本发明公开了一种基于多波段耦合的增材制造过程熔池监测装置及方法，所述装置由加工单元、信号采集单元、数据处理单元和数据存储单元组成。本发明利用多波长折-衍混合 f-theta 聚焦镜、二向色镜等光学元件将三种不同波段的光路(激光加工光路、激光照明光路以及熔池图像信息采集光路)在成形腔外进行同轴耦合，用于对快速移动的微小熔池进行实时追踪和采集。此外，通过数据处理单元和数据存储单元对熔池图像和特征信息进行快速计算处理和多级

该成果运用 5S 技术和数学建模技术，构建作物产量及长势预测模型，同时构建了土壤有机质及冠层主要营养元素的监测模型。并基于网络技术开发了新农村信息化平台。

本发明的基于硅基悬臂梁Ｔ型结直接加热在线式毫米波相位检测器，主要由悬臂梁耦合结构、Ｔ型结和直接加热式微波功率传感器构成。悬臂梁耦合结构中，两个悬臂梁在ＣＰＷ中央信号线上方，结构相同，用于耦合部分待测信号，通过锚区与Ｔ型结相连，两个悬臂梁之间ＣＰＷ传输线的电长度为λ／８。悬臂梁下方的ＣＰＷ中央信号线上覆盖了一层Ｓｉ３Ｎ４介电层，用于防止电学短路。参考信号通过Ｔ型结分成两路信号，分别与两路悬臂梁耦合的信号通过Ｔ型结合成，Ｔ型结的输出端连接到直接加热式微波功率传感器进行功率检测。最后根据两个直接加热式微波

本发明的基于硅基悬臂梁Ｔ型结间接加热在线式毫米波相位检测器，主要由悬臂梁耦合结构、Ｔ型结和间接加热式微波功率传感器构成。悬臂梁耦合结构中，两个悬臂梁在ＣＰＷ中央信号线上方，结构相同，用于耦合部分待测信号，通过锚区与Ｔ型结相连，两个悬臂梁之间ＣＰＷ传输线的电长度为λ／８。悬臂梁下方的ＣＰＷ中央信号线上覆盖了一层Ｓｉ３Ｎ４介电层，用于防止电学短路。参考信号通过Ｔ型结分成两路信号，分别与两路悬臂梁耦合的信号通过Ｔ型结合成，Ｔ型结的输出端连接到间接加热式微波功率传感器进行功率检测。最后根据两个间接加热式微波

 大气污染的日益严重，雾霾天气逐渐增多，对传感器的性能提出了更高的要求，然而对于气体传感器的研究却缺乏大型的、一体化、同时实现多种气体在线检测的设备作为支撑。本课题组经过多年探索，自主研发了具有领先水平的一体化混合配气和气体传感器在线检测系统SJTUGDS-919。该套设备硬件经精心设计和严格验证，具备气体传感研究过程中常用到的所有功能，且所有控制都能在上位机软件上完成，实现了完全的自动化。 本套设备可以实现对气体传感器的快速在线检测,支持自动采集、自动计算、自动标定。该系统可以实现多组分复杂气体的精确稀释和配比，为传感器的多组分定性、定量识别和测量提供保障，并且集动态检测、静态检测、探针检测于一体。同时，该套设备还可以调节气氛的压力和湿度，并首次实现气体温度和传感器温度的协同调控，精准模拟了真实大气环境。应用此套设备，可大幅度缩短研发时间，降低实验成本，极大的提高工作效率，保证气体传感器研发工作的顺利推进。 本项目研发依托于“微米/纳米加工技术”国家级重点实验室和“薄膜与微细技术”教育部重点实验室等先进平台，本套系统现已申请八项发明专利，两项软件著作权。应用此套系统已开展科研项目十余项，发表高水平论文50余篇。SJTUGDS-919是首创的高度集成化的国内一流的气体传感器检测系统，是气敏研究和传感器器件研发的必备利器，是治理大气污染的开山斧！目前正在寻求将此系统设备产业化，推向市场。

大气污染的日益严重，雾霾天气逐渐增多，对传感器的性能提出了更高的要求，然而对于气体传感器的研究却缺乏大型的、一体化、同时实现多种气体在线检测的设备作为支撑。本课题组经过多年探索，自主研发了具有领先水平的一体化混合配气和气体传感器在线检测系统SJTUGDS-919。该套设备硬件经精心设计和严格验证，具备气体传感研究过程中常用到的所有功能，且所有控制都能在上位机软件上完成，实现了完全的自动化。 本套设备可以实现对气体传感器的快速在线检测,支持自动采集、自动计算、自动标定。该系统可以实现多组分复杂气体的精确稀释和配比，为传感器的多组分定性、定量识别和测量提供保障，并且集动态检测、静态检测、探针检测于一体。同时，该套设备还可以调节气氛的压力和湿度，并首次实现气体温度和传感器温度的协同调控，精准模拟了真实大气环境。应用此套设备，可大幅度缩短研发时间，降低实验成本，极大的提高工作效率，保证气体传感器研发工作的顺利推进。 本项目研发依托于“微米/纳米加工技术”国家级重点实验室和“薄膜与微细技术”教育部重点实验室等先进平台，本套系统现已申请八项发明专利，两项软件著作权。应用此套系统已开展科研项目十余项，发表高水平论文50余篇。SJTUGDS-919是首创的高度集成化的国内一流的气体传感器检测系统，是气敏研究和传感器器件研发的必备利器，是治理大气污染的开山斧！目前正在寻求将此系统设备产业化，推向市场。

自主神经系统的主要作用即是随时调控人体各脏器功能，以使其尽快适应内外环境的改变。因此，自主神经系统的活动可视作人体基本生命活动状况的晴雨表，作为一个崭新的生命体征量化指标意义重大。但碍于该领域目前并非医学研究追逐的热点，故国内、外在自主神经功能监测设备方面均属空白。该设备是属于原始创新的医疗领域无创监测设备，它基于心率变异性分析的独特算法，实现对患者自主神经功能的连续、实时、无创监测。

本发明公开了一种基于半路径时序预警法的监测点偏差调节电路，该电路由监测点偏差率检测模块和时钟占空比调节模块组成。监测点偏差率检测模块通过ＴＤＣ分别检测关键路径起始点、监测点和末端点与关键路径起始点的延时，并通过ＴＤＣ的输出级数表示出来，ＴＤＣ将输出信号传输给ＡＣＵ，ＡＣＵ再将计算出的监测点偏差率和阈值相比较，当监测点偏差率大于阈值时，时钟占空比调节信号拉高。时钟占空比调节模块在时钟占空比调节信号拉高时逐级增加时钟占空比，直到时序预警信号拉低，此时停止调节时钟占空比，最终实现降低由于路径监测点偏差而损失的功耗收益。

针对规模化畜禽生产中动物健康、环境卫生和牧场的废气排放造成的社区环境污染，以及动物源人兽共患病的流行和“超级细菌”导致的公共卫生问题，受17个国家、省部和国际合作项目资助，申请人系统地对畜禽场舍内外环境微生物监测，在国内首次阐明密集的畜禽饲养使微生物气溶胶的含量升高、环境质量变坏、并向场舍外扩散；在国际上首次建立了病毒气溶胶传染模型，揭示了禽流感等4种病毒气溶胶的发生、传播及感染机制，认识了疫病气源性传染的过程与规律，丰富了流行病学理论。 从事该领域工作20余年，37名博、硕研究生参与,发表SCI论文35篇，总影响因子116，他人引用536次；检测技术获得2项国家发明专利；一项国家国际合作项目验收为优秀。 （1）确认了畜禽场舍的微生物气溶胶的来源及其传播。即对养鸡猪牛兔等场舍（共126个场）及场舍外不同距离的气载需氧菌、厌氧菌、革兰氏阴性菌及内毒素、真菌及真菌毒素监测，获得了其含量及不同菌群的构成成分；揭示了养殖环境微生物气溶胶向场舍外包括社区居民环境的扩散，在200m之内污染严重。借此，评估了畜禽舍环境卫生和疫病流行风险及对从业人员的传染危害，制定了防控措施；创立了规模化生产“环境性疫病学说”；提出了舍微生物气溶胶既是环境质量指征，又是病原传播感染媒介的学说。 （2）阐明了源于畜禽舍的微生物气溶胶向场舍外扩散，在国际上首次把基因组学技术应用于畜禽舍的微生物气溶胶溯源鉴定。采用PFGE、ERIC和REP-PCR对牧场舍内外环境中分离的指示细菌溯源发现，从牧场舍外下风方向（10-200m）分离的多数微生物来源于舍内空气或粪便（粪便中分离到的与舍内空气中的部分大肠杆菌（鸡舍34.1%、牛栏41.8%）来源相同）。揭示了牧场动物产生的微生物气溶胶不仅在畜禽群内扩散，而且能向场舍外环境传播。首次构建了气源性传染病的传播模式，有公共卫生和流行病学意义。 （3）发现了源于动物体携带毒素基因的病原菌气溶胶的发生与传播。对养鸡猪牛场（共33个）舍内、舍外环境分离的380株气载大肠杆菌携带主要毒素基因的解析发现，鸡舍携带LTa基因的菌株最多为53.85%（63/117）、猪舍携带LTa和STb基因的分别35%和30%、牛舍58.74%大肠杆菌携带1至4种毒素基因。探明了畜禽传染病病原的传播过程。 （4）验证了畜禽饲养中“超级细菌”和泛耐药菌的出现及扩散。应用分子生物技术对养鸡猪牛场舍内、舍外环境分离的426株肠球菌和149株金葡菌耐药基因鉴定，发现了传统的超级细菌：在养鸡场舍内外8株金葡菌为MRSA-耐甲氧西林金葡菌，并携带耐药基因；36株肠球菌携带耐万古霉素vanA或vanB基因。14.55%（62/426）的肠球菌对β-内酰胺酶类抗生素耐药等。揭示了养殖环境耐药菌的产生与传播状况和滥用抗生素导致的危害风险。 （5）确认养殖环境3%-13%气溶胶粒子属于PM2.5。在鸡猪牛舍分别为3.7%、4.9%、13.4%的粒子Dae50＜1µm，这些粒子能够到达肺泡，对动物及饲养员的感染危害更大。该结果为养殖环境饲养卫生管理及卫生标准的制定提供参考，丰富了感染理论。 （6）建立了AIV、NDV等病毒气溶胶的发生、传播及感染模型，阐明其气源性传染的机制与风险。

自主神经系统的主要作用即是随时调控人体各脏器功能，以使其尽快适应内外环境的改变。因此，自主神经系统的活动可视作人体基本生命活动状况的晴雨表，作为一个崭新的生命体征量化指标意义重大。但碍于该领域目前并非医学研究追逐的热点，故国内、外在自主神经功能监测设备方面均属空白。该设备是属于原始创新的医疗领域无创监测设备，它基于心率变异性分析的独特算法，实现对患者自主神经功能的连续、实时、无创监测。应用范围:在临床领域可应用于生理状况评估、慢性病管理、多种疾病的辅助诊断、重症及围手术期病人监测、心理和精神测评等。效益分析:该研究成果可转化为医疗临床领域的监测设备，需要医-工学科的结合。由于心电信号采集的硬件技术已非常成熟，该研究的核心部分在于满足临床监测功能的心电信号分析算法。 其技术优势在于：指标特异性高；生理基础明确；心电信号分析算法独特；属无创的监测技术；监测条件简便；所需硬件技术成熟、成本低廉；在医疗机构具有大规模推广的价值。