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突起路标发光强度测量仪

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  • BPCL微弱发光\化学发光\电化学发光测量的原理及应用
    品牌:BPCL是Biological& Physical Chemiluminescence的缩写,1995年开始对外使用;超微弱发光测量仪,英文Ultra-WeakLuminescence Analyzer。 BPCL超微弱发光测量仪,是生物与化学光子计数器,又俗称为化学发光分析仪,是我国原中科院系统科研人员自主研发的一种可探测超微弱生物发光和化学发光的分析仪器,是我国最早商品化的微弱光测量产品。BPCL倾注了老一辈科研工作者的心血,其研制为发光研究提供了有力的科研工具,推动了我国甚至国际发光研究的发展,目前被众多高校、研究院所使用,产生了具有重大社会和经济效益。 涉及研究方向包括:发光分析检测技术研究(如:流动注射发光分析、毛细管电泳发光分析、生物传感器发光分析、纳米材料发光分析、自由基临床检验)、自由基生物学研究、药物抗氧化剂研究、细胞学超微弱发光研究、肿瘤医学研究、农业种质研究、花卉果实超微弱发光研究及农作物抗逆性研究。 BPCL微弱发光测量仪现有19个型号产品,覆盖近紫外、可见及近红外光谱领域微弱光检测,同时还有光谱扫描、多样品测试、温控等型号产品,以适应不同领域研发需求。由于BPCL独特和先进的光探测技术,利用此仪器可测定10^-15瓦的光强度,测量10^-13瓦的微弱光影可给出1-2万/秒的计数率,这对于生物体、细胞、DNA等生命物质的超微弱发光研究尤为重要。通过独特的接口计数,该仪器可实时获得发光动力学曲线,最快采集速度可达0.1毫秒,可用于快速发光反应的监测。 任何有生命的物质都可以自发的或在外界因素诱导下辐射出一种极其微弱的光子流,这种现象称为生物的超微弱发光(UltraweakPhoton Emission),亦被称为生物系统超弱光子辐射、自发发光等。超微弱发光只有10^-5~ 10 ^-8hυ / s cm ,量子产额(效率)为10^-14~ 10 ^-9,波长范围为180~800nm,从红外到近紫外波段。1.BPCL电化学发光测试原理 电化学发光分析技术(Electrogeneratedchemiluminescence,ECL)。ECL是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应。包括了两个过程。发光底物二价的三联吡啶钌及反应参与物三丙胺在电极表面失去电子而被氧化。氧化的三丙胺失去一个H成为强还原剂,将氧化型的三价钌还原成激发态的二价钌,随即释放光子恢复为基态的发光底物。最好的发光标记物-三联吡啶钌分子量小,结构简单。可以标记于抗原,抗体,核酸等各种分子量,分子结构的物质。从而具有最齐全的检测菜单。三联吡啶钌为水溶性,且高度稳定的小分子物质。保证电化学发光反应的高效和稳定,而且避免了本底噪声干扰。 简单来理解,ECL是在电极上施加一定的电压使电极反应产物之间或电极反应产物与溶液中某组分进行化学反应而产生的一种光辐射,其作为一种新的痕量分析手段越来越引人注目。1.1电化学反应过程 在工作电极上(阳极)加一定的电压能量作用下,二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+释放电子发生氧化反应而成为三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+,同时,电极表面的TPA也释放电子发生氧化反应而成为阳离子自由基 TPA+,并迅速自发脱去一个质子而形成三丙胺自由基TPA,这样,在反应体系中就存在具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基TPA。1.2化学发光过程 具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基 TPA发生氧化还原反应,结果使三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+还原成激发态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+,其能量来源于三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+与三丙胺自由基TPA之间的电势差,激发态[Ru(bpy)3]2+以荧光机制衰变并以释放出一个波长为620nm光子的方式释放能量,而成为基态的[Ru(bpy)3]2+。1.3循环过程 上述化学发光过程后,反应体系中仍存在二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+和三丙胺(TPA),使得电极表面的电化学反应和化学发光过程可以继续进行,这样,整个反应过程可以循环进行。 通过上述的循环过程,测定信号不断的放大,从而使检测灵敏度大大提高,所以ECL测定具有高灵敏的特点。上述的电化学发光过程产生的光信号的强度与二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+的浓度成线性关系。将二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+与免疫反应体系中的一种物质结合,经免疫反应、分离后,检测免疫反应体系中剩余二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+经上述过程后所发出的光,即可得知待检物的浓度。1.4电化学发光剂定义:指通过在电极表面进行电化学反应而发出光的物质。特点:反应在电极表面进行发光标记物/化学发光剂:三联吡啶钌Ru(bpy)32+共反应剂/电子供体为:三丙胺(TPA)电化学发光启动条件:直流电场反应产物:三丙胺自由基(TPA*)+620nm的光子最终检测信号:可见光强度反应特点:迅速、可控、循环发光三联吡啶钌“催化”三丙胺发出可见光2.BPCL化学/电化学发光分析领域的应用案例2.1 医学及药学领域 BPCL在临床上,其可直接或与免疫技术结合,通过化学/电化学发光技术,其可用于甲状腺激素、生殖激素、肾上腺/垂体激素、贫血因子、肿瘤标记物、癌细胞等物质的检测;另外,基于活性氧诱导的化学发光现象,其可实现体内及光治疗过程产生的活性氧的检测。2.1.1 Ru@SiO2表面增强电化学发光检测痕量癌胚抗原 癌胚抗原(CEA)被认为是反映人体中各种癌症和肿瘤存在的疾病生物标志物。体液中CEA的灵敏检测利于癌症的临床诊断和治疗评估。 在此,本文提出了一种基于Ru(bpy)32+的局域表面等离子体共振(LSPR)增强电化学发光(ECL)超灵敏测定人血清中CEA的新方法。在这种表面增强ECL(SEECL)传感方案中,Ru(bpy)32+掺杂的SiO2纳米颗粒(Ru@SiO2)并且AuNPs用作LSPR源以增强ECL信号。两种不同种类的CEA特异性适体在Ru@SiO2和AuNP。在CEA存在的情况下Ru@SiO2-将形成AuNPs纳米结构。我们的研究表明Ru@SiO2可以通过AuNP有效地增强。一层Ru@SiO2-AuNPs与不存在AuNP的纳米结构的ECL相比,纳米结构将产生约3倍的ECL增强。通过多层Ru@SiO2-AuNPs纳米架构。在最佳条件下,人血清CEA的检测限为1.52×10^-6ng/mL。 据我们所知,对于ECL传感器,从未报道过具有如此低LOD的CEA测定。2.1.2 基于连接探针的电化学发光适体生物传感器,检测超痕量凝血酶的信号 基于结构切换电化学发光猝灭机制,本文中开发了一种用于检测超痕量凝血酶的新型连接探针上信号电化学发光适体生物传感器。ECL适体生物传感器包括两个主要部分:ECL底物和ECL强度开关。ECL衬底是通过修饰金电极(GE)表面的Au纳米颗粒和钌(II)三联吡啶(Ru(bpy)32+–AuNPs)的络合物制成的,ECL强度开关包含三个根据“结-探针”策略设计的探针。 第一种探针是捕获探针(Cp),其一端用巯基官能化,并通过S–Au键共价连接到Ru(bpy)32+–AuNPs修饰的GE上。 第二个探针是适体探针(Ap),它含有15个碱基的抗凝血酶DNA适体。 第三种是二茂铁标记探针(Fp),其一端用二茂铁标签进行功能化。 文中证明,在没有凝血酶的情况下,Cp、Ap和Fp将杂交形成三元“Y”结结构,并导致Ru(bpy)32+的ECL猝灭。然而,在凝血酶存在的情况下,Ap倾向于形成G-四链体适体-凝血酶复合物,并导致Ru(bpy)32+的ECL的明显恢复,这为凝血酶的检测提供了传感平台。利用这种可重复使用的传感平台,开发了一种简单、快速、选择性的ECL适体生物传感器信号检测凝血酶,检测限为8.0×10^-15M。 本生物传感器的成功是朝着在临床检测中监测超痕量凝血酶的发展迈出的重要一步。2.1.3 Ru(phen)32+掺杂二氧化硅纳米粒子的电化学发光共振能量转移及其在臭氧“开启”检测中的应用 首次报道了灵敏检测臭氧的电化学发光(ECL)方法和利用臭氧进行电化学发光共振能量转移(ECRET)的方法。 它是基于Ru(phen)32+掺杂的二氧化硅纳米颗粒(RuSiNPs)对靛蓝胭脂红的ECRET。在没有臭氧的情况下,RuSiNP的ECL由于RuSiNP对靛蓝胭脂红的ECRET而猝灭。在臭氧存在的情况下,系统的ECL被“打开”,因为臭氧可以氧化靛蓝胭脂红,并中断从RuSiNP到靛蓝胭脂的ECRET。通过这种方式,它通过所提出的基于RuSiNP的ECRET策略提供了臭氧的简单ECL传感,线性范围为0.05-3.0μM,检测限(LOD)为30nM。检测时间不到5分钟。该方法也成功应用于人体血清样品和大气样品中臭氧的分析。2.1.4 用二极管实现数码相机灵敏视觉检测,使无线电极阵列芯片的电化学发光强度提高数千倍 首次报道了无线电化学发光(ECL)电极微阵列芯片和通过在电磁接收器线圈中嵌入二极管来显著提高ECL。新设计的设备由一个芯片和一个发射机组成。该芯片有一个电磁接收线圈、一个迷你二极管和一个金电极阵列。该微型二极管可以将交流电整流为直流电,从而将ECL强度提高18000倍,从而能够使用普通相机或智能手机作为低成本探测器进行灵敏的视觉检测。使用数码相机检测过氧化氢的极限与使用基于光电倍增管(PMT)的检测器的极限相当。与基于PMT的检测器相结合,该设备可以以更高的灵敏度检测鲁米诺,线性范围从10nM到1mM。由于具有高灵敏度、高通量、低成本、高便携性和简单性等优点,它在护理点检测、药物筛选和高通量分析中很有前途。2.1.5 中晶体和仿生催化剂调控肿瘤标志物的比例电化学发光免疫分析 本文以壳聚糖功能化碘化银(CS-AgI)为仿生催化剂,研制了一种基于八面体锐钛矿介晶(OAM)载体的比率电化学发光免疫传感器,用于α胎儿蛋白(AFP)的超灵敏测定。所提出的系统是通过选择鲁米诺和过硫酸钾(K2S2O8)作为有前途的ECL发射单元来实现的,因为它们具有潜在的分辨特性和最大发射波长分辨特性。采用具有高孔隙率、定向亚基排列和大表面积的OAM吸附鲁米诺形成固态ECL,并作为亲和载体首次固定了大量AFP(Ab)抗体。 此外,发现CSAgI具有仿生催化剂活性,可以催化作为鲁米诺和K2S2O8共同助反应剂的过氧化氢的分解,从而放大了双ECL响应。当生物传感器在CSAgI标记的AFP的混合溶液中孵育时(CS-AgI@AFP)和目标AFP,这是由于对CS-AgI@AFP和目标AFP与AbCS-AgI@AFP固定化Ab捕获的蛋白质随AFP浓度的增加而减少,因此,双ECL反应减少。基于两个激发电位下ECL强度的比值,这种提出的比率ECL策略通过竞争性免疫反应实现了对α胎儿蛋白的超灵敏测定,线性检测范围为1fg/ml至20ng/ml,检测限为1fgg/ml2.1.6 一种新型放大电化学发光生物传感器(基于AuNPs@PDA@CuInZnS量子点纳米复合材料),用于p53基因的超灵敏检测 在这项工作中,首次设计了一种基于Au的新型表面等离子体共振(SPR)增强电化学发光(ECL)生物传感模型NPs@polydopamine(PDA)@CuInZnS量子点纳米复合材料。 通过静电力用PDA层涂覆AuNP。CuInZnS量子点结合在Au表面NPs@PDA纳米复合材料。CuInZnS量子点在传感应用中起到了ECL发光体的作用。PDA壳层不仅控制了AuNPs和QDs之间的分离长度以诱导SPR增强的ECL响应,而且限制了电势电荷转移和ECL猝灭效应。结果,纳米复合材料的ECL强度是具有K2S2O8的量子点的两倍。在扩增的ECL传感系统中检测到肿瘤抑制基因p53。 该传感方法的线性响应范围为0.1nmol/L至15nmol/L,检测限为0.03nmol/L。基于该纳米复合材料的DNA生物传感器具有良好的灵敏度、选择性、重现性和稳定性,并应用于加标人血清样品,取得了满意的结果。2.1.7铕多壁碳纳米管作为新型发光体,在凝血酶电化学发光适体传感器中的应 提出了一种新的电化学发光(ECL)适体传感器,用于凝血酶(TB)的测定,该传感器利用核酸外切酶催化的靶循环和杂交链式反应(HCR)来放大信号。捕获探针通过Au-S键固定在Au-GS修饰的电极上。随后,捕获探针和互补凝血酶结合适体(TBA)之间的杂交旨在获得双链DNA(dsDNA)。TB与其适体之间的相互作用导致dsDNA的解离,因为TB对TBA的亲和力高于互补链。在核酸外切酶存在的情况下,适体被选择性地消化,TB可以被释放用于靶循环。通过捕获探针的HCR和两条发夹状DNA链(NH2-DNA1和NH2-DNA1)形成延伸的dsDNA。然后,可以通过NH2封端的DNA链和Eu-MWCNT上的羧基之间的酰胺化反应引入大量的铕多壁碳纳米管(Eu-MWCNTs),导致ECL信号增加。 多种扩增策略,包括分析物回收和HCR的扩增,以及Eu-MWCNTs的高ECL效率,导致宽的线性范围(1.0×10-12-5.0×10-9mol/L)和低的检测限(0.23pmol/L)。将该方法应用于血清样品分析,结果令人满意。2.2 环境领域 采用BPCL已建立了众多灵敏快速检测环境污染物、环境激素、环境干扰物、自由基的发光分析方法。此外有有研究人员将其与臭氧化学发光结合应用于水体COD分析。其突出优点是仪器方法简单、易操作、线性范围宽、灵敏度高。 2.2.1 Fenton体系降解持久性氯化酚产生本征化学发光的机理:醌类和半醌自由基中间体的构效关系研究及其关键作用 在环境友好的高级氧化过程中,所有19种氯酚类持久性有机污染物都可以产生本征化学发光(CL)。然而,结构-活性关系(SAR,即化学结构和CL生成)的潜在机制仍不清楚。在这项研究中,本文中发现,对于所有19种测试的氯酚同系物,CL通常随着氯原子数量的增加而增加;对于氯酚异构体(如6种三氯苯酚),相对于氯酚的-OH基团,CL以间->邻-/对-CL取代基的顺序降低。 进一步的研究表明,在Fenton试剂降解三氯苯酚的过程中,不仅会产生氯化醌中间体,而且更有趣的是,还会产生氯化半醌自由基;其类型和产率由OH-和/或Cl取代基的定向效应、氢键和空间位阻效应决定。 更重要的是,观察到这些醌类中间体的形成与CL的产生之间存在良好的相关性,这可以充分解释上述SAR发现。 这是关于醌和半醌自由基中间体的结构-活性关系研究和关键作用的第一份报告,这可能对未来通过高级氧化工艺修复其他卤代持久性有机污染物的研究具有广泛的化学和环境意义。2.2.2 介质阻挡放电等离子体辅助制备g-C3N4-Mn3O4复合材料,用于高性能催化发光H2S气体传感 提出了一种新的、简单的基于介质阻挡放电(DBD)等离子体的快速制备g-C3N4-Mn3O4复合材料的策略。所获得的g-C3N4-Mn3O4可作为一种优良的H2S气体传感催化发光(CTL)催化剂,具有优异的选择性、高灵敏度、快速稳定的响应。 基于所提出的传感器能够检测到亚ppm水平的H2S,为在各个领域监测H2S提供了一种极好的替代方案。采用SEM、TEM、XPS、XRD、N2吸附-脱附等测试手段对合成的传感材料进行了表征。该复合材料具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积,这可能归因于氧化非平衡等离子体蚀刻。 此外,该合成以Mn2+浸渍的g-C3N4为唯一前驱体,以空气为工作气体,不含溶剂、额外的氧化剂/还原剂或高温,具有结构简单、操作方便、速度快等优点,并且它可以容易地大规模实施,并扩展到制造用于不同目的的各种金属氧化物改性复合材料。2.2.3表面增强电化学发光,用于汞离子痕量的检测 Ru(bpy) 3^2+的电化学发光(ECL)在分析化学中有着广泛的应用。在此,我们提出了一种通过金纳米棒(AuNR)的局域表面等离子体共振(LSPR)来增强Ru(bpy)3^2+的ECL的新方法。 我们的研究表明,通过控制Ru(bpy)3^2+与AuNRs表面之间的距离,可以大大增强ECL强度。我们将这种表面等离子体激元诱导的ECL增强称为表面增强电化学发光(SEECL)。利用这种SEECL现象来制备用于痕量Hg2+检测的生物传感器。SEECL生物传感器是通过在金电极表面自组装AuNRs和富含T的ssDNA探针来制备的。随着Hg2+的存在,ssDNA探针的构象通过形成T-Hg2+-T结构而变为发夹状结构。Ru(bpy)3^2+可以插入发夹结构DNA探针的凹槽中产生ECL发射,AuNR的LSPR可以增强ECL发射。传感器的ECL强度随着Hg2+浓度的增加而增加,并且在水溶液中达到10fMHg2+的检测极限。研究了AuNR不同LSPR峰位对生物传感器灵敏度的影响。 结果表明,Ru(bpy)3^2+的LSPR吸收光谱和ECL发射光谱之间的良好重叠可以实现最佳的ECL信号增强。2.3 农林业领域 BPCL在农业上有着十分广阔的应用价值。植物的超弱发光来自于体内的核酸代谢、呼吸代谢以及各种氧化还原过程,它变化与植物体内的生理生化变化密切相关.边种广泛存在于体内的自发辐射与机体代谢活动、能量转化之间存在着磐然的联系.因此,利用它作为代谢指标的应用研究就很快引起了广泛的重视。 超弱发光可以作为一种反映生命过程及变化的极其灵敏的指标。另一方面,由于植物的超弱发光与环境密切相关,在不同植物、不同的环境条件下超弱发光均有所不同。 BPCL可以探测植物的超弱发光,研究植物的盐碱、抗旱、抗热、抗寒乃至抗病的指标,从而为抗逆性育种提供一种新的灵敏的物理方法。植物的超弱发光能在一定程度上反映植物生活力的大小,所以可用超弱发光鉴定植物或种子的活力.用超弱发光鉴定种子的活力用样品量少又不破坏种子,对于种子量少的珍贵品种极其有益。此外,BPCL还可以用于农蔬作物新鲜度的评价、污染物残留量分析、辐照食品的检测。2.3.1 基于生物延迟发光,评价玉米萌发期抗旱性。(西安理工大学习岗) 玉米种子萌发抗旱性评价是节水农业研究中的难点和热点问题之一,生物延迟发光分析技术的应用有可能解决这一问题。采用生物延迟发光评价方法研究了玉米种子萌发期的抗旱性能力,延迟发光积分强度的升高有不同的抑制作用,胁迫强度越大。以下为玉米萌发过程中的延迟发光积分强度的变化:2.3.2 盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光(山东理工大学王相友) 对不同 NaCl 浓度胁迫下绿豆种子早期萌发时的超微弱发光变化进行了初步研究。结果表明,随 NaCI 浓度的增加,绿豆胚根的生长速度(根长)减慢,生长受到明显抑制,其超微弱发光的强度显著下降。萌发期间,SOD 活性随着盐浓度的增加而降低,其活性与生物光子强度有极为密切的关系。 这些结果表明生物超微弱发光探测技术有可能成为植物盐胁迫研究的有效工具,对于进一步理解盐胁迫机理有一定的意义。2.3.3 苹果成熟过程中超弱发光强度与果实跃变的关系(山东理工大学王相友) 用1-甲基环丙烯(1-methyicyclopropene,1-MCP)和乙烯利两种化学药剂,测定了红富士苹果果实超弱发光强度的变化及与乙烯释放、呼吸的关系。 结果显示,各处理果实超弱发光强度的变化与呼吸、乙烯释放速率的变化趋势相似,均有明显的高峰出现,且出峰时间一致。乙烯利处理加速了果实软化,使果实超弱发光强度峰直出现时间提前,并加速了果实跃变后超弱发光强度的衰减:1-MCP 处理延缓了果实的衰老,使果实超弱发光强度峰值推迟,并减弱了峰值过后超弱发光强度的衰减。超弱发光强度能反映富士苹果成熟过程中代谢的变化。2.4 材料领域2.4.1 有机改性水滑石量子点纳米复合材料作为新型化学发光共振能量转移探针 在本工作中,通过在有机改性的LDH外表面上以十二烷基苯磺酸钠双层束的形式高度有序和交替地组装痕量CdTe量子点,制备了定向发光量子点(QD)-层状双氢氧化物(LDH)纳米复合材料。 有趣的是,新型QD-LDH纳米复合材料可以显著增强鲁米诺-H2O2体系的化学发光(CL),这归因于H2O2对QD氧化的抑制、辐射衰减率的增加以及对QDs的非辐射弛豫的抑制。 此外,以鲁米诺为能量供体,以固体发光QD-LDH纳米复合材料为能量受体进行信号放大,制备了一种新型的基于流通柱的CL共振能量转移。通过使用鲁米诺-H2O2CL系统测定H2O2来评估该流通柱的适用性。CL强度在0.5至60μM的浓度范围内对H2O2表现出稳定的响应,检测限低至0.3μM。 最后,该方法已成功应用于雪样品中H2O2的检测,结果与标准分光光度法一致。我们的研究结果表明,新型发光量子点-LDH纳米复合材料将用于高通量筛选具有不同尺寸量子点的复杂系统。2.4.2 油膜碳糊电极热电子诱导阴极电化学发光及其在邻苯二酚纳摩尔测定中的应用 首次在油膜覆盖碳糊电极(CPE)上研究了Ru(bpy)32+/S2O82-体系在阴极脉冲极化下的热电子诱导阴极电化学发光。与其他电极相比,CPE具有更低的背景、更好的稳定性和再现性。该方法也适用于邻苯二酚的测定。 在最佳条件下,在2.0*10^-10mol/L~4.0*10^-9 mol/L和4.0*10^-9mol/L~4.0*10^-7 mol/L范围内,观察到猝灭ECL强度(DI)与邻苯二酚浓度对数(logCcatechol)之间的线性相关性,检测限(LOD)为2.0*10^-10mol/L,低于其他报道的方法。 将该方法应用于水库水中邻苯二酚的测定。平均回收率为83.3%–99.0%,相对标准偏差为0.8%–2.2%。2.4.3 等离子体辅助增强Cu/Ni金属纳米粒子的超弱化学发光 采用具有类似Kirkendall效应的简单水溶液法合成了具有稳定荧光和良好水分散性的Cu/Ni纳米颗粒。60±5nm铜镍摩尔比为1:2的Cu/NiNP显著增强了碳酸氢钠(NaHCO3)与过氧化氢(H2O2)在中性介质中氧化反应产生的超微弱化学发光(CL)。时间依赖性CL的增强取决于NP的组成和试剂添加的顺序。 在研究CL发射光谱、电子自旋共振光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的基础上,提出了等离子体辅助金属催化这种金属NP(MNP)增强CL的机理。MNP的表面等离子体可以从化学反应中获得能量,形成活化的MNP(MNP*),与OH自由基偶联产生新的加合物OH-MNP*。OH-MNP*可以加速HCO3-生成发射体中间体(CO2)2*的反应速率,从而提高整个反应的CL。2.5 食品领域 BPCL可以用于食品中的微生物/病原体及其毒素、痕量金属离子、抗生素、氧自由基、含氮、硫、磷物质、抗坏血酸、有机酸以及辐照食品的分析检测。2.5.1 基于光谱阵列的单一催化发光传感器及其在葡萄酒鉴定中的应用 识别复杂混合物,特别是那些成分非常相似的混合物,仍然是化学分析中一个具有挑战性的部分。本文利用MgO纳米材料在封闭反应池(CRC)中构建的单一催化发光(CTL)传感器来识别醋。它可以提供这种类型的高度多组分系统的原型。通过扫描反应期间分布在15个波长的CTL光谱,获得了醋的光谱阵列图案。这些就像他们的指纹。然后通过线性判别分析(LDA)对阵列的CTL信号进行归一化和识别。对九种类型和八个品牌的醋以及另外一系列的人造样品进行了测试;人们发现这项新技术能很好地区分它们。 这种单一传感器在实际应用中表现出了对复杂混合物分析的良好前景,并可能提供一种识别非常相似的复杂分析物的新方法。2.5.2 层状双氢氧化物纳米片胶体诱导化学发光失活对食品中生物胺浓度的影响 通过氢键识别打开/关闭荧光和视觉传感器在文献中已经明确确立。显然没有充分的理由忽视氢键诱导的化学发光失活(CL)。 在本工作中,作为新型CL催化剂和CL共振能量转移受体(CRET),层状双氢氧化物(LDH)纳米片胶体可以显著提高双(2,4,6-三氯苯基)草酸盐(TCPO)-H2O2体系的CL强度。另一方面,生物胺可以选择性地抑制LDH纳米片TCPO–H2O2系统的CL强度,这是由于光致发光LDH纳米片通过O–H…N键取代O–HO键而失活的结果。 此外,组胺被用作食品腐败的常见指标,发现CL强度与组胺浓度在0.1–100uM范围内呈线性关系,组胺(S/N=3)的检测限为3.2nM。所提出的方法已成功应用于追踪变质鱼类和猪肉样品的组胺释放,显示出这些样品中生物胺水平的时间依赖性增加。2.5.3 碳酸盐夹层水滑石增强过氧亚硝酸化学发光,检测抗坏血酸的高选择性 在本研究中,发现Mg-Al碳酸酯层状双氢氧化物(表示为Mg-Al-CO3LDHs)催化过氧硝酸(ONOOH)的化学发光(CL)发射。CL信号的增强是由于过亚硝酸根(ONOO)通过静电吸引在LDHs表面的浓度,这意味着ONOO可以容易有效地与嵌入的碳酸盐相互作用。此外,抗坏血酸可以与ONOO或其分解产物(例如_OH和_NO2)反应,导致Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH反应的CL强度降低。 基于这些发现,以Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH为新的CL体系,建立了一种灵敏、选择性和快速的CL法测定抗坏血酸。CL强度在5.0至5000nM的范围内与抗坏血酸的浓度成比例。检测限(S/N=3)为0.5nM,9次重复测量0.1mM抗坏血酸的相对标准偏差(RSD)为2.6%。 该方法已成功应用于商业液体果汁中抗坏血酸的测定,回收率为97–107%。这项工作不仅对更好地理解LDHs催化的CL的独特性质具有重要意义,而且在许多领域具有广泛的应用潜力,如发光器件、生物分析和标记探针。2.6 气相催化发光2.6.1 基于纳米ZnS的四氯化碳催化发光气体传感 基于四氯化碳在空气中氧化纳米ZnS表面的催化发光(CTL),提出了一种新的灵敏的气体传感器来测定四氯化碳。详细研究了其发光特性及最佳工艺条件。 在优化的条件下,CTL强度与四氯化碳浓度的线性范围为0.4–114ug/mL,相关系数(R)为0.9986,检测限(S/N=3)为0.2ug/mL。5.9ug/mL四氯化碳的相对标准偏差(R.S.D.)为2.9%(n=5)。 对甲醇、乙醇、苯、丙酮、甲醛、乙醛、二氯甲烷、二甲苯、氨和三氯甲烷等常见异物无反应或反应较弱。在4天的40小时内,传感器的催化活性没有显著变化,通过每小时收集一次CTL强度,R.S.D.小于5%。该方法简便灵敏,具有检测环境和工业中四氯化碳的潜力。2.6.2 珊瑚状Zn掺杂SnO2的一步合成及其对2-丁酮的催化发光传感 将一维纳米级构建块自组装成功能性的二维或三维复杂上部结构具有重要意义。在这项工作中,我们开发了一种简单的水热方法来合成由纳米棒组装的珊瑚状Zn掺杂SnO2分级结构。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FTIR和N2吸附-脱附对所得样品的组成和微观结构进行了表征。通过研究在不同反应时间合成的样品,探讨了生长机理。作为催化发光(CTL)气体传感器的传感材料,这种珊瑚状Zn掺杂的SnO2表现出优异的CTL行为(即,与其他15种常见的挥发性有机化合物(VOC)相比,具有高灵敏度、对2-丁酮的优异选择性以及快速响应和回收)。在相同的条件下测试了SnO2样品的三种不同Zn/Sn摩尔比,以证明Zn掺杂浓度对传感性能的影响。在最佳实验条件下,进一步研究了基于1∶10Zn掺杂SnO2传感材料的CTL传感器对2-丁酮的分析特性。气体传感器的线性范围为2.31–92.57ug/mL(R=0.9983),检测限为0.6ug/mL(S/N=3)。2.6.3 缺陷相关催化发光法检测氧化物中的氧空位 氧空位可以控制氧化物的许多不同性质。然而,氧空位的快速简单检测是一个巨大的挑战,因为它们的种类难以捉摸,含量高度稀释。在这项工作中,本文中发现TiO2纳米颗粒表面乙醚氧化反应中的催化发光(CTL)强度与氧空位的含量成正比。氧空位依赖性乙醚CTL是由于氧空位中大量的化学吸附O2可以促进其与化学吸附的乙醚分子的接触反应,从而显著提高CTL强度。因此,乙醚CTL可以用作TiO2纳米颗粒中氧空位的简单探针。通过检测金属离子掺杂的TiO2纳米粒子(Cu、Fe、Co和Cr)和氢处理的TiO2纳米粒子在不同温度下在具有可变氧空位的TiO2表面上的乙醚CTL强度,验证了其可行性。本CTL探针测得的氧空位含量与常规X射线光电子能谱(XPS)技术测得的结果基本一致。与已经开发的方法相比,所开发的CTL探针的优越性能包括快速响应、易于操作、低成本、长期稳定性和简单配置。本文认为氧空位敏感的CTL探针在区分氧化物中的氧空位方面具有很大的潜力。
  • 新型冰雪粒径测量仪和硬度测量仪助力“科技冬奥”
    高山滑雪最高时速达248km/h,滑雪赛道也需要“塑胶跑道”“更快,更高,更强”是奥林匹克的口号,充分反映了奥林匹克运动所倡导的不断进取、永不满足的奋斗精神。奥运会纪录的频频打破,不但有运动员的刻苦训练,教练员的辛勤指导,科技尤其是对于运动场地的科技提升也扮演了重要的角色。就拿大家熟悉的田径运动场而言,最初的跑道是煤渣跑道(相信很多70后、80后的老伙伴们都跑过吧),后来改成了人工合成的塑胶跑道,与煤渣跑道相比,其弹性好,吸震能力好,为运动员的发挥和成绩的提高提供了物质基础。在1968年的墨西哥奥运会上,在首次使用的塑胶跑道赛场上创造了诸多的奥林匹克纪录。2022年中国北京即将举行冬季奥林匹克运动会,中国提出了“科技冬奥”的概念,中国冰雪运动必须走科技创新之路。高山滑雪比赛是冬季奥运会的重要组成部分,被誉为“冬奥会皇冠上的明珠“。高山滑雪的观赏性强,危险性大,比赛时运动员最高时速可达到248km/h。高山滑雪比赛均采用冰状雪赛道。什么是冰状雪?所谓冰状雪,是指滑雪场的雪质形态,其表面有一层薄的硬冰壳,用于减小赛道表面对于滑雪板的摩擦力。可以说冰状雪赛道就是高山滑雪项目的塑胶跑道,其制作的质量对提高运动员的成绩及滑雪的舒适感,保护运动员的身体,延长运动寿命有着十分重要的作用。看似简单的冰状雪赛道,制作起来却大有讲究。冰状雪的制作过程十分复杂,目前采用的是向雪地内部注水的方案。但是注水的强度和注水的时间把握需要根据不同的赛道地点以及当时注水时的气温进行相应的调节,以保证冰状雪赛道既有一定的强度,又有足够的弹性,使得运动员能够在高速的高山滑雪比赛中舒畅的进行滑降、回转等比赛项目。与田径场塑胶跑道不同的是,每次比赛每一个运动员在进行高山滑雪比赛时,由于技术动作的需要,都或多或少的会对冰状雪的赛道产生一定损伤,为了保证比赛的公平性,前后出发的滑雪运动员的赛道雪质状态需要保证一致,因此冰状雪赛道还需要有一定的厚度以及均匀性。研制新型冰状雪测量仪器,保障赛道质量既然冰状雪赛道有如此多的要求,那么过去是如何判断冰状雪赛道的雪质的呢?主要是采用人工判断的方法,即找一些有经验的裁判员用探针安装在电钻上进行触探工作,通过触探工作反馈的手感判断冰状雪赛道的建造质量。这种带有一定“盲盒”性质的判断工作往往会显得很不透明,也不利于这项运动的推广。助力2022北京冬奥会,依托科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项2020的“不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目,中国科学院南京天文光学技术研究所南极团队和中国气象科学研究院共同合作研发了用于判断冰状雪赛道质量的冰雪粒径测量仪和冰雪硬度测量仪,其目的在于将冰状雪质量的人工主观判断,变成清晰可见的客观物理数据,通过对这些物理数据的科学分析,结合有经验的运动员的滑雪体验,掌握不同地点,不同天气条件下冰状雪赛道的制作方法。主要有如下两种仪器:冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪。积雪颗粒的形状及大小是影响雪的力学性质的主要因素,不同大小雪粒之间在自然状态下空隙不断变小,雪中含有的空气降低,使得雪粒间的化学键合力增强,从而影响雪的硬度。那么如何测量积雪的颗粒呢,科研人员采用漫散射原理:近红外光经过粗糙的表面会被无规律的向各个方向反射,会造成光强度减弱,光减弱的大小跟表面的粗糙相关,而积雪表面的粗糙程度是由粒径决定的。通过测量光减弱的比例间接的测量出冰雪的颗粒大小。冰雪粒径自动测量仪测量注水雪样雪的硬度测试是反映冰雪强度的重要指标之一,冰雪硬度测量仪的原理是通过电机带动滑轨驱动探头打入冰状雪赛道内部,并读取探头受到的反作用力的大小来判断冰雪的硬度条件。该方法的好处是可以做到基本无损的对赛道进行冰雪硬度的测量,不影响赛道的后续使用,并且可以通过读取力和冰状雪深度的曲线了解冰状雪赛道的均匀性。针对高山滑雪的赛场坡度较陡,人工攀爬十分困难,科研人员在仪器的便携性上做了特殊的设计,设计了一款折叠式的硬度测量仪,方便携带,可以从坡顶沿雪道一直测量到坡底,实现了仪器的“就地展开”和“指哪测哪”的功能。冰雪硬度测量仪现场工作照片2020年11月-2021年3月,抓住冬奥会举办前的最后一个冬季的机遇,在冬奥会举办地北京延庆、河北张家口以及黑龙江哈尔滨亚布力冬季体育训练基地对不同气候条件、不同注水强度的冰状雪赛道,使用研制的冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪进行了粒径及冰雪硬度测试,获得了不同深度冰雪粒径的变化图以及不同深度的冰雪硬度的曲线图。冰状雪赛道压强-深度关系图该项目的首席科学家,中科院西北研究院冰冻圈科学国家重点实验室副主任王飞腾研究员认为“雪粒径及硬度计等新型冰雪仪器的研究,将过去以人工经验为主的冰状雪赛道状态判断变为了客观、清晰的科学指标,为冰状雪赛道制作标准的透明化提供了参考依据”。项目攻关团队的带头人,国际冰冻圈科学协会副主席,中国气象科学研究院丁明虎研究员认为“雪粒径和硬度计的设计充分考虑了不同于自然雪的人工造雪的特殊情况,仪器在项目工作中表现优异,性能稳定,可靠性高。”未来将在南极天文台发挥作用冰雪强度、硬度的测量不仅可以应用于滑雪相关的体育运动中,在未来的极地工程建设上也能发挥作用。遥远的南极虽然不是适合人类居住的地方,但是却有着良好的天文观测条件。根据2020年在 Nature 上发表的一篇文章,证明昆仑站所在的冰穹A地区的光学天文观测条件优于已知的其他任何地面台址。这项研究成果确认了昆仑站有珍贵的天文观测台址资源,为我国进一步开展南极天文研究奠定了科学的基础。但是如何在南极地区安装大型望远镜又有很多实际的困难,其中之一就是普通的大型望远镜的基墩都是直接安装在地球的基岩上,这样基墩比较扎实稳固,能保证望远镜在观测时不会因为地基不稳产生晃动,但是冰穹A地区的冰大约有4000m那么厚,相当于1500层楼房那么高,如果再想将望远镜基墩打入基岩显然难以做到。那么大型望远镜如何能够平稳的伫立在南极浮动的冰盖上呢?这就需要科学家们对冰穹A地区的冰雪进行特殊的加固处理,使其能够满足基墩的设计要求。在加固处理完后,我们的雪粒径和硬度测量仪就可以对加固后的冰雪强度进行测量,通过科学的数据检验其是否能够满足南极大型望远镜的需求。
  • 中国计量院成功研制材料逆反射系数测量仪器
    4月9日15时左右,青海省西宁市纺织品大楼发生火灾。大火又一次为我们敲响了预防火灾的警钟。在火灾现场,除了消防队员的及时救助,建筑物内的逃生指示标志格外重要。尤其是在现场断电、一片黑暗的情况下,具有高强度反光性能的指示标志能够指引人们按照安全路线迅速逃离危险。可以说,用于制造逃生指示标志的逆反射材料,其质量好坏直接关系到人们生命的安危。  逆反射材料是一种用玻璃微珠或微棱镜采用光学折射与反射原理制成的薄膜材料,是一种新型的被动照明的无源光学器件。这种材料具有将照射到其上的入射光按原入射方向大部分返回,提高自身能见度的功能,具有反光强度高、节能和防爆等明显优点,因而被广泛应用于道路交通、航空管理和矿山坑道,在避免爆炸和应急逃生方面都发挥着重要作用。  据中国计量科学研究院光学所郑春第介绍,根据国外一项统计,鲜明的道路标志和行人着装给司机良好的条件反射,使用反光材料设置醒目的交通标志,车辆牌照,穿戴装饰有反光材料的服装,可使交通事故率下降30%~40%。“可以说逆反射材料性能的优劣与生产、交通安全息息相关。”  据介绍,我国是逆反射材料生产大国和出口大国,年产值近6亿元人民币。随着政府对安全工作力度的加大和人们安全意识的提高,逆反射材料的应用已不仅限于道路交通,在矿山、消防、抢险、救援、环卫、市政、建筑等行业也开始广泛使用。据郑春第介绍,我国对不同级别公路的道路指示标志采用逆反射材料的反射强度有不同的标准要求。“例如,当车速为每小时100公里时,驾驶者通常需要至少380米的距离来准确识别交通标志,并迅速做出相应反应。如果制作交通标志的逆反射材料的反射强度不够,质量不达标,驾驶者可能在100米距离时才能看清交通标志,就有可能导致交通事故的发生。” 因此,人们在对道路警示标志材料的高反射能力提出更高要求的同时,也格外关注如何实现材料逆反射系数的准确测量,使之能够在相关领域发挥出显著的安全警示作用。  据介绍,国内相关行业通过各自不同的方式建立了测量逆反射材料性能参数的装置,但仪器的稳定性和测量准确度水平参差不齐,甚至出现不同实验室对同一样本的测试结果不一致的情况。由于缺乏全国统一的逆反射系数测量标准和测量装置,导致生产企业对产品的性能评价和测量准确度无法确定,容易引起国际贸易争端,为企业带来不必要的损失。  郑春第带领的中国计量院研究团队历经4年,终于完成了“逆反射系数测量装置的建立与研究”。该项目研制的逆反射系数测量装置,成功实现了我国材料逆反射系数的高准确度测量和校准,测量结果不确定度达3.6%(k=2) 该装置采用光强标准灯组对测量系统进行量值溯源,研究并实现了逆反射系数的照度测量方法 项目组同时还研制出了100mm×100mm和200mm×200mm两种规格逆反射标准样品,样品的均匀性达到了1%。生产企业或用户可以利用逆反射标准样品直接快速、便捷地进行量值传递和仪器校准,极大地提高了企业的生产效率。  有关人士评价说,该装置的建立为我国检验逆反射器件的产品质量控制和合格评定提供了准确可靠的量值溯源保证,解决了长期以来我国对逆反射材料测量和性能评价不统一的问题 同时,该院将通过开展国际比对,使得我国的检测结果、检验报告和证书得到国际同行的一致认可,为我国逆反射材料进出口贸易提供有效的技术保障,进一步提高我国逆反射产品的国际竞争力。
  • 连发Nature!浙江大学狄大卫教授团队发光二极管系列进展
    近日,浙江大学光电学院狄大卫教授课题组先后在Nature Communications及Nature Photonics发表其课题组的最新研究文章。《Ultralow-voltage Operation of Light-emitting Diodes》一文创纪录地发现可以以LED能带宽度的36-60%超低压下观察到发光。《Ultrastable Near-infrared Perovskite Lightemitting Diodes》实现了超高稳定性、高效率(22.8%)的近红外钙钛矿发光二极管(钙钛矿LED)。 ‍研究背景LED的发展对照明、显示和信息产业有着深远的影响。新兴的LED技术的研究倍受关注。LED发光的关键机制为电致发光(EL),即在外部电压下注入的电子和空穴的辐射复合。有文献报道III-V 族半导体的 LED 的工作电压低至标称带隙的 77%,这是由于新型量子阱设计增强的辐射复合。对于OLED,其最小工作电压约0.5Eg/q,使用TTA工艺来解释这种低工作电压仍有争议,即电致发光的最低驱动电压到底是多少,以及它们是否基于同一个机理。 研究方法 在这项工作中测试了17种不同类型的LED,首先选择钙钛矿LED,制备了以近红外发光的碘基材料FPI、NFPI以及绿色发光的溴基材料PCPB的钙钛矿LED,这三种LED的最低驱动电压分别是1.3V、1.3V及1.9V,LED中光子的最高能量分别为1.55eV、1.56eV及2.4eV。这表明三种材料的LED均可在低于带隙所限制的最小阈值电压下发光。接下来选择几种不同的OLED、QLED以及商业III–V族半导体LED,得到的结论与之前的相似。 ‍ 图 1 不同种LED的电致发光强度-电压的关系。 (a. 近红外发射FAPBI3(FPI)钙钛矿LED;b.近红外发射NFPI钙钛矿LED;c.绿光PCPB钙钛矿LED;d.基于Ir(ppy)3的磷光OLED;e.基于4CzlPN的TADF OLED;f.基于F8BT的聚合物OLED;g.基于红荧烯的荧光小分子OLED;h.基于CdSe/ZnS QDs的II-VI QLED;i.基于 GaAsP 的商用 III-V 无机 LED 。) 研究还发现几种钙钛矿LED驱动电压的数值从带隙上方调整到下方时,LED的电致发光EL谱线峰形及峰位都不变。图2. 钙钛矿LED在高于及低于带隙所限制阈值电压下的EL光谱 研究方法 为解决LED最低驱动电压到底是多少的问题,他们采用一套能探测到微弱光子信号的高灵敏度光子探测系统,确定了钙钛矿LED的光致发光强度与电压之间的关系,得出EL 的最小驱动电压为低于半导体带隙 50% 的值,并表现出每个光子0.6-1.4eV的表观能量增益。 图3. 不同LED在近带隙和亚带隙电压下的光致发光强度-电压曲线 论文中提到的测试方法中,使用了海洋光学高灵敏度QE Pro光谱仪对LED的发光性能进行表征。图4. 用于测量在亚带隙电压下的 EL 光谱的实验装置示意图 研究背景 与钙钛矿太阳能电池类似,钙钛矿LED的不稳定性是一重大难题。近年来,钙钛矿LED在外量子效率(EQE)方面发展十分迅速,但其在连续工作条件下T50工作寿命(亮度降低到其初始值一半所需时间)一般在10到100小时量级,而实际应用需器件在高EQE、宽辐亮度范围下实现更长的工作寿命(高于10000小时)。和III-V族半导体及有机半导体相比,钙钛矿在器件工作过程中存在额外的降解通道。电场作用下的离子迁移和钙钛矿晶体结构的不稳定性,是影响钙钛矿器件稳定性的关键问题。解决这些问题,以同时实现长寿命与高效率,是领域的重大挑战。研究亮点 作者选取了在高性能太阳能电池与LED均有应用的FAPbI3钙钛矿作为基本研究对象,引入双极性分子SFB10,实现了高效和超稳定的近红外(~800 nm)钙钛矿LED。器件峰值外量子效率(EQE)为22.8%,峰值能量转化效率(ECE)为20.7%。这些钙钛矿LED展现了优异的稳定性,在5 mA/cm2下连续运行超过3600h(5个月)没有观察到辐亮度衰减。据加速老化测试获得,在初始辐亮度(或电流密度)分别为0.21 W/sr/m2 (0.7 mA/cm2)时,预期T50工作寿命为2.4×106h (约270年)。 图5. 钙钛矿LED器件结构和性能 上述数据表明,钙钛矿LED可在满足实际应用的光功率(辐亮度)下稳定工作。作为参考,基于Ir(ppy)3的高效率绿光OLED器件,在1000 cd/m2的高亮度下时对应的辐亮度为2.1 W/sr/m2, 在100 cd/m2的较低亮度下对应的辐亮度为0.21 W/sr/m2。表1:经SFB10稳定的钙钛矿LED寿命数据 为了探索器件高稳定性的原因,作者研究了双极性分子SFB10对钙钛矿薄膜稳定性的影响。结果表明,双极性分子SFB10提高了钙钛矿薄膜的热稳定性、相稳定性与荧光稳定性。经SFB10稳定剂处理的钙钛矿样品在空气中放置322 天,仍然维持了具有良好光电活性的α相FAPbI3钙钛矿,而对照组样品在14天内就发生了相变与降解。图6:钙钛矿样品结构稳定性和荧光稳定性 图7:SFB10与钙钛矿前驱体化学相互作用表 论文提到的测试方法中,使用海洋光学QE Pro光谱仪进行EQE的J-V曲线测量,使用Maya2000Pro记录角电致发光强度分布。QE Pro Maya2000 Pro 光谱仪 参考文献 1. Lian Y , Lan D , Xing S , et al. Ultralow-voltage operation of light-emitting diodes[J]. 2021.2. Guo, B., Lai, R., Jiang, S. et al. Ultrastable near-infrared perovskite light-emitting diodes. Nat. Photon. (2022). https://doi.org/10.1038/s41566-022-01046-33. https://mp.weixin.qq.com/s/s_vFNym4bESl3wogh96n7Q 结语 超低驱动电压的研究为超低压LED器件的发展以及照明、显示及通信行业的发展做出贡献。超长的器件寿命有望提振钙钛矿LED领域的信心,这些近红外LED可用于近红外显示、通讯与生物等应用,为钙钛矿发光技术进入产业应用铺平了道路。
  • 国际单位制迈入量子化时代 计量仪器准备好了吗
    p  国际单位制迈入量子化时代:全部由常数定义突破时空局限/pp  新华网北京12月11日电(王忻)12月11日,市场监管总局在京召开国际单位制重大变革新闻发布会。总局计量司司长谢军在发布会上透露,自明年5月20日起,中国将开始使用新修订后的国际单位制。为抓住此次变革带来的历史性机遇,我国将强化计量量子化战略研究,并制定量子化时代的中国计量发展新规划(2020年-2035年)。/pp  11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开,经包括中国在内的53个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。根据决议,质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”等4个SI基本单位的定义将由常数定义,于明年的“世界计量日”——5月20日正式生效。/pp  据了解,加之此前对时间单位“秒”、长度单位“米”和发光强度单位“坎德拉”的重新定义,至此,国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义,是改变国际单位制采用实物计量的历史性变革。/pp style="text-align: center "  img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ea274f73-eea6-4bf7-ab07-f6b1cb476361.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//ppbr//pp  国际单位制大家并不陌生,在生活中我们经常会接触到“米”、“千克”、“秒”等计量单位。国际单位制与每个人的生活都息息相关,是世界上普遍采用的计量单位制,是构成国际计量体系的基石,也是促进人类不断进步的基础性工具。这次国际单位制的成功变革,实现了国际测量体系有史以来第一次全部建立在定义常数之上,将保证SI长期稳定性和环宇通用性,也将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现单位量值的大门。/pp  那么,国际单位制的变革会给普通百姓的生活带来哪些变化和影响?/pp  “此次变革从表面来看,大家可能感觉不到发生的变化,就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基,并不太会直接影响我们生活起居,但它实际上已经发生了‘脱胎换骨’的变化。”谢军表示,这次SI重新定义生效后,对于大多数科研人员以及产业发展、人们日常生产生活来说,不会直接造成大的改变,原有的测量结果仍将是连续的、稳定的。但从专业角度观察,SI的重新定义,将改变国际计量体系和现有计量格局。/pp  他指出,SI重新定义将实现量值传递溯源链路扁平化,使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳 将催生新的测量原理、测量方法和测量仪器,不受环境干扰无需校准的实时测量,众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能 重新定义和量子测量技术发展将使得计量基准可随时随地复现,精准测量,将直接促进市场公平交易、实现精准医疗、改善环保节能等,将惠及人类生产生活的方方面面。/pp  中国计量科学研究院院长方向表示,这次国际单位制的“基石”完全建立在“常数”上,新定义用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器,保障了国际单位制的长期稳定性 “定义常数”不受时空和人为因素的限制,保障了国际单位制的客观通用性 新定义可在任意范围复现,保障了国际单位制的全范围准确性 新定义不受复现方法限制,保障了国际单位制的未来适用性。/pp  “我国目前获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。我国自主可控的国家时间基准、长度量子基准都跻身世界先进行列。”谢军介绍,在这次国际计量单位制重大变革中,作为国家计量院的中国计量科学研究院为SI温度基本单位开尔文的修订作出了重要贡献。我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置,并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置,可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。/ppbr//p
  • 我国研制出高声压的HIFU声场测量仪器
    近日,在重庆市自然科学基金重点项目支持下,重庆融海超声医学工程研究中心有限公司和重庆大学合作,研制出一种全石英光纤法珀干涉型超声水听器。   该项目研究了高强度聚焦超声场中的侧向敏感和端部敏感的全石英光纤超声水听器的传感原理,并成功研制出原型样机及测量HIFU声场的仪器系统,实现了HIFU场高分辨率和高声压的测量。  该项目取得的重大突破,将有利的推动我国HIFU医疗器械产业发展,并为我国高强度聚焦超声(HIFU)技术无创治疗实体肿瘤新方法发展起到了推动作用,也进一步打破了我国在高声压的HIFU声场测量仪器领域严重依赖进口的局面。  要想精确预测治疗剂量和HIFU生物学效应、以及确保治疗的有效性和安全性,高强度聚焦超声技术需要有高声压的HIFU声场测量仪器的支撑。这也是HIFU医疗器械产业发展的关键所在,随着该项目取得的突破,我国在该领域实现了重要的发展,并将推动相关医疗技术的发展。
  • 美国产品占主流——全国共享磁测量仪器盘点
    磁性测量是指对磁场和磁性材料进行测量,通过磁测量来测量其它物理量。 基本被测量包括磁通量Φ,磁感应强度B,磁场强度H,磁化强度M等。1785年,库仑发现电荷间和磁极间作用力的库仑定律和磁库仑定律,揭开了磁测量历史的序幕。1819---1820年奥斯特发现电流的磁效应以及安培等发现关于电流之间磁相互作用力的安培作用力定律,1831年法拉第发现关于变化磁通感生电动势的电磁感应定律,使人类对宏观磁现象有了全面而本质的认识,并导致1832年高斯单位制的开始形成,真正的磁测量才得以实现。由于高校的管理模式及制度,磁测量仪器大多养在“深闺”,大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能,中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日,科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知(国科发基〔2020〕342号)》,全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中,对磁测量仪器的统计分析或可一定程度反映科研领域相关仪器的市场信息(注:本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台,不统计用于生物体的磁测量仪器,不完全统计分析仅供读者参考)。不同地区(省/市)仪器分布情况本次统计,共涉及磁测量仪器的总数量为301台,涉及26省(直辖市/自治区),144家单位。其中,北京市共享磁测量仪器数量最多达83台,占比28%,涉及29所高校、研究院所和企事业单位等,北京如此高的占比主要是由于其拥有数量众多的科研院所。仪器所属学科领域分布仪器所属类型分布从仪器所属学科领域分布可以看出,磁测量仪器主要用于物理学和材料科学研究。需要注意的是,以上统计存在交叉分布的情况,即该仪器同时属于多类学科领域。结果显示,物理学和材料科学标签重合度很高。此外,地球科学领域的仪器占比也较高,达12%,排名第三,仪器其所属单位主要为地震、地质领域的科研院所。从仪器类型分布图中可以看出,磁测量仪器绝大部分被归类到了计量仪器和物性性能测试仪器。仪器所属单位性质分布那么这些仪器主要分布在哪些单位呢?统计结果表明,共享磁测量仪器主要分布于高校中,占比达61%,这一结果主要是因为共享仪器平台的仪器由高校上传所致,统计结果并不能体现出此类仪器的市场分布。此外,统计结果中的政府部门主要和海洋探测有关。磁测量仪器数量TOP8这些磁测量仪器主要品牌为Quantum Design和Lake Shore,均为美国品牌。Quantum Design公司是世界知名科学仪器制造商,其研发生产的一系列磁学测量系统及综合物性测量系统已成为全球先进的测量平台,广泛分布于世界上几乎所有材料、物理、化学、纳米等研究领域的尖端实验室。Lake Shore公司成立于1968年,位于美国俄亥俄州哥伦布市,是低温与磁场科研设备的国际领导者。主要产品包括:振动样品磁强计、低温真空探针台、霍尔效应测量系统、低温控温仪、低温传感器、高斯计、磁通计等。可以看出,目前我国高校院所的磁测量仪器仍以进口为主,国外品牌占主流。本次共享磁测量仪器盘点,涉及Quantum Design、Lake Shore、AGICO、Brockhaus、Oxford、2G、Durham、Marine Magnetics、MicroSence、ADE、中国计量技术开发总公司、Evico Magnetics、理研电子株式会社、Cryogenic、Princeton Measurements Corporation、安捷伦、岩崎通信机株式会社、NSG等七十多家厂商,呈现出二超多强局面。
  • 普发特发布接触角测量仪 WAM-100型新品
    接触角测量仪 WAM-100型接触角是指固体表面上的固-液-气三相交界点处,其气-液界面和固-液界面两切线把液相夹在其中时所成的角,它是固体与液体润湿程度的量度,也是定性表征固体表面属性的重要参量。接触角与固体材料表面的清洁程度、几何/微观形貌、分子排列取向、对液体的吸湿性、渗透性等密切相关。润湿性问题对机械加工、真空镀膜、生物医药、纺织印染、农药加工、微电子工艺、油漆配方、洗涤等领域的科研和生产都有重要影响。接触角测量仪就是用来测量润湿性的专用仪器,广泛应用于:塑料、玻璃、陶瓷、织物等各种材料的润湿性测试、表面处理效果评价、各种憎水性与亲水性表征 、半导体等各种芯片的质量控制、表面洁净度评价等等。接触角测量仪 WAM-100型技术特点:1. 三维连续可调样品平台,操作更方便2. 计算机多媒体技术结合先进光学系统和高端工业相机,使液滴图像更清晰3. 特制微流进样泵,进样更准确方便,避免液滴过大和过小带来的测量误差4. 可调谐自动温度迁移补偿的LED平面光源,实时显示光强5. 亚克力防尘遮光罩,避免环境光影响,维护更简单6. 外观设计更具科技感技术参数:1. 接触角测量范围:0~180°,测量精度为±0.1°,分辨率±0.01°2. 最大样品尺寸(L×W):220 mm×150mm3. 最大样品厚度:55mm4. 样品台尺寸:115 mm×125mm5. 样品台位移距离(X-Y):100 mm×105mm;6. 位移精度(X/Y/Z轴):±500?m7. 最大样品重量:1.0kg8. 多规格进样器:0.2mm,0.5mm,0.8mm,1.2mm,1.6mm,1.8mm9. 进样精度1?l10. 高速工业相机,500万像素,像素尺寸2.2?m×2.2?m11. 6倍变焦镜头12. 感光面尺寸 5.7mm×4.28 mm13. 仪器尺寸(L×W×H):500 mm×255 mm×260mm14. 重量:10kg15. 电源:220V;50~60Hz 50W创新点:接触角测量仪就是用来测量润湿性的专用仪器,广泛应用于:塑料、玻璃、陶瓷、织物等各种材料的润湿性测试、表面处理效果评价、各种憎水性与亲水性表征 、半导体等各种芯片的质量控制、表面洁净度评价等等。接触角测量仪 WAM-100型
  • 中图仪器参与起草的《螺纹量规扫描测量仪校准规范》正式发布
    由中国计量科学研究院和深圳中图仪器等单位起草的《JJF1950-2021螺纹量规扫描测量仪校准规范》发布,将于2022年6月28日正式实施。螺纹检测问题是一直困扰世界机械工业的一大难题,是阻碍我国机械行业质量提高的一大瓶颈。随着中图仪器SJ5200系列螺纹综合测量机的推出,其采用接触扫描式原理,接触式螺纹检测技术颠覆了传统的螺纹检测方法,其突破性、历史性地解决了螺纹单参数综合检测的方法,能较真实、全面地综合反映螺纹的各项几何参数指标。接触式测量是利用扫描针与被测螺纹表面进行轴向截面轮廓的接触扫描,由测量系统获得螺纹轴向轮廓的形貌,按螺纹参数的相关定义直接进行分析与计算,获得螺纹的综合几何参数,其测量、计算完全符合螺纹参数的定义,并且其拥有的数据库能自动进行螺纹的合格性判断。整个过程仅需2分钟,一次测量就能全自动获得圆柱和圆锥螺纹的作用中径、单一中径、中径、大径、小径、螺距、牙型角、牙型半角、牙侧直线度、螺纹升角、锥度等参数,非常适合各等级螺纹的检测。《JJF1950-2021螺纹量规扫描测量仪校准规范》的正式发布对我国螺纹量值的准确可靠具有重要意义,将促进我国螺纹产业高质量发展。中图仪器目前已参与起草制定10余部国家、地方标准和校准规范,促进了我国计量、测量行业技术发展。未来我们将承担越来越多的标准、校准规范的制定和修订任务,全面实施质量强企和标准化战略,进一步提升公司品牌影响力!
  • 总投资3.2亿元,年产6.5万台仪器,同惠智能化电子测量仪器项目竣工
    据悉,同惠智能化电子测量器项目位于常州国家高新区龙虎塘街道,总投资3.2亿元,年产电子测量仪器6.5万台(套)。电子测量仪器具有独特的关联战略性产业,它自身的发展好坏,对整个国民经济特别是电子信息产业的发展有着十分明显的影响。我国的电子测量仪器市场庞大,需求量大,电子测量仪器对电子信息产业的发展起到至关重要的作用。深耕电子测量仪器行业20余年的同惠电子对此有深刻认识,成立之初就树立“技术立企”的理念,并在发展过程中不断加大研发投入,今年以来,公司在持续发力科研的同时,加强市场营销网络建设与营销队伍培养,取得了不错的成效,半年度营收、利润增速超过2017年至2020年4年增速。资料显示,同惠电子是一家专注于电子测量器的技术研发与产品开发的企业,经公司仪器检测过的产品被广泛应用于3C消费电子、5G通讯、半导体封测等领域。近几年,随着电子产品市场需求重新呈现增长趋势,主要消费类电子产品如电子计算机行业的需求促进电子测量仪器行业的市场规模的增长。多年来,同惠电子一直保持着高强度的研发投入。研发占比也均在12%左右,突破电子测量仪器行业技术瓶颈。近日,据常州国家高新区消息,同惠智能化电子测量仪器项目已竣工。据悉,同惠智能化电子测量仪器项目位于常州国家高新区龙虎塘街道,总投资3.2亿元,年产电子测量仪器6.5万台(套)。达产后新增年销售2.4亿元,税收3200万元。
  • 科众精密仪器-光学接触角测量仪原理
    科众精密-光学接触角测量仪原理 接触角是液体在液固气三态 交接处平衡时所形成的角度,液滴的形状由的表面张力所决定,θ 是固体被液 体湿润的量化指标,但它同时也能用于表面 处理和表面洁净的质量管控,表面张力 液体中的分子受到各个方向 相等的吸引力,但在液体表面的分子受到液体分子的拉力会大于气体分子的拉力,所以 液体就会向内收缩,这种自发性的收缩称之为表面张力 γ。对于清洗性,湿润度,乳化作用和其它表面相关性质而言,γ 是一个相当敏感的指标 悬垂液滴量测法悬垂液滴测量能提供 一个非常简便的方法来量测液体的表面张力 (气液接口) 和两个液体之间的接口张力 (液液接口) ,在悬垂液滴量测法中,表面张力和界面张力值的计算是经由分析悬吊在滴管顶端 的液滴的形状而来,接触角分析可依据液滴的影像做 杨氏议程计算 表面张力和接口张力。这项技巧非常的准确,而且在不同的温度和压力下也可以量测。 前进角与后退角使用在固体基板上的固着液滴可以得到静态的接触角。另外有一种量测方式称之为动态接触角,如果液固气三态接触的边界是处于移动状态,所形成的角度称之为前进角与后退角,这个角度的求取是由液滴形状的来决定。另外,固体样品的表面张力无法被直接量测,要求取这个值,只要两种以上的已知液体, 就可求得固体表面的临界表。以下是通过接触角测量仪测量单位济南大学材料学院设备序号5设备名称接触角测定仪 数量1调研产品(品牌型号)科众KZS-20共性参数1. 接触角测量范围:0~180°,接触角测量分辨率:±0.01°,测量精度±0.1°。2. 表界面张力测量范围和精度:0.01~2000mN/m,分辨率:±0.01mN/m。3. 光学系统:变焦镜头(放大倍率≧4.5倍),前置长焦透镜,通光量可调节。4. 高清晰度高速CCD,拍摄速度可达1220张图像/S,像素最高可达2048 x 1088。5. 光源:软件可调连续光强且无滞后作用的光源。6. 注射体积、速度可以软件进行控制;注射单元精度≤0.1uL;注射液体既可通过软件,亦可通过手动按钮控制液体注射。7. 注射单元调节:注射单元可进行X-、Y-、Z-轴准确调节;8. 整个注射单元支架可以旋转90°调整。9. 滚动角测量:自动倾斜台(整机倾斜),可调节倾斜角度范围≥90°,可测量滚动角。10. 接触角拟合方法:宽高法、椭圆法、切线法、L-Y法11. 动态接触角计算:全自动的动态接触角测量,软件控制注射体积、速率、时间,自动计算前进角和后退角。12. 表面自由能计算:9种可选模型计算固体表面自由能及其分量,分析粘附功曲线、润湿曲线。13. 具有环境控温功能,进行变温测试(0-110 oC), 分辨率0.1K。14. 品牌计算机: i7 4790 /8GB内存/1TB(7200转)硬盘/2G独立显卡/19英寸液晶显示器/DVD刻录光驱。15. 必备易耗品(供应商根据投标产品功能提供)16. 另配附件,要求:进口微量注射器3个,备用不锈钢针6根,一次性针头100根、适合仪器功率的稳压电源(190-250V)1台、配置钢木结构实验台( C型钢架、钢厚≥1.5mm,长2m、宽0.75m,板材采用三聚氰胺板,铝合金拉手,铰链采用国际五金标准,抽屉三阶式静音滑轨、抽屉负重≥25KG,含专用线盒,可安装5孔或6孔插座,优质地脚)。17. 售后服务:自安装调试验收完毕后之日起24个月内免费保修;每年提供至少一次的免费巡检。
  • 第二届国际高端测量仪器高层论坛暨第12届精密工程测量与仪器国际会议成功举行
    第二届国际高端测量仪器高层论坛暨第12届精密工程测量与仪器国际会议(IFMI & ISPEMI 2022)于2022年8月8日至10日在广西桂林成功举办。本论坛由中国工程院、国际测量与仪器委员会(ICMI)共同指导,中国工程院信息与电子工程学部、中国仪器仪表学会、中国计量测试学会和哈尔滨工业大学联合承办,桂林电子科技大学、北京信息科技大学协办。本次论坛的目的是,根据世界科技革命与产业变革发展趋势,探讨和判断高端测量仪器技术发展趋势和仪器产业发展趋势,提出促进世界高端测量仪器科技与产业重点发展方向,共同推进世界范围内高端测量仪器技术形态和产业业态的变革。中国工程院院士、哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院院长、中国仪器仪表学会副理事长谭久彬教授担任大会主席并主持会议。谭久彬院士指出:“仪器是测量的载体,是科学发现和基础研究突破的重要手段。… … 精密仪器技术与工程支撑着整个现代科技产业、国民经济和社会管理的高质量发展。随着新一轮科技革命和产业变革的深入,新一代物联网、大数据、云计算、人工智能、精准医疗、智能制造、智慧城市建设等领域不断发生革命性变化,因此,精密工程测量与仪器技术势必会遇到前所未有的巨大挑战和发展机遇。”谭久彬院士担任大会主席并主持会议大会现场国际测量技术联合会(IMEKO)前主席Kenneth T. V. Grattan院士、中国计量测试学会副理事长兼秘书长马爱文先生、桂林电子科技大学党委副书记聂慧教授参加大会并在开幕式上致辞。Grattan院士指出,测量是科学研究的基础。以精密测量为基础的技术突破促进了高端精密仪器的制造,同时进一步推动了加工制造、光学、材料、生命科学等领域的发展。最后,Grattan院士强调,随着人工智能技术的不断发展,将智能化技术融入精密制造、数字化测量等领域是当前面临的重要机遇与挑战。本次会议分为主论坛大会报告、分论坛研讨和圆桌论坛3部分。共有来自美国、英国、澳大利亚、德国、比利时、加拿大、俄罗斯、韩国、日本、新加坡、中国等12个国家和地区的250余位专家出席本次盛会,2600余名科技工作者和研究生观看了会议直播。大会特邀国际测量联合会主席(IMEKO)、德国联邦物理技术研究院(PTB)副院长Frank Härtig教授,美国加州理工大学Lihong Wang院士,伦敦大学城市学院Tong Sun院士,兰州空间技术物理研究所李得天院士,悉尼科技大学Dayong Jin院士,加拿大维多利亚大学Yang Shi院士,比利时鲁汶大学Han Haitjema教授,海克斯康技术总监隋占疆等国际著名专家分别围绕“计量学——数字化的基础支柱”、“从细胞器分子吸收到患者尺度的光声断层扫描”、“应用驱动型传感器循环设计”、“空间充放电效果模拟测试技术及其在中国空间站的应用”、“稀土高掺杂发光材料、单颗粒光谱系统多维度表征与新发光特性、新型超高分辨成像方法与仪器研发、生医工交叉应用等需求”、“自主智能机电系统的高级鲁棒模型预测控制框架”、“光学表面形貌测量仪器的特性及标定”、“数字时代下,计量技术如何赋能行业发展”进行主题演讲。分论坛分为8个分会场,共计48个分论坛邀请报告。分论坛的专家学者们结合测量仪器技术与精密工程各个分支方向,交流了目前本领域存在的重大科学问题与关键技术问题、具有发展优势的新的技术路线和近期重大研究进展与突破;探讨了因学科交叉衍生出的新原理、新技术和新方向;并对该领域未来10年的发展趋势与特点、新的应用背景和可能产生的新突破进行了探索与研判;预测未来国际和国家测量体系和仪器行业的发展趋势,从而规划国际和国家测量体系的建设路线和新形态仪器技术的发展路径。除主论坛、分论坛的学术交流与研讨外,会议还以圆桌会议形式进行战略研讨。受谭久彬院士委托,中国仪器仪表学会常务理事、哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院院长刘俭教授主持研讨。圆桌论坛邀请叶声华院士等著名科学家、测量仪器领域著名专家学者,以及华为技术有限公司、海克斯康测量技术有限公司、天津三英精密仪器股份有限公司、深圳中图仪器科技有限公司、哈尔滨芯明天科技有限公司、中铁一局集团陕西卓信工程检测有限公司、深圳中科精工科技有限公司、江苏天准科技股份有限公司、国营芜湖机械厂等企业的近百名技术型企业家参加了研讨。圆桌论坛围绕“我国高端仪器的瓶颈在哪里以及国产高端仪器如何突围”这两个主题展开讨论。与会专家和企业家首先就我国高端仪器与国际高端仪器在前沿技术方面的主要差距、国产高端仪器如何面向国家重大需求与国际科技前沿、我国高端仪器产业推广与高校企业成果转化对接面临的问题、如何打通高端仪器产业上下游等热点问题展开了热烈讨论。随后就目前我国高端仪器产业面临的问题、亟待解决的政策支持以及未来的发展战略充分发表了建议。最后就高端仪器技术布局与标准化、高端仪器创新链与产业链上下游打通等问题进行了深入探讨,并达成了初步共识。
  • 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。
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    LSA100全自动接触角测量仪由德国LAUDA Scientific公司研发生产,是LSA系列光学接触角测量仪中扩展性最强的仪器,可以满足样品和测量环境的特殊需求。顶视与侧视技术的完美结合可以更准确、更完美地测量接触角,大大提高了接触角的精度。独特的X轴针架和视频系统设计,拓宽了聚焦范围,更适合样品的多样性测量。LSA100全自动接触角测量仪具有功能强大,扩展性强,自动化程度高,应用广泛等优点。LAUDA Scientific LSA系列光学接触角测量仪将为您所有的应用找到完美的解决方案,如质量检验、高端研究等。所有LAUDA Scientific仪器都为其应用领域提供了精确性和可靠性,并且可以根据客户的要求,提供匹配的解决方案。LSA100全自动接触角测量仪的主要测量性能如下:测量静态、动态接触角测量滚动角测量表面、界面张力仪计算固体的表面自由能及其组成全自动测量临界胶束浓度(CMC) 基于光学视频法的接触角和表面张力测量的精度在很大程度上取决于软件算法。LAUDA Scientific为您提供适用于各种应用的软件包,适用于不同的任务和附件。LSA100全自动接触角测量仪的专用分析软件包及性能详情如下:接触角测量软件:静态接触角测量、动态接触角测量、滚动角测量、特殊基线接触角测量固体表面自由能计算软件悬滴法表面/界面张力测量软件顶端视频系统测量接触角软件全自动CMC测量软件 LSA100全自动接触角测量仪的独特优点:X、Y、Z轴可精确定位的样品台 X、Y、Z轴可精确定位针架,独特的X轴针架精确定位设计全自动测量临界胶束浓度(CMC)顶视法与侧视法同时测量接触角非接触式液体注射系统高速度高分辨率视频系统360°全自动倾斜台循环浴或半导体控温可选配温度控制单元、手动或电动斜板等蓝光LED侧视光源及红光LED光源,软件可控制光强的连续变化
  • 朱幸俊研究员团队:镧系发光纳米温度探针及光学测温技术
    镧系发光纳米温度探针及光学测温技术胡倩1 朱幸俊11上海科技大学物质科学与技术学院生物体温度监测在医学诊断和治疗方面有着重要意义。传统的生物体测温方式依赖于侵入式探头或者局限于体表检测的热成像设备。对于体内深层组织的无损温度探测仍然是一项挑战。光学测温技术基于温度敏感的发光材料和器件,以光信号作为输出实现温度检测。在发光材料中,镧系发光纳米材料(LLNs)具有光稳定性好、发射谱带丰富、低自发荧光干扰等独特优点,在体内成像检测和疾病诊断方面具有广泛应用。目前已报道了一系列LLNs的发光信号的强度、寿命等光学性质与温度相关,因此可以作为温度检测探针。与此同时,LLNs本身的纳米级尺寸有别于传统温度检测的宏观设备,因此可以胜任亚细胞级别的微观热效应检测以及热传递过程研究,提升测温的空间精度,借助LLNs的近红外发光,能进一步提高光信号在组织中穿透深度,更好的实现深组织、非侵入性温度检测。(一)LLNs温度探针的测温策略温度可以改变LLNs的发光强度比、带宽、光谱偏移、寿命等方式影响LLNs的发光特性[1]-[3]。其中,发光强度比和发光寿命这两种策略受生理环境的干扰更小,从而具有更高的测温准确性[4]-[5]。基于发光强度比率构建温度探针电子在两个相邻激发能级(能级差一般小于1000 cm-1)中的分布与温度有关,满足Boltzmann分布,因此具有热依赖性的两个能级发光强度比与温度之间的关系可描述为, [6]-[7],其中I2/I1为两个能级的发射强度比;ΔE是两个能级能量差,C是由发光基质材料确定的常数,T为温度,kB为玻耳兹曼常数。因此,通过在不同温度下检测两条发射峰的比值,可得到温度以发射强度比值的关系,作为温度检测的校正曲线。基于发光寿命构建温度探针在LLNs体系中,温度敏感的能量转移也会导致激发态寿命的变化,从而可以测量在脉冲激发下特定能级跃迁的寿命与温度的依赖关系,通过发光衰减曲线推断温度信息[8]-[9]。(二)LLNs测温技术与设备基于发光强度比率的测温技术较为直观,相关设备的设置与光谱检测系统类似,主要特点是恒温控制系统的附加。其装置如图1所示,由半导体激光器、样品台、控温器、滤光片、光谱检测器和计算机组成,其中激光器、样品台、滤光片、光谱检测器用于发光材料的光信号激发与收集,控温器件用于样品的恒温与变温进而得到不同温度的光谱。类似的基于发光强度比率的成像检测设备的光谱检测器被替换为CCD相机,通过滤光片系统采集不同波段的发射带,通过光强度成像图的计算得到温度分布结果。光强比率测温技术的设备较为简单,但这项测温方法易受生物环境引起的光散射或吸收的干扰[4],需在组织或模拟组织的假体中对温度曲线进行校正来减小误差[10];基于发光比率的温度检测其优点是检测速度较快,对于快速变化的温度具有更好的实时跟踪能力。发光寿命作为荧光团固有特性,受环境干扰较小,因此可以提高测量准确性[11]-[12],而且LLNs的发光寿命相对小分子荧光探针更长,对于基于成像的寿命检测系统的构建相对短寿命检测难度较低。具体的设备构建如图2所示,将常规的荧光成像代替为时间门控荧光成像系统,配合波形发生器、斩波器等,对相机的分辨率要求高,并且由于寿命衰减曲线的测试需要借助时间门控单元,对光信号进行多次采集,因此获取完整衰减曲线的图像时间较长,不利于检测快速变化的温度信号[8]。两种发光温度检测技术各有优势,目前研究工作中所报道的比率型温度检测技术较为成熟,寿命检测的测温技术仍然处于优化阶段,主要难点是长波长近红外发射的寿命检测技术尚不成熟。图1. 基于发光强度比率温度计的实验设备图2. 基于发光寿命温度计的实验设备[8](三)LLNs温度探针的生物应用LLNs体内无创温度监测的特性促使了一些新兴的生物医学领域应用,尤其在疾病诊断和指导治疗方面[4],[13]-[16]。我们最近总结了基于镧系发光纳米复合材料的温度检测技术及其生物学应用的研究工作,并梳理了不同测温技术在生物应用上的特点(Chem. Eur. J., 2022, 28, e202104237),希望和大家一起探讨光学测温技术的应用空间以及相关设备的研制。基于LLNs的生物体温度检测,近年来我们开展了一系列的应用。例如我们曾经报道了一种以上转换发光材料为核心(NaLuF4:Yb,Er@NaLuF4),以光热材料(碳)作为外壳的LLNs,其中上转换发光材料的Er3+发光中心特征的525与545 nm发射强度的比值与温度呈现相关性,因此可作为光学温度探针。通过检测光热过程中的微观温度变化,进一步发现光热效应下纳米颗粒的升温幅度和速率大于常规的外部加热方式。利用这一特性,可以实现温和宏观温度下的微观高温,进而在保证光热治疗剂标记的恶性细胞被有效杀伤的同时,减少不必要的热扩散而损伤病灶周边的正常组织,提升治疗的精度(如图3a)[17]。寿命检测技术上,复旦大学李富友课题组利用PAA-PEG包裹的NaNdF4:Yb@CaF2纳米颗粒,此种材料的Yb3+离子能够发射980 nm光信号,由于Nd3+与Yb3+在不同温度下的能量传递效率不同,Yb3+的980 nm发光寿命随着温度发生线性变化。在活体动物光学成像仪上进行了时间门控系统的附加,利用脉冲激光器对材料进行照射,然后采集材料的发光衰减,最终获得温度-寿命曲线,进一步在活体动物的血管部位进行光信号的采集,考察血管内血液温度与血流相关性,为心血管疾病的诊断和疗效评估提供了重要途径(如图3b)[8]。图3. (a)基于强度比率的Er3+掺杂上转换光热LLNs用于光热治疗过程微观温度监测[17]。(b) 基于寿命的Yb3+-Nd3+共掺杂的LLNs温度计用于心血管疾病[8]。(四)LLNs温度探针的展望合成可调控的LLNs温度探针的发展加速了其作为体内潜在温度传感工具的应用,但为了使其具有更准确的读数结果,还需进一步优化。其中,减少外部干扰和校准通过组织的发光衰减是亟待解决的重要问题。同时进一步探索波长更长的光谱区域,可实现更深层次的组织传感,促进LLNs在体内疾病诊断和治疗方面的生物应用。参考文献1. C. D. S. Brites, S. Balabhadra, L. D. Carlos, Adv. Opt. Mater., 2019, 7, 1801239. 2. A. Bednarkiewicz, J. Drabik, K. Trejgis, D. Jaque, E. Ximendes, L. Marciniak, Appl. Phys. Rev., 2021, 8, 011317.3. H. Suo, X. Zhao, Z. Zhang, Y. Wang, J. Sun, M. Jin, C. Guo, Laser Photon. Rev. 2021, 15, 2000319.4. N. Kong, Q. Hu, Y. Wu and X. Zhu, Chem. Eur. J., 2022, 28, e202104237.5. M. Jia, Z. Sun, M. Zhang, H. Xu, Z. Fu, Nanoscale., 2020, 12, 20776-20785.6. J. Zhou, B. Del Rosal, D. Jaque, S. Uchiyama, D. Jin, Nat. Methods., 2020, 17, 967-980.7. A. Bednarkiewicz, L. Marciniak, L. D. Carlos, D. Jaque, Nanoscale., 2020, 12, 14405-14421.8. M. Kong, Y. Gu, Y. Chai, J. Ke, Y. Liu, X. Xu, Z. Li, W. Feng, F. Li, Sci. China Chem. 2021, 64, 974-984.9. L. Marciniak, K. Trejgis, J. Mater. Chem. C., 2018, 6, 7092-7100. 10. L. Labrador-Páez, M. Pedroni, A. Speghini, J. Garcí a-Solé , P. Haro-Gonzá lez, D. Jaque, Nanoscale., 2018, 10, 22319-22328.11. M. Tan, F. Li, N. Cao, H. Li, X. Wang, C. Zhang, D. Jaque, G. Chen, Small., 2020, 16, 2004118. 12. K. Maciejewska, A. Bednarkiewicz, L. Marciniak, Nanoscale Adv., 2021, 3, 4918-4925.13. M. Quintanilla, M. Henriksen-Lacey, C. Renero-Lecuna and L. M. Liz-Marzán, Chem. Soc. Rev., 2022.14. Z. Yi, Z. Luo, X. Qin, Q. Chen, X. Liu, Acc. Chem. Res., 2020, 53, 2692-2704.15. B. del Rosal, E. Ximendes, U. Rocha, D. Jaque, Adv. Opt. Mater., 2017, 5, 1600508.16. M. Tan, F. Li, N. Cao, H. Li, X. Wang, C. Zhang, D. Jaque, G. Chen, Small., 2020, 16, 2004118.17. X. Zhu, W. Feng, J. Chang, Y. W. Tan, J. Li, M. Chen, Y. Sun, F. Li, Nat. Commun. 2016, 7, 10437.【作者简介】胡倩 博士研究生2020年毕业于湖南师范大学,获化学专业学士学位。目前是上海科技大学物质科学与技术学院博士研究生,师从朱幸俊教授,主要从事近红外发射镧系纳米复合材料的温度传感和生物成像应用的研究。朱幸俊 研究员上海科技大学物质科学与技术学院研究员、博士生导师。2017年博士毕业于复旦大学生物研究院(导师李富友教授),2017-2019年在美国斯坦福大学材料科学与工程系作为博士后学者从事生物医学成像以及神经调控材料与器件的研发工作。目前已在Nature Communications, Chemical Society Reviews, Nano Letters, ACS Nano, PNAS, Biomaterials等国际著名期刊上发表研究论文30余篇,他引3500余次(H因子26),并持有多项专利。多项研究成果入选科睿唯安ESI化学和材料领域前1%高被引论文(Highly Cited Paper)。研究项目获国家自然科学基金、上海市浦江人才计划资助。课题组致力于发展适用于生物医学的新型纳米材料和技术,通过构建纳米复合材料,利用其光、热、磁、声等性质,实现高选择性、低侵入性的生物成像、疾病治疗和生理功能调控。欢迎感兴趣的同学报考上海科技大学研究生,课题组长期招聘化学、材料学以及生物学相关专业博士后。具体可邮件沟通咨询,zhuxj1@shanghaitech.edu.cn(本文编辑:刘立东)专家约稿招募中若您有生命科学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享,欢迎自荐或引荐投稿联系人:刘编辑邮箱:liuld@instrument.com.cn微信/电话:13683372576扫码关注【3i生仪社】,解锁生命科学行业资讯!
  • 网友调查显示:蒸发光散射检测器异军突起
    仪器信息网讯 日前,仪器信息网网友公布了其近日在做仪器信息网仪器论坛做的一个关于我国液相色谱仪检测器配置的调查结果(原贴网址:http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20130630/4824110/)。  本次调查从2011年11月开始,到2012年5月结束,历时一年半,共在仪器信息网的液相色谱版块收集了157个样本,调查了可紫外检测器、蒸发光散射检测器、二极管阵列检测器、示差折光检测器、荧光检测器、电化学检测器、质谱、核磁共振等八类检测器的分布情况。  从其调查结果显示,配置排名前三的检测器为:紫外检测器(27%)、二极管阵列检测器(22%)、荧光检测器(14%)。  具体结果分析:  1、紫外检测器还是液相色谱的主导,因为它可以检测大部分液相色谱可以检测的化合物。VWD和DAD两项的投票基本一致,只是现在检测器在可变波长与二极管阵列的价格上有很大出入,VWD相对价格便宜,所以仪器配置的比例还是更高。  2、示差折光检测器已经商品化很多年,再加上其独特的检测领域,特别是GPC分析仪器上的配置,所以它还占有很大比例。  3、异军突起的我想应该是蒸发光散射检测器(ELSD)了,它的出现没有多少年,而它的配置居然占到了12%。目前虽然ELSD的很多检测方法没有标准化,但是中国药典在一部已经有很多采用了ELSD检测,而中药的分析,也是药品分析中的重要组成,很多药品企业应该都会考虑它。 另微博网友@野菠萝是祖国花朵不是热带水果认为,因为蒸发光散射检测器是通用性的检测器,可以弥补示差折光检测器的灵敏度、梯度的不足 另外,蒸发光散射检测器的方法可以平移到HPLC-MS,非常适合经费有限才起步的小公司。免得到做质谱的时候,临时开发方法,拖延进度。  4、荧光检测器由于其灵敏度高,而且在液相领域应用也很广,检测机构一般都会配置。  5、而目前有几个检测器,比如电化学检测器、电喷雾检测器等,这些都具有专一行,通用性差,所以基本都是专用液相配置的多。
  • 重庆:无创治疗实体肿瘤测量仪器将打破进口垄断
    用于测量高强度聚焦超声场的光纤水听器研究日前取得显著成果,将打破测量仪器全部依赖进口的局面,使得高强度聚焦超声(HIFU)技术这一无创治疗实体肿瘤新方法取得突破。  据了解,就高强度聚焦超声技术而言,准确测量和描述HIFU声场特性对于精确预测治疗剂量和HIFU生物学效应、确保治疗的有效性和安全性、建立HIFU临床设备的统一标准具有非常重要的意义。目前,高声压的HIFU声场测量仪器全部依赖进口,且价格昂贵。  重庆市科委介绍,重庆融海超声医学工程研究中心有限公司和重庆大学合作,在重庆市自然科学基金重点项目支持下,发明并设计制造了一种全石英光纤法珀干涉型超声水听器 研究了在HIFU场中的侧向敏感和端部敏感的全石英光纤超声水听器的传感原理 设计开发了全石英光纤法珀干涉型超声水听器原型样机及测量HIFU声场的仪器系统,其中光纤法珀干涉型超声水听器的原型样机可以实现HIFU场高分辨率和高声压的测量,达到国际领先水平,将推动HIFU医疗器械产业发展。该项目还获得国家发明专利权1件,项目相关研究内容已列入国家自然科学基金委员会国家重大科研仪器设备研制专项支持。
  • 6785万元 中航三维测量仪重大仪器专项获批
    日前,国家科学技术部发布了《科技部关于2013年度国家重大科学仪器设备开发专项项目立项的通知》,由中航工业科技与信息化部组织中航高科技发展有限公司(以下简称:中航高科)牵头承担的&ldquo 全视角高精度三维测量仪的开发和应用&rdquo 项目获得批复,这是中航工业首次获批国家级科学仪器开发和推广应用类项目。项目成功获批是中航工业基础技术板块践行&ldquo 科技立业&rdquo 与&ldquo 创新兴业&rdquo 发展方略、构建国际化开放协同科技创新体系的里程碑式进展。  该项目计划研究周期3年,总经费6785万元。中航高科作为项目牵头单位,以中航工业北控所为第一技术支撑单位,联合德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会及哈尔滨工业大学、天津大学、北京交通大学、香港科技大学等高校,依托中航工业强度所、北京空间机电研究所、中国电科38所等应用单位,搭建产学研用一体的协同创新平台,开展仪器研制、工程化、产业化等工作。  据了解,国家重大科学仪器设备开发专项旨在提高我国科学仪器设备的自主研发和制造能力,支撑科技创新,服务经济建设和社会发展。&ldquo 全视角高精度三维测量仪的开发和应用&rdquo 项目针对航空航天、大型雷达等重要应用需求,旨在攻克超高速、高分辨率线阵列视觉传感器和核心测量算法,研发具有实时、非接触、多点同步等功能的大尺寸精密测量仪器,建立视觉三维测量仪器的研发基地、生产基地和系统集成验证中心,打破国外技术垄断和仪器封锁,服务于我国大型工业装备的研发和制造。  该项目前期经过了由国家科学技术部、中国航空工业集团公司以及第三方技术咨询、非技术内容评审、综合评议、预算评估和综合决策等多方面论证。中航工业科技与信息化部和中航高科高度重视,充分利用集团内外部资源,精心策划并组织专家审查把关,推动落实项目的立项论证工作。
  • 2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究
    2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究陈昕(广州思林杰科技股份有限公司 市场总监)前言:电子测试测量仪器是利用电子技术来进行测量的装置,是电子制造、电子设计、电子应用等领域不可或缺的工具。随着电子技术的不断发展,电子测试测量仪器的技术水平也不断提高,应用范围也不断扩大。电子测试测量仪器的广泛应用涉及通信、半导体、医疗、能源等多个领域,其性能和技术水平直接关系到各行业的科研、生产和服务水平。在全球范围内,这一领域正经历着巨大的变革,从而催生出新的机遇和挑战。近年来,全球及中国电子测试测量仪器行业保持稳步增长态势。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下,全球电子测试测量仪器市场规模持续增长,预计到2025年,全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势,2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币,预计2023年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下,智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展,电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。未来,全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势:智能化:电子测试测量仪器将向智能化方向发展,以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能,能够实现更高效、更精准的测试。集成化:电子测试测量仪器将向集成化方向发展,以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将多种功能集成到一个平台上,能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化:电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展,以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试,能够实现更安全、更高效的测试。本文章将对全球及中国电子测试测量仪器行业的发展现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析,并对行业发展趋势进行展望。1. 电子测试测量技术/仪器的发展历史电子测试测量技术和仪器的发展历史可以追溯到电子产业的早期阶段,随着电子技术的不断进步和应用领域的拓展,测试测量仪器在推动科技进步和确保电子设备性能的过程中发挥了关键作用。电子测试测量技术/仪器的发展历史可以追溯到19世纪初,以下是电子测试测量技术和仪器的发展历史中一些关键阶段:1820年,德国物理学家Johann Schweigger发明了检流计,这是世界上第一台电子测试仪器。检流计可以用来测量电流强度。1887年,爱迪生发明了真空管,这是电子测试测量技术发展的一个重要里程碑。真空管可以用来放大电信号,这使得电子测试仪器的测量精度和灵敏度得到了大幅提高。20世纪初,电子测试仪器的发展进入了快速发展阶段。1920年,美国的贝尔实验室发明了示波器,这是世界上第一台能够显示电信号波形的仪器。示波器的出现,极大地提高了电子测试技术的水平。20世纪中叶,电子技术的快速发展,推动了电子测试测量仪器的进一步发展。1956年,美国的Tektronix公司发明了数字示波器,这是世界上第一台能够显示数字电信号的仪器。数字示波器的出现,使得电子测试技术更加精准和灵活。20世纪70年代,集成电路技术的出现,使得电子测试测量仪器更加小型化和低成本。1976年,美国的Agilent公司推出了世界上第一台数字存储示波器,这是世界上第一台能够存储电信号波形的仪器。数字存储示波器的出现,使得电子测试技术更加便捷和高效。Tektronix 547型示波器 (图片来源 Lazy Electrons,产品来源Tektronix)随着技术应用发展,电子测试测量技术/仪器广泛应用于电子制造、电子设计、电子应用等领域。电子测试测量技术/仪器的发展,为电子技术的进步和应用提供了重要支撑,如:1. 半导体技术的崛起(1950年代 - 1960年代):o 集成电路(IC)的出现推动了测试测量技术的发展,测试复杂度大大提高。o 数字化测试技术开始兴起,数字化示波器、逻辑分析仪等成为主流。2. 微处理器和计算机时代(1970年代 - 1980年代):o 随着微处理器的普及,测试测量设备越来越依赖于计算机控制和数据处理。o 自动测试设备(ATE)开始流行,提高了测试效率和精度。3. 高性能和高频率测试(1990年代至今):o 通信技术的迅猛发展推动了对高频、高速数字信号的测试需求,射频测试、高速数字通信测试等成为焦点。o 高性能、高灵敏度、高精度的仪器不断涌现,以满足现代电子设备复杂性的测试需求。4. 物联网和5G时代(21世纪):o 物联网和5G技术的崛起带动了对更高频率、更大带宽的测试需求,尤其是在通信和无线领域。o 智能化、云端化等技术的融入使得测试数据的处理和分析更为高效。芯片测试系统 (图片来源:Teradyne,产品来源:Teradyne、Litepoint)未来,电子测试测量技术/仪器的发展将继续保持快速增长态势。随着智能制造、5G通信、人工智能、量子计算、新型材料等技术的进步,电子测试测量技术/仪器将向智能化、集成化、虚拟化等方向发展。2. 以思林杰的发展历程看行业的时代变迁广州思林杰科技股份有限公司(后简称“思林杰科技”)成立于2005年,是一家领先的测试测量技术与方案提供商。思林杰科技从2010年开始进入自动化测试行业;2013年推出第一代基于ARM+DSP的仪器模块应用于消费类电子产品生产测试场景;2014年推出第二代 ARM+FPGA 仪器模块平台并推向市场;2019年发布第三代嵌入式仪器平台并投入市场,得到国内外多个知名厂商的批量使用并获得好评;2021推出 Nysa 模块化仪器平台与Archon SDK平台;2022年完成IPO登陆上交所科创板;2023年聚焦在高精密、高速及射频测试测量方向发力,实现更高端测量仪器的样机研发。思林杰科技近年来获得国家第四批专精特新“小巨人”企业,广东省高新技术企业,成立院士专家工作站,并与多所高校建立联合实验室。思林杰科技发展历程思林杰科技进入测试测量领域,顺应了行业发展和时代变迁。可穿戴消费类电子产品设备结构非常精密,测试测量的需求规格高,并需要多台仪器设备的组合才能完成各种信号的采集和激励,譬如传感器端的高灵敏度微弱信号,高速的数字信号,射频频段的信号录播与回放,电源的电压电流数据采集分析等。最开始,客户在研发阶段用了多台传统仪器进行测试系统搭建进行原型机验证与测试,NPI 转产时,客户寻求更高效的测试解决方案,我们和客户一起深入讨论需求和应用场景,自研了基于 FPGA 控制器架构,在自研总线上搭载了多种类型的仪器模块,FPGA控制器与仪器模块间通过底层自研总线互联,采集与激励的信号处理通过 FPGA 数字逻辑进行并行处理与算法加速。得益于选择了异构处理的 FPGA 架构,内部集成了ARM处理器,测试用例的调度、测试结果的判定都在同一颗 FPGA 芯片内完成,测试效率得到了很大的提升,同时在体积、成本上也满足了客户转产的需求。经过多个迭代,思林杰科技发布了Nysa模块化仪器平台:有基于嵌入式架构的板卡形态,体积紧凑易于集成到设备里;有基于插卡式架构的仪器形态,多类型仪器可简单插拔配置相应固件就可完成测试系统的搭建,适用于研发和NPI的原型机验证测试阶段;同时思林杰科技有强大的按需定制能力,可以为客户定制各类综合测试仪和解决方案。思林杰 Nysa 模块化仪器与 Archon 测试系统管理软件随着客户对测试测量需求的不断提升,思林杰科技继续完善Nysa仪器模块库,推出了面向高精密测量、高速数字信号测试测量与射频信号测试与处理的解决方案。测试测量解决方案覆盖从验证-试产-量产完整产品周期,与国际领先客户进行深度合作和获得高度认可,其解决方案广泛用于各消费类电子产品原型机测试、NPI、产线测试。近年来,思林杰基于FPGA搭配各类型AD/DA和传感器解决方案开始进入工业、生物医疗、芯片产业等应用场景,有的作为客户产品各阶段的测试测量解决方案,有的甚至作为关键零部件集成到客户产品内部,加深了与客户的紧密合作,对行业发展和对测量需求的提升都有了更深刻的理解。思林杰科技拥有超过200人的专业研发团队,自身具有制造与装配生产线,可保证质量与及时交付,并已通过IS09001,14001和27001等认证,运作成熟规范。3. 全球及中国电子测试测量仪器市场规模及现状全球电子测试测量仪器市场规模近年来保持稳步增长态势,2022年全球电子测试测量仪器行业市场规模扩大至146.10亿美元。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下,全球电子测试测量仪器市场规模持续增长,预计到2025年,全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。数据来源:FROST&SULLIVAN从区域发展情况来看,欧美等发达国家和地区的电子测试测量仪器行业起步早,上下游产业链基础较好,市场规模较大,市场需求以产品升级换代为主,市场将保持中高速增长 而以中国和印度为代表的亚太地区,处于产业转型升级及新兴市场快速发展阶段,对电子测试仪器的需求潜力大,市场规模将以较高的增速增长。中国电子测试测量仪器市场规模中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势,2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币,预计2025年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下,智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展,电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。数据来源:FROST&SULLIVAN市场规模增长驱动力全球及中国电子测试测量仪器市场规模的增长主要由以下因素驱动:电子技术的不断发展,推动了电子产品的快速迭代,对电子测试测量仪器的需求不断增加。智能制造、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展,对电子测试测量仪器提出了更高的要求。政府政策的支持,鼓励企业进行技术创新和产业升级,推动了电子测试测量仪器行业的发展。市场竞争格局全球电子测试测量仪器行业市场格局相对集中,CR5约为45%。其中是德科技、罗德与施瓦茨、泰克、美国国家仪器等海外厂商占据市场主导地位。我国电子测试测量仪器行业起步相对较晚,在技术上与国外优势企业仍有一定的差距。近年来,我国电子测试测量仪器行业发展迅速,涌现出一批具有竞争力的企业。行业发展趋势未来,全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势:智能化:电子测试测量仪器将向智能化方向发展,以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能,能够实现更高效、更精准的测试。集成化:电子测试测量仪器将向集成化方向发展,以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将将多种功能集成到一个平台上,能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化:电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展,以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试,能够实现更安全、更高效的测试。4. 思林杰主推产品介绍思林杰科技目前产品主要方向:NYSA模块化仪器平台、高精确度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量。NYSA 模块化仪器平台基于 FPGA 控制器, 搭配丰富灵活的仪器模块, 如万用表、示波器、 信号发生器、 数据记录仪、 音频分析仪等,涵盖了高精度信号、 高速与射频信号测试测量与处理, 提供了从验证到试产到量产的全过程测试测量技术与解决方案,同时与国际领先客户达成深度合作并获得高度认可。 其中嵌入式形态结构紧凑, 方便内嵌设备; 插卡式仪器整机不仅可用于原型开发,也可作为多功能仪器使用;独立式仪器小巧紧凑, 可作为单⼀功能的仪器使用; 综测仪提供了多功能完整产线测试整机形态,方便部署于产线测试。思林杰 NYSA 嵌入式模块化仪器平台Archon 是思林杰科技自主研发的测试系统管理软件,具备图形化低代码方式开发管理运行测试用例和测试计划的功能,支持实时查看测试数据、自定义数据报表模板和可视化数据分析,并为与其他企业系统的连接提供可扩展的插件。Archon 广泛应用在消费电子、军工和芯片测试领域, 降低测试用例开发管理难度,提高生产测试效率。Nysa Toolkit 是 Archon的辅助固件生成工具。其根据不同的项目需求, 可以选择对应的仪器模块并连接到控制模块上,自动生成固件;同时也是 Nysa 系列仪器的管理工具,可以对嵌入式、 插卡式及独立式的 Nysa 仪器集中管理, 可以动态生成仪器的固件,并下载到仪器中。对于不同的仪器模块,显示相应的虚拟仪表界面,方便用户调试。思林杰 Archon 测试系统管理软件近期除了NYSA模块化仪器平台和Archon测试系统管理软件,思林杰科技基于最新的FPGA技术和各类AD/DA解决方案,推出了面向高精度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量等解决方案。在高精度测量方面,思林杰科技近期推出了SG2165 SMU和SG2350 LCR。其中,SG2165 精密型源测量单元(SMU)能够实现四象限操作,精确地输出电压或电流以及同时测量电压、电流和电阻等功能。 它集成了六位半数字万用表 (DMM) 、五位半精密电压源、电流源、电⼦负载和脉冲发生器的功能,具有功能丰富,体积小巧紧凑,标准测试接口等特点,非常适合集成到测试治具中。 SG2165 源测量单元平台主要用于半导体、传感器、模组等 IVR 测试测量。 其为产线测试量身定制,为产线自动化 ICT 及 FCT 提供高效、高性价比的测试测量解决方案。思林杰 SG2165 精密型源测量单元(SMU)SG2350 LCR 阻抗测试平台是⼀款精密型 LCR 表,其基本测量精度可达 0.1%,且支持多种测试激励模式,拥有 20 Hz 至 2 MHz 连续可调的宽范围测试频率,和 0 至 2 Vrms 或者 0 至20 mArms 连续可调的测试电平,并且具备可调最大 2 V 的直流偏置功能;使用该平台可测试多种阻抗参数,测量精准的同时,可实现最快 5 ms 的测量速度,其紧凑、模块化的设计为产线元器件,材料,半导体,MEMS 等阻抗参数测试测量提供了高性价比的选择。思林杰 SG2350 LCR 阻抗测试平台在高速信号采集与处理方面,思林杰发布了一系列的DAQ数据采集方案与产品和高速总线分析解决方案。DAQ 数据采集其核心架构由模拟前端 (AFE)、模数转换器 (ADC)、现场可编程门阵列 (FPGA) 及触发(Trigger) 组成。 通过 AFE 对模拟信号进⾏信号调理后经过核心组件 ADC 实现对模拟信号的数字量化编码,最终通过 FPGA SoC 进行数字信号的采集、处理、分析和存储转发,并可支持内部及外部触发采样模式。其中,FPGA基于Xilinx Zynq 7000系列和UltraScale+系列,采集速率涵盖250KSPS/24bits到5GSPS/8bits等各速率和分辨率解决方案。DAQ数据采集产品有三种产品形态,如数据采集模块、数据采集卡及数据采集盒子三种数据采集系统,方便根据客户需求选择合适的产品形态和提供丰富的解决方案。DAQ 产品主要用于电气、物理、机械、声学和信号路由等应用,可以表征产品、监控过程或产品、以及控制测试过程,在科学研究、工业自动化和测试测量领域起着关键的作用。思林杰 SG1227 PCIe 高速采集卡 思林杰 SG2168 高速采集盒在高速总线分析方面,思林杰科技推出了MIPI D-PHY、C-PHY、RFFE、SPMI、I3C、USB-C、Displayport等高速信号采集、发生与处理解决方案,并可基于FPGA SerDes进行PRBS误码率测试,基于BERT进行高速眼图重构,为高速数据线缆测试、高速连接器测试、高速信号链路测试提供了高效高性价比的信号质量评估测试方案。思林杰 SG2153 MIPI Tester PRBS 眼图、误码率&抖动容限分析在射频信号测量方面,思林杰发布了VNA矢量网络分析仪和SDR软件无线电平台。SG2163 型矢量网络分析仪( VNA )是⼀款四端口8.5GHz频段的射频测量仪器,其能够提供射频信号传输特性和反射特性的测量。本产品由主机单元和基于 Windows 系统的控制与显示界面组成,数据传输采用千兆以太网接口。其广泛应用于微波器件,材料科学,电子通信等基础行业和领域的射频研发测试与生产制造。思林杰 SG2163 矢量网络分析仪( VNA )SG2277 是⼀款基于软件无线电技术的射频测试平台。 该平台集主控处理器、FPGA 和射频前端于⼀体,最多支持 8 个通道的信号生成、8 个通道的信号采样及频谱分析功能。平台有射频直采和上下变频解决方案,覆盖到6.5 GHz频段,该功能使平台在许多场景的应用中更加灵活。思林杰 SG2277 射频测试平台( SDR )5. 思林杰产品主要应用场景思林杰科技NYSA模块化仪器最开始应用于消费类电子产品线测试。典型的消费类电子产品FCT测试系统需要若干台传统仪器进行系统搭建,如示波器、信号源、数字万用表、音频分析仪、时序测试仪、程控电源、电子负载、频率计、FW烧写器、数字IO逻辑分析仪、通信接口扩展器、开关与切换等,有的功能由于传统仪器没有现成解决方案或成本高,甚至需要定制化实现。因此,由于消费类电子产品更新速度快、技术应用周期短,基于传统标准仪器的解决方案不能高效满足FCT测试需求,其需要涵盖多类型仪器的测试系统搭建与调试,难度高,周期长,行业内缺乏定制化功能交钥匙解决方案,成本高、体积大、UPH效率低。为了解决消费类电子产品FCT测试这个行业痛点,思林杰科技推出了NYSA模块化仪器的FCT解决方案。其解决方案基于FPGA SOC(ARM+FPGA)控制器,通过底层自定义总线与模块化仪器并行互联。其中FPGA的数字逻辑层,可进行采集和激励信号的处理和算法加速,数字信号的测试测量和一些解决方案的逻辑层面定制,如频率计、FW烧写器、通信接口扩展、数字IO逻辑和总线分析;FPGA的ARM处理器可运行RTOS或Linux,运行Archon测试系统对仪器模块和信号的管理、进行测试序列的执行和测试结果处理和上传。同时,思林杰科技积累了丰富的仪器模块库,如示波器系列、信号源系列、数字万用表系列、音频分析仪系列和相应的IP库,可通过对现有仪器模块选择进行FCT测试系统的搭建。在同等机柜体积下,嵌入式模块化仪器相对于传统标准仪器可以实现总效率、并行通道数、读取、切换、上传效率、测试速率的提高,测试系统体积的大幅减小,总成本的大幅降低。基于标准仪器的传统 FCT 产线测试方案 思林杰NYSA嵌入式仪器模块FCT产线测试方案近年来,NYSA模块化仪器除了在消费类电子产品测试FCT站点大规模部署和应用外,在ICT、模组测试甚至芯片测试阶段也开始用NYSA模块化仪器解决方案进行测试系统的搭建,此外也有越来越多的客户在研发阶段的原型机测试、NPI小批量转产验证测试使用此解决方案。在其他行业,如生物医疗、新能源等领域,思林杰科技也基于FPGA和最新的AD/DA解决方案,提供核心模块的研发、验证、批量生产服务,譬如基于FPGA的卷积、反卷积、积分等算法处理与加速,生物医疗传感器微弱信号的共模噪声抑制和降噪处理,高压信号与激光信号的激励与处理,AI视觉检测与成像处理系统等。这些方案与模块除了应用于产品测试领域,更广泛的应用于客户产品核心模块的测量领域,思林杰科技提供了全过程产品研发、验证、批量生产测试交付服务。生物医疗应用:微生物质谱检测系统应用 新能源应用:激光测风雷达6. 未来电子测试测量技术/仪器发展趋势智慧工厂未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势涉及多个方面,其中包括:高集成度和多功能性: 未来的测试测量仪器很可能会越来越集成多种功能,以适应复杂系统和设备的测试需求。高度集成甚至多学科融合的仪器可以提高测试效率和减少测试成本。宽频带和高速度: 随着通信和数据传输速度的不断提高,测试仪器需要具备更高的频带和速度来适应新兴技术和标准,如5G通信、物联网和高速数字总线。自动化和智能化: 自动化在测试领域一直是一个重要的趋势。未来的仪器很可能会更加智能,具备自动识别、配置和执行测试任务的能力。机器学习和人工智能技术可能会应用于测试数据分析和故障诊断。量子技术的应用: 随着量子技术的发展,未来的测试测量仪器可能会受益于量子传感器和量子计算的应用。这可能导致更高的精度和灵敏度。更小型化和便携性: 随着设备越来越小型化,测试仪器也需要变得更小巧轻便,以适应便携性需求。这对于现场测试和移动设备的测试非常重要。绿色技术: 环保和能源效率是未来技术发展的关键方向之一。测试仪器可能会采用更为节能和环保的设计,以减少对环境的影响。云服务和远程访问: 云服务和远程访问技术的发展使得测试数据的存储、管理和分析更加便捷。未来的测试仪器可能会更加集成云服务,实现远程访问和协作。AI 人工智能总体而言,未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势将在高度集成、自动化、智能化、便携性和环保方面取得进展,以适应不断变化的技术和市场需求。随着人们对生活品质需求的提升、新技术应用的产品导入,测试测量市场将保持高速发展趋势,测试测量市场规模将越来越大,各芯片厂商、仪器仪表厂家、测试测量方案集成商将在此市场拥有很好的发展空间,结合市场需求和自身产品、解决方案优势持续迭代,获得长远发展。作者简介陈昕(1982),男,2006英国约克大学获得通信工程硕士学位,毕业后分别从事基于FPGA的通信系统设计与研发、FPGA芯片系统应用、电子测试测量系统与应用设计与市场发展主管,现任思林杰科技市场总监、北美与线上营销总监。
  • 武汉光电国家研究中心王健教授团队研发新型矢量多普勒测量仪
    2021年7月7日,《自然通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了武汉光电国家研究中心王健教授团队题为“Vectorial Doppler metrology”的最新研究成果。此研究将具有空间变化偏振分布的矢量光场应用于光学测量,提出并实现了新型矢量多普勒测量仪,其对于复杂运动信息的全矢量测量具有重要意义。多普勒效应是一种经典的物理现象,属于波的基本特性之一。该效应来源于波源与观测者之间的相对运动,使得观测者接收到的波的频率相对于波源频率具有一定偏移量。无论是机械波,还是电磁波,通过测量其多普勒频移,可以推算出观测者相对于波源的运动速度。多普勒效应已广泛应用于医学诊断、交通测速、精密测量、激光制冷以及天文学与航空航天等领域。光波属于电磁波,相对于机械波,如声波、水波等,具有超高速、大带宽、方向性好且能在真空中传播等优点,因此开发光的多普勒效应具有独特的优势。对于传统的平面相位光束,不考虑相对论效应,只有当运动物体在光束传播方向上有相对运动才能产生多普勒频移,称之为线性(或纵向)多普勒效应。最近二三十年,随着科学家对光的基本属性的进一步认知,光学研究已由简单的平面光束向更复杂多样的结构光束展开。结构光束的旋转(或横向)多普勒效应也受到了越来越多的关注,这为光学多普勒测量提供了更多的可测量维度。纵观多普勒效应的发现及发展应用历程,该效应针对的只是波的标量属性,即由相位(或强度)的连续改变产生多普勒频移。对于本振频率比较低的机械波,通常可以直接提取其多普勒频移,从而测定目标物体的运动速度与方向信息。对于光波(电磁波),由于其超高的本振频率,提取多普勒频移必须采取与参考光进行干涉拍频。然而,干涉拍频虽然能提取多普勒频移量,但却丢失了符号信息,即无法区分多普勒蓝移与红移。因此,如果不采用额外的测量手段,如外差检测或双频检测,直接基于干涉测量提取多普勒频移无法推断出目标运动物体的方向信息,这无疑导致了光学多普勒测量的应用局限。光波是一种横波,除了振幅与相位自由度,还有偏振自由度。光的偏振描述的是电磁场在正交于传播方向的平面上的谐振情况。传统的平面相位光束,其偏振取向在光束横截面上是均匀分布的。对于一类特殊的结构光场,其偏振取向在横截面上呈空间周期性变化分布,称之为矢量光。针对这类矢量结构光场,近期,华中科技大学武汉光电国家研究中心多维光子学实验室(MDPL: Multi-Dimensional Photonics Laboratory)王健教授团队研究发现,粒子在这类光场中运动能产生新的多普勒效应,即矢量多普勒效应。区别于基于标量光场的传统多普勒效应(多普勒信号表现为随时间变化的一维强度信号),基于新的矢量结构光场的矢量多普勒效应,其多普勒信号表现为随时间变化的二维偏振信号。这类新的多普勒偏振信号,除了携带目标运动物体的速度大小信息外,还同时携带了速度方向信息。具体表现为,不同的运动方向导致多普勒偏振信号呈现出不同的旋转手性,如图1和图2所示。实验或实际应用中,利用两个检偏器分析两路信号光的相对相位差,就能轻松分辨出多普勒偏振信号的旋转手性,进而直接测定目标物体的运动速度大小与方向。研究还发现,基于矢量结构光的矢量多普勒效应,不仅能直接测定粒子的运动矢量信息(速度大小与方向),还能潜在地追踪粒子运动的瞬时相对位置与瞬时速度,并且测量无须参考光束干涉,有很强的抗环境干扰能力。进一步,针对各项异性的运动粒子,理论分析发现,即使粒子在旋转的同时还处于自旋状态,通过对多普勒偏振信号进行标准的斯托克斯参数分析,或简单地利用两个检偏器分析,能同时测定粒子的旋转速度矢量(大小与方向)和自旋速度矢量(大小与方向)。该工作于2021年7月7日以Vectorial Doppler metrology为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)上,华中科技大学武汉光电国家研究中心为论文第一单位,华中科技大学武汉光电国家研究中心博士后方良与硕士生万镇宇为共同第一作者,华中科技大学名誉教授、南非金山大学Andrew Forbes教授为论文合作者,华中科技大学武汉光电国家研究中心王健教授为论文唯一通讯作者。该项工作是对传统基于标量光场多普勒效应的一次突破,极大丰富了多普勒测量的内涵,同时对于矢量结构光场的基础研究及拓展应用研究具有重要科学意义。Liang Fang, Zhenyu Wan, Andrew Forbes, Jian Wang*, “Vectorial Doppler metrology,” Nature Communications, 12, 4186 (2021).https://www.nature.com/articles/s41467-021-24406-z图1矢量多普勒效应概念示意图图2基于矢量结构光场的矢量多普勒效应测量粒子的运动矢量(速度大小和方向)。(a)(c)相反运动的粒子在矢量结构光场(以HE31为代表)中与局部偏振光相互作用示意图。(b)(d)粒子采样反射或散射的二维多普勒偏振信号因粒子运动方向不同表现出不同的手性。二维多普勒偏振信号同时携带粒子运动的速度大小与方向信息。多维光子学实验室(MDPL)研究人员(从左至右):方良、王健、万镇宇
  • 支撑碳达峰碳中和 山东将突破碳排放直接测量仪器、方法等
    山东省政府新闻办今天举行新闻发布会,省市场监管局等解读《关于贯彻落实计量发展规划(2021-2035年)的实施意见》。《实施意见》提出,加强省级计量科学研究机构能力建设。发布会上,有记者问到,在贯彻落实《实施意见》、提升计量能力方面,山东省计量科学研究院有哪些具体落实措施?山东省计量科学研究院理事长公茂龙回答时说,山东省计量科学研究院是唯一的省级依法设置法定计量检定机构,承担建立社会公用计量标准、开展计量科学技术研究、进行量值传递和溯源等工作。近年来,山东省计量科学研究院持续强化计量能力建设,积极服务市场计量检测需求,认真履行强制检定、型式评价等法定职责,年平均检测计量器具60多万台件,服务客户2万多家,保障量值准确可靠。现有社会公用计量标准401项,国家级型式评价实验室13个,资质能力居全国同行前列。围绕《实施意见》贯彻落实,重点开展以下工作:开展重大计量科技项目研发。聚焦计量科技前沿,开展太赫兹功率、光谱测量仪器等量值传递溯源技术和量子传感、微纳米等先进测量技术研究,推动太赫兹成像等先进技术在食品药品监测、生物医学成像和国防建设等领域的应用。支撑碳达峰碳中和目标实现,开展含碳产品热值计量、元素碳计量测试方法研究,重点突破碳排放直接测量仪器、测量方法及量值溯源技术。研发用于VOCs(挥发性有机物)、NOx(氮氧化物)等现场自动监测的便携式紫外差分吸收光谱仪,实现环境监测仪器的国产化替代。实施标准物质提升工程,研制成品油快检标准物质,以及有机污染物、微(纳)米尺度颗粒物、致病菌检测、传染病筛查等标准物质。提升服务市场的能力和水平。“十四五”期间,山东省计量科学研究院将以服务市场需求、保障法制计量为出发点,持续加强计量能力建设。一是突破“高精尖”计量检测难题,研制国际领先的30MN帕斯卡式液压力标准机,填补超大力值测量及量值溯源空白;研制低浓度颗粒物校准装置,解决颗粒物浓度检测仪器的溯源难题。二是保障大众健康与安全,建立生命体征模拟仪、呼吸机标准器、血液透析装置检测仪等标准装置。三是提升法制计量保障能力,新建非接触式眼压计、测听设备耳声阻抗/导纳测量仪器、三相组合互感器等计量检定装置。搭建计量科技创新载体。在已有省级重点实验室、工程研究中心、工程技术研究中心和国家级市场监管技术创新中心基础上,申请建设国家标准物质量值核查实验室,强化标准物质量值和不确定度水平核查,提升标准物质全寿命周期监管能力。打造智慧计量实验室,建立智能计量管理系统,提升计量数据系统化水平。
  • 几何量精密测量仪器企业中图仪器冲刺IPO
    “专精特新”小巨人企业中图仪器对资本市场发起冲刺。  公开信息显示,10月21日,深圳市中图仪器股份有限公司(简称“中图仪器”)与中信建投(601066)签署上市辅导协议。成立于2005年的中图仪器致力于精密测量、计量检测等仪器设备的研发、生产和销售。去年国家工业和信息化部公示了第三批专精特新“小巨人”企业名单,中图仪器顺利入选。  自2005年成立以来,中图仪器逐步聚集了来自清华、西安交大、哈工大等高校毕业生带头的工程师队伍,从小仪器到大品种,持续推动国内精密测量技术创新与进步。  中图仪器重点发展高端精密、超精密几何量检测仪器,提供一维、二维、三维的尺寸测量产品。中图仪器在精密轮廓扫描技术、精密测量传感器、激光干涉测量、微纳米运动设计、显微三维形貌重建、大尺寸三维空间测量、智能机器视觉测量、精密光栅导轨测控等众多技术领域形成了独特的研发设计、制造优势,已具备从纳米到百米为用户提供专业的精密测量仪器和测量解决方案的能力,大部分产品达到国际先进水平。  目前,中图仪器的产品已广泛应用于计量质量检测机构、汽车、航空航天、机械制造、半导体加工、3C电子等行业,部分产品达到国际先进水平,参与制定了多项国家标准。  中图仪器在深圳市南山区智园科技园拥有现代化的办公场地,在深圳市宝安区创新新世界产业园拥有仪器设备精密加工、装配检测的专业生产制造基地。发展至今,中图仪器的销售和服务网点遍及三十多个省、市、自治区,海外市场快速成长,营销网络日逐完善。  公开报道显示,多年来中图仪器的研发投入占销售额的25%以上,高于行业10%的平均水平。截至2021年10月31日,公司已拥有99项专利及软件著作权,参与制定3项ISO标准,主导或参与制定10余项国内或行业标准。  辅导文件显示,马俊杰为中图仪器控股股东,直接及间接持有公司股权比例为36.28%。企查查显示,中图仪器自2016年起经历多轮融资,参投机构包括壹海汇资本、方广资本、架桥资本、海量资本和深创投等。  据了解,在我国高端几何量仪器领域被蔡司、海克斯康、三丰、ZYGO等国际著名品牌全面占据的情况下,中图仪器研制的闪测仪、激光跟踪仪、激光干涉仪、光学3D表面轮廓仪、测长机等多款精密测量仪器逐步达到进口仪器性能水平,以较低成本较高性能服务于我国计量质量检测机构、汽车、航空航天、机械制造、半导体加工、3C电子等行业领域,推动行业国产替代,同时市场占有率攀升。
  • 现代电子测量仪器的发展趋势
    导读:进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量仪器发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念,以供读者参考。  现代电子测量仪器的发展趋势  仪器性能更加优异  仪器的性能更加优异,测量功能更加强大,仪器的测量精度,测试灵敏度,测量的动态范围等都达到了前所未有的高度。例如,Agilent公司的PSA频谱分析仪的测量灵敏度高达169dBm(接近物理界热噪声174dBm),PNA网络分析仪的动态范围高达143dB,Agilent83453A高分辨率分光计分辨带宽=0.0001nm(亚皮米)(突破皮米分辨带宽的壁垒),Agilent86107A精密时基参考模块,对小于100ns的时延,抖动为1.7psRMS(突破皮秒抖动瓶颈),DSO80000系列的示波器,其单一A/D芯片具有20GSa/s实时高采样率,使之成为世界上采样率最快的示波器(40GSa/s实时采样率,13GHz带宽)。另外,更多强大的测量功能被赋予单台仪表中,如Agilent公司的8960系列无线综合测试仪(集移动手机和基站的射频测试与协议测试于一身) ESG/PSG矢量信号源可以灵活产生包括连续波/调幅/调频/调相/脉冲调制,全制式通信协议(GSM/EDGE/WCDMA/TD2SCDMA/CDMAOne/CDMA2000/CDMA20001X2EV/蓝牙/WLAN/PHS/PDC/NADC/DECT/TETRA等),任意波形及用于今后的其他信号 MSO混合信号示波器(2/4个模拟测量通道16个逻辑分析通道)使单台仪器同时具备示波器和逻辑分析仪的功能 Infiniium示波器内装VSA矢量信号分析软件后也成为世界上测量分析带宽最宽的矢量信号分析仪。  仪器与计算机融为一体  仪器和计算机技术的前所未有的融合。首先,越来越多的仪器选用以Windows软件和Intel芯片为平台,采用WindowsGUI和基于军用标准的软件,用Windows软件代替仪器内部操作软件,并易于与MS办公室应用软件连接,充分发挥其效能,如Agilent公司的仪器可用Word语言捕获屏幕图像,用Excel语言绘制的波形数据,用Excel语言捕获测量数据,易于自由地从互联网下载和升级最新的软件版本,利用WindowsHelp提高了仪器操作学习的方便性 同时,触摸屏被广泛利用,话音控制可解决双手同时被占用时操作仪器的问题,通过网络控制仪器操作,并用基于MSWindows和MSVisualStudio实现测试自动化 另外,仪器内部的VBA软件可有效地帮助实现生产过程中的测试自动化。  其次,由于计算机技术被大量应用到仪器之中,使得仪器具备了更加先进的连通性,如Agilent公司的仪器大都具备采用了USB接口,LAN接口,GPIB接口。同时,也安装了标准光标指示器(鼠标、跟踪球、触摸键、操纵杆等)和其他部件(键盘、CDRW驱动器、直接连结打印机的并行接口,用于外部监视器的VGA输出,内部硬盘驱动器等)。特别值得一提的是,在军工等特殊行业,测试数据的安全性和保密性要求格外重要,为此,Agilent公司在仪器上设计了可卸出的硬盘(如PNA矢量网络分析仪和Infiniium示波器),使工作人员在实验室完成测试任务后,卸出硬盘,单独运输仪器至测试现场(如战地),再由操作人员取出随身携带的硬盘装入仪器,再进行现场测量,从而保证了数据的安全性和保密性。  测试及仿真软件在仪器中广泛应用  随着计算机的运算速度和处理数据能力的不断增加,及计算机仿真技术的广泛应用,仪器的硬件和测试软件及仿真软件的结合越来越紧密。首先,硬件的模块化设计,使得通过不同的硬件模块组合配以不同的软件,从而形成不同功能的仪器和不同的测试解决方案,如Agilent公司的DAC-J宽带示波器86100C,通过插入不同的模块并配以不同软件,该仪器可成为抖动分析仪,宽带示波器,数字通信分析仪,时域反射分析仪 此外,VXI结构的测试仪器更加充分地解释了模块化结构仪器的灵活配置和应用。  其次,软件无线电的概念已有了全新的解释和现实的应用,Agilent公司的89601A矢量分析软件是实现这一理念的最好例证,它利用计算机强大的数学运算和数据处理能力将大量的数字信号处理功能和数据分析功能充分展现在计算机软件之中,通过与不同的数据采集前端(如VXI结构的矢量信号分析仪,频谱分析仪,Infiniium数字示波器)相结合,组合出不同功能的矢量信号分析仪。  同时,其捕获的信号和数据分析的结果可以作为EDA仿真软件(如Agilent公司的ADS高级设计仿真软件)的数据输入来源,用于驱动ADS高级设计仿真软件进行部件及系统级仿真 并且,ADS高级设计仿真软件的仿真结果可送入Agilent公司的ESG/PSG矢量信号源产生出信号通过VSA矢量信号分析仪的捕获和分析,反过来可进行产品设计与真实产品之间的数据验证,即实现设计、仿真、测量和验证的有机结合。以AgilentADS高级设计仿真软件为代表的EDA软件,通过与Agilent公司测试仪器(包括:频谱分析仪,网络分析仪,信号源,示波器,逻辑分析仪等)的动态链接,从而实现了测量域与仿真域的有机结合,在设计、仿真和验证之间架起了桥梁,从而加速设计,提高设计质量,完善系统及部件的半实物仿真手段,达到迅速拓展满足需要的测量解决方案的目的。  自动测试系统的发展历史和现状  随着测量仪器功能的不断提高和完善,与其相关的自动测试系统(特别是军用ATS测试系统)的组建与发展也经历了从台式仪器ATS系统到卡式仪器ATS系统,从卡式仪器ATS系统到卡式仪器与台式仪器混合的ATS系统的发展过程。到目前为止,VXI结构的仪器(主要对于大通道数的数字信号测量)与GPIB标准的台式仪器(主要对于性能要求严格的射频/微波信号测量)相结合组建ATS测试系统已成为军用ATS测试系统普遍遵从的主流原则和典范。这与以美国为代表的军工用户在90年代提倡的采用COTS(CommercialOff-the-Shelf)流行商用仪器来构建军用ATS测试系统有很大关系,它可以极大地降低整个测试系统的组建、开发、维护、替换和升级的成本。  但是,由于军工行业系统研制周期和认证周期相对较长,系统维护和需要支持的周期通常在10年至20年,而民用科技的发展日新月异,流行商用仪器的更新速度越来越快,一些COTS产品在军工行业被大规模全面使用之前就已废型和停产,对于已定型的测试系统的维护和支持成为军工客户面临的最大问题,特别是那些基于特定硬件而开发的测试软件(TPS)的维护、支持和更新更是面临巨大的挑战。这一点在中国的客户群中也遇到了同样的问题。如何实现硬件的可互换性和软件的可互操作性成为保证整个系统生命力和生命周期的关键。与此同时,军用ATS测试系统还要满足其可靠性、机动性和灵活性的要求,并尽可能地降低开发、维护的成本,节省人力资源,改进硬件的现场替换效率和维修中心替换效率,改进武器系统快速应对地区乃至全球支持的战略要求。  下一代的自动测试系统  下一代测试技术及测试系统的标准  以美国为首的用户和仪器厂商近一年以来提出了一种新的测试仪器理念和技术以解决COTS仪器带来的问题,并同时满足未来测试系统的发展要求。该技术称之为NxTest,它就是基于LAN的模块化合成仪器(SyntheticInstrument)。安捷伦科技公司和VXITechnology公司于2004年9月为自动测试系统推出基于LAN的下一代模块化平台标准化-LXI。  LXI(仪器的LAN扩展)不仅提供了机架和堆叠式仪器的嵌入式测量技术和PC标准I/O连接能力,还实现了基于插卡式仪器的系统的模块化特点并减小了体积。对于为航空/国防、汽车、工业、医疗和消费电子市场开发电子产品的研发和制造工程师来说,LXI紧凑灵活的封装、高速输入/输出和可靠的测量功能有效地满足了他们的需求。VXI总线为所有高密度高速度应用提供了理想的标准,LXI则同时融合了VXI和以太网的优势,为用户提供了一个良好的高性能仪器平台,满足VXI通常没有满足的应用需求。LXI基于LAN的结构为例,为在航空和国防行业中长寿命仪器的实现奠定了基础。LXI没有带宽、软件或计算机底板结构限制。它可以利用日益提高的以太网吞吐量,为面临下一代自动测试系统挑战的工程师提供理想的解决方案。  LXI标准将由LXI协会负责管理。LXI协会是一家由主要测试测量公司组成的非营利机构。该集团的目标是开发、支持和推广LXI标准。安捷伦科技公司和VXITechnology公司利用其拥有悠久历史的模块化仪器设计,推出LXI平台,这是测试系统使用的开放式标准仪器发展中必然的可行一步。由于几乎每台电脑中都内置了以太网(LAN),以太网已经成为业界广泛认同的通信接口。互联网硬件价格正不断下降,速度正不断提高,局域网提供了其它点到点接口标准中没有提供的对等通信。测试和测量工程师日益认识到使用高速局域网替代专有测试测量接口(如GPIB)的好处,业内需要更低成本、更高带宽和更快的数据传送速率,这给专有测试测量接口提出了挑战。  LXI测试测量模块是为用于设计检验或制造测试系统而优化的。连接局域网的能力使得各模块可以装在世界上任何地方,并从世界上任何地方访问模块。与采用昂贵电源、底板、控制器和MXI卡和电缆的模块化组件不同,LXI模块自带处理器、局域网连接、电源和触发输入。LXI模块可以采用全宽或半宽,高度为一个机架单位或两个机架单位,实现了非常简便的混配功能。信号输入和输出位于正面,局域网和输入交流电源则位于每个LXI模块的背面。LXI模块由计算机控制,不要求传统机架和堆叠式仪器配备的显示器、按钮和拨号装置。LXI模块采用标准网络浏览器诊断问题,使用IVI-COM驱动程序进行通信,简化了系统集成。  LXI仪器的特点  LXI仪器具备了以下五大特点:  (1)开放式工业标准  LAN和AC电源是业界最稳定和生命周期最长的开放式工业标准,也由于其开发成本低廉,使得各厂商很容易将现有的仪器产品移植到该LAN-Based仪器平台上来。  (2)向后兼容性  因为LAN-Based模块只占1/2的标准机柜宽度,体积上比可扩展式(VXI/PXI)仪器更小。同时,升级现有的ATS不需重新配置,并允许扩展为大型卡式仪器(VXI/PXI)系统。  (3)成本低廉  在满足军用和民用客户要求的同时,保有现存台式仪器的核心技术,结合最新科技,保证新的LAN-based模块的成本低于相应的台式仪器和VXI/PXI仪器。  (4)互操作性  作为合成仪器(SyntheticInstruments)模块,只需30~40种左右的通用模块即可解决军用客户的主要测试需求。如此相对较少的模块种类,可以高效且灵活地组合成面向目标服务的各种测试单元,从而彻底降低ATS系统的体积,提高系统的机动性和灵活性。  (5)新技术及时方便的引入  由于这些模块具备完备的I/O定义文档(由军标定义),所以,模块和系统的升级仅需核实新技术是否涵盖其替代产品的全部功能。如此看来,合成仪器(SyntheticSystems)将实现下述五大目标:①非常长的产品和系统支持周期,应用软件将不再依赖于特定的硬件。②很小的系统体积,仪器不包含多余的显示、输入和其它美学设计部分。③应用清晰明确,仪器界面一致,升级快捷方便。④系统生命周期与产品生命周期保持一致。⑤供应商独立,测量硬件与测量技术没有直接联系。  展望未来  综上所述,21世纪的电子测量仪器随着芯片技术和DSP技术的发展将达到前所未有的高性能,随着计算机技术与仪器的进一步融合,仪器的易操作性,易升级性,测量能力,数据处理和分析能力,都得到了大幅度提高。与此同时,软件无线电正越来越多地被应用到各个领域,仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具。自动测试系统经历了从GPIB系统到VXI系统,从VXI系统到VXI与GPIB混合系统的发展历程,越来越多的军工用户希望拥有一种长寿命且高性能的系统标准体系来承担日益复杂的测试压力和维护成本的压力,面对未来的挑战,LXI仪器将在继承现有测试技术的基础之上,为下一代测试技术和测试仪器,特别是ATS测试系统的革新带来新的希望。
  • 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
  • 北斗仪器最新款CA600型超高温真空接触角测量仪
    超高温接触角测量仪原理介绍:接触角(Contact angle)是指在气、液、固三相交点处的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ,是润湿程度的量度,是现今表面性能检测的主要方法。由主体支架、专用光源、远焦镜头、工业成像CCD、高温高真空炉体、水循环冷却系统、真空泵、专用分析软件等组成。超高温接触角测量仪的应用: 在高温真空条件下,通过视频光学原理,测试各种材料的润湿铺展性能;目前已经广泛应用于陶瓷材料研究、金属材料研究、钎焊研究、航空航天材料研究、钢铁冶炼研究、复合材料研究等众多高校院所及企业。研究材料在高温状态下熔体与其相应的基底材料间的接触角变化规律。对于高熔点材料能实现高真空或惰性气体保护气氛下的表界面性能测试,而对于低熔点材料能现实升降温过程中的收缩、变形、融化、润湿、铺展及凝固行为进行图像化、定量化表征。设备性价比高、加热稳定、真空度高、功能全面、可满足各种金属材料科研的需要。1、测量液态金属在高温真空状态下对基材的润湿性能,评估不同材质在高温真空状态下润湿过程及附着性能 2、研究金属与陶瓷复合材料间的润湿性能,测量金属材料在高温真空状态下熔融时,在陶瓷材料上的接触角 3、研究钎焊过程,钎料在基材上的润湿铺展过程,动态分析钎料在高温下的接触角、润湿过程 4、测量金属在不同的高温状态下,以及不同的气体保护环境下,对于不同基材的接触角变化及区别:5、分析涂层与基材的接触角,分析涂层与基材的润湿过程及铺展机理,并研究不同温度及不同气氛下,润湿性能的区别:6、研究液体与固体间的接触角,评估液体与固体的附着粘附性能,分析固体的表面自由能 7、分析焊料与焊接体的接触角值,从而有效地提升焊接强度 8、基于分析接触角及表面张力的基础,控制合理润湿范围,查找有效的去除冶炼过程中炉垢的办法。应用案例超高温接触角测量仪核心参数:型号CA600 腔内环境大气环境/真空/惰性/有氧气氛高温系统温度范围室温~1200℃/室温~1700℃长期使用温度室温~1100℃/室温~1600℃真空下温度1000/1500测温电偶1200°:N型电偶 1700°:B型国际铂铑热电偶测温精度±1℃温度控制30段程序温度设定实现复杂热处理工艺的分析升温速率常温-1000℃≤10℃/min1000℃-1600℃≤5℃/min加热体1200°HRE合金电阻丝/1700度U型硅钼棒恒温区尺寸长200mm加热管尺寸内直径50mm*长度700mm测温系统温度监控,测温材质美国钨铼合金,测量精度±0.1℃,可实时测量加热管内温度。进样方式具有快速样品制备专用工具,以及样品装载专用工具,确保样品快速定位视窗法兰专用同轴双视窗法兰,备双通道惰性保护装置,可同时或单独使用某种工艺气体对内部金属进行保护,带真空系统及保护气体管路、双水冷装置。采用进口石英材质并可快拆更换。炉膛材质1200°C内采用石英,1700°C以上采用高纯刚玉保温材料湿法真空抽滤成型制备的多晶无极氧化铝陶瓷纤维材料样品尺寸5*5*5mm真空系统真空度范围1*10-1Pa采用机械真空泵+数字流量计+真空法兰1*10-3Pa采用分子泵+复合全量程高精度真空计+真空法兰材质两级组合,在高温下达到高真空要求;泵体采用高纯度不锈钢;配置复合真空计;真空系统也可以通保护气体水冷系统温控范围温度范围:5-35℃外形尺寸约460mm(长)*380mm(宽)*590mm(高)水泵流量15L/min冷却系统容量≥11L实测制冷量1520W成像系统镜头Subpixel0.7-4.5倍超高温高清远焦距工业级连续变倍式显微镜、工作距离500mm相机日本SONY原装进口高速工业级芯片(Onsemi行曝光)传感器类型1/2.9 英寸逐行扫描CMOS分辨率1280× 1024镜头控制仰视角度:±10度,精度:1度,前后180mm(微调50mm)*左右200mm(微调50mm)帧率全局曝光高速400帧/s(最快2.5ms采集/次)视频录像功能可录制整个高温润湿过程连续测量测量间隔时间可调、实时记录、连续测量光源系统组合方式采用石英扩散膜与均光板使得亮度更均匀,液滴轮廓更清晰光源进口CCS工业级冷光源(有效避免因光源散发热量蒸发液滴),寿命可达5万小时 亮度调节PWM数字调节功率10W测量软件CA V2.0静/动态接触角测量软件+表面能测量软件操作系统要求windows 10(64位)测量方式自动与手动计算方法自动拟合法(ms级别一键全自动拟合,不存在人工误差)、三点拟合、五点拟合、自动测量(包括圆拟合法/斜圆拟合法(Circle method/ Oblique Circle)、椭圆拟合法/斜椭圆拟合法(Ellipse method /Oblique Ellipse))、凹凸面测量等基线拟合自动与手动角度范围0°<θ<180°精度0.1°分辨率0.001°分析自动计算多组数据中接触角的最大接触角、最小接触角、平均接触角,左右接触角分别计算与比较功能表面能测量方法Fowks法,OWRK法,Zisman法,EOS法,Acid-Base Theory法,Wu harmonic mean法,Extended Fowkes法,得到固体表面能。表面能单位mN/m输入电源220V 50-60Hz仪器尺寸约1500mm(长)*405mm(宽)* 725mm(高)润湿性分析粘附功一键自动分析铺展系数一键自动分析粘附张力一键自动分析精度0.001 mN/m单位mN/m选配件1.机械真空泵,真空度:1*10-1Pa 2. FJ-110分子泵组一套,最大抽气速率110L/s (对空气),真空度:1*10-3Pa 3.惰性气体气氛保护(Ar,N2,He或混合气体)4.冷浴装置:5℃-35°超高温接触角测量仪测试方法
  • 辐照糖类食品的快速鉴别检测方法
    辐照糖类食品的快速鉴别检测方法一、实验目的本研究旨在开发一种基于超微弱化学发光技术的快速鉴别辐照糖类食品的方法。通过研究葡萄糖和蔗糖等糖类在不同辐照剂量下的化学发光特性,并探讨水分和辐照剂量对化学发光效应的影响,建立一种无需对照样品即可有效鉴别辐照食品的检测方法。二、实验使用的仪器设备和耗材试剂1. 仪器设备(1). 超微弱发光测量仪:BPCL-IV型,用于测量样品的化学发光强度。(2). 放射性源及辐照设备:用于样品的辐照处理。(3). 分析天平:用于精确称量样品质量。(4). 恒温室:用于控制样品测量时的温度2. 耗材试剂(1). 葡萄糖:真空包装的食品级葡萄糖。(2). 红蔗糖:真空包装的食品级红蔗糖。(3). 白蔗糖:真空包装的食品级白蔗糖。(4). 检测液:实验室自制,用于激活化学发光反应。三、实验过程1. 样品准备(1). 从食品超市购买真空包装的葡萄糖、红蔗糖和白蔗糖各500克。每种糖样品分成25克一组,封装在聚乙烯(PE)袋中。(2). 样品的水分活度约为15%。2. 样品辐照处理(1). 样品进行辐照处理,辐照剂量设定为0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.5、3 kGy等8个剂量,剂量率为每小时1 kGy。(2). 辐照后的样品在常温(20-27°C)下存放10天后进行测量。3. 超微弱发光分析(1). 使用BPCL-IV型超弱发光仪进行发光分析。测量室温度设定为(35±0.5)℃,探测器电压设定为800V。(2). 每种样品称取0.05克,放入测量池中进行发光测量。(3). 发光测量包括两个步骤:第一步在干燥状态下测量100秒,记录每秒的光子计数;第二步在测量30秒后自动加入2 mL检测液,继续记录光子计数。四、实验结果与讨论1. 不同辐照剂量对化学发光的影响图1A-C分别显示了辐照后的红蔗糖、葡萄糖和白蔗糖在不同辐照剂量下的化学发光强度。实验结果表明,在干燥状态下,辐照糖类的化学发光强度与未辐照样品相近,光子计数波动不大。然而,当加入检测液时,化学发光强度显著增加,且随着辐照剂量的增加,光子计数呈现出线性增长的趋势。特别是在0.7 kGy以下,光子计数的上升速度较快,提示该方法在较低辐照剂量下具有较高的灵敏度。这些结果表明,化学发光效应与辐照剂量密切相关,可以通过测量光子计数变化来估算样品的辐照剂量。图1. (A) 辐照对红蔗糖化学发光的影响. (B) 辐照对葡萄糖化学发光的影响。(C) 辐照对蔗糖化学发光的影响.2. 水分对化学发光的影响图2D-F展示了加入检测液后的化学发光动态变化情况。结果表明,当样品遇水后,超微弱发光效应显著增强,光子计数迅速上升并达到峰值,随后逐渐回落到干燥状态时的水平。这一现象表明,糖类样品中的自由基在干燥状态下未被激活,而在加入水分后,自由基与检测液中的水分子发生反应,释放光子。这一特性为辐照糖类食品的快速鉴别提供了有效的手段。图2. (A) 未加检测液的辐照葡萄糖的化学发光动态变化图. (B) 未加检测液辐照白糖的化学发光动态变化图. (C) 未加检测液检测辐照红蔗糖的动态变化图. (D) 加检测液检测辐照葡萄糖的化学发光动态变化图. (E) 加检测液辐照白蔗糖的化学发光动态变化图. (F). 加检测液辐照红蔗糖的化学发光动态变化图.3. 含糖食品辐照检测应用实例为验证该方法在实际应用中的可行性,对辐照处理后的奶粉和饼干进行了检测。图3A和图3B显示了未加入检测液时,辐照奶粉和饼干的化学发光动态变化,光子计数几乎没有显著变化。 图3C和图3D显示了加入检测液后的化学发光动态变化,辐照样品表现出明显的光子跃迁峰。这一结果表明,该检测方法不仅适用于纯糖样品的检测,也可有效应用于含糖食品的辐照鉴别。图3. (A) 未加检测液检测辐照奶粉的化学发光动态变化图. (B) 未加检测液检测辐照饼干的化学发光动态变化图. (C) 加检测液检测辐照奶粉的化学发光动态变化图. (D) 加检测液检测辐照饼干的化学发光动态变化图. 五、结论本方案提供了一种基于超微弱化学发光技术的快速鉴别辐照糖类食品的方法。实验结果表明,辐照后的糖类样品在加入检测液后会产生显著的化学发光效应,且发光强度与辐照剂量密切相关。该方法无需对照样品即可实现辐照食品的快速鉴别,具有良好的实用性和推广前景。本方案为食品辐照鉴别提供了一种新颖、有效的技术手段。**因学识有限,难免有所疏漏和谬误,恳请批评指正**资料出处:免责声明:1.本文所有内容仅供行业学习交流,不构成任何建议,无商业用途。2.我们尊重原创和版权,如有疏忽误引用您的版权内容,请及时联系,我们将在第一时间侵删处理!
  • 滨松近红外绝对量子产率测量仪亮相2018先进材料研究国际研讨会
    2018先进材料研究国际研讨会于2018年8月2日至8月5日在中国上海市举行,此次会议由中国材料研究学会、北京理工大学、东华大学和应用物理化学国家重点实验室(陕西应用物理化学研究所)联合主办。研讨会旨在推动中外材料科学与技术科学的发展,扩大中外学者在科学研究层面的合作水平,同时为国内材料研究工作者和博士生提供有关综述和展望近年来新材料最新进展和科研成果的平台。会议现场滨松中国展台滨松近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS C13534亮相了本次会议。绝对法是一种快速而准确测定量子效率的方法,该方法具有低能源消费与高环境保护的特点,所以被广泛应用于先进材料研究。滨松近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS是采用绝对法测量光致发光材料量子产率(PLQY)的集成化全新产品,通过集成光源、分光系统、积分球以及探测器于一体,大大提高了空间利用率,产品的软件操作自动化,让用户可以简单、便捷地使用产品。其可以测量薄膜、粉末以及液体样品,包含样品的激发光谱、发射光谱、量子产率、色度参数、EEM谱。在前代产品的基础上,Quantaurus-QY PLUS C13534增加了可扩展近红外探测器通道以及可扩展外接光源的接口。可扩展的近红外通道可以将量子产率的测量范围扩展至300-1650nm,覆盖市面上发光材料量子效率测量需求波段。与普通双通道探测器不同,滨松的双通道探测器测量结果通过算法拟合,结合JCSS级别的校准技术,可以让双通道结果无缝接合,得到稳定结果。产品的外接光源扩展接口可外接激光器以及高能氙灯等光源,可以轻松测量低量子产率以及上转换发光的材料,满足客户对于低发光效率以及上转换材料的测量需求。滨松近红外绝对量子产率测量仪 Quantaurus-QY PLUS C13534产品涉及领域广泛,包括荧光粉、量子点、有机电致发光材料、金属有机框架材料、PV敏化染料电池片、荧光探针、钙钛矿材料、上转换材料、AIE材料等。凭借优秀的性能以及滨松高效优质的技术支持和产品服务,近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS在研讨会期间受到了与会专家学者的高度关注。
  • "高灵敏电化学发光检测方法"获国家专利
    近日,中科院长春应用化学研究所徐国宝等科研人员的一项发明专利“环境友好的高灵敏电化学发光检测方法”获得了国家知识产权局的授权(专利号:200510016848.4)。  联吡啶钌电化学发光标记分析是继放射分析、酶联分析、荧光分析和化学发光分析之后的新一代标记分析技术。它是基于高浓度的三丙胺与低浓度的联吡啶钌标记物发生电化学发光反应来进行生物分析,该技术由于具有灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强、试剂稳定、重现性好等优点,被广泛应用于临床分析和科学研究。但联吡啶钌/三丙胺体系需要很高浓度的三丙胺才能实现高灵敏检测 且在不同工作电极上发光强度差别较大,铂电极上的发光强度仅约为金电极上的十分之一。因此十几年来人们一直在寻找替代三丙胺的新型共反应物,但一直没有找到发光效率高于三丙胺的共反应物。  该研究小组针对标记分析的特定条件,调研了一系列含有不同链长和基团如羟基、羧基和氨基等的共反应物的发光情况,找到一种高效的新型共反应物二丁基乙醇胺。在浓度为20 mM时,它在金电极和铂电极上的发光强度分别约是目前效率最好的三丙胺的十倍和一百倍。与一般采用外加增敏剂提高发光效率不同,二丁基乙醇胺是通过自身的羟乙基的催化来显著提高发光效率。由于羟乙基是一个吸电子基,因此该研究表明不是所有吸电子基团都是抑制电化学发光的,为寻找更加优良的试剂提供了新途径。二丁基乙醇胺具有优良的分析性能,在浓度只有三丙胺的五分之一时检测联吡啶钌比三丙胺的检测限好一个数量级。该研究对联吡啶钌电化学发光标记分析具有重要意义。
  • 噻苯达唑化学发光检测新方法开发方案
    噻苯达唑化学发光检测新方法开发方案一、实验目的旨在开发一种利用钴修饰黑磷纳米片(Co@BPNs)激活高铁酸盐(VI)高级氧化过程(AOP)的化学发光(CL)检测平台,以实现对噻苯达唑(TBZ)的高效、灵敏、选择性检测。通过生成高产率的活性氧(ROS),该系统能够有效分解TBZ,并产生强烈的CL信号,从而实现环境样品中TBZ的检测。二、实验使用的仪器设备和耗材试剂1. 仪器设备(1). 超微弱化学发光分析仪:BPCL-2-TGG(2). 透射电子显微镜(3). 荧光光谱仪(4). X射线光电子能谱仪(5). X射线衍射仪(6). 拉曼光谱仪(7). 电子顺磁共振光谱仪(8). 紫外-可见分光光度计(9). 红外光谱仪(10). 核磁共振波谱仪(11). Zeta电位仪(12). 高效液相色谱-飞行时间质谱仪2. 耗材试剂(1). 红磷、碘、锡(2). 氯化钴、乙醇、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(3). 硝基四氮唑蓝氯化物(NBT)、1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)(4). 对苯醌(PBQ)、氢氧化钠(NaOH)、硫脲、L-组氨酸(L-His)、抗坏血酸(AA)。三、实验过程1. Co@BPNs的制备(1). 材料准备:将2 mL NMP试剂和10 mg块状BP研磨成均匀粉末,转移到150 mL圆底烧瓶中。加入5 mg氯化钴和98 mL NMP,超声处理20分钟,形成表面均匀分布的Co-BP块状材料。(2). 氮气通入:向溶液中通入氮气30分钟,以去除氧气。 (3). 微波加热反应:加入100 mg NaOH,进行微波加热反应(1小时,140°C,375 W)。(4). 冷却和离心:自然冷却后,离心收集上层悬浮液,进一步离心得到Co@BPNs沉淀,真空干燥后储存。2. 化学发光实验(1). CL反应系统:在石英池中加入800 μL Co@BPNs溶液(0.05 mg/mL)和TBZ溶液(0.01 mg/mL),然后注入200 μL FeO4² ⁻ 溶液(10⁻ ³ mol/L)触发CL反应。(2). 数据记录:记录CL发射,PMT电压为0.8 kV,数据采集间隔为0.01秒,实验温度为20°C。每个数据点重复测量三次。3. 表征和分析(1). 结构表征:通过TEM、HRTEM、XRD、拉曼光谱、EDS、XPS和FT-IR等手段对Co@BPNs的结构和组成进行表征。(2). ROS生成研究:使用EPR和化学探针法研究Co@BPNs-FeO4² ⁻ 体系中ROS的生成。(3). CL响应评估:通过CL强度-时间曲线和线性关系图评估TBZ浓度对CL响应的影响。(4). 抗干扰能力评估:考察不同阳离子、阴离子和农药对CL信号的干扰。四、实验结果与讨论1. Co@BPNs的表征(1). TEM和HRTEM表征:TEM图像显示,Co@BPNs呈层状形态,分布均匀,尺寸约为17 nm(图1A)。HRTEM图像表明,Co@BPNs具有高度晶体结构,晶格间距为0.334和0.256 nm,分别对应于Co氧化物和BP的晶面(图1B)。(2). XRD和拉曼光谱:XRD和拉曼光谱进一步确认了Co@BPNs中钴的存在和分布(图1C, 1D)。(3). XPS和FT-IR分析:XPS和FT-IR分析显示,Co@BPNs表面具有多种氧功能团,这些功能团在CL反应中起重要作用(图1E, 1F, 1G)。图1. (A) Co@BPNs的TEM图像、尺寸分布直方图及钴的分布;(B) Co@BPNs的HRTEM图像;(C) Co@BPNs的XRD图谱;(D) Co@BPNs和未修饰BPNs的拉曼光谱;高分辨率XPS光谱:(E) P 2p峰,(F) Co 2p峰,(G) O 1s峰。2. 化学发光特性(1). CL光谱:Co@BPNs-FeO4² ⁻ 体系在引入TBZ后CL信号显著增强,表明Co@BPNs和FeO4² ⁻ 对CL发光的协同作用(图2A)。(2). 捕获剂实验:不同捕获剂对Co@BPNs-FeO4² ⁻ 和Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系CL强度的影响表明,AA、L-His、EthOH、PBQ、硫脲对CL信号有不同程度的抑制作用(图2B)。(3). ROS生成验证:EPR光谱研究显示,Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系中生成了大量1O2(图2C)。化学捕获实验表明,DPBF在Co@BPNs-FeO4² ⁻ 体系和Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系中吸收光谱变化显著(图2D)。(4). 结构变化研究:1H NMR和FT-IR光谱分析显示,TBZ在加入Co@BPNs前后的结构变化明显(图2E, 2F)。图4. (A) Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系的化学发光光谱。 (B) 不同捕获剂(AA、L-His、EthOH、PBQ、硫脲)对Co@BPNs-FeO4² ⁻ 和Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系化学发光强度的影响。 (C) Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系中1O2生成的EPR光谱研究。 (D) 1O2的化学捕获测定:410 nm处DPBF的紫外吸收光谱以及在Co@BPNs-FeO4² ⁻ 体系和Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系中的DPBF吸收光谱。 (E) 加入Co@BPNs前后的TBZ的1H NMR光谱。 (F) 加入Co@BPNs前后的TBZ的FTIR光谱。3. 方法性能评估不同浓度TBZ下Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系的CL强度-时间曲线显示,TBZ浓度越高,CL信号越强(图3A)。在1.43 × 10⁻ ³ -1.43 μg/mL范围内,CL强度与TBZ浓度的线性关系良好(图2B)。多种阳离子、阴离子和其他农药对Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系的CL响应几乎没有干扰,表明该体系具有良好的选择性和抗干扰能力(图5C)。图3. (A) 不同浓度TBZ下Co@BPNs-TBZ-FeO42&minus 体系的化学发光强度-时间曲线。(B) 在1.43 × 10&minus 3-1.43 μg/mL范围内,化学发光强度与TBZ浓度之间的线性关系。(C) 各种阳离子、阴离子和农药(浓度分别为10&minus 5 M, 10&minus 5 M 和10&minus 4 mg/mL)对Co@BPNs-TBZ-FeO4² ⁻ 体系化学发光强度的响应。五、结论本方案开发的基于Co@BPNs激活高铁酸盐(VI)的化学发光检测方法,可实现噻苯达唑的高效、灵敏、选择性检测。该平台通过生成高产率的活性氧,选择性氧化TBZ,产生强CL信号。实验结果表明,该方法具有良好的抗干扰能力和高检测灵敏度,在环境样品中噻苯达唑的检测中具有广泛应用前景。*因学识有限,难免有所疏漏和谬误,恳请批评指正*资料出处: 免责声明:1.本文所有内容仅供行业学习交流,不构成任何建议,无商业用途。2.我们尊重原创和版权,如有疏忽误引用您的版权内容,请及时联系,我们将在第一时间侵删处理!
  • 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。/pp  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。/pp  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。/pp/p
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