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[成果] 1800180084 上海
TH7 应用技术 光学仪器及眼镜制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于信息技术领域,仪器仪表(光学测试仪器)学科。高性能光谱仪器及关键元器件技术,一直被美国、法国、德国、日本等国家视作保持其科学仪器领先的核心技术。因光栅、探测器等关键元器件的自主研发不足,长期以来国产仪器存在“空心化问题”,高性能光谱仪器研发受制于人,存在如中兴被禁事件的潜在危险。《国家中长期科学和技术发展规划纲要-(2006-2020年)》提出重点发展通用部件设计制造技术和高精度检测仪器,该项目在“国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项”等重大项目支持下,通过技术创新,自主研发了光栅、CCD检测器、脉冲氙灯关键元器件和塞曼光谱仪、全谱型原子光谱分析仪等高性能光谱仪器,主要创新成果有: 1、高性能光谱仪器关键元器件光栅:①提出了凹面光栅衍射效率有限元积分计算和拟合子午弧矢聚焦曲线消像差设计方法,在消像差设计时,计算光栅衍射场的能量分布、刻槽的闪耀角和闪耀波长。②发明了凹面闪耀光栅刻划制作和凹面/凸面光栅分段离子束蚀刻技术,刻划出闪耀面角度相同的刻槽,能量集中于闪耀波长;通过分段刻蚀,确保刻槽角度一致,衍射效率从30%升至70%以上。③中阶梯光栅刻划复制技术。发明了运用阴影自掩模效应超精密调控中阶梯光栅闪耀角(精度达0.02°)的创新方法;通过精控分离层硅油量、镀铝层厚度及固化工艺,实现高性能中阶梯光栅的复制。 2、高性能光谱仪器关键CCD检测器及脉冲氙灯:①发明了宽波段CCD多腔复合紫外增强薄膜。通过复合紫外接收面上底部反射腔、中间荧光材料层和顶部反射腔,削弱自吸收,增强荧光发射。②提出CCD光敏区新结构,解决紫外响应问题,设计抗晕结构,提高CCD动态响应范围。③提出低温冷凝制备高真空脉冲氙灯技术,采用脉冲放电,瞬时功率与信噪比高,寿命高达3500小时。 3、高性能光谱仪器:①创新的双检测器直流塞曼背景校正技术,精确调校原子吸收过程中的光线偏振,提高结果精确性。②运用宽光谱采集及解析技术实现全谱测量高性能原子光谱仪。发明了中阶梯二维光栅分光系统及光谱干扰分离和矩阵式多特征建模技术,实现宽波段全元素原子光谱的精确定量,分辨率高(<10pm),检出限低(ppb级别)。③原位分析仪探头制备技术。运用脉冲氙灯研发小型水质在线仪器,发明顺序注射技术进行微量进样,实现多参数同时检测。 项目共获专利授权41项,其中发明专利29项,获软件著作权登记2项,发表论文35篇。项目研制产品已实现产业化推广,近三年新增销售28491.22万元,实现了高性能光谱仪器及核心元器件研制的自主可控,核心技术填补多项国内空白,总体技术达到国际先进水平,部分技术处于国际领先水平。 项目从关键元器件到整机及应用整链条的自主创新成果,带动国内分析仪器企业良性发展,为国防军工、食品安全等重要行业使用自主知识产权的高性能光谱仪器提供了提供了保障,具有重大社会和经济效益。
[成果] 1800260270 云南
TN96 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:1、主要科技内容: 包括:澜沧江国际边境河流电子巡航体系研究;北斗-AIS一体式船载装置研究;基于北斗的移动船舶监管系统研究;运用卫星遥感技术研究开发国际边境河流电子图;复杂情况下国际边境河流应急通信与救援指挥系统平台研发等工作。 2、专利授权情况: 实用新型专利:一种增强显示船舶信息采集终端、一种利用北斗卫星进行AIS船舶数据信息传输的装置。 计算机软件著作权:基于AIS的便携式水上交通监控软件、基于北斗GPS的交通管理系统。 3、技术经济指标: 提出国际边境河流电子巡航体系,研制了国际边境河流船舶可视化导航监控系统,实现了应急通信和指挥调度的融合。 在北斗-AIS一体式船载装置中,利用北斗技术,解决了境外船舶信息实时回传问题。 提出了利用时空数据进行国际边境河流电子图航迹融合、助航校正的技术和方法。 软硬件系统已在澜沧江水域得到推广应用,成果对国际边境河流航运安全保障具有重大意义。 4、促进行业科技进步作用: 提升国际边境河流的安全监管与应急救助技术水平,服务"一带一路"国家战略。该项目利用卫星导航、卫星遥感等自主知识产权的空间基础设施,提升了船舶安全监管与应急救助技术水平,有效支持了"澜湄合作机制"的实质构建,服务于"一带一路"国家战略,得到了中国外交部澜湄合作中国秘书处的认可和好评。 提升水运行业的北斗应用技术水平,支撑北斗卫星导航系统国际化。该项目是中国交通领域应用北斗卫星导航系统的重要成功案例。项目利用北斗RDSS多通道分组传输AIS数据,解决了境外船舶信息实时回传问题;利用积累的大量船舶北斗动态数据,进行了境外航段电子图航迹融合和助航校正,提高了国际边境河流电子图的可靠性,对北斗系统走出去起到重要的支撑作用。 提升国际边境河流信息共享水平,促进军民融合发展。项目积累了大量数据,解决了敏感区域信息采集、传输、处理和应用的技术问题,对于领土和军事安全起到了信息保障作用,促进了军民融合发展。 5、应用推广情况: 监管系统推广情况:项目研发的船舶导航监控系统在云南省航务管理局、西双版纳海事局、思茅海事局、澜沧江水上搜救中心、澜沧江航养中心、云南边防水上支队等单位进行了推广应用。 船载终端推广情况:该项目研发的船载终端已经在澜沧江国际航行船舶上进行了安装,在应急救援过程中,起到了不可替代的作用。 国际河流安全监管技术方案落实情况:以该项目成果为建设内容的"澜沧江-湄公河海事安全监管设施建设和管理项目"列入澜湄合作首次领导人会议成果清单。
[成果] 1800300116 辽宁
X85 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术适用范围:市政污水或工业废水的化学需氧量监测,尤其适用于野外水污染应急检测基本原理: 本COD便携式检测仪以硼掺杂金刚石电极为核心传感器,利用硼掺杂金刚石电势窗口宽、机械强度高、抗腐蚀能力强等优点,根据电化学原理,采用经典的三电极电化学体系测量水体中的化学需氧量。其基本原理是:待测水样和电解液以一定比例进入测量池混合,在测量池中以硼掺杂金刚石膜电极为工作电极,在合适的恒电位下产生羟基自由基,使有机物矿化成CO2和H2O,产生信号电流,信号电流的大小与水体中的有机物浓度成一定的比例关系,通过检测信号电流的大小确定水体中COD的浓度。 工艺流程: ①开机检查:仪器进入自检状态,自检结束后进入操作主界面。 ②标准曲线的标定:确定合适的稀释比、选择4-6个标准溶液浓度作标准曲线。 ③样品测量:待背景电流稳定后,加入待测样品,进行测定。 ④清洗电极:测定结束后在恒定电位下清洗电极。 关键技术: 硼掺杂金刚石膜电极的制备技术:利用微波等离子体气相化学沉积设备,优化各种工艺参数,制备出电势窗口宽、机械强度高、对有机污染物有较好响应的硼掺杂金刚石膜,该检测仪传感元件稳定,检测过程中无有毒化学试剂消耗,灵敏度和准确度高,测量时间短(不超过5min),可用于检测市政污水或工业废水的化学需氧量,尤其适用于野外水污染COD应急检测。
[成果] 1800300186 浙江
X85 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:通过技术创新和研发升级,成功实现了自主研发综合毒性监测仪,2012年被住建部列为全国建设行业科技成果推广项目。 适用范围:城市供水水源监测预警。 基本原理: 该技术采用ISO 11348的标准方法,通过检测发光菌(费希尔弧菌)和被测水样反应时的发光强度变化实现对被测水样的毒性监测。水样毒性的强弱,可以通过光线变弱的程度与无毒对照空白实验的比较来表征。 关键技术: 1、低温恒温和磁力搅拌模块的实现 2、取样机械臂设计及自动化检测模块的实现 3、发光细菌活性控制的研究及光子计数技术的实现 4、数据采集、分析、传输以及后台实时在线监测系统的开发及综合毒性计算和预警算法的实现设备构成: 设备由采水单元、检测单元、数据分析单元、显示单元、通讯单元等几部分组成。采水单元主要是采集水样和空白标样,检测单元主要是发光菌与水样、标样反应并收集光信号转换成的电信号,数据分析单元主要是进行数据整理并分析、比对,显示单元主要是显示检测结果、技术参数和操作界面,通讯单元主要是将检测数据上传到监测中心。
[成果] 1800300192 浙江
TH7 应用技术 专用仪器仪表制造 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:城市供水水质监测。 基本原理: 采用激光光束垂直入射被检测的液体,由于颗粒物通过时会阻挡光束,产生光强的变化及电脉冲信号,通过测量光强度大小及脉冲信号的多少达到检测颗粒物粒径和数量的目的。 关键技术: 1.激光技术、精密机械设计技术在颗粒检测装置上的应用通过不同波长激光光源的筛选以及精密机械设计方案的确立,使不同颗粒物粒径产生相匹配光电信号的技术得以实现。 2.高信噪比信号放大技术在信号处理上采用了Butterworth滤波,输出钳位等技术,系统在提高增益的同时,依然能保证信号的稳定性,最终使得系统的信噪比超过了3:1。 设备构成: 设备由采水单元、检测单元、数据分析单元、显示单元、通讯单元等几部分组成。采水单元主要是采集水样并定量,检测单元主要是收集光信号并转换成电信号,数据分析单元主要是进行数据整理并分析,显示单元主要是显示检测结果、技术参数和操作界面,通讯单元主要是将数据上传到监测中心。
[成果] 1800300193 河北
X85 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:自主研发适用范围:水体中有机污染物、硝酸盐氮等原位测量。 基本原理: 研发微型小功率紫外光源的脉冲调制技术、酪氨酸酶修饰金刚石薄膜电极传感技术,集成式免试剂、易维护的在线水质监测仪器及水质监测预警系统,避免了有毒有害化学试剂存在的二次污染风险。 关键技术: (1)微型小功率紫外光源的脉冲调制技术。通过微型小功率紫外光源脉冲调制技术进行设计,研制了脉冲高压模块,主要由脉冲高压氙灯及驱动氙灯工作的高压电源组成,采用微型小功率紫外光源脉冲调制技术,保证了光源稳定性与寿命(光源稳定时间3个月,寿命10年)。高压电源的设计满足高压氙灯的工作需要,产生1000V的高压,稳定性好,能够输出频率为100Hz的高压方波。 (2)酪氨酸酶修饰金刚石薄膜电极传感技术。使用硼掺杂金刚石薄膜作为电极基底有利于保持酪氨酸活性、降低背景电流,从而得到较高的信噪比和较长的电极寿命;采用共价键结合固定法使酪氨酸酶分子在电极表面实现大量及稳定的固定;在酚类修饰电极的制备过程中,加入纳米粒子N,放大电信号,提高导电性。 技术构成: 免化学试剂在线水质检测系统的构成单元为紫外吸收(UV)在线分析仪、硝酸盐氮在线分析仪、紫外可见扫描式多参数在线分析仪、浊度在线分析仪、叶绿素在线原位分析仪、水中油在线原位分析仪、水质挥发酚自动监测仪、水质氰化物自动监测仪、水质挥发性有机物自动监测仪、藻活性在线分析仪。其中紫外吸收(UV)在线分析仪、硝酸盐氮在线分析仪、紫外可见扫描式多参数在线分析仪、浊度在线分析仪以紫外吸收光谱特性响应水中有机物污染物、无机污染物;水中油在线原位分析仪、水质挥发酚自动监测仪以激发光谱与发射光谱特性响应水中的叶绿素和石油类污染物;水质挥发酚自动监测仪以酪氨酸酶修饰的金刚石电极响应水中的挥发酚类污染物;水质氰化物自动监测仪以氰离子选择电极响应水中氰化物污染物;水质挥发性有机物自动监测仪以挥发性有机物膜萃取后色谱分析水中的挥发性有机物;藻活性在线分析仪以藻类不同生长阶段的荧光光谱特性响应藻浓度。
[成果] 1800290162 广东
TH7 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:半导体制造是“中国制造2025”战略发展的重点,高端半导体检测设备几乎被国外企业所垄断,制约着我国半导体制造的均衡发展。我国在现阶段开展表面膜结构三维光学测试仪的自主研发,可依托我国半导体制造先进工艺和新器件的研发进行特色化发展,对于在半导体高端检测设备领域摆脱被动局面、以点带动面实现跨越式发展具有重要的意义。 主要研究内容: 开展白光相移干涉和波长扫描干涉测试技术、宽带反射光谱选择性接收测量技术、微区反射光谱测量技术等关键仪器技术的研发,重点突破基于光学干涉与反射光谱结合的多模式协同测试技术,开发出满足目标技术指标的仪器样机,以提升仪器稳定性和可靠性为重点,进行仪器工程化技术研发和产品化。 关键技术问题一:复杂膜结构上/下表面干涉信号识别与重叠干涉信号分离技术。 关键技术问题二:基于光谱选择调控的高深宽比结构表面薄膜厚度测试技术。 关键技术问题三:高空间分辨率的宽光谱微区膜层特性测量技术。 关键技术问题四:基于光学干涉与反射光谱的表面三维膜结构多模式协同测试技术。 关键技术问题五:仪器多模块间协同控制技术。
[成果] 1800290219 山东
TS1 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:一种新的竹节纱参数测量算法,并应用该算法开发竹节纱自动测试仪软件该项目以计算机和信息技术为信息处理手段,以现代通信设备和网络为传输工具,以数据库存储管理信息,将现代管理思想和决策技术相结合,为实际生产提供有效服务。 成果创新性:1、提出一种新的竹节纱参数测量算法,并应用该算法开发竹节纱自动测试仪软件。 2、利用分布式数据库技术设计竹节纱工艺参数管理系统,实现竹节纱工艺参数的海量存储、快速查询及编辑。 3、可if具有MODBUS/TCP协议通信功能的竹节纱控制器。 4、研究出竹节纱电子黑板模拟的技术与方法。 成果先进性:该项目针对竹节纱生产中存在的工艺参数设计与测试方法和效率低等问题,构建了具有竹节纱参数自动检测、计算机辅助设计和网络化传输等功能的系统平台。具有自动化程度高、运行稳定、操作方便、适用性强等特点,提高了竹节纱设计和生产环节的信息化水平,整体技术达到同类研究国际先进水平。 成果独占性:该项目以计算机和信息技术为信息处理手段,以现代通信设备和网络为传输工具,以数据库存储管理信息,将现代管理思想和决策技术相结合,为实际生产提供有效服务。该项目利用传感器与现代检测技术实现竹节纱的自动检测功能,利用数字信号处理技术和软件技术实现CAD功能,利用网络通信技术及数据库技术实现CAM功能。
[成果] 1800300094 北京
X85 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发和优化集成适用范围:预警工业废水非正常排放基本原理: 将污水与污泥用泵输送至生物抑制性实时监控系统,在曝气虹吸槽中曝气充氧、充分混合后,进入密闭盘管推流式生物反应器,通过DO监测仪实时监测反应器两端DO值,由PLC实时计算活性污泥的OUR值,根据OUR值的变化情况,对污水的生物抑制性实时预警。 关键技术:基于活性污泥呼吸速率的监测预警系统,气虹池槽、密闭盘管推流式反应器。
[成果] 1800220177 安徽
TL8 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:北京正负电子对撞机(BEPCII)及北京谱仪(BESIII)是中国正在运行的大科学装置之一,也是国际上唯一运行在瑫-粲物理能区的粒子工厂。飞行时间探测器(TOF)是北京谱仪中用于粒子识别的关键探测器。随着BEPCⅡ亮度的不断提高,BESIII端盖部分粒子多次散射的影响增大,使得端盖TOF的时间分辨性能变差。因此改进端盖TOF的粒子鉴别能力,对于提升整个谱仪粒子鉴别能力,完成BES物理目标具有重要意义。 多气隙电阻板(MRPC)是一种新型高时间分辨飞行时间探测器。北京谱仪端盖飞行时间探测器升级改造的MRPC技术研究项目,由核探测与核电子学国家重点实验室(中国科技大学和中国科学院高能物理研究所)联合承担。先后获得国家自然科学基金重点项目和中科院重大科技基础设施维修改造项目支持。预研经费230万,工程建设经费1400万。 该项目从2010年开始预研,至2015年12月完成全部工程建造,并于2016年6月通过中科院组织专家组对其性能和工艺进行评审。2016年12月通过工程项目验收。专家组评审认为整个系统在北京正负电子对撞机和北京谱仪实验中稳定运行,主要性能优于设计指标。整个系统的时间分辨小于70ps,处于国际领先水平。该探测系统成功运行表明中国在相关技术研发达到国际先进水平。同时,高时间分辨探测技术作为基础性前沿技术,不仅对于新一代加速器物理实验,而且对于核辐射探测,医学物理成像,国防科技等领域的科技发展具有重要推动作用。
[成果] 1800220238 安徽
V44 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:航天器各类舱体和箱体的密封性能是保障航天器发射、在轨运行的核心性能指标,美国挑战者号航天飞机由于燃料箱泄漏而发生爆炸,奋进号也曾因燃料箱泄漏多次推迟发射,中国在自主发展航天事业的进程中,模拟实际发射和在轨运行工况下航天器关键部件的密封性能检测是必须解决的关键技术问题,不仅检测精度要求高、检测工况复杂,可用仪器被国外产品垄断,而且还被列为对中国禁运的高科技技术产品;另一方面,中国环保政策执行标准越来越严,对电力、石化、冶金和水泥等行业的关键工艺—燃烧性能检测和气体排放指标检测提出了更高的要求。针对上述问题,项目组在国家科技支撑计划、重大科学仪器专项等项目支持下,经过十多年技术攻关,攻克了航天器密封性能、工业窑炉燃烧性能、烟气排放气体成分等指标的高精度快速检测难题,研制了系列检测仪器,满足了相关行业的急迫需求。 1、项目技术创新点: (1)基于质谱分析的微量示踪气体检测和密封性能测定技术采用分子泵变频调速技术,调整分子泵的转速,改变分子泵的压缩比,再集成分流检测技术,提高了密封性能的检测灵敏度、检测效率和检测压力; (2)非稳态强脉动高温高粉尘环境下,气体浓度和温度的精准快速测量技术。在线测量燃烧炉膛内多层多路径燃烧特征参数,采用自主研发的辐射传递模型,实时构建整个炉膛内的燃烧特征气体O2、CO、CO2、H2O、粉尘和温度的场分布并立体显示,利用高响应速度跟踪煤粉燃烧过程非稳定状态特征中燃烧过程的化学反应,有效提升燃煤锅炉的精细化控制、减小排放。 (3)多路多参数复用在线噪声抑制和信号补偿算法及浓度反演技术。采用自主研发的波分复用技术,实现了在同一光路上多种气体浓度的在线测量,针对科研和一些高精度测量需求,开发出多光路在线组网技术,通过多条光路的物质浓度测量和算法反演技术,实现了烟道“面”浓度的监测,能够更准确地测量待测物质在烟道内的排放。 2、技术经济指标: 项目研制的高端氦质谱密封性能仪检测效率高、反应灵敏、精度高,其中检漏口压力为1000pa,最小可检漏率为5×10-13Pa•m3/s,其主要参数均达到或超过日本岛津制作所,美国INICON等国际一流厂商主要性能指标,经科技部专家评审,总体技术国内领先,专项技术达到国际先进水平。根据财务审计报告近三年该类产品新增销售额5.82亿元,新增利润1.2亿元,其中2017年度新增销售额2.25亿元,增速明显。 3、应用推广及效益: 项目产品打破了国外在高端市场的垄断,成功应用于探月工程三期、大飞机制造、核电站建设等国家重大科学工程,获得了航天部五院、西飞公司、中国工程物理研究院等用户的好评。产品在格力空调、海尔冰箱、江淮汽车、国轩高科等上千家企业应用,共售出产品4200多台(套),国内市场份额达到27%,市场占有率全国第一。提高了中国家电、汽车动力电池等产品的质量,促进了行业技术进步。
[成果] 1800240457 江苏
V44 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:磁悬浮飞轮系统是以磁悬浮技术为核心的机电一体化集成尖端产品,美国、俄罗斯、德国等大力开展相关研究,已成功应用于航天航空、舰船潜艇、先进储能等领域,而中国相关研究滞后,核心技术长期被国外封锁。因此开展磁悬浮飞轮关键技术及应用研究,对打破国外技术封锁,推动中国重要装备核心技术突破,增强国际竞争力具有重大意义。该项目历时15年,在国家863等16项国家级项目、25项省部级项目资助下,开展系统深入研究,在磁悬浮飞轮系统关键结构与机理、系统的稳定性与高速高精控制、动态强冲击保护与高可靠密封技术等方面取得重大突破: 1)磁悬浮飞轮系统关键结构设计与优化。发明了平动与偏转互不干扰的球面解耦磁轴承、单绕组和双定子等新型磁悬浮电机,创建了基于磁场耦合因子和磁密均匀性的多目标磁路优化方法,实现了磁悬浮转子悬浮运动定位精度从微米级提升至纳米级,大幅提升飞轮系统悬浮精度与可靠性,减小系统体积与重量。 2)磁悬浮飞轮转子稳定判据与控制。创建了复变量频率特性的磁悬浮转子涡动模态稳定判据,建立了基于复变量频率特性的一类耦合系统稳定性理论,提出了模态分离和动态滤波补偿解耦的控制方法,破解了磁悬浮飞轮高速章动失稳和在轨运行的高精度与强鲁棒控制难题。 3)航天器姿态角速率测控一体化技术。发明了磁路解耦磁悬浮陀螺和基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器姿态角速率测量方法,提出基于磁悬浮飞轮的航天器高精度高带宽角速率测量与抑制方法,突破了航天器姿态测量与控制一体化技术瓶颈。 4)磁悬浮飞轮储能电机自适应柔性运行技术。发明了单绕组磁悬浮储能电机电动/悬浮、发电/悬浮柔性运行下参数自适应优化设计理论,提出了悬浮力“差动补偿”以及“修正逆”全域解耦控制方法;发明了磁悬浮电机双通道全周期发电技术和一种模糊PID控制器参数自整定方法;创建了磁悬浮飞轮储能系统新的结构与机理,形成了磁悬浮电机悬浮、电动、发电的柔性运行理论与方法。 5)磁悬浮飞轮动态冲击保护与密封技术。发明了磁悬浮飞轮可重复电磁和抱式锁紧设计方法,首次提出了基于系统性能、宏观振动和微观损伤的保护性能综合诊断技术,发明了飞轮低温焊接真空密封技术,有效解决了卫星发射主动段激烈振动与冲击对非刚性联接磁悬浮飞轮转子保护与诊断难题。 项目发表SCI/EI高水平论文150余篇,授权国家发明专利41件,支撑了航天五院502所成功研制国际首台磁悬浮控制敏感陀螺样机,为航天器甚稳超静姿控技术发展开辟了全新途径;助力航天东方红卫星有限公司和航天九院北京兴华机械厂成功研制“实践九号”卫星,并在国内首次搭载磁悬浮飞轮进行在轨试验,至今在轨运行正常;项目成果还在飞轮储能等高端装备中得到推广应用,显著提升了产品性能。相关成果得到中国航天控制著名专家、中国科学院院士和“实践九号”卫星总测试师的高度评价,为中国磁悬浮飞轮技术及其应用做出了突出贡献。
[成果] 1800130178 北京
TN96 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:在交通、救援、国防等领域,由于灾难、恶劣气象(如黑暗、浓雾、烟尘)、随机凹/凸障碍等影响,使得各类移动载体(车辆、无人机、机器人等)经常面临无先验和显观信息(看不到、看不清、看不准)的环境(该成果统称为:盲环境),而该环境下移动载体的导航与定位是制约其发展的瓶颈。 该成果针对盲环境下移动载体导航与定位所面临的方向迷失、定位失效、认知困难等难题,突破导航数据智能估计、实时快速对准、不确定环境认知和地图实时构建等关键技术,实现盲环境下移动载体的智能导航。创新点如下: 1、探究了移动载体多传感器误差模型与补偿方法,提出了环境与运动约束下的移动载体多传感器融合导航参数智能估计方法,解决了盲环境下缺乏先验信息导致的看不到完整环境问题。 2、揭示了移动载体不规则晃动导致方位失准及其诱发的导航系统误差传播特性,提出了缺失位置、姿态匹配量的移动载体速度匹配智能对准方法,解决了盲环境下移动载体方位失准带来的看不准问题。 3、构建了三维场景深度重建的数学模型,提出了捷联视觉环境认知方法,减少了环境不确定因素的影响,解决了移动载体在盲环境下缺乏显观信息导致的障碍看不清问题。 4、提出了改进型Bresenham算法的SLAM方法,解决了海量信息数据处理并获取简化的增量式地图的问题,保证了移动载体地图构建的实时性。 主要技术指标:1)零偏稳定性4.7°/h,角度随机游走0.7°/h1/2,非线性度0.03%;2)复杂条件下,预警距离不小于50m,探测距离不小于5m,抗烧蚀温度1500℃/5s;3)对准时间为传统滤波对准方法的50%;4)可行驶区域认知时间较传统方法缩短近10倍;5)增量地图实时构建单次处理时间小于100ms。 该成果历时近10年,获国家自然科学基金、北京市科技计划课题、北京市朝阳区协同创新项目及企业等资助,共获授权发明专利11项,实用新型专利1项,外观设计专利1项,计算机软件著作权16项,发表SCI/EI/中文核心收录论文18篇,他引15次。 该成果主要性能指标达到国内领先,部分指标达到国际先进水平,已成功应用于惯性测量、机器人、无人机、重载车辆、探测与制导装置、智能驾考等系统与产品,惯性测量产品已出口至欧洲,得到用户高度好评,近三年创经济效益2.7亿余元(其中直接经济效益9744余万元,间接经济效益1.7亿余元),正在智慧工地、居家养老、精密检测装备、隐身目标探测、应急救援、国防装备等多个领域推广应用,具有广阔的应用前景。
[成果] 1800160032 湖北
TN96 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于信息产业及现代服务业领域。位置服务是人类社会活动的基本需求。社会生产活动的精细化、全球化和智能化迫切需要广域、实时、高精度和高可靠的位置感知与服务能力。以GPS、北斗等为代表的全球卫星导航系统(GNSS)作为重要的空间基础设施,已成为位置感知与服务的理想选择。该项目针对全球卫星导航系统位置感知与服务可用性、连续性、可靠性、时效性、精准性五大核心难点问题,系统研究了北斗/GNSS广域实时厘米级位置感知与服务的理论与方法,主要学术贡献包括: (1)提出并建立了北斗/GNSS广域精密位置感知的理论与方法,原创性提出了整体分离并估计卫星端相位小数偏差的新方法,发现了载波相位小数偏差的时空变化规律,解决了广域精密位置感知的精准性和可靠性难题。 (2)原创性提出了1Hz精密卫星钟差快速估计新方法,提出了利用精密大气延迟辅助快速初始化的方法,突破了GNSS广域厘米级位置感知从事后向实时发展的瓶颈,显著提高了北斗/GNSS位置感知的时效性。 (3)发明了钟差、相位小数偏差、区域增强改正信息分层、分布式的处理方法,构建了北斗/GNSS广域、无缝、统一的位置服务框架,彻底克服了传统服务模式的局限性,为广域与局域精密位置服务的融合统一奠定了理论基础。 (4)建立了广域实时精密定位质量控制与评价方法体系,提出了钟跳、电离层闪烁、周跳等异常信号的探测、诊断与自适应处理方法,建立了北斗码偏差和频间偏差精细改正模型,显著提高了北斗/GNSS位置服务的连续性、可用性和可靠性。 发表SCI论文70余篇,8篇代表作的SCI他引次数为186。获“测绘科技进步一等奖”、“中国百篇最具影响力学术论文奖”、“美国导航学会最佳论文奖”、“湖北省自然科学优秀学术论文一等奖”。成果被IAG前主席Chris Rizos教授等国际知名同行专家评价为“显著缩短了初始化时间,提升了定位精度”、“实现了广域与局域位置服务的融合与统一”、“该领域的重要贡献”,并被IGS、OminiSTAR、NavCom等国际著名机构和导航公司采用,解决了北斗/GNSS广域位置感知与服务的可用性、连续性、可靠性、时效性和精准性五大核心难题,提升了北斗/GNSS广域实时精密位置感知能力和服务的水平,引领了北斗/GNSS广域实时精密位置感知与服务方向的发展。
[成果] 1800160378 湖北
TN96 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:2012年12月北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem, BDS)正式为亚太区域用户提供定位导航授时(PNT)以及短报文通信服务,在军事与民用的各个领域中发挥着越来越重要的作用,已经成为中国重要的空间和信息化基础设施。 该项目属于测绘科学技术领域的大地测量技术研究范畴,在国家自然科学基金面上项目、国家杰出青年科学基金、国家973计划子课题、总装预研基金等10余项项目的资助下,历时15年,围绕北斗国防应用重大需求,开展了坐标基准与坐标转换高精度模型构建、卫星轨道确定计算机代数分析、BDS/GNSS载波相位精密定位技术、组合导航信息融合技术、卫星导航对抗技术、北斗典型军事应用等6个方面的研究,解决了北斗卫星导航信息融合与对抗中一系列关键技术难题,并进行了示范应用。 该项目在《GPS Solutions》、《JournalofGeodesy》、《JournalofNavigation》、《中国科学:信息科学》、《测绘学报》等国际国内知名期刊发表学术论文80余篇,SCI收录29篇,EI收录19篇,出版《卫星导航系统概论(第二版)》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》等专著教材10部,申请专利9项(其中7项已授权)。 该项目研究成果在武汉大学测绘学院、中科院测量与地球物理研究所、武汉迈普时空导航科技有限公司、江苏莱特北斗信息科技有限公司等单位承担的项目研究、人才培养、软件开发等任务中得到了直接应用。《卫星导航系统概论(第二版)》、《地理坐标系计算机代数精密分析理论》等专著在武汉大学测绘学院、中科院测量与地球物理研究所多批次研究生教学中得到了广泛使用,产生了较好的社会效益。研发的北斗短报文通信传输软件为炮兵装备远程保障提供了重要技术支撑,已应用于陆军某系列特种越野底盘智能专家系统中;研发的北斗航标遥测遥控平台革新了传统的航标维修保障管理模式,大大提高了保障管理的效率,节省了大量人力、物力;北斗战法训练成果在海军实兵演习、北斗参谋业务培训中得到了直接应用,取得了良好的军事效益。
[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。
[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] 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] 1800290090 湖北
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:项目根据LNG水上加气站风险识别和评估的结果,结合LNG本身的理化性质、作业方式和可能导致的事故类型,选用合适本质安全传感器,研制可实现对于主要风险要素进行监控的硬件平台,同时采用无线通信方式,实现生产管理相关部门对水上LNG加气站进行实时安全监控。该监控系统分为五大部分,有:温度光纤监控系统、TDLAS甲烷泄漏传感器、船舶入侵AIS监控电子围栏系统、船舶入侵图像监控系统、LNG工作无关人员入侵图像监控系统,各个系统将监控的关键数据传输到监控总平台,根据各自的监控原理和数学模型对监控的内容进行分析处理,得到预警或报警,并将数据传输到总平台,总平台根据各监控系统传输来的数据,进行汇总,并且根据声光的形式报警,并将各系统的监控数据利用TCP/IP传输到海事监控系统,海事监控系统根据相关数据进行处理。技术路线如图所示。①利用光纤温度传感器对环境进行监控,具有安全可靠,多点布控,全范围立体监控;②TDLAS甲烷传感器对于LNG泄露本质安全监控,避免化学和半导体传感器的气体中毒而时效,减少大量的校准工作,提高了传感器的可靠性;③利用视频和AIS技术对船舶入侵进行监控,建立虚拟电子围栏,保证不同能见度气候条件下,危险区域的监控。
[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。
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