電表智能計量科研成果斬獲國家科技進步獎二等獎

[2018/1/11]

1月8日上午，中共中央、國務院在北京舉行國家科學技術獎勵大會。華北克拉通破壞、凍土與寒區工程、激光釹玻璃、電能表智能化計量檢定……這些對普通人而言深奧難懂的科技詞匯頻頻出現在獎勵大會現場。獲得2017年國家科技大獎的科研項目究竟在研究啥？取得的研究成果對生產和生活又能產生哪些影響？
　　
　　克拉通破壞理論解密地球科學百年難題
　　
　　克拉通是什么？克拉通是地球上最古老的陸塊，缺乏明顯的火山活動和大地震，因此，傳統上認為克拉通是穩定的。
　　
　　華北克拉通怎么了？華北克拉通發生了大規模的火山活動和大地震，即喪失了穩定性。這是目前經典板塊構造理論所不能解釋的重大地質現象。
　　
　　克拉通為什么會失去穩定性？這一根本問題一直懸而未決，是困擾地球科學家近百年的難題。針對這一難題，中國科學院地質與地球物理研究所通過“華北克拉通破壞項目”的深入研究發現，造成這一重大地質現象的根本原因是克拉通破壞。
　　
　　“想認識地球的整體，需要一個切入點，華北就是一個切入點。”“克拉通破壞項目”帶頭人、中國科學院地質與地球物理研究所研究員朱日祥稱，“我們的團隊歷經20年的艱苦研究，通過區域性問題，認識到了地球大陸板塊的生死演變過程，了解了大陸演化的過程。”
　　
　　“華北克拉通破壞”獲得2017年度國家自然科學獎二等獎。朱日祥介紹，該項目建立了克拉通破壞理論，發現了全球大陸演化的普遍規律，發展了板塊構造理論。該項目是以區域實例研究全球大陸演化的典范，使“華北克拉通破壞”這一區域性科學問題成為全球性的研究熱點，引領了大陸演化研究的方向，提升了中國固體地球科學的國際影響力。
　　
　　立足高原，破解凍土難題
　　
　　凍土，一種含冰的特殊土體。凍結時，它堅固到可以做為建筑物基礎;融化時，它就像一團稀泥，完全喪失承載力。
　　
　　凍土的這種特性讓寒區工程成為一項世界性難題。2017年度國家科技進步獎(創新團隊)，被中國科學院寒區旱區環境與工程研究所凍土與寒區工程研究創新團隊奪得。團隊學術帶頭人程國棟院士說，中國是世界第三凍土大國，且主要為高海拔凍土，溫度接近零度，很不穩定。
　　
　　作為世界上海拔最高、在凍土上路程最長的高原鐵路，青藏鐵路至今保持著全球在凍土區跑得最快的鐵路紀錄，這背后離不開程國棟團隊持續幾十年的耕耘。
　　
　　“發揚‘牦牛精神’，把SCI文章寫在祖國的高寒大地上。”程國棟和團隊立足高原，提出的“冷卻路基”筑路技術和設計參數，解決了青藏鐵路凍土相關的關鍵技術問題。青藏鐵路安全運營12年來，路基穩定，列車時速達到100公里。《自然》雜志評價這項研究成果“具有重要的里程碑意義”，美國的一份研究報告將青藏鐵路列為多年凍土區最好的鐵路工程實踐。
　　
　　另外，程國棟和團隊還解決了我國寒區其他重大工程的相關科技問題。研發的多年凍土區寬幅瀝青路面條件下復合冷卻路基調控關鍵技術，為哈大高鐵、蘭新高鐵等重大工程提供了重要理論與技術支撐。
　　
　　“‘一帶一路’又一次給凍土和寒區工程提供了發展機遇，也提出了挑戰。”程國棟相信，未來國家的凍土和寒區工程需求依然強勁，相關技術研究大有用武之地。
　　
　　激光釹玻璃激光器的“心臟”
　　
　　我們都聽說過激光和玻璃，可什么是激光釹玻璃？激光釹玻璃是一種含有稀土發光離子——釹離子的特殊玻璃，它可以在一定條件下產生激光或放大激光能量，是激光器的“心臟”，也是目前人類所知的地球上能夠輸出最大能量的激光工作介質。
　　
　　數千片大口徑激光釹玻璃在特殊裝置中，可以將微不足道的激光能量放大到“小太陽”的量級，而這個“小太陽”在我國科學家的手中，將為保證國家安全，實現清潔聚變能源的長遠目標，推動宇宙起源等前沿科學研究發揮重大作用。
　　
　　由中國科學院上海光學精密機械研究所研發的激光釹玻璃項目，獲得了2017年度的發明獎二等獎。經過十多年持續攻關，該研究團隊打破了國外技術封鎖，在大尺寸激光釹玻璃批量制造關鍵技術上取得了突破，自主發明并建成了中國首條大尺寸激光釹玻璃連續熔煉線，實現了大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃的批量生產。
　　
　　中國科學院上海光學精密機械研究所研究室主任胡麗麗稱，“激光釹玻璃是全球不可替代的激光材料，我們的研究成果積淀了三代團隊、歷時半個世紀的不懈努力，是集體智慧的結晶。”
　　
　　該項目的研究成果使激光釹玻璃連續熔煉的生產效率提高了十倍，獲得了9項授權發明專利，制定了3個行業標準，創新性強，整體水平達到了國際先進，滿足了國家重大戰略需求，產生了巨大的國際影響。
　　
　　機器換人，電能表檢定迎智能化
　　
　　電能表是電力貿易結算的計量儀器，其準確性關乎百姓家庭支出、企業成本核算。
　　
　　目前，全國運行的電能表超5.13億只，每年檢定量達8000余萬只。傳統人工檢定每天只能完成80只，可靠性僅98%。面對人工檢定存在的資源投入大、人為誤差影響檢定質量、檢定效率低下等缺陷，此前國內外均未找到有效解決方案。
　　
　　獲得2017年度國家科技進步獎二等獎的“電能表智能化計量檢定技術與應用”為電能表檢定插上了“智能”翅膀。
　　
　　來自國網浙江電力公司的黃金娟是該項目完成人。現年50多歲的她是一名生產一線的高級技師，30多年的一線實踐，促使她萌生了“機器換人”、用智能技術推動計量檢定騰飛的想法。歷經3年努力，她帶領團隊建成國內外首套大規模檢定系統，檢定效率提升至每日4700只，可靠性達100%。
　　
　　這項研究成果率先在黃金娟所在的國網浙江公司應用。“年檢定能力達到640萬只，整體效率提升58倍，人員精簡90%以上。”她說，近三年成果產生的經濟效益達1.9億元，累計檢定檢測表計1.8億只，成果以技術標準的形式推廣至全國省級計量中心。
　　
　　更讓黃金娟自豪的是，通過專利許可，自動化檢定裝置和系統已銷往9個國家、40余家表計制造企業，并延伸應用于燃氣表、水表檢測，電能表檢定由人工作業向智能化變革。

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