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专注“微”技术 成就大科研进出口

专注“微”技术 成就大科研

记者日前获悉,由陕西易度仪器自主研发的首个层流质量流量计系列产品,通过中国计量科学研究院计量器具型式评价试验,获得中国首个层流质量流量计计量器具型式批准资质证书(简称CPA证书)。其产品精度达到国家可批准最高级别1.0级,重复性达到0.1%,响应时间0.01S,多项技术参数指标均属于国际领先水平。一直以来,小微气体、液体的流量精确测量和控制被西方发达国家技术垄断,这项技术在众多高端制造领域,包括半导体、生物制药、新材料等都属于重要核心技术。陕西易度智能科技有限公司层流质量流量计的研发和诞生,是由公司博士、硕士组成的高素质创业骨干,联合国内顶尖学府的专家学者等共同组成的研发团队,面对国外技术封锁,自2011年以来恪守流体测控领域,自主创新,不懈努力尖端产品。矢志不移挑战世界水平2011年,易度以“80后”为主力军的研发团队开始向国外先进技术发起挑战。当时国外进口的设备独步天下,国内只有个别厂商可以生产一些模拟型产品,精度低,重复性差,根本谈不上高精尖,只能配套于低端产业。由于缺乏核心传感器技术,即便拆开了国外的设备,也会因不懂原理而难以突破。无数事实已表明:试图通过仿制国外先进产品的路子是走不通的。总工程师张凯介绍说,高端精密仪器属于技术密集型产品,只有通过自主创新,遵循“概念论证”——“关键技术验证”——“方案验证”——“原理样机”——“工程样机”——“产品样机”——“产品”的技术路线,才能真正掌握技术,研发出高精尖的产品。这一技术路线耗时之长、成本之高、风险之大,令常人难以想象。在微流量测量领域,摆在研发团队面前的有两条技术方向:一是以传热学原理为基础的热式质量流量计,主要由欧美日的六七家公司占据全球绝大部分市场,技术成熟度较高,但国内一直无法掌握热式传感器这一技术核心;另外一条是以“哈根泊肃叶定理”为基础的层流质量流量计,其中核心的层流传感器研发由于技术难度更高,制造工艺复杂,让那些生产热式质量流量计的国际顶级厂商也望而却步。几十年来,全球范围内唯一取得重大层流技术突破的只有一家美国公司,但离实现大规模商业应用还有不小的距离。 易度团队审时度势,考虑到热式技术已趋于成熟,发展空间趋于饱和,在充分调研后,这群80后“初生牛犊”选择了更加先进,拥有广阔技术发展空间,技术门槛更高的层流质量流量计技术路线,开始专注于攻克核心技术——“通用型层流传感器”的研发。攻克核心成就国际一流可以说,一个国家微流体测控水平的高低,决定着一个国家高端制造业水平的高低。小微流量测控领域通常测量范围在0.0001ml/s~100000ml/s,跨度范围超过9个数量级,这相当于一秒内流过流量计的体积从一滴水的三百分之一到一桶石油之间都能实现精确测量,而完成每一次精确测量的时间要小于0.01s,并保证连续两次测量的相对误差小于千分之一,技术难度可想而知。易度团队历时七年苦心孤诣的研究,从2013年第一款层流传感器原理验证机的诞生,到2014年第一代控制板原理验证机的研发,2015年底第一台层流质量流量计工程样机的研发成功,一直到2017年6月,第一代层流质量流量计的问世,并顺利通过了国家计量院的型式评价认证。“这其中没有现成的经验可以借鉴,所有的工作都要从零开始,一遍一遍地设计,一次一次地试验,失败了,重新开始,不完美,重新改进。”张凯表示,值得骄傲的是,易度团队坚持了下来,啃下了一个个硬骨头,并掌握了这项核心技术,成就了今天的产品。目前,该项技术已获国家发明专利两项,同时在全球PCT检索中具有新颖性。在国内,也只有易度公司掌握了通用型层流测控技术,产品经过国家最高权威机构的验证,达到了世界顶尖水平。尖端产品实现“中国智造”易度仪器成功研发出的层流质量流量计和控制器,不仅能实现对气体和液体质量流量的测量,还能达到精准控制,是国内第一款自主研发的层流原理数字化产品。经过无数次技术改进,产品正在日趋成熟,实现了在-20℃到70℃环境下的正常使用,精度控制在1.0级以内,重复性0.1%,响应时间达到0.01S。聚焦用户过程控制,半导体300多项关键工艺中,有光刻工艺、气相沉积工艺、单晶生产工艺等超过70%的工艺项点都与微流量测量相关;石墨烯等新材料的生产制造过程中,最常用的方法增强等离子的化学气相沉积,也需要精准地配给气体和液体;等离子体发动机作为未来航天发展方向,在生产制造工艺和地面测试环节,需要精确测量小于1ml/min的稀有气体的质量流量,这是等离子体发动机稳定工作的关键测试工艺。近年来,全球微流量测量领域业务每年以30%的速度迅猛增长,随着以芯片制造、生物医药、新材料、3D打印和微纳制造为代表的新兴高端制造业的迅猛发展,更加精细化的制造工艺对微流量测量控制仪器提出了更加苛刻的要求,在当前国家大力发展高端制造业的背景下,易度仪器专注流体测控领域,解决微流量测控世界难题。 据了解,易度自主研发的层流质量流量计和控制器系列产品,具有高精度、快响应、线性好、零漂小等特点,属于数字化产品,可与计算机相连,支持RS485数字信号,同时兼容4~20Ma,0~5V模拟信号输出,配备彩色LCD显示屏,多参数显示和输出:温度、压力、流量等,内置气压和温度(密度)补偿,可标定内置的多种气体和液体,所有操作均可通过触屏式操作实现,无需借助计算机或其他额外软件,广泛适用于多种流量测控场合。

三日而死

中国计量院研制新冠病毒免疫学检测用标准物质

科技日报北京3月19日电 (记者唐婷通讯员刘旭红)19日,记者从中国计量科学研究院获悉,该院前沿中心生命科学计量团队成功研制的新型冠状病毒人源IgG单克隆抗体标准物质,被国家市场监督管理总局批准为国家标准物质,将紧急驰援战“疫”一线。中国计量科学研究院前沿中心主任戴新华介绍,此次紧急研制的新冠病毒人源IgG单克隆抗体标准物质,针对性强,研制难度大,可用于相关抗体试剂盒研发和生产的质量控制及评价,以及检测实验室质量控制和量值溯源等。新冠病毒疫情暴发以来,反应及时、较为快速的核酸检测方法一度被认为是临床诊断及大规模高危人群筛查的“金标准”。研究表明,新型冠状病毒入侵人体3—5天后,其特异性IgM抗体多会呈现阳性,随后新型冠状病毒特异性IgG抗体开始由阴转阳,且恢复期其滴度较急性期大幅增高。因此,以检测病人IgM抗体和IgG抗体为主的免疫检测方法是核酸检测方法的重要补充。目前,国内已有上百家企业投入相关检测试剂的研发。截至3月16日,国家药品监督管理局共批准新冠病毒核酸检测试剂11个,抗体检测试剂8个。不同厂家试剂原料不同,检测方法不一,急需量值准确可靠的新冠病毒特异性抗体标准物质,为其提供质量控制和检测的“砝码”。戴新华指出,新批准的两种抗体标准物质,与之前研制的新型冠状病毒核酸标准物质、新型冠状病毒核糖核酸基因组标准物质、新型冠状病毒核衣壳蛋白标准物质等相结合,将进一步提升和完善新冠病毒检测的准确性。据了解,自新冠疫情暴发以来,中国计量院已紧急成功研制核酸检测、免疫检测、相关仪器设备校准用等3个系列19种新冠病毒检测用国家标准物质,标志着我国用于新冠病毒检测的校准体系正逐步完善。目前这些病毒检测的“砝码”都已在第一时间应用于疫情防控一线,为“诊得准”提供有力的计量保障。来源:科技日报

钝根

向曙光调研中国计量科学研究院长沙基地建设情况

3月24日上午,省市场监管局局长向曙光到中国计量科学研究院长沙基地(简称“长沙基地”)调研,了解并调度项目建设工作。向曙光一行首先来到长沙县跳马镇石燕湖村,实地了解原“国家技术标准创新基地(长株潭)”建设整体规划、地理位置以及长沙基地在其中的原布局方案及政策变化等情况,听取项目承建单位负责人关于长沙基地易址到“长沙市岳麓科技产业园”建设的情况介绍。在掌握整体情况后,向曙光指出,要加紧与长沙市人民政府协商,尽可能地争取地方政府的支持,妥善解决该地块的后续问题。随后,向曙光一行来到位于长沙市岳麓区的“长沙基地”筹建地,深入了解项目基础条件,认真查看项目整体建设方案,仔细询问项目进展情况,并与长沙市岳麓科技产业园管理部门对接。向曙光要求省计量院及相关部门加快办理项目审批手续,确保在“5·20计量日”奠基,推动项目尽快进入实质性建设阶段。同时要加强基地发展的谋划,通过长沙基地的建设,尽快引进国家级先进计量科技资源,努力提高湖南质量基础水平,更加有效地提升计量对湖南民生保障、产业发展、科技创新等支撑作用。省局副局长李沐,省局办公室、计量处、科技财务处相关负责同志参加调研。(供稿:省计量院 图/刘灵宁)[责编:尹舒艺][来源:湖南省市场监督管理局]

类同

专访全国政协委员、中国计量科学研究院院长方向:打通质量基础设施畅通瓶颈亟须为技术机构立法

“这次疫情,是对计量工作的一次‘全面体检’,如何从计量的角度解决新技术发展和应用的瓶颈问题,如何通过质量基础设施建设推动国家治理现代化,如何明确技术机构法律地位和职责来应对重大风险挑战,这都需要我们深入思考。”近日,记者就其在全国两会上《关于加强国家重要技术机构立法管理的提案》,通过电话专访了全国政协委员、中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)院长方向。新冠肺炎疫情是一面镜子对很多政协委员来说,疫情防控是今年全国两会提案绕不开的话题,方向也不例外。虽然对工作成绩一语带过,但作为国家最高计量技术机构,此次疫情期间,方向带领的中国计量院始终奋战在战“疫”科研攻关的最前线,为应对这场前所未有的公共卫生事件和重大疾病考验作出了计量人特有的贡献——短短10天内汇总公布了49个不同厂商的152个常用型号红外体温计的校准模式;通过“国家标准物质资源共享平台”公布77种标准物质的供应清单并启动绿色服务通道;首次推出的新冠病毒核酸数字PCR定量与抗体快速高精度定量检测方法和试剂盒,为精准抗疫提供了精确的手段;成功研制的12种包括新型冠状病毒人源IgG单克隆抗体、新冠病毒核酸等12种相关的国家标准物质 ,进一步提升新冠病毒检测的准确性……“但这次疫情让我们的不足充分显现出来。”方向语气略显严肃地说,在生命科学、生物技术特别是涉及生物安全这些新兴学科上,计量发挥的作用还远远不够。经此一“疫”,让中国计量院充分认识到尽快建立完整的生命科学和生物技术的系统性研究体系和能力的迫切性、从定性研究上升到定量研究的重要性、计量技术和医疗器械安全等其他学科体系结合的有效性、推动科研成果转化和破解转化机制障碍的困难性等。也正是这些暴露出来的问题,让方向再次意识到加强立法管理,为国家技术机构支撑国家治理体系和治理能力现代化提供周全的法律制度保障的急迫性和重要性。方向说,从西方国家工业化和现代化进程来看,国家技术机构显示出强烈的公益性、国家性和法定性。我国重要的国家技术机构如何破题有效应对重大疾病防控、生物安全、食品安全、药品安全、生态安全、信息安全等系统性风险,需要技术机构不断加强自身建设,更重要的则是通过立法来确立技术机构的地位和职责等。质量基础设施建设要重新“修路”方向说,当前国家技术机构已成为国家治理体系的重要组成部分。新时代推进国家治理体系和治理能力现代化是一项整体性、系统性与协同性的复杂工程,国家战略性和重大民生需求都离不开国家技术机构的技术支撑。“我们说国家治理体系和治理能力现代化,就是利用现代的技术、现代的理念、信息化手段等最高效地实现国家治理目标,这其中牵涉很多基础技术和能力需求,质量基础设施就是其中的重要内容。”方向举例说,“北斗卫星导航系统在国家治理现代化体系中发挥了重要作用,但是确保北斗定位准确的时间频率,却由计量工作来保障,这充分说明了包括计量在内的质量基础设施,是国家治理体系和治理能力现代化的重要支撑。”“中国计量院是保障国家量值统一和国际量值等效的最高计量技术机构,中国食品药品检定研究院是国家检验药品生物制品质量的法定机构和最高技术仲裁机构,中国疾病预防控制中心是由政府举办的实施国家级疾病预防控制与公共卫生技术管理和服务的公益事业单位……”方向举例说,这些机构的共同特点,就是以其特有的技术能力,担当明确的国家使命。尤其是这次应对新冠肺炎疫情,国家技术机构发挥了中流砥柱的作用。谈到质量基础设施的发展,方向有自己的忧虑,也有自己的思考。在他看来,质量基础设施建设遇到的最大问题,是设施很多,但还没有形成体系。“就是我们修了很多路,但都不怎么畅通,都是割裂分散的。这导致我们一方面能力不足,一方面又重复建设。”方向说,以计量为例,目前还是依照原来的计划经济体制确立的模式来发展,已经不符合、不适应新时代经济社会的发展需求,更不符合现代计量科技的发展,“所以质量基础设施要顶层规划”。方向告诉记者,“大市场、大监管、大质量”是现代社会治理的重要环节,而市场的核心是公平交易,这更加需要计量、标准等这些质量基础设施为建立信任、传递信任提供基础支撑。我国技术机构立法要向发达国家“取经”方向告诉记者,在我国,国家技术机构普遍缺乏独立的法律地位和法定的职责权限——《计量法》没有规定国家计量院的法定职责,药品和医疗器械的有关法律法规也没有直接明确中国食品药品检定研究院的法律地位。这些重要的国家技术机构也存在财政经费保障不到位、管理模式不甚合理,相互之间合作协调机制不健全等系列问题,严重掣肘了国家技术机构支撑国家治理体系和治理能力现代化的重要作用。“我国的技术机构立法,还要合理地向欧美发达国家‘取经’。”方向说,欧美国家的国家技术机构大多都有一两百年历史,积累了丰富的管理经验。其中,最重要的一点就是通过立法明确国家技术机构在国家治理体系中的法律地位、职责权限和组织管理等内容,确保其公益性、国家性和法定性,也明确了他们之间的协作机制。例如,德国《单位与时间法》规定了德国联邦物理技术研究院作为德国国家计量院的法律地位和法定职能,美国《公共卫生安全与生物恐怖主义预警应对法》授予美国疾病控制与预防中心对公共卫生安全问题的主导地位和行政权威。立法对国家技术机构法律地位的确认,可以保障其技术能力持续提升和长远发展。在方向看来,但目前我国的技术机构管理主要还是依据部门行政体制来划分,这在一定程度上限制了技术机构能力的发挥、信息的共享、业务的合作。加强国家技术机构立法管理,要明确国家技术机构的法律地位和职责权限,并以法规或规章形式,确立治理模式和运行机制,确保国家技术机构的公益性、国家性和法定性;要分类管理专业性国家技术机构和综合性科研机构,明确专业性国家技术机构的特定法律地位、特殊国家使命和准政府职权,保障其地位的独立性和权威性,在绩效考核上更注重公共政策目标导向;要建立国家技术机构之间技术合作与信息共享机制,实行跨部门合作或组成联合机构,为共同的公共政策目标共享技术信息;要确保国家技术机构充足的财政经费支持,将国家技术机构纳入国家实验室管理,建立起符合机构运行发展需要的政府多轨制资助体系。方向同时表示,对国家重要技术机构立法,并不一定要为每个机构单独制定法律,可以为这一类机构统一立法,再通过在相关法律法规中明确这些机构的法定职责、定位、义务等。“但这绝不是一蹴而就的事情,国外技术机构已经走过了一两百年,我们既需要加快速度,也要一步一个脚印来。”方向说。

绘画课

小米9 Pro屏幕色准经过中国计量科学研究院检测,达到专业级

IT之家9月22日消息 今日晚间,小米官方表示,小米9 Pro屏幕色准经过中国计量科学研究院检测,达到专业级的显示色准。官方表示,最近介绍了色彩显示精准的原色屏,但很多朋友问:“什么才是精准?”、“谁定义的精准才是准的?”、“以谁为准?”。介绍称小米9 Pro屏幕色准经过中国计量科学研究院检测,测试结果ΔE值1.38,达到专业级的显示色准(ΔE值越小色准越高)。PS:中国计量科学研究院是定义国家标准的机构。据了解,小米9 Pro 5G搭载高通骁龙855 Plus处理器;内置4000mAh,支持40W有线闪充、 30W无线闪充与10W高速无线反充的“三重闪充”。此前小米9 Pro 5G已经通过工信部认证,信息显示这款手机型号为“M1908F1XE”,尺寸为157.21×74.64×8.95mm。最后,小米9 Pro 5G将于北京时间9月24日正式发布,一同亮相的还有小米MIX Alpha手机。

龙虎沟

权威讲解 | 中国计量院院长告诉你关于计量的那些事儿

1999年,第21届国际计量大会把每年的5月20日确定为“世界计量日”。今年“世界计量日”的主题是:国际单位制(SI)——根本性飞跃,旨在向社会公众宣传国际单位制正在进行的重大变革,以及计量迈入量子化新时代后对科技、工业、贸易和日常生活带来的巨大影响。2019年“世界计量日”即将到来,本版近期特别刊发中国计量科学研究院系列专稿,向读者介绍计量基础知识以及中国计量院的发展历史,全面展示中国计量院作为国家最高计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构,在确保国家量值统一和国际一致、保持国家最高测量能力、支撑国家发展质量提升、应对新技术革命挑战等方面作出的重大贡献。2011年5月20日,第11个世界计量日,时任国务院副总理王岐山同志对中国计量院进行考察,对计量工作取得的成绩给予了充分肯定。王岐山指出:“新中国成立以来,我国计量事业取得了长足发展,在建立全国统一计量制度、支持科技创新、服务国计民生等方面取得了显著成绩。”他还亲切地将中国计量院称作“共和国的宝贝”,认为“面对新形势,计量工作大有可为,要与时俱进”。中国计量院已经走过60年发展历程,其成立要追溯到抗美援朝时期。在当时战场前线常发生我军火炮炸膛和近炸等事故,造成我方人员重大伤亡,并贻误了宝贵战机。中央责令严肃追查事故原因。经当时的兵器工业专家钟林反映才知道,导致事故发生的根源主要是当时新中国还没有建立统一的工业“度量衡”标准,导致不同地区、不同工厂生产出的炮弹和炮筒、枪管和子弹的直径不一致。血的代价和教训告诉人们一个严峻的事实:计量是现代化建设,尤其是国防工业中一项必不可少的技术基础。之后,钟林被任命为机械工业工具研究所(中国计量院的前身)所长,负责牵头开展新中国计量工作。从此,新中国的计量工作开始迈入正常发展的轨道,并于1955年正式成立国家计量局(也是当时的国家计量院)。1965年,中国计量院四川分院在四川大邑成立,后发展为中国测试技术研究院;1998年,经国务院批准,中国计量院昌平实验基地项目正式立项,一期工程于2009年正式投入运行。1959年,国务院发布了《关于统一计量制度的命令》,这是新中国第一次以政府行政命令的方式,在全国统一计量单位制,并明确要求加强计量基准、标准研究,开展现代计量检定工作。1985年,第六届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过了《中华人民共和国计量法》,标志着我国计量工作走向全面法制管理的新阶段;2006年,计量纳入《国家中长期科技发展规划纲要(2006—2010)》;2013年国务院发布了《计量发展规划(2013—2020年)》,中国计量院迎来了最重要的发展机遇期。计量的定义计量历史源远流长。在古代,计量被称为“度量衡”。度指长度,量指容量,衡指质量,度量衡就是关于长度、容量、质量的测量。度量衡的单位最初都与人体相关,比如“布手知尺”“迈步定亩”“掬手为升”。秦始皇统一全国后,推行“一法度、衡石、丈尺、车同轨、书同文字”,颁布了统一度量衡诏书,制定了一套严格的管理制度,极大促进了商品交换、经济发展。中华文明五千年,但凡朝代变迁必重整“度量衡”。“度量衡”在历史上不仅是一般的技术活动,更是皇权、主权的象征和国家治理的重要组成部分。在现代,计量的科学内涵远远超出“度量衡”的内容。计量的定义是测量及其应用的科学,是实现单位统一、保证量值准确可靠的活动。从词源上看,计量一词在我国古代典籍中虽很早出现,但与现代“计量”的含义并无关联,现代“计量”是由“度量衡”的概念逐步衍生而来的。计量一词对应英语metrology,根据维基百科,metrology由希腊语measure加上后缀logos构成。希腊文中的logos有“宇宙万物之规律,绝对之准绳,以及人类一切的依归”的意思。组合起来看,似乎也隐含着“计量是测量的准绳和一切的依归”的意思。需要强调的是,虽然计量是关于测量的科学,但其不同于测量。测量是为确定量值而进行的全部操作,是对非量化实物的量化过程,其目的是用数据描述事物。而计量是实现单位统一、保障量值准确可靠的活动。准确性、一致性、溯源性和法制性是计量最重要的四个特征,测量则不必具备以上所有特征。因此计量属于测量的一种,源于测量而又严于测量。整体来看,计量科学主要有两项任务,一是一切事物只要可以测量,就要测得更准;二是一切尚不可测量的事物,要实现对其可测量。计量的作用计量的作用可以从第一家现代计量院德国计量院的诞生讲起。大家现在一提到“德国制造”,就代表着高品质、高质量。但100多年前却不是这样的。1887年8月,英国议会通过了一项侮辱性的商标法条款,规定所有从德国进口的商品必须标注“Made in Germany”字样,以此将价廉质劣的德国货与优质的英国产品区分开来。为了不断提高产品质量水平,德国学者和企业家们纷纷向国家提出发展相关测量技术的提议,其中最为著名的就是德国企业家西门子。他认为:要使德国能够追赶上当时繁荣的工业国家如英国和法国,不仅需要高度重视自然科学,更需要将科学发现及时转化为技术应用并探索科学技术的商业化,从而促进德国的工业化进程和扩大产品出口。为此,他建议由国家而非私营企业成立专门的科学技术研究院(即帝国技术物理研究所PTR,现改名为德意志联邦物理技术研究院PTB,主要负责研究、建立、维护德国计量基准和标准),作为提高德国工业竞争力的一个前提条件,并为此捐助了1.2公顷的土地和30万马克的资金。作为德国国家计量院,PTR在建立后的100多年里,为德国工业与科学技术的发展提供了强有力的支撑,其计量技术研究的诸多成果为德国制造业腾飞插上了翅膀,特别是在精密测量技术领域的研究始终保持全球领先地位,在保证德国工业产品质量方面起到了关键作用。在计量的支撑下,德国制造从“山寨”走向高品质,最终造就了今天“德国制造”金字招牌!也因此,德国计量院被公认具有“德国制造”的灵魂。德国计量院成立之后,英国、美国等国家也纷纷意识到了计量对工业发展的重要作用,分别于1900年和1901年成立了英国国家物理实验室NPL(即英国计量院)和美国国家标准技术研究院NIST(即美国计量院)。美国计量院的使命是通过先进的测量能力提升美国的创新和工业竞争力,保证经济安全、提高人民生活质量。2014年,美国众议院修改通过了《振兴美国制造业和创新法案2014》,目标是在战略层面提升美国先进制造能力,为此还专门成立11个创新中心,并将其中6个创新中心和先进制造国家创新网络计划办公室设在了美国计量院,主要是基于美国计量院拥有创造的基因、创新的核心支撑能力和最优的质量控制水平,同时对《国家标准与技术研究院(NIST)法案》进行修订。2017年,美国计量院申请经费预算高达30亿美元,其中19.9亿美元将用于美国制造业创新中心的建设。从德国计量院和美国计量院的诞生、定位和使命可以看出计量在国家发展中的关键性作用,尤其是在科技迅速发展和经济日益全球化的今天,计量关系国计民生,像空气一样,与人类生产生活紧密相连。计量是科技创新的种子、社会进步的基石,是创造质量和控制质量的重要物质手段,是保证国民经济正常运行和公平贸易的基础,也成为国家核心竞争力的重要标志之一。毫无疑问,计量支撑发展,质量成就未来。具体而言,计量在科技创新、质量提升和贸易往来中的重要作用如下:计量是科技创新的引擎。计量是认识世界和改造世界的手段和工具。科学研究离不开先进的测量仪器和精密的测试技术,绝大多数诺贝尔物理奖获奖成果都和测量技术息息相关,要么是由于计量技术的突破带来重大发展,要么是重大技术的发明直接推动了计量技术的革命。科技和计量相辅相成、互相促进。计量科学被普遍认为是离诺贝尔物理奖最近的一个学科。近年来,美国计量院诞生了4位诺贝尔奖的获得者。门捷列夫曾说过“没有测量,就没有科学”,数百年来的科学实践不断证明了这一真理。计量是控制质量的基础。谈到计量与质量的关系,我们经常说“没有规矩不成方圆”。所谓规、矩,分别是指校正圆和方的两件计量器具。当规和矩合二为一时,便为规矩,指的是法度、标准。规、矩和规矩之间,就形成了内在联系。可以说,没有规、矩,何来规矩!没有规矩,规、矩何用!如果我们认为标准确定了需要的方、圆及其规格大小,则计量确保了方是方、圆是圆,以及方圆之规格符合标准之规定,也就是确保了质量的预期。因此可以说,标准规定了质量的要求,计量确保了质量的实现。计量是标准的基础,更是质量的基础。优质的原材料、先进的工艺装备和准确的计量手段是现代工业生产的三大支柱。计量被称作现代工业产品质量的眼睛,测得到,才能做得到;测得准,才能做得精!计量是贸易往来的纽带,是公平交易的基础。最有象征意义的计量器具——“天平”,一直代表着一种永恒的理念——“只有准确的计量才能真正体现社会的公平”。超过80%的贸易必须经过测量才能实现,工业化国家的测量活动对其国民生产总值的贡献率达4%~6%。在国际贸易中,计量的准确性和结果的一致性,涉及国家经济利益,有助于促进贸易公平公正,并消除技术性贸易壁垒。计量在国家治理、支撑国防现代化建设等方面也同样作用重大,不再一一阐述。中国计量院发展现状经过几代计量科技工作者潜心钻研、不懈努力,新中国计量科技经历了从无到有、从弱到强的光辉历程。中国计量院现有两个院区,昌平院区主要定位为计量科技创新基地,拥有先进的精密测量实验室350余间;和平里院区主要定位为传统计量科学研究和量传检测服务基地,实验室面积达6.4万平方米。中国计量院建立、保存有国家基准装置130项、国家标准装置311项,具备有证标准物质1356种,覆盖了物理、化学和生命科学各个专业和领域,几乎可以说中国计量院是物理化学的实物百科全书。国家计量基准和标准装置要求测量的高准确性以及十年如一日的稳定性,每一项计量基准、标准装置都折射了计量人“精益求精,追求卓越”的工匠精神,并为工匠精神的落地实施提供了重要的物质技术手段。到目前为止,中国计量院共完成国际比对335项,成功实现并保持了国际互认的测量与校准能力1343项,国际排名由“十一五”初期的世界第9位升至第4位(亚洲第1位)。自改革开放以来,中国计量院共获得国家科技奖励78项,省部级奖近400项。其中“十一五”以来,获国家科技进步奖11项,包括一等奖2项、二等奖9项。从“十一五”到“十二五”再到“十三五”,实现了从“跟跑”到“并跑”的追赶,甚至在一些领域实现了“领跑”。自主研制的“NIM5激光冷却—铯原子喷泉钟”被接收为国际计量局(BIPM)认可的基准钟之一,参与驾驭国际原子时;研制的新型锶原子光晶格钟,已经达到2亿年不差一秒,成为世界上第五台成功报数的钟;玻尔兹曼常数测量达到了国际先进的水平,被国际科学数据委员会(CODATA)收录,为热力学温度的重新定义作出重要贡献;质量单位千克的重新定义是世界性难题,中国计量科学研究院独立提出了能量天平,成为国际上第三种方法;自主研制的量子化霍尔电阻基准不确定度水平领先国外基准10倍;元素周期表上,由中国国家计量院确立的国际原子量新标准达到了10项之多,成为这个领域领先的国家;被化学测量领域公认的基准纯物质测量能力已经成为世界第一。中国计量院处于国家量值溯源链条的顶端,一方面通过国际比对实现国家校准与测量能力(CMCs)的国际互认,达到“一次测试、一张证书、全球互认”;另一方面通过向省级计量院以及部门、行业计量机构传递量值,组织国内比对,保障全国量值的准确与统一。中国计量院每年为20余万台计量标准器和部分计量器具提供量值溯源,覆盖工业、农业、医学、体育、公共安全等国民经济领域,为全国实现计量单位统一和量值准确可靠提供了有效支撑。除此之外,中国计量科学研究院还直接为国家重大工程、重点战略任务、新兴产业、食品安全和其他重要民生领域及经济建设主战场提供一流的计量测试和技术服务。以计量服务北京燕京啤酒厂为例,中国计量院开发的能源计量与管理信息系统使整个厂区生产率提升了30%,综合能耗下降了19.8%,仅在项目建成后第一年就节约能源费用4000多万元,成为燕京啤酒投资收益最快的项目,北京燕京啤酒集团公司也成为了全国首家氮氧化物排放达标的燃煤使用企业。计量的未来展望历史上每一次工业革命都伴随着测量技术的飞跃和计量的重大变革。基于牛顿定律的力学、热学测量的发展和“度量衡”的高度统一,开启了以机器代替手工劳动的第一次工业革命;电测量的实现和《米制公约》的签署,迎来了“电气时代”的第二次工业革命;测量领域的拓展、测量精度的提升和国际计量单位(SI)的正式建立,奠定了以信息控制为主导的第三次工业革命。新一代工业革命正在孕育兴起,将深刻影响着经济、科技、社会各方面的发展。计量技术体系也正在经历历史性变革。2018年,国际计量单位制将重新定义,世界测量技术规则将予以重构,由此带来的影响广泛而深远。最突出的体现就是“计量单位量子化”和“量值溯源扁平化”,这一变革将带动相关产业实现跨越式发展。目前,量子技术与信息技术正在相互融合,量子技术+互联网技术的发展模式,将掀起一场真正的计量科学、甚至是整个测量科学的革命,更加精准、更加快速、更加尖端、更加泛在的计量,不再是遥远的期待。所以说,以“计量基准量子化”和“量值传递扁平化”为主要特征的国际计量变革,将完美契合以信息物理融合系统为基础的第四次工业革命的开启。计量的未来在哪里?一是基于量子物理的新一代国际单位制;二是突破极限的测量,从原子尺度到超大尺寸范围内的测量,在极端条件下的测量、在干扰或快速变化环境中的测量;三是智能和互联式测量,实现物联网大量的仪器仪表或传感器的在线、远程及扁平化量值溯源;四是嵌入式测量,将计量植入到生产过程,将最精准的计量基标准融入到机器。比如美国的“NIST on Chip”计划,就是将美国计量院NIST最精密的测量基准、标准集中在一个芯片上。为应对国际计量变革和计量体系的重构,欧洲提出了“计量研究创新计划”以及“量子宣言”,投资数十亿欧元,支撑新一轮的科技革命和产业变革。我国高度重视计量变革带来的机遇,在科技部、财政部、发改委等部门的大力支持下,从“十一五”开始,布局了一批量子计量研究项目;“十二五”期间,在量子计量基准和基本单位重新定义方面实现了重大突破,并开辟了医学、生物等计量新领域。“十三五”期间,适逢国家科技体制改革,启动实施了国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”项目,有望在“十三五”期间在更多的关键领域实现“领跑”。计量是认识世界和改造世界的工具,也是探索动态变化世界的一把钥匙。正是因为有了对量的认识和测量手段、测量精度的不断提升,才不断提高人类认识世界和改造世界的能力,并推动人类社会不断发展。(中国计量科学研究院院长 方 向)

飞呀飞

中国计量科学研究院为“移动方舱实验室”提供仪器设备校准服务

移动方舱实验室在未来防护新冠疫情的过程中将会起到至关重要的作用,移动方舱类似于集装箱根据需求装在不同的设备和装置。医用方舱实验室,就是在制造方舱的时候严格按照实验室标准来进行生产建设,需要具备医疗功能,要根据医疗环境需要配备所需的仪器设备。为保障移动方舱实验室的安全高效运转,中国计量院建立了移动方舱实验室及其核心设备的计量校准能力,积极开展了移动方舱实验室及其核心设备指标的计量测试工作。如实验室PCR仪、生物安全柜、移液工作站等核心仪器等设备。中国计量院协助移动方舱实验室生产企业高效完成了“P2+移动式核酸检测实验室”负压差,洁净度、高效过滤器完整性、换气次数、照度、噪声等关键指标的计量测试工作,以保障出厂的移动方舱实验室性能满足生物安全防护要求,确保实验室人员和样本安全,防止生物污染扩散。移动P3实验室是可移动式生物安全防护三级实验室,可在重大突发烈性传染病发生时,立即开赴疫区对病毒进行检测,不需再把危险的样本作中途运输,同时保证安全密闭地排放所有生物污染物。移动式P3实验室具有移动灵活、快速反应、安全可靠、经济适用等突出特点。能适应严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖和温和地区 5 个典型地区的环境温、湿度设计,即工作环境温度为-41~46 ℃,存储极限温度为-55~70 ℃。舱内微环境温湿度、压力梯度、噪声、照明、换气次数、洁净度等参照 GB 50346—2011《生物安全实验室建筑技术规范》规定的要求设计。实验室采用全新通风空调系统,排风经过两级高效过滤,过滤效率≥99.995%;送风经初、中、高效三级过滤,过滤效率≥99.995%。操作完成后可进行舱内消毒和污物、污水处理;设置室内熏蒸消毒旁路系统,在排风机动力作用下,熏蒸消毒气体在室内和管道系统中循环,实现对室内、过滤器及管道系统的彻底消毒。实验室中配备了基本实验设施和条件,有配备生物安全柜的强毒操作间,动物饲养间(也可用于准备间),缓冲间和更衣间。可以充分满足操作人员的生存条件,有空气过滤系统,以保证洁净度;有温/湿度控制系统,保证实验室内恒温;实验室内所有外排气体,都经过高效过滤器排向室外;所有污物都必须经过高压灭菌锅灭菌后方可带出室外。实验室能源供应在集装箱的后侧,可以由当地供电设施提供电力;也可以自配发电机。可以按要求配备通讯系统,所有记录纸张经过通讯线路传输。实验室内可以按使用要求配备各类设施。实验室操作十分简单,接通电源后,只需轻按电钮即可启动实验室,10分钟后通过观察每个房间压力表和各种能表指示正常后即可进入实验室工作。实验室维护工作十分简便,所有操作在侧面和顶部即可完成,无需进入实验室内。实验室还具有投资小,安全可靠的优点。不需要先盖楼再建P3实验室的过程,可以节省大量盖楼投资;由于实验室装配在铁质密闭箱内,所以具有的防泄漏功能和抗震功能,安全性、实用性大大增强。PCR扩增仪又称为PCR基因扩增仪、PCR核酸扩增仪、聚合酶链反应核酸扩增仪,是利用PCR(聚合酶链反应)技术对特定DNA扩增的一种仪器设备,被广泛运用于医学、生物学实验室中,PCR技术的原理类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于靶序列两端互补的寡核苷酸引物,由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成。例如用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断、基因复制以及亲子鉴定等。PCR扩增仪通常由热盖部件、热循环部件、传动部件、控制部件和电源部件等部分组成。根据DNA扩增的目的和检测的标准,可以将PCR仪分为普通PCR仪,梯度PCR仪,原位PCR仪,实时荧光定量PCR仪四类。生物安全柜是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散佚的箱型空气净化负压安全装置。其广泛应用于微生物学、生物医学、基因工程、生物制品等领域的科研、教学、临床检验和生产中,是实验室生物安全中一级防护屏障中最基本的安全防护设备。生物安全柜的工作原理主要是将柜内空气向外抽吸,使柜内保持负压状态,通过垂直气流来保护工作人员;外界空气经高效空气过滤器过滤后进入安全柜内,以避免处理样品被污染;柜内的空气也需经过HEPA过滤器过滤后再排放到大气中,以保护环境。按照NSF49标准,生物安全等级1级(P1)的媒质是指普通无害细菌、病毒等微生物;生物安全等级2级(P2)的媒质是指一般性可致病细菌、病毒等微生物;生物安全等级3级(P3)的媒质是指烈性/致命细菌、病毒等微生物,但感染后可治愈;生物安全等级4级(P4)的媒质是指烈性/致命细菌、病毒等微生物,感染后不易治愈。此标准将生物安全柜分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,可适用于不同生物安全等级媒质的操作。高效过滤器主要用于捕集0.5um以上的颗粒灰尘及各种悬浮物,作为各种过滤系统的末端过滤。采用超细玻璃纤维纸作滤料,胶版纸、铝箔板等材料折叠作分割板,新型聚氨酯密封胶密封,并以镀锌板、不锈钢板、铝合金型材为外框制成。每台均经纳焰法测试,具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。高效空气过滤器可广泛用于光学电子、LCD液晶制造,生物医药、精密仪器、饮料食品,PCB印刷等行业无尘净化车间的空调末端送风处。高效和超高效过滤器均用于洁净室末端,以其结构形式可分为有:有隔板高效过滤器、无隔板高效过滤器、大风量高效过滤器,超高效过滤器等。三种高效过滤器,一种是超高效过滤器,能做得到净化99.9995%。一种是抗菌型无隔板高效空气过滤器,具有抗菌作用,阻止细菌进入洁净车间,一种是亚高效过滤器,价格便宜以前多用于要求不高的净化空间。新闻来源:中国计量科学研究院

张晶

中国计量科学研究院长沙基地开建 将新建24个国家计量标准

中国计量科学研究院长沙基地项目开工。 向一鹏 摄中新网长沙5月20日电(向一鹏 刘灵宁)今天是5月20日,为第21个“世界计量日”。当天,中国计量科学研究院长沙基地项目开工仪式在长沙市岳麓高新技术产业开发区举行,湖南省委常委、长沙市委书记胡衡华宣布项目开工。计量是科技创新的重要驱动力,是发展实体经济振兴制造业的重要基础和保障。作为国家市场监督管理总局与湖南省人民政府开展战略合作的重要项目,上述项目将汇聚中国计量院、国防科技大学和湖南省市场监管局三方力量,布局建设一批具有国际一流水准的国家级精密测量标准实验室,共同打造综合性计量科技创新、技术服务和成果转化的服务平台。“计量标准是国际公认的国家质量技术基础,是保证产品质量安全、保护消费者利益、支撑和推动技术创新、促进国际互认和对外贸易,有效落实‘质量强国战略’的强力技术支撑。”中国计量科学研究院副院长吴方迪介绍,长沙基地采取“整体规划、分期建设、央地合作、共建共享”的模式,将在轨道交通、工程机械、新材料等7大领域,新建24个具有前沿性、基础性、唯一性的国家计量标准。水表等各种计量仪器。 向一鹏 摄湖南省市场监管局局长向曙光表示,该项目将有力提升湖南计量科学研究与检验检测能力,为湖南产业基础高级化、产业链现代化提供更加有力的技术支撑,为质量强省建设、科技创新引领、高端装备制造注入强劲动力。近年来,湖南市场监管部门加快推进计量科学研究和检验检测体系建设,已建立全省最高计量标准230项,可开展检定、校准和检测服务项目1100余项,技术服务覆盖全省20条产业链,形成了以省级计量技术机构为龙头、市州计量所为支撑、行业计量授权机构为补充的检验检测体系,成为经济社会发展不可或缺的质量技术支撑。当天还举行了湖南省首届“计量助推仪器仪表及传感器产业发展”高峰论坛,与会专家分析和研判了当前国内外计量与智能制造、产业发展的形势,探讨和展望了计量与仪器仪表及传感器产业交流合作的前景。“所有和测量、结算有关的,都要用到计量,它关系到老百姓生活的方方面面。”中国工程院院士王耀南表示,计量不仅是工业的“眼睛”,更是制造业的“大脑”,国家的计量能力决定了技术开发能力与科技创新发展,未来计量将向着智能化、量子化方向发展。(完)

玛丽娅

解密各种“表” 计量科普知识进校园 |组图

新京报讯 5月17日,北京市丰台区市场监督管理局开展“5·20世界计量日”计量科普知识进校园活动。丰台区市场监督管理局邀请北京市计量科学研究院院长姚和军,来到丰台第一小学进行计量科普演讲。之后,学生们在工作人员的指导下亲身感受不同的计量器具。北京市计量科学研究院院长姚和军讲解计量知识,现场摆放多种计量器具。同学们积极思考,踊跃回答姚和军院长的计量知识提问。同学们体验使用台式气压泵。同学们学习使用天平秤。工作人员讲解如何看温度计。同学们对现场展示的多种计量器具很感兴趣。新京报记者 王嘉宁 姜慧梓 摄影报道编辑 张英 校对 郭利琴

卞随辞曰

中国计量院首席计量师原遵东获“全国先进工作者”称号

日前,2020年全国劳动模范和先进工作者表彰大会在北京举行。中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)首席计量师原遵东荣获“全国先进工作者”称号。原遵东毕业后一直在中国计量院从事辐射测温相关的研究工作,参与完成数十个国家级、省部级和院级科研课题,完成制定多项辐射测温相关国际标准、国家标准和国家计量技术规范,发表学术论文180篇,其中SCI、EI收录67篇,在提升我国辐射测温的水平和能力,扩大我国辐射测温的国际影响力,推动我国辐射测温学科发展,提升辐射测温装备水平等多个方面作出贡献。今年,在新冠肺炎疫情防控中,原遵东带领团队利用平时的科研成果和技术储备,迅速为全国一线部门提供计量标准器,利用微信群为全国各省市上百个单位的红外体温校准技术人员答疑解难,每天更新发布红外体温测量仪器校准等专业信息,从源头保证了体温测量数值的准确可靠。