萬(wàn)籟俱寂，一根針掉落的聲音很“立體”

當(dāng)我們提及紫外線，說(shuō)起臭氧，很難不想起溫室效應(yīng)和南極冰蓋上空的那個(gè)洞，但這次我們說(shuō)的是另一件事。

這天，霧霾侵襲連云港碼頭，可見(jiàn)度不足1公里，一艘巨輪緩緩靠泊在指定位置，整個(gè)過(guò)程行云流水，容易得像熟練司機(jī)把小轎車停在路邊。

對(duì)于船上和岸上的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程以前無(wú)法想象，但擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、全國(guó)產(chǎn)化的日盲紫外成像技術(shù)，硬是讓龐然大物的導(dǎo)航精度達(dá)到了厘米級(jí)別，靠的就是細(xì)若游絲般的日盲紫外信號(hào)源的成像和定位。

信號(hào)有多細(xì)？

500米外，發(fā)光功率小于節(jié)能燈的萬(wàn)分之一。

神奇：天然暗室里，發(fā)現(xiàn)即目標(biāo)

陽(yáng)光普照，萬(wàn)物生長(zhǎng)。而對(duì)于波段190—285nm的陽(yáng)光來(lái)說(shuō)，地表卻是“禁區(qū)”。

這一波段的太陽(yáng)輻射光信號(hào)，在穿過(guò)大氣層的過(guò)程中，會(huì)被臭氧層完全吸收，再者，臭氧層以下的大氣里，其他組份的散射作用以及地表臭氧，也對(duì)其有吸收作用，這就使得地面附近形成了一個(gè)天然“暗室”——這里幾乎完全探測(cè)不到自然產(chǎn)生的日盲紫外波段的光信號(hào)。

在這片空域里，一旦探測(cè)到了日盲紫外輻射，就說(shuō)明“有情況”。

“地球上如果出現(xiàn)日盲紫外波段內(nèi)的光，通常只有三種情況：其一就是某種非自然的危險(xiǎn)信號(hào)，例如槍支開(kāi)火、炸藥爆炸、火災(zāi)和高壓輸電線漏電產(chǎn)生的電暈等；其二就是人為制造的日盲紫外波段的光源；其三是諸如強(qiáng)閃電之類的異常氣象等?！?江蘇南大五維電子科技有限公司總經(jīng)理潘巍松介紹。

這意味著，如果在“暗室”中測(cè)到日盲紫外信號(hào)，就意味著特定事件的發(fā)生，如導(dǎo)彈來(lái)襲，根本無(wú)需復(fù)雜的圖像處理，“發(fā)現(xiàn)即目標(biāo)”。

世界光學(xué)領(lǐng)域已將該波段的成像技術(shù)以及技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用作為一個(gè)新的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。導(dǎo)彈逼近告警是日盲紫外波段最重要的應(yīng)用之一，美國(guó)已經(jīng)將日盲紫外導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)全面列裝空軍戰(zhàn)機(jī)，核心模塊對(duì)我國(guó)高規(guī)格禁運(yùn)。

據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，此前只有以色列實(shí)現(xiàn)了日盲紫外波段探測(cè)成像技術(shù)的徹底突破。而江蘇南大五維技術(shù)團(tuán)隊(duì)日盲紫外成像技術(shù)的重大突破，使我國(guó)成為繼以色列之后世界上第二個(gè)掌握該項(xiàng)尖端技術(shù)的國(guó)家。

據(jù)介紹，該技術(shù)團(tuán)隊(duì)首次建立了日盲紫外量化評(píng)價(jià)理論BLUP，搭建了世界首個(gè)日盲紫外高精度測(cè)試平臺(tái)。該技術(shù)徹底解決了日盲紫外波段帶內(nèi)靈敏度低、帶外噪聲高的難題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)日盲紫外信號(hào)的高信噪比探測(cè)，同時(shí)徹底屏蔽太陽(yáng)光的影響，使得全天候、高靈敏度探測(cè)和成像成為現(xiàn)實(shí)。

亮點(diǎn)：霧霾困擾中，為港口裝上“望遠(yuǎn)鏡”

為船舶港口霧天靠泊裝上“望遠(yuǎn)鏡”，這一技術(shù)破的不僅是霧，更是民用市場(chǎng)的局。

船舶港口霧天靠泊不僅是中國(guó)創(chuàng)造，也是世界上的首創(chuàng)。由于靈敏度高，該技術(shù)可以在能見(jiàn)度低于400米的霧天精確定位600米外的日盲紫外信號(hào)源，并且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此類信號(hào)源可以在2公里外被成像和定位。

據(jù)交通部發(fā)布的《2014年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，2014年，我國(guó)擁有萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位2110個(gè)，全年全國(guó)港口完成貨物吞吐量124.52億噸。航運(yùn)業(yè)已達(dá)到相當(dāng)發(fā)達(dá)的程度，為GDP總值增長(zhǎng)提供了巨大的推動(dòng)力。但近年來(lái)，霧霾對(duì)港口的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)造成了嚴(yán)重的影響，從上海海事局獲悉，2014年全年，上海的霧霾天氣導(dǎo)致航路及港口能見(jiàn)度不足1000米而帶來(lái)的停航的時(shí)間超過(guò)50天，港口、船只以及相關(guān)行業(yè)人力物力都會(huì)面臨巨大問(wèn)題，航運(yùn)企業(yè)也因此而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

潘巍松告訴記者，“霧霾等惡劣氣候條件下船舶安全入港靠泊是世界性難題，傳統(tǒng)方式進(jìn)行定位導(dǎo)航的模式已經(jīng)不完全適用于能見(jiàn)度低于1000米的霧霾情況?！?/span>

據(jù)介紹，目前針對(duì)船舶霧天引航靠泊的技術(shù)主要有幾種。一是差分GPS技術(shù)，但是GPS存在被黑客挾持的安全隱患，在接受信號(hào)時(shí)容易受到船載大功率無(wú)線電設(shè)備干擾，造成姿態(tài)位置數(shù)據(jù)解算出錯(cuò)；二是可見(jiàn)光高清成像，雖然符合人眼視覺(jué)效果，但會(huì)受到霧氣影響難以看清泊位；三是熱紅外成像技術(shù)，在薄霧環(huán)境下具有出色的破霧成像能力，但在濃霧環(huán)境下受到水汽強(qiáng)烈吸收的影響，其能見(jiàn)度較差，也無(wú)法看清泊位。

相比現(xiàn)有導(dǎo)航定位系統(tǒng)，日盲紫外港口破霧導(dǎo)航技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)、適用于各種復(fù)雜環(huán)境（夜間、惡劣天氣、電磁干擾），能實(shí)現(xiàn)高精度全天時(shí)全天候?qū)崟r(shí)定位導(dǎo)航，能在可視度極低的復(fù)雜環(huán)境中直觀成像，同時(shí)計(jì)算自身的準(zhǔn)確方位和姿態(tài)信息，為現(xiàn)有的定位導(dǎo)航技術(shù)提供了新興發(fā)展方向。

公司與青島港國(guó)際股份有限公司在科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目支持下，于2014年底共同完成船舶破霧引航系統(tǒng)的研制與試用，初步解決了在

霧、霾等惡劣氣候條件下船舶安全入港靠泊這一世界性難題。

目前這一破霧引航系統(tǒng)的精度已提升至厘米級(jí)，響應(yīng)時(shí)間達(dá)到10ms級(jí)（含成像），在夜間、惡劣天氣、電磁干擾等各種復(fù)雜環(huán)境中適用，整機(jī)重量小于5kg，整體功耗不超過(guò)40W。

延伸：電暈檢測(cè)期待取代國(guó)外技術(shù)

年初，“國(guó)網(wǎng)《紫外成像儀技術(shù)規(guī)范》企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)研討會(huì)”在京召開(kāi)，眾多知名專家、學(xué)者以及具備多年電力檢測(cè)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的工程師，共同探討了紫外電力檢測(cè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，他們可能決定著日盲紫外成像技術(shù)另一個(gè)應(yīng)用天地——電力檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。

江蘇紫峰光電科技有限公司（南大五維科技銷售子公司）的CTO李想博士是該標(biāo)準(zhǔn)起草專家之一，他向記者介紹，“紫外檢測(cè)能夠在絕緣體稍有破損的情況下就發(fā)現(xiàn)漏電，相比傳統(tǒng)運(yùn)用紅外、超聲、局放等技術(shù)手段在漏電后期才能檢測(cè)到電暈信號(hào)，具有早期性、預(yù)警性等特點(diǎn)。高靈敏度的紫外檢測(cè)相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)手段而言，在電力檢測(cè)方面具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)?！?/span>

李想所在的技術(shù)團(tuán)隊(duì)是目前國(guó)內(nèi)唯一完全掌握此項(xiàng)技術(shù)的研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)日盲紫外波段的研究也已經(jīng)達(dá)到世界頂級(jí)水平，他們?cè)陔姇灆z測(cè)儀的研究方面已實(shí)現(xiàn)從元器件到生產(chǎn)制造的完全國(guó)產(chǎn)化。

但是，一直以來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)的紫外檢測(cè)依賴于引進(jìn)以色列、南非的紫外設(shè)備，對(duì)國(guó)有設(shè)備重視程度不夠。引進(jìn)國(guó)外儀器面臨著相當(dāng)大的弊端，機(jī)器價(jià)格的昂貴、紫外圖譜的不適用、維修的困難、技術(shù)支持的缺乏給國(guó)家電力安全檢測(cè)的發(fā)展道路帶來(lái)了嚴(yán)重阻礙。

“目前我國(guó)在紫外檢測(cè)方面還沒(méi)有自己的標(biāo)準(zhǔn)和核心技術(shù)，一直沿用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。”李想表示，“即便目前采用國(guó)外的設(shè)備積累檢測(cè)數(shù)據(jù)，因紫外圖譜差異，也無(wú)法與我國(guó)檢測(cè)實(shí)情完全吻合?！彼Ｍ谂c國(guó)家電科院、國(guó)家電網(wǎng)的合作標(biāo)準(zhǔn)中，不斷完善紫外電暈檢測(cè)技術(shù)，讓我國(guó)紫外檢測(cè)從制造到標(biāo)準(zhǔn)都實(shí)現(xiàn)國(guó)有化并能建立全球化的標(biāo)準(zhǔn)，這也將有利于我國(guó)電力及高鐵設(shè)備的出口貿(mào)易的長(zhǎng)足發(fā)展，不再受制于人。

雖然現(xiàn)在電力市場(chǎng)大部分依然依賴進(jìn)口設(shè)備，但是國(guó)有紫外儀器的相關(guān)技術(shù)研發(fā)及生產(chǎn)已經(jīng)展現(xiàn)了快速發(fā)展的勢(shì)頭。自從我國(guó)突破紫外探測(cè)技術(shù)瓶頸，電力檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)完全自主化后，用戶單位的使用門(mén)檻逐漸降低，進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格已經(jīng)大幅下降。

“我們相信伴隨著國(guó)家重視程度的提高和我們技術(shù)人員的全心付出，我國(guó)的檢測(cè)技術(shù)一定能與電力事業(yè)處于同樣耀眼的位置，國(guó)有檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備必將取代國(guó)外技術(shù)?！崩钕胝f(shuō)。

本文來(lái)源：中國(guó)科技網(wǎng)