由于高铁运行速度快、载荷大、温度变化大、环境复杂等特点,对于配套的车轮车轴提出了极高的要求。“我们需要检测仪器对它进行评测,包括它的耐磨性、耐腐蚀性、耐温性、耐冲击性等性能,以适应不同地域和气候条件下的运行环境。现在我们已经拥有了这样的工具。”杨植岗自豪地说。
仪器是“认识世界的工具”。仪器仪表产业自身体量不大,但影响了国民经济和科技发展的方方面面。高端科学仪器集成了物理、化学、光学、机械、电气、软件、系统等多学科多种技术,其发展水平是一个国家总体工业水平的折射,具有较高的技术门槛。由于品种多、批量小、技术难度高,投入回报期长,我国在高端科学仪器领域的创新投入总体不足。长期以来,高端科学仪器严重受制于人,大型精密仪器多项空白,中档仪器同国外技术、质量水平差异显著,低端仪器在市场上无序竞争。
“在以往发布的诺贝尔奖成果里,约有70%和仪器相关。仪器是我们认识和改造世界的一种工具,只有先看到才能动手做出来。计量仪器给科研人员提供眼睛,为他们提供看得见的数据。”杨植岗表示。
钢研纳克,作为我国冶金和材料分析测试技术与仪器的发源地,其在相关仪器的应用、研发和制造方面的历史渊源,可以追溯至曾经的钢铁工业实验室,曾创造多项世界首创和国内首次的技术成果。钢研纳克自研的火花直读光谱仪,能够快速、直接地定量分析金属材料中的多种元素,是质量检测和控制的关键工具,是钢铁行业及其供应链中广泛应用的设备,在20世纪90年代之前,只有美国、德国等国家能够生产此类产品,价格高达约30万美元。目前,国内市场对此类设备的需求每年超过3000台套。
据杨植岗介绍,“一个电火花打上去,这款仪器就能快速检测出一炉钢的成分。目前,这款仪器已融入智能化、自动化炼钢流程,实现取样、制样、检验全程自动化。以往因为检测流程复杂炼钢耗时长,如今有了这款仪器,一炉钢从原料到成品不到20分钟,冶炼效率大幅提升。”
国家先进钢铁材料产业计量测试中心不仅服务于工业,在民生领域也同样发挥着重要作用,该中心研发制造的一款X射线荧光光谱仪,可检测大米中痕量的镉、铅、砷等对人体有害的重金属。
据杨植岗介绍,“以往检测大米重金属含量需要24个小时左右。如今通过这款仪器3分钟就可以完成检测。它体积小、重量轻,携带方便,对于环境没有特殊要求,我们甚至可以将仪器抬到田间地头去工作。”
钢研纳克的仪器产品围绕冶金流程及金属材料的市场主体,在相关行业及其上下游产业中持续推广,并在钢铁、冶金、有色、机械、航空航天、核电、高铁、汽车、新材料、环境、食品、石化等领域得到广泛应用,市场占有率在国内领先,有效打破了国外垄断,节约了行业仪器投入,推动了自主可控的发展。
可检可测,助力航天事业
为促进国家运载火箭产业高质量发展,进一步发挥计量基础保障作用,2012年,北京航天计量测试技术研究所在全国率先开展了产业计量测试体系研究,提出建设“国家运载火箭产业计量测试中心”的构想。
北京航天计量测试技术研究所是国家运载火箭产业计量测试中心的依托建设单位。该研究所副所长裴雅鹏表示,计量是航天产业高质量发展的重要基石,该中心紧密结合载人航天“四步走”研制流程开展先进计量测试技术研究,解决多项型号“不可检不可测”难题。
从研制调频激光雷达扫描仪,解决CZ-5大型运载火箭垂直装配、嫦娥工程“鹊桥”中继星网状天线测量难题,并在国家“月球样品和探月工程成果展”中展出;研制多面基准棱体,作为空间站、飞船交会对接目标模拟器姿态基准,助力我国载人航天交会对接任务圆满成功;研制配套高精度无线传感器,为CZ-2F载人航天发射、神舟十六号飞船解决宽温区复杂交变温度长期可靠测量难题;研制分子探针光谱仪并随天舟七号货运飞船进入我国空间站,完成神舟十七号航天员在轨生理指标检测任务,支撑空间站在轨医学监测平台搭建。
目前,中心率先布局人工智能计量学,抢占人工智能计量测试战略高地,在市场监管总局指导下成立“全国人工智能计量协同创新生态伙伴联盟”,加快推动人工智能计量技术创新发展、培育形成新质生产力,持续打造人工智能计量测试与标准重点实验室、全国人工智能计量技术委员会、智能感知与认知计量专业委员会等创新平台,牵引全国人工智能领域最优研发力量开展人工智能计量技术创新。
(本文来自第一财经)