一、项目简介可针对不同环境，完成震动能、压电能、摩擦电能、光电能、热能、化学能、风能、电磁能、射频信号能等能量的收集、存储，并根据需要为片上或片外低功耗传感器提供稳定且低噪的输出能量供给。此外，针对不同的传感器结构和类型进一步提供丰富的接口电路，用来读取传感器所产生的感应信号。配合低功耗收发机模块，可实现完整的无线传感节点功能。二、特点12345678.电源管理部分静态电流可低至 65nA；.整个 ASIC 功耗（包含温度传感）不足 1µW；.具有最大功率点追踪；.匹配最小 16kΩ的厘米级以下压电片.具有能量收集、存储和调整输出功能；.提供超低噪声电源供给（10nA-100µA）片上/片外传感器；.存储的能量支持 ZigBee、Bluetooth 等低功耗协议间歇数据传输；.构建平均功耗小于 5µW 的无线传感节点。三、市场情况本项目能以超低功耗实现完整无线传感节点，在 IoT、环境监测等领域有良好的应用前景和社会经济效益。四、技术成熟度此技术成熟，即将获得专利授权，寻求与企业合作。-- 28 --西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发 技术入股 □转让授权（许可） 面议

在结构构成极为精密复杂的卫星内部，微振动无法避免、十分难控，载荷几乎不可能时刻保持稳定，在几百甚至几千公里的太空中，卫星载荷一次微小的振动，都会差之毫厘，谬以千里。所以，载荷控制精度指标一直难以实现数量级提升。 团队采用“无线能量传输”技术，研发了基于同轴结构耦合结构的无线能量传输系统，可以实现卫星与载荷的物理接触彻底隔绝。该系统由发射调节器、发射耦合器、接收调节器以及接收耦合器组成。为了将技术应用于卫星以提升载荷精度，团队解决了动态场景下无线传能、失谐电路的补偿匹配以及大功率电能传输等关键技术难题。 该卫星无线能量传输系统被上海卫星工程（航天 509 所）研究所采用，团队按照航天规范，联合上海空间电源研究所（航天 811 所），在已有的原理样机的基础上，研制出航天正样产品，并于 2020 年 10 月完成正样产品的交付验收，在 2021 年某月装备在高分辨试验卫星发射上天。据了解，该卫星是首颗搭载无线能量传输技术的试验卫星，具有重大的意义。

针对传统能量采集器难以采集环境中大量存在的低频振动能量的特点，课题组提出了一种旋转式的电磁能量采集器设计方案，能够有效提高能量采集器的能量转换效率，并将可采集的振动频率突破性地降低到1Hz以下。

成果与项目的背景及主要用途： 本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术 途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到 节能、减排、增效、降耗的综合效果。 本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计 算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的 能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化 操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、 降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。 大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收， 本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守 恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外 部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的 20天津大学科技成果选编 21 能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度 考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。 随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生 了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 主要包括： 1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 2. 工艺系统优化 3. 化工能量系统分析与集成优化 4 Total Site 能量系统优化 该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、 食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可 控制在 1 年以内，也可根据工厂要求控制在 3 年以内。 技术原理与工艺流程简介： （1） 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 采用数学及计算机技术对现场采集的数据进行分析，修正模型参数，建立与 现场操作数据基本吻合的机理模型，寻求对工艺及设备的深刻理解，诊断系统及 设备的潜力和瓶颈。 通过计算机模拟与标定计算，诊断装置与设备的潜力及存在的瓶颈因素，通 过少量的改造或操作优化，实现装置扩产或节能。 （2） 工艺系统优化 反应系统：采用夹点技术，有效利用反应热。对于吸热反应，则实现有效供 热。 精馏系统：优化精馏塔序列及回流比、采出量，采用夹点技术实现精馏塔内 部及外部能量系统的集成优化，以及多效精馏、热泵精馏、隔壁精馏等技术的优 化运用。 换热网络优化：通过夹点技术分析节能潜力，优化换热网络。对冷系统和热 系统采用。 设备强化：采用计算机模拟技术优化工艺操作及设备选型，通过选用高效分天津大学科技成果选编 离、换热、蒸汽回收装置实现设备强化。设备强化同时带来最小换热温差的变化， 进而，通过夹点技术，实现设备强化后的反应系统、精馏系统及换热网络的再优 化。部分装置的优化效果可达 40%以上。本技术若用于工艺包效果会更好。 （3） 化工能量系统分析与集成优化 含换热网络优化和蒸汽动力系统优化二项内容。通过夹点分析和换热网络优 化技术，实现对用热及用冷过程的优化，对新过程，一般可节能 2040%，对已 有过程，一般可节能 1030%。蒸汽动力系统优化含锅炉系统，蒸汽储能，热电 联产，燃料系统等的优化，节能效果在 1030%范围。 （4） Total Site 能量系统优化 以夹点技术为核心，从各装置的工艺优化入手，首先实现能量需求侧的优化， 然后对各装置进行夹点分析和换热网络优化，使能量回收达到最优，然后考虑各 装置之间的能量优化，最后是公用工程系统的能量优化。最终，做到全系统的能 量优化。Total Site 能量系统优化是工厂能量优化的最佳解决方案，可显著提高 系统能效。 技术水平及专利与获奖情况： 该技术具有近 30 年的研究历史，数千套装置的工业实践，是美国国家能源 署首推的过程工业节能减排先进技术。 本项目组自 2008 年与英国曼彻斯特大学过程集成中心（CPI）展开合作，在 近 20 年过程模拟优化研究基础上，消化吸收 CPI 的过程集成技术，经过 10 余个 工厂，近 30 套不同工业装置（涉及石油化工、煤化工、精细化工、食品工业、 制药工业、电力等过程）的工业实践，积累了丰富经验。 优化过的典型工业过程有： 20 万吨/年二甲醚装置优化 60 万吨/年煤制甲醇过程优化 10 万吨/年水玻璃生产过程优化 10 万吨/年白炭黑生产过程优化 2 万吨/年大豆制油过程优化 2 万吨/年大豆蛋白生产过程优化 22天津大学科技成果选编 120 万方/天天然气处理过程优化 150 万吨/年常减压装置优化 20 万吨/年催化裂化装置优化 4 万吨/年气分及 MTBE 装置优化 2 万吨/年 HFC125 装置优化 应用前景分析及效益预测： 系统优化的目标是降低能耗和企业的生产成本，同时，带来节能减排的社会 效益。 节能减排势在必行，系统优化是帮助企业提高技术水平，实现节能减排的有 效技术途径。 应用领域：石油化工、煤化工、精细化工、食品、制药、电力等行业 合作方式及条件：面议

能量回馈变频器产品技术是在全球节能趋势下，针对传统变频器所 做的一种技术改进。釆用了基于有源PFC的能量回馈技术，在电力传动场 合，把电机反向运转产生的再生能量通过回馈方式加以利用；解决了传 动变频器能耗高、寿命低的缺点，同时大大降低了对电其他电子设备的 干扰。该技术符合国家节能政策，具有可观的经济效益。性能指标： 1. 输入三

本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到节能、减排、增效、降耗的综合效果。本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收，本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。主要包括：1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断2. 工艺系统优化3. 化工能量系统分析与集成优化4 Total Site能量系统优化该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可控制在1年以内，也可根据工厂要求控制在3年以内

本成果较传统空调节能65%，技术指标已达欧洲同类产品标准。计划2年内建成投产，5年内年销售收入达5亿元，10年内达到20亿元。本成果已产品化。一体机已销售1000多套，实现销售收入1.5亿元。

本发明公开了一种能量受限条件下的全双工中继能量自回收通信方法及系统，属于无线通信技术领域。每一个时隙被划分为两个子时隙，第一子时隙为信息发送阶段，信源产生信息信号并发送给中继，各中继尝试解码该信号。第二子时隙为同步信息转发与能量收集阶段，系统从上一阶段成功解码的中继中选取一个最优的中继将解码的信号转发给信宿；同时信源向中继发送能量信号，各中继接收信源发送的能量信号以及最优中继转发的信号并转化为能量，实现全双工中继的同步信息转发与能量收集。其中，两个子时隙时长由预设时间分割策略确定。通过这种方式，可以平衡两个子时隙下中继和信宿成功解码的概率，达到降低系统中断概率、提升系统能量效率的目的。

软土在我国有广泛的分布，为保证列车的高速、平稳运行，高速铁路对路基的沉降 变形控制要求很严，然而由于没有成熟可靠的软土路基沉降计算理论，致使目前我国已 修建运营的多条高速铁路软土路基出现沉降变形过大的情况，严重威胁到高速铁路的运 营安全。 本课题组近年来结合铁道部“CFG 桩复合地基沉降计算理论和设计方法”、“低矮路 堤复合地基沉降变形规律和设计方法”和 863 计划项目“高频重载条件下铁路路基不均 匀沉降设计理论和方法”等多项课题，对软土路基沉降计算理论开展了较为深入的研究， 在软土地基、路基本体及列车动荷载作用下沉降变形规律研究基础上，提出了一套较为 系统的软土路基沉降计算方法，尤其是对高速铁路无砟轨道路基广泛采用的桩网结构、 桩筏结构，建立了基于 Mindlin-Boussinesq 联合应力的沉降计算方法；针对列车动荷载 长期作用下易产生过大附加变形的软土地基低矮路堤，提出了可考虑高循环动荷载次数 的动力隐式与静力蠕变相结合的长期变形计算方法。 研究成果在多条高速铁路建设中得到应用。 

我校物理与材料科学学院新组建的天体物理团队，与中国科学院国家天文台合作，在太阳暗条感应爆发研究领域取得新进展。 太阳暗条是悬浮于太阳高温稀薄大气中冷而密的等离子体。暗条爆发是触发太阳耀斑和日冕物质抛射等严重影响近地空间环境太阳爆发事件的重要诱因。多个暗条间的感应爆发是一种常见的暗条爆发形式，但是，由于高质量观测数据积累有限等客观条件的限制，对于此类暗条爆发完整过程的观测报道较为罕见，因此，相应的物理图像也难以获得直接的观测证据支持。近期，安徽大学物理与材料科学学院天体物理团队张军、宋志平、汪鹏和中国科学院国家天文台侯义军、李婷等人综合利用空基和地基太阳观测数据，并借助非线性无力场外推方法，对一个典型暗条感应爆发事件的完整物理过程进行了详细研究。从感应爆发发生前的磁场位型、发生时的观测特征和发生后的磁场重构等角度构建一个完备的演化证据链条，揭示了暗条感应爆发过程的完整物理图像，并指出发生在两个暗条上覆磁场间的外部磁重联及其造成的上覆磁场重构触发了暗条间的感应爆发。