2020年4月1日，印度電子和信息技術(shù)部發(fā)布通告，將12類電子和信息技術(shù)產(chǎn)品納入印度CRS電子和信息技術(shù)產(chǎn)品強制注冊計劃。自2020年10月1日起，以下新增產(chǎn)品需于本體或外包裝上標(biāo)示根據(jù)測試和注冊取得的Standard mark，以便于海關(guān)清關(guān)作業(yè)，過渡期最長為3個月（2021年1月1日）。

燈具產(chǎn)品兩項：燈具通用的獨立式LED模塊、燈串及繩燈；資訊類產(chǎn)品五項：鍵盤、ATM機器、USB接口的外部硬盤驅(qū)動器、256GB以上的USB接口外置固態(tài)硬盤、輸出48V以內(nèi)的外置開關(guān)電源；影音類產(chǎn)品三項：無線耳機、輸入200W以內(nèi)的電子音樂系統(tǒng)、電視機（非等離子/LCD/LED電視）；家電類產(chǎn)品兩項：電飯煲、電磁爐。

澳大利亞RECS與REAS認(rèn)證體系動態(tài)

RECS：2020年3月30日，澳大利亞維多利亞州能源安全局（ESV）發(fā)布更新公告稱，自2020年4月1日起，繼續(xù)接受REAS體系下所簽發(fā)的電子產(chǎn)品安全證書，但證書必須同時符合RECS要求。對于已提交了RECS申請的認(rèn)證機構(gòu)，其頒發(fā)的REAS證書可以繼續(xù)上傳到EESS數(shù)據(jù)庫直至另行通知。

REAS：2020年3月27日，新南威爾士州（NSW）電氣安全監(jiān)管機構(gòu)宣布，自2020年4月1日起，產(chǎn)品標(biāo)簽上除RCM標(biāo)志以外，還需要注明產(chǎn)品證書上的認(rèn)證編號。在2020年4月1日之前，已在EESS數(shù)據(jù)庫中注冊的產(chǎn)品型號不受新規(guī)定的約束，但若證書到期或者需要修改，則需要按照新規(guī)定，取得新證書并在產(chǎn)品上注明認(rèn)證編號。

2020年4月1日，新南威爾士州電氣安全監(jiān)管機構(gòu)宣布新規(guī)定延期，但是并未明確新的生效日期。

沙特?zé)崴黝惍a(chǎn)品實施額外檢測標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)海灣合作理事會標(biāo)準(zhǔn)化組織的通告，沙特標(biāo)準(zhǔn)、計量和質(zhì)量機構(gòu)（SASO）決定對進(jìn)入沙特的熱水器類產(chǎn)品實施額外檢測標(biāo)準(zhǔn)GSO 1858。

具體實施計劃如下：

（1）出口到沙特阿拉伯的熱水器產(chǎn)品，申請G-mark認(rèn)證時，除了滿足已經(jīng)公布的GSO協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60335-2-21外，還必須額外滿足GSO 1858標(biāo)準(zhǔn)。

（2）2020年6月30日后新簽發(fā)的熱水器產(chǎn)品G-mark證書，必須包含GSO 1858標(biāo)準(zhǔn)。

（3）2020年8月31日后未確認(rèn)符合沙特附加要求的熱水器產(chǎn)品不能順利進(jìn)入沙特海關(guān)。

（4）已經(jīng)簽發(fā)的熱水器產(chǎn)品G-mark證書，如果證書上所列的適用國家有包含沙特，則2020年7月15日前必須更新證書以確認(rèn)額外符合GSO 1858標(biāo)準(zhǔn)。

（5）2020年7月15日起，未完成標(biāo)準(zhǔn)更新的熱水器產(chǎn)品的G-mark證書, GSO NB機構(gòu)應(yīng)做暫停處理或更新證書，把沙特從G-Mark證書上所列的適用國家清單中刪除。

疫情影響下多國認(rèn)證監(jiān)管機構(gòu)的最新動態(tài)

國家、地區(qū)或組織 最新動態(tài)印度 印度宣布延長全面封鎖至2020年5月3日。所有政府機構(gòu)停止運作，BIS在此期間關(guān)閉，樣品文件等快遞也因此停滯。澳大利亞 認(rèn)證機構(gòu)在家辦公，項目申請照舊。沙特2020年4月20日，SASO宣布允許接受符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的測試報告，前提是該測試報告的有效期不超過5年。此前，SASO宣布延長在SABER平臺注冊的所有證書的有效期限。對于2020年3月、4月和5月到期的證書自動延期3個月。對于2020年4月至7月提交的申請，工廠檢查延遲執(zhí)行。日本 PSE認(rèn)證目前不受疫情影響，最新動態(tài)將會實時更新。韓國目前還沒有正式通知或宣布關(guān)閉，可以居家辦公。工廠檢查延期，初始檢查只需審核工廠文件，而無需進(jìn)行現(xiàn)場工廠檢查，接受后補進(jìn)行工廠檢查的確認(rèn)信，定期工廠檢查將視情況而定。馬來西亞延長限制令的實施到2020年4月28日。對于產(chǎn)品認(rèn)證計劃（PCS），所有的審核員禁止出差直至進(jìn)一步通知，所有更新自動延期至審核員可以出差；對于送樣測試，4月28日之前，測試暫停；對于標(biāo)簽，4月28日之前，無法購買標(biāo)簽。泰國政府宣布自2020年3月22日起實施為期3周的軟封鎖以對抗Covid-19。TISI審核員在2020年4月30日之前不允許出差。期間，對于需要進(jìn)口緊急貨物的進(jìn)口商，可以通過當(dāng)?shù)販y試向TISI申請臨時批次許可證，工廠檢查豁免。厄瓜多爾 政府官員實行遠(yuǎn)程辦公，因此預(yù)計導(dǎo)致認(rèn)證周期延長。泰國海灣國家1.G-Mark證書更新：認(rèn)證機構(gòu)可以重復(fù)使用之前的測試報告，只要制造商提供認(rèn)證產(chǎn)品沒有技術(shù)改變的聲明。此項新規(guī)定僅適用于在2021年3月31日之前到期的證書。2.更新證書標(biāo)準(zhǔn)：G-Mark證書要求使用最新標(biāo)準(zhǔn)并有24個月的過渡期，對于2021年3月31日之后過期的證書，制造商可以使用原證書直至2021年3月31日。歐亞經(jīng)濟(jì)聯(lián)盟1.對于目前已簽發(fā)的和有效的證書，所有中間檢查(定期維護(hù)）可以推遲到Covid-19情況好轉(zhuǎn)后進(jìn)行。2.所有到期證書無需廠檢和測試即可延期。當(dāng)國家從危險國家列表中刪除，審核將在3個月內(nèi)進(jìn)行。3.需要工廠檢查的系列認(rèn)證臨時叫停。

（以上內(nèi)容由CHCT中家院市場部供稿）

機器人的應(yīng)用可在新型冠狀病毒（COVID-19）爆發(fā)地區(qū)確保醫(yī)護(hù)人員安全

目前意大利臨床醫(yī)生已經(jīng)在使用機器人來檢查意大利受災(zāi)最嚴(yán)重地區(qū)的新型冠狀病毒（COVID-19）患者。機器人配有攝像頭，醫(yī)務(wù)人員可以遠(yuǎn)程觀察病人和病人使用的醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀。機器人的外形設(shè)計（包括友好的面孔和大大的眼睛）可以讓患者放松身心。這種情況下使用機器人不僅可以確保醫(yī)護(hù)人員的安全，還可以減少使用稀缺的醫(yī)用物資比如口罩和防護(hù)服。機器人甚至可以幫助那些能夠熟練使用它的患者與醫(yī)務(wù)人員直接進(jìn)行交流。這款機器人具有60多個傳感器，可以進(jìn)行語言交互、面部識別、語音定位、視頻聊天、規(guī)避障礙和自動充電。

國際電工委員會（IEC）為這些機器人所采用的許多技術(shù)（例如傳感器、電池和半導(dǎo)體）制定了國際標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)合規(guī)評定程序。IEC直屬的技術(shù)委員會（TC47）已經(jīng)針對各種傳感器和這些傳感器中使用的不同組件出版了相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。機器人通常使用電池驅(qū)動，IEC TC 21為所有二次電池和基準(zhǔn)電池推出了國際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)涵蓋安全安裝規(guī)則、電池性能、電池系統(tǒng)性能、尺寸和標(biāo)簽。

IEC和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的信息技術(shù)“聯(lián)合技術(shù)委員會”（ISO/IEC JTC 1）及其幾個小組委員會（SC）聯(lián)合制定了有關(guān)人工智能的國際標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC JTC 1/SC 42可以授權(quán)人工智能領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化，并對IEC和ISO相關(guān)委員會提供指南用以開發(fā)AI應(yīng)用程序。此外，IEC的相關(guān)技術(shù)委員會還制定了硬件組件標(biāo)準(zhǔn)，例如：觸摸屏；音頻、視頻和多媒體系統(tǒng)與設(shè)備。

在對抗新型冠狀病毒的應(yīng)用方面，機器人還有其他用途。最近在《科學(xué)機器人》雜志上發(fā)表的一篇文章表明，機器人是對抗新型冠狀病毒（COVID-19）的有效資源?？梢圆渴饳C器人進(jìn)行消毒，它們還可以運送藥品和食物，測量生命體征等。另外，在當(dāng)前的冠狀病毒大流行的情況下，某些醫(yī)療用品的需求急劇增長，造成醫(yī)療物資短缺情況，比如醫(yī)務(wù)人員需要的個人防護(hù)設(shè)備，測試用鼻拭子，以及呼吸機等。由于供應(yīng)鏈的限制，中國許多生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的地區(qū)已經(jīng)受到大流行的嚴(yán)重影響，因此新興的數(shù)字制造公司正在涌現(xiàn)以填補供應(yīng)缺口。這些制造商正在使用智能設(shè)備、機器人以及3D打印機來開發(fā)醫(yī)用口罩和面罩，鼻拭子以及呼吸機組件。

國際電工委員會官網(wǎng)博客：https://blog.iec.ch/2020/04/robots-keep-medical-staff-safe-in-covid-19-hotspot/.

國際電工委員會IEC 電磁（EM）標(biāo)準(zhǔn)化策略

IEC標(biāo)準(zhǔn)化的主要目標(biāo)之一是幫助電工行業(yè)應(yīng)對電磁（EM）干擾，并將電磁兼容性（EMC）應(yīng)用到各種電氣和電子（EE）設(shè)備中。制定該領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的主要IEC技術(shù)委員會之一最近發(fā)表了一份戰(zhàn)略報告，并得到了IEC標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會（SMB）的批準(zhǔn)。

電磁干擾的原因有很多種：比如，照明就可能會損壞某些電氣和電子設(shè)備并導(dǎo)致這些設(shè)備停止運行。IEC的一項關(guān)鍵任務(wù)是提供相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化要求和測試方法，并將電磁（EM）輻射降低到可接受的水平，并確保電器電子設(shè)備和系統(tǒng)具有足夠的電磁抗干擾能力。幾個IEC委員會和小組推出了與電磁兼容性（EMC）有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，其中有兩個特定的委員會專門負(fù)責(zé)整體電磁兼容性（EMC）、安全和性能測試。一個是IEC TC 77，主要是針對低頻電磁（EM）輻射（低于9kHz）以及低頻和高頻電磁（EM）抗擾度的要求。另一個小組是國際無線電干擾特別委員會（CISPR），負(fù)責(zé)9kHz以上的無線電頻率發(fā)射，重點是針對無線電干擾保護(hù)。CISPR是由IEC的國家委員會和許多國際組織組成的，包括CIGRE（國際大型電氣系統(tǒng)理事會）、EBU（歐洲廣播聯(lián)盟）和ITU（國際電信聯(lián)盟）。

未來新技術(shù)的發(fā)展會逐漸影響電磁兼容性（EMC）的標(biāo)準(zhǔn)化，因為新技術(shù)會影響到電磁（EM）環(huán)境。這些新技術(shù)應(yīng)用的例子包括：隨著工作頻率的增加，對電源技術(shù)和微電子技術(shù)的使用越來越廣泛；另一個是逐步實現(xiàn)智能電網(wǎng)以及隨之而來的通信和信息交換；還有更高頻率的應(yīng)用，例如5G，以及電動汽車的感應(yīng)充電技術(shù)。因此，TC 77已決定開發(fā)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)針對這些新技術(shù)導(dǎo)致的電磁兼容性（EMC）問題。目前，TC 77的一個小組委員會IEC TC 77 B的任務(wù)是制定關(guān)于寬帶射頻場抗擾性的測試標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及5G網(wǎng)絡(luò)。

國際電工委員會官網(wǎng)博客:https://blog.iec.ch/2020/03/iec-strategy-for-em-standardization/.

第5代移動通信技術(shù)（5G）網(wǎng)絡(luò)的輻射測量

5G是最新一代的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。與當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G具有更大的容量以及更快的下載速度，更重要的是，5G可以對包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）在內(nèi)的一系列技術(shù)的新應(yīng)用和擴(kuò)展提供支持，這對行業(yè)來說是一個令人非常興奮的前沿技術(shù)。

IEC技術(shù)委員會（TC）106制定了有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，用以評估人體暴露于電場、磁場和電磁場的測量和計算方法。IEC 62232提供了用于計算無線電通信基站附近的射頻場強度的方法，旨在評估人體暴露于通信基站射頻場中的輻射情況，這個標(biāo)準(zhǔn)考慮了用于5G網(wǎng)絡(luò)的毫米波頻率。TC 106還與國際電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）建立了三個聯(lián)合工作組（JWG），以在不久的將來為5G設(shè)備測試制定國際標(biāo)準(zhǔn)。

JWG 11正在研究計算方法，計算靠近頭部和身體的輻射功率密度。目的是開發(fā)雙重IEC/IEEE標(biāo)準(zhǔn)，用于計算6GHz至300GHz無線通信設(shè)備的功率密度。

JWG 12負(fù)責(zé)測量方法，測量靠近頭部和身體的功率密度。將會制定雙重IEC/IEEE標(biāo)準(zhǔn)，用于測量6GHz至300GHz無線通信設(shè)備的功率密度。

JWG 13正在制定IEC/IEEE雙重標(biāo)準(zhǔn)測量程序用以確定比吸收率（specific absorption rate），該比吸收率是計算人體在暴露于射頻電磁場情況下對輻射能量的吸收（頻率范圍為4MHz至10GHz）。

Michael A. Mullane (2020) - 國際電工委員會技術(shù)?？痟ttps://iecetech.org/Technology-Focus/.

R134a和納米油混合物的蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的實驗研究

制冷和空調(diào)應(yīng)用占全球總能耗的15%，其中大部分制冷和暖通空調(diào)（HVAC）的應(yīng)用涉及蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)。在實際的制冷系統(tǒng)中，一定量的油總是以“制冷劑/油”混合物的形式循環(huán)。即使在裝有“油分離器”的情況下，油進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器也是不能完全避免的，特別是在那些配備有往復(fù)式壓縮機的系統(tǒng)中。

當(dāng)前對于這一問題的研究主要集中在納米顆粒在蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用。研究的目的是了解和確定“納米油”對蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)各種性能參數(shù)的影響，例如制冷量、壓縮機功率、壓縮機排氣溫度以及制冷系統(tǒng)最重要的性能系數(shù)（COP）。通過將氧化鋁（Al2O3）納米顆粒分散在PAG油（聚亞烷基二醇）中來制備“納米油”。之所以選擇氧化鋁（Al2O3）納米顆粒，是因為與其他常用的納米顆粒如氧化銅（CuO）和二氧化鈦（TiO2）相比，氧化鋁具有優(yōu)異的熱物理性能和較低的介電常數(shù)。為比較前面提到的蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)（VCRS）性能參數(shù)，準(zhǔn)備兩種不同混合物，即“R134a/PAG”混合物和“R134a/PAG/Al2O3”（R134a/納米油）混合物。系統(tǒng)分析是在幾個蒸發(fā)器溫度（范圍從-11℃到1℃）以及兩個不同的冷凝器溫度（即30℃和34℃）下進(jìn)行的。該系統(tǒng)的設(shè)置如圖1所示。

本研究的主要發(fā)現(xiàn)總結(jié)如下：

（1）由于Al2O3納米顆粒在PAG油中的混合，系統(tǒng)的性能系數(shù)COP提高了6.5%。

（2）使用R134a/納米油混合的系統(tǒng)比沒使用納米顆粒的情況下的系統(tǒng)制冷能力高，并且在高的冷凝溫度下，制冷能力的提高會更大。

圖1 用于測試納米油性能的實驗測試裝置

（3）向系統(tǒng)中添加納米顆粒會導(dǎo)致冷凝器出口處的過冷度更高，并且發(fā)現(xiàn)在較高的冷凝溫度下其過冷度略高。

（4）在蒸發(fā)器和冷凝器溫度分別為1℃和34℃的情況下，對于R134a/納米油混合物，單位制冷量壓縮機功率最大可降低6.1%。

（5）使用R134a/納米油混合物，壓縮機的排氣溫度略高（最大增值1.5℃）。

Nair et al. International Journal of Refrigeration, vol 112, page 21-36.

液體干燥劑低溫再生與超聲霧化蒸發(fā)冷卻相結(jié)合的實驗研究

建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力很大。當(dāng)前的研究表明，液體干燥劑冷卻是蒸氣壓縮冷卻的有效替代方式。在對新鮮空氣進(jìn)行除濕后，可以將除濕后的水進(jìn)一步用于蒸發(fā)冷卻。然而，從蓄熱器排氣中回收水是一個緩慢的過程，并且不適合用作蒸發(fā)冷卻的供水?；贛aisotsenko循環(huán)（M循環(huán)）的簡單幾何結(jié)構(gòu)，可以使蓄熱式蒸發(fā)冷卻器（REC）的溫度低于濕球溫度，并且還需要在降溫水簾中進(jìn)行額外的水循環(huán)。蓄熱式蒸發(fā)冷卻器（REC）在結(jié)合液體干燥劑除濕器的情況下能更有效運行，并具有巨大的節(jié)能潛力。而且，除濕過程中產(chǎn)生的水可以通過清除空氣的冷凝水在再生器的排氣口回收。由于冷凝水溫度過高且收集速度較慢，因此不適合用作蒸發(fā)冷卻的給水。

為了克服冷凝水溫度高的問題，可以通過超聲波技術(shù)實現(xiàn)蒸發(fā)霧化冷卻來使得干燥劑稀釋液的低溫再生。在這項研究中，基于美國的一項專利（專利號6497107B2，其中M循環(huán)在單個設(shè)備中結(jié)合了熱交換和蒸發(fā)冷卻），制造了一種通過M循環(huán)與超聲霧化器集成以用于液體干燥劑再生的新型再生蒸發(fā)冷卻器。在各種空氣和干燥劑溫度、空氣和干燥劑流速、濕度比和干燥劑濃度下研究了系統(tǒng)的除濕效果。該原型機（如圖1所示）可以進(jìn)一步開發(fā)為成熟的無水干燥劑冷卻系統(tǒng)。

針對M循環(huán)的獨立蒸發(fā)冷卻器和超聲波干燥劑再生器的組合進(jìn)行實驗研究，研究結(jié)論如下：

圖1 測試臺的示意圖（左）和測試臺實物圖（右）

（1）基本結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)最低溫度為19℃的整體濕球效率。濕球效率可通過增加萃取比來改善，但是當(dāng)增加濕度比、進(jìn)氣溫度和溶液流速時，濕球效率保持不變；當(dāng)進(jìn)氣速度、干燥劑濃度和干燥溫度升高時，濕球效率降低。

（2）隨著再生潛力的增加，可通過提高進(jìn)氣溫度而提高濕度效率（也稱為再生效率），當(dāng)進(jìn)氣濕度和干燥劑流量增加時，再生效率保持不變。盡管再生效率有效性隨著干燥劑濃度的增加而增強，但這是由于等效濕度比下降的負(fù)面影響。再生效率隨著進(jìn)氣速度、萃取率和溶液溫度的增加而降低。

（3）低溫干燥劑再生（35～50℃）的除濕速率為0.208～0.619g/s。通過增加空氣和干燥劑的溫度、進(jìn)氣速度和抽氣比可提高除濕率MRR，但是增加進(jìn)氣濕度和干燥劑的濃度會導(dǎo)致除濕率MRR降低。

（4）干燥劑溶液的低溫超聲再生可通過M-Cycle應(yīng)用到無水干燥劑-蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，除濕水可再次用于蒸發(fā)冷卻。

Arun et al. International Journal of Refrigeration, vol 112, page: 100-109.

消聲器設(shè)計問題中評估感應(yīng)噪聲衰減性能的方法

為降低管道內(nèi)部的流動噪聲，消聲器被廣泛應(yīng)用，例如用在車輛排氣系統(tǒng)或家用電器的通風(fēng)系統(tǒng)。在無功消聲器中，當(dāng)消聲器的外部尺寸受到限制時，應(yīng)調(diào)整內(nèi)部隔板最佳放置，以改善主噪聲頻率范圍內(nèi)的噪聲衰減性能。通過最佳設(shè)計的無功消聲器，在實驗和數(shù)值分析中均觀察到了目標(biāo)頻率范圍內(nèi)的高效噪聲衰減性能。但是，通常情況下，設(shè)計最佳的消聲器實際安裝在工業(yè)用管道上時無法降低管道噪音。因此，消聲器設(shè)計者經(jīng)常遇到消聲器單元與安裝在管道上的消聲器的噪聲衰減性能之間的差異。解決這一差異的工作重點應(yīng)集中在實測評估噪聲衰減性能的方法，而不是應(yīng)用前的設(shè)計方法或分析的準(zhǔn)確性。在消聲器單元的聲學(xué)分析和實驗中通常使用三種不同的評估方法：傳輸損耗（TL），插入損耗（IL）和聲級差（LD）或降噪（NR）。因此，需要對消聲器設(shè)計方法和每種評估方法有一個準(zhǔn)確的了解，以便進(jìn)行消聲器優(yōu)化設(shè)計，目的是把消聲器安裝在管道上時能夠有效地衰減目標(biāo)噪聲。

研究比較了三種用于評估消聲器的噪聲衰減性能的方法，提出了一種可用于優(yōu)化消聲器設(shè)計。評估標(biāo)準(zhǔn)是：理論上設(shè)計最佳的消聲器在實際安裝于管道上時是否能夠充分衰減排氣管中的噪音。首先，從基本聲學(xué)方程式中得出TL，IL和LD的數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后比較它們的特殊性。然后，提出了兩個基于拓?fù)鋬?yōu)化的消聲器設(shè)計問題，以最大化傳輸損耗（TL）和插入損耗（IL），并針對相同的設(shè)計條件進(jìn)行了求解。分別使用傳輸損耗（TL）和插入損耗（IL）作為評估噪聲衰減性能的方法，獲得了理論上的“最佳消聲器設(shè)計”，并安裝在管道上，從而比較管道尾管的噪聲水平。

為比較TL和IL，針對消聲器單元設(shè)計提出了兩個針對TL和IL最大化的聲學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化問題，并針對相同的設(shè)計條件進(jìn)行了求解。因為L公式是針對消聲終止條件定義的，所以當(dāng)在管道上安裝最佳設(shè)計的消聲器時，它無法準(zhǔn)確預(yù)測管道內(nèi)的噪聲降低。相比之下，使用IL作為評估方法進(jìn)行最佳設(shè)計的消聲器，只有將排氣管的長度和管道處的阻抗準(zhǔn)確地用于制定的消聲器設(shè)計問題中時，才可以降低安裝在管道上時的管道內(nèi)噪聲。

圖1 優(yōu)化設(shè)計的實驗驗證：（a）通過解決分配體積最小化問題獲得的最佳拓?fù)浞桨福唬╞）與（a）中所示的最佳拓?fù)浞桨赶鄬?yīng)的消聲器實體；以及（c）模擬和實測傳輸損耗（IL）曲線的比較

研究結(jié)論可簡單概括為：如果消聲器在目標(biāo)頻率范圍內(nèi)的噪聲衰減性能僅受其膨脹室的聲學(xué)特性的影響，則可以將傳輸損耗（TL）用作消聲器設(shè)計問題中的評估指標(biāo)。但是，如果消聲器在目標(biāo)頻率范圍內(nèi)的噪聲衰減性能受排氣管長度以及膨脹室聲學(xué)特性雙重的影響，則應(yīng)使用插入損耗（IL）。

為了確認(rèn)使用傳輸損耗（IL）設(shè)計的最佳消聲器的準(zhǔn)確性，提出了在目標(biāo)頻率范圍內(nèi)具有中等傳輸損耗（IL）值的分區(qū)體積最小化問題，并通過實驗驗證了的消聲器（針對寬帶降噪而進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計，參見圖1（c））的噪聲衰減性能。研究結(jié)果將有助于減少消聲器單元與安裝在管道上消聲器的噪聲衰減性能之間的差異。如果將它們與精確計算出的流量分析結(jié)果相結(jié)合，則可以應(yīng)用于暖通空調(diào)（HVAC）領(lǐng)域中的管道降噪問題。

Lee et al. Journal of Sound and Vibration, vol 464.

通過不規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)使本征頻率最大化

輕型結(jié)構(gòu)易受振動的影響，因為與笨重的大型結(jié)構(gòu)相比，小質(zhì)量更容易受到外部影響（例如振動和個體沖擊）。換句話說，輕型結(jié)構(gòu)比重型結(jié)構(gòu)更容易“振動”。減小高幅振動的傳統(tǒng)方法包括增加質(zhì)量和/或增加結(jié)構(gòu)阻尼。但是，這些措施與輕型結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計目標(biāo)的“輕”自相矛盾。

避免共振現(xiàn)象的另一種方法是通過幾何形狀的改變，將本征頻率提高到高于外部激勵頻率。從技術(shù)上來說大多數(shù)輕型結(jié)構(gòu)，例如典型的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，格形結(jié)構(gòu)或用于飛機、建筑物或起重機的鋼梁結(jié)構(gòu)，都具有規(guī)則的周期性幾何形狀。但是，即使它們遵循使用肋、格子和蜂窩的相同基本構(gòu)造原理，自然的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)常常非常復(fù)雜且不規(guī)則?，F(xiàn)有研究表明，本征頻率的增加會大大降低結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。本征頻率最大化對許多技術(shù)應(yīng)用都是非常重要的。

在這項研究中，我們使用一種組合的設(shè)計和優(yōu)化方法來生成不規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)，以研究這一結(jié)構(gòu)的潛力，即：在保持低重量和高剛度的同時比常規(guī)結(jié)構(gòu)具有更高的本征頻率。通過參數(shù)構(gòu)造生成不同程度且結(jié)構(gòu)不規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu)，包括規(guī)則晶格（具有恒定且功能漸變的支桿橫截面）和不規(guī)則晶格。用進(jìn)化策略優(yōu)化算法使第一本征頻率最大化。考慮到與選擇性激光熔化有關(guān)的幾何限制，并且使用鋁（AlSi10Mg）在選擇性激光熔化條件下制造了三個優(yōu)化的晶格結(jié)構(gòu)。使用振動臺在振動實驗中測量這些結(jié)構(gòu)的本征頻率。我們采用的方法可以有效地生成500多個晶格結(jié)構(gòu)。

圖1 本文研究的晶格結(jié)構(gòu)圖示：a)俯視，b)側(cè)面，c)三維

結(jié)果表明，與相同質(zhì)量的規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)相比，通過使用不規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)，第一本征頻率增加了58%。數(shù)值計算得出的本征頻率與實驗結(jié)果吻合得很好。有人認(rèn)為，實現(xiàn)更高程度的結(jié)構(gòu)不規(guī)則性是開發(fā)具有更高第一本征頻率的方案的關(guān)鍵。復(fù)雜的不規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)的生成和修改可用于在優(yōu)化過程中控制輕量級結(jié)構(gòu)的本征頻率。因此，增加本征頻率的可能性是各個設(shè)計概念內(nèi)允許的結(jié)構(gòu)不規(guī)則度的函數(shù)。如果不限制復(fù)雜性和不規(guī)則性的程度，這種方法具有很大潛力。但在3D打印或澆鑄過程中的典型的幾何條件限制下，晶格結(jié)構(gòu)也可以實現(xiàn)重大改進(jìn)但無法最大化。此外還發(fā)現(xiàn)了一些跡象，這些跡象表明可以使用類似的優(yōu)化方法來增加輕型結(jié)構(gòu)的阻尼特性。得出的結(jié)論是，復(fù)雜的不規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)在開發(fā)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)具有很高的潛力，比如改善其振動特性。

使用多個小型諧振器和聲學(xué)超材料的虛擬赫歇爾-昆克（Herschel-Quincke）管

圖1 兩個平行的管道，由薄的剛性分離器隔開，管道1被剛性壁包圍，管道2的管壁被阻抗覆蓋。兩個平行的管道構(gòu)成一個虛擬的Herschel-Quincke管。

赫歇爾-昆克管（Herschel-Quincke tube，簡稱HQ管）可以通過聲波疊加抵消的原理來減少管道傳播的噪聲。其工作原理是基于兩條管道的路徑長度不同，換句話說，兩條長度不同的平行管道之間的相位差導(dǎo)致了聲波互相消弱。在兩個管道的上游和下游連接處反射的聲波會轉(zhuǎn)向其他管道，從而沿相反的方向傳播。最終，它們在接口處被其他入射波或周轉(zhuǎn)波抵消。路徑長度的差異和在連接處的反射是應(yīng)用HQ管的關(guān)鍵。對于常規(guī)的HQ管的管道截面和長度，壁耗很小，可以忽略不計。在平均流量的情況下，壓降非常小，而在某些較窄的頻帶上卻能獲得比較大的噪聲衰減。但是，這種電抗性消音系統(tǒng)的弱點也很明顯，即調(diào)諧需要長的圓形通道，并且僅在狹窄的頻帶上有效。

研究了關(guān)于聲學(xué)超材料在消音器設(shè)計中的實際應(yīng)用，這種消音器會有很高的聲學(xué)和幾何效率，壓降可忽略不計。目的是通過組合諧振、周期性、相位差和阻抗失配的影響，同時實現(xiàn)寬帶衰減和低頻衰減。周期性地加載到管道壁上的多個陣列小諧振器可引起在管道中傳播的聲音擴(kuò)散。這種現(xiàn)象的實現(xiàn)可構(gòu)建虛擬的赫歇爾-昆克（HQ）管系統(tǒng)。主導(dǎo)管分為兩個相同長度的平行導(dǎo)管：一個剛性導(dǎo)管和一個管壁被周期諧振器覆蓋的導(dǎo)管。為了模擬在分散管中傳播的聲音，可以在實現(xiàn)平均流量的情況下分析得出聲音的相速度。此外，虛擬HQ管的衰減條件可以用來建立傳輸損耗（TL-Transmission loss）的準(zhǔn)則，即：選擇合適的設(shè)計參數(shù)并在需要的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)損耗。

設(shè)計的虛擬HQ管系統(tǒng)有9個相同的四分之一波長管諧振器，用來預(yù)測傳輸損耗（TL）光譜，并和實際測試結(jié)果進(jìn)行比較，數(shù)據(jù)表明預(yù)測傳輸損耗和實測損耗結(jié)果吻合良好。隨著流速的增加，衰減量有所降低，但是對于馬赫數(shù)小于0.1的條件下，一般的光譜特性都能得以保持?；谙嗤脑?，將聲學(xué)超材料（AMM-Acoustic Metamaterials）應(yīng)用于實際的消音器設(shè)計中，可以在給定的小空間內(nèi)實現(xiàn)中低頻的寬帶降噪。測試了具有26個AMM單元的虛擬HQ管，其中一個單元由3種類型的四分之一波長管諧振器組成。實驗很好地驗證了對傳輸損耗（TL）的預(yù)測。結(jié)果表明，對于230～1000Hz的寬頻率范圍，傳輸損耗（TL）至少為5dB（分貝）。由于AMM附著層而導(dǎo)致的附加體積僅為40%，而傳輸損耗（TL）卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于具有相同剩余體積的簡單膨脹室或耗散消音器的傳輸損耗（TL）。

Kim et al. Journal of Sound and Vibration, vol 466.

通過光伏機制將散發(fā)的熱輻射轉(zhuǎn)換成電能

1824年，一位名叫薩迪·卡諾（Sadi Carnot）的28歲的法國工程師發(fā)表了一篇如今廣受贊譽的論文，試圖解釋如何有效地將熱量轉(zhuǎn)化為功。卡諾為我們對熱力學(xué)的現(xiàn)代理解奠定了基礎(chǔ)，但他也隱含地確定了能量回收和收集的途徑，這可能被證明是21世紀(jì)應(yīng)對氣候變化的重要組成部分。卡諾的同名循環(huán)表明，在任何能量轉(zhuǎn)換過程中，總有一些熱量被排到冷池中——通常是周圍環(huán)境。僅在美國，消耗的能源的61%就以這種“浪費”熱量的形式被丟失了。但是，這種廢熱實際上并不需要損失。原則上，可以通過驅(qū)動另一個能量轉(zhuǎn)換設(shè)備發(fā)電來將其回收。2020年3月20日，Davids等人在《科學(xué)》提出并實施一種將低溫?zé)崃恐苯愚D(zhuǎn)化為電能的方法。

回收運輸發(fā)電和工業(yè)過程中排出的熱量，推動了固態(tài)材料和器件領(lǐng)域的廣泛研究。很大一部分廢熱以輻射的形式損失，以長波和中紅外（IR）波長的不相干的寬帶電磁波發(fā)射。將這種熱輻射轉(zhuǎn)換為電是該研究領(lǐng)域中一個充滿挑戰(zhàn)的子集。特別是，熱光電裝置已顯示出可通過光伏機制將發(fā)出的熱輻射轉(zhuǎn)換成電的巨大希望。通過使用光子學(xué)方法和近場效應(yīng)，在熱光電領(lǐng)域取得了實質(zhì)性進(jìn)展。但是，這些系統(tǒng)通常集中在高溫源（＞1000℃）上，而在美國超過95%的熱量浪費（以及85%的相關(guān)工作潛力）低于400℃。較長波長熱輻射的直接轉(zhuǎn)換帶來許多挑戰(zhàn)，例如較低的入射光子通量和有效的低帶隙半導(dǎo)體的有限可用性。一種替代方法是使用整流天線，該整流天線在較低能量的微波頻率下具有廣泛的應(yīng)用。在這些設(shè)備中，入射的振蕩電磁波被天線狀結(jié)構(gòu)吸收，并驅(qū)動直流電流通過快速二極管。在較高的頻率下，金屬-絕緣體-金屬配置的超快直接隧道二極管帶來希望，但是在與IR熱輻射相關(guān)的小電壓下，隧道二極管所需的大不對稱性仍然是障礙。

圖1 ：來自低溫?zé)嵩吹募t外（IR）輻射通常會被浪費掉，但是某些專用設(shè)備可以將這種輻射轉(zhuǎn)換為電能。雙極半導(dǎo)體隧道二極管通過光漏斗和光促進(jìn)電子隧穿的組合來實現(xiàn)這一點。

Davids團(tuán)隊?wèi)?yīng)對這一挑戰(zhàn)并展示了一種雙極型金屬氧化物半導(dǎo)體隧道結(jié)二極管，該二極管將電磁波譜（7～14 μ m）的長波IR部分中的入射光子轉(zhuǎn)換為電。入射電磁波通過光柵耦合到電磁模式，該電磁模式將光強烈地限制在金屬光柵和摻雜硅基層之間的3～4nm的二氧化硅阻擋層中（如圖1所示）。強的電磁場集中度驅(qū)動電子從摻雜的P型硅進(jìn)入金屬并到達(dá)N型硅部分的光子輔助隧穿。盡管整個過程與光生伏打系統(tǒng)具有表面相似性，因為它使用了PN結(jié)，但電流是由兩個金屬氧化物半導(dǎo)體二極管之間的光子輔助隧穿而不是耗盡區(qū)產(chǎn)生的。作者使用全球標(biāo)準(zhǔn)的互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）平臺可實現(xiàn)該技術(shù)最終所需的規(guī)?；?/p>

Paul S. Davids et al. Science, vol.367, Issue6484, pp.1341-1345.

原位核磁共振NMR計量揭示了氧化還原液流電池中的反應(yīng)機理

大規(guī)模儲能對于平衡可再生能源的生產(chǎn)和消耗變得越來越重要。由廉價且可持續(xù)的氧化還原活性材料制成的有機氧化還原液流電池是有前途的存儲技術(shù)，與釩基電池相比，該技術(shù)便宜且對環(huán)境的危害較小，但它們的壽命較短且能量密度較低。因此，需要在分子水平上基本理解以提高性能?！蹲匀弧?020年3月報告了兩種用于研究氧化還原液流電池的原位核磁共振（NMR）方法，這些方法適用于兩種氧化還原活性電解質(zhì)：2,6-二羥基蒽醌（DHAQ）和4,4'-（（（9,10-蒽醌-2，6-二基）二氧基）二丁酸酯（DBEAQ）。在第一種方法中，當(dāng)液體電解質(zhì)流出電化學(xué)電池時，監(jiān)測其1H NMR位移的變化。在第二種方法中，觀察到整個電化學(xué)電池中正負(fù)極同時發(fā)生的變化。使用體磁化變化（通過水共振的1H NMR位移觀察到）和醌共振的1H位移的線展寬作為電荷狀態(tài)的函數(shù)，測量了兩個單電子對的電勢差，確定和量化還原和氧化物種之間電子轉(zhuǎn)移的速率，并確定自由基陰離子上未成對自旋的電子離域化程度。這些NMR技術(shù)使電解質(zhì)分解和電池自放電得以實時研究，并顯示DHAQ通過反應(yīng)進(jìn)行電化學(xué)分解，該反應(yīng)可通過限制充電電壓來最小化。這些NMR方法在理解流動和其他電化學(xué)系統(tǒng)中廣泛的氧化還原過程中將廣泛應(yīng)用。