萬籟俱寂，一根針掉落的聲音很“立體”

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

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

對于船上和岸上的人來說，這個過程以前無法想象，但擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、全國產(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)到了厘米級別，靠的就是細(xì)若游絲般的日盲紫外信號源的成像和定位。

信號有多細(xì)？

500米外，發(fā)光功率小于節(jié)能燈的萬分之一。

神奇：天然暗室里，發(fā)現(xiàn)即目標(biāo)

陽光普照，萬物生長。而對于波段190—285nm的陽光來說，地表卻是“禁區(qū)”。

這一波段的太陽輻射光信號，在穿過大氣層的過程中，會被臭氧層完全吸收，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，也對其有吸收作用，這就使得地面附近形成了一個天然“暗室”——這里幾乎完全探測不到自然產(chǎn)生的日盲紫外波段的光信號。

在這片空域里，一旦探測到了日盲紫外輻射，就說明“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信號，例如槍支開火、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”中測到日盲紫外信號，就意味著特定事件的發(fā)生，如導(dǎo)彈來襲，根本無需復(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)的開發(fā)應(yīng)用作為一個新的競爭熱點。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)，核心模塊對我國高規(guī)格禁運。

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

據(jù)介紹，該技術(shù)團(tuán)隊首次建立了日盲紫外量化評價理論BLUP，搭建了世界首個日盲紫外高精度測試平臺。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，實現(xiàn)了對日盲紫外信號的高信噪比探測，同時徹底屏蔽太陽光的影響，使得全天候、高靈敏度探測和成像成為現(xiàn)實。

亮點：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，更是民用市場的局。

船舶港口霧天靠泊不僅是中國創(chuàng)造，也是世界上的首創(chuàng)。由于靈敏度高，該技術(shù)可以在能見度低于400米的霧天精確定位600米外的日盲紫外信號源，并且經(jīng)過實驗驗證此類信號源可以在2公里外被成像和定位。

據(jù)交通部發(fā)布的《2014年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2014年，我國擁有萬噸級及以上泊位2110個，全年全國港口完成貨物吞吐量124.52億噸。航運業(yè)已達(dá)到相當(dāng)發(fā)達(dá)的程度，為GDP總值增長提供了巨大的推動力。但近年來，霧霾對港口的生產(chǎn)運營造成了嚴(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)致航路及港口能見度不足1000米而帶來的停航的時間超過50天，港口、船只以及相關(guān)行業(yè)人力物力都會面臨巨大問題，航運企業(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)不完全適用于能見度低于1000米的霧霾情況?！?/span>

據(jù)介紹，目前針對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，在接受信號時容易受到船載大功率無線電設(shè)備干擾，造成姿態(tài)位置數(shù)據(jù)解算出錯；二是可見光高清成像，雖然符合人眼視覺效果，但會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)境下受到水汽強烈吸收的影響，其能見度較差，也無法看清泊位。

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、適用于各種復(fù)雜環(huán)境（夜間、惡劣天氣、電磁干擾），能實現(xiàn)高精度全天時全天候?qū)崟r定位導(dǎo)航，能在可視度極低的復(fù)雜環(huán)境中直觀成像，同時計算自身的準(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。

公司與青島港國際股份有限公司在科技成果轉(zhuǎn)化項目支持下，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，響應(yīng)時間達(dá)到10ms級（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40W。

延伸：電暈檢測期待取代國外技術(shù)

年初，“國網(wǎng)《紫外成像儀技術(shù)規(guī)范》企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫研討會”在京召開，眾多知名專家、學(xué)者以及具備多年電力檢測行業(yè)經(jīng)驗的工程師，共同探討了紫外電力檢測的技術(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)另一個應(yīng)用天地——電力檢測的發(fā)展趨勢。

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)運用紅外、超聲、局放等技術(shù)手段在漏電后期才能檢測到電暈信號，具有早期性、預(yù)警性等特點。高靈敏度的紫外檢測相對于傳統(tǒng)檢測手段而言，在電力檢測方面具有更強的優(yōu)勢?！?/span>

李想所在的技術(shù)團(tuán)隊是目前國內(nèi)唯一完全掌握此項技術(shù)的研究團(tuán)隊，對日盲紫外波段的研究也已經(jīng)達(dá)到世界頂級水平，他們在電暈檢測儀的研究方面已實現(xiàn)從元器件到生產(chǎn)制造的完全國產(chǎn)化。

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

“目前我國在紫外檢測方面還沒有自己的標(biāo)準(zhǔn)和核心技術(shù)，一直沿用國外標(biāo)準(zhǔn)?！崩钕氡硎?，“即便目前采用國外的設(shè)備積累檢測數(shù)據(jù)，因紫外圖譜差異，也無法與我國檢測實情完全吻合。”他希望在與國家電科院、國家電網(wǎng)的合作標(biāo)準(zhǔn)中，不斷完善紫外電暈檢測技術(shù)，讓我國紫外檢測從制造到標(biāo)準(zhǔn)都實現(xiàn)國有化并能建立全球化的標(biāo)準(zhǔn)，這也將有利于我國電力及高鐵設(shè)備的出口貿(mào)易的長足發(fā)展，不再受制于人。

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

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

本文來源：中國科技網(wǎng)