1 成果简介燃料电池应用于军事、汽车、移动设备和家庭等领域。对于新生产的燃料电池堆，或在用的燃料电池堆，常需要了解电池堆内各节燃料电池的一致性和膜电极情况，但是国内外一直缺少检测燃料电池堆膜电极的技术和测量装置。 课题组研究出一种可方便检测燃料电池堆膜电极状况参数的方法和仪器。该测量仪具有如下功能和特点：可同步测量膜电极的催化剂有效活性面积、双电层电容、氢渗透电流和阻抗；数据自动采样，结果自动处理；可用于测量燃料电池单体和燃料电池堆，解决了以往即使检测燃料电池单体膜电极也需要多台测试仪器的问题，填补了燃料电池堆膜电极检测仪器的空白。测量仪可用于科研中对燃料电池内部不一致性的检查和原因辨析，可用于对各种场合的燃料电池堆进行现场检查和老化诊断，可用作燃料电池堆初装过程中的成组选配检测工具。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的仪器，具有较大的推广使用空间。测量仪包括硬件部分和软件部分。研究组已开发出测量仪的初级版，参见下图。初级版的测试软件基于 Labview 编写，界面简单易操作，通过配合电脑完成测量。研究组现在正进行开发测量仪器的升级版，期望其能够脱离电脑单独测量，更美观，更实用。  上图 初级版电池堆膜电极检测仪2 应用说明研究组应用该方法和测量仪进行了多次测量和研究，成果在国际国内会议的宣传推广中得到了许多同行的好评，并表示有购买意向。

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点焊电极先端自动检测仪，受南京星乔威泰克汽车有限公司委托与支持，于2018年12月成功研制出样机。该样机利用机器视觉检测技术，通过图像理解等技术实现点焊电极先端氧化程度的自动检测，该仪器具有检测精度高、识别速度快、可靠性强等优点。设备可靠性高，能适应现场复杂环境要求；测量精度和识别精度高。

产品详细介绍技术指标：1.测定范围：10ˉ1至10ˉ6 (mol/dm32.溶液温度：5-45度3．绝缘电阻：≥1×1011 ∩4．电极内阻：≤1M∩5.零电位：0-1PF(由氟电极与饱和甘汞电极组成电极对)PREFIX = O 使用维护及注意事项:1. 氟离子选择电极在测定试样与标准溶液时,应用磁力搅拌器,并使试样与标准溶液搅拌速度相等.2. 氟离子选择电极使用时在去离子水中与饱和甘汞电极组成电池,电动势达±320mv后才能正常使用.3. 氟离子选择电极在测定时, 试样和标准溶液应在同一温度4.在测量时,电极用蒸馏水清洗后,应用滤纸擦干后进行测试,以防止引起测量误差.5.在测量试样较多浓度相差较大时,建议用二支氟离子选择电极,以免引起误差.6. 氟标准液建议存放在清洗后的聚乙稀塑料瓶中,对使用的容量瓶,移液管,玻璃容器应及时清洗.7. 氟电极在使用完毕后建议用去离子水清洗至±320mv后干放,这样可以延长电极使用寿命,并且可以不影响下一次测量.备注:PF-1氟离子电极有两种接头,直插式和Q9螺旋式.

一种磁力搅拌的 CO2 激光-TIG 电弧复合焊接方法。本发明公开 了一种通过纵向磁场实现熔池磁力搅拌的方法，在 CO2 激光-TIG 电弧 复合焊接基础之上增加纵向磁场实现焊接组织晶粒细化及能量耦合效 率提高的功能，其通过合理的功率、焦距、离焦量、氦保护气体流量 等 CO2 激光工艺参数，钨极直径 D、弧长、焊接电流、气体流量等 TIG 电弧工艺参数，以及磁感应强度、频率等纵向磁场工艺参数的设置， 提高了激光-电弧复合焊接的能量耦合效率及焊缝成形质量。 

一种磁力搅拌的 CO₂激光 TIG 电弧复合焊接方法。本发明公开了一种通过纵向磁场实现熔池磁力搅拌的方法，在CO₂激光 TIG 电弧复合焊接基础之上增加纵向磁场实现焊接组织晶粒细化及能量耦合效率提高的功能，其通过合理的功率、焦距、离焦量、氦保护气体流量CO₂激光工艺参数，钨极直径 D、弧长、焊接电流、气体流量等 TIG 电弧工艺参数，以及感应强度、频率等纵向磁场工

本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；

双电源多热源炉生产SiC新技术历经二十多年的研发，经过了实验室小试、数值计算和计算机模拟研究、中试研究和工业性试验研究，技术先进、成熟、稳定，2002年被鉴定为国际领先水平，2003年获青海省科技进步三等奖。已在青海、宁夏、新疆等地进行技术推广，建立生产线3条，创产值3亿多元，取得了巨大的社会效益和经济效益

本项目针对转炉炉壳发生的严重变形、危及正常生产的问题进行了研究攻关，利用现代先进的测试、有限元等多种技术，找出了炉壳变形的原因、规律和机理，对炉壳的残余寿命做出了正确判断并进行了整形处理，消除了设备的重大隐患，延长了炉壳寿命，创造了良好的经济效益。 利用激光轮廓测试系统对炉壳变形及温度分布进行了全面测量，找出了炉壳变形原因、变形速度及规律，并提出了抑制炉壳变形的对策。 通过对炉壳进行了多工况三维有限元大型综合分析，包括炉壳机械应力、膨胀应力、温度场及热应力、托圈应力以及支撑系统的应力。计算模型有创新，通过计算掌握了炉壳变形场及应力场，并提出了炉壳与托圈的极限安全间隙的界限。 在国内外首次成功地采用了“火攻+机械牵引”方法，对大型转炉变形后的炉壳进行整形，使用效果良好，有效地延长了炉壳寿命。 对炉壳材料的各种基本物理性能进行了系统的实验研究，做出了不同材料在不同载荷和温度条件下的蠕变曲线，摸清了现有炉壳的蠕变规律，并对炉壳残余寿命进行了成功预测。 本项目达到了国际领先水平，并荣获1998年国家冶金科技进步一等奖。

针对目前国内加热炉操作人员对空燃配比及炉温设定值的控制具有较大的滞后性与主观性，以及由于气氛探测仪器对环境条件要求苛刻，无法对加热炉内的气氛进行连续合理的控制等问题，建立合理的炉内气体流动和燃烧模型，根据燃料成分和空燃比的波动，对实际炉况下的烟气成分及分布进行在线计算，为最佳空燃比设定提供指导，实现燃烧过程动态优化控制。这对合理利用能源，减少炉窑氧化、脱碳及环境污染有重要作用。