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。

在生物工程，特别是发酵工程及其研究、试验中，发酵罐是所需的主要设备，而发酵罐又经常需要对温度进行控制。虽然在多数情况下，之类发酵罐的温度可允许有一定范围波动，但超过一定限度就会破坏正常发酵所需生化条件，导致发酵速度降低甚至发酵过程终止而工艺失败。另外，有些发酵过程需要对温度上、下限分别进行控制，或者对同一种物料同时施以不同温度，这时，现行的发酵工艺或发酵罐系统就不再适用。特别是在一些实验研究中，合适的发酵温度不一定已知，这就需要进行实验摸索，这就需要一种可以高效支持这类发酵温度摸索的设备。这种设备应该使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，在高温临界点及时降温，并能在多给定值下保持稳定，这对于具有单向（温度升高方向）性特点的温度控制而言，是个难以通过的瓶颈。另外，固态基质上微生物的发酵涉及控温、传质、空气等多个方面，由于基质的不可动性，在常规的发酵罐中，给实际操作带来许多困难，尤其是难于实现连续发酵中产物的分离。为了解决这一问题，可以设计组合发酵系统，借助发酵体系中溶液的流动使固定生物体系中的温度、传质和通气得到控制，并可连续补料、和实现产物的在线分离。这就需要研发一种多温度多路控制的组合发酵系统。 本项目的有益效果是：一种可以高效支持发酵温度摸索的设备。它使得发酵罐内温度在较宽的范围可调节，并能在多给定值下保持稳定，并克服了温度控制单向性的特点。当高温罐温度达到高温限时，能快速降温；当低温罐达到低温限时，能快速升温。系统以紧凑、简洁的结构实现了双温双控，其控制系统结构简单，易于调整。整体易于批量生产；系统维护、维修简便易行。 授权专利： 双温双控组合发酵系统 2014105989037 双温双控组合发酵系统 2014205989307

本项目主要针对生物制品、血液制品、药品研制一套定位跟踪系统，主要具有如下功能： （1）无源保温。在小规模冷链运输过程中，利用相变材料实现长时间（两天以上）温度范围控制。 （2）精确定位。开发了 10 米内的定位装置。 （3）具有运输过程责任人安全管理，RFID 权限管理；温度超限报警、开箱报警、偏离预定运输路径报警； （4）多传感器的信息融合的实时温度区间范围监测报警技术研究。通过多传感器信息融合，提高冷运过程中温度检测的准确率，降低误判及报警概率。 （5）开发了冷链定位技术规范和监管云平台。基于 WEB 技术的应用，研发冷链运输物品监管平台，实现监控、报警、追溯、数据分析等功能，提升冷链的监管效率。 授权专利： 自主移动传感器网络动态建模与控制技术 200710024100.8 一种双核八路车载视频监控系统 201120156496.3 

无人值守智能称重管理系统是集自助终端、车辆自动识别系统、视频监控系统、道闸控制系统、自动语音指挥系统、红外光栅防作弊系统、防遥控系统、远程监管系统于一身的智能称重系统。        系统采用RFID射频卡识别技术防止更换车牌作弊 ，采用红外线定位技术防止车辆不完全上磅或者多台车辆同时上磅，采用视频技术防止更换货物品种，采用客户智能卡技术防止冒领货物，采用皮重监控技术防止车辆皮重作弊。        通过采用远程称重技术，司磅员与货主、车主脱离接触，采用远程打印终端在磅房或者门卫自动打印磅单，解决了货主、车主对司磅员干扰和胁迫的大问题，有效化解和避免了矛盾。        在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制、自动防作弊，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的信息化、自动化程度。

针对大型生产制造企业、快递快运企业干线运输承运商，帮助企业解决整车业务运输过程中的多点联运、路单管理、上下游结算、运力管理、线路价格管理；同时为企业提供在线竞标功能、运力优选、降低运费；提供可视化的数据报表，分析业务运营状况。

有效实现特色音乐互动教学 课堂上老师可以分配不同学生进行指定题目或自创题目进行音乐创作，学生创作后，老师可以进行合成、播放，也可以分享给全班同学欣赏；另外还支持原谱的改编与创作，可以修改歌词、手动选择符尾摆放位置，多声部乐谱的编排等，提升学生们的创造力和探究能力。 为了提升学生学习钢琴的兴趣，系统设置了演奏跟弹教学，用瀑布流游戏式练习，还可以选择左手右手、双手练习方式，有跟弹和评分两种模式。跟弹模式是基础练习，弹对键瀑布流才会流动；评分模式是考察弹奏的熟悉成度，弹奏完成会显示成绩数据。寓教于乐，快速提升钢琴基础能力。 4.2方便、快捷调用丰富的教学资源平台 除课堂教学外，系统内还配置了20多万字的音乐知识库，有乐理知识、乐器知识、民族乐器、音乐家及作品欣赏、各地区戏曲介绍、海量音乐名曲欣赏，从而开拓学生音乐视野，提升音乐素养。 资源中心平台可在线学习或下载海量学习视频、学习课件、考试课题、钢琴考级课件等多种共享资源，可直接连接互联网，方便查询各种信息，让学生与世界联通，学习无阻碍。 另外软件系统的音乐测评功能中配置了上千套公开题库，包括乐理知识、练耳等试题，可供老师使用或参考，促进农村学校的教学质量，提高学生音乐素养。 4.3有效呈现日常音乐授课教学 创客教学软件不仅可实现师生共同成长、互动、创作、创编，同时还满足传统教学的需求，软件功能设置易懂、易用、易学，有效地还原音乐老师真实的上课内容，是白板工具与音乐教学全方位结合体。 本系统中配置了八种播放模式：谱曲播放、男声唱名、女声唱名、范唱、伴奏、男生节奏、女声节奏、女生试唱。五线谱、简谱一键切换功能，支持对谱表进行改编，删除等功能。所有播放模式播放过程中音符、歌词同步高亮显示，所有乐符支持触摸发声，支持歌词显隐功能。所有播放模式支持选择任意段落播放，并可以跨小节、跨段落播放。同步选择歌词可进行播放。支持铅笔，荧光笔多种颜色进行勾画，标注，板书，并支持直接文字输入拥有多种字体及颜色,标注、输入内容可同步放大缩小。节拍器一键使用。支持播放过程中更改节奏。辅助老师教学，减轻老师的疲劳度。 硬件设计 创客教室的组成： 创客教室的布局图： 创客教室的主要设置 分类 产品名称 单位 软件 智能音乐创客系统软件 套 硬件 教师用智能钢琴 台 学生用智能钢琴 台 通用设备 一体机 套 功放 台 音响 对 话筒 台 机柜 个 教师多功能操作台 组 网络交换机 台 工程路由器 台 设备线材及安装 项 设备培训 项 环境搭建 声学环境 间 光学环境 间 创客教室的智能钢琴 软件系统设计 软件功能介绍 八大功能模块：音乐创作、歌唱教学、乐理教学、演奏教学、音乐赏析、资源中心、音乐测评、管理；全能的歌唱教学、完美的简谱创编、神奇的简谱五线谱互转、全方位的知识测评、多种管理功能，应用互联网和云数据平台，引领智能音乐教学的新标杆。 1.歌唱教学：丰富的课件资源，强大的播放模式，多样的演奏设置。 2.音乐创作：全新的打谱模式，打谱更便捷，创作更激情，满足教师全方面备课。 3.乐理教学：让乐音可视化，讲解一目了然，乐理教学从未如此容易。 4.演奏教学：指法可采集，学习更方便 5.音乐赏析：开拓音乐视野，培养音乐素养 6.资源中心：与世界联通，学习无阻碍 7.音乐测评：强大的测评功能，音乐题库、测试练习、测试管理老师轻松掌握学生学习情况。 8.管理：解决多班级管理难题，学生再多也从容应对，让管理有条不紊。

      中教启星运用虚拟现实技术精心研发的大型沉浸式VR 探究系统《地球的演化》，创设探究情境，打造十大逼真场景，穿越时空，全景再现从远古地球生命起源到现代社会的演化进程，让学生身临其境地“穿越”时空。基于学生的认知水平，通过探究式、游戏式的互动设计，让学生深度体验地球诞生至今的地质变迁和演变演化的震撼图景，在学习地质知识的同时，观察地球变化、认识自然规律、训练综合思维、树立人地协调观，学会全面、系统、动态地分析地理环境及其与人类活动的关系，充分调动学生了解地球、探索自然环境、学习地质和植被知识的积极性。配套的语音讲解和任务单，能系统引导学生主动学习、独立学习，启发学生进行自主观察和探索，增强海洋意识、可持续发展意识，让学生爱上地理学习、珍爱地球环境。 十大场景 系统特点

集成一体化先进结构方案，新一代高性能测量与分析仪器，专为模电教学实验精心设计，具有毫伏级的高品质信号，完全开放的实验电路，高效支持模电课程的实验教学及课程设计，增强学生的综合设计和工程实践能力。

学生通过基于虚拟仿真实验的预习自动评判系统了解实验原理、仪器的原理及使用，完成实验操作过程，课前建立实验直观认识。系统通过基于实验操作规则（非固定操作 顺序）的教师专家评判系统自动评判，指出错误，通过多次预习协助学生完成课前预习。 用于解决实际教学中学生大面积实验预习难于有效开展的实际问题。问题体现在:1. 由于实验实和师资力量等限制，很难提供给的环境，使学生无法对实验环境建立起直观认识；2.由于教学时间和手段限制，教师也无法有效的对学生的预习情况进行有效检查,教学过程“走过场”，影响教学质量提高。 针对物理实验教学质量提高的困难， 1995年，中国科学技术大学研制成在国际上首创开发出《大学物理仿真实验》，而且不断增加内容和更新版本，使它成为一部系统的活的物理实验教科书，学生利用它进行课前预习、课后复习和自我训练，使物理实验教学突破时间和课堂的限制，实现与理论教学相同的学习链。在多年《大学物理仿真实验》研究与实践的基础上，科大奥锐推出物理实验在线预习系统，利用在线仿真实验让学生深入理解实验，模拟实验操作过程；通过在线预习考试系统检查学生，确保效果学生预习质量。 大学物理实验预习自动评判系统，采用计算机虚拟现实技术，在原有的《大学物理仿真实验》的基础上，进一步加强虚拟实验的模型设计，建设与理论考试相结合的在线实验预习环境，用仿真实验替代了学生按书本抄写实验步骤、实验原理的过程。促使学生完成一个完整的学习链过程，保证大面积实验教学质量的提升，同时大大减轻了教师批改预习报告和实验报告的工作量。它的应用使课堂实验教学实现学生自主学习、教师答疑。 曾荣获1996年获得中国科学院教学成果一等奖；1997年获得教育部全国优秀CAI成果奖；1997年DOS版本获得国家级教学成果二等奖；1997年曾经代表中国CAI最新成果参加联合国科教文组织大会演示和到英国，日本等国家进行国际交流和展示；1999年获得安徽省优秀CAI成果一等奖；2000年获得安徽教学成果特等奖；2001年获得国家教学成果奖。 系统介绍 系统特色： 1.  开放式的预习环境。学生可在指定时间内在线预习实验，不受实验室和课时的限制。教师可以根据需要限制学生单次实验的预习次数。 2.  学生实验操作初始状态和测量值都是随机产生，对应的正确结果各不相同，有效避免抄袭现象。 3.  自主组卷: 教师可以选择操作实验，调用题库中题目组成试卷，拟定分数存入试卷库。 4.  自动评判：预习成绩自动评判，学生可及时了解学习效果，针对性调整预习内容。 5.  客观、真实的预习成绩：有助于教师掌握学生预习效果、针对性的调整教学重点 6.  开放架构: 教师可自行扩展实验项目，并可自主更新实验配套预习资源。 7.  开放式题库，用户可自行添加实验题目，并支持word版题目的批量导入功能。 8.  学生预习结果可长期保存，可以word形式批量导出以便存档。 工作流程： 功能模块 大学物理实验预习自动评判系统由仿真实验库、实验习题库、实验报告制作、实验报告库（含预习报告）、报告发布、评判和统计五部分组成。 1.  仿真实验库：包含50多个常用物理实验项目，有操作评分功能，可检查学生对实验原理、实验过程、仪器操作的掌握。 2.  实验习题库：习题由选择题和填空题、实验数据处理等组成，习题有评判功能，教师可自行添加习题。 3.  实验报告制作：教师从仿真实验库中选取实验，从习题库中选取习题组成实验报告模板或预习报告模板，存入实验报告库。 4.  报告发布：向授课学生发布实验报告和预习报告模板，规定上缴截止日期，学生完成预习报告后，可立即看到评分结果，不满意可重新再做预习报告和实验报告，直到满意后提交给教师。 5.  评判和统计：教师见到学生完成的预习报告统计列表，规定预习报告符合要求的学生来做真实实验。实验报告可作为平时成绩长期保存。 典型应用 物理实验预习系统在教学中的应用模式  1.实际开展大面积的实验预习： 通过在线实验预习环境，从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题，学生通过预习环节的实际操作，了解实验原理、实验内容、熟悉实验仪器，对实验环境建立直观认识。 2.  营造多元化的教学环境： 利用预习系统在网上开设开放实验，开设选修课程，开设实验作业、实验复习检查等各种形式满足各种层次学生的求知需求，提供自评自测，拓展视野，提高学生对实验学习的兴趣。

实验报告中引入信息化技术，教师建设电子实验报告库，学生完成电子实验报告，学生报告数据处理自动评判、数据分析人工评判相结合的方式完成实验报告评阅。在保证报告评阅质量基础上，提升评阅效率，将老师从繁重、机械的评判工作解放出来。 实验报告批阅是教学中的重要环节。大面积的实验教学中，存在教师人数有限、教学工作量大的问题，其中报告评阅中数据处理过程评阅占用大量时间是老师普遍面临的问题。 由于报告评阅花费时间大，导致教师就没多更多间总结教学、发现问题、提高教学水平。这样不但教学质量难以提高，而且不利于教师自身发展，严重影响教学积极性。如何在保证实验报告批改质量前提下、提高实验报告的批改效率，是目前教学中亟待解决的一个问题。 在实验报告中引入信息化技术，教师建设电子实验报告库，学生完成电子实验报告，学生报告数据处理自动评判、数据分析人工评判相结合的方式完成实验报告评阅。对于数据处理等机械性高的部分采用机评方式，处理速度快，准确度高。实验总结、思考题等体现学生实验掌握程度而又计算机难于处理的部分， 采用教师人工评阅方式，即可发挥教师的教学经验，又有利于教师发现问题，总结教学经验，提高实验教学水平。 几年来，国内20多所院校中几十万份报告评阅的实际教学应用表明：通过系统可实现报告批阅的规范化，在保证评判质量的基础上实现高效评判，将老师从繁琐、机械的劳动中解放出来，更好的掌握学生学习情况，保证教学质量不断提高。 系统特色 1.  开放式的实验报告模板库。实验报告模板可定制，可实时更新算法库。教师可根据本校教学特色，制定符合自身教学目标的实验报告模板，针对性强。 2.  实验报告支持不确定处理、有效数字及多种数据处理、拟合算法，并可根据用户需要的提供定制，灵活度高。 3.  对于报告中数据处理等机械性高、占用时间大的部分采用计算机自动评判，报告评阅效率高。 4.  对于报告中实验分析、总结、思考题等体现学生实验的理解和综合、创新能力部分，采用人工评判，充分发挥教师教学经验，有效保证教学质量。 5.  实验报告包含教师签字的电子原始数据，避免数据造假。 6.  多种评判方式。           （1） 自动评判：支持多种数据评判处理算法           （2） 在线人工评判：支持Word和Pdf版报告（用户自制评判规则）和通用报告模板。 7.  支持学生重做。学生完成报告不理想，或者数据有造假嫌疑，教师可根据情况选择让学生重新完成报告（可选择以空模板重做或者在原有模板基础上重做）。 8.  （选配）支持对学生报告进行查重。针对学生之间存在抄袭报告现象，该系统可对学生报告进行查重，并且用户可以自己设定查重最低重复率以及查重时间范围。 9.  支持在线公式编辑、完成报告。 10.  支持上传实验数据图片自动优化。学生上传实验图片过大时，系统自动调整为默认大小。教师评阅时可点击显示原图。 11.  （非物理通用的）支持人工评判的通用格式报告。对于数据处理不用自动评判的学科，系统提供通用报告模板以符合教学需要，并可根据用户需要提供灵活的模板配置。 12.  系统自动统计报告成绩，学生报告模板，系统报告模板可长期保存，支持以word形式导出存档，提供了教学资料的方便管理。 13.  系统支持自定义报告功能。用户可勾选实验内容，自行调整报告文字部分、分数等，并可调整评分规则。 14.  （选配）支持教师评阅报告过程在线批注，报告结束时给出教师评阅意见总结，辅助评阅。 功能模块： 工作流程： 1.  教师上传报告模板 2.  教师在已有模板基础组建新报告模板 3.  管理员发放报告安排 4.  学生在线完成报告 5.  教师评阅学生报告 6.  学生查看报告评阅结果 7.  教师查看学生报告完成情况 内置报告模板资源 (1)   超声波测声速实验 (2)   单摆的设计和研究实验 (3)   分光计实验 (4)   干涉法测微小量实验 (5)   光电效应法测普朗克常量 (6)   迈克尔孙干涉仪 (7)   示波器测量时间 (8)   通过霍尔效应测量磁场 (9)   用拉伸法测杨氏模量 (10)   用拉伸法测杨氏模量