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计量科普知识

一、水质监测的计量参数 

    水质监测是监视和测定水体中各种污染物的种类、浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。

主要监测项目：

     1、反映水质状况的综合指标：如温度、色度、浊度、pH值、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等。

色度：水质的外观指标，水的颜色分为表色和真色。真色是指去除悬浮物后水的颜色，没有去除悬浮物的水具有的颜色称表色。

浊度：水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。

pH值：溶液中氢离子的总数和总物质量的比。通常，pH<7的溶液显酸性，pH>7的溶液显碱性，pH=7的溶液呈中性。

溶解氧：简写DO，是指溶解于水中的氧的含量，它以每升水中氧气的毫克数表示。溶解氧高有利于对水体中各类污染物的降解，从而使水体较快得以净化。

化学需氧量：简写COD，往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

生物需氧量：简写BOD，在一定期间内，微生物分解一定体积水中有机物质所消耗溶解氧数量。水中有机物含量越多则生物需氧量就越大。

       2、某些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

二、水质监测用计量器具 

1、浊度计：主要测量水质浊度。我国国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中规定生活饮用水浊度不能超过1NTU。

2、酸度计：在日常生活中简称为pH计，被广泛用于净水、自来水、生活用水及各种液体的酸碱度测试。

3、水质监测仪：主要用于测量水中镉、汞等元素含量。

4、水质综合分析仪：主要用于测量水中镉、汞等元素含量。

5、测氰仪：主要用于测量水中氰化物含量。

6、溶氧测定仪：主要用于测量水中氧含量。 

             

图为浊度计

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

三、室内环境检测用计量器具 

1、测氡仪

氡气是天然放射性铀钍衰变系中镭同位素的衰变子体，本身亦具有放射性。国际卫生组织宣布人们所受到的天然辐射中50%是由环境中的氡气造成的。

氡及子体连续测量仪广泛应用于地下工程、矿山井下、旅游山洞、核设施场所、伴生铀矿系以及室内环境氡的测量、卫生监督与放射性检测评价。测氡仪的检定周期为1年。 

                                

测氡仪

2、甲醛测试仪

甲醛是一种无色、具有刺激性且易溶于水的气体。它有凝固蛋白质的作用，其35％～40％的水溶液通称为福尔马林，常作为浸渍标本的溶液。

一般情况下，房屋的使用时间越长，室内环境中甲醛的残留量越少；温度越高、湿度越大、通风条件越好，越有利于甲醛的释放。  

甲醛测试仪是主要用于检测室内甲醛浓度的仪器。甲醛测试仪的检定周期为1年。

甲醛测试仪

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

四、计量与商用大飞机制造 

商用飞机制造是一国制造业水平与综合实力的象征，被称之为“现代工业之花”。

商用飞机和商用发动机的制造技术极其复杂，如整体结构制造技术就包括了：高效数控加工、大型壁板的形成技术和大型壁板精确加工技术、集成的整体结构、复材构件和数字化技术等。一架波音飞机的零部件有上百万个，每个零部件都需要经过极其严格的精密测量。比如控制飞机安全起降要依靠仪表与控制系统不仅需要保证量值的准确，在实际运行中还要保持高可靠性和稳定性；飞机的体形非常庞大，而机仓、机翼、机尾是在不同地方或者不同国家分别生产的，在机体进行总装时要求做到丝毫不差，这就需要借助激光雷达、轮廓仪等先进的测量仪器，这些仪器的准确度，就直接关系到飞机的质量与安全。

    发动机是飞机的心脏，在设计、预研、技术攻关、仿真试验过程中需要反复进行精确测量；飞机上各类航空电子系统在研发、制造、集成、测试和试验中都需要进行量值传递和溯源，以确保飞机的安全运行。

C919飞机名字的含义：C既是China的首字母，也是中国商用飞机有限责任公司的英文缩写COMAC首字母。前一个9取天长地久之意，后面19表明该客机最大载客量190座

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

五、计量与卫星导航 

卫星导航系统包括空间、地面监控和终端接收装置三大部分，核心是空间部分。在空间卫星上，装有时间频率计量标准——原子钟。原子钟产生并保持时间，用来精确计量卫星信号从空间发射到地面接收所经历的时间，并结合卫星已知位置，能够确定地球上某一目标的位置，实现对目标的定位和导航。时间频率计量基准的作用远不止报时和校准，还可以进行大地测绘等。

我国自主研发的北斗卫星导航系统已建成卫星试验系统，使我国成为继世界上除美、俄外第三个拥有自主卫星导航系统的国家。2012年将建成北斗区域卫星导航系统，为亚太地区提供服务。到2020年前后可以全面建成由环绕地球30多卫星组成的北斗全球卫星导航系统，并向全球用户提供高质量的定位、导航、测速、通信和授时服务。

    随着卫星定位技术的出现和不断发展完善，测绘定位技术也在发生革命性的变革，为工程测量提供了崭新的技术。以测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术正逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的卫星定位技术所代替，而定位范围已从陆地、近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法已从静态扩展到动态；定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

 

六、计量与重大建设工程 

国家重大建设工程是培育新兴产业和应用高新技术的主要阵地。在建造长度36km的杭州湾跨海大桥的过程中，海上打桩是头道关键工序。由于受海上气候、地质、水文、环境等复杂因素的影响，定位测量的难度很大，开工后半年里仅打下351根桩，施工进度缓慢。在工程引入国际最先进的GPS打桩定位系统后，不仅测量精度明显提高，打桩也明显提速，由原来每天仅打4-5根桩提升到每天50根桩，确保了大桥按期建成通车。

北京奥运会主会场“鸟巢”是世界上跨度最大的钢结构建筑之一，总用钢量达4.2万吨。其中的钢结构跨度极大，卸载与合拢都十分困难。建设者运用了智能化全站仪、数字水准仪结合GPS等先进计量仪器，建立了高精度三维工程控制网，终于实现了钢结构的精确卸载与合拢，同时创造了世界钢结构建筑施工的奇迹。

先进的计量技术在国家重大建设工程项目中都发挥着关键的作用。从“西气东输”到载人航天，从高铁、大飞机到海洋工程，从核电到重装备制造，计量成为国人实现一个又一个梦想和创造奇迹的主要技术保障。 （来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

七、计量与物联网 

物联网被公认为下一个推动世界高速发展的重要生产力。奥巴马就任美国总统后不久与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，仅有的两名代表之一IBM首席执行官彭明盛首次提出了“智慧地球”的概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。当年，美国就把新能源和物联网列为振兴经济的两大重点。

我国也已把物联网列入“十二五”国家战略性新兴产业发展的重点，并且已经大力推进了射频识别（RFID）、红外感应、GPS、激光扫描器等物联网技术的发展和应用。与物联网关联的主要产品有：温度、湿度、振动、红外、气体、液体等测量传感器、智能网关、网络摄像机、家电总控制器、智能开关、路遥控器、安防探头、电子标签等等，物联网产品检测几乎涵盖了长度、热工、力学、电学、光学、化学、时间等所有计量学领域。计量技术也成为物联网建设和发展的关键，是产业形成和发展的主要基石。 （来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

八、计量与现代农业 

计量技术在现代农业中正得到越来越广泛的应用。比如在“绿色农业”、“物理农业”和“工厂化农业”等现代农业中，借助先进的计量仪器和人工气候等系统，可以实现农业生产环境（如温湿度、光照等）、技术（如营养等）的有效控制，保障农产品的安全，提高土地利用率和生产力，还能避免自然灾害对农业生产带来的影响。

此外，现代生物计量技术的不断发展也有力促进了物种保护以及森林植被、土壤等生态中的生产力提升，同时，对于减少二氧化碳排放和保护环境、物种改良、改善作物营养成分、降低农药残留物质对人体健康影响以及科学种田等都具有十分重要的作用。比如蔬菜中常见的农药残留物包括有机磷、有机氯、氨基甲酸酯类、除虫菊酯类等，这些农药残留物中，有些虽然含量较低，却仍会对人的身体健康产生极其严重的危害，而对农药残留物质，各国都有非常严格的标准和规定，在检测过程中必须使用国家批准发放的农药残留量标准物质，而出口蔬菜还需要使用与出口地规定或标准相一致的标准物质，以保证极微量的农药残留量都能够被检测出。

如今，市民在超市可以购买到的品种繁多的有机蔬菜、绿色水果和无污染农产品，分享现代农业给人民生活带来的美味与安全，而在这些现代农业产物出现的背后，计量发挥出了关键和重要的技术保障。

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）

 

九、计量与国际贸易 

计量是贸易正常开展的基本条件，现代贸易若无计量保证是难以想象的。例如矿石、农产品等经常以“吨”、“千克”等为单位，按重量结算；机械产品、轻工产品经常以“个”、“卷”、“打”等计数单位结算；木材、天然气等商品又以体积类单位“立方米”等结算。这些商品的量必须借助计量器具来确定，计量器具量值的准确与否将直接影响买卖双方的经济利益。计量也是把好贸易中商品质量关的重要保证，任何一种商品的质量都需要用参数指标来评价，例如色度、纯度、疲劳度等，而这些参数指标要依靠计量测试来完成。

在贸易全球化过程中，国际贸易规则也在不断发生新变化。世界市场上成功的交易通常都需要复杂的测量、标准及标准物质作为技术支撑，没有准确一致的计量，将严重阻碍商品进入全球市场。例如我国目前每年的石油进口量已经占全年石油消费总量的55%左右，达到2亿吨以上，而石油进口主要依靠航运或者管道输送，石油的贸易结算也以计量器具出具的数据为准，以每吨平均价格折合6000元人民币计算，假如用于结算的计量器具误差仅1个百分点，就可能使国家要多支出120亿元。

早在2001年，国家科技发展领导小组召开会议，通报有关情况时指出：每年我们国家由于计量手段的落后和标准工作的滞后，给我国出口贸易造成了500亿美元的损失。为了打破国际贸易中的技术壁垒，出口国必须有准确可靠的计量保障，才能保证出口商品的测量数据和检验结果得到进口国的承认和接受。

（来源上海市质量监督局计量知识电子书）