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[成果] 1800290166 浙江
TH 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:为保证液体流量在贸易结算、环境监测等方面计量的准确可靠,作为结算主要依据的流量计量器具需要进行强制检定、检测等量值溯源。随着经济社会的发展,需要对液体流量进行测量的场合越来越多,且对流量计计量的准确性、可靠性的要求也越来越高,而液体流量计量标准装置则是这些流量计量值溯源的基本源头,是流量计量准确、可靠的根本保证;而随着技术的进步,各种高准确度的流量计不断出现,迫切需要有更高准确度(或更小不确定度)的量值传递标准满足这些高准确度等级的流量计检定、检测的要求。 研究目标: 总体目标是通过研究影响液体流量计量标准装置计量准确度的关键问题,解决长期困扰装置精度进一步提高的难题,降低装置量值传递时带来的不确定度,保证量值传递体系的稳定、可靠;同时,研究液体流量计量标准装置、流量计量值传递法,满足液体流量量值传递的需要。取得的研究成果: 液体流量计量关键技术及应用项目从2007年开始研究,成功解决了液体流量计量标准装置中关键扰动点对流体的扰动难题,同时深入研究了液体流量计量标准装置、流量计之间量值传递方法。相关研究连续获得了4个纵向课题资助。研究成果和创新方法成功对多套液体流量计量标准装置进行了技术提升,并成功研制3套相关计量标准装置。另外,研究成果获自主产权技术3项,发表相关学术论文10余篇。 2011年以来,研制及成功应用该项目研究成果的计量标准装置,经检定其不确定度均优于0.05%,其中新研制成功和经技术提升后的液体流量计量标准装置均被授权为社会公用计量标准。装置可对速度式流量计、质量流量计、转子流量计等液体流量仪表开展计量性能评价。
[成果] 1800290171 北京
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:随着环保及气体测量技术的发展,很多领域对气体测量仪器的要求越来越高,特别是在痕量气体检测方面,需要更高的测量精度。因此,如何对空间环境中多种成分气体进行在线传感监测越来越成为气象环境、工业控制领域需要亟待解决的问题。 可调谐二极管激光器吸收光谱技术(TDLAS)的气体传感器,是结合光电子学、光谱学,以及微弱信号处理等高新技术的气体传感器系统。该设备与传统的气体传感器装置(电化学法、气相色谱法、吸附法)相比具有更高的灵敏度、更精确的测量数据、更快的响应速度,以及在线实时测量等特点,已经在一些行业展示了巨大的应用潜力。 研究内容: 通过研究高性能红外有源光传感材料与器件,构建基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的同时探测多种气体的检测系统,实现其在环境监测、工业安全等领域的示范应用。该项目以InP基和GaSb基应变量子阱材料和超晶格材料的生长机理和可控制备,II类超晶格锑化物探测材料的新结构探索,InP体系和GaSb体系量子阱激光器的载流子动力学以及高电光转换效率有源区设计为研究重点。通过研究可调谐光源的单片集成技术、模式耦合、级联结构材料的能带工程设计、以及波长调谐关键技术难点,研制出高性能近红外与中远红外半导体激光光源、中远红外光探测器以及相应的多气体检测系统。主要研究内容如下: (1)近红外波段室温连续激光器: 研究激光器有源区大应变量子阱材料的设计与生长技术;研究可调谐激光器增益区材料和光栅区材料的高效率集成技术,实现光在增益区与无源光栅区间的高效耦合。研究高品质因子回音壁模式微腔与法布里珀罗谐振腔的模式耦合,利用游标效应设计高效耦合微腔结构,实现低能耗单模半导体耦合微腔激光器。 (2)中红外波段室温连续激光器: 针对实现高性能2微米和2.8微米半导体激光器波段所面临的关键科学和技术问题,研究低维量子结构异质界面应力调控、缺陷抑制及元素分凝控制,研究相关功能材料能带工程设计、载流子注入调控和输运过程以及光场分布,提高电光转换效率;实现低功耗、单模分布反馈半导体激光器。 (3)中远红外量子级联室温连续激光器: 研究量子级联异质结构材料体系相关的层厚、界面、应力、组份均匀性、调制掺杂的精确控制,实现QCL材料的可控制备。研究电场、热场、应力场、光场分布及其关联,实现量子级联激光材料的场致调控。研究不同形式的分布反馈光栅(DFB)和外场对QCL的模式(纵模/横模)调控原理。 (4)中远红外波段探测器: 研究锑化物中远红外探测器的新型势垒/浅台面设计对改善噪声特性的作用;应用表面活性剂提高外延材料的表面界面质量,降低探测器暗电流;发展低损伤刻蚀、低漏电侧壁钝化工艺;探索有效的表面微纳陷光结构,提高光电耦合和光电转换效率;制备高效率低噪声的中远红外探测器。 (5)多种气体监测系统: 研究基于TDLAS技术的可调谐半导体激光器波长扫描测量控制算法;研究不同波段的半导体激光器波长精确控制技术;研究气体吸收线型修正补偿技术、多通道激光器调制噪声干扰抑制技术、微弱信号检测识别技术;研究多种气体测量典型应用技术。
[成果] 1800290181 四川
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:随着信息系统智能化、自动化进程的不断深化,需要用到越来越多不同类型的传感器,其中磁敏传感器在检测磁场信号变化的过程中扮演着不可或缺的角色,基于各项异性磁阻效应(Anisotropic Magneto-Resistance,AMR)的磁敏传感器以其高灵敏度、低磁滞、低饱和磁场、低功耗等优点越来越受到研究人员的关注。 国内的磁敏传感器还处在低端的磁敏传感器产品上(干簧管以及传感器组件的开发),磁敏传感器芯片,特别是基于AMR的磁传感器芯片的研发和生产基本上处于空白状态,90%以上的磁敏传感器芯片依靠进口,开发生产磁敏传感器芯片具有良好的竞争力。鉴于此,由电子科技大学与贵州雅光电子科技股份有限公司通力合作,历经3年的研发,产品的技术研发已经成熟,先期制备的传感器样品经过测试性能指标均达到国外同类产品的水平,已经具备磁敏传感器产业化的条件。 成果及优势: (1)传统的磁敏传感器芯片仅仅只包含磁敏感应功能,需要外加处理电路,整个工艺步骤复杂。该研究首次运用多层膜结构将集成电路与磁敏功能薄膜材料集成在一个晶圆上,不仅减少了传感器芯片的制备工序,而且大大提高了传感器的可靠性、降低了传感器的生产成本。为了在含集成电路的晶圆上制备出高质量的磁敏薄膜,该项目在生长磁敏薄膜之前,首先通过优化的磁控溅射方法调节缓冲层工艺和厚度来尽可能的降低晶圆表面粗糙度,从而大大提高了磁敏薄膜的性能。其次,该项目通过优化磁敏薄膜制备工艺,获得了理想的薄膜厚度和薄膜性能。最后,该项目采用低温沉积技术在磁敏薄膜表面制备了钝化保护层,提高了器件的稳定性和寿命。 (2)项目解决了含硅集成电路的晶圆上图形化磁敏薄膜制备、薄膜厚度均匀性控制、磁敏薄膜磁矩自取向等关键技术,开发出6寸晶圆上制备各向异性磁阻开关芯片的工艺,拥有完整的批量生产工艺规范,是国内首家具备产权的能够生产基于AMR效应磁敏开关芯片的生产单位,有效打破国外大公司的技术垄断。 (3)基于霍尔效应的磁敏开关芯片的工作点在2mT以上,磁滞大概为0.8mT,静态工作电流大多在1毫安以上,并且霍尔效应从原理上来说是单极型器件,工作时区分磁场的南极和北极,而基于AMR效应的磁敏开关芯片具有电路简单、工作点低、灵敏度高、磁滞小、功耗低、工作温度范围宽的优点,可以被应用在空间更小、环境更恶劣的条件下,且工作时不区分磁场的南极和北极。 (4)该项目在集成电路设计中采用动态电源管理技术,在温度补偿时采用新的参考电流产生技术,并对驱动电路进行优化,采用间隙式采样策略,显著降低了器件的功耗,静态电流为微安量级。
[成果] 1800290225 天津
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:中国是世界的加工厂,国际上很多著名公司将加工厂设立在中国。针对在中国生产型企业招工难、人员流动大、技术要求高、工作强度大等现状,该项科技成果是针对LED生产线品控基台数字化检测系统自动检测设备。特别针对于LED包装生产线上,人员睡岗、长期工作眼睛疲劳产生错误等问题和厂商多采用日本、台湾等国家及地区厂商产品价格高,售后难等问题,集成开发一款基于自主研发的光谱仪器、数字数模模数转换及检测电路的设备,有机结合现有主流LED包装设备,能够高效的完成物料品控检测工作,能够有效代替人工。 成果创新性:自动检测设备具有智能性、连续工作性、精确性和准确性等优点。通过自主研发的光学检测系统和电学检测系统,提高系统的可靠性。可以在相当长的一段时间内进行任务,替代人工检测,显著提升生产效率。精度能够达到万分之一,且连续监测过程能够达到相同标准。设备具有良好的配套性,可以独立工作,可以配合现有设备工作,无需涉足现有设备的通讯传感等协议。工作速度自适应,有完整的速度自动控制系统。 成果先进性:技术指标:光谱范围200-1000nm,光谱分辨率1nm,动态范围65536LBS,积分时间10ms,数模转换6路,数模分辨率16bit,模数转换4路,模数分辨率10bit,速度1ms,工作电压100-240V,工作温度10-60℃,工作湿度20%-80%。 成果独占性:该项科技成果为普适性设备,通过简单设置完全可以适用于多个LED生产线设备,技术难度较大,较难复制。
[成果] 1800290226 山东
TM93 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:DTAD178数字化多功能电能表是一款适用于IEC61850 9-1、IEC61850 9-2、IEC61850 8-1标准数字化变电站的三相智能电能表。该电能表的电压电流信号均为数字信号输入,对电能进行高精度计量。采用先进的大规模集成电路,成熟的软件算法,低功耗设计以及SMT工艺,依照国际、国内相关标准的要求设计制造。该产品集计量、显示、通讯、监测等功能于一身,可自动识别IEC61850 9-1和IEC61850 9-2报文,兼容交换机与非交换机模式,自适应ASDU个数的变化、数据通道个数变化,并提供精确地丢帧补偿。该电能表适用于数字化变电站,可以精确地分时计量正反向有功电能、四象限无功电能、最大需量及需量发生时间,精密实时测量三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等运行参数,监测并记录失压、失流、断相等事件,可实现远程和本地抄表、编程等功能。提供多光纤输入、支持二分之三接线方式、小信号输入等多种智能站配置方式,从而使得表计具备适应不同智能变电站工程的能力。 成果创新性:数字量输入电能表能够自动适应IEC61850过程层采样报文的变化,而不需要人工配置,从而降低表计的维护成本。 成果先进性:该公司是国内少数几家进入数字化电能表领域的厂家之一,并在这个产品方面已经拥有一项实用新型专利和一项发明专利。 成果独占性:DTAD178数字化电能表集计量、显示、通讯、监测等功能于一身,可自动识别IEC61850 9-1和IEC61850 9-2报文,兼容交换机与非交换机模式,自适应ASDU个数的变化、数据通道个数变化,并提供精确地丢帧补偿。
[成果] 1800300189 北京
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:城市供水水源水质生物综合毒性监测预警。 基本原理: 该技术基于水生生物回避行为反应与污染物毒性存在较好剂量-反应关系,通过低压高频电信号传感器技术连续实时监测生物运动行为变化,结合生物毒性数据模型、环境胁迫阈值模型、生物毒性行为解析模型对水质变化进行智能监测预警,迅速判断污染爆发时间和污染物综合毒性。能直接、客观地反映出原水对水生生物的综合毒性,具有连续、快速、实时、多通道自动监测预警等特点,真正实现对于水源地水质生物综合毒性有效的连续、实时监测和预警。 关键技术: 1、敏感连续实时的生物毒性传感器的实现; 2、水生生物回避行为的获取和有效特征反应的提取和解析的实现; 3、生物毒性数据库和模型、环境胁迫阈值模型、生物毒性行为解析模型等生物综合毒性专属算法模型的实现和运用; 4、技术硬件和软件的研发均符合水环境毒理学规范,有效降低假阳性误报警概率,提高生物安全监测预警系统的可靠性、稳定性; 5、海量连续实时数据的采集、判断、解析和传输以及数据中心的实时交互、显示。 设备构成: 设备由采水单元、配水单元、连续实时监测单元、数据采集分析单元、生物综合毒性专属算法模型单元、显示操作单元和通讯交互模块单元等部分组成。 采水单元主要是采集水样和对照空白标样,配水单元主要预处理和分配水样,连续实时监测单元主要是生物毒性传感器获取水生生物实时连续行为的电信号,数据采集分析单元主要是将电信号转化成有效的数字信号,并提取出有效特征反应,生物综合毒性专属算法模型单元主要是生物毒性数据库和模型、环境胁迫阈值模型、生物毒性行为解析模型等生物综合毒性专属算法模型的运用和解析来全面判断预警生物综合毒性,显示操作单元主要是显示连续实时的生物行为曲线、综合毒性监测预警结果、技术参数和操作控制界面,通讯交互模块主要是将海量连续实时的生物行为曲线、综合毒性监测预警结果实时有效地上传到监测预警数据中心。
[成果] 1800280159 重庆
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:自动调平系统是为现代化高技术车载武器装备实现信息获取和精确打击的水平姿态基准和承载平台,如陆基机动雷达、导弹发射车等到达预设阵地后需要快速展开和撤收,其展开速度、精度、稳定性直接关系到武器系统的效能和生存能力;同时,自动调平系统又是重要的军民两用高科技产品,可广泛地应用于各类警务、反恐、救灾、应急、科研和大型重载设备安装、调试等领域,为经济建设提供安全保障和智慧支撑。 成果克服了第一代手动调平系统架设撤收需多人配合,依靠水泡式水平仪和人工手摇,调平时间长、精度差等缺点,以及第二代液压调平系统抗环境性能差,在砂尘和高低温环境下故障率高的缺点,采用了自主知识产权的固态高精度水平传感器、智能调平控制算法一键式调平技术、高可靠高承载机电式调平机构,结合实战需求发明的手自一体调平方案,提高了装备在故障和战损状态下的任务完成和安全撤收能力,显著提升了战斗力和生存力。 成果针对不同的应用系统需求开发了13个型号的产品,满足了装备的智能化、高精度、高机动性需求,提高了快速反应能力。经部级或军方科技成果鉴定、定型5项,其中1项处于国际先进水平。 成果拥有独立自主知识产权,在手自一体自动调平方案、高精度调平控制算法、产品结构等方面构建了专利群,获授权发明专利6项、实用新型4项。发明的基于水平传感智能融合、模糊决策的调平复合控制策略,解决了重载荷下高精度、高可靠调平的难题;新型车载调平传动机构和支撑腿结构,解决了手自动切换、手摇两档调速、重载荷刚度等难题;通过运用多信息融合智能检测技术、分布式Can总线网络多通道解耦和非线性自适应PID调平算法、水平姿态自校准等技术,实现了自动调平的快速和高精度。 成果发表相关论文6篇,编写的国家电子行业标准《机电式自动调平系统通用规范》正式出版发布,填补了行业空白。 成果研发的手自一体机电式自动调平系统形成系列产品,满足调平精度2′~6′,单腿额定承载6吨~20吨,调平时间小于3分钟的各类陆基高机动装备、特种车载精密仪器的调平需求,在多项国防重点工程项目中得到应用,实现了批量装备。自动调平系统入选国家工信部和国防科工局发布的《军用技术转民用推广目录(2016年度)》(工信厅联军民【2016】167号),在气象雷达、泥石流地灾检测、航空管制等民用领域得到成功应用。自动调平系统系列产品销售收入超过5000万元,满足了国防科技发展和民用特种行业的需要。
[成果] 1800290015 辽宁
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:该项目面向国家中长期科技发展纲要支持重点:传感器网络及智能信息处理对具有调谐性好、灵敏度高、实时性强、检测样本种类丰富、高通量、多通道和小型化传感器芯片的重大国家战略需求,从保护和治理我国空气环境的关键科学问题出发,探索纳米尺度检测体系在小型化器件上的集成和优化,发展基于新型硫族化物的全光高速可调谐超材料完美吸收器(MetamaterialsPerfect Absorber,MMPA)气体传感器技术,将检测与样品前处理、数据分析等其它功能一体化,集成为一个智能化的全分析系统。项目面向世界科技前沿,在新型硫族化物-金属纳米结构体系中与表面等离子体共振效应(Surface Plasmon Resonances,SPRs)相关的科学问题上开展基础性、战略性、前瞻性的工作,为提高我国空气质量检测和治理水平以及纳米环保相关产业开发的国际竞争力做出贡献;获得重大国际影响的创新成果,为解决我国空气污染问题提供可靠的科学依据;以该项目的实施为契机,凝聚中新双方在表面等离子体光子学、表面等离子体传感器、光学超材料和硫族化物等研究领域中的力量,达成优势互补,共同提高,促进纳米科学与环境、材料、化学、物理、信息学等学科的交叉融合,提高我国在高性能纳米光学传感器技术及其应用方面的研究水平和能力,推动我国传感器技术发展。满足中国在开发新型传感器技术方面的战略需求为国民经济建设服务,研制出一种具有自主知识产权的高灵敏度、小体积、低成本和可调谐的MMPA传感器。
[成果] 1800250363 山东
TH 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:离子态化合物是自然界中能离解成阴阳离子的一类物质,与人类生产、生活的各个方面息息相关,尤其在环境、医药、食品、能源、化工、电子、国防等领域对离子态化合物的分析检测有着严格迫切的需求。离子色谱仪是一种重要的通用型科学仪器,特别适合于离子态化合物分析。该项目以国家重大科学仪器设备开发专项“多功能离子色谱仪的开发与产业化”和国家自然科学基金项目为支撑,在多项离子色谱关键技术上取得了重大突破和创新,并研制了具备双流路体系、三种检测模式、四种联用技术和智能工作站系统的多款离子色谱仪,填补了国产离子色谱在高端市场的空白。关键技术突破及创新如下: (1)亲水性离子色谱固定相制备技术:解决了基球的规模化制备及后续表面化学改性技术。分别开发了7款阴离子固定相、2款阳离子固定相。填补了国产离子色谱固定相的技术空白,推动了中国分离技术的发展,达到国际先进水平。 (2)离子色谱电渗析器件的研制技术:通过攻克高离子交换容量网屏及多层膜间的密封工艺研制出了高抑制容量电致膜抑制器、电致淋洗液发生器及相关技术,实现了国内“只加水”绿色高效分析的突破,显著提升了国产离子色谱仪自动化操作水平和可靠性;基于新原理发明了一种双膜型电致淋洗液发生器和一种全新检测模式的电荷检测器。 (3)双极脉冲电导检测技术:采用全新设计的模拟放大电路和流通池结构,显著降低了电极极化和双电层电容影响;高精度检测池温控技术显著增强了检测器的运行稳定性,扩大了动态响应范围。上述核心部件及其集成产品-多功能离子色谱仪均实现了产业化,并围绕上述部件、产品编制了3套工艺文件和1套质量可靠性保障方案,填补了国产高端离子色谱仪在国内市场上的空白;建立了离子色谱在环境、医药、食品、能源、化工、电子、国防、农业等不同领域的应用方法。 (4)离子色谱联用及在线柱切换技术:开发了离子色谱仪与原子荧光光谱(AFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和质谱(MS)的联用技术,显著拓宽了离子色谱应用范围,并为上述国产仪器的强强联合提供了技术基础;自主开发的柱切换技术实现了复杂基质样品的在线前处理。 通过项目实施建立了100余人的离子色谱多层次专业人才梯队,培养出博士20名、硕士35名、博士后2名,引进高级访问学者3名、留学归国专家1名;申请专利76项,授权发明专利42项,其中美国发明专利2项,软件著作权3项;发表学术论文120篇(SCI收录86篇);申报和制定国家标准、行业标准24项,其中已颁布实施11项,正在制定ISO国际标准1项。上述成果已成功应用于国家及地方科技计划项目,服务于民生工程30余项,累积产值约2.1亿元。《出口水产品中焦磷酸盐、三聚磷酸盐、三偏磷酸盐含量的测定-离子色谱法》行业标准应用于水产品加工过程控制和产品检验,从技术上保证出口产品质量,2008年至今仅山东省累计出口加工水产品400多万吨,货值约1000亿元。
[成果] 1800260019 云南
TB3 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:针对医学检验、环境监测、食品和药品监控中存在的一些焦点和难点问题,结合化学生物传感器和纳米材料的优点,开发了一系列成本低、操作简单、灵敏度高的新型化学生物传感技术,用于核酸、蛋白质、生物体内的生理活性成分、植物多酚和金属离子等的检测。并通过对实际样品的分析以及与经典检测方法的结果对照,初步验证了这些技术的实用性。 其主要发现点和科学价值是: (1)首次提出了基于表面邻近杂交分析方法高灵敏的检测蛋白质和目标核酸分子的电化学适体、DNA传感技术。结果证明该方法检测限低、线性范围宽、可再生使用,而且可用于实际样品的检测,与经典的方法对比,结果满意。 (2)以功能性核酸与特定金属离子特异性结合为研究依据,以碳纳米材料作为信号转换器来产生和放大信号,采用电化学检测手段,发展了快速、灵敏度高、特异性强的检测环境和生物体内金属离子的电化学生物传感新器件和新方法。 (3)合成出性能良好的石墨烯,通过不同的方法将石墨烯与其它纳米材料进行复合并修饰到电极表面来构建不同的电化学传感界面,对咖啡酸、阿魏酸、过氧化氢、多巴胺等10余种生物小分子的电化学行为进行了研究,结果发现纳米材料可以显著增大电极的表面积,加速电极表面电子的转移效率,从而提高检测的灵敏度,降低检测限,增强抗干扰能力。所研制的传感器可用于实际样品的检测。 该项目研究团队人员以第一或通讯作者在《Journal of the American Chemical Society》,《Analytical Chemistry》,《Electrochimica Acta》,《Biosensors and Bioelectronics》,《Sensors and Actuators B: Chemical》等国内外刊物上发表论文56篇(SCI论文38篇,EI论文2篇),SCI论文影响因子合计110.32(8篇代表性论文影响因子合计35.413)。所有论文正面他引合计600余次,其中被德国、英国、美国、法国、澳大利亚等相关领域著名研究机构的学者分别在《Chemical Reviews》、《Chem. Soc. Rev》、《Biotechnology Advances》、《Coordination Chemistry Reviews》等著名SCI杂志上他引564次,单篇最高他引次数多达105次,研究工作受到国内外同行的高度关注并给于了高度的评价及认可,研究成果达到了国际先进水平。申请并受理专利2项,1项进入实审阶段。培养该领域硕士研究生20人。
[成果] 1700520410 浙江
TM93 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:中国目前运行电能表已逾5.13亿只,年均检定率达12%以上。计量检定人工作业能效无法满足快速增长的检定需求,国内外均未找到有效的解决方案。项目完成人针对上述难题经过多年研究,取得如下创新:1、首创了电能表计量检定智能化作业工法,建立了全自动的电能表基本检定单元,通过基本检定单元的柔性拼接,建立了国内外首套全自动的电能表智能检定系统,整体效率提升58倍。2、发明了同步接拆、新型封印、智能移载三项核心技术。一次接线成功率由72.5%提升至99.7%,自动加封技术速度达0.3秒/只,并实现了电子信息与物理结构双重防伪,智能移载技术实现了检定移载、定位、高电压试验一体化,工作效率成倍提升。3、创建了电能表检定节拍测算工具与质量溯源方法。成果获美国发明专利1项、中国发明专利17项、实用新型专利10项、软件著作权8项,出版著作1部;发表论文2篇,12项原创技术被纳入国家行业标准。成果已在浙江省内多家公司及全国26个省级计量中心应用,直接经济效益1.90亿元;累计检定检测表计1.80亿只,推广效益17.93亿元。检定装置还销往丹麦、韩国、马来西亚、巴基斯坦、越南等9个国家,为中国计量检定技术走向世界奠定了坚实的基础。
[成果] 1800230045 天津
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于仪器仪表领域。智能感知是“中国制造2025”十大领域的重要支撑,在《国家中长期科技发展规划纲要》中被列为重点方向之一,也是《河北雄安新区规划纲要》中新一代信息技术产业的发展重点。形貌精密测量是实现智能感知的主要内容之一,在智能制造、“互联网+”和智慧城市等方面具有不可替代的作用。在国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才项目、教育部科学技术研究重点项目、河北省自然科学基金、河北省高等学校高层次人才项目和河北省高等学校科学技术研究重点项目等课题的支持下,开展了基于多光通道条纹的形貌精密测量关键技术的研究,并在企业实现了应用。 主要技术发明点如下: 1.发明了基于并行多光通道正弦条纹的三维形貌测量新方法,利用红、绿、蓝和红外光通道同时投影和采集技术,获取漫反射物体表面或场景的四组变形条纹。理论推导了相位、系统结构参数与深度之间的关系,在此基础上实现了系统的现场、快速、高精度标定。该技术可应用于动态物体表面和复杂场景三维形貌的快速测量,被英国皇家工程院院士Jane Jiang爵士和中国工程院院士叶声华教授评价为“重大技术突破”。 2.发明了一种非均匀条纹数字投影新技术,根据测量系统的结构参数编程产生纵向分段非均匀正弦条纹,建立了相位和深度间的线性关系;以相位和深度的线性公式代替逐点多项式系数查找拟合运算,实现了三维测量系统全场标定;通过投影和成像同光轴关系,标定并修正了投影镜头畸变,实现了三维形貌数据的精密测量。 3.提出直接相位测量偏折新原理,研制了相应的测量系统,实现了非连续反光面的快速全场三维测量。建立两个显示屏上的相位信息和测量深度间的关系,直接获取非连续反光面的三维形貌数据,以此代替梯度积分的形貌恢复。通过直接相位测量偏折模型的建立与研究,揭示了系统结构参数对精度的影响机理。 科技查新结果表明:发明点一“国内外未见其它与该查新委托项目以上主要技术特点完全相同的文献报道”;发明点二、三“在国内外公开发表的中英文文献中,未发现同时与该项目查新点内容完全相同的文献报道”。授权国家发明专利16项、实用新型专利2项,发表期刊论文20篇,受邀在国内外会议、高校及研究机构做主题报告10余次。第一完成人2012年被授予教育部新世纪优秀人才,2016年被授予欧盟玛丽•居里学者。
[成果] 1800240070 江苏
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电子信息及系统科学技术领域,应用于全冷链温度控制,项目成果密切结合国家《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》、《国务院办公厅关于加快发展冷链物流保障食品安全促进消费升级的意见》等发展战略规划要求。在温度敏感食品和生物药品的物流运输中,现有冷链物流智能装备的缺乏,极大限制了第三方物流企业参与专业化冷链物流服务的能力,且已不能满足社会公众和部门监管的需求。该项目突破多类型冷链传感器的协同感知、移动互联、预警联动等关键核心技术,发明、研制并大量推广了面向智慧全冷链温控的关键装备和智能预警监管系统。研究内容来自于国家科技型中小企业创新基金、国家自然科学基金,并得到江苏省工业和信息产业转型升级专项引导资金的产业化资助。 项目成果已经在全球100多个国家和地区的食品、药品等行业的全冷链中得到广泛应用,累计服务用户8万多个,显著推动了中国现代物流产业的技术革新和科技进步,为中国第三方物流企业参与国际竞争提供了专业化冷链温控技术和装备保障。 1、项目技术创新: 创新1:提出兼容多种类终端的智慧全冷链开放云平台控制体系,构建了面向设备厂商、第三方物流公司、社会公众和政府监管全层次服务的冷链信息透明共享和监管新模式。 创新2:发明冷链温度智能感知和自组网控制方法,攻克信息采集中的多类型异构传感器的协同感知和自适应快速组网技术难题;发明冷链移动载体(车载、便携式)温控感知节点的音视频处理方法,自主研制全冷链系列化温控智能终端感知装备。 创新3:发明基于移动互联的冷链数据远程通信和控制方法,解决终端感知层海量低速传感数据聚合和云端数据实时交互难题;研制多协议智能综合接入和中继控制网关,建立了具备多种组网和传输能力的冷链感知终端和云端数据通信和实时反馈控制的安全高速通道。 创新4:发明冷链传感器故障诊断和预警联动控制方法,实现全冷链温控信息的可信采集保障和制冷机组的远程智能联动控制;研制了全冷链温控信息共享交互平台与智能预警监管系统,实现冷链检测数据、位置信息、音视频通信、制冷机组控制等多源异构条件下的信息交互共享和预警联动。 2、授权专利和知识产权情况:获发明专利授权11项,其中美国发明专利1项,实用新型专利授权6项,计算机软件著作权10项,11产品获得项江苏省高新技术产品认证,在IEEE Transaction等期刊发表学术论文8篇,作为省内唯一起草单位参与制定国家标准1项、商务部推荐标准1项。 3、技术经济指标和推广应用:根据项目技术查新结果和鉴定意见,该项目研发的全冷链温控关键装备与系统填补该领域国内空白,项目成果创新性强、技术成熟度高、应用前景广阔。2015年以来,项目成果整体应用两年以上,其中合作单位通过成果应用,累计新增产值2.26亿元;完成单位新增产值3.23亿元,包括出口创汇1303万美元,经济和社会效益显著。
[成果] 1800220299 安徽
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:化学与生物传感是定量获取分析对象化学信号的有效途径,是实现对分析对象时空分布精准测量的关键技术手段,在分析化学、生命科学、环境科学等领域具有极其重要的意义。如何提高分析检测的灵敏度、选择性、可重复性、分析速度等分析性能是化学测量科学中面临的重大挑战。化学与生物传感界面的设计、构筑以及调控为解决这些问题提供了有效方法。该项目针对不同的分析对象如生物分子、环境/食品污染物等,藉光学、电化学以及光学成像等分析技术,基于表界面化学原理构筑了一系列基于微纳材料的化学与生物传感分析界面,建立了化学与生物传感分析的新原理、新方法和新技术,并取得了如下创新性研究成果: 1、系统开展了氧化还原性酶在碳基材料电极界面上的直接电子转移行为、生物电催化性能以及生物传感器和生物燃料电池研究。发现了碳纳米点能有效促进葡萄糖氧化酶和蓝铜簇氧化酶等界面直接电子转移的独特性能并依此创建了直接电子转移型葡萄糖生物传感器和葡萄糖/氧气生物燃料电池;率先开展了碳纳米管基葡萄糖/氧气生物燃料电池在人血清中的性能及其影响因素的研究,为生物燃料电池作为可植入式能源提供了理论和实践基础。 2、设计合成了不同类型的发光探针,构筑了基于不同传感机制的化学与生物传感以及荧光成像分析的新方法和新技术。提出了通过限域荧光给体提高给体-受体能量转移效率、进而提高分析灵敏度的新方法,并实现了三聚氰胺、DNA的高灵敏检测。 3、深入开展了复合膜修饰电极的电催化行为及电化学性能研究,创建了系列微纳结构的化学传感界面,实现了生物分子、环境污染物、食品污染物等物种的灵敏、快速检测。 该项目的研究不仅会极大推动分析化学本身的发展,而且也将促进其与生命科学、环境科学、材料科学等学科的交叉和融合,促进新型交叉学科的发展,为定量获取样品中分析对象的化学信息提供了信号传导的新策略。项目执行以来,在Anal. Chem., Chem. Commun., Chem. Eur. J.等刊物上发表学术论文78篇、授权专利1项。其中8篇代表性论文SCI总被引654次,他引610次;2篇论文入选“2012年-2015年度ESI高被引用论文”,其中1篇论文入选ESI前1%论文、1篇入选ESI前3%论文。论文被包括国际该领域最有影响的刊物(Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Energy Environ. Sci.等)多次正面引用和高度评价。项目第一完成先后入选教育部新世纪优秀人才支持计划、安徽省学术与技术带头人、安徽省政府特殊津贴专家,还获得了第十二届安徽青年科技奖、安徽省杰出青年基金。第三完成人2017年入选安徽省学术与技术带头人后备人选。
[成果] 1800220310 安徽
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:该项目针对水环境体中痕量污染物的快速识别与探测,开展了高密度活性位点和高选择性传感响应的纳米结构传感器设计和调控研究,取得了多项具有创新性和系统性的研究成果,主要发现点如下: 1、提出了表面诱导分子印迹纳米结构高密度增强传感活性位点新策略提出了表面诱导电聚合分子印迹在纳米结构表面构建高密度传感活性位点的概念,极大地提高了纳米结构三维空间上高亲和力印迹活性位点的数量和识别效率,构筑了系列表面诱导分子印迹纳米结构传感器,实现了水体中痕量污染物的高选择性快速检测。研究成果之一被《Anal. Chem.》审稿人认为“该工作是一项优秀和重要的研究工作”,西班牙Arben Merkoçi教授撰写的《Chem. Rev.,2012, 112, 5317》综述中完整引用该成果技术原理的示意图,并被高度评价“该传感器不仅增强了信号的传输而且增加了质量传输,解决了传统传感器的普遍存在的不足”。 2、揭示了有机-无机杂化纳米结构增强选择性传感响应机制提出了有机分子功能化无机纳米结构增强选择性传感响应的思想,将传统探针技术与纳米技术相结合构建了系列具有高密度传感响应位点的有机-无机杂化纳米结构,揭示了有机-无机杂化纳米敏感界面传感响应机理和增强机制,阐明了其选择性敏感识别规律。部分研究成果发表在《Sens. Actuators B, 2013, 182, 382-389》及《Electrochim. Acta,2015,153, 12–18》等主流传感分析期刊上,美国威斯康星大学Gunasekaran, S.教授认为“高亲和力CySH功能化纳米材料是一个可靠的增强富集和选择性检测目标金属离子的途径”。 3、阐明了金属-有机纳米孔MOFs结构-敏感识别构效关系和响应机理。提出了利用三维多孔MOFs结构高选择性吸附能力增强敏感活性位点的思路,揭示了富含活性基团的MOFs孔结构和活性位点构效关系及传感响应机理,阐明了活性孔结构和选择性敏感识别的依赖关系,设计和构筑了多个MOFs结构纳米传感器,实现对水环境中痕量污染物选择性检测。工作研究成果发表在Chem. Commun (2016, 52, 8475)等主流期刊上,论文评审人认为“该项研究成果很新颖,将引起广大研究者的兴趣”。 综上所述,课题组围绕构建拥有高密度活性位点和高选择性传感响应的纳米结构传感器,相关研究成果在Anal. Chem等分析化学类SCI期刊上共发表论文29篇,8篇代表性论文的SCI他引366次,单篇最高SCI他引157次。“淠史杭罐区“六大水库”水源监测系统及水污染防治技术研究”通过省级成果鉴定,获得六安市科技进步二等奖1项,获得六安市人才奖项3项。
[成果] 1800220316 安徽
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:资源环境系统是一个复杂的非线性系统,具有高维度、多峰值、非线性、不连续、非凸性等特征,寻找高效、快捷、适用面广的解决方法具有重要的理论意义和应用价值。依托近年来兴起的群智能算法(遗传算法、粒子群算法、蚁群算法、人工鱼群算法、人工蜂群算法、差分进化算法、量子粒子群算法),开展优化应用研究。发表学术论文25篇,其中SCI、EI收录14篇,获国家发明专利1项,计算机软件著作权登记证书2份。 (1)开展智能优化算法在环境模型参数识别中的研究。①根据示踪试验,开展一维河流水质模型参数的敏感性分析和参数识别。针对基本人工鱼群算法旳不足,通过变尺度步长、可视域的自适应变化、觅食行为的改进、引入变异算子等策略进行改进,提升了算法性能,成果发表在《水力发电学报》、《系统工程》等期刊上。②为进一步增强算法的适应能力,采用量子粒子群算法与人工蜂群算法进行耦合,提出了一种新的双种群协同耦合自适应算法,发表在《Soft Computing》。③提出一种改进的差分进化算法针对土壤水特征曲线-Van Genuchten方程的参数进行识别,结果表明了改进算法的有效性。上述提出的算法,优化性能得到了提高,对环境模型参数的寻优提供了有力的算法支撑,SCI他引4次。 (2)开展智能优化算法在资源环境评价、聚类等方面的研究。针对新型非线性处理技术-投影寻踪模型和支持向量机模型的参数选择问题,采用智能优化算法对上述参数进行优化:①开展了遗传算法、改进的蚁群算法、模拟退火算法、粒子群算法用于投影寻踪模型投影方向的优化计算,发表4篇论文;②进行投影寻踪和支持向量机用于城市生态系统健康、水资源可持续利用评价等方面的研究;③提出了一种遗传算法优化识别结构参数的前馈神经网络方法,用于智能建筑物内部空间温度的识别。所提的优化方法为各专业领域的评价、分类问题提供了计算支撑,其中,SCI他引7次,知网累计下载3673次,知网总引用次数131次。 (3)开展智能优化算法在化学反应动力学模型参数识别中的研究。化学反应动力学方程具有复杂的非线性、多维、多峰值的特征,寻找最佳的模型参数对于提高产品转化率等具有重要影响。①选取谷氨酸菌体的Verhulst生长模型、硝酸催化环己醇/环己酮的反应动力学模型,运用人工蜂群算法进行模型参数识别,获得较好的结果。②选取苯的热解脱氢反应动力学模型,提出一种人工蜂群算法与单纯形法的耦合算法,用于模型参数的识别。③针对2-氯苯酚氧化的动力学模型,采用Monte Carlo先进行参数的灵敏性分析,后采用基于拉丁超立方抽样改进的方法及与单纯形法(Simplex)混合的差分演化算法进行模型参数识别,取得了更好的优化结果。所提的改进算法为化学反应动力学模型的参数估计提供了有力的优化算法。Scopus数据库引用次数5次。
[成果] 1800220066 安徽
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:1、简介:流体设备数字化智能控制系统是针对流体控制设备如阀门、闸门产品的智能化需求而研制的产品。以阀门为例,通过对基于总线网络的阀门控制系统的研究,就电动阀门的数字化、智能化以及网络化等关键问题和技术进行研究,研制出数字化智能阀门。 2、主要研究内容:通过技术研究,实现各类阀门产品工作过程关键参数的自动检测、传输,按给定值自动进行PID(利用可编程控制器或计算机进行比例、积分、微分规律的控制模式)调节,控制流量和压力等过程变量;对产品和控制系统的进行故障智能诊断,一旦发现问题立即执行预定的程序,自动采取应急措施并报警,当出现故障需要专家协助解决时,还可以实时联网启动专家解决系统,以便及时地诊断和排除故障;在阀门出现严重故障时,如卡死的情况下,保护功能可以不断的检测阀门的动作,并迅速做出保护反应,实现网络化数字通讯与集成化智能控制。阀门智能控制网络系统由上位机系统、单元控制器和智能控制器控制单元组成。根据实际使用中部分阀门功能相同且相对集中的特点,可将其放在同一单元,由一个单元控制器进行集中管理。网络的拓扑结构则采用两级总线式结构,一级总线连接上位机和单元控制器,采用的是多主结构,设备之间可以互相通信交换数据;二级总线连接各种智能执行器、I/O节点等现场仪表和设备,属于一主多从结构,通过单元控制器实现二级总线各种设备的数据通信和命令控制功能。多台智能化阀门可实现组态监控系统,监控软件是运行在上位机中的集监测数据和发布控制命令于一体的软件,通用基于组态软件监控方式实现对监控对象任意组态,进而完成对整个阀门控制系统的动态智能监控。实现阀门相关参数的图像显示、实时/历史数据采集、数据查询及报表统计、调度控制功能、报警、安全管理等功能。 3、技术创新点:有效运用数字化技术,实时了解、掌控阀阀门及相关管线工况现场,为控制系统科学决策提供依据;运用智能化设计,实现阀门状态的自动修正、校正,同时实现高级诊断功能,对控制阀的工作情况、故障进行自动诊断;运用网络化技术,采用数字通讯技术将相关设备组成一个局部网络,应用现场总线技术,实现阀门、执行器、仪表等设备的网络化实时在线控制。 4、科学价值、同行引用及评价:智能可实现实时远程监测和控制的阀门是根据“分散控制与集中管理”的控制原理进行设计,力求在阀门自动化控制工艺过程中,提高生产产品的均一性和稳定性,以实现提高生产管理水平、提高生产效率、降低能耗等目的,充分发挥了现代控制技术在传统生产中不可替代的技术创新实践意义,可为智慧水务提供系列的核心关键部件。在2015年“中国智能阀门十大品牌”评选活中该公司的智能阀门,以美誉度高、产品质量优、企业信誉好的优势,最终以第三名的成绩,荣获“2015年中国智能阀门十大品牌”的称号。
[成果] 1800220169 安徽
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:1、主要技术内容:针对采煤、智能电网输电线路等能源安全监测领域的市场需求,电科八所利用军用光纤传感技术优势,在原有相关技术的基础上,开展了长距离光纤温度传感器研制、传感器工程化应用及封装、综合数据处理平台开发研究,突破了敏感元件的结构设计、传感探头的工程化应用封装、微弱信号处理及解调算法优化等关键技术;建成了多参量智能光纤传感系统,实现了工程化推广应用。 2、授权专利情况项目知识产权情况:取得2项发明专利授权“分布式光纤温度传感器及其温度三解调算法”(专利号:ZL201510191333.1),“一种光纤光栅传感器的封装结构和封装方式”(专利号:ZL201510416082.2);取得2项实用新型专利授权“一种非金属光纤光栅高温传感器”(专利号:ZL201520167803.6),“耐高温光纤光栅压力传感器”(专利号:ZL201620454664.X);取得1项软件著作权授权“矿用多参数光纤光栅解调系统”(著作权号:2015SR195170)。 3、技术经济指标:分布式光纤温度传感器技术指标:测量距离:30km;测温精度:±1℃;空间分辨率:1m;单通道测量时间:≤1min。光纤光栅典型传感器指标:光纤光栅压力传感器技术指标:量程:0~25MPa;分辨率:≤1%FS;工作温度:0~350℃。光纤光栅矿压计:量程:0~60MPa;精度:≤1%FS。光纤光栅离层仪:量程:0~200mm;精度:≤1%FS。分布式传感系统指标:系统最大测量点数不小于10000个;单监测子站可扩展通道数8通道;系统可扩展监测子站数32;系统平均无故障工作时间(MTBF)不小于2年。经济指标:已研制出分布式光纤测温、光纤光栅传感器等系列产品,形成年产50套系统的生产能力,已实现传感器或系统销售80余台套,累计形成销售额3000余万元。 4、应用推广及效益情况:该项目成果已在淮南矿业集团新庄孜、皖北煤电祁东、郑煤集团王行庄等煤矿应用,效果良好;已与郑州祥和电力集团签订电力隧道综合监控系统销售合同;累计形成销售额3000余万元,利润500余万元。中国有1万多座煤矿、近10万座非煤矿山,以平均每座矿山投入100万元建设多参量智能光纤传感系统系统估算,5年内如果有10%的矿山使用该系统,潜在市场规模将达100余亿元。另据了解,中国拥有20多万个变电站和发电厂、数十万公里的高压输电线路,如果以每个变电站和发电厂光纤安全监测设备投资100万元计,5年内按照装备10万个电厂、变电站计算,电力安全市场将达1000余亿元。除此以外,多参量智能光纤传感系统在国防、铁路、化工、环境监测等许多领域也有广阔的市场前景。
[成果] 1800240487 江苏
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:微机电系统(MEMS)技术是国际公认的战略性、前沿性、颠覆性技术,被列入《国家中长期科技发展规划纲要》(2006-2020)的优先主题方向。MEMS压力传感器是国际上第一类产业化的MEMS器件,而高可靠性MEMS压力传感器是航空航天、工业、环境检测等领域不可或缺的核心器件,技术综合性强、复杂度高、难度大,其关键技术长期被发达国家垄断或对中国禁运,严重制约了中国重点行业的发展。在国家自然科学基金、国家863计划、国家支撑计划等持续支持下,该项目历时15年,系统研究并解决了高可靠性MEMS压力传感器涉及的工艺设计、芯片上薄膜力学特性测试、传感器结构设计、环境效应等关键技术,实现了批量生产及应用。 主要创新如下: 1.针对高可靠性MEMS压力传感器制造工艺引起的几何尺寸偏差问题,提出了硅复杂晶面元胞分类方法,提高了硅各向异性腐蚀模拟精度;发明了直角结构补偿图形生成方法,降低了几何尺寸偏差。 2.针对高可靠性MEMS压力传感器薄膜特性依赖制造工艺的问题,发明了芯片上薄膜应力、杨氏模量、热膨胀系数、疲劳、断裂强度等特性的测试方法,实现了传感器芯片结构特性测量及制造工艺过程的监测,保障了高可靠性MEMS压力传感器的设计需求。 3.针对高可靠性MEMS电容式压力传感器输出非线性问题,发明了三明治结构电容式压力传感器,提高了传感器线性度,简化了制造工艺流程;针对压阻式压力传感器双面对准光刻误差问题,发明了外延封腔工艺及凹槽结构,降低了压力传感器零点输出并提高了灵敏度。 4.针对不同应用场景传感器封装及环境效应,发明了一种抗风压的压力传感器封装结构;建立了包括封装体在内的节点分析方法,发展了压阻式压力传感器综合温度效应模型,保障了高可靠性MEMS压力传感器的环境适应性。 项目获中国发明专利授权48项、软件著作权2项;基于该项目成果,参与制订国家标准2部;发表论文被SCI收录32篇、SCI他引243次。完成国家自然基金重点项目1项、国家863项目4项、国家支撑计划项目1项等,项目成果得到国内外高度评价,应邀为美国Wiley出版社电子电气工程(EEE)百科全书撰写电容式压力传感器一章。该技术成果实现了批量生产,形成JC、XC、BM、BS、CGY、MB等6个系列49个品种的高可靠性MEMS压力传感器,产品广泛应用于船舶、石油化工、工程机械、煤矿、工业过程控制等领域,促进了MEMS压力传感器技术进步及相关行业发展。应用该项目成果,企业近二年新增销售12467.86万元、新增利润1977.15万元。高可靠性MEMS压力传感器已应用于中国标准动车组“复兴号”列车,助力了中国自主知识产权高铁发展;高可靠性MEMS压力传感器还成为长征二号、长征五号、长征七号系列运载火箭配套产品,保障了火箭顺利发射,有力支持了中国北斗导航卫星、神舟十一、天宫二号、天舟一号等重大科学工程的实施。该成果为中国高可靠性MEMS压力传感器及相关行业的发展做出了重大贡献。
[成果] 1800250205 山东
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:随着中国大型基础设施建设的蓬勃发展,作为重大基础设施的控制性工程,一大批高坝大库、深长隧道、高陡边坡等艰险工程陆续投入建设或运行,滑坡、溃坝、突水、塌方等灾害频繁发生,大型基础设施多元感测与预警已成为亟待破解的“卡脖子”难题。然而,对于重大基础工程安全监测,作为大型基础工程安全监测的优选方法与发展趋势的光纤光栅传感技术,面临着光谱畸变调控理论与协同变形机理、工程关键参量的传感机理与新型封装技术、海量多元信息协同共采与综合预警三项核心关键难题。 该项目以国家自然科学基金重点项目、国家863计划项目、山东省信息产业厅专项资金重点项目等为依托,历时10余年科技攻关与工程实践,突破传统理念并构建了大型基础设施工程光纤多元感测与综合预警核心理论技术体系。取得的主要科技创新如下: 一、突破了大型基础设施工程光纤光栅准确感测核心理论难题。创造性的提出了“以重构替代测量”的光谱畸变调控新理念和解决方案,率先破解了复杂环境下光纤光栅非均匀应变重构与畸变调控这一首要理论难题;阐明了传感器对被测介质的力学扰动作用,建立了不同状态的力学传递模型,纠正了传统简化柱体模型忽略不同介质层间相对滑动的重大缺陷,清除了大型基础设施工程感测的理论“障碍”。 二、解决了光纤光栅传感器关键参数传感与耐久性使用的核心技术难题。独创了工程光纤光栅多点位移与地下水流速传感新机理与新方法,攻克了岩土体内部变形连续精细感测与地下水流速准确获取关键难题;深入揭示了基于盐基胶体钯的光纤光栅表面活化机制,形成了光纤光栅植入复合材料封装一体化成型封装新工艺,大大提高了光纤光栅传感器的耐久性;进而发明了具自主知识产权的专用光纤光栅传感器系列新产品。 三、攻克了大型基础设施工程临灾预警核心理论技术难题。构建了大型基础设施工程海量多元信息感测与协同采集系统,破解了大型基础设施工程监测“信息孤岛”困局;提出了基于离散应变递推的变形场重建方法,实现了大型基础设施结构隐蔽区域变形场的全面、精确感测;揭示了典型灾害演化过程多场信息响应特征,提出了岩体失稳和土体滑坡准则,突破了大型基础设施工程典型灾害准确预警屏障。 该成果获国家发明专利29项,实用新型专利34项,软件著作权15项,纳入行业标准3项,发表SCI论文41篇,EI论文68篇,获MST期刊年度最佳论文奖1项,获地质(岩土)工程光电传感监测国际论坛优秀论文奖1项。 上述研究成果实现了产品转化,其中33项产品通过了国家权威计量部门检验,并推广应用于南水北调中线工程、黑方台滑坡等30余项国家重难点工程,产品远销英国、德国、新加坡、马来西亚等国家,产生直接经济效益3.55亿元,同时产生了巨大的安全效益、生态效益及社会效益。 以该项目成果为支撑,引领了大型工程安全监测由“信息匮乏、监测失效、预警盲目、被动应对”向“多元感测、精确传感、科学预警、主动防灾”的重大变革,极大的促进了大型基础设施工程安全监测与防灾减灾的科技进步。
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