两种技术的特点对比。表2 在线近红外光谱与核磁共振谱的对比在线近红外光谱在线核磁共振氢谱化学信息反映的是分子化学键振动的倍频和组合频信息，由分子偶极矩的变化即非谐性产生，主要是含氢官能团的信息，如C-H、N-H和O-H等；光谱范围12000~4000 cm-1，倍频和组合频的化学信息丰富，但有重叠。反映的是氢核对射频辐射（4~60MHz）的吸收，核磁共振氢谱的化学位移与氢核所处的分子结构密切相关，主要是不同化学环境下的氢核信息；相对高场核磁，在线低场核磁的分辨率较低，信号较弱，化学信息量明显减少。定量原理对于汽、柴油、润滑油和原油等复杂混合物，需要采用多元校正方法（如PLS或ANN）建立校正模型。对于汽、柴油、润滑油和原油等复杂混合物，需要采用多元校正方法（如PLS或ANN）建立校正模型。工业现场在线分析技术可采用低羟值的石英光纤，传输距离大于100m；可同时对多路物料进行测量，不需要样品流路切换和清洗；需要一定的预处理。仅一路进样通道采用阀切换方式进行多路测量，存在交叉污染和阀内漏等风险，分析效率相对较低；需要简单预处理。工业应用成熟度已建立完善的原油光谱数据库和汽、柴油光谱数据库；实验室快速分析和工业在线分析应用广泛，工程化成熟度高。工业在线核磁应用起步相对较晚，受外界环境干扰大，导致核磁信号稳定性相对较差；未建立完善的油品数据库，工业应用成熟度和广度相对较低。从谱图的化学信息来看，在线核磁一般为60M左右的低场核磁，所以其谱图包含的组成信息较少。图3 某相同油品在线近红外和核磁谱图比较从仪器硬件来看，国内外知名品牌的在线近红外光谱仪器已有十余家厂商，仪器性能稳定，测量附件齐全，在国内外炼厂已有二十余年的应用历史，售后服务已经规范化和标准化，近红外硬件技术已很成熟。而目前世界范围内只有两家企业提供商用在线核磁共振仪器，应用案例相对较少。工业现场适应性来看，近红外光可以通过光纤进行传输，通过光源分配与多个检测器结合，一台在线近红外光谱仪可以同时对多路样品进行测量，分析效率高。在线核磁技术为避免磁场干扰，一台检测箱中只能安放一套检测仪，使用一根核磁管，通过程控阀组切换的方式实现多路样品轮流检测。由于不能多路同时测量，该技术测量速度相对较慢，同时，阀组长期高频次切换会产生磨损，造成堵塞、内漏、样品交叉污染等诸多隐患。但在分析深色重质油品如原油时，在线近红外对预处理系统的要求比在线核磁要高。最后，从油品谱图数据库来看，不论近红外还是核磁共振技术，数据库的大小和维护都是这类技术的核心。对于近红外光谱技术，由于在石化行业已有近30年的应用，已经建立较为完善的油品近红外光谱数据库，包括原油、石脑油、汽油、柴油、VGO、润滑油基础油等，分析项目涵盖了所有关键的化学组成和物性数据。对于在线核磁共振技术，由于发展时间较短，在炼油企业的应用成熟度和广度不高，尚未开展系统的数据库建立工作。结语相对于欧美等发达国家，过程分析技术在我国石化行业的普及性和投用率都有一定差距，原因是多方面的，主要原因还是维护困难，对操作人员专业知识水平要求较高，以及缺乏相应的标准，很多场合想用在线分析仪而不能用、不敢用。借助国家大力发展智能化炼厂建设的契机，过程分析技术有望在石化行业进入发展快车道。 参考文献[1] 龚燕, 杨维军, 王如强, 等. 我国智能炼厂技术现状及展望[J]. 石油科技论坛, 2018, 3: 29-33.[2] 王森. 在线分析仪器手册[M]. 1版. 北京: 化学工业出版社, 2008.作者：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院 陈瀑

仪器信息网讯 2010年11月1日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会与北京雄鹰国际展览有限公司联合主办的“第三届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会”在北京国际会议中心隆重召开。来自中石油、中石化、中海油、煤化工、中化集团等下属企业及市政环保等用户及厂商代表400余人参加了本次论坛。仪器信息网作为特约媒体应邀参加了本次会议。　　除大会报告外，会议同期举办了在线分析仪器展览会等活动，并设立A、B两个分会场对在线分析仪器技术分别进行探讨。其中，A分会场由北京化工大学袁洪福教授、浙江大学潘再生教授联合主持，多位在线分析领域的专家学者、厂商代表就“标准气体的使用”、“在线质谱的应用”、“在线经红外质谱技术及应用”等方面作了精彩的报告。会议现场　　过程/在线质谱仪的应用　　过程质谱仪根据质谱定性定量的原理对工业过程进行在线监测，在多个行业有着广泛的应用前景。在本分会场上，上海舜宇恒平科学仪器有限公司、赛默飞世尔科技(中国)有限公司分别探讨了过程质谱仪的研发及应用状况。　　上海舜宇恒平科学仪器有限公司黄晓晶女士以“国产过程质谱仪的应用”为题，介绍了过程质谱仪应用领域，阐述了国产过程质谱仪的发展机会与发展现状。　　在报告中，黄晓晶女士通过列举应用实例，阐明过程质谱仪依据其自动化程度高，测量范围广，分析速度快，仪器稳定性、可靠性好等特点，在石化行业广泛应用，使企业节省了原料及能源，提高了生产效率，增加了经济效益。过程质谱仪在石化行业应用的领域包括：乙烯裂解炉，环氧乙烷/乙二醇，催化剂活性评价，烯烃生产以及合成氨、甲醇装置等一些反应剧烈，需要进行快速在线分析的场合。　　关于国产过程质谱仪的发展状况，她表示，国外过程质谱仪“单机价格昂贵”、“售后服务成本高”、“定制服务可行性差”等方面的问题为国产过程质谱仪的发展提供了机会。　　2009 年，上海舜宇恒平科学仪器有限公司整合多方技术优势，推出了SHP8400 过程气体质谱分析仪。该款仪器打破了进口过程质谱仪的市场垄断，填补了我国在该项技术的空白。此仪器一经推向市场，即受到各方面的广泛关注。该仪器采用多通旋转阀和电磁阀为进样系统，检测系统采用四极杆质量分析器和电子轰击型离子源，检测器有法拉第筒和电子倍增器两种。该仪器优异的性价比使其在石化行业的应用极具潜力。　　“大力发展过程质谱仪的国产化，努力提升过程质谱仪的性价比，开拓其在石化行业的应用具有十分重要的意义”，黄晓晶女士在其报告最后指出。上海舜宇恒平科学仪器有限公司黄晓晶女士　　赛默飞世尔科技(中国)有限公司王清华先生则介绍了在线质谱仪的主要应用情况。其在报告中详细介绍了赛默飞世尔科技推出的Prima/Sentinel PRO、Prima dB、APIX dB/Quattro系列在线质谱仪的工作原理、仪器性能及应用领域。该系列仪器在化工、制药、钢铁冶炼、环境监测等领域得到广泛的应用。赛默飞世尔科技(中国)有限公司王清华先生　　在线近红外光谱分析技术　　由于在线近红外光谱分析技术具有“分析精密度高”和“稳定性好”等优点，可有效地解决过程质量信息的自动化测量难题，目前已被广泛地用于石化、制药、粮食、食品等工业领域。　　在会上，北京化工大学袁洪福教授为大家介绍了在线近红外光谱分析技术及其应用现状。他表示，近红外光谱分析技术是一种快速、高效的质量分析技术，在解决大批量样品品质分析，现场质量分析，和过程控制分析方面是其它分析技术难以比拟的，被誉为“分析巨人”。　　他在报告中指出，我国正在处于生产结构调整时期，即从粗放的传统生产模式向精确数字化的现代生产模式转变的时期，扭转过去高耗能和高污染的状况，向节能减排，生产最优化，合理利用有限的宝贵资源，集约型循环经济方面发展。　　在工业上，采用在线近红外分析技术可实时监测原料，中间产物，和产品的性质，实现产品收率和质量最优化，凭借工业的规模生产特点，产生巨大的经济效益。在农业上，未来发展是“精准农业”，而近红外分析仪可直接用于土壤和施肥等种植管理和收获等全过程的品质检测，提高农产品质量和产量，推行优质优价政策，将会产生巨大的经济效益和社会效益。北京化工大学袁洪福教授　　标准气体的应用及常见问题　　作为气体行业的一个重要分支，标准气体在工业生产上发挥着独特的规范和保证质量的作用。目前，标准气体广泛应用于石油石化、环境检测、电力能源、地震监测、仪器仪表校正等诸多领域。其制备方法包括：称量法、渗透法、分压法、扩散法、静态容量法、饱和法、流量比混合法、指数稀释法、体积比混合法。　　大连大特气体有限公司曲庆先生在会上除了为与会者介绍了标准气体的应用方面，还详细介绍了标准气体使用的注意事项，包括“取样阀门的选择、取样管线的选择、取样气路的气密性检查、样品气的置换、标准样品的转移、使用温度的要、进样”等方面需注意的问题。　　此外，大连大特气体有限公根据多年的气体分析经验以及通过与广大客户的长期交流，总结了一些标准气体分析技术上的常见问题，并在会上与参会者进行交流探讨，包括“微量氧的分析、易吸附气体的分析、含有饱和蒸汽压较低组分的标准气体的分析、液化标准气体进样”等方面的问题。大连大特气体有限公司曲庆先生　　其他在线分析技术及规范　　除上述报告外，浙江大学金钦汉教授作了“过程控制技术的新发展——微型模块化实时在线控制技术”的会议报告。金钦汉教授在报告中表示，该技术对流程工业提高反应效率、加快反应速率、减少中间环节、提高自动化程度起到非常重要的作用。浙江大学金钦汉教授　　重庆川仪分析仪器有限公司郑杰先生作了“在线分析传感器及仪表研究与发展探讨”的会议报告，对在线分析传感器及仪表的主要特性、在线分析传感器及仪表技术发展现状与趋势进行了研究分析，提出我国在线分析传感器与仪表技术发展思路建议：在国家政策引导与支持下，产学研用资源整合、优势互补，充分利用微机械与微电子、计算机、信号处理、传感、故障诊断等多学科综合技术，开展传感器与仪表相关基础研究、设计制造技术研究与应用技术研究，在研究与产业化过程中，尤其要在灵敏度、选择性、稳定性、可靠性、环境适应性方面下工夫，力求达到国际先进水平，甚至领先水平。重庆川仪分析仪器有限公司郑杰先生　　中国石化工程建设公司孙磊女士对“石油化工在线分析仪系统设计规范”进行了简要介绍，该规范包括“适用范围、规范性引用文件、术语和定义、一般规定、采用系统、常用在线分析仪表、分析小屋、在线分析仪管理系统”等八方面内容，规定了石油化工生产装置、公用工程及辅助设施中在线分析仪系统的工程设计原则和设计方法，适用于石油化工新建、扩建和改建工程的在线分析仪系统工程设计。中国石化工程建设公司孙磊女士

p style="text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif "2019年4月18日—19日，第十三届中国科学仪器发展年会（ACCSI 2019）在青岛盛大召开。期间，仪器信息网编辑采访到了北京吉天仪器有限公司产品经理李德勇，他为我们介绍了近红外光谱仪在国内粮油质检系统的应用现状、国内外近红外光谱仪的差别及吉天自主研发的近红外光谱仪的优势。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun font-size: 14px "详细内容请点击视频查看：/span/strong/span/pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=DEAFA68261CFD8B59C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=5B1BAFA93D12E3DE&playertype=2" type="text/javascript"/scriptpspan style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif " /span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif "李德勇说，近红外技术在粮油质检系统的应用已经非常广泛，无论国家级的粮食科学研究院还是政府各县级单位，都有配备近红外设备。当然，近红外设备为广大一线的粮油加工厂也创造了很多效益。从整体需求来说，近红外设备这几年一直处于稳步增长的趋势。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif "据介绍，从市场体量来看，近红外设备主要以进口为主。进口设备大概占到四分之三的市场份额，而国产设备只有四分之一。/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif "对于这样的现状，李德勇介绍了两方面的看法。他认为，“在行业的广度方面，国外近红外技术发展历史比较久，覆盖的行业也比较广泛。而国产近红外发展历史相对较短，目前还是集中在与粮食加工相关的行业，其他行业有应用但并不完善。不过单独从粮油加工角度来看，国产近红外设备虽然涉及不广泛，但使用程度与国外产品相比也基本平分秋色。在专业化程度方面，近红外技术正朝着一个非常专业的设备方面走，国外的厂商都在努力淡化近红外的概念，而国内厂商目前则还是围绕近红外的技术做。”/span/pp style="text-indent: 2em "span style="font-size: 16px font-family: arial, helvetica, sans-serif "吉天仪器在近红外产品的开发方面已经有将近二十年的历史，是国内近红外历史最悠久的企业之一。李德勇在谈到吉天仪器的近红外光谱仪的时候说，“吉天仪器的优势有两点，首先，我们有较长的时间积累，多年来，我们在近红外技术及产业化发展方面一直投入和开发；其次，我们的产品有较高的性价比，在仪器的指标、性能方面能够达到国外水平，这也满足了客户对国产仪器的期望。”/span/ppbr//p

超声红外热成像技术具有选择性加热、可检测复杂工件裂纹缺陷的优点，是一种具有很大研究价值的无损检测方法。近期，南京诺威尔光电系统有限公司和上海复合材料科技有限公司的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“超声红外热成像技术国内研究现状与进展”为主题的文章。该文章第一作者和通讯作者为江海军，主要从事红外无损检测技术及图像处理方面的研究工作。本文介绍了超声红外热成像技术原理与系统组成，并对国内的发展历程、发展现状进行了回顾和总结。重点针对仿真研究、复合材料损伤、疲劳裂纹、金属构件裂纹、混凝土零件裂纹应用领域的研究现状进行了详细论述，最后展望了超声红外热成像技术的未来发展趋势。超声激励系统装置超声红外热成像系统一般包括超声激励源、红外图像采集系统、红外图像处理系统；超声激励源包括超声电源、超声换能器、超声枪，红外采集系统主要使用红外热像仪采集红外图像，超声红外热成像系统原理如图1所示。红外图像采集和超声激励之间需要同步，当超声枪头能量注入到试件表面时，红外热像仪开始采集图像，采集红外图像包括缺陷升温过程和降温过程。图1 超声红外热成像技术原理超声红外热成像检测技术最早由美国弗吉尼亚大学于1979年开始研究，2000年，美国韦恩州立大学的Lawrence Dale Favro等人首先使用超声波焊接发生器作为超声激发源进行金属疲劳裂纹检测。2003年，南京大学张淑仪等采用超声红外热成像技术对铝合金板疲劳裂纹进行了检测研究。近年来，国内有很多团队对超声红外热成像技术进行研究，研究重点包括理论仿真、金属裂纹检测、疲劳裂纹检测、航空发动机叶片裂纹检测、复合材料冲击损伤。北京航空航天大学研究人员主要研究复合材料脱粘/冲击缺陷；哈尔滨工业大学研究人员主要研究金属表面裂纹以及超声锁相红外热成像技术；陆军装甲兵学院研究人员主要研究仿真、超声激励参数（预紧力，夹具，激励方式，激励位置）对检测结果的影响，并将该技术引入到装甲设备缺陷检测；湖南大学研究人员主要对复合材料平底孔缺陷以及冲击损伤缺陷进行研究；火箭军工程大学主要研究合金钢裂纹缺陷、复杂型面裂纹缺陷、复合材料冲击损伤；福州大学研究人员主要研究超声激励参数（不同方向、频率、幅值）对金属焊缝裂纹缺陷的影响；西南交通大学研究人员主要研究超声激励对混凝土板裂纹的检测；南京水利科学研究院研究人员主要研究激发频率、功率、预紧力、声波吸收能力对混凝土裂纹检测的影响；中国南方航空工业有限公司和南京诺威尔光电系统有限公司研究人员主要研究航空发动机喷涂前和喷涂后叶片裂纹检测；武汉理工大学研究人员主要研究复合材料的螺栓连接件裂纹缺陷和分层缺陷的检测。超声红外热成像系统的核心是预紧力单元和夹具单元，预紧力单元一般靠机械弹簧或者气动系统产生预紧力；夹具单元需要根据检测试件的结构进行优化设计，夹具单元采用医用胶带或者刚性耦合方式把超声耦合进试件中，从而会使得各研究机构的系统装置有所差异，图2展示了部分研究机构的超声红外热成像系统装置。图2 超声红外热成像系统装置主要应用领域仿真研究金国锋对不同曲率复合材料裂纹缺陷进行仿真，仿真结果表明构件曲率越大，温升阶段斜率越大，缺陷信号越容易被激化。田干等用数值仿真方式研究了多模式超声激励形态，仿真结果表明多模式激励方法对于消除驻波非常有效，同时产生更为丰富的次谐波和高次谐波，可有效提高超声激励红外热成像技术的检测能力。徐欢等采用ANSYS和ABAOUS仿真软件对裂纹进行三维仿真，结合模态和谐响应分析手段，可以获取裂纹试件固有频率，对超声激励频率和裂纹生热提供了相关理论依据。郭怡等对宽度为10 μm钛合金裂纹进行了检测，并采用ANSYS模拟数值分析，与试验数据基本一致。蒋雅君采用ANSYS对混凝土板裂纹进行仿真，为混凝土裂纹检测提供了理论依据。复合材料损伤复合材料具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀、耐老化、耐热性的优点，广泛应用在航空航天、新能源、建筑、汽车、体育等领域。复合材料在低速冲击下，承载能力弱、抗冲击性能差，容易出现基体开裂、分层、断裂等。J. Rantala、G. Busse等最早采用超声红外热成像技术检测复合材料内部缺陷。田干等采用超声红外热成像技术对航空复合材料进行数值仿真研究，建立含裂纹缺陷复合材料的有限元模型。金国锋、张炜等通过数值计算和试验研究了超声红外热成像技术对复合材料冲击损伤检测的适用性；吴昊等对复合材料螺栓连接件损伤检测，分析了螺栓预紧力对螺栓孔损伤生热特性的影响。李胤等研究了复合材料在不同冲击能量（24 J和29 J）的冲击损伤情况，检测结果与C扫进行对比，实验结果表明超声红外热成像技术具有检测速度快、检测精度高、结果直观的优点。杨正伟等研究复合材料在不同冲击能量（15 J和30 J）冲击下，复合材料分层损伤情况，检测结果与超声C扫进行对比，试验结果表明超声C扫损伤检测误差在30%，超声红外热成像损伤检测误差在5%。图3为作者采用超声红外热成像系统在不同低速冲击能量（10~50 J）下，复合材料冲击损伤检测图像，从图中可以看出冲击能量越大，损伤区域面积越大，且对于编织型复合材料，损伤裂纹具有延展性。图3 不同冲击能量试件检测图像疲劳裂纹闵庆旭等验证了超声红外热成像技术可用于金属疲劳裂纹的检测；高治峰等对航空航天7075铝合金疲劳裂纹进行检测，模拟和试验研究了激励参数和生热关系，并研究了检测参数对检测效果的影响；激励源距离裂纹15 mm时，检测效果最佳，侧面激励和正面激励都可以检测出7075铝合金疲劳裂纹，但侧面激励效果好于正面激励。郭伟等对喷涂层下基体疲劳裂纹进行检测研究，涂层厚度为300~400 μm，该方式可用于拉-拉疲劳载荷的二次拉伸制备的疲劳裂纹。韩梦等模拟裂纹开口宽度（5~30 μm）对激励后最高温度影响，开口宽度增加导致裂纹面接触降低和摩擦作用的减弱，导致开口宽度越大，最高温度反而越低，最后通过试验进行验证，如图4所示制作的宽度为20 μm疲劳裂纹以及检测结果。图4 金属疲劳裂纹检测金属构件裂纹金属构件，特别是异形结构的金属构件，其内部或者表面裂纹缺陷采用光激励红外热成像技术检测都难以实现检测。Guo等检测重型铝制飞机结构裂纹，发现该技术对闭合裂纹的探测效果良好。李赞等对金属构件裂纹发热情况开展研究，研究表明当激励于最佳位置时，裂纹发热最高。江涛等对汽车轮毂裂纹进行了检测，同时采用磁粉检测技术进行对比研究，对比研究发现超声红外热成像技术可以更好检测出轮毂内部裂纹以及看出裂纹延伸方向。敬甫盛等对35 kg重量的铁路机车钩舌进行裂纹检测，检测出中部L型裂纹和角端裂纹。冯辅周等对装甲车底板裂纹展开研究，表明该技术能够在3.5 s内实现对装甲车底板裂纹快速检测。作者采用超声红外热成像系统对8 kg锻钢块进行裂纹检测，裂纹位于试件端面，如图5所示，图5(a)为试件整体外观，图5(b)为试件端面图像，可以看出有一条无分叉的裂纹；检测结果如图6所示，展示了激励前后检测到图像的变化，对比激励前后图像可知，有一条裂纹信息，并且裂纹分叉了，存在一条隐裂纹，图6(c)中圈出部分，表明该技术可以探测到人眼看不见的裂纹信息。图5 锻钢块试件图6 锻钢块试件检测结果航空发动机叶片裂纹航空发动机叶片在交变拉应力、热腐蚀、扭转应力、高速冲击等复杂载荷的作用下，叶片容易生成裂纹。服役过程中，叶片裂纹在大应力作用下，小裂纹会扩展为大裂纹从而危害飞行安全。航空发动机叶片复杂，传统无损检测在复杂叶片时有各自的局限。借助超声红外热成像对试件形状不敏感的特点，国内外学者广泛开展了研究工作。Bolu等采用超声红外热成像技术对60个涡轮叶片进行检测，评估该技术对叶片裂纹检测的可靠性。寇光杰等采用ANSYS仿真模拟了合金钢叶片裂纹生热过程，采用激光切割预制裂纹进行检测，并分析了预紧力对检测效果的影响。苏清风对导向叶片和工作叶片服役过程中产生的裂纹进行检测，并测试预紧力对检测结果的影响。习小文等对航空发动机工作叶片进行研究，同时采用渗透检测进行比对，试验结果表明超声激励红外热成像可以检测出裂纹宽度为0.5 μm的裂纹信息，渗透检测无法检出，表明该技术对微小裂纹检测有优势。袁雅妮等针对2块无涂覆层和3块带涂覆层空腔叶片进行检测，并用荧光检测进行对比，结果发现荧光检测对于涂覆层空腔叶片容易出现漏检，表明超声红外热成像技术对受到叶片结构及涂覆层影响更小，能够检测含涂覆层空腔叶片裂纹。图 7为作者采用超声红外热成像系统对航空发动机工作叶片进行检测，同时采用渗透检测进行对比，图7(a)为工作叶片光学图像，图7(c)为超声红外热成像检测结果，可以看到叶片中部有一个裂纹，图7(b)为渗透检测结果，除了叶片中部裂纹，在叶片四周由于清洗渗透剂不干净，导致叶片边缘也会出现零星亮点区域。图7 工作叶片裂纹检测混凝土零件裂纹混凝土结构常见的缺陷是混凝土裂纹，裂纹严重削弱了混凝土结构的承载水平，加速了结构的老化程度，并严重影响了结构的安全性和耐久性。裂纹很难避免。一般来说，这项工作的主要目的是检测和处理裂纹。谢春霞等基于红外热像检测方法推导出了混凝土缺陷深度的定量计算公式；胡振华等以混凝土结构缺陷为检测目标，采用超声红外热成像检测技术对其进行了检测分析，证明了超声红外热成像缺陷检测技术对混凝土试件中肉眼不能发现的微小裂纹或隐裂纹的检测能力。Jia Yu等使用振动热成像技术检测混凝土零件中的裂缝，开发了声激励设备（声波和超声以及低功率和高功率激发设备），并研究了激发频率，功率和预紧力对声吸收能力的影响。Jia Yu等预制了充满标准微裂纹的预裂混凝土标本，以量化裂纹的可检测性，结果表明，超声激发热成像可以有效地检测出宽度为0.01~0.09 mm的混凝土裂缝。任荣采用ANSYS仿真研究V形裂缝混凝土板裂纹生热机理，并对激励位置、激励时间、激励频率等影响因素进行了模拟分析，图8所示为混凝土裂纹检测图像，圈出部分为裂纹区域。图8 混凝土裂纹检测发展趋势超声红外热成像技术在金属材料中可识别0.5 μm宽度的裂纹，在复合材料中可识别1.0 μm的裂纹，在混凝土材料中可识别10 μm量级的裂纹。超声红外热成像技术具有选择性加热的特点，仅对裂纹区域加热，正常区域不加热，可检测复杂结构试件，非常适合于金属裂纹、混凝土裂纹、航空航天叶片裂纹、复合材料损伤等材料的检测。超声激励方式与光激励方式不同，光激励方式系统比较统一；超声激励方式由于试件结构复杂，同时需要夹具固定试件并对激励头施加预紧力，例如金属疲劳裂纹夹具、航空发动机工作叶片夹具、航空发动机导向叶片夹具都不同，需要根据试件制作各自合适的夹具，系统比较复杂与多样，但如果针对同一类型的试件，可以制作统一的夹具、形成标准化的检测流程，因此超声红外热成像技术具有广阔发展前景，未来的研究重点包括以下3个方向：1）激励装置的优化。激励装置需要具备夹具单元和预紧力单元，夹具单元需要根据检测试件单独设计，预紧力单元有机械结构和气动结构。机械结构体积小、设计简单，但施加/释放预紧力需要手动旋转手柄；气动结构体积大、设计复杂，但可设计为自动施加预紧力和释放预紧力，从而可以实现集超声激励、自动装配、红外图像采集、红外图像处理一体化集成的超声红外热成像系统，以便适用于工业领域裂纹检测。2）检测标准化。超声激励与光激励具有很大不同，超声激励与检测人员经验有关，超声激励位置、超声激励时间、超声耦合效率都会影响检测结果。因此针对该技术形成统一检测规范和技术，可以加速该技术工程实践应用。3）缺陷检测自动化识别。超声红外热成像需要采集数百帧序列图像，从采集数百帧序列图像中识别出缺陷信息，相比于自动视觉检测，该方式需要人工判断、准确度依赖于检测人员主动判断，容易导致缺陷识别出现误检、漏检等情况。随着人工智能深度学习的兴起，深度学习模型具有图像特征信息感知能力，在大量数据训练的基础上，更容易实现缺陷的自动检测。结语与展望超声红外热成像技术经过几十年的发展，在生热特性、仿真研究、缺陷可检测性和检测材料应用领域取得了突出进展，但是在工业应用方面落后于光激励红外热成像技术；闪光灯红外热成像技术已形成国家标准，应用在飞机复合材料胶接质量、航天飞机耐热保护层脱粘检测、热障涂层缺陷检测等，并且有成熟的工业检测设备。目前超声红外热成像技术还基本处于实验室阶段，随着科学技术的发展，工业特别是航空航天对裂纹检测需求的提高，超声红外热成像技术也会从实验室逐步进入到工业、航天航天应用领域。论文链接：http://hwjs.nvir.c n /cn/article/id/6e1aff8c-e3f5-4c4d-aedd-d6074696f17a

p　　在庆祝《 Spectroscopy》创刊30周年之际，该刊邀请多位a href="http://www.instrument.com.cn/zc/255.html" target="_self" title="" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong近红外光谱/strong/span/a技术领域的专家评论该技术的发展现状，并对未来的发展趋势做出预测。/pp　　尽管近红外光谱不属于特别灵敏的分析技术，但由于该技术具有不需要样品预处理的特点，其非常适合于过程监测、材料科学和医疗等领域的应用。该刊邀请了多位本领域的专家就近红外光谱技术新进展、近红外使用者面临的挑战、应用领域以及该技术的未来发展趋势进行评论。/pp　　a style="COLOR: rgb(192,0,0) TEXT-DECORATION: underline" title="" href="http://www.instrument.com.cn/news/20150911/172248.shtml？" target="_blank"strongspan style="COLOR: rgb(192,0,0)"近红外光谱技术发展现状评述(上)/span/strong/a/pp　　strong应用领域/strongbr//pp　　前面我们已经提到了很多近红外光谱的应用领域，下面将进一步介绍当前的一些重要应用以及一些新兴的应用领域。/pp　　Dardenne说：“近红外光谱始于上世纪60年代Karl Norris在农业领域的工作，我相信，农业依旧是该技术的主要应用领域，尤其是动物饲用价值的测定。” Igne同意这一观点，认为农业包括农作物、动物、林业和土壤是近红外最重要的应用领域。/pp　　三位专家都同意制药工业是当前另一个重要的应用领域。“在制药领域，制药企业和监管者已经从连续生产解决方案中获得了巨大的效益。”McGeorge说，“这一生产方式的改变要求对连续生产过程进行验证，以保证生产过程处于稳定状态并生产出合格的产品。”McGeorge进一步指出，如果没有像近红外光谱这样的无损测量技术用于每一个生产单元来确保药物配方的一致性，这种生产方式的转变不会得到快速实施。/pp　　但是，Igne对近红外在制药工业中的应用略持悲观态度。“与已建立的传统方法相比，监管限制了近红外光谱技术的使用。”他说，“随着监管负担的减轻，近红外将会更容易地用于生产过程的常规控制中，类似于温度和压力传感器。”/pp　　McGeorge认为，最大的挑战是正在尽力设计的全球监管体系下的光谱解决方案，因为每个国家和地区都有自己的要求。“目前，这些需求尚不明确，每位应用者都需要与各自的卫生主管部门进行反复又艰难的协商。”他说：“这些应用的监管路线图尚不清晰。”但是，McGeorge还是看到了已经取得的进展。他说：“情况正在发生改变，EMA发布了在制药工业应用近红外光谱的最终指南，FDA制定的指南草案正在审查中。”而且，ASTM E55委员会正在积极制订用于药厂多个环节的光谱在线和旁线分析的标准方法。McGeorge说：“通过这些努力，与早期的实施者相比，近红外的实施蓝图将会变得更加清晰和容易。”/pp　　专家们认为生物医学是近红外光谱重要的新兴应用领域。 “近红外光谱用于生物医学分析的大部分理论(吸收信号与散射信号的分离)工作已经完成，有望可以用来提高监测肿瘤和控制血糖的能力。”Igne说，“近红外光谱仪可以用在病人床边，对患者来说是重大的福音。” Dardenne指出近红外光谱用于生物医学，必需进行缜密的验证工作，一个小的错误将会带来严重的后果。/pp　　Igne说，在传统的近红外应用领域，取样和光谱采集方式的改进使得该技术更高效，并在拓展新的应用对象。他认为，尽管在近红外光谱技术基础认知方面已经进入成熟期，但依旧存在挑战。Igne说：“如何确保从过程分析界面获取高品质光谱以及如何从样品中采集到最相关的信息，仍然是近红外光谱技术所面临的困难。”/pp　　strong近红外在生物制药中的作用/strong/pp　　近期制药企业迅速转向蛋白质产品，这为近红外光谱提供了一个新的应用领域。/pp　　“对生物制药企业，将近红外光谱用于过程分析，在上游监测细胞的生长，在纯化过程表征蛋白质，这可带来很大的效益。”Igne说，“许多研究团队和企业已经投入了大量时间和资金，将近红外光谱技术应用于生物反应器的监控，并取得了成功。”/pp　　“发酵对于近红外来讲是一个棘手的应用”Dardenne提醒说，“近红外检测的是NH键而不是大分子上NH的构型。”他补充说，近红外光谱可用来测定一种确定的蛋白质或氨基酸，近红外结果必须与真实值进行比较，不能表达为绝对值，而是要表达为相对于总氮含量的数值。/pp　　Igne和McGeorge指出，近红外用于生物制药领域的根本问题是水的存在。McGeorge说：“水在近红外光谱区吸收很强且谱带宽，在发酵过程中，水会降低近红外光谱提供有效信息的能力。”/pp　　strong近红外光谱联用技术/strong/pp　　分析化学中，联用技术通常是指将几种独立的分析技术组合到一起的检测方法，例如气相色谱-质谱联用或液相色谱-红外联用等。下面是专家们对近红外联用技术的观点。/pp　　“我们课题组已将将近红外和中红外光谱数据进行了融合，也把草料的近红外光谱与粪便的近红外光谱组合以更好地预测消化率。”Dardenne说，“我们期望着NIR–Raman便携式联用仪器，甚至NIR–Raman–XRF便携式联用仪器。”/pp　　Igne认为近红外成像的出现就是这类技术的实例。他说：“尽管传统的遥感技术已经应用，但是随着无人机的发展，低成本的近红外化学成像数据将会越来越多地用于农业和自然资源管理领域。”他补充说，近红外化学成像也可用于食品工业(例如禽类和新鲜水果)和制药工业的连续生产单元，实时监测产品的品质。/pp　strong　未来的发展/strong/pp　　专家们对近红外光谱及其仪器的未来发展意见不一，但成本问题却是共同关注的。/pp　　“我期望低成本微型近红外光谱系统能得到广泛应用，这些系统通过无线方式与互联网连接，能够像当前生产过程中pH值探针或压力传感器一样以常规方式得到应用。”McGeorge说，“近期基于LVF的超小型光谱仪的商品化，就是一个证明实例。随着这类仪器的不断应用，其局限性就会不断暴露，在此基础上再进行改进完善，从而进一步应用于更苛刻要求的场合。”他认为随着这类仪器成本的降低，近红外光谱仪会在主流商店得到应用，甚至有可能集成到手机上。/pp　　Dardenne提到了高光谱成像系统成本降低来带影响，“就仪器而言，高光谱相机的价格将下降，使其可应用于更多领域。” Dardenne预测，高光谱成像系统将会像经典仪器一样得到实际应用，但是它能够检测到更低含量水平的污染物 同时，高光谱成像系统将会与无人机集于一体。Dardenne 说：“我们将会看到携带高光谱成像系统的无人机，用于提升精准农业水平，更有效地使用化肥和农药。”/pp　　Igne认为，近红外光谱仪器应用于工业现场，除了成本问题，还要将仪器的分辨率、信噪比与仪器的稳定性和耐用性综合起来考虑。他认为仪器公司将会沿着两条路发展，“原有仪器公司将会继续提升现有仪器系统的性能，而新仪器公司将会致力于设计针对特定应用的专用型仪器，不像研发实验室所用的仪器包罗各式各样的功能，这些专用仪器的功能专一。”他说：“这将显著降低仪器的成本，促进近红外技术在工业中的应用，因为成本和维护一直是制约该技术推广应用的主要障碍。”/pp　　Igne预计会研发出更多的多技术联用仪器，以将数据融合并能更全面地获取样品的信息。（全文完）/ppbr//p

p　　在庆祝《Spectroscopy》创刊30周年之际，该刊邀请多位a href="http://www.instrument.com.cn/zc/255.html" target="_self" title=""strong近红外光谱/strong/a技术领域的专家评论该技术的发展现状，并对未来的发展趋势做出预测。/pp　　尽管近红外光谱不属于特别灵敏的分析技术，但由于该技术具有不需要样品预处理的特点，其非常适合于过程监测、材料科学和医疗等领域的应用。该刊邀请了多位本领域的专家就近红外光谱技术新进展、近红外使用者面临的挑战、应用领域以及该技术的未来发展趋势进行评论。/pp　　本文是该刊组织的6种光谱技术最新进展评述论文之一，其他6种光谱技术为中红外光谱、拉曼光谱、ICP-MS、LIBS和XRF。/pp　　strong过去十年近红外光谱技术新进展/strong/pp　　专家们认为近红外光谱技术最新进展主要是新成像系统和仪器的小型化。/pp　　Pierre Dardenne是比利时瓦隆农业研究中心的部门主任，他认为近红外技术的两大进展是高光谱成像和便携式仪器。Gary McGeorge是百时美施贵宝公司(bristol-myers squibb)的高级首席科学家，他赞同Dardenne关于高光谱成像重要性的观点。“成像光谱仪和高光谱成像仪的商品化和应用是近红外领域过去十年的显著性变革”，他说，“成像技术可以给出药物中成分的微观分布信息，为进一步了解该药物的功效提供帮助。”/pp　　McGeorge指出，这些成像仪器除了用于药品分析外，还可与机器视觉系统结合用于农业和食品加工领域。他说：“如果分析时只需要几个波长，这些成像系统可以在几秒钟之内得到实时的图像，这在以前是不可能的事。”/pp　　Benoit Igne是葛兰素史克(GSK)公司的首席科学家，也是近红外光谱学会(Council for Near-Infrared Spectroscopy)主席当选人，他认为主要的进展是近红外系统的小型化。他说：“过去5–10年，近红外最重要的进展是市场上存在的低成本、小型、专用仪器，它们可以替代大型仪器用于研发、现场和生产等场合。”Benoit Igne认为微型FT-NIR、MEMS-NIR、LVF-NIR可用于先前研究级仪器所应用的领域，例如实时分析、在线监测和过程控制。他补充说：“这类仪器的低成本特点，甚至允许仪器在出现故障时换一台新仪器，而不是维修，具备完全颠覆传统仪器生命周期的能力。”/pp　　strong局限与挑战/strong/pp　　下面专家们将讨论当前光谱学家在研发和使用近红外光谱技术时所面临的主要挑战，包括该技术的局限性以及使用该技术的困难性。/pp　　Benoit Igne说：“使近红外光谱这么令人关注，同时也是使其难以应用的原因是近红外光谱对样品的基体非常敏感。”他指出，除非建立的模型经过认真系统的设计和验证，否则所建立的模型极易受样品基体的影响，例如样品的颗粒度、密度、湿度和温度，而系统的设计和验证工作通常需要大量的时间、精力和资金。Benoit Igne接着说：“我们需要继续做工作，以深入了解漫反射和透射的吸收和散射特性，以开发出更有效的算法来消除基体对光谱的影响，从而提高模型的稳健性。”/pp　　McGeorge认同上述观点，近红外光谱技术的重大挑战是建立稳健的模型。他说：“建立定量方法，必须保证模型的准确性并且在多种变化的物理干扰物存在的情况下模型依旧稳健。在建立药物模型时，要设计并实现模型的稳健性非常昂贵。光谱学家需要掌握如何在最低资源消耗的条件下减少这些干扰物的影响。”他补充说到，如果模型没有能力适应各种影响因素，我们很难让企业的领导者相信近红外技术会带来显著的经济效益。/pp　　McGeorge认为药物分析对近红外模型有额外的稳健性要求，这是因为药片和其他口服制剂所用的辅料存在固有的易变性。他说：“辅料经常来源于天然产物，因此季节、地域和其他因素的变化会使这些材料在物化组成上的发生改变。这些变化常常会对近红外光谱特征产生直接的影响，在模型建立和商务采购谈判过程中需要充分考虑这些变动因素。”/pp　　Igne认为，仪器设计缺少一致性是近红外光谱技术另一个重要问题。他解释说：“由于仪器之间不一致，不能将一台仪器上建立的模型直接应用到另一台仪器上，所以模型传递往往需要不小的投入并且可能会用到复杂的算法。”他认为，对于传统分析化学框架体系而言，这些建模和传递算法是主要的障碍。他补充说：“许多近红外使用者为了避免处理模型传递问题，在推广应用时不得不采用建模时使用的那款仪器。”/pp　　Dardenne谈及了近红外光谱技术在农业应用中存在的一些问题，他说：“没有经过实际验证的模型到处可见，许多论文只给出了随机交互验证结果，却没有给出独立的验证结果。”他认为，对于农产品应用，近红外光谱的检测限也是一个挑战，对于小于0.1%含量的分析物，近红外光谱通常无能为力。他说：“由于内部相关性，有些模型看上去很好，但待测组分的信息实际上被噪声掩盖了。”/pp　　Igne补充道，在分析实验室近红外方法还没有得到广泛的认可。他说：“即使近红外光谱方法被证明是成功的，但人们还是倾向于使用传统的湿化学分析方法。” Igne认为，只有在线和实时信息成为企业的必需时，近红外光谱技术才能得到迅速应用。/pp　　strong人才的缺乏/strong/pp　　近红外光谱的另一个主要挑战是，面对宽广的应用领域，严重缺乏具备充足专业知识和技能的技术人员。因此，当企业想采用近红外技术时，很难找到可以胜任的人员帮助他们完成这些工作。McGeorge说：“现在很难找到合适的人，简单通过招聘的方法几乎不可能得到具有这方面技能的技术人员。”/pp　　McGeorge认为造成人才缺乏的原因是：“在药厂，PAT倡议计划引起了学术上的广泛兴趣，探索使用光谱如何能更好地理解制药配方和制药过程。”但是，很多学校只是使用现成的工具，而没有掌握和理解建模背后的光谱仪器和数学算法。McGeorge说：“而且，我认为许多用户被近红外仪器销售商的宣传所左右，他们将该技术宣传得非常容易，以打消用户有关建立稳健模型所使用复杂算法的顾虑。”因此，这些学校培养出的是缺乏光谱知识背景的药剂师或工程师，McGeorge说，这些学生进入工作岗位时对光谱没有足够的理解。/pp　　Dardenne赞同在大学和高中阶段进行更多的关于近红外光谱知识的教育，他介绍说国际近红外光谱学会Ana Garrido-Varo主席正在努力做这方面的事情。Dardenne说，他们正在建一个用于近红外光谱教学的虚拟平台，不久就可以使用并且给学生提供学分。/pp　　strong如何应对挑战/strong/pp　　Igne认为：“所有仪器制造商都在千方百计提高模型在不同仪器上的可传递性，我期待进一步减少仪器制造时的差异，那时上述传递的方法会更有效。”但是，他预计模型传递问题将持续到下一个十年。/pp　　对于样品基体的影响，据Igne介绍，现在有不少团队正在深入研究散射和吸收现象，并着手开发更好提取相关信息的算法。他说：“我认为在学术圈，这方面的研究将持续一段时间。”/pp　　对解决这一问题，McGeorge看到了一些进展。“随着问题的明确，化学计量学家正在研究一些绝妙的算法来解决这一问题。” McGeorge说，“外部参数正交化(EPO)就是一个例子，该方法可以消除已知的系统干扰物的影响，保证所建模型对这类变动是稳健的。”他补充说，该方法可以校正消除光谱仪或原材料的系统性变化，这些变化是由已知因素引起的。/pp　　McGeorge还介绍了另一种提高模型稳健性的可能解决方法，“一种新的商品化技术，这种空间位移分析技术在一个区域照射样品在另一个区域检测信号。”他说，“随着这种技术的不断成熟，有可能成为实施近红外技术的一种完整解决方案，用于消除光谱中的物理扰动信号，从而更容易建立更稳健的模型。”/pp　　Igne认为，让更多实验室采用近红外光谱技术依赖于两件事：让使用者弄懂验证统计学和简化建模步骤。他说：“近红外迈向更广泛成功应用的重要一步是让非化学计量学专家更容易掌握该技术。”/pp　　a href="http://www.instrument.com.cn/news/20150911/172249.shtml" target="_blank" title=""strongspan style="color: rgb(192, 0, 0) "近红外光谱技术发展现状评述(下)/span/strong/a/ppbr//p

无损检测行业在我国已有几十年的历史，随着社会经济的发展，无损检测行业已经涉及到了人们生活当中的各个方面。曾有专家表示，无损检测是一个朝阳行业，这个行业的发展空间很大，尤其是中国发展前景非常广阔。我国的无损检测行业的现状又是怎样呢?小编带你一起来看看。　　一、涉及无损检测的一些相关数字：　　截止2013年4月份，据调查的数字表明：　　(1)应用无损检测技术的企业单位据估计超过3万家，并且还有不断增加的趋势。　　(2)从事无损检测的专业机构和服务单位(公司、检验所、检验站、检验中心等)超过 2000 家(其中特种设备检验协会核准的持证机构 300 多家，有资料说我国目前从事第三方无损检验服务的公司达 600 多家， 也有说是我国能够提供第三方检测的大大小小检测公司有 6000 多家，包括无损检测、理化试验、计量等)。　　(3)涉及相关无损检测设备器材制造的厂家单位达 800 多家，分布于全国25个省、市及自治区，下表列出涉及相关无损检测设备器材制造的厂家单位的统计数字供参考：　　(4)开展无损检测技术方面的研究与相关应用的各种科研院所超过200 家。　　(5)开展无损检测应用技术方面的研究、开设无损检测技术课程的大学、学院、职业技术学院、技术学校超 过 100 家 每年全国培养超过千名无损检测专业或无损检测方向的毕业生(包括博士、硕士、学士，本科、 大专、中专、技校) 其中开设无损检测专业或者以无损检测技术为方向的检测技术专业的高等职业技术 学院、技术学校已经有 20 多家，包括军队系列的士官学校和职业技术学院以及开展在职教育的军事学院。　　(6)无损检测设备器材经销贸易、维修服务和技术服务企业单位超过600家。下表列出涉及相关无损检测设 备器材经销贸易、维修服务和技术服务企业单位的统计数字仅供参考：　　(7)目前在我国从事与无损检测技术相关工作的人员估计在35万人以上，包括生产第一线的无损检测操作人员，无损检测工程技术人员，无损检测技术管理人员，无损检测设备器材制造企业人员，教育界、科研 界与无损检测技术应用相关的科研教学人员、与无损检测技术专业相关的在校学生和研究生，无损检测设 备器材经销贸易、维修服务技术服务以及专业从事第三方无损检测服务企业的人员等。　　例如铁道系统据称有5万人以上，石油化工、油田、天然气、锅炉压力容器四个行业据称有 12 万人以上、航空工业系统据称有2万人以上，台湾无损检测业界约有 3000人，此外还有航天、汽车、机械工业、电力、核电、军队、 电子工业、食品医药卫生、轻工及其他行业领域未作了解。　　(8)中国无损检测市场的容量，据笔者估计，目前每年无损检测仪器设备器材销售总额约 30 亿元人民币(例如目前工业射线胶片销售量每年就约达5亿元)，连同无损检测人员技术资格等级培训与资格鉴定、认证 费用，第三方无损检测业务等，与无损检测技术相关的市场总容量估计达到约 60 亿元人民币。　　国外某知名度和权威性很高的检测公司估测中国第三方检测市场是一个超过500亿美元的巨大市场(未说明是每年还是一段时期)，不过这个数字包括无损检测、理化检测、计量检测及其他所有检测业务，也有一说是中 国第三方无损检测业务每年有大约 20 亿人民币的市场)。　　应当指出，由于中国无损检测市场存在着巨大的容量和潜力，目前除了世界上著名的无损检测设备器 材制造商几乎都在中国建立了分公司、办事处或者有其代理商外，许多国家的中、小无损检测设备器材制 造商以及国际著名的检验机构、培训机构等也都纷纷在努力寻求进入中国市场，还有不少国外无损检测设备器材产品在中国已经采取或者正在寻求“OEM”(俗称贴牌)制造方式，还有的国外企业正在寻求并购中国的无损检测设备器材制造企业。　　二、国产无损检测设备器材基本状况　　国产无损检测设备器材大致上可以分为26 大类，具体产品型号和品种则超过千种。大体上已经涵盖了目前国内无损检测技术应用的大部分领域，特别是常规无损检测的设备、器材、附件、耗材等，基本上达到了价廉物美和能够满足一般的检测需要，并且已经有不少国产的NDT产品输出到大陆以外的国家和地区。　　例如便携式数字超声探伤仪和模拟式超声探伤仪、数字式超声测厚仪、超声检测标准试块、超声探头、X 射线探伤机、各种射线检测辅助器材、便携式涡流检测设备、大型涡流检测自动化系统̷̷等。　　[1] 超声波检测设备：数字式与模拟式通用便携式超声探伤仪，大型自动化超声探伤系统(管材、棒材、 板材、焊接管等)，各种专用检测仪器设备(如球墨铸铁球化率计、螺栓紧固力检测仪、声速计、陶瓷绝 缘子超声检测仪等)，各种通用与专用的超声探头，超声测厚仪(测厚精度最高能达到 0.001mm，已有具 备穿过涂层测厚功能的测厚仪)，TOFD超声探伤仪，相控阵超声探伤仪等。　　国内超声探伤仪制造厂已超过 30 家，其中能够制造TOFD、相控阵仪器的已经超过5 家，专业超声探头制造厂家超过50家，并已经有能够制造TOFD、相控阵探头以及复合压电材料探头的专业厂家。与超声检测相关器材制造厂家总计超过 165 家。此外，管道磁致伸缩导波检测系统、桥梁缆索磁致伸缩导波检测系统、空气耦合超声检测系统等也已经在 2011 年问世。　　[2] 磁粉检测设备与材料：通用便携式(交直流式、蓄电池式、带逆变器的蓄电池式)、移动式、床式磁粉探伤机(采用多种类型的磁化电流，最大周向磁化电流已能达到 3.5 万安培)，各种专用磁粉检测设备，大型半自动化与自动化磁粉检测系统，脉冲磁化设备，退磁机，辅助仪器(如磁场测量仪器、退磁计等)，耗材(磁粉、磁膏、浓缩磁悬液、高闪点载液等)。旋转磁场、复合磁化、荧光磁粉检测等方法的应用得 到更大普及，用于磁粉检测的自动爬行装置、应用CCD摄像记录的自动化荧光磁粉探伤系统等都已面市。相关磁粉检测设备与材料的制造厂家超过 129 家。　　[3] 渗透检测设备与材料：适应不同灵敏度等级要求(普通工业级到核工业级和特种材料)的着色渗透、 荧光渗透、着色荧光渗透用材料，便携式器材(如喷罐型)、大型自动渗透流水线系统，各种辅助设备器 材(如静电喷涂设备、荧光渗透液专用污水处理设备等)。与渗透检测器材相关的制造厂家超过 36 家。　　[4] 射线检测设备：X射线、γ 射线、β 射线、中子射线、高能X射线(如电子直线加速器)，X射线管(定 向、周向，玻璃管、波纹陶瓷管、金属陶瓷管)，通用便携式、移动式、大型固定式射线检测设备，变频、恒频、恒电位X射线机，辅助设备器材(如半自动及全自动洗片机、干片机、观片灯--包括最新的LED型观 片灯、黑白密度计、符合国内外各种标准的像质计、工业X射线底片扫描仪、射线剂量监测仪器、工业射 线胶片、暗盒、铅字、磁钢、洗片架、洗片槽̷等)，各种射线防护器材与装置，各种放射性同位素源(如192Ir、60Co、75Se、137Cs、137Yb、170Tm、153Gd等γ 源和252Cf中子源等)。相关射线检测设备器材、辅助器材等的制造厂家超过 240 家。　　[5] 涡流检测设备：通用便携式数字化涡流探伤仪、脉冲涡流检测系统、阵列涡流检测系统、大型自动化涡流探伤系统、各种专用涡流检测仪器设备、配套的各种涡流换能器、涂镀层测厚仪，配套的辅助器材，材质分选仪、导电率仪、硬度分选仪、金属探测器、钢绳张力测试仪、钢丝绳检测仪等。相关涡流检测(电 磁检测)的制造厂家超过 47 家。　　[6] 漏磁检测设备：通用、专用以及大型自动化漏磁检测系统。　　[7] 内窥镜：光学内窥镜、光纤内窥镜、视频内窥镜(电子内窥镜)。　　[8] 光学测量仪器：白光照度计、黑光照度计、紫外线强度计、荧光亮度计等。　　[9] 声发射检测设备：多通道声发射检测便携式系统与大型系统。　　[10] 泄漏检测设备：电火花检漏仪、智能声脉冲快速检漏仪、管道泄漏检测定位仪、有机惰性荧光示踪检 漏产品、渗透检漏液、地下管道探测检漏仪、地下电缆探测检漏仪、管线定位仪、燃气管道检漏仪、湿法 涂层检漏仪等。　　[11] 硬度测定仪器：里氏硬度计、超声波硬度计。　　[12] 电磁超声探伤设备：电磁超声检测系统、自动化电磁超声探伤系统、电磁超声测厚仪。　　[13] X 射线实时成像与工业 CT 设备：采用图像增强器型、DR 型的通用设备、专用设备，分辨率测试卡。　　[14] 激光检测设备：便携式激光电子散斑仪、利用激光数字散斑干涉技术的大型自动化轮胎无损检测系统、激光材料厚度在线测量仪、在线激光测径仪、激光数字检测仪，激光超声检测系统，全息感光胶片与干板 等。　　[15] 电位法裂纹深度测量仪。　　[16] 红外检测设备：红外线测温仪、红外内窥仪、红外热象仪。　　[17] 配合各种无损检测方法应用的各种系列的标准试块、灵敏度试块与试片、通用对比试块、专用对比试 块，还有如山东瑞祥模具有限公司(山东济宁模具厂)专业化生产的系列商品化焊缝自然缺陷试件可满足 检测方法试验和无损检测人员技术资格培训与考核应用的需要。　　[18] 配合无损检测应用的各种专用机械辅助装置与系统：半自动化与自动化探伤系统的机械装置、射线检 测用管道爬行器、试块刻伤机、商品化 X 射线机固定夹具和支架、升降车等。　　[19] 配合荧光磁粉、荧光渗透检测的紫外线灯(便携式、袖珍式、大面积辐照型)、黑光光源(除了常规的高压汞灯、灯管外，还有采用 LED 的紫外光源)。　　[20] 岩石、混凝土、桩基的检测设备，混凝土钢筋检测仪、数显回弹仪、钢筋位置测定仪、楼板厚度测定 仪、波速测井仪等。　　[21] 微波检测系统、太赫兹波检测系统。　　[22] 热电金属材料分选仪。　　[23] 磁测应力仪。　　[24] X 射线应力测定仪、X 射线衍射仪。　　[25] 金属磁记忆技术：智能化磁记忆金属检测仪、应力集中磁检测仪、裂纹磁指示仪。　　[26] 其他：如表面粗糙度仪、测振仪、残余应力测试仪、超声波浓度计、超声波流量计、超声波液位计、 陶瓷泥料水份速测仪̷̷等。

p style="text-indent: 2em text-align: justify "体温是人体一项基本生理指标，是临床疾病诊断的重要依据之一。而体温测量仪（测温仪）种类繁多，主要可以分为接触式测温仪和非接触式测温仪：接触式测温计主要有水银/液体体温计和医用电子体温计；而非接触式测温计包括红外耳温计、 红外额温计及红外热成像式体温筛检仪等。2月份以来，伴随新型冠状病毒疫情全球范围内迅猛蔓延，红外测温仪在国内需求不减的基础上，海外需求也呈现暴涨。strong测温仪市场环境如何？市场现状怎样？未来前景如何？以下将一一分析。/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "strong分类及产业链：上游种类复杂，下游场景广泛/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据中商产业研究院发布的《2020年中国测温仪行业市场前景及投资机会研究报告》分析，测温仪的上游为原材料。由于测温仪种类多样，使用的原材料也不同。如玻璃温度计主要的材料为汞、玻璃；电子温度计为热电偶、测量电路；红外测温仪为红外温度传感器。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "测温仪的中游为生产制造。目前，国内主要的温度计制造企业包括鱼跃医疗、倍尔康、九安医疗等。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "测温仪的终端应用包括家庭、医院、小区、超市、学校、火车站等。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0e9758ff-fcbe-499c-954b-f447b118c8f1.jpg" title="ca9f6af1-e796-43b4-8b4e-c04c2cca8eaa.png" alt="ca9f6af1-e796-43b4-8b4e-c04c2cca8eaa.png"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "来源：中商产业研究院，《2020年中国测温仪行业市场前景及投资机会研究报告》/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "strong市场环境：多维度扶持，利好测温仪发展/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "根据宏观环境分析我国测温仪市场发展环境，从政策、经济、社会以及技术四个维度分析测温仪发展的利好因素。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/ed63e2ca-31b8-4f1d-87d6-ca611f8e2681.jpg" title="dac65bf2-8613-45bb-a43f-7f1f67ce4367.png" alt="dac65bf2-8613-45bb-a43f-7f1f67ce4367.png"//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "strong行业发展现状：市场规模逐年递增，疫情带来发展机遇/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "近年来，水银温度计已逐步被电子温度计、红外测温仪替代。2020年，受新冠肺炎疫情影响，电子温度计、红外测温仪迎来发展机遇。2019年，电子温度计市场规模突破20亿元，预计2020年市场规模将超26亿元。红外测温仪产量明显提升，2020年预计可达到65万台，是2019年的1.17倍。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/6c493397-d4ac-4afc-a165-3f20e82fea38.jpg" title="70b20192-fd3a-424e-87bc-15b1b7c662f6.png" alt="70b20192-fd3a-424e-87bc-15b1b7c662f6.png"//pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据仪器信息网对2月份国内已公开中标信息中红外测温仪中标项目的不完全统计，strong2月份因疫情防控产生的红外测温仪中标项目约225项，总计采购红外测温仪近7000套，/strong采购标的类型包含红外热成像体温快速筛检仪和红外体温计（红外耳温计和红外额温计等）两类。采购方式方面，红外热成像体温快速筛检仪相对价格更贵，主要采取正规招标采购，而红外体温计等单价较低产品则多采用了网上询价、网上直接采购项目、电子商城、徽采商城、电子卖场等比较便捷灵活的形式。a href="https://www.instrument.com.cn/news/20200313/533858.shtml" target="_blank"span style="color: rgb(84, 141, 212) "strong（相关资讯：红外测温仪2月中标盘点：7000套中标 特殊时期下的多种采购形态）/strong/span/a/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 591px height: 359px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/1f82a21f-468c-41f9-bce3-c77329fedfb0.jpg" title="290ca051-eed2-4a7d-8d6c-679a869ceadb.jpg" alt="290ca051-eed2-4a7d-8d6c-679a869ceadb.jpg" width="591" height="359"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "不同单位性质采购红外测温仪分布饼图/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在4月5日的举办的国务院联防联控机制新闻发布会上，海关总署综合业务司司长金海介绍：strong3月1日至4月4日，全国共验放出口主要疫情防控物资价值102亿，主要包括红外测温仪241万件(3.31亿元)/strong、口罩38.6亿只(77.2亿元)、防护服3752万件(9.1亿元)、呼吸机1.6万台(3.1亿元)等，红外测温仪占出口物资价值的3.24%。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "strong发展趋势：产品智能化/strong/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "未来，测温仪市场将保持稳定增长的趋势，市场规模持续扩大，产品加强细分化、国产化、智能化。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/2572bc7e-ff07-47e4-846a-065b906abe0c.jpg" title="30178b2a-a2ec-4d7c-b379-f5cfe4a43107.png" alt="30178b2a-a2ec-4d7c-b379-f5cfe4a43107.png"//pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/hwcx/" target="_blank"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4704545a-741c-4724-b0e9-fa1ffefff5f7.jpg" title="fd56ff15-9342-47eb-bf60-4440a3de1355.jpg!w1920x420.jpg" alt="fd56ff15-9342-47eb-bf60-4440a3de1355.jpg!w1920x420.jpg"//a/p

引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术，近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而，它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷，如涂层脱粘、界面分层等，极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命，严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面，对基体材料起到隔热保护的作用，目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量，确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本，开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长，也有其各自的局限性。例如，超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染；电磁法虽易于实现自动化检测，但仅适用于非铁磁性材料，且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点，非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征，近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射，根据Stefan-Boltzmann定律，其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外，还与波长和环境温度有关，而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场，从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励，该技术可分为主动式与被动式，其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率，近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励，同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程，并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析，以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同，该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多，但由于所检测对象琳琅满目，且结构与物理特性比较复杂，因此在实际应用中需结合检测对象本身特性，选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法，从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法，由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点，在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中，当外激励光源入射到待测试件时，基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用，同时，利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应，即红外热图像序列。然后，借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析，从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外，根据热激励形式的不同，红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像，这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高，但其探测深度通常较浅，无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求；且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性，红外锁相热成像技术应运而生，但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷，因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷，需选择不同调制频率对待测试件进行激励，因此，该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术，具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势，如高分辨率、高检测效率、大探测深度等，近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术，该技术是使用高能光源（如激光、卤素灯、闪光灯）对待测试件进行非常短时间（通常几毫秒）的脉冲激励加热，由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异，然后，利用红外热像仪同步记录这种温度差异，并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快，且对厚度较小的试件具有较好的检测结果，但其探测深度非常有限，不适用于检测大厚度构件。此外，该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应，极易使得其产生界面分层等类型缺陷，极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究，并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术，该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像，因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性，提出了双脉冲激励热成像检测技术，并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法，实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外，为增强FRP复合材料缺陷检测效果，许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出，例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作，并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化，并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究，并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外，国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术，该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热，然后，待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场，由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异，因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取，最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术，此外，通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测，并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比，更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下，红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测，并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加，利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大，而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价，开展了系统的理论与实验研究，并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷，并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除，显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题，提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术，不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题，还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来，红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注，并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势，但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长，尚存在一定的局限性。例如，由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息，随之而来的是热扩散长度的增大，致使检测分辨率降低；另外，为提高检测信号的信噪比，通常采用增加热流激励强度的方法来解决，但在检测重要目标构件时，为防止对检测对象的热损伤，这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中，提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度，随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术，截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理：(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施；(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比，并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测，[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术，并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作，并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价，并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测，并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术，可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代，伴随着信息电子与计算机技术的快速发展，近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中，仍以光激励红外热成像检测技术为主，这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点，非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同，除光激励红外热成像检测技术外，其他无损检测方法还包括：超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测，国外专家学者较早地开展了相关研究，并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层，研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时，该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术，可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测，并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法，系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性，利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外，利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估，且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量，并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚，但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术，通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法，对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷，还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来，关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现，[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹，[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术，实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究，国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究，而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测，并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测，且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测，并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价，也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外，[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价，并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术，其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道，目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测，该技术利用线性调频信号调制光源强度，并引入了互相关和线性调频锁相提取算法，研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法，对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究，并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术，可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展，通过文献调研和相关研究结果分析，可发现，由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性，使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术，红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点，为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外，在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中，笔者也发现，红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题，也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展，呈现出以下发展趋势：1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围，随着检测对象的多样化和检测要求的多元化，所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势，具体体现在：①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展；②随着计算机和电子信息技术的快速发展，传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步，这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异，在精度和实时性方面，甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术，有望取代人工判断，推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块，体积较大、结构较为复杂，且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求，红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展，最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息，此外，在信息呈现和表达上，多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时，常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式，通过多源多模态热成像数据的融合与集成，最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此，红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。

中国仪器仪表协会秘书长闫增序的办公桌上放着两份报告。一份是协会工作人员提交的调研报告，其中写道：“我国食品生产企业共约44.8万家，很多企业检测能力落后，企业对分析仪器的巨大需求成为一个潜在的大市场。”另一份统计报告的内容是：“2010年整个仪器仪表行业的进出口逆差继续扩大，达到147亿美元，再创历史新高。其中，分析仪器是逆差‘大户’，进口31.88亿美元，出口只有7.09亿美元，逆差数额达24.79亿美元，占全行业逆差的17%。而且，进口仪器基本垄断了高端产品市场，并向中低端产品扩张。”　　一边是广阔的市场前景，一边却是被国外产品垄断的现实。“这就是我国分析仪器行业面临的现状。”闫增序有些无奈地说。　　“我国分析仪器行业的市场需求很大，科技、经济和社会发展不断对科学检测、分析技术与仪器提出迫切要求，但遗憾的是，我国自主品牌分析仪器并不能满足目前市场的检验检测需求。”天津大学精密仪器学院教授汪燕说。　　中国仪器仪表协会工作人员郑增德曾参加了一次《提升食品质量安全检测能力专项规划》的调研，考察了部分地区质检部门县级检验机构和基层口岸实验室的能力、装备和建设情况。在调研报告中，郑增德写道：“在这些检测机构中，装备主要是分析仪器，约占80%~90%。主要仪器为气相色谱仪、液相色谱仪、气相色谱—质谱联用仪、液相色谱—质谱联用仪、原子荧光光谱分析仪、原子吸收光谱仪、紫外分光光度计等产品。”通过调研，郑增德发现，这些检测机构装备的都是国际上的知名品牌，仅有原子荧光光谱仪是国产的。　　天津检验检疫局动植物与食品检测中心高级工程师许宏坦言：“由于检测的产品主要是出口，必须以进口国家相关标准为依据配备实验室装备。而高端的分析仪器在国内才刚刚起步，灵敏度、稳定性与国外知名品牌存在很大差距。”许宏介绍，在该检测中心，价格在百万元以上的高端分析仪器有9台，全部是国外知名品牌。“国内产品最大的问题是稳定性不好。我们每天检测的样本量达300多件，每个样本需要检测的项目又多达几十项。如此繁重的检测任务要求仪器设备必须具有很好的稳定性。否则，就会导致前后检测结果不一致。”　　许宏说，以前，他们也曾使用过国产仪器设备，但稳定性让人很失望。“有时开机后需要几个小时才能稳定下来，显然不能适应任务急、时间紧的需求 有时仪器本身不够稳定，直接影响到出具检测报告的公正性。”　　山东省安丘市是我国蔬菜出口大市，全国出口蔬菜的1/4都是经过设在这里的国家蔬菜质量检验中心检测后出口的。该中心配备的气相色谱仪、液相色谱仪、气相色谱—质谱联用仪等高端检测设备总价值约为800万元，均为国外品牌。安丘市质监局局长张立民认为，国产分析仪器最大的问题是精度不够。“出口产品必须符合进口国家相关标准，这就对检测设备的精度要求比较严格，国产设备现在还很难达到这些标准，所以，我们只能选择国外知名品牌的产品。”　　在国家级检测检验机构唯一能见到的“中国制造”，就是原子荧光光谱分析仪，这是一款具有我国独立自主知识产权的用于检测元素的分析仪器。“原子荧光光谱分析仪适合中国国情，目前还没有国外厂家生产，它的性能和质量已经得到市场的认可，并且已经达到国际先进水平。”闫增序有些激动地说，但是，在被安捷伦、岛津、日立等国外品牌重重包围的分析仪器高端产品市场，国产原子荧光光谱分析仪只是一个孤单单的代表，显得那么可怜和微不足道。　　正如郑增德在调研报告中所写的：“质检部门对仪器的稳定性、可靠性、准确度要求很高，国家、省、市(地级)实验室均不太可能采购国产仪器，仅限于县级单位采购、使用。国产仪器要进入国家、省、市(地级)实验室，还有漫长的路要走。”　　相关新闻：国产分析仪器发展现状分析（下）

红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术，近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料（FRP）以及热障涂层等的无损检测与评价。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图近日，江苏省特种设备安全监督检验研究院、南京农业大学和东南大学的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展”为主题的文章。本文首先简要介绍了红外热成像技术的基本原理和检测系统构成，特别是对光学、超声以及电磁等主要热激励形式的特点和优劣势进行了对比。然后，根据热激励形式的发展历程，详细介绍了光激励红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测与评价方面的研究现状与进展，重点关注了FRP复合材料/热障涂层热成像无损检测中的热难点问题。最后总结并展望了FRP复合材料/热障涂层红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射，根据Stefan-Boltzmann定律，其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外，还与波长和环境温度有关，而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场，从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励，该技术可分为主动式与被动式，其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率，近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励，同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程，并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析，以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同，该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多，但由于所检测对象琳琅满目，且结构与物理特性比较复杂，因此在实际应用中需结合检测对象本身特性，选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法，从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法，由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点，在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中，当外激励光源入射到待测试件时，基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用，同时，利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应，即红外热图像序列。然后，借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析，从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外，根据热激励形式的不同，红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像，这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高，但其探测深度通常较浅，无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求；且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性，红外锁相热成像技术应运而生，但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷，因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷，需选择不同调制频率对待测试件进行激励，因此，该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术，具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势，如高分辨率、高检测效率、大探测深度等，近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。表1 红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像检测技术的对比FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术，该技术是使用高能光源（如激光、卤素灯、闪光灯）对待测试件进行非常短时间（通常几毫秒）的脉冲激励加热，由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异，然后，利用红外热像仪同步记录这种温度差异，并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快，且对厚度较小的试件具有较好的检测结果，但其探测深度非常有限，不适用于检测大厚度构件。此外，该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应，极易使得其产生界面分层等类型缺陷，极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。英国巴斯大学Almond等对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究，并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。加拿大拉瓦尔大学Maldague等提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术，该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像，因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。意大利学者Ludwig等研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。为了克服脉冲热成像技术的局限性，加拿大拉瓦尔大学Maldague等随后提出了双脉冲激励热成像检测技术，并表明该技术可进一步增强热对比度。加拿大学者Meola等利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。英国巴斯大学Almond等又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。伊朗桂兰大学Azizinasab等还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法，实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外，为增强FRP复合材料缺陷检测效果，许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出，例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作，并取得了丰硕的研究成果。首都师范大学研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化，并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。北京航空航天大学对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究，并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外，国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术，该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热，然后，待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场，由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异，因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取，最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术，此外，通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测，并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比，更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。Pickering等研究了同等激发能量下，红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。Montanini等证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测，并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。随后，Lahiri等发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加，利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大，而热对比度却减小。Oliveira等提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。哈尔滨工业大学对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价，开展了系统的理论与实验研究，并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。浙江大学使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷，并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除，显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。此外，东南大学针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题，提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术，不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题，还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。红外热波雷达成像检测技术近年来，红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注，并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势，但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长，尚存在一定的局限性。例如，由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息，随之而来的是热扩散长度的增大，致使检测分辨率降低；另外，为提高检测信号的信噪比，通常采用增加热流激励强度的方法来解决，但在检测重要目标构件时，为防止对检测对象的热损伤，这种方法并不适合。加拿大多伦多大学Mandelis教授与印度理工大学Mulaveesala教授首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中，提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度，随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术，截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比，并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测，比利时根特大学最近也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术，并证明了该技术具有更高的深度分辨率。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理：(a)截断相关光热相干层析成像数学实施；(b)激光诱导热成像系统框图国内的哈尔滨工业大学、东南大学、电子科技大学和湖南大学等科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作，并取得了重要的创新研究成果。哈尔滨工业大学较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价，并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。湖南大学和电子科技大学还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测，并取得了较为满意的检测效果。最近，东南大学也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术，可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代，伴随着信息电子与计算机技术的快速发展，近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中，仍以光激励红外热成像检测技术为主，这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点，非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同，除光激励红外热成像检测技术外，其他无损检测方法还包括：超声热成像、振动热成像和涡流热成像。红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测，国外专家学者较早地开展了相关研究，并取得了较多的研究成果。Cielo等利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层，研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时，该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。Liu等提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术，可实现直径远小于1 mm的裂纹检测。Shepard等利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测，并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。Marinetti与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法，系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。随后，为无损评价热障涂层老化程度以及完整性，Bison与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外，利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估，且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。Ptaszek等还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。最近，Mezghani等利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。Unnikrishnakurup等利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量，并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚，但北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、陆军装甲兵学院和北京航空材料研究院等的科研人员仍取得了重要研究成果。北京航空航天大学利用红外脉冲热成像技术，通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法，对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。北京航空材料研究院利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5 mm的脱粘缺陷，还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。海军工程大学利用有限体积法研究了脉冲热激励下热障涂层脱粘缺陷时表面温度场相位差变化，并利用Levenberg-Marquardt算法对涂层厚度和脱粘缺陷位置进行定量化表征。哈尔滨工业大学将红外脉冲热成像技术与模拟退火和马尔科夫-主成分分析-神经网络等方法相结合，实现了热障涂层不均匀厚度和脱粘缺陷深度与直径的有效量化确定。最近，哈尔滨商业大学还提出了一种基于同态滤波-分水岭-Canny算子混合算法的长脉冲热成像检测技术，不仅可有效识别热障涂层脱粘缺陷的边缘，还增强了缺陷特征提取效果。陆军装甲兵学院采用脉冲红外热成像检测技术对热障涂层厚度与脱粘缺陷进行了较为系统的研究，并表明热图重构及先进后处理算法可有效提高表面涂层厚度表征的精度和脱粘缺陷的检测效果。近来，关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现，北京理工大学和南京理工大学利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150 μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹，北京理工大学还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术，实现了仅9.5 μm宽表面微小裂纹的高效检测。红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究，国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究，而国外对此的研究还很少。例如，韩国国立公州大学Shrestha和Kim利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价，并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。国内的哈尔滨工业大学、火箭军工程大学等为基于红外锁相热成像技术的热障涂层无损检测与评价研究做了积极探索。火箭军工程大学利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测，并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测，且检测精度可达到95%。哈尔滨工业大学利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测，并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。随后，哈尔滨工业大学利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。上海交通大学针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价，也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术，其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道，目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。哈尔滨工业大学利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测，该技术利用线性调频信号调制光源强度，并引入了互相关和线性调频锁相提取算法，研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。东南大学基于Green函数法，对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究，并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术，可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结束语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展，通过文献调研和相关研究结果分析，可发现，由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性，使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术，红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点，为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外，在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中，笔者也发现，红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题，也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展，呈现出以下发展趋势：1）多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围，随着检测对象的多样化和检测要求的多元化，所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势，具体体现在：①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展；②随着计算机和电子信息技术的快速发展，传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2）智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步，这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异，在精度和实时性方面，甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术，有望取代人工判断，推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3）集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块，体积较大、结构较为复杂，且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求，红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展，最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4）多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息，此外，在信息呈现和表达上，多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时，常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式，通过多源多模态热成像数据的融合与集成，最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此，红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。

p　　我国在科学仪器领域一直存在着进口依赖度高、原创能力不足、高端人才缺乏等问题，不过，近年来仪器及关键技术创新也逐渐成为我国关注的热点。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》也明确将科学仪器创新列为优先发展的战略领域。/pp　　中国仪器仪表学会将于2016年9月21日-9月24日在北京中国国际展览中心(新馆-顺义)举办“科学仪器服务民生学术大会”。为了推动创新成果转化为现实生产力，促进国产科学仪器创新发展，仪器信息网、近红外光谱分会在“科学仪器服务民生学术大会”期间，共同举办“国产仪器信息技术服务研讨会”。(具体日程安排将在第二轮通知中公布。)/pp　　“国产仪器信息技术服务研讨会”旨在为红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱仪器的研发、应用专家和相关厂商的创新合作搭建平台，热诚邀请仪器研发、应用专家、仪器厂商的研发负责人前来参加，为解决科学仪器企业的技术难题，促进企业需求和科研院校科技资源的有效对接，进一步提升国产仪器研发与成果转化水平而献计献策。/pp　　组委会联系方式：/pp　　地址：(100088)北京市西城区新街口外大街28号普天德胜科技园B座418/pp　　联系人：王立波 刘丰秋/pp　　电话：010-51654077-8027/pp　　网址：a href="http://www.instrument.com.cn"www.instrument.com.cn/a，a href="http://www.ccnirs.org/index.html"www.ccnirs.org/a/pp　　传真：010-82051730/pp　　E-mail: a href="mailto:1816499053@qq.om，fqliu@instrument.com.cn"1816499053@qq.com，fqliu@instrument.com.cn/a/pp style="text-align: right "　　仪器信息网/pp style="text-align: right "　　中国仪器仪表学会近红外光谱分会/pp style="text-align: right "　　2016年7月11日/pp　　“国产仪器信息技术服务研讨会之拉曼、红外、近红外发展现状与需求”参会回执/pp style="text-align: center "img width="600" height="227" title="回执表.jpg" style="width: 600px height: 227px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/ee2642ad-aba9-476a-b509-fc02d4cc2674.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp /pp　　strong附：/strongstrong2016科学仪器服务民生大会第一轮会议通知/strong/pp　　党的十八届五中全会提出，“十三五”期间，把生态文明建设放在突出地位。生态文明建设有赖于清洁能源生产和消费模式的转变，需要更多的利用科学仪器对环境、农产品、食品、药品等原料、生产加工过程进行绿色检测，支持企业提高质量在线检测控制和产品全生命周期质量追溯能力，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代化道路。科学仪器行业将更多地面向民生、服务民生，以保障人民的生命安全和身体健康。/pp　　2016年“科学仪器服务民生”学术大会，旨在搭建科学仪器界官、产、学、研、用互相交流与合作的平台，促进学术界与产业界交汇融合。我们热诚欢迎全国各高等院校、科研院所、仪器制造企业及用户单位的科技工作者积极参与。/pp　　主办单位： 中国仪器仪表学会/pp　　承办单位： 中国仪器仪表学会科学仪器学术工作委员会/pp　　中国仪器仪表学会医疗仪器分会/pp　　中国仪器仪表学会环境与安全检测仪器分会/pp　　中国仪器仪表学会近红外光谱分会/pp　　媒体支持： 仪器信息网/pp　　《仪器仪表学报》/pp　　《现代科学仪器》杂志社/pp　　《食品安全质量检测学报》/pp　　分析测试百科网/pp　　色谱网/pp　　大会组织机构：/pp　　学术委员会：/pp　　主 席：庄松林/pp　　副主席：程京、魏复盛、江桂斌、庞国芳、张玉奎、刘文清/pp　　委 员：李岩、胡昌勤、叶华俊、杨永坛、王晓庆、王东/pp　　组织委员会：/pp　　主 任：吴幼华/pp　　副主任：张莉 燕泽程/pp　　委 员：尹利辉、褚小立、胡柏顺、王东、王华雷、胡柏顺/pp　　会议主题：/pp　　科学仪器服务民生/pp　　专题：/pp　　生物医学工程与医疗仪器/pp　　环境监测仪器与技术/pp　　食品安全检测仪器与技术/pp　　药品安全检测仪器与技术/pp　　科学仪器国产化技术信息服务/pp　　同期活动：/pp　　科学仪器服务民生走进百姓生活现场体验活动/pp　　食品药品检测仪器与技术分会筹备会/pp　　科学仪器学术工作委员会委员会议/pp　　组委会联系方式：/pp　　地址：(100088)北京市海淀区知春路锦秋国际大厦A23/pp　　联系人：刘慧颖 刘继红/pp　　电话：010-82800971/pp　　网址：www.cis.org.cn/pp　　传真：010-82800485/pp　　E-mail: lhy0008@cis.org.cn a href="mailto:r-well@163.com"r-well@163.com/a/p

一、油品仪器分析技术的发展现状随着科学技术的不断发展，油品仪器分析技术也在不断进步。目前，油品仪器分析技术主要分为光谱分析、色谱分析、质谱分析、热分析、X射线衍射等方法。1. 光谱分析技术光谱分析技术是一种基于原子或分子在不同能级间的跃迁而产生的辐射信号的分析方法。在油品分析领域，光谱分析技术主要应用于油品成分鉴定、添加剂检测、油品劣化程度评价等方面。其优点是快速、简单、易于自动化，但精度较低，对于某些复杂成分的鉴定存在一定的局限性。2. 色谱分析技术色谱分析技术是一种基于不同物质在固定相和流动相间的分配平衡差异而进行分离和分析的方法。在油品分析领域，色谱分析技术主要应用于油品组成分析、添加剂检测、油品纯度检测等方面。其优点是精度高、分离效果好、适用范围广，但需要耗费大量时间，操作也相对复杂。3. 质谱分析技术质谱分析技术是一种将样品离子化后，通过电磁场的作用使其按照质量/电荷比分离，并对不同质量的离子进行检测的方法。在油品分析领域，质谱分析技术主要应用于油品成分鉴定、添加剂检测、油品纯度检测等方面。其优点是精度高、分辨率高、适用于复杂混合物的分析，但设备昂贵、样品处理过程较为繁琐。4. 热分析技术热分析技术是一种通过控制温度变化，研究物质性质随温度变化而变化的分析方法。在油品分析领域，热分析技术主要应用于油品稳定性评价、添加剂检测、油品纯度检测等方面。其优点是简单、快速、分辨率高，但精度较低，对于某些特定条件下才能发生相变的物质难以进行准确的分析。5. X射线衍射技术X射线衍射技术是一种利用X射线通过物质时发生的衍射现象，研究物质内部结构和相组成的方法。在油品分析领域，X射线衍射技术主要应用于油品纯度检测、晶体结构分析等方面。其优点是精度高、分辨率高，适用于固体和液体样品的分析，但设备昂贵、操作复杂。二、油品仪器分析技术的应用随着油品仪器分析技术的不断发展，其应用领域也越来越广泛。例如：在石油化工领域，通过对原油、成品油、润滑油等油品的组成、性质等方面的分析，可以优化生产工艺和提高产品质量；在环境保护领域，通过对废机油、废润滑油等含油废水的处理和监测，可以有效地保护环境和人体健康；在军事领域，通过对战损装备的油品泄漏和润滑油的性能检测等分析，可以评估装备的战损程度和使用状况。三、油品仪器分析技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和实际应用的需要，油品仪器分析技术也在不断发展。未来，油品仪器分析技术将朝着更加高效、快速、准确的方向发展；多种分析技术的联用将会成为未来发展的趋势；同时，自动化和智能化技术的应用也将更加广泛，使得油品仪器分析技术更加便捷和高效。总之，油品仪器分析技术在石油化工、环境保护、军事等领域得到了广泛应用和发展。未来，这种技术将继续发挥重要作用，为人类的发展做出更大的贡献。

作为最高端的科学仪器之一，质谱仪是直接检测物质分子量的唯一手段，具有高分辨、高灵敏、大通量和高准确度的特性。因所有分析测试领域都要用质谱仪器，其在生命科学、材料科学、食品安全、环境监测、医疗卫生、国家安全及国际反恐等领域具有不可替代的作用和举足轻重的地位。　　伴随着质谱技术应用广泛，国际社会的重视程度日渐加强。截至目前，已有六位科学家因对质谱技术发展做出杰出贡献而获得诺贝尔奖，而我国也早在 2012年将其列入&ldquo 产业共性技术&rdquo 。然而，我国质谱研发技术水平以及产业化水平与国际领先水平差距较大：由于经济发展以及科技发展需求，目前中国已成为全球高端科学仪器的应用中心，但不是技术中心，几乎所有的商品化质谱仪器都依赖进口。具体看来，全面掌握质谱相关的精密机械、精密电子、电子离子光学、软件、自动控制等技术的团队较少，具备高性能质谱产业化能力的企业更少。　　从仪器仪表市场前景分析预测报告了解，由于质谱仪器研发投入大、技术创新难度大，对技术创新成果的有效保护有利于持续推进技术开发及技术创新，同时企业需要通过专利保护来确保创新技术所带来的初期超额利润，所以质谱专利保护显得尤为重要。现将从质谱专利信息分析利用和保护策略、专利技术申请两个方面解读我国质谱仪器专利的现状，并针对性提出笔者的思考建议，期望对产业发展有些许启发。　　首先，从质谱专利信息分析利用和保护现状来看，由于我国质谱产业发展尚处于起步阶段，产业重要性尚未受到充分重视，所以开展此方面深入研究的机构非常少，特别是相关企业更是空白。　　目前从事质谱技术专利分析的团队主要为中国科学技术信息研究所战略研究中心，该中心张志娟博士发表了两篇与质谱专利分析相关的文章，是目前仅有的与质谱相关的公开发表的学术论文，主要是针对申请量随时间变化、优先权国家分布、国际专利分类分布、专利国家分布、申请人排名、申请人国家分布、同族专利国家分布等进行定量研究。但由于质谱技术非常复杂，细分技术种类繁多，仅仅通过简单分析，很难了解细分技术的发展趋势及分布情况。在此基础上，李志荣博士、梁琴琴分别做过关于《质谱仪器专利分析及技术预测》以及《质谱仪中外专利比较及境外部署专利为国产质谱产业带来的机会》的报告，其中梁琴琴在报告中将质谱技术分为离子源、分析器两大类，并将离子源细分为四种，将分析器技术分为六种，对各细分技术的专利申请人分布情况进行了分析。　　然而，由于开展质谱技术专利分析的专业科技信息服务单位缺乏对相关领域技术的深入、全面了解，特别是缺乏对前沿技术的敏感度，相关研究很难深入到细分技术领域，研究成果在具体指导技术开发或为具体研发活动提供参考中发挥的作用较小。而真正具有技术信息需求的质谱研发企业或技术开发单位，虽然对该领域的技术了解深入全面，但缺乏技术文献分析的科学、系统方法，缺乏专利文献检索的相关知识和技巧，同时缺乏专利文献数据库等数据库资源，导致很难系统全面有针对性的进行专利信息的分析与利用。这也是我国许多战略性新兴产业、技术密集型产业在专利信息利用上普遍面临的难题。　　其次，从质朴技术专利申请来看，情况也是喜忧参半。在质谱技术领域，由于中国本土质谱研发机构增多、相关技术的发展以及中国的分析仪器市场需求及市场量逐年增大，专利申请数量增长非常迅速。　　我们看出特别是2009年&mdash 2011年这近三年-国内关于质谱仪器技术相关发明专利的数量增长明显(专利公布具有18个滞后性，2012年后的申请量数据不具有统计意义)。截止2011年全球质谱专利数据显示，中国的相关申请量排名达到第三位。　　在我国境内生成的质谱仪器技术相关发明专利构成中，国外的企业和研究机构在发明专利申请、授权专利申请方面所占比例较大，特别是美国、日本，均超过了十个百分点。　　虽然中国本土企业注重专利申请的数量，加之政府专利奖励政策等的支持，促使专利申请数量有所增加，但是我们不得不承认：创新性强及保护范围大的高质量的上游专利申请数量较少，对专利质量的重视程度也不足。同时，发明专利申请后的驳回及公开后撤回的情况较多：很多单位缺乏系统的专利申请及专利文献撰写策略。另外，中国本土企业申请美国、欧洲、日本等国家专利较少，这在一定程度上反映我国质谱研发单位的技术创新性以及国际化战略布局与西方技术发达国家存在一定的差距。　　如何在现有条件下弥补差距，是值得深思的问题。无论是整体尚处于技术追赶型的中国质谱行业，还是初创型的质谱企业，或许可从以下几个方面着手寻求突破。　　在专利策略上，首先，应该高效利用专利信息，借鉴国际上已有的非侵权专利技术，系统分析各细分领域的专利布局，跟踪国外专利法律状态，寻找具有市场需求但技术竞争小的领域，把握国外大企业在中国可能存在的专利空白区，以此促进我国质谱技术水平的提升 同时，加强对自主创新技术的专利保护，提高专利保护的意识，在注重专利申请数量的同时，注重专利授权率以及注重专利质量，专利申请前做好充分的在线技术的检索分析、评估授权前景，提高专利授权率及扩大权利要求的范围，对重要或创新性强的专利争取多个国家的授权，提升中国本土企业或研究机构专利影响力。　　在具体实践中，作为专利信息分析的政府型公益事业单位应该加强与产业企业、技术研究机构的合作，针对具体的信息检索及分析的需求，开展针对性的系统培训，同时一定程度上共享文献数据库资源，真正促进专利信息利用 另一方面，产业企业、研究机构应当重视专利信息的利用工作，加强专门人才的培养，充分发挥专利信息在技术开发、产品研发、市场推广等方面的作用。　　质谱仪器研发涉及精密机械、电子离子光学、真空技术、软件技术等，需要融合多种前沿技术，具有尖端技术密集的特点。为了实现弯道超车的愿景，未来我国在质谱领域可通过直接申请专利、购买相关核心专利等方式获得完全自主知识产权的核心技术，在面对侵权问题时，考虑无效相关专利、进行规避设计等方式解决专利侵权问题，争取用10年的时间，完成初期技术积累，到2025年努力进入世界领先技术行列。

自上世纪80年代末，样品前处理逐渐成为分析化学工作者头疼的难题。面对日益增加的样品种类和数量，现代分析水平的不断提升加剧了快速制备分析样品的渴求。此时，一批从海外留学归来的学者将&ldquo 微波消化&rdquo 这一新概念引入中国，自主摸索创造，踏上了国产微波化学仪器创制事业的征途。那时上海、广州、北京、西安和成都先后涌现不少微波消解仪的研制单位，成为最早一批微波化学仪器事业的开创者，如上海新科微波溶样测试技术研究所、北京石油化工研究院等。 微波消解仪发展至今已有20多年，大约有2万余台国产微波消解仪分布在我国大江南北。微波消解仪由原来单一改装家用微波炉装置快速发展为先进的实验室专用微波消解工作站/系统。目前，国产微波消解仪品种较多、性能差别大、适用面各有不同。 就仪器生产厂家来说，国内生产微波消解企业呈现专业生产型锐减、多元化经营并举的新格局。最早从事微波消解仪研制单位坚持下来的也就仅剩上海新仪微波化学科技有限公司（其前身为上海新科微波溶样测试技术研究所）和北京盈安美诚，但很多研制单位不是被大企业收归囊中，就是烟消云散了。现在活跃于微波消解领域的厂家主要有上海新仪、上海屹尧、盈安美诚、上海新拓、北分瑞利以及其他厂家。 就技术而言，国内微波消解仪的差别较大，一般厂家仍停留在国外上世纪90年代中期水平。专业型的厂家因其不断自主技术创新，提升了产品档次，在诸多技术上与国外同类产品不相上下；某些细节方面的设计远优于国外产品（如：防腐蚀、人性化工具小车等）。而国内厂家主要的技术竞争优势在于消解罐架结构和消解反应罐，以及先进的非接触式高精度温压测控技术替代单一参数控制或直接导入式温压测控手段。 就目前市场地位来说，上海新仪微波化学科技有限公司生产的微波消解系列产品约占国内市场1/3份额；上海另外两家加起来约占1/3；其余份额为其他厂商所割据。上海新仪和屹尧公司均凭借产品的高性价比进驻部分国际市场，为国产微波消解仪赢得了一定的海外知名度。 综观国内微波消解使用现状，国产微波消解仪与进口微波消解设备的技术差距甚小，售后服务响应速度和服务质量胜于进口设备供应商；但应用技术开发力度相对显得比较薄弱。远望未来，国产微波消解仪仍须不断加大技术研发水平，群策群力共同拓展应用范畴，以感恩客户的真心携手致力于为用户提供更好、更强、更实用的产品和服务支持。未来之路很长，我们会一直努力&hellip (上海新仪微波化学科技有限公司市场产品研究部供稿）

我国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米，地下水0.83万亿立方米，水资源总量居世界第六位，人均占有量为2240立方米，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。我国的水资源现状存在总量紧缺、人均占有量低、地区分布不均、水土资源不相匹配、水体污染日益加重、城市缺水情况凸显等问题。城镇化步伐的加快和区域经济的发展，加重了局部水资源的负荷，也加剧了城市地下水的污染，很多城市的地下水均出现了水质富营养化、铁锰超标等问题。水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一，已经引起国家和地方政府的高度重视。“十一五”期间，我国确定了单位GDP能耗每年减少4%，5年减少20%的目标 主要污染物排放，包括二氧化硫、化学需氧量总量5年内要减少10%的减排目标。在水体污染防治工作中，水质监测工作是污染预警、持续性污染物监测和治理效果评定的重要手段，已受到有关部门的重视。作为连续性监测工具的水质在线监测仪器承担着提供准确监测数据和监测报告的责任，在环境监测工作中发挥着越来越重要的作用。　　一、 行业发展概况　　传统的环境水质监测工作主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主。虽然在实验室中分析手段完备，但实验室监测存在监测频次低、采样误差大、监测数据分散、不能及时反映污染变化状况等缺陷，难以满足政府和企业进行有效水环境管理的需求。从国外环保监测的发展趋势和国际先进经验看，水质的在线自动监测已经成为有关部门及时获得连续性的监测数据的有效手段。只需经过几分钟的数据采集，水源地的水质信息就可发送到环境分析中心的服务器中。一旦观察到有某种污染物的浓度发生异变，环境监管部门就可以立刻采取相应的措施，取样具体分析。可见，水质在线分析系统最大的优势便在于可快速而准确地获得水质监测数据。自动水质监测系统的应用，有助于环保部门建立大范围的监测网络收集监测数据，以确定目标区域的污染状况和发展趋势。随着监测技术和仪器仪表工业的发展，环境水质监测工作更开始向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展。　　纵观我国的环境水质在线监测体系建设，经过多年发展，已初步建成具有我国特色的环境连续自动监测管理和技术体系，并已逐渐形成网络。　　二、 发展规划要求及行业监管体制　　(一)规划要求　　《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》要求“十一五”期间主要污染物化学需氧量和二氧化硫排放总量减少10%，并明确规定主要污染物减排指标作为经济社会发展的约束性指标。为实现“十一五”规划纲要的污染物减排目标，国家环境保护总局提出了加快污染物减排、监测和考核体系的建设，在国控重点污染源自动监控、污染源监督性监测、环境监察执法、基层环境统计等方面提高能力，并得到了财政部和发改委的大力支持。国控重点污染源自动监控是指：在占全国主要污染物工业排放负荷65%以上的企业以及城市污水处理厂均要实现在线自动监测和数据实时上传。属于上述范围的总共约有7000家企业，计划在2008年年底前完成。　　2011年新颁布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出“加大环境保护力度。以解决饮用水不安全和空气、土壤污染等损害群众健康的突出环境问题为重点，加强综合治理，明显改善环境质量。落实减排目标责任制，强化污染物减排和治理，增加主要污染物总量控制种类，加快城镇污水、垃圾处理设施建设，加大重点流域水污染防治力度，有效控制城市大气、噪声污染，加强重金属、危险废物、土壤污染治理，强化核与辐射监管能力。严格污染物排放标准和环境影响评价，强化执法监督，健全重大环境事件和污染事故责任追究制度。完善环境保护科技和经济政策，建立健全污染者付费制度，建立多元环保投融资机制，大力发展环保产业。”预计在十二五期间，环境水质在线监测体系的建设会进一步加快，主要污染物总量控制种类将有所增加，监测因子增加带动的监测仪器安装数量将快速增长，推动环境水质在线监测行业进一步发展。　　(二)行业监管体制　　1、《水污染防治法》(2008年颁布实施)第二十二条明确规定：向水体排放污染物的企业事业单位和个体工商户应当按照法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的规定设置排污口 设置入河排污口，还应当遵守国务院有关行政主管部门的规定。　　第二十三条规定：重点排污单位应当安装水污染物排放自动监测设备，与环境保护主管部门的监控设备联网，并保证监测设备正常运行。排放工业废水的企业，应当对其所排放的工业废水进行监测，并保存原始监测记录。具体办法由国务院环境保护主管部门规定。　　2、《排污费征收使用管理条例》中第十条明确规定：排污者使用国家规定强制检定的污染物排放自动监控仪器对污染物排放进行监测的，其监测数据作为核定污染物排放种类、数量的依据。　　排污者安装的污染物排放自动监控仪器，应当依法定期进行校验。　　3、《污染源监测管理办法》中第十八条明确规定：国家、省、自治区、直辖市和市环境保护局重点控制的排放污染物单位应安装自动连续监测设备，所安装的监测设备必须经国家环境保护总局质量检测机构的考核认可。　　4、“关于加强自动环境监测仪器管理及认定工作的通知”中明确规定：为了确保环境管理工作科学公正，有效提高环境监测数据的准确度和可靠性，国家环境保护总局将加强对环境监测仪器的管理。为环境执法管理服务和向社会提供环境监测数据的自动环境监测仪器，必须符合国家环境保护总局制定的环境监测规范和环境监测仪器技术要求，经检测合格、通过认定并列入合格产品准入名录后，方可使用。　　5、《淮河和太湖流域排放重点水污染物许可证管理办法(试行)》中明确规定：排污单位必须按照国家环境保护总局和省级环境保护行政主管部门的规定设置规范的排污口，按照下列规定安装经国家环境保护总局认定的污染物排放自动监测设备或者仪器，并使其按规范要求正常运转。　　被市(地)级以上环境保护行政主管部门列为重点污染源的排污单位或者处于环境敏感地区的重点排污单位，应当安装TOC、COD、pH等主要污染物在线自动监测仪、污水流量计、污染治理设施运行记录仪。　　6、“关于印发《环境监测技术路线》的通知”要求：废水排放量≥5000t/d的污染源，安装水质自动在线监测仪，连续自动监测，随时监控。电厂锅炉必须安装连续烟气测试装置，随时监控。监测项目为：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、黑度。　　7、《污染源自动监控管理办法》中明确规定：本办法适用于重点污染源自动监控系统的监督管理。重点污染源水污染物、大气污染物和噪声排放自动监控系统的建设、管理和运营维护，必须遵守本办法。　　自动监控系统经环境保护部门检查合格并正常运行的，其数据作为环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的依据，并按照有关规定向社会公开。　　8、《国家监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法》的第二条指出：国控企业污染源自动监测数据有效性审核是指环保部门对国控企业污染源自动监测设备定期进行监督考核，确定其自动监测设备正常运行。　　国控企业污染源自动监测设备在正常运行状态下所提供的实时监测数据，即为通过有效性审核的污染源自动监测数据。　　第十二条明确规定：责任环保部门依据《国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程》，对国控企业污染源自动监测设备日常运行每季度考核一次，并将考核结果通知国控企业。　　对国控企业污染源新安装验收合格的自动监测设备，运行一个季度后，必须进行监督考核。　　三、 环境水质在线监测仪器市场现状及发展前景　　(一)市场格局　　我国环境水质监测仪器以往主要依赖进口，从2000年开始，成熟的国产化设备才开始在全国范围内大规模推广。我国的环境水质在线监测仪器厂家主要以民营为主，在成长初期，规模普遍偏小，技术不够成熟，仪器的可靠性、稳定性不足，难以满足我国复杂的水体环境和日益多样化的污染物监测需求。市场整体存在集中度不高、区域分割严重、单一企业所占市场份额不大等问题。随着国家对环保产业的重视和水质自动监测网络体系的建立，环境水质在线监测仪器厂家数量迅速增长，部分具备自主研发实力的企业发展壮大起来，成为与国外知名品牌如美国哈希、日本岛津等相抗衡的仪器生产企业。根据中国环保产业协会统计数据，我国环境水质在线监测行业企业2004年有30家，2009年增加到100家，增幅达到233%，并诞生了如聚光科技(杭州)股份有限公司、河北先河环保股份有限公司、广州市怡文环境科技股份有限公司、宇星科技(深圳)有限公司等业内领先的企业。其中，河北先河环保股份有限公司已登录A股市场，成为业内为数不多的上市公司，聚光科技(杭州)股份有限公司亦准备挂牌上市。　　根据环保产业协会数据，2009年，废水污染源在线监测行业市场规模6.8亿元。2009年，地表水质在线监测行业市场规模3.64亿元。整个环境水质在线监测行业市场规模10.44亿元。根据聚光科技(杭州)股份有限公司和河北先河环保股份有限公司公开披露的资料，2009年，聚光科技(杭州)股份有限公司的环境水质在线监测系统的营业收入为3,912万元，河北先河环保股份有限公司的环境水质在线监测系统的营业收入为2,012万元。据此计算，环境水质在线监测仪器市场中，聚光科技(杭州)股份有限公司的市场份额为3.75%，河北先河环保股份有限公司的市场份额为1.93%。由此可见，业内企业仍在积极的跑马圈地过程中，单一企业所占的市场份额不大，市场的集中度仍然不高。可以预见，随着市场的快速增长，具备自主研发优势和市场拓展能力的企业将占据市场的制高点，更快速的占领市场份额，做大做强。　　(二)市场现有规模及发展前景　　环境水质监测主要分为废水污染源在线监测和地表水质在线监测。其中废水污染源监测的主要是对按排污量核定的国控、省控、市控污染源企业(如重点污染行业企业、城市污水处理厂等)排放的污染物中的监测因子进行测定，主要管理部门为环境保护部 地表水监测主要针对河流断面、饮用水源地、湖泊、水库等的水质进行监测，主要管理部门有环境保护部、水利部。另外，涉及城市水资源利用和监测的还有住房与城乡建设部。近海海域水质监测的则主要由海洋部管理。　　1、废水污染源在线监测市场　　根据环保部发布的《2010年国家重点监控企业名单》，2010年全国污染源国家重点监控企业6,361家，其中污水处理重点监控企业1,814 家。根据2008-2010年全国各省环境统计公报披露的废水污染源企业数据整理可得，截至2010年末，省控污染源约3,629家、市控污染源约11,580家。2007年初，国家环保总局为加快污染减排指标体系、监测体系和考核体系(简称“三大体系”)的建设，启动了国控重点污染源自动监控系统建设项目，要求国控重点污染源必须在2008年底前完成在线自动监测系统的安装和验收，以确保主要污染物排放总量的核定。因此，2008年全国污染源在线自动监测系统的安装量突破了1万台(套)，达到历史最高水平。2009年开始，各地环保部门也陆续开始针对本地区省控、市控污染源企业安装在线监测系统，以加强地区排污的监控力度，相关监测因子监测仪器(主要为COD在线监测仪)的安装数量进一步攀升。　　根据中国环境保护产业协会环境监测仪器专业委员会发布的《我国环境监测仪器行业2009 年发展综述》，2009年，废水污染源在线监测设备实现产值约6.8亿元。废水污染源在线监测市场主要从COD在线监测仪器安装起步，过去十年经历了快速的增长。中国环保产业协会的统计数据表明，2008 年，全国COD 在线监测系统产值达68,276 万元。2009 年，全国COD 在线监测系统产值达68,000 万元。其中，受到2008年席卷全球的金融危机影响，各地环保局在线监测仪器安装的推进速度和污染源企业安装仪器的积极性受到较大影响，对市场造成一定的影响。下图反映了2000 年以来COD 在线监测系统产值的增长情况：　　根据中国工控网的统计资料显示，目前全国废水污染源监测系统的市场保有量在1.8万套以上，以每套系统的寿命5年计算。随着数据有效性审查的开展，早期安装的监测系统面临老化、监测数据不准确、仪器不稳定等问题，需要进行更换而产生的需求量，以及仪器本身的更新换代，预计2010年废水污染源监测系统的更换数量将超过3000台，并呈逐年上升的态势。从中国工控网的统计数据看，度过金融危机的影响后，废水污染源在线监测仪器的市场仍保持了较快的增长速度，到2010年该细分市场的规模将达10.68亿元。　　2010年，废水污染源在线监测仪器细分市场容量具体如下：目标市场在线监测参数市场容量（亿元）污水处理行业COD，氨氮，PH，溶解氧，流量，浊度、水位4.50化工行业COD，氨氮，PH，溶解氧，流量，浊度、水位1.30造纸行业COD，流量，悬浮物0.90钢铁行业COD、pH和流量1.00制药行业COD、pH和流量0.80石油化工行业pH、电导、溶解氧、COD、水中油、氨氮1.50医疗行业COD、氨氮、余氯、大肠杆菌数0.18酿造行业COD、氨氮、流量0.50合计 10.68　　数据来源：中国工控网　　根据中国工控网数据，2010年，污染源在线监测仪器的市场规模为10.68亿元。随着“十二五”规划带动监测因子数量增加、推动水质在线监测仪器安装的省份增加、市控污染源企业市场的启动，废水污染源在线监测市场将快速增长。预计2010年至2013年该细分市场的平均增长率将达27.88%，2010-2013年污染源在线监测仪器细分市场容量预计增长如下：　　单位：万元年份2010201120122013市场容量106,800130,352183,000223,356　　数据来源：根据中国工控网数据整理、统计　　2、地表水质在线监测市场　　据2009年环境状况公报统计，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系总体为轻度污染。203条河流408个地表水国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为57.30%、24.30%和18.40%。主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。其中，珠江、长江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染。　　中国社会科学院环境与发展研究中心副主任郑易生指出，中国发布的各种水环境质量检测报告，由于受布点数量和布点区域的限制，“并不能充分、真实地反映国内水污染现状”。目前国家环保总局设置的水质监测断面，基本上分布在水量相对充沛、监管相对严格的大江大河或主要水系的干流，对于支流的监测几乎属于空白领域。在小城镇以及广大农村地区，实际的污水排放量以及支流、内河的受污染程度，很可能要比目前公布的数字更为严重。目前的水质监测现状揭示了中国水污染的严重程度和水质监测的建设落后程度。因此，治理水污染，必须先做好水质监测。　　近年来，水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用，我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展。根据《2008年全国环境统计公报》，全国地表水质监测断面数9,635个，近岸海域监测点位1,203个，开展饮用水源地水质监测的城市数1,021个。根据2007-2009年《中国环境状况公报》统计显示，全国主要河流、湖泊、重点水利工程地表水国控监控断面，2007年为569个，2008年为571个，2009年为633个。水利部门近年来也开始重视水质监测工作，逐步建立起覆盖全国的水质监测网络体系。水利系统的水质监测工作主要与水文站相结合，对定点流域的水量、水文、水质情况同时进行监控。　　根据中国工控网的预计，2010年，地表水质监测仪器的市场规模为5.72亿元。2010 年地表水质在线监测系统的细分市场容量如下：目标市场在线监测参数市场容量（亿元）环保部门高锰酸钾指数、氨氮、五参数、总磷、总氮、TOC1.8水利部门COD，氨氮，TOC、五参数0.6自来水厂（水源监测）五参数、氨氮、COD、和叶绿素（便携式）2.5市政管网监测在线浊度、余氯和压力0.2其它生产过程浊度、余氯、pH、水位0.5其它行业水温、水位、盐度、波浪等0.12合计 5.72　　数据来源：中国工控网　　整体而言，地表水质的在线监测市场仍处于初步启动的阶段，受环保部监测站数量增加和水利部门进一步推动水质监测工作的影响，该市场将快速增长，预计该细分市场会是环境水质在线监测市场增长的亮点。预计2010-2013年间，地表水质在线监测仪器市场的年均增长率约为22.90%，2010-2013年地表水质在线监仪器细分市场容量预计增长如下：　　单位：万元年份2010201120122013市场容量57,20069,81487,000106,185　　数据来源：根据中国工控网数据整理、统计　　综合污染源及地表水在线监测市场的数据来看，2010年废水污染源在线监测系统细分行业的市场规模为10.68亿元，地表水质在线监测系统细分行业的市场规模为5.72亿元，环境水质在线监测系统行业的总体市场规模达16.40亿元。预计到2013年，废水污染源在线监测系统细分行业的市场规模为22.34亿元，地表水质在线监测系统细分行业的市场规模为10.62亿元，环境水质在线监测系统行业的总体市场规模达32.96亿元。2010年至2013年，环境水质在线监测行业平均增长率为26.19%。　　“十二五” 期间，随着环保执法力度的继续增大和配套环境水质在线监测法律法规的相继出台，环境水质在线监测系统的需求将趋于旺盛，中国环境水质在线监测市场将实现快速发展，市场潜力巨大。

p style="line-height: 1.75em "　　中国环境科学研究院第十五批仪器设备采购及其它项目”项目(GXTC-1655003)评标工作已经结束，项目共采购51套仪器设备，包括环境气象自动监测仪、全自动固相萃取仪、土壤原位pH计、优控有机污染物质谱分析仪、碰撞池电感耦合等离子质谱仪器、气相-原子荧光光谱仪、气相色谱质谱联用仪、总有机碳/总氮分析仪、实验室用马弗炉等。据了解本次招标全部要求进口产品投标，仪器设备部分采购预算为2295万元。/pp style="line-height: 1.75em "　　对此次招标中全部要求进口产品投标，有业内人士表示这反应了我国仪器产业处于“夹缝中求生存”的现状。/pp style="line-height: 1.75em "　　长期以来，进口检测仪器一直占据我国主要市场，分布在国家级、省级、地市级实验室，以及高校和相关企业中。中国仪器仪表行业协会副理事长李跃光介绍，近年来，国产仪器与进口仪器之间一直处于贸易逆差状态。2012年到2014年，逆差分别为170亿、166亿和177亿美元。国家统计局数据显示，2014年，我国仪器仪表全行业共有规模以上企业4116家，近1100家主要企业是仪器仪表协会会员单位。“行业规模小，专业分散，有95%的企业年营收在亿元以下，没有过10亿元的企业。绝大部分企业的产品集中在低端，还处于‘满足于自己过小日子’的阶段。”中国仪器仪表行业协会秘书长闫增序说。/pp style="line-height: 1.75em "　　在检测仪器领域，赛默飞、岛津、安捷伦等外资企业长期占领我国市场。功能、参数几乎相同的实验室检测仪器，进口价格相较国产的高出近50%，但仍成为客户首选。针对此，原清华大学化学系教授邓勃认为：“花钱是买实用，而不是买性能指标。目前在中档检测仪器上，国产设备和进口设备几乎没有区别，完全可以满足使用。”/pp style="line-height: 1.75em "　　然而事实是国产仪器的虽然发展较快，但目前，低档同质化竞争、招投标“遭排挤”、国外隐性技术壁垒制约等因素依然是当前国产检测仪器处境尴尬。/pp style="line-height: 1.75em "　　究竟国产仪器路在何方? 据了解，近10年国产检测仪器和国外产品在价格、质量和性能上差距不断缩小。仪器新品在技术、设计、创新、性能等方面都接近国际先进水平。/pp style="line-height: 1.75em "　　据了解，如今约1/3髙端仪器仍依赖于进口 另有1/3仪器的国产品与进口品的水平已完全相当。提高行业整体竞争力，继续缩短我国仪器技术与国外先进技术水平的差距需要政府的统筹与扶持。/pp style="line-height: 1.75em "　　政府统筹规划。国产科学仪器由政府部门归口管理，统筹制订规划，支持以骨干企业为龙头，以产、学、研、用相结合，建立国家级技术中心，重点解决制造工艺、关键零部件、精密加工、软件开发、行业标准等主要问题，提升现有产品的技术水平和应用能力。/pp style="line-height: 1.75em "　　相关政策扶持。根据实际需要鼓励应用国产仪器，建立首台(套)示范项目。探索内外资企业联合投标，国产仪器与外资技术配套等方式达到“市场换技术”的效果。相关政府部门应给国产检测仪器足够的话语权，提供推介、展示的平台。/pp style="line-height: 1.75em "　　随着政策的东风，国产仪器的发展势必更加迅速、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，相信这种夹缝中发展的荆棘之路将成为国产仪器腾飞的动力。/ppbr//p

p style="text-indent: 2em "近几年，随着节能降耗、低碳经济、民生产业、战略性新兴产业的持续发展以及国家对食品安全和环境保护的重视程度加大，经济结构调整和产业转型升级已成为国家的长期国策和战略部署，并带动了风电、核能、智能领域、高铁和轨道交通、高端智能装备等一批新兴产业的快速发展，为我国仪器仪表行业带来了新的机遇。/pp style="text-indent: 2em "近日，上海仪器仪表行业协会发布的数据，包含近年我国实验分析仪器制造数量、我国实验分析仪器行业实现主营业务收入等，反映了近年来我国实验分析仪器行业的发展。前瞻产业研究院整理后，分析了2020年中国实验室分析仪器行业市场现状及发展前景。/pp style="text-indent: 2em "strongbr//strong/pp style="text-indent: 2em "strong基本状况/strong/pp style="text-indent: 2em "目前，我国仪器仪表行业的产品门类、品种比较齐全，布局较为合理，且已具备可观的技术基础和生产规模。我国已成为亚洲除日本以外的最大仪器生产国。/pp style="text-indent: 2em "近年来，我国仪器仪表产业规模持续扩张，现已成为我国装备制造业中发展最快的行业之一。尤其是随着国家大力振兴高新产业、推进两化融合，国民经济各行业自动化程度逐步提高，为仪器仪表带来了可观的需求增量。/pp style="text-align: center text-indent: 2em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 586px height: 419px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/72a0b1f5-66d7-4cc0-909a-d54834328f38.jpg" title="6374319676062428599329132.png" alt="6374319676062428599329132.png" width="586" height="419"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "2017-2019年我国实验分析仪器产量（单位：台/套）/pp style="text-indent: 2em "br//pp style="text-indent: 2em "作为仪器仪表产业重要的细分领域，实验分析仪器是典型的高附加值、技术密集型产业，近年来技术水平发展迅速，市场规模持续扩大。根据上海仪器仪表行业协会发布的数据，2019年我国共计制造实验分析仪器2786968台/套，相较于2018年的1971477台/套，产品需求和有效供给实现跃升。2019年我国实验分析仪器行业实现主营业务收入313.87亿元，在仪器仪表产业中的收入比重为3.51%；实现利润总额44.27亿元，占比5.22%。/pp style="text-indent: 2em "strongbr//strong/pp style="text-indent: 2em "strong实验分析仪器盈利现状分析/strong/pp style="text-indent: 2em "实验分析仪器近年已步入高速度、高质量发展时期。收入规模和盈利能力方面，根据上海仪器仪表行业协会发布的数据，2019年我国实验分析仪器行业实现主营业务收入313.87亿元，在仪器仪表产业中的收入比重为3.51%；实现利润总额44.27亿元，占比5.22%。2016-2019年上述各项指标总体呈现上升趋势，且历年利润比重均高于收入比重，说明我国实验分析仪器细分行业的盈利能力高于仪器仪表产业平均水平，发展态势良好。/pp style="text-indent: 2em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/71da8805-2611-444f-ab9e-0b8c28e0574f.jpg" title="6374319679045637788449576.png" alt="6374319679045637788449576.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "2016-2019年我国实验分析仪器行业收入及盈利情况（单位：亿元，%）/pp style="text-indent: 2em "strongbr//strong/pp style="text-indent: 2em "strong实验分析仪器上下游及市场现状分析/strong/pp style="text-indent: 2em "近年来，伴随国家转型升级进程的深入推进以及新材料、节能环保、生物医药等新兴领域的迅速发展，实验分析仪器的下游应用领域不断拓宽，广泛应用于环境监测、食品检测、医药研发和检测、医疗诊断、商品检验、材料分析等行业，在产品研发、检测等关键环节扮演着重要角色，为各行业的高质量发展提供强大的基础支撑。另一反面，下游应用领域的不断发展将为上游实验分析仪器带来可观的需求增量，也将对仪器产品的性能、精度、效率提出更高要求，从而成为实验分析仪器行业技术升级和产品迭代的源动力。两者相辅相成，相互促进，从而形成正向反馈效应。/pp style="text-align: center text-indent: 2em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 590px height: 394px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/e0049de0-a0cd-4330-a5c6-d74932a4aa73.jpg" title="6374319683232347385962444.png" alt="6374319683232347385962444.png" width="590" height="394"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "2013-2019年我国检验检测行业营业收入及增长情况（单位：亿元，%）/pp style="text-indent: 2em "br//pp style="text-indent: 2em "检验检测行业是实验分析仪器和样品前处理仪器的主要下游市场，涵盖环境监测、食品安全检测、医疗检测、工业检测等细分领域。相较于全球市场而言，我国检验检测行业起步较晚但发展迅速，近年来行业规模不断扩大。根据国家市场监督管理总局发布的数据，2013-2019年我国检验检测行业的营业收入从1398.51亿元增长至3225.09亿元，年复合增长率达到14.94%。与此同时，检验检测行业整体的快速发展也为相关仪器设备的规模扩张提供支撑。根据国家市场监督管理总局发布的数据，2013年我国共有各类检验检测仪器设备328.10万台/套，此后保持逐年上升，2019年增长至710.82万台/套，年复合增长率达到13.75%1。预计未来我国检验检测行业收入和相关仪器设备数量均将保持高速增长态势。/pp style="text-indent: 2em "br//pp style="text-indent: 2em "未来，在政策利好、各下游领域检测需求不断升级等因素的驱动下，我国检验检测行业仍具备广阔的发展空间，同时也将带动上游样品前处理设备等实验分析仪器的采购需求，为仪器供应商提供良好的发展机遇。/ppbr//p

国产分析仪器发展现状分析（上）　　我国的分析仪器行业在上世纪60、70年代也曾有过一段发展的辉煌时期。那时候，国产仪器在国家的很多重大项目中都发挥了重要作用。虽然当时的企业数量不多，但基本能满足国内对分析仪器的需求。　　但改革开放后，我国仪器仪表企业发展经历了一个低潮期，运行机制不能适应市场经济发展的要求，整个行业甚至一度萎缩。“以前，我们总认为是国家对自主品牌的重视不够、投入不够，总是呼吁国家给予行业更多的支持。现在，特别是在对检测检验实验室进行实地调研、了解了用户的真实需求后，我们发现，以前的想法太片面，国内分析仪器高端市场被国外品牌垄断，最重要的原因是行业中长期存在一种急功近利的心态，缺乏从宏观上促进整个行业良性发展的长期发展策略。所幸的是，这一点，已经得到越来越多中国企业的认同。”中国仪器仪表协会秘书长闫增序发自肺腑地说。　　中国仪器仪表协会专家指出，在国有企业改制过程中，原有科研体系被打破，但新的体系和渠道却没有建立起来。老企业技术人员流失，产品老化，虽然经营方向有所改善，但科技创新能力仍然不够。而一批已经改制、运行灵活的民营企业虽然正在成为新的亮点，但多半尚未掌握先进核心技术，科研力量薄弱，创新成果鲜有能与国外大公司抗衡的。与国外在分析测试仪器领域的高投入和高回报相比，我国仪器行业研发力量薄弱，大多数企业投入科研力量和经费不足，人力和财力都无法支持足够的长期的技术创新投入。在与资金和技术实力雄厚的国外产品的较量中，国内的分析仪器行业不得不败下阵来。有人甚至认为，与上世纪80年代比，我国仪器行业与发达国家的技术差距目前不但没有缩小，反而有所拉大。　　“分析仪器行业是高投入的技术密集型行业，本土的企业从一诞生就意味着要与同行业的国际知名品牌进行面对面的竞争。但商场如战场，市场等不及你研制出更好的产品，在性能优、精度高、稳定性好的国外产品与尚属成长中的国内产品之间，市场当然会选择前者。这样，留给国内企业的机会少之又少。”天津大学的汪燕认为市场的培育至关重要。　　中国仪器仪表学会农业仪器应用技术分会常务副理事长蒋士强认为，我国分析仪器企业技术基础薄、新产品研发力量弱，都挤在少数品种上，在当今市场激烈竞争的条件下，又缺乏行业内良性竞争的规范，为求生存，不得不降低仪器的性能、竞相压价，造成恶性争斗，难以提升仪器性能和质量。　　北京纳克分析仪器有限公司副总经理高宏斌深有感触地说：“现在的市场在扩大，机会在增多，企业关键要具有长远的战略眼光。品质的提升、品牌的建立，都需要企业对研发的长期积累和投入，不可能在短期内获得回报。特别是在基础研发上更需要一步一步地走，不可能一下就跨越人家几十年的积累。”　　中国仪器仪表协会的专家王家龙和邓爱群介绍，以我国实验室仪器生产企业为例，年销售额超过1亿元的仅有5家，缺乏综合实力超过10亿元的旗舰企业。外国科学仪器公司的开发投入约占销售的10%，而我国仅占2%到3%。总体上企业自主创新成果与应用结合不多。高等院校关于仪器的科研成果不少，但实用性较差，特别是研究深度和力度都不够，所以二次开发工作量大，费用也高，造成仪器科技成果转化比较低。　　闫增序举了一个例子，国内一家老牌的分析仪器生产企业，曾投入1000万元用于研制一种高端的分析仪器。4年后，完成的两台样机只能检测40多种指标，而国外同类产品的检测指标则为15万种。国内技术水平与国外水平的差距可见一斑，要赶上国外发展几十年的技术水平，中国分析仪器行业任重道远。　　“有的仪器我们的技术水平并不差，问题出在产品的可靠性和稳定性上。”闫增序介绍，原材料和加工制作等环节的限制，也影响了我国分析仪器产品的质量。“经常是样机质量好，但一旦批量生产后工艺就不达标，质量水平也下降。”　　大连依利特分析仪器有限公司董事长兼总经理李彤对此也深表同感。“虽然分析仪器行业是一个小行业，但与机械、光学、电子、材料等行业都紧密相关。比如，我们的产品需要使用一种不锈钢316L的原材料，但国内符合我们要求的产品很少，我们要选到质量好的原材料非常困难。”　　“中国科学仪器的大发展，是我们期盼了几十年的事情。”80多岁的中国科学院院士陆婉珍曾动情地说。　　谈到未来中国分析仪器行业的发展规划，闫增序认为，必须瞄准高端产品，不能再在低端进行恶性竞争，这样只会损害整个行业的利益。“很多国内企业已经认同了我们的这一观点。一些企业已经开始瞄准高端市场，甚至已经研制生产出了车载便携式质谱仪等高端产品。我们鼓励企业这样做。”一些有实力的企业还主动积极寻求产、学、研、用相结合的新途径。“近年来上市的分析仪器企业增多了，有的企业还走出国门，收购国外的高技术企业 有的正准备将研发中心建到欧洲 更多的企业开始重视产品的应用研究，建立了应用实验室，让产品更适合市场的需求。”　　天津大学的汪燕则认为，国家对分析仪器行业的投入是促进行业发展必不可少的。“在借鉴、跟进国外技术，研究生产替代产品的同时，国家更应该鼓励原理创新，加大对生物传感技术等新技术、新产品的研发投入。”汪燕认为，只有这样的原始创新才能让我们最终摆脱对国外技术和产品的依赖，更有利于我国的经济安全。　　大连依利特的李彤虽然认为行业的发展很艰难，但他依然表示“有信心和国外产品面对面竞争。”“我们的所有产品都具有自主知识产权。从依利特创立至今，我们始终没有放松对技术的研发。现在，已经研发生产了4代产品，第5代产品的研发工作已经启动。”　　而近年来，仪器仪表行业多年的呼吁也正在得到政府的回应。工业和信息化部装备工业司有关负责人曾表示，“十二五”期间，我国重点发展的高端装备制造业锁定航空、航天、高速铁路、海洋工程装备、智能制造装备五大领域，会陆续出台很多政策予以倾斜，“其中智能制造装备领域，主要就是包括仪器仪表行业” 去年，长三角科学仪器产业技术创新战略联盟正式获批，成为国家六部委试点产业技术创新战略联盟 此外，我国在今年4月启动的国家重大科研仪器设备研制专项试点工作，也将鼓励和培育具有原创性思想的探索性科研仪器研制，着力支持原创性重大科研仪器设备研制工作。　　闫增序这样描述分析仪器行业未来5年的发展目标：“现在，国内产品在分析仪器高端市场只占有不足5%的市场份额，我们希望通过全行业的努力和有关部门的支持，到‘十二五’末，能够将这一比例增加至30%。”

经过改革开放30多年积淀，中国已是名副其实的制造大国，2017年仪器仪表行业现状形势如何?我国仪器仪表行业经过多年的发展已经逐渐成熟，尤其在近几年仪器仪表销售率以每年15%递增，为我国各个行业发展都提供了巨大助力。在市场经济的有力推动下，我国的工业自动化仪器仪表行业得到了迅猛的发展，但是由于自身的基础比较薄弱，因此在其发展过程中仍旧存在很大问题。　　仪器仪表作为生产生活中的基础行业，在经济社会发展中发挥了不可替代的作用，那么目前仪器仪表行业有哪些关注度高、发展潜力巨大的领域呢?　　随着国家对民生关注的大大提高，一些与民生相关的需求也提到日程上来。例如对食品安全、药品安全、突发事故的检测报警、环境和气候监测等相关的仪器仪表的要求源源不断的出现，可以说抓住一个问题就能在激烈的竞争中赢得一片市场，这就需要仪器企业多加强民生意识，不断挖掘近在咫尺的市场潜力，让高科技仪器真正造福于社会。 　　我国仪器仪表工业在起步比较晚的情况下，经过20年不懈的努力，成为常用仪器仪表的生产大国，研发和生产体系也日益健全。经过飞速发展，我国的仪器仪表市场竞争格局悄然发生改变。目前，变送器、执行器、测绘仪器、金属材料试验机等产品的产量居世界前列，实验分析仪器等中高档产品的市场占有率不断上升，行业技术上总体已达到的中等国际水平，少数产品接近或达到当前较高国际水平。　　“十二五”期间，仪器仪表行业，尤其是智能仪器仪表受到国家产业政策的支持鼓励，获得了极大的发展。　　2017年的中央一号文件继续锁定“三农”工作，明确提出，要全面提升农产品质量和食品安全水平，加快发展现代食品产业。随着社会的发展，现代人对于健康的重视程度已经得到了极大提升，对于食品安全的检测也在不断加强。从专业的检测机构到菜市场，可以越来越多的看到食品检测相关仪器的身影，尤其在大众目光、国家战略都聚焦食品安全问题的关键节点，检测仪器仪表将成为食品安全的重要把控手段。农残检测是食品安全检测的重要内容，检测仪器的市场需求尤其突出。　　国家能源局近日正式印发了《2017年能源工作指导意见》，加快了我国优化能源结构、助推清洁能源产业发展的步伐。《2017年能源工作指导意见》意在逐渐将天然气培育为我国现代能源体系的主体能源，并大力发展天然气分布式能源。在能源结构的优化进程中，伴随着天然气普及的将是具有信息化、智能化、数据传输功能的智能燃气表，其替代传统模式燃气表已是大势所趋。智能燃气表已有广阔的市场空间，民用四表的另外三个成员，水表、电表以及热量表也正向着智能化、信息化发展，伴随着升级换代而来的除了需求还是需求。　　据中国报告大厅发布的2017-2022年中国仪器仪表行业发展前景分析及发展策略研究报告显示，环境监测、基因测序、食品安全、智能表计等既是目前仪器仪表行业热议的话题，也是最具发展潜力的领域。利用好政策红利，把握住发展机遇是每一家仪器仪表厂商该有的正确姿势。　　通过对仪器仪表行业现状分析了解到，国产仪器仪表亟待技术突破，市场需求的不断提升要求国产仪器仪表企业不断提升自身的竞争实力。

近年来随着社会的不断发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，也给社会创造越来越大的价值。与此同时，金属制品的质量也越来越受到关注。例如钢、铁、铜、铝、锡等金属制品在质量方面良莠不齐，或是因其材料在存 放以及应用过程中会受到高温、高压等的影响，因此很难对其的质量进行有效保障，如果不对其进行质量检测，将会影响它的应用效果，进而影响我国的社会发展。金属制品行业金属制品行业包括结构性金属制品制造、金属工具制造、集装箱及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制品制造等。根据观研报告网发布的《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》显示，近年来随着我国经济的持续增长，金属制品行业下游各个细分领域保持着快速增长的态势，对金属制品的需求也保持着持续增长，带动金属制品行业的市场规模不断增加。根据国家统计局统计数据显示，2021年我国金属制品业企业数量达27722个，较2020年增加了2644个，同比增长10.54%；总资产达35813.6亿元，较2020年增加了4661.90亿元，同比增长14.97%。数据来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》数据来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》经营效益有所改善。根据国家统计局统计数据显示，2021年我国金属制品业营业收入达46835.4亿元，较2020年增加了10021.30亿元，同比增长27.22%；利润总额达2256.7亿元，较2020年增加了569.60亿元，同比增长33.76%。目前在经济全球化程度的不断深入、社会的不断进步以及科技的快速发展背景下，我国金属制品行业的市场扩张范围也越来越大，企业纷纷通过海外贸易、电子商务等多种多样的手段来占领市场，扩大企业规模，我国金属制品行业正在迎来行业的黄金发展期。这在一定程度上给金属制品检测服务带来了发展空间。检测服务行业金属制品检测服务归属于检测服务产业，应此在一定程度上也受检测服务整体产业发展的影响。检测服务是指主要客户为政府检验检测部门及第三方检验检测机构，其业务特点为标准化步骤较多，即由实验室预先设定标准化的检验检测步骤，在实际的需求出现时，仅需进行自动化的流程运行，减少了实验室对于标准化步骤的检验检测的人力投入，可以有效地提高实验室的检验检测工作效率。检验检测是国家质量基础设施的重要组成部分，也是国家重点支持的高技术服务业。近年来，围绕“质量强国”的主线，国家及各地政府加快推出进一步促进检验检测行业发展的措施，为检验检测行业的快速发展提供坚实保障，伴随着经济从“量”到“质”的转变，国内消费者及相关企业机构对于产品或建筑等质量、安全、环保、节能性能等都有了更高的要求，检验检测行业维持了持续增长的趋势。近年来国家及各地政府关于检验检测行业相关政策情况资料来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》数据来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》 数据来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》根据国家认监委数据统计，2020年国内检验检测服务业出具报告5.7亿份（不含港澳台数据），同比增长7.59%。数据来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》营收实现稳定增长。数据显示，2020年我国检测行业实现业务收入3585亿元，同比增长11.19%；2021年我国检测行业共实现业务收入3585亿元，同比增长11.19%。数据来源：观研报告网《中国金属制品检测服务行业发展现状分析与投资前景研究报告（2022-2029年）》

仪器信息网讯 2014年11月25日-26日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会联合主办的&ldquo 第七届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会(简称 CIOAE 2014)&rdquo 在国家会议中心举行。仪器信息网作为战略支持媒体参加了此次会议。　　在本次会议的大会报告上，哈希公司程立做了《在线水质分析仪器发展现状及未来展望》的报告。哈希公司程立　　发展现状　　在市场研究公司Research and Markets 2013年发布的《2018年中国水质分析仪器市场展望与机遇》报告中，提到中国是全球最大的水质分析仪器市场之一，并已成为亚太地区的主导者。预计未来5年内，中国水质分析仪器市场增长速度惊人，2018年该市场将超过5.5亿美元。　　如此巨大的市场一方面来自于严格的政策法规。我国目前已将发展在线监测作为政府控制水污染和保障水安全的重要技术路线，国控和地方控制的污染源排放口自动监测以及分布在各地的江河湖泊的水质自动监测站，提供了大量的水质分析仪器应用机会。　　另一方面，中国作为一个制造大国，拥有全世界最为齐全的工业门类，工业的发展也促使着对于在线水质分析仪器的需求。目前无论是火电、石化、煤化工等传统的高耗水行业 还是在电子、医药等一些对于水质要求极为严格的新兴行业，都为在线水质分析仪器带来了普遍的应用机会。　　程立表示根据应用目的的不同，在线水质分析仪器可以分为监测型和过程型两类。其中监测型主要用于单纯的水质监测，以判断水质是否达到法规的要求，以及环境水质和饮用水质的预警，不参与水处理工艺过程控制。它监测的水质参数主要是COD、氨氮、总磷、总氮和重金属等。而且对于数据的准确度要求更高，数据可以作为有关部门执法管理的衣服。　　而过程型在线水质监测仪器主要用于水处理工艺或者用水过程中的水质监测，所测量的水质参数参与过程控制，以实现优化水处理工艺，提升水处理效率的目的。同时，在保证水质达标的前提下，实现水处理过程节能降耗的目的。同时根据不同的水处理工艺需要监测的水质参数各不相同，总计可以超过数十种水质参数。过程型在线水质监测仪对于仪器的可靠性和稳定性要求更高，它要求仪器能够可靠的反映水质变化趋势，为水处理过程控制提供依据。另外，对过程型分析仪器响应时间的要求也明显高于监测型仪器。　　目前，在我国过程型在线水质分析仪在的典型应用有：石油化工行业，在线TOC分析仪已经成为凝结水回用所采用的标准配置 在自来水行业，采用氯及氯胺工艺的水厂采用在线消毒剂分析仪，如余氯、氯胺分析仪，从而实现节省水处理化学品，降低运行费用。制药工业，在线TOC分析仪的使用也成为了制药用水有机杂质监测和控制的重要手段 在市政污水处理行业及水产养殖行业，溶解氧的在线监测降低了能耗和运行费用，同时保证了水质的达标 目前营养盐在线分析仪器也逐步开始应用，以帮助污水处理厂实现除磷脱氯工艺的优化控制，提升污水排放标准 另外还有在线硬度、在线钠离子分析仪用于优化锅炉的进水处理工艺等。　　程立表示，中国在线水质分析仪器市场发展迅速，政府的巨大投入使得监测型在线水质分析仪器得到了快速的发展。过程型在线水质分析仪器开始大量采用，为水工业的产业升级、水处理工艺优化控制、降低能耗提供技术支撑。但目前也存在不少问题，如：在线水质分析仪目前主要采用传统分析原理，新测量原理应用较少，监测型仪器所获得的数据是各自独立的，关联性不强 基础水质数据库的建立刚刚起步，数据的后处理和分析缺失，使得数据的价值没有得到充分体现，无法为水环境预测预警提供支持。单纯的依靠监测型分析技术，对数据造假缺乏更有效的手段，在线水质分析仪器的价值没有得到充分的体现。　　未来展望　　新测量原理、新材料、新算法等的出现也推动者水质分析仪器的发展。如新的测量原理：LIBS(激光诱导击穿光谱)、HMA(混合多光谱分析)、MWDXRF(单波长色散X射线荧光分析)，生物技术等逐渐被在线水质分析仪器采用，因而将出现更多能够实现在线分析的水质参数。　　石墨烯、纳米材料、生物芯片等新材料也为新测量原理在线水质分析仪器的应用提供了物质支撑。化学计量学将会在水质分析中得到越来越多的应用 各种新算法及水质模型的出现，也将提升各种新型在线水质分析仪器的功能及完善数据后处理，提供更多的有价值的水质信息和数据。　　对于水质分析仪器未来的发展，程立表示主要有：智能化将成为在线水质分析仪控制器的主流，将具有网络功能，具有更多人机互动方式，如手势、语音控制 通过云计算可实现仪器间数据共享和数据再处理。　　其传感器将主要朝小型化、低成本化发展，将可实现数据直接传输，更多的水质参数可以实现在线监测。软件方面，除了仪器本身的控制软件和数据分析软件，各种通讯、数据分析及处理的应用软件出现，水质识别软件将成为现实。　　此外，在线水质分析仪器将具有自学习和自我管理、自适应功能，能够根据环境和操作者的变化，以及仪器自身状态做出主动调整或预警 仪器能够记录和提醒各种使用维护信息，引导仪器使用人员做好仪器主动维护、备品备件管理以及仪器使用寿命预测等工作，提高工作效率。　　程立介绍说，不仅是仪器硬件和分析技术，软件和数据处理技术也将是在线水质分析仪器的重要组成部分。随着，大数据技术和云计算的出现，将改变以前分布在不同部门、不同个体的数据管理和信息的使用方式 来自于在线水质分析仪器的大量数据可以迅速得到处理和分析，建立区域或流域水质基线，建立目标地区的水质基础数据库 构建以水质预测以及安全预警为目的的算法和数学模型，指导政府水务管理和人们的用水行为。　　未来，我们是否可以在目前基于数学模型算法的创新技术基础上，利用大数据云计算的方式，进行例如流域等大区域的水质综合预测预警，都是值得期待的。　　此外，程立特别介绍了移动水质分析技术。移动水质分析设备包括便携式分析仪器和预制试剂。移动分析作为一种&ldquo 非连续实时分析技术&rdquo ，在未来将成为传统在线水质分析技术的补充和发展。　　程立介绍说，在仪器小型化的基础上，移动水质分析设备还会增加无线通讯以及GPS等功能，各种数据处理分析及传输的APP会大量出现，为大数据处理中心提供更多的数据信息。现有的移动终端会增加水质分析功能，实现移动水质分析技术的民用化。　　移动互联网的普及和云计算的出现，使得移动水质分析的数据共享成为现实 在适当的移动载体支持下，可以获得区域范围内大量的实时水质数据 移动分析可以比传统固定式在线分析提供成本更低、覆盖范围更广、信息量更大的数据。由于大数据和云计算的出现，能够由非专业分析人员提供非传统意义的水质相关数据，对水质综合评估会变得越来越有价值。　　最后，程立表示：&ldquo 未来，包括移动分析在内的在线水质分析仪器具有广泛的应用前景，在智慧水务、智能水工厂、智慧农业以及个人水质检测、水安全管理等领域都会得到普遍的应用。&rdquo

ERLAB 公司将于2011年10月21号在上海中兴和泰酒店 （上海市浦东新区碧波路889号近张江地铁站） 举行第五届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会！诚邀您的参加！现场参与者均可获精美礼品！研讨会主题第五届实验室环境现状分析－安全，节能环保型 实验室新 趋势研 讨会 主讲人：谢俊 时间：2011年10月21日 地点：上海浦东新区，上海中兴和泰酒店(上海市浦东新区碧波路889号近张江地铁站) 活动安排：9：30-10：00 签到 10:00-11:00 研讨会上半场 11:00-11:15 休息茶歇时间 11:15-12:00 研讨会下半场及现场答疑 12:00-13:30 自助餐 13:30 结束 贵宾热线： 400-666-5781 讲座大纲1- 化学实验室的化学气体吸入风险分析2- 如何对实验人员的化学气体吸入进行安全防护:- 规范与标准3- 传统的防护工具- 外排式通风柜- 万向抽风罩- 外排式储药柜4- 新型通风柜和储药柜的介绍 - 无管道净气型通风柜- 无管道净气型储药柜5- 结论:从传统做法转变到一个更安全,环保,节能的化学实验室依拉勃 中国昆山开发区蓬朗六时泾路100号Tel：0512-57814081 Fax:0512-57814082 如果您想报名参加此次研讨会，请点击

依拉勃 公司将于2012年6月20号在杭州大酒店（杭州下城区延安路546号）举行第八届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会. 诚邀您的参加！现场参与者均可获精美礼品！研讨会主题第八届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会 主讲人：陈伟 时间：2012年6月20日 地点：杭州大酒店（杭州下城区延安路546号） 活动安排：9：30-10：00 签到 10:00-11:00 研讨会上半场 11:00-11:15 休息茶歇时间 11:15-12:00 研讨会下半场及现场答疑 12:00-13:30 自助餐 13:30 结束 贵宾热线： 400-666-5781 讲座大纲1- 化学实验室的化学气体吸入风险分析2- 如何对实验人员的化学气体吸入进行安全防护:- 规范与标准3- 传统的防护工具- 外排式通风柜- 万向抽风罩- 外排式储药柜4- 新型通风柜和储药柜的介绍 - 无管道净气型通风柜- 无管道净气型储药柜5- 结论:从传统做法转变到一个更安全,环保,节能的化学实验室依拉勃 中国昆山开发区蓬朗六时泾路100号Tel:0512-57814081 Fax:0512-57814082如果您想报名参加此次研讨会 ，请点击

依拉勃公司将于2012年3月23号在中山富华酒店（广东中山市富华道一号 ( 西区 )) 举行第六届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会. 诚邀您的参加！现场参与者均可获精美礼品！研讨会主题 第六届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会 主讲人：吴研 时间：2012年3月23日 地点：中山富华酒店（广东中山市富华道一号 ( 西区 ) 参会对象：实验室主任/经理/主管/；质量部经理/主管 研发部主任/经理/主管 EHS经理/主管. 活动安排： 9：30-10：00 签到 10:00-11:00 研讨会上半场 11:00-11:15 休息茶歇时间 11:15-12:00 研讨会下半场及现场答疑 12:00-13:30 自助餐 13:30 结束贵宾热线： 400-666-5781讲座大纲1- 化学实验室的化学气体吸入风险分析2- 如何对实验人员的化学气体吸入进行安全防护: - 规范与标准3- 传统的防护工具 - 外排式通风柜 - 万向抽风罩 - 外排式储药柜4- 新型通风柜和储药柜的介绍 - 无管道净气型通风柜 - 无管道净气型储药柜5- 结论: 从传统做法转变到一个更安全,环保,节能的化学实验室 依拉勃 中国昆山开发区蓬朗六时泾路100号Tel:0512-57814081Fax:0512-57814082www.erlab.com.cn如果你想报名参加此研讨会请点击

依拉勃 公司将于2013年3月29号在郑州中都饭店（郑州市二七区航海中路99号）举行第十届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会. 诚邀您的参加！现场参与者均可获精美礼品！研讨会主题第九届实验室环境现状分析－安全，节能环保型实验室新趋势研讨会 主讲人：黄俊生 时间：2013年3月29日 地点：郑州中都饭店（郑州市二七区航海中路99号） 活动安排：9：30-10：00 签到 10:00-11:00 研讨会上半场 11:00-11:15 休息茶歇时间 11:15-12:00 研讨会下半场及现场答疑 12:00-13:30 自助餐 13:30 结束 贵宾热线： 400-666-5781 讲座大纲1- 化学实验室的化学气体吸入风险分析2- 如何对实验人员的化学气体吸入进行安全防护:- 规范与标准3- 传统的防护工具- 外排式通风柜- 万向抽风罩- 外排式储药柜4- 新型通风柜和储药柜的介绍 - 无管道净气型通风柜- 无管道净气型储药柜5- 结论:从传统做法转变到一个更安全,环保,节能的化学实验室依拉勃 中国昆山开发区蓬朗六时泾路100号Tel:0512-57814081 Fax:0512-57814082如果您想报名参加此研讨会，请点击

随着科技的不断进步，自动粘度计作为一种重要的测量仪器，越来越受到人们的关注和重视。本文将从自动粘度计市场现状入手，对市场发展趋势进行调查分析。一、自动粘度计市场现状目前，国内外市场上自动粘度计品牌众多，主要产地集中在美国、日本、中国等地。其中，高端产品主要集中在欧美市场，而中低端产品则在中国市场上占据较大份额。自动粘度计主要用于测定液体的粘度，广泛应用于石油、化工、制药、食品等众多行业。二、市场发展趋势1.技术不断创新随着科技的不断进步，自动粘度计技术也在不断创新和发展。一方面，新型的传感器和测量技术不断涌现，提高了自动粘度计的测量准确度和可靠性；另一方面，智能化、自动化、网络化的技术不断发展，使得自动粘度计的应用范围更加广泛。2.应用领域不断扩展目前，自动粘度计的应用领域正在不断扩展。除了传统的石油、化工、制药、食品等行业外，自动粘度计在环保、科研、造纸、涂料等领域的应用也逐渐增多。这些领域对自动粘度计的需求不断增长，同时也为自动粘度计的发展提供了更多的机遇。3.产品质量不断提高为了满足市场的需求和用户的要求，自动粘度计生产厂家不断提高产品质量，采用新型的传感器和先进的测量技术，同时加强生产管理和质量管理体系的建设，确保产品的质量稳定可靠。4.市场竞争日益激烈虽然自动粘度计市场前景广阔，但随着市场竞争的日益激烈，各个品牌之间的竞争也越来越激烈。价格战、技术战和服务战成为市场竞争的主要手段。此外，国外品牌与国内品牌的竞争也逐渐加剧，这使得市场竞争更加激烈。三、市场调查分析1.用户需求分析通过对市场上的用户需求进行分析，我们发现用户对自动粘度计的需求越来越高。除了对产品的性能和测量准确度的要求外，用户还对产品的可靠性、稳定性和智能化程度提出了更高的要求。此外，用户还希望产品能够提供更好的服务和支持，以保证生产的安全和稳定。2.市场价格分析通过对市场价格进行分析，我们发现自动粘度计的价格相对比较稳定。不过，由于市场竞争的加剧，各个品牌之间的价格差异比较明显。一般来说，国外品牌的价格高于国内品牌的价格，而且高端产品的价格也高于中低端产品的价格。但是，也有一些国内品牌的产品质量与国外品牌相当，价格相对较低，这使得这些产品具有很大的市场竞争力。3.市场技术分析目前，自动粘度计的技术已经比较成熟，但是在一些特殊应用领域中仍然存在着一些技术难点和瓶颈。例如，在环保、科研等领域中，需要测量的样品成分比较复杂，对测量技术的要求比较高；在涂料、油漆等领域中，需要测量不同配方下样品的粘度变化等。因此，自动粘度计厂家需要不断进行技术研发和创新，以适应市场的需求和提高产品的竞争力。4.市场服务分析由于自动粘度计是一种精密的测量仪器，用户在使用过程中需要专业的服务支持。因此，自动粘度计厂家需要提供更好的售前、售中和售后服务。例如，提供专业的选型指导、使用培训、维修保养等服务；同时还需要加强与用户的沟通与联系，及时解决用户的问题和反馈。良好的服务能够提高用户对产品的信任度和满意度，也能够增强厂家的市场竞争力。四、结论通过对自动粘度计市场发展趋势的调查分析，我们发现自动粘度计市场具有广阔的发展前景。但是，厂家需要不断提高产品的技术水平、质量和可靠性，加强服务支持以提高产品的竞争力。同时还需要不断进行市场调研和分析，了解用户的需求和反馈，以适应市场的变化和增强企业的可持续发展能力。

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一、技术水平不够高目前，国内卡尔费休水分测定仪的技术水平还不够高，与国外先进技术相比还存在一定的差距。这主要是由于国内企业在技术研发和创新方面的投入不足，缺乏专业的技术人才和先进的技术设备。因此，国内卡尔费休水分测定仪的生产和出口存在一定的难度，需要不断提高技术水平，加强自主创新和知识产权保护。二、产品质量不稳定由于国内卡尔费休水分测定仪的技术水平不够高，导致产品质量不够稳定。一些企业在生产过程中过于追求利润，采用低质量的材料和零部件，导致产品在使用过程中出现各种问题，如测量不准确、使用寿命短等。这不仅影响了产品的出口，还损害了国内企业的声誉和形象。三、缺乏自主品牌目前，国内卡尔费休水分测定仪的企业多数都是以贴牌生产为主，缺乏自主品牌。这主要是由于国内企业在品牌建设方面的意识还不够强，缺乏对品牌的保护和推广。因此，国内卡尔费休水分测定仪的企业应该加强品牌建设，提高品牌的知名度和美誉度，增强自主品牌的竞争力。四、市场开拓能力不足目前，国内卡尔费休水分测定仪的企业在市场开拓方面还存在一定的不足。一些企业过于依赖传统的销售渠道和客户群体，缺乏对新兴市场的开拓和把握。因此，国内卡尔费休水分测定仪的企业应该加强市场调研和分析，积极开拓新兴市场，提高产品的市场占有率。五、政策支持不足目前，政府对国内卡尔费休水分测定仪企业的支持还不够充足。虽然政府已经出台了一系列扶持政策，但是在实际执行过程中还存在一些问题。例如，一些政策门槛过高，导致一些小型企业无法享受到政策优惠；一些政策缺乏连续性和稳定性，导致企业无法长期规划和发展。因此，政府应该加强对国内卡尔费休水分测定仪企业的支持力度，提高政策的针对性和有效性。六、总结目前，国内卡尔费休水分测定仪的进出口现状存在一些为问了题提。高产品的质量和市场竞争力，国内企业应该加强技术研发和创新，提高产品质量和稳定性，加强品牌建设，提高市场开拓能力，同时也需要政府加大支持力度，提高政策的针对性和有效性。只有这样才能够推动国内卡尔费休水分测定仪产业的发展和提高产品的出口竞争力。