中國煤質(zhì)分析儀器儀表的發(fā)展和遠景規劃

　　我國現代煤質(zhì)分析儀器儀表科學(xué)發(fā)展的未來(lái)需求是確定儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域科技發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)的基礎�，F代煤質(zhì)分析儀器儀表在當今社會(huì )經(jīng)濟活動(dòng)中還發(fā)揮“物化法官”的重要作用。同時(shí)，儀器儀表在試驗教學(xué)、氣象預報、大地測繪、診治疾病、指揮交通、探測災情等社會(huì )生活許多領(lǐng)域都有廣泛應用，需求遍及“農輕重、海陸空、吃穿用”無(wú)所不在。下面主要從未來(lái)10年國民經(jīng)濟、社會(huì )發(fā)展和國防安全的戰略目標，分析儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的未來(lái)需求。

　　(1)國民經(jīng)濟的發(fā)展要改變產(chǎn)品檔次低、技術(shù)含量低、主要靠數量增加的粗放式發(fā)展模式，走以質(zhì)取勝的集約式發(fā)展之路，必須廣泛采用信息技術(shù)，用信息化帶動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是信息技術(shù)的重要組成部分，在實(shí)現“精確工業(yè)”、“精確農業(yè)”……的過(guò)程中有巨大的需求。

　　(2)科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科教興國已成為既定國策。大力加強科研和建立以企業(yè)為主的技術(shù)創(chuàng )新體系，提高自主開(kāi)發(fā)和自主創(chuàng )新能力，儀器科學(xué)技術(shù)必須先行。

　　(3)面對世界超級大國的超強“精確打擊”軍力，為了國防需要，部隊的快速反應能力和武器的精確打擊能力急需提高，對作為軍事上戰斗力的儀器科技同樣有巨大的需求。

　　(4)面對資源短缺，水資源危機、生態(tài)環(huán)境惡劣的嚴峻局面，要保障人民健康和社會(huì )的可持續性發(fā)展，必須加強生命科學(xué)、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括反恐、反毒)、商品質(zhì)檢、臨床醫學(xué)、醫藥科學(xué)等領(lǐng)域的研究和發(fā)展，從而增加對儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的未來(lái)需求。

　　我國煤質(zhì)分析儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展的目標

　　我國煤質(zhì)分析儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的總體目標是：從目前至2020年，必須充分利用我國經(jīng)濟高速發(fā)展和巨大的市場(chǎng)優(yōu)勢，結合測控技術(shù)的深化研究，大力推進(jìn)新技術(shù)、新工藝在儀器儀表中的應用研究，掌握各類(lèi)儀器儀表的設計、生產(chǎn)工藝等關(guān)鍵技術(shù)，滿(mǎn)足國民經(jīng)濟、人民健康和國防安全在生產(chǎn)、科研、應用各個(gè)方面對測量控制與儀器儀表的需求，減少進(jìn)口，擴大出口，使我國儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域科技和產(chǎn)業(yè)總體水平與國際水平差距普遍縮短到3~5年;工業(yè)自動(dòng)化儀表和控制系統、科學(xué)儀器、醫療儀器、電測和計量?jì)x器、各類(lèi)專(zhuān)用儀器儀表、相關(guān)傳感器和元器件及材料等領(lǐng)域約30%的產(chǎn)品達到國際同期先進(jìn)水平，國內生產(chǎn)的儀器儀表在大工程的配套能力達到80%以上。

　　我國煤質(zhì)分析儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域科技研究方向建議

　　從煤質(zhì)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域個(gè)組成部分相互關(guān)系、共性問(wèn)題以及我國國民經(jīng)濟、科學(xué)研究、國防建設、社會(huì )發(fā)展全局進(jìn)行戰略研究，建議學(xué)科領(lǐng)域科技研究方向為：新型傳感器及信息獲取技術(shù);與國家重點(diǎn)工程相配套的過(guò)程控制系統和測控裝備及其系統集成技術(shù);精確制造中的測量控制技術(shù)及儀器儀表;微分析儀器及其關(guān)鍵技術(shù);數字化醫療儀器及其關(guān)鍵技術(shù);基于量子物理的計量標準系統。

　　1.新型傳感器及信息獲取、傳感技術(shù)

　　2.傳感技術(shù)不僅是檢測的基礎，它也是控制的基礎。這不僅是因為控制必須以檢測輸入的信息為基礎;并且是猶豫控制達到的精度和狀態(tài)，必需感知，否則不明確控制效果的控制仍然是盲目的。

　　信息獲取、傳感技術(shù)是儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基礎技術(shù);新型傳感器是發(fā)展高水平測量控制儀器儀表的基礎。傳感技術(shù)已成為制約測量控制儀器儀表發(fā)展的瓶頸。

　　新型傳感器及信息獲取、傳感技術(shù)主要是對客觀(guān)世界有用信息的檢測，它包括有用唄測量敏感技術(shù)、涉及各學(xué)科工作原理、遙感遙控、新材料等技術(shù)、信息融合技術(shù);傳感器制造技術(shù)等。信息融合技術(shù)設計傳感器分布、微弱信號提取(增強)、傳感信息融合、成像等技術(shù)、傳感器制造技術(shù)涉及微加工、生物芯片、新工藝等技術(shù)。

　　3.與國家重點(diǎn)工程相配套的過(guò)程控制系統和測控裝備及其系統集成技術(shù)

　　工業(yè)發(fā)達國家高新技術(shù)儀器儀表產(chǎn)品品種約占總品種的75%，而國內還不到20%。工業(yè)自動(dòng)化儀表和控制系統的儀表品種國內滿(mǎn)足率，一般性工程項目達80%，大型工程項目還不到50%，主要缺少智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動(dòng)化儀表品種。

　　與國家重點(diǎn)工程相配套的過(guò)程控制系統和測控裝備主要解決智能化和高精度、高可靠性、大量程、耐腐蝕、全密封、防爆等有特殊要求的自動(dòng)化儀表品種。主要包括符合現場(chǎng)要求的各類(lèi)傳感器及檢測儀表，實(shí)時(shí)流程分析儀器及在線(xiàn)分析技術(shù)，新型現場(chǎng)控制系統，e網(wǎng)控制系統，以工業(yè)控制計算機、可編程控制為基礎的開(kāi)放式控制系統及先進(jìn)控制技術(shù)，特種測控裝備和測控技術(shù)，系統成套集成技術(shù)等。

　　系統集成技術(shù)直接影響測量控制儀器儀表的應用廣度和水平，特別是對大工程、大系統、大型裝置的自動(dòng)化程度和效益有決定性影響，它是系統級層次上的信息融合控制技術(shù)沒(méi)包括系統的需求分析和建模技術(shù)、物理層裝置技術(shù)、系統各部分信息通信轉換技術(shù)、應用層控制策略實(shí)時(shí)技術(shù)等。在操作人員為多種不同崗位的操作群體情況下，還應包括各近最佳方式監控智能化工具、裝備、系統以達到既定目標的技術(shù)，是直接涉及測控系統效益發(fā)揮的技術(shù)，是從信息技術(shù)向知識經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。智能控制技術(shù)可以說(shuō)是測控系統中最重要和最關(guān)鍵的軟件資源。

　　從目前發(fā)展趨勢看，在企業(yè)信息化ERS/MES/PCS三級節后的計算機測控系統中，軟件的價(jià)格已超過(guò)硬件的3倍。而有關(guān)石化、冶金、電力、制藥行業(yè)中自動(dòng)化測控系統的先進(jìn)控制軟件價(jià)格就超過(guò)系統硬件價(jià)格。智能控制技術(shù)包括仿人的特征提取技術(shù)、目標自動(dòng)化辨識技術(shù)、知識的自學(xué)習技術(shù)、環(huán)境的自適應技術(shù)、最佳決策技術(shù)等。

　　4.科學(xué)煤質(zhì)分析儀器中的為煤質(zhì)分析儀器及其關(guān)鍵技術(shù)

　　5.煤質(zhì)分析儀器是科學(xué)儀器中最重要和發(fā)展最快的組成部分，而為分析儀器包含的微量檢測、微型化、高靈敏度、高分辨率和高智能化內涵，則代表了分析儀器的一個(gè)重要發(fā)展趨勢和技術(shù)水平，在生命科學(xué)、食品安全、環(huán)境保護、公共安全(包括反恐、反毒)、臨床醫學(xué)、醫藥科學(xué)和化工等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應用。微分析儀器及其關(guān)鍵技術(shù)的研究方向包括：

　　(1)開(kāi)展高靈敏度、高分辨率、高性能水平的微結構型傳感器研究，將生物芯片技術(shù)、新型化學(xué)傳感器技術(shù)、多組分(多參數)集成傳感器技術(shù)應用于分析儀器的研制和開(kāi)發(fā)。

　　(2)開(kāi)展煤質(zhì)分析儀器微型化和相關(guān)微根系技術(shù)的研究，重點(diǎn)進(jìn)行微分析儀器使用的共性技術(shù)和新技術(shù)的研究、如微流控技術(shù)、微加工技術(shù)、微檢測技術(shù)、微光源、全電子分光系統、微分光儀、新型芯片等的研究。

　　(3)過(guò)程分析、在線(xiàn)分析使用的煤質(zhì)分析儀器及其關(guān)鍵技術(shù)研究。

　　(4)不同類(lèi)別煤質(zhì)分析儀器聯(lián)用技術(shù)的研究。當復雜基體的微量、痕量物質(zhì)的含量及結構分析對分析對象的分辨能力提出極高的要求，且單一的分離技術(shù)甚至質(zhì)譜分離技術(shù)均已無(wú)法從復雜的信息中分離出所需要的有用信息時(shí)，需要通過(guò)相關(guān)不同類(lèi)別煤質(zhì)分析儀器的聯(lián)用技術(shù)對物質(zhì)的成分、結構、形態(tài)甚至是綜合形態(tài)進(jìn)行分析，以便同時(shí)獲得原子和分子的信息。