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自然资源部国家海洋标准计量中心:传承发展“

发布日期: 2020-10-30 11:33
 

  5月20日是第20个世界计量日。今年的主题是“国际单位制(SI)——根本性飞跃”,蕴含着时代的变迁、计量的变革。

  孟子云:“不以规矩,不成方圆。”苏联科学家门捷列夫说:“没有测量就没有科学。”计量关系国计民生,从“身为度,称以出”的古代度量衡,到工业生产、科技创新、社会经济发展的重要技术支撑;从日常生活到海洋科技,计量以其独特的广泛性、社会性,时时刻刻都发挥着重要作用,被喻为工业生产的“眼睛”,技术创新的“种子”,商业贸易的“基石”。

  海洋计量工作,旨在实现全国海洋计量单位制的统一和量值的准确可靠。作为国家计量体系和海洋公共服务事业的重要组成部分,海洋计量是控制海洋调查、观测、监测、检测数据质量的重要技术基础,也是实现海洋强国的关键支撑和保障。

  在世界计量日到来之际,本文回眸了我国海洋计量从无到有的发展历程 ,以及一代代海洋计量人为此所付出的心血。

  在天津,有这样一所国家级法定计量检定机构,它身处繁华,却远离尘嚣,以严谨的科学态度和精益求精的科学精神,影响着我国海洋科学和海洋事业的发展,为提升我国海洋计量国际话语权做出了巨大贡献。它就是自然资源部国家海洋标准计量中心(简称“标准计量中心”)。

  计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。进入21世纪,计量成为国家核心竞争力的重要标志之一,是重要的国家质量基础,是创造质量和控制质量的重要手段。诞生于20世纪50年代末期的海洋计量工作,作为国家计量体系的重要组成部分,在助力海洋强国建设、实施“一带一路”倡议中发挥着十分重要的支撑和保障作用。

  标准计量中心自建立以来,经过30多年的持续发展,基础建设和计量检测能力逐步提高,检测业务范围和服务地域逐步拓展。

  回望往昔,中国海洋计量技术的每一次进步,无不是在挑战中实现跨越,赌博网!在艰辛中铸就辉煌。几代海洋计量人始终以发展海洋事业为己任,缔造出海洋计量技术从弱到强的辉煌历史,谱写了一曲曲自强不息、砥砺前行的壮丽凯歌。

  海洋颠倒温度表检定装置静静地伫立在标准计量中心海水温度校准室里的一角,似在无声地诉说着海洋计量的历史。

  追本溯源,海洋计量是为海洋仪器设备而“生”。1958年,正值我国开展海洋普查,科研人员在海上测量海水温度、盐度和深度的仪器分别是闭端颠倒温度表、氯度滴定管和钢丝绳绞车。为统一温盐深要素的量值,我国攻关研制出中国标准海水和闭端颠倒温度表检定设备,并制定了检定规范。

  之后,世界上发达国家陆续研制出温盐深测量设备、抛弃式温深计、声学海流计等。为适应海洋事业发展需要,国家海洋主管部门于1969年组织开展了声学多普勒海流计、温盐深计等新型仪器的研制工作。

  为了承担仪器研制成果的鉴定验收,1972年4月,海洋仪器鉴定室成立,这是标准计量中心的前身。由此,第一代海洋计量人开始研制专业和规范的温盐深计量检定装置,拉开了海洋计量事业发展的帷幕。

  自组建海洋仪器鉴定室起就在这里工作的标准计量中心原工程技术带头人秦嗣仁回忆说,当时鉴定组成员仅有6个人,他负责海洋温度、深度/压力仪器的计量检定。科研办公条件非常简陋,国内使用的仍然是1958年研发的检定设备。

  在秦嗣仁的记忆里,1974年的检定设备出现了质的飞跃,我国自主研发的第一台颠倒温度表检定设备面世。新设备有2500米、6000米、10000米3种型号。

  1975年,原国家海洋局海洋仪器检定计量总站成立。据秦嗣仁回忆,总站承担的第一个进口仪器设备检定任务是验收进口的250支开、闭端颠倒温度表。利用新研制的颠倒温度表检定设备,检测发现2/3不合格。检定结果成为该批设备成功获赔的最重要依据。

  后来,总站又完成了进口的量热式温度计、温盐计等验收任务。1976年之后,颠倒温度表检定设备年检定量近1万支。1978年,2500米深颠倒温度表检定设备获得全国科技大会奖。

  1984年是海洋计量史上具有里程碑意义的一年。这一年的12月,国家海洋计量站成立,开展海洋计量管理、检定、仲裁、认证及监督。国家海洋计量站青岛分站、上海分站、广州分站同时成立。

  标准计量中心原高级工程师田锐从事海水盐度专业计量42年,见证了几代海洋计量人为实现蓝色梦想的奋斗历程。忆往昔他坦言道:“可以用‘一穷二白’4个字来概括。”

  1972年12月,田锐被分配到新组建不久的鉴定室工作。“对于海水盐度计量标准研究,我们可以说是白手起家,既没有规程也没有方法可循,对外也没有开展服务的能力。”他师从鉴定室的一位前辈,从配置硝酸银标准溶液和海水氯度分析原理学起,参与研究电位滴定法分析海水盐度。很快,他们的付出就收获了显著成效。

  田锐至今仍清楚地记得他参加的第一次海水盐度计验收任务。“当时,我们要验收一台从日本进口的感应式实验室盐度计,利用电位滴定分析技术,验收设备合格。”

  1982年是海水盐标发展的里程碑。联合国教科文组织会同国际海洋考察理事会、海洋研究科学委员会、国际物理海洋科学协会发布通知,要求从1982年1月1日起,在全世界推行新盐标,采用新的定义和海洋学常用表。“这意味着,新的盐度定义彻底解除了氯度和海水盐度的关系,直接建立了海水电导率与盐度的关系。”田锐解释说。

  为新盐标在中国的执行和推广,经过十余年的不懈努力,计量总站在复现“78盐标”的基础上,取得了丰硕的科技成果。1983年,计量总站又成功研制了“JDC1-1型精密电导率比测量装置”和“重量稀释”等配套技术,测量结果的准确度与国际水平相当,解决了采用重量稀释法对高精度电导率盐度计的检定技术问题。该成果标志着为复现“78盐标”、完成海水实用盐度的量值传递体系提供了可靠的标准装置及技术保障。

  1986年,标准计量中心完成了“中国系列标准海水”研制任务,为开展实验室或船用盐度计检定和现场校准服务提供了技术手段。

  1988年,原国家计量局为总站颁布了海水盐度标准装置等5项计量标准合格证书和社会公用计量标准证书。至此,标准计量中心正式承担我国标准海水和各种盐度计的检定服务。

  1995年,标准计量中心完成了“KCl标准溶液制备工艺和建立复现设备”研制任务,复现准确度达到国际同等水平,成功解决了我国建立海水实用盐度基准的关键技术,使我国在该项领域的研究迈入先进国家行列。2003年,该中心又完成了“中国一级标准海水”研制。经过专家考核评议,其制备工艺和特性量值符合《一级标准物质》国家计量技术规范要求,可替代国际标准海水,现已广泛应用于海洋调查和海洋科学研究中。

  至此,标准计量中心建立了我国海水实用盐度量值传递体系,使海水盐度这一参量成为该中心最有特色的计量标准,也使中心成为中国乃至亚太地区海水盐度量值传递的最高权威机构。

  5月10日上午,在温度仪器校准实验室内,工作人员正在对送检的一批温盐深测量仪的温度进行校准。

  工程师康莹坐在电脑前,熟练地操作着校准软件系统。桌子前方是两个直径1米左右的恒温槽,它可以高精度模拟不同的海洋温度环境。

  被校准的温盐深测量仪放在恒温槽里,槽中海水温度每降低5℃,电脑显示器上就会自动读出被校仪器测量的数值。康莹记录下被校仪器测量的温度值,再与标准温度值进行比对,最后调整被校准仪器的参数,确保误差值在合理范围内。

  “温盐深测量仪是开展海洋及其他水体调查的必要设备,在目前海洋科考中较为常见。”高级工程师朱海庆说。

  1997年,朱海庆刚到标准计量中心工作时,就是每天在这个实验室里做温盐深仪器校准。那时,设备自动化水平和工作环境远不及现在。“我刚来时,温盐深检测设备还是上世纪80年代老一辈计量工作者自主研发的,操作设备都需要手动完成,而且设备工作时需要人一直看着。现在,设备自动化水平高了许多,有些设备甚至可以通过手机软件远程控制。”

  当年,恒温槽噪声非常大,做实验时发出轰隆隆的响声。“就像一台不停转动的洗衣机。”2000年,标准计量中心投入经费用于设备升级改造,朱海庆和同事们自主设计制作了高精度海水恒温槽。新恒温槽的温场均匀性达到了0.0005℃,提高了校准能力,同时测温终端、检测系统等操作程序也得到了简化。“恒温槽接口处采用磁耦合技术,实现了噪音最小化。”朱海庆说。

  在实验楼前的平房时,工程师赵卓英带记者参观了全自动化的标准海水生产线米长的生产线能自动完成水瓶清洗、灌装海水、封口等全套流程。在完成“中国一级标准海水”研制后,该中心随后自主设计研发了这条自动化生产线。

  一瓶瓶罐装海水主要供应给科研院所和基层海洋台站,每年供应量在4000瓶左右。赵卓英说:“在没研发出一级标准海水前,国内用户只能购买英国的罐装海水,我们则为用户节省了2/3的成本。”

  对于赵卓英来说,2010年建成的恒温恒湿实验室是实验室升级改造的代表。恒温恒湿实验室采用动态补充平衡原理和计算机智能控制技术,使实验室温度常年保持在20±1℃,相对湿度保持在40±2%。“温度湿度恒定的环境,有助于海洋仪器检定、校准结果的准确性。”赵卓英说。

  1978年~1990年,老一辈计量工作者制修订出台了《电极式盐度计》《感应式盐度计》《温盐深测量仪》《标准海水》等多项计量检定规程。在朱海庆、康莹、赵卓英等新一代计量工作者的努力下,2010年后,修订的《电极式盐度计》检定规程,制定的《海水电导率测量仪检测方法》行业标准、《海水声速仪校准方法》等多项规程、标准、方法从标准计量中心走向全国,使得该中心的海洋温盐深测量仪器校准水平处于国内领先、国际先进水平。

  秦嗣仁、田锐等老一辈海洋计量工作者在退休十余年后仍然心系海洋计量事业的发展和传承。秦嗣仁说:“中心一代代海洋计量人要始终牢记计量事业是一项伟大的事业,要做好计量科学技术的传承,还要做好计量文化和精神的传承,把特有的计量精神和价值理念传承下去。”

  在朱海庆、康莹、赵卓英入职时,从最简单的连接设备电源线开始,都是老一辈计量工作者手把手教他们入门,再逐渐成长为业务骨干。对于他们来说,老一辈人传承下来的是精益求精、作风严谨、追求真实的科研精神和吃苦耐劳的宝贵品质。

  “34.9683℃、34.9678℃……”记者在实验室电脑上看到每一个温度值,都精确到小数点后4位。康莹说:“我们工作越认真细致,海洋调查仪器获取的数据就越真实、可靠。”

  标准计量中心在进口仪器验收中经常发生质量索赔问题,对方也提出质疑,并到中心座谈、考察。校准人员在实验室采用不同的实验组合方式向对方反复验证测试,提供翔实的数据分析,令对方最终信服,并对他们的工作予以认可。如今,中心已然成为国际海洋仪器界非常认可的校准技术机构。

  近年来,送检校仪器数量增长速度飞快,从10年前的每年300多台,到现在的每年1000多台,检测人员的工作量也随之增长。面对繁重的工作,大家没有怨言,齐心协力用行动践行着“方法科学、行为公正、作风严谨、服务高效”的服务承诺。2018年10月20日,正在进行温盐深校准的恒温槽搅拌部件发生故障,穆明华和赵卓英迅速排查原因。当穆明华从槽底排除故障出来时已是满头大汗,裤子上油迹斑斑。同年11月22日~30日,在中国、日本和澳大利亚三方开展温盐深测量仪校准比对的关键时期,校准人员连续5天奋战到晚上9点。为了满足客户的需求,减少高精度盐度计送校运输过程中的风险,康莹作为盐度计量标准负责人,经常奔波于青岛、上海、广州、厦门、防城港等地,为客户提供上门服务。从事计量工作15年的王聪,心细、负责已经成了他的标签。作为化学仪器校准工作的负责人,经常能看到他在实验室忙碌的身影。新上岗的压力计量标准负责人于小焱,在经过培训上岗后,很快熟练掌握了压力校准基本技能,并独自承担了90%以上压力仪器的校准工作。验潮仪计量标准负责人朱丽萍独自承担了验潮仪的校准工作,为了安装仪器,她需要站在10米高的验潮井上来回调整安装沉重的仪器,还要提防被钢丝绳刺伤手。

  康莹说:“未来,我们要将老一辈计量人的科研精神品质传承给青年计量工作者,带领他们积极开拓进取、不断创新,推动海洋计量工作实现新跨越。”

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