差示扫描热量计

中国计量科学研究院与北京市热力集团有限责任公司发挥各自优势 共建我国首家热水热量计量实验室 由于国家质检总局和北京市政府的牵线搭桥，国内首个检测热量表的国家级实验室———国家热水热量计量实验室，有望2011年正式在北京市朝阳区左家庄供热厂投入运行。届时，不仅能解决供热计量中的热量表检测问题，还将推动我国供热计量改革的进程和热量计量技术的发展。 　　12月1日，国家热水热量实验室的合作双方———中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)和北京市热力集团有限责任公司(以下简称北京热力集团)在京签订合作协议，宣布国内最高计量科学研究院与计量检测机构和全国最大的供热企业正式“联姻”，实现在热量计量方面的优势互补和资源共享。 　　依照协议，国家热水热量计量实验室标准装置的测量口径为DN15—DN400。其中，DN15—DN150为高准确度称重法装置，该装置主要承担型式实验室全部试验项目。DN50—DN400为标准法装置，该装置主要完成计量性能检定和校准。“这两个项目，前一个是走高精路线的，主要与国际研究接轨，并能对其他装置进行校验。后一个则主要是解决热量表等计量器具的检测问题，两个项目互为依托。”中国计量院相关负责人说。 　　据介绍，称重法装置的场地和基础由北京热力集团提供，除此之外的全部投资由中国计量院提供，科研成果归中国计量院所有。同时，中国计量院拥有其所有权和使用权，负责维护和技术改造，并承担装置运行电费、场地和基础租金等费用。该装置由中国计量院独立向国家质检总局申请授权。 　　标准法表装置设备、施工等相关资金由北京热力集团提供，中国计量院提供设计、设备选型、技术指导、人员培训等，由双方人员共同安装验收、装置运行调试、试验和校准、建立质量保证体系，科研成果也归双方共享。该装置的所有权归北京热力集团，但双方共同拥有使用权。中国计量院主要负责该装置的量值溯源、提出装置持续提升和技术改造的技术方案并在实施中提供技术支持，北京热力集团负责装置的日常使用、维护并承担相关费用。该装置由双方共同向国家质检总局申请授权。 　　据悉，北京热力集团将为实验室的建设提供热水源、稳压设备及热水储存和运输设备。实验室的建设将于2010年前完成土建施工及设备采购加工，2011年完成安装调试并进入长期运行阶段。

2013年8月22日，河南省计量科学研究院筹建的“河南省热量表检测中心”，在河南省计量院二基地举行揭牌仪式。国内外12家热量表生产企业、全省5家市级热力公司的代表及我院液体流量所、气体流量所、中心管理部，郑州热力总公司相关人员共计五十多人参加了揭牌仪式。 　　揭牌仪式隆重而简朴。仪式由院党委书记陈传岭主持，院长宋崇民致欢迎辞，河南省质量技术监督局计量处苏君处长受省局冯长宇副局长的委托，发表了讲话。苏君处长表示，希望我院围绕“构筑技术平台、服务热量表监管、引领产业创新、带动行业发展”的目标履行职能，全面落实“以人为本、科技创新”的科学发展观，充分发挥技术和资源优势，为热量表产业发展和产品质量监管提供有力的技术支撑和全方位技术服务。冯长宇副局长、宋崇民院长、郑州热力总公司张舒总经理、郭颖悟总工共同为河南省热量表检测中心揭牌。 　　河南省热量表检测中心由河南省质监局批准河南省计量科学研究院联合郑州市热力总公司承建，其职责是：研究热量表检测方法和技术，检定、校准各类热量表和热量计量器具，并向各级质检管理部门、住建厅、热量表用户提供热量表质量评价报告。 　　河南省热量表检测中心的建立，使河南省具备了满足国际标准R75、欧洲标准EN1434和国家建设部标准CJ128等所有标准的热量表检测能力，特别是加速磨损试验装置的建立，是国内首个具有热量表耐久性试验能力实验室。该中心的建立，标志着我院热量表计量检测能力迈上了一个新的台阶。

仪器信息网讯 2月25日，麻省理工学院电子研究实验室和物理系等在Science发表一种纳米光学的闪烁体架构最新成果：A framework for scintillation in nanophotonics。该闪烁体架构在电子诱导和x射线诱导的闪烁中都获得了近一个数量级的增强，有助于开发出一种更亮、更快、更高分辨率的新型闪烁体。这或将推动医学成像、x射线无损检测、电子显微镜和高能粒子探测器等技术的发展。（DOI: 10.1126/science.abm9293 ）闪烁体纳米光子学当高能粒子与材料碰撞时，能量会传递给材料中的原子，从而可以发光。这种闪烁过程被应用于从医学成像到高能粒子物理学等的许多探测器中。Roques-Carmes等人将纳米光子结构集成在闪烁材料上，以增强和控制其光发射。作者展示了纳米光子结构如何塑造闪烁的光谱、角度和偏振特性。这种方法将有助于开发更亮、更快和更高分辨率的闪烁体。摘要高能粒子对材料的轰击通常导致光发射，这一过程称为闪烁。闪烁在医学成像、x射线无损检测、电子显微镜和高能粒子探测器中有广泛的应用。大多数研究集中在寻找更亮、更快、更可控的闪烁材料。团队发展了一个统一的纳米光子闪烁体理论，该理论解释了闪烁的关键方面:高能粒子的能量损失，以及纳米结构光学系统中的非平衡电子的光发射。然后，我们设计了一种基于将纳米光子结构集成到闪烁体中来增强其发射的方法，在电子诱导和x射线诱导的闪烁中都获得了近一个数量级的增强。该框架预期能够开发出一种更亮、更快、更高分辨率的新型闪烁体，具有定制化和优化的性能。纳米光子闪烁体：( A ) 纳米光子闪烁体由与闪烁体集成的纳米光子结构组成。通过结合能量损失动力学、占据水平动力学和纳米光子学建模，可以对闪烁进行建模、定制和优化。( B ) 光子晶体纳米光子闪烁体增强x射线闪烁的数量级。( C ) 使用纳米光子闪烁体（白色虚线正方形）进行的 X 射线扫描。简介高能粒子对材料的轰击通常导致光发射，这一过程称为闪烁。闪烁体广泛应用于电离辐射的检测，具有广泛的应用，包括用于医学成像、无损检测的 X 射线探测器、用于正电子发射断层扫描的伽马射线探测器、夜视系统和电子显微镜中的荧光屏以及高能物理实验中的电磁热量计。因此，人们对开发具有更高光子产率和更高空间和能量分辨率的“更好的闪烁体”非常感兴趣。一般来说，更好的闪烁体会导致上述所有应用技术的明确改进。比如在医学成像技术中，更亮的闪烁体可以实现极低剂量的 X 射线成像，从而减少对患者的潜在伤害。大多数对改进闪烁体问题的研究都涉及合成具有更好固有闪烁特性的新材料。基本原理高能粒子转化为光子是一个复杂的多物理过程，其中入射粒子在闪烁体中产生一连串的二次电子激发。然后这些二次激发在发射闪烁光子之前放松为非平衡分布。通过在闪烁体中在闪烁光子波长的尺度上产生空间不均匀性，从而在波长尺度上调制材料的光学特性，可以控制和增强光发射。在这种“纳米光子闪烁体”中，由于电子可用于发光的光学态的局部密度的增强，闪烁体中的发光电子可以更快地发光。还可以使用这些纳米光子结构将捕获的光“引导”出闪烁体，从而检测到更多的光。这两种效应都导致闪烁光子发射率的提高。这些纳米光子效应与材料无关，原则上可以增强任何闪烁体，并且原则上也可以对任何类型的高能粒子观察到这些效应。纳米光子成形和增强电子束诱导闪烁实验演示：（a） 使用改进的扫描电子显微镜（SEM）诱导和测量电子束（10-40 keV）轰击闪烁纳米光子结构的闪烁。（b） 通过Monte Carlo模拟计算了绝缘体上硅晶片中的电子能量损失。插图：放大闪烁（硅）层中的电子能量损失。（c） 光子晶体（PhC）样品（蚀刻深度35nm）的SEM图像。倾角45◦.比例尺：1µm（顶部），200 nm（底部）。（d） 具有不同蚀刻深度（但厚度相同）的薄膜（TF）和PhC样品的闪烁光谱。（e） 闪烁信号通过物镜从真空室耦合出来，然后在相机上成像，并用光谱仪进行分析。（f-g）绿色和红色闪烁峰的理论（左）和实验（右）闪烁光谱之间的比较。插图：计算出的正常发射方向的闪烁光谱（每个立体角），显示出在单个发射角度上可能有更大的增强。成果该团队建立了纳米光子闪烁体的第一性原理理论，理论考虑了导致电子激发的复杂过程以及任意纳米光子结构中非平衡电子的光发射。使用该理论作为指导，在两个不同的平台上通过实验证明了数量级的闪烁增强：通过硅缺陷产生的电子诱导闪烁，以及传统闪烁体中通过稀土掺杂引起的 X 射线诱导闪烁。两种情况下的增强都是通过对闪烁体或闪烁体上方的材料进行二维周期性蚀刻来实现的，以创建二维光子晶体平板几何形状。该理论解释了实验观察到的增强，以及其他需要对发射过程的潜在微观动力学进行第一性原理描述的影响。例如，我们可以将观察到的光谱形状解释为光子晶体板的几何参数的函数。此外，使用该框架，我们可以解释信号与入射粒子通量的非线性关系，以及主要闪烁波长可能随高能粒子通量而变化的影响。此外，团队使用纳米图案 X 射线闪烁体来记录各种样本的 X 射线扫描，并观察到图像亮度的增加。这直接转化为更快的扫描，或者相当于实现给定亮度所需的更低 X 射线剂量。X射线闪烁的纳米光子增强结论该框架可以直接应用于在许多现有实验中的纳米光子闪烁模型，可解释任意类型的高能粒子、闪烁体材料和纳米光子环境。除此之外，该框架还允许发现用于增强闪烁的最佳纳米光子结构。成果展示了如何使用拓扑优化和其他类型的纳米光子结构来寻找可以呈现更大闪烁增强的结构。该团队期望这里展示的概念可以部署在使用闪烁体的所有应用领域，并在整个应用领域提供引人注目的应用，包括医学成像、夜视和高能物理实验等。实验设置和校准测量示意图.（A）实验设置示意图，扫描电镜SEM室内，1：电子束与样品相互作用；2：法拉第杯，链接外接皮安计，测量入射电流；3：6轴，同心圆工作台，由SEM控制；4：XYZ目标阶段。5：X射线遮挡窗口，SEM室外；6：镜面；7：管状镜头；8：分束器；9：CCD摄像机，成像样品表面；10：偏振片（可选）；11：XYZ框架组件，带两个聚焦透镜和一个光纤耦合器，内部分光仪；12：光栅转台；13，14：（聚焦）镜；15：光谱仪CCD，绿色激光馈通对准臂；16：绿色激光源；17：光纤耦合直通，真空兼容；18：光纤输出照明样品。（B）校准实验（其余设置与（A）类似）。19：AVA校准光源。（C）测量校准转换功能。