项目成果/简介:随着现代激光技术的快速发展，激光跟踪在空间光通信、激光雷达、卫星遥感、定向能应用及工业测量等领域得到了广泛的应用，光束偏转原理、跟踪机构及其控制方法等是影响跟踪范围、精度、实时性和稳定性等光电跟踪性能的决定因素。在国家自然科学基金的支持下，由同济大学牵头，联合中国科学院上海光学精密机械研究所以及上海同新机电控制技术有限公司等单位开展了面向机器人误差测量等工业应用的多模式激光跟踪仪的研究。该研究对复杂场合下时变轨迹跟踪、测量或加工具有强适应性；结合图像采集系统，可以精确调整成像视轴以实现视觉导引或大范围高精度图像拼接。该项目从原理上拓展了激光多模式、变尺度跟踪的实现方法，形成了复杂场合下大范围高精度动态目标激光跟踪的核心技术，在机器人动态误差测量、动态成像检测、空间激光通信以及军事侦察等领域具有广泛的应用前景。应用范围:该项目经过几年培育，截至2018年6月已生产多模式激光跟踪系统样机5台套，主要应用于中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室、同济大学机械工程综合实验中心等单位。 在自由空间激光通信、激光雷达、光纤光开关、激光指示器等领域中，可用于激光光束的转向及指向稳定调整。在空间观测、侦察监视、红外对抗、搜索营救、显微观察、干涉测量、机器视觉等领域中，可用于改变成像视轴，扩大搜索范围或成像视场。国内外对基于旋转双棱镜的激光跟踪理论研究集中在光束转向机制、光束扫描模式、棱镜回转控制等方面。 产学研合作开发，意向合作单位：从事光电精密仪器开发的经验，对于激光跟踪技术具有一定的技术积累，如ABB公司、Leica、西门子、新松机器人、沈阳机床厂、高校科研院所以及国防单位等。项目阶段:小试效益分析:本项目在多模式激光跟踪方面形成的研究成果处于国际先进水平，不仅能够解决工业生产中对大范围、高精度特征的测量需求，而且在多自由度特征信息提取以及智能化控制等领域应用前景广阔，在推动激光跟踪测量技术的产业化进程、提高工业自动化水平和人才培养等方面，具有巨大的经济效益和社会效益。

石油化学工业是我国的支柱产业之一，乙烯工业则是石化工业的核心和发展标志。本项目 从大型乙烯装置优质增产、节能降耗的需求出发，融化学工程、乙烯工艺、自动控制、人工智 能以及系统优化等技术为一体，通过集成创新和消化吸收再创新，研发了芳烃液化气裂解过程 工艺研究与优化、液相烃裂解反应过程模拟与优化、十万吨裂解炉温度与负荷先进控制、十万 吨裂解炉燃烧过程工况研究与优化、十万吨裂解炉烧焦模型与在线自动清焦控制、急冷油减粘 系统工艺研究与优化、乙烯装置老区与新区裂解气负荷优化分配、冷箱系统用能分析与优化、 碳二加氢反应过程先进控制与优化、乙烯精馏过程先进控制与优化、分离系统热区精馏过程模 拟与优化等大型乙烯生产过程的优化运行关键技术。 裂解炉、乙烯和丙烯精馏塔的先进控制与优化技术已在中国石化七家乙烯企业全面推广应 用，有力推动了我国乙烯行业乃至石化工业的科技进步。

石油化学工业是我国的支柱产业之一，乙烯工业则是石化工业的核心和发展标志。本项目从大型乙烯装置优质增产、节能降耗的需求出发，融化学工程、乙烯工艺、自动控制、人工智能、以及系统优化等技术为一体，通过集成创新和消化吸收再创新，研发了芳烃液化气裂解过程工艺研究与优化、液相烃裂解反应过程模拟与优化、十万吨裂解炉温度与负荷先进控制、十万吨裂解炉燃烧过程工况研究与优化、十万吨裂解炉烧焦模型与在线自动清焦控制、急冷油减粘系统工艺研究与优化、乙烯装置老区与新区裂解气负荷优化分配、冷箱系统用能分析与优化、碳二加氢反应过程先进控制与优化、乙烯精馏过程先进控制与优化、分离系统热区精馏过程模拟与优化等大型乙烯生产过程的优化运行关键技术。裂解炉、乙烯和丙烯精馏塔的先进控制与优化技术已在中国石化七家乙烯企业全面推广应用，有力推动了我国乙烯行业乃至石化工业的科技进步。该项目先后获得了国家科技进步二等奖2项，省部级一等奖5项，形成了6项国家发明专利、6项计算机软件著作权和若干专有技术，并获中国专利优秀奖和上海市发明创造专利奖发明专利一等奖。乙烯装置先进控制技术入选2008年中国高校产学研合作十大优秀案例并获2009年中国技术市场协会金桥奖。

石油化学工业是我国的支柱产业之一，乙烯工业则是石化工业的核心和发展标志。本项目从大型乙烯装置优质增产、节能降耗的需求出发，融化学工程、乙烯工艺、自动控制、人工智能、以及系统优化等技术为一体，通过集成创新和消化吸收再创新，研发了芳烃液化气裂解过程工艺研究与优化、液相烃裂解反应过程模拟与优化、十万吨裂解炉温度与负荷先进控制、十万吨裂解炉燃烧过程工况研究与优化、十万吨裂解炉烧焦模型与在线自动清焦控制、急冷油减粘系统工艺研究与优化、乙烯装置老区与新区裂解气负荷优化分配、冷箱系统用能分析与优化、碳二加氢反应过程先进控制与优化、乙烯精馏过程先进控制与优化、分离系统热区精馏过程模拟与优化等大型乙烯生产过程的优化运行关键技术。 裂解炉、乙烯和丙烯精馏塔的先进控制与优化技术已在中国石化七家乙烯企业全面推广应用，有力推动了我国乙烯行业乃至石化工业的科技进步。

西安科技大学长期以来致力于我国西部复杂条件下的矿山开采沉陷灾害防治研究,形成集地表沉陷灾害预计评价、覆岩冒裂带探测、沉陷灾害监测、减损开采方法为一体的开采损害控制技术，在我国西部矿区进行了广泛的应用，取得了良好的技术经济效果，获省部级科技进步奖8项，实用新型专利1项，软件著作权1项。  

随着国民经济的快速发展，国内汽车保有量迅速增加，对高品质汽车板的需求日益旺盛。目前，板材表面光洁性、涂漆性能是影响汽车外板关键因素，尤其是中高档轿车，外板材料必须达到 O5 级表面水平（O5 级别要求钢板表面无任何缺陷）。因此，控制汽车板材表面质量是钢铁企业生产中最重要的技术之一。当前高等级的汽车板生产难度极高，主要是存在以下三个难题：（1）汽车板浇铸过程中水口结瘤物严重，影响汽车板质量与正常生产；（2）连铸结晶器液面波动引起的界面卷渣缺陷；（3）大尺寸夹杂物及液态保护渣易出现在铸坯表层。当前普遍采用铸坯表面扒皮方法降低缺陷概率，然而此种方法耗费大量人力、物力，且不能从根本上解决高等级的汽车面板缺陷问题。因此，控制汽车板表面缺陷是打造高端 O5 板、实现高效节能稳定生产需解决的关键问题。 （1）汽车板钢连铸浸入式水口结瘤控制技术。汽车板钢 RH 精炼过程加入铝粒，脱除钢中[O]含量，生产 Al 3 O 2 夹杂物，在后续工艺中采用控制精炼渣系、提高软吹时间、防止二次氧化等手段，减少钢液中夹杂物含量。在实际连铸生产过程中，Al 2 O 3 仍频繁的造成水口结瘤，影响正常浇铸。在水口结瘤物中发现，水口内壁结瘤物中普遍存在大量的凝固钢，从而加剧水口堵塞的速度。本项目提出水口结瘤控制技术，在浸入式水口附近采用电磁加热技术，通过调整电流频率和强度，在水口内部附近产生高频交变磁场，诱导此区域产生大量的焦耳热，提高水口内壁温度，避免由于钢液滞留造成的凝钢现象，降低水口堵塞几率，避免由于偏流现象导致的界面卷渣行为，改善铸坯表层质量，提高高端汽车板生产节奏的稳定性。 （2）连铸结晶器界面卷渣控制技术。通过改变浸入式水口类型、浸入深度、吹氩流量等操作参数可以改变连铸结晶器内单环流—双环流流动行为，从而改善界面波动，降低卷渣概率。当前研究吹氩条件下结晶器钢液流动行为，普遍通过水模型进行物理模拟，而对实际生产过程中钢渣界面的波动行为研究很少。因此在实际生产过程中，仍频繁出现卷渣现象，遗留至铸坯表层附近，严重影响汽车板的正常生产。本项目采用插钉板实验，实验测量浇铸过程中钢渣界面形状和流速分布，确定获得钢渣界面的传输行为。通过优化操作工艺参数，实现连铸结晶器界面卷渣的有效控制。与国内研究相比，能够实现连铸结晶器液面波动行为的实际测量，测量结果更为准确直观，有效指导生产实践。 （3）初始凝固钩尺寸控制技术。连铸结晶器弯月面附近，高温钢液与结晶器铜板接触良好，大量的凝固潜热瞬时释放，凝坯壳快速形成。在结晶器往复震动作用下，初始凝固坯壳被液态保护渣挤压向钢液内部弯曲，病形成初始凝固钩。在非正常浇铸条件下，初始凝固钩尺寸较大，对上浮的大尺寸夹杂物和液态保护渣有较强的捕获作用，造成铸坯表层夹渣而遗留至铸坯内部，并在后续轧制过程中极易形成汽车板表层缺陷。目前国内对弯月面附近初始凝固行为研究较少，开展凝固钩捕获大尺寸夹杂物与保护渣研究很少。本项目采用实验检测与数值模拟手段，研究结晶器弯月面附近凝固行为，研究凝固钩形成过程及大尺寸夹杂物迁移、捕获行为，分析关键工艺参数初始凝固行为影响，实现凝固钩尺寸的有效控制，降低凝固钩对夹杂物和保护渣捕获概率。

产品详细介绍

成果简介：在研究物质的性质时，经常需要知道微粉颗粒的比表面积大小。在橡胶工业中常用的补强剂为固体分散颗粒炭黑，它的比表面积对所填充的橡胶的物理性能产生很大的影响；在催化领域，催化剂的比表面积是表征催化剂化学物理性能的一个重要参数；在冶金、建筑材料等方面的生产和研究中也经常需要知道微粉颗粒的比表面积，所以，微粉颗粒比表面积的测量被许多科学技术领域所关注。本项技术为一种微粉表面积动态氮吸附测量方法及测量仪器，仪器具有良好的测量准确性和重复性，并且操作方法简单，测量速度高。微粉比表面积测量仪由气路系统、

成果介绍高炉喷煤在线测量技术与监控系统由静电法支管煤粉流量计和高炉喷煤数据监控系统两部分组成，数据监控系统可以监测高炉风口各支管的喷煤状态、均衡喷煤、提高煤粉的燃烧率，保证高炉炉况稳定顺行，并为高炉控制总喷煤量和各风口喷煤量以及管道堵塞情况提供在线检测手段和数据。静电法支管煤粉在线测量技术可以在线检测高炉喷粉系统内各支管煤粉浓度、速度和流量，针对煤粉管路堵粉、断粉预警、报警并喷吹系统机启停的二次保护。技术创新点及参数（1）非介入式全截面测量传感器，不存在盲区。（2）非接触式测量，使用寿命长。（3）测量传感器安装在燃烧器端，真实反映进入高炉内风管内煤粉浓度和风速的状态。（4）可减小煤质变化等复杂因素的影响，确保了此测量系统的测量误差小于3[%]，且不受煤粉种类、湿度和颗粒尺寸的限制。市场前景高炉喷吹粉煤不仅可以大幅度降低焦比，增加产量，而且可以缓解焦炭严重不足的局面，从而起到降低炼铁成本。高炉喷吹煤粉支管内风粉的均匀性影响炉内燃烧的稳定性和燃烧效率，当煤粉浓度过高、风速过低会引起送粉管堵塞。本系统通过（1）连续检测喷吹系统支管浓度、速度等信号, 准确地判断各支管的当前喷吹状态, 同时根据各支管喷吹的煤粉分配指示质量流量监测各支管喷吹的一致性、均匀性；（2）利用历史数据库, 通过各支管浓度、速度等参数以及煤粉分配指示质量流量数据表或趋势图, 可以了解喷煤系统一周的支管煤粉喷吹状况；（3）支管堵塞、停煤、断煤及输煤不畅等喷吹故障进行在线监测和报警，使操作工能够及时了解喷吹管线的状态并采取相应的措施，确保喷吹系统的稳定运行；（4）本系统有助于改善喷煤操作, 提高喷煤控制水平。

仪器仪表科学技术领域,创新性地利用工业机器人作为柔性运动平台，发明了面向现代混流制造的柔性在线测量新方法，通过有效的误差控制方法设计和精细的技术实施，结合专用多功能非接触测量传感器，很好地解决了柔性在线测量灵活性、测量精度、测量效率三者之间的矛盾，实现了高性能柔性在线测量应用。发明产品通过了一汽大众、东风神龙等国内主流汽车厂的严格考核，形成了产业化应用，为多品种混流制造提供了先进的测量手段支持。