一、产品概述 (一)组成 柔性系统须有五个分系统构成即：数字化设计分系统、模拟加工制造分系统、检测装配分系统、生产物分流系统和信息管理分系统。它应包含供料检测单元，操作手单元，加工单元，搬运单元，安装单元，图像检测单元，提取单元，分类存储单元，环形输送单元，总控平台等多个单元模块。系统具有可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工生产能力等，采用数字化信息系统管理模式，每一台设备均采用网络型式对外联接，由服务器统一管理生产过程中的各种数字联接任务,具有现代化柔性制造加工系统的特征。 （二）功能 既能完成认知型和综合型实验实训，又能完成开发设计型实验实训，还能实现学生现场动手操作和网络计算机同步观测与分析相结合；对样件具有全程演示及生产能力；系统应具有全自动控制功能，能充分展示现代工业中进行数字化管理生产的各个环节；系统应具有单机独立控制、独立运行功能；系统应具有启停控制、动态作业计划调度、库存资源动态显示、系统故障诊断与处理、工件位置动态显示等等功能。 该系统除能服务于工程训练实践教学环节外，还应能覆盖相关课程，并能进行相关的实践性教学环节，具体如下： 1、可服务的相关课程 机械制造基础、机械工程测试技术、机电传动控制、液压与气压传动、机器人技术与应用、机电一体化系统设计、数控技术、机电系统仿真、CAD/CAM、PLC原理及应用、数字化制造技术、机电设备故障诊断、先进制造技术、多轴数控加工技术、虚拟与仿真技术等，和其它相关课程。 2、教学演示类项目 柔性化加工系统演示、远程控制演示、机电控管一体化技术演示、自动传输系统演示、工件自动装配演示、产品自动仓储系统演示等等。 3、专业综合训练类、设计类等项目 机械制造技术项目综合训练、机床检测综合实验、数字化技术项目综合训练、多轴数控技术项目综合训练、机电控制综合实验、机电一体化系统综合设计、机电一体化系统综合设计、工件传输线应用设计、工件装配项目应用设计、立体仓库应用设计、气压系统应用设计、系统供电方案应用设计、计算机辅助工艺规程设计、数据库应用及开发、总控系统的应用与开发、传感器应用与选择、PLC应用编程设计、PLC网格通讯应用、伺服驱动应用、人机界面编程设计、远程组态系统设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等等。 二、技术性能 1、输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz 2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m 3、装置容量：＜4.5kVA 4、外形尺寸：7000mm×4500mm×2400mm 5、安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准 三、实训内容 （一）PLC的设计与应用 1、数据传输功能实训 2、定时、计数、移位功能实训 3、比较功能实训 4、步进功能的应用实训 5、跳转功能的应用实训 6、子程序调用功能的应用实训 7、中断控制功能的应用实训 8、变频调速的PWM控制功能的应用实训 9、伺服电机速度位置控制功能的应用实训 10、检测系统的程序设计 11、变频调速环行自动传输系统的程序设计 12、自动储存系统的程序设计 （二）传感器技术及应用 1、光电传感器的特性研究及应用 2、电感传感器的特性研究及应用 3、电磁传感器的特性研究及应用 4、位置传感器的特性研究及应用 （三）气动控制技术 1、电控气动阀的工作原理及应用 2、真空发生器的工作原理及应用 3、气动二联体的工作原理及应用 4、各种气缸的工作原理及应用 （四）运动控制系统 1、伺服电机定位的控制技术 2、直流电机的控制技术 3、交流电机的变频调速技术 4、步进电机的定位控制技术 （五）组态监控及人机界面技术 1、组态监控软件的基本应用 2、组态监控软件通信应用实训 （六）机械结构训练技术 1、同步带传动机构的设计及特性研究 2、直齿轮传动机构的设计及特性研究 3、锥齿轮传动机构的设计及特性研究 4、直线导轨的设计及特性研究 5、滚珠丝杆的特性研究及应用 （七）故障检测技术技能培训 1、程序故障设置的排除训练 2、参数故障设置的排除训练 3、电气接线故障设置的排除训练 4、机械故障设置的排除训练 （八）网络通讯技术和PROFIBUS总线技术 1、网络通讯基础的原理与应用 2、PROFIBUS-DP模块的研究与应用 3、PROFIBUS通讯协议的研究与应用 4、PROFIBUS主站与从站之间的通讯研究 四、系统组成 系统的硬件由上料单元、操作手单元、加工单元、搬运单元、安装单元、图像形状检测单元、6自由度工业机器人单元、分类存储单元九个基本单元站组成 （一）总控平台 总控平台主要由三相电网电压指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等组成，主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。 （二）上料单元 上料单元主要由料斗、回转台、螺旋导料机构、直流减速电机、工件滑道、计数电容开关、光电开关等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位。 （三）操作手单元 由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。 （四）加工单元 由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库、升降式加工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等组成。主要完成物料加工和深度的检测。 （五）搬运单元 由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。 （六）安装单元 由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等组成，主要完成对两种不同工件的上料及安装。 （七）图像形状检测单元 图像处理单元主要由光源、镜头、CCD照相机、图像处理控制器、显示器、位移传感器等组成。主要检测加工完成后工件外观形状品质是否合格，通过摄像头获取工件的图像，由图像处理器完成工件合格与否的判断并检测加工孔深，将不合格工件剔除。 （八）6自由度工业机器人单元 由6自由度工业机器人、直线移动机构、无杆气缸、工业导轨等组成，主要完成对工件的提取及搬运。 （九）分类存储单元 由步进电机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等组成。主要完成对成品工件分类存储。

增材制造（3D打印）晶格模型自动生成平台 晶格设设计软件LuxStudio 精选16种不同晶格，可自由调整大小和杆径粗细在线仿真和冲击验证，兼具力学性能和可打印性全场景通用，薄壳设计不受限傻瓜式操作，云端服务，不挑配置 如果你对以上产品有合作需求，可以扫描下方二维码填写信息，清锋科技稍后会和您取得联系 登录地址：https://studio.luxcreo.cn 市场电话：18600573362 官方网站：www.LuxCreo.cn   清锋推出了一个面向增材制造的晶格模型自动生成平台——LuxStudio，不仅实现了多种结构晶格的自动生成，同时还是一款低门槛、不挑配置的“傻瓜式”通用型操作软件。 　　作为一款参数化设计软件，LuxStudio能给产品带来轻量化、晶格化、长寿命等性能方面的提升，简单快捷的操作也能够节省人力，缩短设计、制造时间，实现更快交付。 　　企业或者设计师还可以通过LuxStudio探索新的升级思路，用参数化设计代替传统设计制造，为产品或创意进行测试、创新、迭代，甚至于商业化生产填补市场空白。 　　目前，清锋已有经过验证并可实现批量生产的消费、医疗、工业等领域应用。 　　LuxStudio应用案例 　　01透气晶格结构自行车鞍座升级传统制造方式 　　当传统发泡工艺频繁遭遇瓶颈时，众多厂商对于如何从其他维度提升自行车鞍座舒适度上开启了新的技术探索。 　　除了改变设计外观将鞍座根据骑行用途进一步细分，将鞍座晶格化再进行3D打印成为了制造升级的新宠。 　　镂空晶格轻量化设计、透气性高 　　晶格结构不仅可以实现鞍座镂空这种透气、轻量化的设计，提升骑行体验，还能根据产品不同需求赋予不一样的外观，满足骑行者的视觉体验。 　　此外，在产品开发周期上，晶格结构搭配3D打印省去传统开模制造的过程，进一步加快了产品的迭代速度。 　　然而问题来了：设计师不会参数化设计怎么办？ 　　清锋LuxStudio的优势 　　节省用人成本 　　非参数化设计师也可以独立设计晶格　　虽然参数化设计一直存在，但除了建筑行业以外，其他行业专业搞参数化的人员却不常有甚至没有。自行车坐垫行业就是一个接近“没有”的案例。 　　想要开发3D打印坐垫，专门从其他行业招聘一名参数化设计师，一是不好招，二是即使招进来也需要很长的时间了解坐垫行业，这期间不仅损失掉很多时间成本；重要的是，可能错过了进入市场的时机。 　　而LuxStudio这款软件，很好地为行业设计师和晶格化产品搭了一个桥梁。利用LuxStudio，行业里原有的设计师不需要学习参数化设计就能在平台上进行晶格化产品设计。 　　节省设计时间 　　自动参数化设计，2分钟搞定一个鞍座 　　在软件的操作页上，所有功能都一目了然地集成在一个云端界面上，只需要拖动鼠标选择你想要的晶格结构，系统后台就会自动进行参数化设计，整个过程不到2分钟。 　　LuxStudio在数以万计的晶格库中进行线性和非线性仿真，筛选出了16种能够应用于不同场景、不同打印工艺的晶格结构，同时每一个晶格模型都做了晶格详解，帮助设计者更快了解晶格特性。 　　清锋的3D打印自行车鞍座采用的是晶格库中的规则杆径（GH-1）排列组成。 　　这种晶格结构适合为鞍座进行镂空的轻量化设计，减重的同时也让它拥有更好的回弹性和透气效果，让骑行更舒适； 　　而且它的支撑力非常强、硬度高，能够轻松承托起人体的重量，还不容易断，相较于传统的发泡技术寿命更长； 　　缩短开发周期 　　从设计验证到开始量产快一周即可完成传统热成型工艺生产一款坐垫需要经过设计-产品测试-迭代-开模-注塑生产等几道流程。 　　其中，测试过程一般需要1周左右，中间往往会有5-6次的迭代过程，而开模也需要一个月左右的时间，单是开发周期就要长达6个月左右。 　　而通过晶格参数化设计的坐垫，只需要将自动生成的模型发送到打印机，左右就能打印完成，大幅提高了产品的开发周期。 　　此外，在产品本身设计方面，LuxStudio也在不断升级，进一步为产品设计赋能。 　　到今年第3季度，通过调节杆径的粗细、密度，还能为鞍座的不同区域进行分区软硬设计（LuxStudio 第3季度上线功能），以此来适应人体不同的坐骨形态，达到合理分压的作用，减少腿臀摩擦带来的不舒适感。 　　目前，清锋已经联合多家自行车厂商利用LuxStudio设计晶格化坐垫并开始销售。想要尝试参数化的设计师，可以行动起来了！ 　　02 　　精准定制医疗颈椎枕填补市场空白 　　全球约3.49亿人患有颈椎病，国内颈椎病发病率为3.8%-17.6%， 并呈现逐年上升及低龄化趋势，已成为严重影响国民健康的疾病之一。 　　而定制化的颈椎枕则是医生在治疗患者过程中的有效辅助手段之一。 　　然而，医生在找寻的“精准定制颈椎枕”却依然是一个市场空白。目前市面上的颈椎枕大部分是经过医生设计后，根据枕头不同区域软硬度的需求利用棉花、弹性颗粒等材料进行“手工填充”制作而成的。 　　这种手工定制化的颈椎枕往往制作周期长、使用寿命短，无法根据患者个人的颈椎实行精准化适配。而且，传统材料因为支撑力欠佳，用一段时间后很容易变形，与医生初设计的软硬度早已不匹配，满足不了维护颈椎正常生理曲线的需求。 　　因此，医生还在寻找，寻找一款能够“自动化精准定制”的颈椎枕解决方案。 　　清锋LuxStudio的优势自动参数化“精准定制” 　　支撑性强稳定性高在一项由专业医院骨科主任医师、教授校审指导，针对“颈椎曲度异常”颈椎病患者的临床研究中，3D打印颈椎枕有效纠正、恢复了患者的颈椎曲度，提高了颈椎功能，减轻疼痛，提高睡眠质量。它可根据医生要求，通过晶格模型自动生成平台LuxStudio来调整晶格粗细、密度和形状，满足不同患者的定制需求。 　　内部使用规则杆径（GH-2）晶格结构排列组成。因为杆径结构相对分散，受力均匀，能够很好地帮助肩颈放松，肌肉更为轻松自然没有压迫感； 　　这种晶格结构的回弹性很好，柔软的同时也有足够的承托力，能够有效维持颈椎正常的生理曲度；同时不易断，使用寿命长。更重要的是，清锋的3D打印颈椎枕已经实现批量生产。 　　医生快速上手一键发送工厂，批量私人定制 　　在使用操作上，LuxStudio的简单程度即使是医生也可以独立完成，导入模型后选择晶格结构即可完成生成，后续推进到下一环节进行一体化的批量定制生产，对症下药，让治疗更加精准； 　　产品上还可以定制名字、不同纹理等，满足患者的视觉需求。 　　未来，清锋将会研发Pad版APP，根据患者颈椎数据可自动生成模型和晶格，辅助医生更快完成治疗和定制。 　　同时，清锋也将规划家居型枕头的应用，提供给家居品牌或者颈椎亚健康、想要改善状态、提高睡眠质量的大众消费者，小伙伴们可以期待一下。 　　虽然参数化设计可能听起来很遥远，但在设计师和企业眼中，参数化设计已经成为让创意变成真正可生产的应用手段。例如，研究骨密度的医疗器材、 　　航空航天的壳体、别出心裁的几何结构设计等等，都可以用参数化进行产品创新。 　　期待越来越多的企业和设计师们通过LuxStudio和3D打印为我们带来“好”的产品！ 　　 关于清锋科技(LuxCreo) 清锋科技(18600573362)是一家专注于3D打印设备、软件、材料研发，致力于改变产品开发和生产方式的数字化3D智造商。团队成员汇聚了清华大学、哈佛大学、佐治亚理工学院、宾夕法尼亚大学、剑桥大学等学府的高端技术人才和高管人才。团队研发出适配于不同行业的高性能材料体系（弹性体材料、韧性材料、齿科材料、耐高温材料等），依托自主研发的Lux系列DLP光固化3D打印机、iLux Pro系列LCD桌面级光固化3D打印机和配套软件， 为鞋类、齿科、医疗、消费、工业、科研等行业创新升级提供解决方案，打造兼具定制化和批量化的新型数字化制造模式及生态闭环，让制造更简单！www.luxcreo.cn    欢迎关注清锋公众号：qingfengshidai了解更多专业信息。 公司电话：010-63941626 公司邮箱：business@luxcreo.com 市场电话：18600573362 官方网站：www.LuxCreo.cn 公司地址：北京市海淀区建材城中路27号金隅智造工场S5幢1017

仪器概述 　本仪器是根据中华人民共和国标准GB/T8018《汽油氧化安定性测定法(诱导期法)》所规定的要求设计制造的，适用于按照GB/T8018标准测定加速氧化条件下汽油的氧化安定性。 技术参数 1、工作电源：AC220V±10%，50Hz 2、加热管功率：1600W，单片机自动控制 3、金属浴温度控制点： 200℃±1℃ 4、氧弹压力变送器测量范围：0～1900kPa，精度±0.2‰ 5、温度计： 配备玻璃水银温度计 6、通讯方式：U盘，RS232,联网及打印功能 7、环境温度： ≤30℃ 8、环境湿度： ≤80% 性能特点 1、由微机控制自动进行检测、计算和记录各种数据，自动化程度高。 2、不锈钢浴槽,智能数显控温。自动记录测试过程中的数据和测试结果。 3、配置两路检测装置,可连接电脑使用上位机软件进行压力曲线分析及打印等。 4、金属浴加热，无污染，带温度过热保护装置。 5、内置压力保护系统，安全可靠。 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=769

近红外荧光成像技术不会增加患者并发症。该方法不仅能在手术过程中辅助医生实时精准定位肿瘤边界，从而指导切缘；还能发现常规方法无法识别的额外微小病灶，从而提升病灶检出数。

重点探究了高分子纤维网络结构对材料体系宏观性能的影响规律以及对糖尿病创面的修复机制，并通过理化性能测试、生物学检测、动物实验等手段，系统评价了其应用的灵活性、安全性和有效性。

本实用新型提供一种可语音提醒的老年人智能手表.所述可语音提醒的老年人智能手表,包括:手表本体;第一支撑块,所述第一支撑块固定于所述手表本体的右侧的底部;调节装置,所述调节装置设置于所述手表本体的右侧的顶部,所述调节装置包括第二支撑块和第一转动轴;第一固定带.本实用新型提供的可语音提醒的老年人智能手表具有手表的表带在佩戴时松紧可以调节的与手腕更加的适合,不会出现太松或者太紧的情况,且佩戴操作简单方便,且该智能手表设置有电子显示屏可以显示时间,字体大,老人便于观看,家属可将手表和手机相连,录制语音提醒并按时在手表上播放,可以插电话卡,可以联网,自动更新时间,可以一键紧急呼叫联系人.

成果描述：本发明公开了一种参数可调智能高性能发动机主构架，通过曲柄摇杆机构、摆杆、摇杆滑块机构将曲轴的圆周运动转化为副活塞的上下往复直线运动，主副活塞所受侧向力、阻力均较小，发动机噪声低、热效率高；通过特定尺寸大小关系，发动机体积和重量大幅降低；排量调整机构调整发动机的排量、压缩比与发动机其它辅助系统协调工作实现发动机热力循环类型可调。本发明可以根据负载、路况的变化实时调节发动机排量、压缩比、热力循环，确保发动机在各种负载、路况下都有良好的工作条件，中小负载时该发动机的节能减排效果更明显,四缸发动机排量的最大调整范围在1.2-3.5之间，发动机压缩比的最大调整范围在6-6之间。市场前景分析：内燃机工程技术领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

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