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。

本成果基于先进材料技术、微纳制造工艺的电容式微机械超声传感器（CMUT）与压阻式MEMS压力传感器，信号处理智能算法、无线信号传输及微系统集成的多项研究成果，进行了跨尺度多相流浓度与超声衰减及压力分布的物理场耦合谱图像数值模型，优化超声/压力频率、功率及尺度等多参数设计，构建了阵列式多频谱超声-压力融合RMF瞬态浓度计算方法，实现多维、多参数RMF流型辨识与流量在线监测能力，设计RMF浓度超声-压力融合检测微系统，形成了“气固两相粉尘扩散浓度”“气液两相冷凝剂加注质量”在线监测解决方案。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 气/固/液多相流混合现象广泛存在于工业生产中，北京理工大学娄文忠教授团队针对当前工业粉尘爆炸、粉尘防护、新冠疫苗低温贮藏装置的冷凝剂高效安全加注，推进国家“公共安全”“节能减排”重大需求，创新性提出超声-压力复合的气/固/液混合多相流流型/流量精准检测微系统的研制。 基于先进材料技术、微纳制造工艺的电容式微机械超声传感器（CMUT）与压阻式MEMS压力传感器，信号处理智能算法、无线信号传输及微系统集成的多项研究成果，进行了跨尺度多相流浓度与超声衰减及压力分布的物理场耦合谱图像数值模型，优化超声/压力频率、功率及尺度等多参数设计，构建了阵列式多频谱超声-压力融合RMF瞬态浓度计算方法，实现多维、多参数RMF流型辨识与流量在线监测能力，设计RMF浓度超声-压力融合检测微系统，形成了“气固两相粉尘扩散浓度”“气液两相冷凝剂加注质量”在线监测解决方案。 该方案采用了多项先进的专利技术，具有体积小、功耗低、精度高、响应速度快等特点，当前已有相关实验数据支撑，同时结合无线组网技术及物联网技术，具备构建“粉尘爆炸评估系统”“冷凝剂远程监测”条件。

本发明公开了一种平衡式大流量轴向柱塞泵，包括：斜盘、缸体、柱塞、配流盘、壳体、传动轴；所述缸体内设置多排同心圆分布的柱塞孔；所述配流盘设置多排吸、排油口；所述壳体将配流盘的多个排油口连通接入一个出油口，将配流盘的多个吸油口连通接入一个进油口。所述斜盘包含多个呈层次设置的台阶式斜面，层次相邻的两斜面倾角呈相反方向设置；每一层所述的斜面上均设有通过滑靴与之连接的柱塞，位于同一层斜面上的柱塞对应缸体内与之相配的位于同一排同心圆上的柱塞孔。本发明可以实现柱塞泵高速高压运转下，保持轴向柱塞泵关键零部件如缸体、配流盘等的轴向液压力的平衡，同时，可以在不明显增大轴向柱塞泵的体积和重量的情况下，实现大排量。

成果与项目的背景及主要用途： 我国对天然气等清洁能源的需求量逐年增加。天然气在井口刚刚开采出来时被称作凝析天然气，是湿气的一种，湿气首先要经过测量，然后再进入处理厂。湿气为气多液少的特殊的气液两相流，流动型态包括分层、波状、环状、雾状等多种形态，因此检测难度很大。国际市场，因技术门槛儿高，只有极少数几家公司（FMC\SolartronISA\Roxar）掌握此项技术。因大多采用射线技术，产品价格高昂。国内市场采用“单相流量计量仪表”或大型“计量站”，不是无法满足气液两相测量，就是建设数千平方米的集气计量站，耗资巨大。凝析天然气两相流量计旨在解决油气田井口湿天然气的气、液两相的在线不分离计量问题。对于及时、准确、长期地掌握单井、井区、气藏、气田的生产动态信息，判断气井/气藏的生产变化和水侵状况、优化生产采气工艺、延长气井生产寿命，并最终提高气田的采收率具有重大的现实意义。 技术原理与工艺流程简介：  双节流计量管由 V 锥流量传感器和文丘里流量传感器串联构成。从天然气井中采出的凝析天然气体（即湿气）先后流过 V 锥和文丘里，分别产生压差△P1 和△P2。△P1=K1QG+K2QL △P2=K3QG+K4QLQG、QL 分别为气相和液相的体积流量；K1、K2、K3、K4 是工况压力、温度、干度、气相密度 ρG、液相密度 ρL、节流形式、节流比 β、长度 L、气相弗劳德数Frg、液相雷诺数 Re 等相关函数。 远程平台以高性能嵌入式工控机为核心，配以工业宽温电子硬盘、16 路高精度数据采集卡、12 寸工业宽温液晶屏、工业宽温全金属防水键盘、充电锂电池等，可实现信号的采集、气液两相流量的计算/显示/存储等。锂电池供电、220供电和蓄电池+太阳能供电 3 种工作方式。内部供电可待机 16 小时，低功耗模式20 小时以上。 技术水平及专利与获奖情况： 技术水平： 1）产品不依赖射线技术、分离器技术。 2）适用范围广，海洋、陆地油气田均可适用。 3）结构简单、使用方便、低功耗、互换性好及多参数动态测量。 获奖情况： “凝析天然气多参数动态测量技术研究与应用”获得 2013 中国计量测试学会科学技术进步奖”一等奖。已授权专利 10 项，并成功产业化，制定了相应的企业标准，通过了第三方的形式评价，取得了中华人民共和国制造计量器具许可证。 应用前景分析及效益预测： 该流量计占地面积约 1 平方米，价格仅为适用于陆上气田的国外同类产品价格的几分之一甚至十分之一，可取代进口，大幅降低一次性基础设施投入成本和人力、管理成本。  国内客户：中石油、中石化、中海油 国际客户：国际石油公司 目前已取得了显著经济效益，如为中石油西南油气田分公司川中油气矿节约气液分离存储等工艺设备、场站用地、值守人员人工成本等累积 8700 万元。 应用领域： 应用领域涉及陆地油气田、采油平台、海下气田、非常规气田（页岩气田、煤层气）等多种天然气上游生产计量领域。

产品详细介绍    

技术优势 智慧水利大数据平台项目成果包括- -套软件产品“水文与水库大坝安全监测大数据平台”和两类算法，即“水库入库流量预测算法”和“智能水库防洪调度算法”。 1)水文与水库大坝安全监测大数据平台:该平台基于传感器网络采集水库水文信息和大坝的各个核心区域的压力、位移、沉降等信息，基于大数据分析技术和可视化方法，设计实现了一种面向水库大坝安全监测的可视分析软件平台。 2)水库入库流量预测算法:水库入库流量预测是精细化水库调度的基础，现有的基于水文模型的库流量预测方法对流域的适应能力较弱，预测精度难以满足精细化调度的应用需求。该项目基于历史水文数据，采用深度学习技术，对水库的入库流量进行滚动预测。结合智能化的时间序列决策方法，能够实现对水库的智能化管理调度。 3)智能水库防洪调度算法:汛期的水库防洪调度是水库管理中面临的重要问题。该项目针对水库防洪调度中的上下游安全问题建立多目标优化模型，采用计算智能方法对模型求解获得精细化的水库防洪调度方案。与现有工程实践中基于规则的水库防洪调度不同，该方法不依赖于水利专家的经验，能够提供更加精细化的水库防洪调度方案。 智慧水利大数据平台——功能模块图 大坝安全检测指挥中心数据大屏——水库大坝一张图 系统主要功能模块

技术优势智慧水利大数据平台项目成果包括- -套软件产品“水文与水库大坝安全监测大数据平台”和两类算法，即“水库入库流量预测算法”和“智能水库防洪调度算法”。1)水文与水库大坝安全监测大数据平台:该平台基于传感器网络采集水库水文信息和大坝的各个核心区域的压力、位移、沉降等信息，基于大数据分析技术和可视化方法，设计实现了一种面向水库大坝安全监测的可视分析软件平台。2)水库入库流量预测算法:水库入库流量预测是精细化水库调度的基础，现有的基于水文模型的库流量预测方法对流域的适应能力较弱，预测精度难以满足精细化调度的应用需求。该项目基于历史水文数据，采用深度学习技术，对水库的入库流量进行滚动预测。结合智能化的时间序列决策方法，能够实现对水库的智能化管理调度。3)智能水库防洪调度算法:汛期的水库防洪调度是水库管理中面临的重要问题。该项目针对水库防洪调度中的上下游安全问题建立多目标优化模型，采用计算智能方法对模型求解获得精细化的水库防洪调度方案。与现有工程实践中基于规则的水库防洪调度不同，该方法不依赖于水利专家的经验，能够提供更加精细化的水库防洪调度方案。智慧水利大数据平台——功能模块图大坝安全检测指挥中心数据大屏——水库大坝一张图系统主要功能模块应用前景随着水利信息化的发展，物联网技术、人工智能技术和大数据技术的广泛应用，智慧水利逐渐成为可能，智慧水利大数据平台的建设正处于蓬勃发展的历史时期。该研究成果面向水库管理中的信息化和智能化问题展开研究，提供了基于物联网的大坝数据采集，基于大数据处理和可视分析技术的大坝安全监测和基于计算智能技术的水库入库流量预测与智能水库防洪调度解决方案。项目研究成果包括科研成果论文和软件产品，研究成果成熟度较高,具备良好的市场转化潜力。

可以量产/n该项目是提供一个大数据处理框架和处理平台，具备较强的大数据 处理能力。 该项目需求广泛，将产生较大的经济效益。

Ø 本内存数据库包括了磁盘数据库应有的功能，如：数据操纵、数据定义以及数据查询。此外，本软件使用socket通信，分别搭建了服务端和客户端程序，使数据操作和数据处理分开执行。并且实现了单用户多处登陆引发的多线程问题。本项目最终获得“江苏软件杯——首届全国大学生软件设计大赛”优秀奖。

本实用新型公开了一种建筑能耗数据采集终端，主要包括ARM处理器、与ARM处理器相连的存储器、以太网络接口、数据采集模块、人机交互单元；所述以太网络接口为单向通讯接口，包括第一以太网络接口、第二以太网络接口，第一以太网络接口的输出端与ARM处理器的输入端相连，第二以太网络接口的输入端与ARM处理器的输出端相连；所述存储器包括DDRRAM、FLASHROM、SD卡存储器，均与ARM处理器相互连接。本实用新型是实现建筑能耗数据分类、分项采集的关键设备，负责采集监测区域内的电、水、燃气等计量装置的计量数据，