一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 杨钰萍 机电工程学院/测控技术与仪器 2016.9/2020.6 201631034227 刘玉洁 机电工程学院/测控技术与仪器 2016.9/2020.6 201631034210 黄祺 机电工程学院/测控技术与仪器 2017.9/2021.6 201731034414 黎峰 机电工程学院/测控技术与仪器 2017.9/2021.6 201731034425 李正煜 机电工程学院/测控技术与仪器 2018.9/2022.6 201831034413 任星星 机电工程学院/测控技术与仪器 2016.9/2020.6 201631034306 杨柳 外国语学院/英语 2016.9/2020.6 201631131301 胡玉莲 外国语学院/英语 2016.9/2020.6 201631131304 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈波 外国语学院/测试计量技术及仪器 实验师 传感器技术 四、项目简介 本项目以电磁流量计的励磁技术为切入点展开研究，了解了已有励磁技术的优缺点，合理推导双向梯形波具有的优点——既有稳态部分利于数据采集与处理；又存在缓慢的上升和下降沿可减少微分干扰。故设计了双向梯形波励磁拟解决现有励磁技术微分干扰过大的问题，并可提高电磁流量计在流速测量中的精度。该项目一旦成熟推向市场时，可实现系列化生产，对提高流量流速测量精度，扩大电磁流量计的应用范围有较大的现实意义。

碳纳米管的优越电磁波吸收性能， 在军事领域及民用领域里有潜在的 巨大用途。碳纳米管吸波材料对于国家安全、隐形作战装备研制、具有十 分重大的意义。碳纳米管 /聚合物复合吸波材料还可广泛应用于民用领域， 可用于抗静电、电磁屏蔽，减少或者消除电磁波对人体的伤害及电磁设备 的干扰。 本研究显示碳纳米管 /聚合物复合吸波材料具有优良的雷达波吸收性 能，具有广阔的市场空间和应用前景。

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。

本发明公开了一种复合波片光轴对准方法及装置。将待对准复合波片的两片晶片装在支架上之后分别安装在固定、旋转波片卡盘上；从光源发出的光经过起偏器后形成线偏振光；通过待对准的复合波片后，线偏振光偏振态发生变化；根据探测器探测到的透射光强信号可进一步获得待对准复合波片相位延迟波动量的变化幅值；比较相位延迟波动量的变化幅值的相对大小；通过电控旋转台控制旋转波片卡盘转动，直至将复合波片的光轴对准到所要求的精度范围内。装置包括光源，起偏器，固定波片卡盘，旋转波片卡盘，旋转检偏器，探测器，电控旋转台，计算机，步进电机和电控旋转台控制器。该方法可以实现对复合波片光轴进行高精度对准，装置简易，操作简单。

（专利号：ZL 201510386310.6） 简介：本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备TiNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备TiNiSn块体热电材料的方法，其步骤：原料配制和冷压成型，微波合成，TiNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使TiNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低TiNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的TiNiSn块体热电材料。

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。380 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。 

本发明公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰微波烧制多孔陶粒的方法，包括如下步骤：(1)将医疗垃圾焚烧飞灰与辅料充分混合，混合物中加入少量水并经成型机造粒成型；(2)造粒成型并干燥得到颗粒生料，在颗粒生料周围填充微波耦合剂粉末；(3)将填粉后的颗粒生料进行微波烧结，烧结后冷却至常温得到多孔陶粒。本发明能够借助飞灰中高含量活性炭在微波场中的“热点”效应将飞灰中二恶英即时彻底分解，同时将大部分重金属包裹固化在烧结产物网格中，并将飞灰快速烧结成多孔陶粒，该陶粒可用于建筑集料或废水滤料，在实现医疗垃圾焚烧飞灰无害化处理的同时进一步将其资源化利用，一举多得。

本发明的固支梁Ｔ型结间接加热式微波信号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相同，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出到第一间接加热式微波功率传感器，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分别接间接加热式微波功率传感器，通道选择开关

本发明的固支梁Ｔ型结间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，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出到第一间接加热式微波功率传感器，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分别接间接加热式微波功率传感器，通