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数字电容器测量仪

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  • 高能镍碳超级电容器问世 解决电动车电源问题
    周国泰院士(左二)和科技人员一起检验汽车用高能镍碳超级电容器   你看满大街上跑的汽车,有几辆是电动车?   2008年北京奥运会,2010年上海世博会,人们看见电动汽车上路了,跑起来了。让人振奋!   可是,到了今天,电动汽车还是“雾里看花”。   怎么回事呢?   周国泰院士斩钉截铁地说,问题出在电动车的电源上。电动车的电池技术还没有“过关”。   这是在北京的总后军需物资油料部“周国泰院士工作室”,科技日报记者采访周国泰院士的一段对话。   紧接着,周国泰说:“如今,我们研发成功了高能镍碳超级电容器,这是电动车电源的一个新突破,将对电动车产业发展带来深刻影响。”   他随手拿给记者一份邀请函,是8月24日天津市政府印发的。上面写道:“天津市围绕推动新能源产业发展,与中国工程院院士周国泰合作,成功开发出高能镍碳超级电容器产品。经天津市科委组织成果鉴定,达到国际先进、国内领先水平,在电动汽车和储能电站中将具有竞争优势。天津市人民政府定于2011年9月1日上午10时在天津大礼堂召开高能镍碳超级电容器产品新闻发布会。”   眼前的周国泰院士,怎么搞起电动汽车研究了?   周国泰,我国军用、民用功能服装材料和士兵个体防护研究领域的知名专家。   从一名战士,到大学生,到走上总后军需装备研究所的科研之路,几十年来,周国泰在防弹装备、特种防护服装和防寒保暖材料研究等方面,取得多项成果。先后主持研制防弹背心、防弹头盔,解决了防弹材料及防弹结构体复合成型、树脂基体合成等一系列技术关键,研究成果居国际先进水平,他研制出的服装已装备军、警、法等部门,并出口美国等10余个国家。开展静电防护理论、特种防护服装研究与技术开发,研制的防静电、抗油拒水、阻燃等系列防护服装,装备到全国各大油田,并广泛用于石化、冶金、林业等部门。主持被服保暖材料、保暖机理和生产技术研究,合作研制成功热熔粘结絮片和PTFE防风防水透湿层压织物,广泛用于作训服、防寒服、南极考察服和运动服等。创建我国服装工效研究中心和单兵防弹装备V50弹击试验室,系统开展了服装工效学研究,实现了我国防弹装备测试评价与国际接轨。曾先后获得国家科技进步一等奖3项、二等奖3项,省部级科技进步奖多项成果奖励。1999年,当选为中国工程院院士,并晋升为少将。   今天的话题,还是谈谈你搞的超级电容器吧。   “你千万别说是我一个人搞成的。我有一个研发团队,有中央领导同志、有多个部委的关心支持,有天津市、张家港市、淄博市,有一大批多学科、多领域的专家协同合作创新,才开发出超级电容器,成为电动汽车的新电源。”院士、将军集于一身的周国泰,说话睿智果断,开门见山。   高能镍碳超级电容器,有哪些技术突破   高能镍碳超级电容器,成为一种用在电动车上的全新电源,周国泰说:“实现了几个突破。”   周国泰介绍,高能镍碳超级电容器,首先在加大材料的比表面积上实现突破。传统电容,100年前就发明了,电容是靠比表面积存储电荷,其优点是可无数次充放电,而且不发热。储电量的大小由其内部比表面积大小而决定。超级电容器,就是在研发出新材料的基础上,尽可能地扩大比表面积,使储电量大幅增加 第二,超级电容在正负极的材料结构上获突破。电池的优点是储电量大,由电能转化成化学能,再转化成电能释放出来,其比功率比传统电容高得多。超级电容,在结构上实现了电池和传统电容的内并,实现了电池和电容的优点兼备。   锂离子电池,不是业界推崇的电源吗?周国泰说:“技术还不过关!”他将这种电池与超级电容器作了比较。   第一,锂离子电池存在安全隐患。锂离子、有机电解质,其本身有易燃、易爆性,杭州、上海曾发生的电动汽车自燃事件,今天谈起来还让人后怕。超级电容器,充满电后用射钉枪打,使其短路,任何反应都没有 放火上烧,不锈钢外壳快烧红了,也没发生爆炸。锂离子电池,一旦发生短路,就会燃烧或者爆炸。   第二,锂离子电池,基本是300A电流充电,时间长,一次充电要6—8小时,使用不方便。超级电容器,可1500A,甚至3000A大电流充电,单块充满电只要几秒钟,上百块串联在一起充电,6分钟可达90%以上。   第三,锂离子电池寿命短。充放电的标准是2000次,目前很少有能达到的,即使达到了,性价比不实用。超级电容器,可大电流充电,瞬间大电流放电,效果理想,充放电可达5万—50万次,而充放电的国家标准是5万次。就说在淄博那次试验,公交车装上超级电容器充电后,乘坐满员,上了高速路,时速120公里,一次充电跑了210公里。使用超级电容器的小轿车,瞬间可大提速,时速可达130公里。   “你说超级电容器的优势怎么样?”说到此,周国泰问记者。大家都笑了。   回顾电动汽车发展历程,人们不难掂量出超级电容器的分量,也不难理解天津市政府为什么要召开新闻发布会的原因。   电动汽车诞生有100多年了,1839年,苏格兰人罗伯特安德森造出了世界上的第一台“电动车”。不过它不十分成功。主要原因是,电池寿命太短,电力太小,只能挪动一个非常轻的底盘。到了19世纪后期,长效电池诞生,促进了电动车的进一步发展,人们才在伦敦的大街上见到电力驱动的出租车,不过行驶距离非常短,还必须不停地在充电站里充电。   罗伯特不会预想到,历史进入到21世纪,随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车成为解决这两个技术难点的最佳途径。电动汽车也随之成为世界各国的选择和技术竞争的一个焦点。   一些专家曾经估计,全球能源矿产资源仅够支撑不到100年 而我国的石油只能支撑国内消耗30年,煤炭最多能支撑100年。目前,我国每年有85%的汽油和20%的柴油被汽车烧掉,汽车无疑成为了能源消耗大户,能源紧张与汽车行业发展的关系十分密切。如果中国的人均汽车拥有量追上美国,中国的道路上就会奔跑着6亿多辆小汽车,这一数字将超过世界其他国家小汽车数量的总和,对能源的需求将不言而喻,中国必将成为第一大油耗和石油进口国。   国人不会忘记,当年铁人王进喜在首都北京看到汽车背着的“大包袱”,缺石油,被人瞧不起啊!   到了今天,汽车背的“大包袱”没有了,可城市却背上了“大包袱”。从地上看天,见不到蓝天白云,从空中往下看,灰蒙蒙的,不见城市的倩影。说重了,是民族的耻辱!   从能源、环境的角度审视,发展新能源汽车,是我国的必然选择。而且从技术的角度看,我国有自身的优势。   据相关资料显示:我国虽然在传统汽车领域落后于发达国家近二三十年,但在电动汽车领域,我国与国外的技术水平和产业化程度差距相对较小,并有机会在该领域获得重要席位。这也为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇,更重要的是我国还有后发优势。目前,我国电动汽车的研发已具备一定的基础,一些企业在20世纪90年代中期就推出了电动汽车样车。   我国“八五”以来电动汽车被正式列入国家攻关项目,对电动汽车的投入显著增加。我国的汽车企业和高校、科研院所等200多家单位投入了大量的人力、财力和物力研发电动汽车,并取得了一系列科研成果。“九五”期间,电动汽车被列入863计划12个重大专项之一,全国汽车标准化技术委员会于1998年新组建了电动汽车车辆标准化分技术委员会。科技部又于2001年启动了电动汽车重大科技专项,使我国电动汽车技术水平和产业化程度与国外处在同一起跑线上。     现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上,又派生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车,简称PHEV。目前在全世界,电动汽车一直是各大汽车集团花费巨资研发的新兴领域。   然而,制约电动汽车发展的瓶颈,还就是电池。世界电动车协会主席陈清泉在2011中国长春国际汽车论坛上表示,当前我国电动汽车电池技术存在两个明显缺点:第一个缺点就是缺乏深层次技术。比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等,在这些方面我们研发还不够,没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚 另一个缺点是缺乏评价体系。比如电池的安全性怎么样,在高温、低温环境下能不能正常工作,这些都没有一个好的评价。   有资料介绍,电动汽车对电池的要求比较高,电池要具备高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能,循环和使用寿命要长。铅酸电池,虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低,但是高的性价比使其应用广泛,然而带来的是严重的环境问题。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池,但是其性价比不高,含重金属,用完后回收处理难,若遗弃会对环境造成严重污染。   目前,越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池,但这种电池的缺陷十分明显,前面已叙。   “针对目前各种电池的缺陷,我们开发了超级电容器。”周国泰顿了一下,说,这种电容器的技术优势前面说了。所以,很顺利地通过了天津市科委组织的成果鉴定。   高能镍碳超级电容器,老百姓也用得起   有专家说,目前,几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势,但种种迹象表明,电动汽车离我们还是比较遥远。但电动自行车风靡全国,每天提几公斤的电池上下楼,在居民小区并不鲜见。电动汽车怎么办?   为此,有学者发表文章,对电动汽车提出种种担忧和质疑。有说电动汽车在电池上不成熟的,有说原子电池、聚合物电池、燃料电池、锂离子电池等任何电池都不环保的,各种议论不绝于耳。   有各种质疑和担心,也属正常。科技创新,正是在质疑中前行、在争论中创新的。说着,周国泰从沙发上站起来:“在发展电动汽车的过程中,有各种担心,是可以理解的。电池的问题卡住了电动汽车的脖子,这也是事实。”他扳着手指头,就说公交车吧,一辆公交车,走100公里,若用油30升,按8元1升算,要240元 而用电,走100公里。用电70度,每度电平均按6毛钱算,是42元钱。还是用电省吧。因此,发展电动车,不应动摇!   还以锂离子电池为例,与超级电容器比,锂离子电池成本7万元,充电2000次,每充电1次按行驶100公里算,20万公里就要更换电池 超级电容器,也按充电1次行驶100公里算,可充电5万次,甚至可达10万次、50万次,超级电容器的价格不高于锂离子电池。超级电容器回收后,对材料再激活处理后还可以使用。计算一下,综合成本有多低!这样,老百姓是不是就能用得起了?   超级电容器的生产是环保的,你可以到淄博年产100万只的生产基地去看,生产车间,只有一个地漏,那是用来打扫卫生冲水用的,整个生产过程,不产生废水、废气,没有污染排放。还用担心环保问题吗?   高能镍碳超级电容器,“协同会战”的结果   话题回到采访周国泰院士的开头。他还是坚持说那句话,超级电容器的研发,是多方支持,多领域、多学科专家协同攻关的成果。   “周院士说的是事实!”原海军后勤部技术装备研究所研究员陈同柱讲起了周国泰。   周院士是一位军人科学家。多年来,他创建了我们国家的军事科研的新模式和新路子。他作为领军专家,坚持军民融合发展,他把军内外有关专家,战略研究的,军事需求的,科研管理的专家都联合起来,充分集成地方的科研力量、技术成果,甚至地方的资金资源,高效组合起来,形成优势。这就是他的“小核心大联合”的科研创新模式。   陈同柱说,就说超级电容器这个新能源项目,看起来是解决电动汽车动力问题,最终是军民两用,可能在潜艇、航天,包括新型飞机、导弹都可应用,解决国防军事急需的新能源,花了最少的钱,取得了大成果。现在,导弹、飞机、航天火箭,液体燃料的推力远远不够用了,他的科研找到了路子,很可能要在这方面突破。这就是军民融合。   回顾周国泰的科研历程,他倡导“大科研”的思路清晰可见。   多年来,他打破研究所的“高大院墙”,广泛合作,先后有十几名院士和知名专家给他当顾问,直接参与课题研究。他把研究室主任带到训练场上去,带到船上去,干什么?上去找科研课题。他说,你研究的防寒服装,要自己穿上到寒区部队去和战士一块体验。比如,研究出舰船食品,就到船上去,风浪颠簸后看自己能不能吃。   他说:“好舵手会用八面风!科研,要兼容式、融合式,广泛联合、协作,充分发挥各方面的力量,发扬‘两弹一星’精神!”正是这样,在“九五”期间,周国泰创造了一个不足百人的研究所获得11项全军科研重大贡献奖,而有几千人的一个研究院才获9项。   关于获得多方面支持和合作,周国泰讲了一个故事。   一次,周国泰向一位中央领导同志汇报,说超级电容器用在电动汽车上,从起步,上坡,提速,包括充电速度如何快等等,讲得头头是道。这位领导同志说,我不听你讲,把车开来看看。   果然,周国泰把车开来了,领导坐了一圈,给予肯定:好!并详细过问还有什么困难。这件事发生在2010年。   超级电容器研发,像许多创新成果一样,最初从实验室做起,始于2008年。   怎么想到了研发超级电容器呢?   先看看这一年有关电动汽车的信息,各种电池技术及生产的消息,铺天盖地。人们的胃口吊起来了,期待着大街上有更多的电动汽车在跑。同时,业界在电动汽车电池技术上,也有不少争论。有人认为,电动汽车电池技术上解决了,只是成本高,国家出台补贴政策,就能推进电动汽车产业的发展。也有人提出,靠国家补贴,不是长久之计,有人在借机圈钱,电池技术还没有真正“过关”。   在这样的氛围下,周国泰组织创新团队攻关。他注意到,有人在传统电池上做文章,力求技术新突破。传统电池,是电能变成化学能,再转变成电能。而传统电容,是做大比表面积,通过研发各种物质材料,用增加比表面积的办法,来提高电容的性能。比表面积最大的材料,是活性碳。周国泰,在传统电池和传统电容之间,选择了一条科研的“中间路线”,集成电池和电容的优点于一身。   科技创新,往往是在不经意间,又往往以科研思路正确取胜。有成就的科学家,首先是在科研思路和方法上与众不同,从而获得科学突破。周国泰就是这样的科学家。在近4年的时间里,他领着科研团队,日夜苦干。他像当年研究石油工人防护服那样,从实验室到油田,身背大包服装搞试验,四处奔波 他像当年研究作战防护服、防弹头盔那样,上靶场,进深山,钻猫耳洞。研发超级电容器,还是那样“拼命三郎”。为此,4年间,周国泰病倒两次住院。   这里难以记述周国泰和研发团队更多的创新故事。不过,在近4年的时间里,他和研发团队终于获得了新成果:高能镍碳超级电容器。在天津市科委组织的成果鉴定会上,获得很高的评价。   采访周国泰院士,他不愿讲自己“过五关、斩六将”的故事,而是不间断地谈超级电容器研发获得的方方面面的大力支持和研发中的大团队协同。   他说,这是事实啊!从中央领导,到国家发改委、科技部等多个部委、天津市、天津市科委、张家港市、淄博市等,各级领导重视、关心、支持,涉及汽车等多领域、多学科专家密切合作,步调一致,协同攻关。不如此,这个超级电容器搞不出来,更不能成功用在汽车上。   举个例子吧。发改委的有关领导多忙啊!可是,领导多次表示:“周院士来谈项目,随时可见。”   做实验,急需一笔资金,张家港市委书记黄钦、市长徐美健得知后,当即拍板:“资金一周内到位。” 徐美健说:“这是国家的大事、民族的大事,即使失败了,我们张家港也愿意交这个学费!”   超级电容器中试,需要投入一笔资金,建中试生产线,淄博市委书记刘慧晏、市长周清利也还是当即决定:“中试生产线建在淄博,年产100万块,投资一周内到位。”周清利说:“实现零排放,还百姓一片蓝天是我们共产党人的责任,我豁出老命也要一干到底。”不仅如此,市科技局局长周元军就住在厂里,中试生产线高质量、高标准,以最快的速度建成。   周国泰还讲了几件他难忘的事。   超级电容器要在汽车上做试验。那是一个大冬天,北京那天出奇的冷。淄博市科技局局长周元军带着汽车,大汽车上驮着小汽车,一路从淄博赶到北京,下了车双手冰凉,身体发抖。再看几位穿工作服的随行,装车、卸车。旁人不知道,这几位是山东理工大学领军级的教授啊!   超级电容器做汽车发动机试验,涉及到天津军交实验室、天津无线电18所、汽研中心等多家单位、多位科研人员,大家一呼百应,一项试验要求5天完成,天津军交学院院长犹如战场下命令:“5天完成,只能提前。”   尤其是天津市,张高丽书记在不到一年的时间5次亲自召开会议协调和讨论此项目,并做多次批示。分管工业的副市长王治平召开20余次专门会议协调政府有关部门。天津市有关企业联合攻关,科委领导多次来试验室,具体指导项目的进程。他们心中装的是环境,装的是百姓,装的是那一片蔚蓝的天!   周国泰说:“我不是搞汽车的。超级电容要用在汽车上,如果没有这样的大力支持、协同攻关、良好的合作,是根本不可能的!协同,使每个人的创新潜能充分释放出来,整合起来。”   又说起为研发超级电容器项目,周国泰不到4年两次住院。院士也当了,将军的衔也授了,功成名就了,何必再“拼命”呢?!   周国泰说:“节能减排,哥本哈根会议上,温总理有承诺。还老百姓一片蓝天,作为科技工作者,我有一份责任!”   走出周国泰院士工作室,记者还回味着这句话。
  • 盘点|压力测量仪器与技术大全
    压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步,压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右,为生产活动提供了大量有价值的参考信息,使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理,将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件,在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小,主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器,以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单,灵敏度和精确度都高,常用于校正其他类型压力计,应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用,广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等,也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制,以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时,由于h值较小,用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大,此时可休用斜管式压力计,斜管式压力计分墙挂式和台式两种。  在许多实验中往往需要同时测量多点的压力,例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计,多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同,实际就是多根斜管压力计,由于多管压力计各测压管的内径不可能一样,因此,由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致,测量前必须读出每根测压管的初读数,并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表,主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管,管的横切面为椭圆形,作为测量元件的弹簧管一端固定起来,通过接头与被测介质相连,另一端封闭,为自由端,自由端借连杆与扇形齿轮相连,扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时,弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张,使自由端移动,其移动距离与压力大小成正比,或者带动指针指示出被测压力数值,适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状,当波纹管轴向受压时,由于伸缩变形产生较大的位移,故一般可在其自由端安装传动机构,带动指针直接读数,从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业,直接测量不结晶体,有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高,常用于低压测量,但迟滞误差大,压力位移线性度差,精度一般只能达到1.5级,常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度,但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢,具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量,尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质(非凝固非结晶)的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下,迫使膜片产生相应的弹性变形——位移,借助连杆组经传动机构的传动并予放大,由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲,当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计,前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化,而且前者的灵敏度比后者大50~100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计,测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器,是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是,输入能量低,高动态响应,自然效应小,环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的,即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多,如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用,可用在给定参数的自动控制电路中,但测量精度一般,频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下,铁磁材料内部发生应变,产生应力,使各磁畴之间的界限发生移动,从而使磁畴磁化强度矢量转动,因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化,这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象,称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈,在外力的作用下,铁磁材料的导磁率发生变化,则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时,导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化,从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路,就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动,改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所,且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时,应加装隔离器。通常情况下,以使用在测量上限值1/2左右为宜,且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感,当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差,采取恒温措施(或温度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性,以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计,是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体(活塞筒)组成,二者形成极好的动密封配合。活塞的面积(有效面积)是已知的,当已知的力值作用在活塞一端时,活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此,可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中,力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计,也有称之为压力天平,主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用,也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源,以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部,并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时,系统处于平衡状态。这时,球体将浮起一定高度,球体下部的压力作用面积(即浮球的有效面积)也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力,因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理,是直接从压强定义出发,用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩,根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析,求出其受力有效面积S后,待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理,并具有、足够高的精度,这就可以通过与其他基准压力仪器比对,发现未知的系统误差。同时,钟罩式压力计在测量压强差时,其单端静压强可以根据需要调整,直至单端压强为零,即可以测量绝对压强。另外,该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今,静态的压力测量方法已获得了较大的优化,成为了各领域中常用的测量体系,并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此,相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之,压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如,在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法,如此不仅提升了检测效率,并且提高了测试的精准性,同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准,利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围,随意确定测试点的高精度检测任务,而且能够选用气介质来工作,如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题,大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。
  • 哈工大(深圳)魏军团队 AFM综述:3D打印超级电容器 - 技术、材料、设计及应用
    便携式、柔性和可穿戴电子设备的发展促进了高性能的电化学储能设备的快速发展。与电池和燃料电池相比,超级电容器表现出显著的优势,具有优异的倍率性能、杰出的循环寿命和卓越的安全性。然而,超级电容器的能量密度相对较低,不足以为电子设备提供连续且稳定的电源。为了提高能量密度,厚电极设计是有效的手段。而在传统的三明治结构的超级电容器中,平面电极的活性材料质量负载是相当有限的。设计三维多孔电极可以有效地提高活性物质的质量负载,同时保持较短的离子/电子传输距离和快速的反应动力学。但传统的制备三维多孔电极的方法通常复杂、昂贵、耗时,并且很难精确控制电极的结构。3D打印技术,通过计算机辅助设计/制造模型,对预定义的3D模型进行数字化控制,使得在短时间内精确控制和制造复杂结构成为可能。区别于传统的等材和减材制造技术, 3D打印技术可以实现几乎任何所需的立体几何形状,不需要所谓的模具或光刻掩模。这使得打印的超级电容器具有可调整的几何结构、高度集成、节省时间和低成本、以及卓越的功率和能量密度。为了总结这一领域的最新进展并为未来的研究提供设想,来自哈尔滨工业大学(深圳)的魏军教授团队,在Advanced Functional Materials上发表题为“3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications”的综述文章,回顾了3D打印超级电容器的最新进展,如图1所示。 图1. 3D打印超级电容器研究进展首先,介绍了用于制备超级电容器的代表性的3D打印技术,不同技术的原理图和特点如图2所示。 图2. 制备超级电容器的各种3D打印技术的原理图和特点接下来,文章重点介绍了超级电容器的可打印模块,包括电极、电解液和集流体,如图3所示。 图3. 用于3D打印超级电容器的材料在研究合适的可打印材料的同时,制造中的打印设计对于优化超级电容器的性能也是重要的。因此,文章总结了电极的设计(图4)、打印电极的后处理,并概括了3D打印超级电容器的不同构型(图5)。图4. 3D打印电极的不同结构设计 图5. 3D打印超级电容器的构型此外,还总结了3D打印超级电容器的各种应用,包括柔性可穿戴电子设备(图6)、自供电集成电子设备和传感系统(图7)。 图6. 不同类型的智能响应型超级电容器 图7. 3D打印的自供电集成系统,和超级电容器驱动的传感器系统。如图8可知,目前制备的3D打印超级电容器的能量密度与铅酸、镍氢电池和锂电池相当,有的甚至更高。 图8. 3D打印超级电容器的 (a)质量Ragone图, (b) 面积Ragone图最后,总结了目前3D打印技术的局限性和未来3D打印超级电容器的研究面临的挑战,并提出了一些可能的研究方向。 图9. 3D打印超级电容器的未来展望文章信息:Mengrui Li, Shiqiang Zhou, Lukuan Cheng, Funian Mo, Lina Chen,* Suzhu Yu,* Jun Wei,* 3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications, Advanced Functional Materials, 2022, 202208034.原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202208034
  • 超级电容器用电极片首个国际标准发布
    近日,中科院山西煤炭化学研究所(以下简称山西煤化所)主持制定的国际标准IEC/TS 62565-5-2 (超级电容器电极片—空白详细规范)由国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会(IEC/TC 113)对外正式发布。  该标准是超级电容器用电极片的首个国际空白详细规范,详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及其相应测试方法。  电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究以来,打通了“原料—材料—器件—应用”产业创新链,建立了超级电容器中试平台,用于评估电容炭的电化学性能,进一步反馈指导材料研发、生产和质量控制。该所科研人员发现,对超级电容器电极片的关键控制特性进行准确表征,并阐明“电容炭—电极片—电容器”之间的构效关系,对整个产业链的基础科学研究和技术开发十分重要。  2018年,山西煤化所提出制定电极片空白材料规范的设想。2020年,该标准项目正式立项。  该标准的发布,将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导,为促进相关领域行业技术交流、技术合作及消除贸易壁垒提供支持。同时,该标准是超级电容器用电极片的首个国际标准,填补了国际标准化的空白,也为IEC/TC 113引入了超级电容器及其材料的概念,开启了IEC/TC 113在超级电容器用炭纳米结构材料领域的国际标准化制定工作,提升了我国在相关领域的国际影响力和话语权。
  • 高性能石墨烯基锂离子电容器研究获进展
    近日,电工研究所马衍伟团队联合大连化学物理研究所研究员吴忠帅在高性能石墨烯复合材料制备、石墨烯基锂离子电容器研制方面取得进展。相关研究成果以2D Graphene/MnO Heterostructure with Strongly Stable Interface Enabling High-Performance Flexible Solid-state Lithium-Ion Capacitors为题,发表在《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater., 2022, 2202342)上。 锂离子电容器作为一种有效结合锂离子电池与超级电容器的新型电化学储能器件,具有高功率密度、高能量密度以及长循环寿命,有效弥补了锂离子电池和超级电容器之间的性能差异。电极材料作为锂离子电容器的重要组成部分,是影响锂离子电容器性能的关键因素。 精细的结构设计工程被认为是提高电极材料电化学性能的有效方式之一。马衍伟团队提出了一种通用静电自组装策略,在还原氧化石墨烯上原位生长了具有卷心菜结构的MnO复合纳米材料(rGO/MnO)。通过深入的原位实验表征以及理论计算,证实了rGO/MnO异质结构具有较强的界面作用和良好的储锂动力学。由于rGO/MnO复合纳米材料具有高电荷转移速率、丰富的反应位点以及稳定的异质结构,基于rGO/MnO复合纳米材料制备的电极具有高比容量(0.1 A/g电流密度下比容量为860 mAh/g)、优异的倍率性能(10 A/g下比容量为211 mAh/g)以及长循环稳定性。因此rGO/MnO复合纳米材料可作为高性能锂离子电容器理想的负极材料。 通过将这种高性能石墨烯基复合材料作为负极与活性炭正极进行组装,马衍伟团队成功制备出柔性固态锂离子电容器(AC//rGO/MnO)。经测试,这一电容器基于电极活性材料总质量的能量密度最高达到194 Wh/kg,功率密度最高可达40.7 kW/kg。这是迄今为止报道柔性固态锂离子电容器能量密度和功率密度的最高值。此外,在10000次充放电循环后,AC//rGO/MnO电容器的容量保持率可达77.8%,并且安全性能高。 科研团队表示,这一研究提出的金属氧化物/石墨烯复合材料设计策略在高能量密度和高功率密度的柔性锂离子电容器中具有很好的应用前景。 该研究工作得到国家自然科学基金、中科院大连洁净能源研究院合作基金、中科院青年促进会等的支持。 论文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202202342 石墨烯复合材料结构示意图和锂离子电容器原理性能图
  • 半导体电容器组件三合一检测关键技术通过评价
    3月7日,中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行,经专家评价,该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成,特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长,广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长,评价会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题,该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等,研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能,具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点,填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白,实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测,所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所等单位的7位专家组成的评价委员会,认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料。经质询和讨论,他们一致认为,该项目成果具有创新性,整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持,受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。据悉,广州诺顶智能科技有限公司自主研发的设备覆盖芯片、元器件、通信、汽车电子、新能源等领域。2020年,该公司在芯片半导体微小器件领域投入大量研发后,成功研发出01005级别微小器件封测技术。科技成果评价会议现场。中国工程院院士谭建荣以线上方式参加评价会议。评价专家与项目团队合影。项目产品(局部)。本文图片由朱汉斌拍摄
  • 超级电容器多孔炭首个国际标准发布
    记者24日从中国科学院山西煤炭化学研究所获悉,日前由该所主持,宁波中车新能源科技有限公司、深圳市标准技术研究院及国家纳米科学中心共同参与制定的国际标准——电化学电容器多孔炭(简称电容炭)空白详细规范,经国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会通过,正式对外发布。该标准由中国科学院山西煤炭化学研究所709组技术团队承担制定工作。  这一电容炭领域首个国际材料空白详细规范,全面梳理了材料对器件性能的影响因素,包括电容炭的化学、物理、结构及电化学关键控制特性23项,其中电化学关键控制特性除了比容量、倍率性能等一些短期性能指标,还包括了下游用户更加关心的长期稳定性、温度耐受性等指标。标准对这23项关键控制特性的测试方法进行了详细的阐述,并且通过查阅国际国内标准,对这些测试方法的标准化成熟度进行了归类。  技术团队通过主持该标准的制定,一方面能全方位梳理总结材料影响器件性能的潜在因素,从内部把技术做精做细,另一方面也能促进国内研发人员与技术水平先进的国际公司充分交流,帮助技术升级,从而助力国产电容炭走向国际市场。  电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛用于电力监测通信终端、电网调频和规模储能等领域,拥有广阔的市场前景。然而,我国电化学电容器的关键活性材料——电容炭,长期依赖日韩进口。  近年来,我国电容炭生产技术取得重要突破。中国科学院山西煤炭化学研究所打通电容炭料—材—器—用技术创新链,成功实现成果转移转化,启动500吨电容炭产业化项目建设,目前已进入量产阶段。在电容炭研究过程中,科研人员发现其制备工艺路线长、影响因素繁多、构效关系复杂,缺乏标准文件指导。  基于此,技术团队自2019年向IEC(国际电工委员会)提出制定电容炭空白详细规范国际标准和超级电容器电极片空白详细规范的标准提案,旨在通过一系列高质量的国际标准“组合拳”引导该行业健康快速发展。
  • AEM:高储钠性能超级电容器研究分享
    北京化工大学杨志宇教授AEM:高储钠性能超级电容器研究分享超级电容器因其良好倍率性能、循环性能的可再生能源存储设备,已成为热门的电化学可再生设备。然而,超级电容器的实际应用仍面临能力密度低、性能提升依赖于先进电极材料开发等困难。目前常采用法拉第电极材料,包括过渡金属氧化物、过渡金属氮化物和过渡金属二硫化物等提高超级电容器的能量密度。其中,过渡金属氧化物因具有高理论电容,低成本,环境友好等优势,作为潜力巨大的电极材料应用在超级电容器中。然而半导体性质的过渡金属氧化物仍有固有电子电导率低,充放电过程中容量和倍率性较差等不足,因此如何设计良好的电子结构对于优化过渡金属氧化物的电化学性能至关重要。北京化工大学杨志宇研究员及团队在知名期刊Advanced Energy Materials上发表了题为“Elevating the Orbital Energy Level of dxy in MnO6 via d–π Conjugation Enables Exceptional Sodium-Storage Performance”的文章。过渡金属氧化物 (TMO) 具有固有的低电子电导率,而原子轨道相关的调节对于促进储能应用中的电子转移动力学至关重要。该研究利用 d-π 共轭策略来提高 TMO 的电子电导率。选择具有大共轭体系的酞菁 (Pc) 分子来修饰过渡金属氧化物 (δ-MnO2)。通过密度泛函理论(DFT)模拟,验证MnO2和Pc之间的强d-π共轭可以提高MnO6单元中低能轨道(dxy)的轨道能级,进而提高dxy的氧化还原活性,从而显著提高电化学钠存储性能。结果与讨论作者采用扫描电镜和透射电镜等设备分析材料的形貌结构,X射线能谱分析样品的电子结构和成分信息,紫外可见吸收光谱检测材料在250-800nm波长范围带隙,采用X射线吸收光谱展现材料的边缘结构和精细结构。使用北京卓立汉光仪器有限公司自主研发的Finder Viseta激光显微共聚焦拉曼光谱仪检测原位拉曼光谱,用于揭示其充放电循环过程中结构变化。图1 a)MnO2-Pc合成示意图;b)XRD谱图;c)FTIR光谱图;d)能量损失图;e) TEM图像;f)选定区域电子烟摄图;g)高分辨率TEM图像;h-l)元素映射图图2:a)CV曲线,MnO2-Pc 和MnO2 在20 mV s&minus 1;b)GCD曲线,MnO2-Pc 和MnO2 在 1 Ag&minus 1;c)GCD曲线,MnO2-Pc在不同电流密度下;d)比容量 ,MnO2-Pc和MnO2在不同电流密度下;e)Nyquist图,MnO2-Pc and MnO2;f) CV曲线,MnO2-Pc在不同扫描速率下;g)拟合曲线 h)电流贡献值 i)三次充放电过程中原位拉曼光谱图图3 a-c)pDOS(投影状态密度)曲线;d)轨道能级图;e-f)计算 ELF的DFT切片;g)轨道能级提升和加速电子转移特征示意图。图4 a) MnO2-Pc(阴极)// AC(阳极)ASC原理图。b) 1.0 m Na2SO4溶液中MnO2-Pc和AC的CV曲线。c) 100 mV s&minus 1时不同电位范围的CV曲线。d)不同扫描速率下CV曲线;e) GCD曲线(不同电流密度)。f)本工作中ASC的Ragone图与报道结果进行比较。结论:本文用 Pc 修饰 MnO2 以调节低能轨道 dxy 的轨道能级,并获得了更高的 MnO2-Pc 电化学储能性能。DFT 研究表明,轨道杂化引起的强 d-π 共轭提高了 dxy 的轨道能级并扩展了轨道能量分布,从而促进了电子转移动力学并激活了 dxy 的氧化还原活性。轨道能级提升策略有效地提高了 MnO2-Pc 的电化学 Na+ 存储能力。获得的 MnO2-Pc在 1 A g-1 时显示出 310.0 F g-1 的高比电容,在 20 A g-1 时显示出 211.6 F g-1 的优异倍率容量。这项工作为改进 过渡金属氧化物的电化学 Na+ 存储提供了轨道能级提升策略的机理见解,这种有效的策略可以扩展到储能应用中其他先进电极材料的设计。原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202300384相关产品推荐本研究的拉曼光谱采用Finder系列拉曼光谱仪检测,该系统全新升级为930全自动化拉曼光谱分析系统,如需了解该产品,欢迎咨询。产品链接:https://www.zolix.com.cn/Product_desc/1105_1562.html 作者简介杨志宇,北京化工大学研究员。北京理工大学博士学位,清华大学博士后。主要研究方向为电化学领域。目前的研究方向是 (i)电化学储能,(ii)电催化CO2还原,电催化甲酸氧化和电催化氮还原 (iii)电容除盐。已发表一作、通讯SCI论文60余篇,包括JACS、AEM、AFM、Nano Energy、JEC、Small、CEJ、JMCA、JPS,申请专利7项,授权5项。免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容(含图片)来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们联系,会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确,如有任何疑问,敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。
  • 比奥罗杰参展2016年超级电容器关键材料与技术专题会议
    为发展超级电容器器件及关键材料,促进解决关键科学问题,突破应用瓶颈,进一步推动超级电容器关键材料及技术的发展,促进我国超级电容器行业的健康有序融合与发展,由中国化工学会储能工程专业委员会主办,燕山大学环境与化学工程学院承办的“2016超级电容器关键材料与技术专题会议”于2016年8月25-27日在秦皇岛召开。比奥罗杰携SP-300系列高性能电化学工作站参展了本次会议, SP-300电化学工作站现场测试超级电容器样品表现出的稳定性及精确性让参会的超级电容器科研老师对bio-logic系列电化学工作站表现出浓厚的兴趣,并非常欣赏EC-LAB电化学软件在超级电容器应用上的优化。第一分会场报告实况 Bio-Logic仪器展示 晚宴黄晟副校长致辞 报到大厅
  • 第八届超级电容器及关键材料学术会议顺利召开
    为推动超级电容器器件、关键材料及相关技术的发展,解决瓶颈性问题,促进我国超级电容器行业的持续发展及有序融合,2023第八届超级电容器及关键材料学术会议于2023年7月21-23日在天津滨海丽呈酒店顺利召开。华洋科仪作为大会主要赞助商之一,携法国BioLogic最新系列电化学工作站产品出席了此次会议,吸引了众多参会者纷纷驻足咨询交流,了解最新的技术应用。随着能源危机与环境问题不断加剧,如何开发新的绿色能源已经成为全球关注的大事。超级电容器作为新一代绿色能源技术之一,近年来备受关注。华洋科仪一直致力于为我国各学科领域的前沿科学技术发展贡献一份力量,我司总代理的法国BioLogic电化学工作站及电池测试系统,能够为超级电容器器件及关键材料的科学研究提供完整的解决方案,满足不同用户的需求。华洋科仪报导2023年7月23日
  • 规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展
    p   近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中科院院士包信和团队,以及中科院金属研究所成会明、任文才团队合作,采用丝网印刷方法规模化制备出高度集成化、柔性化、高电压输出的石墨烯基平面微型超级电容器,相关成果发表在《能源与环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。 /p p   微型化、柔性化电子器件的快速发展,让人们对与之匹配的微型储能器件的需求越来越大。然而,单个微型储能器件的输出电压和电流有限,难以满足需要高电压、大电流驱动的电子器件的应用需求,在实际中通常需要将多个储能器件进行串联和(或)并联集成来提高电压和(或)电流。目前集成化储能器件一般需要借助金属连接体,导致器件一体性、机械柔韧性差,加工过程复杂,以及性能难以定制。因此,急需发展新的规模化技术来批量化制备高度集成、性能可定制的微型储能器件。 /p p   在该工作中,研究人员首先发展了一种具有优异流变学和电化学性能的石墨烯导电油墨,然后采用丝网印刷的方法,利用一步法实现了平面型及集成化微型超级电容器的集流体、图案化微电极和器件间导电连接体的制备,大大简化了制作流程,显著提高了集成器件的整体性和机械柔韧性。根据不同的实际应用需求,科研人员不仅可以对集成化微型超级电容器的形状和大小进行有效调控,而且能够实现任意数量平面微型超级电容器的串并联集成,进而有效定制输出电压(几伏至几百伏)和电流(纳安至毫安)。例如,由130个单器件串联得到的微型超级电容器模块,其输出电压可达到100V以上。该工作证明了石墨烯导电油墨可以同时作为集流体、导电连接体,以及高容量电极材料,丝网印刷技术可以高效、规模化地制备出高度集成化、一体化、高电压输出的平面微型超级电容器,获得的模块化器件具有出色的良品率、性能一致性、高电压输出等特征,具有广阔的应用前景。 /p p   上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、大连化物所科研创新基金等的资助。) /p p style=" text-align: center " img title=" W020181210353843556910.jpg" alt=" W020181210353843556910.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/01dbcb67-90ca-4395-a863-2e1d7866840e.jpg" / /p p style=" text-align: center " 规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展 /p
  • 山西煤化所主持的一项超级电容器用材料领域国际标准正式发布
    近日,由山西煤化所主持制定的国际电工委员会(IEC)国际标准IEC/TS 62565-5-2 《Nanomanufacturing – Material Specifications – Part 5-2: Nano-enabled electrodes of electrochemical capacitor – Blank detail specification》正式发布。该标准提案于2018年提出,2020年5月立项,山西煤化所王振兵和陈成猛担任项目组组长,黄显虹作为执行负责人,项目组由来自中国、加拿大、韩国、德国、俄罗斯的十名专家组成,制定过程广泛采纳征求IEC成员国意见,为标准的高适用性和广泛采用奠定了基础。 电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究十余年,打通“材料-器件-应用”产业创新链,在国产化超级电容器用纳米孔结构活性炭材料技术攻关过程中,建立了超级电容器中试平台,用于评估材料的电化学性能,进一步反馈指导材料的研发、生产和质量控制。山西煤化所科研人员发现,超级电容器电极片的制备工艺和理化关键控制特性,不仅能反映原材料的特性,而且直接决定器件的性能,是原材料和器件之间的关键桥梁,因此超级电容器电极片的准确表征对整个产业链的高质量发展十分重要。 目前,国际国内对于超级电容器电极片的标准化仍是空白,亟需标准化的规范引领指导。山西煤化所科研人员基于行业需求,通过研发积累、与产业界广泛深入交流以及对科学文献和标准方法进行系统调研,提出了超级电容器电极片的首个材料规范标准,该标准详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及相应测试方法。 该标准的发布,将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导,促进相关领域行业技术交流、技术合作,并为消除贸易壁垒提供标准支持。同时,该标准是超级电容器电极片的首个国际标准,填补了国际标准化的空白,也为IEC/TC113(国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会)引入了超级电容器的概念,开启了国际电工委在该领域的标准化制定工作,提升了我国在超级电容器用材料领域的国际影响力。
  • 半导体电容器组件三合一智能集成检测装备科技创新成果获评国际先进水平
    3月7日,中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。经专家评价,该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行,特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长,广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长,会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题,该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等,研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能,具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点,填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白,实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测,所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所、广东阿达半导体设备股份有限公司、广东博威尔电子科技有限公司的7位专家组成的评价委员会认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料。经质询和讨论,他们一致认为,该项目成果具有创新性,整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持,受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。该项目获授权发明专利6件、实用新型专利8件和软件著作权6件;主导制订企业标准1项;发表高水平论文2篇。项目成果在国内外头部半导体企业转化应用后,取得了良好的经济效益和社会效益。
  • 大连化物所发表可降解聚合物基超级电容器的综述论文
    近日,我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队发表了有关可降解聚合物基超级电容器的综述文章,系统总结了生物可降解聚合物在超级电容器中的应用现状,并对该领域存在的挑战和机遇进行了展望。   超级电容器在未来可穿戴和可植入电子设备领域具有应用潜力,但用于超级电容器的传统材料往往不可降解,随着其推广应用,将产生大量的电子垃圾,无法满足当今社会日益增长的环保要求。生物可降解聚合物包括天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物,它们在自然条件下可以被分解为无害的小分子,而且优异的生物相容性使其避免了对环境的污染和生物的危害,这些独特的性质若能应用于超级电容器,将对其环境无害化处理产生重要影响。该文章系统地综述了现有生物可降解聚合物的分类、典型结构、性能和制备工艺,并从制备策略和改性方法方面概括了生物可降解聚合物基超级电容器的最新研究进展。在此基础上,文章指出了目前可降解超级电容器发展中亟需解决的问题。该综述对生物可降解聚合物在超级电容器甚至是储能领域的进一步应用有一定的指导作用。   该综述以“Recent Advancements and Perspectives of Biodegradable Polymers for Supercapacitors”为题,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上,该工作的第一作者是我所508组博士后吴鲁和师晓宇。上述工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、我所创新基金等项目的资助。
  • 大连化物所研制高系统性能和高集成度的微型超级电容器模块
    近日,大连化物所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队与单细胞分析研究组(1820组)陆瑶研究员团队,以及中国科学院深圳理工大学、中国科学院金属研究所成会明院士等合作,开发了高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术,研制出具有高系统性能和高集成度的小型单片集成微型超级电容器。   为适应小型化、可穿戴、可植入微电子设备的快速发展,需要发展具有小体积、高集成度、高性能和高兼容度的微型储能器件。平面微型超级电容器由于无需隔膜和外部金属连接线的特殊结构,同时具有可靠的电化学性能和易于调控的连接方式,在微电子领域有着重要的发展潜力。然而,由于缺少可靠的高精度微电极阵列制备和高效的电解液精确沉积技术,大规模制备高集成度、高性能的微型超级电容器仍具挑战。因此,急需发展创新性的微加工技术,来实现规模化、稳定性地制备高度集成、高性能、可定制的微型超级电容器。本工作中,合作团队发展了一种结合高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术的通用可靠策略,实现了高精度微电极阵列的大规模制备和凝胶电解质精确快速添加,研制出具有高面积数密度、高输出电压、性能稳定的集成化微型超级电容器模块。团队首先采用高精度光刻加工技术和高稳定性自动喷涂技术,制备出超小型集成化微型超级电容器,单个器件的面积仅为0.018cm2,器件间距为600μm,实现了面积器件数密度为每平方厘米28个,即3.5×4.1cm2区域内包含400个器件。随后,团队设计并发展了具有优异流变特性的凝胶电解质墨水,采用精确可控的3D打印技术,实现了极小区域内电解质的精确均匀添加,使得相邻单元微器件之间形成良好的电化学隔离,所得集成化微型超级电容器可以稳定输出200V的高电压,单位面积工作电压达75.6V/cm2,是目前已有报到工作的最高值。此外,该微型超级电容器模块在162V的极端工作电压下,循环4000次后,仍然保持92%的初始容量。该工作为超小体积、高电压微型功率源的发展奠定了一定的科学基础。   相关研究成果以“Monolithic integrated micro-supercapacitors with ultrahigh systemic volumetric performance and areal output voltage”为题,于近日发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。该工作的共同第一作者是我所508组博士后王森和1820组博士后李林梅。上述工作得到国家自然科学基金、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、大连市高层次人才创新支持计划、中国博士后科学基金等项目的资助。
  • 工信部:推动电子元器件和电子专用设备及测量仪器等产业协作
    9月20日,工信部举行“新时代工业和信息化发展”系列主题新闻发布会。工信部电子信息司司长乔跃山在会上表示,新一代信息技术产业是国民经济的战略性、基础性和先导性产业。十年来,我国新一代信息技术产业规模效益稳步增长,创新能力持续增强,企业实力不断提升,行业应用持续深入,为经济社会发展提供了重要保障。其中,我国电子信息制造业增加值十年来年均增速达11.6%,营业收入从2012年的7万亿元增长至2021年的14.1万亿元,在工业中的营业收入占比已连续九年保持第一,2021年利润总额达8283亿元;软件和信息技术服务业业务收入从2012年的2.5万亿元增长至9.5万亿元,年均增速达16%,2021年利润总额达1.2万亿元,较2015年翻一番。创新能力持续提升乔跃山表示,十年来,我国新一代信息技术产业创新能力持续提升。集成电路、新型显示、第五代移动通信等领域技术创新密集涌现,超高清视频、虚拟现实、先进计算等领域发展步伐进一步加快。基础软件、工业软件、新兴平台软件等产品创新迭代不断加快,供给能力持续增强。全国软件著作权登记量从2012年的14万件增长至2021年的228万件,年均增长率达36%。同时,我国新一代信息技术产业结构不断优化。乔跃山介绍,2021年,14家中国软件名城软件和信息技术服务业业务收入占全国软件业比重达78.4%,产业集聚效应凸显。手机、彩电、计算机、可穿戴设备等智能终端产品供给能力稳步增长,内需升级趋势明显。如4K电视机加快普及,2021年我国4K电视机出货占比达到72%。国内多条全球最高世代液晶面板生产线投产,全柔性AMOLED面板生产线批量出货,8K超高清、窄边框、全面屏、折叠屏、透明屏等多款创新产品全球首发。此外,十年来,我国新一代信息技术产业赋能、赋值、赋智作用深入显现。“在新冠肺炎疫情期间,健康码、远程办公、协同研发等软件创新应用,有力支撑疫情防控和复工复产。”乔跃山说。集成电路销售额首次突破万亿元集成电路产业是信息产业的核心。乔跃山表示,近年来,在内外资企业的共同努力下,中国集成电路产业规模不断壮大。2021年国内集成电路全行业销售额首次突破万亿元,2018-2021年复合增长率为17%,是同期全球增速的3倍多。产业技术创新能力不断增强,芯片产品水平持续提升,较好地满足了新一代信息技术领域发展需要以及行业应用需求。不过,他坦言,我国集成电路产业仍面临产业基础薄弱、高端芯片供给不足等问题。下一步,工信部将做好《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》落实工作,坚持融合创新,不断为产业发展注入活力,推动产业链各环节的创新发展,做大做强市场;坚持市场导向,充分发挥市场配置资源的决定性作用,努力营造良好产业生态;坚持政策协同,协调落实现有支持政策,加强知识产权保护与运用,持续优化产业发展环境;坚持开放共享,进一步加大开放力度,提升国际合作层次与水平,共同抢抓市场发展机遇,推动集成电路产业实现高质量发展。除了集成电路,种类繁多、应用广泛的电子元器件则是支撑信息技术产业发展的基石,也是保障产业链供应链安全稳定的关键。乔跃山介绍,以多层片式陶瓷电容器(MLCC)为例,每台智能手机平均使用数量超过1000只、每辆新能源汽车使用量超过10000只。他表示,我国电子元器件产业发展成绩斐然,已经形成世界上产销规模最大、门类较为齐全、产业链基本完整的电子元器件工业体系,我国电声器件、磁性材料元件、光电线缆等多个门类电子元器件的产量全球第一,电子元器件产业整体规模已突破2万亿元,在部分领域达到国际先进水平。下一步工信部将继续深入实施《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)》,并与“十四五”制造业有关规划政策加强衔接,充分发挥协调机制作用,共同推动产业高质量发展。尤其是提升高端供给能力,推动骨干企业加快攻关突破,面向5G通信、新能源等领域,加快关键技术研发及产业化。此外,推动电子元器件和电子材料、电子专用设备及测量仪器等加强协作,引导基础电子产业升级。工业软件供给能力提升软件是新一代信息技术的灵魂,是数字经济发展的基础,尤其是国产操作系统的发展情况备受市场关注。在回答中国证券报记者有关国产操作系统问题时,工信部信息技术发展司副司长王建伟表示,在桌面操作系统方面,推动桌面操作系统与国际主流芯片架构和应用软件的兼容适配,加快提升产品功能性能,深化推广应用;在服务器操作系统方面,推动服务器操作系统与主流CPU、数据库、中间件等软硬件的兼容适配,加快提高产品国际竞争力,欧拉操作系统终端部署量超170万套;在移动操作系统方面,支持骨干企业开展核心技术攻关,加快移动操作系统应用推广和生态建设,鸿蒙操作系统装机量已超3亿台。王建伟称,下一步,工信部将深入落实国家软件发展战略,持续加大对操作系统的支持力度,顺应开源发展趋势,强化核心技术突破,培育壮大应用生态,更大力度汇聚产学研用各方力量,推动操作系统创新发展。工业软件在推动制造业数字化转型、赋能实体经济变革中发挥着重要作用。王建伟介绍,近三年,我国工业软件市场规模稳步壮大,供给能力有效提升。全国工业软件产品收入由2019年的1720亿元增长至2021年的2414亿元,年均复合增长率达18.5%。今年1-7月份,我国工业软件产品收入达1219亿元,同比增长8.7%,持续保持增长态势。
  • 大连化物所吴忠帅团队研制出可定制化全3D打印锌离子杂化电容器
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队,提出了通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法,构建全打印可定制水系锌离子杂化电容器的新策略。团队利用该策略,构筑了具有分级多孔结构的高面容量正极,以及无枝晶稳定结构的锌金属负极,制备出高比能、长循环稳定的锌离子杂化电容器。随着定制化电子产品使用的增加,发展高能量密度且形状可定制的电化学储能器件已逐渐成为清洁能源转化和存储的迫切需求。锌离子电化学储能器件因其低氧化还原电位(-0.76 V)、高理论电容(823 mA h/g)、高安全性而引起了广泛关注。锌离子杂化电容器有效结合了锌离子电池和超级电容器的优点,可同时实现高能量密度和高功率密度。然而,水系锌离子杂化电容器仍存在面容量较低、锌枝晶生长及器件形状因子的限制,阻碍了其在实际应用中的进一步发展。本工作中,该团队通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法构建了全打印锌离子杂化电容器,包括多孔微晶格正极、无枝晶的金属锌负极、凝胶电解质和塑料封装。其中,锌负极上打印的金属稳定结构有效地抑制了锌枝晶的生长,延长了锌离子杂化电容器的循环寿命(10000次循环后的电容保持率为100%)。分级多孔正极提高了活性材料的面积负载,从而提高了锌离子杂化电容器的面积电容,所制备的锌离子杂化电容器表现出4259 mF/m2的高面电容和1514 μWh/cm2的高面能量密度。团队结合熔融沉积成型3D打印技术,在构建锌离子杂化电容器的基础上,构筑出了与电极结构相符的封装结构,成功实现了形状可定制的全3D打印锌离子杂化电容器。该工作展现了3D打印技术在可定制化储能器件的应用潜力。相关研究成果以“All 3D Printing Shape-conformable Zinc Ion Hybrid Capacitors with Ultrahigh Areal Capacitance and Improved Cycle Life”为题,于近日发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。上述工作得到国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金、辽宁省中央引导地方专项等项目的资助。文章链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202200341
  • Autosorb-iQ用于石墨烯基超级电容器的研究在《科学》(Science)杂志发表
    德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。这一发现意义深远:它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平,将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。   电化学储能设备中,超级电容器被比喻为“百米运动员”,其能量转移速度和效率都非常高,但是通常储存的电能少 而电池更像是“马拉松运动员”,具有较高的能量存储能力,充放电速度虽然慢但较稳定。“我们合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔,其比表面积达到了3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当),它的导电性也比一般材料高得多。   这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成,于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上。该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员、布鲁克海文国家实验室的科研工作者以及佛罗里达美国康塔仪器公司的科学家也参与了这项工作。   其中,美国康塔仪器公司的Autosorb-IQ和NOVA被用于对合成的新型碳材料的孔结构、孔容和比表面积进行表征,通过研究N2@77K, Ar@87K及CO2@273K不同吸附质、不同吸附温度的实验等温线,可得到包括孔结构在内的丰富信息,与TEM、XRD等实验结果相互印证,为材料合成、应用提供关键信息。     来源:   www.sciencexpress.org / 12 May 2011 / Page 3 / 10.1126/science.1200770
  • 展会回顾 | 助力新能源新材料研发,晶泰科技亮相2024第九届超级电容器及电池关键材料学术会议
    2024 第九届超级电容器及电池关键材料学术会议于 8 月 9~11 日在济南隆重召开!600 多位专家、学者、师生等齐聚美丽的泉城,共享超电界的学术盛宴!晶泰科技自动化商务拓展总监李敬芝受邀出席大会,并作 “晶泰科技,AI+Automation 驱动研发创新” 主题演讲。晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案已应用于 “新能源新材料研发” 领域,如电解液配方研究、无机材料研究、高分子材料研究等科研场景。AI+Automation助力新能源新材料研发晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案可广泛应用在石油化工、新能源、新材料、生物医药等行业领域,提供的自动化产品与服务包含:智慧实验室一站式建设服务、机器人工作站等,已为客户落地构建了药物研发智慧实验室、催化剂研究智慧实验室、无机材料研究智慧实验室以及电解液配方研究智慧实验室等。自 2022 年晶泰科技官宣自动化业务以来,我们深切感受到了大学校园对自动化智能化的迫切需求。晶泰科技非常重视与科研院校在尖端科技领域的合作,一直积极与科研院校专家学者交流互动,探索产学研多元主体的创新协同模式。晶泰科技作为一家在自动化智能化领域的新质生产力代表,积极响应国家及各级政府对新质生产力进校园的号召,期待帮助高校高效完成设备更新、改变固有科研模式,助力人才培养与时代发展接轨,促进科研成果高效转化,打造新质生产力创新生态圈。以锂电领域为例,近年来,我国锂电池产业发展迅速,《锂电池行业规范条件﹙2024年本﹚》对锂电池行业的技术进步和产品质量提升提出更高要求,对电池能量密度、功率密度、循环寿命等性能指标设定了更为严格的标准。电解液是电池的重要组成部分,高通量电解液配方筛选设备可以帮助企业快速找到最佳电解液配方,以提高电池的性能和寿命,降低成本。晶泰科技的电解液自动化配制系统,将自动化技术与手套箱有机结合,可自动完成称量、混合,高通量配液等流程,并通过串联特定功能自动化仪器设备完成电解液配方性能测试,实验结果可追溯,不同电解液性能一目了然,帮助研究人员快速优化电解液配方,以提高电池的性能和效率。晶泰科技人工智能+机器人:助力新能源新材料研发
  • 重大科学仪器开发专项三维数字彩色成像测量仪项目启动
    p   9月11日,国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项“三维数字彩色成像测量仪”项目启动会在广东深圳举行,该项目旨在提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平,进一步推动3D和虚拟现实产业跨部门、跨行业、跨区域研发布局和协同创新。 /p p   这一重大专项由国内3D扫描打印和VR/AR领域的领军企业易尚展示牵头,联合清华大学、北京航空航天大学、深圳大学、南京理工大学、河北工业大学、中航工业长城计量所等国内光学领域顶尖研究院所,针对三维测量仪器设备技术和产品的迫切需求,以关键核心技术和部件的自主研发为突破口,研制技术国际领先、具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的结构光三维数字彩色成像测量仪。项目将在赶超国际一流“三维数字彩色成像测量”技术、进行产品迭代升级等方面形成良好的契机和优势,并在树立行业创新标杆方面发挥积极作用。 /p p   项目实施后,能大幅提升我国三维数字化科学仪器设备的可持续发展能力和核心竞争力,极大推动我国3D扫描打印产业和虚拟现实产业的发展,为我国博物馆文物三维数字化提供核心装备,加速推动3D虚拟电商发展,提升国内3D创客教育领域的整体装备水平。 /p p /p
  • 丹迪发布数字图像相关DIC应变测量仪新品
    仪器简介:DIC(Digital Image Correlation)数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术,该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备,该设备不与被测物体表面发生接触,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数:测量维度:二维、三维测量区域:1mm×1mm—1m×1m(该区间外也可测量,但测量精度会相应下降)测量精度:位移(1μm),应变(0.01%)主要特点:精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点:1、新型的光学测量仪器,无接触测量材料的位移和应变 2、测量结果准确,每个结果均含有一个置信区间 3、测量时间短,系统操作简单、标定程序简单
  • 【新品主推】粮食水分测量仪的应用与发展趋势
    点击此处可了解更多产品详情:粮食水分测量仪  随着科技的不断发展,粮食水分测量仪在农业生产中得到了广泛的应用。该仪器利用物理和化学方法,快速准确地测量粮食的水分含量,为农业生产提供了重要的参考依据。    一、粮食水分测量仪的原理    粮食水分测量仪的原理主要基于电学和近红外原理。电学方法主要利用粮食的导电性与其含水量的关系,通过测量粮食的电导率或介电常数来推算其水分含量。近红外原理则是利用近红外光谱技术,通过分析粮食对特定波长光线的吸收和反射特性,来推断其水分含量。    二、电学方法原理    电学方法中,常用的有电阻式和电容式两种。电阻式水分测量仪利用粮食的导电性,通过测量电阻值与水分含量的关系来推算水分。电容式水分测量仪则是利用粮食的介电常数与其含水量的关系,通过测量电容值来推算水分。    三、近红外原理    近红外光谱技术是利用粮食中水分子对近红外光线的吸收特性来推断水分。该技术具有非破坏性、快速准确等优点,但也存在着对样品颜色、颗粒大小等因素敏感的问题。为提高测量的准确性和稳定性,常采用光谱预处理、多元回归等方法进行校正和优化。    四、粮食水分测量仪的应用与发展趋势    粮食水分测量仪在农业生产、粮食储存和加工等领域有着广泛的应用。通过准确测量粮食的水分含量,可以指导农业生产和储粮工作,避免因水分过高导致霉变或水分过低影响口感等问题。未来随着科技的不断进步和应用需求的提高,粮食水分测量仪将向着更加智能化、高精度、快速响应等方向发展。同时,随着物联网技术的普及,粮食水分测量仪将与智能农业系统相结合,实现远程监控和智能化管理,进一步提高农业生产效率和管理水平。    五、结论    粮食水分测量仪作为一种快速、准确的测量方法,对于农业生产具有重要意义。了解其工作原理和应用特点,有助于更好地选择和使用适合的水分测量仪,为农业生产提供科学依据。未来随着技术的不断创新和发展,相信粮食水分测量仪在农业生产和科研领域将发挥更大的作用,为实现农业现代化作出积极贡献。【新品主推】粮食水分测量仪的应用与发展趋势
  • 申贝发布环境氡测量仪新品
    环境氡测量仪PRn700仪器符合新标准GB 50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》少量抽气—静电收集-射线探测器法GB/T 14582-93《环境空气中氡的标准测量方法》 T/CECS 569-2019《建筑室内空气中氡检测方法标准》的测量原理和要求。环境氡测量仪PRn700采用泵吸-静电收集-半导体传感器-α能谱分析法氡测量仪。基于Android4.4系统全触控操作,用于空气、土壤、氡析出率等氡活度定量测量。应用领域环境空气、土壤、水等氡体积活度及土壤、建材等表面氡析出率的测量。可用于环境监测、地质找矿、辐射防护、核事故监测、辐射剂量评价、地震预报及教学等。仪器特点精致、轻巧 、便携: 外型尺寸(275x220x167)mm,重量2.5kg。先进、准确、可靠:PRn700环境氡测量仪为静电收集-半导体传感器-α能谱分析法氡测量仪。通过泵吸将被测量气体(空气)吸入静电收集室内,在静电收集室内通过高压电场将222Rn的一代衰变产物RaA(218Po)吸附于半导体α射线传感器的表面(阴极),通过能谱分析,测量RaA的α粒子线计数率,定量测量222Rn的体积活度。采用用222Rn的短半衰期子体(218Po半衰期为3分钟)的α粒子的能谱测量,可能有效解决土壤氡测量过程中钍射气干扰,同时,由于被测量的子体半衰期短,在进行高活度(例如土壤氡)测量时,探测器能的较短时间内(典型条件下小于30分钟)恢复到低本底状态。内置气候传感器,可精确测量静电室内气体温度、温度、大气压强,用于指示干燥器状态,气体体积修正及温度-吸附率修正。智能、易用:PRn700环境氡测量仪采用基于ARM处理器与Android4.4系统的智能触控平台完成数据获取、处理、显示打印等,这使得PRn700系列智能环境氡测量仪具有图像、声音、有线\无线网络、触控感应等多种直观友好的人机交互模式。基于ARM处理器与Android4.4操作系统构成的计算机平台拥有强大的数据处理能力,WIFI、蓝牙、USB(HOST\DEVICE模式)、RJ45、RS232等丰富的数据连接模式,支持用户更新软件。智能背光、无任务自动关机、关键操作确认等符合主流智能触控设备操作模式的软件设计,产品易操控,使用者经过短时简单的摸索即可正确操作作用本设备。手持式蓝牙打印机,自粘贴式报告标签。一键打印,一撕一粘即可完成数据的保存 。主机即可为打印机提供充电服务,免去野外打印机无处充电的尴尬!配套、功能齐全配备有各种专业附件,用于土壤、建材、水等氡活度测量。成熟可靠的技术方案、高度集成化的平台、成熟的软件环境,因此、设备结构紧凑性能更可靠。技术指标1. 静电室:容积700ml,静电场高压2500~3000V 2. 探测器:半导体平面硅探测器,有效探测器面积572mm2;α粒子能量测量范围为0~10(MeV),能量分辨率37KeV(FWHM);3. 本底计数率:≤0.01cpm ;4. 探测灵敏度:0.2 cpm /pCi/L;5. 探测下限:≤3.7Bq/m3;6. 测量范围:0.1~25000pCi/L (3.7Bq/m3~925000Bq/m3);7. 测量不确定度:≤10%(k = 2); 测量范围:空气氡: (3.7~10000)Bq/ m3;土壤氡: (300~300000)Bq/ m3;水中氡: (0.003~100.00)Bq/L;氡析出率:(0.001~10.000)Bq/[m2• s] ;8. 体积活度响应年偏移量:≤±20%;9. 相对固有误差:≤±20%;10. 电 源:锂离子充电池:11.1V、5400mA/h。充电器输入:AC(110~240)V、输出:12.6V/2A; 11. 工作环境温度:(5~40)℃ 湿度:≤90%RH;12. 显 示 器:5.5寸5点电容触控液晶显示屏; 13. 取气方式:主动泵吸式 ,泵气速率:2L/min(无真空负载);14. 测量时间(典型条件下):空 气 氡:120min 、土 壤 氡:17min 、氡析出率:300 min (不含集气收集时间);15. 尺 寸: (330 × 210 × 170)mm ;16. 重 量:2.5 ㎏(含设备防护箱、过滤器、充电器);17.气候传感器:温度:测量范围(0~50℃) ,精度±0.5℃;压力:测量范围(300~1100) hPa ,精度±1.0 hPa;湿度:测量范围(0~100)%RH ,精度±3 %RH。注:上述参数仅为一般性参数,具体到某一台设备时可能会有特殊要求,请以合同或招投标文件表述为准。仪器配置1.PRn700系列智能环境氡测量仪主机一台;2.管道式干燥器一只;3.充电器一只;4.过虑器一只; 5.蓝牙热敏打印机一台(选配);6.土壤聚气钎杆一套(打孔取气各一根)(选配);7.氡析出率测量附件一套(选配);8.水中氡测量附件一套(选配);9.仪器校准证书一份;10.检验合格证一份;11.用户使用手册一份;注:上述配置为常规配置,仅供参考。根据用户需求不同配置也会不同,实际请以销售合同或投标文件为准。创新点:仪器符合:新标准:GB 50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》T/CECS 569-2019《建筑室内空气中氡检测方法标准》的测量原理和要求。创新点:采用用222Rn的短半衰期子体(218Po半衰期为3分钟)的α 粒子的能谱测量,可能有效解决土壤氡测量过程中钍射气干扰,同时,由于被测量的子体半衰期短,在进行高活度(例如土壤氡)测量时,探测器能的较短时间内(典型条件下小于30分钟)恢复到低本底状态。环境氡测量仪
  • 案例遴选!采用机器视觉、先进测量仪器等技术推动试验检测数字化和智能化
    为增强工业和信息化质量管理能力、推动质量技术创新应用、提升产品可靠性水平,及时发现、总结、推广一批示范性强的先进经验,工业和信息化部组织开展2023年度工业和信息化质量提升典型案例遴选工作。   一、征集方向   (一)质量管理能力。   企业贯彻实施GB/T 19000、GB/T 19004、GB/T 19024等先进标准,建立先进质量管理体系,加快质量管理数字化,不断提高质量改进能力,实现质量效益有效提升。征集方向包括:   1.质量管理体系有效性。树立追求卓越的质量理念,确保GB/T19000质量管理体系有效运行,发挥企业最高管理者作用,优化质量组织体系和管控模式,调动全员参与质量提升,不断提高质量管理能力的解决方案。   2.企业持续成功的能力。贯彻实施GB/T 19004等先进标准,持续健全制度机制,建设质量文化,创新方法应用,加强过程识别、管理和验证,采用策划、实施、检查、处置(PDCA)模式开展持续改进,确保达成质量目标、实现持续成功的解决方案。   3.质量管理数字化。运用数字技术对质量数据进行采集、存储、处理和分析,实施质量预防和改进,推进供应链管理数字化,开展数字化质量追溯,实现生态圈质量协同、开放合作、模式创新的解决方案。   4.全过程质量绩效水平。依据GB/T 19024等标准,有效识别质量绩效指标,采用先进质量方法工具,加强对用户满意度、产品合格率、平均缺陷率、质量损失率、市场占有率等关键指标的度量、监测、分析和评价,不断提升质量管理财务和经济效益的解决方案。   (二)质量技术创新应用。   加强质量技术创新,开展质量设计技术、过程控制方法与工具、试验检测技术、运维保障技术等攻关和应用,不断提高产品质量水平。征集方向包括:   1.质量设计。应用人工智能、虚拟现实、增强现实等技术,搭建数字孪生模型,加强可靠性设计与仿真,开展基于或高于用户需求的质量设计,实现关键质量指标的设计优化,从源头防止质量风险、解决质量问题的解决方案。   2.质量控制。应用数字化技术,开展全流程质量在线监测、诊断与优化,实施关键过程智能分析、精准控制、设备远程监测和智能运维,实现制造过程的数字化控制、网络化协同和智能化管理,持续增强生产过程质量控制水平,提升产品制造可靠性、一致性、稳定性的解决方案。   3.质量检测。采用机器视觉、人工智能、先进测量仪器等技术推动试验检测数字化和智能化,加快在线检测、智能检测等先进方法工具的创新应用,提高质量检验检测效率、覆盖率和准确性的解决方案。   (三)可靠性提升。   落实《制造业可靠性提升实施意见》,围绕机械、电子、汽车及其他相关行业企业实施可靠性工程,推动产品可靠性提升。征集方向包括:   1.可靠性管理。通过企业可靠性工作计划、可靠性评审、故障报告分析和纠正措施系统、故障审查组织、可靠性增长管理等实施应用,实现产品可靠性提升的解决方案。   2.可靠性工程技术。通过可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验验证、可靠性仿真等方法以及数字技术应用实现产品可靠性提升的解决方案。   3.可靠性工具。通过测量仪器、可靠性软件工具、可靠性试验设备的开发或改造升级试验检测设施等,实现产品可靠性提升的解决方案。   4.可靠性“筑基”和“倍增”攻关。通过核心基础零部件、核心基础元器件、关键基础软件、关键基础材料及基础工艺的可靠性攻关,实现整机系统的可靠性关键指标和水平提升的解决方案。   5.产业链供应链可靠性保障。通过加强产业链供应链可靠性管理,如产业链供应链管理、可靠性指标传递机制等,实现产业链供应链可靠性水平提升的解决方案。   二、申报要求   (一)申报主体应在中华人民共和国境内注册登记,具有独立法人资格。申报主体近三年财务状况良好,在信用等方面无不良记录。   (二)应用案例应具有较强的代表性、示范性、创新性和可推广性,对相关行业、供应链质量或企业质量提升具有较强借鉴意义和推广价值。   (三)申报材料应客观真实,体现工业和信息化质量提升的技术特点,聚焦实际场景应用需求和重点问题。   (四)每个申报主体限申报1项。   三、工作程序   (一)申报。按照自愿参与原则,申报单位可向所在地省级工业和信息化主管部门、相关行业协会提交《工业和信息化质量提升典型案例申报书》(附件1)。各单位组织对本地区(行业)企业申请进行初审,每单位每个方向推荐数量原则上不超过5个,并于9月28日前将正式推荐意见及《工业和信息化质量提升典型案例汇总表》(附件2)报工业和信息化部。被推荐企业需通过申报平台(https://www.miitqb.cn)提交电子版材料。   (二)评审。工业和信息化部组织专家进行评审,按程序确定、公示、发布典型案例名单。   (三)宣传推广。开展专题培训、现场考察等分享交流活动。依托部属新闻媒体、“两微一端”平台渠道,择优宣传典型案例。   (四)有关支持。鼓励各级工业和信息化主管部门针对应用成果突出、推广价值较高的典型案例,从项目审批、政策资金等方面对项目提供支持,不断推动产品质量提升。
  • 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。
  • 精密测量仪器产业发展与制造业数字化转型的思考与建议——访中国计量测试学会秘书长马爱文
    近日,第3届高端测量仪器国际论坛暨第13届精密工程测量与仪器国际会议(IFMI & ISPEMI 2024)在山东青岛成功举办。会议邀请各国精密工程测量与仪器领域的高层科学家、专家与业界领袖,就国际精密工程测量与仪器领域面临的重大机遇、重大科学问题和关键技术问题展开深入研讨,展望其未来发展方向和技术路线等。会议期间,仪器信息网特别策划了专访环节,荣幸地邀请到了中国计量学会秘书马爱文,就我国精密测量仪器产业发展现状与建议、精密测量技术未来发展方向、制造业转型升级面临的挑战等话题展开分享。国产精密测量仪器产业发展面临瓶颈马爱文秘书长表示,“国内精密测量仪器的发展正面临瓶颈期。从更宏观的视角审视,精密测量技术是社会发展水平的缩影。我们过去常言,测得准才能造得精。这意味着,只有不断推进高精度测量仪器的研发与应用,才能引领产品向更高质量、更高精度迈进。以机械制造业为例,要实现高精尖产品的制造,其背后的工业母机必须具备远超产品本身的精度标准,而测量技术则需再上一层楼,至少达到母机精度的三分之一以上额外精度,方能确保产品的质量。然而,不可否认的是,我国在机械加工领域,包括精度、可靠性等方面,仍面临诸多挑战,这也在一定程度上折射出我国精密测量仪器及其技术与国际先进水平之间的显著差距。更为严峻的是,国际上的高精度产品禁运政策,如同一道无形的壁垒,严重制约了我国多个产业,尤其是高精度仪器仪表产业的发展。但我坚信,挑战与机遇并存,中华民族自古以来便以坚韧不拔、勇于探索著称,面对重重困难,我们定能迎难而上,研发出具有自主知识产权的高精度测量仪器,满足社会高质量发展的迫切需求。”多措并举,推动精密仪器产业高质量发展马爱文秘书长进一步谈到:“推动精密仪器产业的全面发展,需采取多维度策略,首要且核心的是计量测试技术的坚实基础。2018年国际单位制迎来重大变革,将七个基本量被定义于基本物理常数之上,为全球测量技术领域树立了统一的基准线。然而,要精准定义这七个基本量、构建坚实的计量基准体系,仍面临漫长且艰巨的探索之路。鉴于此,国家应聚焦基础研究,攻克计量基准难题,研发高精度仪器,为技术转化与社会应用奠定基础。同时,仪器仪表产业需加大科研投入,加速成果转化,将创新应用于实践。国家与产业界共同努力,才能推动我国精密仪器产业的蓬勃发展。高精密测量仪器的性能,实为整个产业技术水平的集中展现。其内部集成的芯片、精密齿轮及诸多基础零部件,其性能与品质直接决定了仪器的测量精度。这些部件共同构建了一个精密而复杂的产品系统,而系统性问题的解决,如误差调控,便成为推动仪器仪表产业向前发展的关键所在。以激光干涉仪为例,其高精度的实现同样依赖于多元零部件的精密配合。因此,零部件的质量、设计思路、制造工艺等因素,均对精密测量仪器的整体精度产生影响。中国若要在高精度测量仪器领域取得突破,不仅需计量部门的不懈努力,更需整个产业链上下游的协同提升。近年来,我持续关注国产仪器与国外同行在性能与市场上的差距。从设计等多个维度来看,国产仪器已在众多领域展现出替代进口产品的强劲实力。然而,在稳定性和可靠性方面,国产仪器及设备存在一定短板。以机床制造为例,德国机床采用经过30年应力消除的钢材制作导轨,以确保长期精度稳定,而国内企业往往难以达到这种高标准,甚至存在直接使用未经充分应力消除的钢材制作导轨的情况。这直接导致机床在使用一两年后,因应力变化而影响测量精度,发生精度漂移。此现象并非个例,也广泛存在于各类精密测量与测试设备中。国产设备在初期往往表现出色,但长期使用后精度下降的问题较为突出。尽管国家已建立了严格的检定校准制度作为外部保障,但提升设备自身的稳定性和可靠性才是治本之策。此外,在科研领域,前沿理论的探索与现场实际应用的紧密结合也至关重要。针对仪器设备在不同应用环境下的性能变化,特别是测量精度的波动及其对最终结果的潜在影响,亟需深入探究。当前,我国计量体系已臻完善,国家计量院专注于计量基准的研究,各省计量院则负责计量标准的制定。同时,众多高校与科研院所也在测量技术领域深耕细作。我们应凝聚各方智慧与力量,共同推动高精度测量技术及仪器的研发与转化进程,以切实满足企业及社会发展的实际需求。当前,国家高度重视这一领域的协同发展,通过NQI等支撑项目,积极促进产学研深度融合,确保企业界的广泛参与。”AI与量子测量赋能精密测量技术发展聚焦精密测量技术,仪器厂商正积极拥抱人工智能(AI)技术,通过深度融合与创新应用,实现测量精度与效率的双重提升。对此,马爱文秘书长认为,人工智能与精密测量之间相辅相成,不可分割。精密测量借助人工智能的算法优化,显著提升了测量精度;然而,若过度聚焦于人工智能,可能导致对测试技术基础工艺及零部件材料研究的忽视,从而限制了测量技术的整体进步。因此,他强调两者应形成良性的互动循环,人工智能为精密测量提供算法支持,精密测量则为人工智能算法提供精确数据,共同推动整个系统性能的大幅提升。在探讨精密测量的未来发展方向时,马爱文秘书长则表示:“量子测量技术无疑是一个极具潜力和前瞻性的领域。随着2018年国际单位制中七个基本单位全面基于基本物理常数重新定义,人类社会正式迈入了量子时代,极大地促进了量子测量技术的发展。量子测量技术,简而言之,是利用量子、原子、分子等微观粒子作为测量工具,依托其独特的物理特性(如体积小、能量高、带电性、磁性等)来精确感知和测量外界环境的变化。这一技术因其极高的灵敏度,在精密测量领域展现出前所未有的优势,被视为未来发展的重要方向。然而,量子测量仍需攻克诸多技术难题,如离子干涉、离子阱的精确控制、单控温色芯技术的突破等。这些技术挑战要求我们在研发过程中不断创新,攻克难关,以实现量子测量技术的突破与应用。尽管如此,量子测量的潜力和价值不容忽视。它将成为人类认知世界、利用自然规律的重要工具。因此,我衷心希望仪器仪表产业能够紧跟量子测量技术的发展步伐,积极投入研发创新,推出具有自主知识产权的量子测量产品与设备。”精密测量:筑牢数字化与智能化转型的基石2024年3月,工信部等七部门联合印发《推动工业领域设备更新实施方案》,围绕推进新型工业化,以大规模工业设备更新为抓手,实施制造业技术改造升级工程,以数字化转型和绿色化升级为重点,推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。针对此重大举措,马爱文秘书长发表了深刻见解:“数字化转型是一个多维度、深层次的变革过程。基于我在工业计量与测量领域的研究,以及对众多工业企业的实地考察,我深刻体会到,我国工业发展尚处在1.0至2.0的初级阶段,数字化与智能化水平与国际前沿存在显著差距,这主要受限于历史工业基础薄弱。然而,值得注意的是,国内大型企业已积极投身数字化、智能化、网络化转型,并初显成效,特别是在汽车制造业中,智能化技术的应用彻底革新了这一传统行业。关于精密测量技术,对于大多数工业企业而言,当前或许并不需要过于高端的测量设备;但在高端装备制造领域,如芯片制造与航空航天关键部件(如齿轮)的制造中,高精度测量仪器不可或缺。这种高精度需求推动了精密测量技术的发展,反过来精密测量技术也促进了工业企业的智能化与快速化进程。传感器作为智能化的基石,其高精度制造同样离不开先进测量技术的有力支撑。因此,精密测量技术与工业智能化之间形成了相辅相成、共同发展的良性循环。工信部最新推出的大规模设备更新政策,旨在通过优化生产工艺与流程,引领工业企业借助数字化转型实现制造质量的提升。在此过程中,我强烈建议加强对测量仪器与设备的集成应用,将其直接嵌入生产流程,确保产品质量的显著提升。以汽车制造业为例,高精度测量技术是机床与机器人高效运作的关键。只有确保机器人装配精准无误,才能组装出高质量汽车。因此,我们必须将计量与高精度测试技术融入设备更新与工艺改造之中,确保每一次升级都是对品质追求的深刻实践,而非简单的设备替换。此外,国家大力倡导的数字化转型及大数据应用,其根基源自精准的测量技术,特别是稳定可靠的高精度数据。这些数据不仅是提升产品质量的基石,也是节能减排、精细化管理及应对气候变化等战略决策的重要依据。因此,我们呼吁将计量与测试技术贯穿于产品全生命周期的每一个环节,从设计、研发、制造到检验、报废,全程赋能产业升级,减少资源浪费,促进可持续发展。同时,这也为测量仪器制造企业与供应商带来了前所未有的发展机遇,但前提是他们必须持续提供高质量的产品与服务,以满足市场的测量需求。”采访中,马爱文多次强调,精密测量技术不仅是产业升级的基石,更是国家高端科研不可或缺的支撑。作为科学研究的先行者,高精度的测量仪器应广泛服务于各科研领域,提供可靠的测量手段。与此同时,智慧城市、智慧交通、医疗及生命科学等领域都离不开精密的测量设备与仪器。我衷心希望,全国的仪器仪表制造企业能够瞄准社会需求,研发出更多高质量、高性能的测量仪器设备,共同促社会进步与发展。
  • 几何尺寸测量仪
    产品名称:几何尺寸测量仪产品品牌:EVM-G系列产品简介:本系列是一款高精度影像测量仪,结合传统光学与影像技术并配备功能完备的2.5D测量软件。可将以往用肉眼在传统显微镜下观察到的影像传输到电脑中作各种量测,并将测量结果存入电脑中以便日后存档或发送电子邮件。其操作简单、性价比高、精确度高、测量方便、功能齐全、稳定可靠。适用于产品检测、工程开发、品质管理。在机械加工、精密电子、模具制造、塑料橡胶、五金零件等行业都有广泛使用。产品参数:u 变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率40X~400X连续可调,物方视场:10.6-1.6mm,按客户要求选配不同倍率物镜。u 摄像机:配备低照度SONY机芯1/3′彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。可以升级选配1/2′CMOS130万像素摄像机。u 底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。u 光栅尺:仪器平台带有高精度光栅尺(X,Y,Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。u 光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。u 导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高,移动平稳轻松。u 丝杆:X,Y轴工作台均使用无牙光杆摩擦传动,避免了丝杆传动的间隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动,提高工作效率。 工作台仪器型号EVM-1510GEVM-2010GEVM-2515GEVM-3020GEVM-4030G金属台尺寸(mm)354×228404×228450×280500×330606×466玻璃台尺寸(mm)210×160260×160306×196350×280450×350运动行程(mm)150×100200×100250×150300×200400×300仪器重量(kg)100110120140240外型尺寸L*W*H756×540×860670×660×950720×950×1020 影像测量仪是建立在CCD数位影像的基础上,依托于计算机屏幕测量技术和空间几何运算的强大软件能力而产生的。计算机在安装上专用控制与图形测量软件后,变成了具有软件灵魂的测量大脑,是整个设备的主体。它能快速读取光学尺的位移数值,通过建立在空间几何基础上的软件模块运算,瞬间得出所要的结果;并在屏幕上产生图形,供操作员进行图影对照,从而能够直观地分辨测量结果可能存在的偏差。影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色镜头、连续变倍物镜、彩色显示器、视频十字线显示器、精密光栅尺、多功能数据处理器、数据测量软件与高精密工作台结构组成的高精度光学影像测量仪器。仪器特点采用彩色CCD摄像机;变焦距物镜与十字线发生器作为测量瞄准系统;由二维平面工作台、光栅尺与数据箱组成数字测量及数据处理系统;仪器具有多种数据处理、显示、输入、输出功能,特别是工件摆正功能非常实用;与电脑连接后,采用专门测量软件可对测量图形进行处理。仪器适用于以二维平面测量为目的的一切应用领域。这些领域有:机械、电子、模具、注塑、五金、橡胶、低压电器,磁性材料、精密五金、精密冲压、接插件、连接器、端子、手机、家电、计算机(电脑)、液晶电视(LCD)、印刷电路板(线路板、PCB)、汽车、医疗器械、钟表、螺丝、弹簧、仪器仪表、齿轮、凸轮、螺纹、半径样板、螺纹样板、电线电缆、刀具、轴承、筛网、试验筛、水泥筛、网板(钢网、SMT模板)等。ISO国际标准编辑影响影像测量仪精度的因素主要有精度指示、结构原理、测量方法、日常不注意维护等。 中国1994年实行了国际《坐标测量的验收检测和复检测量》的实施。具体内容如下:第1部分:测量线性尺寸的坐标测量机 第2部分:配置转台轴线为第四轴的坐标测量机 第3部分:扫描测量型坐标测量机 第4部分:多探针探测系统的坐标测量机 第5部分:计算高斯辅助要素的误差评定。 在测量空间的任意7种不同的方位,测量一组5种尺寸的量块,每种量块长度分别测量3次所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。允许探测误差(MPEP):25点测量精密标准球,探测点分布均匀。允许探测误差MPEP值为所有测量半径的值。ISO 10360-3 (2000) “配置转台轴线为第四轴的坐标测量机” :对于配备了转台的测量机来说,测量机的测量误差在这部分进行了定义。主要包含三个指标:径向四轴误差(FR)、切向四轴误差(FT)、轴向四轴误差(FA)。ISO 10360-4 (2003) “扫描测量型坐标测量机” :这个部分适用于具有连续扫描功能的坐标测量机。它描述了在扫描模式下的测量误差。大多数测量机制造商定义了"在THP情况下的空间扫描探测误差"。在THP之外,标准还定义了在THN、TLP和TLN情况下的扫描探测误差。 沿标准球上4条确定的路径进行扫描。允许扫描探测误差MPETHP值为所有扫描半径的差值。THP说明了沿已知路径在密度的点上的扫描特性。注:THP的说明必须包括总的测量时间,例如:THP = 1.5um (扫描时间是72 秒)。ISO 10360-4 进一步说明了以下各项定义:TLP: 沿已知路径,以低密度点的方式扫描。THN: 沿未知路径,以高密度点的方式扫描。TLN: 沿未知路径,以低密度点的方式扫描。几何尺寸测量仪工作原理影像测量仪是基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术,具有点哪走哪自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量的功能,影像地图目标指引,全视场鹰眼放大等优异的功能。同时,基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程,可以满足清晰影像下辅助测量需要,亦可加入触点测头完成坐标测量。支持空间坐标旋转的优异软件性能,可在工件随意放置或使用夹具的情况下进行批量测量与SPC结果分类。全自动影像测量仪编辑全自动影像测量仪,是在数字化影像测量仪(又名CNC影像仪)基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能,融合机器视觉软件的设计灵性,属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标扫描测量与SPC结果分类,满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求:更高速、更便捷、更的测量需要,解决制造业发展中又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段,具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意,拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能,依托数字化仪器高速而的微米级走位,可将测量过程的路径,对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程,结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能,可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点,具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位,频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来,成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式,并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图,实现点哪走哪的全屏目标牵引,测量结果生成图形与影像地图图影同步,可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差,并对其进行标定,从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪有着友好的人机界面,支持多重选择和学习修正。全自动影像测量仪性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。选购方法编辑有许多客户都在为如何挑选影像测量仪的型号品牌所困扰,其实最担心就是影像测量仪的质量和售后。国内影像测量仪的生产商大部分都集中在广东地区,研发的软件功能大部分相似,客户可以不用担心,挑选一款能够满足需要测量的产品行程就行了。根据需要来选择要不要自动或者手动,手动的就比较便宜,全自动的大概要比手动贵一倍左右。挑选影像测量仪最重要看显像是不是清晰,以及精度是否达标(一般精度选择标准为公差带全距的1/3~1/8)。将所能捕捉到的图象通过数据线传输到电脑的数据采集卡中,之后由软件在电脑显示器上成像,由操作人员用鼠标在电脑上进行快速的测量。有的生产商为了节约成本可能会采用国产的,造价比较低,效果就稍微差点。常见故障及原因编辑故障1)蓝屏;2)主机和光栅尺、数据转换盒接触不良造成无数据显示;3)透射、表面光源不亮;4)二次元打不开;5)全自动影像测量仪开机找不到原点或无法运动。原因由于返厂维修周期长,价格昂贵,最重要的是耽误了客户的正常的工作。造成问题出现的原因很多,但无外乎以下原因:1)操作软件文件丢失或CCD视频线接触不良;2)光栅尺或数据转换盒损坏;3)电源板损坏;4)加密狗损坏或影像测量仪软件操作系统崩溃。以上问题可能是只出现一个,也有可能几个问题一起出现。软件种类编辑二次元测量仪软件在国内市场中种类比较多,从功能上划分主要有以下两种:  二次元测量仪测量软件与基本影像仪测量软件类似,其功能特点主要以十字线感应取点,功能比较简单,对一般简单的产品二维尺寸测量都可以满足,无需进行像素校正即可直接进行检测,但对使用人员的操作上要求比较高,认为判断误差影响比较大,在早期二次元测量软件中使用广泛。  2.5D影像测量仪在影像测量领域我们经常可以听到二次元、2.5次元、三次元等各种不同的概念,所谓的二次元即为二维尺寸检测仪器,2.5次元在影像测量领域中是在二维与三维之间的一种测量解决方案,定义是在二次元影像测量仪的基础上多加光学影像和接触探针测量功能,在测量二维平面长宽角度等尺寸外如果需要进行光学辅助测高的话提供了一个比较好的解决方案。仪器优点编辑1、装配2个可调的光源系统,不仅观测到工件轮廓,而且对于不透明的工件的表面形状也可以测量。2、使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热而变形所产生的误差。3、工件可以随意放置。4、仪器操作容易掌握。5、测量方便,只需要用鼠标操作。6、Z轴方向加探针传感器后可以做2.5D的测量。测量功能编辑1、多点测量点、线、圆、孤、椭圆、矩形,提高测量精度;2、组合测量、中心点构造、交点构造,线构造、圆构造、角度构造;3、坐标平移和坐标摆正,提高测量效率;4、聚集指令,同一种工件批量测量更加方便快捷,提高测量效率;5、测量数据直接输入到AutoCAD中,成为完整的工程图;6、测量数据可输入到Excel或Word中,进行统计分析,可割出简单的Xbar-S管制图,求出Ca等各种参数;7、多种语言界面切换;8、记录用户程序、编辑指令、教导执行;9、大地图导航功能、刀模具专用立体旋转灯、3D扫描系统、快速自动对焦、自动变倍镜头;10、可选购接触式探针测量,软件可以自由实现探针/影像相互转换,用于接触式测量不规则的产品,如椭圆、弧度 、平面度等尺寸;也可以直接用探针打点然后导入到逆向工程软件做进一步处理!11、影像测量仪还可以检测圆形物体的圆度、直线度、以及弧度;12、平面度检测:通过激光测头来检测工件平面度;13、针对齿轮的专业测量功能14、针对全国各大计量院所用试验筛的专项测量功能15、图纸与实测数据的比对功能维护保养编辑1、仪器应放在清洁干燥的室内(室温20℃±5℃,湿度低于60%),避免光学零件表面污损、金属零件生锈、尘埃杂物落入运动导轨,影响仪器性能。2、仪器使用完毕,工作面应随时擦干净,再罩上防尘套。3、仪器的传动机构及运动导轨应定期上润滑油,使机构运动顺畅,保持良好的使用状态。4、工作台玻璃及油漆表面脏了,可以用中性清洁剂与清水擦干净。绝不能用有机溶剂擦拭油漆表面,否则,会使油漆表面失去光泽。5、仪器LED光源使用寿命很长,但当有灯泡烧坏时,请通知厂商,由专业人员为您更换。6、仪器精密部件,如影像系统、工作台、光学尺以及Z轴传动机构等均需精密调校,所有调节螺丝与紧固螺丝均已固定,客户请勿自行拆卸,如有问题请通知厂商解决。7、软件已对工作台与光学尺的误差进行了精确补偿,请勿自行更改。否则,会产生错误的测量结果。8、仪器所有电气接插件、一般不要拔下,如已拔掉,则必须按标记正确插回并拧紧螺丝。不正确的接插、轻则影响仪器功能,重则可能损坏系统。测量方式编辑1、物件被测面的垂直测量2、压线相切测量3、高精度大倍率测量4、轮廓影像柔和光测量5、圆及圆弧均匀取点测量精密影像测绘仪测量软件简介:绘图功能:可绘制点、线、圆、弧、样条曲线、垂直线、平行线等,并将图形输入到AutoCAD中,实现逆向工程得到1:1的工程图。自动测绘:可自动测绘如:圆、椭圆、直线、弧等图形。具有自动寻边、自动捕捉、自动成图、自动去毛边等功能,减少了人为误差。测量标注:可测量工件表面的任意几何尺寸,不同高度的角度、宽度、直径、半径、圆心距等尺寸,并可在实时影像中标注尺寸。SPC统计分析软件:提供了一系列的管制图及多种类型的图表表示方法,使品管工作更方便,大大提升了品质管理的效率。报表功能:用户可轻易地将测量结果输出至WORD、EXCEL中去,自动生成检测报告,超差数值自动改变颜色,特别适合批量检测。鸟瞰功能:可察看工件的整体图形及每个尺寸对应的编号,直观的反应出当前的绘图位置,并可任意移动、缩放工件图。实时对比:可把标准的DXF工程图调入测量软件中与工件对比,从而快速检测出工程图和实际工件的差距,适合检测比较复杂的工件。拍照功能:可将当前影像及所标注尺寸同时以JPEG或BMP格式拍照存档,并可调入到测量软件中与实际工件做对比。光学玻璃:光学玻璃为国家计量局检验通过之标准件,可检验X、Y轴向的垂直度,设定比例尺,使测量数据与实际相符合。客户坐标:测量时无需摆正工件或夹具定位,用户可根据自己的需要设置客户坐标(工件坐标),方便、省时提高了工作效率。精密影像测绘仪仪器特点:经济型影像式精密测绘仪VMS系列结合传统光学与数字科技,具有强大的软件功能,可将以往用肉眼在传统显微镜下所观察到的影像将其数字化,并将其储存入计算机中作各式量测、绘图再可将所得之资料储存于计算机中,以便日后存盘或电子邮件的发送。该仪器适用于以二座标测量为目的一切应用领域如:品质检测、工程开发、绘图等用途。在机械、模具、刀具、塑胶、电子、仪表等行业广泛使用。变焦镜筒:采用光学变焦物镜,光学放大倍率0.7X~4.5X,视频总放大倍率:40X~400X,可按客户要求选配不同倍率物镜。摄像机:配备低照度SONY机芯1/3”彩色CCD摄像机,图像表面纹理清晰,轮廓层次分明,保证拥有高品质的测量画面。底座:仪器底座采用高精度天然花岗石,稳定性高,硬度高,不易变形。光栅尺:仪器平台带有高精密光栅尺(X、Y、Z三轴),解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。光源:采用长寿命LED环形冷光源(表面光及底光),使工件表面照明均匀,边缘清晰,亮度可调。导轨:双层工作平台设计,配备高精度滚动导轨,精度高、移动平稳轻松。丝杆:X、Y轴工作台均使用无牙光杆磨擦传动,避免了丝杆传动的背隙,灵敏度大大提高,亦可切换快速移动提高工作效率。
  • 水滴角测量仪在粉末中的应用
    水滴角测量仪在涂料、制药、化学工业等领域中,深入了解粉末的润湿性对于粉末的加工、成型和应用具有重要的指导作用。粉末的润湿性能对工业生产的影响?在粉末涂料的制备过程中,粉末颗粒需要均匀地分散在液体中,粉末润湿性好可以使液体更好地浸润,有助于液体在粉体中的渗透和扩散,提高涂层的附着力和稳定性。在制药工业中,部分药物以粉末状存在,粉末的润湿性直接影响药物的溶解性,关系到药物的疗效。在化学工业中,一些化学反应需要在粉末与液体之间进行,如果粉末的润湿性差,会导致化学反应不均匀或不能进行,影响产物的质量和产量。如何评估粉末的润湿性?&bull 座滴法座滴法是接触角测量中最常见的方法,用于静态接触角测量。在测量粉末接触角时,需要将粉末压片进行测量,再通过软件拟合图像得到其接触角数值。&bull Washburn测量方法Washburn测量法是利用液体在粉末材料中的毛细虹吸效应进行测量的一种方法。将样品管悬挂在力学传感器上,将粉末样品置于管内,样品管下端浸入液体中,液体会在粉末的张力下上升,通过实时记录粉末样品的重量和对应时间,再运用Washburn方程进行计算,得出其接触角。由于液体需要浸润粉末并上升到容器中,因此Washburn测量方法不适用于疏水性粉末,对于疏水性的粉末来说,通过座滴法测量其接触角是更便捷的一种方法。因此,在粉末接触角测量应用中,使用座滴法测量更为全面和方便。晟鼎精密粉末行业应用设备在粉末领域,接触角测量仪可以用于测量粉末材料表面亲疏水性能,评估表面润湿性,极性和非极性的分布。SDC-200S 科研接触角测量仪功能齐全、拓展性能高,具有全面、完整、精准拟合测量法,可测量材料表面静/动态接触角、表界面张力,可用于粉末材料表面性能测量。产品优势✅ 全面、完善、精准的拟合方法✅ 变焦变倍镜头,成像清晰✅ 20余种拓展功能✅ 自动注液系统
  • 欧盟公布含汞测量仪器和含苯汞物品相关限令
    2012年9月19日,欧盟官方公报公布了欧委会第847/2012号条例,对REACH法规附录XVII中现有的18a(即汞限令)条进行修订。现行的汞限令禁止体温表和向公众销售的其它测量仪器使用汞。欧洲化学品管理局(ECHA)建议在工业和职业(包括卫生保健)用测量仪器中也限制使用汞。另外,新条例禁止此类含汞仪器于2014年4月10日后在欧盟上市。   新条例限制的测量仪器包括工业和职业用含汞气压计、湿度计、纳米计、血压计。受限含汞和使用汞的测量仪器列表可参见该条例。   最新的条例指出目前已经有无汞测量仪器,其与含汞测量仪器相比,健康和环境风险要低得多。因此,该条例希望限制含汞测量仪器。然而也有一些例外,比如用于某些环境下的血压计就被免于限制。同时,对于那些尚无可行替代产品的含汞产品,其使用也是不受限制的,例如孔隙率计、伏安测量法中使用的汞电极以及电容电压测量中使用的汞探头。   另外,2012年9月19日,《官方公报》公布了第848/2012号委员会条例,进一步修订REACH法规的附录XVII。与附录XVII限令相关的是,挪威已经准备了5种苯汞化合物的文献资料,强调有必要在欧盟范围内采取行动,避免和应对生产、使用、销售含此类物质混合物和物品所造成的健康和环境风险。   苯汞化合物专门用作聚氨酯系统的催化剂,用于涂料、黏合剂、密封剂、合成橡胶等领域。汞催化剂融入聚合物结构,并残留于最终物品,而其中的汞或苯汞化合物并非有目的释放。   欧委会认为,环境中上述物质对人类的暴露主要途径为食物。甲基水银作为苯汞化合物的降解产品,其在水产食物链中的生物放大作用明显,会对大量摄入鱼类的人群和野生生物造成较大影响。   REACH法规附录XVII现在对下列物质进行了限制:苯汞醋酸盐 苯汞丙酸盐、苯汞2-乙基已酸、苯汞辛酸、苯汞新癸酸。   “如果某物品或任何部件中含有一种或多种此类物质,且在物品或部件中的汞浓度等于或大于0.01%(以重量计),则自2017年10月10日起不得上市。”   第848/2012号条例并未给出任何豁免条款。因此,含有上述苯汞化合物的所有物品均将禁止在欧盟上市。该法规自其公布之日起20天后实施,并自2017年10月10日应用。
  • 一文了解坐拥70亿美元市场的电子测试测量仪器行业
    电子测量仪器产业是知识经济的一个重要分支,也是信息社会的一个重要组成部分。电子测量技术与仪器的发展,以现代测量原理为基础,融合了最先进的电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等技术,使电子测量技术与仪器在现代工业与社会发展中获得了更广泛的应用。电子测量仪器的产品种类繁多,一般可将其分为专用仪器和通用仪器两大类:专用仪器是为某一个或几个专门目的而设计的,如电视彩色信号发生器;通用仪器是为了测量某一个或几个电参数而设计的,它能用于多种电子测量。 其中,通用电子测量仪器是电子测量仪器行业的重要组成部分,是现代科学技术发展的基础设备,主要包括数字示波器、波形和信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪及其他电子仪器(如万用表、功率计、逻辑分析仪、频率计和电池分析仪等),下游应用领域具体涵盖通讯、半导体、汽车电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等行业。通用电子测试测量仪器销售市场特征1)欧美市场使用者相对成熟在通用电子测试测量仪器领域,欧美有是德科技、泰克、力科和罗德与施瓦茨等行业优势企业,培育了更为成熟的使用者,其能够熟练理解和使用功能日趋复杂的通用电子测试测量仪器,在选择相关仪器时能够更好的鉴别产品的性能,选择一些性价比高的品牌。2)经销渠道是行业主要的销售渠道通用电子测试测量仪器使用者主要包括电子相关产业的企业、教育院校和科研院所、个人爱好者等,数量众多且分散。因此,经销渠道是行业主要的销售渠道。经销商一般为电子类产品配套销售商,拥有一定的客户资源,为客户提供各类电子产品,其经营时间较长,通用电子测试测量仪器在其销售体系中占比较小,在产业链中处于较为强势的地位,通用电子测试测量仪器企业对经销商的控制力较弱。3)各档次产品并存发展通用电子测试测量仪器广泛应用于国民经济的各个领域,下游领域的应用场景不同,对仪器的性能指标要求不同,中低端应用场景是主流,高带宽和高频率产品主要应用于一些信号频率高的产品测量。因此,不同档次产品满足不同需求的应用场景,各档次产品并存发展。通用电子测试测量仪器行业市场情况1)持续稳定增长随着全球信息技术的发展、电子测量仪器应用领域的不断扩大以及5G、半导体、人工智能、新能源、航空航天等行业驱动,全球通用电子测试测量仪器市场将持续稳定增长。根据Technavio的数据显示,2019年全球通用电子测试测量行业的市场规模为61.18亿美元,预计在2024年市场规模达到77.68亿美元,期间年均复合增长率将保持在4.89%。数据来源:Technavio《Global General Purpose Test Equipment Market 2020-2024》华经产业研究院整理资料显示,我国电子测量仪器行业规模以上企业数量保持稳定增长态势,从2014年的150家发展到2019年的204家;电子测量仪器中国市场约占全球市场的三分之一,是全球竞争中最为重要的市场。2)各细分产品均衡、稳定发展从具体产品来看,数字示波器和频谱分析仪是细分产品中最重要的两类产品,在通用电子测试测量仪器中的比重达到20%以上。根据Technavio的统计数据,细分产品2019年的市场规模和市场占用率情况如下:3)全球各区域市场发展状况各异从区域来看,欧美等发达国家和地区具有良好的上下游产业基础,通用电子测试测量仪器产业起步时间早,市场需求以产品升级换代为主,市场规模大,需求稳定;亚太地区由于中国、印度为代表的新兴市场电子产业的迅速发展,已发展成为全球最重要的电子产品制造中心,对通用电子测试测量仪器的需求潜力大,产品普及需求与升级换代需求并存,需求将增长较快。根据Technavio的预测,各区域市场规模及占有率和年均复合增长率如下:各主要产品中不同档次产品的市场规模比较目前市场上尚无关于通用电子测试测量仪器各主要产品中不同档次产品的市场规模的统计数据,结合各主要产品中不同档次产品的主要应用场景以及发展情况等因素,可知各主要产品中不同档次产品的市场规模比较情况呈现的特点一致,具体为:低端产品的主要应用场景相较于中高端产品较多,下游应用领域对其数量的需求较大,但其销售单价较低;中高端产品的市场需求数量相对较少,但其销售价格较高,特别是高端产品,其销售价格高昂。如根据是德科技的官方网站,其低端数字示波器EDUX1002A(带宽为50MHz)的参考起价为531美元,而中端数字示波器DSOS204A(带宽为2GHz)的参考起价为2.9万美元, 高端示波器DSOZ634A Infiniium(带宽为63GHz)参考起价达到56.99万美元。行业内主要企业情况1)是德科技是德科技于2014年11月从安捷伦科技分拆而来,位于美国加州圣罗莎,是全球领先的测量仪器公司,为电子设计、电动汽车、网络监控、5G、 LTE、物联网、智能互联汽车等提供测试解决方案。公司在美国、欧洲和亚太地区设有工厂和研发中心,客户遍布全球100多个国家和地区。公司在纽约证券交易所上市,股票代码KEYS,2021上半财政年(2020年11月至2021年4月)营收24.01亿美元。主要产品:示波器和分析仪类、万用表等仪表类、发生器、信号源与电源类、无线网络仿真器类、模块化仪器类和网络测试仪器类等。2)泰克泰克成立于1964年,2016年并入福迪威集团(美国纽交所上市代码FTV),位于美国俄勒冈州比弗顿,是一家全球领先的测试、测量和监测解决方案提供商。泰克是世界第一台触发式示波器的发明者。当今泰克已成为全球主要的电子测试测量供应商之一,其市场遍布全球各洲,办事处遍布21个国家和地区。泰克的客户遍及全球的通信、计算机、半导体、军事/航空、消费电子、教育、广播和其他领域。主要产品:示波器、信号发生器、电源、逻辑分析仪、频谱分析仪和误码率分析仪以及各种视频测试产品等。3)罗德与施瓦茨罗德与施瓦茨成立于1933年,总部位于德国慕尼黑,是测试与测量、广播电视、网络安全、无线电通信和安全通信领域中质量、精准和创新的代名词,是移动和无线通信领域的市场领先供应商,提供全面的测试与测量仪器和系统,以用于组件和消费类设备的开发、生产与验收测试,以及移动网络的建立和监测。此外,公司还瞄准其他重要的测试与测量市场,包括汽车电子、航空航天、所有的工业电子以及研发和教育领域。在全球超过70个国家、地区设有销售和服务网络。2020财政年(2019年7月至2020年6月),公司的净收入为25.8亿欧元。主要产品:无线通信测试仪和系统、信号与频谱分析仪、信号发生器、示波器、音频分析仪以及广播电视测试与测量产品等。4)力科力科成立于1964年,总部位于美国纽约,是全球唯一一家专业专注于数字示波器的厂商,持续为工程师们创造“最能解决问题”的示波器,当今数字示波器中的一些耳熟能详的“术语”都是力科最先发明或引入到示波器领域的。在亚洲和欧洲设有分支机构。主要产品:示波器、任意波形发生器、高速互联分析仪、逻辑分析仪等。5)美国国家仪器公司美国国家仪器公司成立于1976年,总部位于美国特拉华州,是一家以测量计算仪器为主导的供应商,主要业务范围包括测试和测量及工业自动化,主要业务区域为美洲、欧洲、中东、非洲、印度以及亚太地区。公司为美国上市公司,股票代码为NATI.O,2021年1-6月营业收入为6.82亿美元。主要提供:设备状态监测、动态测试、嵌入式控制、硬件在环测试、多媒体测试、射频与通信测试、声音与振动测试、台架测试与控制等产品及方案,具体包括相关的工程软件以及硬件设备,硬件设备主要包括数据采集与控制设备(多功能I/O等)、电子测试和仪器(示波器等)、无线设计和测试(信号发生器等)以及相关配件。6)固纬电子固纬电子成立于1975年,总部位于中国台湾,是台湾创立最早且最具规模的专业电子测试仪器厂商,在亚洲和美国设有分支机构。公司在台湾证券交易所上市,股票代码2423,2021年1-6月营业收入为2.78亿元。主要产品:数字示波器、信号发生器、 电源、频谱分析仪、电子负载等。7)普源精电普源精电成立于1998 年,总部位于苏州,是全球测试测量行业的创新者,全球电子测试测量行业的优秀品牌之一,是目前测试测量行业唯一拥有自主芯片研发能力的国内公司。在美国、德国、日本和台湾等地设有分支机构,产品销往全球80多个国家和地区,2020年度营业收入为3.54亿元。主要产品:数字示波器、波形发生器、频谱分析仪、射频信号源、数字万用表及电源等。8)创远仪器创远仪器成立于2005年,总部位于中国上海,在北京、南京、广州、深圳、成都、西安、长沙、武汉等地设有分公司或办事处,是一家自主研发射频通信测试仪器和提供整体测试解决方案的专业仪器仪表公司。该公司为新三板精选层公司,股票代码为831961,2021年1-6月的营业收入为1.89亿元。主要产品:信号分析与频谱分析系列、信号模拟与信号发生系列、无线电监测与北斗导航测试系列、矢量网络分析系列、无线网络测试与信道模拟系列。9)鼎阳科技鼎阳科技成立于2007年,多年来一直专注于通用电子测试测量仪器及相关解决方案,是全球极少数能够同时研发、生产、销售数字示波器、信号发生器、频谱分析仪和矢量网络分析仪四大通用电子测试测量仪器主力产品的厂家之一,是国家级重点“小巨人”企业。公司总部位于深圳,在美国克利夫兰和德国奥格斯堡成立了子公司,在成都成立了分公司,在北京、上海、西安、武汉、南京设立了办事处。该公司于2021年12月成功登录上海证券交易所科创板,股票代码688112。2021年1-9月营业收入2.08亿元。主要产品:数字示波器、函数/任意波形发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频/微波信号发生器、直流电源、数字万用表、手持示波表等。
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