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剖面积雪温度传感器

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剖面积雪温度传感器相关的资讯

  • 安洲科技参加第六届全国积雪遥感学术研讨会
    第六届全国积雪学术研讨会于2019年07月03日-07月04日在青海省西宁市顺利召开。来自西北研究院、中国科学院空天信息研究院、南京大学、武汉大学、国家卫星气象中心等40多所高校和研究机构的近200名专家、学者及研究生参加会议。图为学术研讨会报告现场会议共设66个大会报告,涉及积雪特性野外调查与遥感反演结果验证,积雪辐射传输模型与参数反演,积雪光学遥感与微波遥感,积雪遥感产品与应用,积雪变化对气候、水文过程的影响与模拟,积雪变化及其资源环境效应等七个主题。参会代表围绕积雪遥感发展方向热烈交流、积极讨论。图为安洲科技技术人员与参会人员交流北京安洲科技有限公司作为先进遥感测量设备供应商参加了本次大会。与会期间,安洲科技会议期间与广大科研工作者积极交流SR8800多功能全光谱地物光谱仪、科研级机载多光谱成像仪K6等设备在积雪污染物含量、雪特征分析、积雪面积等方面的应用。引起众多老师以及学生的兴趣。K6是世界上首款模块化多光谱仪,具有20个可选光谱通道,可自由组合不同的多光谱阵列;其内核采用功能强大的ARM A9处理器,内置IMU/GPS及大容量TF存储卡;各组件均为易拆分设计,可根据使用需求进行自由搭配,组合为双镜头、四镜头、六镜头等多种配置,以实现不同测量功能,还可以自行更换光谱仪中的传感器、镜头和滤镜等模块。SR8800多功能全光谱地物光谱仪是美国Spectral Evolution公司的最新产品,配备了新型多功能测量探头,可同步测量辐亮度及反射光谱、双角度、距离、测量区域照片、GPS、太阳高度角等信息,可进行野外BRDF研究。此仪器适用于遥感测量、农作物监测、森林研究、矿物分析、工业照明测量、食品药品、海洋学研究等等众多领域应用。北京安洲科技有限公司致力于为广大专家学者提供一流的产品和服务。
  • Resonon | PIKA NIR高光谱成像在估算积雪密度上的应用
    改进积雪密度的估计是目前雪研究的一个关键问题。表征密度时空变异性对于水当量的估算、水力发电和自然灾害(雪崩洪水等)的评估至关重要。高光谱成像是一种监测和估计其物理特性的有前途且可靠的工具。事实上,雪的光谱反射率在一定程度上受其物理特性变化的控制,尤其是在光谱的近红外(NIR)部分。为此,已经设计了几种模型根据光谱信息估算积雪密度。然而,还没有一个实现满意的结果。主要困难之一是积雪密度和光谱反射率之间的关系是非双射的(满射的)。事实上,几个反射振幅与相同的密度相关,反之亦然,所以密度和光谱反射率之间的相关性可能非常弱。基于此,为了解决该问题,本研究中提出了基于光谱数据的积雪密度估计混合模型。主要研究目标是利用高光谱NIR成像(PIKA NIR,RESONON Company)(900-1700 nm)以5.5 nm的光谱分辨率测试混合模型(HM)估计季节性积雪密度的性能。混合模型结合了一个分类器和3个与密度类别相关联的特定估算量(弱到中度变质雪(WMM),中度到高度变质雪(MHM)和高度到极高度变质雪(HVM))。利用2018(1.19-3.27)、2019(1.10-4.3)和2020(1.29-3.10)年冬季在加拿大魁北克国立科学研究院(INRS)的科技园内(46°47′43.22″北纬,-71°18′10″西经)收集的数据集校准和验证了HM。混合模型在两个水平进行评估:利用留一法交叉验证(LOOCV)算法和系统划分验证技术(SSV)。LOOCV技术用于评估3个特定估算量,SSV数据用于评估HM性能。4个统计评估指标(决定系数(R2),均方根误差(RMSE),偏差(BIAS)和纳什系数(NASH))用于评估模型的性能。 加拿大魁北克采样区地理位置。高光谱成像系统。(a)雪样垂直剖面的高光谱采集;(b)积雪垂直地层空间转换的假彩色RGB图像。【结果】 3种积雪类别的NIR光谱反射率。 混合模型估计特定估算量的结果;(a)WMM,(b)MHM,(c)HVM。混合模型特定估算量的LOOCV结果;(a)WMM,(b)MHM,(c)HVM。利用SSV数据估计区域混合模型。【结论】基于多元逐步回归的校准步骤结果表明,3种类型积雪均对不同NIR光谱区域敏感,局限于短波长和长波长。WMM对1265 nm和941 nm的波长敏感,MJM对1617 nm和941 nm的波长敏感,HVN对1424 nm和1188 nm的波长敏感。LOOCV技术强调了所有类别的特定估算量都趋向于略微高估积雪密度(BIAS<0.1 kgm-3)。当用SSV数据挑战HM时,模型结果令人满意,R2=Nash=0.93,积雪密度略有低估(BIAS=1.03 kgm-3)。本研究的目的是开发一种基于积雪光学特性地方法,结合传统密度测量方法以减轻野外作业。利用HM估算积雪密度的关键步骤是最终特定估算量的选择。事实上,分类算法(如CART)是局部且不稳定的。这种不稳定性会显著影响利用HM的特定估算量的密度的准确性。换句话说,对于利用HM的理想建模过程,要建模的样品必须很好地分类,以便使用与该类对应的特定估算量来进行更优密度估计。否则,一个错误的特定估算量将会被选择,从而影响估算精度。例如,对于一个581 kgm-3的测量密度(分类为HVM),当分别利用HVM,MHM和WMM特定估算量估算时,相对误差变化了5%、39%和75%。另一方面,该方法的另一阻碍是野外和恢复的高光谱图像上均匀积雪层的正确选择。因此,需要进行额外的野外工作来收集更多的数据以克服这一弱点并允许适当的野外实施。HM提供了一种改进工具来监测季节性积雪的演变,即使对于低到中等的积雪密度,其性能也令人满意。该研究结果是开发一种在野外连续监测积雪密度剖面的有效方法的重要一步。 请点击如下链接,阅读原文:PIKA NIR高光谱成像在估算积雪密度上的应用
  • 安徽发布2022年“揭榜挂帅”榜单任务,围绕大面积动态X射线成像传感器等进行支持
    近日,安徽省发布2022年“揭榜挂帅”榜单任务。该榜单围绕新型激光晶圆切割技术研发、大面积动态X射线成像传感器研发及产业化、商业航天星座集群跨域协同关键技术研究与验证、面向新一代超声诊疗的高性能MEMS换能器芯片关键技术研究、大型盾构超高性能滚刀和常压换刀设备研制及应用、国产化大飞机复杂型腔薄壁机匣的技术攻关、屏蔽X射线与伽玛射线及混合场辐射的亚克力板材制备关键技术、新能源汽车驱动电机用高强无取向电工钢关键技术及产业化应用、高强透明微晶玻璃关键技术研发、植保药物噁草酮绿色创制及产业化项目、玉米耐密抗锈病种质创新技术与新品种选育、大豆“智能不育系”构建与分子育种产业化应用、废旧磷酸铁锂电池全元素综合利用技术与示范、基于生物底盘构建的脂类药物绿色高值化制造关键技术研发与产业化、200kW大功率燃料电池电堆及核心零部件等关键技术开发方面进行支持。对成功揭榜并立项的项目,由安徽省财政采取无偿资助方式,给予发榜方最高1000万元/项配套支持;对符合《支持科技创新若干政策》(皖政〔2017〕52号)规定加大支持的相关区域项目,支持资金上浮20%。榜单任务详情如下:一、新型激光晶圆切割技术研发需求目标:开发基于空间光调制器的激光隐形切割工艺及成套设备。需重点突破的技术难点:1. 高精度气浮平台的研发。系统可达到±1um的重复定位精度,最高可实现3G的加速度,2000mm/s的运动速度。2. 光路涉及实现激光的空间调制。通过GS算法、模拟退火算法等技术,通过对最终需要的激光光斑三维布情况来计算输入相位全息图,实现高效率高品质的全息图计算。3. 切割焦点Z向动态补偿。实现位移传感器和聚焦光轴与划片方向平行安装,位移传感器采集的晶圆面起伏信息传输给纳米电机根据晶圆平面起伏量进行焦点的实时补偿以达到实时动调焦的目的。4. 可变整形光斑控制系统。实现不同宽度的切割,镜片设计,制造指标,镀膜指标,系统精度完全自主可控。5. 光路自动稳定系统研发,确保设备在恶劣环境下可持续的稳定工作。成果形式:基于空间光调制器的激光隐形切割工艺及成套设备。技术指标:二、大面积动态X射线成像传感器研发及产业化需求目标:利用发榜方高性能金属氧化薄膜晶体管半导体器件研发制造平台,研发设计大面积动态X射线成像传感器,建立全套工艺流程,确定完整制程条件,确保该平台后续能够长期稳定生产,且制造成本与非晶硅薄膜晶体管技术条件下的制造成本基本保持一致。成果形式:产出基于碘化铯闪烁体以及金属氧化物薄膜晶体管光学传感基板技术的大面积动态X射线成像传感器。技术指标:尺寸≥43cm×43cm。其中金属氧化物薄膜晶体管器件的电子迁移率≥7cm2/(Vs),TFT漏电流≤10e-14A,TFT器件PBTS≤2V、|NBTIS|≤2V,光量子效率≥70%(550nm);X射线成像传感器器件空间分辨率≥5lp/mm;实现大面积动态X射线成像传感器产业化生产。三、商业航天星座集群跨域协同关键技术研究与验证需求目标:以大规模低轨遥感星座集群为应用背景,研究与验证商业航天星座集群跨域协同关键技术,实现星座集群的整体协同任务规划、分布式执行和星地资源的统一运控管理、共享。需重点突破的技术难点:1. 基于用户知识画像的需求推理与智能优化;2. 面向星座集群的星地一体化协同技术;3. 基于统一标准的资源服务化封装技术;4. 面向星座集群的跨域协同验证系统。成果形式:1. 构建面向商用星座集群卫星的运控标准规范体系;2. 提出基于用户知识画像的需求推理与智能优化方法,并完成工程化验证;3. 提出面向星座集群的星地一体化协同方法,并完成工程化验证;4. 攻克基于统一标准的资源服务化封装技术,并完成工程化验证;5. 提出面向星座集群的跨域协同任务规划方法,并完成工程化验证;6. 开发涵盖多种载荷、多个星座的卫星数据库一套(包括但不限于轨道参数、姿态限制条件、成像分辨率等参数);7. 研发面向星座集群的跨域协同任务规划平台系统;8. 研发星座集群统一测运控中心原型验证系统;9. 申请专利和软件著作权10项;10. 培养研究生不少于5人。技术指标:1. 协同能力1)支持星座数:不小于10个(超出国内规划商业星座总数);2)卫星数量:不小于2000颗(优于美国SpaceX公司Starlink星座卫星在轨总数);3)支持站网资源数:不小于200个(超出国内商业站网总数);4)站网资源有效利用率:不小于60%(平均值)。2. 处理能力:集中调度24h内的任务数量100个以上,处理时间小于2min;3. 并发能力:同时接入用户数量10000个以上,支持大众用户并发提报;4. 场景支持:支持常规遥感、应急遥感、灾害遥感、战时等场景,预留扩展与民用卫星、特种卫星的接口;5. 可视化能力:卫星、任务需求、地面站等的2D、3D显示。四、面向新一代超声诊疗的高性能MEMS换能器芯片关键技术研究需求目标:对标国际先进水平的荷兰飞利浦公司的LUMIFY手持式超声诊疗仪器CMUT产品,开展面向新一代超声诊疗的高性能CMUT芯片设计、制造、封装和接口电路关键技术研究,突破低功耗、低成本、高分辨率、三维实时成像等工程化技术,研制出商业化产品,推动智能化便携式、手持式超声诊疗设备应用。需重点突破的技术难点:1. 高性能CMUT多场耦合机理及阵列结构设计技术;2. 兼容CMOS的高密度二维阵列CMUT批量化、高可靠制备技术;3. 良好匹配人体声阻抗的低应力封装与测试技术;4. 低功耗二维阵列CMUT接口电路设计技术。成果形式:1. 高性能CMUT设计技术报告1套;2. 高性能CMUT高可靠工艺设计及制备报告1套;3. 高性能CMUT芯片鉴定文件及实验测试报告1套,产品通过安徽省省级或行业协会鉴定并形成销售;4. 申请专利≥5项,其中申请发明专利3项。技术指标:CMUT阵列数≥8×8;中心频率≥3MHz,分数带宽≥120%(-6dB);阵元单位面积发射灵敏度≥1.5kPa/V/mm2,接收灵敏度≥10µV/Pa/mm2。五、大型盾构超高性能滚刀和常压换刀设备研制及应用需求目标:开发大型盾构工况用超高性能滚刀和常压换刀设备。需重点突破的技术难点有刀具的设计、刀具材料制备技术、刀具集成制造技术(机械加工、热处理、激光表面处理、焊接、装配、检测)、刀具性能综合评价和常压换刀关键技术等。成果形式:1. 掌握超高性能滚刀和常压换刀设备制备感应加热、激光熔敷等关键技术。2. 申请专利10项,其中发明专利5项,获授权发明专利2项;发表相关中英文学术论文5篇。3. 发布企业标准2项;形成新产品2项,新装置2项,新工艺5项。技术指标:1. 刀圈有梯度硬度变化,整体平均硬度达到50HRC,刀盘表层硬度达到55-65HRC,硬质合金刀尖部分70-80HRC。刀圈芯部吸收功AKU大于20J。2. 研制新型常压换刀设备,攻克常压换刀设备的结构件和密封件长寿命及稳定性技术,实现开关500次仍满足密封要求。3. 研制高强度耐磨闸门,攻克高水压长寿命多层密封技术,设计了导向定位轴套装置,开发超高水压常压下封闭式换刀成套装备,形成更换工艺规程。六、国产化大飞机复杂型腔薄壁机匣的技术攻关需求目标:解决航天发动机轴承座等关键结构零部件整体铸造技术难题,实现国产化大飞机类复杂结构件产品的尺寸精准控制,掌握关键尺寸变形规律,对铸造冶金缺陷的检测和修复的质量得以可控,同时在制造过程中的蜡模、型壳等尺寸和性能得到保证,从而得到完整的工艺参数、工艺流程文件、工艺规范及合格的轴承座零件实物。需重点突破的技术难点:1. 完成高冶金质量铸件浇注工艺研究;2. 完成全尺寸轴承座铸件铸造应力、缺陷及组织调控控制技术研究;3. 轴承座铸件无损检测技术研究;4. 完成快速成型轴承座光敏树脂件、变强度模壳制备工艺研究;5. 轴承座的全尺寸精确控制技术研究;6. 全流程轴承座铸件稳型工装研制;7. 轴承座铸件热等静压工艺研究。成果形式:1. 轴承座铸件浇注系统设计数据文件及工艺规范,根据XXXXX要求汇编;2. 轴承座铸件快速成型光敏树脂模型数据;3. 轴承座铸件无损检测报告;4. 轴承座铸件尺寸检测报告;5. 蜡模模具及定型工装1套;6. 研发过程中产生的专利1份。技术指标:1. 轴承座整体铸造成型,表面无裂纹、凹坑等铸造缺陷;2. 轴承座关键区域采用X射线检测,按XXXXX验收;3. 轴承座关键区域采用荧光检测,3级灵敏度,按XXXXX验收;4. 轴承座铸件尺寸精度满足图纸要求,表面粗糙度Ra=6.3;5. 轴承座铸件的化学成分和力学性能按XXXXX验收;6. 对铸件指定区域进行打压试验,加压到0.1MPa-0.14MPa,零件放入水中,不允许泄露;7.铸件按均匀化+热等静压+固溶热处理状态交付。注:XXXXX为客户验收规范,因涉密所以不能对外公布,揭榜单位在正式揭榜后可与我司联系。签署保密协议后再单独提供。七、屏蔽X射线与伽玛射线及混合场辐射的亚克力板材制备关键技术需求目标:研究屏蔽X射线和γ射线及混合场辐射的亚克力板材制备关键技术,开发一种光学透明度好、质轻性韧,良好加工性能的新型材料。需重点突破的技术难点:防辐射材料的透明度;防辐射材料的铅当量;防辐射材料的光/热/辐照稳定性;X射线/γ射线及混合场辐射防护。成果形式:1. 提供具有防护X射线/γ射线及混合场辐射的亚克力板材样品,厚度为5-8-10-18-22mm等不同规格。2. 供1-2家医疗单位或防辐射应用企业实际应用测试,并提供用户测试报告。3. 申请国家发明专利2项。技术指标:1. 防护X射线铅有机玻璃屏蔽板(以某一种规格举例)铅含量:15%铅当量:0.2mmPb(10mm厚)透光率:≥80%冲击强度:≥1.5KJ/m2拉伸强度:≥30MPa维卡软化点:≥85℃密度:1.4g/cm3 2. 防护γ射线有机玻璃屏蔽版γ射线屏蔽率60%以上,其它指标参考X射线铅有机玻璃屏蔽板,或与应用单位协商。3. 防护X射线/γ射线混合场辐射有机玻璃屏蔽板X射线屏蔽率90%以上,γ射线屏蔽率60%以上,其它指标参考X射线铅有机玻璃屏蔽板,或与应用单位协商。八、新能源汽车驱动电机用高强无取向电工钢关键技术及产业化应用需求目标:新能源汽车驱动电机用无取向电工钢制造及产业化。需重点突破的技术难点:1. 建立新能源汽车驱动电机用无取向电工钢成分体系;2. 形成新能源汽车驱动电机用无取向电工钢生产流程关键技术,保证生产过程顺行,产品质量稳定;3. 建立新能源汽车驱动电机用无取向电工钢综合性能(高强度、低铁损、高磁感)调控机制,保证成品磁性能、力学性能达到理想水平;4. 形成15万吨/年新能源汽车驱动电机用电工钢带示范生产线,并开发5个以上系列化新产品牌号。成果形式:1. 科技成果:开发新能源汽车驱动电机用无取向电工钢5个以上牌号,制定相应标准和规范2-3项。2. 知识产权:发明专利申请数10项,发表论文5篇,技术秘密20项。3. 形成年产15万吨薄规格高牌号电工钢制造示范线。4. 形成技术标准、技术规范2-3项。技术指标:开发5个以上牌号新产品,产品性能达到国际先进水平。典型牌号产品性能达到:AV系列:0.20mm:P1.0/400≤12.0W/kg,B50≥1.61T,ReL≥400MPa,Rm≥490MPa;0.25mm:P1.0/400≤13.0W/kg,B50≥1.61T,ReL≥420MPa,Rm≥490MPa;0.30mm:P1.0/400≤15.0W/kg,B50≥1.62T,ReL≥440MPa,Rm≥510MPa;AHV系列:0.20mm:P1.0/400≤12.0W/kg,B50≥1.64T,ReL≥400MPa,Rm≥490MPa;0.27mm:P1.0/400≤14.0W/kg,B50≥1.64T,ReL≥410MPa,Rm≥490MPa;0.30mm:P1.0/400≤15.0W/kg,B50≥1.65T,ReL≥410MPa,Rm≥500MPa。九、高强透明微晶玻璃关键技术研发需求目标:针对移动终端用盖板玻璃对耐摔、耐刮擦、耐冲击等性能的需求,实现高强透明微晶玻璃的规模化制备。需重点突破的技术难点:1. 研制高强度高透过率微晶玻璃组成配方;2. 微晶玻璃熔制、压延成型技术攻关;3. 解决微晶玻璃的后端加工和应用技术问题。成果形式:实物成果:1.开发高强透明微晶玻璃关键技术和成套工艺装备并成功应用;2.建成移动终端用高强透明微晶玻璃小规模生产线一条;3.满足指定性能指标的高强透明微晶玻璃小批量产品。知识产权:1.申请专利15项,其中发明10项,实用新型5项;2.发表学术论文3篇。技术指标:密度2.4~2.6g/cm3;弹性模量95GPa;强化前硬度700kgf/mm2;强化后硬度750kgf/mm2;断裂韧性≥1.0MPam1/2;膨胀系数70-80(10-7/K);软化点800(107.6dPaS(℃));折射率1.58ND;透光率≥90%;应力层深度≥100μm;跌落情况(实测数据)≥1.8m(180目砂纸(2.5D))。十、植保药物噁草酮绿色创制及产业化项目需求目标:植保药物噁草酮的经济性、安全性和低碳性工业化开发和生产。需重点突破的技术难点:1. 设计新合成路线,从基础原料出发仅通过4-6步合成原药,并且绕开硝化,氢化,重氮化,氯化亚锡还原,高压强酸(四氯化锡)氢化等高危工艺;2. 每一步反应均不能涉及强酸、强碱、强氧化性等高腐蚀性和高危险性物料;3. 工艺条件温和、能耗低、最大量减少碳的排放;4. 经济性要高,避免使用昂贵且不能回收的试剂和催化剂;5. 使用商业可得或者具有自主知识产权的催化剂,不能受国外厂家的制约;6. 整体合成路线和工艺要达到工业化生产的要求。成果形式:探索开发一种优于现有的噁草酮的技术研究路径和技术实施方案,达到工业生产放大的水平,获得噁草酮生产的新技术新工艺;申请发明专利(WO专利)3项,实用新型6-8项;发表SCI专业论文5-6篇;制定企业标准项4项。技术指标:1. 工艺路线能耗降低40%,三废降低50%;2. 工艺路线官能团转化(化学反应)减少3至6个;3. 新工艺产品含量达到97%以上(噁草酮原药GB/T 22173-2021要求95%)。十一、玉米耐密抗锈病种质创新技术与新品种选需求目标:综合利用基因编辑、EMS诱变、双单倍体育种等现代生物技术,精准定位、高效聚合耐密、抗南方锈病有利基因,打破基因连锁,实现玉米育种技术的重大创新,精准高效创制优良种质资源,培育耐密、抗南方锈病突破性新品种,突破我省及黄淮海区域玉米产量和品质大幅提升的“卡脖子”技术,促进农民增产增收,保障国家粮食安全。需重点突破的技术难题:1. 玉米耐密抗锈病种质高效创制技术;2. 玉米耐密抗锈病优良自交系选育与精准鉴选技术;3. 选育耐密抗锈病突破性玉米新品种;4. 玉米耐密抗锈病新品种适配生产技术集成与示范推广。成果形式:1. 技术成果:快速精准定位耐密、抗南方锈病基因位点,打破玉米耐密、抗南方锈病基因连锁,实现有利基因精准高效聚合,实现玉米育种技术的重大创新与突破。通过精准定位耐密抗锈病基因,结合基因编辑技术和双单倍体育种,打破玉米耐密、抗南方锈病基因连锁,实现有利基因精准高效聚合,逆境穿梭选择,表型精准鉴定,建立精准高效育种技术体系缩短育种周期,将自交系创制鉴选周期由6-7代缩短至1-2代。2. 产品成果:培育出适宜安徽及黄淮海区域的耐密性、抗南方锈病的突破性玉米新品种1-2个,对标国内推广面积最大的先玉335(美国先锋公司):耐密性提高10%以上,产量提高10%以上,南方锈病抗性由高感提高至高抗;同时大面积生产产量较安徽目前平均单产增加20%以上。技术指标:1. 建立玉米种质高效创制技术1-2项,绿色高效生产技术模式1项;2. 发掘调控耐密、抗锈病的主效基因和遗传位点10-15个;3. 创建20-30份抗锈病能力强,适宜密植的玉米新种质,鉴定优良玉米新组合15-20个,筛选高配合力自交系2-3个;4. 选育目标性状优良的玉米新品种3-5个。其中,国审1-2个;5. 申报专利2-3项,发表论文3-5篇;6. 新品种累计示范推广300万亩,亩增产50公斤,实现粮食增产1.5亿公斤,农民增收3.75亿元以上。十二、大豆“智能不育系”构建与分子育种产业化应用需求目标:大豆“智控不育系”构建与分子育种产业化应用,需重点突破的技术难点:1. 创制高效“智控不育系”,实现细胞核杂交大豆“三系”配套;2. 筛选强优势杂交组合,实现大豆优质、高产协同提升;3. 建立智能育种技术体系,培育突破性大豆新品种;4. 建成智慧化种子生产基地,实现大豆分子育种技术产业化。成果形式:1. 构建可以用于大豆细胞核雄性不育杂交制种的多控智能不育系1-2个。2. 构建生产上大面积应用品种为背景的高产优质协同提高的强优势杂交组合1-2个,新品种比生产上大面积应用品种单产提高15%以上。3. 利用智能不育系选配强优势杂交组合20-30个;培育产量性状有突破性的大豆分子育种新品种(系)1-2个。4. 建成1个智能化杂交大豆制种和种子生产基地,打造现代化分子设计育种平台,确保大豆杂交制种和分子育种技术全链条产业化。技术指标:1. 创制雄性不育系的周期2个大豆生育期;2.“智控不育系”遗传背景依赖性80%,异交种获得率大幅高于大豆天然异交率水平。3. 选育的新品种能较好适应安徽淮河以北气候条件。4. 新种质在产量构成要素和品质指标方面的配合力方面达到国内领先水平。5.“分子设计育种平台”能够有效发挥大豆功能基因组与分子聚合育种的双重作用,系统提升大豆分子育种新产品研发水平,育种新基因、新技术的利用效率提升30%以上。6.“智控不育系”育种体系制种安全系数高,无生物安全风险,制种产量提升20%以上。7. 制种生产基地整体实现水肥一体化管网全覆盖,日常操作机械化率 100%,管理自动化程度60%以上。十三、废旧磷酸铁锂电池全元素综合利用技术与示范 需求目标:研发一套完整的磷酸铁锂电池全元素回收工艺与示范生产线,满足国家对固废无害化处理及资源化相关政策要求。需重点突破的技术难点:1. 废旧磷酸铁锂电池无害化破碎处理研究,包括拆解、梯级利用筛选、新型热解技术、高效分离封装材料和正负极混合材料。正负极材料分离率要求达到96%,其他元素高于95%。热解实现二恶英低排放且尾部废气净化设施满足国家环保标准。2. 优选针对磷酸铁锂电池正负极混合材料优先选择性提锂的化学试剂,在控制杂离子钠、钾的引入量的条件下,保证锂的回收率达到90%以上,明显优于目前行业实际水平,并具有经济实用性。3. 针对液相中的锂,设计环境友好的工艺以及专用结晶器,在不增加环保压力的条件下,制备高值化锂产品。4. 设计的磷酸铁与石墨材料绿色分离技术与工艺。对提锂后的磷酸铁与碳材料,设计绿色分离工艺,得到有经济性的铁、碳产品。成果形式:1. 研发出废旧磷酸铁锂动力电池回收处理技术,实现磷酸铁锂动力电池资源化,锂分离回收效率达到90%以上。实现工业级别废旧磷酸铁锂动力电池资源化再利用,电池全元素回收效率达到或优于行业标准,形成废旧磷酸铁锂电池全元素综合利用工艺包。2. 建立废旧磷酸铁锂动力电池资源化高效回收、年处理量 5000吨示范线1条。3. 发明专利5项、实用新型专利5项;制定企业标准3项,编制行业标准1项;发表高水平学术论文8篇。产品技术指标:1. 建立废旧磷酸铁锂电池全元素回收处理工艺技术解决方案1套。2. 分别设计锂、铁、磷、碳回收工艺,锂分离回收率达到90%以上,铁、磷、碳回收率高于95%。如果无法制备钠、钾高值产品,分离工艺中控制钠、钾元素的加入量低于现有工艺水平。3. 磷酸铁锂动力电池封装材料和正负极混合材料无害化拆解分离处理。铜粉、铝粉纯度≥90%,隔膜纯度≥98%,正负极混合材料回收率≥96%,正负极混合材料纯度≥97%,热解炉二恶英排放量减少80%,且满足粉尘、废气国家排放标准。4. 阐明磷酸体系中铁、锂选择性溶解原则,建立分子尺度的选择性提锂机理;建立针对磷酸铁锂动力电池正负极混合材料优先选择性提锂的示范流程,锂浸出率不低于 95%,金属锂的浓度不低于30g/L。5. 阐明锂沉淀结晶的分子动力学过程,揭示结晶器结构对锂沉淀结晶晶型与纯度的影响关系;设计、制造锂专用沉淀结晶器1台,要求实现结晶、洗涤、过滤一体化,锂结晶收率不低于90%。6. 设计的磷酸铁与石墨碳材料绿色分离技术与工艺流程1个。对提锂后的磷酸铁与碳材料,设计绿色分离工艺,得到有经济性的铁、碳产品。十四、基于生物底盘构建的脂类药物绿色高值化制造关键技术研发与产业化需求目标:在现有苦胆、脑干等原料基础上,拓展动物血液、禽类胆汁等动物副产物原料来源,建立脂类药物高质量高效绿色合成技术体系,实现脂类药物绿色高值化制造。同时,突破畜禽屠宰加工副产物功能脂质特色资源高值化利用的技术瓶颈,并系列化开发畜用产品。需重点突破的技术难点:1. 构建生物底盘解决共表达多催化酶、辅酶NADP+再生和底物转运的不适配问题;2. 构建生物底盘解决利用相对廉价中间体合成高价值的胆固醇和鹅去氧胆酸脂质药物;3. 基于构建的生物底盘所形成的合成细胞工厂,开展发酵和分离关键技术的研发。成果形式:1. 生物底盘成果与技术指标针对脂类药物合成存在的专一突出问题(比如合成酶催化和内源NADPH合成的平衡),开发目标底盘微生物的高效遗传操作系统,整合特定功能元件,构建2-3套具备解决专一突出问题,且基因编辑高效稳定的特殊微生物底盘细胞,并在脂类药物进行产业化转化应用,申请发明专利2项。2. 脂类药物成果形式及产品质量技术指标脂类药物成果形式是完成胆红素、胆固醇和熊去氧胆酸产品中试,制定3个工艺文件包;申请专利6项,其中发明专利3项。产品技术指标:1. 胆红素质量指标:1)含量:≥98%(HPLC);2)重金属:≤10ppm。技术指标1)胆红素水解酶及水解率:猪胆汁水解时间 2-4h,水解率 ≥99%(游离胆红素/结合型胆红素×100%);2)胆红素产品收率:≥0.06%。2. 胆固醇质量指标1)含量:≥95%(HPLC);2)熔点:147-150℃;3)炽灼残渣:≤0.1%;4)醇溶度:澄清不得产生沉淀或浑浊。技术指标1)胆固醇的转化:底物的浓度 5%-10%,转化时间≤8h,转化率≥99%;2)胆固醇的纯化:纯化所用试剂为常规试剂;总收率≥90%,质量满足质量指标。3. 熊去氧胆酸质量指标:1)含量:≥98.5%(HPLC);2)熔点:200-204℃;3)炽灼残渣:≤0.2%;4)杂质:猪去氧胆酸不得检出,鹅去氧胆酸≤0.2%,总杂≤1.0%。技术指标1)鹅去氧胆酸氧化为7K:底物鹅去氧胆酸的浓度5%-10%,转化时间≤8h,转化率≥99%;2)7K还原为熊去氧胆酸:底物7K的浓度5%-10%,转化时间≤8h,转化率≥99%;3)熊去氧胆酸的纯化:纯化所用试剂为常规试剂,不用硅试剂;总收率≥90%,质量满足质量指标。十五、200kW大功率燃料电池电堆及核心零部件等关键技术开发需求目标:本项目旨在开发具有高比功率、单堆功率大于200kW燃料电池电堆及关键核心技术,解决核心部件“卡脖子”问题,包括高性能膜电极技术、强化传质流场技术、导电耐腐蚀薄金属双极板技术、电堆组装与一致性技术、环境适应性技术、量产工艺与制造技术。成果形式:开发出电堆比功率大于5.0kW/L,单堆功率大于200kW的燃料电池电堆产品。申请国家发明专利10项。产品技术指标:1. 燃料电池电堆1)电堆产品主要技术指标:电堆额定功率≥200kW;功率密度≥5.0kW/L;环境适应性:低温储存启动温度≤-30℃;耐久性≥10000h(基于国家标准加速评价方法);2)开展产业化制造关键工艺技术研发,并实现以下技术指标:通过生产线组装200kW电堆,装配对齐公差±0.1mm,进行一致性验证,电压方差≤10mV;装配单堆200kW级燃料电池系统,进行整车、船舶或电站验证;2. 膜电极1)膜电极产品主要技术指标:膜电极Pt用量≤0.25g/kW;功率密度≥1.4W/cm2;无损反极连续运行时间≥200min;耐久性≥20000h(基于国家标准加速评价方法);2)基于卷对卷涂布工艺的关键技术研发(CCM匹配软碳纸),验证膜电极设计的可制造性和一致性,并实现以下技术指标:膜电极性能一致性:±10mV@1.5A/cm2;涂布浆料稳定性:≥24h;催化剂涂层干膜厚度下限:≤2μm;催化剂涂层干膜厚度上限:≥20μm;CCM厚度均一性:≤±1μm;3. 金属双极板1)产品主要技术指标:双极板厚度≤1mm;接触电阻≤10mΩcm2;腐蚀电流≤1μA/cm2;设计耐久性≥15000h;开展金属极板表面处理技术或免镀膜材料研究;2)金属极板产业化制造关键工艺技术研发,验证膜电极设计的可制造性和一致性,并实现以下技术指标:完成超精密金属单极板冲压模具开发,成型尺寸精度≤±0.015mm;金属双极板平整度≤2mm。
  • LUFFT超声波风传感器在风功率预测市场的应用
    前言 风电功率预测是指对未来一段时间内风电场所能输出的功率大小进行预测,以便安排调度计划。风功率预测意义重大:通过风功率预测系统的预测结果,电网调度部门可以合理安排发电计划,减少系统的旋转备用容量,提高电网运行的经济性;提前预测风功率的波动,合理安排运行方式和应对措施,提高电网的安全性和可靠性;对风电进行有效调度和科学管理,提高电网接纳风电的能力;指导风电场的计划检修,提高风电场运行的经济性。 测风塔系统测风塔系统是风功率预测重要组成部分,其包括:风塔、传感器、电源、数据处理存储装置、安全与保护装置和传输设备等。传感器分为风速传感器、风向传感器、温度传感器、气压传感器和湿度传感器等,用来测量指定的环境参数为风功率预测提供依据。其中风速风向传感器以机械式和超声波测量为主。机械式风速风向传感器造价低,但是也存在着非常明显的缺陷:风速升高或降低时,由于惯性作用,升速或减速慢;有活动部件,极易磨损,易受沙尘等恶劣天气的损耗,易受冰冻、雨雪干扰,需定期维护; 对于阵风测量精度低;启动风速阈值高;风杯受到的风压力正比于空气密度,空气密度的变化将会影响测量精度; 风速和风向分立式,需要单独拉线,成本增加;本地采集端需要数据采集器进行模拟量到数字量的转换,成本增加而超声波风速风向仪很好地解决了以上的不足,技术成熟,安装方便,同时数字接口输出,可以节省本地数据采集器的成本。 Lufft测风塔解决方案Lufft作为全球专业的气象传感器供应商,其提供的超声波传感器WS200-UMB和气象五参数WS500-UMB很好地满足地测风塔数据的要求。WS200-UMB可以安装在30米、50米、70米和80米测量风速和风向,而WS500-UMB安装在10米高度测量风速、风向、温度、湿度和气压等参数。本文将从组成、传感器、数据采集、供电、防雷和通讯等几个方面阐述。 系统组成根据规范要求,系统配置包括:传感器(4* WS200,1*WS500)、机箱、太阳能板、电池和支架等组成。其中机箱内含有:电源模块、太阳能控制器、数据采集模块、通信模块,防雷模块、开关和接线端子等部件。 Lufft测风塔系统框图 现场安装示意图 传感器参数气象五参数WS500-UMB可以测量风速、风向、温度、湿度、露点温度、空气密度和气压,并配备电子罗盘,修正真风向。同时输出测量质量,判别测量输出数据的有效性。超声风探头配备加热功能,供电允许的情况下,有效抵制结冰积雪。 WS200-UMB WS500-UMB Lufft超声风传感器和气象五参数,性能良好,提供的数据丰富,产品特色总结如下:数字接口输出,无需外接数据采集器进行模数转换,可以直接连接数字通信模块(光端机或DTU),降低成本;除基本数据外,气象五参数还可以输出空气密度和风速风向的标准偏差数据;配备电子罗盘,现场安装施工难度大,人为调正北指向误差大,可用设备自身的修正风向;通过配置传感器参数,可以通过预留的接口连接第三方降水传感器,数字接口统一输出;探头具备加热功能,供电允许的情况下,可以有效防止结冰引起传感器的无法测量的问题,保证数据的完整性;测风质量是Lufft产品特有的技术指标,是传感器自身在测量过程中,单位时间内测量的有效次数与总次数比值的百分比;其体现了测量数据的有效性,尤其是同一地点不同设备输出数据的差别比较大的情况下,判断孰优孰劣的有力依据。 数据采集存储由于Lufft的传感器都是RS485数字接口,可以采用总线模式连接到数据采集模块或通信模块。同时,数据的采集和存储相对比较简单,不需要专门的数据采集器,可以选择带多个RS485口和以太网口的RTU模块(存储功能可以定制)。通信协议可以使用市场主流的Modbus协议。
  • 宁波材料所在柔性应变-温度双模态传感器研究方面取得进展
    人体活动所产生的包括应变和温度等生理信号是医疗健康、运动监测的重要数据来源,利用柔性可穿戴设备实现应变和温度的感知意义重大。柔性传感器是柔性可穿戴设备的核心部件,其发展趋势是集成化和多功能化。发展柔性应变-温度双模态传感器,实现应变和温度等信号的监测以及区分,同时兼具高的分辨率仍是一个难点。   Co基磁性非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI),可以实现对磁场的高灵敏探测,是发展柔性多功能传感器的理想材料之一。前期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员李润伟、刘宜伟基于磁性非晶丝设计与发展了仿生触觉传感器与自供电弹性应变传感器,并在机器人假肢的触觉感知、运动捕捉的智能服装方面实现应用(Science Robotics. 2018, 3, eaat0429;Nano Energy, 2022, 92, 106754)。在此基础上,研究人员以磁性非晶丝为敏感材料,通过设计具有管状异质结构的双模态传感器实现了单一传感器对应变和温度的灵敏监测和实时区分。   该传感器具有独立的应变和温度感知机制。一方面,结合磁弹性体的磁弹效性和Co基非晶丝的巨磁阻抗效应可以实现应变灵敏探测;另一方面,用于阻抗输出的热电偶线圈具有显著的塞贝克效应,可以同时实现温度的检测。基于独立的感应机制,温度和应变信号之间不存在相互耦合,后续通过信号读取电路可实现温度和应变信号的实时区分和输出。   该研究中双模态传感器的应变-磁转换单元中具有磁弹效应的磁弹性体提供随应变而变化的磁场,通过内置的Co基磁性非晶丝,能够灵敏感知微小变化的磁场,从而输出变化的阻抗,实现应变的感知。此外,该工作设计了具有双功能的Cu-CuNi热电偶线圈,不仅可以实现阻抗的输出,而且本身具有的塞贝克效应可以实现对温度的感知。   进一步地,通过调控应变-磁转换单元的不同区域的相对模量,即磁弹性管和非磁性弹性管的相对模量,可以控制磁场变化快慢,从而能够实现应变灵敏度的可调。该传感器可实现0.05%的应变和0.1℃的低探测极限,5.29和54.9μV/℃的较高应变和温度感知灵敏度。   此外,该研究也从模拟和实验上对该双模传感器的应变-温度信号输出的耦合和相互干扰进行了验证。研究人员分别测试了双模传感器在不同应变下的温度输出信号和不同温度下的应变输出信号,发现该传感器具有的管状异质结构能够有效避免应变对温度的干扰,且磁性非晶丝和磁粉的磁性能在低于居里温度下具有良好的温度稳定性,可以确保温度对应变感知几乎没有影响。   该研究将所设计的管状线型双模传感器与织物集成,可以同时用于人体微小应变的探测,比如呼吸和吞咽等检测,也可用于膝盖弯曲等较大应变的探测,同时能实现体温或环境温度的实时监测,在健康监测、智慧医疗以及人机交互领域具有良好的应用前景。   相关成果近期以Dual mode strain-temperature sensor with high stimuli discriminability and resolution for smart wearables为题在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金委中德交流项目、中科院国际合作重点项目、浙江省自然科学基金等项目的支持。图1(a)双模传感器的感应机制,(b)具有管状异质结构的双模传感器传感器制备流程,(c)应变-磁转换单元中磁弹性管的微观形貌,(d-i)具有磁弹效应的磁弹性管不同磁化方向磁化具有不同的磁性能,(j-m)双模传感器外观和柔性展示图2 双模传感器的应变感知性能
  • 土壤呼吸 | 积雪对有/无凋落物的温带森林土壤CO2及其δ13C值的影响
    在这银装素裹的世界里,下雪不仅带来了诗意的画卷,还为大地覆盖了一层白色的绒毯,守护着生命的源泉,对土地土壤的呼吸也产生着影响。在漫长的冬季里,积雪和大地度过了一个又一个宁静的时光。积雪不仅保护了土地的水分,还防止了土地温度的剧烈变化;当春回大地,雪慢慢融化,雪水还会滋润着大地。在这些过程中,积雪下土壤中的微生物是一场狂欢还是一片沉寂呢?接下来跟随一篇优秀的文章来了解一下这些过程~积雪对有/无凋落物的温带森林土壤CO2及其δ13C值的影响永冻层和季节性积雪区域占全球陆地表面的60%左右,占全球土壤有机碳(C)储量的70%以上。积雪直接影响表土和大气之间的热交换,减少土壤温度波动的影响。在严寒条件下,较厚的积雪可防止土壤结霜,为地下微生物活动提供相对稳定的生活环境。然而,在全球气候变化背景下,北半球春季陆地积雪面积正逐年减少,预计本世纪末将减少25%。季节性积雪模式对全球气候变化具有复杂且多样的响应,可能会通过光、热、水和养分等资源再分配来影响森林生态系统的地上和地下过程。土壤呼吸作为土壤C循环的重要过程,占据森林生态系统呼吸的60%以上,气候变化导致的土壤呼吸的微小变化甚至会引起森林生态系统呼吸的重大变化。积雪和气温升高之间的相互作用影响土壤冻融循环,导致土壤性质和土壤CO2排放的变化。作者认为冬季积雪会影响不同季节土壤微生物呼吸及其δ13C值,且会随着林分和凋落物的存在而变化,然而,目前,关于该方向的研究十分有限。基于此,为尽可能降低其他环境因素的影响,研究者们在长白山森林生态系统国家野外科学观测研究站附近的温带森林林地(温带红松阔叶混交林(BKPF)和白桦林(WBF))采集带有凋落物的土柱带回实验室,一半去除凋落物,一半保留。人工雪(轻/重)覆盖,根据野外土壤温度和气温的全年变化,利用低温培养箱进行长期培养实验,合理设置不同季节的模拟温度水平变化。利用SF-3000+碳同位素分析仪测定土柱中的CO2排放量及土壤呼吸CO2的δ13C以研究人工积雪和凋落物的存在对中国东北长白山地区典型温带森林土壤异养呼吸及其δ13C值的影响。不同阶段加雪量及加雪时间研究结果不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱的CO2排放量不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱的平均CO2排放量箱线图不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱释放CO2 的δ13C值的动态变化不同培养阶段有/无凋落物的积雪覆盖的大型森林土柱释放CO2 的δ13C平均值箱线图有/无凋落物下土柱CO2排放量与其相应δ13C值之间的关系研究结论该分析系统可用于研究实验室条件下未受干扰的大型土柱的异养呼吸变化及其相应的δ13C值。根据全年四个不同季节的室内模拟实验,人工积雪对森林土壤异养呼吸及其δ13C值的影响可能因季节、凋落物的存在和森林类型而异。在秋季冻融模拟中,与轻雪覆盖相比,重雪覆盖时的CO2排放量相对较大,土壤呼吸CO2的δ13C值也较小,这表明冬季结冰前积雪增加可能会增加温带森林地下土壤有机碳的分解。随着模拟春季冻融的进行,所有处理中土壤呼吸CO2的δ13C平均值变得不那么小,这与秋季冻融模拟期间观察到的δ13C值的变化相反。模拟春季冻融期间,重雪覆盖时土壤呼吸CO2的δ13C值比轻雪覆盖时更负,这与模拟秋季冻融期间和生长季观测到的δ13C值的变化相反。无论积雪以及凋落物是否存在,在模拟生长季节与非生长季节,所有大型土柱上均观察到土壤异养呼吸13C富集变化(平均约4.2‰),这可归因于土壤水分、释放到土壤中的有机碳化合物的数量和质量以及实验条件下的土壤微生物特性。通常,陆地生态系统土壤异养和自养呼吸的δ13C值的季节变化在一定程度上可以反映SOM分解对环境条件的响应。本研究结果强调了冬季积雪和凋落物的存在对温带森林全年土壤呼吸及其δ13C值的影响,需要未来在野外条件下进一步研究,通过适度考虑土壤理化和微生物特性以及细根生物量引起的激发效应对土壤呼吸δ13C和土壤碳动态的调节作用,探索关键的内在影响机制。
  • 水质垂直剖面系统在水库的应用
    导言分层是基于物质密度的分离和分层—当水被加热时,它的密度会降低,因此当地表水被太阳加热时,这种分层就会出现在我们的供水水库中。这种情况每年都会在一定程度上发生,但在较为温暖的月份会更加明显和持续。虽然这是一种自然现象,但它可能会带来一系列负面影响,我们必须采取措施来避免水质问题。分层水库的一个问题是,沉淀到底部的较冷的水无法循环到表面,因为它实际上被“困”在较暖的水下面。这阻止了水变成含氧的更新,因此降低了溶解氧(DO)的水平。在这种低DO环境中,像锰和铁这样的金属很容易从它们在沉积物中的固态变成溶解态,进入水柱,然后进入处理厂,见图1。有些处理厂有处理溶解金属的设备处理水源水中的溶解金属,但肯定不是全部。如果它们处于溶解状态,会产生显著的味道和气味问题,并在供应系统中氧化,导致水体感观问题分层造成的另一个可能的问题是藻华的形成。温暖的地表水促进了藻类的生长,稳定的环境使藻类聚集在水库的最佳水体区域内并促使`茁壮成长。蓝藻尤其令人担忧,因为它不仅会产生味觉和气味问题,还会产生对人和动物有害的毒素.图1中显示了水库的分层、相对溶解度和金属在缺氧环境中的溶解情况解决这些问题的一个非常有效的方法是使用曝气器,它将水层混合,使整个水柱的温度相近,水变得均匀,含氧量均化。虽然消除了分层的问题,使用曝气混合器费用昂贵和需要高强度维护量,需要分层水质数据的来判断曝气机使用的时间,水层位置和工作模式.水质垂直分析系统(VPS)的应用一个垂直水质分析系统VPS是位于水库表面的固定浮标。如图2所示,浮标上安装了多参数水质测量仪,并定期将其降低到水库通过不同的水层收集多点的数据。采集的数据包括温度、浊度、pH、DO、总藻、蓝绿藻。然后,我们就可以实时查看数据,将其作为一组图表,从上到下监控水库的水质变化趋势.图2中显示垂直水质剖面VPS仪器安装在浮标上,以及EXO主机和传感器水库水质分层的曝气混合在墨尔本的供水系统中,几个主要的饮用水储备水库都有季节性的曝气装置。它们可以防止在夏季发生分层,从而降低由铁和锰引起的脏水事件的风险。近年来,墨尔本水务公司在几个水库里安装了垂直剖面系统(VPS),增加了详细的实时水质数据.休格洛夫水库是墨尔本最大的水库之一,容量96GL,最大水深75米。从历史数据看,在一年中较温暖的月份里,水库需要定期、持续的机械混合。.来自休格洛夫水库垂直水质剖面(VPS)的数据,形成的模型可以预测水库在不同环境和曝气运行条件下的响应,控制增氧机运行周期和工作模式。完成水库的分层区域充分混合,维持一个间歇运行,节约能源。图3.增氧机稳定运行6个月(当前运行,显示最佳混合) 图4.连续运行曝气器3个月,然后在接下来的3个月以12小时的开关周期运行总结试验期间水库垂直水质剖面VPS的水质数据,有效监控水库水体的水质分层的变化趋势.垂直水质剖面的温度数据指导曝气机间歇操作,充分实现了水体的混合,避免产生水质问题.YSI的水质剖面仪能实现的水体剖面的自动准确定位,完成重现性的水体剖面深度定位的水质参数测量.EXO2的传感器监测水库水体剖面的原位水质数据,充分反映湖泊的水质变化,垂直系统能满足水库(垂直水柱的不同水深)的数据变化的测量的需要,保证饮用水的安全.
  • 双应变-温度传感器性能研究取得进展
    近日,广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下,在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者,曾炜为通讯作者。   在目前的双应变-温度传感器研究中,一般是将应变/温度敏感的导电材料,如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点,可以实现基于三维网络离子传输的同时,利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感,为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。   研究人员通过自由基聚合,在氯化锂和甘油的存在下,制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成,使水凝胶具有优异的抗冻能力,能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃,检测限为0.2 ℃,并具有良好的升温-降温循环稳定性。   此外,水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性,可以达到17.3的高灵敏度,并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶,在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。
  • SHM31助力预防光伏电站冬季积雪灾害
    SHM31助力预防光伏电站冬季积雪灾害项目背景 每年的冬季总会遇到下雪,积雪造成的灾害时有发生。常见的道路积雪、高压传输线结冰,还有积雪压塌建筑物,如车站、场棚等。光伏电站同样会遇到类似的问题,因为光伏板在接受阳光沐浴的同时,也承受着雨雪的洗礼。光伏电站在设计的时候,对于光伏板和支架都有承重指标的要求。但是,超过此指标会给光伏板和支架造成永久损坏。 针对雪灾,我们可以采取一些措施预防,如:减小光伏板安装的垂直夹角,降低雪的累计速度;抬高光伏板的离地间距,保证雪完全滑落到地面,不再堆积到板上。适时清理板上的积雪也是不可缺少的。什么时候采取措施或清理积雪呢?如果每次派人到现场查看确认是很不明智的做法。采用现代积雪厚度检测技术,实时监测积雪厚度的变化,是非常理想的手段。 监测方案Lufft SHM31激光雪深计使用激光测距技术,精度高、安装方便,已广泛应用到高铁、交通、气象、机场等领域。 Lufft SHM31优势 激光雪深计Lufft SHM31使用可见的、对肉眼安全的激光光束,能够在复杂天气状况下远距离测量雪深,精度可达毫米级,无需维护。其优势如下:测量精度达到毫米级可以区分雪和其它表面物(如:杂草)安装灵活,更长的检测距离,比超声波原理的安装方便不同的加热功能延长激光二极管的寿命紧凑、具有防水外壳具有自动角度计算,便于安装有效抑制散射光测量不受温度变化的影响免维护
  • 柔性温度传感器实现高温测量新突破
    近年来,各大品牌的折叠屏手机、柔性可穿戴电子等智能设备层出不穷,成为行业热点。作为柔性电子设备的重要组成部分,柔性传感器用以测量温度,反映人体的各项指标。现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、敏感材料等限制,难以实现高温物理场的温度测量。因此,如何继承柔性薄膜传感器优势,实现柔性薄膜传感器在高温环境下的应用是一个值得关注的问题。近日,来自微纳制造领域的一项最新研究成果,为柔性传感器突破高温应用瓶颈提供了新思路。西安交通大学机械工程学院精密工程研究所的刘兆钧博士、田边教授、蒋庄德院士及其合作团队首次制备出了具有良好温度敏感性的高温柔性温度传感器。相关成果发表于工程制造领域期刊《极端制造》。传统柔性温度传感器难以实现高温无损监测柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性,甚至可自由弯曲、折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂表面进行检测。在可穿戴方面,柔性的电子产品适合“人体不是平面”的生理特性,因此更易于测试皮肤的相关参数,其可将外界的受力或受热情况转换为电信号,传递给机器人的电脑进行信号处理,从而实时精准地监测出人体各项指标。“柔性薄膜温度传感器能变形、易附着、轻薄等优点受到了研究人员的广泛关注。”田边说,“热电偶式传感器以结构简单、动态响应快、便于集中控制等优点脱颖而出。”结合二者优势,热电偶式柔性薄膜温度传感器应运而生。“温度传感器主要由两部分组成,由两种不同材料制成的温度敏感层和柔性基板。温度敏感层常由金属以及金属化合物组成,柔性基材则选择已经商业化的聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺等高分子聚合物材料。”田边表示。实际上,柔性传感器的优势使其能运用到多个领域当中,除了可穿戴设备,柔性传感器还在医疗电子、环境监测等领域显示出很好的应用前景。然而,现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、温度敏感材料等限制,难以在高温环境场中工作,更无法实现功能化应用。“因为柔性基板的熔点通常低于400℃,在高温环境中发生碳化后会变脆、变硬,因此,很难在高温环境下使用现有的柔性温度传感器。这一点也限制了它们在航空航天、钢铁冶金和爆炸损伤检测等极端环境中的应用。”田边解释道。“现有的高温温度测量手段受限于设备尺寸大、需要破坏结构、破坏气流场、受环境干扰等,难以实现对温度场的无损实时温度监测。”博士生刘兆钧补充道。因此,如何继承柔性薄膜传感器的优势,实现柔性薄膜传感器在高温环境下的安装与应用是亟须解决的关键问题。突破多项柔性温度传感器测量瓶颈为了突破柔性温度传感器的温度测量瓶颈,田边教授团队创新性地选择了具有宽温域的铝硅氧气凝胶毡作为温度传感器的柔性基板。由于柔性基板表面不均匀、粗糙度较大,难以通过传统的微纳制造工艺实现薄膜沉积与功能化,因此团队选用了丝网印刷技术制备厚膜以克服上述困难。在制备传感器的实际操作中,田边、刘兆钧等人使用有机黏合剂混合功能粉末完成浆料配置,利用高温热处理的方法去除薄膜中的多余有机物,如环氧树脂、松油醇等。同时,团队还针对不同应用表面,基于柔性材料可变形、可共形的优势,实现了功能薄膜的特定曲面化制备。“就像球鞋设计者根据球星脚底的尺寸大小来制定码数一样,这种‘独家订制’能有效解决一些问题。”田边表示,这样制备好的柔性温度传感器能够贴附于不同曲率曲面,例如叶片等。同时,其也具有超薄、超轻等优点。这项研究首次实现柔性传感器在零下190℃至零上1200℃这一极广的温度范围内工作,测试灵敏度也达到了可观的226.7微伏每摄氏度(μV/℃)。这是现有所有柔性温度传感器难以实现的。扩大柔性传感器的工作温域,为柔性传感开拓了更广阔的应用领域,它在探险排难、航空航天、钢铁冶金等领域将呈现出巨大的应用潜力。在被问及新型柔性传感器何时能够实现实际应用时,蒋庄德表示:“我们团队的研究人员对制备的柔性温度传感器已经进行了多种实验室级测试与实际测试。其中,包括对航模发动机的尾喷温度进行实时监控,小型物理爆炸场爆炸瞬时温度测量以及对坩埚中金属熔化过程进行温度监测等。传感器在整个测试过程都表现出了优异的测温能力。”在蒋庄德看来,科技发展的目标始终围绕造福人类。他指出:“我们根据柔性温度传感器极轻、极薄的特点,创新性地将其应用于智能穿戴设备,如传感器与环保透明面罩相结合设计出的智能口罩,实现对人体呼吸状态的实时监测,有望惠及长期独居旅行者和慢性病患者。我们的科研成果可以给人们的生活带来便捷,这也让科研有了‘温度’。”目前,柔性传感器许多技术仍停留在研究阶段,柔性传感器产业链整体能力亟待增强。就技术本身而言,传感器本身的稳定性、耐磨损性等还需要进一步提高。而从整个产业链的配套来说,柔性电路、柔性存储,以及软硬连接等环节也需要跟进步伐。在未来,团队也期望将制备的柔性传感器进一步优化,实现飞机表面、涡轮叶片等国之重器上的温度测量,为我国科技进步添砖加瓦。
  • 多单元多普勒水流剖面仪Argonaut-XR
    一种实用的水流和波浪测量解决方案Argonaut-XR为水流剖面应用提供了非凡的价值。Argonaut-XR的小尺寸 、 坚固的构建质量和灵活的编程选项使它对于实时操作和自主部署都非常有吸引力。具有独立于流速剖面的主测量单元, Argonaut-XR可以是单元水流计,也可以是剖面仪,或者两者兼备。例如, 除了可以编程系统进行流速剖面之外,还可以设置固定大小和在水柱中的任何位置的动态测量单元, 测量单元也可以配置为随着水位的变化而改变其大小或位置(自动潮沙功能)。基本的自主配置包括外部电池 、内部记录器 、罗盘/倾斜传感器 、压力和温度传感器。增加SonWave包或温盐传感器等选件, 使Argonaut-XR成为整个海洋系统的核心。
  • 如何实现超短支温度传感器校准?
    应用背景温度数据的监测在制药行业里有相当重要的地位,不论是产品质量保障、节能降耗还是合规要求,再或者药品研发、生产、包装、运输、存储的各个环节,都与温度息息相关,而且对温度参数的准确可靠有较高要求。温度监测系统由温度传感器和显示设备组成,随着时间的推移,温度传感器会受到诸多因素的影响,例如震动,应力变化,化学腐蚀等,其性能参数也会产生变化,因此需要对其进行校准以确定其误差的大小,确保其在允许误差范围内工作。而新版GMP规范第五章第五节对校准也做了明确规定:对于生产和检验用的仪表要定期校准,保存校准记录,未经校准的仪表不得使用。AMETEK校准仪器具有40年的温度校准经验,深入了解用户需求,为制药行业用户设计了有综合性的专业解决方案:✔ 卫生型温度传感器✔ 超短支温度传感器✔ 无法拆卸狭小空间温度传感器✔ 超低温冰箱、冻干设备温度传感器✔ 湿热灭菌器温度传感器✔ 隧道灭菌温度传感器✔ 表面安装温度开关如何实现超短支温度传感器校准?解决方案:RTC-158B 干体-液槽两用温度校准仪配特殊专用套管✔ 干湿两用:干体炉-微型液槽均可使用,对于插入深度小于30mm的传感器可选择液槽。✔ 温场直径大:特殊设计的专用恒温块可匹配超短或异形传感器,即使是卡盘超短卫生型传感器也可使用 。✔ 性能: D LC 动态负载补偿 及外部参考控温,保证垂直温场均匀稳定,控温准确。✔ 快捷: 升降温速度远快于传统液槽,成倍提高工作效率。关于Ametek Jofra 干体炉Ametek校准仪器是全球主要的温度、压力及电信号校准仪生产厂商之一,AMETEK JOFRA生产和销售干体炉有三十多年历史,能提供快速精准的温度校准方案。AMETEK干体炉有5大系列共50多个型号,温度覆盖-100~1205℃,满足各个行业的温度校准需求。根据应用情况提供多样的解决方案,实现实验室及现场的快速精准温度校准。
  • 制药行业温度校准方案(一) | 安装于工艺设备卫生型温度传感器校准
    应用背景温度数据的监测在制药行业里有相当重要的地位,不论是产品质量保障、节能降耗还是合规要求,再或者药品研发-生产-包装-运输-存储的各个环节,都与温度息息相关,而且对温度参数的准确可靠有较高要求。温度监测大都由温度传感器和显示设备组成,随着时间的推移,温度传感器会受到诸多因素的影响,例如震动,盈利变化,化学腐蚀等,其性能参数也会产生变化,因此需要对其进行校准以确定其误差的大小,确保其在允许误差范围内工作。而新版GMP规范第五章第五节对校准也做了明确规定:对于生产和检验用的仪表要定期校准,保存校准记录,未经校准的仪表不得使用。AMETEK校准仪器具有40年的温度校准经验,深入了解用户需求,为制药行业用户设计了有综合性的专业解决方案:✔ 卫生型温度传感器✔ 超短支温度传感器✔ 无法拆卸狭小空间温度传感器✔ 超低温冰箱、冻干设备温度传感器✔ 湿热灭菌器温度传感器✔ 隧道灭菌温度传感器✔ 表面安装温度开关制药行业温度校准方案(一)安装于工艺设备卫生型温度传感器校准解决方案:RTC-156B 超级标准体炉配短支校准套件✔ 专业套件:定制套管保证与卫生型卡盘传感器充分热平衡,补偿热损失,外接参考传感器与被检传感器位置保持一致,精准控温。✔ 洁净 无液体介质,不易污染探头,尤其适用于对探头洁净度有严格标准的企业 。✔ 性能: 双区加热配合 DLC 动态负载补偿 ,保证垂直温场均匀稳定,不受被检传感器 插入深度影响 。✔ 便携 干体炉 便于携带至 现场 ,可以 进行 全回路校准,减少分离回路校准的附加误差 。✔ 安全: 无液体挥发,不会对操作人员健康产生危害,也不会污染实验室工作空间✔ 快捷: 升降温速度远快于 液槽,成倍提高 工作效率关于Ametek Jofra 干体炉Ametek校准仪器是全球主要的温度、压力及电信号校准仪生产厂商之一,干体炉的发明者,能提供快速精准的温度校准方案。AMETEK干体炉有5大系列共50多个型号,温度覆盖-100~1205℃,满足各个行业的温度校准需求。根据应用情况提供多样的解决方案,实现实验室及现场的快速精准温度校准。
  • 国内学者成功研发石墨烯温度流量一体化传感器
    p style="line-height: 1.75em "  国内科研人员成功研发基于石墨稀材料的大量程、高精度的流量、温度传感器,有望在热力系统进行规模应用。/pp style="line-height: 1.75em text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/3e7bf569-3c52-4b91-b4b2-dd53a82c552f.jpg" title="20160407151516449.jpg"/  /pp style="line-height: 1.75em text-align: center "清华大学 朱宏伟/pp style="line-height: 1.75em "  近日,清华大学朱宏伟教授团队和北京华大智宝电子系统有限公司合作开发出石墨烯温度流量一体化传感器件。他们针对热力系统检测用流量、温度传感器的应用需求,通过对石墨烯传感的作用与规律研究,突破石墨烯材料在热量表流量计应用的关键技术,开发热力系统检测用石墨烯流量、温度传感器件,解决了现有传感器表面结垢、功耗高等问题,形成了批量制备能力,有望在热力系统进行规模应用。/pp style="line-height: 1.75em "  该团队完成了石墨烯晶片形状、尺寸、表/界面状态对传感性能调制研究,通过基于石墨稀材料的传感工艺结构设计,开发了大量程、高精度的流量、温度传感器。流量传感器元件测量范围达到0.01~6m3/h,测量精度达到0.005m3/h 温度传感器元件测量范围达到0~100℃,测量精度达到0.02℃。/pp style="line-height: 1.75em "  在石墨烯流量、温度传感材料基础上,同时开展了两项拓展研究:1)提出了一种实现高灵敏柔性应变传感的新思路,通过石墨烯与超弹超薄高分子材料复合构建了一类基于柔性传感器原型器件,开发了面向可穿戴装备的传感器的制造方法和工艺,在应变、压阻、扭转、挥发性有机物、声波等几个典型传感应用上进行了探索,并可探测脉搏、语音等微弱生理信号,有望应用于移动医疗、可穿戴式设备等领域 2)研究了水在石墨烯层片孔中的扩散特性,开发了一种同位素标记法,揭示了水分子在石墨烯中的扩散系数比微孔滤膜中微米尺寸通道的扩散系数高4~5个数量级,证明了水分子可超快速传输,为基于石墨烯的传质特性研究奠定了基础,并在快速过滤与分离领域展现出广阔的应用前景。/pp style="line-height: 1.75em "  相关研发成果已发表SCI收录论文15篇,申请国家发明专利5项,获授权实用新型专利1项。所制备的六种传感器发表在ACSNano、Adv.Funct.Mater.、Small、NanoRes.、Appl.Phys.Lett.、Chem.Commun.等期刊上,并被学术媒体Nanowerk、Graphene-Info和MaterialsViewsWiley做为研究亮点报道,被评价为“…全新的传感机制、石墨烯的高性能应用…”,“石墨烯的机电效应结合其它特性…促进了在高灵敏传感中的应用,…这些传感器的潜在用途包括柔性显示、智能服装、电子皮肤、体外诊断等,在可穿戴健康检测类设备上有较大的应用空间”。/ppbr//p
  • 我国自主研制的多类海洋生物化学原位传感器搭载水下滑翔机顺利完成海试
    近日,由中国科学院西安光机所吴国俊研究员牵头,联合青岛海洋科技中心、国家海洋技术中心、厦门大学、自然资源部第二海洋研究所等多家科研机构联合承担的某国家重点研发计划项目取得重要进展。项目将自主研制的多类海洋生物化学原位传感器(硝酸盐、叶绿素、多环芳烃、溶解氧、下行辐照度等)搭载国产“海燕”水下滑翔机在南海西沙海槽盆地区域顺利完成海试,成功实现了高时空分辨率的海洋环境长期原位观测,连续获取最大深度达1000米的生化参量深海剖面17个,有效验证了温度、压力等环境因素对参数观测的影响、传感器长期漂移、深海光学探头高集成度封装等多项关键技术。这是我国首次通过水下滑翔机搭载自研传感器的方式获取深海生物化学剖面数据。 水下移动平台搭载传感器是同时满足多学科、多参数同步海洋观测以及多过程、多界面、多尺度综合观测的重要手段。本项目正是利用这种试验手段,实现大范围、高时空分辨率生物化学剖面参数获取,以此填补跨学科、跨尺度观测空白,丰富我国海洋科学研究方式,为复杂的全球系统提供新的理解。此外,联合团队所研制的适合移动观测的海洋生物化学传感器为首创,这将显著提升我国海洋自主观测能力。突破的传感器多项关键技术,对于推动国产海洋高端传感器产业化应用提供了坚实基础。 本次海试同步进行了与国际先进传感器(Aanderaa4330、SeaOWL等)的比测,剖面浓度变化趋势、拐点深度和绝对浓度等比测结果吻合度高。后续联合团队将深入开展BGC-Argo/BGC-Glider两类示范应用。海试现场(图片来源于中国科学院西安光学精密机械研究所)部分比测数据(图片来源于中国科学院西安光学精密机械研究所)
  • 国产量子计算超低温温度传感器研制成功
    量子芯片运行对温度环境要求极为苛刻,如何实时监测温度变化,了解制冷机运行状态?近日,记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉,国产量子计算超低温温度传感器研制成功,并已投入国产量子计算机中使用。安徽省量子计算工程研究中心相关研发团队负责人张俊峰向记者介绍:“随着稀释制冷机技术的发展,国内外稀释制冷机技术越来越成熟,与之相配套的温度测量需求也不断加大。为了保证量子芯片在合适的温区运行,需要实时监测量子芯片运行的温度环境,这款传感器就像是‘量子芯片温度计’,可实时监测温度变化。”该超低温温度传感器由合肥本源量子完全自主研发,支持实时温度监测,具备较高测量精度等优势。该产品通用性很广,可以非常方便地安装到稀释制冷机上,目前已投入国产量子计算机中使用。张俊峰表示,量子芯片是量子计算机的核心器件,实时监测量子芯片运行的温度环境能够对整个量子计算机系统起到关键性作用。该国产超低温温度传感器的成功研制,使我国在极低温领域的温度测量精度达到国际先进水平,向着量子计算机完全自主可控迈出了重要一步。
  • 重磅!填补我国空白,这个传感器仪器获重大突破
    近日,据中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所中科院合肥研究院智能所官方公众号公布,该所研制出了国内首台深海质谱仪,并在南海某海域成功完成多次海试,该工作填补了国内在深海质谱仪研制领域的空白:质谱仪是一种分离和检测不同同位素的仪器。利用质谱仪,可以对相关物质进行化学分析,为确定化合物的分子式和分子结构等提供可靠的依据。深海质谱仪的研制,可以为寻找海底油气及矿产资源,探究生命起源和早期演化以及研究全球气候变化等奠定了原位质谱探测基础。▲国内首台深海质谱仪(来源:中科院合肥研究院智能所)中科院合肥物质院智能所陈池来研究团队,长期致力于新型MEMS质谱关键技术及应用研究。作为深海智能感知技术联合实验室共建单位成员,团队先后突破质谱小型化设计集成、质谱关键器件MEMS制造、水下膜进样快速定量标定等关键技术。经过多年攻关,该团队成功研制出国内首套深海质谱仪,可在原位实现深海中N2、O2、Ar、CO2、CH4等小分子溶解气以及烷烃、芳香烃等挥发性有机物溶解气的定性及定量检测。深海极端环境塑造了特殊的生命过程,蕴藏着极大的矿产资源,对其探测是国际地球科学研究的前沿问题。深海原位探测技术可以在时间和空间维度上连续获取深海样品的组分、含量及其变化信息,因此被越来越广泛地应用于深海极端环境的研究工作中。▲深海质谱仪搭乘原位实验室完成深海探测任务后出水瞬时(来源:中科院合肥研究院智能所)2022年至今,该团队成员王晗、邵磊等携带深海质谱仪参加了多次专项海试,验证了其工作原理及工程应用的可行性,完成了设备功能性验证实验、海底定点在线检测实验及深度扫描试验。不仅如此,通过海试,该仪器还实现了深海冷泉区域溶解气的长时间(25.8h)原位检测及海平面至海底(-1388m-0m)溶解气的在线检测,获取了深海海底小分子溶解气浓度随时间的变化曲线及纵向浓度分布轮廓线等关键科学数据。相关研究成果以《用于深海气体原位检测的水下质谱仪的研制与应用》为题发表在《中国分析化学》上。▲深海溶解气在线检测深度-峰高关系曲线(来源:中科院合肥研究院智能所)海洋探测中常用的各种传感器仪器及分类海洋仪器设备的一个最大特点是,生产批量小、应用范围窄、使用寿命短,而稳定、可靠性和一致性,以及测量分辨率和精度等要求又特别高,需要在不断应用中改进制造工艺和提高技术性能。传感器技术是海洋仪器设备的基础,其各方面性能是衡量仪器设备好坏的关键,同时也是调查数据质量的保证,各种数据订正方案应运而生,但是在长期的观测中,传感器的稳定性、漂移、准确度等指标依然是最重要的部分。海洋中使用了各种各样的传感器仪器,包括声学多普勒电流剖面仪,底流流量计,底部压力和倾斜仪,电导率-温度深度(CTD),溶解氧传感器,数码相机,高清摄像机,水听器,质谱仪,光学衰减传感器,pH和二氧化碳传感器,压力传感器,远程访问液体和DNA采样器,电阻率探头,地震仪,声纳,热敏电阻阵列和湍流电流计等等。海洋传感器根据检测参数类别可大致划分为水质类、水文类、地质地震类、声学探测类、光学探测类等,每一类检测参数大则包含上百项检测目标,少则数十项检测目标,且根据应用领域和应用环境的不同,每一项检测参数的工作原理和技术实现手段各有不同。▲海洋传感器机器分类(来源:高科技与产业化)日益重视,近年我国海洋传感器仪器的研究现状,与取得的突破近年来,我国日益重视海洋传感器及仪器设备等相关海洋科学技术的研究。在2013年,科技部正式批复,组建青岛海洋科学与技术试点国家实验室;2015年6月,实验室正式投入运行,成为所有试点国家实验室中唯一转为正式国家实验室的研究机构。此外,国内有多所大学和科研机构从事海洋传感器方面的研究:山东省科学院海洋仪器仪表研究所侧重在化学/物理测量、温度/热量测量、非特定变量测量、力的测量以及控制系统方面进行技术布局;中国海洋大学侧重在非特定变量、距离/摄影测量、化学/物理测量、重力测量和控制系统方面进行技术布局;国家海洋技术中心侧重在距离测量、化学/物理测量、温度测量、流量测量和船用设备方面进行技术布局;天津大学的专利技术主要布局在化学/物理测量、平衡测量、距离测量、船用设备和非特定变量测量等领域;浙江大学的专利技术主要布局在化学/物理测量、平衡测量、信号控制传输、液力机械和船用设备等领域;浙江海洋大学的专利技术主要布局在船用设备、化学/物理测量、控制系统、平衡测量、电场分离等领域;大连科技学院的专利技术主要布局在非特定变量测量、化学/物理测量、长度/角度等测量、液力机械和距离/摄影测量等领域。在产业化方面,我国90%的传感器依赖进口,只有通过国产化来降低成本,国内海工装备才用得起传感器。国外的海洋传感器已经近二十年没有更新换代了,但是在过去二十年,材料技术、信息技术、集成电路技术等都取得了很大的进步,当这些新技术渗透到海洋传感器领域的时候,就会有大的突破,也是国内海洋传感器领域的机遇所在。海洋化学传感器、海洋微生物传感器也都存在不能与时俱进的问题,我国目前尚不具备全面、完整的微生物数据库,适合长期海洋监测的便携、低功耗、原位、实时、快速、精确的海洋微生物传感器也未有相关产品。目前,进口CTD温盐深剖面仪、ADCP等海洋仪器设备在我国还有占有很大的市场份额。但令人欣喜的看到,通过近些年来国内相关科技企业的共同努力,在部分海洋传感器领域已经做到了国产代替,其实验室测量精度已与国外同类产品不相上下,与世界先进水平也已相差无几,只是其稳定、可靠性还需要进一步提升。结语要解决海洋领域核心关键技术受制于人的问题,关键是增强科技攻关能力,强化自主创新成果的源头供给。在全球范围内传感器有超过2万亿的市场规模,我国传感器相关企业应抓住机遇,加强技术团队的学科交叉与协同攻关,强化新原理、新方法创新与已有技术的完善,多项并举才能掌握海洋科技发展主动权,合力解决海洋传感器领域的“卡脖子”问题。未来,我国将基于创新的光电集成芯片和光学传感原理,基于光电集成芯片技术,依靠发展成熟的集成电路的制造设备与工艺水平和在中国国产化的集成电路芯片制造水平,结合我国已搭建起的芯片产业链,通过国内外的密切合作,开发具有自主知识产权的芯片级海洋物理、化学和微生物传感器,并且实现微型化与国产化,应用到高端智能装备的制造领域。
  • 福禄克携5款温度、压力、电学计量校准产品亮相世界传感器大会
    仪器信息网讯 8月23日,为期三天的2022世界传感器大会在郑州国际会展中心完美落幕,此次传感器大会由中华人民共和国工业和信息化部、中国科学技术协会与河南省人民政府主办,郑州市人民政府、河南省工业和信息化厅、河南省科学技术协会、中国仪器仪表学会承办。福禄克(FLUKE)展位本次世界传感器大会,众多知名传感器公司携新品和主推产品参展,同时也吸引了多家仪器企业参加,福禄克(FLUKE)公司也携一系列计量校准产品亮相。据了解,福禄克早在2000年就收购了Wavetek Wandell Goltermann的精密测量部门,从而稳固了其在电气校准市场内已经获得的地位。近几年,福禄克公司又先后收购了以温度计量和校准著称的 HART公司,以及以压力计量和校准而著称的DHI公司,从而使福禄克公司的计量和校准技术和产品覆盖了电学、温度以及压力,成为全面提供计量和校准产品的仪器仪表公司。1586A高精度多路测温仪(下)和外置接线模块(上)1586A高精度多路测温仪可以扫描测量并记录直至40通道的直流电压和电流,电阻,扫描速度可达每秒10个通道。1586A可以配置为多通道的记录仪在现场使用,也可以配置为参考温度计连接方式用于实验室的温度传感器校准。1586A高精度多路测温仪可满足制药,生物,食品,航空航天以及汽车行业的大量的温度分布,传感器校准,温度测量的应用。2271A工业压力校准器这款仪器兼容两个不同精度级别的模块。PM200模块为大部分量程提供 0.02% FS。PM500模块提供0.01%的读数不确定度,确保2271A可用于测试或校准更高精度的变送器和数字仪表。2271A的压力量程达到-100 kPa至20MPa(-15 psi至3000psi),满足较宽范围的压力计和传感器需求。仪器内置支持HART功能的电学测量模块(EMM),因此能够对4-20 mA设备(例如,智能变送器、压力计和开关)进行闭环、全自动校准。此外,该仪器顶部的双测试端口可安装两台被测设备(DUT),提升工作效率。9173高精度干式计量炉干井炉是早期最传统的现场热源。而福禄克最早开发的干式计量炉,其不确定度要远远小于干井炉的不确定度。不确定度越低,客户就越有能力校准准确度更高的传感器。干式计量炉提供了接近恒温槽的性能,但是却不需要昂贵的恒温槽液体。干式计量炉达到预定温度点并且稳定的时间比恒温槽快5到10倍,这样即可节省技术人员的工作时间,提高检定速度。干式计量炉的便携性使其能够到现场进行校准的工作,从而解决了恒温槽在运输上的困难。而此次参展的福禄克9173高精度干式计量炉采用了双段控温技术。传统的炉子在轴向(垂直方向)的温度场很难做到均匀,越接近炉口温度变化就越大。所谓双段控温就是在垂直方向上使用上下两层双路控温的方式,这种新型的模拟和数字控制技术提供了高达±0.005 C的稳定性。而且利用两段控温技术,轴向(垂直方向)的均匀性在60 mm区域内可达到±0.02 ℃。7109A便携式恒温槽在制药、生物科技和食品生产等行业,过程制造工厂大量使用卫生型温度传感器,这些传感器需要定期校准,在校准时必须停止生产。因此,校准效率越高意味着工厂停工时间越短。此外,在有些生产过程中,0.1摄氏度的误差就会造成严重成本损失,温度准确度对于保证质量至关重要。而本次展出的这款7109A便携式校准恒温槽与市面上许多恒温槽相比,系统准确度提高了两倍,能在更短的时间内校准更多的卫生型传感器,工作效率提高四倍。用户可以将4支卡箍式卫生型传感器同时置于恒温槽中进行校准,温度显示准确度达±0.1°C。对于小法兰或没有法兰的卫生型热电阻,校准效率甚至更高。7109A恒温槽覆盖温度范围可达-25°C至140°C,内置测温仪直接用于连接外部参考探头以及被校温度探头。8588A八位半数字多用表8588A是一款八位半数字化标准多用表,专门为校准实验室量身打造,拥有直观的用户界面和彩色屏幕和超过12项的测量功能,包括新增的数字化电压、数字化电流、电容、射频(RF)功率,以及用于交/直流电流的外部分流器,帮助用户将实验室级别的系统测试成本统一整合到单台测量仪器中。8588A拥有1年期直流电压准确度(2.7μV/V@95%置信区间,或3.5μV/V@99%置信区间)和最佳的24小时稳定度(0.5 μV/V@95%置信区间,或0.65 μV/V @99%置信区间),使其能够傲视市场上其他标准数字多用表。8588A还能够在短短1秒内产生稳定的八位半读数,进一步提高速度覆盖范围。
  • 研究人员开发出高灵敏度的声表面波氨气传感器
    氨气是一种有毒易挥发且具有强刺激性的工业气体,作为化学原料广泛应用于化学工业、食品加工和医疗领域。痕量氨气的检测对于环境和人体健康保护以及工业生产安全防范具有重要意义。现有氨气传感技术存在工作温度高、选择性差及响应速度慢等方面的不足,难以满足实际应用需求。中科院声学所超声学实验室王文研究团队与中科院空天技术研究院孙建海团队合作,将微纳声表面波器件技术与氧化石墨烯-氧化锡(GO-SnO2)纳米复合材料相结合,设计并制作了一种在室温条件下(25摄氏度)灵敏度达到ppb级的新型声表面波氨气传感器。该复合材料具有较大的表面积和较多的化学活性位点,大幅增加了氨气吸附效率,从而提高了传感器灵敏度与响应速度。研究人员利用氧化石墨烯-氧化锡纳米复合材料制备于声传播路径表面,构建出了小尺度声表面波氨气传感器。他们结合鉴相传感电路,对所研制的声表面波氨气传感器进行实验测试,结果表明相对于国内外已报道氨气传感器,该传感器实现了低检测限(40ppb)、高灵敏度(0.098 mV/ppb)以及快速的传感响应(16.4 s),此外还具有良好选择性和重复性的特点,在痕量氨气的检测中具有很好的应用前景。相关研究成果在线发表于Top期刊Sensors and Actuator B-Chem.(IF:9.221)。本研究获得国家自然科学基金(No.11774381,No.62174163)、国家重点研发计划(No.2020YFB1506205)资助。图1 氧化石墨烯-氧化锡纳米复合材料的表征(图/中科院声学所)图2 声表面波氨气传感器及其响应特性(图/中科院声学所)
  • 冬奥将至,看仪器如何揭示雪的“奥秘”
    在冬奥会所有比赛项目中,雪上项目约占70%。跳台滑雪、高山滑雪等都极具速度和技巧,雪特性以及气候变化对运动员的影响很大。作为冬奥雪上项目主场,张家口属于温带大陆性季风气候,早晚温差大、风大,白天气温温差大,雪会融化,到了晚上,雪温、空气相对湿度变化,雪的硬度也会发生变化。工作人员要及时监测赛场雪况,给运动员更好的比赛条件。雪的测试涉及参数众多,包括雪状、雪硬度、雪密度、雪深度、降雪量、雪压、穿透阻力、粒径、粘滞系数、移雪量、雪通量、雪浓度、雪晶浓度、雪面温度、雪水当量、雪中含水量和含冰量等。那么如何通过仪器揭示雪的“奥秘”呢?小编特整理了一些与“雪”有关的仪器,以供参考。积雪贯入仪贯入仪亦称穿透计,是一种测定土壤穿透阻力的仪器。而积雪贯入仪是一种测定积雪穿透阻力的仪器,可以用来表征雪硬度。随着南极科考事业的蓬勃发展以及北京和张家口共同获得2022年冬季奥林匹克运动会的举办权,冬奥会滑雪场和相关配套基础设施的建设工作也一直广受各界的关注。因此,南极机场跑道和滑雪场跑道等冰雪工程建设的发展,对于我国南极科考事业的发展和2022年北京冬季奥运会的顺利举办具有重要的战略意义。其中,压实积雪跑道的硬度测量所涉及的测试技术的发展以及相关贯入仪的研发是需要解决的首要技术问题。贯入仪是一种具有广泛应用前景的仪器,还可以在其上安装许多额外的传感器,从而可以在一次测试中获得大量信息,包括力学、微观结构、视觉、雪崩等。冰雪粒径检测仪和雪硬度计高山滑雪比赛项目中,运动员最高时速可达到 248km/h,对雪道硬度有苛刻要求。雪道表面必须保持结晶状态,近似于冰面,被称为冰状雪。冰状雪不是单纯让雪结冰,而是雪质硬化的过程,需要 " 精耕细作 "。如何评价“冰状雪”赛道质量?中国科学院南京天文光学技术研究所南极团队,参与承担了科技部“科技冬奥”重点专项中关于冰状雪赛道质量检测的专用仪器的研制工作,与中国气象科学研究院合作研发了冰雪粒径检测仪和雪硬度计,助运动员乘风破浪,为北京 2022 年冬奥会保驾护航。雪温雪状观测仪奥运气象保障要求气象数据获取达到“秒级、分钟级”,通过气象数据信息了解区域内气象要素实时变化,为组委会和运动员提供实时气象信息。针对冬奥会场地特殊的气象监测需要,航天新气象公司组织技术攻关小组,研究冬奥会雪务观测需求,设计了一款实时为赛事场地的短临预报服务提供数据支撑的雪温雪状观测仪。这款仪器能自动识别粉状雪、壳状雪、冰状雪、浆状雪四种雪状,并探测雪地实时温度。它支持蓝牙和4G通信,实时定位,在线地图回看坐标数据,可随时随地进行探测,一键生成数据报文、抓取图像,满足赛场精细化观测需求。这也是冬奥会官方指定的一款测雪气象装备。超声波积雪雪深计超声波积雪深度计是利用超声波技术测量积雪深度的仪器。在高于当地最大积雪深度的一根支杆上,装有一个超声波转换器,由其发出的声脉冲经雪面反射后又被它所接收。从测得声脉冲返回的时间就可算出转换器到雪面的距离,而转换器到地面的距离是固定的,故后者减去前者即为积雪深度。激光雪深计激光雪深计在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离,叠加基准面的初始值从而计算出雪深。融雪型雨雪量计融雪型雨雪量计是利用加热、不冻液等方式将固态降水(雪、雨夹雪)融化为液态后,进行雨雪量自动测量的仪器。融雪型雨雪量计由融雪装置、雨量传感器、记录器三部分组成,其中记录器可置于室内。国际上比较成熟的融雪型雨雪量计主要有三种,包括电加热式、不冻液式和燃气加热式。这三种雨雪量计均采用翻斗式雨量传感器。近几年我国也研制成几种融雪型雨雪量计,大多数为不冻液式。雪水当量测试仪雪水当量是指当积雪完全融化后,所得到的水形成水层的垂直深度。一种雪水当量仪的测量原理是基于雪层所引起的流体静压强(静力压),即:雪层对充满水袋内液体(水和乙二醇以1比1比例混合,有防冻作用)的压力转换为水袋内液体对传感器的压力,传感器内的液体上升,上升的液体对传感器产生一个压力,然后转换为电压模拟量输出到数据采集器,数据采集器采集信号并运算,最后得到雪水当量。同时测得的雪深,并利用“雪水当量=积雪平均密度*积雪深度”的计算公示即可得出积雪密度。雪面温度监测仪雪面温度测量是地面气象观测重要的一部分,不同于传统的固定位置的温度测量仪器。按照《地面气象观测规范》,雪面温度测量要符合规范要求,当降雪覆盖了温度传感器时,要人工将其拔出,并重新放置,并使得温度传感器一半位于雪中,另一半暴露于空气当中。风吹雪粒子监测系统风吹雪,由气流挟带起分散的雪粒在近地面运行的多相流,又称风雪流,简称吹雪。它是一种较为复杂的特殊流体,有较大的危害性。起动风速和雪的输送是风吹雪的主要形成过程。前者是指使雪粒起动运行的临界风速,它的大小既和雪的密度、粒径、粘滞系数等有关,又与太阳辐射、气温、地面粗糙度等外界条件相关。 “风吹雪”现象常发生在雪停之后,通常会出现在晴朗天气。风吹雪粒子监测系统利用可见激光,发射端和接收端之间产生直径非常小的光斑,在发射和接收器之间的光束衰减或阻断来识别雪粒和雪片。其可用来测量风吹雪粒子的通量、环境的温湿度及风力的大小,是测量暴风雪的高精度传感器,主要是测量风雪(暴风雪)的颗粒,风从地面被风吹起雪沙粒的大小的专业产品,可应用于雪通量的理论模型研究、雪崩预警、常规冰雪特性研究等领域。除以上仪器外,雪测量仪器还包括称雪器、积雪重量级、雪量计、移雪量测试仪等。
  • 中科院地理所刘远团队揭示基质可用性调和不同土壤剖面SOC矿化的温度响应
    2018年,由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,一经推出便得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达24篇。 今天与大家分享的是中国科学院地理科学与资源研究所刘远团队在调查基质可用性(根系分泌物)的变化如何影响不同土壤剖面中土壤有机碳(SOC)矿化的温度响应(Q10)方面取得的进展,在该项研究中,研究团队利用PRI-8800对SOC矿化率进行高频测量,为研究结果提供了有力的数据支撑。 土壤有机碳(SOC)矿化是导致大量碳从土壤流失到大气中的一个主要过程,而温度会极大地影响这一过程。预计在下个世纪,底土和表土都将经历类似程度的变暖。气候变暖预计会产生土壤碳-气候正反馈,从而加速气候变化。这种正反馈的大小在很大程度上取决于不同深度SOC矿化的温度敏感性(Q10)。因此,更好地了解不同深度的Q10变化及其内在机制,对于准确预测气候变化情景下的土壤碳动态至关重要。尽管在理解全球变暖对底土碳动态影响方面取得了进展,但对于Q10在土壤剖面不同深度的变化方式仍未达成共识。 为了更好地理解气候变化背景下土壤碳动态,刘远团队从三个地点采集了土壤剖面的土壤样品,包括四个深度区间(0-10厘米,10-30厘米,30-50厘米和50-70厘米):两个地点具有典型的矿物质土壤,一个地点是埋藏土壤。研究团队在实验室中使用这些土壤来探讨随着土壤深度的增加SOC矿化的Q10对底物可利用性变化的响应。葡萄糖是一种容易获得的底物,因为它是根分泌物的重要组成部分。土壤在10-25°C的温度下孵育,以0.75°C的温度间隔进行了24小时。然后,在孵育1天后,通过高频率连续测量SOC矿化速率,避免了底物限制和微生物群落的变化对结果的影响,估算Q10。 值得注意的是,针对SOC矿化速率的测量,研究团队使用的是由北京普瑞亿科科技有限公司研发的PRI–8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,该系统允许在一定时间内逐步提高孵育温度并与SOC矿化速率的高频测量同步进行,为该项研究提供了更准确的Q10估计。图1:不同土壤深度和不同站点下,控制组(CK)和底物添加组(S+)的土壤有机碳(SOC)矿化的温度响应,使用指数拟合表示。站点:Liangshui(LS)、Huinan(HN)和Hongyuan(HY)。***代表P0.001的显著差异。图2 a:在控制组(CK)和底物添加组(S+)中,土壤有机碳(SOC)矿化速率(R22)在22°C下随深度增加的变化。b:不同站点下不同土壤深度的底物可利用性指数(CAI);c:在CK和S+处理中,SOC矿化的温度敏感性(Q10)随深度增加的变化;d:不同站点下不同土壤深度中CK和S+处理之间Q10的差异(ΔQ10)。 研究结果表明,在典型的矿质土壤中,Q10随深度的增加而降低,但在埋藏土壤中,Q10则先降低后增加。不出所料,在不同的土壤深度,基质的添加会明显增加Q10;但是,增加的幅度(ΔQ10)随土壤深度和类型的不同而不同。出乎意料的是,在典型的矿质土壤中,表土中的ΔQ10比底土中的高,反之亦然。ΔQ10与土壤初始基质可用性(CAI)呈负相关,与土壤无机氮呈正相关。总体而言,气候变化情景下基质可用性的增加(即二氧化碳浓度升高导致根系渗出物增加)会进一步加强SOC矿化的温度响应,尤其是在无机氮含量高的土壤或氮沉积率高的地区。 相关研究成果以“Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles”为题在线发表于期刊《Journal Of Soils And Sediments》上(中科院三区Top,IF5 =3.8)。相关论文信息:Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.原文链接:https://doi.org/10.1007/s11368-023-03602-y 截至目前,以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达24篇,分别发表在10余种影响因子较高的国际期刊上——数据来源:https://sci.justscience.cn/ 很荣幸PRI-8800可以为这些高质量学术研究贡献一份力量,感谢各位老师对普瑞亿科产品的支持和信任。如果您成功发表文章,并且在研究过程中使用了普瑞亿科的国产仪器设备,请与我们公司联络,我们为您准备了一份小礼物,以感谢您对国产设备以及普瑞亿科的信任和支持! 自2018年上市以来,PRI-8800全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统得到了广泛关注。该系统在土壤有机质分解速率、Q10及其调控机制方面提供了一整套高效的解决方案,为科研人员提供室内变温培养模拟野外环境的条件,让科研可以更广、更深层次地开展。目前以PRI-8800为关键设备发表的相关文章已达23篇。 为响应国家“双碳”目标,针对国内“双碳”行动有效性评估,普瑞亿科全新升级了PRI-8800 全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统,结合了连续变温培养和高频土壤呼吸在线测量的优势,模式的培养与测试过程非常简单高效,这极大方便了大量样品的测试或大尺度联网的研究,可以有效服务科学研究和生态观测。PRI-8800的成功推出,为“双碳”目标研究和评价提供了强有力的工具。 土壤有机质分解速率(R)对温度变化的响应非常敏感。温度敏感性参数(Q10)可以刻画土壤有机质分解对温度变化的响应程度。Q10是指温度每升高10℃,R所增加的倍数;Q10值越大,表明土壤有机质分解对温度变化就越敏感。Q10不仅取决于有机质分子的固有动力学属性,也受到环境条件的限制。Q10能抽象地描述土壤有机质分解对温度变化的响应,在不同生态类型系统、不同研究间架起了一个规范的和可比较的参数,因此其研究意义重大。 以往Q10研究通过选取较少的温度梯度(3-5个点)进行测量,从而导致不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题无法被克服。Robinson最近的研究(2017)指出,最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度的响应曲线可以有效解决上述问题。PRI-8800全自动变温土壤温室气体在线测量系统为Q10的研究提供了强有力的工具,不仅能用于测量Q10对环境变量主控温度因子的响应,也能用于测量其对土壤含水量、酶促反应、有机底物、土壤生物及时空变异等的响应。PRI-8800为Q10对关联影响因子的研究,提供了一套快捷、高效、准确的整体解决方案。可设定恒温或变温培养模式;温度控制波动优于±0.05℃;平均升降温速率不小于1°C/min;150ml样品瓶,25位样品盘;大气本底缓冲气或钢瓶气清洗气路;一体化设计,内置CO2 H2O模块;可外接高精度浓度或同位素分析仪。 为了更好地助力科学研究,拓展设备应用场景,普瑞亿科重磅推出「加强版」PRI-8800——PRI-8800 Plus全自动变温培养土壤温室气体在线测量系统。 1)原状土冻融过程模拟:气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响了土壤微生物活动的关键驱动力,即土壤水分利用率。虽然这些波动使土壤微生物结构有少许改变,但一种气候波动的影响(例如干湿交替)是否影响了对另一种气候(例如冻融交替)的反应,其温室气体排放是如何响应的?通过PRI-8800 Plus 的冻融模拟,我们可以找出清晰答案。 2)湿地淹水深度模拟:在全球尺度上湿地甲烷(CH4)排放的温度敏感性大小主要取决于水位变化,而二氧化碳(CO2)排放的温度敏感性不受水位影响。复杂多样的湿地生态系统不同水位的变化及不同温度的变化如何影响和调控着湿地温室气体的排放?我们该如何量化不同水位的变化及不同温度的变化下湿地的温室气体排放?借助PRI-8800 Plus,通过淹水深度和温度变化的组合测试,可以查出真相。 3)温度依赖性的研究:既然温度的变化会极大影响土壤呼吸,基于温度变化的Q10研究成为科学家研究中重中之重。2017年Robinson提出的最低20个温度梯度拟合土壤呼吸对温度响应曲线的建议,将纠正以往研究人员只设置3-5个温度点(大约相隔5-10℃)进行呼吸测量的做法,该建议能解决传统方法因温度梯度少而导致的不同土壤的呼吸对温度变化拟合相似度高的问题,更能提升不同的理论模型或随后模型推算结果的准确性。而上述至少20个温度点的设置和对应的土壤呼吸测量,仅仅需要在PRI-8800 Plus程序中预设几个温度梯度即可完成多个样品在不同温度下的自动测量,这将极大提高科学家的工作效率。 除了上述变温应用案例外,科学家还可以依据自己的实验设计进行诸如日变化、月变化、季节变化、甚至年度温度变化的模拟培养,通过PRI-8800 Plus的“傻瓜式”操作测量,将极大减少科学家实验实施的周期和工作量,并提高了工作效率。 PRI-8800 Plus除了具有上述变温培养的特色,还可以进行恒温培养,抑或是恒温/变温交替培养,这些组合无疑拓展了系统在不同温度组合条件下的应用场景。 4)水分依赖性的研究:多数研究表明,在温度恒定的情况下,Q10很容易受土壤含水量的影响,表现出一定的水分依赖特性。PRI-8800 Plus可以通过手动调整土壤含水量的做法,并在PRI-8800 Plus快速连续测量模式下,实现不同水分梯度条件下土壤呼吸的精准测量,而PRI-8800 Plus的逻辑设计,为短期、中期和长期湿度控制条件下的土壤呼吸的连续、高品质测量提供了可能。 5)底物依赖性的研究:底物物质量与Q10密切相关,这里的底物包含不限于自然态的土壤,如含碳量,含氮量,易分解/难分解的碳比例、土壤粘粒含量、酸碱盐度等;也可能包含了某些外源底物,如外源的生物质碳、微生物种群、各种肥料、呼吸促进/抑制剂、同位素试剂等。通过PRI-8800快速在线变温培养测量,能加速某些研究进程并获得可靠结果,如生物质炭在土壤改良过程中的土壤呼吸研究、缓释肥缓释不同阶段对土壤呼吸的持续影响、盐碱土壤不同改良措施下的土壤呼吸的变化响应等等。 6)生物依赖性的研究:土壤呼吸包含土壤微生物呼吸(90%)和土壤动物呼吸(1-10%),土壤微生物群落对Q10影响重大。通过温度响应了解培养前后的微生物种群和数量的变化以及对应的土壤呼吸速率的变化有重要意义。外源微生物种群的添加,或许帮助科学家找出更好的Q10对土壤生物依赖性的响应解析。1.Li C, Xiao C, Li M, et al. The quality and quantity of SOM determines the mineralization of recently added labile C and priming of native SOM in grazed grasslands[J]. Geoderma, 2023, 432: 116385.2.Ma X, Jiang S, Zhang Z, et al. Long‐term collar deployment leads to bias in soil respiration measurements[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2023, 14(3): 981-990.3.He Y, Zhou X, Jia Z, et al. Apparent thermal acclimation of soil heterotrophic respiration mainly mediated by substrate availability[J]. Global Change Biology, 2023, 29(4): 1178-1187.4.Mao X, Zheng J, Yu W, et al. Climate-induced shifts in composition and protection regulate temperature sensitivity of carbon decomposition through soil profile[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 172: 108743.5.Pan J, He N, Liu Y, et al. Growing season average temperature range is the optimal choice for Q10 incubation experiments of SOM decomposition[J]. Ecological Indicators, 2022, 145: 109749.6.Li C, Xiao C, Guenet B, et al. Short-term effects of labile organic C addition on soil microbial response to temperature in a temperate steppe[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2022, 167: 108589.7.Jiang ZX, Bian HF, Xu L, He NP. 2021. Pulse effect of precipitation: spatial patterns and mechanisms of soil carbon emissions. Frontiers in Ecology and Evolution, 9: 673310.8.Liu Y, Xu L, Zheng S, Chen Z, Cao YQ, Wen XF, He NP. 2021. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biology and Biochemistry, 154: 108148.9.Bian HF, Zheng S, Liu Y, Xu L, Chen Z, He NP. 2020. Changes in soil organic matter decomposition rate and its temperature sensitivity along water table gradients in cold-temperate forest swamps. Catena, 194: 104684.10.Xu M, Wu SS, Jiang ZX, Xu L, Li MX, Bian HF, He NP. 2020. Effect of pulse precipitation on soil CO2 release in different grassland types on the Tibetan Plateau. European Journal of Soil Biology, 101: 103250.11.Liu Y, He NP, Xu L, Tian J, Gao Y, Zheng S, Wang Q, Wen XF, Xu XL, Yakov K. 2019. A new incubation and measurement approach to estimate the temperature response of soil organic matter decomposition. Soil Biology & Biochemistry, 138, 107596.12.Yingqiu C, Zhen Z, Li X, et al. Temperature Affects new Carbon Input Utilization By Soil Microbes: Evidence Based on a Rapid δ13C Measurement Technology[J]. Journal of Resources and Ecology, 2019, 10(2): 202-212.13.Cao Y, Xu L, Zhang Z, et al. Soil microbial metabolic quotient in inner mongolian grasslands: Patterns and influence factors[J]. Chinese Geographical Science, 2019, 29: 1001-1010.14.Liu Y, He NP, Wen XF, Xu L, Sun XM, Yu GR, Liang LY, Schipper LA. 2018. The optimum temperature of soil microbial respiration: Patterns and controls. 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Changes in the temperature sensitivity of SOM decomposition with grassland succession: Implications for soil C sequestration. Ecology and Evolution, 3: 5045-5054.24.Liu Y, Kumar A, Tiemann L K, et al. Substrate availability reconciles the contrasting temperature response of SOC mineralization in different soil profiles[J]. Journal of Soils and Sediments, 2023: 1-15.
  • 西安光机所等在表面功能化光纤传感器研究中获进展
    近日,中国科学院西安光学精密机械研究所与西北大学合作,在表面功能化光纤传感器研究方面取得重要进展。研究基于通信单模光纤开发出一种免标记、高灵敏度、高选择性的法布里-泊罗(Fabry-Perot)型干涉探针。该探针具有测试便捷、成本低、温度稳定性高等特点,在生物大分子光谱检测方面具备广泛应用前景。   胆固醇是细胞膜、脂蛋白、神经细胞和脑细胞中的重要脂质大分子,其浓度与心脏病、高血压、动脉硬化、中风等疾病密切相关。因此,胆固醇水平检测备受关注。与目前常用的电化学法、酶分析、液相色谱、质谱等检测方法相比,光纤光谱检测方法具有体积小、抗电磁干扰、成本极低、免标记等突出特点,在生物化学检测领域备受关注。   传统的光纤光谱检测器件(如长周期光栅、倾斜光栅、表面刻蚀布拉格光栅等)受到制备仪器要求严格、温度及形变交叉敏感等困扰,在实用性上有较大局限。   该团队从光纤干涉理论及光与物质的相互作用理论出发,采用单模光纤和光纤插芯制备光纤光谱检测器件,通过范德瓦耳斯力在光纤插芯端面依次贴覆环氧树脂-氧化石墨烯(GO)-β环状糊精多层功能膜,基于最外层β环状糊精的疏水型空心分子结构与胆固醇的靶向性吸附结合原理,实现对胆固醇分子的高灵敏度光谱浓度检测,并在尿素、葡萄糖、抗坏血酸、人体血红蛋白等生化分析领域常见干扰物作用下可以呈现出强选择性,具备可重复制备和可重复检测特性,检出限达到3.5M, 灵敏度为3.92 nm/mM。该成果为表面功能化光纤器件在生化光谱分析领域的应用提供了新的思路和手段。   此外,研究通过X射线光电子能谱(XPS)探究EDC/NHS活化GO羧基对分子间键合相互作用影响以及β环状糊精和胆固醇分子的成键作用特性,对检测机制进行了验证分析。   相关研究成果发表在Analytica Chimica ACTA上。西安光机所为第一完成单位及通讯单位。图1.(a)为实验装置,(b)(c)为干涉结构。图2.(a)胆固醇检测光谱;(b)参杂/未参杂样本检测波长的Langmuir拟合;(c)选择性;(d)器件制备重复性测试。图3.XPS结果。(a) EDC/NHS未活化/活化羧基传感器的XPS光谱;(b)活化羧基传感器的N 1s光谱;(c)(d)分别为经过/未经过EDC/NHS活化羧基传感器的C1s光谱,(e)(f)分别为其O1s光谱EDC/NHS处理的传感器 (g)EDC/NHS活性羧基示意图。
  • 中国科学报:不同吸光物质影响积雪反照率 或进一步影响气候变化
    积雪中不同吸光物质引起的积雪暗化效应示意图。西北研究院供图。近日,中国科学院西北生态环境资源研究院遥感与地理信息科学研究室研究员郝晓华团队发现,积雪中不同类型、不同含量的吸光物质对积雪的光谱特征具有重要影响,特别是对积雪的反照率影响较大,进而影响地气能量平衡,间接导致气候变化。相关成果发表于《环境科学与技术》。积雪中不同吸光物质有何影响积雪是北半球地区重要的水资源,也是全球气候变化的关键指标之一。然而,积雪中的污染物对其光谱特征的影响一直是科学界关注的焦点,主要包括黑碳,沙尘和灰分三种。其中,积雪中吸光物质黑碳主要来自于工业排放、汽车尾气和生物质的不完全燃烧,沙尘主要来自于全球或区域尺度的粉尘运移-沙尘暴,灰分主要源自于是工业生产排放或火山爆发事件。“上述各种类型的气溶胶,在干沉降和湿沉降机制的作用下,沉降到积雪表面或是进入到积雪内部,这些吸光物质会极大改变积雪的反射特性,加速积雪消融,改变区域辐射能量平衡,具有诱发环境灾害的潜在可能。”郝晓华告诉《中国科学报》。影响积雪半球定向反射系数特征的因素较多,不同污染物类型,不同的浓度会引起反射率的变化。研究中选取了几个典型波段来分析吸光物质的影响,结果显示,无论是哪种吸光物质,都可以降低积雪的反射特性,并且均可以抑制积雪半球定向反射系数的各向异性,使得积雪在半球空间内均呈现出暗化的趋势。使得积雪加速消融,诱发环境灾害。吸光物质中黑碳的反射率最大研究团队通过在中国典型积雪区,使用多角度光谱测量仪器在人工分布和自然沉积条件研究积雪中不同类型、不同含量吸光物质的影响,发现这些物质对积雪的光谱特征具有显著影响,但是其中黑碳和有机碳对积雪反照率影响最大。“研究表明相较于沙尘和灰分,黑碳对积雪反射率的衰减贡献要强得多,这是由黑碳粒子本身的吸光特性决定的,并且同样都是黑碳,不同排放源产生的黑碳对积雪半球定向反射系数的衰减也有极大差异。”郝晓华表示,作为积雪中极强的一种吸光物质,对黑碳排放的控制是相当有必要的,尤其是在某些重工业区. 但是,这并非指可以忽视沙尘和灰分的影响,因为虽然黑碳消光特性强,但积雪沙尘和灰分浓度往往更大。现有的研究已经显示,在某些高山区,沙尘更可能主导了积雪变暗,所以分离出不同类型的吸光物质对积雪变暗的具体贡献是一种更加明智的选择。郝晓华表示,黑碳和灰分等吸光物质的存在会导致积雪反照率降低,进而影响地气能量平衡,加剧气候变化。因此,研究积雪中吸光物质对光谱特征的影响,对于准确反演积雪污染物含量、评估气候变化等具有重要意义,也为将来利用遥感卫星监测积雪中污染物提供了支撑,便于更好的监测积雪污染物特征。今后团队将继续深入研究积雪中吸光物质的影响机制,为更好地保护积雪资源和应对气候变化提供科学依据。
  • 传感器行业盛事——2022深圳国际传感器展暨高峰论坛6月于深圳国际会展中心启幕
    传感器行业盛事——2022深圳国际传感器展暨高峰论坛6月于深圳国际会展中心启幕传感器行业盛事深圳国际传感器技术与应用展览会暨高峰论坛(SENSOR EXPO)确定于2022年8月23-25日在全球最大会展中心深圳国际会展中心(宝安新馆)举行展会概况随着5G技术以及人工智能、物联网及其他智慧领域等高新技术产业的迅速崛起和高速发展,人类社会进入了一个万物互联的新时代,传感器作为感知与传导信息的核心组件,也成为了当下炙手可热的焦点。为推动新一代传感器技术在应用领域的创新实践和产业上下游之间的贸易交流,由广东智展展览有限公司牵头,联合国内外多家行业协会、机构、高校及媒体,于2022年8月23-25日在深圳国际会展中心举办2022深圳国际传感器技术与应用展览会暨高峰论坛(以下简称:SENSOR EXPO 2022)。展会重点展示各类传感器产品、原材料及元器件、设计与制造设备、传感系统集成模块、仪器仪表、终端应用等,进行产业链的融合展出,以“专业展览+主题论坛”的形式,为行业呈现一场精彩的传感器盛宴。2021深圳国际传感器展览会已于2021年9月27-29日在深圳会展中心成功举办,组委会广东智展展览有限公司联合深圳市传感器与智能化仪器仪表行业协会打造,展出面积达15,000平方米,汇集众多国内外知名企业,展会吸引了来自比利时、日本、韩国、美国,俄罗斯、德国等多个国家和台湾、香港等地区的专业观众累计15,000余人次参观采购, 60多个采购团。高起点立足大湾区,Sensor Expo2022将成为推动行业交流与技术应用的前沿阵地2020年,大湾区国家级高新技术企业总数突破两万家,位居全国之首。作为大湾区创新驱动的引擎,深圳前瞻布局5G、人工智能、集成电路、智能制造、无人机、生物医药等未来科技领域,并取得卓越成果,直接带动了传感器技术的研究与发展,并孕育了广阔的市场。SENSOR EXPO 2022聚焦传感器设计、制造与应用所涉及的材料、装备与技术,突出产品与技术应用,将成为推动中国传感器行业进行产品与技术展示、深入应用市场的前沿阵地。高规格SENSOR EXPO 2022将在全球最大的展馆举行SENSOR EXPO 2022选择在全球最大的会展中心-深圳国际会展中心(宝安新馆)举行,良好的硬件设施及服务,将为展会的品质提供更好的保证。作为全球超大型的会展中心,深圳国际会展中心地处粤港澳大湾区湾顶,地理位置优越,硬件设施先进,全馆5G覆盖,交通便利、配套完善,集海陆空铁轨五大交通优势。通往会展中心的地铁已正式开通,地铁口分别位于南、北登录大厅,为参展参观的人士带来了极大的便利。展馆同期将有汽车、新能源、智慧出行等多场下游展会举行,共享40多万平方米超大展会带来的蓬勃商机。高水平专业组展机构精心打造,凸显SENSOR EXPO2022专业品质展会主办方——智展展览为国际展览业协会UFI成员单位,荣膺2015年“中国十佳品牌组展商”、2018年“中国展览产业百强展览主办机构”殊荣,在工业类及科技类展会的品质管理和长远培育上经验丰富。主办方将整合传感器行业权威机构、科研院所、活跃媒体、重点企业,共同塑造SENSOR EXPO2022的专业品质。此外,主办方将充分深耕物联网、消费电子、智能汽车、自动化、仪器仪表、国防电子、航空航天、交通运输、农业水利、环境监测等多个应用领域,为供需双方挖掘潜在客户,创造商业机会。高质量SENSOR EXPO 2022聚焦传感器制造与应用,五大专题融合展出SENSOR EXPO 2022展会规划面积达20,000平方米,共分为五大专题展区。通过上下游产业链及关联模块的融合展出,能够全方位展示传感器行业各细分领域的技术与产品,让SENSOR EXPO2022真正成为传感器行业人士必须参加的交流盛宴。各类传感器展区压力传感器、光敏传感器、声音传感器、图像传感器、视觉传感器、温度传感器、称重传感器、重力传感器、生物传感器、无线传感器、变频功率传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、电导传感器、激光传感器、霍尔传感器、加速度传感器、无线温度传感器、位移传感器;超声波测距传感器、雷达传感器、液位传感 器、真空度传感器、电容式物位传感器、锑电极酸度传感器、酸、碱、盐浓度传感器等;陶瓷传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、集成传感器等;MEMS传感器、智能传感器等;传感器设计与制造设备、原材料及元器件展区封装与测试设备:传感器集成设备、各类封装设备、机械测试设备、电气测试设备、热力学测试设备、实验室设备等;原材料:半导体材料、金属材料、陶瓷材料、有机材料及其他材料等;元器件及配件:敏感元件、转换元件、连接器、陶瓷部件、 保护膜、光学元件、特种玻璃、变换电路和辅助电源;传感器ASIC、传感器IC接口、混合电路、LCD、密封壳体、 编码器、PCB电路板、精制螺栓、拉头材质、声波部件、温度计保护管、特种胶等配件等;传感器设计:传感器设计企业、科研院所、实验室等;传感器芯片、嵌入式系统及相关集成模块展区传感系统供应商和集成商、嵌入式软件和硬件企业、传感器芯片制造商、各类算法、通讯模块及云计算服务商、传感器AI技术服务商等;仪表仪器展区各类标准计量(量值传递)仪器、科学实验仪器、教学仪器、航空航天仪表、汽车仪表、矿用仪表、工业仪表、测试测量、变送器、流量计等;终端应用展区智慧城市、智慧医疗、物联网、机器人、消费电子(可穿戴、移动智能终端等)、智慧环境、智慧能源、智慧农业、汽车电子、智能家居、智能制造、人工智能、大数据、云计算、航空航天、工业自动化、电力等。高体验同期举办多场行业峰会及交流活动更好的商业体验,呈现更好的展出效果由中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会、中国仪器仪表学会传感器分会指导,广东智展展览有限公司联合湖南省传感器产业促进会、广州市半导体协会、深圳市半导体行业协会、深圳市物联网智能技术应用协会、珠海市物联网行业协会、浙江省半导体行业协会、深圳市集成电路产业协会、《仪表技术与传感器》等国内行业权威组织、专家学者、重点企业,在展会同期重点打造主题论坛——2022深圳国际传感器技术与应用高峰论坛,围绕传感器研发领域“卡脖子”技术、未来发展趋势、应用场景等进行技术分享和观点交流。同时举办MEMS及智能传感器技术研讨会,境外采购商洽谈会,传感器新产品、新技术推广会,工程师沙龙活动,一对一供需对接会等30多场多层次的商业活动,进一步提升观展体验和参展效果。同时,SENSOR EXPO同期还有第20届深圳国际小电机及电机工业、磁性材料展览会,2022深圳国际线圈工业、电子变压器及绕线设备展览会,2022深圳国际粉末冶金、硬质合金及先进陶瓷展览会等相关工业类展会举行。参展费用标准展位光地(36㎡起租)外资企业RMB14800/12㎡RMB1200/㎡USD2600/12㎡注:双开口展位在原展位费基础上加收10%费用。展位配置说明每个标准展位提供如下基本设施:三面围板(转角位2面或1面)、一桌两椅、地毯满铺、两支射灯、220V电源插座,中英文公司楣板制作。(注:租用光地展位不含以上设施。)组委会联络处电话:020-29193588,020-29193589手机:18520254916(微信同号)传真:020-29193591E- mail:ex36035@126.com 官网网址:http://www.sensor-expo.com.cn/ 微信公众号:sensorexpoandsummit
  • 动态法与静态法对小比表面积的样品测试精度分析
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "对于小比表面积样品,如电池材料、有机材料、生物材料、金属粉体、磨料等空隙度微小的材料,由于吸附量微小,静态法测试的结果较含有风热助脱装置和检测器恒温装置的高精度动态法仪器误差大。对静态法为什么在小比表面样品测试方面精度难以保证,原因如下:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 以比表面积1m2/g的样品为例,该样品0.5g对氮气的吸附量在BET分压范围内在标况下约0.1ml,在测试过程中的吸附环境液氮温度下的体积约0.03ml;样品管装样部分的剩余体积(也就是背景体积)约在3-5ml左右,要在3-5ml的样品管体积中准确定量出0.03ml的总吸附量且保证精度达到3%以内,可以算出要求压力传感器的精度要达到0.03%以上;但目前进口最好的压力传感器的精度只有0.1%,而且通常比表面及孔径分析仪用的压力传感器精度为0.15%,也就是说目前最高精度的压力传感器,即使温度场理想测定,液氮面理想恒定,环境温度理想准确条件下,对吸附量确定量的不确定度也只能达到0.003ml,即不确定度达到10%;若对于比表面再小或堆积密度小也就是装样量也难以很大的样品,其准确度就可想而知了。 但对于中大比表面样品,一般吸附量不会那么微小,静态法的精度很容易保证在2%甚至1%以内便不是问题;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 所以在小比表面样品的测试方面,静态法只能通过增加装样量来降低误差,常见的是静态一般都会为小比表面积样品配备大容量样品管,但由于背景体积(吸附腔体积)也随之增大,所以准确度提高也是有限的;而有些厂家宣称静态法小比表面测试下限可以达到0.0001m2/g,是不负责任的;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 对具有风热助脱、检测器恒温、低温冷阱的高精度动态法仪器,其相对不具有该装置的标准动态法比表面仪,其精度得到明显提高;动态法比表面仪,与其它分析仪器类似,其精度和灵敏度 大小主要取决于信噪比;也就是要提高精度和灵敏度,就需要从提高信号强度、抑制背景噪声、消除外界干扰三方面来控制。增加信号强度的方法一般有增加称样量、增加检测器电流,但增加 检测器电流一般噪声也会同时增大,所以检测器电流会有个最佳范围;所以在抑制噪声、消除外界干扰方面可做的工作就比较多了;其源于仪器自身的误差来源主要有:检测器温漂,信号锐度 ;以检测器恒温装置来抑制温漂,风热助脱装置可以提高信号锐度,其对于比表面1m2/g的样品0.5g对氮气的吸附量在分压0.2左右时脱附峰面积与背景可以保证在2%以内的误差;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 所以对于小比表面样品,对具有风热助脱、检测器恒温、低温冷阱的动态法仪器,其灵敏度和分辨率的优势就体现出来了;但对中大比表面样品,由于信号强,普通动态法比表面积仪和静态 法比表面积仪都可以保证精度;这点就像万分之一分析天平和千分之一天平的区别;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 但绝大多数含有微孔、介孔等空隙的材料,比表面不会很小;要是很小比表面的材料,其空隙度的研究价值就有限了;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 综上:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 一、对于小比表面样品(10m2/g以下)优先选择采具有风热助脱及检测器恒温装置的用动态色谱法比表面仪器,利用其分辨率、灵敏度高的优势;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 二、对于中大比表面样品,若只测试比表面积,动态法和静态法没有明显的优劣势,动态法由于具有固体标样参比法,具有快速测定比表面的优势,静态法具有BET多点法较省时液氮消耗 小的优势;/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "三、需要测比表面及孔径分布的样品,建议采用静态容量法的比表面及孔径分析仪。/p
  • 打造智能传感产业大平台、大中心、大生态,2021世界传感器大会展会盛况直击!
    2021年11月1-3日,由中国科学技术协会、河南省人民政府主办,中国仪器仪表学会、郑州市人民政府、河南省科学技术协会、河南省工业和信息化厅、河南省发展和改革委员会、河南省科学技术厅、中共河南省委外事工作委员会办公室承办的2021世界传感器大会-展览会在河南省郑州国际会展中心隆重举办!本次展览会近10000平展出面积,近200家国内外企业积极参展,展览会将以传感器研发创新为核心,以传感器系统集成与应用为切入点,涉及传感器应用、标准发展和相关元器件,产业链上下游的关联企业同台展示传感器产业生态圈。松下作为中国工业自动化生产的行业领军者,通过精研传感器科技、精化传感器生产进一步占领传感器产业发展高地,现场展示CMOS型微型激光位移传感器HG-C、接触式数字位移传感器HG-S、超高速・高精度激光位移传感器 HL-C2等最新成品和技术。西门子作为世界500强,这次参展的产品主要有压力、温度、流量,分析表等。在行业中应用广泛,比如石化、冶金、电力、水行业等。易福门展示的产品有位置类的:电感式接近开关,光电开关,激光测距传感器;过程类的:液位、压力、流量、温度传感器;以及R360移动控制器,安全光幕,安全继电器、振动传感器等新产品。万可现场展示了丰富的自动化控制技术产品、工业接口模块及采用笼式弹簧连接技术的轨装式接线端子等创新产品,可满足物流行业智能化发展对设备的自动化及电气连接提出的更高要求。作为电子测试测量行业的佼佼者,福禄克公司的6个事业部联合参展,将携众多重量级产品亮相此次展会。届时用户将有机会近距离的了解到福禄克高端产品,同时现场将会有专家为用户答疑解惑。作为大会东道主的汉威科技集团,本部坐落于河南郑州。本届大会上,汉威携各类优质高效的传感器及其检测方案、物联网解决方案及其行业垂直应用等在2021世界传感器大会 1003 展位上精彩亮相,吸引了众多嘉宾驻足。产品介绍,应用交流,使得这抹蓝色成为现场最具人气的展台。目前高通除了展示汉字库信息处理芯片以外,有6000多家应用案例,在这个应用案例的过程当中,接触到各行各业,高通并做了很多终端的产品和部件,如今物联网已经遍布全世界,而且物联网的应用会越来越广。现场直播逛展环节世界传感器大会已经连续成功举办三届,依托“一会、一赛、一展”等系列活动,吸引了一大批权威的院士专家和知名的企业关注郑州,聚集了智能传感器产业发展的郑州共识,促进了人才成果、项目研发机构、技术标准等创新资源的聚集共享,大会已经成为国内外传感器产业创新发展的知名盛会。
  • 恒美科技|全自动馏程测定仪采用高精度温度传感器
    全自动馏程测定仪是一种用于测定液体样品馏程的专用仪器。馏程是指液体样品在不同温度下蒸发后残留物含量的变化情况,是衡量液体样品挥发性和蒸馏性能的重要指标之一。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C547621.htm 首先,全自动馏程测定仪能够快速准确地测定液体样品的馏程。传统的馏程测定方法需要依靠人工操作,不仅耗时而且容易受到人为因素的影响。而全自动馏程测定仪采用先进的传感器和测量系统,能够自动测量液体样品的馏程,提高了测量效率和准确性。 其次,全自动馏程测定仪具有自动化和智能化的特点。它可以实现自动样品准备、测量和分析等功能,避免了人为操作的误差和干扰。同时,全自动馏程测定仪还具有数据处理和分析功能,可以将测量数据转化为可视化的图表和报告,方便用户进行数据分析和处理。 最后,全自动馏程测定仪还可以为石油化工、医药、食品等领域的企业提供技术支持。通过测量液体样品的馏程,可以帮助企业了解产品的性质和特点,为产品的生产和加工提供重要的参考依据。 总之,全自动馏程测定仪对于液体样品的馏程测量和质量保障具有重要意义。它能够提高测量效率和准确性,实现自动化和智能化测量,为相关领域的企业提供技术支持。
  • 应用案例 | 使用开路传感器系统研究温度和湿度对N2O吸收谱和浓度的影响
    近日,来自山东师范大学物理与电子科学学院的联合研究团队发表了一篇题为Effects of Temperature and Humidity on the Absorption Spectrum and Concentration of N2O Using an Open-Path Sensor System的研究论文。IntroductionSince China’ s proposal of the “carbon peak” and “carbon neutrality” goals, the government and society have attached great importance to the problems of air pollution and global warming. Nitrous oxide (N2O) is among the six greenhouse gases under the Kyoto Protocol. N2O content is relatively low compared to carbon dioxide (CO2), but its global warming potential is about 310 times that of CO2. In addition, it is destructive to ozone (O3). There are many reasons for the changes in N2O concentrations in the atmosphere, which are partly due to anthropogenic activities, such as the widespread use of fertilizers in agricultural activities. The concentrations of other gases in the atmosphere, as well as the wind speed and direction, are all correlated with changes in N2O concentrations. At the macro level, temperature and humidity are also factors affecting the absorption coefficient of N2O gas. However, relatively few studies have been conducted on the specific effects of temperature and humidity on N2O gas, and analysis has also been lacking on the influence of temperature and humidity on the absorption spectrum and the concentration of N2O. Moreover, some uncertainty and variability remain in the observations of the relationship between N2O gas concentrations and temperature and humidity. The reasons for these discrepancies may be regional differences, differences in observation methods, and imperfections in data, which are all important bases for measuring the N2O concentration in atmospheric, medical, combustion, and agricultural processes. Thus, further research and exploration, combined with additional field observations and modeling experiments, can uncover the mechanism of temperature and humidity on the N2O concentration. Consequently, providing a scientific basis for this concentration is essential for reducing N2O emissions, controlling climate change, and promoting sustainable development and environmental protection. 简介自中国提出“碳峰值”和“碳中和”目标以来,政府和社会对空气污染和全球变暖问题给予了极大关注。N2O是《京都议定书》下的六种温室气体之一。与二氧化碳(CO2)相比,N2O含量相对较低,但其全球变暖潜力约为CO2的310倍。此外,它对臭氧(O3)具有破坏性。大气中N2O浓度的变化有许多原因,部分原因是人类活动造成的,例如在农业活动中广泛使用化肥。大气中其他气体的浓度以及风速和风向都与N2O浓度的变化相关。在宏观水平上,温度和湿度也是影响N2O气体吸收系数的因素。然而,对温度和湿度对N2O气体具体影响的研究相对较少,对温度和湿度对N2O吸收谱和浓度的影响分析也不足。此外,在N2O气体浓度与温度和湿度之间的关系观察中仍存在一些不确定性和变异性。导致这些差异的原因可能是地区差异、观测方法差异以及数据的不完善,这些都是测量大气、医疗、燃烧和农业过程中N2O浓度的重要基础。因此,进一步的研究和探索,结合更多的现场观测和建模实验,可以揭示温度和湿度对N2O浓度的机制。因此,为减少N2O排放、控制气候变化,促进可持续发展和环境保护提供科学依据至关重要。Experimental DetailsSensor SetupBased on WMS technology and an open optical path, an open optical-path detection system for detecting N2O gas in the atmosphere was built. The schematic diagram is shown in Figure 1. The sensor system is composed of a light-source module, photoelectric Remote Sens. 2023, 15, 5390 4 of 11 detection module, and data processing module. The light-source module mainly consists of signal generation, a laser drive, QCL, and an indication light source. To effectively realize the tunable characteristics of laser emission wavelength, we designed the signal generator plate to generate a high-frequency sine wave signal with a frequency of 10 kHz to realize the modulation function and to generate a low-frequency sawtooth wave signal with a frequency of 10 Hz to realize the scanning function. The two signals are superimposed on the laser driver, controls the temperature and central emission wavelength of QCL and converts it into an injection current acting on the detection light source QCL so that the emission wavelength of QCL is in the tunable range of 2203.7–2204.1 cm&minus 1.实验细节传感器设置基于波长调制光谱学(WMS)技术和开路光学路径,建立了一种用于检测大气中N2O气体的开路光学路径检测系统。示意图如图1所示。该传感器系统由光源模块、光电检测模块和数据处理模块组成。光源模块主要包括信号生成、激光驱动、量子级联激光器(QCL)和指示光源。为了有效实现激光发射波长的可调特性,我们设计了信号生成器板,生成频率为10 kHz的高频正弦波信号以实现调制功能,并生成频率为10 Hz的低频锯齿波信号以实现扫描功能。这两个信号叠加在激光驱动器上,控制QCL的温度和中心发射波长,并将其转化为作用于检测光源QCL的注入电流,使QCL的发射波长处于2203.7–2204.1 cm-1的可调范围内。Figure 1. Schematic diagram of N2O open optical sensor system.项目使用的激光驱动器是宁波海尔欣光电科技有限公司的QC750-TouchTM量子级联激光屏显驱动器。&bull 集成电流及温控驱动,功能完备;&bull 温度控制驱动采用非PWM式的连续电流输出控制,大大延长TEC器件的使用寿命;&bull 多种输出安全保护机制,保护QCL使用安全:可调电流钳制、输出缓启动、过压欠压保护、超温保护、继电器短路输出保护;&bull 大电流软钳制功能,避免误操作大电流损坏激光管;&bull UI界面显示便于用户操作使用及数据观测;&bull 全自主研发,集成度高,性价比高。QC750-TouchTM, Ningbo HealthyPhoton Technology, Co., Ltd.Selection of N2O TransitionsTo achieve effective detection of N2O gas molecules, we need to select the absorption line intensity and the emission central wavelength of the laser. First, combined with the HITRAN-2016 database, the wave number range of 2000–2250 cm&minus 1 was selected to analyze the region of the absorption spectral line intensity of N2O, and then carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), and water (H2O) molecules were simulated and analyzed, as shown in Figure 2. Within this wave number range, the absorption spectra of CO2 were mainly distributed within the 2000–2081 cm&minus 1 range, and the absorption spectra of CO gas were distributed within the 2025–2200 cm&minus 1 wave number range. The absorption spectra of N2O gas were distributed before the 2020 cm&minus 1 wave number range. The absorption spectra of N2O gas molecules were mainly distributed in the 2200–2250 cm&minus 1 wave number range, and they were far from the absorption spectra of water vapor and other gases, reducing interference. At around 2203.7 cm&minus 1 , the absorption spectra of N2O gas were the strongest. Therefore, we set the position of the N2O absorption line to 2203.7333 cm&minus 1, which was used as the wave number of the QCL emission center. The corresponding spectral line intensity was 7.903 × 10&minus 19 (cm&minus 1 .mol&minus 1 ). The central current and temperature of QCL were set at 330 mA and 36.0 ◦ C, respectively.N2O跃迁的选择为了有效检测N2O气体分子,我们需要选择吸收线强度和激光的发射中心波长。首先,结合HITRAN-2016数据库,选择了2000–2250 cm&minus 1的波数范围,以分析N2O吸收光谱线强度的区域,然后对一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)分子进行了模拟和分析,如图2所示。在这个波数范围内,CO2的吸收光谱主要分布在2000–2081 cm&minus 1范围内,CO气体的吸收光谱分布在2025–2200 cm&minus 1波数范围内。H2O气体的吸收光谱分布在2020 cm&minus 1波数范围之前。N2O气体分子的吸收光谱主要分布在2200–2250 cm&minus 1波数范围内,远离水蒸气和其他气体的吸收光谱,减少了干扰。在2203.7 cm&minus 1左右,N2O气体的吸收光谱最强。因此,我们将N2O吸收线的位置设置为2203.7333 cm&minus 1,用作QCL发射中心的波数。相应的光谱线强度为7.903 × 10&minus 19(cm&minus 1mol&minus 1)。QCL的中心电流和温度分别设置为330 mA和36.0 ℃。Figure 2. The intensity distribution of absorption lines of N2O, CO, CO2, and H2O in the range of 2000–2250 cm&minus 1.ConclusionsIn this study, we investigated the effects of temperature and humidity on the concentration of N2O and its absorption spectra using an open-path sensor system. By combining theoretical analysis and field monitoring, we first conducted monitoring of N2O in a campus environment, analyzing the effects of temperature on its concentration and absorption spectra. We discovered that the concentration of N2O would increase correspondingly with the increase in temperature. The influence of humidity on N2O concentration was monitored under the condition that the ambient temperature of the laboratory remained unchanged. The concentration of N2O was negatively correlated with humidity. The 2f and 1f signals under different temperature and humidity levels were extracted for analysis. We found that the higher the temperature, the smaller the peak value of the 2f and the 1f signals, which accords with the trend of the Gaussian function changing with temperature. Under different humidity conditions, the lower the humidity, the larger the 2f signal peak the higher the humidity, the smaller the 2f signal. This study is of great significance for analyzing the relationship between N2O and environmental parameters such as temperature and humidity. We hope that our research findings can assist environmental agencies in formulating more effective environmental policies for different environments. In the future, we can use QCL to analyze the relationship between N2O and other environmental and gas parameters.结论在本研究中,我们利用开路传感器系统研究了温度和湿度对N2O浓度及其吸收光谱的影响。通过理论分析和现场监测相结合,我们首先在校园环境中进行了N2O监测,分析了温度对其浓度和吸收光谱的影响。我们发现随着温度升高,N2O浓度相应增加。在实验室环境中,保持环境温度不变的条件下监测了湿度对N2O浓度的影响。N2O浓度与湿度呈负相关。在不同温度和湿度水平下提取并分析了2f和1f信号。我们发现温度越高,2f和1f信号的峰值越小,这与高斯函数随温度变化的趋势相符。在不同湿度条件下,湿度越低,2f信号峰值越大;湿度越高,2f信号越小。这项研究对分析N2O与温度、湿度等环境参数之间的关系具有重要意义。我们希望我们的研究结果能够协助环境机构为不同环境制定更有效的环境政策。未来,我们可以利用QCL来分析N2O与其他环境和气体参数之间的关系。参考:Effects of Temperature and Humidity on the Absorption Spectrum and Concentration of N2O Using an Open-Path Sensor System, Remote Sens. 2023, 15, 5390.
  • 快讯!MOTUS波浪传感器成功整合到大型浮标平台
    背景在恶劣环境中的设施将大大增加对气象海洋学参数信息的需求。处于这些环境中的操作员们希望能减少安装的传感器平台数量以提升效率。欧洲大型传感器平台的一家主要制造商选择与我们合作,结合利用 Aanderaa MOTUS 波浪传感器与 Aanderaa 多普勒流速剖面仪,以监控海浪和洋流。通过联合激光雷达与其他传感器,我们致力于为最终用户提供完整的解决方案以实现高质量的气象海洋学监控。MOTUS 波浪传感器MOTUS 波向传感器的产品经理 Stig B. Øen 为我们介绍了更多有关 MOTUS 传感器的最新动态:针对来自 MOTUS 传感器用户和 MOTUS 浮标用户的反馈,我们始终用心倾听并积极响应,为此我们专门对传感器进行了升级:添加了一些基于竖向时间序列位移的波浪参数,并新增了 NMEA AIS 模式。MOTUS 传感器中的新增参数包括:平均波周期 T1/3;有效波高 H1/10;平均波周期 T1/10波;高 H1/1;平均波周期 T1/1;参考东向和北向水平时间序列,可配置为 2Hz 或 4Hz 采样。有关 MOTUS 波浪传感器的参数,请查阅数据表。MOTUS 适用于不同尺寸的浮标为了测量海浪特征,在理想情况下,传感器平台应完美地跟随水面运动。如果未应用补偿,则 MOTUS 传感器会根据安装位置的竖向平台位移计算波高。波向则基于水平浮标位移的方向。为了在众多不同类型的浮标中脱颖而出,MOTUS 传感器提供以下补偿功能。偏心补偿:在不同形状的大型浮标的旋转原点处安装传感器通常难度较大。通过向传感器提供其安装位置相对于旋转原点的信息并激活传感器偏心补偿功能,可以补偿误差。浮标响应/传递函数:如果浮标无法满足在所有频率下均理想地跟随水面,则可以通过激活和修改浮标传递函数来补偿限制。Anderaa 开发了一款简单工具,以帮助您了解不同尺寸形状浮标的期望阻尼因子。磁性:如果传感器受到电磁干扰,则可以将外部罗盘直接连接到 MOTUS 传感器。MOTUS 适用于海上风力/海上设施结合使用 Aanderaa 提供的海浪和洋流传感器与其他传感器(例如环境传感器和激光雷达),可为您提供完整的预研究平台和全面投产的海上风电场。MOTUS 传感器可在其内部完成对波浪参数的所有处理,通过实时/近实时输出基于频率和时间的参数,提供风浪和涌浪的全波频谱。对于海上风电场的运营来说,监控该区域的海浪将有助于确定是否将船只或技术人员派往现场、缩短停运时间,以及对健康、安全和环境保持高度关注。
  • 热烈祝贺美国麦克仪器公司全自动多站比表面积和孔隙度分析仪获奖
    2010年4月9日,在由中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会分析仪器分会、仪器信息网(www.instrument.com.cn)联合主办,中国分析测试协会协办的2010年中国科学仪器发展年会(ACCSI 2010)上,我公司的全自动多站比表面积和孔隙度分析仪荣获&ldquo 2009科学仪器优秀新产品&rdquo 奖。 我公司的TriStarII 3020是一款公司新近推出的仪器,自面世以来被广泛应用于各种研究领域,有着庞大的用户群体,在用户群中好评颇多,被认为是比表面积和孔隙度分析仪类产品中的标准性仪器。 在本次年会中,该仪器更是得到了评委和用户的一致好评和认可,从一同参展的众多同类产品中脱颖而出,得到了唯一一个比表面积类仪器的科学仪器优秀新产品奖。 TriStarII 3020是TRISTAR3000全面升级后的完全自动化、三个分析站和六个脱气站的比表面积和孔隙度分析仪,以合理的成本提供高品质的数据。 作为新一代全自动比表面积和孔隙度分析仪, TriStarII 3020借助于气体吸附原理(典型为氮气),可进行等温吸附和脱附分析,用于确定比表面积,微孔孔体积和孔面积,中孔体积和面积,总孔体积等。仪器配置了液氮液面保持装置---液氮等温夹,以确保整个分析过程中等温夹套以下的温度恒定,可同时进行三个样品的分析,满足测试量大的用户,每个分析站都配有独立的传感器,保证三个分析站分析的同时进行。大容量杜瓦瓶,结合专利的液氮等温夹,保证至少60小时无人介入操作,最大无上限的连续分析。同时仪器软件也包含了目前所有的数据处理方法,方便用户使用。仪器面板无任何手动按键,所有的操作程序均由计算机来控制选配的多种脱气站(样品制备),用户可根据实际情况选择。 (下图为TriStarII 3020)如需了解更多资料,请登陆美国麦克公司中国区网站www.mic-instrument.com.cn或致电中国区各办事处 美国麦克仪器公司中国区总部 地址:北京市海淀区紫竹院路31号华澳中心嘉慧苑1025,100089 电话/传真:010-68489371,68489372 上海办事处: 地址:上海市静安区新闸路831号丽都新贵15M,200041 电话:021-62179208 传真:021-62179180 广州办事处: 地址:广州市天河区中山大道华景路华晖街四号沁馥佳苑B3-1301,510630 电话:020-85560307 传真:020-85560317西安办事处: 地址:西安市莲湖区北大街一号宏府嘉会广场B座7017室,710002 电话/传真:029-87408879
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