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一种融合多尺度特征的激光扫描数据物理平面自动化提取方法
本发明涉及一种融合多尺度特征的激光扫描数据物理平面自动化提取方法。本发明解决的现有问题 主要包括:1发展了基于信息熵的最佳邻域自适应确定方法,克服了点密度变化、噪声、数据缺失等因 素对三维点局部几何特征计算的影响;2综合利用基于点的特征(维数特征,法向量等)和基于区域的 特征(粗糙度、紧凑度、尺度、长宽比等)进行物理平面区域提取,提高了物理平面提取的准确性;3 扩展了现有平面分割方法的适用范围,本发明适用于机载、车载、固定站等多种类型激光扫描数据的物 理平面提取。发明的整体技术流程图如下图。
武汉大学 2021-04-13
微型喷雾泵生产装备自动化与信息化融合技术及产业化
主要技术内容: (1)破传统喷雾泵生产设备机械结构设计,采用凸轨、凸轮机构,创新性研制了高精度、高效率的喷雾泵电化铝壳抓口机、喷头打喷咀机等系列装配设备,提高了设备的装配精度和效率。提出集成基于等价输入干扰估计器与参数智能辨识的智能驱动控制技术,成功解决了微型喷雾泵现场设备层不确定干扰、电机参数的时变性对装备电机控制性能影响问题,提高了生产装备控制的精度及可靠性。 (2)集成 RFID 与 WSN,构建微型喷雾泵生产过程信息采集网络,创新性地引入混沌粒子群优化算法,优化采集网络节点部署;动态选择通信节点数目,在获得最大网络覆盖范围的同时,避免节点间的冲突,降低网络能耗,保证了生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性。 (3)创新性提出并实现了微型喷雾泵制造过程多目标资源优化调度技术。建立生产车间多目标资源优化调度模型,提出基于种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法来求解优化问题,并采用层次分析法进行决策,成功实现了微型喷雾泵生产全流程的精益管控,全面提高了生产质量与资源效率。 (4)创新性研发了一种面向制造全过程的信息集成平台。将生产过程信息、管理信息等数据高度融合,实现底层物联网到互联网的无缝连接;解决了常规DCS、MES、ERP 三层架构存在的数据交换困难、系统庞大、功能定制性差、难以适用于中小型制造业等缺点,为微型喷雾泵制造装备的自动化和信息化融合提供了解决方案。 行业意义: 项目通过攻克微型喷雾泵生产装备的自动化与信息化技术融合的关键技术,突破国外先进技术的壁垒,形成了自主知识产权与技术体系,项目成果提升了微型喷雾泵加工装备的自动化、信息化水平,符合国家可持续发展战略的绿色制造技术,可带动和促进化妆品、保健品等领域向高档化的高层次技术方向发展。 获奖情况:2015 年获中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖。 成果的技术指标、创新性与先进性: (1)引入凸轮、凸轨等机构,并结合等价输入干扰估计器、智能辨识等方法设计控制策略,从机械和控制两方面进行突破,自动化程度和生产效率高。 (2)集成 RFID 与 WSN,采用混沌粒子群优化算法优化网络节点,动态选择通信节点数目,降低网络能耗,生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性高。 (3)建立以缩短生产周期、减少机器空转时间、降低产品次品率为等为目标,采用种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法求解生产过程优化调度问题,采用层次分析法进行决策,实现微型喷雾泵生产全流程精益管控。 (4)采用完全不同于传统 DCS、MES、ERP 三层架构的模式,直接面向生产、管理全过程,开发信息集成平台,自动化和信息化融合度高、适用于中小型制造业。 技术的成熟度:相关技术已经形成产品,在无锡圣马科技有限公司及其下游企业进行了产业化。 应用情况: 针对微型喷雾泵加工装备产业当前普遍存在材料消耗大、能耗高、可靠性差、加工效率低、品种适应性差等问题,本项目以提高生产装备的自动化与信息化水平为目的,在装备高性能自动化控制、信息的采集与传输、优化调度、精益管控、平台建设等方面已经取得了创新性研究成果,并对成果进行了提炼、集成,从2012 年开始,针对本项目整体技术展开全面推广,应用于江苏、广东等地区的10 多家轻工装备制造及使用企业。 应用实践证明了,本项目成果总体技术创新程度高、成熟度高、附加效益显著,显著提升了我国塑料装备在国际市场具有较强的竞争力,有利于提高我国塑料装备的设计制造智能化水平,推动了我国塑料制造业的国际化发展。 
江南大学 2021-04-13
SC-G自动考种及千粒重分析仪(含玉米果穗)
产品详细介绍SC-G型自动考种及千粒重分析仪(含玉米果穗考种)1、货物名称:SC-G型自动考种及千粒重分析仪(含玉米果穗考种)玉米自动考种及千粒重分析仪所配的各种种粒自动考种及千粒重分析仪2、主要用途:SC-G型自动种子考种分析及千粒重仪系统是根据图像识别原理来实现自动分析的。目标照明模式可在背光和普通日光之间切换。可用于各类农作物实粒种子(谷粒、玉米、小麦、油菜籽等)的精确考种、各类粮库的虫口计数分析,以及另加配件后可做发芽率、均匀度分析,可兼做表面光滑的昆虫计数或虫卵计数(如:米象、蚜虫、蚕卵、鱼籽等),以及被当作种子净度工作台用于种子净度检验。内置支持网上在线升级的模块。3、主要性能指标配A3幅面最高分辨率1600dpi × 1600dpi、紫光M1彩色扫描仪。可分析各类种粒的种粒直径1~20mm。扫描仪分析工作区:A3幅面(431.8mm×304.8 mm)。可同时成像分析10个玉米果穗、35个玉米截面、1000粒左右玉米籽粒。配500万像素分辨率的彩色数码拍摄仪,及超薄的背光光源板(大于A4幅面),具有图像调整、观察特性。1).籽粒数分析速度、精度:自动数粒速度:1500~3000粒/分钟(玉米籽粒),其它籽粒为1200~20000粒/分钟,数粒误差≤±0.1~0.4%,监视修正即达100%正确。具有相机画面畸变、背光板均匀性的自动矫正特性,有效减小尺寸测量误差。对于直径较小的种粒(如油菜籽、蔬菜籽),单批次考种数量在5000-10000粒。可根据实际需求自行创制一键自动分析向导,适用于水稻、小麦、玉米、豆类、油菜籽、瓜子、蔬菜籽等各类农作物的自动精确考种,自动测出籽粒数、各籽粒的粒形参数(长、宽、长宽比、面积、等效直径、周长等),以及其平均值,能精准显示种粒外接矩形,并可自动排序输出,及可输出粒径分布图表。自动千粒重分析的精度误差:≤±0.5%。具有对被分析目标颜色、形状进行自学习和再学习,并实现自动分类的特性,以及品种比对特性。能大批量自动分析成像后的种粒图片。2).果穗、截面分析速度、精度:同时成像分析玉米果穗:10个/次/分钟、玉米截面:35个/次/分钟。全自动测出各玉米穗长、穗粗、秃尖长、左右穗缘角、穗行角、平均行粒数、粒厚、截面穗行数、穗粗、轴粗,以及其平均值,可自动测出各玉米截面上的平均粒长、平均粒宽等参数。3).有被测样本条码、电子天平RS232重量数据的自动输入接口,插上电脑条码枪即可刷入样本条码编号;电子天平上的被测样本重量数据可一键送到电脑保存为EXCEL表。4).分析过程为全程电脑控制,高效、准确、简便易用,真正一键式操作,鼠标一点,结果即现。5).辅助删补:用鼠标选择增加/删除,或直接用鼠标在屏上手工计数,以确保100%正确。目标区的个性化计数:对工作区视野中任选范围或矩形范围内的计数。6).分析数据导出:分析图像结果可保存,以及按大小形状排列输出,自动形成总报表,统计分析结果能输出至Excel表,以及,以及按宽度、长度、面积等输出的排列图和测量图。3. 供货配置表:SC-G型自动考种及千粒重分析系统 数量 备注SC-G型自动考种及千粒重分析软件及《简明手册》 1张 光盘,3年免费升级软件锁 1个 1年保换、2年保修SC-G型自动考种及千粒重分析系统软件质量三包卡 1张 光盘电子文档中A3幅面的紫光M1彩色扫描仪 1台 紫光公司全国联保1年USB2.0接口的拍摄仪(彩色500万像素) 1台 非人为损坏,质保1年超薄的背光光源板(A4幅面工作台板) 1个 非人为损坏,质保1年带RS232通讯接口的量程220g电子天平(精度1mg) 1台 生产厂家联保1年RS232接口通讯传输线 1条 非人为损坏,质保1年种粒成像盘、种粒收纳小盘 各1 4. 推荐电脑配置(需另配,由投标的经销商在当地找供应商)品牌电脑(酷睿i5 CPU / 8G内存/ 19.5”彩显/无线网卡,5个以上USB2.0口,运行环境Windows 10完整专业版或旗舰版)
杭州万深检测科技有限公司 2021-08-23
全自动MP3音乐广播控时器 TL-8809型公共广播系统
产品详细介绍 TL-8809遥控型全自动MP3自动广播系统:采用世界最先进的微电脑控制、MP3、FLASH录音技术。将广播自动播放、音源选播、录音下载/音频和麦克录音存储等先进功能综合为一体。高标准的产品定位,多功能的超前设计,成为广播设备的典范之精品,达到国内领先水平。广泛适用于校园自动广播音乐打铃、外语广播教学听力考试系统。    MP3自动广播、智能分区广播、日常教学广播、消防紧急广播、背景音乐播放、外语教学及听力考试广播功能。  机器前面版自带5个按键,按一下可直接播放音乐,同时这5首音乐也是可以远程遥控播放的!遥控在距离1公里左右!产品包装纸箱及附件1、MP3存储:    本系统采用SAMSUNG FLASH为存储方式,音质清晰、优美、内存容量有32、64M、128M、256M、512M,从60分钟---16小时,可满足各种用户广播需求。2、编程播放:    具有自动广播功能、每天可达99次设定编程播放,对播放内容和播出时间、次数及循环设定多遍播放并任意编程控制,实现无人置守。每一次编程时间设定可达10首歌曲进行播放选择输入。自动歌曲排序功能达到每首歌曲播放间距微电脑自动测算,还具有后曲压歌功能,确保对某些需要准点播放的内容拥有优先权。3、功放管理:    在每次执行定时播放程序时会自动提前5秒钟将功放电源打开,避免功放机开机因启动及预热延时而影响正常播放。(智能化的设计起到了节能和科学化管理功放开关)4、中文菜单显示:    MP3自动广播系统采用中文式菜单液晶显示,引导式菜单进入,让操作者对各项功能信息一目了然,上下翻页及功能设定简洁方便,简单明朗易学易用。5、程序设定:    用户可根据不同的作息时间、内容进行编程设定,达到任意选择和调整作息时间,满足各广播单位对广播作息的选择需求。6、MP3下载存录音源:    本系统可直接从微机内下载所需的MP3音乐曲目,进行广播录音输入存储,用户可根据自身需要的内容进行任意下载选择曲目,再进行编程播放。7、音频及麦克存录音源:    本系统可直接从各种媒体(VCD、CD、卡座等)线路和麦克风两种方式录音输入存储音源音乐曲目。8、时钟显示:    本系统具有日常时钟功能:本机采用专用实时时钟摸块,走时准确,停电正常计时,标准时间及工作程序不会丢失、错乱。对年、月、日及时间显示,起到了对操作使用者及时了解当前时间和下一曲将播放的时间显示功能。9、MP3音质清晰:    采用MP3硬件编码及解码器件,音质清晰、优美达到并接近CD效果。是应用于广播播放的最佳选择设备。10、自动/手动控制:    本系统根据用户需求设计了自动编程播放功能和手动点播(选播)功能,可以通过编程播放的方式对固定的通用曲目进行编程设定自动播放,还可根据紧急广播及即时广播讲话进行手动广播,实现临时播放音乐和打开外控电器等外接设备辅助广播功能。11、内存音源:    可根据校方广播的需要,将:国歌、幼儿、中、小学和第八套广播体操、眼保健操、音乐钟声及校园歌曲、流行歌曲和国内外、经典名等存储于机内,并能即时试听和复录。12、外设控制:    可实现对1组常规广播设备(功放机、VCD、卡座、收音头、发射机等)电源控制和4路广播分区控制。13、分区广播:    4路分区广播可对教学楼、办公楼、操场、学生宿舍、餐厅、景观广播及室内外广播点进行智能化分区广播。14、 兼容外接媒体:    本系统具有兼容(VCD、CD、卡座、收音机)的音频接口和麦克风接口及USB下载端口。15、 新闻转播:    实现自动定时转播电台新闻进入广播网。16、 停电保护:    具有停电保护所有编程设定的功能,不因停电而影响时钟走时和音源及编程内存,来电后自动恢复程序和内存音源编程记忆不丢失。17、 音乐打铃:    内存多种广播音乐铃声,音质优美,用户还可根据自身需要进行录制存入,采用广播播放音乐铃声。18、 听力考试:    本系统可将外语教学内容及听力考试内容存录,再根据所需播出的区域进行自动分区广播外语教学、听力考试的功能。19、 微电脑控制:    本系统内制智能微电脑,可对校方所有的自动广播播放,曲目选播,外控设备及管理(含电源管理)进行编程设置(按星期),达到无人值守。
上海奔曼电子有限公司 2021-08-23
一种可语音提醒的老年人智能手表
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.
杭州电子科技大学 2021-05-06
一种参数可调智能高性能发动机主构架
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。
电子科技大学 2021-04-10
基于智能状态检测的超音速旋流净化系统
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
天津大学 2021-04-11
基于智能状态检测的超音速旋流净化系统
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
天津大学 2021-05-12
基于5G通信控制的智能喷雾机器人
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
淮阴工学院 2021-05-11
用于沥青混凝土施工质量的智能管理方法及系统
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。
东南大学 2021-04-11
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