全元素快速定量检测方法及绿色技术，实现在线实时检测的需求。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 1、研发背景 在食品、药品、冶金、煤炭、化工等各行业的工业现场特定工业步骤上需要原料在线全元素监测设备，以保证生产质量，因此，都需要快速获取其成分及元素信息的在线检测系统，用以实现在线原料配比、工业品判别、质量评价等过程管控，实现无人值守的智能化生产制造，节能增效，现在基本采用传统的靠经验、抽检、人为调配方式，难以精确生产、人为因素影响大、品质难于保障。离线的全元素分析方法有气相色谱法、液相色谱法、质谱法等工序复杂，耗时长，无法实时指导在线生产。因此，不能满足智能工厂和数字工厂对现场工艺的实时调控与质量监测等升级换代的需求，如智慧电厂对煤炭在线检测和实时自动配煤的需求、药厂对于药品质量的实时监测和管控、食品安全方面农残等有害物质的快速评测等。一直缺少相关全元素快速定量检测方法及绿色技术，难以实现在线实时检测的需求。 针对不同行业的不同产品所涉及多种不同元素，特别是轻元素（Z<11）的快速实时定量检测需求，本前沿技术依托脉冲激光诱导原子发射光谱的绿色技术，解决全元素快速检测的技术问题，开发快速全元素定量检测智能光谱技术，从而解决智能制造领域的关键传感器环节的产品需求，将在食品、药品、煤炭、土壤、冶金等领域实现大规模应用，填补相关传感器缺失的技术空白。 2、解决主要问题 瞄准国家智能制造快速全元素检测技术空白，针对煤电企业十三五规划节煤降耗重大需求，注重理工结合，基于微区增强光谱理论及技术研制开发了在线煤质分析仪。利用大介电常数限域理论及放电增强光谱技术部分抑制了基体效应的影响【OE，2017；OE，2018】，光谱强度增加近10倍，光谱稳定度提高了57%，实现了高精度光谱测量，解决了煤质检测准确性低、稳定性差的问题，进而完成了高稳定性全元素快速检测光谱系统产业化应用【JAAS，2020】，建立了产业化基地。该系统可完成C、H、N、S在内的50余种元素高精度快速定量分析，并给出煤热值、灰分、挥发分、水分四大指标。 3、创新性 技术创新：利用大介电常数限域理论及放电增强光谱技术部分抑制了基体效应的影响【OE，2017；OE，2018】，光谱强度增加近10倍，光谱稳定度提高了57%，实现了高精度光谱测量，解决了煤质检测准确性低、稳定性差的问题。 算法创新：依托智能算法，实现了六个月以上的稳定监测，有效的抑制了环境导致的信号变化。 技术先进性：突破了激光激发稳定性，算法鲁棒性等重要问题，目前是目前市场上唯一可选的依托激光光谱技术的煤质在线检测设备，是全国第一台安装在电厂的在线激光煤质监测设备；是唯一已经在工业化现场工作超过6年的工业化系统；唯一的算法稳定性超过半年的工业化设备。 4、推广应用价值为该行业提供了绿色煤质在线检测解决方案，先后在华电国际集团邹县、章丘等电厂装机七套，打通煤电企业燃烧控制最后一个技术环节，每个机组可年均节能百万元，总计节能千万余元，并大大降低了元素检测不当导致的锅炉事故率，将改变煤电行业的粗犷式运行方式。该系统还将在海关、土壤、医药等民用领域实现大规模应用，服务于“中国制造2025”的国家战略。

本成果所属项目获得教育部自然科学二等奖和商业部科技进步奖三等奖。 (1)基于主题模型的软件工程数据建模和分析技术。 (2)基于形式概念分析的修改分析和测试技术。(3)基于自然语言处理的软件数据预处理技术。 (4)个性化的软件开发和维护管理。 (5)自动化的软件数据概要化技术。 (6)基于动态主题模型的软件演化建模技术。 (7)针对具体软件历史代码库的词库自动构建技术。

由李同合副教授主持的、一种具有国内先进水平的、用于测量记录电机启动过程中的瞬时电流电压波形、以便分析评估电机启动特性的测试分析系统（MST2000），近日由西安交通大学和广东岭澳核电有限公司合作完成。该系统由电流传感器、电压传感器、电流电压转换箱、计算机（笔记本电脑）和测试分析程序等组成，适应于Windows95/98操作系统，中英文可选。测试结果包括：启

开发了基于运行模态分析(OMA)的机床动态性能测试与分析技术，其技术特点为无需人工激励，通过借助环境振动如地基振动作为激励、机床运行产生的振动即可满足采集要求。采集信号只涉及输出响应信号，无需激励信号，且不存在锤击法中捶击所得数据不满足要求的情况，操作简单。

LT2200加持了真理光学首创的衍射爱里斑反常变化（ACAD)的补偿修正技术的使用，使用户无需选择分析模式，即可在全粒径范围获得准确可靠的粒度结果；LT2200系列粒度仪还采用了真理光学独创的高速全息信号处理技术，测量速度最高可达每秒20000次，确保不漏检任何粒径和形状的颗粒； LT2200系列粒度仪的粒径范围为0.02um-2200um, 适用于制药，电池材料，地质，水文，化工和磨料等诸多行业的颗粒粒度分析。

LT3600是真理光学基于多年的科研成果开发的新一代超高速智能激光粒度分析系统，加持了多项创新和专利技术，无需更换透镜，无需使用标准样校准，量程范围达到0.02微米至3600微米，测量速度最高可达20000次/秒，兼具极高的灵敏度和重现性，对所有类型的样品均可获得准确可靠的结果。 LT3600加持了以下多项创新和专利技术： ◆ 偏振滤波技术 ◆ 衍射爱里斑反常变化（ACAD）的补偿修正技术 ◆ 斜置梯形测量窗口 ◆ 格栅式超大角检测技术 ◆ 粒度分析模式优化及自适应技术 ◆ 双驱动进样分散集成技术 LT3600光学测量系统的卓越性能还包括： ◆ 完全符合ISO13320衍射法测量技术标准 ◆ 独特的光路配置，超大连续的物理测量角度，无检测盲区 ◆ 改进型反演算法，用户无需选择“分析模式”，兼顾极高的分辨率和稳定性 ◆ 无需更换透镜，无需使用标准样校准，量程范围达到0.02微米至3600微米 ◆ 采用全息信号同步处理技术，实时测量速度最高达每秒20000次，不漏检任何形状和分布颗粒的衍射信息 ◆ 采用自动温度恒定技术的超高稳定固体激光光源系统，彻底克服了氦氖气体激光器预热时间长，使用寿命短的缺点 ◆ 采用偏振空间滤波技术，彻底摒弃导致机械和热稳定性差的针孔滤波器 ◆ 高强度金属光学底座及激光能量跟踪和稳定技术，兼具极高的稳定性和抗干扰能力

微电子芯片结构关键尺寸（CD）的测试，是保证以集成电路为代表的微电子芯片研制、加工等工艺实现能否满足设计要求的关键测试/分析技术。该技术（OCD）的产业化在国内还是空白，目前我们的系统研究可PK国际先进水平，并已具备产业化转移的能力。 

产品详细介绍   采用标准便携式进口机箱，全屏蔽机箱结构，有效的提高了现场抗干扰能力；■ 每通道独立24位A/D转换器，确保数字信号更高的量化精度；■ 每通道独立的高性能浮点DSP，构成实时模拟滤波+数字滤波的高性能抗混滤波器；■ 采用DDS高精度频率合成技术，保证了所有通道并行同步采集；■ 采用DMA数据传输技术，保证了数据的实时传输、实时显示、实时分析、实时存盘；■采用Q- FAN智能温度控制系统，最大程度上减少了温度对测量结果的影响；■ 可进行1/4桥（三线制）、半桥、全桥应变应力测量；■ 测量通道类型和数量可定制；所有动态系统扩展功能强大，可方便构成超大规模动态信号测试系统；

激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱分析技术，其基本原理是利用脉冲激光在待测样品表面激发产生等离子体，通过等离子体发射的光谱波长和强度信息，分别获得待测元素的种类及含量。LIBS技术因具有无需制样、分析速度快、远程非接触、可实现对任何物质的多元素同时分析等特点，被誉为分析领域的“未来超级巨星”，在航空航天、智能制造、生物医药、环境保护、能源、地质、深海探测等领域都极具应用前景，特别是2021年我国“祝融号”火星车搭载LIBS系统登陆火星开展地质勘探，使得该技术再次成为国内外的研究热点。LIBS系统主要由激光器、光谱仪、探测器和时序控制器等核心单元组成，典型的LIBS检测系统如图1（左）所示，光谱图如图1（右）所示。 图1典型的LIBS检测系统（左）与LIBS光谱图（右） 本团队对LIBS技术进行了长达15年的攻关，在一系列关键技术上取得了重大突破，成功研制了从台式、移动式到手持式的系列国产LIBS元素分析仪，实现了6种LIBS成分分析仪器的国产化，并成功推动其在金属材料、环境保护和生物安全等领域的应用。研究工作从基础研究、装备研发到工程应用全链条展开（如图2），取得的创新成果如下。 图2团队对于LIBS技术从基础研究-装备研发-工业应用的全链条攻关 （1）高灵敏度、高稳定性和高精度LIBS分析新方法 针对LIBS技术存在自吸收效应、基本效应和光谱波动性大等问题导致其探测极限低、灵敏度差和分析精度低的难题，团队提出了一系列新技术新方法。 1）提出采用OPO波长可调谐激光对等离子体中基态粒子进行能态选择性激发的新方法，从源头上阻止了LIBS自吸收效应产生，从而获得自吸收免疫的LIBS本征光谱。 2）提出采用微波对等离子体进行瞬时加热，获得温度场均匀分布的等离子体，实现宽光谱多元素的自吸收效应遏止。 3）提出一种基于等离子体图像-光谱融合的图像辅助LIBS技术，有效克服了基体效应对定标曲线建立的影响，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）针对工业现场物质的快速高精度定量分析需求，提出一种仅需一个标准样品就可完成定量的LIBS单标样法和一种可克服自吸收效应影响的LIBS无标样定量方法。 5）针对生物体、食品、中药等疏松含水组织基体复杂，导致光谱信号微弱且波动大的问题，提出了从光谱预处理-特征提取-机器学习模型的全链条定性定量分析算法，相比于传统分析方法，可将分析精度提高10%。 6）提出一种面向金属3D打印构件的激光谱-超声同时检测技术，可同时对金属3D打印构件的表面元素分布、内部缺陷、残余应力和晶粒度进行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析仪研制 针对LIBS的光机电系统难以集成的难题，团队通过构筑模块化“笼式”光路系统，研制了共聚焦显微光学系统、同轴信号采集、放大装置等新技术，成功将OPO共振激发和等离子体图像-光谱融合新技术集成到LIBS成分分析仪中，实现了10-7量级的LIBS探测极限，将LIBS探测灵敏度提高了2个数量级，探测稳定性优于2%。所研制的系列激光探针元素分析仪如图3所示。 图3台式到便携式系列LIBS分析仪

“无线网络测试与分析系统”（英文简称：WNTOOLS，以下简称WNTOOLS）为无线局域网的专业测试软件，可以用于无线热点的网络环境测试。 WNTOOLS的主要功能： 1.无线信号的测试与分析 WLAN网络信息、WiFi基本信息、WiFi配置、WiFi连接管理等。 2.无线应用分组抓包 网卡信息、过滤条件、忽略的IP流量、抓包操作等。 3.高层应用信令追踪 PING应用、HTTP客户端、Telnet客户端、DHCP客户端、Mail客户端、DNS客户端、FTP客户端等。 4.网络性能评估 AP信号强度趋势图、应用性能统计分析、自定义KPI、KQI等。