成果与项目的背景： 目前，一些热力管线、石油部门采油现场由于泄漏的问题，每年造成国家资产的损失十分严重。且微渗漏是大事故的预警。本项目为生产第一线的检测现场应用研发了一套辅助性地下管道巡线及检测装备。研究建立了热力管道周围温场分布模型，进行了从管道到地表的土壤层中温度梯度的研究。针对管道支路与渗漏检测的生产第一线的迫切需要，设计了一种专用的复合红外热成像仪，兼有管道走向指示及泄漏报警等功能。 技术原理： 依据目标和背景之间的温度差异来探测识别目标，采用红外热成像法检测这些温度异常，推测地下输油管道的分布状态，对地下热力管道进行检测，探知管道走向以及是否有偷油支管，并能够准确定位管道的分支点，为长期、慢速的泄漏情况的检测及准确定位提供了一种快捷、准确的检测手段。该仪器由红外镜头、红外探测器、成像电路、分析软件、显示部分和电源部分构成。本项目为便携结构，可以随身携带，亦可以车载，便于实时观察。 技术水平及专利与获奖情况： 该成果经过天津市科委组织专家鉴定，鉴定结果为，该项目总体水平达到国际先进水平。目前专利正在受理中，受理号为：200520025335.5。 应用前景分析及效益预测： 在现场应用方面：本项目为热力及石油管线检测现场提供了一种急需装备，大大降低了检测成本，有效地减少了原油的漏失，节约了国家能源，提高了油田的经济效益，具有良好的经济效益和社会效益。在市场销售方面：本项目研发仪器是一种新的地下输油管道巡线及支路检测辅助设备，该仪器成本为 12 万元人民币，按每台售价 20 万元来算，其经济效益是可观的。在产品化推广方面：本产品拥有自主的知识产权，可以形成工业产品在全国油田相关部门进行推广使用，具有广阔的应用市场前景。 应用领域：石油行业及其相关领域。 产业化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 主要部件需要进口，加工设备和厂房面积要求不高，投资规模在 200 万左右，预计产品化后的销售额为每月 20~40 万左右。 合作方式及条件： 技术转让或者技术合作，共同开发销售并利润分红。

产品详细介绍 植物叶绿素荧光成像系统PlantExplorer PlantExplorer系统的成像面积达到20 cm x 20 cm，最快每秒钟可测量1000张叶绿素荧光成像图片，在全球第一次实现对快速荧光诱导曲线O-J-I-P相的成像测量；可以基于单个像素或感兴趣的区域（ROI）来计算荧光参数；可以实现多光谱测量，在测量光合作用之外，获取叶绿素指数、花青素指数、NDVI、红外成像和RGB成像。 利用PlantExplorer测量的荧光成像、叶绿素成像、花青素成像和RGB成像   利用PlantExplorer测量的OJIP曲线 叶绿素a荧光作为光合作用研究的探针，是研究各种逆境胁迫（干旱、高温、低温、营养缺失、污染、病害等）对植物影响的强大工具，亦被广泛用于筛选同一植物品种的不同基因型。叶绿素a荧光不仅能反映光能吸收、激发能传递和光化学反应等光合作用的原初反应过程，而且与电子传递、质子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等过程有关。几乎所有光合作用过程的变化均可通过叶绿素a荧光反映出来，而荧光测定技术不需破碎细胞，不伤害生物体，因此通过研究叶绿素a荧光来间接研究光合作用的变化是一种简便、快捷、可靠的方法。针对叶绿素a荧光的测量方法和参数分析方法已经成为光合作用研究的一个重要领域。 在过去的十余年中，针对植物光合作用测量的叶绿素荧光成像技术日趋成熟，并得到了广泛的应用。随着LED技术、CCD技术、通信技术等的不断进步，传统的叶绿素荧光成像也面临着新技术的不断挑战。 来自荷兰瓦赫宁根大学的Henk Jalink教授在数十年叶绿素荧光技术研究的基础上，采用最新的LED技术、CCD技术和通信技术，掀起了对叶绿素荧光成像技术的革命！ Jalink教授设计的叶绿素荧光成像系统，包括标准版PlantExplorer和定制化设计版CropReporter，其中PlantExplorer系统可以： 最快每秒钟测量1000张叶绿素荧光成像图片，实现对快速荧光诱导曲线O-J-I-P相的成像测量（全球唯一！！！）； 基于单个像素或感兴趣的区域（ROI）来计算荧光参数 实现多光谱测量，在测量光合作用之外，获取叶绿素指数、花青素指数、NDVI、红外成像和RGB成像。 针对这些最新的叶绿素荧光技术（包括这里介绍的叶绿素荧光成像系统PlantExplorer和能监测16 m2面积里植物的群体光合作用的CropObserver系统等），Jalink教授创办了PhenoVation公司进行商业化生产，在国际光合作用领域和植物表型领域都引起了巨大的震动。 PlantExplorer的版本 根据是否能进行多光谱测量，以及是采用高速（High Speed, HS）相机还是高清（High Resolution, HR）相机，植物叶绿素荧光成像系统PlantExplorer有四个版本： 版本 名称 功能 多光谱高速版 PlantExplorer Spectral HS 高速测量叶绿素荧光成像、可见光成像、叶绿素成像、花青素成像 多光谱高清版 PlantExplorer Spectral HR 高清测量叶绿素荧光成像、可见光成像、叶绿素成像、花青素成像 PSII高速版 PlantExplorer PSII HS 高速测量叶绿素荧光成像 PSII高清版 PlantExplorer PSII HR 高清测量叶绿素荧光成像 主要应用领域 光合作用机理研究，全叶片和整株植物的光合作用测量 环境胁迫对植物的影响 基因型筛选、突变株筛选 胁迫损伤的早期检测 植物病理学、毒理学、环境科学研究 其它和植物光合作用相关的领域 主要技术参数 相机传感器类型：CCD 相机曝光时间：典型20-1 000 ms 相机分辨率：高速版30万像素；高清版140万像素 Binning：1 x 1到8 x 8 灰阶：14比特或16 384级灰阶 图像采集速度：高速版260帧/秒（307 200像素时）～1 000帧/秒（100 000像素时）；高清版20帧/秒 图像获取时间：单张叶绿素荧光图像5-1 000 ms，高速版诱导曲线测量时800 ms可以获取208-800张图像。 图像格式：16位RAW格式 光谱范围：350～950 nm 镜头类型：8 mm定焦，4 光学滤光片（仅适用于多光谱版）：6种高质量光学干涉滤光片，包括荧光、红光、绿光、蓝光、花青素和近红外滤光片 数据传输方式：Ethernet 叶绿素荧光激发光源：红色LED，光强0-3 000 mmol m-2 s-1 光化光源：红色LED，光强0-1 000 mmol m-2 s-1 多光谱和彩色图像光源：白色LED和近红外LED 成像面积：20 x 20 cm 工作温度：+5～+40℃ 尺寸：50(W) x 61(D) x 100(H) cm 重量：55 kg 供电需求：110-240 V交流电 功耗：测量叶绿素荧光时峰值3 kW，待机时200 W 成像参数： 多光谱高速版：Fo, FJ, FI, Fm, Ft, FJ’, FI’, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, FRO, φEO, φRO,  tFM, A, Sm, PIABS, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd, RNIR, R, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index, NDVI 多光谱高清版：Fo, Fm, Ft, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd, RNIR, R, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index, NDVI PS II高速版：Fo, FJ, FI, Fm, Ft, FJ’, FI’, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, FRO, φEO, φRO,  tFM, A, Sm, PIABS, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd PS II高清版：Fo, Fm, Ft, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd 功能特性 功能特点 多光谱高速版PlantExplorerSpectral HS 多光谱高清版PlantExplorerSpectral HR PSII高速版PlantExplorerPSII HS PSII高清版PlantExplorerPSII HR 无与伦比的高速相机（1000帧/秒）测量快速诱导曲线 ● ○ ● ○ 出色的高清相机（1.4 M pixel）测量叶绿素荧光 ○ ● ○ ● 成像范围20 cm x 20 cm ● ● ● ● 自动调节花盆底座高度，使得植物上部与相机保持恒定距离 ● ● ● ● 饱和脉冲强度达3000 mmol m-2 s-1 ● ● ● ● 光化光强度达1000 mmol m-2 s-1 ● ● ● ● 可进行多光谱测量 ● ● ○ ○ 精确获知叶绿素荧光、叶绿素、花青素和R/G/B图像每个像素的变化 ● ● ○ ○ 可设置进行延时成像测量 ● ● ● ● 嵌入式电脑进行精确的成像、时间控制、光强控制和数据存储l  英特尔双核处理器 8 GB内存 128 GB SSD固定硬盘，Windows 7操作系统 1 TB Hybrid混合硬盘用于数据存储 ● ● ● ● 随机配送27寸全高清显示器 ● ● ● ● 功能强大的控制和分析软件 ● ● ● ● 注：● 代表有，○ 代表无。 主要测量参数   成像参数 参数解释 多光谱高速版 PlantExplorer Spectral HS 多光谱高清版 PlantExplorer Spectral HR PSII高速版 PlantExplorer PSII HS PSII高清版 PlantExplorer PSII HR 由仪器控制软件直接测量出的成像参数 Fo 植物暗适应后当所有反应中心都处于开放态时的初始（最小）荧光成像 ● ● ● ● FJ 植物暗适应后测量JIP诱导曲线（快速荧光诱导曲线）时的J相成像 ● ○ ● ○ FI 植物暗适应后测量JIP诱导曲线（快速荧光诱导曲线）时的I相成像 ● ○ ● ○ Fm 植物暗适应后当所有反应中心都处于关闭状态时的最大荧光成像 ● ● ● ● Ft 植物接受光照一段时间t后的实时荧光成像 ● ● ● ● FJ’ 植物照光后达到J项的荧光成像 ● ○ ● ○ FI’ 植物照光后达到I项的荧光成像 ● ○ ● ○ Ft=5min 植物照光5 min后的荧光成像 ● ● ● ● Fm’ 照光后当所有反应中心都处于关闭状态时的最大荧光成像 ● ● ● ● RNIR 近红外波段的反射光谱成像 ● ● ○ ○ RChl. 叶绿素的反射光谱成像 ● ● ○ ○ RAnth 花青素的反射光谱成像 ● ● ○ ○ RRed 可见光成像的R（红色）通道反射光谱成像 ● ● ○ ○ RGreen 可见光成像的G（绿色）通道反射光谱成像 ● ● ○ ○ RBlue 可见光成像的B（蓝色）通道反射光谱成像 ● ● ○ ○ 由仪器分析软件分析得出的成像参数 Fv/Fm 植物暗适应后的最大光合效率成像 ● ● ● ● tFM 荧光上升达到Fm的时间 ● ● ● ● FRO 植物暗适应后与I项可变荧光相关的参数FRO=(Fm-Fi)/Fm ● ○ ● ○ jEO 植物照光后与I项可变荧光相关的参数ϕEO=(Fm’-FJ’)/Fm’ ● ○ ● ○ jRO 植物照光后与I项可变荧光相关的参数ϕRO=(Fm’-FI’)/Fm’ ● ○ ● ○ A 诱导曲线上部的互补面积 ● ○ ● ○ Sm Fm-Fo的面积归一化参数 ● ○ ● ○ PIABS 光合性能指数 ● ○ ● ○ jPSII 植物照光后的实际光合效率jPSII =Fq’/Fm=(Fm’-Ft)/Fm’ ● ● ● ● NPQ 非光化学淬灭NPQ=(Fm-Fm’)Fm’ ● ● ● ● Rfd 植物活力指数Rfd=(Fm-Ft=5min)/Fm ● ● ● ● qN 非光化学淬灭qN=(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) ● ● ● ● qP 光化学淬灭qP=Fm’-Ft)/(Fm’-Fo’) ● ● ● ● Fo’ 植物照光后当所有反应中心处于开放态时的最小荧光Fo‘=Fo/((Fv/Fm)+(Fo/Fm’)) ● ● ● ● Chl. Index 叶绿素指数，与叶绿素含量相关 ● ● ○ ○ Ant. Index 花青素指数，与花青素含量相关 ● ● ○ ○ NDVI 植被覆盖指数 ● 代表有，○ 代表无。 应用实例 1）强光对不同基因型拟南芥的影响 2）缺磷对不同拟南芥的影响 3）荧光成像揭示肉眼看不到的叶片边缘伤害 4）利用叶绿素荧光成像进行植物病理学研究 5）干旱处理对伽蓝菜的影响   我们能提供的远远不止这些…… 如下，是1 m高的水稻整株侧面成像结果： 此外， 我们的叶绿素荧光成像系统已被成功集成到WPS高通量植物表型平台中，用于高通量植物叶绿素荧光成像（光合作用）测量！   产地：荷兰 请访问 www.phenotrait.com 了解更多详细内容。

 设施蔬菜是解决我国北方冬半年蔬菜供应和促进农民增收的重要产业，辽宁是我国设施蔬菜重要产区。然而设施蔬菜连作和不科学施肥等导致的土壤障碍日趋严重，已成为制约设施蔬菜提质增效和绿色发展的瓶颈问题。为此，项目组自“八五”以来针对该问题开展了系统研究，主要创新成果如下：     1.首次探明了设施番茄和黄瓜土壤障碍的主因是偏施氮肥导致的土壤酸化，明确了均衡施肥可明显缓解土壤障碍发生，实现了设施土壤障碍的理论突破。30年蔬菜长期施肥定位试验表明，长期过量偏施氮素化肥导致土壤严重酸化，进而使土壤理化性质和微生物区系劣变，病原尖孢镰刀菌数量增加 4.3 倍，作物产量 和品质下降；而有机无机肥均衡配施，缓解了土壤障碍发生。进一步的日光温室 蔬菜有机无机肥均衡配施长期连作试验表明，番茄与自根黄瓜连作 24 茬植株长势 和产量与第 1 茬无显著异，虽土壤理化性质、微生物区系及根际酚酸类物质等 随连作茬次增加而有所变化，但未达土壤障碍程度，也未发生枯萎病等土传病害。从而证实了我国设施蔬菜土壤偏施氮肥引起的障碍远大于土壤连作障碍。     2.首次明确设施番茄和黄瓜土壤最佳营养指标，创建设施蔬菜科学施肥模 型，研制出设施蔬菜土壤健康保持施肥方案，实现了设施蔬菜绿色可持续生产的技术突破。兼顾设施蔬菜生产效率与土壤健康保持原则，明确了设施番茄和黄瓜土壤氮磷钾钙镁最佳营养指标，建立了以设施土壤最佳营养指标（A）、目标产量需肥量（W）和土壤供肥能力（Y）为核心的施肥量（M）模型，即：M= b W（b={1.5+ (A-Y)/A}）；综合 7100 多份北方设施果菜土壤分析结果，研制出以 有机肥为主增钾补钙的北方地区设施果菜土壤施肥方案。推广应用后，土壤健康 保持效果显著，其中 28 年间连作 56 茬日光温室番茄产量未出现显著减产。     3.首次从作物-土壤-肥料-环境互作角度分析构建了设施蔬菜土壤障碍分级标准，率先创建了设施蔬菜土壤障碍生态安全防控策略，实现了土壤消毒的农 药零使用，为设施土壤障碍的绿色防控奠定了基础。通过对全省 5465 份设施果菜土壤分析，构建了日光温室蔬菜健康土壤、轻度障碍土壤、重度障碍土壤三个等级划分的土壤理化性质、养分含量和生物学特性等参数标准，综合定位试验结 果，创建了设施蔬菜健康土壤保持、轻度障碍土壤生态安全修复和重度障碍土壤 生态安全高效利用的策略，解决了设施土壤农药消毒污染环境的弊端。     4.研制出设施蔬菜轻度障碍土壤修复和重度障碍土壤营养基质高效栽培技术，攻克了日光温室蔬菜土壤障碍绿色防控的技术瓶颈。针对轻度障碍土壤修复，构建亩施膨化鸡粪（或等量营养有机肥）2000kg+粉碎稻草 1000kg+生石灰 44kg+ 复合肥(13-7-13)30kg 和膨化鸡粪 2000kg+生物炭 500kg+生石灰 44kg+复合肥 30k 两个优良配方，降低当茬土壤尖孢镰刀菌数量 71%～93%，番茄增产 30%以上。 针对重度障碍土壤，研制的农业废弃物营养基质限根栽培和嫁接防病高效栽培技术，实现番茄与黄瓜年亩产 2.5 万 kg 高产记录，节水 23.6%，节肥 26.4%。     项目获授权发明专利5件，制定地方标准5部，发表论文133篇，编写著作与教材 16 部。近 3 年累计推广 202 万亩，增产 40 亿 kg，增收 77 亿元；并减施化肥 26%以上，少用农药 18%以上，累计节约生产成本 12.8 亿元。

项目技术适用于蔬菜种植集中的地区，尤其是以规模种植秧苗 为主的企业、公司、园区和合作社进行标准化种植的商品蔬菜生产。本项目解 决了大公司育苗设施昂贵、环境管控成本高的限制、育苗程序复杂和壮苗手段 单一的限制。从育苗设备优化、环境控制节能、基质配制专一性、壮苗控制综 合化入手。以低于当前一般育苗成本 20%来建设和运营管理育苗企业；同样也适 合在农业园区中建造自己的育苗设施和技术系统。 项目技术从简化操作入手，通过基质的综合调配，满足秧苗全生育期对营 养的需求，减少营养液管理用工，并结合化学调控技术实现越夏壮苗的培育。 实现设施与农艺技术的统一。与传统育苗技术相比，实现商品秧苗成苗率 98% 以上、秧苗整齐度达到 95%以上，以可再生材料为主要机制材料，育苗基质投资 额度节省 40%；育苗设施专业设计，结合节能型水暖空调系统、水暖调温系统、 敞开式屋顶设计等方式，最大程度优化设施环境。技术科应于番茄、黄瓜、茄 子、辣椒、甘蓝、菜花、莴苣等蔬菜壮苗的培育。配套技术在即墨农业科技示 范园、青岛普瑞有机农业有限公司应用，实现年生产秧苗 1800 万株。 

节能建筑外围护构件与被动设施优化方法研究，2007 年 12 月通过河南省教育厅鉴定。 建筑节能已成为建筑领域当前研究和实践的重点，我国建筑用能占当年全社会终端能源消费 量的 27.8%。《民用建筑节能管理规定》和《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》等强制 性法令法规的颁布无疑对建筑节能、改善室内热环境有极其重要的作用。但是我们也应该看 到，尽管新的城市住宅和上世纪 80 年代初期的住宅相比其隔热保温性能有了较大提高，但 与发达国家相比还有很大差距。由于建筑寿命一般在 50～100 年，加上人们对建筑热舒适的 要求不断提高，建筑能耗需求在今后较长时间内持续增长，必将对我国的能源使用模式产生 强烈冲击。因此，我们急需开展新的、更为节能的技术研究和实践。 本项目研究目的是研究节能建筑外围护构件与被动设施对建筑能耗的影响以及与 建筑的结合与优化配置问题，最终应用于建筑设计与选择，其技术要点如下： 1. 介绍了室内热环境的几个影响因素，受传统民居建筑外围护结构设计启示并考虑到现代 科技水平和生活方式，从而提出了现代住宅外围护结构设计策略。 2. 从能量角度论述了外围护结构如何通过设计来保持、阻止以及引入能量。 3. 利用计算机模拟能耗分析软件对工程实例的外围护结构设计进行了优化设计的方法实 证研究。 4. 借助高精度热成像仪的拍摄，使得外围护结构的实验调查更加准确和直观。清晰的呈现 出采暖条件下外围护结构的钢筋混凝土梁柱、窗户、窗框、缝隙等热工薄弱环节。 5. 利用能耗分析软件 DOE-2 对飘窗、空气渗透、遮阳方式、玻璃选用进行能耗分析，用数 据说明其存在的问题，并提出可行的解决方案。