裂缝宽度观测仪

地球周围有巨大的地磁防护罩，保护人类和其他生物免受太空射线的伤害。　　一项最新地球研究报告说，地球磁场不仅正在减弱，而且出现裂缝，因此包括人类在内的生命随时会受到高能量宇宙射线的威胁。　　据物理学网站近日报导，印度科学家使用世界最敏感、最大型的宇宙射线检测仪器于近期观察到地球磁场出现裂缝。　　科学家在《物理评论快报》(Physics Review Letter)上指出，因为地磁出现裂缝，所以日冕喷发的巨大等离子能量束冲击地球磁层，引发地磁风暴。　　地磁裂缝　　这种检测仪器为GRAPES-3 介子望远镜，位于印度乌提(Ooty)的塔塔基础研究院(TIFR)宇宙射线实验室。2015年6月22日，该实验室记录到时间长达2小时的200亿电子伏特(20GeV) 高能量太空粒子束，以每小时250万公里的速度撞击地球，造成很多距北极较近的国家地区出现无线电信号中断。　　当时，天空出现绚丽多彩的北极光。科学家说，这是因为地磁遭受那种极高速粒子的冲压而产生磁暴的结果。　　而这种磁暴的根本原因是近年强度不断减弱的磁场发生重新联接时出现一种磁场裂缝。　　报导说，地球磁场是一种人肉眼看不见的无形保护层，减少我们受宇宙射线的威胁。而这个巨大的防护罩近年来出现明显的变化，因此那些潜在的太空威胁问题变得越来越突出。　　地磁分布变化　　澳洲Science Alert科技新闻网曾于5月11日报导，科学家注意到，地球磁场保护层已经出现非常明显的变化，如地磁北极发生了偏移。　　地球磁场强度近年来一直在减弱，目前地球磁场强度以每10年下降5%的速度减弱，而且减弱速度比以前快10倍。而且地磁的分布特点出现改变，即地磁在某些地区增强，在某些地区减弱。　　欧洲空间局(ESA)在5月初布拉格召开的“生命地球研讨会”(The Living Planet Symposium )上报告，地磁北极正快速地朝向亚洲东方偏移。　　该报告指出，自1999年以来，地球磁场强度在北美上空减弱3.5%，而在亚洲增强2%。大西洋南部的南美地区，地磁强度异常减弱2%，而且近7年来其减弱趋势一直朝着西部方向发展。　　与人类未来有关　　科学家推测，地球磁场强度不断减弱的最终结果是地磁两极倒转，造成宇宙射线强烈照射地球，包括人在内的生物因此遭受毁灭性灾难。科学家估计，这种地磁倒转的灾难会每10万年发生一次。　　报导说，这种研究结果听起来很可怕。但是实际情况可能不是想像的那么糟糕。欧洲空间局地磁观测项目经理鲁尼弗莱博哈根(Rune Floberghagen)于2014年7月曾解释：“这种磁极突然倒转不是瞬间出现，而是在几千年或者几百年的时间内发生。这种现象在过去的历史发生过许多次。”　　而且2014年7月，加州大学等机构于英国皇家《国际地球物理研究杂志》(Geophysical Journal International )发表报告认为，78.6万年前的地球磁场活动曾在6000年内一直处于不稳定状态，最后在100年间发生磁场两极倒转。　　加州大学伯克利分校的研究者考特妮斯普莱恩(Courtney Sprain)说：“我们很惊讶，当时地球磁场的两极倒转速度很快。”　　科学家根据目前的地磁减弱情况推测地磁南北极会在今后几千年间突然发生倒转。　　伯克利分校的地质年代学中心主任保罗瑞尼(Paul Renne)教授表示，虽然尚不清楚将在何时突然发生下一次的地球磁场倒转，但人们需要多思考一旦发生后人类会遭受什么。

红外光电产业是航天科工信息技术和装备制造板块的重要产业方向，围绕航天科工产业发展方向，航天长峰充分发挥航天二院光电与电源产业骨干力量，突出强军首责，聚焦军工电子主业中的红外光电领域，下设北京长峰科威光电技术有限公司（以下简称“长峰科威”），致力于红外成像高科技创新产品研制生产以及前瞻性技术预研。依托航天科研优势，航天长峰在国内率先突破红外凝视成像的关键技术，成功研制出实用化的长波、中波和短波各种类型高端红外成像系统，产品性能达到国际先进水平。作为持续推进聚焦核心发展战略，落实“两个融入”的主要产业板块，军工电子产业持续融入二院强军首责产业链、供应链，为增强二院型号供应链韧性贡献力量，大力推进与院属单位联合研发，以内促外，强内拓外，实现产业化发展高速增长。——发展足迹——2002年2月，长峰科威正式挂牌成立，搭建起了国家八六三高科技中间成果推广应用的窗口、航天二院红外成像领域对外技术服务和技术支持的平台。红外光电领域发展坚持“守好基本盘、拓展新市场”战略，以成功取得配套国家重点项目，与中航相关研究所签署第一份合同为契机，凭借极佳的产品性能与产业优势，红外光电领域接连成功取得国家重点型号红外组件研制项目并实现型号小批量试制，成为首个应用在该领域的红外探测成像设备；陆续配套各观测设备在国家重大型号试验期间表现优异，视频多次被央视采用；重点项目开始升级迭代。随着传统红外军用市场基本盘逐渐稳固，航天长峰积极开拓新领域，成功创造了领域内红外应用首个第一。专业精密光学机构实验室为不断提升红外光电领域长期核心竞争力，“定制化红外热像仪研发能力提升”固定资产投资项目立项、专业精密光学机构实验室（光机中心）建设等一系列措施有序推进。光机中心建成后，预计将实现年产800套精密光学镜片和200套精密结构件的能力，助力公司研发能力提升至行业领先水平。目前，航天长峰在红外光电领域拥有精密设备近百套，专利和软著62件，具有国内先进的覆盖长波、中波和短波等各类型高端制冷型红外成像系统的研产能力，产品质量与性能国内一流，广受用户好评。2024年1月，公司成功取得北京市“专精特新”企业资质认定。取得北京市“专精特新”企业资质认定红外光电领域精密设备——产业实力——勇做红外技术领域领跑者。聚焦深耕国产化全波段红外探测与成像技术领域，航天长峰承担了20余项型号红外设备预研及研制任务，积累了丰富的实战经验。打造的红外成像、模拟器、多光谱气体检测等系列产品，具备先进的光学系统、独特的系统噪声处理技术、精细的图像非均匀性校正技术和专家级的工程化技术。长峰科威检测中心作为CNAS实验室认证的检测检验机构，拥有先进的光学零件加工设备，具备透射式、反射式材料球面、非球面、洐射面、自由曲面等各类面型零件的加工、检测及光学系统装调能力和红外光学膜系研发试制能力；先进的机械加工设备具备复杂结构零件的试制能力，可实现各类精密零件高精度、高质量的加工试制。依托众多技术优势，航天长峰军工电子产业优势凸显，率先完成了国内全国产化红外成像设备及大变倍比连续变焦红外热像仪研制生产。检测中心通过CNAS实验室认证连续变焦红外热像仪积极布局战略性新兴产业。红外光电领域引进了光电类场景模拟器业务团队，携红外场景模拟相关产品与技术亮相中国光电工程学会“第六届国际前沿光学成像与探测技术及应用学术交流会”，赢得了专家教授一致赞誉。同时，基于三维悬浮微桥阵列MEMS光热转换技术，成功推出了具有国内最高分辨率的红外场景模拟器，并首次将低温红外场景模拟器应用于导引头测试和半实物仿真实验。积极探索系统级产品，自动驱鸟系统稳步推进系统调试，电力巡检系统已开展样机研制。短波成像组件加快开发，产品谱系逐渐拓宽。红外场景模拟相关产品与技术亮相展会——再启新程——站在新起点，航天长峰将坚持践行强军首责，持续拓展红外光电领域产业链宽度，加强核心技术，全力以赴“挖潜能、调结构、出新品、拓市场”，立足原有红外市场技术优势，稳固传统红外军用市场基本盘，不断争取更多新型号市场份额，深入挖掘各军兵种试验基地半实物仿真、场景模拟器建设需求；提升核心能力，整合产品谱系，加快实现成像机芯研制系列化、标准化，大幅降低定制比例。将红外光电领域延伸至整机产品及系统级产品，市场领域除保持现有军品领域外拓展至更广阔的民用行业市场；保障新开拓领域产品交付，加大场景自适应红外视觉增强技术攻关力度，拓展模拟器产品、机场驱鸟系统等新产品线；深化数字航天，加快数字化转型步伐。全面落实数字航天战略,推进信息化与工业化深度融合；进一步强化要素协同，持续推进产业发展新机制。军工电子产业将全面深化协同增效共赢发展行动，利用好二院及社会资源，共同探索产业化协同新模式、新实践。

什么是禁带宽度(Band gap)禁带宽度(Band gap)是指一个带隙宽度(单位是电子伏特(ev))，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子或者空穴存在，自由电子存在的能带称为导带（能导电），自由空穴存在的能带称为价带（亦能导电）。被束缚的电子要成为自由电子或者空穴，就必须获得足够能量从价带跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。示意图常见的测试禁带宽度方法有2种一种是通过测试吸光度得到Eg，简称截线法；另一种是通过测试漫反射得到Eg，简称漫反射法。下面分别对两种方法展开介绍，并以吸光度法举例：方法1：截线法通过紫外可见分光光度计测试吸光度图谱，通过软件标配的数据处理功能，将得到的吸光度图谱求导得到找到极值点。利用截线法得到吸收波长阈值λg(nm)，代入公式计算得到禁带宽度Eg方法2：漫反射法先用标准白板进行基线测试（R%模式），然后对样品进行漫反射测试，得到样品的漫反射光谱。 由漫反射定律Kubelka – Munk 函数可知：R, K, S 分别代表样品的反射系数，吸收系数和散射系数 另外，基于 Tauc, Davis 和 Mott 等人提出的公式，俗称 Tauc plot：F(R∞)正比于吸收系数 α，在 Tauc 方程中可以用 F(R∞)代替 α，因此，上式可转变为：然后以 hv 为横坐标，(F(R∞)hv)n 为纵坐标画图，当(F(R∞)hv) n=0 时，对应的横坐标 hv 即为 Eg 值的大小。例：使用UH4150的积分球检测系统对TiO2进行吸光度测试通过日立的UV Solutions软件标配的数据处理功能，将得到的吸光度图谱横坐标转换成eV。再利用截线法估算得到TiO2的Eg=3.1，符合3.0~3.2范围，数值准确。END公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

山体滑坡作为全球常见的自然地质灾害，每年造成严重的人员伤亡和经济损失。滑坡可以由地震、火山、降雨或人类活动所触发，其中由地震触发滑坡导致的人员伤亡尤为严重，特别是在地震活跃地区。目前，大量研究集中于地震期间快速倒塌的同震滑坡和在余震或降雨作用下失稳的震后滑坡，这些滑坡地表变化显著，较为容易探测。“然而，在地震影响下，加速运动而非直接失稳的滑坡常常被忽视，因为它们与失稳崩塌的滑坡相比，地面变化很小，探测难度大。这些地震加速滑坡受地震长期效应影响，在震后很长一段时间都可能维持加速运动。” 长安大学教授李振洪如是讲述。“而它们的长期连续运动会对地面或人造基础设施产生持续破坏，并有可能未来发展成灾难性滑坡。”近年来，李振洪团队联合英国纽卡斯尔大学教授Stefano Utili和意大利米兰比可卡大学教授Giovanni Crosta和Paolo Frattini对地震加速滑坡进行深入研究。他们使用2014-2020年共6年的哨兵-1卫星雷达观测数据，采用干涉合成孔径雷达（InSAR）时间序列技术，系统探测2016-2017年意大利中部地震序列所诱发的地震加速滑坡。通过对探测到的819个地震加速滑坡进行空间和统计分析，发现地震加速滑坡不依赖强烈地面震动或者断层上盘效应触发，即使微弱的地震地面震动也会触发滑坡加速，这一特征与受强地震动控制的同震滑坡存在显著不同。他们同时还发现滑坡大小是地震加速滑坡的重要调节因素，规模较大的滑坡比小滑坡更容易发生震后加速。此外，该研究揭示了地震加速滑坡的三个震后速度演化阶段：加速、稳定和恢复阶段；这种从激活走向恢复的阶段性演变可能是由地震能量的逐渐衰减或地震所产生的微裂缝的闭合所控制的。上述研究成果于11月29日发表在《自然—通讯》（Nature Communications)上，通讯作者为长安大学教授李振洪，共同第一作者为博士宋闯和教授余琛。该项研究首次实现了地震加速滑坡的广域探测，并揭示了滑坡对地震效应的长期反应特征。项目合作者中科院院士彭建兵教授评论说：研究成果有助于我们全面了解地震引发的滑坡风险，包括同震滑坡失稳和震后滑坡动态，对于地震活动区的滑坡灾害长期评估和管理具有重要意义。

p style="text-align: center "　　img width="413" height="310" style="width: 413px height: 310px " alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/2015210151949.png"//pp 以80公里/小时的速度驾车在隧道内跑上一趟，隧道的健康状况就尽在掌握中。昨日，被业界称为“隧道医生”的国内首台隧道快速检测车在武汉下线。未来，我国隧道的病害检测将告别肉眼观察。/pp　　昨日，坐落于光谷武大科技园内的武汉武大卓越科技有限责任公司用一台自主研发生产的“隧道快速检验车”，打破了国外对该技术的垄断。/pp　　记者现场看到，新下线的隧道快速检验车以中型卡车为载体，车厢内安装着数个精密传感器。该公司副总裁胡丹丹告诉记者，只需要一名司机驾车和一名操作员操控，这些传感器可以在最高时速80公里的状况下一路走一路测，采集隧道内的信息并形成数据，用无损检测的方式发现隧道内的裂缝及渗漏水等状况，宽度在0.2毫米以上的裂缝都“难逃法眼”，超越肉眼进行观察。/pp　　更重要的是，由于是国产，该车不仅在售价上比进口的便宜约三分之一，而且后期的数据分析也是免费的。以重庆使用的德国进口隧道快速检测车为例，后期数据分析的价格高达70美元/公里。/pp　　据悉，目前，该检测车下线前已在武汉黄龙山隧道多次试验，结果表明，其完全满足检测的各项技术需求，填补了国内空白。/pp　　据了解，目前，我国已是世界上公路隧道最多、发展速度最快的国家。截至2013年年底，我国隧道已超过1万座，特长隧道超过400座，位居各国前列。由于地质条件、地形条件、气候条件和设计、施工、运营过程中各种因素的影响，隧道在长期的使用过程中比普通道路更容易出现病害，如开裂、渗漏水、冻害、腐蚀等，需要经常对隧道的病害状况进行检查。/pp　　■揭秘 国内隧道病害检测/pp　　主要靠肉眼观察和钻孔测量/pp　　受制于技术原因，长期以来，国内对隧道的病害检测大多采取人工检测，靠使用肉眼观察和钻孔法进行测量。肉眼观察受人为因素影响较大，存在着效率低、准确性差、不能进行历史数据对比等问题。而钻孔方法虽然比较直观，但检测速度慢，同时易破坏隧道防排水系统，影响隧道寿命，以上两种方法都难以全面反映隧道整体及各部位质量。目前，以1公里的隧道为例，人工测量约需20人耗时4小时才能完成。虽然重庆曾在德国进口了一台隧道快速检验车，但由于使用成本太高而难以被其他地区效仿。/p

近年来，采用涡动相关(eddy-covariance，EC)方法测量温室气体通量的站点数量在迅速增加，但是要在科学目的、工程标准、安装运行成本和实用性之间做出平衡，寻找到最佳的解决方法，仍是一个具有挑战的工作。从观测结果准确性和精确度来说，选址、建塔等站点设计的环节是重中之重。1、位置选择站点选址的基本原则是，该站点能够尽量观测到全部的研究对象，这涉及到两个问题，一个是方向，一个是架设高度。首先是确定观测区域近几年的主风向，可以参考近几年的气象数据。由于中国大部分地区是季风气候，一般在春夏和秋冬会有两个主风向，这时候要考虑通量仪器的架设方向，实验观测的主要周期等。如果仪器架设方向可以随主风向的改变方便调整，或者实验周期是明确区分了春夏或者秋冬，那么在选址时可以选在观测对象的下风向，这样可以尽可能多的观测到目标对象；如果不能改变通量仪器的架设方向，且是长期定位观测，那尽量将观测地点选址在观测对象的中央位置，或者沿主风向的中点位置，这样可以尽可能的在不改变仪器方向和位置的前提下，观测到尽可能多的研究对象。确定架设高度要满足通量仪器的基本观测条件， 即满足湍流运动的充分交换。一般的架设高度是下垫面冠层高度的1.5到2倍（具体确定观测高度的经验法则见图 1）；在相对平坦和均匀的下垫面条件下，观测距离大约是观测有效高度的100倍（风浪区原理），具体范围需要根据footprint源区计算，随着湍流运动强度和下垫面情况会有所改变。图 1 确定观测高度的经验法则通量源区代表性分析(Footprint分析)是检验一个通量站质量的重要手段，可以用来进行实验方案的设计指导，观测数据的质量控制，以及通过特定传感器的源区分布和来自感兴趣下垫面(植被)的通量贡献，从而对观测结果进行分析解释。图 2 Footprint分析2、下垫面的影响2.1植被类型涡动相关法测量温室气体通量要求仪器安装在常通量层内，而常通量层假设要求稳态大气、下垫面与仪器之间没有任何源或者汇、足够长的风浪区和水平均匀的下垫面等基本条件。在涡动相关传感器能监测到的“源区域”内植被类型均匀一致的情况下，其观测到的通量结果是比较有意义的，可以用来解释生态系统的温室气体收支情况。但当涡动相关传感器的“源区域”覆盖到不同植被类型时，情况就会变得复杂起来。一个极端的例子是：某站点周围具有两种不同的森林植被类型，每天周期性地，白天，风从一种植被类型吹向另一种；夜间，则正好相反。那么，该站点观测得到的通量资料的日平均值将毫无意义。这种极端的情况虽然极少出现，但许多站点都会有微妙的风向变化，在数据分析时需要做仔细考虑。此外，光、土壤湿度、土壤结构、叶面积以及物种种类组成的空间异质性会导致温室气体源／汇强度的水平梯度。而其植被类型的变化也会造成表面粗糙度的变化，当风通过不同粗糙度或者不同源/汇强度表面的区域时，就会产生非常明显的平流效应（Raupach & Finnigan, 1997 Baldocchi et al., 2000）。图 3 不同下垫面的地表粗糙度（参考 于贵瑞&孙晓敏，2006）地表植被类型的突然变化会导致气流的变化，如气流在从高大森林向低矮草地移动时，会在森林边缘形成回流区(如图 4所示)，导致近地面和上方气流方向不一致，其水平长度尺度(距离)等于冠层高度的2-5倍(Detto et al., 2008)。图 4森林边缘附近湍流结构的概念模型（参考Detto et al., 2008）2.2冠层高度通量足迹Footprint描述了EC系统能够观测到的“源区域”，提供了每个表面元素对测量的垂直通量的相对贡献。Footprint取决于观测高度、表面粗糙度和大气稳定度等。如图 5所示，通常来说，传感器的观测高度越高，就越能观测到更远、更广的区域（Horst & Weil, 1994），也便于捕捉植物冠层上方混合良好的边界层中的通量交换。但是观测高度也不是越高越好，在大气层结稳定的条件下（如夜间），过高的观测高度可能会使观测到的“源区域”超出感兴趣的研究区域。因此应该预先计算并确保来自感兴趣区域的通量贡献至少为90％（Gö ckede et al., 2004），在稳定条件下至少50％的时间以确保适当的数据覆盖不同的风向和不同的天气条件。图 5观测高度与通量足迹基于Munger（2012）等确定塔/测量高度（hm）的原则（如图 1），可能存在准确测量实际观测高度和冠层高度的困难，需要考虑后期调整高度的可能性。观测高度必须用三维超声风速计测量路径的中心来确定，其值取决于感兴趣的生态系统的冠层高度（hc），冠层高度值不需要特别准确：采用主要冠层的平均预期高度是合理的。对于冠层高度在生长季节中快速变化的农田、草地和种植园以及同样具有快速变化特性的冰雪下垫面，塔架设计必须考虑允许通过改变塔架高度（例如伸缩式塔架设计）或通过移动传感器来改变测量高度。随着时间的推移为了确保相同的通量观测源区，可以考虑改变测量高度，遵循的原则是测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值的±10%左右。但这种调整的频率不用特别频繁，最多在植被生长期或在积雪季节每隔一周进行。假设在植被生长期开始时的裸土，其测量高度为2 m，在冠层高度达到1.2 米前，不需要改变测量高度；在植被达到1.2米后（例如增加约0.5-0.8米）开始提高测量高度，然后保持测量高度与冠层高度的0.76倍之间的差值保持在一个确定数值。改变表面高度（由于生长和积雪）以及改变测量高度必须准确记录，因为这必须在后期数据处理中考虑。2.3地形影响EC法测量通量假设了地形水平，这样可以保证地形的坐标系和传感器坐标系方向一致，避免平流、泄流效应的影响。图 6复杂地形对EC观测的影响在复杂的地形条件下，风吹过小山时会引起气流的辐合或辐散运动，产生平流效应（Kaimail & Finnigan, 1994）。存在有局地风场影响的站点，在夜间大气稳定，垂直湍流输送和大气混合作用较弱，CO2的水平和垂直平流效应的影响是很重要的（于贵瑞&孙晓敏，2006）。Mordukhovish & Tsvang（1966）的研究表明，斜坡地形能导致水平异质和通量的辐散。对于设在地势较高的观测塔，在夜间对流比较弱时，通常会因CO2沿斜坡泄流而造成大气传输的通量低估，最后导致生态系统净生产力的估算偏高；对于在地势较低沟谷中的观测塔，其问题更加复杂，如果外部的大气平流/泄流通过观测界面进入生态系统，会高估光合作用吸收CO2的能力；如果外部的大气平流/泄流不能通过观测界面，而是从观测界面下部直接进入生态系统，则会在生态系统中暂时储存，最终输出生态系统，造成对呼吸作用的高估。在大多数情况下，实际地形难以满足地形水平的假设，这就需要进行坐标旋转，以消除平流项的影响。当安装铁塔的斜坡坡度特别大时，可以考虑将原本应水平安装的超声风速计调整为与地面平行。3、塔及塔附属设施的影响3.1塔体本身塔本身对观测的影响可分为塔本身对风场的影响，以及塔的偏转、震荡对测量过程的影响两种。3.1.1 对风场的影响自然气流无论是经过几十米的观测塔，还是遇到几毫米的仪器翼梁或电缆，各种尺度的障碍物都会使流线发散，从而导致用于计算通量的流线分离，称为流体失真，流动失真以难以看见的方式影响测量，其影响只能在塔的设计建造阶段进行最小化。在塔的迎风侧（上游），风速受到影响会有所降低。受流动失真影响的逆风距离与障碍物大小的立方成比例，并随着距离的立方体而减小(Wyngaard, 1981, 1988)。在塔的背风侧（下游），风速也减弱，这种效果随着风速的增加而减小（湍流的更快速重构）并且受到障碍物的长度和宽度的影响。图 7 展示了在高塔的迎风侧观察到的风向上的偏转与加速， 图 8则展示了高塔顶部和底部方向迥异的风向。这是由于在背风侧下方产生的回流区造成的，障碍物(塔)尺寸越大，回流区就越容易发展得更大。在塔基通量观测中，森林生态系统的观测常需要10m以上的高塔作为基础，容易导致回流区的产生，回流也增加了向上流动的倾向，并加强了烟囱效应，这可能会显著影响风的测量和干扰混合比梯度。图 7 在塔的迎风侧观察到风向上偏转和加速(引自Sanuki and Tsuda, 1957)图 8 塔顶部的西风流（离地面10米）和离地面2米处的东风回流(引自Vaucher et al., 2004)在建造塔时，尽量选择塔身纤细、结构较少的铁塔，避免对风场的影响，也要注意控制林窗的大小，避免人为形成回流区域。此外，应该尽量减少树木和树枝的移除，因为它们对风的阻力作用可以减少这些回流区域的形成。选择纤细塔体的同时也要保证塔体足够坚固，以确保安全的维护通道和应对整个观测周期中的极端环境。当塔架底座和结构由于受到外界辐射而加热引起对流循环时，可以观察到烟囱效应。这增强了气流的垂直偏转，从而使更多的空气向上移动。烟囱效应取决于基础和塔的质量和热容量、塔的形状、对树冠的干扰程度（清理/切割塔构造的树木）和站点的净辐射量等。烟囱效应是不可避免的，应尽量减少混凝土基础和塔架结构，塔的的横截面也尽量不超过2 x 3 m (Munger et al., 2012)。塔体结构对经过气流的扭曲变形和烟囱效应应该通过专业的方式或通过建模方法（Griessbaum & Schmidt，2009）进行调查（Serafimovich et al., 2011）。3.1.2 对测量过程的影响塔体本身随风速的运动会导致测量中的系统不确定性；塔的移动应限制在0.02 m s-1（即测量风速的精度），并且不应具有在1到20 Hz之间与风向共同变化的力矩（谐波效应）；快速响应加速度设备可用于量化塔运动，逐点校正还需要快速响应测斜仪测量以确定旋转速率以及加速度；由于在塔上工作的人员而导致的塔架运动不会随着风或标量交换而变化，但可能会扰乱风场。3.2塔上横臂在1976年的国际湍流对比实验中，一些报告显示直径0.05 m的水平支撑结构造成的平均上升风速为0.1 m/s (Dyer, 1981)，它大到足以使涡动相关测量无效。因此，风速计安装臂的尺寸也要尽量小，只需要提供一个安全稳定的测量平台就可以了。王国华等利用成熟的计算流体软件，对布置多个支撑观测仪器的支架所导致的大气边界层风场失真进行定量仿真。他们发现，当支架间距小于6倍的支架直径D或来流风向角小于30°时支架附近流场受到明显的相互干扰。通过对不同来流风向及支架间距离模拟结果的对比分析，认为使用多支架进行多点联合观测时，支架应沿垂直于观测地点常年来流主风向的展向布置。为避免不同支架相互干扰，支架间的最小距离L应大于9倍的支架截面直径。此外，横臂本身需要足够稳定以支撑仪表，可以通过增加侧臂和拉索的方式，以避免横臂的扭矩和振荡。3.3塔下建筑物3.1.1一节讨论了塔体本身对风速和风向造成扭曲从而影响风场的作用，塔下其他障碍物（如设备房间、供电小屋等）也存在这种作用，如图 9 所示。图 9 从障碍物侧面看的迎风流畸变和背风侧流畸变的概念图（引自Davies and Miller, 1982）回流效应在高大的森林冠层中最为明显，但较矮的草地和作物冠层也必须考虑，特别是在附近存放其他设备的房屋的情况下。因此，应尽可能地减少这种流动变形源，在不可减少的情况下，障碍物应远离观测塔，避免对风场的影响。参考文献1. Raupach M R , Finnigan J J . The influence of topography on meteorological variables and surface-atmosphere interactions[J]. Journal of Hydrology, 1997, 190(3-4):182-213.2. Baldocchi D , Falge E , Wilson K . A spectral analysis of biosphere-atmosphere trace gas flux densities and meteorological variables across hour to multi-year time scales. 2000.3. 于贵瑞, 孙晓敏. 陆地生态系统通量观测的原理与方法[M]. 高等教育出版社, 2006.4. Detto M, Katul G G, Siqueira M, et al. The structure of turbulence near a tall forest edge: The backward‐facing step flow analogy revisited[J]. Ecological Applications, 2008, 18(6): 1420-1435.5. Horst T W, Weil J C. How far is far enough?: The fetch requirements for micrometeorological measurement of surface fluxes[J]. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 1994, 11(4): 1018-1025.6. Gö ckede M, Rebmann C, Foken T. A combination of quality assessment tools for eddy covariance measurements with footprint modelling for the characterisation of complex sites[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2004, 127(3-4): 175-188.7. Munger J W, Loescher H W, Luo H. Measurement, tower, and site design considerations[M]//Eddy Covariance. Springer, Dordrecht, 2012: 21-58.8. Kaimal J C, Finnigan J J. Atmospheric boundary layer flows: their structure and measurement[M]. Oxford university press, 1994.9. Mordukhovich M I, Tsvang L R. Direct measurement of turbulent flows at two heights in the atmospheric ground layer(Atmospheric turbulence statistical characteristics dependence on stratification and elevation from heat flux and wind friction stress characteristics)[J]. ACADEMY OF SCIENCES, USSR, IZVESTIYA, ATMOSPHERIC AND OCEANIC PHYSICS, 1966, 2: 477-486.10. Wyngaard J C. The effects of probe-induced flow distortion on atmospheric turbulence measurements[J]. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 1981, 20(7): 784-794.11. Wyngaard J C. The effects of probe-induced flow distortion on atmospheric turbulence measurements: Extension to scalars[J]. Journal of Atmospheric Sciences, 1988, 45(22): 3400-3412.12. Sanukii M, Tsuda N. What are we measuring on the top of a tower?[J]. Papers in Meteorology and Geophysics, 1957, 8(1): 98-101.13. Vaucher G T, Cionco R, Bustillos M, et al. 7.3 FORECASTING STABILITY TRANSITIONS AND AIR FLOW AROUND AN URBAN BUILDING–PHASE I[J]. 2004.14. Griessbaum F, Schmidt A. Advanced tilt correction from flow distortion effects on turbulent CO2 fluxes in complex environments using large eddy simulation[J]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society: A journal of the atmospheric sciences, applied meteorology and physical oceanography, 2009, 135(643): 1603-1613.15. Serafimovich A, Thomas C, Foken T. Vertical and horizontal transport of energy and matter by coherent motions in a tall spruce canopy[J]. Boundary-Layer Meteorology, 2011, 140(3): 429-451.16. Dyer A J . Flow distortion by supporting structures[J]. 1981, 20(2):243-251.17. 王国华, 贾淑明, 郑晓静. 观测支架引起的大气边界层风场的失真规律[J]. 兰州大学学报: 自然科学版, 2012, 48(5): 71-78.Davies M E, Miller B L. Wind effects on offshore platforms-a summary of wind tunnel studies[R]. National Maritime Inst., Feltham (UK), 1982.为了保障各位老师同学从仪器维护的工作中解放出来，做数据的使用者，把更多的时间和精力用在数据深度分析和科学价值发掘方面，我们特提供以下技术服务：站点长期正式运维基于站点管理、工作流程/规范、设备安全、系统优化、设备/数据预警、站点/设备监控、数据分析、科研成果凝练和挖掘等多方面综合执行。站点短期巡检发现目前设备安装、使用、维护、运行状态等影响数据质量的问题。数据远程综汇系统升级建立系统平台，对站点运行状态和数据质量进行预警、监控等。数据整理分析和深度挖掘通过数据整理、插补和分析，形成数据质量分析报告；同时深入挖掘数据背后的科学信息，可以多方面地支撑文章写作、项目申请、专利以及软件著作权申请等工作。通量观测技术培训（涡动相关系统、闪烁仪系统等）根据用户的实际需求，可以有针对性地培训涡动通量观测和设备运行的基本原理，数据处理的基本流程，通量数据处理软件介绍及实际操作演示，通量、气象设备日常维护以及仪器标定，站点选址等相关内容。提供远程视频和上门现场培训等多种方案。

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

3月26日，中国科学院深圳先进技术研究院光电工程技术中心李剑平团队在知名光学期刊Optics Letters上发表最新研究成果。研究团队提出了一种生成薄而宽的准无衍射激光光片的光瞳掩模优化设计方法。博士后研究员唐城博士为论文第一作者，正高级工程师李剑平博士为通讯作者。 光片荧光显微术（light sheet microscopy）是活体生物成像的一场革命。通过将激发激光限制于显微物镜景深范围附近的光片薄层，既可以减少显微成像的离焦模糊，又可以减少光漂白和光毒性，极大地提高了图像的清晰度，延长了生物样品的观测时间。通过逐层扫描样品或光片可形成三维图像。使用面阵数字相机的上百万个像素对焦平面中的目标断层进行并行采样，具有极高的采样速度；结合流式进样方法还可以实现高通量流式显微成像。由于其高清、无损、三维、快速等特点，光片荧光显微术是表征活体细胞、组织、胚胎和器官的理想手段。 然而，光片显微术的成像性能受限于光片的光学属性，其成像分辨率受限于光片的厚度，成像视场受限于光片的宽度。而光片的厚度和宽度因光波固有的衍射属性相互制衡。薄光片支持高分辨率，但衍射发散快、有效宽度窄，限制了成像视场；厚光片衍射发散慢，支持大视场成像，但限制了分辨率。光的衍射属性导致成像分辨率和视场构成一对天然矛盾，限制了光片显微成像中生物个体的大小及表征通量。高分辨率大视场显微成像需要薄而宽的光片，这种光片具有无衍射性质。无衍射光片必然伴有旁瓣，旁瓣对成像构成离焦背景噪音。因而基于无衍射光片的显微荧光成像须控制旁瓣的影响。用于生成“更宽更薄”光片的光瞳掩膜及其使用方法示意图 科研团队供图 针对这一问题，研究者提出了一种数值优化方法，可以用来设计一种叫做光瞳掩膜的衍射光学器件，以生成薄而宽的光片。该衍射光学器件通过调制振幅或相位，可以调控光片的厚度、宽度和旁瓣，从而突破高斯光束传播规律的限制，在仅使用廉价的柱透镜和掩模板的基础上就实现了薄而宽的光片。 该方法巧妙提出了一个光片质量的全局评价因子，用以表征光片厚度、无衍射范围和旁瓣之间的制衡关系。理论和实验表明，优化后的掩模可将静态光片无衍射范围扩大50%，同时使其旁瓣低于20%。据此生成的新型静态光片可以在不牺牲轴向分辨率的前提下，对样品实现更大视野成像。

太赫兹波，指频率为0.1-10 THz的电磁波，位于微波和红外之间，属于电子学与光子学的过渡区间。由于具有光子能量低、穿透力强、特征光谱分辨能力好等属性，太赫兹技术在生物传感、无损检测以及高速无线通讯等领域具有重要的应用前景。然而，由于自然界中的天然材料在太赫兹频段没有电磁响应，导致太赫兹频段的功能材料和器件非常匮乏，这也是造成太赫兹技术尚未广泛应用的重要原因。THz超材料，一种新型的周期性人工电磁材料，其性质主要取决于所设计的结构，通过特定的结构设计，可获得与自然界已知材料截然不同的电磁性质，从而实现丰富的功能器件，如吸波器、调制器和偏振转换器等。目前常见的太赫兹超材料，主要由光刻工艺制备得到，存在制备工艺复杂、加工成本高的问题。此外，目前宽带吸波器常采用上下重叠式多层结构设计，其在太赫兹频段所需的多步光刻工艺更是进一步提高了加工难度及成本。因此，探索太赫兹器件的无光刻、低成本、简单高效的制备方法获得超宽带太赫兹吸波器，将有利于促进太赫兹技术的繁荣发展。 近日，西安交通大学张留洋教授课题组提出了一种偏振不敏感的超宽带太赫兹吸波器设计及其制备方法，该超宽带吸波器由叠堆于类宝塔基底表面的多层环形谐振器构成，通过相邻谐振器共振模式的重叠实现带宽的扩展，最终通过叠堆12层圆形和环形谐振器实现1.07-2.88 THz频段的近完美吸收。该研究结合微尺度3D打印技术（nanoArch S130，摩方精密）制备得到实验样件，实验测试结果验证了宽带吸收机理的准确性。该成果以“Three-Dimensional Printed Ultrabroadband Terahertz Metamaterial Absorbers”为题发表于国际期刊Physical Review Applied上，该研究工作由西安交通大学机械工程学院博士生沈忠磊与硕士生李胜男共同合作完成。图1 具有面外形态的太赫兹吸波器结构示意图图2 太赫兹超宽带吸收谱 通过结合微尺度3D打印技术，超宽带太赫兹吸波器可由简单的三步工艺制备得到。其中，周期性阵列的三维类宝塔结构采用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S130，摩方精密）加工得到。实验结果表明：得益于高精度的微尺度3D打印技术，测试所得的宽带吸收谱谐振频率和吸收幅值均与数值模拟结果较为吻合。图3 太赫兹超宽带吸波器实验验证（其中单元周期Px=Py=185μm，顶层圆形谐振器半径r12=10μm, 叠堆环形谐振器宽度w=6μm，叠堆层厚▲t=10μm） 此外，文章进一步证明了该制备方法之于常见太赫兹窄带吸波器制备的适用性。实验结果表明：两种太赫兹窄带吸波器的吸收谱测试结果与数值模拟结果和理论结果均较为吻合，表明基于微尺度3D打印技术的制备方法同样可实现对常见太赫兹窄带吸波器的高质量制备。图4 太赫兹窄带吸波器实验验证原文链接：https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.16.014066

3月29日，科技部发布了国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项2021年度项目申报指南。“变革性技术关键科学问题”重点专项，重点支持相关重要科学前沿或我国科学家取得原创突破，应用前景明确，有望产出具有变革性影响技术原型，对经济社会发展产生重大影响的前瞻性、原创性的基础研究和前沿交叉研究。指南中明确，该重点专项2021年拟部署项目的国拨概算总经费为6.37亿元，将围绕空间、电子信息、材料、地学及生命等5个领域方向部署项目，优先支持34个指南方向。1. 月球内部圈层结构与演化过程的研究利用历史数据特别是嫦娥系列月球探测数据，以重、磁、电、震、热等几大核心要素，开展多物理场的综合研究，构建月球内部圈层结构模型，剖析月球内部圈层结构特性及其形成的机理，研究月球大尺度演化历史中的重大事件，构建新的月球演化理论框架，实现对月球内部圈层结构和月球演化过程认知的新突破。2. 空间超冷原子奇异物理性质研究发展空间微重力条件下制备、测量、精密调控10~100pK量级温度超冷原子的新方法和新思路，研究超冷原子气体的奇异物理特性。研究10~100pK温度下，光晶格中超冷原子的量子相变，研究这种极端条件下产生的新物态，以及这些物态的新物理性质和动力学过程；研究物质波辐射和相干特性，并对其进行精密探测，探索异核量子少体奇异分子特性；基于空间超冷原子气体，发展探测超出标准模型的新粒子与新相互作用的新思路，研究包括轴子与类轴子粒子在内的暗物质备选 粒子的新奇量子态。为空间超冷原子相关科学实验提供科学依据和研究基础。3. 新型空间高能辐射探测的重要科学问题研究面向新一代更高性能、国际领先的空间暗物质粒子、宇宙线和伽马射线的探测需求，开展关键科学问题研究。研究大接收度、宽能量动态范围条件下，从海量杂乱信息中智能判选有效事例的科学问题和优化方法，充分利用多种探测器的能量、时间和簇射形状等信息，实现多种类粒子的高效准确获取；研究高精度高分辨率的电荷重建测量算法，降低高能宇宙线碎裂效应和簇射反冲效应的影响，发展多变量分析和粒子鉴别算法，提升对电子和光子的测量能力；研究核子、电子特别是伽马光子的高精度能量和方向/径迹重建算法，最大限度地修正簇射反冲效应和不同入射角度的影响；研究利用电离效应、地磁刚度、穿越辐射等多种标定手段相结合的可靠在轨标定方法，确保测量能标的准确性；开展实验进行验证。4. 天体爆发现象的高能辐射研究利用多波段多信使天文观测设备和手段，对双致密星并合引力波电磁对应体、X射线双星、快速射电暴、高能中微子以及伽马暴和磁星进行探测研究，研究X射线中子星和黑洞双星、快速射电暴、高能中微子以及伽马暴和磁星暴发的产生机制，破解黑洞、中子星和磁星等致密星的形成和演化以及双致密星的并合机制，研究强引力场、强磁场、高密度下的物理规律， 测量引力波速度和哈勃常数等基础物理参数。5. 多源卫星数据在轨智能融合理论与方法面向快速获取信息的需要，探索多源卫星数据在轨智能融合新理论与新方法。研究单平台多载荷自融合系统架构， 研究多源异构卫星数据信息相关性度量理论与方法，建立多星协作认知模型，突破单星分辨率与探测识别精度极限，开展多星协作对提升状态判读与动态过程预测准确性的理论与数值分析，研究基于知识与数据双驱动的多源数据智能融合方法与低能耗硬件加速计算方案，研制多源数据融合在轨处理试验系统并进行航空 验证。6. 基础三维无源元件的单片高集成度自卷曲技术针对微型电子系统对高集成度基础无源元件的需求，研究单片自卷曲技术。研究自卷曲结构的薄膜应力生长调控机制和异质晶体薄膜集成结构的应变诱导卷曲力学机理；提出高频、高磁导率纳米颗粒磁流体芯及其毛细注入机制；研究力-电-热多物理场耦合规律，建立等效分析模型；探索零功耗的自卷曲结构可重构方法，实现基础无源元件电性能可调。 7. 电磁矢量高分辨成像理论与系统研究针对单一波束宽度范围内多目标分辨的需求，开展基于电磁矢量的高分辨成像理论与技术研究，突破多目标分辨的电磁衍射极限限制。研究非线性电磁矢量波前调制理论与技术，探索可重构矢量调制材料特性同系统非线性状态数量最大化的联系；研究基于波前非线性调制的信号处理与成像算法；研制短基线稀疏阵列三维成像雷达原理样机，开展飞行试验，为电磁矢量高分辨三维成像技术应用奠定技术基础。8. 红外微分体制和硅基单片集成的探测芯片技术针对红外高背景辐射环境中微弱目标的红外探测跨代技术所需要的芯片技术，构建红外成像芯片的微分体制和硅基单片集成体制；研究微分物理量原位直接探测的方法，基于光-电联合调控对不同的光场要素实现原位集成式微分感知的技术；研究基于胶体量子点的硅基单片集成短波红外探测芯片，重点突破量子点的批量化合成、暗电流抑制和弱信号采集技术；建立适应微分体制和硅基单片集成体制的红外成像芯片关键技术。9. 面向宽温域功能器件的连续组分外延薄膜技术与材料以宽温域实用功能器件为牵引目标，发展水平方向化学组分连续变化的外延薄膜生长技术和匹配的水平空间跨尺度表征技术；制备连续组分铁电和热电功能材料单晶薄膜；获得居里温度和热电优值等关键参量随精细组分的定量化规律；研究连续组分外延薄膜宽温域下参量调控机制；研制基于连续组分外延薄膜的宽温域连续响应功能器件。10. 面向半导体集成的铁电调控新功能器件面向半导体集成多功能电子和光电子器件的发展需求，开展铁电氧化物薄膜和二维层状材料与第二、三代半导体相兼容的异质集成技术和可控制备工艺的研究；研究铁电-半导体界面特性及其功能器件极化调控规律，突破常规晶体管的性能瓶颈；构建铁电多功能性调控金属离子发光物理模型和技术方法，革新传统的发光触发和调制技术，研究铁电氧化物的多功能性与半导体光电特性的耦合，实现基于新机制的半导体集成的铁电功 能调控光电子器件。11. 生物过程启示的陶瓷材料室温制备关键科学问题研究自然制造过程中生物材料组成和显微结构形成过程的典型特征；研究生物环境、类生物环境、生长因子等条件下陶瓷材料合成和显微结构形成动力学过程，开展生物合成陶瓷材料结构形成动力学的跨尺度理论模拟和计算；研究微纳尺度限域环境、外场（光、力、电）等辅助条件对物质传输、反应和组装致密化机制的影响，设计和研发陶瓷材料室温制备装备，优化制备工艺参数，研制宏观尺寸工程陶瓷材料。12. 大尺寸异形构件的热防护材料及其制造技术面向大尺寸异形构件整体制造及热防护的需求， 研究多元超高温陶瓷复合材料高温长时抗氧化机制，优化设计宽温域抗烧蚀多元超高温陶瓷组分；研究反应熔渗法制备大尺寸构件的多元超高温陶瓷生长机制，发展陶瓷与碳/碳材料结构功能一体化的梯度复合方法；研究大尺寸构件碳基体与陶瓷相的定向引入方法、应力形成机制与变形控制方法，形成大尺寸异形构件整体制造与分区域热防护制备技术。13. 劣质地下水改良的原位调控理论与技术研究面向劣质地下水分布区安全供水的重要需求，研究原位调控含水层条件下原生劣质地下水中氟、砷、氨氮等典型有害组分的去除机理，构建水质改良原位调控理论体系；开发典型原生劣质地下水中有害组分及赋存状态的原位与现场快速检测方法，研发劣质地下水多相态条件下有害组分反应性溶质运移模型，探索强化吸附除氟、强化固定除砷和强化生物脱氮等原位改良技术，建立典型原生劣质地下水原位调控的技术方法体系。14. 中国东部深层高温地热的形成机制、分布特征和资源评价针对中国东部深层高温地热的动力背景、生成与聚集机制、分布规律等开展研究。通过地球物理、地质、地化综合研究，解析地幔、岩石圈和地壳结构及其热物理参数；查明中国东部新/活动构造特别是控热构造的三维分布与时空演化特征； 开展有效热源分析，建立地热场挽近时期构造-热演化历史；结合地震、电、磁、重力等地球物理数据、地质地球化学资料，探索精细刻画浅部地壳热结构新的计算模型；开展干热岩结构力学成 因、压裂、特别是临界CO2压裂改造方法与机理研究。15. 富氦天然气成藏机制及氦资源分布预测技术研究有效氦源的评价参数及氦气释放机制，揭示控制氦源效率及潜力的关键因素；研究复杂地质介质中氦的运载机制及控制因素，揭示地质条件下温度、压力、介质特征对氦气运移、富集的控制；研究富氦气藏成藏过程及关键控制因素，阐明古老克拉通地台区富氦气藏、深大断裂/岩浆活动区富氦气藏、非常规天然气（页岩气、煤层气等）富氦气藏的成藏条件、动态富集过程及关键控制因素；建立氦源效率、有效性及潜力评价技术、复杂地质条件氦气运载效能评价技术、富氦气藏成藏条件及富氦天然气有利分布区带及勘探目标预测技术，综合集成构建氦资源评价预测技术。16. 火星的宜居环境和生命信号探索研究基于我国和国际上已有数据，结合火星陨石、模拟样品的实验室研究，充分参考地球类火星的极端环境条件，研究火星表面水成矿物的分布、含量和形成环境，水成地貌特征和古沉积环境演化，为生命可能产生的大概率区域提供参考；研究火星表层以下水冰分布，并寻找可能的地下宜居环境；分析火星陨石中的硫等挥发性元 素的同位素组成和不同氧气含量下硫等挥发性元素的光化学反应过程；研究地球临近空间、柴达木盆地等类火星极端环境中的生物多样性、分布特征和适应机制，开发地球代表性生物标志物在模拟火星环境中的检测方法，提出若干可测量的关键检测技术指标。17. 空间微重力燃烧的基础性研究面向先进能源动力和高性能发动机提高能效、燃烧源污染物的控制、地面和载人航天防火技术，通过一系列的微重力燃烧实验，得到解耦浮力效应的科学实验数据，促进对燃烧现象科学本质的认识和模型的建立，推动燃烧科学和技术的创新。具体内容包括：层流近极限燃烧特性研究；射流火焰湍流转捩及火焰结构特性研究；载人航天火灾行为及材料防火安全研究；航空航天液体燃料燃烧机理研究；微重力燃烧的碳烟生成研究，火焰合成特 种材料研究。18. 空间环境中新材料制备原理与特种成形技术基于空间环境的特殊条件，探索新材料变革性制备原理与特种成形技术。揭示超高温金属材料的液态热物理性质，探索空间快速凝固动力学规律；研究新型大块非晶与稀土磁性合金的空间制备与成形过程，优化非晶/纳米晶软磁合金组织和磁性能；探索空间环境中液相分离机理，发展高性能稀土镁合金特种成形技术；研究无机功能晶体的空间生长动力学及其生物医学特性，实现其结构和缺陷的主动调控；建立有机功能材料和纳米复合材料的空间合成新途径，发展新型凝胶润滑材料和含浸润滑剂多孔纳米复合材料。19. 空间胚胎发育和生命孕育研究研究空间微重力对哺乳动物和人类生殖细胞及其支持细胞协同发育的影响，从分子、细胞、组织等多个层面，系统地探究微重力环境对生殖细胞及其支持细胞协同发育的影响；研究空间 微重力下体外培养和分化胚胎干细胞为各类功能细胞、组织及器官的特性变化及基本规律；研究空间环境低敏感小鼠品系的筛选和构建，空间小鼠培养关键科学与技术问题。20. 日—地和日球层边界探测中的重要科学问题围绕理解日—地多圈层耦合过程和日球层边界的复杂系统开展重要科学问题研究。基于光谱成像观测研究日冕磁场、密 度、温度、速度的空间分布及其快速演化；建立太阳风结构的多视角观测的反演方法，研究其在行星际空间中的传播特征和演化规律，研究太阳风与地球磁层相互作用的关键区域（包括磁层顶、极光区和磁尾）的成像特征；建立数据驱动的内/外日球层全链条三维多元太阳风动力学演化模型，模拟背景太阳风环境及太阳风暴大尺度结构的传播与演化；研究太阳风边际结构及动态特性，星际介质对太阳风的侵入作用；研究太阳风超 热粒子及异常宇宙线的起源、加速和演化，银河宇宙线在太阳系边际的调制传输机制。21. 基于范德华外延—剥离转印的半导体器件制作新方法面向未来信息系统对高性能半导体器件的需求，突破衬底对器件性能的限制，探索基于范德华外延—剥离转印的器件制作新方法，实现不依赖外延关系的衬底选择，为高效率光电器件和大功率射频器件的研制提供变革技术。22. 基于声波新原理激励小型化天线技术面向低频天线机动化和高频天线芯片化的重大应用需求，研究多频段小型化声波激励天线新机理、新材料和新工艺，突破天线尺寸数量级缩减的技术瓶颈和传统天线辐射效率与带宽的物理极限，实现天线技术在尺寸和性能上的跨越。23. 具有开放扩展架构的模块化移动终端技术针对传统移动终端更新换代导致的资源浪费，研究可持续演进的模块化终端新形态，通过软件、模块升级与按需组合，支持多频段、多体制无线接入，实现终端由封闭向开放扩展架构的转变。24. 超铺展液滴调控技术用于高效农药利用的基础研究面向农药高效利用的重大需求，研究农作物叶面独特的微观结构和性质对农药液滴撞击在其表面迸溅和沉积的影响机制；构筑适用于多种作物和农药的新型高效表面活性剂超铺展剂体系，与农药活性调控技术相结合，解决农药的残留问题；与高效植保装备和精准施药技术相结合，构建能够使农药喷雾在作物和杂草间靶向喷洒、高效选择性沉积、抗风雨侵蚀的颠覆性技术，突破传统方法的极限，全面提升农药利用率；推动精准农业的实用化，完成农田农药喷洒测试。25. 高灵敏高速高温超导单光子探测材料与器件面向自由空间光通信对轻质小型、高灵敏光子探测器的迫切需求，聚焦星间激光通信等航空航天国家重大战略，开展新型结构高温超导薄膜制备过程与跨尺度物性理论研究和工艺优化设计；揭示基于量子金属态的新型超导量子效应形成机制；建立微结构与库珀对输运特性的构效关系和评价准则；发展基于高温超导体量子金属态的高灵敏、高速单光子探测原型器件。26. 稀土基新型电子相变半导体与敏感电阻器件围绕国家战略，从电子材料角度变革现有突变式敏感电阻元器件技术；发展稀土镍基氧化物等新型电子相变材料的非真空制备技术并结合理论计算优化其制备工艺；发展其金属绝缘体相变温度在宽温区范围的精准设计方法；研究其高压诱导电子相变特性与机理；研究其氢致电子相变特性、机理、与潜在器件应用；制作稀土基突变式热敏、压力敏感电阻原型器件。27. 分布式光纤地震成像与反演的关键技术及应用研究针对我国页岩气等非常规油气安全、高效开发关键需求，探索三分量分布式光纤地震传感技术；基于井中与地面光纤传感记录，开展裂缝发育、流体运移成像与反演方法研究，开展地下介质结构动态成像与物性参数动态反演方法研究；开展非常规油气开发现场及周边区域野外监测示范。28. 南极冰下复杂地质环境多工艺钻探理论与方法针对南极复杂冰下地质环境研究需求，变革现有冰层钻进及冰下地质钻探取样技术，探索面向南极恶劣地表环境和暖冰、脆冰与冰岩界面等复杂冰下地质环境的多工艺钻探取样理论与方法，提高复杂冰层钻进速度和增加冰下基岩取心长度。29. 高铁地震学研究针对高铁路基安全、地震预测、智慧城市地下空间探测与监测等重大问题需求，变革性地把高铁噪声源转变为可利用的优质震源，探索以高铁震源为代表的移动组合震源激发地震波场新理论，发展基于移动组合震源的地下介质结构探测、动态监测等系列新技术。30. 高通量培养筛选鉴定健康相关微生物的关键技术建立健康相关微生物菌自动分离培养及性状分析平台，揭示重要肠道细菌及代谢产物对“微生物—代谢—免疫”轴影响的微观机理；建立多组学大数据分析技术与人工智能算法，揭示临床常用药、疾病与健康相关的微生物组特征以及代谢、免疫特征；建成中国健康人体微生物实体库和微生物组的健康大数据库，突破微生物组研究关键技术，发展具有应用前景的微生物组干预技术，促进新型健康药物研发。31. 空间领域青年科学家项目针对太阳活动和空间天气的智能预报，地月空间探索等领域中的基础科学问题开展研究。32. 电子信息领域青年科学家项目针对碳基结构与硅基片上集成技术、语义通信理论与编码方法、多功能毫米波无源元件设计理论与实现技术、光电融合计算加速技术等领域中的基础科学问题开展研究。33. 材料领域青年科学家项目针对强自旋轨道耦合材料、二维量子材料、光—电—磁功能材料、柔性材料、生物医药材料等新概念功能材料与器件领域中的基础科学问题开展研究。34. 地学领域青年科学家项目针对地球与生命早期协同演化的金属同位素示踪技术与原理，关键带水文生物的地球化学研究，热带、中高纬度气候系统与我国极端天气气候的关系，涡旋运动与海洋生态系统储碳过程的关系等领域中的基础科学问题开展研究。

近日，全国援藏工作会议和全国文物局长会议在拉萨召开，西藏文物如何更好保护利用成为焦点问题。据统计，西藏现有不可移动文物4277处，其中全国重点文物保护单位55处。留存在布达拉宫、大昭寺、哲蚌寺等宫殿、寺庙中的唐卡、壁画、古籍等，是西藏文物保护的重要资源。如何让这些文物古籍得到保护并“活”起来?西藏引入先进仪器等科技的力量，让文物重新焕发生命力。　　摸清家底 加大投入　　在布达拉宫一间工作室内，工作人员陈尼玛将一件名为“石青色锻绣孜巴扎纹甲胄”展开，测量出它的长、宽度，叠放整齐后再称重，一旁的同事不断地将数据记录在电脑上。“这是一套清代西藏地方政府一品级武官所穿的战袍。”陈尼玛说。　　“3个月来，已统计出唐卡2000余幅，并根据年代、完残程度、品相进行了定级。”布达拉宫管理处副处长贡嘎扎西说，这些文物古籍不仅有纸质的详细材料，还会有完整的影像档案。目前，布达拉宫已整理出10万件文物古籍，其中有6万件古籍善本，4万件佛像、唐卡、法器等。　　据哲蚌寺管委会常务副主任阿旺群增介绍，哲蚌寺寺藏文物以唐卡、经书、瓷器、佛像等为主，现藏各类文物8000多件。此外，国家投资7000多万元，对该寺的建筑和壁画进行了保护维修。　　自“九五”时期投入3.8亿元用以维修布达拉宫、大昭寺和罗布林卡以来，20年间中央在西藏文物保护投入近30亿元，开展抢救性维修保护工程300多项。“十二五”期间，国家安排资金10.09亿元，对46处重要史迹和公共文化设施开工建设。 “‘十三五’时期，国家投入西藏文物专项资金还要翻一番，总数不低于20亿元。”文化部党组成员、国家文物局局长刘玉珠说。　　尊重传统 引入科技　　西藏在文物保护上，十分注重文物本体的保护维修。位于山南扎囊县的桑耶寺兴建于公元8世纪，具有汉、藏、印早期建筑的风格。维修施工现场，300多名农牧民手持底部有圆石墩的木棍，唱起劳动的号子，有节奏地打在屋顶上。这就是藏族特有的建筑工艺——“打阿嘎”。　　桑耶寺于今年4月开工的第三期维修工程，总投资1100万元，重点对乌孜大殿恢复传统工艺。“上世纪80年代，乌孜大殿的三层在修缮时用过水泥，此次维修要全部打掉，恢复阿嘎土的传统工艺。” 山南市文物局局长强巴次仁说。　　坐落在拉萨西郊半山腰的哲蚌寺内，一条古转经道墙上的壁画已修复完毕。“这是哲蚌寺时间最长的一幅壁画，由于年代久远、雨水侵袭，最严重时墙体拱出30厘米。”哲蚌寺管委会副主任洛桑说，技术人员将壁画揭取下来，对墙体进行修复后，再将壁画粘贴上。整个壁画遵循“修旧如旧”原则，最大限度地恢复了壁画原貌。　　西藏还注重引入最先进的技术。2013年7月，故宫博物院与大昭寺合作，决定对大昭寺文物建立一个完整、统一的数据库。“一尊佛像可以用10幅图片达到360度浏览，把佛像最美的部分展示出来。”故宫博物院藏传佛教文物研究所所长罗文华说。在大屏幕上，一幅古老的壁画可放大4至10倍，原本在大昭寺墙壁上难窥真容的壁画，色彩、线条、人物形态，甚至年代久远的文字都清晰可见。通过高端的数据采集，对需要修复的壁画的裂缝长度、面积及变化都能得出。“这是目前国内最高标准的数据采集，也是首次对大昭寺文物进行现代意义上的整理。”罗文华说。　　作为唐卡的故乡，西藏唐卡的保有量居全国之首。在“国家文物局重点科研基地——西藏联合工作站”唐卡工作室内，工作人员通过先进的激光拉曼、X光衍射仪及三维视频显微镜等，对残损唐卡进行详尽记录。目前，工作站已设立唐卡保护工作室、仪器室、 X光探伤室、前处理室等八个科室，为西藏博物馆科技保护综合能力提升提供了保障。

北京时间12月21日消息，据美国国家地理网站报道，美国宇航局的“火星奥德赛”探测器自2001年进入这颗红色行星的轨道以来，已经对其进行了近10年的观测，下面是该探测器拍摄的部分火星图片。　　1.宏伟壮观的火星陨石坑　　宏伟壮观的火星陨石坑(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　一颗陨石猛烈撞击火星，在地表形成巴库洛尔(Bacolor)陨石坑，碰撞产生的能量使地表远古物质向四面八方飞溅。巴库洛尔陨石坑是这颗红色行星表面的一个直径12英里(20公里)的深坑。这张“宏伟壮观的”火星陨石坑图片，是利用“火星奥德赛”探测器上的热辐射成像系统(THEMIS)在2002年到2005年间拍摄的照片合成的。据美国宇航局说，这周“火星奥德赛”探测器成为火星史上工作时间最长的飞船。　　该飞船在2001年10月24日进入火星轨道，到今年12月15日，它已经在这颗红色行星周围工作了3340天(近10年)。“火星奥德赛”打破了“火星全球探勘者”号之前创下的记录，后者在1997年9月11日进入火星轨道，2006年11月2日停止运行。据加利福尼亚州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室“火星奥德赛”项目科学家杰弗里普朗特说，迄今为止“火星奥德赛”获得的最有名的发现，也是它的第一项发现——找到有大量水冰埋藏在干燥的火星地表下的证据。他说：“这一发现非常令人兴奋，因为这是该任务的一个重要目标。”　　2.崎岖不平的火星地形 　　崎岖不平的火星地形(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　从这张合成图上可以看到夜迷宫(Noctis Labyrinthus)裸露区的高原和山谷，这是利用“火星奥德赛”在2003年到2005年收集的数据合成的。这种崎岖不平的地形是由火星外壳拉伸和碎裂形成的。当断层分开时，地下冰和水会从裂缝涌出，导致地表坍塌。普朗特表示，“火星奥德赛”的最初任务有两个：确定火星表面的组成成分和测量这颗红色行星的放射性，为未来可能进行的人类火星探索任务做准备。　　3.火星峡谷合成图　　火星峡谷合成图(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　这张迷宫(Noctis Labyrinthus)的峡谷伪彩色合成图，是用“火星奥德赛”在2003年4月到2005年9月间收集的图片合成的。该图着重强调了一个峡谷交汇处形成1.3万英尺(4000米)深的洼地。　　按照最初计划，“火星奥德赛”还有一个飞船同伴，即已知的“2001火星观测者”登陆器，但是1999年火星气候轨道器和火星极地登陆者”号探测器失灵后，美国宇航局取消了该任务。　　然而，为被取消的这项登陆器任务设计的仪器，又用在了美国宇航局的其他火星登陆器——“凤凰”号上，这颗探测器于2008年到达火星表面，现在已经停止运行。美国宇航局的普朗特表示，“火星奥德赛”的飞船同伴以这种方式“最终到达火星”。“这也是该探测器取名‘凤凰’号的原因——凤凰燃为灰烬后，再从灰烬里得到重生。”　　4.泪滴状台地　　.泪滴状台地(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　从这张由“火星奥德赛”探测器拍摄的照片可以看到，位于火星战神谷(Ares Vallis)地区附近的泪滴形状的台地向外延伸开来。科学家认为，凸起的岩石结构曾转变了火星表面的洪水流向。这个探测器长期围绕该行星运行，使科学家可以监控火星上每年的季节变化，其中包括冬季极区上空大气里的二氧化碳是如何凝结的。　　5.被穿透的陨石坑　　被穿透的陨石坑(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　火星上的这个重叠陨石坑看起来就像是一个被箭穿透的苹果。这张图片是美国宇航局的“火星奥德赛”探测器在2005年5月拍摄的。每个陨石坑的直径都有几英里，这是由一颗陨石在落地前的很短时间内分裂成两个后，在地面撞击出来的两个碗状陨坑。普朗特表示，“火星奥德赛”一生比较幸运，没有遇到过真正的困难。但在2003年的万圣节期间发生过“最大危机”，一个“超级太阳暴”释放出大量带电粒子，对火星表面的所有电子设备都造成了巨大破坏。“火星奥德赛”上的辐射测量仪失灵，不过稍后它又恢复了正常。　　6.火星沙海　　火星沙海(图片提供：NASA/JPL-Caltech/ASU)　　在这张合成图上看到的这些由风塑造的黑色沙丘海洋，是利用“火星奥德赛”在2002年12月到2004年11月间拍摄到的照片合成的。这片沙丘位于火星北极极冠上，面积相当于德克萨斯州那么大，它拥有更冷区域(蓝色)和更温暖的区域(黄色和橙色)。普朗特表示，对于一艘在轨道里运行了将近10年的飞船来说，“火星奥德赛”目前的状况非常好。　　它的大部分仪器仍在继续运行，“火星奥德赛”的备用系统还从没用过。也许这艘飞船面临的主要限制因素，是它在轨道里运行一周所需的少量燃料。据科研组成员估计，如果这艘飞船的轨道没有太大调整，“火星奥德赛”剩下的燃料最少还可供它运行10到15年。　　7.沙丘艺术　　沙丘艺术(图片提供： NASA/JPL-Caltech/ASU)　　在2006年“火星奥德赛”拍摄的这张照片上，由众多风塑沙丘构成的图案，看起来很像一幅抽象画。按照最初计划，该飞船是去执行一项持续时间仅为3年的任务，但是到今年的10月，美国宇航局已经把它的工作寿命延长了3倍。现在该飞船打算运行到2012年底，这项任务可能还会被延长，用来帮助美国宇航局的火星科学实验室——“好奇”号，该计划预计将于2012年8月发射升空，前往火星。　　美国宇航局的普朗特表示，目前“火星奥德赛”担任该局的火星车“勇气”号和“机遇”号的通讯中转站，它或许也能为“好奇”号提供相同服务。他说，“如果2012年后这艘飞船依旧很‘健壮’，我们将会继续让它再运行几年。”

p　　3月29日电 今日，国家质检总局官网发布《关于2018年橡胶制品等9类产品质量国家监督抽查情况的通报》。《通报》指出，共抽查4462家企业生产的5722批次产品，检出427批次产品不合格，不合格产品检出率为7.5%。另有3家企业无正当理由拒绝国家监督抽查，已移送相关部门处理。/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://news.fjsen.com/images/attachement/jpg/site2/20180330/acd1b88326ad1c27bcbb04.jpg" height="374" width="550"//centerp style="text-align: center "　　资料图：国家食品药品监督管理总局正门。/pp　　通报指出，2017年四季度以来，质检总局组织对橡胶制品等9类取消生产许可证产品开展了国家监督抽查。本次共抽查4462家企业生产的5722批次产品。抽查产品包括橡胶制品、机动脱粒机、水文仪器、泵、眼镜、输水管、抽油设备、输电线路铁塔和电力金具等9类，均为2017年取消工业产品生产许可证管理的产品。经检验，4052家企业生产的5295批次产品合格，产品抽样合格率为92.5% 检出427批次产品不合格，不合格产品检出率为7.5%。另有3 家企业无正当理由拒绝国家监督抽查，已移送相关部门处理。/pp　　抽查结果分析如下：/pp　　—— 橡胶制品。抽查了25个省(自治区、市)809家企业生产的1120批次橡胶制品，不合格产品检出率为10.3%。本次抽查了橡胶软管和软管组合件、橡胶密封制品、阻燃输送带、汽车传动带4种橡胶制品。重点对最小爆破压力、导电性能、难燃试验、最大工作压力下的长度变化、验证压力、最小弯曲半径、室温弯曲性能等51个项目进行了检验。经检验，115批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及尺寸、臭氧老化试验、脆性温度、低温屈挠性能等。/pp　　—— 机动脱粒机。抽查了17个省(自治区、市)131家企业生产的136批次机动脱粒机产品，不合格产品检出率为3.7%。重点对喂入装置、防护装置、紧固件、噪声、轴承温升、空载运转、安全标志7个项目进行了检验。经检验，5批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及所有检验的7个项目。/pp　　—— 水文仪器。抽查了21个省(自治区、市)83家企业生产的83批次产品，不合格产品检出率为6%。本次抽查了遥测终端机、悬锤式水位计、雷达式水位计、压力式水位计、电子水尺、闸位计、翻斗式雨量传感器、悬移质泥沙采样器、流速仪计数器、超声波流速仪、超声波测深仪、频域法土壤水分监测仪、水质采样器、水质在线监测仪、遥测水位计等15种水文仪器产品。重点对准确度等30个项目进行了检验。经检验，5批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及测量误差、重复性、准确度、承雨口内径、刃口角度。/pp　　—— 泵。抽查了22个省(自治区、市)905家生产企业的1163批次样品，不合格产品检出率为4.1%。本次抽查了潜水电泵和地面泵2种泵类产品。重点对潜水电泵的过载保护、接地措施、绝缘电阻等11个项目和地面泵的规定点效率、电泵输入功率、泵轴功率、电动机定子的温升限值、规定点流量、扬程等12个项目进行了检验。经检验，48批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及定子绕组耐电压、电机内腔水(气)压试验、电泵引出电缆、绝缘电阻、外露转动件防护、安全标志、定子温升限值、接地措施、效率、汽蚀余量、功率因数、规定点流量和扬程。另外，漯河市顺达水泵有限公司无正当理由拒绝国家监督抽查。/pp　　—— 眼镜。抽查了13个省(自治区、市)651家企业生产的696批次眼镜产品，不合格产品检出率为15.7%。本次重点抽查了太阳镜、老视成镜、眼镜架、树脂镜片、玻璃镜片/车房片等5种产品，对眼镜产品的球镜顶焦度偏差等48个项目进行了检验。经检验，109批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及球镜顶焦度偏差、棱镜度偏差、材料和表面的质量、色散系数、紫外透射比、抗拉性能、耐疲劳、抗汗腐蚀等。/pp　　—— 输水管。抽查了29个省(自治区、市)的1228家企业生产的1256批次输水管产品，不合格产品检出率为6.5%。本次抽查了自应力混凝土管，预应力混凝土管，预应力钢筒混凝土管，钢筋混凝土排水管，玻璃纤维增强塑料夹砂管等5种输水管产品。重点对水压试验等21个项目进行了检验。经检验，82批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及保护层厚度、外压荷载、外表面裂缝等。另外，郴州市开发区万通水泥制品厂、郴州市苏仙区石宝制管厂无正当理由拒绝国家监督抽查。/pp　　—— 抽油设备。抽查了16个省(自治区、市)113家企业生产的132批次抽油设备产品，不合格产品检出率为1.5%。本次抽查了抽油机、抽油杆及其接箍、抽油泵3种抽油设备。重点对支架顶部振幅等59个项目进行了检验。经检验，1批次抽油杆接箍不符合标准的规定，不合格项目为接箍扳手方宽度 1批次整体泵筒管式抽油泵不符合标准的规定，不合格项目为灵活性能。/pp　　—— 输电线路铁塔。抽查了26个省(自治区、市)213家企业生产的213批次输电线路铁塔产品，不合格产品检出率为5.6%。本次抽查重点对钢材质量、焊缝质量、锌层等16个项目进行了检验。经检验，12批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及钢材质量、零部件尺寸、焊缝质量、锌层、试组装主要控制尺寸。/pp　　—— 电力金具。抽查了24个省(自治区、市)329家企业生产的923批次电力金具产品，不合格产品检出率为5.3%。本次抽查重点对电力金具产品的热镀锌层厚度、破坏载荷、握力、直流电阻、线夹对绞线的握力、锤头对钢绞线握力、线夹对钢绞线的握力、顺线握力、扭握力矩、线夹水平方向拉力、弯曲等11个项目进行了检验。经检验，49批次产品不符合标准的规定，不合格项目涉及热镀锌层厚度、破坏载荷、握力、直流电阻、线夹对绞线的握力、锤头对钢绞线握力、线夹对钢绞线的握力、顺线握力、扭握力矩。/p

近年来，我国在半导体科技领域取得了举世瞩目的成就，智能处理芯片、碳基芯片、光通信芯片、新型场效应管等关键核心技术取得突破性进展，有力支撑了我国新一代信息技术的发展。2月8日，《半导体学报》发布了2020年度中国半导体十大研究进展。1、全球首款多阵列忆阻器存算一体系统清华大学钱鹤、吴华强研究团队在国际上首次实现了基于多个忆阻器阵列的存算一体系统，通过引入新型忆阻器件结构和混合训练方法，解决了处理多层卷积神经网络时的误差累积问题，并使硬件系统整体能效比GPU高两个数量级，大幅提升了计算设备的算力，证明了存算一体技术在人工智能等领域应用的可行性及广阔前景。2、基于半球状半导体纳米线阵列仿生视网膜的电化学仿生眼人眼结构精致，功能强大，其球形结构使仿生人眼加工相当困难。香港科技大学范智勇教授团队创造性地以曲面纳米模板集成光敏纳米线为半球形状仿生视网膜，并开发系统集成策略，得到与人眼结构相似的仿生眼，有望实现超广角、超高分辨成像，促进视觉假体以及类人机器人的发展。3、用于高性能电子学的高密度半导体碳纳米管平行阵列北京大学张志勇-彭练矛团队发展了高密度高纯半导体碳纳米管阵列薄膜晶圆制备技术，首次突破了超大规模碳管集成电路发展的材料瓶颈。基于该材料，首次展示了性能超过相同尺寸的硅基CMOS电路的碳纳米管集成电路。4、通讯波段的高性能钠基等离激元纳米激光器南京大学朱嘉、周林团队联合北京大学马仁敏等合作者，利用液态金属可控冷却旋涂技术，结合金属-绝缘体-半导体间隙等离激元优化设计，首次制备了高品质因子金属钠-InGaAsP量子阱复合微结构，实现了通讯波段纳米激光的室温激射，其激射阈值（140 KW/cm2）创同类激光器新低。5、米级高指数晶面单晶铜箔库制造北京大学-松山湖材料实验室-南方科技大学刘开辉、王恩哥、俞大鹏合作团队提出界面能驱动单晶金属“变异和遗传”的退火生长机制，在国际上首次实现种类最全（30余种）、尺寸最大（A4纸尺寸）的高指数晶面单晶铜箔库制造。该铜箔库为高功率电力、高频电子、选择性催化、量子材料外延等提供了关键功能材料。6、大面积范德瓦尔斯异质结阵列的通用合成湖南大学段曦东教授与加州大学洛杉矶分校段镶锋教授合作利用激光烧蚀制造缺陷阵列诱导合成了大规模金属/半导体垂直范德华异质结阵列。利用这种范德华接触制备的双层硒化钨晶体管开态电流高达900 μA/μm。本成果为二维半导体集成电路提供了一个新的技术途径。7、拓扑保护的单向导模共振态观测面向超大容量光互连需求，北京大学彭超副教授团队与合作者从拓扑视角出发，在光子晶体中构造了单向辐射导模共振态，实现了不依靠反射镜的光定向辐射。该技术有望显著降低片上光端口的插损，为高密度光子集成及光子芯片开拓新方向。8、单原子层沟道的鳍式场效应晶体管金属研究所、山西大学、湖南大学等多家研究机构合作，成功将鳍式场效应晶体管垂直沟道宽度缩小至物理极限，利用多种单原子层过渡族硫化物半导体展示了0.6纳米鳍片宽度原型器件，为后摩尔时代电子器件探索提供了参考。9、大面积全钙钛矿叠层太阳电池世界纪录效率南京大学谭海仁课题组通过在窄带隙钙钛矿前驱体溶液中添加两性离子还原剂，实现了大面积高质量钙钛矿薄膜的制备，创造了大面积全钙钛矿叠层电池世界纪录认证效率24.2%，使我国叠层太阳电池成果首次被太阳电池效率表《Solar cell efficiency tables》收录，为提升电池效率和降低发电成本提供了新思路。10、具有数字辅助分布驱动器和集成CDR的50Gb/s PAM4硅光子发射机中国科学院半导体所祁楠团队，联合国家信息光电子创新中心，提出一种光电融合的多幅值电光调制技术，通过协同设计分布式CMOS驱动电路和双段式硅光调制器，实现一款单波50 Gbps的光电集成发射机芯片，输出光眼图抖动小于1.4 ps。

霍尔德上市新品啦！2023年12月28日上市了一款密封性测试仪【真空密封性测试仪←点击此处可直接转到产品界面，咨询更方便】密封试验是检测产品泄漏状况的有效检测。在产品包装过程中，由于各种难以预测的因素，封合环节可能会出现疏漏，如漏封、压穿，甚至因材料本身存在的微小瑕疵，如裂缝、微孔，这些都可能形成内外互通的小孔。这样的情况，无疑会对包装内的产品造成潜在威胁，特别是对于食品、医药、日化等对密封性要求极高的产品，其质量的保障更依赖于密封性的完好。真空密封性测试仪专业适用于产品的密封试验，通过试验可以有效地比较和评价软包装件的密封工艺及密封性能，是食品、塑料软包装、湿巾、制药、日化等行业理想的检测仪器。 产品特征 1.具备保压试验模式与梯度试验模式，满足不同材料测试需求； 2.系统采用微电脑控制，抽压、保压、补压、计时、反吹、打印全自动化操作； 3.设备搭配7寸彩色触摸屏，实时显示压力波动曲线，自带微型打印机，支持数据预置、断电记忆，确保测试数据的准确性； 4.试验结果自动统计打印及存储； 5.具备三级权限管理功能，支持历史数据快速查看； 6.采用优质气动元件，性能经久耐用、稳定可靠技术参数 真 空 度 0～-90kPa 分辨率0.01KPA 保压时间0-999999S 精度 0.5级打印机热敏打印机（标配） 针式打印机（选配）真空室尺寸 Φ270mm×210 mm (H) （标配） Φ360mm×585 mm (H) （另购） Φ460mm×330 mm (H) （另购） 气源压力 0.7MPa （气源用户自备）或厂家配备空气压缩机（选配）气源接口 Φ6mm 聚氨酯管 电源 220 V/50Hz 外型尺寸 290mm(L)×380mm(B)×195mm(H) 主机净重 15kg

XPS小课堂 光电子能谱图由一系列谱线（通常称为宽谱图）或一个至几个为数不多的谱线（通常称为窄谱图或高分辨谱图）所构成。谱线信息包含三要素：峰位（结合能）、峰强（以峰高计数强度或计数率表示，但在定量分析中以峰面积表达更加准确）、峰宽（以峰位强度一半处的宽度，即Full width at Half Maximum，简写为FWHM）。而在考察XPS的性能时，峰强（灵敏度）和半高宽（能量分辨率）是不可以、也是无法分割开来的。 01 XPS的能量分辨率 XPS的能量分辨率是仪器将两个相邻的谱峰分开的能力，通常能量分辨率越高，所采集到的光电子的越少，而能量分辨率越低，则采集到的光电子越多——不能离开能量分辨率来片面强调灵敏度的高低，同样也不能片面强调灵敏度的高低而忽略能量分辨率，因此要正确评估XPS的性能，需要在给定的能量分辨率下的去比较灵敏度的高低，或者可以在给定的灵敏度下来比较能量分辨率的高低。图1. Ag 3d5/2能量分辨率为0.422eV时，灵敏度300kcps 02 XPS谱线半高宽XPS的能量分辨率通常由Ag 3d5/2的半高宽来进行比较。谱线的半高宽从根本上讲，是所测谱线的发射谱线与两个展宽函数（X射线源和检测系统响应）的卷积结果。发射谱线的线型是洛仑兹型的，用来激发光电子的X射线也是洛仑兹型的，而检测系统的响应则是高斯型的，换言之我们看到的XPS的谱线的宽度是由三部分构成的，即发射谱线的宽度、X射线源的展宽和检测系统的展宽。 粗略来说测量到的XPS的谱线宽度大致是这样的： wA是样品原子能级的自然线宽——发射谱线的宽度是本征的，由其电子能级本身决定——电子能级寿命越长则谱线宽度越窄，电子能级寿命越长则谱线越窄，无法通过仪器的参数来改变； wx是X射线源的线宽——X射线源的展宽对特定的X射线源也是固定的，但是可以通过仪器的硬件设置改变，例如是否使用单色化的X射线源——500mm罗兰圆的单色化的Al Ka线宽0.25eV，非单色化则为0.85eV，所以使用单色化光源的分辨率就好于非单色化的X射线源； wD是检测系统的展宽；仪器的半球能量分析器半径和通能共同决定了检测系统的展宽——能量分析器半径越大，本征的能量分辨就越好；而通能越小能量分辨也就越好，但是信号强度也会下降——能量分辨（通能）和信号强度近似呈对数曲线关系。 03 通能（Pass energy）我们通常可以选择不同的通能来实现不同的能量分辨率。 XPS的能量分析器通常采用固定分析器传输（Fixed Analyzer Transmission，FAT）或称恒分析器能量（Constant Analyzer Energy，CAE）模式，待分析的光电子被减速到选定的通能而通过能量分析器，这是光电子在分析器的两个半球之间移动时的平均动能。FAT（CAE）模式的优点是能量分辨率在整个测量的动能范围内保持恒定。图2. XPS通能原理示意图 选择较低的通能时，可以获得了较好的能量分辨率，但同时灵敏度会降低，反之选择较高的通能时，可以获得更好的灵敏度，但同时分辨率会降低。图3. 在相同的X射线源功率下，以不同的通能（20eV和10eV）测试Al 2p 图3清晰地显示了较小的通能（10eV）时，能看到单质态Al 2p出现明显的双峰劈裂，但是灵敏度相对较低（大致在7×103cps），而在较大的通能（20eV）时，单质态Al 2p的双峰劈裂几乎消失了，但是灵敏度显著提高（大致在2×104cps）。 本期介绍了XPS的重要参数能量分辨率与灵敏度之间的联系，以及在实际操作中需要调节的参数——通能的基本概念，下期XPS小课堂将分享在具体的应用中我们应该如何选择通能大小，以及如何在分析灵敏度和能量分辨率之间寻求更好的平衡。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

2016年4月，北京矿冶研究总院测试研究所(以下简称北矿)收到伦敦金属交易所(简称LME，全称London Metal Exchange)正式通知，成为LME的指定化学分析合作伙伴，同时，LME在其官网上公布了本次通过审核的检测机构名单。北矿成为第一批登陆LME的中国检测机构，这不仅是对北矿在有色金属检测领域的肯定，也将提升中国检测机构在国际金属交易检测机构中的话语权，为中国企业在LME的交易、中国矿产品国际仲裁等方面提供更加公平公正的检测服务。　　那么，LME究竟是一个什么样的组织?有着怎样的影响力?成为LME指定化学分析合作伙伴将给北矿、给中国的检测机构和生产企业带来怎样的影响?北矿将在国际国内舞台上又会如果发挥?国内的检测机构同国外机构相比，竞争力又体现在哪些方面?带着这一系列问题，我要测网编辑采访了北矿所长李华昌先生。北京矿冶研究总院测试研究所所长 李华昌北京矿冶研究总院测试研究所北京实验室基地北京矿冶研究总院测试研究所徐州实验室基地　　国际检测舞台上的中国身影　　成立于1876年的伦敦金属交易所是世界上最大的有色金属交易所，交易品种有铜、铝、铅、锌、镍和铝合金，交易所的价格和库存对世界范围的有色金属生产和销售有着重要的影响。随着时间的推移，伦敦金属交易所开始公开发布其成交价格并被广泛作为世界金属贸易的基准价格。世界上全部铜生产量的70%是按照伦敦金属交易所公布的正式牌价为基准进行贸易的，伦敦金属交易所2014年的交易额约为15万亿美元。　　随着LME被香港交易所收购，LME的工作重心逐渐从欧洲转移到亚太地区。在贸易活动中，尤其是LME如此大规模、大交易量的贸易活动，检测机构扮演着越来越重要的角色。　　我要测：成为LME指定化学分析合作伙伴，对北矿、对中国的企业将产生怎样的影响?　　李华昌：伦敦金属交易所作为世界上最大的有色金属交易所，交易所的价格和库存对世界范围的有色金属生产和销售有着重要的影响，可以说是金属交易的定价风向标。能够成为LME指定化学分析合作伙伴，是对一个检测机构实力的充分肯定，就连一些大型外资检测机构都以成为LME的合作伙伴为荣。　　我们北矿作为国内第一批成为LME合作伙伴的检测机构，不仅是对我们实力的认可，也会对国内检测机构国际化产生重要影响。我们北矿将逐步参与到LME金属交易中的采样检测、定期审核等相关交易环节，增加中国检测机构在国际金属贸易中的话语权，扩大我们国内检测机构在国际上的影响力。　　同时，这对国内企业在国际贸易，特别是有色金属贸易也是一大利好。随着香港交易所对LME的收购，LME的中心已经逐渐转移到亚太地区，国外的大型检测机构也纷纷加强了在亚太地区，特别是在中国的投入。据我所知，大型检测机构如SGS，将金属检测从荷兰转移到天津了。此外，我们中国矿产品的进口量较大，以前国际仲裁一直由国外机构垄断，国内的企业输多赢少。今后，我们将参与到国际贸易的检测当中去，为国内企业提供更加公平公正的检测服务。　　我要测：检测机构要成为LME指定化学合作伙伴，需要怎么做呢?　　李华昌：要成为LME的合作伙伴，机构的自身实力至关重要。毕竟作为合作伙伴的检测机构要对LME的贸易活动提供质量把关，LME的理事会对申请的检测机构进行严格审核。再就是检测机构需要积极参与国际合作项目，具备一定的国内国际影响力，国外的企业才会认可、接受。当然，一些基本的要素如ISO认证认可等，则是最基本的条件了。　　提高差异化竞争力，做民族的检测品牌　　如果说在国内，与国外第三方检测机构的竞争，我们有着主场作战的优势。那么，成为LME指定化学分析合作伙伴，主动参与国际竞争，既是机遇也是挑战。李华昌先生经常出席第三方检测的国际会议、多次参与国际相关标准的制修订讨论，也走访了很多国外的知名第三方实验室。他说：“国内检测机构要走出国门，必将同国际检测机构产生利益冲突，竞争不可避免。因此，我们需要对国内外检测机构的情况有一定的了解，做到知己知彼，这样才能最大限度发挥自身的竞争力。”　　李华昌说，国外检测机构的主要优势有：　　第一，国外检测机构整体的市场化运作程度高。国外检测行业发展相对较早，早在19世纪中叶，国外就涌现出了检测企业的雏形，如SGS、BV等，经过1个多世纪的变迁，这些公司已成为全球检测行业的领航者。无论是全球化布局，还是管理方式和运营机制，国外大型检测机构的优势尤为明显 　　第二，就是国际检测机构在标准与方法方面的优势，这也许他们最大的优势，而恰恰是我们国内检测机构的劣势。全球性的业务能力离不开相关标准的规范，国外发达国家均拥有着无比强大的检测技术标准。目前，欧盟拥有的技术标准就有10多万个，德国的工业标准约有1.5万个，日本有8000多个工业标准和近400个农业标准̷̷我们目前基本上采用的国标或者行标，而在世界范围内采用的是国际标准和国外先进国家标准如ASTM、JIS、DIN、BS、NF等。在国际竞争中，客户当然更相信国际标准及国外先进国家标准进行检测，这就要求我们在短时间内必须学习和熟悉这些较为陌生的试验方法，对长期采用国内标准的实验室来说，无疑是一个重大挑战。　　但是，我们国内的检测机构也有着自己的一些优势，如：在技术能力、专业化的角度，我们在某些方面可能有着独特的优势。以北矿为例，在业务领域，可能北矿与SGS等大型机构有着一定的距离，但是，在矿冶、有色金属检测领域，北矿有着绝对的信心。再就是国外的检测机构市场化运作对成本地控制，使得检测工作人员的流动性大、新员工的培训成本也相对上升。一些检测样品，如矿产品等，检测过程中人的实践经验显得更为重要。因此，我们国内的检测机构中从业经验5年、10年以上的员工较多。像北矿，硕士研究生人数占到了公司总员工的三分之一，而且不少高工、教授还经常参与到检测一线......　　当提及国内检测机构，如中国的矿冶检测机构如何发展壮大，又该如何提高国际话语权的问题，李华昌先生的言语间透露出打造民族检测品牌的热切希望，更是对国内检测同行提出了期望。他说，我们检测机构在国内当然要拼服务、拼质量，但是面对国际竞争，我们一定要团结一致，共同维护中国的检测机构在国际检测行业的形象和声誉。检测机构国际化不可避免，因此，在国际舞台上需要出现更多的中国身影，我们检测领域的专家技术水平很高，需要积极参与到国际标准的工作中去，加强同国外检测同行的交流。　　北京矿冶研究总院测试研究所所长 李华昌　　后记：　　李华昌先生在采访中提到，希望把北矿建设成为专注于矿业产品检测技术服务，具有国际竞争力的民族矿冶检测品牌。　　为实现这一目标，北矿正在打造一支具有国际化水平的人才队伍，覆盖管理技术以及营销。定位于矿冶、有色金属检测领域，围绕检测服务开发新方法新技术，同时，为工业在线检测设备的研发努力工作。　　“历史的发展给我们北矿带来了扎实的技术实力，我希望北矿能发展成‘百年老店’，成为中国在国际矿冶行业的民族品牌!”　　　　　　附：李华昌个人简历　　李华昌，男，研究员，博士，国务院政府特殊津贴专家，1964年生。现任国家重有色金属质量监督检验中心常务副主任、北京矿冶研究总院测试研究所所长、《中国无机分析化学》主编、《分析仪器》副主编、《冶金分析》编委、《岩矿测试》编委。主要研究方向为光谱分析、过程快速分析、实验室管理及标准化。主持并为主完成国家和省部级科研项目近30项，获各种科技奖励21项，其中获中国黄金协会科学技术特等奖1项，中国分析测试协会CAIA一等奖1项、中国有色金属科学技术一等奖2项，中国有色金属工业科学技术二等奖4项，获中国有色金属工业科学技术三等奖1项，获全国有色金属标准化委员会技术标准一等奖1项、二等奖1项、三等奖2项，获中国金属学会青年优秀论文一等奖2项、二等奖4项、三等奖2项，获《冶金分析》优秀论文奖2项。获国家发明专利3项，申请国家发明专利3项，已出版学术著作13册，发表学术论文106篇，参与制修订国家和行业标准30余项。目前任国家科技部863计划、国家科技奖励与科技计划、国家自然科学基金评审专家、北京市、山东省、江苏省、重庆市、中国有色金属工业协会科技项目及奖励评审专家、中国合格评定国家认可委员会实验室评审员、国家计量认证评审员、国家安监总局职业健康评审专家、中国有色金属学会理化检验学术委员会副主任委员、中国金属学会分析测试分会委员、全国有色金属标准化委员会委员、全国钢铁标准化委员会委员、国土资源地质矿产实验测试标准化技术委员会委员、全国黄金标准化委员会委员等职。曾获中国有色金属工业跨世纪学术与技术带头人、中国金属学会青年先进科技工作者，中国质量检验协会先进工作者，全国有色金属标准化技术委员会标准化工作特殊贡献奖等称号。

自动雪深监测仪-一款保障公路行驶畅通的超声波雪深观测站2024实时更新/全+国+派+送【型号推荐：TH-XS1，云境天合厂家实时更新，厂区直接发货】自动雪深监测仪的工作原理是利用超声波发射器发射超声波信号，信号遇到障碍物（如积雪）后反射回来，被接收器接收并计算出超声波信号的传播时间。由于超声波在空气中的传播速度已知，因此可以通过计算传播时间来得出积雪的厚度。自动雪深监测仪的优势在于其高精度测量和实时数据传输。传统的雪深测量方法通常需要人工测量和记录数据，不仅费时费力，而且测量结果容易受到人为因素的影响。而自动雪深监测仪则可以自动、连续地进行雪深测量，并将数据传输至控制系统进行数据处理和分析，从而保障公路行驶的畅通。一、产品介绍天合环境推出的TH-XS1型自动雪深监测站，采用超声波原理对雪的识别与测量技术，克服其它传感器对雪无法识别的缺点，因此检测精度比较高，通过监测所在位置的距离，得出雪的厚度，分析出单位时间的降雪量，该设备是一种专业降雪观测仪器，为无人职守的自动雪深监测报警系统，也可实现多点网络监测，通过GPRS无线网络将各点监测数据汇集控制中心统一处理，可用于气象台站、港口码头、道路交通，航空，建筑，农业，水文水利等诸多领域。二、产品特点1、低功耗采集器：静态功耗小于50uA2、标配GPRS联网、支持扩展蓝牙、有线传输3、7寸安卓触屏，版本：4.4.2、四核Cortex&trade -A7，512M/4G4、支持modbus485传感器扩展5、太阳能充电管理MPPT自动功率点跟踪6、三米碳钢支架，两节对接7、短信报警，超限后向指定的手机上发送短信8、ABS材质防护箱，耐腐蚀、抗氧化，防水等级IP66三、系统组成超声波雪深传感器、主机、立杆支架、太阳能供电系统、云平台四、技术参数1、采集器供电接口：GX-12-3P插头，输入电压5V，带RS232输出Json数据格式,采集器供电：DC5V±0.5V峰值电流1A,2、传感器modbus、485接口：GX-12-4P插头，输出供电电压12V/1A,设备配置接口：GX-12-4P插头，输入电压5V3、太阳能供电、配置铅酸电池，可选配30W 20AH/50W 40AH/100W 100AH.充电控制器：150W，MPPT自动功率点跟踪，效率提高20%4、数据上传间隔：60s-65535s可调5、7寸安卓触屏，屏幕尺寸：1024*600 RGB LCD6、传感器技术参数 名 称 测量范围 分 辨 率 准 确 度 雪深100～2000mm 1mm1mm±0.2%风　速 0～30m/s 0.01m/s ±(0.1+0.03V)m/s 风　向 0～360°（16方向） 1/16 3°(1.0m/s) 空气温度-40-80℃0.1℃±0.3℃（25℃）空气湿度0-100%RH0.10%±3%RH大气压力30-110Kpa0.01Kpa±0.02Kpa(相对)雨量 ≦4mm/min 0.01mm ±0.2mm 光照0-18.8W LUX1lux5%二氧化碳500-5000PPM1PPM±50PPM±读数的3%土壤温度 -40~80℃0.1℃±0.5℃土壤湿度 0-100%0.10%3%

7月28日，台风“梅花”在西北太平洋洋面上生成，随后强度迅速增强，成为今年第三个超强台风。“梅花”来势汹汹，被网友称为“梅超风”。“梅花”究竟会有多大威力，会给海洋环境造成哪些影响，我们又该如何应对等等，这一系列问题的回答就需要对海洋水文气象要素的精准预报，但预报的前提少不了对台风的前期实地观测，这就是海洋浮标等观测手段大显身手的时刻。追风观测，历来是掌握第一手资料的最佳时机，也是海洋水文气象预报分析及防灾减灾决策的重要前提。　 　　8月2日，在“梅花”迫近前夕，国家海洋局东海分局下达由中国海洋大学自主研制的3m多参数波浪浮标系统赴东海海域实施现场观测并验收的任务。该课题负责人工程学院自动化及测控系海洋仪器装备研发中心唐原广教授立即组织课题组成员奔赴上海，经过岸基系统联调，于8月5日在“梅花”逼近前成功地布放在东海指定海域。该浮标系统的标体直径为3m，很好地解决了波浪浮标的安全性，除了可测量波浪外，还可测量风场、气压、水温、气温等参数，预留有海流、水质等参数接口，拓展了浮标的测量参数，并采用太阳能供电方式，延长了浮标在海上的作业时间，大大提高了浮标的综合性能。　　经过“梅花”过境东海的狂风暴雨及恶劣海况的考验洗礼，浮标系统工作正常，并观测到台风过境的全过程，接收到揭示台风奥秘的现场数据，获取了较为完整的台风过境资料。在8月9日由国家海洋局东海分局主持的“3m多参数波浪浮标系统”验收会上，与会专家一致认为“该项目的实施，为我国海洋台站波浪观测增添了新的观测手段。”　　3m多参数波浪浮标系统成功观测台风“梅花”并通过验收，是中国海洋大学学、产、研合作方式的又一成功范例。从应国家及社会之需投标立项，到与国家海洋局东海分局等密切合作，共同研制开发应用，充分展示了中国海洋大学在海洋监测技术领域的实力，提升了中国海洋大学在海洋浮标观测系统的研发服务能力，同时也形成了一支能够承担大型海洋监测设备的研发队伍和技术保障队伍，为今后在国家海洋监测领域承担更大的研发任务扩大了影响，拓展了空间，打下了基础。

在某些光学仪器产品指标里，经常看到关于光谱带宽或狭缝的类型写为&ldquo 连续可调&rdquo 式。其后仔细一问：其实就是几档固定狭缝式的，如下图：　　　　这种狭缝一般分为若干固定宽度档，但不是可调的更不是连续的，仅仅是&ldquo 可选的&rdquo 。　　真正的连续可调狭缝如下图。这种狭缝的两个刀口，一个为固定的，另一个可以左右移动从而来改变狭缝(带宽)的宽度。　　　　固定可选狭缝的优点：带宽不会改变，重复性好。　　固定可选狭缝的缺点：狭缝宽度限制死了，不能灵活使用 尤其是作为红外伺服式可变宽度狭缝则不能胜任。　　连续可调式狭缝的优点：使用宽度灵活性好 可以作为伺服式场合应用。　　连续可调式狭缝的缺点：同一狭缝宽度在重复设定时，其宽度的重复精度很难保证。要想保证带宽的精度，要先行设置到零点(onm)处，然后再调整到预设的宽度，较为繁琐。　　之所以有些仪器厂家的产品指标将二者混淆而谈，一是概念不清，二是难免有故意有偷梁换柱之嫌。作者：仪器信息网网友 夕阳

双光子显微镜是对深层散射组织进行活体观测不可或缺的仪器，以其远超单光子显微成像的穿透深度而受到生命科学和医学研究的广泛关注。然而，传统双光子显微成像的点扫描成像模式从根本上限制了其成像通量与三维感知速度，极易受复杂活体成像环境干扰，同时激发点巨大的瞬时光强会对活体生物样本造成持续性的非线性光损伤，导致高速三维成像时长严重受限，极大地制约了病理学、免疫学和脑科学的发展。2023年5月12日，清华大学戴琼海、吴嘉敏、祁海作为共同通讯作者在 Cell 期刊发表了题为：Two-photon synthetic aperture microscopy for minimally invasive fast 3D imaging of native subcellular behaviors in deep tissue 的研究论文。该研究首次提出了基于空间约束的多角度衍射编码，实现非相干光孔径合成；建立了双光子合成孔径显微术（Two-photon synthetic aperture microscopy，2pSAM），“化点为针”，通过多角度针状光束的扫描在实现高速三维感知的同时，将双光子成像光毒性降低了1000倍以上；融合了戴琼海院士团队2021年同样在 Cell 上所提出的数字自适应光学架构，具备高速多区域像差矫正能力，即使在恶劣复杂活体环境下依然保持近衍射极限的空间分辨率，并进一步提升了传统双光子成像的穿透深度。基于此，2pSAM能够在哺乳动物深层散射组织中非侵入式地观测大范围亚细胞级动态变化，将毫秒级三维连续观测时长从数分钟提高到数十小时，为系统性地研究大规模细胞在不同生理与病理状态下的交互作用打开了大门。交叉研究团队利用2pSAM在小鼠活体观测到了一系列新现象，包括急性脑损伤后脑组织内周的多细胞互作，神经元在超长时程连续观测下展现出对视觉刺激的表征稳定性与功能多样性，以及首次完整高速记录下了小鼠免疫反应过程中淋巴结生发中心的形成过程，为病理学、脑科学和免疫学的研究打开了新窗口。传统双光子显微镜使用“点扫描”的方案对三维样本进行扫描，类似于共聚焦荧光显微镜，由于双光子成像的非线性效应使其能够获得数倍于单光子成像的穿透深度。例如，双光子显微镜在小鼠大脑皮层的最大穿透深度可以达到1 mm。然而，这种点扫描方式严重限制了双光子显微镜的三维成像速度与数据通量，并且由于在聚焦点位置极大的瞬时光强带来了非常严重的非线性光损伤隐患。2pSAM采用了轴向景深拓展的“针扫描”方案，通过改变针状光束的不同倾角实现样本三维信息的多角度投影，类似CT一样实现快速三维成像；同时，受到雷达成像中合成孔径方法的启发，通过在像面处引入针孔所带来的空间衍射编码约束，实现了非相干光的孔径合成，将多角度信息融合为大数值孔径对应的高空间分辨率；进一步利用样本的时空连续性先验，有效避免了视角扫描带来的时间分辨率损失。这样一种全新的计算双光子成像架构，在保留双光子本身深层组织穿透能力的同时，将有效成像通量提升了三个数量级以上。图1. 双光子合成孔径显微术（2pSAM）系统图除此之外，样本引起的光学像差给显微成像带来的分辨率与信噪比损失十分严重，随着成像深度的增加这种降质尤为明显。目前双光子成像中的硬件自适应光学技术主要面临着以下一些问题：1、成像系统复杂、成本高昂；2、有效校正视场有限，大视场多区域校正速度缓慢。2pSAM通过激发光编码获得了超精细的四维空间角度光场数据，能够使用数字自适应光学架构（DAO），无需在光学系统中增加额外的波前传感器或者空间调制器，就能实现信号采集与自适应像差校正的解耦，在后处理端完成大范围多区域自适应光学，显著提升在复杂成像环境中的空间分辨率与信噪比。图2. 双光子合成孔径显微术（2pSAM）结合数字自适应光学（DAO）与传统双光子显微镜（TPM）面对复杂成像条件下的结果对比。从左至右依次为：正常条件下拍摄，物镜校正环不匹配情况下拍摄，物镜为水镜且缺乏浸润水的情况下拍摄，物镜与样本之间增加散射胶带后进行拍摄长时间的激光照射会对活体样本产生严重的光毒性。研究团队发现，传统双光子显微成像由于使用飞秒激光激发与高NA会聚，在样本局部会产生巨大的瞬时光强，由此所产生的非线性光毒性在以往被极大地低估了，而一旦在长时程成像过程中，就会不断积累损伤从而影响细胞正常状态。与之对比，2pSAM化点为针，通过轴向景深拓展，在保持同样荧光激发效率的前提下，将瞬时峰值功率降低了1000倍，从而有效解决了非线性光损伤的问题。一方面能显著减少荧光探针的光漂白，对于同一类易淬灭染料，在同样激发光强下，传统双光子仅能拍摄几十个三维体，而2pSAM能够连续拍摄几十万个三维体而没有明显的信号衰减。除此之外，团队还对小鼠脑皮层中的小胶质细胞与脑损伤过程中的中性粒细胞进行了连续成像测试，发现即使使用较弱的光强，传统双光子显微成像在连续拍摄半小时以上时仍会导致大量细胞凋亡，而在2pSAM成像过程中细胞保持了正常的表型，并且相比于对照组结果无明显差异。团队通过一系列在体与离体实验充分证明了2pSAM能够将传统双光子成像的光毒性下降三个数量级以上，为长时程高速活体组织成像打开了新窗口。图3. 小鼠大脑急性开窗损伤后的皮层免疫细胞成像，TPM（左）与2pSAM（右）光漂白对比（GIF图)图4. 离体B细胞（GFP，蓝色通道）连续拍摄实验：使用PI标记细胞凋亡（红色通道），对比TPM（左）与2pSAM（右）的光毒性（GIF图）生发中心（Germinal center，GC）是次级淋巴器官中的动态组织区域，是被抗原激活后的B细胞在趋化作用引导下聚集形成的结构，也是产生高亲和力抗体及形成长期免疫记忆关键场所。但是由于GC形成的随机性和免疫细胞本身对光损伤的敏感性，完整的GC形成过程从未被高速长时间的清晰记录过。借助2pSAM，得以首次完整清晰地观测到了免疫反应下GC形成的全部过程。研究人员将带有荧光标记的抗原特异性B细胞回输到小鼠体内，随后将抗原接种到腹股沟附近以诱导引流淋巴结中生发中心的形成，并于免疫后90到110个小时内（生发中心未形成期），在大视场下持续地对淋巴结中抗原特异性B细胞的动态行为进行追踪，成功揭示了GC形成过程中B细胞的分裂增殖是GC形成的主因，辅助以周围活化B细胞的聚集。由于拍摄时长达十余小时，淋巴结本身会产生剧烈的形变，2pSAM通过多视角信息能够进行实时轴向聚焦位置反馈，实现自动对焦，有效避免了长时程拍摄过程中的样本漂移。 图5. 小鼠腹股沟淋巴结免疫反应后生发中心形成过程的完整观测和记录（GIF图）研究人员进一步借助2pSAM在患有创伤性大脑损伤（Traumatic brain injury，TBI）的小鼠和正在接受视觉条纹刺激的GCaMP转基因小鼠进行脑皮层组织的细胞动态观测。在TBI小鼠受伤区域磨薄颅骨后观测到了外周免疫细胞中性粒细胞在浸润后与内周星形胶质细胞的相互作用，如通过直接接触定向产生迁移体（migrasome）来传递物质和信息。对GCaMP转基因小鼠开颅恢复2周后进行视觉上的条纹刺激，进一步证实了长达数小时内小鼠视觉皮层神经元钙信号对不同方向条纹选择性表达的持续性和稳定性，同时也通过长时程功能数据挖掘出了多种单细胞水平的神经响应类型，体现了神经元的功能多样性。这些现象对于传统双光子显微镜而言都极具挑战，特别是会由于光毒性本身导致会导致细胞异常表现，比如会导致神经元在长时程拍摄过程中响应强度不断下降。

中科院南海海洋研究所“实验3”号科学考察船日前在恶劣海况下，首次在南海吕宋口海域大浪区投放了一批多功能潜标观测系统，将对南海海洋内波生成、传播和演变等海洋现象，进行半年以上的全程观测。　　中科院这一南海秋季航次主要承担的任务是：在秋冬大浪恶劣天气下，进行南海海洋断面科学考察。该航次历经33天海上调查作业，航行4450海里，近日圆满完成任务后胜利返航。　　该航次进行期间，一直遭受东北季候风影响，作业海域处于3米至4米大浪区。在恶劣海况下，航次首席科学家陈荣裕和队长何云开带领考察队员，注意人身、仪器安全，顽强完成一个个站位作业，争分夺秒地完成各项观测采样任务。　　作为此航次的一个重要任务，科研人员首次在秋末初冬季节，在吕宋口海域大浪区，投放和回收深海潜标系统。这次投放的观测潜标集成了50台海洋观测仪器、35个玻璃浮球、3000米的系绳，是南海海洋所首次投放的多观测功能的潜标，将在吕宋口海区工作半年以上，进行南海海洋内波生成、传播和演变等海洋现象的全程观测。此外，还成功回收了目前国内最长的系缆剖面仪观测系统，获取了定点剖面，长时间序列温度、盐度、压力、流速、流向等深海海洋环境测量数据。　　这个航次共完成水文、沉积取样、生物拖网及采样、海洋化学采样共计390个站次，获取各类样品近3000个，还进行全航程走航海流观测，表层温盐度走航观测和自动气象站观测，抛放60个温度剖面观测仪。

工业内窥镜作为无损检测的有效工具，一直应用在各行各业中，其主要用于狭窄空间的检测，比如无需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下对各个大型设备实现无损检测。今天小菲就来给大家说一个FLIR VS80工业内窥镜在地铁检测中的实际应用案例！此次使用的机型是FLIR VS80-KIT2被测物有地铁机车的牵引电机、散热风扇、风缸压缩气气管、避震弹簧内侧、转向架空气簧等具体是如何检测的呢？一起来看看吧~1检测牵引电机，看清内部细节首先检测的是机车的牵引电机，其位于机车下方，因位置的局限性，只能从进风口伸入探头进入检测。探头伸入牵引电机内部本次主要目的是检测牵引电机的转子和定子的状态，查看是否有磨损和破裂、断裂等情况。电机定子上的铜丝清晰可见电机转子上的编码清晰可见铁路检测人员反馈到FLIR VS80内窥镜探头像素非常高，屏幕显示也很清晰，细微之处清晰可见，电机转子上的编号数字都看得非常清楚，这对以后的电机检测将十分有帮助。2散热风扇的无损探伤，轻松实现本次检测项目还有散热风扇的内部状况，检测目的是查看风扇叶片是否有破损和裂痕，轴承是否松动。散热风扇检测项目：FLIR VS80-KIT2内窥镜探头伸入散热风扇内部检测风扇叶片的情况同样的，散热风扇也只能通过出风口伸入探头进行检测，FLIR VS80-KIT2是双向分节式探头，因此可以通过遥控手柄进行遥控探头的转向，最大角度是180°，工作人员只需伸入风扇扇叶背面慢慢调节探头的角度，就可以查看扇叶背面的所有情况。3查看风缸的焊接处和压缩气气管的状况这一步骤主要是检查风缸的焊接是否出现裂缝，以及压缩气气管是否有裂痕或沙眼。如果一个焊接点没接牢，地铁运行过程中就极可能出现意外停机事故，因此要定期检测各处的焊接情况。风缸的焊接状况压缩气气管位于车厢和底座之间，空间十分狭小，一般很难用肉眼检测，借助FLIR VS80-KIT2内窥镜探头伸入检测部位，就可以看到气管的全部状态，管壁情况一览无余，再使用放大功能就可以轻松地观察到气管是否存在裂缝和沙眼。4判断避震弹簧和空气簧是否需要更换最后需要检测的是地铁车辆中避震弹簧和转向架的空气簧是否需要更换或维修。通过FLIR VS80的大屏主机可以看清转向架空气簧的橡胶纹路，在以前没有内窥镜的情况下只能用镜子来检查，既费时又费力还看不清，现在有了FLIR VS80高清视频内窥镜，节约了检测时间，大大提高了检查效率。检测转向架的空气簧内壁（该被测物的材质是橡胶），需要检测内壁是否有破损和划痕。检测弹簧内部，FLIR VS80-KIT2也能应对自如，将探头伸入弹簧缝隙，使用摇杆探头转向观测弹簧内部的磨损情况和状态，以判断其是否需要更换。在本次地铁设备检测的整个过程中，FLIR VS80-KIT2内窥镜得到了非常高的评价，其帮助地铁检测员大大缩短了检测时间，提高了工作效率。从探头分辨率、显示屏清晰度、放大功能、光照强度等都满足了客户的检测需求，比之前使用的其他检测工具要更清晰、更便捷！FLIR VS80高性能视频内窥镜套件可搭配7款专业探头不仅可以检测地铁中的狭窄区域还可以应用在工业设备维护暖通空调和制冷(HVAC/R)设备检测 建筑和汽车应用等

p style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c4daea1a-4bfe-48df-b7dd-8713187b4c4f.jpg" title="2.jpg"/ /pp 近日，科技日报实习记者随全国人大常委会防震减灾法执法检查小组赴江西考察，参观了2016年建成的地震行业首个氡平台。该平台由氡观测仪校准实验室和氡观测仪检测（比测）实验室两部分组成，分别设在江西省地震应急指挥中心和九江地震台。校准实验室以东华理工大学自主研制的氡室为检定装置，配备国际认可的PQ2000PRO作为传递溯源仪器，向上溯源至中国计量院的国家一级氡计量基准，向下传递到各观测点。检测实验室有氡平台团队自主设计的水气综合处理系统、豁免级测氡仪校准器、高低温湿热箱和步入式恒温恒湿箱等一整套检测系统。/pp 记者了解到，校准实验室和比测基地在2017年专家验收过程中得到肯定。但这个系统的设计方案最初遭遇的几乎都是质疑：“建立一个这样的检测平台，在地震局系统尤其是地下流体学科还是首次，技术难度及工程难度非常大。”/ppbr//pp数百台测氡仪监测数据参差不齐/pp 氡气是一种惰性气体。研究发现，地震前岩石中氡值会有明显变化，就此可对地壳活动作出研判。“假设地震前地下裂隙发生错动挤压，地下水随之冒上来，我们取出地下水，再使水中的氡气脱离并对氡值进行测量，最终可预测地震。”九江地震台负责人肖健接受记者采访时介绍了氡观测仪的原理。/pp 氡观测是国际上普遍认可的地震监测手段之一，也是我国地震观测台网中最重要的测项之一。目前，我国地震前兆氡观测网有300多个氡测点，测氡仪数百台。地震行业氡观测仪主要采用固体氡源进行校准，其观测数据在监测区域地球物理场变化中发挥着重要作用。但固体氡源属国家严格监管的放射类源，存在运输不便、操作严格等问题，造成氡观测仪无法实现全国统一校准，严重影响观测资料质量。“地震行业监测仪器一直面临设备老化、稳定性和可靠性较差的问题，观测的数据都不准确，谈何地震预测呢？”肖健称，“由于监测仪器标准不统一，A地区测出的氡气含量100Bq/L可能跟B地区测出的50Bq/L是一回事。测出的数据应该形成一张氡观测网，能在标准一致的前提下相互比对，不然观测就没有意义。”/pp 仪器稳定可靠是获取准确数据的第一步，进而为地壳活动的研判提供依据。我国环保部门、国土资源部门、核工业等建有满足本行业需求的氡观测技术检测平台及相关标准氡室，主要服务于大气、环境、地表水或铀矿探测等非连续氡观测设备的检测与校准。而地震行业氡仪器主要是对深层地下水（或温泉）、断裂带气体等氡浓度连续观测，具有浓度高、量值变化范围宽、样品湿度大等特点，行业外氡室难以满足地震氡观测台网高精度氡仪器的校准需要。因此地震行业需要开展各类测氡仪器的中试、入网性能检测、脱气装置效能检验等工作，统一观测仪器的标准。/ppbr//pp职能好比汽车质检中心/pp 肖健告诉记者，检测平台负责给仪器质量把关。“我们的职能好比汽车质量检测中心，目的在于检测氡观测仪有没有毛病。”如果被测试的仪器与标准仪器数据统一，就能发往全国。同时，检测平台也对与标准仪器存在相对差的观测仪进行校准。经过校准和比测，仪器所测出的数据就变得稳定、可靠。此外，仪器有生老病死，老化仪器维修后也要进行检测和校准。/pp 据悉，九江地震监测氡观测仪器检测平台的地下自流水系统能满足监测、检测、生活三种用水需求，且互不干扰。其中，监测用水直接通过井管底部接出，供地下流体监测设备使用，数据实时传到中国地震台网中心；检测用水从井管上部导水口流入恒流装置，在稳流区经过三次缓流后液面基本稳定，最后进入供水区，通过三路水管接到检测单元，用于检测和实验。恒流装置稳流后多余的水流入储水箱，供台站生活使用。/pp 九江地震台工程师黄仁桂称：“作为完整的观测系统，地震氡观测由观测仪器、恒流、脱气、集气装置等构成，每个环节都会对观测数据产生影响。”/pp “检测平台目前检测的内容包括检测准确度、设备可靠性、环境适应性。”黄仁桂介绍道，人通过验血检查身体的异常，氡观测仪器则通过观察水氡来监测地壳异常。工程师李雨泽称，他们设定了三个氡的浓度值，待水流稳定后进行氡测量。通过在三种浓度间切换来测量氡检测仪器的响应时间，响应速度太慢就要维修或被淘汰。/ppbr//p

大化所杨学明小组首次观测到化学反应中分波共振现象　　研究成果发表在美国《科学》杂志上，图像达到了光谱精度　　 　　实验测量到的F+HD反应中后向散射HF(v=2，j=6)产物强度随碰撞能量的变化(实圆点)。红实线是理论计算的结果。观测到的三个振荡峰被归属为J=12，13，14的分波共振。图中的三维图是在1.285kcal/mol碰撞能下HF产物在各个方向的散射微分截面图。B代表后向散射方向，F代表前向散射方向。　　在实验上观测由特定分波引起的动力学现象，一直是化学动力学研究领域的一个极具挑战的课题。如今，通过设计一个世界上最高分辨率的交叉分子束散射实验，中国科学院大连化学物理研究所杨学明研究小组首次在实验中观察到了化学反应中的这种分波共振。研究成果发表在3月19日出版的美国《科学》杂志上。杨学明说：“这一反应共振动力学图像已经完全达到了光谱精度，为反应共振态动力学研究提供了一个教科书式的例子。”　　这是杨学明和中国科学院大连化学物理研究所研究员张东辉等近年来在反应共振态研究方向的又一个新的突破。在同期出版的《科学》杂志上，英国剑桥大学Althorpe教授发表评述文章，详细介绍了这项工作的学术意义。　　化学反应是旧化学键断裂、新化学键生成的过程，是化学学科的核心科学问题。在所有气相分子反应中，新化合物的形成都是通过两个反应物之间的碰撞而达成的。每一个反应必须先经过一个“过渡态区域”，在这个区域中，反应物分子中的旧化学键即将断裂、生成物分子中的新化学键即将生成。而所有的反应碰撞都是在特定的碰撞参数条件下，通过过渡态区域而进行的。这些特定的碰撞参数在量子力学中是一个“好量子数”，因此在整个反应过程中是守恒的，这些特定的碰撞参数相当于反应体系特定的转动量子态，一般被称为“分波”(PartialWave)。　　过渡态的分波结构是影响化学反应的决定性因素，也是化学动力学研究的重要基础课题。由于反应过渡态寿命非常短(飞秒量级，1飞秒等于10-15秒)，分波一般在能量上很宽且重叠在一起，因此很难在实验室观测到单个分波的结构。在绝大多数情况下，即使完全量子态分辨的交叉束实验测量的微分截面也是不同分波叠加后的平均值，因此，观测单个特定的分波结构是动力学研究领域的一个极大挑战。　　反应共振态是反应体系在过渡态区域形成的具有一定寿命的准束缚态。由于不同分波的共振态具有不同能量及较长的寿命，从而提供了一个观测单个分波分辨的动力学现象的可能。2006年，杨学明研究小组首次在低能F+H2→HF+H反应中发现了可能由反应共振引起的实验现象。张东辉与南京大学教授谢代前建立了精确的XXZ势能面并开展了动力学计算，证实了F+H2反应中反应共振态的存在。这一成果于2006年发表在美国《科学》杂志上，被两院院士评为2006年国内十大科技进展之一。　　被认为单个分波共振结构实验探测最有希望的反应体系是F+HD→HF+D反应。2008年，杨学明研究小组对这一反应体系进行高分辨的分子束散射实验研究，得到了由共振所引起的动力学实验图像。经过长时间研究之后，张东辉发现以前所有的势能面不能定量地解释F+HD反应和F+H2反应的动力学图像上的差异。为此，他与合作者发展了一个有效的更高精度的势能面构造方法。利用该方法，张东辉与厦门大学徐昕等人成功构建了目前最为精确的F+H2(HD)体系的FXZ势能面，并对F+HD反应进行了量子动力学研究。理论结果与实验动力学测量结果高度吻合。理论计算表明，这一反应是由于单个共振态所引起的。这一成果于2008年9月发表在美国《国家科学院院刊》上。　　上述理论结果的进一步分析表明，当F+HD反应共振态寿命长达几百飞秒，那就有可能探测到单个分波的共振结构。迄今为止，世界上还没有任何人能够在实验中清晰地观测到这样的分波共振结构。而要分辨不同分波的共振结构，必须进一步提高交叉分子束实验的分辨率，以探测由共振态不同分波引起的微分散射截面随能量的振荡现象。为此，杨学明研究小组设计了一个世界上最高分辨的交叉分子束散射实验。他们将两个分子束源同时冷却到液氮的温度下(零下196摄氏度)，使实验的能量分辨率到达了前所未有的水平。博士研究生董文锐和肖春雷等同学花费了大量心血，终于在实验上成功观测到了理论预测的转动量子态为12、13、14的反应共振态分波所引起的3个振荡峰(如图)，并且发现理论预测的共振态能量误差只有0.03kcal/mol，完全达到了光谱精度。　　张东辉说：“由此我们可以看到，实验与理论的相互作用推动了这一系列共振态研究的发展：实验通过新现象的发现指导理论构造更为精确的势能面，而更为精确的理论帮助实验发现新现象，并可进一步推动理论的发展。通过这一系列的理论和实验结合的研究，也使得我们对共振态的认识上升到了一个新的境界。”　　这项研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部以及中国科学院的资助。

交通气象移动观测新手段背景 道路交通安全与国民经济和民众生活息息相关，而变化多端的天气对道路交通运行安全与畅通具有极大的影响。随着现代公路运输体系所追求的快速、高效和安全理念的提出，在极端气候条件下道路行车安全也越来越受到普通大众、交通管理者的广泛关注。这些极端天气的影响体现在强风、路面积水、降雪、降温结冰、夏季高温（爆胎）、团雾等等。 为了缓解天气对于道路交通的不利影响、避免造成不必要的经济和生命损失，我们必须密切监测道路交通气象的变化。目前常规的监测手段是布设固定交通气象监测站，固定站点可以全天候24小时在线监测，但是本身也存在一定的劣势：一，覆盖面小，仅监测一个点，整个路段的代表性不足；二，高密度固定点 安装造成成本增加。Lufft作为交通气象行业的引领者，在道路交通气象安全方面有着丰富的经验和完整的解决方案，重点开发的移动路面传感器MARWIS-UMB为交通气象监测提供了新思路。 移动监测方案 Lufft MARWIS-UMB移动式路面传感器能同时测量：路面状况、路面温度、环境温度、水膜高度、露点温度、相对湿度、雪厚、含冰比例和摩擦系数等环境参数。通过磁力吸盘方便地安装于不同款的车上，实时高频率采集道路和环境参数为各种应用提供数据决策支撑。由于开放的接口协议，MARWIS很容易地集成到各种监测系统中。 MARWIS的集成方式分两种：一，通过无线蓝牙接口连接到终端（手机、平板），经终端的网络传输数据到中心平台，如图1所示；二，通过有线RS485接口连接到本地数据采集器，经数据采集器的网络传输到中心平台，如图2所示。 图1 无线蓝牙模式 图2 有线RS485模式 产品特点- 动态实时监测路面和大气环境参数；- 红外光谱分析技术，精准测量水膜厚度；- 内部100Hz的采集频率，高密度采点；- 用于校准、数据查看和数据传输的APP；- 磁力吸盘，易于安装到各种车型；- 支持蓝牙、RS-485或CAN-BUS多种接口并行传输；应用场景- 构建移动气象站，弥补固定站点的不足；- 特种车辆限速预警；- 助力热谱地图技术采集关键指标数据；- 自动控制喷洒水或融雪剂；- 与机场跑道新规范无缝衔接，提供整体解决方案；- 为无人驾驶和车路协同护航；应用案例移动巡逻车机场跑道表面状况评估美国马里兰州道路实时监测（52台MARWIS）

仪器化划入方法已经成功应用于测试各种材料（包括硬的合金、陶瓷、金属、岩石[1]和软的高分子聚合物、碱硅酸盐凝胶[2]等）的断裂韧度（跨越两个数量级）在材料科学与工程领域具有巨大应用前景，尤其是评估微米级材料或多尺度复合材料（比如碎屑-橡胶混凝土[3]、再生混凝土[4]、水泥[5]、页岩[1, 6, 7]，骨头[8]、功能梯度和复合涂层[9]）的断裂性能，其诸多优势包括：结果与传统方法（比如单边缺口试样的三点弯曲、紧凑拉伸）测量值一致；重复性好；材料体积小；设备操作、数据分析简单；近乎无损检测（微米级划入测试划入深度一般在十几微米）；尤其是试样制备简单，不需要预制缺口或裂纹；测试成本和周期都大大减小[10]。仪器化划入过程的实物图和示意图见图 1[11]。在仪器化划入过程中，利用侧向力和压入深度可以计算出材料的断裂韧度。仪器化划入表征断裂韧度主要有两种理论：一种是线弹性断裂力学（linear elastic fracture mechanics or LEFM）；另一种是能量尺寸效应理论（microscopic energetic size effect laws or ESEL）。理论都是假设在压头前端存在沿水平扩展的裂纹，见图 2[12]。这种裂纹模式在直刚刀压头划入石蜡的实验中体现得最好，见图 3[13]。对于直压头：三维裂纹的横截面是长方形。能量释放率可以由J-积分计算，再结合断裂准则，即可以建立利用侧向力和压入深度计算断裂韧度的关系式。图 1 仪器化划入测试实物图及示意图：（a）直钢刀压头划入石蜡；（b）倾斜直钢刀压头划入测试示意图；（c）Rockwell C压头划入薄膜材料；（d）轴对称压头划入示意图（压入深度d，压头尖端圆角半径R，侧向力FT，划痕方向x）图 2 利用轴对称压头划入过程的侧视图（左图）和正视图（右图）。x 是划痕方向，FT 是水平侧向力，FV 是竖直正压力，d 是压入深度，n 是压头与材料接触界面朝材料外侧的单位法向，A 是承载侧向力的面积投影，p 是压头与材料接触界面的周长图 3 石蜡在直钢刀压头仪器化划入过程中压头前端水平扩展的裂纹：（a）实验结果；（b）理想的裂纹形状示意图（具有长方形横截面的三维裂纹，需要裂纹长度l、刀具宽度w、压入深度d 三个尺寸表征）不同的学者提出了不同的分析方法，断裂韧度Kc 可以通过拟合仪器化划入的实验数据获得[10, 14-19]：其中Λ=A/(2P)是名义长度，p 和A 分别是周长和水平投影面积（见图 2），都是压入深度d 的函数[12]。利用线弹性断裂力学可以直接计算出断裂韧度Kc已知压头几何形状可以得到p(d)和A(d)，f=2p(d)A(d) 即压头形状函数：对于圆锥压头，f 与d3 成正比；对于圆球压头，f 与d2 成正比。图 4是利用Rockwell C压头划入钢材的结果[20]。示意图见图 4（a）。在划入过程中，施加线性增大的正压力FV，如图 4（b），同时记录侧向力FT 和压入深度d。数据与划痕残余形貌一一对应，形貌见图 4（c），并且可以利用声发射分析断裂过程，如图 4（d）。图 4 利用圆锥压头分析钢材料的断裂韧度：（a）圆锥压头仪器化划入过程示意图（划痕方向沿X 轴，FV 和FT 分别是正压力和侧向力）；（b）划入过程中在施加线性加载的正压力的同时记录侧向力；（c）划痕残余形貌；（d）侧向力和压入深度的关系（左轴）和声发射（右轴）当圆锥部分起主导作用时，FT/d3/2趋近于一条水平线，这说明划入过程由断裂机制控制，声发射信号也直接验证了断裂的发生。可见，利用划入方法测试材料的断裂韧度需要适合的加载条件，只有当载荷足够大，断裂机制占主导时才能应用线弹性断裂力学的公式计算断裂韧度，但是过大的载荷会产生很多扩展方向不同的裂纹，使得只有一条裂纹扩展的假设不成立。声发射信号是确定断裂发生的有效手段，可以用于区分断裂的程度（剧烈的断裂会使得声发射信号饱和），寻找适合的加载力范围。FT/d3/2一直在波动，这种锯齿状数据是切削的典型特征，与传统测试（比如紧凑拉伸中只有一个裂纹产生）明显不同，划入过程中会产生很多裂纹，所以有必要对平稳段的数据取平均[21]。仪器化划入方法已经成功应用于各种材料的断裂韧度表征[22, 23]，比如：高分子材料（聚碳酸酯PC[18]、改性石墨烯添加的环氧树脂基复合材料[24]）、玻璃（熔融石英硅[25]、K9玻璃[26]）、金属（紫铜[27, 28]）、半导体材料（单晶硅和碳化硅[29]）等。表 1比较了部分材料的仪器化划入测试结果与传统方法测试结果，划入法测试与传统方法测试结果大体一致，差异很有可能是由于材料的各向异性和不均匀造成的，因为划入法表征的是表面微观区域的力学性能，传统方法测试的是宏观力学性能。所以划入法可以表征材料断裂韧度的分布，适合于异质复合材料各组织以及界面的力学性能表征，研究不同尺度结构的断裂性能，这些都是先进材料及微纳米器件发展迫切需要解决的关键测试表征技术，尤其在表面微观力学领域有广阔的应用前景。表 1 利用仪器化划入方法表征各种材料的断裂韧度（MPa• m1/2）压头（形状尺寸）及方法材料（牌号）：划入法测的断裂韧度（传统方法测试值）单位（国家）[参考文献]Rockwell C压头（2θ=120°，R=200 μm），线弹性断裂力学铝合金(AA 2024)：34.4±3 (32~37)热塑性聚合物（Delrin Grade 150）：2.5±0.2 (2.9±0.5)麻省理工学院（美国）[20] Rockwell C 压头（2θ=120°，R=200 μm），线弹性断裂力学钠钙玻璃：0.71±0.03 (0.70)耐热高硼硅玻璃：0.68±0.02 (0.63)热塑性聚合物(Delrin 150E) ：2.75±0.05 (2.8)热塑聚碳酸酯：2.76±0.02 (2.69)铝合金(2024-T4/T351) ：28.8±1.3 (26~37)AISI-1045：62.2±2.6 (50)AISI-1144：62.2±2.6 (57~67)Titanium 6Al-4V：77.0±3.4 (75)麻省理工学院（美国）[22]直钢刀压头，线弹性断裂力学（LEFM）和能量尺寸效应方法(ESEL)石蜡：0.14 (0.15)水泥：0.66~0.67 (0.62-0.66)侏罗纪石灰岩：0.56 (ESEL), 0.34 (LEFM)A-51w：0.82 (ESEL), 0.81 (LEFM)B-4w：0.74 (ESEL), 0.72 (LEFM)B-12w：0.78 (ESEL), 0.78 (LEFM)麻省理工学院（美国）西北大学（美国）伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（美国）[21]直钢刀压头、Rockwell C线弹性断裂力学水泥（直钢刀压头）：0.66±0.05 (0.67)钢材（Rockwell C压头）：40±0.2 (50)麻省理工学院（美国）[11]直钢刀压头能量尺寸效应方法水泥：0.66(0.65~0.67)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（美国）[23]Rockwell C压头线弹性断裂力学（LEFM）和能量尺寸效应方法(ESEL)塑料（Delrin）：3.26 (LEFM)，2.85 (ESEL)聚碳酸酯（Lexan）：2.87 (LEFM)，2.38 (ESEL)熔融石英硅：0.96 (LEFM)，0.96 (ESEL)传统测试结果：塑料（2.8）、聚碳酸酯（2.2）、熔融石英硅（0.8）科罗拉多大学（美国）麻省理工学院（美国）[28]Rockwell C压头能量尺寸效应方法聚缩醛 ：3.16 (2.8)石蜡：0.14 (0.14)聚碳酸酯（Lexan 934）：2.8 (2.69)铝：32.53 (32)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（美国）[40]圆球压头线弹性断裂力学熔融石英硅：0.7 (0.68~0.75)K9玻璃：0.85 (0.82)福州大学（中国）[45,46]Rockwell C压头线弹性断裂力学聚碳酸酯：2.3 (2.2)福州大学（中国）[43]作者简介刘明，福州大学机械工程及自动化学院教授，福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才，全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组（SAC/TC183/SC4/WG1）委员、ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市，哈尔滨工业大学本科、硕士，肯塔基大学（美国）博士，法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后、华盛顿州立大学（美国）博士后。主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱：mingliu@fzu.edu.cn 参考文献[1] A.-T. Akono, P. Kabir, Microscopic fracture characterization of gas shale via scratch testing, Mechanics Research Communications, 78 (2016) 86-92.[2] C.V. Johnson, J. Chen, N.P. Hasparyk, P.J.M. Monteiro, A.T. Akono, Fracture properties of the alkali silicate gel using microscopic scratch testing, Cement and Concrete Composites, 79 (2017) 71-75.[3] A.-T. Akono, J. Chen, S. Kaewunruen, Friction and fracture characteristics of engineered crumb-rubber concrete at microscopic lengthscale, Construction and Building Materials, 175 (2018) 735-745.[4] A.-T. Akono, J. Chen, M. Zhan, S.P. Shah, Basic creep and fracture response of fine recycled aggregate concrete, Construction and Building Materials, 266 (2021) 121107.[5] J. Liu, Q. Zeng, S. Xu, The state-of-art in characterizing the micro/nano-structure and mechanical properties of cement-based materials via scratch test, Construction and Building Materials, 254 (2020) 119255.[6] M.H. Hubler, F.-J. Ulm, Size-Effect Law for Scratch Tests of Axisymmetric Shape, Journal of Engineering Mechanics, 142 (2016).[7] A.-T. Akono, Energetic Size Effect Law at the Microscopic Scale: Application to Progressive-Load Scratch Testing, Journal of Nanomechanics and Micromechanics, 6 (2016) 04016001.[8] A. Kataruka, K. Mendu, O. Okeoghene, J. Puthuvelil, A.-T. Akono, Microscopic assessment of bone toughness using scratch tests, Bone Reports, 6 (2017) 17-25.[9] H. Farnoush, J. Aghazadeh Mohandesi, H. Cimenoglu, Micro-scratch and corrosion behavior of functionally graded HA-TiO2 nanostructured composite coatings fabricated by electrophoretic deposition, J Mech Behav Biomed Mater, 46 (2015) 31-40.[10] A.T. Akono, N.X. Randall, F.J. Ulm, Experimental determination of the fracture toughness via microscratch tests: Application to polymers, ceramics, and metals, J. Mater. Res., 27 (2012) 485-493.[11] A.-T. Akono, F.-J. Ulm, An improved technique for characterizing the fracture toughness via scratch test experiments, Wear, 313 (2014) 117-124.[12] A.T. Akono, F.J. Ulm, Fracture scaling relations for scratch tests of axisymmetric shape, J. Mech. Phys. Solids, 60 (2012) 379-390.[13] A.-T. Akono, F.-J. Ulm, Z.P. Bažant, Discussion: Strength-to-fracture scaling in scratching, Eng. Fract. Mech., 119 (2014) 21-28.[14] G.I. Barenblatt, The mathematical theory of equilibrium cracks in brittle fracture, in: H.L. Dryden, T. von Kármán, G. Kuerti, F.H. van den Dungen, L. Howarth (Eds.) Advances in Applied Mechanics, Elsevier, 1962, pp. 55-129.[15] H.M. Hubler, F.-J. Ulm, Size-effect law for scratch tests of axisymmetric shape, J. Eng. Mech., 142 (2016) 04016094.[16] A.-T. Akono, Energetic size effect law at the microscopic scale: Application to progressive-load scratch testing, J. Nanomech. Micromech., 6 (2016) 04016001.[17] D. Zhang, Y. Sun, C. Gao, M. Liu, Measurement of fracture toughness of copper via constant-load microscratch with a spherical indenter, Wear, 444–445 (2019) 203158.[18] M. Liu, S. Yang, C. Gao, Scratch behavior of polycarbonate by Rockwell C diamond indenter under progressive loading, Polymer Testing, 90 (2020) 106643.[19] M. Liu, Microscratch of copper by a Rockwell C diamond indenter under a constant load, Nanotechnol. Precis. Eng., 4 (2021) 033003.[20] A.T. Akono, P.M. Reis, F.J. Ulm, Scratching as a Fracture Process: From Butter to Steel, Phys. Rev. Lett., 106 (2011) 204302.[21] A.-T. Akono, G.A. Bouché, Rebuttal: Shallow and deep scratch tests as powerful alternatives to assess the fracture properties of quasi-brittle materials, Eng. Fract. Mech., 158 (2016) 23-38.[22] 刘明, 李烁, 高诚辉, 利用圆锥压头微米划痕测试材料断裂韧性, 摩擦学学报, 39 (2019) 556-564.[23] 刘明, 李烁, 高诚辉, 利用微米划痕研究TiN涂层的失效机理, 计量学报, 41 (2020) 696-703.[24] S. Li, J. Zhang, M. Liu, R. Wang, L. Wu, Influence of polyethyleneimine functionalized graphene on tribological behavior of epoxy composite, Polymer Bulletin, (2020).[25] M. Liu, Q. Zheng, C. Gao, Sliding of a diamond sphere on fused silica under ramping load, Materials Today Communications, 25 (2020) 101684.[26] M. Liu, J. Wu, C. Gao, Sliding of a diamond sphere on K9 glass under progressive load, Journal of Non-Crystalline Solids, 526 (2019) 119711.[27] D. Zhang, Y. Sun, C. Gao, M. Liu, Measurement of fracture toughness of copper via constant-load microscratch with a spherical indenter, Wear, 444-445 (2020) 203158.[28] C. Gao, M. Liu, Effects of normal load on the coefficient of friction by microscratch test of copper with a spherical indenter, Tribology Letters, 67 (2019) 8.[29] 刘明, 侯冬杨, 高诚辉, 利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性, 力学学报, 53 (2021) 413-423.

摘 要：本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机，配合1kN气动拉伸夹具，根据《GB/T 7689.5-2013增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》，进行了玻璃纤维机织物拉伸试验的实例，试验结果表明，使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长的试验。 关键词：鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 玻璃纤维 拉伸试验玻璃纤维布(Glass Fiber) 是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，绝缘层压板以及印刷电路等各个领域。玻璃纤维布的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织纹所决定。经纬密度又由纱结构和织纹决定。经纬密度加上纱结构，就决定了玻璃纤维布的物理性质。本应用介绍了使用电子万能材料试验机进行玻璃纤维机织物拉伸断裂强力和断裂伸长试验。鲲鹏电子万能材料试验机配备的气动拉伸夹具，有以下几个特点：首先，夹面采用专用高分子夹面，平整度好，可以避免夹伤试样，避免拉伸过程中出现夹持部位断裂的情况；其次，气动控制可以提供适当且恒定的夹持力，避免拉伸过程中出现滑移的情况；另外，夹具设有对中标识，可以辅助夹持试样，保证夹持后试样的垂直度，避免拉伸过程中出现左右两边受力不均匀的情况。 除夹具外，试验机主机的高精度以及超过1000HZ的采集频率，可以完整的拉伸过程中的所有特征数据，准确识别试样拉伸断裂点，确保给用户提供准确可靠的试验数据，配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线，让不同的用户均可以拥有良好的交互体验，为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。本篇报告参照《GB/T 7689.5-2013增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》进行试验，标准要求如下： 1.样品要求：Ⅱ型试样、试样宽度25mm、有效长度100mm 2.夹持距离：100mm±1mm 3.拉伸速度：50mm/min±3mm/min 1. 实验部分 1.1仪器与夹具 BOYI 2025-001 电子万能试验机 1kN气动拉伸夹具 90°剥离夹具 Smartest软件 1.2分析条件 试验温度：室温23℃左右 载荷传感器：1kN（0.5级） 加载试验速率：50mm/min 图1 BOYI 2025-001 电子万能试验机 1.3样品及处理本次试验，选取6组国内主流的不同种类的玻璃纤维布，统一切割成GB Ⅱ型试样，宽度约为25mm的长条试样，每组样品分经向和纬向。 2.试验介绍使用BOYI 2025-001电子万能试验机进行试验，设定夹具间距为100mm，将样品分别夹持在上下夹具中，以50mm/min的速率进行试验。测量拉伸过程中的力值以及位移数据，拉伸试样至断裂，记录最终断裂强力及断裂伸长(GB要求精确至1mm)，取拉伸过程中第一组纱断裂时的最大强力作为拉伸断裂强力，根据数据计算得出结果，并生成拉伸曲线。图2 测试系统图（主机、夹具） 3.结果与结论 3.1第一组玻璃纤维布试验结果 3.2第二组玻璃纤维布试验结果 3.3第三组玻璃纤维布试验结果 3.4第四组玻璃纤维布试验结果 3.5第五组玻璃纤维布试验结果 3.6第六组玻璃纤维布试验结果 从上上述数据以及断裂后试样状态可以看出，整个测试过程中，拉伸试样夹持良好，断裂部位均在试样中部，满足GB要求(断裂点距离夹口10mm以上)，两个方向各5个试样结果平均值非常接近，曲线重合度再现性良好，无较低异常测试值，满足GB要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论 综上所述，鲲鹏BOYI 2025-001 电子万能试验机、1kN气动拉伸夹具，可以完全满足GB/T 7689.5-2013 增强材料 机织物试验方法 第5部分：玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定》标准要求，高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统，可以获得玻璃纤维布各项力学数据，且稳定可靠，这对于玻璃纤维布以及绝缘电路板材、印刷电路板的技术发展非常重要，能够为企业的产品研发、品质管理，以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。

当前我国正在紧锣密鼓地推进冷湖天文观测基地的建设，该基地位于我国柴达木盆地西北边缘的青海省海西州茫崖市冷湖镇赛什腾山区域，平均海拔约4000米。偏僻荒凉的赛什腾山成为火热的建设工地（央广网发 王小龙 摄） 冷湖天文观测基地由多个平台组成，其中D平台用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统，为科学家对当今太阳物理前沿如太阳发电机、纤维化磁对流过程、日冕加热的研究提供测量手段。系统的核心部件——太阳磁场测量光谱仪由上海技物所研制。光谱仪光机部分光谱仪调试科研团队经过了多年的艰苦攻关，中红外观测系统的研制工作接近尾声。光谱仪在实验室环境下测试表明，性能达到任务书指标要求，后续将在冷湖太阳观测基地开展实测。该系统主要由望远镜、偏振光路和超高光谱分辨率成像型红外傅里叶变换光谱仪组成，能够测量出太阳谱线通过磁场所产生的微小裂距，从而解算出太阳磁场强度。其中，太阳磁场测量光谱仪部分具有极高的光谱分辨率（指标为0.004cm-1）和极高的空间分辨率（探测元尺寸不到1／4衍射斑），技术难度极大且为国际上首次研制。为满足项目对光谱仪性能的要求，除干涉仪主体外，科研团队还需要完成一系列分系统的研制：如高性能长波红外探测器、冷箱-杜瓦两制冷机系统以及低温光学系统等。 5年来，在所领导和各部门的支持下，研制团队群策群力，克服了种种困难。从技术方案论证，到探测器、制冷系统、杜瓦组件、光学薄膜、整机光机电技术攻关，一路走来的桩桩件件难忘而珍贵：有一年除夕夜，各部门参研人员在地下室完成后继光学集成工作；西藏那曲高原试验期间，大家在海拔4475m的高原上一边吸氧一边对仪器关键部件进行环境模拟测试；曾因一根薄膜电缆的接地造成的测试结果不佳而感到沮丧；也因一根管脚莫名导通而需打开冷箱大费周折。近两年多来，各地的疫情辗转反复，给研制任务造成了不少困扰。研制团队始终发扬坚韧不拔的精神，把疫情的影响降低到尽小。如杜瓦陶瓷基片加工，团队和总体轮番与加工单位协调进度，到货后又立即安排加班加点，第一时间完成装配！西藏那曲对关键部件进行环境模拟测试正如一名攀登者攀到每个峰顶收获的高兴和经历，是为登顶珠穆朗玛累积经验。前路漫漫，相信在大家的通力协作，专家的指导和研究所的全力支持下，团队成员能够一同拾级而上，创出辉煌！“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”项目是国家重大科研仪器研制项目，由国家天文台、上海技物所和西安光机所联合承担，获国家自然科学基金委员会资助。

据德国弗劳恩霍夫研究所网站报道，该所科学家研发的一个特殊传感器系统可以检测到玻璃幕墙上微小的裂纹，并对即将发生的玻璃破碎的危险发出警告。相关技术将在5月18日至20日举行的纽伦堡国际传感器、测试测量技术展上进行展示。　　玻璃幕墙体现了现代建筑学与美学结构设计的最佳结合。不过，玻璃幕墙上的玻璃破碎坠落危及行人的情况也时有发生，而迄今为止，相关安全检查一般仅依靠敲打玻璃的声音来判断。这样的检测只能确认已经形成整条裂痕的玻璃，而不能警告即将发生的危险。　　现在，位于维尔茨堡的德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所(ISC)与行业合作伙伴共同开发了一个传感器，它可识别5毫米长的微裂纹，并在玻璃实际破裂之前就及时发出维修提示。负责该研究的伯恩哈德布伦纳博士介绍说，他们在一块玻璃上按照一米的间距安装多个压电传感器执行器模块(piezoelektrische Sensor-Aktor-Module)，一个传感器执行器模块产生超声波，其他传感器接收这种注册过的超声波。如果超声波信号保持不变，说明玻璃是完好的 如果信号发生变化，就表明玻璃产生了裂痕。通常，这些裂纹从玻璃的边缘产生，最初是不可见。随着时间的推移，例如在环境温度变化的影响下，它才会逐渐扩大。　　该传感器通过电缆连接到建筑物的控制系统，所有传入的数据都会被自动分析，当玻璃出现微小裂缝时就会触发警报。研究者还成功将传感器安装到层压玻璃面板间。由于这些传感器在层压玻璃的生产过程中就已经被整合到两块玻璃板之间，因此，它们能在玻璃安装前就检测到玻璃在运输过程中出现的缺陷。　　这一新的安全系统不仅可以提前预测玻璃碎裂，还能提供舒适的功能：该传感器执行器模块同温度和光传感器相连，可以根据光照情况选择开关百叶窗，从而控制室内环境。