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[成果] 1800120135 北京
TN92 应用技术 通信设备制造 公布年份:2017
成果简介:高速光电探测器、相干光接收机作为国家光纤干线系统中的重要组成部分,其任务是恢复出光纤传输后由光载波所携带的高速数据信息,因此,光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。如果高速光探测器不能准确快速响应光网络传输的数据,就会造成信息传输的延时、误码、丢包的后果,大大降低网络通信的质量和安全。研制的100吉赫光探测器脉冲波形测量装置可独立复现皮秒量级电脉冲波形,测量能力达到7皮秒(带宽:100吉赫),扩展不确定度2皮秒(k=2),形成了“DC-100吉赫光探测器脉冲响应”及“大于7皮秒示波器脉冲上升时间”2套测量能力。研制的光时域信号分析仪脉冲响应测量装置具有满足被校时域信号分析仪光电转换高速响应的测量能力。激光脉冲波形时域测量装置复现了皮秒量级光脉冲波形,光源脉冲测量能力达到20皮秒,扩展不确定度3皮秒(k=2),激光波长测量范围达到600~1700纳米,形成了“大于20皮秒激光脉冲时域量值”的测量能力。
[成果] 1700520121 北京
R44 应用技术 医院 公布年份:2017
成果简介:随着科技进步,环境、材料、乃至人类自身中痕量组分的作用,越来越受到人们的重视,许多超低含量物质甚至成为了决定环境安全、物质特性、生命过程的关键因素,如决定生命体征的单细胞内物质成分,血清中起生理作用的关键物质和重大疾病早期诊断标志物等含量水平极低,农兽药和真菌毒素等有毒有害物质含量即使远低于10-9g/g,仍然对人类健康造成了严重危害。准确高效测量这些超痕量特征物质已经成为现代分析科学最重要的目标。超痕量物质测量技术自身复杂性和仅靠单一因素提高检测灵敏度的方式已严重制约了相关领域的发展。因此,攻克超痕量物质精密测量关键技术、突破痕量物质测极限,满足生命科学和化学计量等重点领域的急迫需求,是彰显化学计量国际地位和计量科技支撑社会经济协调发展的重要机遇和使命。该项目围绕超痕量物质精密测量关键技术,在系统模型建立、离子精确操控、数据解析、装置研制和应用技术研究等方面取得了重要突破。形成了理论、方法、仿真、核心部件、算法、应用等系列成果,建立了超痕量物质精密测量新技术,研制出独特的超痕量测量质谱科学装置(灵敏度:1×10-16g利血平测量信噪比454,国际领先水平)。在该基础上,与美国普渡大学、北大、清华、复旦、浙大、北京蛋白质组研究中心等多个知名团队开展合作研究,在单细胞分析、修饰蛋白高通量鉴定、分子(或离子)-离子反应等基础前沿领域获得了多项创新性成果。系列关键技术直接应用于物质量国际关键比对和系列国家一级标准物质研制,并得到了检验和优化。主要创新点包括:(1)创建了超痕量物质精密测量系统模型,为物质量的精密测量提供了全链条系统解决方案;创制了基于超算的多物理场离子运动模拟仿真系统,为离子精确操控提供了创新性的数值模拟技术和全新软件工具。(2)提出痕量离子选择性传输与富集的理论模型、技术原理和实现方法,痕量离子富集达10000倍。(3)实现了弱极性易降解化合物的高效离子化,建立了纯物质中超痕量杂质的精细分离和选择性高效富集新方法,在纯物质纯度测量的国际核心关键比对中取得国际等效。(4)研制了基于溶剂辅助电场诱导解吸附/离子化的新型离子源;建立酪氨酸磷酸肽富集和质谱鉴定新方法;提出了基于多层吸附功能的样品处理新微型装置的蛋白质快速定量新方法;研发出复杂生物质谱数据解析新算法。项目获授权发明专利22项(其中国际专利4项),软件著作权5项;发表SCI论文79篇(其中影响因子大于9的2篇,大于5的17篇);应用项目系列关键技术,参加物质量国际关键比对取得国际等效,4项校准和测量能力(CMCs)获国际互认;研制国家标准物质19种(其中一级标准物质17种,10种填补国际空白),2种标准物质的定值方法作为国际参考方法发布。制定国家标准和国家计量技术规范共3项。项目成果为多个企业提供技术支撑和服务,直接应用于国产质谱仪新产品研发和产品升级换代,标准物质应用于30个省市自治区计量技术机构和食品药品检测机构,有效提升了中国超痕量物质的精密测量水平,突破痕量物质测量极限,产生了显著的社会效益,有力地推动了相关行业和领域的自主创新能力。
[成果] 1700520157 北京
TN91 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属于测试计量仪器学科领域,主要针对超高精度时间频率信号的分发与同步问题开展研究。准确、稳定、统一、同步的时间频率体系在国防、航天、通信、电力、计量与标准化、天文、科技等关键领域都有重要作用,其安全可靠性关系到中国国防安全和国民经济的核心利益。在国家重点基础研究发展计划(973计划)的支持下,项目通过系统性研究,形成了解决复杂拓扑网络,外界噪声干扰环境下,可支持三维覆盖的高精度时间频率分发技术,并在实际多系统中成功应用,解决了中国相关领域的重大技术问题。主要创新如下:1)发明了光纤链路传输信号相位起伏的实时测量和动态补偿技术,解决了外界环境扰动情况下,传输信号稳定度恶化的难题。基于往返信号相位探测的方法,实现了对信号传输链路时延起伏的实时高精度监测。2)给出了环内与环外器件噪声来源与补偿机理的理论分析,发明了环外器件的噪声探测与抑制技术,解决了频率传输系统中信号单次通过路径部分易受外界环境影响,导致传输稳定度恶化的难题。提出了光纤器件噪声附加探测,以及微波系统自动温度补偿技术。3)针对复杂拓扑模式下的光纤网络传输需求,发明了任意位置下载技术和补偿系统后置的参考频率分发技术。该发明极大地简化了对于信号发射站点的功能和设备要求,解决了传统高精度时间频率传输技术信号发射、链路时延测量、时延补偿全部依赖发射站点的问题。4)首次提出并演示了基于高精度频率传输的相位噪声优化技术。创造性地将变带宽锁定滤波技术与主动补偿稳相传输技术相结合,在接收端复现了与氢钟频率稳定度一致且高频域相位噪声优于氢钟性能的超高稳定度信号。5)首次提出并演示了自由空间高精度频率传输技术。由于自由空间中频率信号的传输与同步对全球卫星导航系统(北斗系统)和射电天文学等具有重要意义。项目组在光纤时间频率补偿技术的基础上首次提出并实验演示了自由空间高精度频率传输技术。项目执行期间共发表SCI论文13篇(2篇发表于Nature系列子刊Scientific Reports), EI论文3篇,申请国家技术发明专利7项,授权5项。项目部分研究成果在2015获得中国计量测试学会科技进步一等奖。项目成果已成功应用于中国国内北京地区时间频率网络,北斗卫星导航地面守时系统,绕月航天器轨道测控,并通过激烈的国际竞争成功入选为国际大科学工程平方公里阵列射电望远镜的参考频率分发与同步首选方案。由国家质检总局组织的验收鉴定意见指出:“系统瞄准国家重大需求,实现了微波频率信号的高稳定度传输,具有很高的实际应用价值。可应用于分布式守时体系、时频系统的统一、甚长基线射电天文观测及卫星定位观测等领域。系统技术方案先进,创新性强,整体性能指标达到国际领先水平。”
[成果] 1800120651 北京
U21 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:随着铁路运输速度和密度的提高,传统的钢轨探伤技术受到了巨大挑战。传统技术主要使用超声波探伤技术,而超声波探伤技术在探伤时其超声换能器需要与钢轨密贴而且需要耦合剂,限制了探伤速度,所以轨道交通行业迫切呼唤能够实现在线探伤的新技术。鉴于这一技术需求,研制了在线断轨检测仪器样机,可实现断轨和潜在断轨检测,实现断轨报警及预警。并完成了如下研究:1. 研究了电磁层析钢轨探伤机理,开发了实验室测试验证装置;2. 研制了便携式电磁层析钢轨探伤测试样机;3. 对电磁层析钢轨探伤系统进行灵敏度测试实验并进行了缺陷图像重建实验;4. 研制了电磁层析手推式钢轨探伤小车;5. 研制了电磁层析钢轨探伤机器螃蟹;6. 开发了电磁层析钢轨探伤服务器软件系统,实现损伤数据远程分析、记录和存储;7. 研制了电磁钢轨探伤前端嵌入式系统及前端FPGA在线解调算法8. 进行了探伤速度实验室测试;9. 研制了车载式探伤系统。
[成果] 1700520119 北京
TH7 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:太赫兹研究是国际光学和光电子领域重大科技前沿,被美国视为“改变未来世界的十大技术”之一、日本评为“国家支柱十大重点战略目标”之首、欧盟列为“地平线2020计划”重要技术。太赫兹技术在隐身探测、空间通讯等国防领域,人体安检、危化品爆炸品探测等公共安全领域,以及生物、医学、材料、信息等领域具有独特巨大应用。太赫兹科技发展和应用亟需突破太赫兹辐射功率、时域光谱及超短脉冲波形相位等计量关键技术,实现太赫兹参数精准测定;研制太赫兹系列计量标准装置,实现太赫兹测量结果准确统一。该项目系统开展了太赫兹计量关键技术与标准装置研究,经过十余年深入探索和系统攻关,解决了多项技术难点,自主研制了4套太赫兹计量标准装置和2套精密测量装置,实现了国家太赫兹精准计量能力。主要科技创新包括:1.发明了一种太赫兹复合吸收材料,实现了太赫兹宽频段超高吸收,吸收率国际最高、吸收频段国际最宽,研制了绝对型高稳定太赫兹辐射功率计量标准器,实现了太赫兹功率精准计量,与美、德共同成为国际仅有的三个具备太赫兹功率比对能力的国家,在国际计量局组织的首次太赫兹功率比对中,测量不确定度国际最小。2.在国际上首次提出了时间—频率分析测量超短脉冲光谱相位新技术,避免了国际传统滤波技术存在的误差,测量准确度提升1倍,成为国际传统光谱相位测量的替代技术,已被16所国际机构应用;发明研制了超短脉冲自相关计量标准装置和光谱相位测量装置,实现了太赫兹光谱测量所要求的超短脉冲精准计量。3.在国际上首次提出了太赫兹光谱回波在线校准新方法,开发了透射式和反射式太赫兹时域光谱校准技术,研制了太赫兹时域光谱计量标准装置,校准重复性误差降低为1/7,准确度提升4倍,实现了太赫兹光谱测量精准标定和溯源传递。该项目创新成果为国际同行高度评价,并得到广泛应用:1.研制的太赫兹功率计量标准器被德国物理技术研究院(PTB)作为太赫兹源的功率溯源标准,解决了欧盟重大项目“应对国家安全的太赫兹计量”中太赫兹强度绝对测量和准确溯源问题,被PTB太赫兹计量专家评价为“对各国计量院具有重要影响的创新技术”;创立的太赫兹光谱分析和超短脉冲相位及色散测量技术被美、德、法、日等国家16所研究机构和中国12家单位应用,实现了太赫兹关键参数的精准测定。2.为中国工程物理研究院、海军计量测试中心等研制6套太赫兹国防计量标准装置,作为国防和重大工程中太赫兹计量的溯源标准;为中国电子集团三十八所、中科院光电研究院、解放军防化研究院等40余家机构和企业提供太赫兹标定溯源和精准测试,保障了国防、安检、危化品探测等领域太赫兹测量准确可靠。发表论文82篇,被SCI检索53篇、EI检索61篇,被SCI他引112次,获授权发明专利6项,制定国家计量法规3部。国际首次太赫兹功率比对被誉为“国际太赫兹计量的重大里程碑”。科技部验收和质检总局鉴定评价:在太赫兹功率计量、超短脉冲相位测量、太赫兹时间频率特性分析方面国际领先。
[成果] 1700470092 北京
X591 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:研究目的:电磁辐射综合评价以及科学、可靠和高效的测试方法研究,可解决无线局域网、蓝牙、笔记本、可穿戴产品等带无线通讯功能的电子产品快速发展过程中电磁辐射的检测和评价方法,促进电子科技与社会环境和人类健康的和谐发展,按照研究的综合评价方法,可根据电子产品电磁辐射的强度分类筛选、检测、评价和管理,消除消费者对低辐射电子产品电磁辐射危害的恐惧心理,加强对中高辐射电子产品设计、生产、销售过程中的检测控制和监管。 主要技术创新点: 创新点一:突破了传统只靠进口检测设备检测电磁辐射暴露人体吸收率的方法;提出了科学、可靠、高效的方法用于综合评价电磁辐射暴露人体吸收率,整合了数值计算、低功率设备豁免以及人体模型比吸收率测量等综合检测和评价方法;可解决对无线局域网、蓝牙、笔记本、可穿戴产品等带无线通讯功能的电子产品电磁辐射的综合快速检测和评价,此评价方法是国内外首创。 创新点二:WIFI设备电磁辐射场强与比吸收率数学模型创新,本创新突破了WIFI设备电磁辐射场强与人体比吸收率关系研究,解决了通过计算得到电磁辐射人体比吸收率的难题,便捷高效,成本低;可直接用WIFI产品的发射功率与其电磁辐射比吸收率联系起来,本模型是国内首创。 创新点三:接触探头法测量组织模拟液特性的创新,本创新突破了人体模拟组织液介电特性传统的标定方法,解决了用短路块标定成本高、时间长、精度低的问题,测量数据与参考值一致性均优于5%,此方法是国内首创,也获得了国际同行的认可。 创新点四:参考源结构及电路的设计创新,本创新突破了传统参考源模拟、单一、非智能的缺陷,用数字电路和编程解决了可以根据不同需要输出不同源的问题,其结构简单、稳定度优于2.0dB,属国内自主首创。 成果产生的价值:申请1项发明专利,获得3项实用新型专利授权,获得1项软件著作权,形成1项行业标准,发表8篇论文,出版2本著作,经9家单位应用,产生了较好的社会效益和经济效益。该研究使公众对电子产品的电磁辐射既不谈虎色变,又可以针对不同的电子产品采取合理的防护措施;既不至于因为电磁辐射的存在阻碍了电子产品产业的发展,又有利于保护公众健康。因此该项目对社会和电子科技的和谐发展,对环境保护和人民群众的健康生活工作都将起到积极重要的作用。
[成果] 1700450282 广西
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:为行政监督管理部门在食品、药品领域的环境温湿度监控验证提供有效的技术支撑,有效降低食品、药品安全风险,公司于2013年承担了广西壮族自治区科技厅下达的广西科学研究与技术开发计划(计划类别:科技攻关计划),签订合同编号为:桂科攻1348020-4。技术原理及性能指标:该无线高精度温湿度验证系统基于ZigBee网络系统实现。ZigBee技术采用的自组织网技术,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。温湿度探头内的芯片可以在极为精确的温湿度环境内进行标定,并将校准系数以程序的形式存储在芯片的OTP内存,探头精度可以通过软件实现修正。内存数据可以通过上位机进行无线设置,包括数据采集频率、数据读取、时间同步等操作,而且断电不丢失。工作完成后可以将数据导入电脑。ZigBee网络系统主要有:协调器节点、路由节点、终端节点三种类型的功能块组成。协调器节点:通过计算机发送的指令,来发送或接收路由节点或者终端节点数据,并将接收到的数据发送给计算机。路由节点:在协调器节点不能和所有的终端节点通信时,路由节点作为一种中介使协调器节点和终端节点通信,实现路由通信功能。终端(无线温湿度探头)节点:完成对数据的采集。项目指标如下:已完成1套基于ZigBee协议标准的射频收发器好微处理器的无线高精度温湿度验证装置,适用于医用冷链温度、精度和分辨率的检测需要;制定了符合国家法规要求的验证规范方法,并申报广西地方规范,在广西范围内形成示范推广;完成了相应的验证能力建设和通过资质评审,在广西范围内推广应用,为企业提供第三方温湿度监控验证服务;申请并被授权了相关专利1项,专利名称为一种高精度无线温湿度探头监控系统。培养相关持证检验员2-3人。技术的创造性与先进性:该项目的创新之处在于华度公司拥有自己的核心技术,准确瞄准国家和社会的需求空白,覆盖了该专业从芯片后的基础软硬件研发到相关技术标准的制定以及行业推广应用的全方位。技术的成熟程度,适用范围和安全性:公司从2014年获得资质到现在,该技术的实际推广已经全面铺开,已经为广西区内大多数批发零售企业的药品冷链环境进行了有效验证,并对大批企业提供技术培训和辅导;为广西食品药品监督管理局对GSP的行政许可提供了强有力的技术支持。应用情况及存在的问题:该技术及装备仍需加大推广力度,在周边省份持续扩大影响力。历年获奖情况:无。
[成果] 1800120437 安徽
O63 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:紧密围绕气相分子离子化学反应相关的精确操控与精密测量问题,通过高分辨激光技术与分子离子质谱技术的结合,对化学反应动力学、分子化学键能测量、离子阱间操控以及激光生物大分子结构鉴定展开研究。通过项目的实施,不仅使项目组能够更深入地理解化学反应机理、分子化学键能等重要科学问题,又可从根本上解决离子阱间操控、激光大分子质谱联用和极低温反应环境制备等技术难题。主要研究内容:拟解决的关键科学问题:①极低温度下量子态选择的基元离子-分子反应速率的精确测量;②超越化学精度的关键化合物及反应中间物分子键能的精确测量;③光谱与高分辨质谱技术对功能分子结构的鉴定及其活性的精密测量;④离子阱内生物大分子离子的精确操控、激光精确解离以及结构精确鉴定。主要研究内容为自主研发一系列高精度实验测量装置:①研发量子态分辨的冷原子分子束源装置,对极低温下的基元离子-分子反应速率开展精确实验测量,提高气相化学反应中动力学基本量的精密测量水平;②研发高分辨激光质谱技术,为化学反应研究中亟需高精度化学键能提供数据支持;③研发冷分子离子的精确操控技术,通过高精度、高分辨的光谱和质谱技术,实现关键化合物和反应物分子键能的精确测量,建立高精准定性定量能力的光谱质谱系统,实现靶向的气相离子/分子合成,精密测量功能分子结构及活性,实现化学反应中气相离子行为的精确操控;④研制存储超大离子的离子阱、离子信号非破坏性探测系统,研究离子阱内生物大分子精确操控、激光解离和结构精确鉴定技术,对气相条件下生物大分子结构展开研究。
[成果] 1700520204 浙江
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:如同雾霾对大气污染,电力谐波是电能的污染,是衡量电能质量好坏的重要指标。电力谐波会引起供电异常、损耗增加、设备损坏、控制精度下降,严重时会导致自动化生产线中断、精密加工产品报废等重大生产事故,经济损失和社会影响巨大,欧盟每年由谐波造成的损失达61.5亿欧元(2008年欧洲电能质量调查报告)。发达国家普遍将谐波发射量作为电气产品进口的准入指标之一。2015年宁波市LED灯具出口额120亿元,因忽视谐波检测导致产品谐波发射量超标引起的损失近8000万元。因此,亟需开展谐波防治技术研究。电力谐波防治需要测得准、治得好,重点围绕“度量统一、准确测量、精细评估、有效治理”四方面开展研究。长期以来,中国缺乏谐波计量标准和装置,检定设备依赖国外进口,无法保障谐波量值统一和准确测量;谐波监测手段欠缺,不掌握谐波分布情况及变化趋势,难以开展精细化评估;谐波频带宽、变化随机,谐波快速检测与精确补偿难度大,治理效果差。依托国家科技支撑等计划,项目通过产研用协同攻关,攻克了标准谐波信号发生、谐波量值准确传递、广域谐波监测、动态谐波治理等难题,①发明了标准源矢量叠加谐波信号发生方法,提出了多重平均自适应谐波分析算法,研制了高准确度谐波计量标准装置,解决了包含整数次谐波、间谐波、次谐波的标准谐波信号准确发生的难题,谐波量值准确度达10-5,并获得国际互认证书;②打破了国外技术垄断,研制了具有自主知识产权的国内首台(套)谐波计量检定装置,建立了中国谐波量值传递体系,解决了计量及监测设备准确赋值问题;③发明了分频段采样的谐波信号测量方法,实现了多谐波源复杂工况下的准确监测,建成了首套大规模广域同步谐波监测系统,建立了典型谐波源发射特性概率分布模型,实现了多谐波源对电网影响的精细化评估;④提出了谐波电流幅值/相位解耦独立控制算法,发明了链式模块化多电平换流同步控制方法,研制出0.4kV~35kV系列谐波治理装置,解决了谐波快速跟踪与精确补偿的难题。项目获授权发明专利30项,软件著作权4项,发表论文37篇,编制国家标准3项、行业标准10项,出版专著2部。专家鉴定认为:项目整体技术达到国际先进水平,其中,谐波标准装置、谐波监测系统达到国际领先水平。项目成果应用于27个省级电网、10897个谐波监测点,实现了谐波量值准确统一和谐波影响的精细化评估,安装谐波治理设备9000余套,谐波补偿率可达95%以上;应用于军队维改重点计划项目、民用核工业等特殊领域,保障关键设备安全可靠运行;应用于外贸加工型企业,助力企业产品出口;应用于纺织、冶炼、精密制造等行业,保障生产设备不受谐波影响,提高企业生产效率和产品合格率。近三年实现收入24亿元,经济和社会效益十分显著。项目构建了集量传方法与标准装置、监测系统与评估方法、治理方法与设备、计量法规与技术标准为一体的电力谐波计量、监测与治理技术体系,有力推动了电磁测量与电力电子技术的进步,助力《中国制造2025》战略实施。
[成果] 1800120515 北京
V41 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目以一个创新链条(基础研究-量值复现与传递关键技术-成果应用)、三个层次(注量等绝对测量方法研究、基标准及测量装置、地面标定和在轨监测)、三个重点方向(航天空间能源、空间观测、空间运行安全)、五个任务(空间太阳电池、空间辐射带电粒子、空间天文观测X射线、空间辐射探测器、注量等导出量复现技术)进行整体规划,针对空间中太阳光、X射线、γ射线、质子、电子、中子等辐射的应用与防护,开展关键计量技术研究。项目将建立标准空间太阳电池计量标准和空间太阳电池阵校准装置,建立(0.5~300)keV范围能量连续可调的单能X射线源和K荧光特征X射线辐射源,建立基于长寿命α、β和γ核素的计量标准装置与量值溯源技术,建立空间辐射带电粒子计量标准,建立高注量率、分布均匀的热中子辐射场。拟解决的关键技术有基于差分光谱响应度法(DSR)的空间太阳电池计量技术、基于稳态大面积空间太阳模拟器的光电性能测量方法、质子水吸收剂量绝对测量技术、平行束下X射线注量测量技术、多核素多能量点空间辐射探测器校准方法和大尺寸(1米×1米)均匀热中子辐射场的设计。
[成果] 1700350419 北京
TB9 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2016
成果简介:太赫兹是光学和电子学的前沿交叉科学,在物理、化学、生物、信息和国防领域具有重要应用价值。由于太赫兹的新颖性和前沿性,国际尚存“太赫兹计量空白”,太赫兹测量结果无法溯源至国际单位制,测量准确度无法保障。为填补国际太赫兹计量空白,该项目在国内首次开展太赫兹计量研究,研制了太赫兹功率和光谱测量标准装置,在国际首次太赫兹比对中,测量准确度国际最高,使中国太赫兹计量能力达到国际领先水平。取得主要技术创新如下:在国际上首次发明了高吸收太赫兹涂层材料,成为国际上太赫兹波段吸收带宽最宽、吸收率最高的材料。研制发明了太赫兹功率计,实现了太赫兹功率绝对测量,代表中国参加国际计量局组织的国际首次太赫兹功率比对,取得国际互认,且不确定度最小、准确度最高。自主研制了具有真空系统太赫兹时域光谱仪,提升了太赫兹测量带宽和动态范围,实现了太赫兹光谱准确测量。在国际上首次提出利用回波在线校准太赫兹光谱仪新技术,将光谱测量不确定度降低2.5倍,测量重复性提升7倍。上述创新技术发表在国际光学类顶级期刊Optics Express和国际计量学顶级期刊Metrologia上,获得两项发明专利,建立两套太赫兹国家计量标准装置,制定两部国家计量校准法规。研究成果获得国际重要应用和高度评价,太赫兹功率计被德国物理技术研究院应用,解决了100 GHz辐射测量的国际难题,实现了欧盟太赫兹强度溯源至国际单位制,促进了国际太赫兹计量学发展。德国太赫兹计量专家称:“对国际计量界具有重要影响”。在国际首次太赫兹比对中,与德国、美国共同确定国际太赫兹功率量值,发挥国际话语权,被国际计量局光度辐射度关键量比对主席称作:“太赫兹计量的重大里程碑”。为清华大学、北京化工大学、中科院物理所、中国工程物理研究院、国防光电子一级计量站等研制13套太赫兹精密测量仪器和国防计量标准装置,为北京航空航天大学、北京师范大学、中国石油大学、解放军防化研究院、中国特种设备检测研究院等三十余家单位提供太赫兹测试服务,解决了中国危化品探测、生物样品测试、特种设备检测、国防太赫兹应用等关键技术问题,推动太赫兹技术在各领域重要应用。制定了《太赫兹功率计国家校准规范》和《太赫兹光谱仪国家校准规范》,规范全国计量校准方法,为全国提供太赫兹仪器检测校准和量值溯源,保障了全国太赫兹量值准确统一,支撑太赫兹技术发展。
[成果] 1700320525 北京
TB9 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:时间是人类经济和社会活动的基础,是金融、交通和科研等领域不可或缺的计量单位。作为7个基本量之一,时间的测量准确度远远高于其它6个量。在国际单位制重新定义中,其它基本量已经(长度、电压)或正试图通过基本物理常数的定义由时间频率导出,并将于2018年实现这一方案。因此时间频率成为表征世界最为基本的物理量。该项目的研究立足开发新一代秒长国家计量基准NIM5喷泉钟和原子时标国家计量基准UTC(NIM),建立独立自主的国家时频体系源头,积极参与国际原子时合作,彰显中国的大国地位和担当,同时保障中国经济建设和国防的时频量值准确统一。NIM5喷泉钟利用精准控制频率功率的9束激光和超低相位噪声微波对原子进行操控和测量,并在理论指导下对影响钟跃迁频率的各项物理效应评定修正,得到基准频率。该团队通过对物理、微波和评定方法的一系列创新,使得最终绝对频率准确度2000万年不差1秒,同时提高了整机运行可靠性,2014年通过国际评审,参与驾驭国际原子时,使中国在国际原子时合作中第一次具有了表决权。UTC(NIM)时标基准通过创新的传递技术及算法,提高了稳定度及准确度,增加了对国际原子时计算的权重。主要科技创新包括:1)提出了高精度空间立体角光学结构的设计方法,发明了磁光阱装置一体化制造技术,实现了直接光学阻尼制备高数量超低温度冷原子,获得高信噪比,探测噪声接近量子极限,准连续运行率创世界最高水平。2)创建了泄露微波对原子能级影响的理论模型,提出飞行下落原子限域计算方法,开发了实时测量-补偿干涉开关脉冲微波相移的技术,将微波泄漏频移抑制到小于1×10<'-16>。国际频率基准工作组的报告显示NIM5平均频率距全世界喷泉钟频率总平均值最接近。3)提出了浮点模糊度解算的已知定点单差模型,解决了亚纳秒级时频传递的模糊度和钟差解算问题,实现了全球导航卫星系统(GNSS)载波相位时间频率传递技术。自主研制了GNSS时间频率接收机,成功主导了国际上首次欧亚多台铯原子喷泉钟的比对。4)提出了守时钟频率精准预估修正方法,创建了长短期联合优化驾驭系统模型,UTC(NIM)与世界协调时UTC的时差优于±5 ns。首次实现了喷泉钟直接驾驭原子时标,代表了国际守时技术发展新趋势,使中国成为世界上少数具有独立准确时间频率体系的国家之一。NIM5喷泉钟和UTC (NIM)原子时标共同参加国际原子时合作,为国际时间产生做出了应有贡献。在国内,时频基准在经济和国防建设中发挥了重要作用,对中国长度和电压基准溯源,是中央电视台等报时单位的时间基准,为军用标准时间和北斗地面时提供溯源支持。并继续利用光纤与GNSS链路的建设,将NIM优质时频资源与社会共享。项目研究期间培养了一只基础理论深,实验能力强的研究队伍,是科技部重点领域基准原子钟创新团队的组成部分。在研期间发表SCI/EI文章33篇;专著2部;授权发明专利5项;国家计量检定系统、规程及规范4部;新增国际互认测量能力23项,获质检总局科技兴检一等奖。
[成果] 1700320135 北京
TB9 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:元素原子量是化学的基石,对多学科发展有着基础推动作用。尤其是通过同位素丰度和核质量测量获得原子量,以及随之发展的高精准测量技术,已成为化学、地球科学、核科学等学科的核心基础要素,在复现阿伏加德罗常数、解决重要地球科学问题、探索宇宙的形成及演化等科学前沿研究中发挥着不可替代的作用。完成人团队自1989年作为主要成员参加张清莲院士主持的中国首批原子量测量,长期致力于相关研究工作。针对部分元素原子量测量的国际研究瓶颈,完成人通过近十年的基础研究,创建了同位素丰度精准测量新机制和新方法,丰富发展了同位素测量理论,修正了钕、硒、镱元素原子量及同位素丰度国际标准值,建立了国际互认的同位素丰度国家计量基标准溯源体系。主要创新成果如下:首次揭示了同位素丰度测量中质量偏倚效应非线性变化规律,研究阐释了同位素离子浓度影响效应,创新提出了同位素丰度测量的质量-浓度双因子校正模式;建立了浓缩同位素样品全蒸发绝对测量新方法,为质量偏倚效应的准确校正提供了新策略。系统研究了同位素丰度高精度测定的多重影响机制和控制策略,建立了高精准测量新方法体系及不确定度评定新模型,提高了丰度绝对测量的正确度,在国际比对中得到验证。基于创新方法完成天然钕、硒、镱元素同位素丰度及原子量准确测量,不确定度降低1〜2个数量级(达到10<'-6>),同位素丰度数据修正最大达3.5%,被国际纯粹与应用化学联合会同位素丰度和原子量委员会(IUPAC CIAAW)采纳为国际新标准和最佳测量(best measurement)。构建了同位素丰度国家计量基标准溯源体系:制定《同位素丰度测量基准方法》等3项国家计量技术规范和1项国家标准,建立2项质谱类社会公用计量标准;研制系列同位素丰度国家一级标准物质46种,填补国内外空白。钕、硒、镱原子量和同位素丰度数据作为唯一有效国际标准值向知识界公布(www.ciaaw.org),并被ACS C&EN和Chemistry World作研究亮点报道。CIAAW高度评价完成人“是同位素测量领域最优秀的团队之一,为同位素科学界做出重要贡献”。18项同位素测量能力和计量标准通过国际同行评审,获得了57个国家和4个国际组织的国际互认;中国计量院首次被列为国际同位素标准物质来源,在计量标准国际竞争中占有了重要位置。主要代表性论文被Anal Chem, Mass Spectro Rev, Pure Appl Chem等领域权威期刊和《Isotopic Analysis》等专著引用23次。完成人受邀成为IUPAC“Assessment of reference materials”项目成员,多次在国内外学术会议上做邀请报告。项目研究成果在原子量测量和同位素计量领域具有重要的影响力,为多个行业领域同位素应用研究提供了坚实的技术支撑,分别于2007年和2015年获国家质检总局科技兴检一等奖。
[成果] 1700350399 北京
[TB9, O65] 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:研究目的:测定物质组成是化学研究的主要课题之一,确定样品成分意味着测量样品中化学元素的量。在国际单位制中,物质的量定义为和样品中指定基本实物粒子数成比例的物理量。世界上,每天人们都要做各种物质成分的测量。究竟怎样进行测量操作,样品成分才能获得准确结果呢?事实上,当人们测量一个由大量原子分子组成的样品成分时,如何实现被测样品成分的真值是一个没有解决的科学问题。主要科学发现:通过深入研究发现:样品成分的真值存在于样品分子的均匀分布之中。结合构想的样品均匀化思想实验,课题组提出并证明了“物质的量测量中心定律”,该定律表明样品分子布居的均匀性代表分析中样品成分的测量准确度。样品化学成分的测量能力实质上是人们操纵和识别样品分子的能力。课题组还进一步指出,在微观水平上,阿伏加德罗定律不成立。有关研究成果发表在《美国分析化学杂志》。在单晶硅摩尔质量准确测量研究中,课题组设计建立了一套高真空度的五氟化溴纯化及四氟化硅制备实验装置、一套高真空度氟硅酸钡热分解及四氟化硅收集实验装置。使用这两套实验装置和课题组改进的五氟化溴法制备四氟化硅的实验方法,使得样品化学制备过程中单晶硅完全转化,四氟化硅同位素样品在分子水平上混合均匀,来自试剂和环境的污染更少,同时对四氟化硅提取分离过程进行了同位素分馏校正。课题组的硅同位素成分测量研究在理论方法、实验设备构建和实验操作原理上都有新的突破和提高。自然丰度单晶硅摩尔质量测量方法不确定度达到8×10-8,是国际领先水平。课题组发现了碱溶法制样过程存在分馏效应,并且准确测量了这一分馏效应的大小,它导致自然丰度单晶硅摩尔质量偏小1.0×10-6,修正后,X射线晶体密度法测得的阿伏加德罗常数值更接近国际推荐值。在阿伏加德罗常数测量关键技术上实现了重要突破。提出了物质的量测量均匀性原理和准确测量摩尔质量的新判据。成果的价值:物质的量测量中心定律的发现以及准确测量化学成分的方法原理对于在微观和宏观水平上准确测量物质的组成提供了理论基础。
[成果] 1700320526 北京
TB9 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:准确的纳米几何结构测量是提高集成电路、微纳机电系统和微纳技术的产品质量和性能的关键技术支撑,为了得到准确一致的测量结果,必须实现纳米尺度的量值溯源并建立纳米计量量值传递体系。国家计量标准装置是一个国家量值传递的源头,因此是最高准确度的测量仪器。世界上主要工业发达国家都致力于纳米计量技术研究和计量标准装置研制,而中国纳米计量技术研究严重滞后,计量基标准装置几乎为空白,导致了中国纳米量值溯源至国外,高水平研究成果难以产业化,高端产品数量少品质差,缺乏国际市场竞争力。该项目历经十余年的刻苦攻关,所研制的纳米几何量国家计量标准装置使中国纳米几何量量值溯源实现了从无到有的突破,成为除德国外唯一能够从微米到毫米测量范围,实现纳米尺度的线宽、线间隔、台阶高度以及纳米级表面形状和表面粗糙度等纳米几何结构参数到米定义国家基准溯源的国家,满足了中国纳米几何量量值传递的需求。项目主要创新点为:1)针对滑动方式的摩擦力大和滚动方式稳定性差的问题,提出了高稳定性的气浮-滑动混合移动方式,攻克了气浮系统固有的气体微振动技术难题;研发了能对六自由度进行调控、达到纳米分辨力的大行程位移台,实现了气浮导轨用于50mm×50mm×2mm纳米几何结构测量扫描。2)针对常规干涉仪非线性误差大和有效分辨力低而不能用于纳米测长定位的问题,发明了能够修正非线性误差全部谐波分量的“谐波分离修正法”,研发了分辨力0.08nm的差动式光学8倍程激光测长干涉仪,打破了国际禁运;针对纳米位移系统全自由度调控定位的要求,研制了能够测量12个自由度位置和姿态的高稳定性激光干涉计量系统。3)针对常规原子力显微镜因球面扫描基面产生的固有曲面畸变,发明了适用于平面扫描基面的原子力探针悬臂位置检测光路,研发了三维正交平面扫描、具有溯源能力的原子力测头。4)研发了纳米几何结构标准装置和毫米级纳米几何结构样板校准装置,以此为核心创建了能够覆盖从微米到毫米测量范围的纳米几何量国家计量标准装置,最优测量不确定度小于2nm,实现了纳米几何量量值到米定义国家基准的溯源。体现国家计量标准装置先进性的核心指标是准确性,国家计量标准装置的唯一性决定了准确性只能通过国际比对获得确认。通过参加纳米计量国际关键比对,证明纳米几何量国家计量标准装置的测量准确性与世界前三的国家计量院相同。台阶高度和二维纳米栅格的国际校准测量能力已进入国际计量局国际关键比对数据库,表明中国纳米几何量测量数据已实现了国际互认并得到国际采纳。以纳米几何量国家计量标准装置为源头、覆盖全国的纳米几何量量值传递体系正在形成。项目获得发明专利授权2项,建立国家计量标准装置4项,发表论文38篇,其中SCI/EI检索22篇;获国家质检总局科技兴检一等奖一项,国家质检总局科技兴检二等奖一项;建立了中国首支纳米计量研究团队。已为省市计量部门、高新技术企业、大学和科研院所提供了大量的校准测试服务。
[成果] 1500210143 北京
P41 应用技术 [通用仪器仪表制造, 技术检测] 公布年份:2015
成果简介:该成果属于环境学领域。成果针对中国地表层臭氧监测预报以及特殊工作场所的需要,在多年臭氧分析、计量标准研究的基础上,集成现有的仪器设备和技术,结合并引进当今臭氧研究的最新成果,在中国计量科学研究院建立了臭氧测量基准装置和基准方法、分别研制了量程(0-1)umol/mol和量程(1-500)umol/mol的臭氧计量标准装置、获得了《臭氧标准气体发生装置》国家发明专利(批准专利号:ZL200710188091.6),制定了《臭氧气体分析仪》计量检定规程JJG1077-2012(2012年7月颁布实施),建立了国家最高计量标准(2012国计第257号),参加了CCQM组织国际臭氧计量标准关键比对(BIPMQMK-1),实现了中国臭氧测量数据的统一和量值国际溯源等效。项目一系列创新性成果,得到了全国范围的推广应用。中国计量科学研究院建立的臭氧计量基标准每年为中国各领域600多台臭氧分析仪提供检定、校准和测试计量溯源服务,以及为航空航天、医卫生等特殊场所提供臭氧测量技术支持。臭氧计量基标准装置和溯源法制体系的建立满足了政府、社会和市场的急需,对促进和保证中国臭氧量传体系的建立发挥了决定性作用。
[成果] 1500210161 北京
R14 应用技术 [通用仪器仪表制造, 技术检测] 公布年份:2015
成果简介:该成果属于新能源及节能技术领域。成果针对长期过量的x射线照射会对人体健康带来严重的威胁,开展X射线精密计量,建立国家基准和量值溯源体系,进行辐射防护是合理利用X射线的核心。主要创新点包括:自主研制了一套具有独立知识产权的(10-60)kVX射线空气比释动能国家基准装置;创新性地提出了空气程吸收修正因子,有效地提高了基准量值复现的稳定性,10kV扁射质下量值复现稳定性提高了一倍;首次建立了低能X射线空气比释动能国家基准装置;首次采用蒙特卡罗模似的方法确定了实验测量难以准确给出的电子损失修正系数、散射光子和荧光光子修正系数。成果建立国家基准装置1项,编制国家技术法规1项(巳发布实施),发表论文16篇,完成国际关键比对1项。该成果的完成为中国X射线辐射提供了一把精准的“尺子”,解决了中国数万台X射线强制检定工作计量器具低能段的量值溯源的问题,有力的推动了中国X射线在医学诊断、工业无损检测、国防安全和科学研究等领域的应用。
[成果] 1600060136 北京
TH7 应用技术 医疗仪器设备及器械制造 公布年份:2015
成果简介:防控具有发烧特征的传染病的重要措施是在公共场所开展非接触快速体温筛查,而体温筛查仪器需要现场校准装置、方法和关键数据支持。2009年初发生H1N1流感疫情,作为防控的应急任务与中长期任务,项目组承担了国家质检总局下达的支撑中国出入境口岸的体温筛检措施的研究工作。研制现场校准红外体温筛检仪用黑体辐射源标准装置,配发全国各口岸,校准体温筛检仪。制订红外体温筛检现场校准规范,撰写培训讲义,召开全国培训班两期,培训一线校准服务人员100余人次,开通24小时应急技术咨询服务热线。通过采集大量样本数据(包括发热病人),建立了考虑生物热的头部传热理论模型,研究了人体表面温度与体温的统计规律,分析了运动强度等因素对体表温度与体温关系的影响。发表学术论文3篇,授权专利4项,建立社会公用计量标准1项。创新点:系统研究了体温温度统计推测理论,提出了三参数双回归变量法和多项有关新概念,进行了全新的体温统计规律研究,并获得关键数据,此创新性成果达到国际领先水平;黑体辐射源标准装置的自主研发,提出易拆装的反射罩校准附件的方案,使标准装置满足口岸红外热像体温筛检仪现场校准的同时,满足耳温计和额温计校准的大视角特殊技术需求;及时制定了覆盖出入境口岸不同生产厂商的多种体温红外筛检仪器的现场校准方法。推广应用:形成具有自主知识产权的校准装置,迅速向首都机场等大型口岸出入境检验检疫部门提供红外体温筛检仪现场校准服务,为首都公共卫生安全和经济建设提供重要保障;向全国主要口岸和部分企业提供黑体辐射源标准装置,为体温红外筛检应用和筛检仪器制造提供计量保障;全国大部分省级计量机构,以该项目研发的黑体辐射源为标准器,建立了辐射测温新标准,提高了校准水平;该项目形成的成果,为防止“埃博拉”疫情传入中国和南京青奥会的顺利召开提供重要技术保障;开展全国性培训班,编写了“体温红外筛检仪现场校准方法”规范,并由总局向全国下发;体温统计规律研究创新成果发表在国内外刊物。该项目的效益主要为突出的社会效益。该项目为中国防控“甲型流感和埃博拉”等具有发热特征的疫情防控策略的有效实施起到了关键支撑作用,提供了有力技术保证,有重要理论指导作用。并且得到了国家质检总局的高度评价,授予项目组“甲流防控先进集体”荣誉称号。项目总投资350万,实施当年至2014年的直接经济效益显著。
[成果] 1600060137 北京
TN2 应用技术 电子器件制造 公布年份:2015
成果简介:LED的发光具有与传统光源不同的特点,沿用现有的光辐射计量标准,测量结果的偏差甚至高达50%,不能满足LED计量和检测的需求,影响到产业的健康发展。项目组系统地开展了LED单管测量技术的研究,研究并建立了LED平均发光强度、总光通量、颜色参数国家计量标准“小功率LED单管校准装置”,其量值溯源至发光强度、总光通量、光谱辐射照度国家基准。该装置原理正确、性能可靠,测量不确定度与世界著名实验室基本等同,主要技术指标均达到国际先进水平;制订了JJF 1501-2015“小功率LED单管校准规范”,规范了LED单管的量值传递方法;对影响LED光辐射参数测量准确度的主要因素进行研究,提出了修正方法。同NIST开展了量值的双边比对,色品坐标与NIST的最大偏差为0.0008,(红、绿、白)色管光通量与NIST的最大偏差为1.67%,远小于国际比对平均偏差0.009及4.7%。主要技术创新:制定标准管的老化和挑选规则,在国内首次研制成功LED标准管组,量值稳定、管组一致性好,以作为计量标准器对地方计量机构进行量值传递。研制成功多用途球形光度计,用同一积分球实现了CIE 127推荐的三种几何条件的光通量测量,获国家发明和实用新型专利。原创性提出了探测器响应度不均性评价和对LED测量结果修正方法,对保证量值的准确性和指导LED测量仪器的设计具有重要意义。自行研制的小型分布光度计及独特光路调整机构,测量精度高于商用设备。用所研制的工作平面标准器和光学投影/成像系统,解决了平均光强测量时LED和探测器空间位置几何关系准确调整的难题。研制成功模拟光源实现了从白炽光源到LED的量值准确过渡。针对LED特性开发了能用于保存和传递量值的标准光度计,量值稳定,成本低于同类进口仪器,已推广使用。开展了脉冲与直流两种驱动方式下LED光色参数差异的比较研究,建立了两者关系的数学模型,对于LED产品的检测和实际应用具有重要指导意义。在国内首次完成了光源可见波段的总光谱辐射通量和总辐射通量的测量。项目所建立小功率LED单管校准装置,为全国六大质检机构、生产企业、仪器厂商及有关科研单位开展了溯源,能力验证等工作,解决了该领域长期以来存在的量值混乱,测量误差大的难题,确保国内量值的统一,并与国际等效,使中国LED计量在国际上取得平等的对话权。鉴于项目组的突出成绩,2011年5月20日王岐山副总理参观了LED实验室,肯定了项目组的工作成绩,他说中国制造就应该有中国标准。
[成果] 1600060187 北京
TS2 应用技术 技术检测 公布年份:2015
成果简介:中国是世界海产品生产、贸易和消费大国,鱼贝类是海产品重要组成部分,海产品的质量与民众健康和贸易直接相关。人们越来越关心其中的有害元素及形态,但由于缺少相应的有机金属化合物标准物质,导致无法实现量值溯源;由于海产品基体标准物质的缺失,导致检测机构的检测方法缺乏验证评价手段,检测结果的可靠性难以保证。该项目研制了甲基汞、乙基汞、三丁基锡、二丁基锡、三苯基锡、砷形态混合溶液、三甲基铅7类共8种溶液标准物质,填补了国际上汞、锡、铅形态溶液类标准物质空白,解决了海产品中典型有害元素形态检测的量值溯源问题;选择重金属富集能力强、脂肪和蛋白质含量高、样品前处理困难的金枪鱼、牡蛎为候选物,建立了基于同位素稀释质谱法的汞、铅、镉、砷等有害元素和甲基汞形态高准确度测定方法;建立了基于微波辅助萃取-高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱检测牡蛎中三种有机锡形态的方法,发表文章5篇(其中EI收录4篇);研制了鱼肉中汞和甲基汞成分一级标准物质1种、牡蛎中16种元素和2种有机锡成分一级标准物质1种。建立的样品前处理和准确测定方法应用于CCQM国际比对(2项)、APMP亚太区域比对(1项)和中日韩比对(3项)中,10项检测与校准能力(CMC)进入国际关键比对数据库,标准物质量值与检测能力得到国际互认,并为GB5009.17、SN/T3334.2等国家和行业标准制修订提供了方法验证依据。研制的溶液和基体标准物质为各地进出口检验机构、食品检测中心、环境监测部门等340余家单位提供了计量溯源服务,为相关机构分析过程的质量控制,检测结果的有效性保证和检测水平的提高起到了重要支撑作用。
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