摘要 超音速旋流净化技术是湿烟气经超音速分离器绝热膨胀至超音速，降温50-100℃后，其中夹带的水蒸汽、SOx与溶解性盐、凝胶粉尘、微尘等成分发生非均质凝结后予以分离的一种新型气体净化技术，脱除效率最高可达90%，能够高效地实现烟气脱白。该技术同时借助多传感器融合方法智能诊断和动态测量流场数据，优化烟气“脱白”过程，必要时辅以高压微雾增强技术，强化分离净化效果。相较于传统的电磁法、烟气加热法、烟气喷淋法等脱白工艺，独创的基于智能状态检测与诊断控制的分离效率增强技术能实现烟气的高效率稳定脱白。 团队创新成果与技术应用展示 本项目团队，近十几年一直从事超音速旋流分离技术和多相流流场参数检测与电学成像技术的研究，已分别构建了超音速分离装置和电阻成像（ERT）、电容成像（ECT）及电磁（EMT）等多套系统。现有成熟技术已为国内多家单位，如上海交通大学、北京石油化工学院、北方工业大学、太原理工大学、西门子（北京）研究院等，提供了相应的电学成像系统。本项目中所采用的技术和提出的方法均为自主设计和开发，对于已研制超音速旋流分离技术和流场参数检测系统中的一些关键技术已申请了专利，具有完全的知识产权。同时开发过程中使用的所有部件和器件没有限制级产品，可避免不必要的知识产权争端，以及国外技术壁垒的限制。 独创的基于智能状态检测的超音速旋流净化系统利用静电（Electrical Tomography，ES）传感器和电学层析成像（Electrical Tomography，ET）传感器，结合多源信息融合算法，实现管道内气体的非侵入式流场参数测量和状态诊断。系统将检测到的信息进行处理和融合，分析超音速分离器内的流场情况和湿气出口的成分变化，并建立异常状态检测与诊断方法，诊断系统状态。可被广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材、食品等工业，如烟气脱白；石油工业中油／气／水混输过程；冶金、电力工业中各种气力物料输送过程；以及化工、医药、能源等领域中的干燥过程、混合过程、流态化过程、扩散过程、反应过程等普遍涉及多相流测量问题。相较于传统的处理工艺，超音速旋流净化技术中的设备可靠，工艺过程简单，投资成本和维护成本很低。核心传感器和技术包括静电（Electrical Tomography，ES）传感器、电学层析成像（Electrical Tomography，ET）传感器和超音速旋流分离技术。 静电传感器 静电传感器具有结构简单、灵敏度高，可以非侵入测量等特点，近几十年来发展迅速，英国贸工部认为在煤粉的流速、浓度或质量流量测量手段中，静电法是最有前途的方法之一。 在检测机理方面，目前静电法气固两相流检测可分为接触电荷转移法与静电感应法两条路线，对于应用最广泛的内壁嵌装电极式传感器结构，本团队发现转移电荷和感应电荷经电荷放大电路后，不仅体现出不同的信号波形特征，而且从频域来看，转移电荷形成的信号在整体信号中也占有重要比重。以此为基础，提出了一系列的感应电荷信息和转移电荷信息的解耦方法，提高了颗粒流动参数测量精度。 本团队建立了带式静电感应实验装置与气固两相流计量实验装置。带式静电感应实验装置用来模拟带静电颗粒流动情况以及相关测速方法标定。气固两相流计量装置为参数可调的气力输送系统，用于气固两相流研究以及颗粒质量流量计量标定。两套装置计量精度均经过了天津市计量监督检测科学研究院的测试。 图1 静电法技术成果展示 电学层析成像传感器 电学层析成像技术类似医学的CT技术，通过外围测量，重构截面电学参数（电导率/磁导率/介电常数）分布信息。电学层析成像技术根据测量模态的不同，主要分为电容层析成像技术（Electrical Capacitance Tomography，简称ECT）、电阻层析成像技术（Electrical Resistance Tomography，简称ERT）和电磁层析成像技术（Electromagnetic Tomography，简称EMT）。系统具备高速测量、多电极组合、多测量模态切换、可视化、高信噪比和可定制化等特点。 本团队针对重质劣质油的加工转化的核心设备——三相流化床，转化效率和产量还存在难以突破设计瓶颈的问题，在首次提出基于TMR的磁导率EMT方法的基础上，结合ECT 和ERT 等多种模态的电学层析成像系统，设计了基于电/磁双模层析成像的高固含率气液固三相流态化实验装置，可实现高固含率条件下，气液固三相的识别和分相分布参数的实时测量。 图2 电学层析成像技术成果展示 图3 ERT/ECT/EMT系统展示 图4 ECT对油气润滑系统中油膜厚度检测  超音速旋流分离技术 超音速旋流分离技术是结合旋流分离技术和冷凝分离技术的多组分气体冷凝分离法，具有工艺流程简单、稳定性好、效率高、能耗低等特点，成为近二十年来非常有应用价值和商业前景的新分离技术。该技术集膨胀机、气液分离器和压缩机于一体，主要由旋流发生器、超音速喷嘴、分离段和扩压管组成。其工作原理如下： 经过前级处理后的含湿气体导入到超音速分离器内，经过旋流发生器，产生加速度为106m/s2的旋转流场； 旋转的气体通过拉伐尔喷管时，会绝热膨胀至超音速，同时降温降压，温度最大可降低50-100℃，低温的流场环境能够使气体中的水蒸气开始凝结产生相变，出现小液滴； 在旋转流场中，凝结产生的小液滴不断碰撞、聚并，在强离心力的作用下，被甩至壁面，并在气体的带动下，从湿气出口排出； 经过处理的干气在管道中心流动，经过扩压器内降速升压，进行排放。 本团队首次采用Young经典成核理论和C-C相平衡方程推导获得了水蒸汽自发凝结Wilson位置解析式，在此基础上，提出了基于液滴成核和生长模型的非均质凝结模型和跨声速湿空气凝结SST湍流模型，揭示了跨音速两相凝结现象“非稳态”不同振荡模式的流动特性，获得了使分离效率最大化的最优外界核心半径，深入研究了超音速分离器的流场特性、处理效率和分离特性。 图5 超音速旋流分离器流场测量系统 图6 凝结液滴参数测量 图7 中国计量测试学会科学技术进步奖 图8 超音速分离器液相分布仿真预测  针对烟气的智能状态检测与诊断控制的超音速旋流净化工艺 湿法脱硫后的湿烟气直接排放会产生“白色烟羽”，由于在脱硫过程中，脱硫浆液与高温烟气直接接触，发生传热传质；一方面水分蒸发，增加烟气的含湿量；另一方面，烟气温度降低，烟气携带水蒸汽的能力降低。烟气达到饱和状态后，会携带部分小液滴，这些携带小液滴的饱和湿烟气经除雾器除去绝大部分液滴后，直接经烟囱排入大气，由于环境温度比烟气温度低，饱和湿烟气中的水分就会凝结成小液滴形成“白色烟羽”。白烟中含有较多的溶解性盐、SO3、凝胶粉尘和微尘等成分，会造成环境污染。 针对上述问题，本团队首创的基于智能检测与诊断的超音速旋流净化工艺解决了传统烟气脱白技术（如烟气加热方法、烟气冷凝再加热技术和电磁脱白技术等）成本高，工艺流程复杂，维护费劲的问题，具有设备可靠，工艺过程简单，投资成本和维护成本很低的特点。 该技术主要是利用超音速旋流分离器的增速降温原理，将烟气中的水蒸气进行凝结并旋转分离，通过引射器将液滴引至超音速分离器入口，辅以高压微雾增强技术，强化脱白效果。在超音速分离器分离段和湿气出口处安装本团队自主研发的多相流可视化及参数测量系统（静电层析成像系统和电学层析成像系统），结合智能化成像算法和多元信息融合算法，对管道内烟气的流场参数进行非侵入式智能测量。系统可根据测量结果，分析超音速旋流分离器内的流场情况和湿气出口的成分变化，建立异常状态检测与诊断方法，诊断脱白系统的运行状态，同时，指导引射器对液滴量引入的精确控制，进而实现高效稳定的烟气脱白。 图9 针对白烟气的智能检测与诊断控制超音速旋流净化工艺流程

1.开发背景 随着去年新型冠状病毒的爆发，全国各地各个场所的消毒任务显得尤为必要，现在在医院等场所，依旧是采用背负式喷雾机进行喷雾消毒，人力消耗大、效率慢且很辛苦，因此需要解决喷雾的效率问题。 2.开发思路 立式双筒喷雾机器人，包括底座，固定支架，两个喷雾设备，中间装有双目摄像头，底座上分离式安装有立体式水箱，水箱顶部周边的支架上固定安装有水泵，电气箱。应用了5G通信技术进行硬件设计、网络传输，应用QT实现遥控界面的开发，通过机器人上方的高清摄像头采集到的视频，然后转换、压缩反馈到遥控界面，由反馈得到的视频信息，通过遥控远程控制机器人的驱动、喷雾等功能。 3.主要创新点 （1）立式机器人创新结构设计 （2）基于双目测距的智能喷雾设计 （3）基于5G通信模块的远程操控 4.市场应用 （1）江苏淮安宾馆有限公司 （2）江苏臻隆生态农业科技有限公司

项目成果/简介: 本产品围绕晶圆级、芯片级和倒装等先进封装形式的大功率白光LED产业发展重大需求，突破了高速高均匀度荧光粉胶雾化涂覆控制、生产过程品质控制与优化管理等核心技术，自主研发了面向晶圆级级封装的全自动晶圆级LED荧光粉高均匀涂覆机。本产品采用自动上下料传送机构、自动加热、自动视觉定位、涂覆厚度自动检测、自动按照设定路径和涂覆参数进行涂覆，是以复杂的光机电一体化精密封装设备，主要技术性能指标达到国内领先水平。  应用于LED生产行业，满足了各种新型LED封装自动化生产需求，有效提升了封装质量、热阻分散性、色品一致性、出光效率等性能指标和产业竞争力。推动我国半导体照明等新兴战略产业的持续性发展。 全自动晶圆级LED荧光粉智能涂覆机知识产权类型: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

本发明涉及一种用于沥青混凝土施工质量的智能质量管理方法，包括以下步骤：采集施工过程中施工材料的实时温度；根据所述施工材料的温度随时间的降幅，建立温度变化模型；利用所述温度变化模型指导施工现场的调度。

本产品围绕晶圆级、芯片级和倒装等先进封装形式的大功率白光LED产业发展重大需求，突破了高速高均匀度荧光粉胶雾化涂覆控制、生产过程品质控制与优化管理等核心技术，自主研发了面向晶圆级级封装的全自动晶圆级LED荧光粉高均匀涂覆机。本产品采用自动上下料传送机构、自动加热、自动视觉定位、涂覆厚度自动检测、自动按照设定路径和涂覆参数进行涂覆，是以复杂的光机电一体化精密封装设备，主要技术性能指标达到国内领先水平。  应用于LED生产行业，满足了各种新型LED封装自动化生产需求，有效提升了封装质量、热阻分散性、色品一致性、出光效率等性能指标和产业竞争力。推动我国半导体照明等新兴战略产业的持续性发展。   全自动晶圆级LED荧光粉智能涂覆机

本发明公开了一种面向中高压智能配电网的电力电子变压器，包括位于高压侧的模块化多电平变流器、中间侧的输入串联输出并联隔离型ＤＣ?ＤＣ变换器和低压侧的变流器；模块化多电平变流器输出的正极连接第一个隔离型ＤＣ?ＤＣ变换器模块的输入侧逆变桥前一桥臂的中间点，负极连接最后一个隔离型ＤＣ?ＤＣ变换器模块的输入电容负端；相邻两个隔离型ＤＣ?ＤＣ变换器模块的连接方式为前一模块的输入电容负端连接后一模块的逆变桥前一桥臂的中间点。本发明可以避免在ＭＭＣ模块输出电压短路的情况下，ＩＳＯＰ输入电容短路的问题；ＩＳＯＰ模块间采用交错控制的调节方式，使得输入电流纹波减小，有利于降低系统体积；成本较低，便于进一步的推广应用。

团队目前主要产品有：‍（1）三维彩色测量系统：基于光栅投影的三维测量技术，获取被测物体的三维彩色信息。可以用于工业级高精度测量，电影、游戏等行业中的人物、场景建模。（2）三维快速测量系统：可实现快速测量，获取物体三维动态数据，适用于工业有限元分析、动画人物动作捕捉等应用。系统整体性能达到国际先进水平。（3）三维微小测量系统：利用远心镜头获取微小物体的三维点云数据。可用于工业微小器件尺寸、材料形变测量、三维指纹识别、三维生物特征识别领域。（4）（门禁/闸机）三维安检人脸识别系统：将三维快速测量系统与自主开发的三维人脸识别软件有机结合，集自动人脸检测、自适应调光、三维测量与识别、身份认证为一体，构成可实时进行三维人脸测量与识别的自动化系统（门禁，闸机为应用场景之一）。

该系统在安卓手机上开发应用软件，通过蜂窝网将控制信令传送至WEB服务器，由服务器经ZigBee网络智能控制各种电器或者设备。它具有以下技术特性： ZigBee组网：成本低、功耗小、体积小、无线、自组织网络、动态网络拓扑等特点。 智能手机：以安卓智能手机为主，可免费定制开发支持其他智能手机。 节点功能：（1）开关：门、窗、窗帘、灯、空调、电视、音响、热水器等；（2）视频监控；（3）报警：入侵、火、烟雾等；（4）看护：老人、小孩等；（5）烹饪：煮饭、炖汤等。 嵌入式IP服务器：处理器S3C6410，ARM1176JZF-S内核，Android操作系统。

成果针对煤矿带式输送机软起动控制、故障监测和钢丝绳芯输送带缺陷监测等关键技术进行了深入研究，建立了钢丝绳芯带式输送机智能监控实验研究平台，研发了集变频控制、故障实时监测及保护和钢丝绳芯输送带缺陷监测于一体的带式输送机智能监控系统。实现了带式输送机的变频控制、钢丝绳芯输送带钢丝绳缺陷和接头位移在线监测、带式输送机跑偏、撕裂、超温、打滑、堆煤等故障的综合保护，保证了煤矿钢丝绳芯带式输送机高效、节能、安全运行，对煤矿安全生产具有重要意义。该成果已申报发明专利 5 项，发表高水平学术论文 10 余篇。

电力变压器是电网能量传输的枢纽和核心，其安全运行是保障电网安全 的第一道防御系统。本项目针对电力变压器运行安全持续开展变压器智能化关 键技术反应用研究： （1） 深入研究并揭示了电力变压器运行故障机理及特征，创新性地提出了 新的电力变压器故障智能检测及诊断方法，形成了电力变压器智能化系统架构, 发明了变压器智能化系统核心的一体化智能监测技术及分布式诊断方法，研 发出感知运行状态信息的变压器传感网络，解决了变压器信息感知、数据传输、 信号处理、故障诊断等硬件的一体化设计技术难题。 （2） 提出了变压器多种信息智能感知新方法，研制了局部放电超高频信号、 油中溶解气体、绕组暂态电压与套管绝缘参数等多种状态参数的无线智能传感 器。发明了变压器冷却与滤油系统的在线智能控制技术。 （3） 提出了提高变压器状态信息可信度的方法，开发了融合状态信息、统 计数据和老化程度等多源信息的电力变压器健康指数综合评估系统，如电气设 备状态在线监测与故障诊断分析系统、电气设备绝缘综合在线监测系统、电 力设备智能综合处理装置等，解决了多源信息无法进行关联分析和融合评估的 技术难题，提高了运行变压器状态准确评估的可靠性、有效性及实用性。市场及经济效益分析：本项目研发的智能变压器监测参量全面，同时具有冷却系统、在线滤油 系统智能控制和负荷调度辅助决策功能，系统维护工作量小。同类技术对比 结果如表4所示。相关统计表明：中国境内已安装110 kV及以上电压等级变 压器近5万台套，市场需求巨大。团队介绍： 自2003年至2017年，重庆大学采用“应用基础研究与工程技术攻关" 相结合的研究方法，针对变压器智能化面临的监测传感器不具智能化处理能 力和一体化水平低、缺乏融合多源信息的状态评估统一建模方法、变压器状 态评估无法支撑变压器运行控制等三方面复杂科学技术难题、尚不存在稳定 可靠的智能化变压器的现状，经过13年的研究，实现了变压器智能化4项 关键技术的突破，研制了智能化变压器及其状态监测装置与故障诊断系统。 团队由教授、副教授、高级工程师、工程师、讲师等构成，年龄结构合理，具 有较强的创新能力及成果转换能力，发展潜力较大。