1 成果简介 微波耦合加热移动物体的过程，在数学与物理的建模上，通常认为是极其复 杂的过程，普通人员很难掌握，另外，模拟仿真计算还极其耗时。 为解决此问题，我们利用运动的相对性原理和不同物理量(电磁场、温度场 和流场)在不同坐标系之间转换，提出了一种计算微波耦合加热移动物体的数值 计算方法。此法具有操作过程简易，计算精度高且耗时少的特点，理论上，此计 算方法还适用于微波耦合电磁搅伴器时的加热过程计算。 2 关键技术 从物理场的角度而言，微波加热是一个典型的多物理场问题，主要涉及的是 电磁场与温度场能量的转换与传导，以及流场（如周围空气）与加热物之间的共 扼传热。 在现代工业与科研中，广泛应用微波加热。如《Science》和《nature》，分 别在 2016 与 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技术。但由于微波最大的缺 陷，就是加热的不均匀性，又极大地影响了微波的应用。 为了改善加热的均质性，通常使加热物运动，如旋转或采用磁搅伴器。 微波治疗肿瘤，被国际医学界称为绿色疗法，肿瘤细胞死亡最可能萎缩和死 亡在 42.5℃～43.5℃之间，温度低了则治疗肿瘤无效，而温度高了，又会损伤周 围健康器官，由于在人体上操作，故要非常谨慎的，所以又限制了微波应用。若 能有一种快速预测的计算方法，能立即得到加热的温度场分布，则是一个非常有 意义的事！ 针对移动物体的微波加热，传统模型计算极其复杂，只有少量专业研究人员 会计算，一般人员很难掌握，同时计算又极其耗时。本方法在此方面进行了大胆 的探索。 3 知识产权及项目获奖情况 发表了一篇 SCI 论文，专门论述了该方法，详见： PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1, e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 项目成熟度 该方法计算工作量小，计算方便，且精度高，适合加热运动物体或电磁搅拌 装置，或同时加热运动物体及有电磁搅拌的情况。现在 CAD 与 CAE 技术发展非常 迅速。所以，理论上可以直接利用这些商业软件进行建模与计算。 5 投资期望及应用情况； （1） 微波治疗肿瘤方面。由于微波能够穿透到肿瘤内部，直接“杀死” 肿瘤细胞，理论上，远比高能射线如γ射线效果好，且对人体副作用小。先 前没有广泛使用，原因之一是不好控制加热的不均匀性。若能在治疗之前， 先预先计算出加热物温度场分布，即预测出温度场的分布，则可以控制微波 直接“杀死”肿瘤细胞。 （2） 石墨烯的过程制作。 （3） 食品及其他工业与科研的应用。 

本发明公开了一种微波烧结法制备高性能铁氧体材料的方法，是将纳米铁氧体粉料 与烧结助剂 CuO 混合后湿球磨并干燥后得到混合料，然后向混合料中加入粘结剂聚乙烯醇， 造粒得粒料；将粒料过 200 目筛，随后以 10-30MPa 的压力常温预压得预压成型料，再将预 压成型料以 200-300MPa 的成型压力常温冷等静压成型得成型料，随后脱胶处理，然后置于 微波烧结炉中于 1000-1200℃空气中微波烧结 10-30 分钟，冷却后即得成品。本发明工艺简 单，生产周期短，具有升温速度快、加热时间短、烧结温度低、材料较大体积区域中实现零 梯度均匀加热、高效节能的特点，烧成铁氧体材料具有较佳性能，经济效益可观

人工神经网络以其对复杂非线性问题的鲁棒性和高效建模能力，在微波元件中得到了广泛的应用。现有的基于人工神经网络的微波器件模型与优化研究主要集中在建模方法上。采样是建模的基础，直接影响到人工神经网络建模和优化的效率和准确性，却很少被研究。 传统的取样方法广泛应用于基于人工神经网络的建模与优化，包括蒙特卡罗抽样和拉丁超立方体抽样。这些采样方法的重点是提高设计空间中分布样本的均匀性。由于微波元

本发明公开了一种频率及脉宽可调的微波信号产生方案，基于由一个宽带光源、一个可调的差分群时延元件，一个带宽可调的光滤波器，及一个频域到时域映射模块构成的微波产生装置；微波信号产生方法为：将光源产生的宽谱光注入光谱构造模块中，使用可调的差分群时延模块及光滤波器构造目标光谱，最后利用频域到时域映射装置产生指定频率及脉宽的微波信号。本发明方法在保证了产生微波信号高频性能的基础上，实现了信号频率及脉冲宽度的可调性，增强了一般微波信号生成方法的灵活性。

“秸秆还田”是增加土地有机碳含量提高土地持续生产能力及节省人力物力的有效方法。但是此法达到预期效果的时间周期长，而且容易造成耕地问题保水性变差等一系列问题。据调查，我国仅因氮肥流失造成的损失每年在400亿元以上，且部分地区由于施肥不当已引起严重的环境污染。 数据显示：若将土壤有机质含量提高1%的话，相当于土壤从空气中净吸收了306亿吨CO2。每增加0.1个百分点的土壤有机质含量就可释放600-800千克/公顷的粮食生产潜力。如果将秸秆经过热解炭化转化为生

本发明的固支梁Ｔ型结直接加热式微波信号检测仪器由传感器、模数转换、ＭＣＳ５１单片机和液晶显示四大模块组成，传感器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，信号经第一端口输入，并由第二端口输出直接加热式微波功率传感器，由第四端口和第六端口输出微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率

本发明的固支梁直接加热在线式未知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分别相同，待测信号经第一端口输入，并由第二端口输出到下级处理电路，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率传

华南理工大学焊接装备团队经过多年艰苦努力，成功开发出面向复杂水下空间环境的机器人水下焊接制造系统，在水下机器人移动平台、水下机器人焊接电源、潜水送丝装置、微型排水装置、水下视觉检测、工艺过程计算模拟、质量评价等关键核心技术取得了突破。研制的机器人水下焊接系统已在中广核等进行示范应用，可应用于强核辐射环境水下焊接与在役修复，水下焊接制造过程稳定，焊缝成形美观，焊接接头质量优良。通过产学研用合作，部分核心技术已在国内焊接设备上市公司等进行技术转化。 相关研究成果已申请国际PCT 5项、国家专利81件（发明42件），软件著作权登记21件。研究工作被科技日报作为35项卡脖子技术之一（第28项）进行了重点报道，人民网、新华网、中国新闻网等主流媒体都做了相关报道。 党中央、国务院高度重视海洋经济发展，作出了建设海洋强国的重大战略部署。机器人水下焊接制造技术不仅可以满足海洋资源开发装备现场制造、在役修复的需要，还可以提升特种舰船以及海洋维权装备在恶劣环境下的自动化维保能力，也能够应用于核电站强核辐射环境应急事故紧急修复处理。水下机器人焊接制造技术是科技日报重点报道的35项卡脖子技术之一。总体技术方案电站现场机器人水下焊接实验知识产权类型: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

华南理工大学焊接装备团队经过多年艰苦努力，成功开发出面向复杂水下空间环境的机器人水下焊接制造系统，在水下机器人移动平台、水下机器人焊接电源、潜水送丝装置、微型排水装置、水下视觉检测、工艺过程计算模拟、质量评价等关键核心技术取得了突破。研制的机器人水下焊接系统已在中广核等进行示范应用，可应用于强核辐射环境水下焊接与在役修复，水下焊接制造过程稳定，焊缝成形美观，焊接接头质量优良。通过产学研用合作，部分核心技术已在国内焊接设备上市公司等进行技术转化。 相关研究成果已申请国际PCT 5项、国家专利81件（发明42件），软件著作权登记21件。研究工作被科技日报作为35项卡脖子技术之一（第28项）进行了重点报道，人民网、新华网、中国新闻网等主流媒体都做了相关报道。 党中央、国务院高度重视海洋经济发展，作出了建设海洋强国的重大战略部署。机器人水下焊接制造技术不仅可以满足海洋资源开发装备现场制造、在役修复的需要，还可以提升特种舰船以及海洋维权装备在恶劣环境下的自动化维保能力，也能够应用于核电站强核辐射环境应急事故紧急修复处理。水下机器人焊接制造技术是科技日报重点报道的35项卡脖子技术之一。 总体技术方案 电站现场机器人水下焊接实验

反应器由上、中、下三部分构成：上层是密闭阴极池，内设铁质电极；中间是土 壤层，土壤上下包有滤布；下层阳极池，内设铁质电极。运行时，阴极反应产生 氢气和0H-离子，氢气的产生提高了阴极池的气压，推动阴极液向下渗入土壤层 形成淋洗过程。而0H-离子也随阴极液进入土壤，促进六价格（CrO「离子）从土 壤颗粒表面解吸。本技术使用直流电，其作用有：（1）通过电迁移作用将CrO；「 离子从黏土中分离出来，缩短修复时间；（2）利用电热效应使土壤温度大幅度升 高，提高CrOf离子的解吸效率和速率，同时（3）提高阴极室气体温度，并产生 大量水蒸汽使阴极池气压升高，驱动力淋洗液从上向下穿过土壤形成淋洗过程， 将CrO「离子洗出土壤层。在阳极池内，铁阳极反应释放出Fe奸离子，与CrO芝反 应生成Cr",实现六价铭的解毒。Cr"离子进一步与来自阴极的0H-离子反应生成 Cr（OH）3沉淀，将铭■从阳极液中分离出来。在反应后期，多余的Fe"离子进入土 壤，将不溶解的六价铭在高温下进行还原，最终实现在同一反应器内对铭污染土 壤的修复和废水的同步处理。与同样利用电化学过程进行铭污染土壤修复的电动 修复（EKR）技术相比，电动修复技术中只有电动作用被正向的用于修复过程， 其他所有电化学过程和产物都对修复过程起负面作用；而E-F&R技术的设计使所 有相关电化学过程和产物都正向地促进修复过程。其修复效率、能量效率、时间 效率和操作的简便性远远优于EKR技术。该技术用于经机械淋洗后富集的高浓度 细颗粒黏土。