一、成果简介 要控制食品安全问题，就需要从农田到餐桌对食品的生产、加工、流通和销售等各个环节进行全程监控和管理。而现有的食品安全监督管理体系普遍建立在仪器分析的基础之上，不仅人力、物 力消耗大，时间成本高，而且信息发布滞后，导致监管部门很难对问题食品进行快速反应。因此，迫切需要大量能够满足现场、快速、准确、灵敏且成本低廉的食品安全分析检测技术。试纸成为了 一个非常令人关注的检测平台，

红外吸收光谱技术基于捕获物质的红外“指纹”来获得物质成分和含量信息，其核心是红外光谱器件和高效紧凑红外光学系统,主要的应用之一是针对气体的传感检测,如有毒有害气体、温室效应气体以及呼吸气体成分和浓度的检测等。相比传统的单气体成分的检测,同时检测多种气体是降低检测成本的有效途径;相比针对未知气体采用实验室傅里叶红外光谱仪的检测，可以现场检测的微小型化红外光谱仪具有更实用且成本更低的优势。另外, 越来越多的场景需要探测精度达到ppb 或亚ppm 精度的高精度气体检测,如有毒有害痕量气体、呼吸气体肺癌早期诊断、果蔬存储中具有催熟剂作用的微量乙烯气体释放的检测等。 现有红外气体传感技术中，基于激光光源的气体传感器虽然易于达到ppb级的高精度检测，但是激光传感器成本昂贵，而低成本的基于热光源的红外气体传感器虽然成本较低，但是却存在精度低的问题。 为了解决上述的精度和成本痛点问题，本成果掌握了高功率热红外光源、可级联长光程气体吸收池、多通道红外探测器和可调谐红外探测器以及多通道微弱信号数字锁相放大检测等技术，开发一系列探测精度到100ppb 以下的多通道红外气体传感器和演示模组，以及基于可调滤波器的小型化红外光谱仪，展示了集成多组分气体检测和现场未知气体成分的光谱仪检测能力，具有高精度和低成本优势，以及小体积和低功耗特点。 （１）高功率热红外光源：MEMS 热光源芯片阵列与微光学准直阵列集成，实现低发散角的高功率红外源。为实现高精度探测所需要的长光程气体吸收池提供足够的红外光能量。 （２）可级联长光程气体吸收池：高精度气体检测需要米级长光程池。现有长光程气体池主要有怀特池、Herriott 型、Chernin 型以及环形吸收池，配合低发散角的激光光源。但是这些吸收池结构复杂，装配难度高，成本高。自主提出的可级联气体池结构简单，光学效率高，且中心对称，加工和装配成本低。 （３）多通道红外探测器：不同敏感波长的红外探测单元集成在同一衬底上，构成多通道器件，可共用一个气体池和光源，节省器件，降低了成本，同时节省了体积和功耗。 （４）可调谐滤波器：采用电调FP 腔和单探测器可以动态选择透射波长进行探测。具有在一定波段内连续扫描实现红外光谱仪的功能，也可以随机定位某个特定波长探测，灵活性强。除了用于已知气体成分的浓度检测，还可用于对含有未知气体种类的应用场景进行气体检测。另外，大口径的压电驱动可调滤波器可用于电力开关柜SF6气体泄露、天然气管道气体泄露以及农作物长势和病虫害监测等场合的红外光谱成像检测。 （５）微小型红外光谱仪：红外光谱仪是在一个较宽的红外波段进行扫描以获取物质的光谱信息，借此探知物质的未知成分。传统的红外光谱仪体积大，主要在实验室使用。本技术采用FP 腔可调滤波器具有体积小结构稳定的特点，易于实现现场检测。 图1 四通道滤波聚焦单元、光学/探测器集成结构以及红外光谱探测器 图2  长光程气体池（平均光程>1米） 图3 可调光谱探测器-PZT压电陶瓷驱动FP腔可调滤波器及可调光谱 图4 红外气体传感器模组 【技术优势】 （1）基于表面微纳结构的窄带滤光片/微透镜阵列技术：实现覆盖中波和长波红外的宽波段滤光/聚焦结构，具有低成本制造优势。 （2）多通道红外探测器集成芯片技术：多通道滤波/聚焦阵列结构与红外探测单元阵列集成，实现多波长光谱探测芯片，具有低成本和小体积优势。 （3）可级联长光程池技术：适合热光源的米级光程气体吸收，实现低成本ppb 级红外气体探测。相比高精度的激光气体传感器，具有成本优势。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 何腾蛟 石油与天然气工程学院/石油与天然气工程   三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 廖柯熹 石油与天然气工程学院 教授 油气管道完整性 四、项目简介 随着油气管道建设规模不断扩大、服役时间长，管道面临的安全风险也日益严峻。目前，全世界有近500万公里油气管道无法进行内检，而市场上管道无损检测技术只能检测管道宏观缺陷，无法检测微观缺陷，不能量化管道应力集中风险。针对这一市场痛点问题，团队研发出一种新型管道安全状态非接触式磁检测装置——PMSI-Sentinel 2.0 。该装置通过分析远程连续采集到的管道磁场数据，可直接精确定位管道的缺陷位置，并判断缺陷损伤等级，从而评估管道安全状态。该技术以其非接触检测、识别微观缺陷、量化应力集中程度的优势打破了市场垄断，填补了管道应力检测领域的技术空缺，为无法进行内检的管道提供全面的解决方案。 目前，团队与校外公司合作建立校企联合实验室，拥有核心发明专利技术10余项，其中包括美国发明专利2项，PMSI技术已成功在新疆、山东、贵州、云南成功应用，共计检测管道200余公里，直接经济效益约500余万元。

本成果获2012年国家科技进步二等奖。该成果针对牵引供电关键设备特殊的负荷特性和运行环境，深入研究其绝缘破坏机理及表征方法，研制了离线和在线相结合的综合检测系统，开发了检测信息相融合的故障诊断与数据管理平台。可实现牵引变压器、GIS、断路器、避雷器、互感器、电缆、套管等关键设备的状态监测，整体水平达到国内领先水平，部分成果达到国际先进水平。该成果已在我国高速及重载铁路进行规模化示范应用，具有完全的知识产权，具有广阔的应用前景。

本成果来自省部级科技计划项目，现已结题，知识产权归属西南交通大学。将接触网检测装置应用于作业车上，实现接触网几何参数及弓网动态作用参数实时在线检测。适用于供电段及网工区接触网施工作业后的动态复核及综合评价，作业速度不大于120km/h。主要检测参数覆盖接触线高度、接触线拉出值、双支接触线横向距离、双支接触线高差、导线坡度、跨距高差、弓网冲击、弓网接触压力和车体振动等。

本项目的创新点主要是采用环形镜解调和GSM数字移动网传输信号的技术。具有响应速度快、调谐范围宽、可实时检测、使用寿命长、抗电磁干扰能力强等优点，有重要实用意义。 光纤光栅传感器阵列的每一个光栅反射率大于90%，线宽小于0.4nm，各光栅中心波长间隔大于1nm。 研制出宽带光源等实验装置，宽带光源输出功率大于1mw，带宽30nm；已成功应用于光纤光栅传感器阵列检测实验。 研制出宽带光源、高双折射光纤环镜滤波边缘滤波解调系统的实验样机。 研制出快

本项目运用免疫学方法和原理，结合最新的纳米科学技术，研制和开发食品 安全检测新技术和新产品。目前已成功开发针对拟除虫菊酯类、三聚氰胺、黄曲 霉毒素、赭曲霉毒素、莱克多巴胺、双酚 A、邻苯二甲酸酯类、重金属铅、重金 属镉、罗丹明 B、赤藓红、碱性橙、磺胺类、牛奶过敏原、花生过敏原、金黄色 葡萄球菌、大肠杆菌 O.157 等多种抗原抗体、ELISA 免疫检测试剂盒、胶体金快 速检测试纸条、免疫亲和柱以及基于碳纳米管材料的新型超灵敏检测传感器。

本项目根据我国公路桥梁的实际需求，围绕在 用桥梁技术状况与使用功能评价、耐久性状况与承 裁力评定、加固改造、试验检测技术及其关键设备 等主要技术内容，组织20多家科研、高校和养管单 位，从1983年也 分四个阶段，依托十多个国家级、 省部级科研项目和800多座桥梁进行了系列研究。提出了桥梁技术状况与使用功能评定方法，建 立了质量与耐久性參数检测评价指标体系，创建了 基于桥梁技术状况、承栽力恶化、截面折减和活栽 影响修正等多系数影响的承裁力检测评定畲数理论 祺3!与计算方法；研发了多项桥梁加固新技术和加 81评价方法；开发了混凝土智能无损检测等8台套 具有自主知识产权的试验测试装置。

一、 项目简介本项目在国内外首次提出了交流和直流电磁系统的可靠性优化设计方法及软件包；提出了控制继电器的失效判据、可靠性试验方法及抽样方案，作为负责单位制订了我国继电器可靠性方面的第一个国家标准“控制用电磁继电器可靠性试验通则”，并研制了能实施上述国家标准的具有国际先进水平的继电器可靠性试验装置。二、技术指标出版了我国电工产品可靠性领域第一本专著“电工产品可靠性”，并发表了大量学术论文；通过本项目的研究还培养出博士6人，硕士28人，破格晋升教授7人；曾获天津市科技进步奖二等奖及三等奖各1项，河北省省长特别奖1项，河北省科技进步奖一等奖及二等奖各1项。于2000年荣获国家科技进步二等奖。三、推广应用情况本项目的理论研究成果和可靠性试验装置已应用到国内十几家主要电器检测中心、试验站和机械工业系统、信息产业系统和航天工业系统的大型企业，为其开展电器产品可靠性评定工作提供了有效手段，对改进电器产品的设计、提高产品质量与可靠性起到了重要作用，取得了显著的经济效益和重大的社会效益。 国家标准GB/T15510“控制用电磁继电器可靠性试验通则”       出版的专著研制的继电器可靠性试验装置

本项目属于医药、卫生技术领域的卫生检测方法学研究与应用，主要针对食品中常见的防腐剂、甜味剂和酸味剂的检测技术问题，研究建立了新颖、快速、灵敏、准确的食品中常见防腐剂、甜味剂和酸味调节剂的新型检测技术体系。主要内容包括：建立了准确、灵敏的食品饮料中 20 种有机酸的离子色谱/质谱联用方法、阿思巴甜等 4 种甜味剂的淋洗液自发生阴离子交换-抑制电导检测方法和抗坏血酸的循环伏安法快速测定方法，并用于不同食品中防腐剂、甜味剂和酸味剂的监测，为食品的品质分析及掺伪掺假鉴定奠定了技术基础。建立了酒中安赛蜜等 9 种防腐剂和甜味剂的分散固相萃取，开展了各种添加剂的二级质谱特征研究，提出了二级质谱裂解途径，建立了一种专属、灵敏的同时测定酒中 9 种防腐剂和甜味剂的超快速液相色谱-串联质谱(dSPE/UFLC-MS/MS)分析方法。建立的方法灵敏度高、重现性好、分析速度快，为酒中非法添加的防腐剂和甜味剂的确证检测奠定了技术基础。项目共在国内外专业期刊发表论文 15 篇，其中 SCI 刊源 10 篇。