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精准能量调控点环光斑激光加工头
【研究背景】
图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。
图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布
【痛点问题】
现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。
【解决方案】
本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。
（1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法
为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。
图2 螺旋相位板结构
螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。
图3 产生涡旋光束的光路图
表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布
本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。
图4 实验生产的涡旋光束
（2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法
图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。
（a）三镜方案
（b）两镜方案
（c）单镜方案
图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法
华中科技大学
2022-09-27
NMT细菌/病毒/组织感染组织能量代谢仪
“NMT界乔布斯”许越先生推荐创新平台
中关村NMT产业联盟推介成员单位创新产品
“生物安全，人人有责”
推出背景：
在国际竞争白热化，战争形态多样化的今天，生物安全已成为国家安全的重要组成部分，为积极应对这一挑战，2019年10月，生物安全法草案于首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。本次新冠肺炎疫情的爆发，让各界更加意识到，生物安全对于确保国家安全、保障社会稳定、人民群众生命安全和身体健康的重要性。
国家安全就是国家竞争，归根结底又是科技实力的竞争！因此，作为中国的高新技术企业，中关村NMT联盟的会员单位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技术积累，以NMT：非损伤微测技术为底层核心技术，迅速推出了与国家生物安全相关多种检验，监测仪器设备，以及适用于多个学科及领域的研发平台：
《NMT生物安全创新平台》特制系列产品！
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
分类及用途：
1）《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-100）
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
2）《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-200）
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-100）
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用途：
基于底层核心NMT技术，以及成熟的技术解决方案，让科研人员可以马上投入相关科研创新工作。
参数：
1.基本功能：
1.1针对细菌感染组织能量代谢研究设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速
《NMT细菌感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-BTM-200）
应对挑战：
1）组织器官水平研究：随着研究的深入，单细胞的生理状态，以及对不同环境的生理反应，与处于机体组织器官中的细胞的差异，已逐渐成为研究中的瓶颈。NMT不仅可以检测单细胞，还可以实现对细胞的原位检测，以及对活体组织器官的在体检测，很好地弥补了这一研究手段的空白。
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用途：
基于底层核心NMT技术，结合自身科研兴趣，以及其它相关技术参数，在我方技术人员协助下形成技术解决方案，让科研人员建立更具独有创新特色的实验平台。
参数：
1.基本功能：
1.1针对细菌感染组织能量代谢研究和研发设计
1.2活体、原位、非损伤检测
1.3可检测指标：H+、O2
1.4可实时监测和记录检测时的环境参数：温度、湿度、大气压、海拔、经纬度
1.5 可拓展检测指标：葡萄糖、NADPH、ATP
2.性能：
2.1自动化操作
2.2长时间实时和动态监测
2.3无需标记
2.4立体3D流速检测
3.软件：
3.1imFluxes智能软件，可直接检测、输出离子分子的浓度与流速，以及检测时的环境参数
旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
NMT寄生虫感染组织能量代谢仪
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中关村NMT产业联盟推介成员单位创新产品
“生物安全，人人有责”
推出背景：
在国际竞争白热化，战争形态多样化的今天，生物安全已成为国家安全的重要组成部分，为积极应对这一挑战，2019年10月，生物安全法草案于首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。本次新冠肺炎疫情的爆发，让各界更加意识到，生物安全对于确保国家安全、保障社会稳定、人民群众生命安全和身体健康的重要性。
国家安全就是国家竞争，归根结底又是科技实力的竞争！因此，作为中国的高新技术企业，中关村NMT联盟的会员单位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技术积累，以NMT：非损伤微测技术为底层核心技术，迅速推出了与国家生物安全相关多种检验，监测仪器设备，以及适用于多个学科及领域的研发平台：
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应对挑战：
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2）活体研究：可在离体或在体的情况下，对活体组织，开展代谢研究，无需提取、无需染色。
分类及用途：
1）《NMT寄生虫感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-PTM-100）
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2）《NMT寄生虫感染组织能量代谢仪》（型号：NMT-PTM-200）
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旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
开放式多端口能量路由器平台
以电能为核心，可汇集和管理电、冷、热、燃气以及其他形式的能源，具备能量灵活转化、变换、传递和路由功能，并实现能源物理系统与信息系统的融合，是支持能源互联网的核心装置。
1、独立统一的控制器、DSP（C6000）控制和快速原型控制器都可以根据用户的需求进行定制。
2、交流端口、直流端口可根据客户需求进行定制，端口数量和电压等级均可灵活变化。
3、直流端口电压等级可变，可以根据用户需求进行端口复用。
4、具备策略调度系统功能，统一控制器下所有变流器之间不需要通讯，通讯调度不需要考虑延时，是真正意义的实时控制，离并网实时切换，外接设备即插即用。
5、能量路由器具备二次开发特点，可根据客户需求提供完整硬件原理图和软件全部源代码。
南京研旭电气科技有限公司
2022-07-22
MEMS惯性测量单元
惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）是测量物体三轴姿态角（或角速度）以及加速度的装置。IMU属于捷联式惯导，该系统由两个加速度传感器与三个速度传感器（陀螺）组成，加速度计测量物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。 技术指标 技术指标 单位 型号 UESTCME-1 UESTCME-2 UESTCME-3 轴数 个 3 3 3 加速度量程 ±10g ±35g ±35g 加速度精度 2.8 5.5 11 加速度灵敏度 mV/g 100±2 20±1 40±1 加速度零点稳定性 mg/hr 15 60 40 加速度温度漂移 % <2% <2% <2% 角速度量程 o/s ±150 ±300 ±300 角度精度 度 0.1 0.2 0.1 角度灵敏度 mV/o/s 6±1 6±1 25±1 角度零点漂移 o/hr 0.3 1.0 0.3 角度温度漂移 % <2% <5% <2%
电子科技大学
2021-04-10
MEMS惯性测量单元
惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）是测量物体三轴姿态角（或角速度）以及加速度的装置。IMU属于捷联式惯导，该系统由两个加速度传感器与三个速度传感器（陀螺）组成，加速度计测量物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。
电子科技大学
2021-04-10
水貂体型测量设备
水貂体型测量设备包括车架、貂筒、貂筒固定架、貂筒挡板、貂筒挡板控制机构、长度测量传感器、称重传感器、控制屏和电源，在平台的后端设置有貂筒固定架，在貂筒固定架的底部安装有称重传感器；貂筒挡板控制机构包括驱动元件和联动杆，在平台上设置有缝隙，在缝隙的下方设置貂筒挡板；在貂筒的前方设置有立板，长度测量传感器固定在立板上；控制屏包括触摸显示屏、启停按键、貂筒挡板动作按键、当前清零按键和控制器。本实用新型实现了水貂体长和体重的快速精确测量，减小了养殖户的劳动量。
青岛农业大学
2021-04-11
吸声系数测量系统
准确把握吸声材料的吸声特性是演艺厅堂声学设计的基础，同时各个单元吸声材料 与厅堂的建筑结构共同决定演艺厅堂的声学属性。因此准确把握吸声材料的声学属性对 于演艺厅堂的设计及建设都显得尤为重要。 传统吸声系数测量通常分为三个过程：首先通过实验测量混响室内空室和放入材料 后的混响时间，再人为的通过两个工况的混响时间计算出吸声材料各个频带的吸声系数， 最后整理数据编辑打印报告。传统吸声系数测量系统不能在测量现场直接反应材料的吸 声性能，这对一些可变吸声体以及背衬调整空腔的吸声材料通过测试寻找最优的声学属 性的工作显得很低效，无法在测试现场及时做出调整，从而进一步寻找最优工况。 本系统通过脉冲相应法分别测量混响室内空室及放入材料后的混响时间，再进一步 计算吸声材料的吸声系数。在两个工况的混响时间测试结束后，利用内存数据存储技术， 可以直接获得材料的吸声系数以及获得测试报告，将混响时间的测试、吸声系数的计算 以及报告输出集成于一个系统内连续作业，在测试现场可以立刻获得材料的吸声系数， 方便及时调整测试方案从而获得更为理想的吸声性能。
同济大学
2021-04-13
齿轮测量机
目前齿轮厂家在提高齿轮质量的过程中必须通过对齿面进行测量才可以得知如何修正齿面误差，而测量齿面无非采用两种方式：（1）三座标测量（2）齿轮测量机。三座标的测量范围广，可以测量各种类型的零件，但如果仅用于齿轮测量，则用齿轮测量机具有优势，因为齿轮测量机速度快且精度高。目前国内的轮测量机，但由于精度和软件和美国MM的有较大差距，因此销售量不大，国内齿轮厂一般买
西安交通大学
2021-01-12
MEMS惯性测量单元
成果简介： 惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）是测量物体三轴姿态角（或角速度）以及加速度的装置。IMU属于捷联式惯导，该系统由两个加速度传感器与三个速度传感器（陀螺）组成，加速度计测量物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。 技术指标 技术指标 单位 型号 UESTCME-1 UESTCME-2 UESTCME-3 轴数 个 3 3 3 加速度量程 ±10g ±35g ±35g 加速度精度 2.8 5.5 11 加速度灵敏度 mV/g 100±2 20±1 40±1 加速度零点稳定性 mg/hr 15 60 40 加速度温度漂移 % <2% <2% <2% 角速度量程 o/s ±150 ±300 ±300 角度精度 度 0.1 0.2 0.1 角度灵敏度 mV/o/s 6±1 6±1 25±1 角度零点漂移 o/hr 0.3 1.0 0.3 角度温度漂移 % <2% <5% <2%
电子科技大学
2017-10-23