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

一种基于机床不同结构状态的数控机床频响函数获取方法，该方法包括，步骤(1)将整个机床划分为两部件，包括固定部件和可动部件；步骤(2)获得可动部件在第一位置时机床结构状态的模态参数；步骤(3)获得可动部件在第二位置时机床结构状态的模态参数；步骤(4)利用不同结构状态的模态参数先计算得出模态标定因子，后结合频响函数的模态表达式合成机床在该结构状态的频响函数，本发明方法不需要测量输入力即可获得频响函数，应用本发明方法可实时监控机床的动态特性。

一种基于机床不同结构状态的数控机床频响函数获取方法，该 方法包括，步骤(1)将整个机床划分为两部件，包括固定部件和可动部 件；步骤(2)获得可动部件在第一位置时机床结构状态的模态参数；步 骤(3)获得可动部件在第二位置时机床结构状态的模态参数；步骤(4)利 用不同结构状态的模态参数先计算得出模态标定因子，后结合频响函数的模态表达式合成机床在该结构状态的频响函数，本发明方法不需 要测量输入力即可获得频响函数，应用本发明方法可实时监控机床的 动态特性。

汽油机工作状态下的减震难题

建筑幕墙是由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围结构或装饰性结构,包括玻璃幕墙、石材幕墙和合金幕墙等，并被广泛应用于高楼大厦、机场、高铁车站等公共设施。随着服役年限的增加，近些年来建筑幕墙因面板脱落造成的事故屡见不鲜，严重威胁着人们的生命财产安全。因此，建筑幕墙实施有效的检测是实现幕墙安全管理、预防灾害发生的重要前提。当前幕墙安全状态检测的手段主要有：目测法、手试法、振动传感器法等，目测法和手试法需要作业人员通过攀爬等手段靠近检测对象实施检测，且检测结果受检测人员个人经验影响较大。振动传感器法因传感器的安装困难、需要额外激振、附加质量也对检测结果影响较大等原因实际应用价值较小。 本项成果提供了一种基于激光测振技术的建筑幕墙安全状态的无损检测方法。该方法基于幕墙面板时常微动的特点进行幕墙安全状态检测，不需要提供额外激励，可远程、快速评价幕墙的安全状态，具有适用范围广、实用性强等特点。

该工具不但能够显示哈尔滨市新冠肺炎确诊患者所居住的小区，还能够按时间段清晰地显示患者曾经活动的地点，并给出每个患者的活动轨迹。地图所用数据来源于哈尔滨市人民政府官网每天公布的新闻信息。后续随着数据的完善，该系统将扩展至全省。

通过对口腔正畸矫治结束后传统 Hawley 活动保持器的改良，克服了其它改良 Hawley 活动保持器虽能保持拔牙间隙关闭，但制作复杂的缺点。相较其它改良设计方案，简单 易行，临床应用效果良好。

一种预制整体拼装式活动板房，活动板房通过多个预制墙体单元、预制楼板单元拼装而成，其特征在于，预制墙体单元在预制时顶部预埋有起吊吊点预埋件，底部对应于起吊吊点预埋有竖向连接预埋件，靠近左右侧边及楼梯、屋面安装处预埋有螺杆预埋件；预制楼板单元对应于墙体单元起吊吊点位置设有贯穿的竖向通孔，预制楼板单元对应于栏杆安装处预埋有螺杆预埋件。本实用新型从根本上解决了活动板房的防火、保温、隔热等系统问题，提高了活动板房的抗震、防腐等性能，墙、板通过可靠连接，安拆方便，施工过程简单，机械化程度高，预制墙板、门窗、楼梯

活动修复假牙适用基牙不好、牙体缺失较多的患者，目前国内外普遍采用的先进修复技术是使用精密铸造方法用钴铬钼合金制作活动修复支架，在其上形成塑胶牙及卡环、腭杆等固位结构。本成果采用多元化设计和组分优化，运用特种真空冶炼工艺，生产出强度高、回弹性好、不易断裂、生物安全性优良的贱金属活动支架用合金，十分适合国内口腔修复患者的消费水平。已在全国20余家口腔医疗单位应用，替代进口，具有良好的经济效益和社会效益。

序号 产品名称  1、电磁学系列 01 电磁感应电流的方向 02 无线电报机 03 电磁弹簧振子 04 开尔文滴水起电演示仪 05 探究串联电路中电流的关系 06 探究并联电路中电流的关系 07 测量串联电路电压 08 探究电流与哪些因素有关,欧姆定律 09 探究电流做功与哪些因素有关 10 探究电流做功的快慢与哪些因素有关 11 测量小灯泡的电功率 12 探究通电螺线管的磁场 13 发电机原理 14 测量小灯泡的功率 15 传感器的简单应用 16 简单门电路 17 探测直导线周围的磁场 18 用单匝线圈研究电磁感应现象 19 微弱磁通量变化时的感应电流 20 通电螺线管的磁感应强度测量 21 通电螺线管的磁感应强度与电流的关系 22 自感现象 23 楞次定律 24 电磁感应电流的方向 25 无线电报机 26 电磁弹簧振子 27 开尔文滴水起电演示仪 28 电磁炮 29 无形的力 30 磁悬浮地球仪 31 手触式蓄电池演示仪 32 磁场力 33 磁悬浮列车 34 温差发电 35 光电盘 36 电磁学问题探究套件 37 光控系统（台灯测试仪）（教师用） 38 光控台灯（学生分组） 39 磁体周围有什么 40 感应电流怎样产生的 41 水的电解实验 42 奥运悬浮球 43 无形的力 44 发电锚 45 磁 共 振 46 吸附式电磁学探究实验仪 47 初中物理学习评价系统  2、力学 01 风洞 02 双人舞 03 投球器 04 测量玩具小车的运动速度1 05 测量玩具小车的运动速度2 06 力的作用是相互的 07 探究物重和物体质量的关系 08 探究影响滑动摩擦力的因素 09 探究同一直线上二力的合成 10 探究浮力的大小，影响浮力大小的因素 11 探究定滑轮与动滑轮 12 探究水的熔点与沸点 13 探究海波和石蜡熔化时的温度变化 14 探究蒸发吸热 15 探究大气压强与高度的关系 16 静摩擦力研究 17 滑动摩擦力研究 18 重力大小与质量的关系 19 研究匀速直线运动 20 平均速度的测量 21 平均速度与瞬时速度的关系 22 超重与失重 23 一纸顶千斤 24 机翼升力演示仪 25 二力平衡 26 重力方向探究仪 27 会翻跟头的魔丸 28 模拟傅科摆实验 29 桥梁的研究 30 滚动的方轮 31 奇怪的碰撞 32 袋鼠下坡 33 自动上坡的旋转体 34 钢球爬坡 35 多轨竞速 36 多功能滚摆 37 奇异的翻转环 38 筋斗鼠 39 潜水艇仿真实验系统 40 浮沉的小鱼 41 收集分子运动和实验证据 42 压力作用效果探究仪 43 重心与稳度探究仪 44 匀强磁场中的单摆 45 力学问题探究套件 46 水时钟 47 自动筛子 48 定滑轮与动滑轮的作用 49 力的合成与分解 50 弹簧的弹力与伸长的关系 51 摩擦做功与内能 52 电磁弹簧振子 53 斜面上力的合成与分解 54 龙卷风 55 撬地球 56 吹不开的苹果 57 风洞戏球 58 曹冲称象 59 气浮平台 60 欹器  3、光学 01 魔镜 02 魔 箱 03 变色龙 04 角反射器 05 探究光在弯曲玻璃管中的传播 06 探究太阳能的转化 07 光导现象(光导灯) 08 不同材料透光性能研究 09 太阳镜的研究 10 不同材料对光的反射 11 翻转的镜像 12 小球变大球 13 你中有我、我中有你 14 笼中鸟 15 颜料的混合（电动七色轮） 16 光通讯实验系统 17 时光隧道 18 光的合成探究实验仪 19 三色小孔成像 20 彩虹 21 光学问题探究套件 22 东方明珠塔 23 放虎归山 24 电影的原理 25 空间立体激光探究实验仪  4、振动与波 01 无皮鼓 02 共振鼓 03 喊泉 04 声音的共鸣 05 振幅与响度的关系 06 频率与音调的关系 07 声音与距离 08 请保持安静 09 不同材料的隔音效果研究 10 噪音污染研究 11 音乐对植物生长会有影响吗？ 12 声波看得见 13 鹦鹉学舌 14 声音的特征 15 声驻波 16 无弦琴 17 声悬浮 18 振动与转动能量的转化 19 强迫振动与共振实验仪 20 超声雾化 21 鱼洗 22 空中排萧 23 铝棒发声  5、热学与分子物理学 01 热辐射演示仪1 02 气垫船 03 固体热胀冷缩演示仪（教师用） 04 热辐射演示仪2 05 摩擦做功改变物体内能 06 固体熔化时温度的变化规律 07 沸点与压强的关系 08 “永动机” 09 热能发动机 10 热辐射 11 对蜡烛及其燃烧的探究  6、地理科学系列 01 测量小溪河流的水质 02 酸雨研究 03 土壤酸碱度对植物生长的影响 04 不同地域饮用水的PH值的比较 05 土壤的酸碱度与植物生长的研究 06 监测天气湿度的变化 07 呼出空气的湿度； 08 环境污染研究 09 不同土壤渗水性比较实验器 10 水土保持演示仪 11 月相变化演示仪 12 地震模拟演示仪 13 星空再显 14 初中地理学习评价系统 15 中国语音立体地形图 16 世界语音立体地形图 17 验证温室气体实验套装  7、生命科学系列 01 光对植物生长的影响 02 音乐对植物生长会有影响吗？ 03 心率的测量 04 比较不同同学之间心率 05 心情紧张对心率变化的影响 06 研究心率在运动后恢复到正常状态的时间 07 咖啡、茶、可乐等刺激饮料对心率的影响 08 测量对比不同生物体的心率 09 研究饮料的酸性对肠胃的影响 10 土壤酸碱度对植物生长的影响 11 植物的蒸发 12 研究不同生物的生存环境 13 检测人、动物的呼吸 14 保持室内通风 15 观察光合作用时氧气浓度发生的变化 16 小动物也需要呼吸 17 卧室绿色植物越多越好吗 18 不同海拔高度的区域氧气含量是否相同 19 人体消耗氧气 20 调查饮用水的纯度 21 水中动物呼吸对氧气的消耗 22 水中植物的光合作用 23 时间反应测试 24 补色立体图 25 画五星 26 错觉画 27 马尾巴的魔术 28 大象穿鼠洞 29 盲点测试 30 梯形窗 31 距离测试 32 记忆力测试 33 基因柱 34 30倍手持探究显微镜（分组实验） 35 100倍手持探究显微镜 36 二人共听心跳（听筒） 37 生命科学探究实验包 38 初中生物学习评价系统 39 生命科学探究平台 40 沙漏记时 41 神奇记忆合金（四种记忆方式） 42 可编程机器人 43 伽利略温度计 44 活动雕塑 45 不同土壤渗水性比较实验器 46 房屋搭建组合件 47 富兰克林沸腾球 48 水质的测定 49 光合作用产生氧气 50 二氧化碳是光合作用的原料 51 初中化学学习评价系统  8、新能源系列 01 新能源开发与利用探究实验包 02 新能源小屋 03 风力发电 04 水力发电（学生用） 05 太阳能发电  9、数学系列 01 忽多忽少的小人 02 装箱游戏 03 疯狂的立方体 04 搭建金字塔 05 拼出正方形 06 华容道 07 伤脑筋十二块 08 正交十字磨（椭圆规） 09 迷人的跳棋 10 汉密尔顿路径 11 圆形井盖之谜 12 先到二十为胜 13 拼走廊（拼出连线） 14 巧布哨兵 15 拼五星（四星拼一星） 16 巧垒立方体 17 几何体就位 18 高尔夫球拼板（搭高楼） 19 四色定理 20 数学问题探究套件 21 梵天之塔 22 猜生肖 23 初中数学学习评价系统 24 数学教学资源 25 立体几何模型 26 模块化几何模型搭建套装  10、转换系列 01 太阳灶模型（学生用） 02 冷热传递—温差发电 03 会行驶的太阳能小车 04 啄木鸟 05 仿真瓦特蒸汽机 06 能源实验平台（教师用） 07 自然能源综合利用探究套件（学生用） 2.实验箱系列 序号 产品名称 1 运动与力实验箱 2 物质的密度实验箱 3 简单机械实验箱 4 压强与浮力实验箱 5 空气动力学实验箱 6 声学实验箱 7 光学实验箱 8 热学实验箱 9 电学实验箱 10 磁学实验箱 11 电与磁实验箱 12 安全用电实验箱 13 新能源实验箱 14 氢能小车 附件2:        初中科技活动室主要传感器目录 一、物理实验室传感器目录 序号 名称 01 电压传感器 02 电流传感器 03 光电门传感器 04 磁感应传感器 05 微电流传感器 06 音频传感器 07 光照度传感器 08 位移传感器 09 双向力传感器 10 气体压强传感器 11 相对压强传感器 12 温度传感器 13 温度传感器 14 温度压强一体式传感器 15 导电传感器 二、生化实验室主要传感器目录 序号 名称 01 微电流传感器 02 微电压传感器 03 浊度传感器 04 PH值传感器 05 湿度传感器 06 温度传感器 07 电导率传感器 08 溶解氧传感器 09 光照度传感器 10 二氧化碳传感器 11 气态酒精传感器 12 气体压强传感器 13 氧气传感器 14 血氧心率传感器 15 呼吸率传感器 16 心电图传感器 17 温度传感器