XM/CPR550数字化心肺复苏训练及考核系统模拟人 （平板电脑控制、无线版）   执行标准：美国心脏学会（AHA）2015国际心肺复苏（CPR）&心血管急救（ECC）指南标准。 一、产品特点： ■ 本模型为成年男性整体人，采用高分子材质，肤质仿真度高。 ■ 解剖标志明显，具有仿真的头颈部，头部可水平转动，有利于清除异物。 ■ 胸部体表标志明显（胸骨角、乳头、剑突等），便于胸外按压的操作定位。 ■ 可触及颈动脉搏动，死亡状态下，颈动脉搏动消失，抢救成功后，颈动脉搏动恢复，颈动脉搏动与有效按压相关联。 ■ 心肺复苏术：仰卧位，头可后仰，便于清除呼吸道异物，可进行胸外按压。 ■ 可进行仰头举颏法、仰头抬颈法、双手抬颌三种方法打开气道，气道打开后模型人3D动画头像自动后仰。 ■ 可进行口对口人工呼吸或者使用简易呼吸器辅助呼吸，有效人工呼吸可见胸廓起伏。 ■ 瞳孔示教：死亡状态下，模拟人瞳孔散大，抢救成功后，双侧瞳孔由散大变为正常。 ■ 模拟人和计算机之间通信方式：蓝牙无线通信。 ■ 模拟人手臂关节灵活，可进行搬运练习。   二、软件功能： ■ 软件依据《美国心脏学会2015国际心肺复苏心血管急救指南标准》的操作标准对心肺复苏操作进行评价。 ■ 软件形象的展示了心肺复苏急救流程，图文并茂的介绍了急救链中的每项操作要点。 ■ 操作模式：训练、考核、实战三种操作模式，每种模式均可自行设置操作时间、按压次数、按压深度、吹气次数、吹气量、CPR循环次数等，老师也可调节和变更按压和通气的考核标准值，建立符合当次考核状态的心肺复苏标准。 ■ 学员管理：可自由编辑学员名称及编号，用于存档。 ■ 人工口对口呼吸(吹气)时： · 动态条码指示灯显示潮气量大小：吹入的潮气量正确由条码绿灯显示，吹入的潮气量过小由条码黄灯显示，吹入的潮气量过大由条码红色指示灯动态反馈显示潮气量大小。 · 电子计数显示：详细记录吹气正确和错误的次数（吹气量过大、吹气力量过小）。 · 语音提示：中文语音提示，详细提示吹气错误的具体原因以便训练者及时改正。 ■ 人工手位胸外按压时： · 动态条码指示灯显示按压深度：按压深度正确由条码绿灯显示，按压深度过小由条码黄灯显示，按压深度过大由条码红色指示灯动态反馈显示按压深度。 · 电子计数显示：详细记录按压正确和错误的次数（按压力量过大、按压力量过小、按压位置错误）。 · 语音提示：中文语音提示，详细提示按压错误的具体原因，以便训练者及时改正。 ■ 全程心电图显示： · 抢救前：显示为濒临死亡的心电图, 呼吸图消失。 · 抢救中：进行按压操作时，显示按压心电图，频率与按压频率一致，呼吸监护显示潮气操作图形。 · 抢救成功后：显示为窦性心律，呼吸恢复正常。 ■ 依据《2015年美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南》的操作标准，对心肺复苏操作进行评价，操作达标，模拟人复活，操作未达标，模拟人死亡。 ■ 模拟人3D动画：正常状态时，模拟人3D动画有瞬目，休克或死亡状态时3D动画为闭眼。 ■ 成绩单所有操作结果数据以表格形式清晰显示，并可保存成绩单，可连接通用打印机对成绩单进行打印。 ■ 按压与人工呼吸比：30：2（单人或双人）。 ■ 操作周期：先30次按压再2次人工吹气，30：2五个循环周期CPR操作。 ■ 操作频率：100-120次/分。 ■ 操作时间：以秒为单位计时。 ■ 电源状态：内置锂电池，配套充电器。 ■ 可选择操作结束后打印操作过程，成绩单内容涵盖操作方式、吹气正确与吹气错误次数、吹气错分析（过大、过小、多吹、少吹、吹气进胃，气道未开放次数）、按压正确与按压错误次数、按压错误分析（过大、过小、多按、少按、按压回弹、按压频率错误次数）。   三、标准配置： ■ 心肺复苏全身人体模型：1台 ■ 手拉推式硬塑箱：1只 ■ 平板电脑：1台 ■ 平板电脑充电器：1个 ■ 便携式热敏打印机：1台 ■ 打印机充电器：1个 ■ 模拟人电源适配器：1个 ■ 复苏操作垫：1条 ■ 一次性呼吸面膜(50张/盒)：1盒 ■ 可换肺囊装置：4套 ■ 可换面皮：1张 ■ 操作指南光盘：1张 ■ 急救手册：1本 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

采用Intel i386EX单板微机作为系统核心，具有Windows环境的汇编语言和C语言源程序调试环境，具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试手段，全面支持80x86实模式和保护模式的教学实验，支持课程设计和电子竞赛。

XM/CPR550数字化心肺复苏训练及考核系统模拟人 （平板电脑控制、无线版）   执行标准：美国心脏学会（AHA）2015国际心肺复苏（CPR）&心血管急救（ECC）指南标准。 一、产品特点： ■ 本模型为成年男性整体人，采用高分子材质，肤质仿真度高。 ■ 解剖标志明显，具有仿真的头颈部，头部可水平转动，有利于清除异物。 ■ 胸部体表标志明显（胸骨角、乳头、剑突等），便于胸外按压的操作定位。 ■ 可触及颈动脉搏动，死亡状态下，颈动脉搏动消失，抢救成功后，颈动脉搏动恢复，颈动脉搏动与有效按压相关联。 ■ 心肺复苏术：仰卧位，头可后仰，便于清除呼吸道异物，可进行胸外按压。 ■ 可进行仰头举颏法、仰头抬颈法、双手抬颌三种方法打开气道，气道打开后模型人3D动画头像自动后仰。 ■ 可进行口对口人工呼吸或者使用简易呼吸器辅助呼吸，有效人工呼吸可见胸廓起伏。 ■ 瞳孔示教：死亡状态下，模拟人瞳孔散大，抢救成功后，双侧瞳孔由散大变为正常。 ■ 模拟人和计算机之间通信方式：蓝牙无线通信。 ■ 模拟人手臂关节灵活，可进行搬运练习。   二、软件功能： ■ 软件依据《美国心脏学会2015国际心肺复苏心血管急救指南标准》的操作标准对心肺复苏操作进行评价。 ■ 软件形象的展示了心肺复苏急救流程，图文并茂的介绍了急救链中的每项操作要点。 ■ 操作模式：训练、考核、实战三种操作模式，每种模式均可自行设置操作时间、按压次数、按压深度、吹气次数、吹气量、CPR循环次数等，老师也可调节和变更按压和通气的考核标准值，建立符合当次考核状态的心肺复苏标准。 ■ 学员管理：可自由编辑学员名称及编号，用于存档。 ■ 人工口对口呼吸(吹气)时： · 动态条码指示灯显示潮气量大小：吹入的潮气量正确由条码绿灯显示，吹入的潮气量过小由条码黄灯显示，吹入的潮气量过大由条码红色指示灯动态反馈显示潮气量大小。 · 电子计数显示：详细记录吹气正确和错误的次数（吹气量过大、吹气力量过小）。 · 语音提示：中文语音提示，详细提示吹气错误的具体原因以便训练者及时改正。 ■ 人工手位胸外按压时： · 动态条码指示灯显示按压深度：按压深度正确由条码绿灯显示，按压深度过小由条码黄灯显示，按压深度过大由条码红色指示灯动态反馈显示按压深度。 · 电子计数显示：详细记录按压正确和错误的次数（按压力量过大、按压力量过小、按压位置错误）。 · 语音提示：中文语音提示，详细提示按压错误的具体原因，以便训练者及时改正。 ■ 全程心电图显示： · 抢救前：显示为濒临死亡的心电图, 呼吸图消失。 · 抢救中：进行按压操作时，显示按压心电图，频率与按压频率一致，呼吸监护显示潮气操作图形。 · 抢救成功后：显示为窦性心律，呼吸恢复正常。 ■ 依据《2015年美国心脏协会心肺复苏及心血管急救指南》的操作标准，对心肺复苏操作进行评价，操作达标，模拟人复活，操作未达标，模拟人死亡。 ■ 模拟人3D动画：正常状态时，模拟人3D动画有瞬目，休克或死亡状态时3D动画为闭眼。 ■ 成绩单所有操作结果数据以表格形式清晰显示，并可保存成绩单，可连接通用打印机对成绩单进行打印。 ■ 按压与人工呼吸比：30：2（单人或双人）。 ■ 操作周期：先30次按压再2次人工吹气，30：2五个循环周期CPR操作。 ■ 操作频率：100-120次/分。 ■ 操作时间：以秒为单位计时。 ■ 电源状态：内置锂电池，配套充电器。 ■ 可选择操作结束后打印操作过程，成绩单内容涵盖操作方式、吹气正确与吹气错误次数、吹气错分析（过大、过小、多吹、少吹、吹气进胃，气道未开放次数）、按压正确与按压错误次数、按压错误分析（过大、过小、多按、少按、按压回弹、按压频率错误次数）。   三、标准配置： ■ 心肺复苏全身人体模型：1台 ■ 手拉推式硬塑箱：1只 ■ 平板电脑：1台 ■ 平板电脑充电器：1个 ■ 便携式热敏打印机：1台 ■ 打印机充电器：1个 ■ 模拟人电源适配器：1个 ■ 复苏操作垫：1条 ■ 一次性呼吸面膜(50张/盒)：1盒 ■ 可换肺囊装置：4套 ■ 可换面皮：1张 ■ 操作指南光盘：1张 ■ 急救手册：1本 ■ 说明书：1册 ■ 保修卡合格证：1张

机械系统运动方案及结构分析实验装置包括五种设备，可以单独或成套使用。该套设备适用于机械设计实验教学和课程设计，具有鲜明的特点。 即：（1）它对应课程的主要内容，包含了各种常用机构和通用机械零部件； （2）具有工程实用背景，使用功能明显； （3）有良好的直观性； （4）结构复杂程度适中，传动方案和结构新颖。学生通过对装置的传动方案与结构的分析，可以掌握机械系统运动方案和结构设计的基本要求，培养机械系统运动方案设计能力、结构设计能力和创新意识。该实验设备已通过了校级鉴定，达到了国内机械设计实验教学的先进水平，并已获得黑龙江省教学成果二等奖以及全国第三届高等学校自制实验教学仪器设备评选获优秀奖。 1.CS-I型冲压机及送料装置 2.JZ-I型间歇送料及冲压装置 3.ZS-I型转位及输送装置 4.TS-I型提斗上料装置 5.BS-I型步进输送机

一、系统介绍        光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号转变成为电信号的器件，是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。       光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠、精度高等特点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此应用非常广泛，涉及整个科学技术、国防、航空、航天、交通运输、能源、机械、石油、化工、轻工、纺织等工业部门和环境保护、生物医学工程等和日常生活的各个领域，是现代信息技术的重要支柱技术之一。       我司始终致力于为国家培养更多更优秀的光电技术人才为己任，将我国光电事业发扬光大为目标。为更快实现这一目标，我司将各类光电传感器件的工作原理、特性参数测量和实际应用相结合，研发出了一套光电传感器原理与应用实训系统。本系统以提高学生动手动脑能力为出发点，采用理论和实践相结合的方法，全方位地展示广泛应用于各领域的多种光电传感器件，例如光敏电阻、光电二极管、PIN光电二极管、APD光电二极管、光电三极管、硅光电池、光电耦合器件、PSD、四象限、光电倍增管等，让学生并了解并掌握每一种光电传感器的工作原理、特性参数以及应用领域，为毕业后就业或者创业打下坚实的基础。   本系统规模适中，高配共设有10个工位（工位可增减），最多可同时容纳20人，为高校师生解决了理论强、实践弱以及实训困难的问题，深受高校师生的欢迎。 二、涉及专业及课程     光电信息科学与工程、  光电子技术、测控技术与仪器、电子科学与技术、光电信息工程、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、光谱学、光电器件技术、单片机等。 三、实训内容 工位一、光电传感器件组装与测试工位A 1、搭建并测量光敏电阻特性参数； 2、搭建并测量光电二极管特性参数； 3、搭建并测量光电三极管特性参数； 4、搭建并测量光电池的偏置与基本特性参数； 5、搭建并测量雪崩光电二极管（APD）特性参数； 6、搭建并测量PIN光电二极管特性参数； 7、搭建并测量光电耦合器件特性参数； 工位二、光电传感器件组装与测试工位B 1、搭建并测量PSD位移传感器特性参数； 2、搭建并测量四象限光电传感特性参数； 3、热敏器件与热释电探测器实验； 4、紫外线探测传感器特性参数测量实验； 5、紫外线强度测量实验； 6、紫外线验钞机原理实验 ； 工位三、光电传感器件实际应用工位A 1、光敏电阻光控开关系统设计实训； 2、光敏电阻光控灯系统设计实训； 3、光电报警系统设计实训； 4、硅光电池光照度计系统设计实训； 5、音频信号的光源调制解调系统设计实训； 工位四、光电传感器件实际应用工位B 1、热释电报警系统设计实训； 2、太阳能充电系统设计实训； 3、太阳能节能台灯系统设计实训； 4、大功率LED驱动系统设计实训； 5、LED玩具系统设计实训； 工位五、光电传感器件实际应用工位C 1、简易光功率计系统设计实训； 2、对射式、反射式光电耦合开关里程表系统设计实训； 3、对射式、反射式光电转速计系统设计实训； 4、光电测距系统设计实训； 工位六、光电传感器件实际应用工位D 1、基于R、G、B的颜色识别系统设计实训； 2、线阵CCD驱动系统设计实训； 3、红外体温计系统设计实训； 4、红外遥控器系统设计实训； 工位七、光电传感器件实际应用工位E 1、PSD位移测量系统设计实训； 2、四象限位置测量系统设计实训； 3、数字温度计系统设计实训； 4、光电指纹识别系统设计实训； 工位八、光电倍增管电流倍增特性参数测量工位 1、光电倍增管暗电流ID的测量； 2、阳极电流灵敏度SA的测量； 3、光电倍增管增益G与供电电源电压的关系； 4、光电倍增管阳极输出特性的测量； 5、阳极电流灵敏度SA与供电电压之间的关系； 6、测量微弱辐射光信号的强度； 工位九、LED角度特性参数测试工位 1、测量LED正向电压； 2、测量LED反向电压； 3、测量LED的正、反向工作电流； 4、测量发光光源中心轴空间角； 5、测量发光光源的半发光强度的角度； 6、测量发光光源中心轴与机械轴的偏差角； 工位十、LED光谱特性的测量与光栅光谱仪实验工位 1、测试各种颜色LED的光谱分布； 2、测试LD半导体激光器的光谱分布； 3、测试其他光的光谱分布； 二次开发实验（52单片机开发实验） 1、52单片机程序编写实验； 2、52单片机外围电路设计实验； 3、基于52单片机的数字时钟设计实验；

项目成果/简介: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知识产权类型:发明专利知识产权编号:2018114554307，2020102445880，ZL2016106973850技术成熟度:已有样品技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家自然科学基金获得经费:61.00万元

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

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。

本实用新型公开了一种现代化小区智能停车位管理系统，为小区住户提供长期租用的固定停车位，为小区访客提供临时停车位，通过对小区住户的固定停车位和小区访客的临时停车位分开进行管理，同时设置车位智能锁限制车辆进入停车位，设置计时器配合压力传感器获取进入小区的车辆是否停放在指定停车位的信息，当进入小区内的车辆存在乱停放的情况时，能够及时报警，提醒工作人员处理，高效的实现了对小区内停车进行有序管理，减轻了物业工作人员的工作难度，有效避免了小区内车位乱停和抢车位情况的发生，方便了居民生活。