项目成果/简介: 源头防治是实施大气污染防治行动、打赢蓝天保卫战的基本保障。针对大气污染主要固定排放源的火力发电厂，研发的电厂烟气污染物浓度平面分布智能传感系统，解决了环保脱硝要求和过量喷氨的核心矛盾，实现了SCR系统动态分区喷氨和精细化运行调整。 1、巡检间隔≤20 s，两侧烟道总巡检周期≤20 min，可实现三种巡检模式； 2、网格式混合平均值测量时间≤2 min，控制氨逃逸量≤3ppm 3、防腐设计，高压反吹防堵，高效制冷、排水，零点自动校正，长期稳定运行。 以600MW煤电机组为例： 减少总喷氨量10%~15%，节约成本30~50万元/年；控制氨逃逸量≤3ppm，降低空预器堵塞的风险，减少送引风机电耗和空预器维护费用，年经济效益200万元；减少空预器堵塞维护时切换清洗引起的降负荷发电量损失约300万元；减少喷氨格栅优化试验，年减少试验费用约30万元。取样系统现场安装图智能巡险柜与烟气分析柜知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

源头防治是实施大气污染防治行动、打赢蓝天保卫战的基本保障。针对大气污染主要固定排放源的火力发电厂，研发的电厂烟气污染物浓度平面分布智能传感系统，解决了环保脱硝要求和过量喷氨的核心矛盾，实现了SCR系统动态分区喷氨和精细化运行调整。 1、巡检间隔≤20 s，两侧烟道总巡检周期≤20 min，可实现三种巡检模式； 2、网格式混合平均值测量时间≤2 min，控制氨逃逸量≤3ppm 3、防腐设计，高压反吹防堵，高效制冷、排水，零点自动校正，长期稳定运行。 以600MW煤电机组为例： 减少总喷氨量10%~15%，节约成本30~50万元/年；控制氨逃逸量≤3ppm，降低空预器堵塞的风险，减少送引风机电耗和空预器维护费用，年经济效益200万元；减少空预器堵塞维护时切换清洗引起的降负荷发电量损失约300万元；减少喷氨格栅优化试验，年减少试验费用约30万元。 取样系统现场安装图 智能巡险柜与烟气分析柜

随着信息技术的发展，平板电脑已经得到了普及，但是平板电脑的性能尤其是触摸屏幕的性能仍待改 进。新装置：具有自主知识产权的光点追踪智能板

研发阶段/n本成果为能长期埋植于体内的羟基磷灰石生物陶瓷新型经皮通路装置，临床上可广泛应用于人体内外信息和物质的传输。通过材料体系选择、配方和工艺制度确定及加工性能研究，研制出了较致密的加工性能优良的羟基磷灰石（HA）基陶瓷，可直接用于复杂形状产品的制作； 通过仿生矿化法(蛋白调控)，用磷灰石对硅橡胶等材料进行表面改性，解决陶瓷层稳定性及与基体结合强度的关键问题 ，发展了一种制备优异性能通路材料的新技术。设计制作了导尿和内窥用经皮元件，进行了经皮元件的生物学性能研究，包括动物体内植入及临床前期实验研

本实用新型公开一种基于传感技术的风扇控制系统，包括单片机、按键模块、电源模块、环境温度检测模块、液晶显示模块、人体红外检测模块和电机转速控制模块；单片机分别与按键模块、电源模块、环境温度检测模块和液晶显示模块连接，人体红外检测模块通过非门芯片与单片机连接，单片机通过继电器与电机转速控制模块连接；环境温度检测模块和人体红外检测模块分别检测室内温度及是否有人，并将检测的信息发送至单片机，单片机控制液晶显示模块显示温度，且对电机转速控制模块进行控制。本实用新型中单片机根据室内是否有人及室内温度对风扇进行控

推进节能减排，发展低碳经济和包括半导体照明在内的绿色节能产业，不断扩大绿色消费已成为实现我国经济可持续健康发展的重要内容。半导体照明的发展，在进一步降低成本和提升光品质的基础上，将会朝着更高的可靠性以及智能化等方向发展，从而提升产品的附加值。可靠性方面，最重要的是控制LED的结温。当芯片设计不良、或者封装的散热设计不良、或者灯具的散热设计不良、或者灯具的使用环境温度过高时，都可能导致LED的结温升高，从而影响LED的性能和寿命。智能照明方面，目前面

利用分布式光纤传感技术对公路上行驶的机动车辆的动态信息进行实时检测，提供实时、可靠的车辆基本交通信息，为判断交通状况提供根本依据，从而实现高速公路智能化管理，达到高速、安全的物流保障目标。分布式光纤传感测量方法光纤既作为信号传输媒质，又作为信号传感介质，实现分布测量。光纤铺在公路车道上，车辆碾压段利用金属锴装保护。

1 成果简介随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境污染、疾病监测、食品安全等民生热点日益受到人们的关注。如何对上述问题进行简单、快速的监控，将一些危害降至最低，保障人民生活和生产，这就需要一种可实时实地检测、操作简便的多应用传感器件。 表面等离子体波（ SPP）传感器是一种基于光学检测的传感器件，被广泛用于药物筛选、食物检测、环境监测和细胞膜模拟等方面。相对于目前常见的化学、电子、力学等传感器，SPP 传感器拥有实时检测、无需标记、对被检测物无损害、探测方法简单等众多优点。为了降低成本、 稳定性能、减小体积，集成型 SPP 传感器件的成为了现今研究热点。然而现有的集成型 SPP 传感器件普遍存在灵敏度低，探测范围小等问题，限制了其应用的推广。 课题组从 2006 年开始合作从事集成型 SPP 传感器件研究，在清国家 973 项目、自然科学基金重点项目、教育部清华大学自主研究项目等项目资助下， 创新性提出一种基于 SPP-介质波导异质垂直耦合器的可集成生化传感芯片，并对传感芯片的传感特性和应用进行了深入研究和探索。芯片的特点和性能如下：可集成，芯片体积小，可与便携设备集成；可批量生产，价格低廉；灵敏度较传统的集成型 SPP 传感器件高出一个数量级；可实现对传感区域的精确或者大范围调节；可实现对纳米量级大小的物质的探测；传感性能稳定，应用领域广泛。上述优点表明该芯片可以工厂大批量生产经营，也可以用于实验室的科研研究，在化学，生物，医学等多 个领域均有应用价值。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的器件。 图 1 (a) 集成型 SPP 传感芯片与一元硬币尺寸对比图 (b) 传感芯片的显微镜照片2 应用说明可集成型 SPP 生化传感芯片在实验室经多次验证，可以实现对折射率液体以及纳米级薄层物质的高灵敏探测，并初步应用于对双酚 a（简称 BPA，一种塑料生长常用原料，每年生产将近 2700 万吨含 BPA 的塑料类物质， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的检测。实验结果表明，该芯片对于 BPA 的探测极限浓度可以达到 0.1ng/ml （欧盟公布食品准则中水含有BPA 的最高浓度为 1ng/ml）。3 效益分析由于目前国内尚无同类产品， 而且此产品在疾病检验，环境监测，药品鉴别等多个领域具有应用价值， 因此本仪器具有较大的市场推广空间。本传感芯片价格低廉，使用简便，对样品无二次污染，性能稳定，甚至对纳米量级的生化小分子探测均具有高灵敏度，相对于其他类型的传感器件， 具有明显的经济和技术优势。

合肥中科科源传感系统工程有限公司（ 曾用名：合肥荣事达科源传感系统工程有限责任公司）座落在安徽省合肥市长江西路2221号安徽循环经济技术工程院A座，是中科院合肥物质科学研究院和合肥荣事达三洋电器公司合资的股份制公司。 公司专利产品 “电子摸高器”、“六维力测力平台”、“一维重心测试台”、“人体平衡功能测试仪”主要应用于体育院校运动生物力学教学、大学体育系学生的体能训练、中小学生体能训练和达标测试，已经在国内许多大学、中学得到成功应用。  

现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示： 器件的基本结构由波导和功能层（由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料（硫系化合物）层）所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能，即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层，然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触，通过较小的接触面积使接触处的热量集中，从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能，同时在近 C 波段具有较低的光损耗，可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金（如 GSST）作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数，且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差，可在更恶劣的高温环境下进行操作，适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括： ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性，通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能：  存储功能的实现：拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’，实现数据存储（编程）功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲，所产生电流流经加热层时，生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处，使得接触处的相变材料发生相变，实现存储功能。在完成上述编程操作后，从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异，因此当输入光经过波导后，其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变，进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比（即透过率），可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现：通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度，使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值，实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积，因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相，把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’；同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比，把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’；通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片，实现图像、语音和文本识别功能：  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础，也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性，拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触，左右两端电极分别代表突触前和突触后，分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控，进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用，脉冲强度发生变化，对应于乘法器。进而借助于微环结构，将不同波长的脉冲导入进同一波导中，该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时，读取光与微环发生共振，在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后，读取信号不再和微环发生共振，而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发，实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构，验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习，权重的数值通过外部管理器设置；对于非监督式机器学习，不再需要外部管理器来设置权重值，而是通过输出光脉冲进行反馈控制，调整权重值。在单个神经元结构的基础上，更复杂的光学脉冲神经网络结构，证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元，即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中，分发器将光脉冲分发给多个神经元，神经突触结构则产生光脉冲信号，输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析：①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输，具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比，以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触，填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析：①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性，且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性，且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点，具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析：根据已取得成果正在撰写专利，以获得该关键技术的独有权。