传统PZT压电陶瓷应用广泛，但在居里温度较低，环境温度较高时，PZT陶瓷样品极易退极化。随着压电材料的应用范围的进一步拓展，一些极端条件对压电陶瓷的应用提出了新的挑战。北京大学工学院实验室利用高居里点的钪酸铋-钛酸铅压电陶瓷制备了基于d31模式和d33模式的应用于高温环境中的压电振动能量回收器，器件可以稳定地工作在150℃以上的高温环境中。高温下由于电畴被活化，器件的压电系数和相应的输出功率比室温时提高一倍以上。 与压电能量回收器不同的是，压电驱动器是一种利用压电效应，将电能转化为机械能实现纳米级驱动的器件，压电驱动器利用压电材料的准静态逆压电效应实现10微米至100微米的微小位移；同时，还可以利用压电陶瓷的高温谐振动效应制备高温压电马达。

本发明提供了一种压电?电磁复合式振动能量收集器及其制备方法，该振动能量收集器包括相互堆叠的第一衬底、第二衬底和第三衬底；所述第一衬底、所述第三衬底经刻蚀分别形成第一、第二悬臂梁结构，其中所述第一衬底的下表面形成有第一凹槽、所述第一凹槽上方为第一悬臂梁结构，所述第三衬底的上表面形成有第二凹槽、所述第二凹槽下方为第二悬臂梁结构；所述第二衬底的上、下表面相对应的位置形成有第三凹槽和第四凹槽，以组装形成三组不同谐振频率的拾振结构。通过该制备方法所制备的振动能量收集器具有高的能量收集效率、输出功率和输出功率密度(W/cm2)，还具有尺寸小、精度高、易于批量制造、制造成本低以及易于小型化的优点。

传统PZT压电陶瓷应用广泛，但在居里温度较低，环境温度较高时，PZT陶瓷样品极易退极化。随着压电材料的应用范围的进一步拓展，一些极端条件对压电陶瓷的应用提出了新的挑战。北京大学工学院实验室利用高居里点的钪酸铋 - 钛酸铅压电陶瓷制备了基于 d31模式和d33模式的应用于高温环境中的压电振动能量回收器，器件可以稳定地工作在 150℃以上的高温环境中。高温下由于电畴被活化，器件的压电系数和相应的输出功率比室温时提高一倍以上。 与压电能量回收器不同的是，压电驱动器是一种利用压电效应，将电能转化为机械能实现纳米级驱动的器件，压电驱动器利用压电材料的准静态逆压电效应实现10微米至100微米的微小位移；同时，还可以利用压电陶瓷的高温谐振动效应制备高温压电马达。

本发明涉及直流配电网技术领域，具体涉及智能型直流断路器电弧能量抑制系统及其方法，包括高频信号注入模块，产生并注入高频载波信号至电弧通路；电弧特征识别模块采集电弧电压电流信号，利用VMD‑HHT算法识别电弧类型并生成特征信息；磁通扰动观测模块检测电流磁通量，计算磁通扰动值及相位差；深度学习控制模块接收电弧特征信息和相位差，通过深度强化学习算法生成IGBT控制时序信号；多端口换流控制模块接收该信号，控制多级IGBT并联子模块的开关频率，基于PWM控制方法高效抑制电弧能量。双启发式算法控制模块结合遗传算法和粒子群算法，自适应分配各端口驱动电流，实现IGBT模块并联均衡。

一、项目简介可针对不同环境，完成震动能、压电能、摩擦电能、光电能、热能、化学能、风能、电磁能、射频信号能等能量的收集、存储，并根据需要为片上或片外低功耗传感器提供稳定且低噪的输出能量供给。此外，针对不同的传感器结构和类型进一步提供丰富的接口电路，用来读取传感器所产生的感应信号。配合低功耗收发机模块，可实现完整的无线传感节点功能。二、特点12345678.电源管理部分静态电流可低至 65nA；.整个 ASIC 功耗（包含温度传感）不足 1µW；.具有最大功率点追踪；.匹配最小 16kΩ的厘米级以下压电片.具有能量收集、存储和调整输出功能；.提供超低噪声电源供给（10nA-100µA）片上/片外传感器；.存储的能量支持 ZigBee、Bluetooth 等低功耗协议间歇数据传输；.构建平均功耗小于 5µW 的无线传感节点。三、市场情况本项目能以超低功耗实现完整无线传感节点，在 IoT、环境监测等领域有良好的应用前景和社会经济效益。四、技术成熟度此技术成熟，即将获得专利授权，寻求与企业合作。-- 28 --西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发 技术入股 □转让授权（许可） 面议

一、项目简介可针对不同环境，完成震动能、压电能、摩擦电能、光电能、热能、化学能、风能、电磁能、射频信号能等能量的收集、存储，并根据需要为片上或片外低功耗传感器提供稳定且低噪的输出能量供给。此外，针对不同的传感器结构和类型进一步提供丰富的接口电路，用来读取传感器所产生的感应信号。配合低功耗收发机模块，可实现完整的无线传感节点功能。二、特点12345678.电源管理部分静态电流可低至 65nA；.整个 ASIC 功耗（包含温度传感）不足 1µW；.具有最大功率点追踪；.匹配最小 16kΩ的厘米级以下压电片.具有能量收集、存储和调整输出功能；.提供超低噪声电源供给（10nA-100µA）片上/片外传感器；.存储的能量支持 ZigBee、Bluetooth 等低功耗协议间歇数据传输；.构建平均功耗小于 5µW 的无线传感节点。三、市场情况本项目能以超低功耗实现完整无线传感节点，在 IoT、环境监测等领域有良好的应用前景和社会经济效益。四、技术成熟度此技术成熟，即将获得专利授权，寻求与企业合作。-- 28 --西安交通大学国家技术转移中心五、合作方式联合研发 技术入股 □转让授权（许可） 面议

在结构构成极为精密复杂的卫星内部，微振动无法避免、十分难控，载荷几乎不可能时刻保持稳定，在几百甚至几千公里的太空中，卫星载荷一次微小的振动，都会差之毫厘，谬以千里。所以，载荷控制精度指标一直难以实现数量级提升。 团队采用“无线能量传输”技术，研发了基于同轴结构耦合结构的无线能量传输系统，可以实现卫星与载荷的物理接触彻底隔绝。该系统由发射调节器、发射耦合器、接收调节器以及接收耦合器组成。为了将技术应用于卫星以提升载荷精度，团队解决了动态场景下无线传能、失谐电路的补偿匹配以及大功率电能传输等关键技术难题。 该卫星无线能量传输系统被上海卫星工程（航天 509 所）研究所采用，团队按照航天规范，联合上海空间电源研究所（航天 811 所），在已有的原理样机的基础上，研制出航天正样产品，并于 2020 年 10 月完成正样产品的交付验收，在 2021 年某月装备在高分辨试验卫星发射上天。据了解，该卫星是首颗搭载无线能量传输技术的试验卫星，具有重大的意义。

多元热流体发生装置起源与二十世纪 80 年代，美国的“深井注汽项目”(Project Deep Steam)，由美国桑迪安(Sandia)国家实验室负责研制井下蒸 汽发生器，并进行了多次现场试验。上世纪 90 年代初期，西安交通大学陈听宽 教授从燃机设计的角度出发，也对井下蒸汽发生器进行了一系列的研究，并进行 了一些低压实验。到本世纪，液体火箭发动机的设计理念被借鉴到多元热流体发 生器中，燃烧压力达到 20MPa，现场试验取得了一定的成功。但是，多元热流体 发生装置仍存在燃料雾化效果差、燃烧不稳定、冷却水套结垢、汽化室喷孔堵塞 等问题。本项目研究侧重于超临界水热燃烧型的多元热流体发生装置，与火箭动力型 不同，超临界水热燃烧不仅是一种高压燃烧，而且其燃烧介质为超临界水，即火 焰区域有一定份额的超临界水存在。

成果与项目的背景及主要用途： 本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术 途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到 节能、减排、增效、降耗的综合效果。 本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计 算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的 能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化 操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、 降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。 大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收， 本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守 恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外 部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的 20天津大学科技成果选编 21 能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度 考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。 随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生 了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 主要包括： 1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 2. 工艺系统优化 3. 化工能量系统分析与集成优化 4 Total Site 能量系统优化 该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、 食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可 控制在 1 年以内，也可根据工厂要求控制在 3 年以内。 技术原理与工艺流程简介： （1） 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 采用数学及计算机技术对现场采集的数据进行分析，修正模型参数，建立与 现场操作数据基本吻合的机理模型，寻求对工艺及设备的深刻理解，诊断系统及 设备的潜力和瓶颈。 通过计算机模拟与标定计算，诊断装置与设备的潜力及存在的瓶颈因素，通 过少量的改造或操作优化，实现装置扩产或节能。 （2） 工艺系统优化 反应系统：采用夹点技术，有效利用反应热。对于吸热反应，则实现有效供 热。 精馏系统：优化精馏塔序列及回流比、采出量，采用夹点技术实现精馏塔内 部及外部能量系统的集成优化，以及多效精馏、热泵精馏、隔壁精馏等技术的优 化运用。 换热网络优化：通过夹点技术分析节能潜力，优化换热网络。对冷系统和热 系统采用。 设备强化：采用计算机模拟技术优化工艺操作及设备选型，通过选用高效分天津大学科技成果选编 离、换热、蒸汽回收装置实现设备强化。设备强化同时带来最小换热温差的变化， 进而，通过夹点技术，实现设备强化后的反应系统、精馏系统及换热网络的再优 化。部分装置的优化效果可达 40%以上。本技术若用于工艺包效果会更好。 （3） 化工能量系统分析与集成优化 含换热网络优化和蒸汽动力系统优化二项内容。通过夹点分析和换热网络优 化技术，实现对用热及用冷过程的优化，对新过程，一般可节能 2040%，对已 有过程，一般可节能 1030%。蒸汽动力系统优化含锅炉系统，蒸汽储能，热电 联产，燃料系统等的优化，节能效果在 1030%范围。 （4） Total Site 能量系统优化 以夹点技术为核心，从各装置的工艺优化入手，首先实现能量需求侧的优化， 然后对各装置进行夹点分析和换热网络优化，使能量回收达到最优，然后考虑各 装置之间的能量优化，最后是公用工程系统的能量优化。最终，做到全系统的能 量优化。Total Site 能量系统优化是工厂能量优化的最佳解决方案，可显著提高 系统能效。 技术水平及专利与获奖情况： 该技术具有近 30 年的研究历史，数千套装置的工业实践，是美国国家能源 署首推的过程工业节能减排先进技术。 本项目组自 2008 年与英国曼彻斯特大学过程集成中心（CPI）展开合作，在 近 20 年过程模拟优化研究基础上，消化吸收 CPI 的过程集成技术，经过 10 余个 工厂，近 30 套不同工业装置（涉及石油化工、煤化工、精细化工、食品工业、 制药工业、电力等过程）的工业实践，积累了丰富经验。 优化过的典型工业过程有： 20 万吨/年二甲醚装置优化 60 万吨/年煤制甲醇过程优化 10 万吨/年水玻璃生产过程优化 10 万吨/年白炭黑生产过程优化 2 万吨/年大豆制油过程优化 2 万吨/年大豆蛋白生产过程优化 22天津大学科技成果选编 120 万方/天天然气处理过程优化 150 万吨/年常减压装置优化 20 万吨/年催化裂化装置优化 4 万吨/年气分及 MTBE 装置优化 2 万吨/年 HFC125 装置优化 应用前景分析及效益预测： 系统优化的目标是降低能耗和企业的生产成本，同时，带来节能减排的社会 效益。 节能减排势在必行，系统优化是帮助企业提高技术水平，实现节能减排的有 效技术途径。 应用领域：石油化工、煤化工、精细化工、食品、制药、电力等行业 合作方式及条件：面议

本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到节能、减排、增效、降耗的综合效果。本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收，本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。主要包括：1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断2. 工艺系统优化3. 化工能量系统分析与集成优化4 Total Site能量系统优化该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可控制在1年以内，也可根据工厂要求控制在3年以内