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接地导通电阻测试仪结构原理

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接地导通电阻测试仪结构原理相关的资讯

  • 绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前都要注意什么?
    绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前都要注意什么?绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前请仔细阅读以下内容,否则将造成仪器损坏或电击情况。1. ◇检查仪器后面板电压量程是否置于10V档,电流电阻量程是否置于104档。2. ◇接通电源调零,(注意此时主机不得与屏蔽箱线路连接)在“Rx”两端开路的情况下,调零使电流表的显示为0000。然后关机。3. ◇应在“Rx”两端开路时调零,一般一次调零后在测试过程中不需再调零。 4. ◇测体积电阻时测试按钮拨到Rv边,测表面电阻时测试按钮拨到Rs边,5. ◇将待测试样平铺在不保护电极正中央,然后用保护电极压住样品,再插入被保护电极(不保护电极、保护电极、被保护电极应同轴且确认电极之间无短路)。6. ◇电流电阻量程按钮从低档位逐渐拨,每拨一次停留1-2秒观察显示数字,当被测电阻大于仪器测量量程时,电阻表显示“1”,此时应继续将仪器拨到量程更高的位置。测量仪器有显示值时应停下,在1min的电化时间后测量电阻,当前的数字乘以档次即是被测电阻。7. ◇测试完毕先将量程拨至(104)档,然后将测量电压拨至10V档, 后将测试按钮拨到中央位置后关闭电源。然后进行下一次测试。8. ◇接好测试线,将测试线将主机与屏蔽箱连接好。量程置于104档,打开主机后面板电源开关按钮。从仪器后面板调电压按钮到所要求的测量电压。(比如:GBT 1692-2008 硫化橡胶 绝缘电阻率的测定 标准中注明要求在500V电压进行测定,那么电压就要升到500V)9. ◇禁止将“RX”两端短路,以免微电流放大器受大电流冲击。10. ◇不得在测试过程中不要随意改动测量电压。11. ◇测量时从低次档逐渐拨往高次档。12. ◇接通电源后,手指不能触及高压线的金属部分。13. ◇严禁在试测过程随意改变电压量程及在通电过程中打开主机。14. ◇在测量高阻时,应采用屏蔽盒将被测物体屏蔽。15. ◇不得测试过程中不能触摸微电流测试端。16. ◇严禁电流电阻量程未在104档及电压在10V档,更换试样。技术指标1、电阻测量范围 0.01×104Ω~1×1018Ω2、电流测量范围为 2×10-4A~1×10-16A3、仪器尺寸 285mm× 245mm× 120 mm4、内置测试电压 100V、250V、500V、1000V5、基本准确度 1% (*注)6、内置测试电压 100V、250、500、1000V7、质量 约2.5KG8、供电形式 AC 220V,50HZ,功耗约5W9、双表头显示 3.1/2位LED显示安全注意事项1. 使用前务必详阅此说明书,并遵照指示步骤,依次操作。2. 请勿使用非原厂提供之附件,以免发生危险。3. 进行测试时,本仪器测量端高压输出端上有直流高压输出,严禁人体接触 ,以免触电。4. 为避免测试棒本身绝缘泄漏造成误差,接仪器测量端输入的测试棒应尽可 能悬空,不与外界物体相碰。5. 当被测物绝缘电阻值高,且测量出现指针不稳现象时,可将仪器测量线屏 蔽端夹子接 上。 例如: 对电 缆测缆 芯与 缆壳的 绝缘 时,除 将被 测物两 端分 别接于 输入 端与高压 端, 再将电 缆壳 ,芯之 间的 内层绝 缘物 接仪器 “G”,以消 除因 表面漏 电而 引起的测 量误 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法, 即将 被测物 置于 金属屏 蔽盒 内,接 上测 量线。
  • 材料变温电阻特性测试仪
    成果名称材料变温电阻特性测试仪(EL RT-800)单位名称北京科大分析检验中心有限公司联系人王立锦联系邮箱13260325821@163.com成果成熟度□研发阶段 □原理样机 □通过小试 &radic 通过中试 &radic 可以量产合作方式□技术转让 &radic 技术入股 &radic 合作开发 □其他成果简介:本仪器专门为材料电阻特性变温测试而设计,采用专用高精度电阻和温度测量仪以及四端测量法减小接触电阻对测量的影响从而提高测量精度,样品采用氮气保护可连续测量-100℃~500 ℃条件下样品电阻随温度的变化。采用流行的USB接口将高精度的数据采集器与计算机相连,数据采集迅速准确;用户界面直观友好,能极大方便用户的使用。主要技术参数:一、信号源模式:大电流模式;小电流模式;脉冲电流模式。二、电阻测量范围: 1&mu &Omega ~3M&Omega 。三、电阻测量精度: ± 0.1%FS。四、变温范围:液氮温度~900 ℃。五、温度测量精度:热电阻0.1%± 0.1℃;热电偶0.5%± 0.5℃。 六、供电电源:220 VAC。七、额定功率:500W。八、数据采集软件在Windows XP、Windows 7操作系统均兼容。应用前景:本仪器可用于金属、合金及半导体材料的电阻变温测量。适合于高校科研院所科研测试及开设专业实验。知识产权及项目获奖情况:本仪器拥有完全自主知识产权和核心技术,曾在全国高校自制实验仪器设备评选活动中获得优秀奖。
  • 磁电阻特性测试仪
    成果名称磁电阻特性测试仪(EL MR系列)单位名称北京科大分析检验中心有限公司联系人王立锦联系邮箱13260325821@163.com成果成熟度□研发阶段 □原理样机 □通过小试 &radic 通过中试 &radic 可以量产合作方式□技术转让 &radic 技术入股 &radic 合作开发 □其他成果简介:本仪器专门为材料磁电阻特性测试而设计的,采用流行的USB接口将高精度的数据采集器与计算机相连,数据采集迅速准确;用户界面直观友好,极大地方便了用户的使用。MR-150型采用电磁铁产生强磁场,高精度名牌仪表采集数据,精度高稳定性好适合科研中各类样品的磁电阻特性测试。MR-4型采用亥姆霍兹线圈产生磁场,无剩磁。采用高精度名牌仪表采集数据,精度高稳定性好适合科研中AMR、GMR、TMR各类样品的磁电阻特性测试。MR-2型采用集成化主机和多通道USB接口数据采集卡采集数据,稳定性好适合科研教学中性能较好的磁电阻样品测试。MR-1型采用手动调节磁场和人工读数,适合与大中专院校本科生研究生的专业实验中使用。主要技术参数:一、系统控制主机:内含可1路可调恒流源(0.3mA~50mA)、2路4 1/2数字电压表和1块USB接口24bit数据采集卡;功耗50W。二、自动扫描电源:0~± 5A,扫描周期8~80s。三、亥姆霍兹线圈:0~± 160Gs。四、测量专用检波与放大电路技术参数:输入信号动态范围为± 30 dB;输出电平灵敏度为30mV / dB;,输出电流为8mA;转换速率为25 V /&mu s;相位测量范围为0~180° ;相位输出时转换速率为30MHz;响应时间为40 ns~500 ns;测量夹头间隔10mm。五、计算机为PC兼容机,Windows XP或Windows 7操作系统。 六、数据采集软件在Windows XP和Windows 7操作系统均兼容。应用前景:本仪器可用于金属、合金及半导体材料的电阻变温测量。适合于高校科研院所科研测试及开设专业实验。目前该仪器已经应用在北京科技大学材料学院及哈尔滨工业大学深圳研究生院的研究生实验教学及课题组科研测量中,取得良好的成效。知识产权及项目获奖情况:本仪器拥有完全自主知识产权和核心技术,曾在全国高校自制实验仪器设备评选活动中获得优秀奖。
  • 绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?
    绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?1 为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读数? 这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器,如果出现过量程时仪器内保护电路开始工作,将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199,既只为三位数且di一位数为1 时,其准确度要下降。所以在测量电阻时当di一次读数从1 变为某一读数时,不应再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时,即读数位数多的比读数位数少的准确度高。2为什么测量完毕时一定要将量程开关再拨到104档后才能关电源? 这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容,这个电容在测量时已被充电到测量电时的电压值,如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大,测试电压越高时,电容器所储藏的电能越大,更容易损坏仪器,特别是在电阻的高量程或电流的低量程时因仪器非常灵敏,仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关再拨到104挡后才能关电源。3为什么测量时仪器的读数总是不稳? 一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流,有很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律,所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题,而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好,对测量读数只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器测量结果造成读数不稳。4为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大? 这是因为一般物体输出的电流不是恒定流,而仪器有一定内阻,若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高,所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时,读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。 5 为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源? 这是因为机内的电容器充有很高的电压(zui高电压达1200V以上),这些电容器的所带的电能保持较长的时间,如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源,则会将机内的高压电容器很快放电,不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档,虽然断了电源,但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压,将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击,要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。6为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电压? 在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压,无论电压变高或变低时都将会产生大脉冲电流,这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方面如果电压突然变化也会通过被测量物体的(分布)电容放电或反向放电对测量仪器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低,当您改变测量电压时有右能击穿而产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压,在确保被测量物体不会因电压过高击穿时,要先将量程开关拨到104档后关闭电源,再从仪器后面板调整到所要求的电压。有的材料是非线性的,即电压与电流是不符合欧姆定律,有改变电压时由于电流不是线性变化,所以测量的电阻也会变化。
  • 深圳检验检疫局接地电阻检测能力国际领先
    近日,深圳检验检疫局机电实验室在国际权威能力验证机构澳大利亚IFM质量服务有限责任公司(简称IFM)组织的接地电阻能力验证中获得满意结果,标志着该局机电实验室接地电阻的检测能力达到国际领先水平。此次能力验证既证实了该局机电实验室接地电阻试验的出色检测能力,也为该局机电实验室明确自身在全球检测机构中定位及未来发展方向提供了平台。  IFM是国际电工委员会电工产品安全认证体系(IECEE)指定的能力验证机构。此次能力验证检测涵盖范围广,样品包含了3个电阻,并且分别要求在3个电流状态下进行测量,至少需要测量9组,共18个数据,基本覆盖了日常检测工作中的各种情况 此次能力验证参与实验室数量多。全球共有302家实验室参加本次验证,其中231家实验室获得满意结果,占76%,参加实验室多为国际电工委员会授权认可的国际技术领域最具权威的检测机构。此次能力验证引入了实验室间环境控制、仪器设备先进性水平的比较。通过实验室间环境温度控制的数据,横向比较了实验室的环境控制能力,并且分析了不同环境控制能力下的检测数据。
  • 注射针尖穿刺力测试仪----原理与应用解析
    注射针尖穿刺力测试仪在制药与包装行业中,注射针尖作为药物传递的直接媒介,其性能的稳定与安全性直接关系到患者的健康与安全。随着医疗技术的不断进步和药品包装的多样化发展,注射针尖在各类薄膜、复合膜、电池隔膜、人造皮肤乃至药品包装用胶塞、组合盖、口服液盖等材料的穿刺应用日益广泛。这些材料不仅需要具备良好的阻隔性以保护药品免受外界污染,还需在针尖穿刺时展现适宜的力学特性,以确保药物输送的顺畅与安全。注射针尖在制药包装行业的应用概述在制药过程中,注射针尖常被用于穿透药品包装材料,以实现药物的精准注入或抽取。无论是液体药品的密封瓶、预充式注射器,还是复杂的医疗装置,都离不开注射针尖的高效与准确。同时,随着环保和可持续性理念的深入人心,制药包装材料正逐步向轻量化、可降解方向发展,这对注射针尖的穿刺性能提出了更高的要求。为何需要注射针尖穿刺力测试仪鉴于注射针尖在制药包装中的核心作用,其穿刺性能的优劣直接影响到产品的使用体验和药品的安全性。因此,对注射针尖在不同材料上的穿刺力进行测试显得尤为重要。注射针尖穿刺力测试仪应运而生,它专为评估针尖在穿透各种材料时所需的力值及拔出时的阻力而设计,能够有效帮助制造商、质检机构及研究人员评估材料的适用性,优化产品设计,确保产品质量。广泛应用领域注射针尖穿刺力测试仪广泛应用于质检中心、药检中心、包装厂、药厂、食品厂等多个领域,成为保障产品安全与质量的重要工具。通过精确测量不同材料在穿刺过程中的力值变化与位移情况,可以深入了解材料的物理特性,为材料选择、工艺改进及质量控制提供科学依据。测试原理详解注射针尖穿刺力测试仪的测试原理基于力学原理与精密测量技术。测试时,首先将待测样品装夹在仪器的两个夹头之间,通过精确控制两夹头的相对运动,使标准要求的穿刺针以设定速度刺入样品。在穿刺过程中,仪器会实时记录并显示穿刺力及拔出力的变化曲线,同时监测针尖的位移情况。这些数据不仅反映了材料对针尖的抵抗能力,还能揭示材料内部的力学结构特性,为材料性能评估提供全面而准确的信息。
  • 经典库尔特原理及其发展——颗粒表征电阻法(下)
    前文回顾:发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法(上)一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中,壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中,该小孔使得管内外的液体相通,并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔,然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质,在两电极加了一定电压后(或通了一定电流后), 小孔内会有一定的电流流过(或两端有一定的电压),并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时,颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水(0.9%氯化钠溶液),这也是人体内液体的渗透压浓度,红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存,浓度过低会发生红细胞的破裂,浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时,通常也用同样的电解质溶液,对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒,用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时,也可以加入适用于该有机溶液的电解质后,再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅,可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数,脉冲的振幅与颗粒的体积成正比,从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒,整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后,颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量,这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒,悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时,颗粒是一个一个通过小孔,否则就会将两个颗粒计为一个,体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果:1)两个颗粒被计为一个大颗粒;2)两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径,可以径直地通过小孔,但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢,所受的电流密度也较大,结果会产生表观较大体积的后果,也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒,即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm,所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽,则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管,将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级,以免大颗粒堵住小孔,然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来,以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品,便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的,所以有极高的分辨率,可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的,所以不受模型与实际颗粒差别的影响,结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术,测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中,颗粒有变化(如凝聚或溶解过程,细胞的生长或死亡过程等),则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒,脉冲类似于正弦波,波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒,如果是径直地通过小孔,则有可能当大部分进入感应区后,此颗粒还有部分在感应区外,这样产生的脉冲就是平台型的,从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析,可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒,由于孔隙中填满了电解质溶液,在颗粒通过小孔时,这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献,所以电感应区法测量这些颗粒时,所测到的是颗粒的固体体积,其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒,测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高,通常为 10 V 至 15 V,导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量,还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后,可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析,应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程,直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中,例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时,往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒,这些大颗粒会严重影响产品质量,需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时,如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管(小孔直径比小颗粒大 50 倍以上),则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体,选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔,来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法(TRPS)是在 21 世纪初发明的,用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中,一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜,膜上面有个小孔,小孔的大小(从 300 nm 至 15 m)可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样,在小孔两边各有一个电极,测量由于颗粒通过小孔而产生的电流(电压) 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒,这类仪器不用真空抽取液体,而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性,此小孔很难做到均匀的圆形,大小也很难控制,每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系,需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时,对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比,颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半,这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1,可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位,但是测量的准确度与精确度都还有待提高,如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用,出现了好几类小型化(手提式)、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数,粒度不是这些应用主要关心的参数,小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术,整个装置的核心部分就是一个微芯片,携带颗粒的液体在微通道中流动,小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响,以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入,其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5], 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔,如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔,例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A(MspA)。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时,由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同,通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性,如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔,就可以反复地读取肽链中的碱基,在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年,国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准(ISO 13319),并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标,成为中国国家标准(GB/T 29025-2012)。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良,国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学,受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下,获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位,包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监,英国马尔文仪器公司亚太区技术总监,美国麦克仪器公司中国区总经理,资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人,执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事,颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪,除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外,著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization: Light Scattering Methods》,以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术
  • 专家约稿|碳化硅功率器件封装与可靠性测试
    1. 研究背景及意义碳化硅(SiC)是一种宽带隙(WBG)的半导体材料,目前已经显示出有能力满足前述领域中不断发展的电力电子的更高性能要求。在过去,硅(Si)一直是最广泛使用的功率开关器件的半导体材料。然而,随着硅基功率器件已经接近其物理极限,进一步提高其性能正成为一个巨大的挑战。我们很难将它的阻断电压和工作温度分别限制在6.5kV和175℃,而且相对于碳化硅器件它的开关速度相对较慢。另一方面,由SiC制成的器件在过去几十年中已经从不成熟的实验室原型发展成为可行的商业产品,并且由于其高击穿电压、高工作电场、高工作温度、高开关频率和低损耗等优势被认为是Si基功率器件的替代品。除了这些性能上的改进,基于SiC器件的电力电子器件有望通过最大限度地减少冷却要求和无源元件要求来实现系统的体积缩小,有助于降低整个系统成本。SiC的这些优点与未来能源转换应用中的电力电子器件的要求和方向非常一致。尽管与硅基器件相比SiC器件的成本较高,但SiC器件能够带来的潜在系统优势足以抵消增加的器件成本。目前SiC器件和模块制造商的市场调查显示SiC器件的优势在最近的商业产品中很明显,例如SiC MOSFETs的导通电阻比Si IGBT的导通电阻小四倍,并且在每三年内呈现出-30%的下降趋势。与硅同类产品相比,SiC器件的开关能量小10-20倍,最大开关频率估计高20倍。由于这些优点,预计到2022年,SiC功率器件的总市场将增长到10亿美元,复合年增长率(CAGR)为28%,预计最大的创收应用是在混合动力和电动汽车、光伏逆变器和工业电机驱动中。然而,从器件的角度来看,挑战和问题仍然存在。随着SiC芯片有效面积的减少,短路耐久时间也趋于减少。这表明在稳定性、可靠性和芯片尺寸之间存在着冲突。而且SiC器件的现场可靠性并没有在各种应用领域得到证明,这些问题直接导致SiC器件在电力电子市场中的应用大打折扣。另一方面,生产高质量、低缺陷和较大的SiC晶圆是SiC器件制造的技术障碍。这种制造上的困难使得SiC MOSFET的每年平均销售价格比Si同类产品高4-5倍。尽管SiC材料的缺陷已经在很大程度上被克服,但制造工艺还需要改进,以使SiC器件的成本更加合理。最近几年大多数SiC器件制造大厂已经开始使用6英寸晶圆进行生产。硅代工公司X-fab已经升级了其制造资源去适应6英寸SiC晶圆,从而为诸如Monolith这类无晶圆厂的公司提供服务。这些积极的操作将导致SiC器件的整体成本降低。图1.1 SiC器件及其封装的发展图1.1展示了SiC功率器件及其封装的发展里程碑。第一个推向市场的SiC器件是英飞凌公司在2001年生产的肖特基二极管。此后,其他公司如Cree和Rohm继续发布各种额定值的SiC二极管。2008年,SemiSouth公司生产了第一个SiC结点栅场效应晶体管(JFET),在那个时间段左右,各公司开始将SiC肖特基二极管裸模集成到基于Si IGBT的功率模块中,生产混合SiC功率模块。从2010年到2011年,Rohm和Cree推出了第一个具有1200V额定值的分立封装的SiC MOSFET。随着SiC功率晶体管的商业化,Vincotech和Microsemi等公司在2011年开始使用SiC JFET和SiC二极管生产全SiC模块。2013年,Cree推出了使用SiC MOSFET和SiC二极管的全SiC模块。此后,其他器件供应商,包括三菱、赛米控、富士和英飞凌,自己也发布了全SiC模块。在大多数情况下,SiC器件最初是作为分立元件推出的,而将这些器件实现为模块封装是在最初发布的几年后开发的。这是因为到目前为止分立封装的制造过程比功率模块封装要简单得多。另一个原因也有可能是因为发布的模块已经通过了广泛的标准JEDEC可靠性测试资格认证,这代表器件可以通过2000万次循环而不发生故障,因此具有严格的功率循环功能。而且分离元件在设计系统时具有灵活性,成本较低,而模块的优势在于性能较高,一旦有了产品就容易集成。虽然SiC半导体技术一直在快速向前发展,但功率模块的封装技术似乎是在依赖过去的惯例,这是一个成熟的标准。然而,它并没有达到充分挖掘新器件的潜力的速度。SiC器件的封装大多是基于陶瓷基底上的线接合方法,这是形成多芯片模块(MCM)互连的标准方法,因为它易于使用且成本相对较低。然而,这种标准的封装方法由于其封装本身的局限性,已经被指出是向更高性能系统发展的技术障碍。首先,封装的电寄生效应太高,以至于在SiC器件的快速开关过程中会产生不必要的损失和噪音。第二,封装的热阻太高,而热容量太低,这限制了封装在稳态和瞬态的散热性能。第三,构成封装的材料和元件通常与高温操作(200℃)不兼容,在升高的操作温度下,热机械可靠性恶化。最后,对于即将到来的高压SiC器件,承受高电场的能力是不够的。这些挑战的细节将在第二节进一步阐述。总之,不是器件本身,而是功率模块的封装是主要的限制因素之一,它阻碍了封装充分发挥SiC元件的优势。因此,应尽最大努力了解未来SiC封装所需的特征,并相应地开发新型封装技术去解决其局限性。随着社会的发展,环保问题与能源问题愈发严重,为了提高电能的转化效率,人们对于用于电力变换和电力控制的功率器件需求强烈[1, 2]。碳化硅(SiC)材料作为第三代半导体材料,具有禁带宽度大,击穿场强高、电子饱和速度大、热导率高等优点[3]。与传统的Si器件相比,SiC器件的开关能耗要低十多倍[4],开关频率最高提高20倍[5, 6]。SiC功率器件可以有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。但是由于SiC器件工作频率高,而且结电容较小,栅极电荷低,这就导致器件开关时,电压和电流变化很大,寄生电感就极易产生电压过冲和振荡现象,造成器件电压应力、损耗的增加和电磁干扰问题[7, 8]。还要考虑极端条件下的可靠性问题。为了解决这些问题,除了器件本身加以改进,在封装工艺上也需要满足不同工况的特性要求。起先,电力电子中的SiC器件是作为分立器件生产的,这意味着封装也是分立的。然而SiC器件中电压或电流的限制,通常工作在低功耗水平。当需求功率达到100 kW或更高时,设备往往无法满足功率容量要求[9]。因此,需要在设备中连接和封装多个SiC芯片以解决这些问题,并称为功率模块封装[10, 11]。到目前为止,功率半导体的封装工艺中,铝(Al)引线键合封装方案一直是最优的封装结构[12]。传统封装方案的功率模块采用陶瓷覆铜板,陶瓷覆铜板(Direct Bonding Copper,DBC)是一种具有两层铜的陶瓷基板,其中一层图案化以形成电路[13]。功率半导体器件底部一般直接使用焊料连接到DBC上,顶部则使用铝引线键合。底板(Baseplate)的主要功能是为DBC提供支撑以及提供传导散热的功能,并与外部散热器连接。传统封装提供电气互连(通过Al引线与DBC上部的Cu电路键合)、电绝缘(使用DBC陶瓷基板)、器件保护(通过封装材料)和热管理(通过底部)。这种典型的封装结构用于目前制造的绝大多数电源模块[14]。传统的封装方法已经通过了严格的功率循环测试(2000万次无故障循环),并通过了JEDEC标准认证[15]。传统的封装工艺可以使用现有的设备进行,不需要额外开发投资设备。传统的功率模块封装由七个基本元素组成,即功率半导体芯片、绝缘基板、底板、粘合材料、功率互连、封装剂和塑料外壳,如图1.2所示。模块中的这些元素由不同的材料组成,从绝缘体、导体、半导体到有机物和无机物。由于这些不同的材料牢固地结合在一起,为每个元素选择适当的材料以形成一个坚固的封装是至关重要的。在本节中,将讨论七个基本元素中每个元素的作用和流行的选择以及它们的组装过程。图1.2标准功率模块结构的横截面功率半导体是功率模块中的重要元素,通过执行电气开/关开关将功率从源头转换到负载。标准功率模块中最常用的器件类型是MOSFETs、IGBTs、二极管和晶闸管。绝缘衬底在半导体元件和终端之间提供电气传导,与其他金属部件(如底板和散热器)进行电气隔离,并对元件产生的热量进行散热。直接键合铜(DBC)基材在传统的电源模块中被用作绝缘基材,因为它们具有优良的性能,不仅能满足电气和热的要求,而且还具有机械可靠性。在各种候选材料中,夹在两层铜之间的陶瓷层的流行材料是Al2O3,AlN,Si2N4和BeO。接合材料的主要功能是通过连接每个部件,在半导体、导体导线、端子、基材和电源模块的底板之间提供机械、热和电的联系。由于其与电子组装环境的兼容性,SnPb和SnAgCu作为焊料合金是最常用的芯片和基片连接材料。在选择用于功率模块的焊料合金时,需要注意的重要特征是:与使用温度有关的熔化温度,与功率芯片的金属化、绝缘衬底和底板的兼容性,高机械强度,低弹性模量,高抗蠕变性和高抗疲劳性,高导热性,匹配的热膨胀系数(CTE),成本和环境影响。底板的主要作用是为绝缘基板提供机械支持。它还从绝缘基板上吸收热量并将其传递给冷却系统。高导热性和低CTE(与绝缘基板相匹配)是对底板的重要特性要求。广泛使用的底板材料是Cu,AlSiC,CuMoCu和CuW。导线键合的主要作用是在模块的功率半导体、导体线路和输入/输出终端之间进行电气连接。器件的顶面连接最常用的材料是铝线。对于额定功率较高的功率模块,重铝线键合或带状键合用于连接功率器件的顶面和陶瓷基板的金属化,这样可以降低电阻和增强热能力。封装剂的主要目的是保护半导体设备和电线组装的组件免受恶劣环境条件的影响,如潮湿、化学品和气体。此外,封装剂不仅在电线和元件之间提供电绝缘,以抵御电压水平的提高,而且还可以作为一种热传播媒介。在电源模块中作为封装剂使用的材料有硅凝胶、硅胶、聚腊烯、丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂。塑料外壳(包括盖子)可以保护模块免受机械冲击和环境影响。因为即使电源芯片和电线被嵌入到封装材料中,它们仍然可能因处理不当而被打破或损坏。同时外壳还能机械地支撑端子,并在端子之间提供隔离距离。热固性烯烃(DAP)、热固性环氧树脂和含有玻璃填料的热塑性聚酯(PBT)是塑料外壳的最佳选择。传统电源模块的制造过程开始于使用回流炉在准备好的DBC基片上焊接电源芯片。然后,许多这些附有模具的DBC基板也使用回流焊工艺焊接到一个底板上。在同一块底板上,用胶水或螺丝钉把装有端子的塑料外壳连接起来。然后,正如前面所讨论的那样,通过使用铝线进行电线连接,实现电源芯片的顶部、DBC的金属化和端子之间的连接。最后,用分配器将封装材料沉积在元件的顶部,并在高温下固化。前面所描述的结构、材料和一系列工艺被认为是功率模块封装技术的标准,在目前的实践中仍被广泛使用。尽管对新型封装方法的需求一直在持续,但技术变革或采用是渐进的。这种对新技术的缓慢接受可以用以下原因来解释。首先,人们对与新技术的制造有关的可靠性和可重复性与新制造工艺的结合表示担忧,这需要时间来解决。因此,考虑到及时的市场供应,模块制造商选择继续使用成熟的、广为人知的传统功率模块封装技术。第二个原因是传统电源模块的成本效益。由于传统电源模块的制造基础设施与其他电子器件封装环境兼容,因此不需要与开发新材料和设备有关的额外成本,这就大大降低了工艺成本。尽管有这些理由坚持使用标准的封装方法,但随着半导体趋势从硅基器件向碳化硅基器件的转变,它正显示出局限性并面临着根本性的挑战。使用SiC器件的最重要的优势之一是能够在高开关频率下工作。在功率转换器中推动更高的频率背后的主要机制是最大限度地减少整个系统的尺寸,并通过更高的开关频率带来的显著的无源尺寸减少来提高功率密度。然而,由于与高开关频率相关的损耗,大功率电子设备中基于硅的器件的开关频率通常被限制在几千赫兹。图1.3中给出的一个例子显示,随着频率的增加,使用Si-IGBT的功率转换器的效率下降,在20kHz时已经下降到73%。另一方面,在相同的频率下,SiC MOSFET的效率保持高达92%。从这个例子中可以看出,硅基器件在高频运行中显示出局限性,而SiC元件能够在更高频率下运行时处理高能量水平。尽管SiC器件在开关性能上优于Si器件对应产品,但如果要充分利用其快速开关的优势,还需要考虑到一些特殊的因素。快速开关的瞬态效应会导致器件和封装内部的电磁寄生效应,这正成为SiC功率模块作为高性能开关应用的最大障碍。图1.3 Si和SiC转换器在全额定功率和不同开关频率下的效率图1.4给出了一个半桥功率模块的电路原理图,该模块由高低两侧的开关和二极管对组成,如图1.4所示,其中有一组最关键的寄生电感,即主开关回路杂散电感(Lswitch)、栅极回路电感(Lgate)和公共源电感(Lsource)。主开关回路杂散电感同时存在于外部电源电路和内部封装互连中,而外部杂散电感对开关性能的影响可以通过去耦电容来消除。主开关回路杂散电感(Lswitch)是由直流+总线、续流二极管、MOSFET(或IGBT)和直流总线终端之间的等效串联电感构成的。它负责电压过冲,在关断期间由于电流下降而对器件造成严重的压力,负反馈干扰充电和向栅极源放电的电流而造成较慢的di/dt的开关损失,杂散电感和半导体器件的输出电容的共振而造成开关波形的振荡增加,从而导致EMI发射增加。栅极环路电感(Lgate)由栅极电流路径形成,即从驱动板到器件的栅极接触垫,以及器件的源极到驱动板的连接。它通过造成栅极-源极电压积累的延迟而降低了可实现的最大开关频率。它还与器件的栅极-源极电容发生共振,导致栅极信号的震荡。结果就是当我们并联多个功率芯片模块时,如果每个栅极环路的寄生电感不相同或者对称,那么在开关瞬间将产生电流失衡。共源电感(Lsource)来自主开关回路和栅极回路电感之间的耦合。当打开和关闭功率器件时,di/dt和这个电感上的电压在栅极电路中作为额外的(通常是相反的)电压源,导致di/dt的斜率下降,扭曲了栅极信号,并限制了开关速度。此外,共源电感可能会导致错误的触发事件,这可能会通过在错误的时间打开器件而损坏器件。这些寄生电感的影响在快速开关SiC器件中变得更加严重。在SiC器件的开关瞬态过程中会产生非常高的漏极电流斜率di/dt,而前面讨论的寄生电感的电压尖峰和下降也明显大于Si器件的。寄生电感的这些不良影响导致了开关能量损失的增加和可达到的最大开关频率的降低。开关瞬态的问题不仅来自于电流斜率di/dt,也来自于电压斜率dv/dt。这个dv/dt导致位移电流通过封装的寄生电容,也就是芯片和冷却系统之间的电容。图1.5显示了半桥模块和散热器之间存在的寄生电容的简化图。这种不需要的电流会导致对变频器供电的电机的可靠性产生不利影响。例如,汽车应用中由放电加工(EDM)引起的电机轴承缺陷会产生很大的噪声电流。在传统的硅基器件中,由于dv/dt较低,约为3 kV/µs,因此流经寄生电容的电流通常忽略不记。然而,SiC器件的dv/dt比Si器件的dv/dt高一个数量级,最高可达50 kV/µs,使通过封装电容的电流不再可以忽略。对Si和SiC器件产生的电磁干扰(EMI)的比较研究表明,由于SiC器件的快速开关速度,传导和辐射的EMI随着SiC器件的使用而增加。除了通过封装进入冷却系统的电流外,电容寄也会减缓电压瞬变,在开关期间产生过电流尖峰,并通过与寄生电感形成谐振电路而增加EMI发射,这是我们不希望看到的。未来的功率模块封装应考虑到SiC封装中的寄生和高频瞬变所带来的所有复杂问题和挑战。解决这些问题的主要封装级需要做到以下几点。第一,主开关回路的电感需要通过新的互连技术来最小化,以取代冗长的线束,并通过优化布局设计,使功率器件接近。第二,由于制造上的不兼容性和安全问题,栅极驱动电路通常被组装在与功率模块分开的基板上。应通过将栅极驱动电路与功率模块尽可能地接近使栅极环路电感最小化。另外,在平行芯片的情况下,布局应该是对称的,以避免电流不平衡。第三,需要通过将栅极环路电流与主开关环路电流分开来避免共源电感带来的问题。这可以通过提供一个额外的引脚来实现,例如开尔文源连接。第四,应通过减少输出端和接地散热器的电容耦合来减轻寄生电容中流动的电流,比如避免交流电位的金属痕迹的几何重叠。图1.4半桥模块的电路原理图。三个主要的寄生电感表示为Lswitch、Lgate和Lsource。图1.5半桥模块的电路原理图。封装和散热器之间有寄生电容。尽管目前的功率器件具有优良的功率转换效率,但在运行的功率模块中,这些器件产生的热量是不可避免的。功率器件的开关和传导损失在器件周围以及从芯片到冷却剂的整个热路径上产生高度集中的热通量密度。这种热通量导致功率器件的性能下降,以及器件和封装的热诱导可靠性问题。在这个从Si基器件向SiC基器件过渡的时期,功率模块封装面临着前所未有的散热挑战。图1.6根据额定电压和热阻计算出所需的总芯片面积在相同的电压和电流等级下,SiC器件的尺寸可以比Si器件小得多,这为更紧凑的功率模块设计提供了机会。根据芯片的热阻表达式,芯片尺寸的缩小,例如芯片边缘的长度,会导致热阻的二次方增加。这意味着SiC功率器件的模块化封装需要特别注意散热和冷却。图1.6展示了计算出所需的总芯片面积减少,这与芯片到冷却剂的热阻减少有关。换句话说,随着芯片面积的减少,SiC器件所需的热阻需要提高。然而,即使结合最先进的冷却策略,如直接冷却的冷板与针状翅片结构,假设应用一个70kVA的逆变器,基于DBC和线束的标准功率模块封装的单位面积热阻值通常在0.3至0.4 Kcm2/W之间。为了满足研究中预测的未来功率模块的性能和成本目标,该值需要低于0.2 Kcm2/W,这只能通过创新方法实现,比如双面冷却法。同时,小的芯片面积也使其难以放置足够数量的线束,这不仅限制了电流处理能力,也限制了热电容。以前对标准功率模块封装的热改进大多集中在稳态热阻上,这可能不能很好地代表开关功率模块的瞬态热行为。由于预计SiC器件具有快速功率脉冲的极其集中的热通量密度,因此不仅需要降低热阻,还需要改善热容量,以尽量减少这些快速脉冲导致的峰值温度上升。在未来的功率模块封装中,应解决因采用SiC器件而产生的热挑战。以下是未来SiC封装在散热方面应考虑的一些要求。第一,为了降低热阻,需要减少或消除热路中的一些封装层;第二,散热也需要从芯片的顶部完成以使模块的热阻达到极低水平,这可能需要改变互连方法,比如采用更大面积的接头;第三,封装层接口处的先进材料将有助于降低封装的热阻。例如,用于芯片连接和热扩散器的材料可以分别用更高的导热性接头和碳基复合材料代替。第四,喷射撞击、喷雾和微通道等先进的冷却方法可以用来提高散热能力。SiC器件有可能被用于预期温度范围极广的航空航天应用中。例如用于月球或火星任务的电子器件需要分别在-180℃至125℃和-120℃至85℃的广泛环境温度循环中生存。由于这些空间探索中的大多数电子器件都是基于类似地球的环境进行封装的,因此它们被保存在暖箱中,以保持它们在极低温度下的运行。由于SiC器件正在评估这些条件,因此需要开发与这些恶劣环境兼容的封装技术,而无需使用暖箱。与低温有关的最大挑战之一是热循环引起的大的CTE失配对芯片连接界面造成的巨大压力。另外,在室温下具有柔性和顺应性的材料,如硅凝胶,在-180℃时可能变得僵硬,在封装内产生巨大的应力水平。因此,SiC封装在航空应用中的未来方向首先是开发和评估与芯片的CTE密切匹配的基材,以尽量减少应力。其次,另一个方向应该是开发在极低温度下保持可塑性的芯片连接材料。在最近的研究活动中,在-180℃-125℃的极端温度范围内,对分别作为基材和芯片附件的SiN和Indium焊料的性能进行了评估和表征。为进一步推动我国能源战略的实施,提高我国在新能源领域技术、装备的国际竞争力,实现高可靠性碳化硅 MOSFET 器件中试生产技术研究,研制出满足移动储能变流器应用的多芯片并联大功率MOSFET 器件。本研究将通过寄生参数提取、建模、仿真及测试方式研究 DBC 布局、多栅极电阻等方式对芯片寄生电感与均流特性的影响,进一步提高我国碳化硅器件封装及测试能力。2. SiC MOSFET功率模块设计技术2.1 模块设计技术介绍在MOSFET模块设计中引入软件仿真环节,利用三维电磁仿真软件、三维温度场仿真软件、三维应力场仿真软件、寄生参数提取软件和变流系统仿真软件,对MOSFET模块设计中关注的电磁场分布、热分布、应力分布、均流特性、开关特性、引线寄生参数对模块电特性影响等问题进行仿真,减小研发周期、降低设计研发成本,保证设计的产品具备优良性能。在仿真基础上,结合项目团队多年从事电力电子器件设计所积累的经验,解决高压大功率MOSFET模块设计中存在的多片MOSFET芯片和FRD芯片的匹配与均流、DBC版图的设计与芯片排布设计、电极结构设计、MOSFET模块结构设计等一系列难题,最终完成模块产品的设计。高压大功率MOSFET模块设计流程如下:图2.1高压大功率MOSFET模块设计流程在MOSFET模块设计中,需要综合考虑很多问题,例如:散热问题、均流问题、场耦合问题、MOSFET模块结构优化设计问题等等。MOSFET芯片体积小,热流密度可以达到100W/cm2~250W/cm2。同时,基于硅基的MOSFET芯片最高工作温度为175℃左右。据统计,由于高温导致的失效占电力电子芯片所有失效类型的50%以上。随电力电子器件设备集成度和环境集成度的逐渐增加,MOSFET模块的最高温升限值急剧下降。因此,MOSFET模块的三维温度场仿真技术是高效率高功率密度MOSFET模块设计开发的首要问题。模块散热能力与众多因素有关:MOSFET模块所用材料的物理和化学性质、MOSFET芯片的布局、贴片的质量、焊接的工艺水平等。如果贴片质量差,有效散热面积小,芯片与DBC之间的热阻大,在模块运行时易造成模块局部过热而损坏。另外,芯片的排布对热分布影响也很大。下图4.2是采用有限元软件对模块内部的温度场进行分析的结果:图2.2 MOSFET模块散热分布分析在完成结构设计和材料选取后,采用ANSYS软件的热分析模块ICEPAK,建立包括铜基板、DBC、MOSFET芯片、二极管芯片以及包括铝质键合引线在内的相对完整的数值模拟模型。模拟实际工作条件,施加相应的载荷,得到MOSFET的温度场分布,根据温度场分布再对MOSFET内部结构和材料进行调整,直至达到设计要求范围内的最优。2.2 材料数据库对一个完整的焊接式MOSFET模块而言,从上往下为一个 8层结构:绝缘盖板、密封胶、键合、半导体芯片层、焊接层 1、DBC、焊接层 2、金属底板。MOSFET模块所涉及的主要材料可分为以下几种类型:导体、绝缘体、半导体、有机物和无机物。MOSFET模块的电、热、机械等性能与材料本身的电导率、热导率、热膨胀系数、介电常数、机械强度等密切相关。材料的选型非常重要,为此有必要建立起常用的材料库。2.3 芯片的仿真模型库所涉及的MOSFET芯片有多种规格,包括:1700V 75A/100A/125A;2500V/50A;3300V/50A/62.5A;600V/100A;1200V/100A;4500V/42A;6500V/32A。为便于合理地进行芯片选型(确定芯片规格及其数量),精确分析多芯片并联时的均流性能,首先为上述芯片建立等效电路模型。在此基础上,针对实际电力电子系统中的滤波器、电缆和电机负载模型,搭建一个系统及的仿真平台,从而对整个系统的电气性能进行分析预估。2.4 MOSFET模块的热管理MOSFET模块是一个含不同材料的密集封装的多层结构,其热流密度达到100W/cm2--250W/cm2,模块能长期安全可靠运行的首要因素是良好的散热能力。散热能力与众多因素有关:MOSFET模块所用材料的物理和化学性质、MOSFET芯片的布局、贴片的质量、焊接的工艺水平等。如果贴片质量差,有效散热面积小,芯片与DBC之间的热阻大,在模块运行时易造成模块局部过热而损坏。芯片可靠散热的另一重要因素是键合的长度和位置。假设散热底板的温度分布均匀,而每个MOSFET芯片对底板的热阻有差异,导致在相同工况时,每个MOSFET芯片的结温不同。下图是采用有限元软件对模块内部的温度场进行分析的结果。图2.3MOSFET模块热分布在模块完成封装后,采用FLOTHERM软件的热分析模块,建立包括铜基板、DBC、MOSFET芯片、二极管芯片以及包括铝质键合引线在内的相对完整的数值模拟模型。模拟实际工作条件,施加相应的载荷,得到MOSFET的温度场分布的数值解,为MOSFET温度场分布的测试提供一定的依据。2.5. 芯片布局与杂散参数提取根据MOSFET模块不同的电压和电流等级,MOSFET模块所使用芯片的规格不同,芯片之间的连接方式也不同。因此,详细的布局设计放在项目实施阶段去完成。对中低压MOSFET模块和高压MOSFET模块,布局阶段考虑的因素会有所不同,具体体现在DBC与散热底板之间的绝缘、DBC上铜线迹之间的绝缘以及键合之间的绝缘等。2.6 芯片互联的杂散参数提取MOSFET芯片并联应用时的电流分配不均衡主要有两种:静态电流不均衡和动态电流不均衡。静态电流不均衡主要由器件的饱和压降VCE(sat)不一致所引起;而动态电流不均衡则是由于器件的开关时间不同步引起的。此外,栅极驱动、电路的布局以及并联模块的温度等因素也会影响开关时刻的动态均流。回路寄生电感特别是射极引线电感的不同将会使器件开关时刻不同步;驱动电路输出阻抗的不一致将引起充放电时间不同;驱动电路的回路引线电感可能引起寄生振荡;以及温度不平衡会影响到并联器件动态均流。2.7 模块设计专家知识库通过不同规格MOSFET模块的设计-生产-测试-改进设计等一系列过程,可以获得丰富的设计经验,并对其进行归纳总结,提出任意一种电压电流等级的MOSFET模块的设计思路,形成具有自主知识产权的高压大功率MOSFET模块的系统化设计知识库。3. SiCMOSFET封装工艺3.1 封装常见工艺MOSFET模块封装工艺主要包括焊接工艺、键合工艺、外壳安装工艺、灌封工艺及测试等。3.1.1 焊接工艺焊接工艺在特定的环境下,使用焊料,通过加热和加压,使芯片与DBC基板、DBC基板与底板、DBC基板与电极达到结合的方法。目前国际上采用的是真空焊接技术,保证了芯片焊接的低空洞率。焊接要求焊接面沾润好,空洞率小,焊层均匀,焊接牢固。通常情况下.影响焊接质量的最主要因素是焊接“空洞”,产生焊接空洞的原因,一是焊接过程中,铅锡焊膏中助焊剂因升温蒸发或铅锡焊片熔化过程中包裹的气泡所造成的焊接空洞,真空环境可使空洞内部和焊接面外部形成高压差,压差能够克服焊料粘度,释放空洞。二是焊接面的不良加湿所造成的焊接空洞,一般情况下是由于被焊接面有轻微的氧化造成的,这包括了由于材料保管的不当造成的部件氧化和焊接过程中高温造成的氧化,即使真空技术也不能完全消除其影响。在焊接过程中适量的加人氨气或富含氢气的助焊气体可有效地去除氧化层,使被焊接面有良好的浸润性.加湿良好。“真空+气体保护”焊接工艺就是基于上述原理研究出来的,经过多年的研究改进,已成为高功率,大电流,多芯片的功率模块封装的最佳焊接工艺。虽然干式焊接工艺的焊接质量较高,但其对工艺条件的要求也较高,例如工艺设备条件,工艺环境的洁净程度,工艺气体的纯度.芯片,DBC基片等焊接表面的应无沾污和氧化情况.焊接过程中的压力大小及均匀性等。要根据实际需要和现场条件来选择合适的焊接工艺。3.1.2 键合工艺引线键合是当前最重要的微电子封装技术之一,目前90%以上的芯片均采用这种技术进行封装。超声键合原理是在超声能控制下,将芯片金属镀层和焊线表面的原子激活,同时产生塑性变形,芯片的金属镀层与焊线表面达到原子间的引力范围而形成焊接点,使得焊线与芯片金属镀层表面紧密接触。按照原理的不同,引线键合可以分为热压键合、超声键合和热压超声键合3种方式。根据键合点形状,又可分为球形键合和楔形键合。在功率器件及模块中,最常见的功率互连方法是引线键合法,大功率MOSFET模块采用了超声引线键合法对MOSFET芯片及FRD芯片进行互连。由于需要承载大电流,故采用楔形劈刀将粗铝线键合到芯片表面或DBC铜层表面,这种方法也称超声楔键合。外壳安装工艺:功率模块的封装外壳是根据其所用的不同材料和品种结构形式来研发的,常用散热性好的金属封装外壳、塑料封装外壳,按最终产品的电性能、热性能、应用场合、成本,设计选定其总体布局、封装形式、结构尺寸、材料及生产工艺。功率模块内部结构设计、布局与布线、热设计、分布电感量的控制、装配模具、可靠性试验工程、质量保证体系等的彼此和谐发展,促进封装技术更好地满足功率半导体器件的模块化和系统集成化的需求。外壳安装是通过特定的工艺过程完成外壳、顶盖与底板结构的固定连接,形成密闭空间。作用是提供模块机械支撑,保护模块内部组件,防止灌封材料外溢,保证绝缘能力。外壳、顶盖要求机械强度和绝缘强度高,耐高温,不易变形,防潮湿、防腐蚀等。3.1.3 灌封工艺灌封工艺用特定的灌封材料填充模块,将模块内组件与外部环境进行隔离保护。其作用是避免模块内部组件直接暴露于环境中,提高组件间的绝缘,提升抗冲击、振动能力。灌封材料要求化学特性稳定,无腐蚀,具有绝缘和散热能力,膨胀系数和收缩率小,粘度低,流动性好,灌封时容易达到模块内的各个缝隙,可将模块内部元件严密地封装起来,固化后能吸收震动和抗冲击。3.1.4 模块测试MOSFET模块测试包括过程测试及产品测试。其中过程测试通过平面度测试仪、推拉力测试仪、硬度测试仪、X射线测试仪、超声波扫描测试仪等,对产品的入厂和过程质量进行控制。产品测试通过平面度测试仪、动静态测试仪、绝缘/局部放电测试仪、高温阻断试验、栅极偏置试验、高低温循环试验、湿热试验,栅极电荷试验等进行例行和型式试验,确保模块的高可靠性。3.2 封装要求本项目的SiC MOSFET功率模块封装材料要求如下:(1)焊料选用需要可靠性要求和热阻要求。(2)外壳采用PBT材料,端子裸露部分表面镀镍或镀金。(3)内引线采用超声压接或铝丝键合(具体视装配图设计而定),功率芯片采用铝线键合。(4)灌封料满足可靠性要求,Tg150℃,能满足高低温存贮和温度循环等试验要求。(5)底板采用铜材料。(6)陶瓷覆铜板采用Si3N4材质。(7)镀层要求:需保证温度循环、盐雾、高压蒸煮等试验后满足外观要求。3.3 封装流程本模块采用既有模块进行封装,不对DBC结构进行调整。模块封装工艺流程如下图3.1所示。图3.1模块封装工艺流程(1)芯片CP测试:对芯片进行ICES、BVCES、IGES、VGETH等静态参数进行测试,将失效的芯片筛选出来,避免因芯片原因造成的封装浪费。(2)划片&划片清洗:将整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片,划片后可从晶圆上将芯片取下进行封装;划片后对金属颗粒进行清洗,保证芯片表面无污染,便于后续工艺操作。(3)丝网印刷:将焊接用的焊锡膏按照设计的图形涂敷在DBC基板上,使用丝网印刷机完成,通过工装钢网控制锡膏涂敷的图形。锡膏图形设计要充分考虑焊层厚度、焊接面积、焊接效果,经过验证后最终确定合适的图形。(4)芯片焊接:该步骤主要是完成芯片与 DBC 基板的焊接,采用相应的焊接工装,实现芯片、焊料和 DBC 基板的装配。使用真空焊接炉,采用真空焊接工艺,严格控制焊接炉的炉温、焊接气体环境、焊接时间、升降温速度等工艺技术参数,专用焊接工装完成焊接工艺,实现芯片、DBC 基板的无空洞焊接,要求芯片的焊接空洞率和焊接倾角在工艺标准内,芯片周围无焊球或堆焊,焊接质量稳定,一致性好。(5)助焊剂清洗:通过超声波清洗去除掉助焊剂。焊锡膏中一般加入助焊剂成分,在焊接过程中挥发并残留在焊层周围,因助焊剂表现为酸性,长期使用对焊层具有腐蚀性,影响焊接可靠性,因此需要将其清洗干净,保证产品焊接汉城自动气相清洗机采用全自动浸入式喷淋和汽相清洗相结合的方式进行子单元键合前清洗,去除芯片、DBC 表面的尘埃粒子、金属粒子、油渍、氧化物等有害杂质和污染物,保证子单元表面清洁。(6) X-RAY检测:芯片的焊接质量作为产品工艺控制的主要环节,直接影响着芯片的散热能力、功率损耗的大小以及键合的合格率。因此,使用 X-RAY 检测机对芯片焊接质量进行检查,通过调整产生 X 射线的电压值和电流值,对不同的焊接产品进行检查。要求 X 光检查后的芯片焊接空洞率工艺要求范围内。(7)芯片键合:通过键合铝线工艺,完成 DBC 和芯片的电气连接。使用铝线键合机完成芯片与 DBC 基板对应敷铜层之间的连接,从而实现芯片之间的并联和反并联。要求该工序结合芯片的厚度参数和表面金属层参数,通过调整键合压力,键合功率,键合时间等参数,并根据产品的绝缘要求和通流大小,设置合适的键合线弧高和间距,打线数量满足通流要求,保证子单元的键合质量。要求键合工艺参数设定合理、铝线键合质量牢固,键合弧度满足绝缘要求、键合点无脱落,满足键合铝线推拉力测试标准。(8)模块焊接:该工序实现子单元与电极、底板的二次焊接。首先进行子单元与电极、底板的焊接装配,使用真空焊接炉实现焊接,焊接过程中要求要求精确控制焊接设备的温度、真空度、气体浓度。焊接完成后要求子单元 DBC 基板和芯片无损伤、无焊料堆焊、电极焊脚之间无连焊虚焊、键合线无脱落或断裂等现象。(9)超声波检测:该工序通过超声波设备对模块 DBC 基板与底板之间的焊接质量进行检查,模块扫描后要求芯片、DBC 无损伤,焊接空洞率低于 5%。(10)外壳安装:使用涂胶设备进行模块外壳的涂胶,保证模块安装后的密封性,完成模块外壳的安装和紧固。安装后要求外壳安装方向正确,外壳与底板粘连处在灌封时不会出现硅凝胶渗漏现象。(11)端子键合&端子超声焊接:该工序通过键合铝线工艺,实现子单元与电极端子的电气连接,形成模块整体的电气拓扑结构;可以通过超声波焊接实现子单元与电极端子的连接,超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波焊接具有高机械强度,较低的热应力、焊接质量高等优点,使得焊接具有更好的可靠性,在功率模块产品中应用越来越广泛。(12)硅凝胶灌封&固化:使用自动注胶机进行硅凝胶的灌封,实现模块的绝缘耐压能力。胶体填充到指定位置,完成硅凝胶的固化。要求胶体固化充分,胶体配比准确,胶体内不含气泡、无分层或断裂纹。4. 极端条件下的可靠性测试4.1 单脉冲雪崩能量试验目的:考察的是器件在使用过程中被关断时承受负载电感能量的能力。试验原理:器件在使用时经常连接的负载是感性的,或者电路中不可避免的也会存在寄生电感。当器件关断时,电路中电流会突然下降,变化的电流会在感性负载上产生一个应变电压,这部分电压会叠加电源电压一起加载在器件上,使器件在瞬间承受一个陡增的电压,这个过程伴随着电流的下降。图4.1 a)的雪崩能量测试电路就是测试这种工况的,被测器件上的电流电压变化情况如图4.1 b)。图4.1 a)雪崩能量测试电路图;b)雪崩能量被测器件的电流电压特性示意图这个过程中,电感上储存的能量瞬时全部转移到器件上,可知电流刚开始下降时,电感储存的能量为1/2*ID2*L,所以器件承受的雪崩能量也就是电感包含的所有能量,为1/2*ID2*L。试验目标:在正向电流ID = 20A下,器件单脉冲雪崩能量EAS1J试验步骤:将器件放入测试台,给器件施加导通电流为20A。设置测试台电感参数使其不断增加,直至器件的单脉冲雪崩能量超过1J。通过/失效标准:可靠性试验完成后,按照下表所列的顺序测试(有些测试会对后续测试有影响),符合下表要求的可认为通过。测试项目通过条件IGSS USLIDSS or IDSX USLVGS(off) or VGS(th)LSL USLVDS(on) USLrDS(on) USL (仅针对MOSFET)USL: upper specification limit, 最高上限值LSL: lower specification limit, 最低下限值4.2 抗短路能力试验目的:把样品暴露在空气干燥的恒温环境中,突然使器件通过大电流,观测元器件在大电流大电压下于给定时间长度内承受大电流的能力。试验原理:当器件工作于实际高压电路中时,电路会出现误导通现象,导致在短时间内有高于额定电流数倍的电流通过器件,器件承受这种大电流的能力称为器件的抗短路能力。为了保护整个系统不受误导通情况的损坏,系统中会设置保护电路,在出现短路情况时迅速切断电路。但是保护电路的反应需要一定的时长,需要器件能够在该段时间内不发生损坏,因此器件的抗短路能力对整个系统的可靠性尤为重要。器件的抗短路能力测试有三种方式,分别对应的是器件在不同的初始条件下因为电路突发短路(比如负载失效)而接受大电流大电压时的反应。抗短路测试方式一,也称为“硬短路”,是指IGBT从关断状态(栅压为负)直接开启进入到抗短路测试中;抗短路测试方式二,是指器件在已经导通有正常电流通过的状态下(此时栅压为正,漏源电压为正但较低),进入到抗短路测试中;抗短路测试方式三是指器件处于栅电压已经开启但漏源电压为负(与器件反并联的二极管处于续流状态,所以此时器件的漏源电压由于续流二极管的钳位在-0.7eV左右,,栅压为正),进入到抗短路测试中。可知,器件的抗短路测试都是对应于器件因为电路的突发短路而要承受电路中的大电流和大电压,只是因为器件的初始状态不同而会有不同的反应。抗短路测试方法一电路如图4.2,将器件直接加载在电源两端,器件初始状态为关断,此时器件承受耐压。当给器件栅电极施加一个脉冲,器件开启,从耐压状态直接开始承受一个大电流及大电压,考量器件的“硬”耐短路能力。图4.2 抗短路测试方法一的测试电路图抗短路测试方法二及三的测试电路图如图4.2,图中L_load为实际电路中的负载电感,L_par为电路寄生电感,L_sc为开关S1配套的寄生电感。当进行第二种抗短路方法测试时,将L_load下端连接到上母线(Vdc正极),这样就使L_sc支路与L_load支路并联。初态时,S1断开,DUT开通,电流从L_load和DUT器件上通过,开始测试时,S1闭合,L_load瞬时被短路,电流沿着L_sc和DUT路线中流动,此时电流通路中仅包含L_sc和L_par杂散电感,因此会有大电流会通过DUT,考察DUT在导通状态时承受大电流的能力。当进行第三种抗短路方法测试时,维持图4.2结构不变,先开通IGBT2并保持DUT关断,此时电流从Vdc+沿着IGBT2、L_load、Vdc-回路流通,接着关断IGBT2,那么D1会自动给L_load续流,在此状态下开启DUT栅压,DUT器件处于栅压开启,但漏源电压被截止状态,然后再闭合S1,大电流会通过L_sc支路涌向DUT。在此电路中IGBT2支路的存在主要是给D1提供续流的电流。图4.3 抗短路测试方法二和方法三的测试电路图1) 抗短路测试方法一:图4.2中Vdc及C1大电容提供持续稳定的大电压,给测试器件DUT栅极施加一定时间长度的脉冲,在被试器件被开启的时间内,器件开通期间处于短路状态,且承受了较高的耐压。器件在不损坏的情况下能够承受的最长开启时间定义为器件的短路时长(Tsc),Tsc越大,抗短路能力越强。在整个短路时长器件,器件所承受的能量,为器件的短路能量(Esc)。器件的抗短路测试考察了器件瞬时同时承受高压、高电流的能力,也是一种器件的复合应力测试方式。图4.2测试电路中的Vdc=600V,C1、C2、C3根据器件的抗短路性能能力决定,C1的要求是维持Vdc的稳定,C1的要求是测试过程中释放给被测器件的电能不能使C1两端的电压下降过大(5%之内可接受)。C2,C3主要用于给器件提供高频、中频电流,不要求储存能量过大。对C2、C3的要求是能够降低被测器件开通关断时造成的漏源电压振幅即可。图4.4 抗短路能力测试方法一的测试结果波形图4.4给出了某款SiC平面MOSFET在290K下,逐渐增大栅极脉冲宽度(PW)的抗短路能力测试结果。首先需要注意的是在测试过程中,每测量一个脉冲宽度的短路波形,需要间隔足够长的时间,以消除前一次短路测试带来的器件温度上升对后一次测试的器件初始温度的影响,保证每次测试初始温度的准确。从图中可以看出,Id峰值出现在1 μs和2 μs之间,随着开通时间的增加,Id呈现出先增加后减小的时间变化趋势。Id的上升阶段,是因为器件开启时有大电流经过器件,在高压的共同作用下,器件温度迅速上升,因为此时MOSFET的沟道电阻是一个负温度系数,所以MOSFET沟道电阻减小,Id则上升,在该过程中电流上升的速度由漏极电压、寄生电感以及栅漏电容的充电速度所决定;随着大电流的持续作用,器件整体温度进一步上升,器件此时的导通电阻变成正温度系数,器件的整体电阻将随温度增加逐渐增大,这时器件Id将逐渐减小。所以,整个抗短路能力测试期间,Id先增加后下降。此外,测试发现,当脉冲宽度增加到一定程度,Id在关断下降沿出现拖尾,即器件关断后漏极电流仍需要一定的时间才能恢复到0A。在研究中发现当Id拖尾到达约12A左右之后,进一步增大脉冲宽度,器件将损坏,并伴随器件封装爆裂。所以针对这款器件的抗短路测试,定义Tsc为器件关断时漏极电流下降沿拖尾到达10A时的脉冲时间长度。Tsc越长,代表器件的抗短路能力越强。测试发现,低温有助于器件抗短路能力的提升,原因是因为,低的初始温度意味着需要更多的时间才能使器件达到Id峰值。仿真发现,器件抗短路测试失效模式主要有两种:1、器件承受高压大电流的过程中,局部高温引起漏电流增加,触发了器件内部寄生BJT闩锁效应,栅极失去对沟道电流的控制能力,器件内部电流局部集中发生热失效,此时的表现主要是器件的Id电流突然上升,器件失效;2、器件温度缓慢上升时,导致器件内部材料性能恶化,比如栅极电极或者SiO2/Si界面处性能失效,主要表现为器件测试过程中Vgs陡降,此时,器件的Vds若未发生进一步损坏仍能承受耐压,只是器件Vgs耐压能力丧失。上述两种失效模式都是由于温度上升引起,所以要提升器件的抗短路能力就是要控制器件内部温度上升。仿真发现导通时最高温区域主要集中于高电流密度区域(沟道部分)及高电场区域(栅氧底部漂移区)。因此,要提升器件的抗短路能力,要着重从器件的沟道及栅氧下方漂移区的优化入手,降低电场峰值及电流密度,此外改善栅氧的质量将起到决定性的作用。2) 抗短路测试方法二:图4.5 抗短路能力测试方法二的测试结果波形如图4.5,抗短路测试方法二的测试过程中DUT器件会经历三个阶段:(1)漏源电压Vds低,Id电流上升:当负载被短路时,大电流涌向DUT器件,此时电路中仅包含L_sc和L_par杂散电感,DUT漏源电压较低,Vdc电压主要分布在杂散电感上,所以Id电流以di/dt=Vdc/(L_sc+L_par)的斜率开始上升。随着Id增加,因为DUT器件的漏源之间的寄生电容Cgd,会带动栅压上升,此时更加促进Id电流的增加,形成一个正循环,Id急剧上升。(2)Id上升变缓然后开始降低,漏源电压Vds上升:Id上升过程中,Vds漏源电压开始增加,导致Vdc分压到杂散电感上的电压降低,导致电流上升率di/dt减小,Id上升变缓,当越过Id峰值后,Id开始下降,-di/dt使杂散电感产生一个感应电压叠加在Vds上导致Vds出现一个峰值。Vds峰值在Id峰值之后。(3)Id、Vds下降并恢复:Id,Vds均下降恢复到抗短路测试一的高压高电流应力状态。综上所述,抗短路测试方法一的条件比方法一的更为严厉和苛刻。3) 抗短路测试方法三:图4.6 抗短路能力测试方法二的测试结果波形如图4.6,抗短路测试方法三的波形与方法二的波形几乎一致,仅仅是在Vds电压上升初期有一个小的电压峰(如图4.6中红圈),这是与器件发生抗短路时的初始状态相关的。因为方法三中器件初始状态出于栅压开启,Vds为反偏的状态,所以器件内部载流子是耗尽的。此时若器件Vds转为正向开通则必然发生一个载流子充入的过程,引发一个小小的电压峰,这个电压峰值是远小于后面的短路电压峰值的。除此以外,器件的后续状态与抗短路测试方法二的一致。一般来说,在电机驱动应用中,开关管的占空比一般比续流二极管高,所以是二极管续流结束后才会开启开关管的栅压,这种情况下,只需要考虑仅开关管开通时的抗短路模式,则第二种抗短路模式的可能性更大。然而,当一辆机车从山上开车下来,电动机被用作发电机,能量从车送到电网。续流二极管的占空比比开关管会更高一点,这种操作模式下,如果负载在二极管续流且开关管栅压开启时发生短路,则会进行抗短路测试模式三的情况。改进抗短路失效模式二及三的方法,是通过给开关器件增加一个栅极前钳位电路,在Id上升通过Cgd带动栅极电位上升时,钳位电路钳住栅极电压,就不会使器件的Id上升陷入正反馈而避免电流的进一步上升。试验目标:常温下,令Vdc=600V,通过控制Vgs控制SiC MOSFET的开通时间,从2μs开通时间开始以1μs为间隔不断增加器件的开通时间,直至器件损坏,测试过程中保留测试曲线。需要注意的是,在测试过程中,每测量一个脉冲宽度的短路波形,需要间隔足够长的时间,以消除前一次短路测试带来的器件温度上升对后一次测试的器件初始温度的影响,保证每次测试初始温度的准确。试验步骤:搭建抗短路能力测试电路。将器件安装与测试电路中,保持栅压为0。通过驱动电路设置器件的开通时间,给器件一个t0=2μs时间的栅源脉冲电压,使器件开通t0时间,观察器件上的电流电压曲线,判断器件是否能够承受2μs的短路开通并不损坏;如未损坏,等待足够长时间以确保器件降温至常温状态,设置驱动电路使器件栅源电压单脉冲时间增加1us,再次开通,观察器件是否能够承受3μs的短路开通并不损坏。循环反复直至器件发生损坏。试验标准:器件被打坏前最后一次脉冲时间长度即为器件的短路时长Tsc。整个短路时长期间,器件所承受的能量为器件的短路能量Esc。4.3 浪涌试验目的:把样品暴露在空气干燥的恒温环境中,对器件施加半正弦正向高电流脉冲,使器件在瞬间发生损坏,观测元器件在高电流密度下的耐受能力。试验原理:下面以SiC二极管为例,给出了器件承受浪涌电流测试时的器件内部机理。器件在浪涌应力下的瞬态功率由流过器件的电流和器件两端的电压降的乘积所决定,电流和压降越高,器件功率耗散就越高。已知浪涌应力对器件施加的电流信号是固定的,因此导通压降越小的器件瞬态功率越低,器件承受浪涌的能力越强。当器件处于浪涌电流应力下,电压降主要由器件内部寄生的串联电阻承担,因此我们可以通过降低器件在施加浪涌电流瞬间的导通电阻,减小器件功率、提升抗浪涌能力。a)给出了4H-SiC二极管实际浪涌电流测试的曲线,图4.7 a)曲线中显示器件的导通电压随着浪涌电流的上升和下降呈现出“回滞”的现象。图4.7 a)二极管浪涌电流的实测曲线; b)浪涌时温度仿真曲线浪涌过程中,器件的瞬态 I-V 曲线在回扫过程中出现了电压回滞,且浪涌电流越高,器件在电流下降和上升过程中的压降差越大,该电压回滞越明显。当浪涌电流增加到某一临界值时,I-V 曲线在最高压降处出现了一个尖峰,曲线斜率突变,器件发生了失效和损坏。器件失效后,瞬态 I-V 曲线在最高电流处出现突然增加的毛刺现象,电压回滞也减小。引起SiC JBS二极管瞬态 I-V 曲线回滞的原因是,在施加浪涌电流的过程中,SiC JBS 二极管的瞬态功率增加,但散热能力有限,所以浪涌过程中器件结温增加,SiC JBS 二极管压降也发生了变化,产生了回滞现象。在每次对器件施加浪涌电流过程中,随着电流的增加,器件的肖特基界面的结温会增加,当电流降低接近于0时结温才逐渐回落。在浪涌电流导通的过程中,结温是在积累的。由于电流上升和下降过程中的结温的差异,导致了器件在电流下降过程的导通电阻高于电流在上升过程中导通电阻。这使得电流下降过程 I-V 曲线压降更大,从而产生了在瞬态 I-V 特性曲线电压回滞现象。浪涌电流越高,器件的肖特基界面处的结温越高,因此导通电阻就越大,而回滞现象也就越明显。为了分析器件在 40 A 以上浪涌电流下的瞬态 I-V 特性变化剧烈的原因,使用仿真软件模拟了肖特基界面处温度随电流大小的变化曲线,如图4.7 b)所示,在 40 A 以上浪涌电流下,结温随浪涌电流变化非常剧烈。器件在 40 A 浪涌电流下,最高结温只有 358 K。但是当浪涌电流增加到60 A 时,最高结温已达1119 K,这个温度足以对器件破坏表面的肖特基金属,引起器件失效。图4.7 b)中还可以得出,浪涌电流越高,结温升高的变化程度就越大,56 A 和 60 A 浪涌电流仅相差 4 A,最高结温就相差 543 K,最高结温的升高速度远比浪涌电流的增加速度快。结温的快速升高导致了器件的导通电阻迅速增大,正向压降快速增加。因此,电流上升和下降过程中,器件的导通压降会更快速地升高和下降,使曲线斜率发生了突变。器件结温随着浪涌电流的增大而急剧增大,是因为它们之间围绕着器件导通电阻形成了正反馈。在浪涌过程中,随着浪涌电流的升高,二极管的功率增加,产生的焦耳热增加,导致了结温上升;另一方面,结温上升,导致器件的导通电阻增大,压降进一步升高。导通电压升高,导致功率进一步增加,使得结温进一步升高。因此器件的结温和电压形成了正反馈,致使结温和压降的增加速度远比浪涌电流的增加速度快。当浪涌电流增加到某一临界值时,触发这个正反馈,器件就会发生失效和损坏。长时间的重复浪涌电流会在外延层中引起堆垛层错生长,浪涌电流导致的自热效应会引起顶层金属熔融,使得电极和芯片之间短路,还会导致导通压降退化和峰值电流退化,并破坏器件的反向阻断能力。金属Al失效是大多数情况下浪涌失效的主要原因,应该使用鲁棒性更高的材料替代金属Al,以改善SiC器件的高温特性。目前MOS器件中,都没有给出浪涌电流的指标。而二极管、晶闸管器件中有这项指标。如果需要了解本项目研发的MOSFET器件的浪涌能力,也可以搭建电路实现。但是存在的问题是,MOS器件的导通压降跟它被施加的栅压是相关的,栅压越大,导通电阻越低,耐浪涌能力越强。如何确定浪涌测试时应该给MOSFET施加的栅压,是一个需要仔细探讨的问题。试验目标:我们已知浪涌耐受能力与器件的导通压降有关,但目前无法得到明确的定量关系。考虑到目标器件也没有这类指标的参考,建议测试时,在给定栅压下(必须确保器件能导通),对器件从低到高依次施加脉冲宽度为10ms或8.3ms半正弦电流波,直到器件发生损坏。试验步骤:器件安装在测试台上后,器件栅极在给定栅压下保持开启状态。通过测试台将导通电流设置成10ms或8.3ms半正弦电流波,施加在器件漏源极间。逐次增加正弦波的上限值,直至器件被打坏。试验标准:器件被打坏前的最后一次通过的浪涌值即为本器件在特定栅压下的浪涌指标值。以上内容给出了本项目研发器件在复合应力及极端条件下的可靠性测试方法,通过这些方法都是来自于以往国际工程经验和鉴定意见,可以对被测器件的可靠性有一个恰当的评估。但是,上述方法都是对测试条件和测试原理的阐述,如何通过测试结果来评估器件的使用寿命,并搭建可靠性测试条件与可靠性寿命之间的桥梁,就得通过可靠性寿命评估模型来实现。
  • 得利特升级多款液体介质体积电阻率测定仪
    石化产业是国民经济重要的支柱产业,产品覆盖面广,资金技术密集,产业关联度高,对稳定经济增长、改善人民生活、保障国防安全具有重要作用。但仍存在产能结构性过剩、自主创新能力不强、产业布局不合理、安全环保压力加大等问题。石油化工产业作为高污染性产业,面临结构性改革的矛盾,国家政策引导对于促进石化产业持续健康发展具有重要意义。得利特顺应发展研发生产了系列石油产品分析仪器。最近技术人员仍然继续着研发工作并且将原来的产品做了部分升级改造。A1150液体介质体积电阻率测定仪符合DL/T421标准,适用于测定绝缘油和抗燃油体积电阻率,可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点采用双CPU微型计算机控制。控温、检测、打印、冷却等自动进行。采用**转换器,实现体积电阻率的高精度测量。具有制冷和加热功能。整机结构合理,安全方便。技术参数测量范围:0.5×108~1×1014Ωcm分辨率:0.001×107Ωcm重复性: ≤15% 再现性: ≤25%控温范围:0~100℃ 控温精度:±0.5℃电极杯参数:极杯类型:Y-18      极杯材料:不锈钢显示方式:液晶显示打印机:热敏型、36个字符、汉字输出环境温度:5℃~40℃ 环境湿度:≤85%工作电源:AC220V±10% ,50Hz功 率:500W外形尺寸:500mm×280mm×330mm重  量:17.5kgA1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据,根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。具有结构简单、线性度好、灵敏度高、测试结果稳定、操作安全等优点,其性能远高于通常的电压电流法。仪器由参数测量系统、油杯加热控温系统两部分组成,具有自动计时、液晶显示功能。可测量绝缘油体积电阻率。 技术参数测试电压:500VDC测试范围: 10 7~10 13Ωcm重复性: >10 12Ωcm ≯25% ,<10 12Ωcm ≯15% 加热功率: 100W 控温范围: 10℃~100℃ 控温精度: ±0.5℃ 测量误差: ≤±10%测试电极杯: 3个环境温度:0~40℃相对湿度:≤85% 工作电源: AC220V±10%,50Hz
  • 万字讲懂离子色谱仪原理、结构、分类、应用、常见品牌等 | 仪器博物馆
    离子色谱仪是高效液相色谱的一种,作为测定阴离子、阳离子及部分极性有机物种类和含量的一种液相色谱方法,已被广泛应用在环境监测、食品分析、自然水工业、农业、地质等多个领域。今天小谱就其发展史、检测原理、结构等和大家进行探讨,一文把离子色谱仪讲通透。(如果读完文章您觉得还有哪些想听的知识点没有讲到,亦或是觉得文章中有哪些观点您不太认同,欢迎您积极留言。)01离子色谱的“前世今生”1975年,Dow Chemical(陶氏化学)的H.Small等人发表的第一篇离子色谱方面的论文在美国分析化学上;在分离用的离子交换柱后端加入不同极性的离子交换树脂填料,该树脂填料呈氢型或氢氧根型。如阴离子交换柱后端加入氢型的阳离子,交换树脂填料阳离子交换柱后端加入氢氧根型的阴离子,交换树脂填料当由分离柱流出的携带待测离子的洗脱液在检测前发生两个简单而重要的化学反应,一个是将淋洗液转变成低电导组分以降低来自淋洗液的背景电导,另一个是将样品离子转变成其相应的酸或碱以增加其电导。这种在分离柱和检测器之间降低背景电导值而提高检测灵敏度的装置后来组成独立组件称为抑制柱(或抑制器),通过这种方式使电导检测的应用范围扩大了;在H-Small等人提议下称这种液相色谱为离子色谱。离子色谱一经诞生就立即商品化;1975年,第一家离子色谱公司诞生——戴安公司(Dow Ion Exchange),由H-Small和T-S.Stevens研发;1979年,美国阿华州大学的J.S.Fritz等人建立了单柱型离子色谱,许多其它公司生产了离子色谱;1983年,中国核工业第五研究所刘开禄研究员刘开禄带领团队在青岛崂山电子实验仪器所研制成我国第一台离子色谱仪的原理样机ZIC-1,并实现产业化。性能基本与国外同类仪器(美国Dionex-14型)相接近,填补了国内空白;第六届“科学仪器行业研发特别贡献奖”获奖者 刘开禄ZIC-1型离子色谱仪第一台离子色谱仪成功商品化后,高效阳离子分离柱、五电极式电导检测器、阴离子分离柱、连续自再生式高效离子交换装置等一系列创造性的研究工作不断取得成功,极大的推动了中国离子色谱仪的发展。1985年6月,赵云麒、刘开禄研制ZIC-2型离子色谱仪,包含双模式理论和适用于阳离子分析的“五级电导检测”电路。1987年12月22日 ,ZIC-2型离子色谱仪通过了专家鉴定并投产,核心技术目前仍应用在中国的核潜艇水质监测。1995年,ZIC-3型离子色谱仪由张烈生、荆建增设计完成并获得国家科技成果完成者证书。左:ZIC-2型离子色谱仪、中:ZIC-2A型离子色谱仪、右:ZIC-3型离子色谱仪目前,随着技术的发展,电化学等技术在离子色谱仪中得到了更广泛的应用,比如新型抑制器技术、淋洗液发生器以及新型的电化学检测器-电荷检测器等均已商品化。而目前离子色谱技术发展也主要集中在色谱固定相、脉冲安培检测器以及抑制器等方面。不过,我国离子色谱的研发虽然取得了一定的成绩,但仍需更进一步的发展。02离子色谱的原理和结构离子色谱的原理基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。适用于亲水性阴、阳离子的分离。工作过程: 输液泵将流动相以稳定的流速( 或压力) 输送至分析体系, 在色谱柱之前通过进样器将样品导入, 流动相将样品带入色谱柱, 在色谱柱中各组分被分离, 并依次随流动相流至检测器, 抑制型离子色谱则在电导检测器之前增加一个抑制系统。即用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制器, 在抑制器中, 流动相的背景电导被降低, 然后将流出物导入电导检测池, 检测到的信号送至数据系统记录、处理或保存。非抑制型离子色谱仪不用抑制器和输送再生液的高压泵, 因此仪器的结构相对要简单得多, 价格也要便宜很多。离子色谱的结构离子色谱仪一般由流动相输送系统、进样系统、分离系统、抑制或衍生系统、检测系统及数据处理系统六大部分组成。1、流动相输送系统离子色谱的输液系统包括贮液罐、高压输液泵、梯度淋洗装置等,与高效液相色谱的输液系统基本一致。1.1贮液罐溶剂贮存主要用来供给足够数量并符合要求的流动相,对于溶剂贮存器的要求是:(1)必须有足够的容积,以保证重复分析时有足够的供液;(2)脱气方便;(3)能承受一定的压力;(4)所选用的材质对所使用的溶剂一律惰性。出于离子的流动相一般是酸、碱、盐或络合物的水溶液,因此贮液系统一般是以玻璃或聚四氟乙烯为材料,容积一般以0.5~4L为宜,溶剂使用前必须脱气。因为色谱柱是带压力操作的,在流路中易释放气泡,造成检测器噪声增大,使基线不稳,仪器不能正常工作,这在流动相含有有机溶剂时更为突出。脱气方法有多种,在离子色谱中应用比较多的有如下方法:(1)低压脱气法:通过水泵、真空泵抽真空,可同时加温或向溶剂吹氮,此法特别适用纯水溶剂配制的淋洗液。(2)吹氧气或氮气脱气法:氧气或氮气经减压通入淋洗液,在一定压力下可将淋洗液的空气排出。(3)超声波脱气法:将冲洗剂置于超声波清洗槽中,以水为介质超声脱气。一般超声30min左看,可以达到脱气日的。新型的离子色谱仪,在高压泵上带有在线脱气装置,可白动对琳洗液进行在线自动脱气。1.2高压输液泵高压输液泵是离子色谱仪的重要部件,它将流动相输入到分离系统,使样品在柱系统中完成分离过程。离子色谱用的高压泵应具备下述性能:(1)流量稳定:通常要求流量精度应为±1%左右,以保证保留时间的重复和定性定量分析的精度。(2)有一定输出压力,离子色谱一般在20MPa状态下工作,比高效液相色谱略低。(3)耐酸、碱和缓冲液腐蚀,与高效液相色谱不同,离子色谱所有淋洗液含有酸或碱。泵应采用全塑Peek材料制作。(4)压力波动小,更换溶剂方便,死体积小,易于清洗和更换溶剂。(5)流量在一定范围任选,并能达到一定精度要求。(6)部分输液泵具有梯度淋洗功能。目前离子色谱应用较多的是往复柱塞泵,只有低压离子色谱采用蠕动泵,但蠕动泵所能承受的压力太小,实际操作过程中会出现问题。由于往复柱塞泵的柱塞往复运动频率较高,所以对密封环的耐磨性及单向阀的刚性和精度要求都很高。密封环一般采用聚四氟乙烯添加剂材料制造,单向阀的球、阀座及柱塞则用人造宝石材料。1.3梯度淋洗装置梯度淋洗和气相色谱中的程序升温相似,给色谱分离带来很大的方便,但离子色谱电导检测器是一种总体性质的检测器,因此梯度淋洗一般只在含氢氧根离子的淋洗液中采用抑制电导检测时才能实现。采用梯度淋洗技术可以提高分离度、缩短分析时间、降低检测限,它对于复杂混合物,特别是保留强度差异很大的混合物的分离,是极为重要的手段。另外,新型抑制器通过脱气使淋洗液中CO2去除,碳酸盐的淋洗液背景电导很低,使灵敏度大大增加,也可以实现碳酸盐的梯度淋洗。离子色谱梯度淋洗可分为低压梯度和高压梯度两种,现分别介绍如下:(1)低压梯度低压梯度是采用比例调节阀,在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后,再用泵输入色谱柱系统,也称为泵前混合。(2)高压梯度它是由两台高压输液泵、梯度程序控制器、混合器等部件所组成。两台泵分别将两种淋洗液输入混合器,经充分混合后,进入色谱分离系统。它又称为泵后高压混合形式。梯度淋洗的溶剂混合器必须具备容积小、无死区、清洗方便、混合效率高等性能,能获得重复的、滞后时间短的梯度淋洗效果。2、进样系统离子色谱的进样主要分为3种类型:即气动、手动和自动进样方式。(1)手动进样阀手动进样采用六通阀,其工作原理与HPLC相同,但其进样量比HPLC要大,一般为50μL。其定量管接在阀外,一般用于进样体积较大时的情况。样品首先以低压状态充满定量管,当阀沿顺时针方向旋至另一位置时,即将贮存于定量管中固定体积的样品送入分离系统。(2)气动进样阀气动阀采用一定氮气或氮气气压作动力,通过两路四通加载定量管后,进行取样和进样,它有效地减少了手动进样因动作不同所带来的误差。(3)自动进样自动进样器是在色谱工作站控制下,自动进行取样、进样、清洗等一系列操作,操作者只须将样品按顺序装入贮样机中。自动进样可以达到很宽的样品进样量范围的目的。3、分离系统分离系统是离子色谱的核心和基础。离子色谱柱是离子色谱仪的“心脏”,要求它具有柱效高、选择性好、分析速度快等特点。离子色谱柱填料的粒度一般在5~25μm之间,比高效液相色谱的柱填料略大,因此其压力比高效液相色谱的要小,一般为单分散,而且呈球状。3.1高分子聚合物填料离子色谱中使用得最广泛的填料是聚苯乙烯——二乙烯苯共聚物。其中阳离子交换柱一般采用磺酸或羧酸功能基,阴离子交换柱填料则采用季胺功能基或叔胺功能基。离子排斥柱填料主要为全磺化的聚苯乙烯 二乙烯苯共聚物,这类离子交换树脂可在pH0~14范围内使用。如果采用高交联度的材料来改进,还可兼容有机溶剂,以抗有机污染。一般来说,离子交换型色谱柱的交换容量均很低。3.2硅胶型离子色谱填料该填料采用多孔二氧化硅柱填料制得,是用于阴离子交换色谱法的典型薄壳型填料。它是用含季胺功能基的甲基丙烯十醇酯涂渍在二氧化硅微球上制备的。阳离子交换树脂是用低相对分子质量的磺化氟碳聚合物涂渍在二氧化硅微粒上制备的。这类填料的pH值使用范围为4~8,一般用于单柱型离子色谱柱中。3.3色谱柱结构一般分析柱内径为4mm,长度为100~250mm,柱子两头采用紧固螺丝。高档仪器特别是阳离子色谱柱一般采用聚四氟乙烯材料,以防止金属对测定的干扰。随着离子色谱的发展,细内径柱受到人们的重视,2mm柱不仅可以使溶剂消耗量减少,而且对于同样的进样量,灵敏度可以提高4倍。4、离于色谱的抑制系统对于抑制型(双柱型)离子色谱系统,抑制系统是极其重要的一个部分,也是离子色谱有别于高效液相色谱的最重要特点。抑制器的发展经历了多个发展时期,而目前商品化的离子色谱仪亦分别采用不同的抑制手段及相关研究成果。4.1树脂填充抑制柱该抑制系统采用高交换容量的阳离子树脂填充柱(阴离子抑制),通过硫酸,将树脂转化为氢型。它抑制容量不高,需要定期再生,而且死体积比较大,对弱酸根离子由于离子排斥的作用,往往无法准确定量。目前这类抑制器目前已经基本不用。4.2纤维抑制器这种抑制系统采用阳离子交换的中空纤维作为抑制器,外通硫酸作为再生液,可连续对淋洗液进行再生,这种抑制器的死体积比较大,抑制容量也不高。4.3微膜抑制器这种抑制系统采用阳离子交换平板薄膜,中间通过淋洗液,而外两侧通硫酸再生液。这种抑制器的交换容量比较高,死体积很小,可进行梯度淋洗。4.4电解抑制器这种抑制系统采用阳离子交换平板薄膜,通过电解产生的H+,对淋洗液进行再生。早期的这类抑制器是由我国厦门大学田昭武发明,并投入了生产,但它需要定期加入硫酸来补充H+。美国Dionex公司对这类抑制器进行了改进,使之成为自再生,只要用淋洗液自循环或去离子水电解就可能实现再生,抑制容量可以通过改变电流的大小加以控制,而且死体积很小。5、检测系统5.1电导检测器电导检测是离子色谱检测方式中最常用的一种。它是基于极限摩尔电导率应用的检测器,主要用于检测无机阴阳离子、有机酸和有机胺等。由于电导池中的等效电容的影响,施加到电导池上的电压和电流之间的关系是非线性的,这给测量电导值带来很大困难。另外,流动相中本底电导值很高,从较大的背景值中准确测量待测组分的信号,也是电导检测中的重要问题。目前采用较多的方法有:(1)双极脉冲检测器:在流路上设置两个电极,通过施加脉冲电压,在合适的时间读取电流,进行放大和显示。容易受到电极极化和双电层的影响。(2)四极电导检测器:在流路上设置四个电极,在电路设计中维持两测量电极间电压恒定,不受负载电阻、电极间电阻和双电层电容变化的影响,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。(3)五极电导检测器:在四极电导检测模式中加一个接地屏蔽电极,极大提高了测量稳定性,在高背景电导下仍能获得极低的噪声,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。5.2安培检测器安培检测器是基于测量电解电流大小为基础的检测器,主要用于检测具有氧化还原特性的物质。安培检测主要包括恒电位(直流安培)、脉冲安培以及积分安培三种方式。(1)直流安培检测模式:该方法是将一个恒定的直流电位连续地施加于检测池的电极上,当被测物被氧化时,电子从待测物转移至电极,得到电流信号。在此过程中,电极本身为惰性,不参与氧化反应。该方法具有较高的灵敏度,可以测定pmol级的无机和有机离子,主要用于抗坏血酸、溴、碘、氰、酚、硫化物、亚硫酸盐、儿茶酚胺、芳香族硝基化合物、芳香胺、尿酸和对二苯酚等物质的检测。(2)脉冲安培检测模式:脉冲安培检测器出现在20世纪80年代初,是美国Dionex公司为满足糖的测定而研制的。糖类化合物的pKa值为12~14,在强碱性介质中以阴离子形式存在,可以用阴离子交换色谱分离。因为糖的分离是在碱性条件下完成的,检测方法必须与此相匹配,用金电极的脉冲安培检测法适合于这个条件。金电极的表面可为糖的电化学氧化反应提供一个反应环境。用脉冲安培检测法可检测pmol~fmol级的糖,而且不需要衍生反应和复杂的样品纯化过程。该检测器主要用于醇类、醛类、糖类、胺类(一二三元胺,包括氨基酸)、有机硫、硫醇、硫醚和硫脲等物质的检测,不可检测硫的氧化物。(3)积分脉冲安培检测模式:积分脉冲安培检测法为脉冲安培检测的升级模式,于1989年由Welch等人首先提出,并运用此技术,用金电极实现了对氨基酸的检测。与脉冲安培检测法相似,积分脉冲安培检测法中加到工作电极上的也是一种自动重复的电位对时间的脉冲电位波形,不同之处是:脉冲安培检测法是对每次脉冲前的单电位下产生的电流积分;而积分脉冲安培检测法是对每次脉冲前循环方波或三角波电位下产生的电流积分,即是对电极被氧化形成氧化物和氧化物还原为其初始状态的一个循环电位扫描过程中产生的电流积分。由积分整个高-低采样电位下的电流所得到的信号仅仅是被分析物产生的信号。在没有待测物(可氧化物)存在时,静电荷为零。积分脉冲安培检测法的优点在于通过施加方波或三角波电位消除了氧化物形成和还原过程中产生的电流。正、反脉冲方向的积分有效地扣除了电极氧化产生的背景效应,使得那些可受金属氧化物催化氧化的分子产生较强的检测信号和获得稳定的检测基线成为现实。此外,离子色谱还可以采用紫外、可见光、荧光等高效液相色谱常用的检测器,其原理与常规的高效液相色谱检测相似。6、数据处理系统离子色谱一般柱效不高,与气相色谱和高效液相色谱相比一般情况下离子色谱分离度不高,它对数据采集的速度要求不高,因此能够用于其他类型的数据处理系统,同样也可用于离子色谱中。而且在常规离子分析中,色谱峰的峰形比较理想,可以采用峰高定量分析法进行分析。主要数据处理系统为:6.1记录仪记录仪要求满刻度行程时间≤1s,输入阻抗高,屏蔽好,纸速稳定。采用双笔式记录仪,可以同时测量样品中高浓度和痕量浓度组分,也可进行双检测器分析。6.2自动积分仪它是一种通过A/D转换,采用固定程序,分析色谱信息,打印色谱图的仪器。采用自动积分仪大大减少了记录仪中色谱手工处理的繁琐手续。6.3数据工作站通过A/D转换,将数据采集于电脑,然后通过对采集的数据分析,得到相关的色谱信息。随着个人电脑的普及,数据工作站将得到广泛的应用。03离子色谱的分类通常情况下,离子色谱可以分为三种类型:离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱。离子交换色谱:离子交换色谱以离子间间作用力不同为原理,主要用于有机和无机阴、阳离子的分离。离子排斥色谱:离子排斥色谱基于Donnan排队斥作用,是利用溶质和固定相之间的非离子性相互作用进行分离的。它主要用于机弱酸和有机酸的分离,也可以用于醇类、醛类、氨基酸和糖类的分离。离子对色谱:离子对色谱的分离机理是吸附、分离的选择性主要由流动相决定。该方法主要用于表面活性阴离子和阳离子以及金属络合物的分离。根据应用场景可分为:实验室、便携式、在线离子色谱。便携式离子色谱:适用的主要场景比如户外检测、或者在移动检测车上使用等等。在线离子色谱:适用的主要场景,比如大气环境的连续监测、或者工厂流水线中的连续监测等等。实验室离子色谱:相对来讲,就是最常规的离子色谱类型了,用户采购量也是相对最大。04离子色谱的应用离子色谱作为20世纪70年代发展起来的一项新的分析技术,由于具有快速、灵敏、选择性好等特点,尤其在阴离子检测方面有着其它方法所的优势,因此被广泛地应用于化工、医药、环保、卫生防疫、半导体制造等行业,并在某些领域被列为标准测定方法。涉及离子色谱的国内标准分析方法行业标准部分国际标准05离子色谱使用的注意事项1、淋洗液淋洗液作为系统的流动相,其品质对分析结果有重要影响。流动相的脱气是离子色谱分析过程中的一个重要环节。输液泵的扰动或色谱柱前后的压力变化以及抑制过程都可能导致流动相中溶解的气体析出,形成小气泡。这些小气泡会产生很多尖锐的噪声峰,较大的气泡还可能引起输液泵流速的变化,因此对流动相要进行脱气处理。2、分离柱分离柱柱体材料为PEEK(聚醚醚酮)。分离相由聚乙烯醇颗粒组成,粒径为9μm,表面有离子交换官能团。这种结构可保证高度的稳定性,并对可穿过内置过滤板的极细颗粒具有很高的容耐性,适用于水分析的日常测试任务。为保护分离柱不受外来物质侵害(这些物质会对分离效率产生影响),对淋洗液、也对样品作微孔过滤(0.45μm过滤器),并通过吸液过滤头吸取淋洗液。分离柱堵塞会导致系统压力上升,分离能力变差会导致保留时间波动、样品重复测量平行性差。分离柱接入系统时,需要先冲洗10分钟以上再接检测器,冲洗时出口向上,便于将气泡赶出。 分离柱的保存:短时间不用,可直接将柱子两端盖上塞子,放在盒中保存。阴离子柱长时间不使用(1个月以上),应保存到10mmol/LNa2CO3中。3、高压泵高压泵是离子色谱仪的动力源,其作用是将流动相输入到分离系统,使样品在分离柱中完成分离过程。离子色谱用的高压泵应具备下述性能:流量稳定、耐腐蚀、压力波动小、更换溶剂方便、死体积小、易于清洗和更换溶剂。高压泵工作正常的情况下,系统压力和流量稳定,噪音很小,色谱峰形正常。4、抑制器抑制器由3个抑制元件组成,这些元件应用于循环回路中的抑制作用,可利用硫酸进行再生及用纯净水进行冲洗,分析流路外再生, 可彻底去除有害物质。采用微填充床抑制器,其优为点:平稳提供H+,基线噪音低,适合各种浓度分析,耐高压、耐有机溶剂、耐重金属,耐腐蚀,噪音低,只有0.2-0.5nS。抑制器要避免在未通液体时空转。淋洗液或再生液流路堵塞、抑制器饱和均会造成系统压力突然上升、背景电导率过高等问题。若经过较长时间后,抑制元件受到污染,平常使用的再生溶液无法再将其彻底清除干净,将导致基线大幅上升。5、检测器所有的离子化合物(有机离子、无机离子、强酸和强碱)以及可被解离的化合物(弱酸和弱碱)的水溶液都能够导电。电导检测器是以离子色谱流动相中电导的变化作为定量依据的。电导检测器测量双铂电极两端间的电导,离子在该双铂电极两端间迁移:阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移,从而测量溶液的电阻。电导与电阻成反比。电导检测器具有极好的温度稳定性,这样便可保证测量条件的重现性。由于离子色谱仪是精密仪器,其日常维护与保养对于仪器的使用寿命及监测精度都有着重要的影响,因此离子色谱仪要经常用淋洗液冲洗色谱柱,防止分离柱堵塞、流动相有气泡的产生,在进行分析前要确保样品已经进行前处理,以保障仪器安全。离子色谱法具有选择性好、灵敏、快速、简便,可同时测定多组分,基于上述优点,离子色谱法已在环境监测领域得到广泛应用。因此了解一些关于仪器日常维护的知识,遇有故障时能够正确地判断并及时排除是十分重要的。06离子色谱常见故障及解决方案1、电导检测器常见故障有哪些?电导检测器常见故障是检测池被污染。故障原因:污染物主要来源于没有经过适当前处理的样品,如浓度过高、复杂的样品基体等。故障现象:基线噪声变大,灵敏度降低。处理方法:(1)用3 mol/LHNO3溶液清洗电导池,再用去离子水清洗电导池至pH值达中性 (2)用0. 001 mol/L KCI溶液校正电导池,使电导值显示为147μS。2、系统压力增高该咋办?压力增高一般都是因仪器部件发生堵塞引起的,当发现系统压力增高时应从流路的检测器端开始,逐一排查,以找到引起压力增高的具体单元。(1)在线过滤器发生堵塞时,直接更换滤芯;(2)色谱柱入口处滤膜堵塞时,应反接色谱柱用去离子水反复冲洗;(3)单向阀和滤头堵塞后需将其卸下先用无水乙醇超声清洗15 min ~30min,以清除部件上粘附的有机物,再用去离子水清洗干净后放入1:1的硝酸溶液中超声清洗15min,最后用去离子水反复清洗干净后按原方位安装好后使用。高压系统中常出现堵塞问题的部件有单向阀、滤头、在线过滤器、分离柱、保护柱等;(4)检查管路中peek头是否拧得过紧,否则也会导致压力增高。3、分析泵常见故障咋处理?分析泵常见故障是泵内产生气泡和漏液故障现象:基线的噪声加大,色谱峰形变差(出现乱峰)。处理方法:为分析泵提供充足的淋洗液,并且给淋洗液施加一定的压力(通常小于35 kPa)。对于容易产生气体的溶液可以先用真空脱气,然后用惰性气体在线脱气的处理方法 若泵漏液,可更换泵密封圈。4、抑制器使用中的常见故障怎么排除?抑制器在离子色谱仪中具有举足轻重的作用。抑制器工作性能的好坏对分析结果有很大的影响。抑制器最常见的故障是漏液,使峰面积减小(灵敏度下降)和背景电导升高。(1)峰面积减小造成峰面积减小的主要原因有:微膜脱水、抑制器漏液、溶液流路不畅和微膜被玷污。抑制器长期不用,会发生微膜脱水现象,为激活抑制器,可用注射器向阴离子抑制器内以淋洗液流路相反的方向注入少许0.2mol/L的硫酸溶液。同时向再生液进口注入少许纯净水,并将抑制器放置半小时以上。抑制器内玷污的金属离子可以用草酸钠清洗。(2)背景电导值高在化学抑制型电导检测分析过程中,若背景电导高,说明抑制器部分存在一定的问题。大多数是操作不当引起的。例如淋洗液或再生液流路堵塞,系统中无溶液流动造成背景电导偏高或使用的电抑制器电流设置的太小等。膜被污染后交换容量下降亦会使背景电导升高。而失效的抑制器在使用时会出现背景电导持续升高的现象,此时应更换一支新的抑制器。(3)漏液抑制器漏液的主要原因是抑制器内的微膜没有充分水化。因此,长时间未使用的抑制器在使用前应让微膜水溶胀后再使用。另外要保证再生液出口顺畅,因此反压较大时也会造成抑制器漏液。另外抑制器保管不当造成抑制器内的微膜收缩、破裂也会发生漏液现象。5、离子色谱柱该如何维护、保存?色谱柱的保存色谱柱填充料的不同,其保存方法也各异。一般而言,大多数阴离子分离柱在碱性条件下保存,阳离子分离柱在酸性条件下保存。需长时间保存时(30天以上),先按要求向柱内泵入保存液,然后将柱子从仪器上取下,用无孔接头将柱子两端堵死后放在低温处保存。短时间不用,每周应至少开机一次,让仪器运行1-2h。 色谱柱的清洗清洗色谱柱注意事项:清洗前,应将分离柱与系统分离,让废液直接排出。另外,每次清洗后应用去离子水冲洗10min以上,再用淋洗液平衡系统。清洗时的流速不宜过快,在1ml/min以下。无机离子的玷污离子半径较大的无机离子与交换基团结合,影响正常的交换分离。首先应考虑用组分相同且浓10倍的淋洗液清洗色谱柱。清洗阴离子分离柱上的金属离子(如Fe3+)使用0.1mol/L草酸。清洗阳离子分离柱上的某些金属(如Al3+)可使用1-3mol/L HCl。有机物玷污清洗色谱柱内的有机物常用甲醇或乙腈,但对带有羧基的阳离子分离柱需要避免使用甲醇。低交联度的离子交换树脂填充的色谱柱(交联度小于5%)清洗液中有机溶剂的浓度不宜超过5%。色谱柱的清洗清洗色谱柱注意事项:清洗前,应将分离柱与系统分离,让废液直接排出。另外,每次清洗后应用去离子水冲洗10min以上,再用淋洗液平衡系统。清洗时的流速不宜过快,在1ml/min以下。无机离子的玷污离子半径较大的无机离子与交换基团结合,影响正常的交换分离。首先应考虑用组分相同且浓10倍的淋洗液清洗色谱柱。清洗阴离子分离柱上的金属离子(如Fe3+)使用0.1mol/L草酸。清洗阳离子分离柱上的某些金属(如Al3+)可使用1-3mol/L HCl。有机物玷污清洗色谱柱内的有机物常用甲醇或乙腈,但对带有羧基的阳离子分离柱需要避免使用甲醇。低交联度的离子交换树脂填充的色谱柱(交联度小于5%)清洗液中有机溶剂的浓度不宜超过5%。07离子色谱的常见品牌到了这里,相信各位已经对离子色谱仪有很深的了解。那么在这个知识纵横,科技飞跃发展的今天,关于离子色谱仪的常见品牌都有哪些呢?最受关注的又是哪些呢?(以下品牌不分先后哦~)A. 埃仑通用青岛埃仑通用科技有限公司是国内较早生产离子色谱仪的厂家之一,是以研发、制造、销售和售后服务为一体的高新技术企业,是国产离子色谱仪知名品牌。 青岛埃仑通用科技有限公司设计开发了基于积木式结构的高效离子色谱仪系列产品。YC系列离子色谱仪是我公司在传统离子色谱仪基础上,吸收国际先进技术成果,研发出的高精度、高灵敏度和高稳定的新型系列离子色谱仪,同时实现了自动化进样。YC9000型更是国内开始采用功能模块化设计,全面集成智能MT技术,是国内现阶段集成度和智能化极高的一款智能型离子色谱仪,其广泛应用于包括军事军工、核工业、科研院所,石油化工、水文地质、环境保护、质量检验、卫生防疫、电力电子等行业。产品: 岛埃仑YC3000离子色谱仪青岛埃仑YC7000型离子色谱仪 等▲ 青岛埃仑YC3000离子色谱仪B. 岛津岛津企业管理(中国)有限公司成立于1999年8月11日,是岛津制作所的海外子公司。岛津制作所是著名的测试仪器、医疗器械及工业设备的制造厂商,自1875年创业以来始终坚持“以科学技术向社会做贡献”,不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术,开发生产具有高附加值的产品。并以实现“为了人类和地球的健康”这一愿望作为公司的经营思想,以光技术、X射线技术、图像处理技术这三大核心为基础,不断革新,不断挑战,一如既往地对科学技术发展做出贡献。特别是在2002年岛津制作所的田中耕一荣获诺贝尔化学奖,开创了公司研究人员获奖的先河。产品: 岛津离子色谱仪HIC-ESP岛津离子色谱仪Essentia IC-16 等▲ 岛津离子色谱仪HIC-ESPC. 东曹 东曹(上海)生物科技有限公司,是日本东曹株式会社生命科学事业部(Tosoh Bioscience)在中国设立的全资子公司,负责东曹生命科学事业部产品在中国的销售业务。 东曹(上海)生物科技有限公司的产品包括:提供所有常见分离模式的TSKgel® 高效液相色谱柱、TOYOPEARL® 中低压层析分离纯化填料、SkillPak 层析工艺方法筛选用预装柱;还包括EcoSEC® 高效一体化GPC仪器、IC离子色谱仪、多角度光散射检测器。产品: 东曹高通量离子色谱仪IC-8100东曹IC-2010离子色谱仪 等▲ 东曹高通量离子色谱仪IC-8100D. 历元 北京历元公司成立于1993年,公司创建初始就以强劲的技术开发能力,研制生产硅酸根检测仪,磷酸根检测仪,分析型高效液相色谱仪,制备型液相色谱仪,系列离子色谱仪。为配合离子色谱仪的应用,并于1997年研发国内首台实验室用超纯水器,此项产品填补了该产品的国内空白。 产品: 北京历元EP-600 便携式离子色谱仪北京历元EP-2000离子色谱仪 等▲ 北京历元EP-600 便携式离子色谱仪E. 普仁青岛普仁仪器有限公司是通过ISO-9001认证的专业从事离子色谱仪及相关配件研发、生产、销售和技术服务的高科技股份制企业,为中国仪器仪表分析仪器分会会员单位。 公司产品全部拥有自主知识产权,荣获国家科技创新基金及青岛科技培育计划专项,被国家工信部认定为“国家食品企业质量安全检测技术示范中心共建单位”,荣获“2012最具竞争力百强中小企业”称号,为央视网离子色谱仪战略合作伙伴。产品: 双系统全自动PIC-10型离子色谱仪PIC-10A型离子色谱仪 等▲ 双系统全自动PIC-10型离子色谱仪F. 瑞士万通 瑞士万通中国有限公司 作为当今一家全面涉足各类不同离子分析技术的品牌,产品包括自动电位滴定仪、离子色谱仪、卡尔费休水分仪、伏安极谱仪、电化学工作站、手持式/便携式拉曼光谱仪和近红外光谱仪等。瑞士万通旗下拥有以下品牌:“Metrohm”、“Metrohm Autolab”、“Metrohm Process Analytics”、“Metrohm NIRSystems”、“Metrohm Raman”、“Metrohm DropSens”,以其自动电位滴定仪、卡尔费休微量水分滴定仪、离子色谱仪、伏安极谱仪、便携式拉曼和手持式拉曼光谱仪以及近红外光谱仪、在线化学成分分析仪著称,技术先世界。您可以从瑞士万通获得大量有关离子分析和近红外分析的方法和技术。产品: 瑞士万通ECO IC离子色谱仪瑞士万通940 系列谱峰思维TM离子色谱系统 等▲ 瑞士万通ECO IC离子色谱仪G. 赛默飞赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。产品: Thermo Scientific Integrion高压离子色谱赛默飞Aquion RFIC离子色谱等▲ Thermo Scientific Integrion高压离子色谱H. 盛瀚青岛盛瀚色谱技术有限公司成立于2002年,专业从事离子色谱仪及其核心部件的研发、生产、销售和技术服务,是一家通过ISO 9001质量管理体系认证、ISO 24001环境管理体系认证、ISO 45001职业健康管理体系认证、知识产权管理体系认证的高新技术企业。全部产品拥有自主知识产权,专利、软件著作权等超过百项。 公司现有实验室台式、便携式、在线式、定制化离子色谱仪和离子色谱联用五大产品系列,广泛应用于环保、食品药品、水文地质、石油化工、卫生防疫、电子电气及科学研究等众多行业,基本满足了对阴阳离子、氰根、碘离子、糖、小分子有机酸等常规和痕量检测。目前已为7000+不同行业的用户提供了完善的解决方案,出口到韩国、印度等70多个国家和地区。此外,盛瀚还是全球极少数可实现批量化生产离子色谱柱的企业,打破了国外垄断,填补了国内空白。产品: 盛瀚离子色谱仪CIC-D180离子色谱仪(内置淋洗液发生器)CIC-D160型 等▲ 盛瀚离子色谱仪CIC-D180I. 皖仪安徽皖仪科技股份有限公司是一家以国际化视野、按国际化标准运营的全球分析仪器专业供应商,主导产品涵盖色谱、光谱、质谱类及医用分析仪器。产品: 皖仪IC6600系列多功能离子色谱仪皖仪IC6200系列一体式离子色谱仪 等▲ 皖仪IC6600系列多功能离子色谱仪08小彩蛋找靠谱的离子色谱仪器可长按识别下方二维码进入“离子色谱仪”导购专场- END
  • A102点对点测试仪获评“山纺精品仪器”
    经过严格的评选流程,山纺仪器A102点对点测试仪以其市场占有率高、用户好评多、外观精美、质量可靠被评为&ldquo 山纺精品仪器&rdquo 。再次感谢广大用户对该仪器的厚爱,期待更多的厂家在选用本公司的A102点对点测试仪及其使用过程中,能够不断给我们提出宝贵意见,您的每一个不满意,都是我们前进的动力和方向。一、主要用途用于检测防静电服点对点电阻率。二、试验方法本原理是对试样加入测试电压100  V 共15  s,流经试样的微弱电流用标准电阻取样放大后,从高阻计上读出。数字直接显示出电阻值,精度高、显示迅速、稳定性好、读数方便。三、主要技术参数1、量程范围: 105    &Omega ~1015  &Omega ;2、高阻计示值误差:± 1%,3、输出电压:100V DC四、适用标准 国家标准GB12014- 2009《防静电服》
  • 得利特升级油体积电阻率测定仪正式投入市场
    石油产品质量分析在其生产、储运和市场流通环节起着重要作用,石油产品分析仪器现已广泛应用于油田、炼油厂、陆海空交通运输、海关及油品质量监督部门。作为中国仪器仪表行业重要组成部分的油品分析仪器,在疫情席卷全球的情况下,仍然在各大行业中起到必不可少的作用。随着各项技术工艺的发展,仪器仪表产品也在不断的更新换代。各大分析仪器品牌如雨后春笋,在市场中同台竞技,用户可选择的产品也更多了。企业不断推出自己的品牌产品。在刚刚过去的半年里,又有不少企业研发出多项仪器仪表新品。 得利特为了跟上油品分析仪器发展大潮,不断积累经验,创新技术,研发升级自产油品分析仪,近日,又有一款升级产品投入市场,它就是油体积电阻率测定仪。下面得利特为大家讲一下它的升级点在哪里?A1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据,根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。技术参数测试电压:500VDC测试范围: 10 7~10 13Ωcm重 复 性:>10 12Ωcm ≯25% ,<10 12Ωcm ≯15% 加热功率: 100W 控温范围: 10℃~100℃ 控温精度: ±0.5℃ 测量误差: ≤±10%测试电极杯: 3个环境温度:0~40℃相对湿度:≤85% 工作电源: AC220V±10%,50Hz 升级点:1.采用双CPU微型计算机控制。2.控温、检测、打印、冷却等自动进行。3.采用**转换器,实现体积电阻率的高精度测量。4.具有制冷和加热功能。5.整机结构合理,安全方便。
  • R&S推出全新LCX测试仪,强化高性能阻抗测量产品组合
    R&S LCX系列的LCR表能够用于传统的阻抗测量以及针对特定元件类型的专门测量,并提供研发所需的高精度以及生产测试和质量保证所需的高速度。用于高精度阻抗测量的R&S LCX LCR测量仪。   罗德与施瓦茨推出的新款高性能通用阻抗测试仪系列能够覆盖广泛的应用领域。R&S LCX支持的频率范围为4Hz至10 MHz,不仅适用于大多数传统家用电源的50或60 Hz频率以及飞机电源的400 Hz频率,还适用于从低频震动传感器到工作在几兆赫的高功率通信电路的所有设备。   对于选择合适的电容、电感、电阻和模拟滤波器来匹配设备应用的工程师来说,R&S LCX提供了市场领先的高精度阻抗测量。与此同时,LCX还支持以生产使用精度进行更高速度的质量控制和监控测量。测试方案包含生产环境所需的所有基本软件和硬件,包括远程控制和结果记录,仪器的机架安装,以及用于全系列测试的夹具。   R&S LCX使用的自动平衡电桥技术通过测量被测设备的交流电压和电流(包括相移)来支持传统的阻抗测量。然后用该数据来计算任何给定工作点的复阻抗。作为一种通用LCR测量仪,R&S LCX涵盖了许多应用,如测量电解电容和直流连接电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。   此外,除了全方位的阻抗测量之外,用户还可以测试变压器及测量直流电阻。为了研究元件的阻抗值在不同频率和电平下的变化,选配装置R&S LCX-K106能支持以频率、电压或电流作为扫描参数,进行动态阻抗测量。   R&S LCX系列推出两个型号:R&S LCX100的频率范围为4 Hz至300 kHz,R&S LCX200的基本配置频率范围为4 Hz至500 kHz,可选配覆盖高达 10 MHz 所有频率的选件。两种型号均配备出色的测量速度、精度和多种测量功能。包括:配备大型电容式触摸屏和虚拟键盘,支持所有主要测量工作的点击测试操作。   用户也可以使用旋钮设置电压、电流和频率值。不常用的功能则可以使用菜单操作。设置、结果和统计数据可以显示在屏幕上,还能导出以便进行自动后处理。用户最多可选择四个测量值并绘制成时间曲线,将最大值和最小值显示在屏幕上,一目了然地进行通过/失败分析。   罗德与施瓦茨的子公司Zurich Instruments AG生产的MFIA阻抗分析仪作为R&S LCX的完美补充,能够支持更多材料的阻抗研究。通过MFIA,研究人员可以表征半导体或进行材料研究,范围包括绝缘体、压电材料、陶瓷和复合材料,组织阻抗分析、细胞生长、食品研究、微流体和可穿戴传感器。
  • 6秒测样,全新一代便携式泽贝克系数测试仪PTM焕新呈现!
    嘉仪通有一款小设备叫【便携式泽贝克系数测试仪PTM】是今年5月份推出,用于测试材料Seebeck系数的新品目前已上市近半年【上市即获关注】嘉仪通的便携式泽贝克系数测试仪PTM首次亮相于第十次中国热电材料及应用学术会议(2018年5月6-9号,中国杭州),吸引了会上众多热电研究相关老师的注目,纷纷上前咨询和测样。【受到广泛关注】上市不到两个月,此款小设备就受到了相关高校、科研院所和热电材料企业等的广泛关注——围观凑热闹的、邮件电话咨询的、申请代理的、免费试用的、下单购买的....络绎不绝!同时也有热心的老师针对问题提出了许多宝贵意见。客户反馈汇总图【不断打磨改进】一款普通的便携式设备,却被市场广泛关注!这让嘉仪通的工程师们既兴奋也倍感压力。为了做出让客户满意的好产品,我们下定决心做好产品的改进升级——收集客户意见、制定可行改进方案、加班加点整改、修改后的测试与验证、客户试用以及收集反馈意见、再一次改进......不断循环往复。改进功能列表(部分)【快速测试】全新升级后的PTM-3,实测开机时间低至4.8 S/次,待完全热机后,实测镍带标准样品的时间为6 S/次(不同材料样品测试时间可能略有不同),能够极大提高团队的实验效率。样品实测图【操作方便】好不好上手操作是测样人员最关心的问题之一,PTM操作简便,用冷热两支探笔直接接触不同形态热电材料样品,系统就可自动运算,并快速呈现测试结果,易学易上手,老师再也不用担心你不会操作仪器了。【样品要求低】无论是块状、纤维状还是薄膜状热电材料样品,都可直接测试其Seebeck系数,对样品形状、结构无特殊限制性要求。不同形态样品测试图片探针直径实测图产品应用【材料初选】PTM测试速度如此之快,可完美应用于薄膜、块体等热电材料样品的筛选工作,在各类样品制成后,快速筛选优质样品,提高初选环节的效率,避免无用实验,极大节约实验成本。【均匀性测试】便携式泽贝克系数测试仪PTM不仅可以快速筛选不同种类热电材料,还可快速检测一种或多种薄膜、块体等热电材料的均匀性,对材料的内外部均匀情况作初步定量评价。【质量检测】在产业领域,PTM可完美应用于热电材料的质量抽查与检测环节,能够直观、快速的判断相关热电材料是否达到相应质量标准,提高产业效率。【本科教学】如此小巧方便的Seebeck系数测试仪,如果作为本科阶段教学设备,用于热电材料相关原理教学、实验讲解等教学环节,将深受师生们的喜爱。产品示意图【不同版本,不同特色】全新一代便携式泽贝克系数测试仪PTM分为两个版本:PTM-3,定位于科研级热电材料市场,具备高配置,在测试误差、量程范围、样品电阻范围等重要方面能够满足热电材料科研要求;PTM-2,定位于热电相关企业与教学仪器市场,性价比更高,不仅能够满足热电材料企业质量检测、生产抽查等方面的需求,而且是教学仪器的不二之选,能够完美适用于本科阶段各类热电材料相关原理教学、实验讲解等教学环节。【合作伙伴】目前,在用客户有:清华大学、北京航空航天大学、中国科学院化学研究所、武汉大学、广东省稀有金属研究所、广东雷子克、河北大学、内蒙古工业大学等十余家热电材料重点科研高校、科研院所以及热电材料企业。【技术参数】【应用实例】碲化铋棒材截面均匀性测量结果鹏南电子科技提供样品【Seebeck系数测试结果】
  • 肉类水分快速测试仪需要用检测试剂吗
    肉类水分快速测试仪需要用检测试剂吗,肉类水分快速测试仪一般不需要使用检测试剂。这种仪器通常采用物理方法,如烘干法或电阻法等,来直接测量肉类的水分含量。在使用肉类水分快速测试仪时,用户需要将仪器的检测探头针状电极插入被测样品的肌肉中(避免插入脂肪、筋腱、骨头和空气中),然后按照仪器的操作步骤进行测量。测量过程中,仪器会自动计算出基准值并显示结果。然而,需要注意的是,不同的肉类水分快速测试仪可能具有不同的操作方法和测量原理,因此在使用前建议仔细阅读仪器的说明书,并遵循正确的操作步骤和注意事项。此外,还有一种肉类水分检测试纸盒的方法,这种方法需要使用检测试纸来间接判断肉类是否注水。这种方法虽然简便快速,但并不能直接测量肉类的水分含量。因此,如果需要准确测量肉类的水分含量,建议使用肉类水分快速测试仪。
  • 炭黑含量测试仪:基本原理、使用方法及应用场景
    炭黑含量测试仪是一种用于测量材料中炭黑含量的仪器。本文将介绍炭黑含量测试仪的基本原理、使用方法及其优缺点,并结合实际应用场景阐述其重要性和应用价值。上海和晟 HS-TH-3500 炭黑含量测试仪基本原理炭黑含量测试仪的基本原理是通过在氧气环境中燃烧样品中炭黑,对材料中的炭黑进行定量分析。使用方法使用炭黑含量测试仪需要按照以下步骤进行:准备样品:将待测1g样品,并按照测试并放入燃烧舟。开机预热:打开测试仪,通几分钟氮气,设置升温程序。放置样品:将准备好的样品放入石英管中。开始测试:按下测试按钮,试验结束后拿出样品。数据处理:根据公式计算出测试结果。炭黑含量测试仪的优点包括:精度高:可以精确测量材料中的炭黑含量。快速方便:测试速度快,操作简单方便。适用范围广:可以用于测量各种材料中的炭黑含量,如塑料、橡胶、涂料等。炭黑含量测试仪的缺点包括:价格较高:仪器价格相对较高,不是所有用户都能承担。需要专业操作:需要对操作人员进行专业培训,否则会影响测试结果的准确性和可靠性。实际应用炭黑含量测试仪在工业生产、科学研究、质量检测等领域有广泛的应用。在工业生产中,可以利用炭黑含量测试仪对原材料中的炭黑进行定量分析,从而控制生产过程中的原料配比和产品质量。在科学研究领域,可以利用炭黑含量测试仪对新型材料中的炭黑进行定量分析,从而了解材料的物理和化学性质。在质量检测中,可以利用炭黑含量测试仪对产品中的炭黑进行定量分析,从而保证产品的质量和安全性。结论未来,随着科学技术的不断发展和进步,炭黑含量测试仪将会更加完善和先进,为材料研究和生产提供更加准确和可靠的数据支持。同时,随着人们对材料性质和反应过程的理解不断深入,炭黑含量测试仪将会发挥更加重要的作用,为科学研究和社会发展做出更大的贡献。
  • SYSTESTER发布智能全自动薄膜阻隔性测试仪新品
    智能全自动薄膜阻隔性测试仪品牌:【SYSTESTER】济南思克测试技术有限公司适用范围:气体透过率测定仪主要用于包装材料气体透过量测定工作原理:压差法测试原理型号:气体透过率测试仪(又称:薄膜透气仪,透氧仪,气体渗透仪,压差法透气仪,等压法透气仪,氧气透过率测试仪等,气体透过量测定义,药用复合膜气体透过率测试仪,人工智能技术仪,氧气渗透仪,济南思克,OTR透氧仪)智能全自动薄膜阻隔性测试仪采用真空法测试原理,用于各种食品包装材料、包装材料、高阻隔材料、金属薄片等气体透过率、气体透过系数的测定。 可测试样:塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔复合膜、方便面包装、铝箔、输液袋、人造皮肤;(红外法)(电解法)水蒸气透过率测试仪气囊、生物降解膜、电池隔膜、分离膜、橡胶、轮胎、烟包铝箔纸、PP片材、PET片材、PVC片材、PVDC片材等。试验气体:氧气、二氧化碳、氮气、空气、氦气、氢气、丁烷、氨气等。 GTR系列 药用复合膜气体透过率测试仪,人工智能技术【济南思克】技术指标:测试范围:0.01~190,000 cm3/m2?24h/0.1MPa(标准配置)分 辨 率:0.001 cm3/m2/24h/0.1MPa试样件数:1~3 件,各自独立真空分辨率:0.1 Pa控温范围:5℃~95℃ 控温精度:±0.1℃ 试样厚度:≤5mm 试样尺寸:150 mm × 94mm 测试面积:50 cm2试验气体:氧气、氮气、二氧化碳、氦气等气体(气源用户自备)试验压力范围:-0.1 MPa~+0.1 MPa(标准)接口尺寸:Ф8 mm 外形尺寸:730 mm(L)×510mm(B)×350 mm(H) 智能全自动薄膜阻隔性测试仪产品特点:真空法测试原理,完全符合国标、国际标准要求三腔独立测试,可出具独立、组合结果计算机控制,试验全自动,一键式操作高精度进口传感器,保证了结果精度、重复性进口管路系统,更适合极高阻隔材料测试进口控制器件,系统运行可靠,寿命更长进口温度、湿度传感器,准确指示试验条件一次试验可得到气体透过率、透过系数等参数宽范围三腔水浴控温技术,可满足不同条件试验系统内置24位精度Δ-Σ AD转换器,高速高精度数据采集,使结果精度高,范围宽嵌入式系统内核,系统长期稳定性好、重复性好嵌入式系统灵活、强大的扩展能力,可满足各种测试要求多种试验模式可选择,可满足各种标准、非标、快速测试试验过程曲线显示,直观、客观、清晰、透明支持真空度校准、标准膜校准等模式;方便快捷、使用成本极低廉标准通信接口,数据标准化传递可支持DSM实验室数据管理系统,能实现数据统一管理,方便数据共享 (选购) 标准配置:主机、高性能服务器、专业软件、数据扩展卡、通信电缆、恒温控制器、氧气精密减压阀、取样器、取样刀、真空密封脂、真空泵(进口)、快速定量滤纸 执行标准:GB/T 1038-2000、ISO 15105-1、ISO 2556、ASTM D1434、JIS 7126-1、YBB 00082003 其他相关:系列一:透氧仪,透气仪, 透湿仪,透水仪,水蒸气透过率测试仪,药用复合膜气体透过率测试仪,人工智能技术,7001GTR透气仪系列二:包装拉力试验机、摩擦系数仪、动静摩擦系数仪、表面滑爽性测试仪、热封试验仪、热封强度测试仪、落镖冲击试验仪、密封试验仪、高精度薄膜测厚仪、扭矩仪、包装性能测试仪、卡式瓶滑动性测试仪、安瓿折断力测试仪、胶塞穿刺力测试仪、电化铝专用剥离试验仪、离型纸剥离仪、泄漏强度测试仪、薄膜穿刺测试仪、弹性模量测试仪、气相色谱仪、溶剂残留测试仪等优质包装性能测试仪!注:产品技术规格如有变更,恕不另行通知,SYSTESTER思克保留修改权与最终解释权!创新点:1.以边缘计算为特点的嵌入式人工智能技术赐予了仪器更高的智能性;2.赋予仪器高度自动化、智能化;3.外观设计独到智能全自动薄膜阻隔性测试仪
  • 张承青电镜实验室环境约稿[7]:谈谈电子显微镜的接地
    为促进电子显微学研究、电镜应用技术交流,打破时空壁垒,仪器信息网邀请电子显微学领域研究、技术、应用专家,以约稿分享形式,与大家共享电子显微学相关研究、技术、应用进展及经验等。同时,每期约稿将在仪器信息网社区电子显微镜版块发布对应互动贴,便于约稿专家、网友线上沟通互动。专家约稿招募:若您有电子显微学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享,欢迎邮件投稿或沟通(邮箱:yanglz@instrument.com.cn)。本期将分享张承青老师为大家整理的关于电镜实验室环境对电镜的影响的系列约稿经验分享,以下为系列之七,以飨读者。(本文经授权发布,分享内容为作者个人观点, 仅供读者学习参考,不代表本网观点)系列之七 谈谈电子显微镜的接地众所周知电器设备都需要安全接地保护。各种设备的外壳或外露金属部分,都要与大地直接连接,以保证在万一短路漏电时,还能够使外壳或外露金属部分的电压保持在人体能够容忍的范围内(我国现行规定安全电压为不超过24V),以确保人身安全。电子显微镜也不例外,同样需要安全接地保护,万一系统发生漏电时提供一个泄放回路,确保操作人员或维修人员的人身安全。不过另外还有一个特殊的地方就是,电子显微镜的地线同时还是电子显微镜内各个分系统(如探测器、信号处理放大、电子束控制等等)的共同“零电位”端,必须保持电压稳定在“零”。理论上地线端是一个电压为零的参照点,但是实际上,当地线回路上存在电流时(这个电流通常称为漏电流或接地电流,由各用电设备分别产生,其大小为各漏电电流的矢量和),在这个地线回路上的任何一个接地端都有接地电压存在(因为任何地线的接地电阻R尽管很小但不可能为零,根据欧姆定律V=IR,接地电压V在漏电电流I不为零的情况下不会为0),尽管这个接地电压很小以至于我们时常忽略它。但在电子显微镜系统里,这个接地电压使得“零电位”端的电压不能稳定在“零”,这样就会使得电子显微镜不能保持在最好的工作状态下。因为总漏电电流不可能为恒定值,所以接地电压的大小是无规则变化的。即便是一般认为小到微不足道的接地电压,对于经常需要把图像放大几万到一百多万倍的电子显微镜来说,所产生的影响也往往是不可忽视的。接地电压的变化,直接致使SEM模式的图像垂直边缘产生类似磁场和振动干扰的毛刺,严重时还会使图像抖动。解决这个问题的方法很简单,就是专门为电子显微镜设置一个单独的接地回路,我们称之为“独立地线(single earth loop)”。这样就排除了同一供电回路中其它用电设备的漏电流对电子显微镜的干扰。注意,必须从接地体到接地线到接地端子都是独立且不与任何导电体相连接的,这样才能保证该地线的完全独立。必须防止以下几种常见错误:1)没有埋设完全独立的接地体,只是单独布放一根地线联接到公共接地体;2)虽然有单独的接地体但是接地线或接地端子与公共地线或其它用电设备相联接;3)尽量不要接“等电位端子盒”,那玩意儿一般都是接公共地线或者与轻钢龙骨短接的;4)独立地线尽量不要两台或更多的电镜合用(有些有好几台电镜的用户,实在不情愿给每个电镜配一套独立地线啊);5)注意不可以利用现成地下金属导体做独立地线的接地体,像是大楼底梁阀板里的钢筋什么的,那都是公用的;也不要借用弱电系统的接地体,那些都不可靠;6)与电镜信号系统连接的设备(如波谱能谱计算机显示器等,它们的地线必须与公共地线分离,这点实践中经常被疏忽)。电子显微镜对独立地线的接地电阻要求实际不高,前些年某品牌要求是100欧姆以下即可。目前一般各家厂商都只是要求在1~10欧姆即可(小于0.1欧姆的地线成本急剧上升,并且有些土质环境很难做到)。地线制作一般有“深井式”和“浅坑式”两种(参见图一和图二)。注意无论那种方法,都要与地下任何金属物保持四米以上直线距离以防干扰。深井式制作说明(供参考):1.钻深孔:直径约50~100毫米,深度约为3~20米,达到到潮湿土层即可。2.接地体:铜管壁厚2毫米(铜棒亦可,多花些银子就是)直径约30毫米、长约0.5米,由接地线焊牢(三点以上)引出到电子显微镜附近。3.接地线:4~10平方毫米橡胶或塑料多股铜芯线。4.降阻剂:盐、小块木炭各约2~3公斤。5.施工工艺:将接地体吊放到孔的底部,准备一细长工具(钢筋、水管等),将逐渐放入的降阻剂由下而上地捣实,然后继续回填捣紧,特别注意在接地体周围一定要捣实捣紧,同时注意不要把接地线碰断。图一 深井式示意图浅坑式制作说明(供参考):1.挖浅坑:深度约为0.5~2米,达到潮湿土层即可。2.接地体:铜板约0.5×0.5米,厚度2~3毫米,由接地线焊牢(三点以上)引出到电子显微镜附近。3.接地线:4~10平方毫米橡胶或塑料多股铜芯线。4.降阻剂:盐、小块木炭各约2.5~5公斤。5.施工工艺:将铜板垂直放到坑的底部,周围先以降阻剂覆盖,并捣实捣紧,然后继续回填捣紧,注意不要把接地线碰断。 图二 浅坑式示意图 “深井式”适合地面难以开挖或地下水位很深的某些地方。比较而言,“浅坑式”是更为常见的做法。无论是“深井式”或是“浅坑式”,按照此工艺施工,接地电阻都可以达到4~10欧姆(单接地体)。接地线与接地体的连接如果不便焊接的话,也可以钻孔用螺栓连接。注意必须用铜螺栓铜垫圈铜螺母,不要用哪怕是不锈钢的来代替。这不仅是防锈,还是防止产生化学电势、防止产生电腐蚀。特别需要注意,板型接地体或者条带型接地体必须垂直埋下及回填捣实,这很重要的哦!在土壤电阻很大的地方,为降低接地阻抗,还可以将两个以上的接地体连接起来构成一个小型接地系统,此时各接地体间距0.3~0.5米即可(深井式可以使用同一钻孔)。经实测,一般一个接地体接地电阻可达4欧姆左右,两个个接地体接地电阻可达3欧姆左右,三个接地体接地电阻可达2欧姆左右,六到十个接地体接地电阻可达1欧姆以下(视土壤电阻率而定)。因为不会有“跨步电压”的危险,所以不需要参照防雷电格栅式地线网的做法。同时为减少附近地下其它导体的影响,这个小型接地系统也应尽量少占用地下面积。为防止意外短路,接地线进入室内后应直接与电子显微镜的接地线(或电子显微镜内部的地线汇流排)连接,而不要配置一般常见的地线盒或地线端子箱等,不要进入其它等电位端子箱或开关箱,不要与其它汇流排相连。道理很简单,说穿不值钱。不过因为地线属于地下隐蔽工程,做好后很难判断它的独立性究竟好不好。曾经多次碰到磁场好,振动噪声都没问题,电镜本身也是正常的,就是偏偏图像有毛刺,最后临时断开所有接地线毛刺就大为改善,问题所在很清楚了吧。还有市售UPS的接地制式,基本都是不符合单独接地要求的。UPS主机一般共有八个桩头、进出八根线,除两个接电池组外,另有相零地三进三出。要知道:进来的地线桩头在UPS主机内部是与输出的地线桩头完全相通的!UPS厂商工程师按照标准作业规范,把八个头八根线一个一个接好,开机、正常、走人。可是说好的独立地线呢?没啦,在UPS的鼎力相助下,和公共地线网连起来了。呜呜!怎么办?断开就是,两个都断开?显然不对。好,再问,(卖个关子)应该断开哪一个?临时断开地线时必须注意是断开所有的接地线,包括附属设备如能谱波谱拉伸台等等,还包括插在墙上电源插座的显示器,扒拉扒拉一堆呢。包括三个爪子的电源插头,可以拔的都拔掉。如果疏忽漏掉一个没有断开,后面都是做无用功。噢,不,算上误导,就是做负功,不如不做。还有一点需要注意,有时电镜会有循环冷却水箱、空压机、UPS等一大堆附属设备,这些设备也需要接地,但必须和电镜的独立地线分开(有些电镜厂商有明确说明,有些没有),可以使用另一个独立地线,也可以接入公共地线。真空泵由于是从电镜取电(其开启和停止由电镜端控制),一般出厂配置就是用三芯电缆(相、零、地)与电镜相连,曾有人画蛇添足,再给它外壳接个地(说是保险一些),这个地线很自然就接到等电位端子箱、接到公共地线去了。哦噢,独立地线又没有啦!有时图像不好,排查电镜自身原因后,地线就是最可疑的(磁场振动都可以测出来,地线的独立性没法测)。所以,提高对地线的认识,事先与用户(可能还有用户单位电务管理人员)有明确沟通,是很重要的。不幸也是最容易被疏忽的一个方面,唉。2020.11张承青作者简介作者张承青,退休前在某电镜公司工作多年,曾经做过约两千个(次)电镜环境调查、测试,参与多个电镜实验室设计及改造设计规划,在低频电磁环境改善和低频振动改善等方面有些体会,迄今仍在这些方面继续探索。附1:张承青系列约稿互动贴链接(点击留言,与张老师留言互动): https://bbs.instrument.com.cn/topic/7655934_1附2:张承青系列约稿发布回顾拟定主题发布时间文章链接序言 电镜实验室环境对电镜的影响2020年10月13日链接系列之一 电子显微镜实验室环境调查的必要性2020年10月15日链接系列之二 电镜实验室的电磁环境改善2020年10月20日链接系列之三 低 频 电 磁 屏 蔽 实 践2020年10月22日链接系列之四 主动式低频消磁系统2020年10月27日链接系列之五 几种改善电磁环境方法比较2020年10月29日链接系列之六 低频振动环境改善2020年11月3日链接系列之七 谈谈电子显微镜的接地2020年11月5日链接系列之八 温度湿度和风速噪声2020年11月11日链接… … … … … … 附3:相关专家系列约稿安徽大学林中清扫描电镜系列约稿
  • 预制菜包装密封性测试仪首选真空负压气泡法原理介绍
    一、引言随着预制菜市场的不断发展,包装密封性测试已成为保障食品品质和安全的重要环节。真空负压气泡法作为一种先进的测试方法,因其准确、高效的特点,逐渐成为预制菜包装密封性测试的首选方案。本文将详细介绍真空负压气泡法的原理及其在预制菜包装密封性测试中的应用。二、真空负压气泡法原理真空负压气泡法是一种基于压力差或真空度变化的测试方法,用于检测包装的密封性。该方法的原理在于,通过模拟包装在不同环境下的压力变化,观察包装内部是否出现气泡,从而判断包装的密封性是否良好。在测试过程中,首先将预制菜包装放入一个密封的测试腔体内,然后通过抽真空的方式使腔内形成负压。随着负压的增加,如果包装存在微小的泄漏点,空气将通过这些泄漏点进入包装内部,形成可见的气泡。通过观察气泡的产生和位置,可以准确地找到包装的泄漏点,进而判断其密封性能是否合格。三、真空负压气泡法在预制菜包装密封性测试中的应用真空负压气泡法在预制菜包装密封性测试中具有广泛的应用。首先,该方法能够准确、快速地检测出包装中可能存在的泄漏点,帮助生产厂家及时发现并改进包装问题。其次,通过调节负压的压力,可以适应不同类型的包装材料和密封要求,使得测试更加具有针对性和实用性。此外,真空负压气泡法还具有操作简单、测试成本低廉等优点,使得其在预制菜包装行业中得到了广泛的应用。四、预制菜包装密封性测试仪的选择与使用在选择预制菜包装密封性测试仪时,需要考虑多种因素。首先,要确保测试仪具有准确的测试精度和可靠的稳定性,以保证测试结果的准确性和可靠性。其次,测试仪应具备简单易懂的操作界面和友好的用户体验,方便用户进行快速、高效的测试操作。此外,测试仪的价格、售后服务等因素也应纳入考虑范围。在使用预制菜包装密封性测试仪时,需要遵循一定的操作规范。首先,要确保测试环境的清洁和干燥,避免外界因素对测试结果的影响。其次,要正确放置预制菜包装,使其与测试仪的测试腔体紧密贴合,避免漏气现象的发生。同时,要根据实际测试需求,合理设置负压的压力和测试时间等参数。五、结论真空负压气泡法作为一种先进的预制菜包装密封性测试方法,具有准确、高效、操作简单等优点,在预制菜包装行业中得到了广泛的应用。通过选择适合的预制菜包装密封性测试仪,并遵循正确的操作规范,生产厂家可以及时发现并解决包装问题,保障食品的品质和安全。未来,随着预制菜市场的不断扩大和消费者对食品品质要求的不断提高,真空负压气泡法将在预制菜包装密封性测试中发挥更加重要的作用。
  • 新品上市丨嘉仪通【便携式泽贝克系数测试仪PTM】,了解一下?
    近日,武汉嘉仪通科技有限公司正式对外推出最新研发的【便携式泽贝克系数测试仪PTM】。该测试仪小巧轻便,可快速测量薄膜、块体等不同形态热电材料的Seebeck系数,能够应用于热电材料初选、均匀性测试、高通量实验、热电教学体验等与热电材料相关的各个环节,为热电材料科研及产业化提供了更专业、便携的测试新选择!便携式泽贝克系数测试仪该款设备是在中国热电材料领域老前辈的建议下,为实现我国热电材料产业化,打造“精品工程”,嘉仪通科技专项研发的便携式热电参数测试产品!一、核心特点1.材料初选可快速筛选薄膜、块体等热电材料样品,提高初选环节的效率,避免无用实验,极大节约实验成本;2.均匀性测试助力高通量实验,快速检测薄膜、块体等热电材料的均匀性,准确找到材料最优配比;3.教学体验完美适用于本科阶段热电材料相关原理教学、实验讲解等教学体验环节;4.企业精品工程打造有助于优化热电材料工艺设计,进一步提升热电产品质量和稳定性,助力企业打造具有优良品质的精品工程。 二、基本特点1.快速测样测试时间低至10s/次,测试结果自动呈现,极大提高团队的实验效率。2.准确测试采用稳定可靠的方法测量,操作简单,性能稳定,数据准确(中国计量院拿NIST标样进行对比测试,测试结果误差在7%以内)3.样品要求低直接测试热电材料的Seebeck系数,对样品形状无特殊要求。4.长时间续航大容量电池,可供全天(大于10h)持续不间断使用。5.小巧安全设备小巧轻便,易于携带,安全性能高三、技术参数型号PTM-2(企业版)PTM-3温差范围≤40K加热功率6 W泽贝克系数量程20~700 μV/K2~1000 μV/K泽贝克系数分辨率0.1μV/K测量误差±7%±7%充电电压220V/5V2A电池容量8000mAh续航时间12 h样品电阻≤1K Ω≤10K Ω样品尺寸薄膜:长≥10,宽≥5,单位mm块体:长≥1.5,宽≥1.5,高≥1.5,单位mm纤维样品:长≥20,直径≥0.2,单位mm四、测试实例碲化铋棒材截面均匀性测量结果 鹏南电子科技提供样品SEEBECK系数测试结果单位名称样品名称测试一(μV/K)测试二(μV/K)测试三(μV/K)平均值(μV/K)标准样品镍带-19.4-19.6-19.5-19.5清华大学热电薄膜16.516.716.616.7四川大学改性导电聚合物11.111.211.311.2太原理工大学硅化镁-102.9-103.1-103.0-103.0合肥工业大学硅化镁168.0168.0168.1168.0【便携式泽贝克系数测试仪PTM】一经推出,就受到了广大顾客的青睐。目前,已经有中国科学院化学研究所、西安耐司科学仪器有限公司、广东雷子克热电工程技术有限公司等三家科研单位和企业已经或正在采购该设备。此外,还有十余家高校、科研院所和企事业单位也非常有意向购买这款便携式设备。嘉仪通的此款新品,在第十次中国热电材料及应用学术会议(2018年5月6-9号,中国杭州)上首次公开展出,吸引了众多热电研究相关老师的注目。部分老师直接将样品带到大会现场进行测试,测试结果准确有效,得到了相关老师的一致好评。大会现场测样与此同时,嘉仪通科技一直非常注重产品的技术研发与换代升级。虽然此款【便携式泽贝克系数测试仪PTM】刚刚推出,但其升级版产品也正在紧锣密鼓的研发当中,将进一步提升产品各方面测试性能,为从事热电材料领域研究的广大客户提供更方便、更精准测试的好产品。
  • 国产高端测试仪器市场困局何解
    当今时代,科技迅猛发展、芯片量呈几何倍数增长,芯片已经进入融合的时代。从无人驾驶到虚拟现实、从人工智能到云计算、从5G到物联网,一颗芯片上承载的功能越来越多,芯片工艺越来越复杂,新器件类型层出不穷,众多驱动因素的推动对半导体测试技术不断提出新的要求。行业需要更加面向未来需求的测试系统和方案,来打破传统仪器固有的不足和局限。以半导体器件测试来看,在先进器件研究过程中,新材料、新结构与新工艺的应用都可能带来未知的变化。研究者不但要关注精确的静态电流电压特性,更希望观察到细微快速的动态行为。同时随着半导体尺寸不断减小,一些现象需要在极短的时间内才能观察到,例如MOS器件的BTI效应,因此,对包括短脉冲测试(PIV)在内的新技术提出了要求。前不久,概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK正式发布,填补了其半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试的空缺,同时也填补了国内短脉冲测试技术的空缺。高端测试仪器FS-Pro“如虎添翼”据了解,此次发布的最新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK由黄如院士在北京大学和上海交通大学的团队与概伦电子联合研发。作为短脉冲测试技术的先行者,黄如院士团队经过了十余年的努力,在实践过程中掌握了一整套短脉冲产生、测量以及分析技术。概伦电子基于其提供的包括测试方法、电路原型、方案框架、版图设计及PIV应用在内的指导意见继续精细开发,满足高增益与高带宽的同时,有效抑制放大电路的非线性失真,最终实现了最小脉宽130ns的高精度测量。概伦电子FS-Pro半导体参数测试系统(图源:概伦电子)概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro是一款功能全面、配置灵活的半导体器件电学特性分析设备,在一个系统中实现了电流电压(IV)测试、电容电压(CV)测试、脉冲式IV测试、任意线性波形发生与测量、高速时域信号釆集以及低频噪声测试能力。此次增加短脉冲IV(PIV)技术后,FS-Pro更是如虎添翼,几乎所有半导体器件的低频特性表征都可以在FS-Pro测试系统中完成,可广泛应用于各种半导体器件、LED材料、二维材料器件、金属材料、新型先进材料与器件测试等。其全面而强大的参数测试分析能力极大地加速了半导体器件与工艺的研发和评估进程,并可无缝的与概伦电子低频噪声测试系统9812系列集成。据了解,概伦电子噪声测试系统9812系列是全球半导体行业业内低频噪声测试的“ 黄金标准”,为半导体行业先进工艺研发、器件建模和高端电路设计提供了更加完整而又高效的低频噪声测试及分析解决方案,可以满足各种不同工艺平台下半导体器件和集成电路低频噪声测试的需求。FS-Pro快速的DC测试能力进一步提升了9812系列产品的噪声测试效率和吞吐量,性能相较同类型产品获得大幅度提升,并将在噪声测试的业内领先技术扩展到通用半导体参数测试。基于在产线测试与科研应用方面的优异表现,FS-Pro全面的测试能力在科研学术界受到了广泛关注和认可,已被数十所国内外高校及科研机构所选用,同时也被众多芯片设计公司、代工厂和IDM公司所釆用。国产高端测试仪器新突破纵观行业现状,测试测量仪器属于高端科研仪器设备,需要长时间积累,特别考验一个国家基础技术的厚度。由于国内本土测量仪器行业起步较晚,主营电子测试测量仪器的企业数量少,发展情况也不尽相同,目前我国的产品结构主要集中在中低端,大部分企业仍处于仿制研发的阶段,仅有小部分企业走向应用研发的转型之路。根据数据显示,中国电子测量仪器的市场规模由2016年的28.72亿美元增至2021年的50.39亿美元,预计2022年将进一步达到53.14亿美元。面对国内如此巨大的市场需求,以及受国外隐形技术壁垒等因素制约,国内市场仍被掌握在国外仪器仪表厂商手中,高端产品依赖进口,行业类第一梯队公司主要为是德科技((Keysight)、泰克(Tektronix)、罗德与施瓦茨(R&S)等欧美企业。国内测量仪器与国际水平相比,在产品结构、高端产品的技术水平、市场占有率等方面存在较大差距,亟待国内本土企业填补高端仪器的技术和市场空白。在这种情况下,提高企业的研发力度成为了电子测量仪器行业发展的关键点之一。同时伴随着强烈的自主可控需求,国产高端测试测量仪器市场在近几年迎来高速增长。概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro作为高端测试仪器的代表之一,在先进器件和材料等领域的测试表现非常出色,集 IV、CV、1/f noise及PIV测试等于一体,高精度、低成本、综合的半导体器件表征分析能力灵活满足各种用户的不同测试需求,大大节省了测试设备采购开支。同时,工业标准的PXI模块化硬件结构,通用的软件平台,内置测量软件提供数百个预定义的测试模板和功能,实现即插即用体验,使FS-Pro成为了半导体器件与先进材料研究方面的得力助手,产品性能直接对标是德科技等行业巨头的高端测试仪器。近年来,随着半导体行业的快速发展,对测试测量仪器的需求在逐渐扩大。当前中国的半导体测试测量行业在飞速发展中,可以预见的是,复杂的国际关系背景和市场需求的双重驱动下,关键领域的国产化成为竞争焦点,自上而下的产业政策和企业突围将加速自主可控产业链的成长,国产半导体测量仪器迎风口。随着概伦电子在中高端产品领域取得突破,将会使其成为国内该行业的领头羊,有望引领该领域的国产化替代浪潮。概伦电子产品布局日臻完善半导体器件特性测试是对集成电路器件在不同工作状态和工作环境下的电流、电压、电容、电阻、低频噪声、可靠性等特性进行测量、数据采集和分析,以评估其是否达到设计指标。概伦电子半导体参数测试系统FS-Pro能够支持多种类型的半导体器件,具备精度高、测量速度快和可多任务并行处理等特点,能够满足晶圆厂和集成电路设计企业对测试数据多维度和高精度的要求。半导体器件特性测试仪器采集的数据是器件建模及验证EDA工具所需的数据来源,两者具有较强的协同效应。随着下游晶圆厂客户产能扩张,相关测试需求或将进一步释放。在制造类EDA工具方面,概伦电子的器件建模及验证EDA工具已经取得较高市场地位,被全球大部分领先的晶圆厂所采用和验证,主要客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等,在其相关标准制造流程中占据重要地位。使用该EDA工具生成的器件模型通过国际领先的晶圆厂提供给其全球范围内的集成电路设计方客户使用,其全面性、精度和质量已得到业界的长期验证和广泛认可。在此基础上,通过半导体器件特性测试仪器与EDA工具的联动,能够打造以数据为驱动的EDA解决方案,紧密结合并形成业务链条,帮助晶圆厂客户有针对性的优化工艺平台的器件设计和制造工艺,不断拓展产品的覆盖面,进一步为概伦电子打造完整的制造EDA流程丰富了现有技术及解决方案。目前概伦电子主要产品及服务包括制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等。从其产品布局和发展历程来看,概伦电子在具备高价值的落地场景和应用需求的前提下,用相对较短的时间、较小的人员规模和投入,打造了全新的设计方法学和流程,逐渐形成了具有技术竞争力的EDA工具、测试产品和工程服务,并在国际主流市场获得产品验证机会,在多环节和维度上实现了对国际EDA巨头全流程垄断的突破。产学研模式新探索上文提到,此次FS-Pro HP-FWGMK套件的发布是概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的产物,在填补了半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试空缺的同时,也代表了国内产学研深度合作的典范。当前,在国产EDA的发展过程中,人才是关键,创新求变正在重塑新的核心竞争力。EDA核心技术的突破没有捷径可走,需要持续吸引各种人才、加强产学研合作和保持高研发投入,长期坚持技术沉淀,通过客户需求引导,才有可能形成新的突破。在当前行业背景和发展现状下,概伦电子正在探索以产教融合方式来培养项目和推动EDA技术和人才发展的新模式,携手各界通力合作,共同应对后摩尔时代技术与市场的双重挑战,构建中国EDA产业命运共同体,致力于突破困局并最终实现超越。
  • 2012年上半年仪器新品盘点:表界面及颗粒测试仪器
    新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势,定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户,让大家对于感兴趣的领域有总体性了解,更多创新产品和更详细内容见新品栏目。比表面分析仪  比表面分析仪是用来检测颗粒物质比表面积的专用设备,而比表面积测试方法主要包括动态色谱法和静态容量法,其中动态色谱法是将待测粉体样品装在U型的样品管内,使含有一定比例吸附质的混合气体流过样品,根据吸附前后气体浓度变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量 而静态法根据确定吸附量的方法的不同分为重量法和容量法 重量法是根据吸附前后样品重量变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量,由于分辨率低、准确度差、对设备要求很高等缺陷已很少使用 容量法是将待测粉体样品装在一定体积的一段封闭的试管状样品管内,向样品管内注入一定压力的吸附质气体,根据吸附前后的压力或重量变化来确定被测样品对吸附质分子的吸附量。  现在国际上比表面积分析仪的使用已经非常广泛,在国内也逐步得到了认识,因此涌现出了好多优秀的厂商,然而企业能够持续发展来源于它持续的创造力。下面列举国内外厂家2012年上半年推出的新产品,以飨读者。  2012年上半年的表面分析仪器主要有:北京精微高博科学技术有限公司全自动比表面积及真密度测试仪JW-BK224T、北京金埃谱科技有限公司物理吸附分析仪V-Sorb 4800、贝士德仪器科技(北京)有限公司高精度比表面积和孔隙度测定仪3H-2000PS2、瑞典百欧林科技有限公司上海代表处Theta QC光学接触角仪、威杰(香港)有限公司全自动表面能分析仪SEA、浙江泛泰仪器有限公司全自动微反评价设备4200。  从这些新产品的创新点可以看出未来表界面仪器的发展趋势。  北京精微高博科学技术有限公司全自动比表面积及真密度测试仪产品型号:JW-BK224T  上市时间:2012年6月  北京精微高博科学技术有限公司独自开发设计静态容量法和动态色谱法两大类六种型号比表面仪器,其中静态容量法比表面及孔隙率测定仪是与国外同类产品相同质量和功能的仪器,JW-BK和JW-RB为精微高博独创的静态容量法比表面积及比表面及孔隙率测定仪,性能达到国外同类水平,深受国内用户欢迎。而JW-BK224T是精微高博的创新产品,该产品设有4个样品分析位,4个样品预处理位,测试系统与预处理系统可同时工作,互不干扰 比表面和真密度测试积聚一身的测试仪器!真密度测试:采用新颖独特的集装式管路设计,有效提高了真密度分析仪密封性,减小了基体腔自由体积空间,同时可有效提高整体测试系统的温度均匀性及抗各种外界干扰能力,有利于提高测试结果的重复性。  北京金埃谱科技有限公司物理吸附分析仪产品型号:V-Sorb 4800  上市时间:2012年3月  全自动物理吸附分析仪V-Sorb 4800是金埃谱科技自主研发的全自动智能化比表面积和孔径分析仪器,采用静态容量法测试原理,并参考众多著名科研院所及500强企业应用案例,相比国内同类产品,金埃谱物理吸附分析仪多项独创技术的采用使产品整体性能更加完善, 该仪器采用进口4升大容量金属杜瓦瓶,在无需增加保温盖的条件下可连续进行72小时测试,无需添加液氮,可同时进行4个样品的分析和脱气处理,相比同类产品工作效率提高了一倍。整个测试系统采用模块化结构设计,完全自动化的设计理念,配以功能完善的测试软件,可实现夜间无人值守式自动测试,大大提高测试效率。  贝士德仪器科技(北京)有限公司高精度比表面积和孔隙度测定仪产品型号:3H-2000PS2  上市时间:2012年1月  贝士德公司今年一月份刚刚推出的高精度比表面积和孔隙度测定仪3H-2000PS2增加了国内唯一的分子置换模式,对样品预处理模式进行了改进 该仪器增加了PO测试,PO测试对静态法比表面积和孔隙度测定仪的准确性和重复性有很大的作用.。另外,该仪器还获得了两项国家技术专利:静态法高精度比表面积和孔隙度测定仪的净化预处理装置(专利号:ZL201120136943.9) ,静态法比表面及孔径分析仪的饱和蒸汽压测试装置(专利号:ZL201120136959.X )。  瑞典百欧林科技有限公司上海代表处光学接触角仪产品型号:Theta QC  上市时间:2012年2月  瑞典百欧林科技有限公司拥有Q-Sense, KSV, Attension, Nima, Osstell等品牌,主要产品为基于QCM-D专利技术的石英晶体微天平、LB膜分析仪,浸入成膜仪、表/界面张力仪,光学接触角仪、表面等离子共振仪、表面流变测试仪、表面红外测试仪等。在2012年一月刚刚推出的Theta QC 是一款设计精巧紧致的便携式光学接触角测试仪,可用于精确测试润湿、吸附、均一性、表面自由能、铺展性、吸收、清洁度和印刷适性等,用于快速在线检测和生产过程中的质量控制,可广泛应用于包装、涂料、印刷和材料工程等行业。与同类仪器相比,Theta QC的主要特点:1. 轻巧,灵活便携,适用于在线检测 2. 真正的无线测试:自带电池可连续工作8小时,测试数据可无线传输至远程电脑 3. 内置存储,可存200个数据点 4. 使用方便,软件界面友好。  威杰(香港)有限公司全自动表面能分析仪产品型号:SEA  上市时间:2012年1月  iGC(反气相色谱法)-是一项的针对粉末、颗粒、纤维、薄膜、半固体的表面与体积性质的气相表征技术。iGC 表面能分析仪继续保持了SMS 公司15年来开拓历史的反气相色谱法的世界领导者地位。全自动表面能分析仪SEA代表了iGC技术的巨大进步。SEA创新的核心是其独特的多面注射系统。这个系统生成了具有最大精度和范围的溶剂脉冲,精确地产生样品空前的高和极低的表面覆盖范围的等温线。这使得非均匀分布的表面量的测量更加精准。Cirrus Plus 利用了iGC SEA的实验灵活性,提供广泛的,人性化的数据分析,并可以单击生成报表,帮您最大程度的运用iGC数据。 浙江泛泰仪器有限公司全自动微反评价设备 产品型号:4200  上市时间:2012年3月  浙江泛泰仪器有限公司在2012年3月推出了这款全自动微反评价设备4200,装置采用框架式结构,模块化设计,分为气体减压、进料、反应、产品收集和放空等区域,且该装置反应各部件可以根据用户的具体需求,做相应的调整 该仪器的控制装置能够自动控制气体和液体流量,多段式反应炉的温度 此外,全自动微反评价设备主要用来进行催化剂或其他物质的固定床微反评价,可以实现同时多路气体和多路液体进样,并使用MFC和液体计量泵计量 反应器可以支持1200度或20Mpa的操作压力,能够设计成桌面型、小型立式、DCS控制型、小试装置等。颗粒/粉体流动性测试   随着颗粒技术的发展,颗粒测试技术已经受到广泛的关注与重视. 近年来颗粒测试技术进展很快,表现在以下几个方面:1) 激光粒度测试技术更加成熟2) 图像颗粒分析技术东山再起3) 颗粒计数器不可替代4) 纳米颗粒测试技术有待突破5) 光子相关技术独树一帜6) 颗粒在线测试技术正在兴起。其中,粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。另外,测定粉末流动性的仪器称为粉末流动仪,也叫霍尔流速计。由漏斗、底座和接粉器等部件组成。因为在工业生产中,粉体的颗粒形状、细度、粒度分布和粘聚性,会直接影响产品的质量,所以不管是颗粒度的测试还是粉体流动性的测试在实际的应用中都很为重要,选用仪器分析检测也尤为重要。  2012年上半年的颗粒或者粉体流动性测试仪器的新品主要有:珠海欧美克仪器有限公司生产的激光粒度仪LS-C(III)型干湿二合一和英国Freeman Technology公司(大昌华嘉商业(中国)有限公司代理)生产的FT4多功能粉末流动性测试仪。  从这些新产品的创新点可以看出未来试验机行业的发展趋势。  珠海欧美克仪器有限公司激光粒度仪产品型号:LS-C(III)  上市时间:2012年1月  欧美克是一家专注于粒度检测与控制技术的研发与生产的公司,是中国粒度检测仪器第一大制造企业。刚刚面世的这款激光粒度仪采用独有的大角散射光的球面接收技术(专利号:95223756.3),对透镜后傅立叶变换结构,将大角探测器布置在适当的球面上,以实现大角散射光的精确聚焦 该仪器采用一体化激光发射器(专利号:00228952.0),有效降低了激光管热变形、外界机械振动对仪器稳定性的影响。自动对中系统步进精度达到0.5微米,使用户操作更为方便 湿法进样系统采用增压泵,转速达5000转/分,相较于蠕动泵能有效实现大颗粒的循环 干法进样系统振动电机无极可调,实现遮光比的有效控制 测试窗口材质采用高品质光学材料,窗口构件采用全不锈钢材,耐磨、易清洗,维护方便 光路系统采用全封闭设计,防止灰尘污染及外界光污染。  大昌华嘉商业(中国)有限公司多功能粉末流动性测试仪产品型号:FT4  上市时间:2012年2月  国外高技术仪器公司众多,但是他们中很多公司并不能全面理解中国文化和市场,在拓展中国市场方面“心有余而力不足”,因此急需诸如华嘉这样专注市场拓展的贸易代理公司的帮助。早期,华嘉总是搜寻一些大公司或第一品牌的公司进行合作,而如今,华嘉更加倾向于专业型企业,同时这些企业也必须在他们所专注的领域具有领导地位或者拥有创新的技术。英国Freeman Technology公司就是这样的一家优质公司。今年4月份推出的最新一代FT4多功能粉末流动性测试仪,利用专利的粉末均匀化预处理,通过测量粉末的动力学性质,剪切性质和包含压缩性、透气性和密度在内的粉末整体特性,给出粉末高重复性的流动性质的定量数据,在此之前,没有任何其他仪器可以做到这些。除此以外,一些与加工过程有关的变量,如贮存时间、静电、结团、颗粒偏析、颗粒破碎或湿法制粒时的含水量等也都可以由FT4获得评估,真正实现了粉末在实际应用环境中的定量表征。
  • 国产高端测试仪器市场困局何解?产学研模式新探索
    当今时代,科技迅猛发展、芯片量呈几何倍数增长,芯片已经进入融合的时代。从无人驾驶到虚拟现实、从人工智能到云计算、从5G到物联网,一颗芯片上承载的功能越来越多,芯片工艺越来越复杂,新器件类型层出不穷,众多驱动因素的推动对半导体测试技术不断提出新的要求。行业需要更加面向未来需求的测试系统和方案,来打破传统仪器固有的不足和局限。以半导体器件测试来看,在先进器件研究过程中,新材料、新结构与新工艺的应用都可能带来未知的变化。研究者不但要关注精确的静态电流电压特性,更希望观察到细微快速的动态行为。同时随着半导体尺寸不断减小,一些现象需要在极短的时间内才能观察到,例如MOS器件的BTI效应,因此,对包括短脉冲测试(PIV)在内的新技术提出了要求。前不久,概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK正式发布,填补了其半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试的空缺,同时也填补了国内短脉冲测试技术的空缺。高端测试仪器FS-Pro“如虎添翼”据了解,此次发布的最新一代高精度快速波形发生与测量套件FS-Pro HP-FWGMK由黄如院士在北京大学和上海交通大学的团队与概伦电子联合研发。作为短脉冲测试技术的先行者,黄如院士团队经过了十余年的努力,在实践过程中掌握了一整套短脉冲产生、测量以及分析技术。概伦电子基于其提供的包括测试方法、电路原型、方案框架、版图设计及PIV应用在内的指导意见继续精细开发,满足高增益与高带宽的同时,有效抑制放大电路的非线性失真,最终实现了最小脉宽130ns的高精度测量。概伦电子FS-Pro半导体参数测试系统(图源:概伦电子)概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro是一款功能全面、配置灵活的半导体器件电学特性分析设备,在一个系统中实现了电流电压(IV)测试、电容电压(CV)测试、脉冲式IV测试、任意线性波形发生与测量、高速时域信号釆集以及低频噪声测试能力。此次增加短脉冲IV(PIV)技术后,FS-Pro更是如虎添翼,几乎所有半导体器件的低频特性表征都可以在FS-Pro测试系统中完成,可广泛应用于各种半导体器件、LED材料、二维材料器件、金属材料、新型先进材料与器件测试等。其全面而强大的参数测试分析能力极大地加速了半导体器件与工艺的研发和评估进程,并可无缝的与概伦电子低频噪声测试系统9812系列集成。据了解,概伦电子噪声测试系统9812系列是全球半导体行业业内低频噪声测试的“ 黄金标准”,为半导体行业先进工艺研发、器件建模和高端电路设计提供了更加完整而又高效的低频噪声测试及分析解决方案,可以满足各种不同工艺平台下半导体器件和集成电路低频噪声测试的需求。FS-Pro快速的DC测试能力进一步提升了9812系列产品的噪声测试效率和吞吐量,性能相较同类型产品获得大幅度提升,并将在噪声测试的业内领先技术扩展到通用半导体参数测试。基于在产线测试与科研应用方面的优异表现,FS-Pro全面的测试能力在科研学术界受到了广泛关注和认可,已被数十所国内外高校及科研机构所选用,同时也被众多芯片设计公司、代工厂和IDM公司所釆用。国产高端测试仪器新突破纵观行业现状,测试测量仪器属于高端科研仪器设备,需要长时间积累,特别考验一个国家基础技术的厚度。由于国内本土测量仪器行业起步较晚,主营电子测试测量仪器的企业数量少,发展情况也不尽相同,目前我国的产品结构主要集中在中低端,大部分企业仍处于仿制研发的阶段,仅有小部分企业走向应用研发的转型之路。根据数据显示,中国电子测量仪器的市场规模由2016年的28.72亿美元增至2021年的50.39亿美元,预计2022年将进一步达到53.14亿美元。面对国内如此巨大的市场需求,以及受国外隐形技术壁垒等因素制约,国内市场仍被掌握在国外仪器仪表厂商手中,高端产品依赖进口,行业类第一梯队公司主要为是德科技(Keysight)、泰克(Tektronix)、罗德与施瓦茨(R&S)等欧美企业。国内测量仪器与国际水平相比,在产品结构、高端产品的技术水平、市场占有率等方面存在较大差距,亟待国内本土企业填补高端仪器的技术和市场空白。在这种情况下,提高企业的研发力度成为了电子测量仪器行业发展的关键点之一。同时伴随着强烈的自主可控需求,国产高端测试测量仪器市场在近几年迎来高速增长。概伦电子的半导体参数测试系统FS-Pro作为高端测试仪器的代表之一,在先进器件和材料等领域的测试表现非常出色,集 IV、CV、1/f noise及PIV测试等于一体,高精度、低成本、综合的半导体器件表征分析能力灵活满足各种用户的不同测试需求,大大节省了测试设备采购开支。同时,工业标准的PXI模块化硬件结构,通用的软件平台,内置测量软件提供数百个预定义的测试模板和功能,实现即插即用体验,使FS-Pro成为了半导体器件与先进材料研究方面的得力助手,产品性能直接对标是德科技等行业巨头的高端测试仪器。近年来,随着半导体行业的快速发展,对测试测量仪器的需求在逐渐扩大。当前中国的半导体测试测量行业在飞速发展中,可以预见的是,复杂的国际关系背景和市场需求的双重驱动下,关键领域的国产化成为竞争焦点,自上而下的产业政策和企业突围将加速自主可控产业链的成长,国产半导体测量仪器迎风口。随着概伦电子在中高端产品领域取得突破,将会使其成为国内该行业的领头羊,有望引领该领域的国产化替代浪潮。概伦电子产品布局日臻完善半导体器件特性测试是对集成电路器件在不同工作状态和工作环境下的电流、电压、电容、电阻、低频噪声、可靠性等特性进行测量、数据采集和分析,以评估其是否达到设计指标。概伦电子半导体参数测试系统FS-Pro能够支持多种类型的半导体器件,具备精度高、测量速度快和可多任务并行处理等特点,能够满足晶圆厂和集成电路设计企业对测试数据多维度和高精度的要求。半导体器件特性测试仪器采集的数据是器件建模及验证EDA工具所需的数据来源,两者具有较强的协同效应。随着下游晶圆厂客户产能扩张,相关测试需求或将进一步释放。在制造类EDA工具方面,概伦电子的器件建模及验证EDA工具已经取得较高市场地位,被全球大部分领先的晶圆厂所采用和验证,主要客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等,在其相关标准制造流程中占据重要地位。使用该EDA工具生成的器件模型通过国际领先的晶圆厂提供给其全球范围内的集成电路设计方客户使用,其全面性、精度和质量已得到业界的长期验证和广泛认可。在此基础上,通过半导体器件特性测试仪器与EDA工具的联动,能够打造以数据为驱动的EDA解决方案,紧密结合并形成业务链条,帮助晶圆厂客户有针对性的优化工艺平台的器件设计和制造工艺,不断拓展产品的覆盖面,进一步为概伦电子打造完整的制造EDA流程丰富了现有技术及解决方案。目前概伦电子主要产品及服务包括制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等。从其产品布局和发展历程来看,概伦电子在具备高价值的落地场景和应用需求的前提下,用相对较短的时间、较小的人员规模和投入,打造了全新的设计方法学和流程,逐渐形成了具有技术竞争力的EDA工具、测试产品和工程服务,并在国际主流市场获得产品验证机会,在多环节和维度上实现了对国际EDA巨头全流程垄断的突破。产学研模式新探索上文提到,此次FS-Pro HP-FWGMK套件的发布是概伦电子与北京大学集成电路学院及上海交通大学电子信息与电气工程学院联合研发的产物,在填补了半导体参数测试系统FS-Pro在短脉冲测试空缺的同时,也代表了国内产学研深度合作的典范。当前,在国产EDA的发展过程中,人才是关键,创新求变正在重塑新的核心竞争力。EDA核心技术的突破没有捷径可走,需要持续吸引各种人才、加强产学研合作和保持高研发投入,长期坚持技术沉淀,通过客户需求引导,才有可能形成新的突破。在当前行业背景和发展现状下,概伦电子正在探索以产教融合方式来培养项目和推动EDA技术和人才发展的新模式,携手各界通力合作,共同应对后摩尔时代技术与市场的双重挑战,构建中国EDA产业命运共同体,致力于突破困局并最终实现超越。
  • 瑞柯发布瑞柯全自动四探针测试仪新品
    FT-3110系列全自动四探针测试仪一.功能描述:四点探针法,全自动化运行测量系统,PC软件采集和数据处理;参照A.S.T.M 标准方法测试半导体材料电阻率和方块电阻;可设定探针压力值、测试点数、多种测量模式选择;真空环境,可显示:方阻、电阻率、显示2D,3D扫描/数值图、温湿度值、提供标准校准电阻件. 报表输出数据统计分析.FT-3110系列全自动四探针测试仪二.适用范围晶圆、非晶硅/微晶硅和导电膜电阻率测量;选择性发射极扩散片;表面钝化片;交叉指样PN结扩散片;新型电极设计,如电镀铜电阻测量等;半导体材料分析,铁电材料,纳米材料,太阳能电池,LCD,OLED,触摸屏等. FT-3110系列全自动四探针测试仪三.技术参数: 规格型号FT-3110AFT-3110B1.电阻10^-5~2×10^5Ω10^-6~2×10^5Ω2.方块电阻 10^-5~2×10^5Ω/□10^-6~2×10^5Ω/□3.电阻率 10^-6~2×10^6Ω-cm10-7~2×106Ω-cm4.测试电流 0.1μA.μA.0μA,100μA,1mA, 10mA,100mA1A、100mA、10mA、1mA、100uA、10uA、1uA、0.1uA5.电流精度 ±0.1% 6.电阻精度 ≤0.3%7.PC软件操作PC软件界面:电阻、电阻率、电导率、方阻、温度、单位换算、电流、电压、探针形状、探针间距、厚度 、2D、3D图谱、压力、报表生成等8.压力范围:探针压力可调范围:软件控制,100-500g可调9.探针针间绝缘电阻:≥1000MΩ;机械游移率:≤0.3%圆头铜镀金材质,探针间距1mm;2mm;3mm选配,其他规格可定制10.可测晶片尺寸选购 晶圆尺寸:2-12寸(6寸150mm,12寸300mm);方形片:大至156mm X 156mm 或125mm X 125mm11.分析模式单点、五点、九点、多点、直径扫描、面扫描等模式的自动测试12.加压方式测量重复性:重复性≤3% 13.安全防护具有限位量程和压力保护 误操作和急停防护 异常警报14.测试环境真空15.电源输入: AC 220V±10%.50Hz 功 耗:100W 16.选购项目电脑和打印机创新点:仪器采用全自动操作,抽真空处理瑞柯全自动四探针测试仪
  • 中科院微观磁共振重点实验室成功实现高分辨电阻抗医学成像
    p  记者从中国科学技术大学获悉:该校杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室在医学电阻抗成像方面取得重要进展,他们利用参数化水平集方法实现了高分辨的电阻抗图像重建。该成果发表在医学成像领域国际顶级期刊《医学影像》上。/pp  电阻抗成像技术是根据生物体内不同组织在不同功能状态下具有不同电阻抗的原理,通过在生物体体表注入安全激励电流,测量体表响应电压,重建生物体内部的电阻抗分布,从而反映体内结构及功能的新型医学成像技术。由于电阻抗成像具有功能成像的特点,而且对人体无害、使用方便、设备价格相对低廉,成为近年来国内外研究的热点。但电阻抗重建图像通常分辨率较低且对模型误差极为敏感,因此开发高效、稳定且具有高分辨能力的成像算法是电阻抗技术的关键和难点。/pp  杜江峰院士团队通过利用近年来发展起来的参数化水平集方法及临床医学上现有信息,设计了新的电阻抗成像算法,成功实现高分辨的电阻抗图像重建,并通过大量仿真实验验证了算法的有效性和可行性,结果表明该算法不仅具有高分辨图像重建能力,而且对医学电阻抗成像中普遍存在的模型误差、参数优化设置方式等具有很好的稳定性。/pp  据介绍,该研究成果有望推动电阻抗成像技术向更为实用的应用方向发展,例如肺部临床电阻抗成像等。/p
  • 全新便携式双通道多参数测试仪上市
    我们很高兴在此隆重宣布:恒奇公司所代理的梅特勒-托利多全新便携式双通道多参数测试仪系列产品于2009年3月正式上市。  全新便携式双通道多参数测试仪系列产品包含三款仪表,可用于测量pH、电导率、溶解氧  和离子浓度。  全新的便携式双通道多参数测试仪系列产品可广泛应用于制药、生物技术、食品饮料、化  妆品、环境、教育、化工、石化、电力等各行各业,其全新的设计概念和更便捷的操作将  大大增加梅特勒-托利多pH产品在便携式仪表市场的竞争力。  我们坚信,全新便携式双通道多参数测试仪系列产品的上市必将为我们赢得更多的用户!  让我们共同努力开创崭新的局面!  仪器说明:  SevenGo Duo (SG23)  • 单通道或双通道快速、简单的测量  • 可同时测量和显示pH/mV和电导率/TDS/电阻率/盐度  • 坚固耐用的IP67防尘防水仪表,适合苛刻环境中使用  • 高分辨率的显示和超大字体,保证操作无比轻松  • 自动、手动终点模式,确保测量的重复性  • 99组数据存储  • ISM智能电极管理,保证使用最新的校准数据  • 丰富的附件,包括双电极夹、橡胶护套、户外便携箱SevenGo Duo pro(SG78/SG68)  • 可同时测量和显示pH/mV/离子和电导率/TDS/电阻率/盐度或pH/mV/离子和溶解氧  • 直观友好的操作界面,包括中文在内的10种菜单语言  • 背光功能,可在光线不足的环境下使用  • 现代化的仪器安全性保证,包括普通与专家模式、校准提醒、密码保护、限值监测  • 支持GLP格式,可存储500组数据  • 红外线无线通讯,连接电脑或打印机  • 自动、手动、定时3种终点模式,适合不同样品测量,确保测量的重复性  • 更丰富的ISM智能电极管理,可直接读取电极的序列号、ID、最近5次校准数据
  • 山东省16项地方计量技术规范,涉及多种仪器设备!
    接触(触针)式表面轮廓测量仪校准规范》接触(触针)式表面轮廓测量仪一般由传感器、驱动箱、立柱、电子信号处理装置、计算机和打印机等组成。其工作原理是仪器的驱动箱带动传感器沿被测表面作匀速滑行,传感器通过触针感受被测表面的几何形状变化,并转化成电信号,该信号经放大和处理后转换成数字信号,再由软件系统分析处理得到需要测量的几何参数。JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范制定工作的基础性系列规范。参考GB/T 6062-2009 产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓法 接触(触针)式仪器的标称特性;GB/T 19600-2004 产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓法 接触(触针)式仪器的校准;JB/T 11271-2012 接触(触针)式表面轮廓测量仪等技术文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于接触(触针)式表面轮廓测量仪的校准。《瓶容器垂直轴偏差测量仪校准规范》瓶容器垂直轴偏差测量仪是定量评价瓶容器垂直轴偏差的测量仪器,主要用于测量塑料瓶、玻璃瓶等各种瓶容器的垂直轴偏差。JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范制订工作的基础性系列规范。参考GB/T 8452-2008 玻璃瓶罐垂直轴偏差试验方法;YBB 00192003-2015垂直轴偏差测定法;JJG 34 指示表(指针式、数显式)检定规程等技术文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于瓶容器垂直轴偏差测量仪的校准。《铁路方尺校准规范》铁路方尺是一种用于铁路道岔检测、线路现场安装调试、安全管理等工作的常用量具,其结构主要包括尺身、绝缘板和测头等,按其结构可分为I型和II型。JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制订工作的基础性系列规范。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于铁路方尺的校准。《燃气流量计体积修正仪校准规范》修正仪主要由温度传感器、压力传感器、输入输出单元、积算单元、显示单元、存储单元、操作键等组成,输入输出单元主要包含流量信号输入、流量信号输出、数字信号输入、数字信号输出和温度压力信号输入等。修正仪将流量计测出的工况体积量转换成基准条件下体积量,实现燃气基准条件下体积流量计量。本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编写。本规范参照国家标准GB/T36242《燃气流量计体积修正仪》、JJG229《工业铂、铜热电阻》和JJG860《压力传感器(静态)》等技术规范,并结合我省流量计和燃气流量体积修正仪的生产、使用和校准现状进行制定。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于具有温度(T)转换、温度压力(PT)转换或温度压力压缩因子(PTZ)转换功能的燃气流量计体积修正仪的校准。《片剂脆碎度测试仪校准规范》片剂脆碎度测试仪是利用机械性能使非包衣片承受挤压、碰撞等模拟操作来检测片剂物理性能的仪器,主要用于医学领域片剂质量标准检查。片剂脆碎度测试仪主要由电动机、转轴及圆筒(鼓轮)等组成。JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范是对JJF(鲁)92-2011《脆碎度测试仪校准规范》的修订。与JJF(鲁)92-2011相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下:更改了引用文件;更改了术语解释,增加了示意图;在计量性能要求中,更改了仪器的计量性能要求指标,删除了“计时误差”参数;在校准条件中删除了标准器“电子秒表”;在校准项目和校准方法中对“转速示值误差”的校准方法进行修改;对“转速稳定性”中的校准方法进行修改;对“转动计数误差”的校准方法进行修改;将“转筒内径误差”改为“转筒滑落高度误差”;删除了“计时误差”项目;更改了校准结果表达相关陈述性内容;更改了复校时间间隔相关陈述性内容;修改了附录A“片剂脆碎度测试仪校准记录格式”;增加了附录B“片剂脆碎度测试仪校准证书格式”;增加了附录C“片剂脆碎度测试仪转速示值误差的测量不确定度评定”。本规范适用于利用机械性能使非包衣片承受挤压、碰撞等模拟操作来检测片剂物理性能的片剂脆碎度测试仪的校准。《变压器损耗测量系统校准规范》变压器损耗测量系统主要用于测量变压器损耗的有功功率。测量系统的被测量是变压器损耗的有功功率,输入量是被测有功功率的电压、电流。测量系统一般是由电压采集单元、电流采集单元、测量单元组成。由电压采集单元、电流采集单元采集试验数据至测量单元,可得到测量系统有功功率示值、电压示值、电流示值。本规范依据国家计量技术规范JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语和定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制而成。参考GB 1094.1 电力变压器 第1部分:总则;GB/T 6451 油浸式电力变压器技术参数和要求;DL/T 1516 相对介损及电容测试仪通用技术条件等技术文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范是首次制定。本规范适用于电压测量范围为0.1 kV~220 kV的变压器损耗测量系统的校准。《口罩细菌过滤效率检测仪校准规范》口罩细菌过滤效率检测仪是用于测定口罩及口罩材料细菌过滤效率的仪器。检测仪的工作原理为采用气溶胶发生装置制备一定粒径的细菌气溶胶,在气雾室扩散均匀后,经过采样泵抽吸,气溶胶以恒定速度通过口罩或口罩材料样品后被采样器捕集,然后在相同试验参数下,通过比较无样品的采样结果与有样品的采样结果,从而得出口罩或口罩材料的细菌过滤效率。检测仪主要由采样器、喷雾器、蠕动泵、气雾室、高效过滤器及采样泵等组成。本规范依据JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的规定编写。本规范参考了YY 0469-2011《医用外科口罩》标准中的技术要求和方法,等同采用了欧盟标准EN 14683: 2019 医用口罩要求和试验方法(Medical face mask-Requirement and test methods )中关于喷雾粒径的校准方法。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次制定。本规范适用于双路对比采样的口罩细菌过滤效率检测仪的校准,单路采样的口罩细菌过滤效率检测仪可参考本规范。《压缩机寿命测试装置校准规范》压缩机寿命测试装置主要由电参数测量系统、压力测量系统和温度测量系统组成,为被测压缩机提供准确可靠的运行环境,可通过设置运行时长、启动次数等参数,使被测压缩机按规定的时间和负荷运行,模拟压缩机整个生命周期的运行状态。本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》编制。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语和计量单位;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次制定。本规范规定了压缩机寿命测试装置的计量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果等内容。冰箱、空调压缩机寿命测试装置的校准适用于本规范。其他用途或相同原理的的压缩机寿命测试装置可参考本规范进行。《恒转速源校准规范》恒转速源通常采用步进电机驱动,单片机控制,一般作为配套设备用于绝缘电阻表(兆欧表)、接地电阻仪的检校工作,且转速不随负载变化而波动。JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本校准规范制定工作的基础性系列规范。本规范的技术要求和方法参考了JJG 105《转速表》、JJG 326《转速标准装置》、JJG 366《接地电阻表》、JJG 622《绝缘电阻表(兆欧表)》、JJG 1134《转速测量仪》。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语和计量单位;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于在绝缘电阻表和接地电阻仪等仪器检定、校准中,提供标准恒定转速的恒转速源和恒速器的校准。《沥青混合料综合试验机校准规范》试验机是用于沥青混合料单轴压缩试验(圆柱、棱柱体)、马歇尔稳定度试验、弯曲试验、劈裂试验、冻融劈裂试验的专用设备。其工作原理为:在规定的温度下,用相应的夹具固定标准制作的沥青混合料试件,以规定的速度进行破坏性试验,测定其在规定温度下所能承受的最大试验力和变形量,且可根据不同的试验要求通过控制处理器对试验机的温度、试验力、上升速率进行设定;其结构由加荷装置、测力装置、垂直变形量测量装置、水平变形量测量装置、温度测量装置、环境试验箱、上下压头及相关辅具、控制装置等部分组成。JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、 JJF 1059《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范制定工作的基础性系列规范。参考JJF 1101 环境试验设备温度、湿度参数校准规范;JJG(交通)066 马歇尔稳定度试验仪检定规程;JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程等文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次制定的地方校准规范。本规范适用于沥青混合料综合试验机的校准。《表面温度源校准规范》表面温度源一般由金属加热板和温度控制器组成。表面温度源使用电加热的方式加热热板,温度控制器能够将热板温度稳定控制在设定温度,提供出温度可调的稳定、均匀温场。部分表面温度源在热板的底部具有温度测试孔,可以外接温度测量装置。JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范制订工作的基础性系列规范。参考JJF 1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范;JJF 1257-2010干体式温度校准器校准规范;JJF 1409-2013表面温度计校准规范等文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;名词术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;数据处理;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于温度范围为(30~400)℃的表面温度源的校准,其他通过表面加热提供热源的仪器设备也可以参照本校准规范。《实时荧光定量PCR仪校准规范》实时荧光定量 PCR 仪,全称为实时荧光定量聚合酶链反应分析仪(real-time fluorescent quantitative PCR analyzer, RFQ-PCR)是在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,同时通过标准曲线对扩增基因进行定量分析的仪器。JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1059《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。校准方法及计量特性等主要参考了JJF 1527-2015 《聚合酶链反应分析仪校准规范》、YY/T 1173-2010《聚合酶链反应分析仪》编制。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语和计量单位;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于实时荧光定量PCR仪的校准,其他类型PCR仪相同原理部分可参照本规范执行。《混凝土快速冻融试验机校准规范》混凝土受冻会使水泥混凝土内部结构遭到破坏,使混凝土强度降低。试验机是用于模拟混凝土试件在水中反复周期冻结和融解的过程,并以经受的快速冻融循环次数表示混凝土抗冻性能。试验机主要由可编程控制系统、冻融试验箱、制冷系统、加热系统、载冷剂循环系统组成,通过可编程控制器自动进行冻结和融解循环,并可任意设定冻结和融解的温度和循环次数。JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1059《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。本规范主要参考JJF 1030-2010《恒温槽技术性能测试规范》、JJF 1262-2010《铠装热电偶校准规范》和GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》等编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。本规范适用于混凝土快速冻融试验机的校准。《(200~2000)℃热工用黑体辐射源校准规范》黑体辐射源主要用于检定或校准辐射温度计、红外热像仪等辐射测温仪器。等温封闭空腔内的热辐射为黑体辐射。黑体辐射源是具有小孔的等温空腔,其辐射特性近似绝对黑体。JJF 1071 《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001 《通用计量术语及定义》、JJF 1059 《测量不确定度评定与表示》 共同构成支撑校准规范制修订工作的基础性系列规范。参考JJF 1552-2015辐射测温用-10 ℃~200 ℃黑体辐射源校准规范;JJG 856-2015工作用辐射温度计检定规程技术文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次发布。 本规范适用于热工用黑体辐射源(在(200~2000)℃范围内温度校准。《柴油发动机排放气体污染物分析系统校准规范》柴油发动机排放气体污染物分析系统用于发动机性能试验中污染物排放测量与分析。按照采样方式分为原始排气测量方法和稀释排气测量方法,其结构由取样系统、过滤器、稀释通道(仅稀释排气测量方法具备)、气体分析仪、NOx转化器、非甲烷截止器(NMC)等组成。本规范以JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规范进行制定。参考JJG688 汽车排放气体测试仪;JJF1873 柴油车氮氧化物(NOx)检测仪校准规范;GB 17691 重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段);GB18352.6 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段);GB20891 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段);HJ1014 非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求等文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范为首次制定。本规范适用于柴油发动机排放气体污染物分析系统的校准。《称重式雨量计校准规范》称重式雨量计通过承雨口和集水器收集降雨,数据采集及处理单元通过采集称重单元输出的质量感应信号,换算为降雨量存储和输出降雨数据。称重式雨量计主要由集水器、称重单元、数据采集及处理单元和外围组件等组成。外围组件一般包括电源、承雨口、外壳、安装基座等。本规范依据国家计量技术规范 JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》编制。参考SL/T 811.4 降水量观测仪器 第4部分:称重式雨量计;GB/T 19677 水文仪器术语及符号;GB/T 50095 水文基本术语和符号标准等技术文件编制而成。按照JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范内容包括:范围;引用文件;术语;概述;计量特性;校准条件;校准项目和校准方法;校准结果表达;复校时间间隔以及附录等内容。本规范系首次编制。本规范适用于称重式雨量计的校准。
  • TTE系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪研制
    table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0"tbodytrtd width="83" style="word-break: break-all "p style="line-height: 1.75em "成果名称/p/tdtd width="538" colspan="3" style="word-break: break-all "p style="text-align: center line-height: 1.75em "strongTTE/strongstrong系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪 /strong/p/td/trtrtd width="91"p style="line-height: 1.75em "单位名称/p/tdtd width="538" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "北京工业大学新型半导体器件可靠性物理实验室/p/td/trtrtd width="91"p style="line-height: 1.75em "联系人/p/tdtd width="167"p style="line-height: 1.75em "冯士维/p/tdtd width="161"p style="line-height: 1.75em "联系邮箱/p/tdtd width="187"p style="line-height: 1.75em "shwfeng@bjut.edu.cn/p/td/trtrtd width="91"p style="line-height: 1.75em "成果成熟度/p/tdtd width="535" colspan="3" style="word-break: break-all "p style="line-height: 1.75em "□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产/p/td/trtrtd width="91"p style="line-height: 1.75em "合作方式/p/tdtd width="535" colspan="3" style="word-break: break-all "p style="line-height: 1.75em "□技术转让 √技术入股 √合作开发 √其他/p/td/trtrtd width="648" colspan="4" style="word-break: break-all " align="center" valign="top"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介: /strong/pp style="text-align:center"strongimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/017b0e04-691a-4c5a-826e-5879aa1d7a7a.jpg" title="1.jpg.png"//strong/pp style="line-height: 1.75em "TTE-400 LED灯具模组热阻测试仪 br//pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/1a6e4129-15a9-479d-84c9-cb11df28231c.jpg" title="54c453eb-3470-4a19-9f93-e8a1b5170517.jpg" width="400" height="203" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 203px "//pp TTE-500 多通道瞬态热阻分析仪/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/06a37914-c0ba-48cf-9bb6-d25fdea82661.jpg" title="3.png" width="400" height="146" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 146px "//pp TTE-LD100 激光器用瞬态热阻分析仪/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/887237ea-942e-46c5-8591-1dea99e6c712.jpg" title="4.png" width="400" height="143" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 143px "//ppTTE-M100 功率器件用瞬态热阻分析仪/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/aded4b1e-7f39-41c2-9e79-8177484f76d7.jpg" title="5.png" width="400" height="185" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 185px "//pp TTE-H100 HEMT用瞬态热阻分析仪/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/d45a2e5c-776e-4e71-9412-67d87c17f875.jpg" title="6.png"//ppTTE-S200 LED热特性快速筛选仪/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 0em " TTE系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪是用于半导体器件(LED、MOSFET、HEMT、IC、激光器、散热器、热管等)的先进热特性分析仪,依据国际JEDEC51的瞬态热测试方法,能够实时采集器件瞬态温度响应曲线(包括升温曲线与降温曲线),采样间隔高达1微秒,结温分辨率高达0.01℃。利用结构函数算法能方便快捷地测得器件热传导路径上每层结构的热学性能,构建等效热学模型,是器件封装工艺、可靠性研究和测试的强大支持工具,具有精确、无损伤、测试便捷、测试成本低等优点。该成果已在公司和科研院所等20多家单位应用,并可定制化生产。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4" style="word-break: break-all "p style="line-height: 1.75em "strong应用前景: /strongbr/ 本产品已投入市场应用五年时间,产品型号在不断丰富以适应庞大的市场需求,技术指标国内领先地位,可替代国外同类产品,拥有独立的自主知识产权。 br/ 应用范围:功率半导体器件(LED、MOSFET、HEMT、IC、激光器、散热系统、热管等)结温热阻无损测量和流水线快速筛选。 br/ 应用情况:国内已有20多家客户的生产线或实验室使用本产品,包括军工单位、芯片厂商、封装厂商、高等院校、高科技制造企业。成果适用于开展半导体晶圆及芯片设计、生产的高校、科研院所及企业。 br/ 预计国内市场年需求量在500台,市场规模约5亿元。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4" style="word-break: break-all "p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况: /strongbr/ 拥有核心技术,国家发明专利24项,获中国发明博览会金奖1项。 br/ (1)专利名称:一种快速测量半导体器件电学参数温度变化系数的方法和装置(申请号:201410266126.3); br/ (2)专利名称:一种LED灯具热阻构成测试装置和方法(申请号:201310000861.5); br/ (3)专利名称:功率半导体LED热阻快速批量筛选装置(申请号:201120249012.X)。/p/td/tr/tbody/tablepbr//p
  • 发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法(上)
    史上曾经有 400 多种颗粒表征技术,其中有一种以发明者命名的颗粒计数与粒度测试技术至今尚在广泛使用,并且是全球血细胞计数的标准技术,那就是被冠以科学名称电阻法(或电感应区法)的库尔特原理。此项技术自20 世纪 50 年代初发明以来[i],被广泛应用于医学以及各个工业领域,包括超过 98%的自动细胞计数器[ii,iii]。除了测量各类血细胞外,此原理还可用于表征(计数和粒度测量)合适粒度范围内的任何可悬浮在电解质溶液中的颗粒材料[iv]。在过去 70 多年中,该方法已被用来表征数千种不同的医学与工业颗粒材料,2022 年的谷歌学者搜索发现有近 16 万篇有关库尔特计数器的各类文献。 在电阻法测量中,壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中,该小孔使得管内外的液体相通,并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。 由于悬浮液中的电解质,在两电极加了一定电压后(或通了一定电流后),小孔内会有一定的电流流过(或两端有一定的电压),并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时,颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。通过测量电脉冲的数量及其振幅,可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。 1 库尔特原理示意图 本文将分为两篇。第一篇介绍库尔特先生,第二篇介绍经典库尔特原理及其最新发展。库尔特先生&库尔特原理库尔特先生是与中美两国有密切关系的一位传奇性人物。2 华莱士• 库尔特(Wallace H. Coulter,1913-1998)他出生于阿肯色州,在乔治亚理工学院学习电子工程。1930 年代,他是美国通用电气公司在中国的销售代理,住在上海和平饭店。 正当他处于热恋之中,与一位白俄罗斯美女在和平饭店品着美酒咖啡,欣赏爵士音乐,漫步月光下的外滩时,太平洋战争爆发,日军侵入了上海的公共租界。他不得不离开恋人,随着日军的不断南侵,从华南经东南亚回到美国。中美 1979 年建交后,他成为最初一批前往中国访问的美商。他与随行人员回到和平饭店那间包房,抚摸着外滩的岸墙,勾起了深深的回忆。他期望在中国政府的帮助下,寻找那在战乱中失联的情人。30多年的动荡岁月,又是一位外籍女子,那是一个达不成的愿望。他钟情一生,终身未婚,也无子女,可是中国情结却挥之不去。 3 库尔特在 1990 年代与中国代表团,右一为作者。早在 1970 年代,库尔特公司就由其英国分公司在华销售血细胞计数仪。中美建交之后的 1980 年代,库尔特公司在蔡光天开办的改革开放早期最大的英语培训学校——上海前进业余进修学校的帮助下,成为最早一批在中国开展业务的美国企业。他办公室内,桌上地下放满了与中国有关的书籍物品,每次有来自中国的访客或员工,他都会亲切地与他们会面,亲自解释库尔特原理。1940 年代,美国在日本投了原子弹后,受辐射区人们需要进行大量的血液检验,但当时的医学界缺乏快速准确的血细胞检验方法。库尔特在自家车库内埋头研究了数年。最初的设计是在一张纸上打一个粗糙的洞,然后将纸浸在液体中。经过无数次的试验与设计改动,并据说他曾经割破自己的手指滴血,来验证他的发明。库尔特最终在 1953 年发明了被世人普遍认可的库尔特原理,并为之成立了库尔特电子公司(Coulter Electronics),量产血液计数仪,给全球血液检验带来了革命性的飞跃。库尔特公司在佛罗里达州全盛时有四五千员工。 库尔特并直接促成了颗粒表征业内另外两家公司的成立与发展。他的一个员工伯格 (Rebert H. Berg, 1921-1999)考虑到工业界颗粒大小的分布一般较宽,线性电子线路无法满足, 发明了对数安排的电子线路,可以测量粒径跨越几个数量级的样品。伯格后来在 1958 年成立了规模较小的颗粒数据实验室(Particle Data Laboratories),在工业界推广库尔特计数仪。而当库尔特母校乔治亚理工学院的奥尔教授(Clyde Orr,1921-2010)与他的博士生亨德里克斯(Warren P. Hendrix,1932-2005)在 1962 年下海生产全球首款商用表面吸附仪时,已在商业上小有成就的库尔特出资促成了麦克仪器公司(Micromeritics Instrument Company)的成立。而麦克仪器公司又在 1997 年收购了由于伯格陷入尼日利亚骗局而濒临破产的公司的库尔特计数仪产品。 4 收藏在美国历史国家博物馆中最早的库尔特计数仪:型号 A当库尔特自知来日不多时, 他想起了老朋友贝克曼(Arnold O. Beckman,1900-2004)。尽管贝克曼早已退休,可是贝克曼仪器公司的文化传承很使库尔特满意,他拒绝了数家更大公司的高价,在贝克曼仪器公司保证保留他姓的条件下,在 1997 年促成了贝克曼库尔特公司的诞生。 他将出售公司获得的款项,建立了有近 5 亿美金的华莱士·H·库尔特基金,专用于通过医学与工程研究而发展医疗保健。库尔特并被美国科学历史研究所列入了名人堂。参考文献【i】 Coulter, W.H., Means for Counting Particles Suspended in a Fluid, US Patent 2,656,508, 1953. 【ii】Graham, M.D., The Coulter Principle: Foundation of an Industry, J Assoc Lab Auto, 2003, 8(6), 72-81. 【iii】 Graham M.D., The Coulter Principle: Imaginary Origins, Cytometry A, 2013, 83(12), 1057-61. 【iv】 Lines, R.W., The Electrical Sensing Zone Method, in Liquid and Surface-Borne Particle Measurement Handbook, Eds. Knapp, J.Z., Barber, T.A., Lieberman, A., Marcel Dekker, New York, 1996, Chpt.4, pp113-154. 作者简介许人良,国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学,受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下,获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位,包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监,英国马尔文仪器公司亚太区技术总监,美国麦克仪器公司中国区总经理,资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人,执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事,颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪,除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外,著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization: Light Scattering Methods》,以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术
  • 激光粒度原理及应用
    p  粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。/pp  激光粒度仪是通过激光散射的方法来测量悬浮液,乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。具有测试范围宽、测试速度快、结果准确可靠、重复性好、操作简便等突出特点,是集激光技术、计算机技术、光电子技术于一体的新一代粒度测试仪器。/pp  strong激光粒度仪的光学结构/strong/pp  激光粒度仪的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成,主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下通过测量区,以便仪器获得样品的粒度信息。/pp  strong激光粒度仪的原理/strong/pp  激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。/pp  米氏散射理论表明,当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象,散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ,θ角的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小 颗粒越小,产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的 大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明,散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。这样,测量不同角度上的散射光的强度,就可以得到样品的粒度分布了。/pp  为了测量不同角度上的散射光的光强,需要运用光学手段对散射光进行处理。在光束中的适当的位置上放置一个富氏透镜,在该富氏透镜的后焦平面上放置一组多元光电探测器,不同角度的散射光通过富氏透镜照射到多元光电探测器上时,光信号将被转换成电信号并传输到电脑中,通过专用软件对这些信号进行数字信号处理,就会准确地得到粒度分布了。/pp  strong激光粒度仪测试对象/strong/pp  1.各种非金属粉:如重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、石墨、硅灰石、水镁石、重晶石、云母粉、膨润土、硅藻土、黏土等。/pp  2.各种金属粉:如铝粉、锌粉、钼粉、钨粉、镁粉、铜粉以及稀土金属粉、合金粉等。/pp  3.其它粉体:如催化剂、水泥、磨料、医药、农药、食品、涂料、染料、荧光粉、河流泥沙、陶瓷原料、各种乳浊液。/pp  strong激光粒度仪的应用领域/strong/pp  1、高校材料/pp  2、化工等学院实验室/pp  3、大型企业实验室/pp  4、重点实验室/pp  5、研究机构/pp  文章来源:仪器论坛(http://bbs.instrument.com.cn/topic/5163115)/ppbr//p
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