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产品简介::

 

  丈量是人类摸索全邦的钥匙,而计量则是竣工单元团结、保障量值凿凿牢靠的根底。计量伴跟着科技提高一直繁荣,仍旧成为检讨科学呈现、支柱财富繁荣、保证生意平允、保卫社会管辖的首要基石。

  中邦计量科学研讨院(以下简称中邦计量院)行为我邦的邦度计量院,代外着我邦物理、化学、生物等界限众个学科的最高计量才具,是我邦计量科学研讨和量值溯源系统的源流与重点。本期奇特刊发中邦计量院化学计量与领会科学研讨所所长李红梅、长度计量科学与细密呆滞丈量工夫研讨所副所长高思田撰写的作品,以期遍及读者从中感想到计量正在科技革新、质地提拔中的首要效率。

  化学丈量无处不正在,与经济、科技和社会繁荣息息合连。无论是临床医学检讨,仍旧食物药品因素领会,再或大气、泥土、水质监测等,都离不开化学丈量,都需求通过化学丈量领会物质的构造、含量构成和特征。正在环球丈量行径中,化学丈量仍旧占60%以上。化学丈量涉及物质的微观构造、构成和性子,丈量进程纷乱,影响要素浩繁,丈量方式、丈量修设、校准程序、样品措置与试剂、操作家、境况等都大概对丈量出现影响,差异病院检讨结果不相同,导致检讨叙述欠亨用,即是最常睹的展现之一。是以,保障丈量结果的凿凿性、可比性成为化学丈量的浩大挑衅。

  “测禁绝”题目存正在于各个界限,近十年来惹起了环球各邦平常器重。据统计,正在临床医学界限,大夫的诊断结论80%依赖于临床检讨,临床检讨结果缺点越大,导致的反复丈量和医疗资源的华侈就越大。01彩票凭据美邦邦度计量院(NIST)的评估叙述,正在20世纪80年代,美邦每年花正在医疗方面的用度约为1万亿美元,逾越GDP的13%,此中20%以上用于丈量。这些丈量的三分之一以上是为防范误测和确认丈量结果等举办的反复丈量,由此导致的用度约为660亿美元,占美邦年医疗用度的6.6%。我邦2014年卫生总用度为3.5万亿元群众币,若按上述比例估算,花正在反复丈量的用度约为2300亿元。

  是以,加深化学丈量进程及结果的驾驭和评议,确保化学丈量结果的凿凿性、溯源性和有用性就显得至合首要,这也是化学计量的根基职责。化学计量是研讨化学丈量及其操纵的一门学科,是为了保障化学丈量结果的凿凿牢靠有用而举办的行径。

  化学计量要紧由程序装配、程序物质和程序方式三个重点因素组成。化学计量源流的基程序装配、基程序方式和基程序物质三位一体,保障化学丈量的溯源性,使实质丈量量值可能通过不间断的溯源链,溯源至化学计量源流,进而溯源至邦际基础单元,仍旧环球量值相同性和凿凿度。此中程序物质是量值溯源和传达的要紧载体,处于重点要害场所,也被称为“化学丈量的砝码”,要紧用于校准、质地驾驭、丈量方式与结果评议、确定特征量值等。是以,化学计量的良众处事,是盘绕着程序物质的研发和操纵合连工夫张开的。

  全邦第一个程序物质因20世纪初工业文雅对证地的需求而出生于美邦,促进了美邦钢铁财富程序化。跟着化学丈量结果的溯源性与有用性被渐渐惹起合切,1971年“摩尔”正式成为第七个邦际基础(SI)单元,标记着化学计量正式启航。1993年邦际物质地商量委员会的建设,化学计量邦际化专家庭正式组修,第一个邦际化学计量比对随即张开。时至今日,科技、经济、社会都对化学计量提出了更为平常而急切的需求,化学计量成为邦际上最活泼的计量研讨界限。我邦跟着化学计量与程序物质被列入《邦度中永远繁荣筹划(2006至2020年)》和《计量繁荣筹划(2013-2020年)》,化学计量进入了飞速繁荣时刻,邦度程序物质行为邦度科技资源的首要构成局限之一,从2003年起,纳入了邦度科技根底条款平台作战中。

  源委全力,目前中邦计量院化学计量归纳势力已迈入邦际第一梯队。正在基础单元复现和原子量丈量等根底研讨中,10个元素原子量丈量结果被邦际纯粹与操纵化学拉拢会(IUPAC)选取并列入邦际元素周期外,抵达邦际领先秤谌。中邦计量院正在邦际计量委员会(CIPM)/物质地商量委员会(CCQM)框架下的邦度校准与丈量程序(以程序物质为主体)才具互认(CMC)数目名列环球第一。此中,正在高纯物质、食物和平计量等界限竣工了领跑,正在公共矫健、境况等界限,正全力竣工并跑。中邦计量院化学计量实践室正在食物药品、临床检讨、法庭科学、境况护卫等界限的化学计量及其操纵工夫研讨方面博得了可喜成效,共研制6项计量基准、58项计量程序和1600余种程序物质。

  正在食物和平方面,化学计量有用保证了民生和平和社会繁荣需求。基于系列纯度邦度基准物质工夫斥地,研制了农药、兽药及犯禁药物纯度基程序物质200余项,操纵于环球近4500家用户。

  高凿凿度丈量方式斥地、邦际互认与面向食物和平检测实践室发展的程序物质、丈量质地驾驭和评议任职等同步举办,竣工了对原邦度食药总局、质检总局、卫计委、农业部等部分处事的有用支柱和保证。中邦计量院化学计量试验室先后为“三聚氰胺”变乱处理,2008年奥运会、田联世锦赛运策动食物和平保证等供应工夫支柱和保证任职。以“三聚氰胺”变乱为例,正在较短时光内研发了“敏捷、凿凿、经济、便捷”的检测方式和程序物质,知足了邦度急需,并被亚太区域计量结构评为支柱邦民经济繁荣的十大模范事例之一。正在2015年北京田径世锦赛中,中邦计量院化学计量试验室与北京市食物和平监控和危害评估中央拉拢发展质控工夫研讨以及检讨实践室才具评议,提拔了专供运策动食物的兴奋剂检测质地,为避免因食用肉类食物酿成的尿检阳性题目,供应有力工夫支柱(恳求瘦肉精含量比邦度程序限量值低两个数目级)。

  正在境况监测界限,化学计量为确保境况监测数据的凿凿牢靠供应了须要的工夫保证。中邦计量院化学计量实践室与生态境况部中邦境况监测总站、环保标样所、原河山资源部邦度地质实践测试中央、工信部等部分相合单元,拉拢发展程序物质和化学计量工夫研讨,为排放水、电子电气产物中重金属检测等邦度程序的奉行供应了周到支柱。有用保证了我邦水质监测和河山资源探问数据的牢靠性,援助世界畛域水质监测及260万平方公里河山酸雨测报,并使得进入20亿元的《众对象地球化学探问评议部署》中合连检测数据的杰出率由46%降低85%。

  正在临床诊断界限,化学计量呵护着人类的矫健和生计质地。以胆固醇和肿瘤标记物两个临床检讨项目丈量为例,若别离裁汰缺点3%和10%,相应的漏诊率将减小9%~20%和10%~50%。再如,血清中C肽丈量凿凿性题目平昔困扰着糖尿病的凿凿诊断和医疗。为了知足全邦卫生结构等邦际合连机构对C肽诊断标记物凿凿丈量的恳求,中邦计量院化学计量实践室与邦际计量局化学部拉拢主导并出席了C肽纯度邦际计量比对,比对结果博得了等效相同。随著糖尿病等巨大疾病诊断标记物的计量工夫和程序物质的长远研讨,将一直鼓吹邦际间丈量程序的团结,对大大降低临床诊断的凿凿性、有用性,竣工对统一病人正在差异地方和差异时光的检讨结果互认具有极端首要的效率。

  正在法庭科学界限,化学计量的引入为凿凿量刑、邦法平允供应了加倍科学的依照和机谋。比如,邦际互认的高凿凿度毒品程序物质操纵于涉毒案件中毒品净含量的检测和算计,低落了检测不确定度,裁汰了量刑禁绝的概率,彰显了邦法平允。

  正在根底计量研讨方面,基础单元制革新,摩尔的从新界说,引颈了化学计量研讨的学科宗旨。以溯源至SI的化学计量工夫和程序物质为主线,发展物质含量构成、活性、空间构造等工夫研讨、程序数据库以及计量学模子的构修,将正在性命科学、交叉科学界限科学研讨繁荣中,发扬首要支柱效率。

  正在食物和平计量方面,为进一步支柱政府决定和禁锢,保证食物和平质地,提拔食物和平检测系统有用性,中邦计量院化学计量实践室将核心盘绕溯源至SI单元的程序物质、程序方式评议、数据库作战和检测才具评议四个方面发展食物和平计量研讨。踊跃反映邦度“一带一同”建议,与邦际计量局(BIPM)、“一带一同”沿线邦度或机构发展接续长远合营,作战美满真菌毒素邦际计量溯源系统;作战美满农、兽药残留检测计量溯源系统;境况污染物及作恶增加物检测计量溯源系统、重金属及状态检测计量溯源系统;出力提拔邦度食物和平计量才具,保证食物和平。

  正在临床检讨与药物计量方面,一直加大要外诊断试剂和生物药物的计量研讨,全力为巨大疾病诊断标记物作战邦度计量溯源源流基准物质,竣工邦际等效互认,并强化临床诊断标记物程序物质工夫实行;正在生物药物的构造外征、程序数据库作战等方面踊跃摸索,为落实中邦计量院与美邦NIST之间的计量程序合营实质,为生物医药财富质地提拔,作出踊跃孝敬。

  正在境况监测计量方面,面临境况护卫新挑衅,温室气体、POPs、重金属水体和泥土等高凿凿度程序物质将是该界限的研讨核心。而对扁平化量传任职形式的摸索,将促使化学计量功效更好地任职一线检测实践室,为我邦《环保法》和大气、水、泥土污染防治作为部署的奉行供应工夫支柱。(中邦计量院化学计量与领会科学研讨所所长 李红梅)

  标准是宇宙万物的基础属性。从最大的宇宙直径到最小的普朗克长度,人类目前已知的标准跨度抵达了10的61次方。然则,没有规定,不行周围。前人渐渐明白到,为了权衡对照各式物体的状态和巨细,务必划定团结的标准,从而更好地明白全邦和改制全邦。

  中邦古代有“布手知尺”的说法,英尺则原因于曾正在英邦大宪章上署名的约翰王的脚长。但基于人体的标准程序会跟着政权的更迭、时光的流逝一直蜕化。比如,正在中邦,一尺的长度从商代的约17cm蜕化到清代的32cm,扩充了近1倍。

  目前我邦应用的法定长度单元米,源于1795年法邦大革命时刻法邦立法创修的“米制”。当时的法邦家量衡委员会主席拉格朗日提出了以地球子午线切切分之一行为米界说的根底,从而使长度界说于“自然基准”之上,使得标准巨细得以固定。

  1889年第一届邦际计量大会确定实物基准“米原器”为邦际长度基准,全部邦度的米基准务必溯源到邦际米原器。但跟着工业分娩秤谌的降低,奇特是大领域流水线分娩格式的采用,米原器的精度已不行知足需求,并且实物基准的易损性和不易复制性也使得米原器一朝损毁就将酿成标准零乱,必将对全邦经济社会酿成难以预计的影响。人们渐渐明白到,务必确定一个可能正在宇宙生灭的时光跨度内不会蜕化的米界说。源委了1960年、1983年两次修订,邦际单元制(SI)基础单元米的界说最终确定为:光正在线秒中走过的间隔。米界说最初是用碘稳频激光波长复现的。但因为气体分子的热力学运动和众普勒效应的影响,其精度极限为10~12量级。

  一百众年前迈克尔逊的有名实践以及爱因斯坦的相对论证据了正在可观测的宇宙空间内,光速是稳固的,是最基础和最首要的物理学常数。因为间隔等于速率乘以时光,时光和空间就如许通过稳固的光速联络起来,光速真相上是时空的比例系数。这就意味着,固然时光是流逝的,长度是固定的,但正在SI单元的层面上,时光和空间不是独立的,长度和时光可能互相溯源。

  中邦计量院铯原子喷泉钟仍旧抵达了10~ 15量级的相对不确定度,大大优于碘稳频激光波长的精度。为了进一步降低米界说SI单元邦度基准的精度,进而降低全数长度计量系统的精度,务必将SI长度单元溯源到SI时光单元。目前,中邦计量院已作战了如许的溯源体例,通过自行研制的飞秒光学频率梳竣工了从长度到时光的溯源。

  几何参量包罗物体尺寸、角度、轮廓、样式和场所神情,是缔制业最首要的根底驾驭参量。跟着缔制工夫的一直革新,丈量进程愈加长远到缔制的各个方面,丈量精度一直提拔,丈量畛域一直扩充,丈量品种一直扩充,急需更先辈的计量工夫来支柱。

  目前,高度工业化邦度已将全体劳动力的大约10%用于担负丈量检测职责;高本能缔制配备中的丈量体例本钱已抵达配备总本钱的30%~50%,并且越高秤谌的缔制对丈量的恳求就越高。高凿凿度的长度(几何量)计量工夫与仪器修设已成为高端配备缔制、集成电道缔制和智能缔制的根底和“眼睛”,决意了高端配备的缔制才具与秤谌,是大邦必争的政策高端工夫。比如,齿轮的稳固传达有赖于凿凿的渐开线齿面轮廓;活塞外径和气缸孔径互相配合组成的符合间隙是发起机高效处事的保证;天文千里镜的掷物面凿凿与破坏意了其成像质地;航空发起机的叶片样式及其安设精度对发起机的本能有着极大影响;飞机各部件的驾驭丈量精度是竣工飞机数字化安装和影响飞机质地的要害;纳米线宽、线间距和台阶高度是影响集成电道质地和产物及格率的决意性要素等。可能说,短缺了几何量凿凿丈量工夫的支柱,就不大概有新颖缔制业的繁荣。

  是以,计量并不行仅仅终结于SI基础单元界说的竣工和溯源。长度计量行为缔制业的根底,为了竣工凿凿丈量,就要通过量值传达,为种种零件、部件和整机产物的各式几何参量供应凿凿的丈量量值,从而保障缔制和安装精度,保证产物德地。中邦计量院作战的各式几何量邦度基程序装配,主意即是通过传达程序对缔制业的分娩修设和丈量仪器举办校准,知足缔制业对凿凿丈量的需求。同时,这些邦度计量基程序装配通过邦际比对,均竣工了与邦际合连量值的等效相同。这也是“中邦缔制”可能走向全邦的根底与条件。

  中邦计量院长度计量科学与细密呆滞丈量工夫研讨所(以下简称长度所)自1955年建设以后,平昔勉力于研讨、作战、保全、保卫邦度长度计量基程序、几何量的量值传达、邦际比对、程序审核、才具验证、合连邦际提议及邦度程序制修订、计量榜样制修订、高新工夫和新繁荣界限量值溯源系统及合连工夫的研讨。目前中邦计量院正在长度计量界限有邦度计量基准装配9项,邦度计量程序装配41项,可能供应的校准220项,检测项目81种,包罗了尺寸计量、样式计量、纳米计量、大长度计量和场所神情计量,已造成较为完备的长怀抱值传达体例。长度所的任职对象包罗了汽车、轨道交通、石油、钢铁、航空、航天及微电子行业中与缔制合连的要紧大型企业,有力支柱了我邦缔制业的繁荣。别的,长度所还出席了全体长度计量邦际要害量比对,共有80项校准与丈量才具(CMC)得回了邦际互认,保障了我邦长怀抱值的邦际等效性。

  此中,由中邦计量院研制的两米激光比长仪程序装配,可能将米界说按等间隔长度复现正在实物程序器上。该程序装配正在1米丈量畛域的丈量不确定度抵达60nm,约为人的头发直径的千分之一,凿凿度抵达了邦内最高、邦际先辈秤谌。装配所用的532nm碘稳频激光器为自立研制,具有一律的自立学问产权,并得回2008年邦度科技提高二等奖。

  激光二坐标程序装配添补了二维程序版溯源和掩膜版邦内工夫空缺,处理了合连校准工夫困难,有力支柱了邦内集成电道、液晶显示、先辈缔制等界限的繁荣,降低了这些界限的产物比赛力。

  80m大长度激光比长装配添补了我邦大长度计量程序的空缺,处理了大型配备缔制企业合连丈量工夫困难,有力地支柱了我邦科研院校正在光频率梳绝对测距、大尺寸新丈量工夫、新方式、新修设的研讨,鼓吹了大尺寸细密丈量工夫的繁荣。

  跟着我邦经济的繁荣和缔制业秤谌的降低,中邦计量院针对海洋船舶、航空航天等界限的大型修设和配备,发展了大批的现场校准任职。的确如下:

  为中邦航天气氛动力研讨院举办的风洞中飞机神情仿真平台测试,处理了大功角机构攻角、测滑角、高度、横车定位偏差的现场测试困难,知足了气动参数标定用空间神情仿真的需求。

  为北京卫星缔制厂的卫星天线混杂丈量体例举办体例具体精度丈量,处理了众参数、大尺寸测试的题目;为北京卫星境况工程研讨所太空模仿仓照相丈量体例举办精度测试,处理了其溯源、绝对精度、空间反复性、光学窗口等测试题目。

  为高铁机车外形的检测限界规、01彩票轨道板智能扫描检测体例、轮毂安装自愿丈量体例等供应丈量工夫援助及牢靠数据溯源工夫援助。

  已是缔制大邦的中邦要竣工可接续繁荣,就务必成为缔制强邦。跟着智能时间的到来,无论是新一代音讯工夫、高级数控机床和机械人、航天航空帆海和轨道交通,仍旧与人类行径亲热合连的地舆空间场所属性等,都对长度计量提出了新的挑衅。这些挑衅包罗:标准的扩展、参量的扩充、更高的丈量精度,修设形态动态丈量与驾驭,众传感器原位正在线校准、互联网+长途化校准工夫,海量丈量数据及时措置与智能分娩驾驭、合连丈量工夫统一及数据溯源等。长度计量界限的一直革新繁荣,将为我邦向缔制强邦迈进供应有力的工夫保证。(中邦计量院长度计量科学与细密呆滞丈量工夫研讨所副所长 高思田)返回搜狐,查看更众

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