计量被喻为工农业生产的“眼睛”和“神经”,是科技创新和产业发展的基石,也是制造强国、质量强国建设的重要技术基础。我国开展国家产业计量测试中心建设已有10年,记者在“计量服务新质生产力调研行”活动中了解到,截至目前,全国已有66家国家产业计量测试中心获批筹建,其中23家已通过验收正式成立。
港珠澳大桥工程海底沉管顺利对接,自主研发监测系统打破国外垄断,用“海底天眼”成功破解精度控制难题,突显了中国计量品质;首艘国产大型邮轮顺利出坞,从“静态建造”转向“动态调试”,计量为海工装备投入运营保驾护航;动力电池、智能网联汽车、储供能装置等多个国家产业计量测试中心研发计量测试技术和装备,为促进新能源汽车规模化推广应用、保持世界领先地位贡献计量力量。
智能电网建设:
确保测得准造得精
“只有测得出才能造得出,只有测得准才能造得精”。我国在产业基础能力方面出现的许多短板与“测不了、测不全、测不准”密切相关,因此产业基础薄弱问题的破解需要更先进的计量测试技术、更强的计量能力和更高的测量水平。
在国家智能电网量测系统产业计量测试中心电能表实验室,记者看到,一排排智能电能表正通过自动化检测装置,开展性能检测,实现对每一批智能电能表入网前的严格测试,保证计量准确可靠。
“送到该中心检测的所有智能电能表都没有任何厂家信息,每一个序列代码代表一家企业。对于行业内80余家电表企业都采用第三方加密的方式实现盲样送检。直到智能电能表完成检测并出具检测报告之后,再送至第三方解密,生产企业才能知道检测结果,从而保证检测结果的公平公正。”中国电力科学研究院计量研究所所长郜波介绍说。
智能电网中的量测系统是集智能传感、智能仪表、测量及通信、监测与诊断等技术于一体的智能化计量软硬件系统。因为涉及的内容点多面广,存在着诸多“测不了、测不全、测不准”的问题,国家电网公司于2017年2月16日向原国家质检总局提出筹建国家智能电网量测系统产业计量测试中心申请,2021年1月16日中心通过验收。
该系统是智能电网建设的重要基础设施,可以评估电网设备的健康状况和电网的完整性,实现表计自动抄收、用电信息监测、电能质量分析和有序用电管理等,可以促进能源生产者、电网运营商、消费者的多方互动,支撑大规模电动汽车充换电和新能源接入,辅以灵活的电价政策,激励用户主动地根据电力市场情况参与需求侧响应。
检测重金属含量:
从24个小时到3分钟
在国家先进钢铁材料产业计量测试中心,记者看到了计量如何助力传统产业转型升级。
该中心于2022年1月获批筹建,依托单位钢研纳克检测技术股份有限公司(简称“钢研纳克”)。
“仪器是我们认识世界和改造世界的一种工具,只有看到了才可能做出来。”钢研纳克董事长杨植岗说,计量仪器给科研人员提供“眼睛”,为他们提供看得见的数据。
杨植岗介绍说,中心旨在建成“全溯源链、全产业链、全寿命周期、具有前瞻性”的先进钢铁材料产业计量测试体系,实现先进钢铁材料产品全生命周期相关质量参数测得出、测得准、效率高、测试结果可溯源,且计量器具有保障,从而为先进钢铁材料产业研发、生产、加工、应用、循环利用等全链条提供高水平、系统性的计量测试服务。
“火花原子发射光谱仪,一个电火花打上去,很快就可以把材料成分做出来。从原料取样到成分分析,仅几分钟的时间,一炉钢的成分状况就出来了。”
“原来检测大米的重金属含量就需要24个小时左右,现在通过我们研制的食品重金属分析仪,3分钟就可以检测完成。我们甚至可以将仪器抬到田间地头去工作。”
“传统产业转型升级和战略性新兴产业发展都需要以计量测试技术的准确性、一致性和可靠性为前提,计量技术发展应当面向产业需求并与产业创新发展深度融合。现代化产业体系向综合集成化、数智化、绿色化、量子化的技术方向深度发展要求更高水平的产业计量,全溯源链、全产业链、全寿命周期的计量测试需要更前瞻、更精准、更匹配的技术能力。”杨植岗的介绍充满自豪。
解决“不可检不可测”难题
“计量是航天产业高质量发展的重要基石,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。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。”在国家运载火箭产业计量测试中心,该研究所副所长裴雅鹏表示,计量的快速发展,为解决我国关键核心技术“卡脖子”问题、实现高水平科技自立自强、构建现代化产业体系提供了坚实的基础。
由于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了“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、培育形成了新质生产力,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。
“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……”裴雅鹏自豪地介绍说,中心研制的分子探针光谱仪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……
事实上,无论从智能电网到航空航天,还是从高科技到传统产业,计量已经实现实时在线精准测量和最佳控制,嵌入现代产业体系全链条、全周期、全过程,为服务国家重大工程提供有力支撑。自2013年以来,市场监管总局在全国范围内有计划地开展了国家产业计量测试中心的建设工作,目前通过验收正式成立的国家产业计量测试中心,涵盖领域既涉及装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业和现代服务业,也包括钢铁、乳制品、白酒等传统产业,以产业计量测试中心为核心节点的国家产业计量测试体系正加速形成。