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应用篇（上）
1 移动实验室主要功能和应用领域
1.1 移动实验室的主要功能
移动实验室不同于传统意义上的固定实验室，主要应用于现场检测、在线监测和实时监测方面。从这个意义上讲，移动实验室可以认为是固定实验室功能的延伸，在移动实验室获得能力认可的前提下，它还可以作为一个独立的检测机构，从事检测、校准或科学实验活动。从检测功能上看，移动实验室可以用于现场快速筛查检测，也可进行定量检测。移动实验室在满足行政执法需求、解决公共安全事件、实现重大装备现场检测、确保生产和科研在线监控、促进移动实验技术发展中发挥着固定实验室不可替代的作用。具体如下：
1.1.1 满足行政执法的需求
国家各级质检、卫生、环境等相关行政部门在执法过程中急需当场出具具备法律效力的检测结果，以有效提高工作效率、执法透明度和执法部门公信力，移动实验室可以实现这一目标。
1.1.2 为公共安全事件解决提供技术支持
近年来，我国社会公共安全事件频发，快速应对，急需应急检测手段，移动实验室是一个理想选择。
1.1.3 实现重大装备的现场检测
许多领域的检测过程无法在实验室内完成，需到现场进行检测，移动实验室有效地解决了这个难题。
1.1.4 确保生产和科研的在线监控
一些生产企业在生产过程中，生产线不宜停下来进行检测，只有移动实验室能够实现在线检测、监测的目标。
1.1.5 促进移动实验技术的发展
随着现场检测和在线检测的不断增加，对移动实验技术的研究越来越迫切。移动实验室在移动环境、移动仪器设备、移动检测方法上，为移动实验技术的研究提供技术平台。
1.2 移动实验室应用领域
移动实验室的应用领域十分广泛，特别是在军事、卫生、质检、药监、环保、农业、工程质量检测等领域，应用比较普遍。主要应用领域及检测对象包括：现场快速检测、重大装备或设施等现场检测和在线实时监测。
1.2.1 现场快速检测
现场快速检测是指包括样品制备在内，能够在短时间内出具检测结果的行为。我国自20世纪80年代以来，由于一系列食品原料的化学污染、农业中农药的过度使用、畜牧业中抗生素的广泛应用等问题，使食品污染导致的食源性疾病呈上升趋势，食品安全问题开始受到广泛关注。目前大部分快速检测仪器及检测方法如化学比色技术、电化学传感器、色谱技术、质谱技术、免疫学技术、分子生物技术、生物传感器技术、生物芯片等技术及相应的仪器均可在移动实验室中完成检测活动。
a） 食品安全领域
主要检测农产品中农药残留、动物性食品中兽药残留、掺假食品鉴定、食品添加剂、非法添加物、有害微生物及急性中毒物质等。
b） 药品安全领域
包括化学药品、中成药和中药材快检、国内和进口常用药品检测、注射液品种无损检测、假药及仿冒药品的包装鉴别等。此外，还可以进行保健食品、化妆品相关项目现场初步筛查。
c） 环境保护领域
主要应用突发性环境污染事故处理，包括核污染事故、剧毒农药和有毒化学品的泄露、扩散污染事故、易燃易爆物的泄露爆炸污染事故、溢油事故、非正常大量排放废水造成的污染事故的检测等。
d） 检验检疫领域
主要包括动物检疫、植物检疫、食品安全检测、化矿金属材料检测、电子电气产品检测和化矿金属材料检测，也包括口岸突发公共卫生事件应急处理、生物反恐及口岸辐射快速检测等。
此外，在自然灾害和生产安全领域中如：疫情控制、电力安全以及安全事故原因的鉴定等也需要应用移动实验室。
除现场应急快速检测外，由于地域等原因不便在固定实验室做的检测项目也可以在移动实验室中完成。另外，一些样品的采集大多是检测人员到现场经简单地处理、储存后带回实验室检测。由于有时带回实验室检验的样品发生变化，检测结果失真，无法真正代表检测对象的特性。因此样品的采集、处理、储存、运输等问题是非常重要的。样品采集与前处理移动实验室可提供工作环境，并配备相应的样品储存及前处理设备，可有效减少检测时样品与检测对象的差异，检测结果更具准确性。
1.2.2 重大装备或设施等现场检测
有些重大的装备或设施等需要检测时，无法将其搬入固定实验室，必须在现场实施检测。
a） 重大装备或设施
某些重大的机械设备如掘进机、采煤机等在现场使用状态下进行测试，可最大限度地测试到实际使用工况的工作状态，避免发生事故。特别是可免除试验条件准备等繁琐的准备工作，节约试验成本，同时也改善了测试人员的工作环境。
掘进机工况测试是在地面上模拟掘进机全工况截岩的方式，利用先进的测试分析系统对掘进机试验样机的各项关注点进行的一系列测试。采煤机工况测试是通过在煤矿实际工作面切割煤壁，测试左、右摇臂轴向变形量、横向力、牵引力、截割电机电流、电控箱振动强度及振动源测试与分析，使用现代测试技术获取采煤机各项实际工况载荷，如图1。
b） 建筑工程质量
包括新建或在建工程结构质量检测鉴定、建筑结构安全性、适用性、耐久性检测鉴定、建筑抗震鉴定、桥梁结构及轨道交通结构检测（如图2、3所示）、建筑灾后（火灾、水灾、风灾、爆炸、地震等）检测鉴定、工程事故的现场调查及检测鉴定等。
c） 交通工程质量
如交通安全设施动态快速检测、道路建筑质量现场检测等（如图4所示）。
此外，地质、石油勘探、特种设备、计量检定与测试、电器质量、家具质量、化工产品以及大型商企对其销售的商品质量进行自检等也需要现场检测。在上述检测中，移动实验室也扮演着重要角色。
1.2.3 在线实时监测
许多领域需要实时在线监测，因此必须在现场完成。如应用声发射技术（AET）对大型压力容器实施监测、水利工程设施安全性监测、气象预报中大气温湿度、风向的监测、环境保护的日常在线监测等，移动实验室都可发挥作用。
2 移动实验室的发展与应用
据有关资料介绍，西方国家从1940年前后就开始在化学武器、电磁波等军事方面应用现场检测手段和技术，移动实验室也随之发展起来。
2.1 我国移动实验室发展进程
我国移动实验室的早期开发与应用是在军事方面。大致可分三个发展阶段，第一阶段为上个世纪八十年代以前，以军方使用通讯车、雷达车为主，在军事训练和执行国防任务中发挥了重要作用。第二阶段从上个世纪八十年代开始，由于自然灾害、食品安全、环境保护、疫情等对现场应急检测需求的增加，我国一些单位和企业开始研究开发应用快速检测仪器、方舱和检测车，为移动实验室的发展奠定了基础。第三阶段从2010年开始，国家标准化管理委员会成立了“全国移动实验室标准化技术委员会”（编号：SAC/TC 509），英文名称为National Technical Committee 509 on Mobile Laboratory of Standardization Administration of China，试图以制定国家标准为突破口，通过制定标准，开展认证认可来规范移动实验室行业，达到移动实验室出具检测数据准确可靠，并具法律效力的目标。
2.2 方舱（实验舱）
方舱是指用各种坚固材料有机的结合在一起，形成的方便、可移动的整体。在检测领域，它是一个独立的检测单元，和载具结合也可以构成移动实验室。在移动实验室的发展中，方舱发挥了重要的作用。方舱的发明和使用首先也是在军方。它广泛应用于军事、气象、计量、医疗卫生等各个领域。
2.2.1 发展历程
方舱起源于美国，最初应用于美军，均配有载车，具有较高的机动性能，根据不同需求，在其内部进行相应的结构设计，安装相关设备，具备特定的功能。广泛应用于美军机动指挥系统、通信、医疗、后勤保障等，是美军机动部队的重要装备之一。
我国在二十世纪七十年代开始研究和探讨并尝试在国内开发方舱。1982年空军第二研究所与机电部联合研制成功了我国第一台F400型骨架式电站方舱，开始了我国自行设计、生产方舱的历史。1989年原电子部辽宁陆平机器股份有限公司研制出第一台大板式方舱。方舱技术得到了迅猛发展，大板式结构迅速代替了骨架式结构成为方舱基本结构形式。随着方舱的需求增加和技术的成熟，方舱产量由每年几十台迅速发展到几千台，方舱生产厂家也由几家发展到几十家。一些特型方舱相继问世，如扩展式方舱、伸缩式方舱、防核生化（简称三防）方舱、电磁屏蔽方舱等。
2.2.2 方舱种类
方舱的技术进步取得了许多成果，如大板成型技术、计算机辅助设计技术、方舱生产工艺技术、方舱检测技术等。目前，我国可生产电子类、机械类、电源类和其它类四种类型的方舱。电子类主要包括：指挥方舱、侦查方舱、雷达方舱、通信方舱、电子对抗方舱、情报处理方舱、测控方舱、电子维修方舱、气象方舱、检验方舱、试验方舱和机要方舱等。机械类方舱主要包括：技术支援机械设备方舱、机械维修或保养方舱、模拟训练方舱、战场加工作业方舱、雷达设备方舱、机动保障方舱等。电源类方舱主要包括：单机组方舱、双机组方舱等。其它类方舱指不属于上述三种用途类别的方舱，例如医疗卫生方舱、文化宣传方舱、炊事方舱、器材储运方舱、生活保障方舱、气源方舱和速冻冷藏方舱等。其中，辽宁陆平机器股份有限公司生产的方舱种类比较齐全，技术先进，已广泛应用于各个领域（如图5、6、7所示）。
2.2.3 方舱的应用领域
近年来环境、食品安全、生物安全、精细农业、检验检疫、海洋科学、特种设备安全以及现场工业，甚至是反恐、野战的需要等等，都对现场、实时、快速、原位、高可靠等要求的检测提出了越来越高的要求。这也扩大了方舱的应用领域。图8是用于公安、武警、消防领域的方舱，图9是用于大型活动的安保工作领域的方舱，图10是用于国际维和的方舱。
2.2.4 方舱式机动医院
方舱式机动医院是一种模块化快速支援系统，它具有机动性强，技术先进等特点。其可快速展开构成机动医院，适用于旷野作业及灾害救援。
整套系统由医疗功能单元、通道及技术保障单元、伤员留治病房单元组成。主要包括手术方舱、急救方舱、X线方舱、药械/灭菌方舱、检验方舱、水站方舱、通讯与远程医疗方舱、医用气体制备方舱、电站方舱、集装箱Ⅰ、集装箱Ⅱ及检伤分类帐篷、伤员收容帐篷等系统组成。
系统中的各基本功能单元可独立使用，也可联合使用。系统联合作业时，医疗功能单元的医用气体、用电及水由技术保障单元供应，其内部微气候环境控制合理，可在-41℃～+46℃外界环境温度下展开医疗作业，并配有先进的通信设施，实现医疗信息处理、通讯及远程医疗会诊。系统中的手术、急救、X线、药械/灭菌单元为扩展式舱体，展开面积为36m2，采用液压四板联动展收方式，一人便可完成方舱的展收全过程，所有方舱采用自装卸底盘车进行整装整卸运输，舱、车分离可用火车、舰船和大型运输机运载，如图11、图12。 （未完待续）
作者简介：
张瀚闻，全国移动实验室标准化技术委员会第一届主任委员，教授级高工；
苏锡辉，全国移动实验室标准化技术委员会第一届副主任委员兼秘书长，教授级高工；
那宏坤，沈阳产品质量监督检验院，工程师。
