原位監測技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
原位監測技術的實例教程
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成果掠影
近期，中國科學技術大學孫金華教授和王青松研究員團隊與暨南大學郭團教授團隊提出了一種可植入電池內部的多模態集成光纖原位監測技術，在國際上率先實現了對商業化鋰電池熱失控全過程的精準分析與提早預警。該聯合團隊設計并成功研制出可在1000℃的高溫高壓環境下正常工作的多模態集成光纖傳感器，實現了對電池熱失控全過程內部溫度和壓力的同步精準測量，攻克了熱失控極端環境下溫度與壓力信號相互串擾的難題，提出解耦電池產熱和氣壓變化速率的新方法，首次發現了觸發電池熱失控鏈式反應的特征拐點與共性規律，實現了對電池內部微觀“不可逆反應”的精準判別，為快速切斷電池熱失控鏈式反應、保障電池在安全區間運行提供了重要手段。研究成果以“Operando monitoring of thermal runaway in commercial lithium-ion cells via advanced lab-on-fiber technologies”為題發表于《Nature Communications》。
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圖文導讀
圖1.光纖原位監測電池熱失控內部特征及早期預警區間的建立。
圖2.電池熱失控測量的實驗裝置。
展開 該研究的主要作者Tammy Chang說："我們的結果表明，用毫米波檢測方法可以對LMJ進行原位監測。這令人振奮，因為它意味著我們可以取代之前昂貴的高速、高分辨率的光學分辨儀器，實現實時性能評估和反饋控制，以確保高質量的金屬打印零件。"
實時分辨LMJ問題
液態金屬噴射是一種新的3D打印方法，它是通過微小的金屬液滴從一個噴嘴高速發射，由點形成線，由線形成層面，進而可以建立成均勻的零件，方法類似于噴墨打印機。然而，與基于激光的系統相比，LMJ機器不需要使用危險的金屬粉末，因此它們有可能提供一種更安全的手段來達到相同的目的。
隨著噴射技術不斷被開發出新的應用，其性能也受到了更多的正視。事實證明，在某些應用中，確定最佳參數集是很困難的。這主要是由于噴射材料會受到多種因素的影響，從液滴大小和噴射時間，到速度、流速和溫度等。
雖然高速攝像經常被用來分析LMJ的運行情況，但這種方法只能真正用于幾秒鐘，因為由于處理的限制，大量的數據需要幾天的時間來篩選。為了使實時分析更加合理，LLNL團隊因此開發了一種可擴展的方法，它更多地依賴于模擬，而不是捕獲數千兆字節的信息。
△LLNL團隊的實驗性材料噴射監測裝置。圖片來自《應用物理學雜志》。
△模擬的開放式波導結果。所有尺寸的單位是毫米。(a) 矩形波導孔的尺寸，金屬液滴的直徑為d，高度為zD?0，距離波導邊緣的距離為s。wW? 7:11, wL ? 3:56, c ? 3:46, t ? 3:81, h ? 14:26.高度zD ?0，距離波導邊緣的距離s。(b) 開放式波導的瞬時電場大小。開放式波導的瞬時電場大小。(c)當直徑為800微米的液滴位于s ?7, z ? 0時的瞬時電場。
展開 圖6電池放電過程中CO2釋放量的監測圖
(a) 電池放電曲線圖；(b) 電池充放電過程中CO2的釋放曲線圖；(c) 放電過程中12CO2及13CO2釋放曲線圖。
要點：同位素標記法驗證了有機殼層組分（b）及來源（c）：大部分來自于電解液的分解；隨著電流密度的增加，電極表面的分解加劇。
圖7電池充電過程中NaO2氧化過程的監測圖
(a-d) 電池充電過程中NaO2結構演變的HAADF-STEM圖；(e-h) 單個NaO2立方體在充電過程中高度曲線圖圖；(i) 電池放電結束后NaO2顆粒的HAADF-STEM圖。
要點：電池充電時，NaO2結構演變原位監測（a-d）：其氧化過程是由外至內逐步進行的，放電過程形成的殼層結構得以保留（i）。
【小結】
該文章采用原位透射電鏡技術原位監測了Na-O2電池的充放電過程，首次報道了Na-O2電池中NaO2的形核-生長機理；證實了電池充電過程中過氧化鈉的溶解機理；并原位觀測到了過氧化鈉表面殼層的形成過程，闡明了電池低充電效率及循環穩定性的機制，為高性能鈉氧電池的設計指明了方向，提供了新的思路，同時推動了原位電化學透射電鏡技術的發展。
文章鏈接：Operando moni toring of the solution-mediated discharge and charge (Nano Lett. 2018, 18 (2), 1280-1289)
作者：魏清清
來源：材料人
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來源：巖土網用戶藍雨的分享
此外，由于當前成像技術的局限性，生物打印水凝膠支架的評估仍然具有挑戰性，但對于支架設計，制造和縱向研究仍然至關重要。
最近，
薩斯喀徹溫大學
Ning Zhu
博士
/
Xiongbiao Chen
教授
團隊
介紹了
團隊
對水凝膠支架的生物打印的研究以及基于
同步加速器傳播的計算機斷層掃描成像（SR-PBI-CT）的新型無創成像方法的發展，以研究水凝膠支架及其結構的特性原位和體內對環境刺激的反應。
通過嚴格的印刷工藝規程成功地對具有
不同結構模式的水凝膠支架進行了生物印刷，然后在生理環境中通過
SR-PBI-CT進行了成像。受到可控壓縮載荷的影響，對支架的結構響應進行了可視化，并根據由壓縮載荷引起的結構變形進行了表征。隨后將水凝膠支架植入大鼠體內，作為SR-PBI-CT成像的神經導管，獲得的圖像說明了其高相襯度，并經過了進一步處理以進行3D結構重建和定量表征。
結果表明，
支架的設計和印刷條件在印刷的支架結構和機械性能中起著重要作用。更重要的是，
團隊
從SR-PBI-CT獲得的圖像使我們能夠以高成像分辨率可視化水凝膠3D結構的細節。
它證明
了該成像技術在多種生理環境中植入前后植入
3D水凝膠結構的非侵入性原位表征的獨特能力。因此，已建立的成像平臺可以用作組織工程中水凝膠支架的設計和縱向研究的可靠，高精度工具。
相關論文以題為
Noninvasive Three-Dimensional In Situ and In Vivo Characterization of Bioprinted Hydrogel Scaffolds Using the X-ray Propagation-Based Imaging Technique
發表在《
ACS Appl. Mater.
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本文原刊登于Ansys.com：《Revolutionizing Wearable Health Monitors With Ansys Optics in AR/VR and Consumer Electronics》
作者：Kerry Herbert | Ansys高級產品營銷經理
編輯整理：谷晨風 | Ansys高級應用工程師
光學產品、可穿戴健康監測設備與沉浸式技術
結構變形監測與三維實時渲染技術6個月前
以前做結構試驗的時候我常常想，如果我們采集的數據能實時渲染成像有限元軟件那樣的云圖就好了，這樣我的仿真和試驗對比起來更加直觀方便。
限于當時的知識所限，我們拿到采集器和傳感器只是學會了怎么用，具體怎么搞出實時三維可視化是完全沒有概念的。
近年數字孿生的概念比較火，也燒到了我們傳統的結構試驗領域。我們能做仿真，也能做試驗，可是怎么孿生呢？孿生的用途是什么呢？這么好的概念，我該怎么用起來呢？
丙烯是一種常用的工業原料，在許多工業生產過程中都會使用到丙烯氣體，高濃度的丙烯氣體會對工人的健康造成威脅，甚至可能引起爆炸事故。因此在工業生產過程中，準確測量氣體流量可以幫助企業監測丙烯氣體濃度，及時發現問題并采取相應的措施，保障工人的健康安全和生產的穩定性。針對丙烯氣體流量的測量需求，丙烯氣體質量流量計應運而生。
氣體質量流量計是一種用于測量氣體流量和密度的設備
2023年11月18日，由上海市環境監測中心、上海市計量測試技術研究院、上海大學以及中華環保聯合會VOCs污染防治專業委員會等國內近二十家權威科研院所、高等院校、行業協會和優秀的儀器廠商聯手起草制定的全國性團體標準《便攜式揮發性有機物光離子化檢測儀（PID）技術要求及監測規范》（T/ACEF 096—2023）（以下簡稱《標準》）已在全國團體標準信息平臺上正式發布并實施。
《標準》的意義
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成果掠影
近期，中國科學技術大學孫金華教授和王青松研究員團隊與暨南大學郭團教授團隊提出了一種可植入電池內部的多模態集成光纖原位監測技術，在國際上率先實現了對商業化鋰電池熱失控全過程的精準分析與提早預警。
伴隨著設施水產養殖的崛起，設施水產養殖設備獲得迅速發展，各種各樣一個新的裝備儀器設備、水質感應器不斷涌現，其類型、型號規格多種多樣，主要用途各不相同，彰顯了設施水產養殖的美好前景。下面工采網小編和大家一起看看氣體流量傳感器在漁業養殖監測氧氣流量的應用技術方案。
影響水產生物生長的主要是水的溫度、水中含氧量、以及水中其它有害氣體的含量。這些因素在以前只能靠養殖戶憑借經驗來確定,現在隨著傳感器技術的飛速發展
SBAS-InSAR技術的廣州市地面沉降監測
聶運菊 計玉芳 熊 倩
(東華理工大學 測繪工程學院, 江西 南昌 330013)
摘 要：為了研究廣州市地面沉降情況,利用覆蓋廣州地區的34景Sentinel-1A影像數據,基于永久散射體(PS)特征點的短基線合成孔徑雷達干涉測量(SBAS-InSAR)技術進行時序分析,結果表明 ：研究區總體形態呈穩定狀態,研究區域內存在
隨著“無人機+”時代的不斷深入，無人機產業可以應用到各行各業，小到消費級的航拍攝影，大到無人機的行業應用。人們讓無人機搭載高分辨率相機、熱紅外相機、多鏡頭相機等各種傳感器系統獲取數據，從而滿足航拍、巡檢、建模等行業的需求。
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