计量科学与技术

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碳中和目标下碳捕集、利用和封存技术的计量检测需求及挑战

磨昕玥, 毕哲, 范晓辉, 蔡冬绿, 韦秋叶, 王红红, 赵鑫蕊

2023, 67(9): 3-14. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0249

摘要(130)

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PDF(27)

摘要:
在碳中和目标下，碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)体系作为重要减排手段，未来将以更快的速度和更大的规模在中国部署，并有望被纳入碳交易市场。在此过程中，流量测量、成分测量、二氧化碳泄漏检测、过程控制和效率评估对项目技术成本、运营安全、过程监管和环境将产生重大影响。对各影响因素开展测量和监测将是CCUS监管的关键。计量检测技术可为准确评价CCUS全过程经济性、有效性、持续性、安全性以及碳减排效果，提供可靠的测量方法和可信的数据基础。通过调研国内外CCUS领域计量检测技术进展，分析CCUS各环节面临的计量检测挑战，总结出CCUS发展中的具体计量检测需求，为未来计量检测更好地支持CCUS发展提出了建议。

应对双碳目标的降碳与计量技术研究进展

周枫然, 舒慧, 杨扬仲夫, 王德发, 张体强, 韩中杰, 谢聪慧, 王宁飞

2023, 67(9): 15-24. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0253

摘要(167)

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PDF(28)

摘要:
温室气体过度排放导致极端天气、自然灾害频发，低碳发展已成为必然趋势，中国于2020年提出“碳达峰”与“碳中和”（“双碳”）的战略目标推进低碳发展。双碳战略目标实施以来，我国在“1+N”政策体系引领下，碳减排工作已取得一定的成效。为兼顾经济高质量发展，顺利实现双碳目标仍面临较大的压力。对降碳技术及计量技术在双碳工作中的应用现状进行分析并总结出研究重点，为缓解实现双碳目标的压力提供相关建议。从降低温室气体增温潜能、减少辐射强迫、控制碳排放等角度对国内外降碳技术进行研究分析，总结出降碳技术的研究重点应为研制安全可靠的清洁替代能源。计量技术在我国双碳各项工作及保证碳排放数据具有国际可比性中占据重要的支撑地位，研究了计量技术在相关工作如温室气体监测、碳排放核算、低增温潜能气体研制及温室气体国际比对中的应用进展。指出建立温室气体的监测溯源的计量体系、增强碳排放计量方法的研究、充分利用不确定度评定在各项工作中的作用均为研究重点，尤其需重视计量技术在研制低增温潜能化学品中的发展应用。在温室气体国际比对工作中，解决基质气体造成的测量偏差、准确测量原料气中所含目标杂质气体的浓度仍为今后国际比对工作的研究难点及重点。

食源性椰毒假单胞菌及其外毒素检测方法研究进展

李会杰, 陈桂芳, 高运华, 杨佳怡, 董莲华

2023, 67(9): 25-31. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0135

摘要(81)

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摘要:
椰毒假单胞菌是革兰氏阴性菌，多生长于谷类发酵制品、薯类制品、变质银耳和木耳等农产品表面，并可以产生具有毒性作用的米酵菌酸和毒黄素，影响农产品质量安全。该菌所产生的外毒素会作用于人体大脑、肾脏等实质性器官，对机体消化系统和神经系统等造成损伤，致死率较高，个别案例可达100%。简要阐述了椰毒假单胞菌致病机制及其分型方法，系统论述该菌及其外毒素的检测方法研究进展，展望未来的研究方向，以期为椰毒假单胞菌研究提供参考。

核酸计量技术及标准物质研究进展

髙运华, 费悦, 王志栋, 卢嵩, 陈娴, 王迪

2023, 67(9): 32-39. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0231

摘要(162)

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PDF(32)

摘要:
新冠疫情防控，第一次将核酸及其检测技术使每个普通大众所熟知。疫情的发生和防控客观上促进了核酸检测技术及产品的快速发展和质量提升，也促进了核酸计量技术和标准物质研究快速发展，研究人员也对其提出了新的要求。综述了当前核酸定性定量测量技术的原理、特点和应用前景，解析了其在核酸计量研究方面的应用缺陷和发展潜力。另外，对核酸标准物质研制情况也进行了系统综述，分析了标准物质的种类、定值技术发展、领域应用需求。展望了核酸计量技术和标准物质发展面临的机遇和挑战。

食品甜味剂的检测及其标准物质研究现状

彭子娟, 薄梦, 吴雪, 梁文林

2023, 67(9): 40-48. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0223

摘要(151)

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PDF(22)

摘要:
目前，低糖饮食已成为当代消费者的一种主流生活，而食品级甜味剂仍存在不合格生产和不规范使用等安全问题。已有研究表明，过量使用甜味剂会引起一定的代谢风险、生物毒性，甚至对水体环境造成污染。因此，食品及环境中甜味剂的监测工作和相关标准物质的研究对保障食品安全和生态环境健康有着重要意义。我国《食品添加剂使用标准》中允许使用的甜味剂包括天然甜味剂、磺胺类甜味剂、二肽类甜味剂、三氯蔗糖等；不同甜味剂的溶解性、稳定性以及毒性大小均有一定差异性。液相色谱是一种甜味剂通用检测方法，检测结果的好坏关键在于检测器的选择，不同结构的甜味剂适用的检测器不同。通过对不同甜味剂的理化性质及分析方法进行整理，可为相关标准物质的研制提供一定参考信息。通过调研可知，美国、加拿大、英国、欧洲等国外甜味剂标准物质/标准品已有多于13种（6种天然甜味剂、4种磺胺类甜味剂、3种二肽类甜味剂等），我国已申请的甜味剂有证标准物质共6种（D-甘露糖醇、甜蜜素、糖精钠、安赛蜜、三氯蔗糖和阿力甜），很多天然甜味剂以及二肽类甜味剂未查询到相关有证标准物质信息，无法满足我国食品检测等行业的需求。随着新型甜味剂种类的增多，有必要持续关注相关研究，完善相关甜味剂的检测技术以及标准物质品种，更为有效地监督食品质量，保障食品安全。

基于长光程气室的多组分气体监测系统

闫泽宇, 孙祚, 费宁, 刘涛, 万涛, 刘邦学

2023, 67(9): 49-55. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0240

摘要(144)

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PDF(24)

摘要:
为更好的满足工况环境下多组分危险气体的低浓度范围监测需求，减小测量仪器的体积，提高气体浓度的测量精度，研制了基于怀特池结构的长光程气体吸收池，用于降低仪器的检测限，从而能够探测出低浓度的多组分危险气体。介绍了基于怀特池结构的长光程气体吸收池的设计、工作原理和仿真结果，介绍了光学实验平台的搭建以及红外光源、红外热释电探测器的选型，并在此基础上开展了实验。采用最小二乘法拟合出各个气体的浓度反演模型，使用不同组合的标准气体对模型进行了验证，并计算了实验结果的相对误差。数据结果表明，设计的多组分危险气体在线监测仪器检测限可达5 μL/L，测量误差≤±5%F.S.（满量程），能够满足低浓度多组分危险气体的测量需求。

地铁弓网燃弧特征光谱原位测试及研究

孟海凤, 王萌, 戴源廷, 张俊超, 魏志恒, 熊利民

2023, 67(9): 56-60, 48. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0228

摘要(111)

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PDF(18)

摘要:
为更好地满足我国地铁轨道交通弓网系统动态及性能检测核心项目——弓网燃弧标准检测需求，提高检测的准确有效性，建立了基于光纤光谱仪的弓网燃弧光谱原位测试系统，用于实时测量地铁运行中瞬时不定期发生的弓网燃弧特征光谱。介绍了地铁弓网燃弧光谱原位测试系统的设计及其实验室波长准确性定标，并在此基础上开展了地铁运行现场实时试验。以北京地铁某路线的原位实时测试数据为例，结合列车运行监测参数，提取并分析其弓网燃弧特征光谱。数据结果表明，我国地铁弓网燃弧特征光谱区别于自然太阳光和普通照明光源的显著特征光谱在 220～225 nm，峰值波长在224.6 nm。研究结果对于解决目前国际国内标准与学术文章在光谱特征波长方面的分歧提供了实测数据依据，对我国地铁弓网燃弧监测系统的选型和研制以及标定，均具有重要指导意义。

直流分流器检定装置溯源校准方法探讨分析

朱才溢, 罗颖, 李华, 陈川

2023, 67(9): 61-68, 39. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0258

摘要(103)

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PDF(23)

摘要:
为了确保直流分流器检定装置得到有效溯源，从而保障其以及其量值传递对象直流分流器的计量准确可靠，从而最终保障直流电能计量的准确可靠，梳理并厘清了宽量限、大电流的直流电能溯源关系，介绍了溯源关系链上的各计量器具工作原理，尤其重点介绍了直流分流器检定装置的溯源标准器与溯源校准方法。初步探讨分析了直流大电流以及直流小信号电压精准计量等关键技术，例如精密I/V转换技术以及多斜积分模数转换技术。进行了测量结果不确定度评价示例。所提方法能为实现清洁能源建设提供技术保障，将有助于保证能源交易的公平公正，经过探讨分析，本研究领域有必要更深入研究。

通用示波器计量规程规范述评

梁志国, 商佳尚

2023, 67(9): 69-74. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0226

摘要(139)

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摘要:
综述了现行有效的通用示波器检定规程和校准规范，涵盖模拟示波器和数字示波器，对各自的计量校准和检定项目设置、技术思想以及计量技术特点进行了全面而系统的分析。模拟示波器的计量检定，一直是以屏幕波形的特征值直接读取法来获得其性能指标特性，覆盖输入探头、通道放大器、扫描电路、高压电子枪、阴极射线管显示等各个部分共同作用的结果，其波形稍纵即逝，很难使用屏幕直接读取法以外的方式获得全面有效的计量结果；数字示波器基于A/D采样技术制造，影响其测量性能的部分主要包括输入通道放大器、采样电路、A/D转换器等，与显示部分的性能没有特别关系，测量结果可以永久保存的为采样波形序列，因而既可以通过直接屏幕读取法计量校准，也可以使用电子计算机，以数字信号处理方式获得性能结果。分别从技术指标的全面性与准确度、校准方法与技术手段的难易程度、自动校准手段的适宜与否、所用标准仪器的多寡等几个方面，讨论了两类示波器检定规程及校准规范各自的优点与不足，为上述各个规程规范的使用、修订、完善及后续计量技术研究提供了参考和借鉴。

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