掌控钢水温度的“脉搏”

——访国家技术发明二等奖获得者谢植教授

2006年1月9日，全国科学技术大会在人民大会堂隆重开幕。我校信息科学与工程学院谢植教授等人的科研成果“黑体空腔钢水连续测温方法与传感器”，获得了国家技术发明二等奖。谢植教授作为获奖代表登台领奖，受到了党和国家领导人的亲切接见。会后，面对媒体记者的提问，儒雅的谢教授给出了一个简洁的回答：“20年风雨，人生一刻”。
炼钢、连铸过程就是控制钢水温度和成分的过程，因此，钢水温度是非常重要的工艺参数。温度的过高或过低都会对产品质量造成影响。如钢水温度偏高将导致钢水质量下降、能耗增加、原材料消耗增大和拉漏事故率增加等，这就是冶金生产中的“高温钢” 问题，解决这一问题的关键环节之一就是准确及时地测量钢水温度。然而，由于实际环境条件非常恶劣，连续准确地测量钢水温度一直是一个没能较好解决的世界性难题。许多从事钢铁冶金检测技术研发的科研人员在为此而不懈努力。
我校信息学院谢植教授从读研究生开始就从事温度测量研究工作，经过20多年的努力，终于给出了一个较理想的解决方案—黑体空腔钢水连续测温方法和传感器。

二十年辛苦磨一剑

在钢铁冶金工业中，铂铑热电偶几乎是高温介质内部温度测量的唯一方法。国内外钢水连续测温研究现状也主要集中在“双铂铑热电偶+保护管”方法的研究；但因铂铑热电偶昂贵，测温成本高，企业一般不采用。企业目前应用的钢水测温方法是消耗式热电偶人工间断式测温，满足了低成本的要求，但准确性要受人为因素影响，而且不能实时监控钢水温度。
如何在介质温度高(1460~1600℃)、侵蚀性大(O、Mn、S)、烟尘和高温环境等恶劣条件下满足高测量精度、高可靠性和低成本的苛刻要求？谢植提出可用黑体空腔理论给出一个新的研究方向。但传统的黑体空腔理论存在许多不确定因素，如何完善黑体空腔理论，使之能够真正解决钢水连续测温的难题，成为他所研究的课题。信息学院谢植教授自80年代初期读研究生时开始，跟老师高魁明从事黑体空腔理论的研究，在繁琐的公式推倒中过着充实的生活。
那时的谢植只有25岁，风华正茂，精力旺盛，一心想要做一番事业。在与导师高魁明一起从事黑体空腔理论和装置的研究过程中，他逐渐将这项研究视为自己的事业，并全身心投入其中，一做就是二十多年。
查资料，做计算，面对复杂的公式和数据，一干就是十几个小时，他每天沉浸在自己的科研工作中。1989年他与老师联合出版了《红外辐射测温理论与技术》一书，书中系统总结了对黑体空腔理论的研究成果。1991年，他获得国家自然科学基金青年基金资助（69107001），进一步深入研究黑体空腔理论。
经过艰苦细致的研究，谢植从理论上证明了黑体空腔理论发展史上两种独立的理论在漫射条件下是统一的，解决了该领域困惑多年的难题；提出了计算黑体空腔有效发射率分布的矩形区域近似法；提出黑体空腔不等温系数新的理论概念，拓展经典黑体理论，建立了评价黑体空腔品质特性的温度判据，推动了国际上对黑体评价不明确的现状的解决。这使他在黑体空腔理论方面的学术水平居于国内领先地位，对黑体空腔理论的完善和发展做出了贡献，获得了“国家教育委员会科技进步奖”(理论研究类) 二等奖。
1990年，谢植荣获了第二届中国青年科技奖，使一直默默从事科研工作的他，成为东北大学的知名人物。面对荣誉，谢植依旧保持着谦虚谨慎的态度。在他心中，理论研究成果只是为科学实践奠定了基础，只有应用于科研实践才能发挥应有的价值。于是，谢植开始了基于黑体空腔理论的钢水连续测温产品研发的艰苦历程。

衣带渐宽终不悔

谢植教授严谨的科研作风，理论联系实际的能力，以及特有的创造精神和求实精神得到了学校领导的肯定及国际同行的认可。在学校的支持和国外专家的邀请下，他于1993年作为客座研究员前往德国联邦技术物理研究院（PTB）温度测量研究室，从事“高精度双热管黑体辐射源”的研究；1993底到1994底，他获得英国皇家学会The Royal Fellowship，在英国国家物理实验室（NPL）温度研究室从事“激光辐射测温技术”博士后研究；两年的时间使他了解了国际同行在测温方面研究的基本情况，开阔了眼界，拓宽了思路。
喜欢创新的谢植肯定地认为借助黑体空腔理论的测温方法，与外国的研究方法相比具有自己的特点和优点，为了继续自己未完成的科研工作，他放弃了国外优越的工作环境，毅然回国。
1995年从国外回来，谢植立即投入到自己的科研实践之中。由于当时学校的科研经费紧张，企业对科研的重视不够，没有企业愿意花钱做大家都认为不太可能的事情。谢植的科研工作在几乎没有任何经费和人员支持的情况下悄悄开始。
在收入微薄的90年代中期，搞科研是一件十分困难的事情。科研实践不同于理论研究，只要自己花功夫，吃点苦就能完成，而科研需要投入，投入，再投入。
那是一段艰苦的岁月，谢植回忆起那段时光时，显得有点悲壮。“最惨的时候，连同工资只剩下20元钱。我花了5元钱坐火车到鞍山，寻求支持。幸好得到了鞍钢鞠幼华的支持，得到了一个19万6的项目，使我得以继续从事自己的科研工作。”谢植回忆起往事，心中充满了感激。
由于鞍钢项目要得很急，谢植为了得到这笔科研经费，他加班加点地拼命工作。凭借自己的能力和努力，他仅用半年的时间就完成了常人一年都很难完成的工作任务。工作虽然结束了，但谢植却累倒了。由于精神紧张，高强度劳动，再加上时常不能准时吃饭，他患上了胃病。但与心里的快乐相比，身体上的痛苦根本不算什么。他将节余的钱，立即投入到自己的科研工作之中。
在谢植教授进行科学实验的包头钢铁公司，不认识的都当他是一个普普通通的钢厂工人，每天穿着工作服在炼钢现场做实验。出现问题，立即改进，然后再运到现场继续做实验。每次去做实验，他都要在钢厂呆上二三十天，每年都要做好多次实验。为了节省经费，他不敢住旅馆，只好借远离工厂的姨家的房子暂住。每天7点半离开驻地，骑车上包钢，在连铸中包上做实验，一做就到晚上十一二点，然后出去随便填饱肚子，通常到家都是凌晨两点钟，第二天早晨7点半再起床继续工作，周而复始，一做就是一个月左右。工厂里的工人三班倒，由于谢植工作时间太长，以至于工人们都很纳闷，怎么上白班看见你，上中班看见你，上夜班还能看见你，你到底上的什么班？面对工人的疑问，他只是笑笑。从事科研工作根本就没有时间的概念，更不可能分什么班次。