成果与项目的背景及主要用途： 我国随着经济社会发展速度的提升，已极为重视对环境和经济可持续发展的 社会需求，公众也对切身的环境问题关注日益密切。以大气中常见空气污染物为 应用检测对象，开发研制快速实时且高精度的 TDLAS 可调谐二极管光谱学检测 设备，为大气环境监测中所要求的微量、高精度及快速响应需求提供仪器实现手 段，应用于室内外环境污染气体监测和煤矿、油井等地下作业中毒气泄漏的监控， 可以有效避免有毒有害气体排放导致的大规模大气污染发生，保障环境质量安全， 为国民经济作出重要贡献，社会效益显著。并特别适用于强磁场和辐射性、腐蚀 性或危险性大的环境，可实现对如飞行器、舰船、矿井、油田、建筑物等恶劣环 境的实时检测分析。大气污染物气体 TDLAS 测量及评价系统项目研究和开展具 有对于产品需求直接的经济效益及环境保护的社会效益。 技术原理与工艺流程简介： 该项目在团队已有红外光谱工作基础上,组建基于 TDLAS 的大气污染物在 线检测实验平台，通过对排放气体干扰组分、激光器输出参数及系统电子学指标 的分析与优化，建立适用于大气常见污染物气体实时快速 TDLAS 仪器检测技术 体系。并基于企业自有的物联网 GPS 模块设备开发技术、长光程气体吸收池技 术、仪器网络系统集成技术等，进行 TDLAS 仪器向网络分布式监测系统的应用 技术研究，使项目内推出的样机可以作为独立接入单元接入区域环境评测平台， 对传统在线式检测仪器数据接入及集成进行功能创新。 a.基于课题团队自有光谱数据处理算法软件与嵌入式系统开发平台进行控 制系统产品化开发 b.根据检测物指标，可定制选择国外或国内激光器模块封装进行集成 192天津大学科技成果选编 c.基于实验室自有开放光程光路准直定位技术以及长光程气体池技术进行 关键模块定制。 d.根据用户需要定制上位机专用分析软件程序。 应用领域：燃料燃烧、金属冶炼、变电高压、焦炭化工、矿业筛选、农药施 放、油漆喷涂、造纸纺织、皮革纤维、生活垃圾焚烧、危险废物处理、制药、橡 胶等有气体污染物排放行业 合作方式：技术开发，模块打包出售（15—20 万元/套）

又称为植物冠层分析仪。只要手持本仪器在植物冠层下穿行或行走，即可获取叶面积指数、丛生指数、间隙率、光合有效辐射、光合有效辐射分量等植物冠层的参数。是联合国粮农组织推荐的叶面积指数检测仪器，并用于对LAI2000的修正或取代。 TRAC-II叶面积指数检测仪是在加拿大皇家院士陈先生的叶面积指数检测理论与算法的基础上研发的。相对第一代TRAC，主要改进有：增加了手机现场处理功能，存储容量增大了256倍，采用了无线网络通信，提高了检测精度，减轻了传感器重量，升级并完善了处理软件到TRACWin 5.9.0版。 TRAC（Tracing Radiation and Architecture of Canopies即植物冠层分析仪的缩写）是检测叶面积指数及植被吸收光合有效辐射的光学仪器。TRAC通过间隙大小分布及间隙率来检测叶面积指数，可用于森林、植冠等叶面积指数的检测，从而为森林碳汇与林业碳汇、作物长势等的研究提供依据。TRAC-II由手机及智能传感器两部分构成，检测光合有效辐射，采用无线传感器网络交换数据，通过手机或计算机处理软件计算出结果。企业合作项目。

随着目前国际反恐形势的日益严峻，大到战场上恐怖组织的生化袭击，小到日常生活中大量行李信件内夹带的各类危险品，给国防安检等带来了前所未有的巨大挑战。因此，军工企业对于非接触式无损检测手段的开发和利用是企业内部品质把控的重要一环，同时也是国家经济高速发展的重要保障。现有技术手段存在的主要问题是检测时间长且准确率不高。相比之下，太赫兹波谱作为一种非接触式无损检测手段，可与危险品成分中的C\HO\N有机大分子发生相互作用，通过共振吸收谱探知危险品的种类与剂量。“TDS-I型太赫兹手持式危险品检测仪”在传统太赫兹时域波谱系统基础上，使用特种保偏光纤与精密光纤器件替代常规自由空间光路的全部透/反射镜片，形成了全光纤一体化结构，极大简化了仪器光路，增加了系统的集成性与稳定性；使用超高速光延迟扫描振子，搭配超高速数据采集锁放电路模块，实现了0.1sec/scan的超高速太赫兹信号采集，真正的实时在线样品检测；太赫兹信号重复性好、稳定性高，信噪比大于65dB，谱宽大于3.5THz；上位机软件使用LABVIEW设计，界面简洁友好，便于终端用户熟悉和操作；仪器外观秉承简约设计风格。可以实现爆炸物、生物制剂等危险品的临场快速在线检测，是一款军民融合的高科技含量产品。

随着目前国际反恐形势的日益严峻，大到国际战场上恐怖组织的生化袭击， 小到国内日常生活中大量行李、包裹、邮件、信封内夹带的各类危险品(毒品、 爆炸物、有害生化制剂等)，给国防、安检和人民的正常生活等带来了前所未有的巨大挑战。因此，军工企业对于非接触式、无损检测手段的开发和利用是企业 内部品质把控的重要一环，同时也是国家经济高速发展的重要保障。现有检测技术手段存在的主要问题是检测时间长且准确率

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。

本发明公开了一种基于光纤图像传输的圆柱面表面微痕缺陷的 检测系统，运用光纤束传像原理，将传像光纤有规则地排列在一个同 心圆周上，实现外圆柱表面一周的图像采集及缺陷检测。该装置主要 包括球面聚光反射镜、点光源、聚焦透镜系统、传光光纤、自聚焦棒 透镜、传像光纤、柱面透镜和线阵 CCD。本发明一方面通过光纤将外 界照明光引入，使被检测表面的环状检测区域被充分照明;另一方面 利用传像光纤把被检测表面的反射光传递给CCD聚焦透镜系统;最后 通过图像采集卡和计算机软件分析检测圆柱类物体外表面的缺陷。该

本发明公开了一种适用于点型缺陷的磁轭式局部微磁化检测装 置，该装置包括磁敏感元件部分，磁感应部分以及磁轭式局部微磁化 部分，磁敏感元件部分包括磁敏感元件、引线端、磁引导芯和引导芯 套筒，磁引导芯下端采用圆锥形的结构细化检测区域，实现点型缺陷 的高分辨率检测；磁感应部分由绕制在引导芯套筒外侧的磁感应线圈 组成；由引导芯套筒支撑固定的磁轭式局部微磁化部分，包括环形导 磁构件、磁铁连接件、磁轭式双磁铁以及斜向双导磁构件，该部分将 磁场量导入待检测金属体内，达到局部微磁化的效果，通过与磁引导 芯连接的磁敏感

本发明公开了磁致伸缩导波传感器及含有传感器的换热管缺陷 检测系统，传感器包括外壳，外壳的外侧壁上设置有第一环形布线槽 和第二环形布线槽，第一环形布线槽和第二环形布线槽内分别放置有 激励线圈和接收线圈，激励线圈和接收线圈均为螺线管线圈，外壳内 腔在对应于激励线圈和接收线圈的位置分别放置有激励磁铁和接收磁 铁，激励磁铁和接收磁铁均为钐钴永久磁铁，外壳的一端连接有插头 连接座，插头连接座上连接有激励插头和接收插头。检测系统包括传 感器、功率放大器、信号发生器、计算机、A/D 转换器和滤波放大器。 本发明通过磁致伸缩效应，直接在换热管内激励出纵向模态超声导波， 整个检测过程中传感器与换热管无需接触，提高了检测效率以及适用 性。 

本发明提出一种光学倍频的纳米位移计量传感器，包括激光器、偏振分光棱镜、1/4 玻片、角锥棱镜、平面反射镜、偏振片、光电探测 器和底座。本发明的传感器采用光学倍频技术，直接在光学结构上将 光程差进行 8 细分，同时采用偏振分光棱镜和 1/4 玻片组合减少了光 能损失，保证了干涉条纹的强度，具有结构简单，精度高，测量范围 大，抗干扰能力强等特点，并且相比于单路光束系统在某种程度上可 减小非直线运动所造成的误差。

本发明公开了一种用于 TFT-LCD 缺陷自动检测线的图像采集装 置，包括步进电机、滤光片轮、同步带轮、图像传感器和镜头等，其 中步进电机的输出轴与安装在定位板通槽中的一个同步带轮保持相 连；滤光片轮则与安装在定位板中的另外一个同步带轮保持相连，并 且沿着圆周方向还可拆卸地安装有多个滤光片，这些滤光片选自与多 个单元色相对应的彩色滤光片，以及透光率呈逐步增加的中性滤光片； 图像传感器和镜头可上下发生调整，并用于与各个滤光片相对准，由 此执行对不同单元色和不同亮度情况下的图像采集。通过本发明，能 够有